(57)【要約】【課題】ブレーキにかかる負荷を少なくし、湿式フリクション式ブレーキを採用できるクランクプレスを提供する。【解決手段】電動モータ９の動力をクラッチ７を介してクランク軸１に伝えて、スライド３を降下させ、クランク軸１に接続したブレーキ６でスライド３の上昇を減速させ、各サイクル毎に、上死点でスライド３を停止させるクランクプレスであって、スライド３上昇時の運動エネルギーの一部を吸収するエネルギー吸収手段が設けられており、エネルギー吸収手段が、運動エネルギーを油圧エネルギーに変換するバランスシリンダ４と、バランスシリンダ４によって変換された油圧エネルギーを吸収する油圧回路１０とからなる。大形プレスであってもスライドを停止させるためのブレーキの容量を小さくでき、湿式のクラッチ、ブレーキを採用することができ、しかもクラッチ、ブレーキが大型化することを防ぐことができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータの動力をクラッチを介してクランク軸に伝えてスライドを降下させ、前記クランク軸に接続したブレーキでスライドの上昇を減速させ、各サイクル毎に、上死点でスライドを停止させるクランクプレスであって、
スライド上昇時の運動エネルギーの一部を吸収するエネルギー吸収手段が設けられており、
該エネルギー吸収手段が、
運動エネルギーを油圧エネルギーに変換するバランスシリンダと、
該バランスシリンダによって変換された油圧エネルギーを吸収する油圧回路とからなる
ことを特徴とするクランクプレス。
【請求項２】
前記油圧回路が、
前記バランスシリンダの反ロッド側室に連結されたアキュムレータを備えていることを特徴とする請求項１記載のクランクプレス。
【請求項３】
前記油圧回路が、
前記アキュムレータ内の作動油を回収するリザーブタンクと、
該リザーブタンクと前記アキュムレータとの間に設けられたリリーフバルブを備えている
ことを特徴とする請求項２記載のクランクプレス。
【請求項４】
前記油圧回路が、
前記バランスシリンダの反ロッド側室に連結されたアキュムレータと、
作動油を前記アキュムレータへ送るエネルギー吸収状態と、作動油をタンクから前記バランスシリンダの反ロッド側室に戻す成形状態とを切り換えるシリンダ側切換手段とからなる
ことを特徴とする請求項１記載のクランクプレス。
【請求項５】
前記油圧回路が、
前記アキュムレータと前記タンクとの間に、両者の間を遮断する蓄圧状態と、両者を連通させる圧力開放状態とを切り換えるタンク側切換手段を備えている
ことを特徴とする請求項４記載のクランクプレス。
【請求項６】
電動モータの動力をクラッチを介してクランク軸に伝えてスライドを降下させ、前記クランク軸に接続したブレーキでスライドの上昇を減速させ、各サイクル毎に、上死点でスライドを停止させるクランクプレスであって、
スライド上昇時の運動エネルギーの一部を吸収するエネルギー吸収手段が設けられており、
該エネルギー吸収手段が、
運動エネルギーを油圧エネルギーに変換するバランスシリンダと、
該バランスシリンダによって変換された油圧エネルギーを吸収する油圧回路とからなり、
前記ブレーキとして、湿式ブレーキを採用した
ことを特徴とするクランクプレス。
【請求項７】
電動モータの動力をクラッチを介してクランク軸に伝えてスライドを降下させ、前記クランク軸に接続したブレーキでスライドの上昇を減速させ、各サイクル毎に、上死点でスライドを停止させるクランクプレスであって、
スライド上昇時の運動エネルギーの一部を吸収するエネルギー吸収手段が設けられており、
該エネルギー吸収手段が、
運動エネルギーを油圧エネルギーに変換するバランスシリンダと、
該バランスシリンダによって変換された油圧エネルギーを吸収する油圧回路とからなり、
前記ブレーキと前記クラッチとが一体に構成された一体型クラッチブレーキを備えており、
該一体型クラッチブレーキが、湿式クラッチブレーキである
ことを特徴とするクランクプレス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クランクプレスに関する。さらに詳しくは、鍛造あるいは板金加工に用いられるクランクプレスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来のクランクプレスの駆動機構の基本構造図である。図３において、符号１はクランク軸１を示している。このクランク軸１には、コンロッド２を介してスライドが連結されている。そして、クランク軸１には、フライホイール８が連結されており、フライホイール８にはベルト等を介して電動モータ９が連結されている。このため、電動モータ９を回転させれば、クランク軸１が回転して、スライドを上下に移動させることができる。よって、このスライドの下面に上金型を取り付け、図示しないベッド上の下金型との間に素材を入れた状態で電動モータ９を駆動すれば、スライドを降下させることができるので、材料を鍛造あるいは成形することができる。
【０００３】
ところで、汎用の熱間鍛造用クランクプレスにおいては、各サイクル毎に上死点でスライドを停止させる運転方法がとられており、前記クランク軸１には、スライドの移動を停止させる、つまりクランク軸１の回転を停止させるためのブレーキ６およびクラッチ７が連結されている（非特許文献１）。
このブレーキ６には、通常、ブレーキ制御弁ＳＶ１  を介して空圧により作動状態と非作動状態とに切り換え制御されるものが使用されており、クラッチ７には、通常、クラッチ制御弁ＳＶ２  によって空圧により接続状態と切断状態とに切り換え制御されるものが使用されている。
【０００４】
以下に上記汎用の熱間鍛造用クランクプレスの運転状況を説明する。
いま、スライドが上死点に停止しており、プレス起動指令が発せられると、ブレーキ制御弁ＳＶ１  によってブレーキ６が解放される。次に、クラッチ制御弁ＳＶ２  によってクラッチ７が接続されると、電動モータ９の動力によってクランク軸１が回転し、スライドが下降し始める。スライドが下死点に達したときクラッチ制御弁ＳＶ２  によってクラッチ７が遮断され、スライドは慣性によって上昇していく。スライドの上昇途中において、ブレーキ制御弁ＳＶ１  によりブレーキ６が効かされ、スライドが上死点に停止し、次のストローク開始まで停止状態を保つ。
上記操作を繰り返すことによって、各サイクル毎に上死点でいったん停止するプレス動作が継続して行われる。
【０００５】
【非特許文献１】
“プレス加工便覧”，社団法人日本塑性加工学会，１９７５．１０．２５，ｐｐ７８０−７８２
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記従来例のクランクプレスでは、スライド３を上死点に停止させる際には、大きなエネルギーを瞬時に吸収し停止させるため、一部の小形プレスを除けば、ブレーキ６およびクラッチ７には乾式のフリクション方式のものが採用されている。ところが、乾式のフリクション方式のブレーキ６の場合、エネルギーの吸収率が高いため大容量でも小型化できる反面、騒音が大きく、寿命が短い等の問題がある。
かといって、湿式のフリクション方式のブレーキ等を利用すれば、低騒音かつ長寿命とすることはできるが、エネルギー吸収率が低いため乾式クラッチと同一の設計にしたのでは、寸法が大型化する等の問題があり、実際上、中、大型プレスには採用することができない。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑み、ブレーキにかかる負荷を少なくし、湿式フリクション式ブレーキを採用できるクランクプレスを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１のクランクプレスは、電動モータの動力をクラッチを介してクランク軸に伝えてスライドを降下させ、前記クランク軸に接続したブレーキでスライドの上昇を減速させ、各サイクル毎に、上死点でスライドを停止させるクランクプレスであって、スライド上昇時の運動エネルギーの一部を吸収するエネルギー吸収手段が設けられており、該エネルギー吸収手段が、運動エネルギーを油圧エネルギーに変換するバランスシリンダと、該バランスシリンダによって変換された油圧エネルギーを吸収する油圧回路とからなることを特徴とする。
請求項２のクランクプレスは、請求項１記載の発明において、前記油圧回路が、前記バランスシリンダの反ロッド側室に連結されたアキュムレータを備えていることを特徴とする。
請求項３のクランクプレスは、請求項２記載の発明において、前記油圧回路が、前記アキュムレータ内の作動油を回収するリザーブタンクと、該リザーブタンクと前記アキュムレータとの間に設けられたリリーフバルブを備えていることを特徴とする。
請求項４のクランクプレスは、請求項１記載の発明において、前記油圧回路が、前記バランスシリンダの反ロッド側室に連結されたアキュムレータと、作動油を前記アキュムレータへ送るエネルギー吸収状態と、作動油をタンクから前記バランスシリンダの反ロッド側室に戻す成形状態とを切り換えるシリンダ側切換手段とからなることを特徴とする。
請求項５のクランクプレスは、請求項４記載の発明において、前記油圧回路が、前記アキュムレータと前記タンクとの間に、両者の間を遮断する蓄圧状態と、両者を連通させる圧力開放状態とを切り換えるタンク側切換手段を備えていることを特徴とする。
請求項６のクランクプレスは、電動モータの動力をクラッチを介してクランク軸に伝えてスライドを降下させ、前記クランク軸に接続したブレーキでスライドの上昇を減速させ、各サイクル毎に、上死点でスライドを停止させるクランクプレスであって、スライド上昇時の運動エネルギーの一部を吸収するエネルギー吸収手段が設けられており、該エネルギー吸収手段が、運動エネルギーを油圧エネルギーに変換するバランスシリンダと、該バランスシリンダによって変換された油圧エネルギーを吸収する油圧回路とからなり、前記ブレーキとして、湿式ブレーキを採用したことを特徴とする。
請求項７のクランクプレスは、電動モータの動力をクラッチを介してクランク軸に伝えてスライドを降下させ、前記クランク軸に接続したブレーキでスライドの上昇を減速させ、各サイクル毎に、上死点でスライドを停止させるクランクプレスであって、スライド上昇時の運動エネルギーの一部を吸収するエネルギー吸収手段が設けられており、該エネルギー吸収手段が、運動エネルギーを油圧エネルギーに変換するバランスシリンダと、該バランスシリンダによって変換された油圧エネルギーを吸収する油圧回路とからなり、前記ブレーキと前記クラッチとが一体に構成された一体型クラッチブレーキを備えており、該一体型クラッチブレーキが、湿式クラッチブレーキであることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
まず、本発明の特徴であるエネルギー吸収手段を説明する前に、クランクプレスの駆動機構およびその動作について説明する。
図１は本実施形態のエネルギー吸収手段を採用したクランクプレスの概略説明図である。同図において、符号１はクランク軸１を示している。このクランク軸１には、コンロッド２を介してスライド３が連結されている。そして、クランク軸１には、フライホイール８が連結されており、フライホイール８にはベルト９ａ等を介して電動モータ９が連結されている。また、前記クランク軸１には、スライド３の移動を停止させる、つまりクランク軸１の回転を停止させるためのブレーキ６、および電動モータ９とクランク軸１との間を断続させるクラッチ７が連結されている。
【００１０】
このクランクプレスは、各サイクル毎に上死点でスライド３を停止させる運転方法がとられているが、以下にその運転状況を説明する。
いま、スライド３が上死点に停止した状態から、プレス起動指令が発せられると、ブレーキ６が解放され、ついで、クラッチ７が接続されると、電動モータ９の動力によってクランク軸１が回転し、スライド３が下降し始める。スライド３が下死点に達したときクラッチ７が遮断され、スライド３は慣性によって上昇していく。スライド３の上昇途中において、ブレーキ６が効かされ、スライド３が上死点に停止し、次のストローク開始まで停止状態を保つ。
上記操作を繰り返すことによって、各サイクル毎に上死点でいったん停止するプレス動作が継続して行われる。
【００１１】
上記のごとく、各サイクル毎に上死点でスライド３を停止させるためには、スライド３の運動エネルギーをブレーキで吸収させなければならないが、その運動エネルギーの一部を本実施形態のエネルギー吸収手段に吸収させることによって、ブレーキ６の容量を小さくすることができる。
以下に、本実施形態のエネルギー吸収手段を説明する。
【００１２】
図１に示すように、前記スライド３には、その移動方向に沿って伸縮する一対のバランスシリンダ４，４のロッドが接続されている。この一対のバランスシリンダ４，４の反ロッド側室には、油圧回路１０のアキュムレータ１１が、配管Ｐを通して連通されている。この配管Ｐ、一対のバランスシリンダ４，４およびアキュムレータ１１内には作動油が収容されている。
このため、スライド３が下降してから上昇すると、一対のバランスシリンダ４，４が収縮され、その反ロッド側室内の作動油が圧縮され、圧縮された作動油は、アキュムレータ１１に向かって押し出される。すると、アキュムレータ１１内に収容されている作動油の量が増加して、アキュムレータ１１内の空気が圧縮されるから、アキュムレータ１１の内圧が高くなり、作動油の圧力も高くなる。言い換えれば、一対のバランスシリンダ４  ，４の収縮によって作動油の圧力を上昇させて、スライド３の運動エネルギーを作動油の圧力、つまり油圧エネルギーに変換することができる。
【００１３】
よって、スライド３の運動エネルギーの一部を、油圧エネルギーとして油圧回路１０に蓄えて消費することができるから、ブレーキ６が吸引しなければならないスライド３の運動エネルギーの量を少なくすることができる。すると、大形プレスであっでも、ブレーキ６の容量を小さくでき、ブレーキ容量を小さくできるから、湿式のクラッチ、ブレーキを採用することができ、しかも、その湿式のクラッチ、ブレーキが大型化することを防ぐことができる。
また、湿式のクラッチ、ブレーキを採用すれば、プレスが発生する騒音を低減することができるし、ブレーキのライニングの寿命を長くすることができるから、ランニングコストも低減することができ、さらに、乾式ブレーキのように、ライニングなどの冷却用エアを供給する装置が不要であるから、省エネルギ化でき、装置も小型化できる。そして、クラッチ、ブレーキの機能を両方備えている湿式の一体型クラッチブレーキを採用すれば、クラッチ、ブレーキをよりコンパクトな構成とすることができる。
【００１４】
また、スライド３が下降時には、一対のバランスシリンダ４，４が伸長することになるが、このときには、作動油がアキュムレータ１１から一対のバランスシリンダ４，４の反ロッド側室に戻される。よって、一対のバランスシリンダ４，４の反ロッド側室に大きな負圧が発生することを防ぐことができるから、一対のバランスシリンダ４，４がスライド３の移動の抵抗となることを防ぐことができる。
【００１５】
また、アキュムレータ１１は、配管Ｐ２を介してリザーブタンクＴに連通されており、このリザーブタンクＴとアキュムレータ１１との間には、リリーフバルブ１２が介装されている。
このため、作動油の温度上昇等によって、アキュムレータ１１内の圧力が所定の圧力以上になったときには、アキュムレータ１１内の作動油をリザーブタンクＴに排出させることができるので、作動油の圧力によってアキュムレータ１１や一対のバランスシリンダ４，４、配管Ｐが破損したりすることを防ぐことができる。
【００１６】
また、エネルギー吸収手段の油圧回路１０は、以下のような構成を採用してもよい。
図２は、他のエネルギー吸収手段が採用されたクランクプレスの概略説明図である。図２の油圧回路１０Ｂ  は、前述した油圧回路１０において、アキュムレータ１１と一対のバランスシリンダ４，４の反ロッド側室との間の配管Ｐに、シリンダ側切換弁１３を設けたものである。
このシリンダ側切換弁１３は、一対のバランスシリンダ１４，１４の反ロッド側室とアキュムレータ１１との間を連通させるエネルギー吸収状態と、リザーブタンクＴと一対のバランスシリンダ１４，１４の反ロッド側室との間を連通させる成形状態とを切り換えることができるものである。
【００１７】
よって、スライド３の上昇時には、シリンダ側の切換弁１３をエネルギー吸収状態にすれば、作動油を一対のバランスシリンダ１４，１４の反ロッド側室からアキュムレータ１１に向かって押し出すことができるから、スライド３の運動エネルギーを油圧エネルギーに変換して油圧回路１０Ｂ  に蓄えることができる。
逆に、スライド３が下降するときには、シリンダ側の切換弁１３をエネルギー吸収状態から成形状態に切り換えれば、作動油をリザーブタンクＴから一対のバランスシリンダ４，４の反ロッド側室に戻すことができるから、一対のバランスシリンダ１４，１４がスライド３の移動の抵抗となることを防ぐことができる。
【００１８】
なお、シリンダ側切換弁１３とアキュムレータ１１との間に、アキュムレータ１１からシリンダ側切換弁１３に向かって作動油が流れることを防ぐ逆止弁１４を設けておけば、スライド３が上死点に停止しているときに、一対のバランスシリンダ４，４の反ロッド側室にアキュムレータ１１の内圧が加わることを防ぐことができるから、ブレーキ６の負担を軽減させることができる。
さらになお、シリンダ側切換弁１３とリザーブタンクＴとの間に、シリンダ側切換弁１３からリザーブタンクＴに向かって作動油が流れることを防ぐ逆止弁１６を設けておけば、一対のバランスシリンダ４，４の内圧が高くなっていても、反ロッド側室からリザーブタンクＴに作動油が流れることを防ぐことができる。
【００１９】
また、アキュムレータ１１とリザーブタンクＴを連通させる配管Ｐ２に、両者の間を遮断する蓄圧状態と、両者を連通させる圧力開放状態とを切り換えることができるタンク側切換手段１５を設けてもよい。
この場合、スライド上昇時には、タンク側切換手段１５を蓄圧状態とすれば、作動油をアキュムレータ１１内に確実に収容させることができるから、スライド３の運動エネルギーの一部を油圧エネルギーとして油圧回路１０Ｂ  に確実に蓄圧することができる。
一方、スライド下降時には、タンク側切換手段１５を圧力開放状態とすれば、アキュムレータ１１内の作動油をタンクに排出することができるから、アキュムレータ１１内の圧力を所定の圧力に復帰させることができ、アキュムレータ１１や一対のバランスシリンダ４，４が破損したりすることを防ぐことができる。
しかも、スライド側切換手段１３をエネルギー吸収状態にしたときに、一対のバランスシリンダ４，４に加わる作動油の圧力を一定に保つことができるから、常に同じ条件でエネルギーを吸収させることができる。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、スライド上昇時の運動エネルギーをバランスシリンダによって油圧エネルギーに変換し、この油圧エネルギーを油圧回路に蓄えることにより運動エネルギーを消費するので、大形プレスであってもスライドを停止させるためのブレーキの容量を小さくでき、ブレーキ容量を小さくできるからクラッチの容量も小さくできる。よって、大形プレスであっても湿式のクラッチ、ブレーキを採用することができ、しかもクラッチ、ブレーキが大型化することを防ぐことができる。
請求項２の発明によれば、スライド上昇時の運動エネルギーとしてアキュムレータ内に貯蔵することができるので、ブレーキの容量を小さくできる。また、スライド下降時には、作動油がアキュムレータからバランスシリンダの反ロッド側室に戻されるので、バランスシリンダがスライドの移動の抵抗となることを防ぐことができる。
請求項３の発明によれば、アキュムレータ内の圧力が所定の圧力以上になると、アキュムレータから作動油がリザーブタンクに排出されるので、作動油の圧力によってアキュムレータやバランスシリンダが破損したりすることを防ぐことができる。
請求項４の発明によれば、スライド上昇時の運動エネルギーを油圧エネルギーとしてアキュムレータ内に貯蔵することができるので、ブレーキの容量を小さくできる。また、スライド下降時には、作動油がアキュムレータからバランスシリンダの反ロッド側室に戻されるので、バランスシリンダがスライドの移動の抵抗となることを防ぐことができる。
請求項５の発明によれば、スライド上昇時には、タンク側切換手段を蓄圧状態とすれば、作動油をアキュムレータに蓄圧することができるから、スライド上昇時には運動エネルギーを油圧エネルギーとして確実にアキュムレータに蓄圧させることができる。一方、スライド下降時には、タンク側切換手段を圧力開放状態とすれば、アキュムレータ内の作動油をタンクに排出することができるから、アキュムレータ内の圧力を所定の圧力に復帰させることができ、アキュムレータやバランスシリンダが破損したりすることを防ぐことができる。
請求項６の発明によれば、スライド上昇時の運動エネルギーをバランスシリンダによって油圧エネルギーに変換し、この油圧エネルギーを油圧回路に蓄えることにより運動エネルギーを消費するので、大形プレスであってもスライドを停止させるためのブレーキの容量を小さくでき、ブレーキ容量を小さくできるからクラッチの容量も小さくできる。そして、湿式のブレーキを採用しているから、プレスが発生する騒音を低減することができるし、ブレーキのライニングの寿命を長くすることができるから、ランニングコストも低減することができる。しかも、乾式ブレーキのように、ライニングなどの冷却用エアを供給する装置が不要であるから、省エネルギ化でき、装置も小型化できる。
請求項７の発明によれば、スライド上昇時の運動エネルギーをバランスシリンダによって油圧エネルギーに変換し、この油圧エネルギーを油圧回路に蓄えることにより運動エネルギーを消費するので、大形プレスであってもスライドを停止させるためのブレーキの容量を小さくでき、ブレーキ容量を小さくできるからクラッチの容量も小さくできる。しかも、クラッチ、ブレーキの機能を両方備えている湿式の一体型クラッチブレーキを採用しているので、クラッチ、ブレーキをコンパクトな構成とすることができる。そして、湿式のクラッチ、ブレーキを採用しているから、プレスが発生する騒音を低減することができるし、クラッチ、ブレーキのライニングの寿命を長くすることができるから、ランニングコストも低減することができる。しかも、乾式ブレーキのように、ライニングなどの冷却用エアを供給する装置が不要であるから、省エネルギ化でき、装置も小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のエネルギー吸収手段を採用したクランクプレスの概略説明図である。
【図２】他の実施形態のエネルギー吸収手段を採用したクランクプレスの概略説明図である。
【図３】従来のクランクプレスの駆動機構の基本構造図である。
【符号の説明】
１    クランク軸
２    コンロッド
３    スライド
４    バランスシリンダ
６    ブレーキ
７    クラッチ
１０    油圧回路
１１    アキュムレータ
１２    リリーフバルブ
１３    シリンダ側切換弁
１５    タンク側切換弁
Ｔ    リザーブタンク
【図１】
2005028394.tif 000003
【図２】
2005028394.tif 000004
【図３】
2005028394.tif 000005