JP7270880B1 - エネルギー回収装置及びそれを備えたプレス装置 - Google Patents

Abstract

発電モータ２２とギア装置２０とを有し、ギア装置２０は、プレス装置のスライド１１の往復動に同期して往復動するラックギア２００と、ラックギア２００に噛み合う変換ギア２０１と、発電モータ２２の回転軸に結合する駆動ギア２５０と、変換ギア２０１の逆回転を駆動ギア２５０に伝達させることなく、変換ギア２０１の正回転を駆動ギア２５０に一方向の回転として伝達させる第１回転伝達ギア部（２０２～２０５、２１１）と、変換ギア２０１の正回転を駆動ギア２５０に伝達させることなく、変換ギア２０１の逆回転を駆動ギア２５０に前記一方向の回転として伝達させる第２回転伝達ギア部（２０２～２０５、２１２、２１３）と、を含む構成となる。

Description

本発明は、プレス装置に適用されるエネルギー回収装置、及びそのエネルギー回収装置を備えたプレス装置に関する。

従来、特許文献１に記載される金型を用いたプレス機（プレス装置）が知られている。このプレス機は、ボルスタプレートに固定された下金型と上下動（上昇、下降）するスライドに固定された上金型とがワークを挟んで加圧することにより当該ワークをプレス加工する。このプレス機は、プレス加工の実行時におけるスライド（上金型）の上下動によって発電を行う発電装置（エネルギー回収装置）を有している。そして、この発電装置は、前記スライドの上下動に同期して上下動するラックギアと、該ラックギアによって回転されるギア群で構成される減速機と、該減速機によって回転される回転軸を有する発電用モータと、を備えている。

このようなプレス装置では、スライドの下降とともに上金型が下降する際に、その下降運動がラックギア及び減速機を構成するギア群により回転動に変換され、発電用モータの回転軸が回転される。そして、このように回転軸が回転する発電用モータによって生じる電気エネルギーを回収する（例えば、蓄電する）ことができる。

特開２０１８－０３９０３８号公報

しかしながら、上述した従来のプレス機に設けられた発電装置（エネルギー回収装置）では、スライド（上金型）が上昇する際に電気エネルギーを回収することができない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、プレス装置のスライドの上下往復動から電気エネルギーの有効な回収を行うことのできるエネルギー回収装置を提供するものである。

上下往復動するスライドを有するプレス装置に適用されるエネルギー回収装置であって、
発電モータと、前記スライドの上下往復動を回転動に変換して、当該回転動を前記発電モータの回転軸に伝達させるギア装置と、を有し、前記ギア装置は、前記スライドの上下往復動に同期して上下往復動するラックギアと、前記ラックギアに噛み合って、当該ラックギアの下降動に伴って正回転し、当該ラックギアの上昇動に伴って逆回転する変換ギアと、前記発電モータの回転軸に結合する駆動ギアと、前記変換ギアの逆回転を前記駆動ギアに伝達させることなく、前記変換ギアの正回転を前記駆動ギアに一方向の回転として伝達させる第１回転伝達ギア部と、前記変換ギアの正回転を前記駆動ギアに伝達させることなく、前記変換ギアの逆回転を前記駆動ギアに前記一方向の回転として伝達させる第２回転伝達ギア部と、を含み、前記発電モータにより生じる電気エネルギーを回収する構成となる。

このような構成によれば、プレス装置のスライドが下降する際には、ラックギアが下降し、そのラックギアに噛み合う変換ギアが正回転する。変換ギアの正回転は、第２回転伝達ギア部によって駆動ギアに伝達されることなく、第１回転伝達ギア部によって駆動ギアに伝達され、駆動ギアが一方向に回転する。一方、プレス装置のスライドが上昇する際には、ラックギアが上昇し、そのラックギアに噛み合う変換ギアが逆回転する。変換ギアの逆回転は、第１回転伝達ギア部によって駆動ギアに伝達されることなく、第２回転伝達ギア部によって駆動ギアに伝達され、駆動ギアが前記一方向に回転する。このようにプレス装置のスライドが上下往復動する際に駆動ギアは常に一方向に回転し、その一方向に回転する駆動ギアとともに発電モータの回転軸が常に一方向に回転する。よって、プレス装置のスライドが上下往復動する際に回転軸が常に一方向に回転する発電モータから電気エネルギーが生じ、その電気エネルギーが回収される。

本発明に係るエネルギー回収装置において、前記第１回転伝達ギア部は、第１ワンウェイクラッチを含み、前記第２回転伝達ギア部は、第２ワンウェイクラッチを含む、構成とすることができる。

このような構成により、プレス装置のスライドが下降する際における変換ギアの正回転は、第１ワンウェイクラッチを含む第１回転伝達ギア部を介して駆動ギアに一方向の回転として伝達される。そのとき、前記変換ギアの正回転は、第２ワンウェイクラッチによって第２回転伝達ギアを介しては駆動ギアに伝達されない。

一方、プレス装置のスライドが上昇する際における変換ギアの逆回転は、第２ワンウェイクラッチを含む第２回転伝達ギア部を介して駆動ギアに一方向の回転として伝達される。そのとき、前記変換ギアの逆回転は、第１ワンウェイクラッチによって第１回転伝達ギア部を介しては駆動ギアに伝達されない。

本発明に係るエネルギー回収装置において、前記第１回転伝達ギア部及び前記第２回転伝達ギア部は、共通の複数のギアにて構成される共通ギア列を含み、前記第１回転伝達ギア部は、前記第１ワンウェイクラッチを含むとともに前記共通ギア列から前記駆動ギアまで続く第１ギア列を含み、前記第２回転伝達ギア部は、前記第２ワンウェイクラッチを含むとともに前記共通ギア列から前記駆動ギアまで続く第２ギア列を含む、構成とすることができる。

このような構成により、第１回転伝達ギア部と第２回転伝達ギア部とが共通の複数のギアにて構成される共通ギア列を含むので、第１回転伝達ギア部と第２回転伝達ギア部とが別々のギア群で構成される場合に較べて、ギアの数を減らすことができ、ギア装置全体の構成を単純化することができる。

そして、このような構成のエネルギー回収装置では、プレス装置のスライドが下降する際における変換ギアの正回転は、共通ギア列を伝達して第１ギア列および第２ギア列に達する。第１ワンウェイクラッチを含む第１ギア列は、前記共通ギア列により伝達される回転を更に駆動ギアに一方向の回転として伝達させる。このとき、第２ワンウェイクラッチを含む第２ギア列は、前記共通ギアにより伝達された回転を駆動ギアに伝達させない。

一方、プレス装置のスライドが上昇する際における変換ギアの逆回転は、共通ギアを伝達して第１ギア列および第２ギア列に伝達する。第２ワンウェイクラッチを含む第２ギア列は、前記共通ギア列により伝達される回転を更に駆動ギアに前記一方向の回転として伝達させる。このとき、第１ワンウェイクラッチを含む第１ギア列は、前記共通ギア列により伝達された回転を駆動ギアに伝達させない。

本発明に係るエネルギー回収装置において、前記共通ギア列のギアの数は、前記第１ギア列のギアの数及び前記第２ギア列のギアの数のいずれよりも多い、構成とすることができる。

このような構成により、第１回転伝達ギア部と第２回転伝達ギア部とにおける共通ギアを構成するギアの数をより多くして、ギア装置全体の構成をより単純化することができる。

また、本発明に係るエネルギー回収装置において、前記変換ギアが逆回転する際における前記第２回転伝達ギア部の当該変換ギアに対する負荷が、前記変換ギアが正回転する際における前記第１回転伝達ギア部の当該変換ギアに対する負荷より小さくなるように、前記第１回転伝達ギア部及び前記第２回転伝達ギア部が構成された、構成とすることができる。

このような構成により、重力に抗するスライドの上昇動に連動して変換ギアが逆回転する際に駆動ギアを回転させる第２回転伝達ギア部の前記変換ギアに対する負荷が、そのスライドの下降動に連動して変換ギアが正回転する際に駆動ギアを回転させる第１回転伝達ギア部の前記変換ギアに対する負荷よりも小さいので、重力に抗してスライドが上昇する際における当該スライドの駆動源に対する負荷を極力抑えることができ、発電モータによる電気エネルギーの発生状態を維持しつつスライドをよりスムーズに上昇動させることができる。

本発明に係るエネルギー回収装置において、前記変換ギアの逆回転が前記第２回転伝達ギア部によって駆動ギアに伝達される際の当該駆動ギアの回転が、前記変換ギアの正回転が前記第１回転伝達ギア部によって駆動ギアに伝達される際の当該駆動ギアの回転より遅くなるように、前記第１回転伝達ギア部及び前記第２回転伝達ギア部が構成された、構成とすることができる。

このような構成により、重力に抗するスライドの上昇動に連動した変換ギアの逆回転が第２回転伝達ギア部によって駆動ギアに伝達される際の当該駆動ギアの回転が、スライドの下降動に連動した変換ギアの正回転が第１回転伝達ギア部によって駆動ギアに伝達される際の当該駆動ギアの回転より遅くなるので、重力に抗してスライドが上昇する際に、より大きな力で駆動ギアの回転を維持させることができ、発電モータによる電気エネルギーの発生状態を維持させることができる。

本発明に係るエネルギー回収装置において、前記変換ギアが逆回転する際における前記第２ギア列の当該変換ギアに対する負荷が、前記変換ギアが正回転する際における前記第１ギア列の前記変換ギアに対する負荷より小さくなるように、前記第１ギア列および前記第２ギア列が構成された、構成とすることができる。

このような構成により、重力に抗するスライドの上昇動に連動して変換ギアが逆回転する際に駆動ギアを回転させる第２回転伝達ギア部における共通ギア列を除いた第２ギア列の前記変換ギアに対する負荷が、そのスライドの下降動に連動して変換ギアが正回転する際に駆動ギアを回転させる第１回転伝達ギア部における共通ギア列を除いた第１ギア列の前記変換ギアに対する負荷よりも小さいので、重力に抗してスライドが上昇する際における当該スライドの駆動源に対する負荷を極力抑えることができ、発電モータによる電気エネルギーの発生状態を維持しつつスライドをよりスムーズに上昇動させることができる。

本発明に係るエネルギー回収装置において、前記変換ギアの逆回転が前記第２回転伝達ギア部によって前記駆動ギアに伝達される際の当該駆動ギアの回転が、前記変換ギアの正回転が前記第１回転伝達ギア部によって前記駆動ギアに伝達される際の当該駆動ギアの回転より遅くなるように、前記第１ギア列及び前記第２ギア列が構成された、構成とすることができる。

このような構成により、重力に抗するスライドの上昇動に連動した変換ギアの逆回転が第２回転伝達ギア部（第２ギア列を含む）によって駆動ギアに伝達される際の当該駆動ギアの回転が、上金型の下降動に連動した変換ギアの正回転が第１回転伝達ギア部（第１ギア列を含む）によって駆動ギアに伝達される際の当該駆動ギアの回転より遅くなるので、重力に抗してスライドが上昇する際に、より大きな力で駆動ギアの回転を維持させることができ、発電モータによる電気エネルギーの発生状態を維持させることができる。

本発明に係るプレス装置は、上述したいずれかのエネルギー回収装置を備えた、構成となる。

本発明に係るエネルギー回収装置によれば、プレス装置のスライドが下降動する際、及び当該スライダが上昇動する際のいずれにおいても、発電モータの回転軸に結合する駆動ギアが一方向（一定方向）に回転するので、プレス装置のスライダの上下往復動において発電モータにより電気エネルギーを有効に回収することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係るエネルギー回収装置が適用されるプレス装置の外観を示す正面図である。 図２は、本発明の実施の形態に係るエネルギー回収装置が適用されるプレス装置の外観を示す側面図である。平面図である。 図３は、本発明の実施の形態に係るエネルギー回収装置におけるギア装置及び発電モータの外観を示す正面図である。 図４は、本発明の実施の形態に係るエネルギー回収装置におけるギア装置及び発電モータの外観を示す側面図である。 図５は、本発明の実施の形態に係るエネルギー回収装置におけるギア装置の構成を示す図である。 図６は、ギア装置の動作（その１）を示す図である。 図７は、ギア装置の動作（その２）を示す図である。 図８は、ギア装置の他の構成例を部分的に示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

本発明の実施の形態に係るエネルギー回収装置が適用されるプレス装置は、図１及び図２ に示すように構成される。なお、図１は、そのプレス装置の外観を示す正面図であり、図２は、そのプレス装置の外観を示す側面図である。

図１及び図２において、プレス装置１００は、筐体内においてサーボモータや油圧シリンダ等の駆動源及びフライホイールを含む駆動機構により上下動（往復動）するスライド１１を有している。スライド１１には上金型（図示略）が固定され、スライド１１に対向したボルスタプレート１２に下金型（図示略）が固定される。スライド１１を上下に往復動させることにより、ワーク（例えば、鋼板）が上金型と下金型とに挟まれて加工（せん断加工、折り曲げ加工、穴あけ（パンチング）加工等）される。

プレス装置１００は、スタートスイッチや、停止スイッチが設けられたスイッチ台１３、及びスライド１１の下降タイミング、上昇タイミング、加圧時間等の調整を行う調整スイッチや、各種指示ランプ等が設けられた操作パネル１４を有している。作業者は、操作パネル１４の調整スイッチを操作することによりスライド１１の上下動のタイミングや加圧時間等のプレス加工の各種条件を設定することができる。ワークが下金型上にセットされた状態で、スイッチ台１３のスタートスイッチを操作することにより、スライド１１が下降し、ワークが上金型と下金型とに挟まれて加工される。そして、スライド１１が上昇した状態で、下金型上に残った加工済みのワークを取り出すことができる。

上述した構造のプレス装置１００には、エネルギー回収装置が設けられる。このエネルギー回収装置は、ギア装置２０及び発電モータ２２を備えるとともに、制御ボックス１５及び蓄電池装置３０を備えている。発電モータ２２（例えば、エムリンク社製 ＲＥＧシリーズ発電モータ）は、図１及び図２とともに図３及び図４に示すように、ギア装置２０と一体的に設けられている。ギア装置２０は、スライド１１の上下の往復動を回転動に変換して、その回転動を発電モータ２２の回転軸に伝達させる。制御ボックス１５は、蓄電コントローラ１５ａを有し、蓄電コントローラ１５ａの制御のもと発電モータ２２にて発生する電気エネルギー（電力）が蓄電池装置３０に蓄えられる。

ギア装置２０は、具体的には、図５に示すように構成される。

図５において、ギア装置２０は、一端がスライド１１に結合され（図１、図２参照）、スライド１１の上下往復動に同期して上下動往復動するラックギア２００を有している。ギア装置２０は、また、ラックギア２００に噛み合ってラックギア２００の下降動に伴って正回転し、ラックギア２００の上昇動に伴って逆回転する変換ギア２０１と、発電モータ２２の回転軸に結合する駆動ギア２５０とを含む。

ギア装置２０は、更に、それぞれ小径ギア及び大径ギアが同軸にセットされた４つのギアセット２０２、２０３、２０４、２０５を有している。各ギアセット２０２～２０５は、小径ギアと大径ギアが一体となった二段ギアで構成することもできる。ギアセット２０２の小径ギアが変換ギア２０１に噛み合い、ギアセット２０３の小径ギアがギアセット２０２の大径ギアに噛み合い、ギアセット２０４の小径ギアがギアセット２０３の大径ギアに噛み合っている。更に、ギアセット２０５の小径ギアがギアセット２０４の大径ギアに噛み合っている。

ギア装置２０は、小径ギア２１１ａ、大径ギア２１１ｂ、及び第１ワンウェイクラッチ２１１ｃが同軸にセットされる第１ワンウェイギアセット２１１と、小径ギア２１２ａ、大径ギア２１２ｂ、及び第２ワンウェイクラッチ２１２ｃが同軸にセットされた第２ワンウェイギアセット２１２と、を有している。第１ワンウェイギアセット２１１では、第１ワンウェイクラッチ２１１ｃが、小径ギア２１１ａの一方向の回転を大径ギア２１１ｂに伝達する一方、小径ギア２１１ａの他方向の回転を大径ギア２１１ｂに伝達させない。第２ワンウェイギアセット２１２では、第２ワンウェイクラッチ２１２ｃが、第１ワンウェイクラッチ２１１ｃとは逆に、小径ギア２１２ａの前記他方向の回転を大径ギア２１２ｂに伝達する一方、小径ギア２１２ａの前記一方向の回転を大径ギア２１２ｂに伝達させない。

第１ワンウェイギアセット２１１の大径ギア２１１ｂは、発電モータ２２の回転軸に結合する駆動ギア２５０に噛み合っている。また、ギア装置２０は、第２ワンウェイギアセット２１２の大径ギア２１２ｂと駆動ギア２５０との双方に噛み合うギア２１３を含んでいる。ギア２１３は、駆動ギア２５０と同じ歯数（同径）を有している。

ギア装置２０において、４つのギアセット２０２～２０５及び第１ワンウェイギアセット２１１（大径ギア２１１ａ、小径ギア２１１ｂ、第１ワンウェイクラッチ２１１ｃ）は、変換ギア２０１の逆回転を駆動ギア２５０に伝達させることなく、変換ギア２０１の正回転を駆動ギア２５０に一方向の回転として伝達させる第１回転伝達ギア部として構成される。また、４つのギアセット２０２～２０５、第２ワンウェイギアセット２１２（大径ギア２１２ａ、小径ギア２１２ｂ、第２ワンウェイクラッチ２１２ｃ）、及びギア２１３は、変換ギア２０１の正回転を駆動ギア２５０に伝達させることなく、変換ギア２０１の逆回転を駆動ギア２５０に前記一方向の回転として伝達させる第２回転伝達ギア部として構成される。そして、４つのギアセット２０２～２０５は、前記第１回転伝達ギア部及び前記第２回転伝達ギア部の共通ギア列として構成される。

また、第１ワンウェイギアセット２１１における小径ギア２１１ａ及び大径ギア２１１ｂは、４つのギアセット２０２～２０５（共通ギア列）から駆動ギア２５０まで続く第１ギア列を構成する。第２ワンウェイギアセット２１２における小径ギア２１２ａ及び大径ギア２１２ｂとギア２１３とは、４つのギアセット２０２～２０５（共通ギア列）から駆動ギア２５０まで続く第２ギア列を構成する。

上述したプレス装置１００において、スライド１１が下降動する際には、ギア装置２０は次のように動作する。

ギア装置２０において、図６に示すように、スライド１１の下降に伴ってラックギア２００が下降し、ラックギア２００に噛み合う変換ギア２０１が回転する。例えば、この場合の変換ギア２０１の回転方向（図６における反時計回り方向）を正回転の回転方向と定義し、その回転方向と逆の回転方向（図６における時計回り方向）を逆回転の回転方向と定義する（図７及び図８において同様）。このように変換ギア２０１が正回転すると、その回転は、図６における点線矢印のように伝達する。

図６において、変換ギア２０１の正回転は、４つのギアセット２０２～２０５（共通ギア列）を通して伝達する。その際、その回転は、ギアセット２０２から、大径ギアと小径ギアとのギア比に応じて順次高速化されつつ、ギアセット２０５に正回転として伝達する。ギアセット２０５の正回転は、第１ワンウェイギアセット２１１の小径ギア２１１ａに逆回転として伝達され、第１ワンウェイクラッチ２１１ｃによって、その小径ギア２１１ａの逆回転が大径ギア２１１ｂに伝達される。そして、第１ワンウェイギアセット２１１の大径ギア２１１ｂの逆回転は、駆動ギア２５０に正回転として伝達される。

この場合、ギアセット２０５の前記正回転は、第２ワンウェイギアセット２１２の小径ギア２１２ａには伝達するものの、第２ワンウェイクラッチ２１２ｃによって、大径ギア２１２ｂには伝達しない。したがって、変換ギア２０１の正回転は、第２ワンウェイギアセット２１２（第２回転伝達ギア部）を通して駆動ギア２５０に伝達されない。

次に、スライド１１が上昇動する際には、ギア装置２０は、次のように動作する。

ギア装置２０において、図７に示すように、スライド１１の上昇に伴ってラックギア２００が上昇し、ラックギア２００に噛み合う変換ギア２０１が逆回転する（図７において時計回り方向）。この変換ギア２０１の逆回転は、図７における点線矢印のように伝達する。

図７において、変換ギア２０１の逆回転は、４つのギアセット２０２～２０５（共通ギア列）における初段のギアセット２０２に伝達され、更に、ギアセット２０２から順次高速化されつつ、ギアセット２０５に逆回転として伝達される。ギアセット２０５のこの逆回転は、第２ワンウェイギアセット２１２の小径ギア２１２ａに正回転として伝達され、更に、第２ワンウェイクラッチ２１２ｃによって、その小径ギア２１２ａの正回転が大径ギア２１２ｂに伝達される。そして、第２ワンウェイギアセット２１２の大径ギア２１２ｂの正回転は、更にギア２１３を介して駆動ギア２５０に正回転として伝達される。

この場合、ギアセット２０５の前記逆回転は、第１ワンウェイギアセット２１１の小径ギア２１１ａには伝達するものの、第１ワンウェイクラッチ２１１ｃによって、大径ギア２１１ｂには伝達しない。したがって、変換ギア２０１の逆回転は、第１ワンウェイギアセット２１１（第１回転伝達ギア部）を通して駆動ギア２５０に伝達されない。

プレス装置１００において、スライダ１１が上下動（往復動）を繰り返し、ワークを上金型と下金型とで挟んで加圧する処理が繰り返し実行される過程で、ギア装置１００では、図６に示す動作と図７に示す動作が交互に繰り返される。それにより、駆動ギア２５０は常に正回転する状態に維持される。その結果、発電モータ２２の回転軸が一方向（一定方向）に回転され続け、発電モータ２２から電気エネルギーが生じる。発電モータ２２から生じた電気エネルギー（電力）は、制御ボックス１５における蓄電コントローラ１５ａの制御のもと蓄電池装置３０に蓄えられる。このようにして、スライド１１の上下動に基づいた運動エネルギーの一部が電気エネルギーとして回収される。

蓄電池装置３０に蓄えられた電気エネルギーは、このプレス装置１００において利用できるとともに、他の電気装置に利用することができる。

上述したようなエネルギー回収装置（プレス装置１００）によれば、スライダ１１が下降動する際、及びスライダ１１が上昇動する際のいずれでも、発電モータ２２の回転軸に結合する駆動ギア２５０が一方向（一定方向）に回転（正回転）するので、スライダ１１の上下往復動において電気エネルギーを有効に回収することができる。

また、ギア装置２０において、変換ギア２０１の正回転（スライダ１１の下降時）を駆動ギア２５０に正回転として伝達させるギア部（第１回転伝達ギア部）と、変換ギア２０１の逆回転（スライダ１１の上昇時）を駆動ギア２５０に正回転として伝達させるギア部（第２伝達ギア部）とが、４つのギアセット２０２～２０５にて構成される共通ギア列を含むので、それぞれのギア部（第１回転伝達ギア部、第２回転伝達ギア部）を別々のギア群で構成する場合に比べて、ギアの数を減らすことができる。よって、ギア装置２０全体の構成をより単純化することができる。

また、変換ギア２０１の正回転（スライダ１１の下降時）を駆動ギア２５０に正回転として伝達させるギア部（第１回転伝達ギア部）と、変換ギア２０１の逆回転（スライダ１１の上昇時）を駆動ギア２５０に正回転として伝達させるギア部（第２回転伝達ギア部）とにおいて、共通ギア列としての４つのギアセット２０２～２０５のギア数（４つ）が、第１ギア列としての第１ワンウェイギアセット２１１（小径ギア２１１ａ、大径ギア２１１ｂの数（２つ）及び第２ギア列としての第２ワンウェイギアセット２１２（小径ギア２１２ａ、大径ギア２１２ｂ）及びギア２１３の数（３つ）のいずれよりも多い。このように変換ギア２０１の正回転（スライダ１１下降時）を駆動ギア２５０に正回転として伝達させるギア部（第１回転伝達ギア部）と、変換ギア２０１の逆回転（スライダ１１上昇時）を駆動ギア２５０に正回転として伝達させるギア部（第２回転伝達ギア部）とにおいて、共通の部分のギアの数が多いので、ギア装置２０全体の構成をより単純化することができる。

ところで、プレス装置１００では、フライホイールの慣性を利用して上金型等が装着されるスライド１１をスムーズに上下往復動するようにしている。しかし、ギア装置２０及び発電モータ２２が負荷になるために、重力に抗するスライド１１の上昇動に支障をきたす可能性がある。このような事情を考慮して、このエネルギー回収装置（プレス装置１００）では、ギア装置２０において次のように工夫されている。

変換ギア２０１が逆回転する（スライド１１が上昇する：図７参照）際における、４つのギアセット２０２～２０５、第２ワンウェイギアセット２１２及びギア２１３（第２回転伝達ギア部）の変換ギア２０１に対する負荷が、変換ギア２０１が正回転する（スライド１１が下降する：図６参照）際における、４つのギアセット２０２～２０５及び第１ワンウェイギアセット２１１（第１回転伝達ギア部）の変換ギア２０１に対する負荷より小さくなるように、ギア装置２０（前記第１回転伝達ギア部及び前記第２回転伝達ギア部を含む）が構成されている。具体的には、例えば、第２ワンウェイギアセット２１２の大径ギア２１２ｂの歯数が、第１ワンウェイギアセット２１１の大径ギア２１１ｂの歯数より少ない値に設定されている。

このような構成により、重力に抗するスライド１１の上昇動に連動して変換ギア２０１が逆回転する際（図７参照）に、駆動ギア２５０を回転させる第２ワンウェイギアセット２１２及びギア２１３（第２回転伝達ギア部における第２ギア列）の変換ギア２０１に対する負荷が、そのスライド１１の下降動に連動して変換ギア２０１が正回転する際（図６参照）に駆動ギア２５０を回転させる第１ワンウェイギアセット２１１（第１回転伝達ギア部における第１ギア列）の変換ギア２０１に対する負荷より小さくなる。このように、重力に抗してスライド１１が上昇する際における駆動源に対する負荷を極力抑えることができので、発電モータ２２（回転軸）の回転を維持して当該発電モータ２２によるエネルギーの発生状態を維持しつつスライド１１をよりスムーズに上昇動させることができる。

上述したように、第２ワンウェイギアセット２１２の大径ギア２１２ｂの歯数が、第１ワンウェイギアセット２１１の大径ギア２１１ｂの歯数より少ない値に設定されると、変換ギア２０１の逆回転（スライド１１が上昇動する）が４つのギアセット２０２～２０５、第２ワンウェイギアセット２１２及びギア２１３（第２回転伝達ギア部）によって駆動ギア２５０に伝達される際の当該駆動ギア２５０の回転が、変換ギアの正回転（スライド１１が下降動する）が４つのギアセット２０２～２０５及び第１ワンウェイギアセット２１１（第１回転伝達ギア部）によって駆動ギア２５０に伝達される際の当該駆動ギア２５０回転より遅くなる。したがって、このような設定では、重力に抗してスライド１１が上昇する際に、より大きな力で駆動ギア２５０の回転（発電モータ２２の回転）を維持させることができ、発電モータ２２による電気エネルギーの発生状態を維持させることができる、ともいい得る。

上述したよう重力に抗してスライド１１が上昇動する際に、発電モータ２２の回転が維持されるようになるので、発電モータ２２のロータがフライホイールとして機能し続けるようになって、発電モータ２２が益々スムーズに回転するようになる。

なお、ギア装置２０において、変換ギア２０１から駆動ギア２５０に続くギア部は、前述したもの（図５、図６、図７参照）に限定されず、変換ギア２０１の逆回転を駆動ギア２５０に伝達させることなく、変換ギア２０１の正回転を駆動ギア２５０に一方向の回転として伝達させる第１回転伝達ギア部と、変換ギア２０１の正回転を駆動ギア２５０に伝達させることなく、変換ギア２０１の逆回転を駆動ギア２５０に前記一方向の回転として伝達させる第２回転伝達ギア部と、を備えるものであればよい。

また、共通ギア列も、前述した４つのギアセット２０２～２０５にて構成されるものでなくても、他のギア構成であってもよい。

更に、共通ギア列としての４つのギアセット２０２～２０５から駆動ギア２５０に続く第１ギア列（第１ワンウェイギアセット２１１）及び第２ギア列（第２ワンウェイギアセット２１２、ギア２１３）は、前述したもの（図５、図６、図７参照）に限定されない。前記第２ギア列は、例えば、図８に示すように構成することができる。なお、図８において、３つのギアセット２０２～２０４を図示することが省略されているが、これら３つのギアセット２０２～２０４は、図５～図７に示すのと同様に設けられている。

図８において、４つのギアセット２０２～２０５における最終段のギアセット２０５から駆動ギア２５０に続く第１ギア列は、前述した実施の形態の場合と同様に、小径ギア２１１ａ、大径ギア２１１ｂ及び第１ワンウェイクラッチ２１１ｃを備える構造の第１ワンウェイギアセット２１１によって構成される。一方、４つのギアセット２０２～２０５における最終段のギアセット２０５から駆動ギア２５０に続く第２ギア列は、ギア２１５及び第２ワンウェイギアセット２１４によって構成される。第２ワンウェイギアセット２１４は、小径ギア２１４ａ、大径ギア２１４ｂ及び第２ワンウェイクラッチ２１４ｃを備えている。

前述したギア装置２０（図５、図６、図７参照）では、第１ワンウェイギアセット２１１に含まれる第１ワンウェイクラッチ２１１ｃと、第２ワンウェイギアセット２１２に含まれる第２ワンウェイクラッチ２１２ｃとは、小径ギアから大径ギアに伝達させる回転方向が逆であった。しかし、図８に示す構成例では、第１ワンウェイギアセット２１１に含まれる第１ワンウェイクラッチ２１１ｃと、第２ワンウェイギアセット２１４に含まれる第２ワンウェイクラッチ２１４ｃとは、小径ギアから大径ギアに伝達させる回転方向が同じである。すなわち、第１ワンウェイクラッチ２１１ｃと第２ワンウェイクラッチ２１４ｃとして、同種のワンウェイクラッチが用いられる。

ギア２１５は、ギアセット２０５の大径ギアと同じ歯数（同径）を有している。このギア２１５は、ギアセット２０５の大径ギアに噛み合うとともに、第２ワンウェイギアセット２１４の小径ギア２１４ａに噛み合っている。そして、第２ワンウェイギアセット２１４の大径ギア２１４ｂが駆動ギア２５０に噛み合っている。

図８に示すような構造のギア装置２０では、スライド１１が下降する際には、下降するラックギア２００に噛み合う変換ギア２０１が正回転する。そして、その変換ギア２０１の正回転は、前述した場合（図６参照）と同様に、４つのギアセット２０２～２０５、第１ワンウェイギアセット２１１（小径ギア２１１ａ、大径ギア２１１ｂ、第１ワンウェイクラッチ２１１ｃ）を介して、駆動ギア２５０に正回転として伝達される。

この場合、ギアセット２０５の前記正回転は、ギア２１５を介して第２ワンウェイギアセット２１４の小径ギア２１４ａに逆回転として伝達するものの、その小径ギア２１４aの逆回転は第２ワンウェイクラッチ２１４ｃによって、大径ギア２１２ｂには伝達しない。したがって、変換ギア２０１の正回転は、ギア２１５及び第２ワンウェイギアセット２１４（第２回転伝達ギア部）を通して駆動ギア２５０に伝達されない。

一方、スライド１１が上昇動する際には、上昇するラックギア２００に噛み合う変換ギア２０１が逆回転する。この変換ギア２０１のこの逆回転は、４つのギアセット２０２～２０５（共通ギア列）における最終段のギアセット２０５に逆回転として伝達される。このギアセット２０５の逆回転は、ギア２１５に正回転として伝達され、ギア２１５の正回転は、更に、第２ワンウェイギアセット２１４の小径ギア２１４ａに高速化されて逆回転として伝達される。更に、その小径ギア２１４ａの逆回転が、第２ワンウェイクラッチ２１４ｃによって大径ギア２１４ｂに伝達される。そして、第２ワンウェイギアセット２１４の大径ギア２１２ｂの逆回転は駆動ギア２５０に正回転として伝達される。

この場合、ギアセット２０５の前記逆回転は、前述した例（図７参照）と同様に、第１ワンウェイギアセット２１１の小径ギア２１１ａには伝達するものの、第１ワンウェイクラッチ２１１ｃによって、大径ギア２１１ｂには伝達しない。したがって、変換ギア２０１の逆回転は、第１ワンウェイギアセット２１１（第１回転伝達ギア部）を通して駆動ギア２５０に伝達されない。

図８に示すような第１ギア列（第１ワンウェイギアセット２１１）および第２ギア列（ギア２１５、第２ワンウェイギアセット２１４）を含むギア装置２０を用いた場合であっても、スライダ１１が下降する際、及びスライダ１１が上昇する際のいずれでも、発電モータ２２の回転軸に結合する駆動ギア２５０が一方向に回転（正回転）するので、スライダ１１の往復動において電気エネルギーを有効に回収することができる。

なお、蓄電池装置３０は、プレス装置１００ではなく他の場所に設置するようにしてもよい。また、蓄電池装置３０とともに蓄電コントローラ１５ａについても、プレス装置１００以外の場所に設置することができる。プレス装置１００に適用されるエネルギー回収装置は、少なくともギア装置２０と電気エネルギーを生じさせる発電モータ２２とを含む構成であればよい。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、各実施の形態は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述したこれら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明に含まれる。

以上、説明したように、本発明に係るエネルギー回収装置は、スライダの上下往復動において電気エネルギーの有効な回収を行うことのできるという効果を有し、上下往復動するスライダを有するプレス装置に適用するものとして有用である。

１１ スライド
１２ ボルスタプレート
１３ スイッチ台
１４ 操作パネル
１５ 制御ボックス
１５ａ 蓄電コントローラ
２０ ギア装置
２２ 発電モータ
２００ ラックギア
２０１ 変換ギア
２０２～２０５ ギアセット
２１１ 第１ワンウェイギアセット
２１１ａ 小径ギア
２１１ｂ 大径ギア
２１１ｃ 第１ワンウェイクラッチ
２１２ 第２ワンウェイギアセット
２１２ａ 小径ギア
２１２ｂ 大径ギア
２１２ｃ 第２ワンウェイクラッチ
２１３、２１５ ギア
２１４ 第２ワンウェイギアセット
２１４ａ 小径ギア
２１４ｂ 大径ギア
２１４ｃ 第２ワンウェイクラッチ

Claims (7)

1. 上下往復動するスライドを有するプレス装置に適用されるエネルギー回収装置であって、
   発電モータと、
   前記スライドの上下往復動を回転動に変換して、当該回転動を前記発電モータの回転軸に伝達させるギア装置と、を有し、
   前記ギア装置は、
   前記スライドの上下往復動に同期して上下往復動するラックギアと、
   前記ラックギアに噛み合って、当該ラックギアの下降動に伴って正回転し、当該ラックギアの上昇動に伴って逆回転する変換ギアと、
   前記発電モータの回転軸に結合する駆動ギアと、
   前記変換ギアの逆回転を前記駆動ギアに伝達させることなく、前記変換ギアの正回転を前記駆動ギアに一方向の回転として伝達させる第１回転伝達ギア部と、
   前記変換ギアの正回転を前記駆動ギアに伝達させることなく、前記変換ギアの逆回転を前記駆動ギアに前記一方向の回転として伝達させる第２回転伝達ギア部と、を含み、
   前記第１回転伝達ギア部は、第１ワンウェイクラッチを含み、
   前記第２回転伝達ギア部は、第２ワンウェイクラッチを含み、
   前記第１回転伝達ギア部及び前記第２回転伝達ギア部は、共通の複数のギアにて構成される共通ギア列を含み、
   前記第１回転伝達ギア部は、前記第１ワンウェイクラッチを含むとともに前記共通ギア列から前記駆動ギアまで続く第１ギア列を含み、
   前記第２回転伝達ギア部は、前記第２ワンウェイクラッチを含むとともに前記共通ギア列から前記駆動ギアまで続く第２ギア列を含み、
   前記発電モータにより生じる電気エネルギーを回収するエネルギー回収装置。
2. 前記共通ギア列のギアの数は、前記第１ギア列のギアの数及び前記第２ギア列のギアの数のいずれよりも多い、請求項１記載のエネルギー回収装置。
3. 前記変換ギアが逆回転する際における前記第２回転伝達ギア部の当該変換ギアに対する負荷が、前記変換ギアが正回転する際における前記第１回転伝達ギア部の当該変換ギアに対する負荷より小さくなるように、前記第１回転伝達ギア部及び前記第２回転伝達ギア部が構成された、請求項１記載のエネルギー回収装置。
4. 前記変換ギアの逆回転が前記第２回転伝達ギア部によって駆動ギアに伝達される際の当該駆動ギアの回転が、前記変換ギアの正回転が前記第１回転伝達ギア部によって駆動ギアに伝達される際の当該駆動ギアの回転より遅くなるように、前記第１回転伝達ギア部及び前記第２回転伝達ギア部が構成された、請求項１記載のエネルギー回収装置。
5. 前記変換ギアが逆回転する際における前記第２ギア列の当該変換ギアに対する負荷が、前記変換ギアが正回転する際における前記第１ギア列の前記変換ギアに対する負荷より小さくなるように、前記第１ギア列および前記第２ギア列が構成された、請求項１記載のエネルギー回収装置。
6. 前記変換ギアの逆回転が前記第２回転伝達ギア部によって前記駆動ギアに伝達される際の当該駆動ギアの回転が、前記変換ギアの正回転が前記第１回転伝達ギア部によって前記駆動ギアに伝達される際の当該駆動ギアの回転より遅くなるように、前記第１ギア列及び前記第２ギア列が構成された、請求項１記載のエネルギー回収装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載のエネルギー回収装置を備えたプレス装置。

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