JP2002295624A

JP2002295624A - ねじ駆動式油圧プレス装置

Info

Publication number: JP2002295624A
Application number: JP2001135555A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ichiyanagi; 健一柳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2002-10-09
Anticipated expiration: 2021-03-29
Also published as: JP4738631B2

Abstract

(57)【要約】【課題】エネルギー効率の高いねじ駆動式油圧プレス
装置を提供する。【解決手段】油圧プレス装置は、シリンダチューブ２
ａ、ピストン２ｂ、入力ロッド２ｃからなるマスターシ
リンダ２；シリンダチューブ３ａ、ピストン３ｂ、出力
ロッド３ｃからなるスレーブシリンダ３；各シリンダチ
ューブ２ａ、３ａの一端部を接続しアキュムレータ８を
設けた配管４；各シリンダチューブ２ａ、３ａの他端部
を接続する配管５；入力ロッド２ｃを駆動するボールね
じ装置６；ボールねじ装置６を回転する減速機付サーボ
モータ７；から構成し、かつシリンダチューブ２ａの断
面積から入力ロッド２ｃの断面積を減じた面積とシリン
ダチューブ３ａの断面積から出力ロッド３ｃの断面積を
減じた面積との面積比と、シリンダチューブ２ａの断面
積とシリンダチューブ３ａの断面積との面積比をそれぞ
れ１対Ｎ（例：Ｎ＝１０）と同一にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば材料の加工
や成形に用いるプレス機械のアクチュエータとして好適
なエネルギー効率の高いねじ駆動式プレス装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、金属材料のせん断加工、曲げ
加工、絞り加工、鍛造や、ゴムタイヤの成形、プラスチ
ックバスタブの成形等に油圧プレス機械が用いられてい
る。一般に、油圧プレス機械の可動時には、電動モータ
で駆動される油圧ポンプは常に回転して作動油を送出し
ており、作動油が所定圧以上のときにバルブを介して油
タンクに戻しており、そのため作動油の流動やバルブの
動作によるエネルギー損が生じる。

【０００３】昨今、省エネルギー化を目指した油圧プレ
ス装置として図５に示すようなものが研究、開発されて
いる。この油圧プレス装置の油圧系は、油圧シリンダ３
１と、油圧シリンダ３１に送り配管３７を通じて作動油
を送り、戻し配管３８を通じて作動油を戻す油圧ポンプ
３２と、油圧ポンプ３２を駆動するサーボモータ３３
と、送り配管３７から分岐しパイロット操作逆止弁３９
を介して油タンク３６に接続する配管３９と、戻り配管
３８から分岐し逆止弁４０を介して油タンク３６に接続
する配管４０等とから構成されている。この油圧プレス
装置において、油圧ポンプ３２の吐出流量と吸入流量は
当然同じであるが、油圧シリンダ３１ではピストンを境
にしてロッドを突き出す一端側の断面積とロッドのない
他端側の断面積が異なるため、油圧ポンプ３２から油圧
シリンダ３１に流入する流量と油圧シリンダ３１から油
圧ポンプ３２に流出する流量は異なる。この流量差はパ
イロット操作逆止弁３９から油タンク３６に作動油を戻
す、あるいは油タンク３６から逆止弁４０を通じて作動
油を補給することにより解消する。なお、パイロット操
作逆止め弁３９は油圧シリンダ３１のピストンを後退さ
せるとき戻り配管３８内の圧力が送り配管３７のそれよ
り高くなるために開いて、送り配管３７から油タンク３
６に作動油を導く。制御系はパーソナルコンピュータ５
０を主制御装置とし、パーソナルコンピュータ５０の指
令に従いＶ／Ｆコンバータ５１で速度、位置信号を、コ
ントローラ５２で方向信号を発生し、これら信号は比較
器５３、Ｄ／Ａ変換器５４、インバータ制御のサーボ増
幅器３３を通じてサーボモータ３３に送られる。油圧シ
リンダ３１のロッドの位置はパルススケール４２により
検出され、その検出信号は比較器５３にフィードバック
され、またパルスカウンタ５６によりカウントされる。
このような油圧プレス装置においては、油圧ポンプのリ
ークによるエネルギー損や、上記流量差の解消のために
各種逆止弁及び油タンクを用いて作動油の流量を調整す
るエネルギー損が発生する。この油圧プレスのエネルギ
ー効率は６０％程度といわれる。また各種逆止弁は圧力
により動作するため、時に振動など不安定動作を引き起
こす。

【０００４】ねじ駆動式アクチュエータとしては、特開
昭５９−２０５００２号公報に開示されたモーションゼ
ネレータ装置がある。このモーションゼネレータ装置
は、２つの油圧シリンダの組み合わせからなる。一方の
油圧シリンダーは、ねじ駆動されるピストン前後に２つ
の液圧室を有している。他方の油圧シリンダーはピスト
ン前後に２つの作動室を有し、一端から突出する出力ロ
ッドを備えている。２つの液圧室と２つの作動室はそれ
ぞれ配管で接続され、各配管から分岐してリリーフ弁を
介して配管で接続する油タンクが設けられている。この
モーションゼネレータ装置では、ねじ駆動の採用により
油圧モータより省エネルギー化したとはいえ、図５に示
す油圧プレス装置と同様に流量差が生じる。すなわち、
一つの液圧室から一つの作動室に流入する流量と他の作
動室から他の液圧室に流出する流量に差が生じる。この
流量差をリリーフ弁、油タンクを用いて解消するために
エネルギー損が発生する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、図５
に示す従来の油圧プレス装置では、油圧ポンプから油圧
シリンダに流入する流量と油圧シリンダから油圧ポンプ
に流出する流量は異なり、この流量差を各種弁、油タン
クを用いて解消するためにエネルギー損が生じるという
問題があった。

【０００６】また特開昭５９−２０５００２号公報に記
載のモーションゼネレータ装置では、一つの液圧室から
一つの作動室に流入する流量と他の作動室から他の液圧
室に流出する流量に差が生じ、この流量差をリリーフ
弁、油タンク３６を用いて解消するためにエネルギー損
が発生するという問題があった。

【０００７】本発明の目的は、上記問題を解決して、エ
ネルギー効率の高いねじ駆動式油圧プレス装置を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の第１のねじ駆動式油圧プレス装置は、作動
油を満たすシリンダチューブ内にピストンを収納し該ピ
ストンの一端から延びる入力ロッドをシリンダチューブ
の一端から突き出す第１シリンダと；第１シリンダと対
をなし、作動油を満たす別のシリンダチューブ内に別の
ピストンを収納し該別のピストンの一端から延びる出力
ロッドを別のシリンダチューブの一端から突き出す第２
シリンダと；第１シリンダのシリンダチューブの一端部
と第２シリンダの別のシリンダチューブの一端部を接続
しアキュムレータを設けた第１の配管と；第１シリンダ
のシリンダチューブの他端部及び第２シリンダの別のシ
リンダチューブの他端部を接続する第２の配管と；入力
ロッドを駆動するため、ボールねじ、該ボールねじとは
まり合う雌ねじを有しかつ入力ロッドの突き出し部分に
結合するスライダーを有するボールねじ装置と；ボール
ねじを回転させるサーボモータと；から構成され、そし
て第１シリンダのシリンダチューブの断面積から入力ロ
ッドの断面積を減じた面積と第２シリンダの別のシリン
ダチューブの断面積から出力ロッドの断面積を差し引い
た面積との比と、第１シリンダのシリンダチューブの断
面積と第２シリンダの別のシリンダチューブの断面積と
の比を、同一の比にしたことを特徴とする。

【０００９】第１のねじ駆動式油圧プレス装置の作用に
ついて説明する。サーボモータを正回転させたとき、そ
の回転力はボールねじに伝達され、スライダーを第１シ
リンダの一端側から他端側の方向に前進させそれに伴い
第１シリンダの入力ロッドが前進し、第１シリンダ内の
作動油はピストンに押されてシリンダチューブの他端側
から流出し、第２の配管を通じて第２シリンダの別のシ
リンダチューブの他端側に流入し、別のピストンを押し
て出力ロッドを加圧方向に前進させる。同時に第２シリ
ンダ内の作動油は別のシリンダチューブの他端側から流
出し、第１の配管を通じて第１シリンダのシリンダチュ
ーブの他端側に流入する。出力ロッドが作用点に達した
時、サーボモータは回転を停止し、出力ロッドの推力を
維持するためのモータ電流が流れる。第１シリンダの入
力ロッドはモータのトルクに応ずる推力でピストンを押
して作動液を加圧するので、出力ロッドの推力即ち第２
シリンダの出力は、パスカルの原理にしたがい、第１シ
リンダのシリンダチューブの断面積と第２シリンダの別
のシリンダチューブの断面積との比に応ずる推力が発生
する。例えば比を１０とすれば、第２シリンダの推力は
第１シリンダのそれの１０倍となる。第２シリンダによ
る加圧後、サーボモータを逆回転させたとき、その回転
力はボールねじに伝達され、スライダーを第１シリンダ
の他端側から一端側の方向に後退させそれに伴い入力ロ
ッドは後退し、第１シリンダ内の作動油はピストンに押
されてシリンダチューブの一端側から第１の配管を通じ
て第２シリンダの別のシリンダチューブの一端側に流入
して出力ロッドを後退させる。同時に第２シリンダ内の
作動油は別のピストンに押されて別のシリンダチューブ
の他端側から第２の配管を通じて第１シリンダのシリン
ダチューブの他端側から第１シリンダ内に戻る。

【００１０】以上のように、作動油は第１シリンダ２、
第１の配管、第２シリンダ３及び第２の配管で形成され
る閉回路中で往復移動するのみで、図５で説明した従来
の装置のように、バルブを通じて油タンクに戻ったり、
油タンクから汲み出されることがないので、その分だけ
省エネルギーを図ることができる。第１の配管の経路に
設けたアキュムレータは、周囲温度や作動油の温度変化
による作動油の体積変化を吸収するものである。

【００１１】また、本発明の第２のねじ駆動式油圧プレ
ス装置は、第１のねじ駆動式油圧プレス装置のボールね
じ装置とは構成を異にするボールねじ装置を用いたこと
以外は、第１のねじ駆動式油圧プレス装置と同一の構成
である。部分的に説明を省略するが、第２のねじ駆動式
油圧プレス装置は、第１シリンダと；それと対をなす第
２シリンダと；アキュムレータを設けた第１の配管と；
第２の配管と；入力ロッド軸心に形成された雌ねじ部に
はまりあうボールねじを有するボールねじ装置と；サー
ボモータと；から構成され、そして第１シリンダのシリ
ンダチューブの断面積から入力ロッドの断面積を減じた
面積と第２シリンダの別のシリンダチューブの断面積か
ら出力ロッドの断面積を差し引いた面積との比と、第１
シリンダのシリンダチューブの断面積と第２シリンダの
別のシリンダチューブの断面積との比を、同一の比にし
たことを特徴とする。

【００１２】第２のねじ駆動式油圧プレス装置では、第
１のねじ駆動式油圧プレス装置のボールねじ装置、すな
わちボールねじ、このボールねじとはまり合う雌ねじを
有しかつ入力ロッドの突き出し部分に結合するスライダ
ーを備えたボールねじ装置に代えて、入力ロッド軸心に
形成された雌ねじ部にはまりあうボールねじを有するボ
ールねじ装置を用いており、ボールねじにより直接に入
力ロッドを往復駆動する。この駆動方法を除けば、第２
のねじ駆動式油圧プレス装置における各構成要素の動作
や作動油の挙動は、第２のねじ駆動式油圧プレス装置と
同様である。

【００１３】なお、第１及び第２のねじ駆動式油圧プレ
ス装置において、サーボモータの代わりにボールねじを
減速機を介して回転させるサーボモータを用いることが
好ましい。これによりトルクの小さいサーボモータを用
いることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明のねじ駆動式油圧プ
レス装置の実施の形態について図面により説明する。図
１は実施の形態１のねじ駆動式油圧プレス装置（以下単
に油圧プレス装置という）の機械的な構成を示す図、図
２は該油圧プレス装置の制御ブロック図である。

【００１５】実施の形態１の油圧プレス装置１Ａは、大
別してマスターシリンダ２（第１シリンダ）及びスレイ
ブシリンダ３（第２シリンダ）からなる一対の油圧シリ
ンダと、両シリンダ２、３の各端を接続する２つの配管
４，５と、マスターシリンダ２を往復動させるボールね
じ装置６と、ボールねじ装置６を駆動する減速機付きサ
ーボモータ７と、制御装置とから構成されている。な
お、減速機付きサーボモータ７はそれぞれ別体の減速機
とサーボモータを組み合せたものでもよい。またはサー
ボモータのトルクが十分大きければ、減速機を用いなく
ともよい。さらに詳細に説明すると、マスタシリンダ２
は、作動油を満たすシリンダチューブ２ａと、シリンダ
チューブ内に摺動自在に収納されたピストン２ｂと、ピ
ストン２ｂの一端から延びシリンダチューブ２ａの一端
から突き出す入力ロッド２ｃとから構成され、一端側に
シリンダチューブ２ａの断面積からピストン２ｂの断面
積を減じた断面積を有する小断面室２ｄが、他端側にシ
リンダチューブ２ａの断面積を有する大断面室２ｅがピ
ストン２ｂを挟んで形成される。スレイブシリンダ３
は、作動油を満たすシリンダチューブ３ａ（別のシリン
ダチューブ）と、シリンダチューブ３ａ内に摺動自在に
収納されたピストン３ｂ（別のピストン）と、ピストン
３ｂの一端から延びシリンダチューブ３ａの一端から突
き出す出力ロッド３ｃとから構成され、一端側にシリン
ダチューブ３ａの断面積からピストン３ｂの断面積を減
じた断面積を有する小断面室３ｄが、他端側にシリンダ
チューブ３ａの断面積を有する大断面室３ｅがピストン
３ｂを挟んで形成される。配管４はマスタシリンダ２一
端側の小断面室２ｄとスレイブシリンダ３一端側の小断
面室３ｄとを接続しアキュムレータ８を設けて、両小断
面室２ｄ、３ｄを作動液で連通している。配管５はマス
タシリンダ２他端側の大断面室２ｅとスレイブシリンダ
３他端側の大断面室３ｅを接続して、両大断面室２ｅ、
３ｅを作動液で連通している。ボールねじ装置６はボー
ルねじ６ａと、ボールねじ６ａとはまり合う雌ねじ有し
かつマスターシリンダ２の入力ロッド２ｃの突き出し部
分と結合するスライダー６ｂを備えている。

【００１６】そしてマスターシリンダ２のシリンダチュ
ーブ２ａの断面積から入力ロッド２ｃの断面積を減じた
面積とスレーブシリンダ３のシリンダチューブ３ａの断
面積から出力ロッド３ｃの断面積を減じた面積との面積
比を１：Ｎ（例えばＮ＝１０）とし、またスターシリン
ダ２のシリンダチューブ２ａの断面積とスレーブシリン
ダ３のシリンダチューブ３ａの断面積との面積比を上記
と同じく１：Ｎ（Ｎ＝１０）とした。上記両面積比を同
一にしたことに本発明の特徴がある。

【００１７】制御手段は、図２に示すように、減速機付
きサーボモータ７のモータ回転速度、トルク、回転方向
等の指令を出すコントローラ２１と、該指令を増幅して
減速機付きサーボモータ７を駆動するサーボ増幅器２２
とから構成される。サーボ増幅器２２はサーボモータ７
のエンコーダ２３からの回転速度及びモータ電流により
フィードバック制御を行なう。ここではコントローラ２
１としてＰＣ（パーソナルコンピュータ）を用いてい
る。

【００１８】上記のように構成された油圧プレス装置の
動作について説明する。コントローラ２１から加圧指令
が出された場合、該指令に従ってサーボモータ７が正回
転し、ボールねじ６ａがスライダー６ｂを前進させ、そ
れにつれてマスターシリンダ２の入力ロッド２ｃが加圧
方向（一端側から他端側）に前進する。この時、マスタ
ーシリンダ２の大断面室２ｅ内の作動油はピストン２ｂ
に押されて流出し、配管５を通じてスレーブシリンダ３
の大断面室３ｅに流入し、ピストン３ｂを押して出力ロ
ッド３ｃを加圧方向（他端側から一端側）に前進させ
る。それと同時にスレーブシリンダ３の小断面室３ｄ内
の作動油はピストン３ｂに押されて、配管４を通じてマ
スターシリンダ２の小断面室２ｄに流入する。出力ロッ
ド３ｃが作用点に達した時、出力ロッド３ｃはトルク指
令値に応じた圧力を発生する。この油圧プレス装置をプ
レス機械の加圧アクチュエータとすれば、出力ロッド３
ｃに取り付けられたポンチ９とそれに対向して設置され
たダイ１０との間で材料が加工されることになる。加圧
時、サーボモータ７は回転を停止するが、圧力を維持す
るためモータ電流が流れる。

【００１９】スレーブシリンダ３の出力は、パスカルの
原理にしたがい、マスターシリンダ２の発生する力のＮ
倍、ここでは１０倍の力が得られることになる。一方、
コントローラ２１から戻り指令が出された場合、サーボ
モータ７が逆回転し、マスターシリンダ２の入力ロッド
２ｃは後退し、マスターシリンダ２の小断面室２ｄ内の
作動油は配管４を通じてスレーブシリンダ３の小断面室
３ｄに流入してスレーブシリンダ３の出力ロッド３ｃを
後退させる。同時にスレーブシリンダ３の大断面室３ｅ
内の一部の作動油は配管５を通じてマスターシリンダ２
の大断面室２ｅ内に戻る。

【００２０】以上のように、作動油はマスターシリンダ
２、配管５、スレーブシリンダ３及び配管４で形成され
る閉回路中で往復移動するのみで、図５で説明した従来
の装置のように、バルブを通じて油タンクに戻ったり、
油タンクから汲み出されることがないので、省エネルギ
ーを図ることができる。なお配管４の経路にあるアキュ
ムレータ８は、周囲温度や作動油自身の変化による作動
油の体積変化を吸収するために設けられる。

【００２１】油圧プレス装置１Ａの実験機によりエネル
ギー効率を測定した。効率はモータのトルクを入力と
し、スレイブシリンダーの出力ロッドの推力を出力と
し、推力は出力ロッドにより押圧されるばねのたわみ量
から求めた。測定の結果、８０％以上のエネルギー効率
が得られた。エネルギー効率は圧力が高くなるほど低下
する傾向にある。

【００２２】図３を用いて、本発明の実施の形態２とな
る油圧プレス装置１Ｂについて説明する。油圧プレス装
置１Ｂは、実施の形態１の油圧プレス装置１Ａにおける
ボールねじ装置６のスライダー６ｂに代えて、マスター
シリンダ２の入力ロッド２ｃの軸心にボールねじ６ａと
はまり合う雌ねじ１１を形成したもので、ボールねじ６
ａと入力ロッド２ｃを直接組み合わせたもので、その他
の構成は油圧プレス装置１Ａと同じである。油圧プレス
装置１Ｂは、マスターシリンダ２、スレーブシリンダ
３、スレーブシリンダ３、配管４、配管５、サーボモー
タ７、アキュムレータ８を備えている。実施の形態２の
油圧プレス装置１Ｂにおいては、コントローラ２１から
加圧指令が出された場合、該指令に従ってサーボモータ
７が正回転し、ボールねじ６ａ、雌ねじ１２を介してマ
スターシリンダ２の入力ロッド２ｃが加圧方向（一端側
から他端側）に前進し、コントローラ２１から戻り指令
により、サーボモータ７が逆回転し、マスターシリンダ
２の入力ロッド２ｃは後退する。各シリンダ２，３の動
作や作動油の挙動は実施の形態１の油圧プレス装置１Ａ
と同じであるので、ここでは説明を省略する。

【００２３】図４を参照して、本発明の実施の形態３の
油圧プレス装置１Ｃを説明する。油圧プレス装置１Ｃ
は、概略、図３に示す油圧プレス装置１Ｂに加えて、大
径の別のマスターシリンダ１４を設けたもので、別のマ
スターシリンダ１４によりスレーブシリンダ３のピスト
ンを高速で送ることができるように構成した装置であ
る。別のマスターシリンダ１４は、作動油を満たすシリ
ンダチューブ１４ａ内にピストン１４ｂを収納し該ピス
トン１４ｂの一端から延びる入力ロッド１４ｃをシリン
ダチューブ１４ａの一端から突き出して構成され、そし
て一端側にシリンダチューブ１４ａの断面積からピスト
ン１４ｂの断面積を減じた断面積を有する小断面室１４
ｄが、他端側にシリンダチューブ１４ａの断面積を有す
る大断面室１４ｅがピストン１４ｂを挟んで形成されて
いる。ここでは、マスターシリンダ２はスレーブシリン
ダ３による加圧用に、そして別のマスターシリンダ１４
はスレーブシリンダ３のピストン３ｃの送り用に構成し
たものである。

【００２４】実施の形態３の油圧プレス装置１Ｃは、さ
らに詳しく説明すると、実施の形態２の油圧プレス装置
１Ｃと同様、マスターシリンダ２及びスレイブシリンダ
３と、両シリンダ２、３の各端を接続する２つの配管
４，５と、マスターシリンダ２を往復動させるボールね
じ装置６と、ボールねじ装置６を駆動する減速機付きサ
ーボモータ７と、これら構成要素に加えて別のマスター
シリンダ１４と、マスターシリンダ１４の小断面室１４
ｄとスレイブシリンダ３の小断面室３ｄと連通するため
に配管５に接続する配管１５と、別のマスターシリンダ
１４の大断面室１４ｅとスレイブシリンダ３の大断面室
３ｅとを連通するために配管５に接続する配管１６と、
別のマスターシリンダ１４の入力ロッド１４ｃの軸心部
に形成された雌ねじ１８とはめ合うボールねじ１７と、
該ボールねじ１７を回転駆動する減速機付きサーボモー
タ１９とから構成されている。

【００２５】そしてマスターシリンダ２のシリンダチュ
ーブ２ａの断面積から入力ロッド２ｃの断面積を減じた
面積とスレーブシリンダ３のシリンダチューブ３ａの断
面積から出力ロッド３ｃの断面積を減じた面積との面積
比を１：Ｎ（例えばＮ＝１０）とし、またスターシリン
ダ２のシリンダチューブ２ａの断面積とスレーブシリン
ダ３のシリンダチューブ３ａの断面積との面積比を上記
と同じく１：Ｎ（Ｎ＝１０）として、両面積比を同一に
する。また別のマスターシリンダ１４のシリンダチュー
ブ１４ａの断面積から入力ロッド１４ｃの断面積を減じ
た面積とスレーブシリンダ３のシリンダチューブ３ａの
断面積から出力ロッド３ｃの断面積を減じた面積との面
積比を１：Ｍ（例えばＭ＝０．５）とし、またマスター
シリンダ１４のシリンダチューブ１４ａの断面積とスレ
ーブシリンダ３のシリンダチューブ３ａの断面積との面
積比を上記と同じく１：Ｍ（Ｍ＝０．５）として、両面
積比を同一にする。

【００２６】実施の形態３の油圧プレス装置１Ｃの動作
について説明する。まずスレーブシリンダ３のピストン
送り用のマスターシリンダ１４を作動させる。すなわ
ち、サーボモータ１９を正回転させ、ボールねじ１７、
雌ねじ１８を介してマスターシリンダ１４の入力ロッド
１４ｃを他端側から一端側に前進させる。この時シリン
ダチューブ１４の大断面室１４ｅ内の作動油はピストン
１４ｂに押されて流出し、配管１６を通じてスレーブシ
リンダ３の大断面室３ｅに流入し、ピストン３ｂを押し
て出力ロッド３ｃをその突き出し方向に前進させる。そ
れと同時にスレーブシリンダ３の小断面室３ｄ内の作動
油は配管１５を通じてマスターシリンダ１４の小断面室
１４ｄに流入する。マスターシリンダ１４が前進して加
圧作用点より前の所定の位置に達した時、サーボモータ
１９をＯＦＦとして別のマスターシリンダ１４を停止す
る。ここでは別のマスターシリンダ１４の断面積はマス
ターシリンダ２の断面積の２０倍（Ｎ／Ｍ＝２０）とな
るので、別のマスターシリンダ１４によりマスターシリ
ンダ２によるより２０倍の速度でスレーブシリンダ３の
出力ロッド３ｃを送ることになる。

【００２７】次いでサーボモータ７を正回転させてマス
ターシリンダ２を作動させる。これにより、ボールねじ
６ａ、雌ねじ１２を介してマスターシリンダ２の入力ロ
ッド２ｃが加圧方向に前進し、シリンダチューブ２の大
断面室２ｅ内の作動油はピストン３ｂに押されて流出
し、配管５を通じてスレーブシリンダ３の大断面室３ｅ
に流入し、ピストン３ｂを押して出力ロッド３ｃを加圧
方向に前進させる。同時にスレーブシリンダ３の小断面
室３ｄ内の作動油は配管４を通じてマスターシリンダ２
の小断面室２ｄに流入する。出力ロッド３ｃが加圧作用
点に達した時、出力ロッド３ｃはマスターシリンダ２の
発生する力のＮ倍、ここでは１０倍の力を発生すること
になる。

【００２８】一方、スレーブシリンダ３の出力ロッド３
ｃを戻す場合、サーボモータ７を逆回転させる。これに
より、マスターシリンダ２の入力ロッド２ｃは後退し、
シリンダチューブ２の小断面室２ｄ内の作動油は配管４
を通じてスレーブシリンダ３の小断面室３ｄに流入して
スレーブシリンダ３の出力ロッド３ｃを後退させる。同
時にスレーブシリンダ３の大断面室３ｅ内の作動油は配
管５を通じてマスターシリンダ２の大断面室２ｅに戻
る。

【００２９】スレーブシリンダ３の出力ロッド３ｃが所
定の位置まで戻ったとき、マスターシリンダ２を駆動す
るサーボモータ７をＯＦＦにし、別のマスターシリンダ
を駆動するサーボモータ１９を逆回転でＯＮにする。こ
れにより、マスターシリンダ１４の入力ロッド１４ｃは
後退し、シリンダチューブ１４の小断面室１４ｄ内の作
動油は配管１５を通じてスレーブシリンダ３の小断面室
３ｄに流入してスレーブシリンダ３の出力ロッド３ｃを
後退させる。同時にスレーブシリンダ３の大断面室３ｅ
内の作動油は配管５を通じてマスターシリンダ２の大断
面室２ｅに戻る。

【００３０】実施の形態３の油圧プレス装置は、スレイ
ブリンダー３のストロークが長い場合に別のマスターシ
リンダ１４により出力ロッドを高速で送ることができる
ので、油圧プレス装置を用いて行なう作業を短時間で終
了できる利点がある。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、ねじ駆動式油圧プレス
装置をボールねじ装置により駆動される第１シリンダと
第１シリンダからの作動油により動作する第２シリンダ
とを備え、第１シリンダから第２シリンダに供給する作
動油の流量と第２シリンダーから第１シリンダに戻る流
量とを同一にするように、第１及び第２シリンダのそれ
ぞれのシリンダチューブ及びロッドのサイズ（断面積）
を設定したので、作動油の経路に弁や油タンクのない、
エネルギー効率の高い油圧プレス装置とすることができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１のねじ駆動式油圧プレス
装置の構成を示す図である。

【図２】実施の形態１のねじ駆動式油圧プレス装置の制
御ブロック図である。

【図３】本発明の実施の形態２のねじ駆動式油圧プレス
装置の構成を示す図である。

【図４】本発明の実施の形態３のねじ駆動式油圧プレス
装置の構成を示す図である。

【図５】従来の油圧プレス装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１Ａ〜１Ｃねじ駆動式油圧プレス装置２マスターシリンダ（第１シリンダ）２ａシリンダチューブ２ｂピストン２ｃ入力ロッド３スレイブシリンダ（第２シリンダ）３ａシリンダチューブ３ｂピストン３ｃ出力ロッド４、５配管６ボールねじ装置６ａボールねじ６ｂスライダー７サーボモータ８アキュムレータ９ポンチ１０ダイ１４マスターシリンダ１４ａシリンダチューブ１４ｂピストン１４ｃロッド１５、１６配管１７ボールねじ１８雌ねじ１９減速機付きサーボモータ２１コントローラ２２サーボ増幅器２３エンコーダ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】作動油を満たすシリンダチューブ内にピ
ストンを収納し該ピストンの一端から延びる入力ロッド
を前記シリンダチューブの一端から突き出す第１シリン
ダと；前記第１シリンダと対をなし、作動油を満たす別
のシリンダチューブ内に別のピストンを収納し該別のピ
ストンの一端から延びる出力ロッドを前記別のシリンダ
チューブの一端から突き出す第２シリンダと；前記シリ
ンダチューブの一端部と前記別のシリンダチューブの一
端部を接続しアキュムレータを設けた第１の配管と；前
記シリンダチューブの他端部及び前記別のシリンダチュ
ーブの他端部を接続する第２の配管と；前記入力ロッド
を駆動するため、ボールねじ、該ボールねじとはまり合
う雌ねじを有しかつ前記入力ロッドの突き出し部分に結
合するスライダーを有するボールねじ装置と；前記ボー
ルねじを回転させるサーボモータと；から構成され、そ
して前記シリンダチューブの断面積から前記入力ロッド
の断面積を減じた面積と前記別のシリンダチューブの断
面積から前記出力ロッドの断面積を減じた面積との比
と、前記シリンダチューブの断面積と前記別のシリンダ
チューブの断面積との比を、同一の比にしたことを特徴
とするねじ駆動式油圧プレス装置。
【請求項２】作動油を満たすシリンダチューブ内にピ
ストンを収納し該ピストンの一端から延びる入力ロッド
を前記シリンダチューブの一端から突き出す第１シリン
ダと；前記第１シリンダと対をなし、作動油を満たす別
のシリンダチューブ内に別のピストンを収納し該別のピ
ストンの一端から延びる出力ロッドを前記別のシリンダ
チューブの一端から突き出す第２シリンダと；前記シリ
ンダチューブの一端部と前記別のシリンダチューブの一
端部を接続しアキュムレータを設けた第１の配管と；前
記シリンダチューブの他端部及び前記別のシリンダチュ
ーブの他端部を接続する第２の配管と；前記入力ロッド
軸心に形成された雌ねじにはまりあうボールねじを有す
るボールねじ装置と；前記ボールねじを回転させるサー
ボモータと；から構成され、そして前記シリンダチュー
ブの断面積から前記入力ロッドの断面積を減じた面積と
前記別のシリンダチューブの断面積から前記出力ロッド
の断面積を減じた面積との比と、前記シリンダチューブ
の断面積と前記別のシリンダチューブの断面積との比を
同一の比にしたことを特徴とするねじ駆動式油圧プレス
装置。
【請求項３】前記ボールねじを回転させる前記サーボ
モータに代えて、前記ボールねじを減速機を介して回転
させるサーボモータを用いることを特徴とする請求項１
または２に記載のねじ駆動式油圧プレス装置。