JPS5844911B2 - 機械プレスの過負荷安全装置用温度補償兼過負荷安全弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、機械プレスの油圧式過負荷安全装置に使用す
る過負荷安全弁及び温度補償弁に関し、過負荷安全弁の
開弁作動圧力に対する温度補償弁の開弁作動圧力の比率
を一定の値に自動的に高精度に設定できるようにする事
を目的とする。

機械プレスの油圧式過負荷安全装置の基本的な作動原理
は、第６図に示すようになっている。

即ち、機械プレスのスライド４に過負荷が加わり始める
と、スライド４内のシリンダ油室６ａの油圧が異常圧に
なって過負荷安全弁５０から逃がされることにより、ス
ライド４の動力伝達系統に過負荷が生じないようにする
。

シリンダ油室６ａ内の作動油は、実際には僅かではある
が圧力によって弾性的に収縮するから、シリンダ油室６
ａ内の作動油の初期圧を０気圧にしたのでは、正常負荷
域においても作動油の収縮でシリンダ油室６ａが圧縮さ
れて、スライド４の運動を緩衝するため、プレス加工の
衝撃的プレス力のきれ味が低下する。

このきれ味の低下を防ぐために、シリンダ油室６ａ内の
初期圧を、油圧ポンプ５２により過負荷安全弁５０のＩ
Ｊ ＩＪ−フ設定圧にできるだけ近い圧力に設定する。

この場合、機械プレスの実機では、大型のものでも小型
のものでも、シリンダ油室６ａの油圧力でスライド４の
下壁４ａが僅かに弾性変形して下方に中下り状に膨んで
いるが、この状態では、シリンダ油室６ａ内の油圧力と
スライド４の下壁４ａの弾性復元力とが釣合った状態に
なっている。

この状態で、スライド４の下壁４ａに負荷を加えると、
スライド４の下壁４ａが上方へ押し戻されて上記弾性変
形量が負荷の大きさに応じて減少し、これによりシリン
ダ油室６ａが収縮し、その内圧が負荷の大きさに応じて
高まる。

第７図は、上記の関係を示す実験曲線であり、シリンダ
油室６ａに各種初期圧を封入して負荷を逐次増加してい
った場合に、シリンダ油室６ａ内に発生する油室を縦軸
に、負荷（シリンダ出力、即ち実プレス力）を横軸に表
わしたものである。

ここで、説明の便宜上、過負荷安全弁５０が実プレス力
１００％の時に開弁作動するようにそのリリーフ設定圧
を設定したものとする。

仮に、シリンダ油室６ａ内の初期圧を過負荷安全弁５０
のＩＪ ＩＪ−フ設定圧の９０％の値に設定した場合（
曲線ａのＰ点に対応）には、曲線ａのＱ点で示すように
、実プレス力が約６０ｆ０達した時点で過負荷安全弁５
０が開弁作動してしまう。

従って、この場合、６０％以上の実プレス力を出力する
ことが出来ないことになる。

そこで、１００％の実プレス力を発揮させることの出来
る最高初期圧は、Ｒ点を通る曲線すの初期圧の地点Ｓ、
即ち約７０係の初期圧である。

即ち、シリンダ油圧６ａの油圧を約７０％以下に設定し
ておかない限り、１００％の実プレス力を発揮させるこ
とが出来ないことになる。

そこで、仮に油圧ポンプ５２の吐出圧を過負荷安全弁５
０のＩＪ ＩＪ−フ設定圧の７０％に設定し、この油圧
を初期圧としてシリンダ油室６ａに封入すると、この作
動油はプレス作業中にプレス圧を受ける結果、温度上昇
して体積膨張し、その油圧が徐々に上昇してしまう。

これにより初期圧が上昇し、過負荷安全弁５０が早めに
開いて１００％の実プレス力を発揮できなくなる。

そこで、上記油圧上昇に起用する油圧上昇を防ぐ為に、
温度補償弁５１を付設し、そのリリーフ設定圧をシリン
ダ出力換算値で７０係以下に設定する必要がある。

即ち、通常、シリンダ出力換算値でポンプ吐出圧を約４
０〜５０係、温度補償弁５１のＩＪ ＩＪ−フ設定圧を
約５０〜７０％に設定する。

以上のように、機械プレスの過負荷安全装置には、過負
荷安全弁５０と温度補償弁５１とが必要であり、後者の
リリーフ設定圧は前者のリリーフ設定圧の約５０〜７０
％程度に設定する必要がある。

従来装置では、第６図に示すように、各々独立の過負荷
安全弁と温度補償弁とを油路に付設していたので、合弁
の油路の組立や圧力設定調節操作を合弁について行なわ
なければならず繁雑であるうえ、両弁のＩＪ ＩＪ−フ
設定圧を一定の比率で高精度に行なうことが出来ないと
いう欠点がある。

本発明は上記の諸欠点に鑑みて、−個の弁箱内の弁室内
に過負荷安全弁体と温度補償弁体とを組込み、過負荷安
全弁体の一端の過負荷安全弁面圧液入口の過負荷安全弁
座に接当させ、過負荷安全弁体の他端の温度補償弁座に
温度補償弁体の一端の温度補償弁面を接当させ、温度補
償弁体の他端の受圧面をリリーフ圧設定手段で押圧する
ことにより、過負荷安全弁と温度補償弁とを内弁付勢し
、温度補償弁面の内側部の温度補償弁開弁用受圧室を圧
液入口にオリフィスで連通し、上記温度補償弁面の内径
を過負荷安全弁面の内径よりも大きく形成して、温度補
償ＩＪ ＩＪ−フ設定圧を過負荷ＩＪ ＩＪ−フ設定圧
よりも低く設定するとともに、後者に対する前者の比率
が精度よく一定値に自動的に設定されるようにしたもの
である。

以下、本発明の実施例を図に基づき説明する。

第１は１において、符号１はクランクプレスのクランク
機構を示し、クランク軸２の回転運動を連結ロッド３を
介してスライド４の上下直線運動に変換し、加工物を押
圧するよう構成されている。

このクランクプレスの過負荷安全装置として、このスラ
イド４の内部には、連結ロッド３に連結されたピストン
５を内嵌する油圧シリンダ６が形成され、このシリンダ
６の圧油室６ａに油路７を介して空気駆動式油圧ポンプ
８から供給された油を充満させて、前記クランク機構１
により得られたプレス力をこの圧油６ａの油を介して加
工物に伝えるように構成されている。

そして過負荷時等には油路７を介して圧油室６ａの油を
逃がし、圧油室６ａのストローク機構及びその他の連動
機構に過負荷が作用するのを回避できるように構成され
ている。

過負荷時等に圧油室６ａの圧油を逃がすために、温度補
償兼過負荷安全弁９が前記油路７に接続しである。

この温度補償兼過負荷安全弁９の弁箱１０内の弁室１１
には過負荷安全弁体１２が挿入してあり、この弁体１２
の下端部の周面に過負荷安全弁面１３を、上端面に環帯
状の温度補償弁座１４を形成する。

過負荷安全弁面１３と共に過負荷安全弁部１５を構成す
る過負荷安全弁座１６は、弁箱１０の圧油入口１７から
弁室１１への入口周面に過負荷安全弁部１３に対向する
ように形成する。

また、前記温度補償弁座１４と共に温度補償弁部１８を
構成する温度補償弁面１９は、過負荷安全弁体１２の上
側に位置して弁室１１内を昇降移動する温度補償弁体２
０Ａの下端面に環条突起として形成してあり、温度補償
弁体２０Ａの上部のピストン２０を弁室１１の上部に形
成した空気シリンダ２１に上下摺動自在に内装し、空気
シリンダ２１に供給される圧縮空気と、前記空気シリン
ダ２１内に収容したバネ２３とにより設定される過負荷
ＩＪ ＩＪ−フ設定圧ＰＡでピストン２０の上端の受圧
面２０ａを下向きに弾圧して温度補償弁部１８及び過負
荷安全弁部１５を閉弁付勢するようにしている。

弁体１２の下降はその周面中間部に形成した係止用テー
パ面１２ａが弁室１１の下壁の係合テーパ部３３に接当
したときに止まる。

弁子１２の下側に作用する油路７の油圧が衝撃的に上昇
して過負荷ＩＪ ＩＪ−フ設定圧ＰＡ以上になると、こ
の油圧力が空気シリンダ２１内の気圧及びバネ力を制し
て過負荷安全弁体１２を上昇させる時に、この弁体１２
の上昇によ０過負荷安全弁部１５が開弁して、油路７か
ら弁箱１０の圧油入口１７、過負荷安全弁部１５、弁室
１１、ドレン口２４を順次経て圧油を逃がせる。

弁子１２の下端面２５の中央部と上端面の温度補償弁座
１４の内側部２６の中央部とをオリフィス２７で連結し
、温度補償弁面１９の内側部に形成した温度補償弁開弁
用受圧室２８に弁体１２の下側からこのオリフィスΣ７
を経て圧油を導出できるようにする。

そして、過負荷安全弁面１３の内径Ａよりも温度補償弁
面１９の内径Ｂを太きくし、温度補償弁体２０Ａの下面
にカロえられる油圧力が過負荷安全弁体１１の下面に加
えられる油圧力のＢ２／Ａ２倍となるようにする。

これにより、油路７の油圧が圧油の温度上昇により昇圧
されて過負荷ＩＪ ＩＪ−フ設定圧ＰＡのＡ２／８２倍
の温度補償ＩＪ ＩＪ−フ設定圧ＰＢ以上になつたとき
に、温度補償弁体２０Ａが押上げられて、温度補償弁部
１８が開弁され、微量の圧油が油路７から弁箱１０内の
圧油人口１７、オリフィス２γ、温度補償弁部１８、弁
室１１、ドレン口２４を順次経て逃がされることになる
。

なお、圧油入口１７と弁体１２の上側に形成した受圧室
２８とは連通しているが、この連通路中にはオリフィス
２７が介在させであるので、油路７内の油圧が衝撃的に
上昇するときにはオリフィスの絞り作用により受圧室２
８に流入する油量が少なく、受圧室２８での圧力上昇率
が低く、弁体１２の上面と下面とに作用する圧力に差が
生じて弁体１２を上昇させて、油路７内の油圧が温度上
昇により除々に昇圧されるときには、オリフィスの絞り
作用が（ｊとんど影響することなく受圧室２８に伝達さ
れることから、受圧室２８内の圧力と油路７中の圧力と
が等しくなり、温度補償弁体２０Ａを押し上げて過剰圧
を逃がすようになっている。

第５図は、ＩＪ ＩＪ−）圧設足手段の加圧力Ｐと過負
荷＋） ＩＪ−フ設定圧ＰＡ及び温度補償ＩＪ ＩＪ−
フ設定圧ＰＢの関係を示す。

温度補償弁部１８の開弁によ０、受圧室２８の油圧は降
下し、前記所定圧ＰＢまで降圧した時にはピストン２０
が下降させられて温度補償弁部１８が閉弁する。

なお、符号２２は空気ポンプである。

第２図は本発明の第２の実症例を示し、これは前例の過
負荷安全弁部１５の弁面１３と弁座１６とを互いに対向
するテーパ面状に形成して過負荷安全弁部１５の作動性
能を高くすると共に、これらの閉止接当により弁体１２
の落下を阻止した点と、弁体１２の上部を温度補償弁体
２０Ａの下部に形成した凹入穴２９に昇降変位可能に挿
入し、弁体１２の上面に形成した温度補償弁座１４に対
向する温度補償弁面１９を前記凹入穴２９の底面に形成
した点と、過負荷安全弁部のＩＪ ＩＪ−フ圧を設定用
の前記バネ２３を省略して空気シリンダ２１に供給され
る空気の圧力のみで前記ＩＪ ＩＪ−フ圧を設定するよ
うにした点が異なる。

第３図は本発明の第３の実施例を示し、第１の実症例の
過負荷安全弁座１６を弁室１１の摺動人口部材１１ｂに
形成したことが第１の特徴である。

この摺動入口部材１１ｂは弁室１１の入口周面１１ａに
昇降変位可能に内嵌し、バネ３０で上昇付勢すると共に
、この部材１１ｂの上部の弁座形成部上面の内径Ａ２を
入口周面の内径Ａｌよりも大きく形成する。

これにより、過負荷安全弁部１５の作動が機敏に行なわ
れる。

また、本例の第２の特徴は過負荷安全弁部１５のＩＪ
ＩＪ−フ圧の設定を空気圧のみで行なえるようにした点
である。

さらに、本例の第３の特徴はピストン２０の中間部周面
に突起部３１を設け、過負荷時には、この突起部３１で
プレス急停止用リミットスイッチ３２を作動させてプレ
スを急停止できるようにしである。

第４図は第３図の実施例の変形例であり、これは、過負
荷安全弁部１５の圧力設定をバネ２３のみで行なうよう
にした点が第３の実症例と異なる。

本発明は、上記のように構成され作用するので、次の効
果を奏する。

１）過負荷安全弁体と温度補償弁体とを共通のリリーフ
圧設定手段で閉弁付勢し、温度補償弁開弁用受圧室をオ
リフィスを介して圧液入口に連通し、温度補償弁面の内
径を過負荷安全弁面の内径Ａよりも太きく形成したので
、温度補償リリーフ設定圧ＰＢを過負荷ＩＪ ＩＪ−フ
設定圧ＰＡのＡ２／Ｂ２倍に自動的に設定でき、過負荷
リリーフ設定圧ＰＡに対する温度補償ＩＪ ＩＪ−フ設
定圧ＰＢの比率を一定の値に高精度に設することが出来
る。

２）シかも、両ＩＪ ＩＪ−フ設定圧ＰＡ−ＰＢの設定
操作は、ＩＪ ＩＪ−フ圧設定手段２１−２３の押圧力
調節操作をするだけで済み、温度補償弁と過負荷安全弁
とをそれぞれ圧力設定調節操作しなければならない従来
のものに比較すると、簡単かつ短時間で高精度に行なえ
ることになる。

３）従来別々になっていた過負荷安全弁と温度補償弁と
を、一つの弁箱内に直列状に組込んで一つのものにして
しまうので、両弁の全体の構造を簡素化し、安価に実施
することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の各実症例を示し、第１図ないし第４図はい
ずれもクランクプレスの温度補償兼過負荷安全弁油圧回
路の概要図、第５図はＩＪ ＩＪ−フ圧設定手段の加圧
力と過負荷ＩＪ ＩＪ−フ設定圧及び温度補償リリーフ
設定圧との関係を示す圧力線図、第６図は従来のクラン
クプレスの過負荷安全装置の油圧回路の概要図、第７図
はクランクプレスのプレス加圧力と過負荷安全装置のシ
リンダ油室の封入液圧力との関係を示す線図である。 １０・・・・・・弁箱、１１・・・・・・弁室、１２・
・・・・・弁体、１３・・・・・・過負荷安全弁面（Ａ
・・・・・・内径）、１４・・・・・・温度補償弁座、
１６・・・・・・過負荷安全弁座、１７・・・・・・圧
液入口、１９・・・・・・温度補償弁面（Ｂ・・・・・
・内径）、２０Ａ・・・・・・温度補償弁体、２０ａ・
・・・・・受圧面、２１，２２，２３・・・・・・ＩＪ
ＩＪ−フ圧設定手段、２４・・・・・・ドレン口、２
７・・・・・・オリフィス、２８・・・・・・温度補償
弁開弁用受圧室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 弁箱１０内に弁室１１を設けるとともに、弁室１１
   に圧液入口１７とドレン口２４とを設け、弁室１１に臨
   む圧液入口１７の周壁に過負荷安全弁座１６を形成し、 弁室１１内に過負荷安全弁体１２と温度補償弁体２０Ａ
   とを挿入し、過負荷安全弁体１２の一端に過負荷安全弁
   面１３を、他端に温度補償弁座１４を形成し、温度補償
   弁体２０Ａの一端に温度補償弁面１９を、他端に受圧面
   ２０ａを形成し、過負荷安全弁面１３を過負荷安全弁座
   １６に接当させるとともに、温度補償弁面１９を温度補
   償弁座１４に接当させ、 ＩＪ ＩＪ−フ圧設定手段２１，２２，２３を温度補償
   弁体２０Ａの受圧面２０ａの外側に設け、このＩＪ Ｉ
   Ｊ−フ圧設定手段２１，２２，２３で受圧面２０ａを押
   圧することにより、温度補償弁体２０Ａを温度補償弁座
   １４に閉弁付勢するとともに、温度補償弁体２０Ａを介
   して過負荷安全弁体１２を過負荷安全弁座１６に閉弁付
   勢し、 温度補償弁面１９の内側部に温度補償弁開弁用受圧室２
   ８を形威し、過負荷安全弁体１２内にオリフィス２７を
   透設し、温度補償弁開弁用受圧室２８を圧油入口１７に
   オリフィス２７で連通し、上記温度補償弁面１９の内径
   Ｂを過負荷安全弁面１３の内径Ａよりも大きい寸法に設
   定して構成した事を特徴とする機械プレスの過負荷安全
   装置用温度補償兼過負荷安全弁。