JP2007144455A

JP2007144455A - 複数シリンダ式プレスの速度調整装置

Info

Publication number: JP2007144455A
Application number: JP2005341619A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Inoue; 伸夫井上
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2005-11-28
Filing date: 2005-11-28
Publication date: 2007-06-14

Abstract

【課題】同一規格の複数の油圧シリンダの動作速度の同期同調を確実に行って、プレス部材の平行移動が行える複数シリンダ式プレスの速度調整装置を提供する。
【解決手段】併置した複数のシリンダ４〜７にて可動熱盤２を同時に平行移動させる複数シリンダ式プレスの速度調整装置において、前記各シリンダ４〜７を両ロッド形式に構成するとともに、上流段と下流段に隣接するこれらシリンダ同士の圧油供給側と圧油排出側（５Ａと４Ｂ、６Ａと５Ｂ、７Ａと６Ｂ）とを接続したことにより、複数の油圧シリンダ４〜７の動作速度を同期させて可動熱盤２を加圧方向のみならず離型方向にも確実かつ迅速に平行移動させることが可能となるばかりでなく、同一規格のシリンダを採用しても、同期動作のための隣接するシリンダ同士の圧油供給側と圧油排出側との受圧面積を容易に等しくできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ゴム等のベルト部材をフレーム枠体と可動熱盤との間にて加熱プレスする加硫装置であって、併置した複数のシリンダにて前記可動熱盤を同時に平行移動させる複数シリンダ式プレスの速度調整装置に関する。

通常、ゴム製の無限軌道帯すなわちゴムクローラやベルトコンベアを加硫成形にて製造するには、平プレスにて長尺長方形の未加硫製品を一体に加硫成形した後にその両端部を接着加硫する接続加硫方法があるが、接続加硫方法では、端部同士を接着加硫するために、所定の接着代を設けねばならず、周長のプラスアルファ分の確保のためにさらに長大な平プレス加硫機を必要として、設備面積や初期設備投資が増大する他、両端接着用の加硫機も必要とした。その上、補強芯体であるワイヤー等のコード類をゴム部材の接着により接続するために、製品の性能が充分ではない。

そのため、補強芯体であるワイヤー等のコード類を最初からリング状にセットした未加硫ゴムベルトを設置した後に所定周長毎に加硫を行う送り加硫方法が、耐久性が高く所定の性能を確保できるものとして広く採用されている。図４に示したものは、そのような送り加硫装置の概略図である。ゴムクローラやベルトコンベア等の未加硫のベルト部材３をフレーム枠体３１における上部枠体３１Ａと可動熱盤３２との間にて順次送り出して加熱プレスするものである。このような加硫装置では、前記可動熱盤３２を併置した複数の例えば４つの油圧シリンダ３４〜３７にて移動させてプレス動作を行っているが、均一なプレス加硫により安定した品質を得るためには、前記複数の油圧シリンダ３４〜３７が可動熱盤３２を同期させて同時に平行移動させる必要がある。

図５はカウンターシャフト方式と称されるもので、フレーム枠体４１内に配設された可動熱盤４２を複数の油圧シリンダ４４〜４７により平行移動させるのに、カウンターシャフトに設置された強制的な同期歯車を用いたものである。可動熱盤４２の両端部から垂設されたラック４８、４８に、カウンターシャフト５０の両端部に設置した同期歯車４９、４９を噛合させた。このような構成により、カウンターシャフト５０の両端部の同期歯車４９、４９と噛合する前記ラック４８、４８の送り出しにより、油圧シリンダ４４〜４７間に摩擦抵抗やポンプからの送油量に誤差等が生じても、可動熱盤４２が平行に移動して安定したプレス動作が行える。しかしながら、このカウンターシャフト方式では、ラック４８と同期歯車４９との噛合精度が要求されるとともに、歯車機構自体が高い強度を要求されるとともに、肥大化を招き、実用的でなかった。

そこで、装置の肥大化を招くことなく、油圧回路の工夫のみで複数の油圧シリンダの移動量を同期させる手段として下記特許文献１に開示されたものが提案された。
特開平７−２４８００５号公報（公報請求項１参照）。

図６を用いて前記特許文献１に開示された加圧シリンダの同調装置を説明する。少なくとも２本の油圧シリンダ１０２と１０３とを備え、一方の油圧シリンダ１０２のロッド側受圧面積と他方の油圧シリンダ１０３のピストン側受圧面積とを同一に設定する。つまり、π( ｄ1 ／２）²−π( ｄ2 ／２）²＝π( ｄ3 ／２）²すなわち、ｄ1 ²−ｄ2 ²＝ｄ3 ²（ｄ1 、ｄ3 はシリンダ内径、ｄ2 はロッド外径）の関係を成立させるとともに、一方の油圧シリンダ１０２のロッド側室１２２が他方の油圧シリンダ１０３のピストン側室１３１に連通されて構成したものである。このような構成により、第１油圧シリンダ１０２のロッド１０２ａがΔｓストロークすると、第２油圧シリンダ１０３のロッド１０３ａも同様にΔｓストロークすることになって、従来のもののような、２本の油圧シリンダを同調させるために用いられ、油圧ポンプからの圧油を分流させる高い精度の分流弁等が不要となり、各油圧シリンダに異なる負荷がかかった場合でも、各シリンダを確実に精度よく同調させて伸縮動作を行うことができることとなった。

しかしながら、このような従来の同調装置にあって、万一、各油圧シリンダ内の油が配管の一部から漏洩したり、各油圧シリンダを接続する油圧ホースの経年膨張を引き起こしたり、あるいは温度変化による作動油の膨張収縮等の外乱により、シリンダの位置同調が少しずつ狂いを生じる虞れがあった。そのため、複数の中の特定の油圧シリンダが充分な伸縮動作を行えなくなる虞れが生じた。しかも、前記従来例のものは、片シリンダ型であるが故に、一方の油圧シリンダ１０２のロッド側受圧面積と他方の油圧シリンダ１０３のピストン側受圧面積とを同一に設定する必要があって、２つの油圧シリンダ１０２、１０３の規格が異なった（シリンダ内径ｄ1 ≠ｄ3 ）。

そこで本発明は、このような従来の油圧シリンダの同調装置の課題を解決し、簡素な構造の油圧回路を採用するだけで、同一規格の複数の油圧シリンダの動作速度の同期同調を確実に行って、プレス部材の平行移動が行える複数シリンダ式プレスの速度調整装置を提供することを目的とする。

このため本発明は、ベルト部材をフレーム枠体と可動熱盤との間にて加熱プレスする加硫装置であって、併置した複数のシリンダにて前記可動熱盤を同時に平行移動させる複数シリンダ式プレスの速度調整装置において、前記各シリンダを両ロッド形式に構成するとともに、上流段と下流段に隣接するこれらシリンダ同士の圧油供給側と圧油排出側とを接続したことを特徴とする。また本発明は、前記上流段と下流段に隣接するシリンダ同士の各圧油排出側と各圧油供給側とを接続する管路にそれぞれ第１開閉弁を介設するとともに、これらの各第１開閉弁と各シリンダの圧油供給側との間に、油圧ポンプから分岐する各分岐点とを第２開閉弁を介して接続し、さらに、前記各第１開閉弁と各シリンダの圧油排出側との間に、油圧タンク等への各排出合流点とを第２開閉弁を介して接続したことを特徴とする。また本発明は、前記第１開閉弁および第２開閉弁のいずれか一方を開弁し、他方を閉弁することで、前記ロッドのいずれか一方への移動を行うとともに、それらの移動動作の最終点近傍にて前記第１および第２開閉弁の弁動作を逆にすることで、各シリンダの移動動作が各別に行われるように構成したことを特徴とするもので、これらを課題解決のための手段とする。

本発明によれば、ベルト部材をフレーム枠体と可動熱盤との間にて加熱プレスする加硫装置であって、併置した複数のシリンダにて前記可動熱盤を同時に平行移動させる複数シリンダ式プレスの速度調整装置において、前記各シリンダを両ロッド形式に構成するとともに、上流段と下流段に隣接するこれらシリンダ同士の圧油供給側と圧油排出側とを接続したことにより、複数の油圧シリンダの動作速度を同期させて可動熱盤を加圧方向のみならず離型方向にも確実かつ迅速に平行移動させることが可能となるばかりでなく、同一規格のシリンダを採用しても、隣接するシリンダ同士の圧油供給側と圧油排出側との受圧面積を容易に等しくできる。しかも、両ロッド形式により、可動熱盤を両ロッドのそれぞれの端部に設置することで、上下に配設した２つのベルト部材を同時的に加硫することが可能となる。

また、前記上流段と下流段に隣接するシリンダ同士の各圧油排出側と各圧油供給側とを接続する管路にそれぞれ第１開閉弁を介設するとともに、これらの各第１開閉弁と各シリンダの圧油供給側との間に、油圧ポンプから分岐する各分岐点とを第２開閉弁を介して接続し、さらに、前記各第１開閉弁と各シリンダの圧油排出側との間に、油圧タンク等への各排出合流点とを第２開閉弁を介して接続した場合は、可動熱盤の加圧方向および離型方向のいずれの場合についても、簡素な構造の油圧シリンダと開閉弁とを組み合わせて油圧回路を構成して、作動油漏洩等に起因するストローク同期ずれを解消するところの、各油圧シリンダの各別の移動動作が可能となる。

さらに、前記第１開閉弁および第２開閉弁のいずれか一方を開弁し、他方を閉弁することで、前記ロッドのいずれか一方への移動を行うとともに、それらの移動動作の最終点近傍にて前記第１および第２開閉弁の弁動作を逆にすることで、各シリンダの移動動作が各別に行われるように構成した場合は、適宜の制御手段と組み合わせて、加圧方向および離型方向のいずれの場合についても、可動熱盤の動作途中は４倍速での同期動作を可能とし、最終ポイント近傍では、作動油漏洩等に起因するストローク同期ずれがキャンセルされる。すなわち、各油圧シリンダが各別に加圧動作等を行うので、同期ずれが生じて加圧動作途中にて停止してしまうシリンダを生じさせることが防止され、複数の油圧シリンダの均一な加圧動作が可能となり、かつ各油圧シリンダの所定の加圧力が得られる。

以下、本発明の複数シリンダ式プレスの速度調整装置の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の複数シリンダ式プレスの速度調整装置の第１実施例を示すもので、速度調整装置を構成する油圧回路のブロック図、図２はその速度調整装置を用いた複数シリンダ式プレスの概略図、図３は本発明の複数シリンダ式プレスの速度調整装置の第２実施例を示す全体斜視図である。本発明の基本的な構成は図１に示すように、ベルト部材をフレーム枠体１と可動熱盤２との間にて加熱プレスする加硫装置であって、併置した複数のシリンダ４〜７にて前記可動熱盤２を同時に平行移動させる複数シリンダ式プレスの速度調整装置において、前記各シリンダ４〜７を両ロッド形式に構成するとともに、上流段と下流段に隣接するこれらシリンダ同士の圧油供給側と圧油排出側とを接続したことを特徴とする。

図２に示すように、本発明の複数シリンダ式プレス装置は、例えば４角形のフレーム枠体１内に複数の（図示の例では４つ）油圧シリンダ４〜７が略等間隔にて併置して設置される。フレーム枠体１内の上部には適宜の熱源（電熱線や加熱蒸気管等）により加熱される可動熱盤２が上下に平行移動可能に設置される。前記油圧シリンダ４〜７は、フレーム枠体１の下部枠体１Ｂ上にそれぞれの底部が固定され、各下部側の第２ロッド４Ｄ〜７Ｄが対応して下部枠体１Ｂ上に穿設された各退避孔１２内に嵌合される。各油圧シリンダ４〜７の上部側の第１ロッド４Ｃ〜７Ｃの上端部は、前記可動熱盤２の下部に連結される。したがって、フレーム枠体１の上部枠体１Ａと可動熱盤２との間に形成される空間が、合成ゴムやゴム等の加硫ベルト３の加硫プレス部を構成する。

図１に戻り、本発明の複数シリンダ式プレスの速度調整装置を構成する油圧回路を説明する。図中一点鎖線で示される可動熱盤２が複数の油圧シリンダ４、５、６、７により、各油圧シリンダが同期して上下方向にほぼ水平状態で平行移動するように構成される。各油圧シリンダ４、５、６、７は、同一規格の両ロッド形式のシリンダから構成される。１つの油圧シリンダ４を例にとって説明すると、ピストン４Ｐによって分離された圧油供給側である第１室４Ａと圧油排出側である第２室４Ｂを貫通して両ロッド４Ｄ、４Ｃがそれぞれ延びる。油圧ポンンプＰと各油圧シリンダ４〜７の各第１室４Ａ、５Ａ、６Ａ、７Ａとは切換弁８および分岐点Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を介して接続される。各分岐点Ｓ２、Ｓ３と各第１室５Ａ、６Ａとの間には供給側の第２開閉弁１０Ａ、１０Ａが介設される。各第２室４Ｂ、５Ｂ、６Ｂと次段の第１室５Ａ、６Ａ、７Ａとが第１開閉弁９を介設して接続される。

これら第１開閉弁９と各第２室４Ｂ、５Ｂ、６Ｂとの間からは排出側の第２開閉弁１０Ｂ、１０Ｂを介設して、油は合流点Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６により合流して切換弁８の排出側から図示省略のタンクに排出される。切換弁８の８Ａ側は、圧油を各油圧シリンダ４〜７の第１室４Ａ、５Ａ、６Ａ、７Ａに供給して可動熱盤２を上動させる加圧動作を行う。切換弁８を８Ａ側とした図１の加圧動作例について説明する。全ての第２開閉弁１０Ａ、１０Ｂを閉じるとともに、全ての第１開閉弁９を開いておき、油圧ポンプＰから出た圧油は先ず、第１油圧シリンダ４の第１室４Ａを拡張する。これにより、ピストン４Ｐは図面上方に移動して第２室４Ｂを縮小させ、それにより押し出された油を第１開閉弁９を介して次段の第２油圧シリンダ５の第１室５Ａを拡張させる。これを順次繰り返して、第３、第４油圧シリンダ６、７の第１室６Ａ、７Ａを拡張させる。これらの各４つの油圧シリンダ４、５、６、７のシリンダ断面積、ロッド径等の諸元は全て同じに構成される。以上の油圧回路内での動作において、理論的に４つの油圧シリンダ４、５、６、７の各ロッドの速度は同期する。

理論的には同期する以上の油圧回路構成にあって、各シリンダ内あるいは配管の一部からの油漏れ、各シリンダ間を接続する油圧ホースの経年膨張、温度による作動油の膨張収縮等により、各シリンダ間にストローク同期に乱れが生じる虞れが生じる。また、この方式では、独立の油圧シリンダ回路に比較して、一定量の油量で全シリンダが動作するので、図示の場合で、４倍速の動作速度が得られることになるが、発生する操作力は１／４になる。前記加圧動作における各油圧シリンダ４、５、６、７のロッドに同期のずれが生じた場合に、加圧動作の最終段階、例えば、シリンダによる加圧の最終ポイント近くの１ｍｍ程度まで第２室４Ｂ、５Ｂ、６Ｂ、７Ｂの油が押し出された位置において、同期ずれを解消する手段が講じられる。

各油圧シリンダ４、５、６、７におけるピストン４Ｐ、５Ｐ、６Ｐ、７Ｐが各シリンダ４、５、６、７の第２室４Ｂ、５Ｂ、６Ｂ、７Ｂの天井に近づいて、加圧の最終ポイント近くの１ｍｍ程度になると、可動熱版２が加圧動作の最終段階に達する。ストロークセンサ１３がこれを検出すると、弁切換制御手段１４によって、第１開閉弁９を全て閉じ、第２開閉弁１０Ａ、１０Ｂを全て開ける。これにより、油圧ポンプＰからの油圧は各分岐点Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を経て供給側第２開閉弁１０Ａを介して、直接に各油圧シリンダ４、５、６、７の第１室４Ａ、５Ａ、６Ａ、７Ａに供給される。それらの場合、第２室４Ｂ、５Ｂ、６Ｂ、７Ｂから押し出された油は、排出側第２開閉弁１０Ｂならびに合流点Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６を介してタンクに排出される。かくして、動作途中は４倍速での同期動作を可能とし、最終ポイント近傍では、作動油漏洩等に起因するストローク同期ずれがキャンセルされる。すなわち、各油圧シリンダ４、５、６、７が各別に加圧動作を行うので、同期ずれが生じて加圧動作途中にて停止してしまうシリンダを生じさせることが防止される。

次に、可動熱版２を下方に後退させる離型動作を行うには、切換弁８を８Ｂ側に切り換えることで、合流点Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６が分岐点となり、分岐点Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が合流点となる。ポンプＰからの圧油は、第４油圧シリンダ７の第２室７Ｂに圧力油が供給されてピストン７Ｐを下方に強力に確実で迅速に移動させて離型動作がなされる。第１室７Ａから押し出された油は、第１開閉弁９を介して第３油圧シリンダ６の第２室６Ｂに圧力油が供給される。以下順次繰り返される。そして、可動熱盤２が離型動作の最終ポイント近傍に達すると、ストロークセンサ１３がこれを検出し、弁切換制御手段１４によって、第１開閉弁９が全て閉じられ、第２開閉弁１０が全て開けられて、各油圧シリンダ４、５、６、７が各別に離型動作を行うので、同期ずれが生じて離型動作途中にて停止してしまうシリンダを生じさせることが防止される。すなわち、作動油漏洩等に起因するストローク同期ずれがキャンセルされる。

図３は本発明の複数シリンダ式プレスの速度調整装置の第２実施例を示す全体斜視図である。本実施例のものは、油圧シリンダが両ロッド形式であることを利用して、両ロッドのそれぞれの端部に可動熱盤２を配設することで、上下２段にて加硫ベルト部材を加圧加硫できるように構成したものである。例えば４角形のフレーム枠体１内の高さのほぼ中央に渡設した固定桟１１に、複数の（図示の例では４つ）油圧シリンダ４〜７の中間部を略等間隔にて併置して固定設置する。これら油圧シリンダを挟んで上下に、フレーム枠体１内の上部には適宜の熱源（電熱線や加熱蒸気管等）により加熱される上部可動熱盤２Ａが、フレーム枠体１内の下部には同様の下部可動熱盤２Ｂが平行移動可能に設置される。前記油圧シリンダ４〜７における上部側の第１ロッド４Ｃ〜７Ｃの上端部は上部可動熱盤２Ａの下部に連結され、下部側の第２ロッド４Ｄ〜７Ｄの下端部は下部可動熱盤２Ｂの上部に連結される。したがって、フレーム枠体１の上部枠体１Ａと上部可動熱盤２Ａとの間、およびフレーム枠体１の下部枠体１Ｂと下部可動熱盤２Ｂとの間に形成される空間が、加硫ベルト３Ａおよび３Ｂの加硫プレス部を構成する。

かくして、油圧シリンダ４〜７におけるロッド４Ｃ〜７Ｃおよび４Ｄ〜７Ｄの上動時には、上部可動熱盤２Ａによる加圧加硫動作を行うと同時に、下部可動熱盤２Ｂの離型動作を行う。そして、油圧シリンダ４〜７におけるロッド４Ｃ〜７Ｃおよび４Ｄ〜７Ｄの下動時には、下部可動熱盤２Ｂによる加圧加硫動作を行うと同時に、上部可動熱盤２Ａの離型動作を行う。これらの動作により、フレーム枠体１における上部枠体１Ａと上部可動熱盤２Ａとの間、および下部枠体１Ｂと下部可動熱盤２Ｂとの間にて、それぞれ上部加硫ベルト部材３Ａおよび下部加硫ベルト部材３Ｂの加硫加圧および離型を同時的に行うことができる。なお、油圧シリンダ４〜７の構造および油圧回路ならびに油圧シリンダの動作は前記図１のものと同様であるので詳細な説明は省略する。

以上、本発明の実施例について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、加硫されるべきゴムクローラやベルトコンベア等のベルト部材の形状（駆動突起や接地ラグの配設形態等）、形式（補強コード等の配列形態等）、フレーム枠体の形状（加硫送り方向のフレームの長さをある程度長くする場合には、油圧シリンダについても、長さ方向に複数列設置され得る）、形式、可動熱盤の形状（ベルト部材の表面の形式駆動突起や接地ラグの配設形態等に対応する形状が可動熱盤の表面に付され得る）、形式（熱源としては電熱線や加熱蒸気管の埋設等）およびその油圧シリンダにおけるロッドとの連結形態、油圧シリンダの形状、形式（両ロッド形式）および数ならびにフレーム枠体や固定桟への設置形態、開閉弁、切換弁および分岐点ならびに合流点の形状、形式、油圧ポンプの形状、形式、ストロークセンサの形状、形式およびその設置部位、弁切換制御手段の形状、形式およびその制御手段による開閉弁の切換形態（機械的、電気的、流体的のいずれにても可能）、油圧シリンダと各弁間を接続する管路の形状、形式およびそれらの接続形態等については適宜選定することができる。

本発明の複数シリンダ式プレスの速度調整装置の第１実施例を示すもので、速度調整装置を構成する油圧回路のブロック図である。同、その速度調整装置を用いた複数シリンダ式プレスの概略図である。本発明の複数シリンダ式プレスの速度調整装置の第２実施例を示す全体斜視図である。一般的な送り加硫装置の概略図である。カウンターシャフト方式を採用した送り加硫装置の概略図である。従来の油圧シリンダの同調装置における油圧回路図である。

符号の説明

１フレーム枠体
２可動熱盤
３加硫ベルト部材
４〜７油圧シリンダ
４Ａ〜７Ａ第１室（圧油供給側：加圧加硫時）
４Ｂ〜７Ｂ第２室（圧油排出側：加圧加硫時）
４Ｐ〜７Ｐピストン
８切換弁
９第１開閉弁
１０Ａ第２開閉弁（圧油供給側：加圧加硫時）
１０Ｂ第２開閉弁（圧油排出側：加圧加硫時）
１３ストロークセンサ
１４弁切換制御手段
Ｐ油圧ポンプ
Ｓ１〜Ｓ３分岐点（加圧加硫時）
Ｓ４〜Ｓ６合流点（加圧加硫時

Claims

ベルト部材をフレーム枠体と可動熱盤との間にて加熱プレスする加硫装置であって、併置した複数のシリンダにて前記可動熱盤を同時に平行移動させる複数シリンダ式プレスの速度調整装置において、前記各シリンダを両ロッド形式に構成するとともに、上流段と下流段に隣接するこれらシリンダ同士の圧油供給側と圧油排出側とを接続したことを特徴とする複数シリンダ式プレスの速度調整装置。
前記上流段と下流段に隣接するシリンダ同士の各圧油排出側と各圧油供給側とを接続する管路にそれぞれ第１開閉弁を介設するとともに、これらの各第１開閉弁と各シリンダの圧油供給側との間に、油圧ポンプから分岐する各分岐点とを第２開閉弁を介して接続し、さらに、前記各第１開閉弁と各シリンダの圧油排出側との間に、油圧タンク等への各排出合流点とを第２開閉弁を介して接続したことを特徴とする請求項１に記載の複数シリンダ式プレスの速度調整装置。
前記第１開閉弁および第２開閉弁のいずれか一方を開弁し、他方を閉弁することで、前記ロッドのいずれか一方への移動を行うとともに、それらの移動動作の最終点近傍にて前記第１および第２開閉弁の弁動作を逆にすることで、各シリンダの移動動作が各別に行われるように構成したことを特徴とする請求項２に記載の複数シリンダ式プレスの速度調整装置。