JPH0317043Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は油圧発生装置とりわけフライホイール
エネルギを利用した省エネルギー型の油圧発生装
置に関する。

油圧プレス類の駆動源に用いられる油圧発生装
置として、電動機と、これに直結したフライホイ
ールと、フライホイールの出力端に結合され油圧
を発生するポンプとを備えたものは、特開昭57−
105576号公報等により公知である。

しかし従来のこの種油圧発生装置においては、
重量の大きなフライホイールを専ら電動機の出力
で起動する方式となつていたため、起動電流が定
格電流の10倍以上かかる場合があり、その結果工
場内の電源設備が不当に大きくなり、設備費が高
価になる不具合があつた。

また従来のこの種装置では、プレスに適用した
場合に、加工工程及び上昇工程でフライホイール
に蓄積されたエネルギを放出することから、次の
仕事を行うまでにフライホイールの回転数を元の
状態に回復させることが必要である。しかし、プ
レス加工が連続サイクルの場合には、上限位置で
の停止時間がないため、大容量のモータを用いて
もフライホイールの回転を充分に回復することが
できない。これを避けるには上死点でのスライド
停止時間を長くとるしかなく、そのため従来の装
置では作業能率や生産性が低下することを避けら
れず、この対策として前期先行技術は加圧行程の
圧縮エネルギをリリーフ弁等から圧抜せずにフラ
イホイールに返流させる方法を採つているが、圧
抜エネルギはあまり大きなものではないため、フ
ライホイールの回転復帰の補助はまだ十分とはい
えなかつた。

本考案は上記のような従来の不具合を解消し、
特別な電源設備を用いる要なくしてフライホイー
ルを簡易に起動することができると共に、連続負
荷時にフライホイールないし電動機の回転数を充
分に回転させて高能率なプレス作業等を行うこと
ができ、主ポンプも安価で既設装置にも簡便に適
用できる実用的なフライホイール利用型油圧発生
装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するため本考案は、フライホイ
ールのエネルギを利用したプレス用油圧発生装置
において、両軸式主電動機の一方の出力軸にフラ
イホイールと主ポンプを設けると共に、他方の出
力軸に１方向クラツチを介して油圧モータを設
け、主ポンプを作動切換え用の電磁弁を介して主
スライド用シリンダに接続し、前記油圧モータに
は、副油圧ポンプと結ばれかつフライホイール起
動時に作動し副油圧ポンプの吐出油を油圧モータ
に送油して出力軸により主電動機とフライホイー
ルと主ポンプを予備回転するための起動用切換弁
および増速用回路と、前記起動用切換弁とスライ
ド用シリンダ上昇側に介在され、主スライド連続
昇降時のスライド自重降下期に主スライド用シリ
ンダの油を油圧モータに送油して復元トルクをか
け主電動機の回転補助を行うための回転数復元用
切換弁を備えた制御回路を接続したものである。

以下本考案の実施例を添付図面に基いて説明す
る。

第１図ないし第７図は本考案を油圧プレスに適
用した実施例を示すもので、第１図において、ａ
はプレスフレーム、ｂはベツド、ｃはスライドで
あり主シリンダｄに取付けられ昇降自在となつて
いる。

１はプレスフレーム又はその近傍適所に設けた
支持フレーム４０に据付けた両軸式の主電動機
で、一方の出力軸４１にフライホイール２と主ポ
ンプ３を設け、他方の出力軸４１′に１方向クラ
ツチ７を介して油圧モータ６が設けられている。

前記主ポンプ３は、第２図の実施態様において
は片傾式可変容量ポンプが用いられ、第３図の実
施態様では固定吐出量ポンプが用いられている。
いずれの場合も、主ポンプ３の吐出口は主プレス
作動切換用の電磁弁１４を介して主シリンダｄに
接続され、主電動機１の駆動により出力軸４１で
直接フライホイール２及び主ポンプ３を駆動し、
主ポンプ３の吐出量及び吐出圧力の増大に伴いフ
ライホイール２に蓄積されたエネルギを放出しな
がら仕事を行うようになつている。

まず、主ポンプ３の吐出口は主路４０により主
プレス作動切換用の電磁弁１４の圧力口ｐに接続
され、一方のシリンダ口Ａは主シリンダｄの下降
用口に、他方のシリンダ口Ｂは上昇用口にそれぞ
れ接続されており、この上昇用口とシリンダ口Ｂ
を結ぶ管路４３には、逆止弁４４より手前の部分
に分岐路４５が接続され、これに主電動機フライ
ホイール回転数復元用の電磁切換弁１６がＰポー
トをもつて接続されている。

一方、プレスフレームの適所には主ポンプ起動
やパイロツト圧力発生用としての副油圧ポンプ４
とこれを駆動するための副電動機５が配置され、
副油圧ポンプ４の吐出口は、主プレス急下降弁作
動用の電磁切換弁１７と遅降流れ制御用の精密絞
り弁２０を経由して主プレス緩急速用カウンタバ
ランス弁１９の急下降パイロツト室に接続され、
このカウンタバランス弁１９によりさきの回転数
復元用の電磁切換弁１６を作動させるようにして
いる。

さらに、前記主プレス急下降弁作動用の電磁切
換弁１７より手前の副油圧ポンプ吐出管路には、
シリンダ口が前記油圧モータ６および回転数復元
用の電磁切換弁１６と結ばれた起動用電磁切換弁
１５が設けられている。

すなわち、起動用電磁切換弁１５は加圧口ｐを
もつて副油圧ポンプ吐出管路に接続され、戻り口
Ｒはパイロツト管路５６により回転数復元用の電
磁切換弁１６の戻り口Ｒおよび主プレス作動切換
用電磁弁１４の戻り口Ｒにそれぞれ接続される。
主ポンプが可変容量型ポンプの場合はパイロツト
管路５６がタンク４２に導かれる。また、起動用
電磁切換弁１５のシリンダ口Ａは回転数復元用電
磁切換弁１６のシリンダ口Ｂと接続されると共
に、分岐路５４により油圧モータ６の吸込口と接
続される。シリンダ口Ｂは回転数復元用電磁切換
弁１６のシリンダ口Ａおよび油圧モータ６の吐出
口とそれぞれ接続されている。主ポンプが可変容
量型ポンプの場合、電磁切換弁１５の加圧口側は
パイロツト管路５５により主ポンプ３のコントロ
ール部５１と結ばれ、パイロツト管路５５には主
ポンプの傾転角をコントロールする電磁弁２１が
設けられている。

そして、前記副油圧ポンプ４の吐出系には、主
として起動時に油圧モータ６を増速するための増
速用回路１０が設けられる。この増速用回路１０
は、第２図の実施例においては、副油圧ポンプ圧
力制御元弁としてのリリーフ弁２３の出口側に順
次接続されたパイロツト圧力設定用の２つのパイ
ロツトリリーフ弁２２，２６と、Ａポートをもつ
て後方側パイロツトリリーフ弁２６と接続しＰポ
ートをもつて前記リリーフ弁２３に接続したパイ
ロツト圧力切換用電磁弁１８とからなつており、
該電磁弁はセンターバイパスとなつていて戻り口
Ｒがパイロツトリリーフ弁２２の入口側に結ばれ
ている。

第３図の実施例においては、増速用回路１０
は、副油圧ポンプ吐出管路と起動用電磁切換弁１
５の加圧口ｐ間に介在された電磁比例流量調整弁
２４からなつている。

第４図と第５図ａ，ｂは増速用回路１０のその
他の実施例を示すもので、第４図は副油圧ポンプ
吐出管路に電磁比例リリーフ弁２３′を設け、そ
の戻り口Ｒをパイロツト管路５６の一部に接続し
ている。第５図は副油圧ポンプ吐出管路と起動用
電磁切換弁１５の加圧口ｐ間に介在した電磁比例
流量調整弁２４と、副油圧ポンプ吐出管路に接続
した副油圧ポンプ圧力制御元弁２３と、パイロツ
ト圧力切換用電磁弁１８およびパイロツトリリー
フ弁２２とからなつている。

その他図面において、９は主ポンプ吐出側安全
弁、１１は主プレス加圧元弁用のリリーフ弁、１
２は主プレス加圧力制御用パイロツトリリーフ
弁、１３は主プレス上昇側安全弁である。

次に本考案の作用をプレスに適用した場合を例
にとつて説明する。

プレス加工にあたり、通常のこの種装置では主
電動機を直接起動してフライホイールを動かして
いるため、定格電流の10倍以上の大電流を要して
いたが、本考案では定格電流でフライホイールを
起動でき、フライホイールを質量の大きいものに
することが可能となる。

すなわち本考案では主電動機１を両軸式として
一方の出力軸４１′に１方向クラツチ７を介して
油圧モータ６を設け、この油圧モータ６を副油圧
ポンプ４と起動用電磁切換弁１５および増速用回
路１０で結んでいる。

そこで、プレスの起動にあたつては、主電動機
１を通電しない状態とし、この状態で副電動機５
により副油圧ポンプ４を起動し、それと共に起動
用電磁切換弁１５のSOL１３をオンにしてＰ→
Ｂ接続にする。これにより副油圧ポンプ４の吐出
油が油圧モータ６に圧入され、分岐管５４および
パイロツト管路５６に流出するため油圧モータ６
が回転し、この駆動力が出力軸４１′と１方向ク
ラツチ７を介して伝達され、主電動機１、フライ
ホイール２及び主ポンプ３が低速回転を開始す
る。

そして増速用回路１０により油圧モータ６を最
高速度まで増速するもので、第２図の場合には、
タイマーなどによる設定時間後にパイロツト圧力
切換用電磁弁１８のSOL15をオンにし、この
SOL15をオフにしSOL14をオンにしてさらに増
速する。第４図の実施例では電磁比例リリーフ弁
２３′により圧力をパラメータとして時間比例で
増速が行われ、第３図、第５図の場合は、電磁比
例流量調整弁２４で流量をパラメータとして徐々
に増速される。

このようにして油圧モータ６が増速すればそれ
に対応して主電動機１、フライホイール２および
主ポンプ３の回転数が上昇するので、油圧モータ
６が最高速度で安定したところで主電動機１の電
磁開閉器をオンにして自起動させる。本考案は、
予め主電動機１とフライホイール２を回転させて
おくため、主電動機１の出力は小さくて済み、こ
れによる回転数が油圧モータ６の回転数より大と
なると１方向クラツチ７により油圧モータ６は空
転するので、その後は起動用電磁切換弁１５の
SOL13をオフにすればよい。

上記のようにして起動されたのちは、主電動機
１の出力でフライホイール２と主ポンプ３が駆動
され、主プレス急下降弁作動用の電磁切換弁１７
のSOL7をオンにし、主プレス作動切換用電磁弁
１４のSOL4と主プレス吐出側安全弁９のSOL2
をそれぞれオンにすることにより主ポンプ３の吐
出油が主管路４０から下降路を経て主シリンダｄ
に圧入され、スライドｃが自重下降する。そして
さきの急下降弁作動用の電磁切換弁１７のSOL7
をオフにすれば遅降位置から加圧作業に入り、所
定のストローク位置または所定出力まで到達した
のち主プレス作動切換用電磁弁１４のSOL4をオ
フ、SOL3をオンにすれば上昇用管路４３に圧油
が送られるため主シリンダｄは上昇行程に移る。

上記のようなプレスの加圧行程、上昇工程でフ
ライホイール２は蓄積エネルギーを放出し、回転
数が低下するので、次の仕事を行うまでに元の回
転数に復帰させることが必要となる。これは、主
シリンダ上限で停止時間（アイドル）があるとき
には問題ないが、連続サイクルの場合にフライホ
イール２の回転を充分に回復できないことから能
率低下を招く。

そこで本考案は、プレススライドが上限位置か
ら遅降位置まで自重下降であることを利用し、主
シリンダｄからの吐出油圧を使つて油圧モータ６
によりフライホイール２の回転数復帰を促進する
もので、具体的には、プレス下降開始時に主プレ
ス急下降弁作動用の電磁切換弁１７のSOL7をオ
ンにするものでこれにより主プレス緩急速用のカ
ウンタバランス弁１９が開放し、主シリンダｄの
油が上昇用管路４３に流出する。そこで次に回転
数復元用の電磁切換弁１６のSOL11をオンにす
ればＰ→Ａ、Ｂ→Ｒの接続となり主シリンダｄの
圧油が分岐路４５を経て油圧モータ６に圧入さ
れ、分岐路５４からパイロツト管路５６に流出す
る。

これにより油圧モータ６に復元トルクがかか
り、出力軸４１′と１方向クラツチ７を介して主
電動機１に駆動力が重畳され、これにより主電動
機１の回転が補助され、フライホイール２の回転
数がスライド下降期に充分回復され、能率よく連
続サイクルを行うことができる。主電動機１の回
転数が回復すれば油圧モータ６は空転する。な
お、主プレス下降期に起動用電磁切換弁１５の
SOL13をオンにすれば、副油圧ポンプ４の油が
Ｐ→Ｂのポートを介して油圧モータ６に送られる
ため、さきの主シリンダからの送油との相乗作用
で短時間にフライホイールの回転が復元する。

なお、主ポンプ３として可変容量型のものを用
いた場合、パイロツトリリーフ弁の設定圧力で第
６図のごとく吐出量を自由に変えることができ、
吐出量を完全にゼロにすることができるため無負
荷時にほとんどエネルギーを浪費しない。プレス
下降期に傾転角をゼロにし、加圧作業時に電磁切
換弁１７のSOL7をオフにし、カウンタバランス
弁１９を閉じたときに主ポンプ傾転用電磁弁２１
のSOL1と主ポンプ吐出側安全弁９のSOL14をオ
ンにすることにより主ポンプ３は最大傾転角とな
る。また、第７図のように吐出圧力の増大に伴い
吐出量を自動的に低減することで馬力一定とする
ことができるため、アイドル時にゼロ傾転（中
立）、ある加工域で最大吐出量、成形終期の高圧
域で吐出力を減少させることにより適切な省エネ
ルギを達成できる。

以上説明した本考案によるときには、フライホ
イールエネルギを利用した油圧発生装置におい
て、両軸式主電動機１の一方の出力軸４１にフラ
イホイール２と主ポンプ３を、また他方の出力軸
４１′に１方向クラツチ７を介して油圧モータ６
を設け、そして、制御回路として、副油圧ポンプ
４と結ばれこれの吐出油を油圧モータ６に送油し
て出力軸４１′により主電動機１とフライホイー
ル２と主ポンプ３を予備回転するための起動用切
換弁１５および増速用回路１０を設けているの
で、起動時に主電動機に直接定格の10倍以上の電
流を流して質量の大きなフライホイールを起動す
る必要がなく、小型、安価な電源設備で容易に油
圧発生運転を行えるものであり、また、前記起動
用切換弁１５とスライド用シリンダ上昇側には、
主スライド連続昇降時のスライド自重降下期に主
スライド用シリンダの油を油圧モータ６に送油し
て復元トルクをかけ主電動機１の回転補助を行う
ための回転数復元用切換弁１６を設けているの
で、連続サイクル時のフライホイール２の回転復
帰を非常に効率良く促進することができ、さらに
主ポンプとして高価な両傾転式のものを必要とし
ないため、装置を安価なものにすることができる
などの優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す断面図、第２
図は主ポンプとして片傾転式可変容量ポンプを用
いた場合の回路図、第３図は主ポンプとして固定
吐出量ポンプを用いた場合の回路図、第４図と第
５図は油圧モータ増速用回路の実施例を示す回路
図、第６図は主ポンプの傾転角とパイロツト圧力
の関係を示すグラフ、第７図は主ポンプの馬力一
定曲線を示すグラフ、第８図は主ポンプとして固
定吐出量ポンプを用いた場合の吐出圧と吐出量を
示すグラフ、第９図は高低圧ダブルポンプを用い
た場合の吐出圧と吐出量を示すグラフである。 １……主電動機、２……フライホイール、３…
…主ポンプ、４……副油圧ポンプ、６……油圧モ
ータ、７……１方向クラツチ、１０……増速用回
路、１５……起動用電磁切換弁、１６……回転数
復元用切換弁。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) フライホイールのエネルギを利用したプレス
   用油圧発生装置において、両軸式主電動機１の
   一方の出力軸４１にフライホイール２と主ポン
   プ３を設けると共に、他方の出力軸４１′に１
   方向クラツチ７を介して油圧モータ６を設け、
   主ポンプ３を作動切換え用の電磁弁１４を介し
   て主スライド用シリンダに接続し、前記油圧モ
   ータ６には、副油圧ポンプ４と結ばれかつフラ
   イホイール起動時に作動し副油圧ポンプ４の吐
   出油を油圧モータ６に送油して出力軸４１′に
   より主電動機１とフライホイール２と主ポンプ
   ３を予備回転するための起動用切換弁１５およ
   び増速用回路１０と、前記起動用切換弁１５と
   スライド用シリンダ上昇側に介在され、主スラ
   イド連続昇降時のスライド自重降下期に主スラ
   イド用シリンダの油を油圧モータ６に送油して
   復元トルクをかけ主電動機１の回転補助を行う
   ための回転数復元切換弁１６を備えた制御回路
   を接続したことを特徴とする油圧発生装置。 (2) 主ポンプ３が片傾転式可変容量ポンプである
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の油圧発生
   装置。 (3) 主ポンプ３が固定吐出量ポンプである実用新
   案登録請求の範囲第１項記載の油圧発生装置。