JP4343799B2 - クランクプレス - Google Patents

Description

本発明は、クランクプレスに関する。さらに詳しくは、スライドバランサを改良したクランクプレスに関する。

図５に示すように、クランクプレスの機械的構造は、クラウン１、フレーム２、ベッド３、スライド４からなる。ベッド３の上にはボルスターと呼ばれる台が置かれ、下型Ｍ１はこれに固定され、スライド４の下面には上金型Ｍ２が取り付けられる。
モータからのエネルギーはフライホイールの回転運動エネルギーとして蓄積され、鍛造に必要なエネルギーはクラッチ、クランク軸６、コネクティングロッド７を経てスライド４に伝えられる（非特許文献１）。

これらのエネルギー伝達系には、スライドバランサが設けられている。
スライド４とクランク６は、コネクティングロッド７で結合されるが、その間にはスライド調整部も含めて、数箇所の結合部がある。各結合部のクリアランスは、スライドの重量によって下側に寄せられているが、そこに鍛造荷重がかかると、クリアランスは上側に寄せられ、その間、スライド４は一時停止した状態になる。この現象を息つき現象というが、これを除かなければ円滑なスライド運動ができないので、スライドバランサによりスライド４を引上げるように構成されている。

スライドバランサは、スライド４とその付属品と上型Ｍ２を吊り上げる能力を持っていなければならないが、現在ではごく小形のプレスを除いてスライドバランサにはエアバランサ100 が用いられている（非特許文献２）。図５に示すように、このエアバランサ100 は、大型のエアシリンダ101 （シリンダ径1000ｍｍ以上が前後にそれぞれ１個）を用いており、さらに図示しないエアタンク（２〜５ｍ^３）や減圧弁で構成されている。
このようなエアバランサ100 では、数１０トンもあるスライド４を吊り下げるために、エアシリンダ101 が大径となるのが必須である。
そして、シリンダ径が大きいため、スペースの関係からプレス最上部（クラウン１０上部）に取り付けることになり、しかもスライド４を上方に引上げて重量バランスさせる必要から、取付高さが高くなる。このため、工場の屋根高さやクレーンの設置高さも高くなり、メンテナンス性が悪くなって作業者の事故も発生しやすくなる。

「鍛造」 １９９５年８月３０日初版発行 社団法人日本塑性加工学会編 株式会社コロナ社刊 「知りたいプレス機械改訂版」 ７０〜７１頁 ２００１年１０月１日２版発行 アイダ・プレス研究会著 ジャパンマシニスト社刊

本発明は上記事情に鑑み、プレスを小型化でき、工場やクレーンの高さも低くでき、メンテナンス性も良くなるクランクプレスを提供することを目的とする。

第１発明のクランクプレスは、クラウンとフレームとベッドを備え、フレームに回転自在に支持されたクランク軸にコネクティングロッドを介してスライドが連結され、該スライドの重量を均合わせるスライドバランサが設けられたクランクプレスであって、前記スライドバランサが、油圧シリンダとアキュムレータとからなり、前記油圧シリンダのシリンダと前記アキュムレータが前記フレームに固定されており、前記油圧シリンダのピストンロッドが、前記スライドに固定されたスライドギブに連結されており、前記油圧シリンダは、そのピストン側油室が連通管で前記アキュムレータに接続されており、ロッド側油室がピストン側油室と連通しており、前記連通管を介して、前記スライドの下降時には、前記油圧シリンダから前記アキュムレータへ圧油が戻され、前記スライドの上昇時には、前記アキュムレータから前記油圧シリンダへ圧油が供給されることを特徴とする。
第２発明のクランクプレスは、第１発明において、前記スライドギブに、連結孔を有し、下面を押圧面に形成した取付ボスを設け、該取付ボスの下方に、前記油圧シリンダをロッド側を上方に向けて配置し、前記油圧シリンダのピストンロッドは、その先端部を、大径部の先端側に小径部を形成して、該大径部と該小径部の間に肩部を設けたものであり、前記取付ボスの前記連結孔に、前記油圧シリンダのピストンロッドの小径部を挿入して結合し、前記取付ボスの押圧面と、前記ピストンロッドの肩部とを当接させ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）スライドバランサが、出力を高くできる油圧シリンダを用いているので、同じ重量のスライドを吊り上げるのに、シリンダを小型化できる。このため、プレスの高さを低くでき、メンテナンス性も向上し作業者の事故も発生しにくくなる。
ｂ）油圧シリンダのシリンダがフレームに固定されて移動せず、ロッドがスライドギブに連結されているので、スライドの昇降に伴って油圧シリンダのロッドが伸縮する。そして、スライドが下降するときは、ロッドを油圧シリンダ内に押込むので、ピストン側油室の作動油をアキュムレータ内に連通管を介して送込んで蓄圧することができる。よって、スライドの上昇時には、アキュムレータ内の圧力油が油圧シリンダのピストン側油室に供給されるので、ロッドを押上げてスライドを押上げるバランサーとしての機能を果たすことができる。
第２発明によれば、スライドの上昇時も下降時も、スライドギブと油圧シリンダ間の力の伝達は、取付ボスの押圧面とロッドの肩部との間で面加圧によって行うので、力伝達部の面圧が低くなり、変形や損傷が生じにくく、油圧シリンダのロッドの押下げや、スライドの押上げを円滑に行わせることができる。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係わるクランクプレスのスライドバランサまわりを示す、図２のＩ−Ｉ線矢視図である。図２は、同クランクプレスのスライドバランサまわりを示す平面図である。図３は、スライドバランサの一部断面拡大図である。図４は、スライドバランサの油圧回路図である。

図１および図２において、１はクラウン、２はフレーム、４はスライドを示している。６はクランク軸で、このクランク軸６とスライド４に通したリストピン８とはコネクティングロッド７で連結されている。
スライド４の四隅には、４つのスライドギブ１１がボルト等で、それぞれ固定されている。この４つのスライドギブ１１の上端部には側方に突出した取付ボス１２が、それぞれ形成されている。
一方、前記フレーム２には、４本の油圧シリンダ１３のシリンダ１４が適宜の手段で固定されている。また、４本のアキュムレータ２０も取付バンド２１等の適宜の手段で、フレーム２に取り付けられている。油圧シリンダ１３とアキュムレータ２０を接続する連通管２２も適宜の取付金具２３で、フレーム２に固定されている

つぎに、図３に基づき取付ボス１２と油圧シリンダ１３の取合いの詳細を説明する。
油圧シリンダ１３は、スライドギブ１１に設けた取付ボス１２の下方に配置されており、そのピストンロッド１５は上方に向けられている。ピストンロッド１５の先端部はシリンダ１４内の部分と同径の大径部15a の先端側に小径部15bを形成しており、大径部15a と小径部15b の間には肩部15c が形成されている。一方、取付ボス１２には、その下面を平坦な押圧面12a に形成し、ボス部を貫通する連結孔12b が穿孔されている。
油圧シリンダ１３のピストンロッド１５の小径部15b は、取付ボス１２の連結孔12b に通され、小径部15b の先端部（ネジ部）にナット１８を螺合して、抜け止めとしている。
図３では、取付けボスに押面12a とピストンロッド１５の肩部15c は、取り合いを明示するため離して示しているが、実際には互いに当接した状態で取り付けられる。

図４に基づき油圧シリンダ１３とアキュムレータ２０の油圧回路を説明する。油圧シリンダ１３のピストン側油室１３のピストン側油室13p とアキュムレータ２０とは連通管２２で接続されている。このセットが４個設けられており、各連通管２２には作動油供給管２３が接続され、初期設定時および補給時の作動油供給を行えるようになっている。また、作動油供給管２３の適所には排出管２４が接続され、保守管理時の作動油排出が行えるようになっている。
なお、図３において、15cはピストンロッド１５のピストン、13rはロッド側油室、13hはピストン15cに形成された油路である。

上記実施形態によれば、油圧シリンダ１３のシリンダ１４がフレーム２に固定されて移動せず、ピストンロッド１５がスライドギブ１１に連結されているので、スライド４の昇降に伴って油圧シリンダ１３のピストンロッド１５が伸縮する。そして、スライド４が下降するときは、ピストンロッド１５を油圧シリンダ１３内に押込むので、ピストン側油室13pの作動油をアキュムレータ２０内に連通管２２を介して送込んで蓄圧することができる。よって、スライド４の上昇時には、アキュムレータ２０内の圧力油が油圧シリンダ１３のピストン側油室13pに供給されるので、ピストンロッド１５を押上げてスライド４を押上げるスライドバランサとしての機能を果たすことができる。
しかも、スライド４の上昇時も下降時も、スライド４と油圧シリンダ１３間の力の伝達は、取付ボス１２の押圧面12aとピストンロッド１５の広い肩部15cとの間で面加圧によって行うので、力伝達部の面圧が低くなり、変形や損傷が生じにくい。
なお、図３に示すロッド側油室13rには、初期設定時や補給時には作動油が供給されているが、ピストンロッド１５の伸縮に伴ってロッド側油室13r内の作動油は油路13hを通じてピストン側油室13pとの間で出入りする。

本発明の第１実施形態に係わるクランクプレスのスライドバランサまわりを示す、図２のＩ−Ｉ線矢視図である。 同クランクプレスのスライドバランサまわりを示す平面図である。 スライドバランサの一部断面拡大図である。 スライドバランサの油圧回路図である。 クランクプレスの従来のエア式スライドバランサの概略説明図である。

４ スライド
１１ スライドギブ
１２ 取付ボス
１３ 油圧シリンダ
１４ シリンダ
１５ ピストンロッド
２０ アキュムレータ
２２ 連通管

Claims (2)

1. クラウンとフレームとベッドを備え、フレームに回転自在に支持されたクランク軸にコネクティングロッドを介してスライドが連結され、該スライドの重量を均合わせるスライドバランサが設けられたクランクプレスであって、
   前記スライドバランサが、
   油圧シリンダとアキュムレータとからなり、
   前記油圧シリンダのシリンダと前記アキュムレータが前記フレームに固定されており、
   前記油圧シリンダのピストンロッドが、前記スライドに固定されたスライドギブに連結されており、
   前記油圧シリンダは、そのピストン側油室が連通管で前記アキュムレータに接続されており、ロッド側油室がピストン側油室と連通しており、
   前記連通管を介して、前記スライドの下降時には、前記油圧シリンダから前記アキュムレータへ圧油が戻され、
   前記スライドの上昇時には、前記アキュムレータから前記油圧シリンダへ圧油が供給される
   ことを特徴とするクランクプレス。
2. 前記スライドギブに、連結孔を有し、下面を押圧面に形成した取付ボスを設け、
   該取付ボスの下方に、前記油圧シリンダをロッド側を上方に向けて配置し、
   前記油圧シリンダのピストンロッドは、その先端部を、大径部の先端側に小径部を形成して、該大径部と該小径部の間に肩部を設けたものであり、
   前記取付ボスの前記連結孔に、前記油圧シリンダのピストンロッドの小径部を挿入して結合し、
   前記取付ボスの押圧面と、前記ピストンロッドの肩部とを当接させている
   ことを特徴とする請求項１記載のクランクプレス。

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