JP6199763B2 - 複動油圧プレス - Google Patents

Description

本発明は複動油圧プレスに関する。さらに詳しくは、閉塞鍛造などに用いられ、スライドを昇降させる第１シリンダとパンチに加圧力を加える第２シリンダとを備える複動油圧プレスに関する。

閉塞鍛造は、上下金型とパンチを用い、上下金型を型締めしてワークを型空間に閉じ込めた後、ワークにパンチを押し込んで型空間を埋め尽くして成形する方法である。この閉塞鍛造には複動油圧プレスが用いられ、第１シリンダにより上下金型の型締めを行い、第２シリンダによりパンチに加圧力を加えるようにしている。一般に、閉塞鍛造用の複動油圧プレスにおいては、第１シリンダの作動により昇降するスライドに第２シリンダが設けられる。

従来の複動油圧プレスにおいては、スライドに設置される第２シリンダを作動させるために、オイルタンクを備えるプレスフレームとスライドとをホースで接続し、第２シリンダに作動油を供給している。したがって、大型プレスで第２シリンダに高加圧能力が必要な場合や、第２シリンダの加圧速度を速くする必要がある場合には、高圧かつ大流量の作動油を流せるように大径のホースか、あるいは小径のホースを複数本用いてホース配管を行う必要がある。

しかるに、シリンダやピストンの動きにホースは追従して動くので、ホースは劣化しやすくなる。また、劣化したホースの交換には手間がかかるので、可動するシリンダやピストンへ接続するホースは極力少なくしたいというのが使用者側の要望である。
このため、可動するシリンダやピストンへはホースを接続しない複動式のプレス装置も提案されている（特許文献１，２参照）。

特許文献１の従来技術は、２個のラムに対しシリンダを共通化した構造をとっている。すなわち、１個のシリンダを用い、その上方部分でインナーラムが摺動し、その下方部分でアウターラムが摺動するようになっている。油圧源からシリンダへはパイプ配管で作動油を供給し、シリンダ内の油路を介して個々の油室へ作動油を供給するようにしている。
しかるに、この従来技術ではインナーラムが長くなりすぎるという欠点がある。この場合、高い力に耐えるにはインナーラムを太くする必要があり、インナーラムが長尺かつ大径化してしまい構造が大形化するという問題につながっている。

また、特許文献２の従来技術は、メインシリンダ内の油室からサブシリンダ内の油室への経路をシリンダ内に形成した油路を用いるようにしているが、途中にバルブブロックを介在させており、そのバルブブロックはシリンダの外面に取付けている。そして、このバルブブロックの開閉を制御して、サブシリンダ側への作動油の供給を制御している。
しかるに、この従来技術では、バルブの開閉を制御する機構が必要となり、機構が複雑となる。また、バルブブロックで油路が一度シリンダの外に出るため、油漏れが発生した場合には清掃に手間がかかるので油漏れへの防止手段を必要となるという問題もある。

特開昭６１−２５５７９６号公報 特開２０１１−１５６５６２号公報

本発明は上記事情に鑑み、可動部材間にホースを使用することなく、しかもプレス部品の長大化を抑制した簡易な構成で作動油を供給可能とする複動油圧プレス装置を提供することを目的とする。

第１発明の複動油圧プレスは、プレス本体に固定された第１シリンダと、該第１シリンダの内周面に沿って摺動可能に挿入された第１シリンダロッドと、該第１シリンダロッドに固定された第２シリンダと、該第２シリンダの内周面に沿って摺動可能に挿入された第２シリンダロッドからなる複動油圧プレスであって、前記第１シリンダは、そのヘッド部と前記第１シリンダロッドのヘッドとの間の第１油室へ外部から作動油を給排するための第１供給路と、前記第１シリンダの内周面と前記第１シリンダロッドの外周面との間に形成された連絡油路と、該連結油路へ外部から作動油を給排するための第２供給路とを具備しており、前記第１シリンダロッドは、前記連絡油路と連通すると共に、ロッド内部に形成された前記第２シリンダ側の端部まで延びる第１内部油路を有し、前記第２シリンダは、そのヘッド部と前記第２シリンダロッドのヘッドとの間に第２油室を有しており、該第２油室と前記第１内部油路とを連通するよう前記第２シリンダのシリンダ体に形成された第２内部油路を有し、前記第１シリンダにおける前記連絡油路の形成部分には、前記第１シリンダロッドに摺接するブッシュが取付けられており、該ブッシュには、前記連絡油路と前記第１内部油路とを連通させる油流通路が形成されていることを特徴とする。
第２発明の複動油圧プレスは、第１発明において、前記連絡油路は、前記第１シリンダの内周面に形成された凹部からなり、かつ該凹部は前記第１シリンダロッドの進退方向に延伸して形成されていることを特徴とする。
第３発明の複動油圧プレスは、第１または第２発明において、前記第２内部油路は、前記第２シリンダのシリンダ体において、前記第２シリンダロッドの進退方向に延びるように直線状に形成されていることを特徴とする。
第４発明の複動油圧プレスは、第３発明において、前記第１内部油路は、前記第１シリンダロッドの中心軸上において延びるように形成され、前記第２内部油路は、前記第２シリンダの中心軸位置において前記第２シリンダロッドの進退方向に延びるように形成されていることを特徴とする。
第５発明の複動油圧プレスは、第１発明において、前記プレス本体は、その上端部にクラウンを有しており、前記第２供給路は前記クラウンよりも上方に設けられていることを特徴とする。

第１発明によれば、つぎの効果を奏する。
ａ）第１シリンダロッド内の第１内部油路と第２シリンダ内の第２内部油路によって、第２シリンダロッドを作動させる第３油室に作動油を供給できる。このため、可動部分である第２シリンダへの作動油供給はホースを用いなくてもよいので、ホース劣化や損傷のおそれがなく、構造の簡素なプレスを実現できる。
ｂ）第１シリンダロッドが進退している間、ブッシュによって、ロッド外周が保持されるので、連絡油路となる空洞が形成されているにも拘らず、同心状態を維持して第１シリンダロッドを進退させることができる。
第２発明によれば、第１シリンダロッドが進退しても、連絡油路によって第２供給路と第１内部油路との間の連通状態を確保できるので、プレスの加圧動作が支障なく行われる。
第３発明によれば、第２内部油路は最短距離を通り、途中にバルブ等なども存在しないので、作動油の給排が迅速に行われ動作遅れが生じない。
第４発明によれば、第１シリンダロッドは円筒形のため第１シリンダ内で自転することがあるが、自転が生じたとしても第１内部油路と第２内部油路とは同心上にあることで連通状態を維持するので、組立作業が容易に行える。
第５発明によれば、第２供給路がクラウンよりも上側にあるので配管スペースを取りやすく、また油もれの発見やメンテナンス作業等の保守管理を容易に行える。

本発明の一実施形態に係る複動油圧プレスの要部断面正面図である。 図１に示す第１シリンダ１０および第２シリンダ２０の拡大断面図である。 図２に示す連絡油路３０およびブッシュ３５まわりの拡大図である。 図２に示す連絡油路３０とブッシュ３５と第１シリンダロッド１２の分解断面図である。 伸長状態にある第１シリンダ１０および第２シリンダ２０の拡大断面図である。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１に基づき、本発明が適用される複動油圧プレスの基本構造をまず説明する。
プレス本体は公知のプレスと同様に、ベッド１とクラウン２とこれらを連結する アプライト３から構成されている。鍛造用の油圧シリンダはメインシリンダとも云われる第１シリンダ１０とサブシリンダとも云われる第２シリンダ２０とからなる。第１シリンダ１０は第１シリンダ体１１とその内部に摺動自在に挿入された第１シリンダロッド１２とからなる。第１シリンダ体１１はプレス本体の一部であるクラウン２に取付けられている。

前記第１シリンダロッド１２の下端には第２シリンダ２０が取付けられている。第２シリンダ２０は第２シリンダ体２１とその内部で摺動自在に上下動する第２シリンダロッド２２からなる。第２シリンダ体２１にはスライドが取付けられており、プレス本体に設けられたスライドガイドで上下昇降を案内されている。
第２シリンダ体２１の内部には第２シリンダロッド２２が上下に摺動自在に挿入されており、この第２シリンダロッド２２はパンチとなるものである。

スライドが取付けられている第２シリンダ体２１の下部にはダイホルダーを介して上金型５が取付けられ、前記ベッド３の上面にはダイホルダーを介して下金型６が設置されている。
上記のような基本構造により、第１シリンダ１０の第１シリンダロッド１２を下降させるとスライド（および第２シリンダ体２１）が下降して上金型５と下金型６とで材料の型締めができ、ついで第２シリンダ２０の第２シリンダロッド２２を下降させるとパンチ加工による閉塞鍛造を行うことができる。

つぎに、本発明の特徴部分である作動油供給構造を説明する。
本発明の作動油供給構造はホースレス化を達成したところに特徴がある。図２に基づきその概要を説明する。
第１シリンダ体１１のヘッド部と第１シリンダロッド１２のヘッドとの間の空間は第１油室１３であり、この第１油室１３へ作動油を給排するための第１供給路１４が第１シリンダ体１１のヘッド部に形成されている。この第１供給路１４への作動油供給はパイプ等の固定配管が用いられる。

また、第１シリンダ体１１の側面には後述する連絡油路３０や第１内部油路１６へ作動油を給排する第２供給路１５が形成されている。この第２供給路１５にもパイプ等の固定配管が接続される。
この第２供給路１５は、図１に示すようにクラウン２よりも上方に設けられていると、配管スペースを取りやすく、また油もれの発見やメンテナンス作業等の保守管理を容易に行える。

第１シリンダロッド１２の内部であって、ロッドの中心軸Ａ上には上下に伸びる第１内部油路１６が形成されている。この第１内部油路１６は第１シリンダロッド１２の上端部までは延びず途中で横向きに延びた横油路１６ａを備えており、前記第２供給路１５に通ずるようになっている。そして、第１内部油路１６は第１シリンダロッド１２の下端まで延び、下端面で開口している。

第１シリンダ体１１の上下方向における略中間部位であって、その内周面には連絡油路３０が形成されている。
この連絡油路３０まわりの詳細を図３および図４に基づき説明する。
連絡油路３０は第１シリンダ体１１の内周に凹みを形成する形で設けられた油室であり、複数本の縦溝３１と、各縦溝３１を連通するように環状に形成された３本の横溝３２とからなる。もちろん、この連絡油路３０には前記第２供給路１５が通じている。そして、連絡油路３０は、第１シリンダロッド１２のストロークに対応させた長さだけ中心軸Ａに沿った方向に延伸して形成されている。なお、縦溝３１や横溝３２は第１シリンダロッド１２の外周面に接する油室であればよく、その本数等は任意である。

上記のように連絡油路３０を形成した部分であって、第１シリンダ体１１の内周にはブッシュ３５が取付けられている。
ブッシュ３５は概ね円筒状の部材であって、その下端部には取付用のフランジ部３５ａが形成されている。第１シリンダ体１１への固定はこのフランジ部３５ａを介してボルト止め等の任意の手段で行われる。ブッシュ３５の胴部内周面には油流通路３８が形成されている。

この油流通路３８は縦方向に貫通する貫通孔３６と内周面に形成された凹みである環状凹部３７とからなる。貫通孔３６はブッシュ３５の内周において複数個が周方向に間隔をあけ、かつ複数段に形成されている。環状凹部３７は全周にわたる凹みであって上下寸法は前記貫通孔３６上下段の間隔寸法にほぼ等しい。すなわち、油流通路３８は、第１シリンダロッド１２のストロークに対応させた長さだけ、中心軸Ａに沿った方向に延伸して形成されている。この貫通孔３６と環状凹部３７からなる油流通路３８は、第１シリンダ体１１に形成した連絡油路３０と第１シリンダロッド１２の第１内部油路１６とを連通させ、作動油を給排するために設けられている。

上述した連絡油路３０も油流通路３８も上下方向に延びているのは、第１シリンダロッド１２が上下動したどの位置でも作動油給排をできるようにするためである。
また、連絡油路３０も油流通路３８も環状方向に形成されているのは、第１シリンダ体１１内で第１シリンダロッド１２が回転しても作動油供給に支障をきたさないようにするためである。

第１シリンダロッド１２は上下に進退するが、最下降した状態でも、連絡油路３０より上方の第１シリンダ体１１内周で、そのロッド外周が保持される。このため、連絡油路３０となる空洞が形成されているにも拘らず、同芯状態を維持して第１シリンダロッド１２を安定した状態で進退させることができる。

図２に戻り第２シリンダ２０の詳細を説明する。
第２シリンダ２０は、第２シリンダ体２１のヘッド部と第２シリンダロッド２２のヘッドとの間の空間に第２油室２３を有している。また、第２シリンダ体２１には第２油室２３に作動油を供給する第２内部油路２６が形成されている。この第２内部油路２６は第２シリンダ体２１のヘッド部で上下に延びている。すなわち第２シリンダロッド２２の進退方向に延び直線状に形成されている。そして第２シリンダ体２１のヘッド部の上端面でも開口し、下端面すなわち第２油室２３に臨む内面でも開口している。

図２に示すように、第１内部油路１６は第１シリンダロッド１２の中心軸Ａ上において延びるように形成され、第２内部油路２６も第２シリンダ体２１の中心軸Ａ位置において第２シリンダロッド２２の進退方向に延びるように形成されている。
このため、第１シリンダロッド１２は円筒形のため第１シリンダ体１１内で自転することがあるが、自転が生じたとしても第１内部油路１６と第２内部油路２６とは同心上にあることで連通状態を維持でき、組立作業が容易に行える。

第１シリンダロッド１２は上方部分より下方部分が大径に形成された２段外形ロッドであり、大径ロッド部１２ａの肩部と第１シリンダ体１１の内径を拡大した大径シリンダ部１１ａとの間には、第１ロッド側油室１７が形成されている。この第１ロッド側油室１７に作動油を給排するため、第３供給路１８が第１シリンダ体１１に形成されており、この第３供給路１８にはパイプ等の固定配管が連結されるようになっている。

また、第２シリンダ２０において、第２シリンダロッド２２のロッド側と第２シリンダ体２１との間は第２ロッド側油室２４であって、この第２ロッド側油室２４に作動油を給排するための第４供給路２５が第２シリンダ体２１の側壁に形成されている。この第２ロッド側油室２４と第４供給路２５は第２シリンダロッド２２を引き込めるときに用いられる。

つぎに、本実施形態の複動油圧プレスの作動要領を説明する。
（１）加圧動作
図２は加圧動作の直前の状態を示している。
この状態で第１供給路１４から第１油室１３に圧油を供給し、また第３供給路１８から第１ロッド側油室１７に圧油を供給すると、図５に示すように、第１シリンダロッド１１が下降する。
この結果、上下金型で材料の加圧する型締めが行われる。

（２）型締め動作
ついで、第２供給路１５から圧油を供給すると、圧油は連絡油路３０とブッシュ３５の油流通路３８（図４参照）を介して第１シリンダロッド１２の第１内部油路１６に送り込まれる。そして、第１内部油路１６を流下して第２内部油路２６を介して第２油室２３へ作動油が供給される。この結果、図５に示すように第２シリンダロッド２２が下降して型締めが行われる。

本実施形態の複動油圧プレスの利点はつぎのとおりである。
（１）第１シリンダロッド１２内の第１内部油路１６と第２シリンダ体２１内の第２内部油路２６によって、第２シリンダロッド２２を作動させる第２油室２３に作動油を供給できる。このように可能部分への作動油供給にホースを用いる必要がないので、ホースの劣化や損傷のおそれがなく、簡易な構成のプレスを実現できる。
（２）第１シリンダロッド１２が進退しても、第２供給路１５と第１内部油路１６との間の連通状態を確保できるので、プレスの加圧動作が支障なく行われる。
（３）第２内部油路２６は最短距離を通り、途中にバルブ等なども存在しないので、油漏れ等の不都合が生じず、油路長さも短くなるので作動油の給排が迅速に行われ動作遅れが生じない。
（４）第１シリンダ１０と第２シリンダ２０はそれぞれ個別のシリンダ体１１，２１を有し、個別のシリンダロッド１２，２２を有しているので、一方のシリンダロッドが長大化することが避けられ、構造を簡素化できる。

（他の実施形態）
つぎに、本発明の他の実施形態を説明する。
（１）前記実施形態ではブッシュ３５を設けたが、ブッシュ３５は設けなくてもよい。この場合、第１シリンダ体１１の内周面に形成された連絡油路３０によって第２供給路１５と第１内部油路１６とを連通させればよい。
（２）前記実施形態では、第２供給路１５をクラウン２より上方に設けたが、クラウン２より下方に設けてもよく、そのような実施形態も本発明に含まれる。

（３）前記実施形態では、第１内部油路１６は直線状であり中心軸Ａ上に位置していたが、直線状ではなくてもよく、中心軸Ａからズレた位置に形成してもよい。
同様に第２内部油路２６も前記実施形態では直線状であり中心軸Ａ上に位置していたが、直線状ではなく中心軸Ａからズレた位置に形成したものであってもよい。たとえば、第２シリンダ２０にノックアウトシリンダを組み込む場合、中心軸Ａ上に形成されるであろうノックアウトシリンダを避けて第２内部油路２６を形成する必要があるが、この場合、第２内部油路２６を途中で曲げたり中心軸Ａから離れた場所に通すと、無理なく第２内部油路２６を設けることができる。

１０ 第１シリンダ
１１ 第１シリンダ体
１２ 第１シリンダロッド
１５ 第２供給路
１６ 第１内部油路
２０ 第２シリンダ
２１ 第２シリンダ体
２２ 第２シリンダロッド
２６ 第２内部油路
３０ 連絡油路
３５ ブッシュ

Claims (5)

1. プレス本体に固定された第１シリンダと、該第１シリンダの内周面に沿って摺動可能に挿入された第１シリンダロッドと、該第１シリンダロッドに固定された第２シリンダと、該第２シリンダの内周面に沿って摺動可能に挿入された第２シリンダロッドからなる複動油圧プレスであって、
   前記第１シリンダは、そのヘッド部と前記第１シリンダロッドのヘッドとの間の第１油室へ外部から作動油を給排するための第１供給路と、前記第１シリンダの内周面と前記第１シリンダロッドの外周面との間に形成された連絡油路と、該連結油路へ外部から作動油を給排するための第２供給路とを具備しており、
   前記第１シリンダロッドは、前記連絡油路と連通すると共に、ロッド内部に形成された前記第２シリンダ側の端部まで延びる第１内部油路を有し、
   前記第２シリンダは、そのヘッド部と前記第２シリンダロッドのヘッドとの間に第２油室を有しており、該第２油室と前記第１内部油路とを連通するよう前記第２シリンダのシリンダ体に形成された第２内部油路を有し、
   前記第１シリンダにおける前記連絡油路の形成部分には、前記第１シリンダロッドに摺接するブッシュが取付けられており、
   該ブッシュには、前記連絡油路と前記第１内部油路とを連通させる油流通路が形成されている
   ことを特徴とする複動油圧プレス。
2. 前記連絡油路は、前記第１シリンダの内周面に形成された凹部からなり、かつ該凹部は前記第１シリンダロッドの進退方向に延伸して形成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の複動油圧プレス。
3. 前記第２内部油路は、前記第２シリンダのシリンダ体において、前記第２シリンダロッドの進退方向に延びるように直線状に形成されている
   ことを特徴とする請求項１または２記載の複動油圧プレス。
4. 前記第１内部油路は、前記第１シリンダロッドの中心軸上において延びるように形成され、
   前記第２内部油路は、前記第２シリンダの中心軸位置において前記第２シリンダロッドの進退方向に延びるように形成されている
   ことを特徴とする請求項３記載の複動油圧プレス。
5. 前記プレス本体は、その上端部にクラウンを有しており、前記第２供給路は前記クラウンよりも上方に設けられている
   ことを特徴とする請求項１記載の複動油圧プレス。

Images