JPH0751900A - クランクプレスのバランサ吊上げ力制御方法及びそのための装置 - Google Patents

クランクプレスのバランサ吊上げ力制御方法及びそのための装置

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JPH0751900A
JPH0751900A JP22810593A JP22810593A JPH0751900A JP H0751900 A JPH0751900 A JP H0751900A JP 22810593 A JP22810593 A JP 22810593A JP 22810593 A JP22810593 A JP 22810593A JP H0751900 A JPH0751900 A JP H0751900A
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JP
Japan
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lifting force
slide
dead center
balancer
air cylinder
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Application number
JP22810593A
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English (en)
Inventor
Yutaka Ozaki
豊 尾崎
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造がシンプルであって設備コストを増大さ
せることなく、加工速度を大幅に向上させうるクランク
プレスのバランサ吊上げ力制御方法及び装置を提供す
る。 【構成】 バランサーAがエアーシリンダで構成されて
おり、エアーシリンダのロッド側室3はエアータンクを
接続することなく減圧弁6を介してエアー供給源5に接
続されており、スライド上死点におけるエアーシリンダ
の吊上げ力はスライド系重量を支持しうる最小限の吊上
げ力に設定され、スライド下死点におけるエアーシリン
ダの吊上げ力は、スライド関係加速力gと同等の吊上げ
力に設定されている。下死点から上死点間における過剰
吊上げ力の発生を抑制するので、ブレーキやクラッチを
大形化することなく、加工速度を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はクランクプレスのバラン
サ吊上げ力制御方法及びそのための装置に関する。さら
に詳しくは、加工速度を高め薄物製品の型打ちを可能と
するバランサ吊上げ力制御方法及びそのための装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般的に、従来のクランクプレスは、ハ
ンマー、スクリュープレス等に比べて薄物製品の熱間鍛
造において加工速度が遅いので、素材の温度低下が大き
く、バリ厚さを薄くできない、金型寿命が短い等の問題
があり、薄物製品には不適とされていた。このため、ク
ランクプレスの加工速度を向上する手段も試みられてい
る。この加工速度を向上させる従来技術としては、実公
昭50−38233 号公報に記載のものがある。この技術は、
メインギヤ内にリンクを組込み、スライドの運動軌跡を
非コサイン曲線とし、その速度の早い部分を加工範囲と
して使用するようにしたものである。しかしながら、こ
の従来技術では、メインギヤにリンク等を追加するため
に構造が非常に複雑になり、動慣性が大きくなって期待
するような加工速度の向上ができないばかりか製造コス
トが高くなるという欠点がある。そこで、上記のような
欠点がなく、シンプルな構造で加工速度の早いクランク
プレスの出現が長く望まれていた。
【0003】ところで、従来のクランクプレスのエアー
シリンダ型バランサーは図6に示すように構成されてい
る。50はシリンダチューブ、51はピストン、52はピスト
ンロッドであって、このピストンロッド52はクランプレ
スのスライドに連結されている。ロッド側室53には管路
54でエアー供給源55に接続されており、管路54には減圧
弁56とエアータンク57が介装されている。ロッド側室53
に供給されるエアーの圧力は前記減圧弁56で設定されて
いる。そして、ピストン51の上昇時(U位置)と下降時
(D位置)とではロッド側室53の容積が大きく変化する
が、吊上げ力が大きく変動しないようにエアータンク57
を設けて、前記ロッド側室53の容積変化に応じて、エア
ータンク57からロッド側室53にエアーを供給することに
よりロッド側室53の圧力変動を少なくしている。この結
果、一般的に上記タイプのバランサーの空圧変動範囲は
4〜6kgf/cm2 と幅狭く設定され、全ストロークでほぼ
均一な吊上げ力を作用させるようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のエアーシリ
ンダ型バランサーにおける吊上げ力を図7に基づき説明
すると、同図において、sはスライドストローク、gは
スライド関係加速力、f1はバランサー吊上げ力である。
線gと線f1の間のハッチング部分は吊上げ力過剰部分を
示しており、吊上げ力を前記のように制御している結
果、下死点C以外の位置では過剰部分が大きくなってい
る。したがって、従来のバランサーの構造のままで、プ
レスの加工速度を早めた場合、スライド加速度の増加に
伴って吊上げ力も増加するので、下死点以外の位置では
不必要に大きな力が駆動系などに作用することになる。
その結果、クラッチやブレーキも大容量大形のものを用
いざるをえないが、そうすると設備コストを増大させて
しまう。
【0005】本発明はかかる事情に鑑み、構造がシンプ
ルであって設備コストを増大させることなく、加工速度
を大幅に向上させうるクランクプレスのバランサ吊上げ
力制御方法及び装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のクランクプレス
のバランサ吊上げ力制御方法は、クランクプレスのスラ
イドに連結されたバランサーの吊上げ力を、スライドの
上死点ではスライド系重量を支持しうる最小限の吊上げ
力に設定し、スライドの下死点ではスライド関係加速力
と同等の吊上げ力を発生するように設定し、かつ上死点
と下死点との間の吊上げ力を連続して滑らかに変化させ
るようにしたことを特徴とする。また、本発明を実施す
るクランクプレスのバランサーとしては、エアーシリン
ダやバネ、油圧シリンダなど任意の手段を用いることが
できるが、エアーシリンダを用いれば、最もシンプルに
構成できるという利点がある。このエアーシリンダを用
いる場合は、クランクプレスのスライドに連結したエア
ーシリンダのロッド側室をエアータンクに接続すること
なく減圧弁を介してエアー供給源に接続し、スライド上
死点における前記エアーシリンダの吊上げ力を、容積が
最大に拡張している状態のロッド側室に供給する前記減
圧弁で設定された供給エアー圧力をスライド系重量を支
持しうる最小限の吊上げ力に設定し、スライド下死点に
おける前記エアーシリンダの吊上げ力を、容積が最小に
縮小した状態のロッド側室に発生するエアー圧力をスラ
イド関係加速力と同等の吊上げ力となるように設定する
ことが好ましい。
【0007】
【作用】本発明では、スライド上死点ではスライド系重
量を支持しうる必要最小限の吊上げ力に設定し、スライ
ド下死点ではスライド関係加速力と同等の吊上げ力を発
生するように設定したので、下死点以外の部分において
発生する過剰吊上げ力を従来に比較し大幅に軽減でき
る。したがって、加工速度を早めてスライド加速力が大
きくなっても、上死点及び下死点以外の部分における過
剰吊上げ力が小さくなるので、クラッチやブレーキの容
量を上げる必要がない。よって、シンプル、かつ、小形
の構成で加工速度の向上を達成しうる。上記のエアーシ
リンダを用いたバランサーでは、ロッド側室の容積の最
大と最小の比率を最適に設定するだけで、吊上げ力を上
記のように過剰吊上げ力が小さくなるように設定できる
から、従来技術のようなエアータンクを用いる必要がな
いので、最もシンプルかつ小形の構成で加工速度の向上
を達成できる。
【0008】
【実施例】つぎに、本発明の実施例を図面に基づき説明
する。まず、本発明が適用されるクランクプレスを説明
する。図3はストレートサイド型クランクプレスの正面
図、図4は図3のクランクプレスのIV−IV線断面図であ
る。図3〜4において、11はベッド、12はクラウンで、
両者の間を4本の支柱13で連結している。ベット11の上
面にはボルスタ14が設置されている。支柱13の上方部に
は偏心軸15が軸支され、該偏心軸15の一端にブレーキ1
6、他端にクラッチ18を介してフライホイール17がそれ
ぞれ設けられている。さらに、偏心軸15にはコネクティ
ングロッド19を介してスライド20が連結されている。A
はエアシリンダ型バランサーで、そのピストンロッド2
が前記コネクティングロッド19を介してスライド20に連
結されている。
【0009】通常のプレス作業では、スライド20が上死
点に位置しているときブレーキ16を解放してクラッチ18
を入れ、偏心軸15を起動してスライド20を下降させる。
スライド20が下死点に達し加工した後、上昇過程の適当
な位置でクラッチ18を切り、その後ブレーキ16を入れ上
死点で制動する。この一工程の間、バランサーAはスラ
イド系に吊上げ力を働かせ、常にスライド系を持ち上げ
ている。
【0010】つぎに、上記バランサーAの詳細を図1に
基づき説明する。同図において、10はシリンダチューブ
であり、ピストン1が摺動自在に挿入され、ピストンロ
ッド2が下方に延びスライド20に連結されている。ピス
トン1の下方の画室であるロッド側室3は管路4を介し
てエアー供給源に接続されており、該管路4には減圧弁
6が介装されている。供給エアーの圧力はこの減圧弁6
で設定されている。
【0011】前記管路4には従来技術のようなエアータ
ンクを接続していないのが特徴であり、ピストン1の上
昇時(上死点位置:U位置)と下降時(下死点位置:D
位置)の吊上げ力は、ロッド側室3の容積にほぼ反比例
する数値として取り出せるようになっている。すなわ
ち、V0 をピストン1の上昇時のロッド側室3の容積と
し、V1 をピストン1の下降時のロッド側室3の容積と
すると、V0 /V1 を最適に設定することにより、ピス
トン1の最上昇時(スライド20の上死点位置)の吊上げ
力をスライド系重量を支持しうる最小限の吊上げ力に設
定し、ピストン1の最下降時(スライド20の下死点位
置)の吊上げ力をスライド関係加速力と同等の吊上げ力
に設定する。そして、上・下死点間の吊上げ力は滑らか
に連続したものとして、上死点及び下死点では、必要な
吊上げ力を発生させ、上・下死点間では極力過剰な吊上
げ力の発生を抑制している。
【0012】いま、スライド系の重量を 8.5t、最大加
速度を3Gと仮定した時の上死点及び下死点における理
想吊上げ力(スライド関係加速力)は下記の通りとな
る。 上死点:8.5 tf(スライド系の重量相当分) 下死点: 34 tf[=(3+1)×8.5 ] この仮定をもとに上記のボリューム設定により、バラン
サーAのピストン1の最上昇時のロッド側室圧力を2.0
kgf/cm2 、ピストン1の最下降時のロッド側室圧力を8.
0 kgf/cm2 に設定した場合の実際吊上げ能力を次表1に
示す。なお、比較例は従来技術として先に説明した空圧
変動幅が4.0 〜6.0 kgf/cm2 の場合を示す。
【0013】 表1 実施例 比較例 理想吊上げ能力 : 8.5tf 34tf (スライド関係加速力) (上死点) (下死点) ロッド側室の圧力 :2.0kgf/cm 2 8.0kgf/cm2 4.0kgf/cm2 6.0kgf/cm 2 (上死点) (下死点) (上死点) (下死点) 実際吊上げ能力 : 8.5tf 34tf 22.7tf 34tf (上死点) (下死点) (上死点) (下死点)
【0014】上記の表から明らかなように、比較例では
下死点では理想吊上げ能力と実際吊上げ能力がバランス
しているが上死点では実際吊上げ能力が相当過剰になっ
ているのに対し、実施例では下死点はもちろん上死点に
おいても実際吊上げ能力が理想吊上げ能力とバランスし
ていることが判る。
【0015】図2は実施例におけるバランサーAの吊上
げ力とスライド関係加速力を示すグラフであり、sはス
ライドストローク、gはスライド関係加速力、f2はバラ
ンサ吊上げ力である。B点は上死点、C点は下死点を示
しており、この両死点では前記表1に基づいて説明した
ように、理想吊上げ力と実際吊上げ力が一致している。
そして、上・下死点間のバランサ吊上げ力f2は滑らかに
連続しているので、この領域において実際吊上げ力が過
剰な部分(ハッチング部分)が生じているが、その程度
は図7に示す従来例に比べ相当小さくなっている。従っ
て、実際にクラッチ18を切り、ブレーキ16を入り作動さ
せるのは下死点から上死点に至る上昇過程であり、この
間の過剰な部分が相当小さくなるので加工速度を早めて
も、クラッチ18やブレーキ16の容量を小形のものにする
ことができる。図2のスライド関係加速力gの+表示は
プレス作動時のスライドが下向きに移動しているときの
作用力を示しており、−表示はその反対である。
【0016】(他の実施例)つぎに本発明の他の実施例
を説明する。前記実施例はストレートサイド型クランク
プレスに適用したものであったが、プレスの型式にはと
くに制限なく本発明を適用することができる。したがっ
て、図5に示すようなC形フレーム型クランクプレスに
ついても、エアーシリンダ型バランサーAを備えている
限り図1のバランサーAをそのまま適用することが可能
である。なお、図5おいて、21はメインギヤ、22はモー
タであり、その他の構成は図3〜4のクランクプレスと
実質同一であるので、同一符号を付して説明を省略す
る。
【0017】また、本発明におけるバランサーはエアー
シリンダ型に限られず、例えばバネを用いたものや、油
圧シリンダを用いても構成することができる。バネを用
いる場合、上死点および下死点で理想吊上げ能力に等し
いかあるいは近似した吊上げ力を発揮するようにバネ定
数を設定すればよい。油圧シリンダを用いる場合は、ロ
ッド側へ供給する圧力をサーボ弁機構などでサイクル毎
に調節し、上死点および下死点で理想吊上げ能力に等し
いかあるいは近似した吊上げ力を発揮するようにすれば
よい。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、構造がシンプルであっ
て設備コストを増大させることなく、加工速度を大幅に
向上させうるクランクプレスのバランサ吊上げ力制御方
法及び装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係わるクランクプレスのエ
アーシリンダ型バランサーAの空圧回路図である。
【図2】図1のエアーシリンダ型バランサーAの吊上げ
力f2とスライド関係加速力gを示すグラフである。
【図3】本発明が適用されたストレートサイド型クラン
クプレスの正面図である。
【図4】図3のIV−IV線断面図である。
【図5】本発明が適用されるC形フレームクランプレス
の概略図である。
【図6】従来のエアーシリンダ型バランサーの空圧回路
図である。
【図7】図6のエアーシリンダ型バランサーの吊上げ力
f1とスライド関係加速力gを示すグラフである。
【符号の説明】
A エアーシリンダ型バランサー
1 ピストン 2 ピストンロッド 3 ロッド側室
4 管路 5 エアー供給源 6 減圧弁
10 シリンダチューブ 15 クランク軸 16 ブレーキ
17 フライホイール 18 クラッチ 19 コネクティングロッド
20 スライド

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】クランクプレスのスライドに連結されたバ
    ランサーの吊上げ力を、スライドの上死点ではスライド
    系重量を支持しうる最小限の吊上げ力に設定し、スライ
    ドの下死点ではスライド関係加速力と同等の吊上げ力に
    設定し、かつ上死点と下死点との間の吊上げ力を連続し
    て滑らかに変化させるようにしたことを特徴とするクラ
    ンクプレスのバランサ吊上げ力制御方法。
  2. 【請求項2】クランクプレスのスライドに連結したバラ
    ンサーをエアーシリンダで構成し、該エアーシリンダの
    ロッド側室をエアータンクに接続することなく減圧弁を
    介してエアー供給源に接続し、スライド上死点における
    前記エアーシリンダの吊上げ力を、容積が最大に拡張し
    ている状態のロッド側室に供給する前記減圧弁で設定さ
    れた供給エアー圧力をスライド系重量を支持しうる最小
    限の吊上げ力に設定し、スライド下死点における前記エ
    アーシリンダの吊上げ力を、容積が最小に縮小した状態
    のロッド側室に発生するエアー圧によってスライド関係
    加速力と同等の吊上げ力となるように設定したことを特
    徴とするクランクプレスのバランサ吊上げ力制御装置。
JP22810593A 1993-08-21 1993-08-21 クランクプレスのバランサ吊上げ力制御方法及びそのための装置 Pending JPH0751900A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008036688A (ja) * 2006-08-08 2008-02-21 Hitachi Zosen Fukui Corp プレス装置
WO2010072208A3 (de) * 2008-12-22 2010-12-29 Müller Weingarten AG Verfahren zur regelung einer schmiedepresse

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JPS5214467A (en) * 1975-07-25 1977-02-03 Tohoku Metal Ind Ltd Vibration detector
JPS6021835A (ja) * 1983-07-19 1985-02-04 太平洋セメント株式会社 セメント焼成装置のサイクロン詰り防止装置

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