(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１シリンダチューブと、
上記第１シリンダチューブの内部で該第１シリンダチューブのシリンダ中心軸に沿って進退可能な第１ピストンと、
上記シリンダ中心軸の方向に延びる第２シリンダチューブと、
上記第２シリンダチューブの内部で上記第１ピストンと独立して上記シリンダ中心軸に沿って進退可能な第２ピストンと、
上記第１ピストンの変位を検出する第１変位センサと、
上記第２ピストンの変位を検出する第２変位センサとを備えており、
上記第１変位センサと上記第２変位センサとは、上方から見て互いにずれた位置に設けられている
ことを特徴とする直列式複動シリンダ。
【請求項２】
請求項１に記載の直列式複動シリンダにおいて、
上記シリンダ中心軸とずれた位置に上記第１変位センサの第１検出用ロッドが突設されており、
上記シリンダ中心軸上に上記第２変位センサの第２検出用ロッドが突設されている
ことを特徴とする直列式複動シリンダ。
【請求項３】
請求項２に記載の直列式複動シリンダにおいて、
上記第１シリンダチューブの外径は、上記第２シリンダチューブの外径よりも大きく、
上記第２シリンダチューブは、上記第１シリンダチューブの上記第２変位センサ側の端面に連続して設けられ、該第１シリンダチューブの端面から上記第１ピストンから延びる中空の検出用チューブが突設され、該検出用チューブの内部に上記第１検出用ロッドが挿通されている
ことを特徴とする直列式複動シリンダ。
【請求項４】
請求項３に記載の直列式複動シリンダにおいて、
上記第１変位センサは、磁歪式リニアセンサであり、
上記検出用チューブの内部に上記第１検出用ロッドによって検出可能なマグネットが配置されている
ことを特徴とする直列式複動シリンダ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つの直列式複動シリンダと、
上記第１変位センサ及び第２変位センサからの信号を受け、上記第１ピストン及び第２ピストンの変位を制御する制御装置とを備えている
ことを特徴とする鍛造プレス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直列式複動シリンダ及びそれを備えた鍛造プレスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、閉塞鍛造として、上下のダイスを閉じて素材を金型内に閉じ込めた後、複数個のパンチ又は金型を駆動して、素材を主として側方に押出し変形させて側面に設けた型空間に流出させて、半径方向に突き出した部分を持つ部品を鍛造する方法が知られている。例えば、特許文献１では、スライドを昇降させるメインシリンダとパンチに加圧力を与えるサブシリンダとを備える複動油圧シリンダが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１５６５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の複動油圧シリンダは、メインシリンダとサブシリンダとが直列に同軸上に配置されているので、特に精度がよくて耐久性のある、接触式の作動トランス式変位センサを同軸上に設けてそれぞれの変位を直接検出することができない。このため、それぞれの油圧室に送り出される油圧の変化を検出して変位を予測している。
【０００５】
しかしながら、作動油は多少なりとも圧縮されることもあり、油圧の変化とピストンの変位とは、完全に一致せず、時間的なずれがあるので、第１ピストンと第２ピストンとが直列に配置された場合に、正確に変位を把握できないという問題がある。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、直列式複動シリンダにおいて、第１ピストンと第２ピストンとが直列に配置された場合でも、第１ピストンと第２ピストンの変位をそれぞれ確実に検出できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、この発明では、２つの変位センサを並列に設けるようにした。
【０００８】
具体的には、第１の発明では、
第１シリンダチューブと、
上記第１シリンダチューブの内部で該第１シリンダチューブのシリンダ中心軸に沿って進退可能な第１ピストンと、
上記シリンダ中心軸の方向に延びる第２シリンダチューブと、
上記第２シリンダチューブの内部で上記第１ピストンと独立して上記シリンダ中心軸に沿って進退可能な第２ピストンと、
上記第１ピストンの変位を検出する第１変位センサと、
上記第２ピストンの変位を検出する第２変位センサとを備えており、
上記第１変位センサと上記第２変位センサとは、上方から見て互いにずれた位置に設けられている。
【０００９】
上記の構成によると、第１変位センサと第２変位センサとが上方から見て互いにずれた位置に設けられているので、精度がよくて耐久性のある磁歪式リニアセンサ、作動トランス式変位センサ等でも設けることができ、同軸上に配置された第１ピストンの変位と第２ピストンの変位とをそれぞれ確実に検出できる。
【００１０】
第２の発明では、第１の発明において、
上記シリンダ中心軸とずれた位置に上記第１変位センサの第１検出用ロッドが突設されており、
上記シリンダ中心軸上に上記第２変位センサの第２検出用ロッドが突設されている。
【００１１】
上記の構成によると、第１変位センサと第２変位センサの検出用ロッドを上方から見てそれぞれずれた位置に設けることで、互いに接触しない。
【００１２】
第３の発明では、第２の発明において、
上記第１シリンダチューブの外径は、上記第２シリンダチューブの外径よりも大きく、
上記第２シリンダチューブは、上記第１シリンダチューブの上記第２変位センサ側の端面に連続して設けられ、該第１シリンダチューブの端面から上記第１ピストンから延びる中空の検出用チューブが突設され、該検出用チューブの内部に上記第１検出用ロッドが挿通されている。
【００１３】
上記の構成によると、簡易な構成で確実に第１変位センサと第２変位センサとをずれた位置に設けることができる。
【００１４】
第４の発明では、第３の発明において、
上記第１変位センサは、磁歪式リニアセンサであり、
上記検出用チューブの内部に上記第１検出用ロッドによって検出可能なマグネットが配置されている。
【００１５】
上記の構成によると、第１変位センサは磁歪式リニアセンサであるため、精度及び耐久性に優れ、油圧シリンダに内蔵できるというメリットがある。そして、第１変位センサは、第１シリンダチューブの下方に配置されており、点検及び交換が容易である。
【００１６】
第５の発明の鍛造プレスは、第１から第４のいずれか１つの発明の直列式複動シリンダと、
上記第１変位センサ及び第２変位センサからの信号を受け、上記第１ピストン及び第２ピストンの変位を制御する制御装置とを備えている。
【００１７】
上記の構成によると、第１ピストンと第２ピストンの変位をそれぞれ確実に検出するので、制御装置により確実な制御ができ、品質の高い鍛造品が得られる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明によれば、同軸上に配置された第１ピストン及び第２ピストンの変位をそれぞれ検出する第１変位センサと第２変位センサとを、上方から見て互いにずれた位置に設けたことにより、直列式複動シリンダにおいて、第１ピストンと第２ピストンとが直列に配置された場合でも、第１ピストンと第２ピストンの変位をそれぞれ確実に検出できるようにすることができるので、鍛造品の容量を正確に推定でき、精密な鍛造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図２のＩ部拡大断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る直列式複動シリンダを備えた鍛造プレスを示す正面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る直列式複動シリンダを備えた鍛造プレスを示す側面図である。
【図４】第１パンチが突出したときを示す図１相当図である。
【図５】第１パンチ及び第２パンチが突出したときを示す図１相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図２及び図３は本発明の実施形態の鍛造プレス１を示し、この鍛造プレス１は、例えば、閉塞鍛造用鍛造プレスであり、門形のフレーム２と、このフレーム２に回転可能に支持されるクランク軸３と、このクランク軸３を回転させる動力を与える電動モータ４と、この電動モータ４の動力をクランク軸３に対して伝達する場合と、伝達しない場合とを切り換えるクラッチユニット５とを備えている。クラッチユニット５は、フライホイールやブレーキを含んでいてもよい。クランク軸３には、スライド６が上記フレーム２内で上下に昇降可能に連結されている。スライド６の下面には、ダイセット上型７を取付可能となっている。一方、スライド６の下方には、ベッド８が設けられており、このベッド８にダイセット下型９を取付可能となっている。詳しくは図示しないが、鍛造プレス１の全体の制御は、制御装置１５によって行われている。
【００２２】
ダイセット上型７には、上側ダイ１０が取り付けられるようになっている。本実施形態では、ダイセット上型７には、３本の上側パンチ１１が設けられ、それぞれが上側油圧シリンダ１２によって昇降可能となっている。上側油圧シリンダ１２の変位は、それぞれの上側に同軸に設けた上側変位センサ１３により検出可能となっている。
【００２３】
一方、ダイセット下型９には、下側ダイ２０（図示せず）が取り付けられるようになっている。本実施形態では、ダイセット下型９には、下側中央パンチ２１と一対の下側左右パンチ２２の合計３つのパンチが設けられている。下側中央パンチ２１は、直列式複動シリンダ３０で昇降可能となっている。下側左右パンチ２２は、それぞれが下側油圧シリンダ２３によって昇降可能となっている。下側油圧シリンダ２３の変位は、それぞれの下側に同軸に設けた下側変位センサ２４により検出可能となっている。
【００２４】
そして、図１に示すように、本実施形態の直列式複動シリンダ３０は、ダイセット下型９内に形成された第１油圧室３１を形成する第１シリンダチューブ３２を有する。
【００２５】
第１シリンダチューブ３２の第１油圧室３１内には、この第１シリンダチューブ３２のシリンダ中心軸Ｘ１に沿って進退可能な第１ピストン３３が設けられている。第１シリンダチューブ３２には、第１ピストン３３の上側の第１油圧室３１に連通する第１上側ポート３２ａと、下側の第１油圧室３１に連通する第１下側ポート３２ｂとが開口されており、図示しない油圧ユニットからの作動油が行き来するようになっている。第１ピストン３３の上側には、下側中央パンチ２１を構成する第１パンチ２１ａが突出して形成され、第１シリンダチューブ３２の上側開口３２ｃから出入り可能となっている。
【００２６】
直列式複動シリンダ３０は、シリンダ中心軸Ｘ１の方向に延び、内部に第２油圧室４１を有する、中空円筒状の第２シリンダチューブ４２を有する。第１シリンダチューブ３２の外径は、第２シリンダチューブ４２の外径よりも大きく、第２シリンダチューブ４２は、第１シリンダチューブ３２の下端面に連続して設けられている。第２シリンダチューブ４２の第２油圧室４１には、第１ピストン３３と独立してシリンダ中心軸Ｘ１に沿って進退可能な第２ピストン４３が設けられている。第２シリンダチューブ４２には、第２ピストン４３の上側の第２油圧室４１に連通する第２上側ポート４２ａと、下側の第２油圧室４１に連通する第２下側ポート４２ｂとが開口されており、図示しない油圧ユニットからの作動油が行き来するようになっている。第１ピストン３３及び第１パンチ２１ａの中心には、第１貫通孔３３ａが開口されている。第２ピストン４３の上側には、第２パンチ２１ｂが突出して形成され、第１貫通孔３３ａを介して第１シリンダチューブ３２の上側開口３２ｃから出入り可能となっている。
【００２７】
そして、第１シリンダチューブ３２の下端面から第１ピストン３３から延びる中空の検出用チューブ３３ｂが突設されている。第２シリンダチューブ４２の下面には、シリンダ中心軸Ｘから左右方向にずれた位置に第１ピストン３３の上下方向変位を検出する第１変位センサ３４が設けられている。例えば、第１変位センサ３４は、センサ用ブラケット３４ａを介して第２シリンダチューブ４２の下面に取り付けられている。第２シリンダチューブ４２の下面中央には、シリンダ中心軸Ｘ上に第２変位センサ４４が設けられている。
【００２８】
そして図２にも示すように、上側変位センサ１３、下側変位センサ２４、第１変位センサ３４及び第２変位センサ４４は、鍛造プレス１の全体の制御を行う制御装置１５に電気的に接続されている。
【００２９】
例えば、図１に示すように、第１変位センサ３４は、磁歪式リニアセンサであり、シリンダ中心軸Ｘと平行に延びる第１検出用ロッド３５を備えている。検出用チューブ３３ｂの中心孔３３ｃには、第１検出用ロッド３５が挿通されており、この第１検出用ロッド３５が検出用チューブ３３ｂの内部に内蔵したマグネット（図示せず）の位置を検出することで、第１ピストン３３の上下方向の変位を検出するようになっている。
【００３０】
同様に第２変位センサ４４も磁歪式リニアセンサであり、シリンダ中心軸Ｘ上に延びる第２検出用ロッド４５を備えている。図示しないが、例えばパンチ２１ｂの基端側にマグネットが内蔵されており、このマグネットの位置を検出することで、第２ピストン４３の上下方向の変位を検出するようになっている。そして、第１変位センサ３４と第２変位センサ４４とは、上方から見て互いにずれた位置に設けられている。
【００３１】
次に、本実施形態に係る鍛造プレス１の作動について簡単に説明する。
【００３２】
本実施形態の鍛造プレス１は、閉塞鍛造用鍛造プレスであり、ここでは、特に直列式複動シリンダ３０に着目して説明する。
【００３３】
ベッド８上に搬送されてきた鍛造材料は、上側ダイ１０と下側ダイ２０に挟まれて鍛造される。
【００３４】
直動式複動シリンダ３０のある下側ダイ２０では、図４に示すように、まず第１パンチ２１ａが突出した状態で鍛造が行われる。このときは、第２パンチ２１ｂは動かない。制御装置１５は、第１下側ポート３２ｂに作動油を送り込み、第１ピストン３３を上昇させる。すると、第１パンチ２１ａが上側開口３２ｃから突出して鍛造材料を押し付ける。このとき、第１変位センサ３４の第１検出用ロッド３５が検出用チューブ３３ｂ内のマグネットの変位を検出し、その信号を制御手段１５に送信する。第２変位センサ４４は、第２パンチ２１の変位を検出しない。
【００３５】
そして、いったん型開きした後、スライド６が降下してくるのに合わせて第２パンチ２１を上昇させる。つまり、制御装置１５は、第２下側ポート４２ｂから作動油を送り込むように指示し、第２ピストン４３が上昇した状態で鍛造品が鍛造されて凹部、貫通孔等が形成される。
【００３６】
第１ピストン３３を下降させるには、第１上側ポート３２ａから作動油を送り込んで第１ピストン３３を下降させればよい。このときも、第１変位センサ３４が第１ピストン３３が下降したことを制御装置１５に正確に伝達する。
【００３７】
同様に第２ピストン４３を下降させるには、第２上側ポート４２ａから作動油を送り込んで第２ピストン４３を下降させればよい。このときも第２変位センサ４４が、第２ピストン４３が下降したことを制御装置１５に正確に伝達する。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態では、シリンダ中心軸Ｘ１とずれた位置に第１変位センサ３４の第１検出用ロッド３５を突設し、シリンダ中心軸Ｘ１上に第２変位センサ４４の第２検出用ロッド４５を突設したので、第１検出用ロッド３５と第２検出用ロッド４５とが互いに接触しない。
【００３９】
そして、本実施形態では、精度がよくて耐久性のある磁歪式変位センサを使用することができ、第１ピストン３３の変位と第２ピストン４３の変位とをそれぞれ確実に検出できる。
【００４０】
また、第１ピストン３３と第２ピストン４３の変位をそれぞれ確実に検出するので、制御装置１５により確実な制御ができ、品質の高い鍛造品が得られる。
【００４１】
したがって、本実施形態に係る鍛造プレス１によると、直列に配置された場合でも第１ピストン３３と第２ピストン４３の変位を簡単かつ確実に検出できるようにすることができるので、鍛造品の容量を正確に推定でき、精密な鍛造を行うことができる。
【００４２】
上記実施形態では、直動式複動シリンダ３０を鍛造プレス１に使用した例を示したが、これに限定されず、第１ピストン３３と第２ピストン４３とが別々に制御する必要のある装置であれば、どのような装置に用いてもよい。
【００４３】
また、上記実施形態では、第１変位センサ３４及び第２変位センサ４４に磁歪式変位センサを用いたが、これに限定されず、他の非接触式変位センサや接触式変位センサを用いてもよい。
【００４４】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【符号の説明】
【００４５】
１      鍛造プレス
２      フレーム
３      クランク軸
４      電動モータ
５      クラッチユニット
６      スライド
７      ダイセット上型
８      ベッド
９      ダイセット下型
１０      上側ダイ
１１      上側パンチ
１２      上側油圧シリンダ
１３      上側変位センサ
１５      制御装置
２０      下側ダイ
２１      下側中央パンチ
２１ａ      第１パンチ
２１ｂ      第２パンチ
２２      下側左右パンチ
２３      下側油圧シリンダ
２４      下側変位センサ
３０      直列式複動シリンダ
３１      第１油圧室
３２      第１シリンダチューブ
３２ａ    第１上側ポート
３２ｂ    第１下側ポート
３２ｃ    上側開口
３３      第１ピストン
３３ａ    第１貫通孔
３３ｂ    検出用チューブ
３３ｃ    中心孔
３４      第１変位センサ
３４ａ    センサ用ブラケット
３５      第１検出用ロッド
４１      第２油圧室
４２      第２シリンダチューブ
４２ａ    第２上側ポート
４２ｂ    第２下側ポート
４３      第２ピストン
４４      第２変位センサ
４５      第２検出用ロッド
５０      制御装置
Ｘ１      シリンダ中心軸
【図１】
0006397837.tif 000002
【図２】
0006397837.tif 000003
【図３】
0006397837.tif 000004
【図４】
0006397837.tif 000005
【図５】
0006397837.tif 000006