JP6554074B2 - Hydraulic press - Google Patents
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Description
本発明は、液圧プレスに関する。 The present invention relates to a hydraulic press.
以前より、高圧の作動流体を用いて被成形材料に大きな荷重を加える液圧プレスがある。液圧プレスは、例えば金属の被成形材料の鍛造を行う鍛造プレスとして使用される。液圧プレスは、金型が直接又は間接的に取り付けられるスライドと、スライドを変位させるピストンシリンダとを有する。ピストンシリンダとは、シリンダと、これに嵌入されるピストンとの組み合わせを意味する。なお、シリンダに嵌入されて変位する構成としては、ピストンの他に、ラム（ｒａｍ）がある。本明細書においては、ピストンはラムを含んだ概念と定義する。以下、スライドを変位させるピストンとこれが嵌入されるシリンダのことをメインピストン又はメインシリンダと呼ぶ。 Traditionally, there have been hydraulic presses which use a high pressure working fluid to apply large loads to the molding material. Hydraulic presses are used, for example, as forging presses for forging metal molding materials. The hydraulic press has a slide to which a mold is directly or indirectly attached, and a piston cylinder that displaces the slide. A piston cylinder means the combination of a cylinder and the piston inserted in this. In addition, there exists a ram (ram) other than a piston as a structure inserted and displaced by a cylinder. In this specification, the piston is defined as a concept including a ram. Hereinafter, the piston that displaces the slide and the cylinder into which the piston is inserted are referred to as a main piston or a main cylinder.
一般に、液圧プレスにおいては、被成形材料の成形時における金型側からスライドへ作用する荷重の発生に伴い、ピストンおよびスライドに偏心荷重が加わることが避けられない。偏心荷重が加わると、ピストンおよびスライドに、スライドが進退する方向に対して傾き方向の力が生じる。通常、このような力に対抗するため、ピストンおよびスライドのガイド構造は高い横剛性を有するように設計される。 In general, in the hydraulic press, it is inevitable that an eccentric load is applied to the piston and the slide with the generation of a load acting on the slide from the mold side during molding of the molding material. When an eccentric load is applied, a force in an inclination direction is generated on the piston and the slide with respect to the direction in which the slide advances and retreats. In order to counter such forces, piston and slide guide structures are usually designed to have high lateral stiffness.
近年、特殊な金属からなる被成形材料を鍛造する場合などに、液圧プレスがより大きな荷重を発生できるよう要求されることがある。液圧プレスが発生する荷重を大きくするには、メインシリンダの径を大きくするか、メインシリンダの数を増やせばよい。 BACKGROUND In recent years, there has been a demand for a hydraulic press to be able to generate a larger load, for example, when forging a molding material made of a special metal. In order to increase the load generated by the hydraulic press, the diameter of the main cylinder may be increased or the number of main cylinders may be increased.
しかしながら、メインシリンダの径を大きくすると、ピストンが変位する際の速度が低下するため、成形に要する時間が長くなってしまう。ピストンの速度の低下を防ぐには、メインシリンダに供給する作動流体の量を増やさなければならず、作動流体の供給装置（ポンプ等）を増強しなければならないという課題が生じる。また、メインシリンダの数を増やすと、ピストンとスライドとの接続箇所が増えるため、スライドの幅寸が大きくなる。スライドの幅寸が大きくなると、偏心荷重による傾きの力を受けやすくなるため、これに対抗できるようスライドの変位方向の寸法も大きくする必要がある。従って、スライドが全体的に大型化するという課題が生じる。 However, when the diameter of the main cylinder is increased, the speed at which the piston is displaced decreases, so that the time required for molding increases. In order to prevent the decrease in the speed of the piston, the amount of working fluid supplied to the main cylinder must be increased, and the problem arises that the working fluid supply device (pump and the like) must be increased. Further, when the number of main cylinders is increased, the number of connecting portions between the piston and the slide increases, so that the width of the slide increases. As the width of the slide increases, it becomes easier to receive a tilting force due to an eccentric load, and it is also necessary to increase the size of the slide in the displacement direction to counter this. Accordingly, there arises a problem that the slide is enlarged as a whole.
他方、液圧プレスの圧力を高める方法として、メインシリンダに供給される作動流体の圧力を高めるという方法もある。しかしながら、作動流体の圧力を高めるには、この圧力に耐えるために作動流体を通す配管の径又は肉厚を大きくする必要がある。そして、このように特殊な配管を採用すると部品コストの高騰を招くという課題がある。また、メインシリンダの作動流体の圧力を高めるためには、配管を増やして多くの作動流体をメインシリンダに供給する必要がある。配管が増えると、各配管を継ぎ合せるためのフランジ部も増える。フランジ部は液漏れの原因となる箇所であり、フランジ部が増えることは好ましくない。 On the other hand, as a method of increasing the pressure of the hydraulic press, there is also a method of increasing the pressure of the working fluid supplied to the main cylinder. However, in order to increase the pressure of the working fluid, it is necessary to increase the diameter or thickness of the piping through which the working fluid passes in order to withstand this pressure. And when such special piping is adopted, there is a problem that the cost of parts rises. Further, in order to increase the pressure of the working fluid in the main cylinder, it is necessary to increase the number of pipes and supply a large amount of working fluid to the main cylinder. As the number of pipes increases, the number of flange parts for joining the pipes also increases. The flange portion is a location that causes liquid leakage, and it is not preferable that the flange portion be increased.
また、本発明に関連する先行技術として、特許文献１には、低圧側加圧源（例えば油圧ユニット）と高圧側加圧源（サーボモータおよび加圧部材など）とを備えた液圧プレスが開示されている。この液圧プレスは、低圧側加圧源によりメインシリンダ内に作動流体を供給した後、さらに高圧側加圧源を用いてメインシリンダ内の作動流体に高い圧力を加える。
As a prior art related to the present invention,
特許文献１の液圧プレスによれば、高圧側加圧源が作動してメインシリンダ内の作動流体の圧力が上昇することで、液圧プレスが発生する荷重を一時的に大きくできる。さらに、荷重を大きくするために、ピストンシリンダの径を大きくしたり、ピストンシリンダの数を増やしたりする必要がない。
According to the hydraulic press of
しかしながら、特許文献１の構成では、ピストンシリンダに作動流体を供給する低圧側加圧源（例えば油圧ユニット）と、シリンダ内の作動流体をより高圧に加圧する高圧側加圧源（例えばサーボモータ）と、２系統の駆動源が必要となる。よって、コストが高騰するという課題がある。
However, in the configuration of
本発明は、大型化を抑制しつつ、一系統の駆動源を用いて、より大きな荷重を発生できる液圧プレスを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a hydraulic press that can generate a larger load by using a single drive source while suppressing an increase in size.
本発明の液圧プレスは、
所定方向に変位可能なスライドと、
第１液室を有する第１シリンダと、
前記第１シリンダに嵌入され、前記第１液室内の圧力が変化することで前記スライドを変位させる第１ピストンと、
第２液室を有する第２シリンダと、
前記第２シリンダに嵌入され、前記第２液室内の圧力が変化することで変位する第２ピストンと、
前記第１液室に連通する第３シリンダと、
前記第３シリンダに嵌入され、前記第２ピストンに連動して変位する第３ピストンと、
を備え、
前記第１液室と前記第２液室とには、最大圧力が同一の作動流体供給源から作動流体が供給され、
前記第３ピストンの変位方向に垂直な前記第３ピストンの断面積は、前記第２ピストンの変位方向に垂直な前記第２ピストンの断面積より小さい構成とした。
The hydraulic press of the present invention is
A slide displaceable in a predetermined direction,
A first cylinder having a first fluid chamber,
A first piston fitted into the first cylinder and displacing the slide by a change in pressure in the first liquid chamber;
A second cylinder having a second fluid chamber,
A second piston which is fitted into the second cylinder and displaced as pressure in the second fluid chamber changes;
A third cylinder communicating with the first liquid chamber;
A third piston fitted in the third cylinder and displaced in conjunction with the second piston;
Equipped with
A working fluid is supplied to the first fluid chamber and the second fluid chamber from a working fluid source having the same maximum pressure,
The sectional area of the third piston perpendicular to the displacement direction of the third piston is smaller than the sectional area of the second piston perpendicular to the displacement direction of the second piston.
本発明によれば、大型化を抑制しつつ、一系統の駆動源を用いて、より大きな荷重を発生できる液圧プレスを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the hydraulic press which can generate | occur | produce a bigger load can be provided using one drive source, suppressing enlargement.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は、本発明の実施形態に係る油圧プレスを示す一部破断の構成図である。図２は、メインシリンダの上部構造を示す平面図である。 FIG. 1 is a partially broken block diagram showing a hydraulic press according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing the upper structure of the main cylinder.
本発明の実施形態に係る油圧プレス１は、作動流体として作動油の圧力を利用して被成形材料の成形を行う液圧プレスである。油圧プレス１は、例えば金属からなる被成形材料の鍛造に使用される。
A
＜基本構成＞
油圧プレス１は、図１に示すように、基本構成として、メインシリンダ１０、メインピストン１１、メインスライド１２、ベッド３１、ボルスタ３２、第１アップライト３３、第１クラウン３４、タイロッド３５、および、一対の金型３９を備える。さらに、油圧プレス１は、第１戻しピストンシリンダ２１を備える。メインシリンダ１０とメインピストン１１とは、本発明に係る第１シリンダと第１ピストンとの一例にそれぞれ相当する。メインスライド１２は、本発明に係るスライドの一例に相当する。
<Basic configuration>
As shown in FIG. 1, the
メインピストン１１は、メインシリンダ１０に嵌入され、第１油室Ｒ１内の作動油の圧力によって下方に変位する。メインピストン１１は、上部に下部より幅の小さいガイド用の長尺部１１ａを有する。長尺部１１ａは、メインシリンダ１０の上部に設けられたガイド孔に嵌入され、上下に変位可能にガイドされている。
The
図２にも示すように、長尺部１１ａは、例えば円柱状であり、メインピストン１１の変位方向に見て、メインピストン１１の中央に設けられている。
As shown also in FIG. 2, the
メインシリンダ１０は第１油室（第１液室に相当）Ｒ１を有し、第１油路Ｈ１を介して第１油室Ｒ１に作動油の供給が可能である。作動油を供給するための構成については後述する。メインシリンダ１０は、第１クラウン３４に固定されている。第１クラウン３４は、第１アップライト３３を介してベッド３１に支持され、タイロッド３５を介してベッド３１に剛接続されている。
The
メインスライド１２は、金型３９が取り付けられ、所定方向（上下方向）に進退可能な部材である。メインスライド１２は、上下方向に移動可能に第１アップライト３３に設けられたガイド部材（不図示）にガイドされている。メインスライド１２はメインピストン１１の下部に連結されており、メインピストン１１が進退することによりメインスライド１２が進退する。
The
一対の金型３９は、一方がメインスライド１２の下部に固定され、他方がボルスタ３２を介してベッド３１に固定されている。なお、金型３９は、メインスライド１２の下部に直接的に取り付けられるのではなく、メインスライド１２の下部に取り付けられたダイホルダ等を介して間接的に取り付けられてもよい。被成形材料が一対の金型３９の間に配置され、メインスライド１２が下方に変位すると、メインスライド１２から一対の金型３９の間に荷重が加えられて被成形材料が成形される。
One of the pair of
第１戻しピストンシリンダ２１は、成形処理後にメインスライド１２を上方に変位させて、メインスライド１２を上方へ戻すための機構である。第１戻しピストンシリンダ２１は、そのシリンダがベッド３１に固定され、そのピストンがメインスライド１２に接続されている。第１油室Ｒ１から作動油を排出することでメインスライド１２は上方へ変位するが、第１戻しピストンシリンダ２１からもメインスライド１２を上方へ変位させる力をメインスライド１２へ与えることで、メインスライド１２を迅速に上方へ戻すことが可能となる。なお、第１戻しピストンシリンダ２１は、ベッド３１に設けられる構成に限らず、第１クラウン３４に設けられる構成としてもよい。
The first
＜ブースト構成＞
油圧プレス１は、さらに、ブースト構成として、複数のブーストシリンダ１３、複数のブーストピストン１４、複数の加圧シリンダ１５、および、複数の加圧ピストン１６を備える。さらに、油圧プレス１は、ブースト構成として、ブーストスライド１７、第２アップライト３６、第２クラウン３７、タイロッド３８、および第２戻しピストンシリンダ２２を備える。ブーストシリンダ１３とブーストピストン１４とは、本発明に係る第２シリンダと第２ピストンとの一例に相当する。加圧シリンダ１５と加圧ピストン１６とは、本発明に係る第３シリンダと第３ピストンとの一例に相当する。
<Boost configuration>
The
複数のブーストピストン１４の各々は、対応するブーストシリンダ１３に嵌入され、対応するブーストシリンダ１３の第２油室Ｒ２内の圧力によって下方に変位する。
Each of the plurality of
複数のブーストシリンダ１３は、第２油室（第２液室に相当）Ｒ２を有し、第２油路Ｈ２を介して第２油室Ｒ２に作動油の供給が可能である。作動油を供給するための構成については後述する。各ブーストシリンダ１３は、加圧シリンダ１５の上方に配置され、第２クラウン３７に固定されている。第２クラウン３７は、第２アップライト３６を介して第１クラウン３４に支持され、タイロッド３８を介して第１クラウン３４に剛接続されている。
The plurality of
ブーストスライド１７は、複数のブーストピストン１４の下端部に連結している。ブーストスライド１７は、上下方向に移動可能に第２アップライト３６に設けられたガイド部材（不図示）にガイドされている。ブーストスライド１７の中央には、メインピストン１１の長尺部１１ａを避ける貫通孔１７ａが設けられている。
The
複数の加圧ピストン１６は、加圧シリンダ１５に嵌入され、加圧シリンダ１５内を上下方向に変位できる。各加圧ピストン１６は、上端部がブーストスライド１７に連結され、ブーストスライド１７に連動して上下に変位する。
The plurality of
複数の加圧シリンダ１５は、メインシリンダ１０の上方に設けられ、メインシリンダ１０の第１油室Ｒ１に連通している。具体的には、加圧シリンダ１５は第１油室Ｒ１に連通する第３油室Ｒ３を有する。加圧シリンダ１５は、メインシリンダ１０と一体的な部材に設けられている。
The plurality of
複数のブーストシリンダ１３の内空間の断面積（ブーストピストン１４の変位方向に垂直な断面の面積）の総和は、複数の加圧シリンダ１５の内空間の断面積（加圧ピストン１６の変位方向に垂直な断面の面積）の総和よりも大きい。シリンダの内空間とは、ピストンが変位可能に嵌入される部分の空間を意味する。
The sum of the cross-sectional areas of the inner spaces of the plurality of boost cylinders 13 (the area of the cross section perpendicular to the displacement direction of the boost pistons 14) is the sum of the cross-sectional areas of the inner spaces of the plurality of pressurizing
図２にも示すように、複数（例えば４つ）の加圧シリンダ１５および加圧ピストン１６は、メインピストン１１の中心線Ｌ１を軸として線対称に配置されている。ここで、メインピストン１１の中心線Ｌ１とは、メインピストン１１の変位方向に延び、且つ、メインピストン１１の重心を通る中心線を意味する。
As also shown in FIG. 2, the plurality of (for example, four)
このような構成により、複数のブーストシリンダ１３の第２油室Ｒ２に作動油が供給されると、複数のブーストピストン１４が下方に変位し、これに連動してブーストスライド１７と複数の加圧ピストン１６とが下方に押される。これにより、加圧ピストン１６が第３油室Ｒ３の体積を縮小し、第３油室Ｒ３および第１油室Ｒ１の内の圧力を高める。
With such a configuration, when hydraulic oil is supplied to the second oil chambers R2 of the plurality of
第２戻しピストンシリンダ２２は、成形処理後にブーストスライド１７を上方に変位させて、ブーストスライド１７を上方へ戻すための機構である。第２戻しピストンシリンダ２２は、そのシリンダが第１クラウン３４に固定され、そのピストンがブーストスライド１７に接続されている。第２油室Ｒ２から作動油を排出することでブーストスライド１７は上方へ変位する。加えて、第２戻しピストンシリンダ２２からもブーストスライド１７を上方へ変位させる力をブーストスライド１７へ与えることで、ブーストスライド１７を迅速に上方へ戻すことが可能となる。なお、第２戻しピストンシリンダ２２は、第１クラウン３４に設けられる構成に限らず、第２クラウン３７に設けられる構成としてもよい。
The second
＜油路構成＞
油圧プレス１は、さらに、油路構成として、油圧ユニット４２、第１油路Ｈ１、第１開閉バルブ４４、第２油路Ｈ２、および第２開閉バルブ４５を備える。また、油圧プレス１は、プレフィルタンク４８、プレフィルタンク４８からブーストシリンダ１３へ作動油を送る油路Ｈ３、プレフィルタンク４８からメインシリンダ１０へ作動油を送る図示略の油路を備える。さらに、油圧プレス１は、油圧センサ４６、および、制御部４１を備える。また、図示は省略するが、油圧プレス１には、油圧ユニット４２から第１戻しピストンシリンダ２１へ作動油を送るための油路およびバルブが設けられている。また、油圧プレス１には、油圧ユニット４２から第２戻しピストンシリンダ２２へ作動油を送るための油路およびバルブが設けられている。油圧ユニット４２は、本発明に係る作動流体供給源の一例に相当する。油圧センサ４６は、本発明に係る検出部の一例に相当する。
<Oil channel configuration>
The
プレフィルタンク４８は、メインシリンダ１０の第１油室Ｒ１、又は、ブーストシリンダ１３の第２油室Ｒ２へ作動油の充填をすばやく行う際に、その作動油を供給するタンクである。
The
プレフィルタンク４８は、油路Ｈ３とバルブＶ２を通してブーストシリンダ１３の第２油室Ｒ２へ低圧の作動油を供給できる。バルブＶ２は、一方向に作動油を流し、作動油の逆流を防止するプレフィルバルブなどであり、第２油室Ｒ２の入力ポートに設けられている。
The
また、プレフィルタンク４８は、図示しない油路とバルブＶ１（図２を参照）を通してメインシリンダ１０の第１油室Ｒ１へ低圧の作動油を供給できる。図２に示すように、バルブＶ１は、一方向に作動油を流し、作動油の逆流を防止するプレフィルバルブなどであり、第１油室Ｒ１の入力ポートに設けられている。第１油室Ｒ１の複数の入力ポート（バルブＶ１の位置）は、加圧シリンダ１５および加圧ピストン１６を避けて配置されている。さらに、第１油室Ｒ１の複数の入力ポート（バルブＶ１の位置）は、上述したメインピストン１１の中心線Ｌ１を軸とする線対称な配置に設けられている。
The
油圧ユニット４２は、例えばモータの駆動によって強制的に作動油を送出する。油圧ユニット４２は、予め定められた最大圧力に達するまで高圧の作動油を送出できる。
The
第１油路Ｈ１は、油圧ユニット４２から第１油室Ｒ１へ作動油を送る。
The first oil passage H1 sends hydraulic oil from the
第１開閉バルブ４４は、第１油路Ｈ１に設けられ、作動油を通過可能な状態から作動油を遮断する状態へ切り替えることができる。
The first on-off
第２油路Ｈ２は、油圧ユニット４２から複数の第２油室Ｒ２へ作動油を送る。
The second oil passage H2 sends hydraulic fluid from the
第２開閉バルブ４５は、第２油路Ｈ２に設けられ、作動油を遮断する状態から通過可能な状態へ切り替えることができる。
The second opening / closing
制御部４１は、油圧ユニット４２の作動制御、第１開閉バルブ４４と第２開閉バルブ４５との開閉の制御を行う。また、図示は省略するが、制御部４１は、第１戻しピストンシリンダ２１と第２戻しピストンシリンダ２２とへ作動油を送る制御を行う。
The
油圧センサ４６は、第１油路Ｈ１に設けられ、第１油室Ｒ１に送られる作動油の圧力を検出する。油圧センサ４６の検出値は、第１油路Ｈ１から第１油室Ｒ１へ作動油が供給されているときにおいて、第１油室Ｒ１内の圧力値に相当する。油圧センサ４６は、検出値を制御部４１へ出力する。
The
＜プレス処理＞
続いて、本実施形態の油圧プレス１によるプレス処理について説明する。
<Press processing>
Then, the press process by the
本実施形態の油圧プレス１は、通常モードのプレス処理と、ブーストモードのプレス処理とを実行できる。通常モードのプレス処理では、メインシリンダ１０に油圧ユニット４２から作動油を送って一対の金型３９の間に荷重を加える。ブーストモードのプレス処理では、メインシリンダ１０とブーストシリンダ１３とに油圧ユニット４２から作動油を送って一対の金型３９の間に荷重を加える。ブーストモードのプレス処理は、特殊な金属からなる被成形材料の鍛造工程など、通常モードよりも大きな荷重が必要なときに実行される。続いて、ブーストモードのプレス処理について詳細に説明する。
The
図３は、制御部により実行されるブーストモードのプレス処理の手順を示すフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of boost mode press processing executed by the control unit.
ブーストモードのプレス処理は、メインスライド１２とブーストスライド１７とが上方に配置され、プレフィルタンク４８から供給された作動油が第１油室Ｒ１と第２油室Ｒ２とに充填された状態で開始される。ブーストモードのプレス処理が開始されると、先ず、制御部４１は、油圧ユニット４２を駆動して、メインシリンダ１０の第１油室Ｒ１へ作動油を供給する（ステップＳ１）。
In the press process in the boost mode, the
次いで、制御部４１は、油圧センサ４６の検出値に基づき、第１油路Ｈ１内の圧力が閾値以上になったか判別する（ステップＳ２）。ここで、閾値は、例えば、油圧ユニット４２の最大圧力を超えない範囲でマージンを付加した値に設定されればよい。そして、判別の結果が否であれば、制御部４１は、処理をステップＳ１に戻して、ステップＳ１、Ｓ２の処理を繰り返す。
Next, based on the detection value of the
ステップＳ１、Ｓ２の繰り返しの処理により、第１油路Ｈ１内の圧力が閾値以上になるまで、第１油室Ｒ１への作動油の供給が続けられる。これにより、メインピストン１１が下方に変位し、一対の金型３９の間に荷重が加えられる。
Supply of hydraulic fluid to the first oil chamber R1 is continued until the pressure in the first oil passage H1 becomes equal to or higher than the threshold value by repeating the processes of steps S1 and S2. As a result, the
一方、ステップＳ１、Ｓ２の繰り返し処理の途中、第１油路Ｈ１内の圧力が閾値以上になると、制御部４１は処理をステップＳ３へ移行する。このとき、油圧ユニット４２の吐出圧力と、第１油室Ｒ１内の圧力とは、ほぼ閾値と同じ値になっており、一対の金型３９の間には、これに対応した荷重が生じている。この荷重は、通常モードのときの最大荷重に相当する。
On the other hand, when the pressure in the first oil passage H1 becomes equal to or higher than the threshold during the repetitive processing of steps S1 and S2, the
ステップＳ３へ移行すると、先ず、制御部４１は、第１開閉バルブ４４を閉じ（ステップＳ３）、続いて、第２開閉バルブ４５を開ける（ステップＳ４）。第２開閉バルブ４５が開くと、油圧ユニット４２の出力ポートが第２油路Ｈ２へ連通するため、油圧ユニット４２の吐出圧力は低下する。
When the process proceeds to step S3, first, the
続いて、制御部４１は、油圧ユニット４２を駆動して、ブーストシリンダ１３の第２油室Ｒ２へ作動油を供給する（ステップＳ５）。
Subsequently, the
次いで、制御部４１は、第２油路Ｈ２内の圧力が閾値以上になったか判別する（ステップＳ６）。第２油路Ｈ２内の圧力は、図示しない油圧センサ又は油圧ユニット４２の動作から検出すればよい。ここで、閾値は、例えば、油圧ユニット４２の最大圧力を超えない範囲でマージンを付加した値に設定されてもよい。また、ステップＳ６の閾値とステップＳ２の閾値とは同一でなくてもよい。そして、判別の結果が否であれば、制御部４１は、処理をステップＳ５に戻して、ステップＳ５、Ｓ６の処理を繰り返す。
Next, the
ステップＳ５、Ｓ６の繰り返しの処理により、第２油路Ｈ２内の圧力が閾値以上になるまで、第２油室Ｒ２への作動油の供給が続けられる。第２油室Ｒ２に作動油が供給されると、複数のブーストピストン１４が下方に変位し、ブーストスライド１７を介して複数の加圧ピストン１６を下方に押す。これにより、加圧ピストン１６が加圧シリンダ１５内を下方に変位すると、次式（１）に示すように、加圧ピストン１６が第３油室Ｒ３の体積を圧縮し、第１油室Ｒ１の作動油の圧力を上げる。
Supply of hydraulic fluid to the second oil chamber R2 is continued until the pressure in the second oil passage H2 becomes equal to or higher than the threshold value by repeating the processes of steps S5 and S6. When the hydraulic oil is supplied to the second oil chamber R <b> 2, the plurality of
Δｐ＝β×ΔＶ／Ｖ ・・・（１）
ここで、Δｐは第１油室Ｒ１内の圧力の変化量、ΔＶは第３油室Ｒ３の体積の変化量、Ｖは、ブーストピストン１４が作動する前のメインシリンダ１０の連通する油室の体積、βは作動油の圧縮率である。第３油室Ｒ３の体積の変化量ΔＶは、（加圧シリンダ１５の内空間の断面積）×（加圧ピストン１６のストローク）×（加圧ピストン１６の数）に相当する。また、メインシリンダ１０の連通する油室の体積Ｖとは、第１油室Ｒ１と第３油室Ｒ３とこれらを連通する通路の体積の総和を意味する。
Δp = β × ΔV / V (1)
Here, Δp is the amount of change in pressure in the first oil chamber R1, ΔV is the amount of change in volume of the third oil chamber R3, and V is the amount of oil chamber communicated with the
このとき、第２油室Ｒ２内の圧力Ｐｉと、第１油室Ｒ１内および第３油室Ｒ３内の圧力Ｐｏとは、次式（２）の関係を満たす。
Ｐｏ＝α×Ｐｉ ・・・（２）
ここで、αは、Ｓｂ／Ｓｉと定義されるブースト比であり、１以上の値である。Ｓｂは複数のブーストピストン１４の断面積の総和、Ｓｉは複数の加圧ピストン１６の断面積の総和である。
At this time, the pressure Pi in the second oil chamber R2 and the pressure Po in the first oil chamber R1 and the third oil chamber R3 satisfy the relationship of the following equation (2).
Po = α × Pi (2)
Here, α is a boost ratio defined as Sb / Si, and is a value of 1 or more. Sb is the sum of the cross-sectional areas of the plurality of
ステップＳ５、Ｓ６の繰り返しの処理の途中、第２油路Ｈ２内の圧力が閾値以上になると、制御部４１は処理をステップＳ７へ移行する。このとき、油圧ユニット４２の吐出圧力と、第２油室Ｒ２内の圧力とは、ほぼ閾値と等しい値になっており、加圧ピストン１６は第３油室Ｒ３を圧縮している。これにより、第１油室Ｒ１内の圧力は油圧ユニット４２の最大圧力を超え、一対の金型３９の間には、より大きな荷重が加えられる。この荷重により、通常モードでは達成できないような鍛造工程が可能となる。
If the pressure in the second oil passage H2 is equal to or higher than the threshold value during the repeated processing of steps S5 and S6, the
ステップＳ７に移行すると、制御部４１は、バルブＶ１、Ｖ２に圧抜きを行わせて、第２油室Ｒ２内と第１油室Ｒ１内との圧力を下げる。さらに、制御部４１は、第１戻しピストンシリンダ２１と第２戻しピストンシリンダ２２を作用させて、ブーストスライド１７とメインスライド１２とを上方へ戻す（ステップＳ７）。そして、プレス処理の１回のサイクルが終了する。
When the process proceeds to step S7, the
以上のように、本実施形態の油圧プレス１によれば、一系統の油圧ユニット４２を用いて、メインシリンダ１０の第１油室Ｒ１内の圧力を油圧ユニット４２の最大圧力以上に上げることができる。そして、これにより、一対の金型３９の間に加えられる荷重をより大きくすることができる。よって、例えば特殊な金属からなる被成形材料の鍛造など、より大きな荷重が必要な工程に対応することができる。さらに、本実施形態の油圧プレス１によれば、より大きな荷重を発生するために、メインピストン１１およびメインスライド１２は幅寸を大きくする必要がない。従って、油圧プレス１の大型化を抑制できる。
As described above, according to the
ここで、変形抵抗の高い特殊な金属からなる被成形材料を鍛造成形する場合について考察する。このような金属からなる被成形材料を成形する場合、必要な荷重は大きくなるが、それに比べて金型３９の加圧面積は大きくならない。仮に、荷重を大きくするために、メインピストン１１の径又は数を増した大型の油圧プレスを用いたとする。一般に、メインスライドの幅寸に対して加圧面積の割合が小さいと、大きな偏心荷重が生じ易い。従って、特殊な金属からなる被成形材料の鍛造成形に、大型の油圧プレスを用いると、大きな偏心荷重が生じ易く、精度の高い成形処理が難しくなる。しかしながら、本実施形態の油圧プレス１によれば、メインピストン１１およびメインスライド１２の幅寸を大きくせずに、荷重を大きくすることができる。よって、上記のような特殊な金属からなる被成形材料を鍛造成形する場合にも、大きな偏心荷重の発生を低減でき、成形処理の精度を向上することができる。
Here, the case of forging and forming a molding material made of a special metal having high deformation resistance will be considered. When molding a molding material made of such a metal, the required load increases, but the pressure area of the
また、本実施形態の油圧プレス１によれば、ブーストピストン１４と加圧ピストン１６との可動方向は、メインピストン１１の可動方向と同一である。さらに、ブーストシリンダ１３と加圧シリンダ１５とメインシリンダ１０とは、メインピストン１１の可動方向に並んでいる。従って、油圧プレス１を幅方向にコンパクトな構成とすることができる。
Further, according to the
また、本実施形態の油圧プレス１によれば、複数のブーストシリンダ１３と複数の加圧シリンダ１５とが、メインピストン１１の中心線Ｌ１を軸に線対称に配置されている。従って、例えば第２開閉バルブ４５を開く際などに、圧力変化の衝撃がブーストシリンダ１３等に加わっても、横方向の偏った衝撃が生じにくい。従って、圧力変化があっても、第１クラウン３４および第１アップライト３３などの支持構造に歪みが生じ難い。
Further, according to the
以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、上記の実施形態に限られない。例えば、上記実施形態では、１つの油圧ユニットからメインシリンダ１０とブーストシリンダ１３とへ作動油を供給する構成を例にとって説明した。しかし、例えば、最大圧力が同一の２つの油圧ユニットからそれぞれメインシリンダ１０とブーストシリンダ１３とへ作動油を供給する構成を採用してもよい。
The embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the configuration in which the hydraulic oil is supplied from one hydraulic unit to the
また、上記実施形態では、ブーストピストン１４と加圧ピストン１６とが別体の構成を示したが、これらは一体化してもよい。また、上記実施形態では、メインシリンダ１０と加圧シリンダ１５とが一体的な部材に形成された例を示したが、これらは別体の構成とし、加圧シリンダ１５がメインシリンダ１０の第１油室Ｒ１に連通するように接続された構成としてもよい。また、上記実施形態では、ブーストシリンダ１３と加圧シリンダ１５とを、メインシリンダ１０の上方に配置した例を示したが、これらは任意な箇所に配置してもよい。その場合、加圧シリンダ１５の第３油室Ｒ３とメインシリンダ１０の第１油室Ｒ１とは、高い圧力に耐える特殊な配管で接続すればよい。
In the above-described embodiment, the
また、上記実施形態では、第１油路Ｈ１又は第１油室Ｒ１の作動油の圧力に基づいて、第１油室Ｒ１への作動油の供給から第２油室Ｒ２への作動油の供給へ切り替える構成例を示した。しかし、例えば、メインピストン又はメインスライドの位置に基づいて上記の切り替えを行う構成を採用してもよい。 Moreover, in the said embodiment, based on the pressure of the hydraulic oil of the 1st oil path H1 or the 1st oil chamber R1, supply of the hydraulic oil to the 2nd oil chamber R2 from the supply of the hydraulic oil to the 1st oil chamber R1 A configuration example for switching to is shown. However, for example, a configuration may be adopted in which the above switching is performed based on the position of the main piston or the main slide.
また、上記実施形態では、作動流体として作動油を適用した例を説明したが、圧力を伝えることができればどのような流体を用いてもよい。その場合、実施形態中の油室は液室、油路は流体通路と読み替えればよい。その他、実施形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 Moreover, although the example which applied hydraulic fluid as a working fluid was demonstrated in the said embodiment, what kind of fluid may be used if a pressure can be transmitted. In that case, the oil chamber in the embodiment may be read as a liquid chamber, and the oil passage may be read as a fluid passage. In addition, the details shown in the embodiments can be appropriately changed without departing from the spirit of the invention.
１ 油圧プレス
１０ メインシリンダ（第１シリンダ）
１１ メインピストン（第１ピストン）
１２ メインスライド（スライド）
１３ ブーストシリンダ（第２シリンダ）
１４ ブーストピストン（第２ピストン）
１５ 加圧シリンダ（第３シリンダ）
１６ 加圧ピストン（第３ピストン）
３１ ベッド
３３ 第１アップライト
３４ 第１クラウン
３６ 第２アップライト
３７ 第２クラウン
３９ 金型
４１ 制御部
４２ 油圧ユニット
４４ 第１開閉バルブ
４５ 第２開閉バルブ
４６ 油圧センサ
Ｌ１ 中心線
Ｒ１ 第１油室（第１液室）
Ｒ２ 第２油室（第２液室）
Ｒ３ 第３油室
Ｖ１、Ｖ２ バルブ
1
11 Main piston (first piston)
12 Main slide (slide)
13 Boost cylinder (2nd cylinder)
14 Boost piston (second piston)
15 Pressure cylinder (3rd cylinder)
16 Pressurized piston (3rd piston)
31
R2 Second oil chamber (second liquid chamber)
R3 3rd oil chamber V1, V2 valve
Claims (5)
第１液室を有する第１シリンダと、
前記第１シリンダに嵌入され、前記第１液室内の圧力が変化することで前記スライドを変位させる第１ピストンと、
第２液室を有する第２シリンダと、
前記第２シリンダに嵌入され、前記第２液室内の圧力が変化することで変位する第２ピストンと、
前記第１液室に連通する第３シリンダと、
前記第３シリンダに嵌入され、前記第２ピストンに連動して変位する第３ピストンと、
を備え、
前記第１液室と前記第２液室とには、最大圧力が同一の作動流体供給源から作動流体が供給され、
前記第３ピストンの変位方向に垂直な前記第３ピストンの断面積は、前記第２ピストンの変位方向に垂直な前記第２ピストンの断面積より小さい、
液圧プレス。 A slide displaceable in a predetermined direction;
A first cylinder having a first fluid chamber,
A first piston fitted into the first cylinder and displacing the slide by a change in pressure in the first liquid chamber;
A second cylinder having a second fluid chamber,
A second piston which is fitted into the second cylinder and displaced as pressure in the second fluid chamber changes;
A third cylinder communicating with the first liquid chamber;
A third piston fitted in the third cylinder and displaced in conjunction with the second piston;
Equipped with
A working fluid is supplied to the first fluid chamber and the second fluid chamber from a working fluid source having the same maximum pressure,
The cross-sectional area of the third piston perpendicular to the displacement direction of the third piston is smaller than the cross-sectional area of the second piston perpendicular to the displacement direction of the second piston;
Hydraulic press.
請求項１記載の液圧プレス。 The slide, the first cylinder, the second cylinder, and the third cylinder are aligned in the displacement direction of the slide.
A hydraulic press according to claim 1.
前記複数の第３シリンダは、前記第１シリンダの変位方向に延びる前記第１シリンダの中心線を軸として線対称に配置されている、
請求項１又は請求項２に記載の液圧プレス。 A plurality of the third cylinders;
The plurality of third cylinders are arranged symmetrically about the center line of the first cylinder extending in the displacement direction of the first cylinder.
The hydraulic press according to claim 1 or 2.
前記制御部は、プレス処理の１回のサイクルにおいて、前記第１液室へ作動流体を供給した後、前記第２液室へ作動流体を供給する、
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の液圧プレス。 A controller for supplying a working fluid to the first liquid chamber or the second liquid chamber;
The controller supplies the working fluid to the second liquid chamber after supplying the working fluid to the first liquid chamber in one cycle of the press process.
The hydraulic press according to any one of claims 1 to 3.
前記制御部は、前記検出部の検出値が閾値に達するまで前記第１液室へ作動流体を供給し、前記検出部の検出値が閾値に達したら前記第２液室へ作動流体を供給する、
請求項４記載の液圧プレス。 A detection unit that detects the pressure in the first liquid chamber;
The control unit supplies the working fluid to the first liquid chamber until the detection value of the detection unit reaches a threshold value, and supplies the working fluid to the second liquid chamber when the detection value of the detection unit reaches the threshold value. ,
A hydraulic press according to claim 4.
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