WO2024057384A1 - 油圧装置及び作動方法 - Google Patents

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hydraulic oil
hydraulic
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光義 前野
幸雄 上西
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株式会社ニチダイ
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/14—Energy-recuperation means

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic system and an operating method thereof that can operate stably over a long period of time and extend the life of the entire hydraulic system.
  • a hydraulic system consisting of a hydraulic circuit, an accumulator, a cylinder, a control device, etc. can generate a stable and large force, but it has the following problems. Increases the temperature of the hydraulic oil, accelerates the deterioration of the hydraulic oil, shortens the life of hydraulic equipment and seals, and increases the gas temperature of the accumulator increases the sealed gas pressure, worsening the precision of the forming force. .
  • the system life is shortened due to collision surge pressure at the start of forging and collision load at the time of withdrawal.
  • Patent Document 1 JP 2014-9805 A proposes the following configuration to address the problem of high hydraulic oil temperatures and shock suppression.
  • an accumulator is provided to suppress shock, if high-temperature hydraulic oil accumulates in the accumulator, the material of the accumulator will deteriorate and its durability life will be shortened. Also, using an expensive heat-resistant accumulator will increase costs.
  • Patent Document 1 discloses a hydraulic circuit for a working machine including a hydraulic actuator and an accumulator that stores hydraulic energy discharged from the hydraulic actuator and supplies the accumulated hydraulic energy to the hydraulic actuator.
  • a cooling pipe having a volume corresponding to the pressure accumulation volume of the accumulator is disposed in the inflow oil passage for hydraulic oil, and the hydraulic oil cooled by the cooling pipe is accumulated in the accumulator.
  • Patent Document 1 is specialized for a hydraulic device for driving a cylinder device such as a hydraulic excavator, that is, it is used for thrusting and sinking driving of a cylinder stroke, and it solves the problem of high temperature of hydraulic oil and impact problem.
  • a single tube was folded into a spiral shape, or divided into multiple sections, and a cooling means was added to the configuration, making the device configuration large and unstable. Hydraulic systems that continue to apply large amounts of force have not produced the desired effect.
  • the present invention provides a hydraulic device operated by a hydraulic circuit including an accumulator, a cylinder, and a valve controlled by a control device, the hydraulic device being connected to the accumulator on the hydraulic oil discharge side of the cylinder. At least two channels are provided, and a bypass connected to the accumulator is provided in the middle of one of these channels, and each of the channels is provided with a valve controlled by the control device. And so.
  • the present invention provides at least two flow paths and a bypass, which eliminates the need for shock avoidance and high temperature suppression in separate circuits, resulting in miniaturization. It is possible to adjust the cylinder speed up to dead center and bottom dead center, and it is also possible to circulate and cool the hydraulic oil, thereby suppressing collision surge pressure and preventing equipment damage due to high temperature of the hydraulic oil. , failures are suppressed, stable operation is possible over a long period of time, and the life of the entire hydraulic system can be extended.
  • FIG. 1 is a diagram showing a hydraulic circuit configuration in a hydraulic system of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing the flow of hydraulic oil during press standby in the hydraulic system of the present invention. It is a figure which shows the flow of the hydraulic oil to a bottom dead center in the hydraulic system of this invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing the flow of hydraulic oil when the ram rises in the hydraulic system of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing the flow of hydraulic oil up to top dead center in the hydraulic system of the present invention. It is a graph showing the relationship between the stroke length, the rotation angle of the cam, and the stroke speed in the hydraulic system of the present invention.
  • the present invention solves the problem caused by using a hydraulic oil cooling passage and an accumulator separately, by providing at least two passages connected to the accumulator on the hydraulic oil discharge side of the cylinder, and further providing one of these passages.
  • An improvement was made by providing a bypass connected to the accumulator in the middle of the book, and providing each of the flow paths with a valve controlled by the control device.
  • the hydraulic system configured as described above is configured according to the operating method of the present invention, that is, the flow path is connected to the accumulator by the valve just before reaching the bottom dead center of the cylinder stroke, and the valve is connected to the accumulator on the way to the top dead center of the cylinder stroke.
  • the operation is performed by connecting the accumulator and the cylinder via the bypass.
  • At least two passages connected to the accumulator are provided on the hydraulic oil discharge side of the cylinder, and a bypass connected to the accumulator is provided in the middle of one of these passages.
  • a circulation path is formed through the forward movement chamber and backward movement chamber of the rod.
  • This circulation path not only cools the hydraulic oil by exposing the path to the outside, but also allows the valve controlled by the control device to perform a predetermined cylinder stroke and to switch from this situation to reduce the pressure. It can be used to send accumulated hydraulic oil to slow down the cylinder stroke.
  • the hydraulic oil can be cooled in the depressurized flow path by the discharge path which is used selectively as described above, and the depressurized oil is cooled before reaching the bottom dead center of the cylinder stroke.
  • collision surge pressure can be suppressed, and the temperature of the hydraulic oil due to high pressure can also be suppressed.
  • the pressure of the relief valve in the cooling circuit is set higher than the set pressure of the pressure reducing valve to prevent the hydraulic pump from discharging wastefully during cooling.
  • the hydraulic system of the present invention has upper and lower rams P1 and P2 that project (raise) and retract (lower) with respect to the cylinders by means of upper and lower cylinders S1 and S2, and It is used in a closed forging press equipped with a cam (not shown) that raises or lowers the upper and lower rams P1, P2 by injecting hydraulic oil into the press, and a sensor that detects the rotation angle of this cam.
  • each member used in the hydraulic circuit in this example is as follows.
  • 1 is a hydraulic pump
  • 2 is an accumulator
  • 3 is an amplifier
  • 4 is a proportional valve
  • 5 is a pressure reducing valve
  • 6a, 6b are relief valves
  • 7 is a cooling pump
  • 8a, 8b are solenoid valves
  • 9 is a check valve
  • 10a, 10b, 10c, and 10d are logic valves
  • 11 is an orifice
  • 12 is a cooler
  • 13 is a tank
  • 14a, 14b are throttle valves.
  • the hydraulic circuit of this embodiment includes a control device (not shown) that controls the entire drive of the valves, pumps, etc., including the logic valves 10a, 10b, 10c, and 10d.
  • the hydraulic system of this embodiment has the following circuit configuration using each of the above-mentioned elements. Circulation paths are formed in the upper and lower cylinders S1 and S2, which are one path L1a, L2a and the other path L1b, L2b, which are turned back by the upper and lower cylinders S1, S2, respectively.
  • the sides of one path L1a, L2a and the other path L1b, L2b opposite to the upper and lower cylinders S1, S2 side are used as a cooling circuit, and relief valves 6a, 6b are provided in the middle of the flow path of one path L1a, L2a, respectively.
  • Check valves Ca, Cb, Cc, and Cd are provided in the paths L1a, L2a and the other paths L1b, L2b, respectively.
  • a solenoid valve 8a is provided in one path L1a, L2a, and a solenoid valve 8b is provided in the other path L1b, L2b via the check valves Ca, Cb, Cc, and Cd in the cooling circuit.
  • a cooling circuit for hydraulic oil is formed through the feeding flow path in one circuit L1a, L2a and the other circuit L1b, L2b.
  • the solenoid valves 8a and 8b cut off the flow to the upper and lower cylinders S1 and S2 from the start of the ram descent until the end of the ram ascent, and the return oil via the tank 13 and the check valve 9 is transferred to the cooling pump 7.
  • a circuit is formed in which a flow path for sending the hydraulic oil and a flow path for returning the hydraulic oil to the tank 13 via the orifice 11 are connected.
  • the circulation path of one path L1a, L2a and the circulation path of the other path L1b, L2b are used as a cylinder operating circuit for the upper and lower cylinders S1, S2.
  • operating paths M1a and M1b are connected to the accumulator 2 in the middle of one path L1a and the other path L1b of the upper cylinder S1, respectively, and operating paths M1a and M1b are connected to the middle of one path L2a and the other path L2b of the lower cylinder S2, respectively.
  • Operating paths M2a and M2b connected to the accumulator 2 are connected to the actuating paths M2a and M2b.
  • Logic valves 10a, 10b, 10c, and 10d are provided in the middle of each of the operating paths M1a, M1b, M2a, and M2b, respectively.
  • the one path L1a and the other path L1b, and the one path L2a and the other path L2b are connected to the accumulator 2 by merging on the side opposite to the connection end via the lines 10c and 10d.
  • pressure reducing paths G1 and G2 are connected to the intermediate positions of the operating path M1a and the operating path M2a to the logic valves 10a and 10c, respectively, and check valves Gc1 and G2 are connected to intermediate positions of the pressure reducing paths G1 and G2, respectively. Gc2 are connected to each other.
  • the pressure reducing paths G1 and G2 join together on the side opposite to the connection side of the working paths M1a and M2a in the pressure reducing paths G1 and G2 via the check valves Gc1 and Gc2, and connect to the working paths M1a, M1b, M2a, M2b via the pressure reducing valve 5. It is connected to a merging path connected to the accumulator 2 of.
  • the pressure reducing paths G1 and G2 correspond to "a bypass connected to the accumulator at a midway point in one of these flow paths.”
  • one of these flow paths refers to one of the two flow paths L1a and the working path M1a in the cylinder S1
  • the pressure reduction path G1 is the two flow paths in the cylinder S2.
  • the pressure reducing path G2 is connected to one of the "flow paths" L2a and one of the operating paths M2a.
  • hydraulic oil is supplied from a tank 13 to a predetermined pressure by a hydraulic pump 1 provided via an amplifier 3 and a proportional valve 4.
  • the lubricating path I for sending oil is connected.
  • the hydraulic system configured as described above operates as follows. 1 (press standby) As shown in FIG. 2, the cylinder circuit is cooled while the molding pressure is maintained. Hydraulic oil is accumulated in an accumulator 2 by a hydraulic pump 1 . The pressure accumulated in the accumulator 2 is set in advance by the proportional valve 4 and the amplifier 3.
  • a preset low pressure is supplied to the upper cylinder S1 and lower cylinder S2 of the upper and lower rams P1 and P2 by the pressure reducing valve 5 and the relief valves 6a and 6b, thereby creating a low pressure preload state.
  • the set pressure of the pressure reducing valve 5 is set lower than the set pressure of the relief valves 6a and 6b, so that the hydraulic oil sent to the accumulator 2 by the hydraulic pump 1 is not wasted.
  • the hydraulic oil in the tank 13 is supplied by the cooling pump 7 via the solenoid valves 8a and 8b, and from the tank 13 formed through the upper cylinder S1, the lower cylinder S2, and the solenoid valves 8a and 8b, respectively.
  • the whole is cooled by a circulation path consisting of the other path L1b, L2b going to the upper and lower cylinders S1, S2 via the cooling pump 7, and the one path L1a, L2a going to the tank 13 via the cooler 12.
  • the logic valves 10a, 10b (upper cylinder S1) and the logic valves 10c, 10d (lower cylinder S2) divert the hydraulic oil from the upper and lower cylinders S1, S2 to one path L1a, L2a. Then, the flow switches from the other paths L2a and L2b to the path in which hydraulic oil is injected into the accumulator 2 via the working paths M1a, M1b, M2a, and M2b, ensuring molding pressure and reducing the descending speed of the rams P1 and P2.
  • the speed becomes 0 at the bottom dead center. This suppresses the collision surge pressure that reaches the bottom dead center.
  • the solenoid valves 8a, 8b are turned OFF, the flow paths leading to one path L1a, L2a and the other path L2a, L2b are cut off, and the flow path from the cooling pump 7 is connected to the solenoid valves 8a, 8b.
  • a flow path is formed by folding back and returning to the tank 13 via the cooler 12.
  • the stroke length of the upper and lower rams P1 and P2 reaches the bottom dead center, and then the upper and lower rams P1 and P2 protrude from the upper and lower cylinders S1 and S2 for molding (hereinafter referred to as rising),
  • the logic valves 10a to 10d direct the hydraulic oil accumulated in the accumulator 2 to one path L1a, L2a and the other path via the working paths M1a, M1b, M2a, M2b. It is injected into the upper and lower cylinders S1 and S2 from L2a and L2b, respectively, to raise the upper and lower rams P1 and P2.
  • the solenoid valves 8a and 8b are turned OFF, and the flow paths leading to one path L1a, L2a and the other path L2a, L2b are cut off, and the cooling pump 7 is The flow path is turned back by the electromagnetic valves 8a and 8b to form a flow path that returns to the tank 13 via the cooler 12.
  • a sensor provided on a cam indicates that the upper and lower rams P1 and P2 have risen to a preset position immediately before reaching the top dead center of the stroke length of the upper and lower rams P1 and P2 after passing through the bottom dead center.
  • the logic valves 10a to 10d stop injecting the hydraulic fluid accumulated in the accumulator 2 into the upper and lower cylinders S1 and S2 in response to an output signal from the sensor, and the pressure reducing valve 5 lowers the pressure to the upper and lower cylinders.
  • the hydraulic oil is injected from one path L1a, L2a via pressure reduction paths G1, G2.
  • the logic valves 10a to 10d lower the pressure by the pressure reducing valve 5, and inject the hydraulic oil from the one way L1a, L2a via the pressure reducing paths G1, G2, thereby reaching the return end of the upper and lower cylinders S1, S2.
  • the speed is reduced, thereby suppressing the collision surge pressure leading to top dead center.
  • the solenoid valves 8a and 8b are turned OFF, and the flow paths leading to one path L1a, L2a and the other path L2a, L2b are cut off, and the cooling pump 7 is The flow path is turned back by the electromagnetic valves 8a and 8b to form a flow path that returns to the tank 13 via the cooler 12.
  • FIG. 6 shows the stroke length of the upper and lower rams P1 and P2, for example the upper ram P1, the rotation angle of the cam, and the stroke speed of the operations 1 to 4 above.
  • the ram is decelerated, that is, the pressure is reduced as described above, and at the bottom dead center, the sliding speed is 0.00 m/sec.
  • the hydraulic oil discharged from the upper and lower cylinders S1 and S2 is transferred to the logic valves 10a to 10d at a predetermined point immediately before reaching the bottom dead center. It is opened and allowed to flow freely from one path L1a, L2a and the other path L1b, L2b via the working path M1a, M1b, M2a, M2b, and is absorbed by the accumulator 2, thereby achieving deceleration and low pressure. .
  • FIG. 6 shows that the slide speed is 0.00 m/sec at the top dead center of the slide stroke.
  • the hydraulic oil required for hydraulic drive during molding can be used and circulated within the flow path, making it possible to cool the oil temperature and also reduce collision surges. It is possible to suppress the pressure, thereby extending the life of the mold.
  • the hydraulic oil required for the hydraulic drive is cooled in the atmosphere, while the hydraulic oil currently unnecessary for the hydraulic drive is actively removed by the cooler 12. Cooling becomes possible. Note that the hydraulic oil is circulated in the tank 13.
  • the hydraulic oil that is currently needed and the hydraulic oil that is not needed are separated so that they can be cooled in the air and actively cooled, there is no need to cool all the hydraulic oil in the cooling circuit, so there is no need to cool the hydraulic oil in the tank. It is possible to achieve miniaturization of the device, and as a result, it is possible to miniaturize the entire configuration.

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Abstract

【課題】単路の作動油冷却路とアキュムレータを用いた構成では、衝突サージ圧抑制の構成と、作動油の冷却構成が別個であるために、比較的大型化する点、および一連のシリンダストローク中における作動油の温度上昇抑制はできず、安定して大きな力を付与し続ける場合の油圧装置では効果が期待できないといった点を改善する。 【解決手段】本発明の油圧装置は、シリンダの作動油排出側にアキュムレータに接続された少なくとも２本の流路を設け、さらにこれら流路のうちの１本の途中箇所にアキュムレータに接続されたバイパスを設け、流路のそれぞれに制御装置により制御される弁をそれぞれ設けた。 【効果】衝撃回避と高温化抑制を別々の回路で行う必要がなくなるので小型化され、シリンダストロークの上死点及び下死点に至るまでのシリンダ速度の調整が可能となると共に作動油を循環させて冷却することが可能となる。

Description

油圧装置及び作動方法
　本発明は、長期に亘って安定動作が可能となると共に油圧装置全体の長寿命化を図ることができる油圧装置及びその作動方法に関する。
　油圧回路、アキュムレータ、シリンダ、制御装置等で構成される油圧装置は、安定した大きな力を発生させることができるが、次のような問題があった。作動油の温度を上げ、作動油の参加、劣化の進行を早め、油圧機器、シール類の寿命を短くし、また、アキュムレータのガス温度上昇は封入ガス圧を上げ、成型力の精度を悪化させる。プレススライダの動きに合わせた成型時には、例えば鍛造設備に用いた場合の鍛造開始時の衝突サージ圧・離脱時の衝突荷重でシステム寿命を短くする。こうした課題を解決することで、長期に亘って安定動作が可能となると共に装置全体の長寿命化を図ることができる。
　従来、この既知の課題に対して様々なアプローチがなされており、例えば特許文献１（特開２０１４－９８０５号公報）においては、作動油の高温に対する対策と、衝撃抑制を図るべく、詳細には、衝撃抑制のためにアキュムレータを備えるとしても、アキュムレータに高温の作動油が蓄積されると、該アキュムレータの材質を劣化させて耐久寿命を短くすることになり、また、耐熱性を有した高価なアキュムレータを採用するとコスト高になるという問題を解決するために、次の構成を提案している。
　すなわち、特許文献１は、油圧アクチュエータと、該油圧アクチュエータから排出される油圧エネルギーを蓄積する一方、該蓄積した油圧エネルギーを油圧アクチュエータに供給するアキュムレータとを備えてなる作業機械の油圧回路において、アキュムレータへの作動油の流入油路に、アキュムレータの蓄圧容積に相当する容積を有する冷却用配管を配設し、該冷却用配管で冷却された作動油をアキュムレータに蓄積するというものである。
　ところで、油圧装置の用途は多岐に亘るが、例えば鍛造プレス装置の構成に用いられる場合、金型に働く力を強大かつ安定して付与する必要がある。この場合、高気密、高圧力下で作動油を流動させる必要があるので、極めて大きなサージ圧が発生し、また、発熱も大きい。
　したがって、特許文献１は、油圧ショベル等のシリンダ装置を駆動するための油圧装置に特化、つまりシリンダストロークの突没駆動に供されるものであって、作動油の高温化問題と衝撃問題とをそれぞれ別構成で解決する構成であると共に、１本の管を、つづら折り、螺旋状、あるいは複数に区画したり、冷却手段を構成に加えたりしていたので、装置構成が大型化し、安定して大きな力を付与し続ける場合の油圧装置では期待する効果をもたらすものではなかった。
特開２０１４－９８０５号公報
　解決しようとする問題は、従来の単路の作動油冷却路とアキュムレータを用いた特許文献１を含め従来の構成では、衝突サージ圧抑制の構成と、作動油の冷却構成が別個であるために、比較的大型化する点、および一連のシリンダストローク中における作動油の温度上昇抑制はできず、安定して大きな力を付与し続ける場合の油圧装置では効果が期待できないといった点である。
　上記課題を解決するため、本発明は、アキュムレータ、シリンダ、制御装置で制御される弁を備えた油圧回路によって作動する油圧装置であって、前記シリンダの作動油排出側に前記アキュムレータに接続された少なくとも２本の流路を設け、さらにこれら流路のうちの１本の途中箇所に前記アキュムレータに接続されたバイパスを設け、前記流路のそれぞれに前記制御装置により制御される弁をそれぞれ設けることとした。
　本発明は、上記構成により、少なくとも２本流路とバイパスを設けることで、衝撃回避と高温化抑制を別々の回路で行う必要がなくなるので小型化され、また、シリンダストロークサイクルにおいて、シリンダストロークの上死点及び下死点に至るまでのシリンダ速度の調整が可能となると共に作動油を循環させて冷却することが可能となり、よって、衝突サージ圧を抑制の及び作動油の高温化による装置の破損、故障が抑制され、長期に亘って安定動作が可能となると共に油圧装置全体の長寿命化を図ることができる。
本発明の油圧装置における油圧回路構成を示す図である。 本発明の油圧装置における、プレス待機時の作動油の流動を示す図である。 本発明の油圧装置における、下死点までの作動油の流動を示す図である。 本発明の油圧装置における、ラム上昇時の作動油の流動を示す図である。 本発明の油圧装置における、上死点までの作動油の流動を示す図である。 本発明の油圧装置における、ストローク長とカムの回転角度、さらにストローク速度の関係を示すグラフである。
　本発明は、作動油冷却路とアキュムレータを別々に用いた構成による不具合を、シリンダの作動油排出側に前記アキュムレータに接続された少なくとも２本の流路を設け、さらにこれら流路のうちの１本の途中箇所に前記アキュムレータに接続されたバイパスを設け、前記流路のそれぞれに前記制御装置により制御される弁をそれぞれ設けて改善した。
　上記構成の油圧装置は、本発明の作動方法、すなわち、シリンダストロークの下死点を迎える直前に前記弁により前記流路を前記アキュムレータに接続し、シリンダストロークの上死点に至る途中で前記弁により前記アキュムレータと前記シリンダとを前記バイパスを介して接続する手順によって動作する。
　本発明では、シリンダの作動油排出側に前記アキュムレータに接続された少なくとも２本の流路を設け、さらにこれら流路のうちの１本の途中箇所に前記アキュムレータに接続されたバイパスは、シリンダ内におけるロッドの往動室、復動室を介した循環経路を形成している。
　この循環経路は、作動油をその経路を外部に露出させて冷却させるというだけでなく、制御装置に制御される弁により、所定のシリンダストロークを行わせる状況と、この状況から切り替えて減圧しておいた作動油を送ってシリンダストロークの減速させるために、使い分けられる。
　つまり、本発明の油圧装置は、上記のように使い分けられる前記排出路により、減圧した流路で作動油を冷却させることができ、かつ、シリンダストロークの下死点に至る前には前記減圧されると共に冷却された作動油を使うことで、衝突サージ圧を抑制し、かつ高圧による作動油の高温化も抑制することができる。なお、冷却回路のリリーフ弁は減圧弁の設定圧力より高くし、冷却時には油圧ポンプが無駄に吐出しないように工夫してある。
　以下、図１～図６を参照して本発明の具体的実施形態について説明する。本発明の油圧装置は、例えば本例では、上下シリンダＳ１，Ｓ２により該シリンダに対して突出（上昇）と没入（下降）を行う上下ラムＰ１，Ｐ２を有し、また、上下シリンダＳ１，Ｓ２への作動油の注入によって上下ラムＰ１，Ｐ２の上昇又は下降させる不図示のカムとこのカムの回転角度を検出するセンサを設けた閉塞鍛造プレスに用いられる。
　本実施例における油圧回路において使用される各部材は、次のとおりである。図示において、１は油圧ポンプ、２はアキュムレータ、３はアンプ、４は比例弁、５は減圧弁、６ａ，６ｂはリリーフ弁、７は冷却ポンプ、８ａ，８ｂは電磁弁、９はチェック弁、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄはロジック弁、１１はオリフィス、１２は冷却器、１３はタンク、１４ａ、１４ｂは絞り弁である。さらに、本実施例の油圧回路は、ロジック弁１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを含めて弁やポンプなど全体の駆動制御を行う不図示の制御装置を備えている。
　本実施例の油圧装置は、上記各要素を用いて次の回路構成としている。上下シリンダＳ１，Ｓ２にそれぞれ該上下シリンダＳ１，Ｓ２で折り返される一方路Ｌ１ａ，Ｌ２ａと他方路Ｌ１ｂ，Ｌ２ｂの循環経路が形成されている。
　一方路Ｌ１ａ，Ｌ２ａ、他方路Ｌ１ｂ，Ｌ２ｂの上下シリンダＳ１，Ｓ２側と反対側は冷却回路とされ、一方路Ｌ１ａ、Ｌ２ａの流路途中にそれぞれリリーフ弁６ａ，６ｂが設けられ、また、一方路Ｌ１ａ，Ｌ２ａ、他方路Ｌ１ｂ，Ｌ２ｂのそれぞれに逆止弁Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄが設けられている。
　さらに、冷却回路における逆止弁Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄを介した、一方路Ｌ１ａ，Ｌ２ａには電磁弁８ａが、他方路Ｌ１ｂ，Ｌ２ｂには電磁弁８ｂが、それぞれ設けられている。
　これら電磁弁８ａ，８ｂにより、後述するとおり、プレス待機中は、冷却器１２、オリフィス１１を介してタンク１３に作動油を戻し、タンク１３からチェック弁９を介した冷却ポンプ７によって作動油を送る流路を介して、一方路Ｌ１ａ，Ｌ２ａの循環路と、他方路Ｌ１ｂ，Ｌ２ｂの循環路とにおける作動油の冷却回路を形成する。
　また、電磁弁８ａ，８ｂは、後述するとおり、ラム下降開始から上昇終了までは、上下シリンダＳ１，Ｓ２側への流通を遮断し、タンク１３及びチェック弁９を介した戻り油を冷却ポンプ７によって作動油を送る流路と、オリフィス１１を介してタンク１３に作動油を戻す流路とを接続した回路を形成する。このとき、一方路Ｌ１ａ，Ｌ２ａの循環路と、他方路Ｌ１ｂ，Ｌ２ｂの循環路は、上下シリンダＳ１，Ｓ２におけるシリンダ作動回路とされる。
　シリンダ作動回路は、上シリンダＳ１の一方路Ｌ１ａ及び他方路Ｌ１ｂの途中部位にそれぞれアキュムレータ２に繋がれた作動路Ｍ１ａ，Ｍ１ｂが、下シリンダＳ２の一方路Ｌ２ａ及び他方路Ｌ２ｂの途中部位のそれぞれにはアキュムレータ２に繋がれた作動路Ｍ２ａ，Ｍ２ｂが接続されている。
　作動路Ｍ１ａ，Ｍ１ｂ，Ｍ２ａ，Ｍ２ｂの各々の途中には、それぞれロジック弁１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが設けられ、作動路Ｍ１ａ，Ｍ１ｂ，Ｍ２ａ，Ｍ２ｂの各々は、これらロジック弁１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを介した一方路Ｌ１ａ及び他方路Ｌ１ｂ、一方路Ｌ２ａ及び他方路Ｌ２ｂとの接続端と反対側にて合流してアキュムレータ２に接続されている。
　本例において、上シリンダＳ１においては、一方路Ｌ１ａと作動路Ｍ１ａ、及び他方路Ｌ１ｂと作動路Ｍ１ｂの２本、下シリンダＳ２においては、一方路Ｌ２ａと作動路Ｍ２ａ、及び他方路Ｌ２ｂとＭ２ｂの２本、がそれぞれ本発明で言う「シリンダの作動油排出側にアキュムレータに接続された少なくとも２本の流路」に相当する。
　また、作動路Ｍ１ａと作動路Ｍ２ａの、ロジック弁１０ａ，１０ｃに至る途中部位にはそれぞれ減圧路Ｇ１，Ｇ２が接続され、さらに、減圧路Ｇ１，Ｇ２の各々の途中位置にはチェック弁Ｇｃ１，Ｇｃ２がそれぞれ接続されている。
　減圧路Ｇ１，Ｇ２はチェック弁Ｇｃ１，Ｇｃ２を介した減圧路Ｇ１，Ｇ２における作動路Ｍ１ａ，Ｍ２ａの接続側と反対側において合流し、減圧弁５を介して作動路Ｍ１ａ，Ｍ１ｂ，Ｍ２ａ，Ｍ２ｂのアキュムレータ２に接続される合流路に接続されている。
　本例において、減圧路Ｇ１，Ｇ２が、「これら流路のうちの１本の途中箇所に前記アキュムレータに接続されたバイパス」に相当する。これら流路のうちの１本とは、本例では、シリンダＳ１における上記２本の「流路」のうちの一方路Ｌ１ａと作動路Ｍ１ａの１本について減圧路Ｇ１が、シリンダＳ２における上記２本の「流路」のうちの一方路Ｌ２ａと作動路Ｍ２ａの１本について減圧路Ｇ２が、接続されていることを意味する。
　さらに、前記の作動路Ｍ１ａ，Ｍ１ｂ，Ｍ２ａ，Ｍ２ｂのアキュムレータ２に接続される合流路には、タンク１３からの作動油をアンプ３及び比例弁４を介して設けた油圧ポンプ１によって所定圧力として送る注油路Ｉが接続されている。
　上記構成の油圧装置は、次のように動作する。
１（プレス待機時）
　図２に示すように、成型圧を維持した状態の際にはシリンダ回路が冷却される。油圧ポンプ１により作動油はアキュムレータ２に蓄圧される。アキュムレータ２に蓄圧されるときの圧力は、比例弁４、アンプ３によって予め設定されている。
　本実施例において、上下ラムＰ１，Ｐ２の上シリンダＳ１、下シリンダＳ２には減圧弁５及びリリーフ弁６ａ，６ｂにより予め設定された低い圧力が供給され、低圧プリロード状態としている。減圧弁５の設定圧は、リリーフ弁６ａ，６ｂの設定圧よりも低くし、油圧ポンプ１によってアキュムレータ２へ送られる作動油を無駄に消費しないようにしている。
　一方、冷却回路は、冷却ポンプ７によりタンク１３中の作動油を電磁弁８ａ，８ｂを経由し、それぞれ上シリンダＳ１、下シリンダＳ２と電磁弁８ａ，８ｂを介して形成された、タンク１３から冷却ポンプ７を介して上下シリンダＳ１，Ｓ２に向かう他方路Ｌ１ｂ，Ｌ２ｂと、冷却器１２を介してタンク１３へ向かう一方路Ｌ１ａ，Ｌ２ａによる循環路で全体を冷却する。
　すなわち、電磁弁８ａ，８ｂをＯＮにすると、他方路Ｌ１ｂ，Ｌ２ｂに冷却ポンプ７からの流路が形成されると共に、一方路Ｌ１ａ，Ｌ２に冷却器１２介してタンクへ戻る流路が形成される。作動油は、冷却ポンプ７の吸込部付近のチェック弁９の手前でオリフィス１１により規制された一部の作動油がタンク１３に戻され、大部分は冷却ポンプ７の吸い込みに戻される。このようにすることで、タンク１３内での撹拌流量を少なくしてタンク１３容量の小型化を図ることができる。
２（成型初期：下死点まで）
　図３に示すように、上下ラムＰ１，Ｐ２のストローク長において下死点に至るまでは、上下ラムＰ１，Ｐ２が上下シリンダＳ１，Ｓ２内で没入（以下、下降という）し、この上下ラムＰ１，Ｐ２の下降に合わせて上下シリンダＳ１，Ｓ２内の作動油が排出される。
　下死点に至る直前に、ロジック弁１０ａ，１０ｂ（上シリンダＳ１）、ロジック弁１０ｃ，１０ｄ（下シリンダＳ２）により、作動油は、上下シリンダＳ１，Ｓ２からの排出油を一方路Ｌ１ａ，Ｌ２ａ及び他方路Ｌ２ａ，Ｌ２ｂから、作動路Ｍ１ａ，Ｍ１ｂ，Ｍ２ａ，Ｍ２ｂを経由してアキュムレータ２に作動油が注入される経路に切り替わり、成型圧が確保されると共にラムＰ１，Ｐ２の下降速度が減速し、図６に示すように下死点では速度が０となる。これにより下死点に至る衝突サージ圧は抑制される。
　一方、冷却回路では、電磁弁８ａ，８ｂをＯＦＦとして、一方路Ｌ１ａ，Ｌ２ａ及び他方路Ｌ２ａ，Ｌ２ｂに至る流路を切断して、冷却ポンプ７からの流路を該電磁弁８ａ，８ｂで折り返して冷却器１２介してタンク１３へ戻る流路を形成する。
３（成型中：ラム上昇中）
　図４に示すように、上下ラムＰ１，Ｐ２のストローク長において下死点に至り、その後、成型のために上下ラムＰ１，Ｐ２が上下シリンダＳ１，Ｓ２内から突出（以下、上昇という）し、この上下ラムＰ１，Ｐ２の上昇に合わせて、ロジック弁１０ａ～１０ｄにより、アキュムレータ２に蓄圧された作動油を、作動路Ｍ１ａ，Ｍ１ｂ，Ｍ２ａ，Ｍ２ｂを経由して一方路Ｌ１ａ，Ｌ２ａ及び他方路Ｌ２ａ，Ｌ２ｂのそれぞれから上下シリンダＳ１，Ｓ２内に注入し、上下ラムＰ１，Ｐ２を上昇させる。
　一方、冷却回路では、上記ラム下死点までの状態と同じく、電磁弁８ａ，８ｂをＯＦＦとして、一方路Ｌ１ａ，Ｌ２ａ及び他方路Ｌ２ａ，Ｌ２ｂに至る流路を切断して、冷却ポンプ７からの流路を該電磁弁８ａ，８ｂで折り返して冷却器１２介してタンク１３へ戻る流路を形成する。
４（成形後：上死点まで）
　図５に示すように、下死点を経て上下ラムＰ１，Ｐ２のストローク長の上死点に至る直前の予め設定した位置に上下ラムＰ１，Ｐ２が上昇したことを図示しないカムに設けたセンサが検知すると、センサからのその旨の出力信号を受けてロジック弁１０ａ～１０ｄによりアキュムレータ２における蓄圧された作動油を上下シリンダＳ１，Ｓ２内へ注入するのを停止すると共に、減圧弁５によって低圧とした作動油を減圧路Ｇ１，Ｇ２を経由して、一方路Ｌ１ａ，Ｌ２ａから注入する。
　上記タイミングでロジック弁１０ａ～１０ｄにより減圧弁５によって低圧とした作動油を減圧路Ｇ１，Ｇ２を経由して、一方路Ｌ１ａ，Ｌ２ａから注入することで、上下シリンダＳ１，Ｓ２の戻り端を迎える際には、図６に示すように、速度が減速され、これにより上死点に至る衝突サージ圧は抑制される。
　一方、冷却回路では、上記ラム下死点までの状態と同じく、電磁弁８ａ，８ｂをＯＦＦとして、一方路Ｌ１ａ，Ｌ２ａ及び他方路Ｌ２ａ，Ｌ２ｂに至る流路を切断して、冷却ポンプ７からの流路を該電磁弁８ａ，８ｂで折り返して冷却器１２介してタンク１３へ戻る流路を形成する。
　図６には、上記１～４の動作を上下ラムＰ１，Ｐ２、例えば上ラムＰ１のストローク長とカムの回転角度、さらにストローク速度を示している。この図６に示すように、本発明は、ラムの下死点に至る所定ポイントで、上記のとおり減速すなわち低圧化して下死点では、スライド速度が０．００ｍ／ｓｅｃとなっている。
　図３を用いて上記を繰り返すと、本発明を実施した本例では、下死点に至る直前の所定ポイントで、上下シリンダＳ１，Ｓ２からの排出される作動油を、ロジック弁１０ａ～１０ｄを開いて、一方路Ｌ１ａ，Ｌ２ａ及び他方路Ｌ１ｂ，Ｌ２ｂから作動路Ｍ１ａ，Ｍ１ｂ，Ｍ２ａ，Ｍ２ｂを経由してフリーフローで通過させ、アキュムレータ２で吸収することで、減速、低圧化を図っている。
　また、上死点に至る際には、上死点に至る所定タイミングで、ロジック弁１０ａ～１０ｄを閉じて、待機時に予め減圧弁５によって低圧とした油で上下ラムＰ１，Ｐ２を戻すようにしている。図６においては、スライドストロークの上死点では、スライド速度が０．００ｍ／ｓｅｃとなっていることが示されている。
　このように、本発明構成とすることで、成型中の今油圧駆動に必要な作動油を、流路内で使い分けて循環させることができるので、油温の冷却も可能となり、また、衝突サージ圧の抑制が可能となり、これにより金型も長寿命化できる。
　さらに、本発明は、上記循環経路に冷却回路を設けているので、油圧駆動に必要な作動油を大気中で冷却させる一方、油圧駆動に今現在不要な作動油を冷却器１２により積極的に冷却することが可能となる。なお、タンク１３において作動油は循環している。また、このように今必要な作動油とそうでない作動油を大気中冷却と積極的な冷却とが可能なように分けているので、冷却回路で全ての作動油を冷却する必要がないのでタンクの小型化を図ることができ、ひいては全体構成の小型化が可能となる。
　１　油圧ポンプ
　２　アキュムレータ
　５　減圧弁
　８ａ，８ｂ　電磁弁
　１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ　ロジック弁
　Ｓ１　上シリンダ
　Ｓ２　下シリンダ
　Ｌ１ａ，Ｌ２ａ　一方路
　Ｌ１ｂ，Ｌ２ｂ　他方路
　Ｍ１ａ，Ｍ１ｂ，Ｍ２ａ，Ｍ２ｂ　作動路
　Ｇ１，Ｇ２　減圧路

Claims (2)

  1. 　アキュムレータ、シリンダ、制御装置で制御される弁を備えた油圧回路によって作動する油圧装置であって、前記シリンダの作動油排出側に前記アキュムレータに接続された少なくとも２本の流路を設け、さらにこれら流路のうちの１本の途中箇所に前記アキュムレータに接続されたバイパスを設け、前記流路のそれぞれに前記制御装置により制御される弁をそれぞれ設けた油圧装置。
  2. 　アキュムレータ、シリンダ、制御装置で制御される弁を備えた油圧回路によって作動する油圧装置であって、前記シリンダの作動油排出側に前記アキュムレータに接続された少なくとも２本の流路を設け、さらにこれら流路のうちの１本の途中箇所に前記アキュムレータに接続されたバイパスを設け、前記流路のそれぞれに前記制御装置により制御される弁をそれぞれ設けた油圧装置の作動方法であって、シリンダストロークの下死点を迎える直前に前記弁により前記流路を前記アキュムレータに接続し、シリンダストロークの上死点に至る途中で前記弁により前記アキュムレータと前記シリンダとを前記バイパスを介して接続する油圧装置の作動方法。
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WO2018179183A1 (ja) * 2017-03-29 2018-10-04 日立建機株式会社 作業機械

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