JPH04253525A - ダイスプリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プレス設備等に使用さ
れるガス封入式のダイスプリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プレスによって素板（ブランク）を打抜
いたり絞り加工する場合、ブランクに皺が生じることを
防ぐために加圧パッドが用いられている。加圧パッドは
ダイスプリングによって付勢される。従来のダイスプリ
ングには巻ばねあるいはウレタンばねが使われていたが
、近時は高い初期荷重と大きなストロ−クが得られるガ
ス封入式のダイスプリング装置が着目されている。

【０００３】ガス封入式のダイスプリング装置は、内部
に高圧ガスが封入されたシリンダと、このシリンダに挿
入されたロッドを備えており、プレス時の荷重をロッド
の軸線方向に作用させ、シリンダ内部のガスを圧縮する
ことによって反力を生じさせるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来のガス封
入式ダイスプリング装置は、高い初期荷重と大きな反力
を得るために、きわめて高い圧力の圧縮ガスが封入され
ている。このため、ロッドの摺動部においてガスが漏れ
やすく、経時的に特性が変化してしまうことがあった。 従って本発明の目的は、内部に封入された高圧ガスを漏
れにくくすることによって、耐久性の高いガス封入式の
ダイスプリング装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を果たすために
開発された本発明は、内部に圧縮ガスが封入されるシリ
ンダと、上記シリンダの開口端側からシリンダの内部に
挿入されかつシリンダに対し軸線方向に移動自在なロッ
ドと、上記シリンダの開口端付近に設けられていて上記
ロッドの摺動部をシ−ルする軸封手段とを備えたガス封
入式のダイスプリング装置であって、ロッドの摺動部に
液を導く手段と、このロッド摺動部に導かれた液がロッ
ド摺動部から漏れることを防ぐシ−ル材とを具備してい
る。

【０００６】

【作用】シリンダ内部に封入された高圧ガスの圧力は、
ロッドをシリンダから押出す方向に作用する。この力は
、プレス加工時においてブランクを押える力として利用
される。本発明では、シリンダの開口端におけるロッド
摺動部分に液が導かれ、この液はシリンダ内の気室ある
いはシリンダ外部に漏れないようにシ−ル材によってシ
−ルされる。液体は密度の低いガスに比べて、より完璧
なシ−ルが可能である。従ってロッド摺動部に導かれた
上記液がシ−ル材によってシ−ルされることにより、シ
リンダ内に封じ込まれている高圧ガスはロッド摺動部か
ら漏れることが阻止される。

【０００７】

【実施例】以下にこの発明の第１実施例について、図１
ないし図３を参照して説明する。図１に示されたダイス
プリング装置１０は、中空のシリンダ１１と、このシリ
ンダ１１に挿入されるロッド１２を備えている。ロッド
１２はシリンダ１１の軸線方向に移動自在である。シリ
ンダ１１は、直円筒状のシリンダボディ１３と、このシ
リンダボディ１３の閉塞端側に固定された端部材１４と
を備えて構成される。端部材１４にガス供給口１５が設
けられている。このガス供給口１５は、後述する気室３
０にガスを供給した後に栓１６によって閉塞される。

【０００８】シリンダ１１の内部に、有底カップ状のフ
リ−ピストン２０が設けられている。フリ−ピストン２
０の開口端側にフランジ部２１が設けられている。この
フランジ部２１に、ベアリング２２，２３と、シ−ル材
２４が設けられている。ベアリング２２，２３とシ−ル
材２４の外周面は、シリンダボディ１３の内周面に気密
に摺接する。このフリ−ピストン２０は、シリンダ１１
の軸線方向に移動自在である。

【０００９】シリンダ１１の内周面とフリ−ピストン２
０の外周面とによって、気室３０が規定されている。こ
の気室３０に、不活性ガスが封入されている。不活性ガ
スの一例は窒素である。ガスの封入圧力は、このダイス
プリング装置１０に要求される皺押え力に応じて決定さ
れるが、例えば数１０ｋｇｆ／ｃｍ２　ないし１５０　
ｋｇｆ／ｃｍ２位の高い圧力である。気室３０内のガス
の圧力は、ロッド１２をシリンダ１１から押出す方向に
作用する。

【００１０】フリ−ピストン２０の内面側は液室３１と
して使われ、この液室３１に作動液３２の一例として油
が満たされる。液室３１はフリ−ピストン２０によって
気室３０と仕切られているため、気室３０内のガスが液
室３１の油に溶け込むことはない。なお、気室３０の内
容積はフリ−ピストン２０のサイズ等に応じて調整する
ことができる。

【００１１】ロッド１２は、円柱状のロッドボディ３５
を有している。ロッドボディ３５は、シリンダ１１の内
部に位置する内端３６と、シリンダ１１の外部に突出す
る外端３７を有している。この外端３７にヘッドチップ
３８が固定されている。ヘッドチップ３８は、熱処理に
よって硬度が高められている。

【００１２】シリンダ１１の開口端付近に、軸封手段と
しての軸封アセンブリ４０が設けられている。軸封アセ
ンブリ４０は、シリンダ１１の開口端に挿着されたシ−
ルホルダ４１と、その内端側に設けられたベアリングホ
ルダ４２を備えている。シ−ルホルダ４１とベアリング
ホルダ４２は、ロッド１２を挿通させるためのロッド挿
通孔４３，４４を有している。シ−ルホルダ４１とベア
リングホルダ４２との間は、Ｏリング等のシ−ル材４５
によってシ−ルされる。ベアリングホルダ４２とシリン
ダボディ１３との間は、Ｏリング等のシ−ル材４６によ
ってシ−ルされる。

【００１３】シ−ルホルダ４１は、シリンダボディ１３
に設けられた雌ねじ５０にねじ込まれることによって、
ベアリングホルダ４２と一緒にシリンダボディ１３に固
定される。シ−ルホルダ４１の内周部に、高圧側シ−ル
材５１と、低圧側シ−ル材５２と、これらシ−ル材５１
，５２の間に位置する中間スペ−サ５３が設けられてい
る。各シ−ル材５１，５２と中間スペ−サ５３は、ロッ
ド１２の外周面すなわちロッド摺動部に摺接する。また
、シ−ルホルダ４１に、液室３１に連通するエア抜き孔
５４が設けられている。この孔５４は、栓５５によって
閉塞される。

【００１４】ベアリングホルダ４２の内周部に、ベアリ
ング６０が設けられている。このベアリング６０の内周
面はロッド１２の外周面に摺接する。また、ベアリング
ホルダ４２に環状のストッパ壁６１が設けられていると
ともに、前記エア抜き孔５４に連通する孔６２が設けら
れている。

【００１５】ロッド１２の内端３６にフランジ部６５が
設けられている。ロッド１２がシリンダ１１から伸び出
る方向に所定量移動した時、フランジ部６５が前記スト
ッパ壁６１に当接することにより、ロッド１２の伸び側
ストロ−クエンドが規制される。ロッド１２のストロ−
クの一例は８０ｍｍ、ロッド１２に加わる最大荷重の一
例は１０００ｋｇｆである。

【００１６】液室３１に満たされた液３２の一部は、ロ
ッド１２とベアリング６０との間の摺動部に入り込む。 このロッド摺動部に入り込んだ液は、シリンダ１１の外
部に対してシ−ル材５１，５２によってシ−ルされるこ
とにより、ロッド摺動部から外部に漏れ出ることが阻止
される。ロッド摺動部において油や水のようにある程度
の粘性のある流体をシ−ルすることは、高圧ガスをシ−
ルする場合よりも容易である。フリ−ピストン２０の摺
動部は、ベアリング２２，２３とシ−ル材２４とによっ
てシ−ルされる。

【００１７】上記構成のダイスプリング装置１０は、ロ
ッド１２をシリンダ１１に押込む方向の荷重が負荷され
た時、シリンダ１１に対するロッド１２の挿入量が増大
する。このためロッド１２の挿入量に応じて気室３０が
圧縮され、フリ−ピストン２０が端部材１４側に移動す
るとともに、気室３０の圧力が増大する。

【００１８】例えば、図２に示されるようにロッド１２
がストロ−クＳ１の距離を移動した時、フリ−ピストン
２０はストロ−クＳ２だけ移動する。ロッド１２がシリ
ンダ１１内に所定ストロ−ク以上押込まれると、ロッド
１２の内端３６がフリ−ピストン２０の開口端からフリ
−ピストン２０の内部に進入することにより、ロッド１
２とフリ−ピストン２０との干渉が回避される。

【００１９】上記シ−ル構造においては、ロッド１２を
シリンダ１１の軸線に対して、ある程度の角度範囲で傾
動させることが可能である。ロッド１２が伸び側に移動
する時には、ロッド１２の移動分に応じて気室３０の容
積が増加するため、フリ−ピストン２０が元の位置に戻
る。

【００２０】図３にダイスプリング装置１０の使用態様
の一例が示されている。図示例のダイスプリング装置１
０は、第１の金型ユニット７０側に設けられている。金
型ユニット７０の下部に、圧力パッド７１が設けられて
いる。第２の金型ユニット７２上にブランクＢがセット
される。シリンダ１１は、図示上側の支承部７４に支持
される。

【００２１】プレス時に金型ユニット７０が降下すると
、ロッド１２がシリンダ１１に押込まれる方向に移動す
る。気室３０内のガスの圧力は、ロッド１２をシリンダ
１１から押出す方向に作用する。従って、圧力パッド７
１がブランクＢの縁部を押圧することにより、プレス時
にブランクＢに皺が生じることが防止される。プレスが
終って金型ユニット７０がオ−プン方向に駆動されると
、シリンダ１１に対してロッド１２が伸び側に移動する
。

【００２２】図４と図５は本発明の第２実施例を示して
いる。この第２実施例において、前記第１実施例と共通
する箇所には共通の符号を付して説明を省略し、第１実
施例と異なる点について以下に説明する。

【００２３】この第２実施例のシリンダ１１は、シリン
ダボディ１３の端部に固定された略円筒状のベ−ス部材
８０を有しており、このベ−ス部材８０の内側にシ−ル
ホルダ４１が挿着されている。シ−ルホルダ４１の内周
部に、リング状のベアリングホルダ８１が保持されてい
る。このベアリングホルダ８１の内周面側にベアリング
６０が設けられている。

【００２４】また、上記ベ−ス部材８０に、シリンダボ
ディ１３と同心の円筒状の延長部８２が設けられている
。この延長部８２は、シリンダボディ１３の内面側に挿
入されている。そして延長部８２の内側に、この延長部
８２と同心の円筒状の金属製の仕切り膜８３が取付けら
れている。仕切り膜８３の図示下端８４は、延長部８２
の端部に液密に固定されている。仕切り膜８３の図示上
端８５は環状の受け座８６の端部に液密に固定されてい
る。

【００２５】そして延長部８２の内周面と仕切り膜８３
の外周面との間に、液室９０が設けられている。図５に
示されるように、上記液室９０は液路９１，９２，９３
を介して、ロッド１２の摺動部に通じている。ロッド１
２の摺動部に導かれた液は、気室３０に対しては上記受
け座８６に設けられたシ−ル材９４によってシ−ルされ
る。またシリンダ１１の外部に対しては、第１実施例と
同様のシ−ル材５１，５２によってシ−ルされる。何ら
かの理由によって液室９０内の液３２が漏れた場合、液
３２の減少分に応じて仕切り膜８３が撓むことにより、
液室９０の体積減少分が吸収される。

【００２６】図６に本発明の第３実施例を示す。この実
施例の基本的構成は前記第２実施例と同様であるが、こ
の第２実施例の場合、テ−パ円筒状をなす金属製仕切り
膜９７によって、液室９０と気室３０とが仕切られてい
る。この仕切り膜９７は、前述したベ−ス部材８０の筒
状延長部８２と同心状である。筒状延長部８２と仕切り
膜９７との間に位置する液室９０に満された液は、液路
９１，９２を経てロッド１２の摺動部に導かれる。また
、シリンダ１１の内部に、気室３０の体積を調整するた
めの適宜量の液９８が収容されている。なお、仕切り膜
９７の長さと角度によっては、液９８は不要である。

【００２７】図７および図８は本発明の第４実施例を示
している。この実施例には、ダイヤフラム状の金属製仕
切り膜１００が使われている。この仕切り膜１００の外
周縁は、ベ−ス部材８０の延長部８２の端部に液密に固
定されている。仕切り膜１００の内周縁は、シ−ルハウ
ジング１０１に液密に固定されている。そして仕切り膜
１００によって、液室９０と気室３０とが互いに仕切ら
れている。液室９０に満たされた液３２の一部は、ロッ
ド１２の摺動部に導かれる。

【００２８】ロッド１２の摺動部に導かれた液は、シリ
ンダ１１の外部に対して、シ−ル材５１，５２によって
シ−ルされる。液室９０と気室３０との間は、仕切り膜
１００と、シ−ルハウジング１０１に設けられたシ−ル
材１０２とによってシ−ルされる。何らかの理由によっ
て液室９０内の液３２が漏れた場合には、液３２の減少
分に応じて仕切り膜１００が撓むことにより、液室９０
の体積減少分が吸収される。

【００２９】本実施例において、ロッド１２の伸び側ス
トロ−クエンドは、円環状のストッパプレ−ト１０３に
よって規制される。ストッパプレ−ト１０３はシリンダ
ボディ１３に固定されている。

【００３０】なお、前記第２実施例ないし第４実施例に
おける各仕切り膜８３，９７，１００は、金属の代りに
例えばブチルゴムなどのようにガスバリヤ性の高い高分
子膜を使用してもよい。

【００３１】図９は本発明の第５実施例を示している。 この実施例の場合、軸線方向に移動可能な可動シ−ルホ
ルダ１１０が採用されている。シ−ルホルダ１１０の内
周側と外周側に、それぞれシ−ル材１１１，１１２が設
けられている。可動ホルダ１１０の図示上側に液室９０
がある。液室９０に満たされた液は、ロッド１２の摺動
部に導かれる。ロッド１２の摺動部に導かれた液は、気
室３０に対してはシ−ル材１１１，１１２によってシ−
ルされ、シリンダ１１の外部に対しては、シ−ル材５１
，５２によってシ−ルされる。液室９０内の液３２が漏
れた場合、液３２の漏れ量に応じてシ−ルホルダ１１０
が軸線方向に移動することにより、液室９０の体積減少
分が吸収される。

【００３２】図１０に示された本発明の第６実施例にお
いては、金属製仕切り膜８３の軸線方向中間部（図示例
では軸線方向中央）に、仕切り膜８３の変形を防止する
ためのリング１２０が設けられている。本実施例のリン
グ１２０は、仕切り膜８３の外周面に固定されている。 それ以外の構成は、前述した第２実施例（図４）と同様
である。

【００３３】図１１に示された本発明の第７実施例の場
合、仕切り膜８３の内周面にリング１２０が設けられて
いる。リング１２０は例えば金属からなり、溶接あるい
は接着等の適宜の固定手段によって仕切り膜８３に固定
される。

【００３４】リング１２０の径や取付け位置は、ロッド
１２がシリンダ１１内に押込まれた時に、ロッド１２と
干渉しないように適宜に設定される。なお、必要に応じ
て複数のリング１２０を仕切り膜８３の軸線方向に適宜
間隔で配置してもよい。

【００３５】例えば、液室内の液の一部が漏れるなどし
て液室９０の液量が減少した場合、仕切り膜８３は径方
向に撓み、ついには塑性変形を生じることがある。この
とき、何らかの理由により、液室９０の圧力が気室３０
よりも高くなると、仕切り膜８３が径方向に縮み、仕切
り膜８３の一部が破損する可能性がある。上記リング１
２０が設けられていれば、液室９０の液量が減少しても
、仕切り膜８３の変形形状は、より球に近付き、液室９
０の圧力が気室３０よりも高くなった時などに破損しに
くくなる。

【００３６】図１２に示された第８実施例においては、
液室９０内の液をロッド１２の摺動部に導く液路９１，
９２，９３の途中に、円環状のチェックシール１３０が
設けられている。高圧側シール材５１は、サポートリン
グ１３１に設けられている。サポートリング１３１とシ
ールホルダ４１との間は、Ｏリング１３２によってシー
ルされている。金属製仕切り膜８３の下端８４は、リン
グ状の端部材１３３を介して、シリンダ１１の内面壁に
固定されている。なお、本実施例において、前記実施例
と共通の符号を付した箇所は、前記実施例のものと共通
である。

【００３７】図１３に拡大して示すように、チェックシ
ール１３０の断面（円周方向各部の断面）はＵ状をなし
ている。図中のＡ側からＢ側に圧力がかかった時、すな
わちロッド摺動部の圧が液室９０の圧力よりも高い時な
どには、図１３中に矢印で示すようにチェックシール１
３０を押し広げる方向に圧力Ｐが作用し、チェックシー
ル１３０が受け座８６とハウジング１１に密接すること
によって、ロッド摺動部のガスまたは液が液室９０側に
流れることが阻止される。

【００３８】上記とは逆に、圧力がＢ側からＡ側に作用
する時には、チェックシール１３０が縮まる方向に撓む
ことにより、液室９０内の液の一部をロッド１２の摺動
部の方向に導くことができる。

【００３９】チェックシール１３０を設けた理由は次の
通りである。気室３０の圧力はロッド１２の上下運動に
よって、例えば１３０〜２００ｋｇｆ／ｃｍ２　の間で
変動する。このような圧力変動を生じても、仕切り膜８
３は液室９０内の非圧縮性の液によって支えられている
ため、液室９０が液で満たされている限り、仕切り膜８
３に繰返し変形は生じない。

【００４０】ところが、気室３０内のガスがシール材９
４と液路９１，９２，９３を通って液室９０内に入り込
むと、ガスは圧縮性であるため、ロッド１２の往復運動
時に切り膜８３が繰返し変形を生じるようになり、耐久
性が低下する。このような問題を解決する手段として、
本実施例のようなチェックシール１３０を設け、ガスが
液室９０側に漏れないようにすることが有効となる。

【００４１】図１４に示された本発明の第９実施例の場
合、ロッド１２の摺動部においてシール材５１とシール
材９４との間に、液室１５０，１５１内の液が導かれ、
この液によってベアリング６０が潤滑されるようになっ
ている。液室１５０，１５１は、シリンダ１０の外部に
対して、シール材４６とＯリング１３２によってシール
されている。また、液室１５１と気室３０との間にチェ
ックシール１５２が設けられている。このチェックシー
ル１５２は、気室３０内の圧縮ガスが液室１５１側に流
れることを許容し、かつ液室１５１内の液が気室３０側
に流れることを阻止する機能をもっている。

【００４２】この実施例において、気室３０内のガスが
チェックシール１５２を通って液室１５１に入ったとし
ても、液室１５１からロッド１２の摺動部に至る隙間が
極めて狭いため、ガスはチェックシール１５２の近くに
とどまり、ロッド１２の摺動部に達することがない。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、シリンダ内部に封じ込
められた高圧ガスを、ロッド摺動部に導いた液とこの液
をシ−ルするシ−ル材とを利用して確実にシ−ルするこ
とができ、ガス漏れが抑制された耐久性の高いダイスプ
リング装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すダイスプリング装置
の縦断面図。

【図２】図１に示されたダイスプリング装置の作動状態
を示す断面図。

【図３】図１に示されたダイスプリング装置の使用態様
を一部断面で示すプレス設備の側面図。

【図４】本発明の第２実施例を示すダイスプリング装置
の縦断面図。

【図５】図４に示されたダイスプリング装置における軸
封部分の拡大断面図。

【図６】本発明の第３実施例を示すダイスプリング装置
の縦断面図。

【図７】本発明の第４実施例を示すダイスプリング装置
の縦断面図。

【図８】図７に示されたダイスプリング装置における軸
封部分の拡大断面図。

【図９】本発明の第５実施例を示すダイスプリング装置
の縦断面図。

【図１０】本発明の第６実施例を示すダイスプリング装
置の縦断面図。

【図１１】本発明の第７実施例を示すダイスプリング装
置の縦断面図。

【図１２】本発明の第８実施例を示すダイスプリング装
置の縦断面図。

【図１３】図１２に示されたダイスプリング装置の一部
を示す拡大断面図。

【図１４】本発明の第９実施例を示すダイスプリング装
置の縦断面図。

【符号の説明】

１０…ダイスプリング装置、１１…シリンダ、１２…ロ
ッド、２０…フリ−ピストン、３０…気室、３１…液室
、４０…軸封アセンブリ（軸封手段）、５１，５２…シ
−ル材、８３…仕切り膜、９０…液室、９４…シ−ル材
、９７，１００…仕切り膜、１０２，１１１，１１２…
シ−ル材、１２０…リング、１３０…チェックシール。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に圧縮ガスが封入されるシリンダと、
   上記シリンダの開口端側からシリンダの内部に挿入され
   かつシリンダに対し軸線方向に移動自在なロッドと、上
   記シリンダの開口端付近に設けられていて上記ロッドの
   摺動部をシ−ルする軸封手段とを備えたガス封入式のダ
   イスプリング装置であって、上記ロッドの摺動部に液を
   導く手段と、このロッド摺動部に導かれた液がロッド摺
   動部から漏れることを防ぐシ−ル材とを具備したことを
   特徴とするダイスプリング装置。
2. 【請求項２】上記シリンダの内部に、このシリンダの軸
   線方向に移動自在でかつシリンダ内部を液室と気室とに
   仕切るカップ状のフリ−ピストンを設け、上記ロッドが
   シリンダ内に所定ストロ−ク以上押込まれた時に上記ロ
   ッドの内端が上記フリ−ピストンの内側に入り込むよう
   にしてある請求項１記載のダイスプリング装置。
3. 【請求項３】上記シリンダの内部に、シリンダ内部を液
   室と気室とに仕切る仕切り膜を設けるとともに、上記仕
   切り膜の軸線方向の中間部に、上記仕切り膜の破損を防
   止するリングを設けた請求項１記載のダイスプリング装
   置。
4. 【請求項４】上記シリンダの内部が仕切り部材によって
   液室と気室とに仕切られかつ上記気室に圧縮ガスが封入
   されており、さらに上記液室内の液をロッドの摺動部に
   導く液路の途中に、上記液が液室側からロッド摺動部側
   に流れることを許容しかつ上記ガスが気室側から液室側
   に流れることを阻止するチェックシールを設けた請求項
   １記載のダイスプリング装置。
5. 【請求項５】上記シリンダの内部に、上記圧縮ガスを封
   入した気室と、上記ロッドの摺動部に通じる液室が設け
   られており、さらに上記液室と気室との間に、上記気室
   内の圧縮ガスが上記液室側に流れることを許容しかつ上
   記液室内の液が気室側に流れることを阻止するチェック
   シールが設けられている請求項１記載のダイスプリング
   装置。