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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