JP6816730B2 - 発電装置 - Google Patents

Description

本発明は、プレス機におけるスライドの上下往復運動に伴うエネルギーを有効活用して発電を行う発電装置に関する。

地球環境保全等のため、プレス機におけるスライドの上下往復運動に伴うエネルギーを有効活用して発電を行う発電装置に関する発明が、例えば、特許文献１に開示されている。

特許文献１に開示された発電装置１００は、図９に示すように、プレス機１０１の上下往復運動を行うスライド（押し当て器具）１０２の左右両側面には、上端が平坦なプレート１０３を備え、また、プレス本体１０５には、プレート１０３の上方で、ロッド１０４ａが下方に伸びる流体圧シリンダ（受圧部）１０４を備え、スライド１０２の上昇動作時に、プレート１０３の上端が流体圧シリンダ１０４のロッド１０４ａ下端を押圧する圧力を流体圧力として流体回路（伝達部）１０６を経由して発電ユニット１０７に伝達し、発電ユニット１０７内のタービンを回転させる発明である。

特開２０１４−２３６６３８号公報

しかしながら、一般のプレス機１０１は、クランク機構等を用いて所定のスライドストロークだけスライド１０２を上下動させる構造であるので、装着する金型のダイハイト（下死点での上下高さ）に応じてスライド１０２の下死点での上下高さを調整するスライド調整機構を備えている。そのため、スライド調整機構を備えたプレス機１０１に上記発電装置１００を適用する場合には、スライド１０２をスライド調整量の範囲で最低位置から最高位置まで調整したときにも、スライド１０２の上昇動作時に、プレート１０３の上端が流体圧シリンダ１０４のロッド１０４ａ下端を押圧可能とする以下のような対策をとる必要があった。

例えば、図１０（Ａ）に示すように、スライド１０２の上下高さの調整に連動して流体圧シリンダ１０４の上下位置を移動させる移動機構を、プレス機１０１に設置する対策１が考えられる。しかし、その移動機構は、スライド１０２の上下往復運動時にはスライド１０２から分離でき、スライド調整時にのみスライド１０２と連結できる複雑な構造とする必要があり、その設備費も高価となる問題があった。

また、例えば、図１０（Ｂ）に示すように、スライド１０２を最低位置に調整したときから、スライド１０２を最高位置に調整したときまで、プレート１０３の上端が流体圧シリンダ１０４のロッド１０４ａ下端を、連続して押圧可能とするようロッド１０４ａの長さを延長させる対策２が考えられる。しかし、ロッド１０４ａの長さを延長させた場合、ロッド１０４ａのスライド１０２による押圧移動量が増加して、ロッド１０４ａが変形又は摩耗しやすいという問題があった。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、プレス機におけるスライド調整に簡単に対応でき、ロッドの変形又は摩耗等の少ない流体圧シリンダを備えた発電装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る発電装置は、次のような構成を有している。
（１）プレス機の所定のスライドストロークで上下往復運動を行い、かつ所定のスライド調整量でスライド調整が可能なスライドの昇降動作時に、前記スライドがプレス本体に装着した流体圧シリンダのロッドを押圧する圧力を流体圧力として流体回路を経由して発電ユニットに伝達し、前記発電ユニット内の駆動部を回転させて発電する発電装置であって、
前記ロッドの受圧側には、前記スライドに形成した当接部が前記スライドの上昇途中から上死点まで押圧する第１鍔部と、前記当接部が前記スライドの下降途中から下死点まで押圧する第２鍔部とが、軸方向で離間した位置に形成されていること、
前記流体圧シリンダは、前記スライド調整量と前記当接部が前記第１鍔部又は前記第２鍔部を押圧して移動させるロッドの押圧移動量とを加算した距離より大きい範囲で、前記ロッドに連結されたピストンが移動可能に形成されていることを特徴とする。

本発明においては、ロッドの受圧側には、スライドに形成した当接部がスライドの上昇途中から上死点まで押圧する第１鍔部と、当接部がスライドの下降途中から下死点まで押圧する第２鍔部とが、軸方向で離間した位置に形成されているので、スライドの上下往復運動に伴う流体圧シリンダのロッドの押圧移動量を減少させることができ、ロッドの変形又は摩耗等の恐れを低減することができる。

また、流体圧シリンダは、スライド調整量と当接部が第１鍔部又は第２鍔部を押圧して移動させるロッドの移動量とを加算した距離より大きい範囲で、ロッドに連結されたピストンが移動可能に形成されているので、スライド調整量に基づいてスライドの下死点での上下位置を最高位置又は最低位置に変更しても、流体圧シリンダの上下位置をスライド調整に連動して移動させる必要がない。なお、当接部が第１鍔部を押圧して移動させるロッドの押圧移動量は、当接部が第２鍔部を押圧して移動させるロッドの押圧移動量と等しい。

よって、本発明によれば、プレス機におけるスライド調整に簡単に対応でき、ロッドの変形又は摩耗等の少ない流体圧シリンダを備えた発電装置を提供することができる。

（２）（１）に記載された発電装置において、
前記当接部は、前記スライドの上死点近傍から上死点まで前記第１鍔部を押圧し、前記スライドの下死点近傍から下死点まで前記第２鍔部を押圧することを特徴とする。

本発明においては、当接部は、スライドの上死点近傍から上死点まで第１鍔部を押圧し、スライドの下死点近傍から下死点まで第２鍔部を押圧するので、スライドの上下往復運動に伴う流体圧シリンダのロッドの移動を、スライドが上死点近傍から上死点まで移動する低速域と下死点近傍から下死点まで移動する低速域とに限定できる。そのため、ロッドの変形又は摩耗等の恐れをより一層低減できる。また、スライドが高速域で移動するとき、流体圧シリンダ内の流体がロッドの動きに追従しにくいという問題も解消して、安定して発電することができる。

（３）（１）又は（２）に記載された発電装置において、
前記ロッドは、前記流体圧シリンダのケース上端部及びケース下端部をそれぞれ同径で貫通して延設されていることを特徴とする。

本発明においては、ロッドは、流体圧シリンダのケース上端部及びケース下端部をそれぞれ同径で貫通して延設されているので、スライドに形成した当接部がロッドの受圧側に備えた第１鍔部又は第２鍔部を押圧してロッドを移動させるとき、流体圧シリンダのケース前端部及びケース後端部に形成された端子口から出入りする流体の移動量をそれぞれ等しくさせることができる。そのため、流体圧シリンダと発電ユニットとを接続する流体回路の途中にバッファタンク等を設けて、端子口から流体圧シリンダのケース内に出入りする流体量を調整する必要がなく、流体回路の簡素化を図ることができる。

（４）（３）に記載された発電装置において、
前記ロッドの反受圧側には、前記スライドを最低位置にスライド調整したときの下死点で作用する緩衝部材と、前記スライドを最高位置にスライド調整したときの上死点で作用する緩衝部材との内、いずれか一方又は双方を備えていることを特徴とする。

本発明においては、ロッドの反受圧側には、スライドを最低位置にスライド調整したときの下死点で作用する緩衝部材と、スライドを最高位置にスライド調整したときの上死点で作用する緩衝部材との内、いずれか一方又は双方を備えているので、スライドの下死点又は上死点のいずれか又は双方において流体圧シリンダのロッドが慣性力によってオーバーランすることを緩衝部材によって規制することができる。そのため、ロッドの変形又は摩耗等の恐れをより一層低減できる。

（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載された発電装置において、
前記流体回路には、前記スライドの上昇動作に伴って前記流体圧シリンダから排出される流体を前記駆動部が接続された流体圧モータに供給するように作動する逆止弁を流路に備えていることを特徴とする。

本発明においては、流体回路には、スライドの上昇動作に伴って流体圧シリンダから排出される流体を駆動部が接続された流体圧モータに供給するように作動する逆止弁を流路に備えているので、スライドが下降してプレス加工を行うときには、流体圧シリンダから排出される流体を駆動部が接続された流体圧モータに供給せず、発電ユニットの発電を中止できる。そのため、スライドの上下往復運動に伴うエネルギーの内、プレス加工で利用しないスライドの上昇動作時のエネルギーを活用して発電を行うことができる。その結果、プレス機の成形能力を犠牲にすることなく、プレス加工に未利用のエネルギーを有効活用して、より簡単に発電を行うことができる。

（６）（１）乃至（５）のいずれか１つに記載された発電装置において、
前記流体圧シリンダは、前記スライドの下方で前記プレス本体のボルスタの左右両側に配置されていることを特徴とする。

本発明においては、流体圧シリンダは、スライドの下方でプレス本体のボルスタの左右両側に配置されているので、プレス本体のボルスタ上に装着する金型との干渉を簡単に回避できると共に、本発電装置を装着するためにプレス機の不要な改造を低減できる。また、流体圧シリンダの保守点検も、簡単に行うことができる。そのため、プレス機におけるスライドの往復運動に伴うエネルギーを有効活用して発電を行う発電装置を、より一層簡単に設置することができる。

本発明によれば、プレス機におけるスライド調整に簡単に対応でき、ロッドの変形又は摩耗等の少ない流体圧シリンダを備えた発電装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る発電装置をプレス機のスライドを最高位置に調整した状態で表す概略図である。図左側は、スライドが上死点に移動した状態を表し、図右側は、スライドが下死点に移動した状態を表す。 本発明の実施形態に係る発電装置をプレス機のスライドを最低位置に調整した状態で表す概略図である。図左側は、スライドが上死点に移動した状態を表し、図右側は、スライドが下死点に移動した状態を表す。 図２に示す発電装置において、スライドの昇降動作に伴ってロッドが上下動する様子を表す流体圧シリンダの断面図であって、図３（ａ）は、スライドが上死点で停止したときの断面図を示し、図３（ｂ）は、スライドが下死点近傍で下降しているときの断面図を示し、図３（ｃ）は、スライドが下死点で停止しているときの断面図を示し、図３（ｄ）は、スライドが上死点近傍で上昇しているときの断面図を示し、図３（ｅ）は、スライドが上死点で停止しているときの断面図を示す。 図１に示す発電装置において、スライドの昇降動作に伴ってロッドが上下動する様子を表す流体圧シリンダの断面図であって、図４（ａ）は、スライドが上死点で停止したときの断面図を示し、図４（ｂ）は、スライドが下死点近傍で下降しているときの断面図を示し、図４（ｃ）は、スライドが下死点で停止しているときの断面図を示し、図４（ｄ）は、スライドが上死点近傍で上昇しているときの断面図を示し、図４（ｅ）は、スライドが上死点で停止しているときの断面図を示す。 図２に示す発電装置において、スライドが上死点近傍から上死点まで上昇するときの動作を表す概念図である。 図２に示す発電装置において、スライドが下死点近傍から下死点まで下降するときの動作を表す概念図である。 図２に示す発電装置の変形例において、スライドが上死点近傍から上死点まで上昇するときの動作を表す概念図である。 図２に示す発電装置の変形例において、スライドが下死点近傍から下死点まで下降するときの動作を表す概念図である。 特許文献１に開示された発電装置の概略図である。 図９に示す発電装置の対策案を表す概念図であって、（Ａ）は流体圧シリンダの移動機構を設ける対策１を示し、（Ｂ）は流体圧シリンダのロッドを延長する対策２を示す。

次に、本発明の実施形態に係る発電装置について、図面を参照して詳細に説明する。はじめに、本実施形態に係る発電装置の全体構造を説明し、その後、当該発電装置の動作方法を説明する。

＜本発電装置の全体構造＞
まず、本実施形態に係る発電装置の全体構造を、図１、図２を用いて説明する。図１に、本発明の実施形態に係る発電装置をプレス機のスライドを最高位置に調整した状態で表す概略図を示す。図左側は、スライドが上死点に移動した状態を表し、図右側は、スライドが下死点に移動した状態を表す。図２に、本発明の実施形態に係る発電装置をプレス機のスライドを最低位置に調整した状態で表す概略図を示す。図左側は、スライドが上死点に移動した状態を表し、図右側は、スライドが下死点に移動した状態を表す。

図１、図２に示すように、本実施形態に係る発電装置１０は、プレス機１の所定のスライドストロークＳで上下往復運動を行い、かつ所定のスライド調整量Ｑでスライド調整が可能なスライド２の昇降動作時に、スライド２がプレス本体３に装着した流体圧シリンダ４のロッド４１を押圧する圧力を流体圧力として流体回路５を経由して発電ユニット６に伝達し、発電ユニット６内の駆動部（回転子６１ａ又は固定子６１ｂ）を回転させて発電する発電装置である。ここでは、駆動部を、発電機６１の回転子６１ａとした例で説明する。ただし、回転子６１ａを固定して、固定子６１ｂを回転させても良く、その場合は、駆動部は、固定子６１ｂを指す。

スライド２は、プレス機１に備えたクランク機構により所定のスライドストロークＳで上下往復運動を行う。スライドストロークＳは、プレス機１によって異なるが、例えば、８００〜１０００ｍｍ程度である。本発電装置１０は、スライドストロークＳの一部（例えば、スライド２の上死点Ｊ近傍における上昇途中から上死点Ｊまで）を利用して、流体圧シリンダ４のロッド４１を押圧することによって発電する。

また、スライド２は、下死点Ｋでの上下位置を所定のスライド調整量Ｑの範囲内で変更可能に形成されている。スライド調整は、プレス機１に装着する金型のダイハイトの相違に対応するために、金型を交換するときに行われる。スライド調整量Ｑは、プレス機１によって異なるが、例えば、２００〜３００ｍｍ程度である。また、流体圧シリンダ４は、スライド２の下方でプレス本体３のボルスタ３１の左右両側に配置されている。流体圧シリンダ４は、取付け治具４８を介してロッド４１の受圧側が上方へ垂直状に延びるように配置されている。

また、流体圧シリンダ４のロッド４１の受圧側には、スライド２に形成した当接部２１がスライド２の上死点Ｊ近傍における上昇途中から上死点Ｊまで押圧する第１鍔部４１１と、当接部２１がスライド２の下死点Ｋ近傍における下降途中から下死点Ｋまで押圧する第２鍔部４１２とが、軸方向で離間した位置に形成されている。当接部２１は、スライド２の左右両端部から水平状に突出されている。当接部２１が第１鍔部４１１又は第２鍔部４１２を押圧して移動させるロッド４１の押圧移動量ｄ（ｄ１、ｄ２）は、第１鍔部４１１と第２鍔部４１２との離間距離を調節することによって、変更できる。ロッド４１の押圧移動量ｄ（ｄ１、ｄ２）は、例えば、１５０〜２５０ｍｍ程度である。

ここでは、流体圧シリンダ４のケースから上方へ延びるロッド４１の上端部に、ネジ連結された延長ロッド４１３の上端に第１鍔部４１１が形成され下端に第２鍔部４１２が形成されている。第１鍔部４１１及び第２鍔部４１２は、延長ロッド４１３の軸部より大きい外径で円柱状に形成されている。第１鍔部４１１と第２鍔部４１２との間には、延長ロッド４１３の軸部が挿通されたスライド２の当接部２１が、上下動自在に装着されている。

また、流体圧シリンダ４は、スライド調整量Ｑとロッド４１の押圧移動量ｄとを加算した距離Ｌより大きい範囲で、ロッド４１に連結されたピストン４６が移動可能に形成されている。ロッド４１の押圧移動量ｄ１、ｄ２は、それぞれ同一である。なお、流体圧シリンダ４のケース上端部４２とケース下端部４３の側壁には、流体回路５が着脱可能に連結されるカプラ５９に繋ぐ流路５３（５３ｃ、５３ｄ）が接続されている。

また、ロッド４１は、流体圧シリンダ４のケース上端部４２及びケース下端部４３をそれぞれ同径で上下方向へ貫通して延設されている。また、ロッド４１の反受圧側（下端部）には、スライド２を最低位置Ｑ１にスライド調整したときの下死点Ｋで作用する緩衝部材４４（例えば、バネ部材）と、スライド２を最高位置Ｑ２にスライド調整したときの上死点Ｊで作用する緩衝部材４５（例えば、バネ部材）とを備えている。なお、緩衝部材４４、４５は、いずれか一方でもよい。

また、ロッド４１の反受圧側（下端部）には、第１鍔部４１１及び第２鍔部４１２と同径の第３鍔部４７が形成されている。第３鍔部４７の上端には、ケース下端部４３と当接して作用する緩衝部材４５が装着され、第３鍔部４７の下端には、流体圧シリンダ４の取付け治具４８の台座と当接して作用する緩衝部材４４が装着されている。緩衝部材４４、４５が作用することによって、スライド２の下死点Ｋ又は上死点Ｊにおいて流体圧シリンダ４のロッド４１が慣性力によってオーバーランして、ロッド４１やピストン４６等が変形、摩耗、損傷等するのを低減できる。

また、流体回路５には、スライド２の上昇動作に伴って流体圧シリンダ４から排出される流体を回転子６１ａが接続された流体圧モータ５１に供給するように作動する逆止弁５２を流路５３に備えている。具体的には、流体回路５には、発電ユニット６に連結された流体圧モータ（例えば、油圧モータ）５１と、スライド２の上昇動作に伴って流体圧シリンダ４から排出する流体を流体圧モータ５１に供給させる供給流路５３ａ（５３）と、流体圧モータ５１に供給した流体を流体圧シリンダ４に帰還させる帰還流路５３ｂ（５３）とを備えている。

また、供給流路５３ａ（５３）には、流体圧モータ５１から流体圧シリンダ４へ流体が逆流するのを阻止する第１の逆止弁５２ａ（５２）と圧力計５５とアキュムレータ５６と圧力調整弁５７と流量調整弁５８とを備え、それらが直列状に配置されている。帰還流路５３ｂ（５３）には、流体圧シリンダ４から流体圧モータ５１へ流体が逆流するのを阻止する第２の逆止弁５２ｂ（５２）を備えている。

また、供給流路５３ａ（５３）と帰還流路５３ｂ（５３）との間には、第１の逆止弁５２ａ（５２）の上流部と第２の逆止弁５２ｂ（５２）の下流部とを連結するバイパス流路５４を備えている。バイパス流路５４には、供給流路５３ａ（５３）から帰還流路５３ｂ（５３）へ流れる流体を阻止する第３の逆止弁５２ｃ（５２）を備えている。

また、発電ユニット６には、回転子６１ａが固定子６１ｂ内を回転して発電する発電機６１と回転子６１ａの回転又は停止を制御するクラッチ・ブレーキ部６３とクラッチ・ブレーキ部６３に従動軸が連結された変速機６２とを備えている。変速機６２の駆動軸は、流体回路５の流体圧モータ５１の出力軸に連結されている。なお、発電ユニット６及び流体回路５は、プレス機１から離れた位置に設置することができ、また、カプラ５９を着脱して他のプレス機１に接続することもできる。

＜本発電装置の動作方法＞
次に、本実施形態に係る発電装置１０の動作方法について、図３〜図６を用いて説明する。図３に、図２に示す発電装置において、スライドの昇降動作に伴ってロッドが上下動する様子を表す流体圧シリンダの断面図を示し、図３（ａ）は、スライドが上死点で停止したときの断面図を示し、図３（ｂ）は、スライドが下死点近傍で下降しているときの断面図を示し、図３（ｃ）は、スライドが下死点で停止しているときの断面図を示し、図３（ｄ）は、スライドが上死点近傍で上昇しているときの断面図を示し、図３（ｅ）は、スライドが上死点で停止しているときの断面図を示す。図４に、図１に示す発電装置において、スライドの昇降動作に伴ってロッドが上下動する様子を表す流体圧シリンダの断面図を示し、図４（ａ）は、スライドが上死点で停止したときの断面図を示し、図４（ｂ）は、スライドが下死点近傍で下降しているときの断面図を示し、図４（ｃ）は、スライドが下死点で停止しているときの断面図を示し、図４（ｄ）は、スライドが上死点近傍で上昇しているときの断面図を示し、図４（ｅ）は、スライドが上死点で停止しているときの断面図を示す。図５に、図２に示す発電装置において、スライドが上死点近傍から上死点まで上昇するときの動作を表す概念図を示す。図６に、図２に示す発電装置において、スライドが下死点近傍から下死点まで下降するときの動作を表す概念図を示す。

はじめに、プレス機１のスライド２を最低位置に調整した状態（図２を参照）における本発電装置１０の動作方法を説明する。すなわち、図３（ａ）に示すように、スライド２の上下位置をスライド調整量Ｑだけ下方へ変更した状態で、スライド２がスライドストロークＳの上限である上死点Ｊで停止している。このとき、スライド２の当接部２１がロッド４１の受圧側に形成された第１鍔部４１１の下端に当接している。また、流体圧シリンダ４のピストン４６は、ケース上端部４２とケース下端部４３との略中間位置にある。また、ロッド４１の反受圧側に形成された第３鍔部４７の下端及び上端に装着された緩衝部材４４、４５は、流体圧シリンダ４のケース下端部４３と取付け治具４８の台座との略中間部に位置し、作用していない。

次に、図３（ｂ）に示すように、スライド２が下降して下死点近傍に到達すると、当接部２１が第２鍔部４１２の上端に当接する。当接部２１が第１鍔部４１１の下端から離間して第２鍔部４１２の上端に当接するまでの間は、当接部２１がロッド４１を押圧しないので、ピストン４６は移動しない。したがって、この段階では、流体圧シリンダ４の流体は、流体回路５へ供給されず、発電ユニット６の回転子６１ａを回転させて、発電することはない。

次に、図３（ｃ）に示すように、スライド２が更に下降して下死点Ｋ近傍から下死点Ｋに到達するまで、当接部２１が第２鍔部４１２を下方へ押圧する。このとき、ピストン４６がケース下端部４３に近接するが、第３鍔部４７の下端に装着された緩衝部材４４が取付け治具４８の台座に当接して、ロッド４１のオーバーランを規制する。また、図６に示すように、ロッド４１の押圧移動量ｄ２に相当する流体が流体圧シリンダ４のケース下端部４３側から流体回路５の帰還流路５３ｂへ向けて流体が排出される。しかし、その流体は帰還流路５３ｂの下流部に備えた第２の逆止弁５２ｂによって流体圧モータ５１には供給されない。そのため、流体圧シリンダ４のケース下端部４３側から排出された流体は、バイパス流路５４を経由して供給流路５３ａの上流部へ供給される。また、供給流路５３ａの上流部へ供給された流体は、第１の逆止弁５２ａによって流体圧モータ５１への供給が阻止され、流体圧シリンダ４のケース上端部４２からシリンダ内へ戻される。したがって、この段階でも、流体圧シリンダ４の流体は、流体回路５の流体圧モータ５１へ供給されず、発電ユニット６の回転子６１ａを回転させて、発電することはない。

次に、図３（ｄ）に示すように、スライド２が下死点Ｋから上昇して上死点Ｊ近傍に到達すると、当接部２１が第１鍔部４１１の下端に当接する。当接部２１が第２鍔部４１２の上端から離間して第１鍔部４１１の上端に当接するまでの間は、当接部２１がロッド４１を押圧しないので、ピストン４６は移動しない。したがって、この段階では、流体圧シリンダ４の流体は、流体回路５へ供給されず、発電ユニット６の回転子６１ａを回転させて、発電することはない。

次に、図３（ｅ）に示すように、スライド２が更に上昇して上死点近傍から上死点Ｊに到達するまで、当接部２１が第１鍔部４１１を上方へ押圧する。このとき、図５に示すように、ロッド４１の押圧移動量ｄ１に相当する流体が流体圧シリンダ４のケース上端部４２側から流体回路５の供給流路５３ａへ向けて流体が排出される。そして、その流体は供給流路５３ａの上流部に備えた第１の逆止弁５２ａを開いて流体圧モータ５１に供給される。流体圧モータ５１に供給される流体は、供給流路５３ａの途中に配置されたアキュムレータ５６、圧力調整弁５７、流量調整弁５８等によって必要な流体圧及び流速に調整されて、流体圧モータ５１のタービンを回転させ、また、流体圧モータ５１の出力軸に連結された変速機６２を介して所定の回転速度とトルクで発電機６１の回転子６１ａを回転させて、発電させる。なお、流体圧モータ５１に供給された流体は、帰還流路５３ｂの第２の逆止弁５２ｂを通過して流体圧シリンダ４のケース下端側４３からシリンダ内へ戻される。

次に、プレス機１のスライド２を最高位置に調整した状態（図１を参照）における本発電装置１０の動作方法を説明する。すなわち、図４（ａ）に示すように、スライド２の上下位置をスライド調整量Ｑだけ上方へ変更した状態で、スライド２がスライドストロークＳの上限である上死点Ｊで停止している。このとき、スライド２の当接部２１がロッド４１の受圧側に形成された第１鍔部４１１の下端に当接している。また、流体圧シリンダ４のピストン４６は、ケース上端部４２に近接した位置にあるが、ロッド４１の反受圧側に形成された第３鍔部４７の上端に装着された緩衝部材４４が流体圧シリンダ４のケース上端部４２に当接して、ロッド４１の上方への移動を規制している。

次に、図４（ｂ）に示すように、スライド２が下降して下死点Ｋ近傍に到達すると、当接部２１が第２鍔部４１２の上端に当接する。当接部２１が第１鍔部４１１の下端から離間して第２鍔部４１２の上端に当接するまでの間は、当接部２１がロッド４１を押圧しないので、ピストン４６は移動しない。したがって、この段階では、流体圧シリンダ４の流体は、流体回路５へ供給されず、発電ユニット６の回転子６１ａを回転させて、発電することはない。

次に、図４（ｃ）に示すように、スライド２が更に下降して下死点Ｋ近傍から下死点Ｋに到達するまで、当接部２１が第２鍔部４１２を下方へ押圧する。このとき、図６に示す場合と同様に、ロッド４１の押圧移動量ｄ２に相当する流体が流体圧シリンダ４のケース下端部４３側から流体回路５の帰還流路５３ｂへ向けて流体が排出されるが、その流体は帰還流路５３ｂの下流部に備えた第２の逆止弁５２ｂによって流体圧モータ５１には供給されない。そのため、流体圧シリンダ４の流体は、流体回路５の流体圧モータ５１へ供給されず、発電ユニット６の回転子６１ａを回転させて、発電することはない。

次に、図４（ｄ）に示すように、スライド２が下死点Ｋから上昇して上死点Ｊ近傍に到達すると、当接部２１が第１鍔部４１１の下端に当接する。当接部２１が第２鍔部４１２の上端から離間して第１鍔部４１１の上端に当接するまでの間は、当接部２１がロッド４１を押圧しないので、ピストン４６は移動しない。したがって、この段階では、流体圧シリンダ４の流体は、流体回路５へ供給されず、発電ユニット６の回転子６１ａを回転させて、発電することはない。

次に、図４（ｅ）に示すように、スライド２が更に上昇して上死点近傍から上死点Ｊに到達するまで、当接部２１が第１鍔部４１１を上方へ押圧する。このとき、ピストン４６がケース上端部４２に近接するが、第３鍔部４７の上端に装着された緩衝部材４５がケース下端部４３に当接して、ロッド４１のオーバーランを規制する。また、図５に示す場合と同様に、ロッド４１の押圧移動量ｄ１に相当する流体が流体圧シリンダ４のケース上端部４２側から流体回路５の供給流路５３ａへ向けて流体が排出されて流体圧モータ５１に供給される。流体圧モータ５１に供給される流体は、流体圧モータ５１の出力軸に連結された変速機６２を介して所定の回転速度とトルクで発電機６１の回転子６１ａを回転させて、発電させる。

以上、詳細に説明したように、プレス機１のスライド２を最低位置に調整した状態（図２を参照）でも、最高位置に調整した状態（図１を参照）でも、本発電装置１０は、スライドストロークＳの一部（例えば、スライド２の上死点Ｊ近傍における上昇途中から上死点Ｊまで）を利用して、流体圧シリンダ４のロッド４１を押圧することによって発電することができる。

＜作用効果＞
また、本実施形態に係る発電装置１０、１０Ｂによれば、ロッド４１の受圧側には、スライド２に形成した当接部２１がスライド２の上昇途中から上死点Ｊまで押圧する第１鍔部４１１と、当接部２１がスライド２の下降途中から下死点Ｋまで押圧する第２鍔部４１２とが、軸方向で離間した位置に形成されているので、スライド２の上下往復運動に伴う流体圧シリンダ４のロッド４１の押圧移動量ｄを減少させることができ、ロッド４１の変形又は摩耗等の恐れを低減することができる。

また、流体圧シリンダ４は、スライド調整量Ｑと当接部２１が第１鍔部４１１又は第２鍔部４１２を押圧して移動させるロッド４１の押圧移動量ｄとを加算した距離Ｌより大きい範囲で、ロッド４１に連結されたピストン４６が移動可能に形成されているので、スライド調整量Ｑに基づいてスライド２の下死点Ｋでの上下位置を最高位置Ｑ２又は最低位置Ｑ１に変更しても、流体圧シリンダ４の上下位置をスライド調整に連動して移動させる必要がない。なお、当接部２１が第１鍔部４１１を上方へ押圧して移動させるロッド４１の押圧移動量ｄ１は、当接部２１が第２鍔部４１２を下方へ押圧して移動させるロッド４１の押圧移動量ｄ２と等しい。

よって、本実施形態によれば、プレス機１におけるスライド調整に簡単に対応でき、ロッド４１の変形又は摩耗等の少ない流体圧シリンダ４を備えた発電装置１０、１０Ｂを提供することができる。

また、本実施形態によれば、当接部２１は、スライド２の上死点Ｊ近傍から上死点Ｊまで第１鍔部４１１を押圧し、スライド２の下死点Ｋ近傍から下死点Ｋまで第２鍔部４１２を押圧するので、スライド２の上下往復運動に伴う流体圧シリンダ４のロッド４１の移動を、スライド２が上死点Ｊ近傍から上死点Ｊまで移動する低速域と下死点Ｋ近傍から下死点Ｋまで移動する低速域とに限定できる。そのため、ロッド４１やピストン４６の変形又は摩耗等の恐れをより一層低減できる。また、スライド２が高速域で移動するとき、流体圧シリンダ４内の流体がロッド４１の動きに追従しにくいという問題も解消して、安定して発電することができる。

また、本実施形態によれば、ロッド４１は、流体圧シリンダ４のケース上端部４２及びケース下端部４３をそれぞれ同径で貫通して延設されているので、スライド２に形成した当接部２１がロッド４１の受圧側に備えた第１鍔部４１１又は第２鍔部４１２を押圧してロッド４１を移動させるとき、流体圧シリンダ４のケース上端部４２及びケース下端部４３に形成された端子口から出入りする流体の移動量をそれぞれ等しくさせることができる。そのため、流体圧シリンダ４と発電ユニット６とを接続する流体回路５の途中にバッファタンク等を設けて、端子口から流体圧シリンダ４のケース内に出入りする流体量を調整する必要がなく、流体回路５の簡素化を図ることができる。

また、本実施形態によれば、ロッド４１の反受圧側には、スライド２を最低位置Ｑ１にスライド調整したときの下死点Ｋで作用する緩衝部材４４と、スライド２を最高位置Ｑ２にスライド調整したときの上死点Ｊで作用する緩衝部材４５とを備えているので、スライド２の下死点Ｋ又は上死点Ｊの双方において流体圧シリンダ４のロッド４１が慣性力によってオーバーランすることを緩衝部材４４、４５によって規制することができる。

また、本実施形態によれば、流体回路５には、スライド２の上昇動作に伴って流体圧シリンダ４から排出される流体を回転子６１ａが接続された流体圧モータ５１に供給するように作動する逆止弁５２を流路５３に備えているので、スライド２が下降してプレス加工を行うときには、流体圧シリンダ４から排出される流体を回転子６１ａが接続された流体圧モータ５１に供給せず、発電ユニット６の発電を中止できる。そのため、スライド２の上下往復運動に伴うエネルギーの内、プレス加工で利用しないスライド２の上昇動作時のエネルギーを活用して発電を行うことができる。その結果、プレス機１の成形能力を犠牲にすることなく、プレス加工に未利用のエネルギーを有効活用して、より簡単に発電を行うことができる。

また、本実施形態によれば、流体圧シリンダ４は、スライド２の下方でプレス本体３のボルスタ３１の左右両側に配置されているので、プレス本体３のボルスタ３１上に装着する金型との干渉を簡単に回避できると共に、本発電装置１０を装着するためにプレス機１の不要な改造を低減できる。また、流体圧シリンダの保守点検も、簡単に行うことができる。そのため、プレス機１におけるスライド２の往復運動に伴うエネルギーを有効活用して発電を行う発電装置１０を、より一層簡単に設置することができる。

＜変形例＞
上述した実施形態は、本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜変更することができる。例えば、本実施形態では、流体回路５には、スライド２の上昇動作に伴って流体圧シリンダ４から排出される流体を回転子６１ａが接続された流体圧モータ５１に供給するように作動する逆止弁５２を流路５３に備えている。しかし、必ずしも上記構成に限る必要はなく、例えば、図７、図８に示すように、スライド２の上昇動作及び下降動作の双方において、流体圧シリンダ４から排出される流体を回転子６１ａが接続された流体圧モータ５１に供給するように、第３の逆止弁５２ｃを備えたバイパス流路５４を廃止し、スライド２の上昇動作及び下降動作に連動して流路を切替え可能に形成された流路切替え装置７を備えた流体回路５Ｂに変更しても良い。

具体的には、図７、図８に示す流路切替え装置７には、供給流路５３ａの上流部と帰還流路５３ｂの下流部とに３方切換え弁７１、７２をそれぞれ備えるとともに、供給流路５３ａの３方切換え弁７１から帰還流路５３ｂの下流部に接続する第１の分岐流路７４と、帰還流路５３ｂの３方切換え弁７２から供給流路５３ａの上流部に接続する第２の分岐流路７３とを備える。そして、図７に示すように、スライド２の上昇動作時には、各３方切換え弁７１、７２を分岐流路７３、７４への出力ポートを閉鎖し、図８に示すように、スライド２の上昇動作時には、各３方切換え弁７１、７２を分岐流路７３、７４への出力ポートを開放するように制御する。上記流路切替え装置７を備えた流体回路５Ｂに変更した発電装置１０Ｂによれば、スライド２の昇降動作に伴うエネルギーを活用してより多くの発電を行うことができる。

本発明は、プレス機におけるスライドの上下往復運動に伴うエネルギーを有効活用して発電を行う発電装置として利用できる。

１ プレス機
２ スライド
３ プレス本体
４ 流体圧シリンダ（油圧シリンダ）
５、５Ｂ 流体回路（油圧回路）
６ 発電ユニット
１０、１０Ｂ 発電装置
２１ 当接部
３１ ボルスタ
４１ ロッド
４２ ケース上端部
４３ ケース下端部
４４、４５ 緩衝部材
４６ ピストン
５１ 流体圧モータ（油圧モータ）
５２、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ 逆止弁
５３ 流路
６１ａ 回転子（駆動部）
４１１ 第１鍔部
４１２ 第２鍔部
Ｊ 上死点
Ｋ 下死点
Ｌ 距離
Ｑ スライド調整量
Ｑ１ 最低位置
Ｑ２ 最高位置
ｄ１、ｄ２、ｄ 押圧移動量

Claims (6)

1. プレス機の所定のスライドストロークで上下往復運動を行い、かつ所定のスライド調整量でスライド調整が可能なスライドの昇降動作時に、前記スライドがプレス本体に装着した流体圧シリンダのロッドを押圧する圧力を流体圧力として流体回路を経由して発電ユニットに伝達し、前記発電ユニット内の駆動部を回転させて発電する発電装置であって、
   前記ロッドの受圧側には、前記スライドに形成した当接部が前記スライドの上昇途中から上死点まで押圧する第１鍔部と、前記当接部が前記スライドの下降途中から下死点まで押圧する第２鍔部とが、軸方向で離間した位置に形成されていること、
   前記流体圧シリンダは、前記スライド調整量と前記当接部が前記第１鍔部又は前記第２鍔部を押圧して移動させるロッドの押圧移動量とを加算した距離より大きい範囲で、前記ロッドに連結されたピストンが移動可能に形成されていることを特徴とする発電装置。
2. 請求項１に記載された発電装置において、
   前記当接部は、前記スライドの上死点近傍から上死点まで前記第１鍔部を押圧し、前記スライドの下死点近傍から下死点まで前記第２鍔部を押圧することを特徴とする発電装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載された発電装置において、
   前記ロッドは、前記流体圧シリンダのケース上端部及びケース下端部をそれぞれ同径で貫通して延設されていることを特徴とする発電装置。
4. 請求項３に記載された発電装置において、
   前記ロッドの反受圧側には、前記スライドを最低位置にスライド調整したときの下死点で作用する緩衝部材と、前記スライドを最高位置にスライド調整したときの上死点で作用する緩衝部材との内、いずれか一方又は双方を備えていることを特徴とする発電装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載された発電装置において、
   前記流体回路には、前記スライドの上昇動作に伴って前記流体圧シリンダから排出される流体を前記駆動部が接続された流体圧モータに供給するように作動する逆止弁を流路に備えていることを特徴とする発電装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載された発電装置において、
   前記流体圧シリンダは、前記スライドの下方で前記プレス本体のボルスタの左右両側に配置されていることを特徴とする発電装置。

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