JP2003290998A - プレス機械およびプレス機械システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 交流電源設備の小型化および低コスト化を図
りかつ指定プレス運転速度で連続的に安定したプレス成
形を行えるサーボモータ駆動方式のプレス機械を提供す
る。 【解決手段】 交流電源設備に接続されたモータ駆動制
御回路を形成する整流回路とドライバー回路との間で直
流電路両極間に回生電圧上昇防止用コンデンサが接続さ
れかつこのコンデンサの前段側に交流電源設備の電源電
流ピーク値を抑制するための直流リアクトルが接続さ
れ、この直流リアクトルのインダクタンスが指定成形荷
重でのプレス成形を指定されたプレス運転速度で連続的
に実行可能な値として選択されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータの回転によ
りスライドを昇降させつつプレス成形するプレス機械お
よびプレス機械システムに関する。

【０００２】

【背景技術】駆動機構（例えば、クランク機構）を介し
たモータの回転によりスライドを昇降させつつプレス成
形する従来のプレス機械は、フライホイールに蓄積され
た回転エネルギーを、クラッチ・ブレーキ装置を介して
クランク軸に選択的に伝達・分離し、プレス運転・停止
をするものと構成されている。

【０００３】クランク軸への回転動力は、モータで駆動
されるフライホイールに蓄積され、このフライホイール
とクランク軸との間に介装されたクラッチ・ブレーキ装
置のブレーキＯＦＦ・クラッチＯＮ状態でフライホイー
ルから伝達される。これにより、クランク軸にコンロッ
ドを介して連結されたスライドが上下方向に移動（昇
降）する。クラッチＯＦＦ・ブレーキＯＮ状態に切替え
ると、クランク軸への回転動力は遮断（プレス停止）さ
れる。

【０００４】ところで、駆動機構がクランク機構でかつ
フライホイール，クラッチ・ブレーキ装置を具備するプ
レス機械では、大きなスライド加圧力（荷重値）を得る
ことができるが、スライドモーション［時間ｔ―スライ
ド位置ＰＴ（乃至クランク角θ―スライド位置ＰＴ）］
カーブがサイン波形状になるので、他の駆動機構（例え
ば、ナックル機構，リンク機構等）の場合と同様なスラ
イドモーションカーブを採りえない。駆動機構が例えば
トグル機構（やリンク機構）の場合も、他の駆動機構
（例えば、クランク機構）の場合と同様なスライドモー
ションカーブを採り得ない。

【０００５】そこで、本出願人は、クランク機構の利点
（大荷重値発生，構造簡単，堅牢，低コスト等）を活用
しつつ、クランク軸をモータで回転駆動するいわゆるサ
ーボモータ駆動方式プレス機械を提案（例えば、特願２
００１−３８８８３５号）している。かかるプレス機械
によれば、各種スライドモーションを切替使用可能であ
るから、プレス成形態様に対する適応性を拡大できると
ともに、従来クランク機構方式のプレス機械の場合に比
較してフライホイール，クラッチ・ブレーキ装置の一掃
化ができるから、設備経済上や小型軽量化等の点でも優
位である。クラッチ・ブレーキ装置の頻繁動作による短
命化問題も生じることが無くなる。

【０００６】なお、サーボモータは、モータ駆動制御部
から生成出力されるＰＷＭ信号で駆動制御される。すな
わち、モータ駆動制御部は、位置指令信号に基づく電流
偏差信号（トルク偏差信号）を入力としかつ検出電流信
号等をフィードバック信号としてＰＷＭ信号を生成す
る。パワー電源（直流電源）は、工場の交流電源設備か
らの元電源（交流電源）を整流回路によって整流された
直流電源である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、サーボモー
タ駆動方式のプレス機械においては、従来例のようにモ
ータ回転動力をフライホイールに蓄積しておくことがで
きないから、工場内交流電源設備を大容量としなければ
ならない問題が内在する。

【０００８】すなわち、サーボモータ駆動方式のプレス
機械では、プレス成形時に加圧力（荷重…負荷）に応じ
た大きさの電流をモータに供給するが、それ以外の場合
はモータには最小の電流しか流れない。したがって、例
えば油圧ポンプ駆動の場合に比較して一段と省エネルギ
ーを図ることができるとされている。

【０００９】しかしながら、交流電源設備上は、プレス
成形時に最大電流が流れるので、常時必要としなくて
も、最大電流を供給可能に構築しなければならい。つま
り、設備経済的な負担が重く、基本電力料金が上がり、
工場内レイアウトに影響を及ぼし、結果としてサーボモ
ータ駆動方式のプレス機械の普及拡大を阻害する要因の
一つであるといえる。複数台のプレス機械を有するプレ
ス機械システムでは一段と大きな問題となる。

【００１０】なお、かかる問題は、駆動機構がクランク
機構とは異なる他の機構（例えば、ねじ機構）を介した
モータの回転によりスライドを昇降させつつプレス成形
するプレス機械の場合も同様である。

【００１１】本発明の第１の目的は、電源電流ピーク値
の抑制により交流電源設備の小型化および低コスト化を
図りかつ指定されたプレス運転速度で連続的に安定した
プレス成形を行えるサーボモータ駆動方式のプレス機械
を提供することにある。第２の目的は、複数台のサーボ
モータ駆動方式のプレス機械を有しかつ総電源電流ピー
ク値を抑制することができるプレス機械システムを提供
することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】例えば図１４において、
交流電源設備９０に接続された整流回路（整流用ダイオ
ードＤ）９５とドライバー回路７２Ｂとからなる従来の
モータ駆動制御回路７０Ｐでは、両極間にモータ減速時
（トランジスタＴｒがＯＮとなる。）に発生される逆起
電力を熱に変換して消費するための外部抵抗（モータ自
体の抵抗を利用する場合もある。）Ｒを接続してなる抵
抗熱変換回路（抵抗熱変換方式）が設けられている。し
かし、スライド速度を自在に加減速制御するためにモー
タ駆動電流が大電流となる場合には、発熱による損失が
大きいので抵抗熱変換回路を設けることは採用し難い。
当然に、プレス成形時の最大必要電流に対する交流電源
設備９０の小容量・小型化は期待できない。なお、図１
４中、Ｃは平滑コンデンサである。

【００１３】また、抵抗熱変換方式に代わる直接回生回
路方式では、図１５に示すように各整流用ダイオードＤ
と並列接続されたトランジスタＴｒを含む直接回生回路
９７を設け、モータ減速時に発生される逆起電力を交流
電源設備９０に直接に戻す（回生する）。これによれ
ば、省エネルギーを図れる。しかし、交流電源設備９０
が小さいと回生電圧が上昇（過電圧化）し損傷を招く虞
がつよい。この方式の場合でも、プレス成形時の最大必
要電流に対する交流電源設備９０の小容量小型化要請を
満たすことができない。

【００１４】ここに、本発明は、従来プレス機械がフラ
イホイールによるエネルギー蓄積機能を備えていたこと
の再認識との関係からサーボモータ駆動方式でのモータ
駆動制御回路（インバータ回路）構造に着目し、モータ
駆動制御回路内に電気回路的なエネルギー蓄積機能を形
成するとともに（各）プレス機械に固有の指定プレス運
転速度順守を前提として選択されたインダクタンス値を
持つ直流リアクトルを設け、前記目的を達成するもので
ある。

【００１５】請求項１の発明は、駆動機構を介したモー
タの回転によりスライドを昇降させつつプレス成形する
プレス機械において、前記モータ用のモータ駆動制御回
路を交流電源設備に接続された整流回路とこの整流回路
に接続されたモータ駆動制御用電源を生成出力するドラ
イバー回路とから形成され、整流回路とドライバー回路
との間で直流電路両極間に回生電圧上昇防止用コンデン
サが接続されかつこの回生電圧上昇防止用コンデンサの
前段側に交流電源設備の電源電流ピーク値を抑制するた
めの直流リアクトルが接続され、この直流リアクトルの
インダクタンスが、指定された成形荷重での前記プレス
成形を指定されたプレス運転速度で連続的に実行可能な
値として選択されていることを特徴とする。

【００１６】この請求項１の発明に係るプレス機械で
は、整流回路が交流電源設備からの交流電源を整流しド
ライバー回路がモータ駆動制御用電源（交流電源）を生
成出力する。モータが回転制御され、クランク軸が回転
しプレス運転（スライドを昇降）する。

【００１７】モータ減速時には、モータから発生した逆
起電力は回生電圧上昇防止用コンデンサで吸収されエネ
ルギーとして蓄積されるので、回生電圧の上昇（過電圧
化）を防止できる。抵抗熱変換方式の場合に比較して熱
損失がない。また、直接回生回路方式の場合に比較して
格別の直接回生回路を設ける必要がない。

【００１８】プレス成形時には、コンデンサに蓄積され
た電力エネルギーがドライバー回路に放出（供給）され
るので、最大荷重（負荷）相当の全電力を交流電源設備
から供給する必要がない。また、プレス成形によりエネ
ルギーが消費されコンデンサの電圧が所定電圧（例え
ば、２８０Ｖ）以下に低下すると交流電源設備からコン
デンサに充電電流が流入する。これを自然に任せると、
電源電流ピーク値が過大となり交流電源設備の大型化を
招くが、この発明では、コンデンサの前段に接続された
直流リアクトルが急峻な流れ込みを阻止する。

【００１９】つまり、限流作用により電源電流ピーク値
を抑制する。しかも、直流リアクトルのインダクタンス
値は、単なる限流作用のためだけでなく、指定された成
形荷重でのプレス成形を指定されたプレス運転速度で連
続的に実行可能な値として選択されている。つまり、指
定荷重・速度（８０ｔｆ・６０ｓｐｍ）での連続プレス
運転を維持させるために必要とするコンデンサの電圧
（例えば、２８０Ｖを越える値）を保持可能にコンデン
サにエネルギーを補充可能なインダクタンス値（例え
ば、５０ｍＨ）とされている。

【００２０】したがって、電源電流ピーク値の抑制によ
り交流電源設備の小型化および低コスト化を図りかつ指
定されたプレス運転速度で連続的に確実かつ安定したプ
レス成形を行えるとともに、プレス運転中のスライド速
度の増速時等におけるレスポンスが早く安定した運転が
できる。

【００２１】また、請求項２の発明は、前記回生電圧上
昇防止用コンデンサが、制動トルク（Ｋｇ・ｍ）をＴ
ｂ，モータトルク（Ｋｇ・ｍ）をＴｍ，モータ内部損失
定数をｋ，減速開始速度（ｒｐｍ）をＮ，コンデンサ容
量（Ｆ）をＣおよび直流回路電圧（Ｖ）をＶ０とした場
合に次の条件式［１．０２（Ｔｂ−ｋ×Ｔｍ）（Ｎ／
２）≦（１／２）×（ＣＶ０２）］を満たすものとされ
ている。

【００２２】この請求項２の発明に係るプレス機械で
は、モータ減速時には、モータから発生した逆起電力は
条件式を満たすものとして選択された容量の回生電圧上
昇防止用コンデンサで吸収されエネルギーとして蓄積さ
れる。したがって、コンデンサ容量を必要最小限的とす
ることができる。

【００２３】さらに、請求項３の発明は、前記直流リア
クトルがインダクタンス値可変型とされ、直流リアクト
ルのインダクタンス値が指定されたプレス運転速度およ
び成形荷重に対応する値に自動的に選択設定可能に形成
されている。

【００２４】この請求項３の発明に係るプレス機械で
は、プレス運転速度（例えば、６０ｓｐｍ）および成形
荷重（例えば、８０ｔｆ）が指定されると、可変型直流
リアクトルに関与してそのインダクタンス値が自動的に
調整され、指定運転条件（６０ｓｐｍ，８０ｔｆ）での
プレス運転を維持可能な範囲内で電源電流ピーク値を抑
圧可能な値（例えば、５０ｍＨ）に選択設定されるか
ら、取扱いが一段と容易で、直流リアクトルの過度な大
型化を防止することができる。

【００２５】さらにまた、請求項４の発明は、請求項１
から請求項３までのいずれか１項に記載されたプレス機
械の複数台を具備しかつ各プレス機械の各モータ駆動制
御回路を共通１台の前記交流電源設備に接続してなるプ
レス機械システムである。

【００２６】この請求項４の発明に係るプレス機械シス
テムでは、各プレス機械が請求項１から請求項３までの
各発明の場合と同様な作用効果を奏することができるこ
とに加え、さらに総電源電流ピーク値を抑制することが
できるから各モータ駆動制御回路用に共通な交流電源設
備の小型化を達成できる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００２８】（第１の実施の形態）

【００２９】本プレス機械１０は、図１〜図７に示す如
くモータ３０の回転駆動制御回路（７０）を交流電源設
備９０に接続された整流回路９５とこの整流回路９５に
接続されたモータ駆動制御用電源を生成出力するドライ
バー回路（７２Ｂ）とから形成し、整流回路９５とドラ
イバー回路７２Ｂとの間で直流電路両極（Ｐ，Ｎ）間に
一定の条件式を満たす回生電圧上昇防止用コンデンサ
（７５）を接続しかつこの回生電圧上昇防止用コンデン
サ（７５）の前段（充電部）側の直流電路（Ｐ）に交流
電源設備９０の電源電流ピーク値を抑制するための直流
リアクトル（コイル７７）を接続し、この直流リアクト
ル（７７）のインダクタンスＬの値を指定された成形荷
重でのプレス成形を指定されたプレス運転速度（ｓｐ
ｍ）で連続的に実行可能な値に選択した構成とされ、モ
ータ減速時における回生電圧上昇を防止可能であるとと
もに指定プレス速度（ｓｐｍ）でのプレス運転を担保し
つつ電源電流ピーク値の抑制化により交流電源設備９０
の小容量・小型化を達成可能に形成されている。

【００３０】図１において、プレス機械１０の駆動機構
は、クランク軸１２等を含むクランク機構１１から構成
されている。このクランク軸１２は、軸受１４，１４に
回転自在に支持されかつモータ３０にはギヤ（メインギ
ヤ１３，ピニオン３０Ｇ…減速機構）を介して間接的に
連結されている。減速比γは１／７である。かかるギヤ
（減速機構３０Ｇ，１３）を介せば、一段と高いスライ
ド荷重値を得ることができる。なお、クランク軸１２に
モータ３０を直結しても実施することができる。

【００３１】プレス機械１０の駆動機構は、クランク軸
１２等を含むクランク機構１１に限定されず、他の機構
（例えば、図１２に示すねじ機構）であってもよい。図
１２において、ねじ（例えば、ボールスクリュー）機構
を介して回転型モータ３０Ａの回転によりスライド１７
（枠体１７Ｐ，ナット部材１７Ｎ）を昇降可能に形成す
る。つまり、ボールスクリュー３２（スクリュー部３２
Ｓ）を回転させるボールスクリュー駆動方式である。小
型機に好適である。

【００３２】図１に示すモータ３０は、サーボモータ駆
動方式とするためのＡＣ（交流）サーボモータから形成
され、冷却ファン３０Ｆが一体的に設けられている。モ
ータ３０は定格最大出力が２００ｋＷである。モータ軸
３０Ｓは、停止状態保持ブレーキ１９で回転停止状態を
保持（ロック）可能である。なお、モータ３０はＤＣ
（直流）サーボモータや永久磁石もブラシも有しないレ
ラクタンスモータ等から形成してもよい。

【００３３】駆動機構（１１）の一部を構成するコンロ
ッド１６は、上端部がクランク軸１２の偏心部に被嵌装
着され、下端部はスライド１７内の球面軸受部材（図示
省略）に回転可能に嵌装されている。なお、クランク機
構を具備する従来プレス機械の場合のように、コンロッ
ド１６とスライド１７との間に、油圧放出型の過負荷防
止装置を設けられてはいない。

【００３４】なぜならば、この実施の形態では、モータ
３０の駆動電流（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）を利用して算出し
たスライド荷重値を監視して荷重値過大に至る以前にプ
レス停止可能に形成してあるからである。過負荷防止装
置の一掃化は、プレス機械１０自体の機械軽量化，小型
化およびコスト低減に大きく貢献できる。

【００３５】スライド１７は、図１に示す如く、プレス
フレーム１に上下方向に摺動自在に装着されている。必
要によって、ウエイトバランス装置に係合させてもよ
い。クランク軸１２を回転駆動すれば、コンロッド１６
を介してスライド１７を昇降駆動することができる。金
型はスライド１７側の上型とボルスタ２側の下型とから
なる。図８〜図１１に示す実際プレス運転を通じたテス
ト結果は、この金型（この実施の形態では、φ１５０抜
き型である。）を用いた加工（成形）に関するものであ
る。

【００３６】ＡＣサーボモータ（３０）の図３に示す各
相Ｕ，Ｖ，Ｗのモータ駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに対応
する各相電流信号Ｕｉ，Ｖｉ，Ｗｉは、電流検出部７３
によって検出される。また、モータ３０には、図１〜図
３に示すエンコーダ３５が連結されている。

【００３７】このロータリーエンコーダ３５は、原理的
には多数の光学的スリットと光学式検出器とを有し、図
３のモータ３０（クランク軸１２）の回転角度θｍを出
力するが、この第１の実施の形態では、クランク角度θ
ｍ（パルス信号）をスライド１７の上下方向位置相当信
号ＰＴ（パルス信号）に変換して出力する信号変換器
（図示省略）を含むものとされている。

【００３８】図１，図２に示すように、プレス機械１０
のクランク軸１２には、モータ３０とクランク軸１２と
の間に減速機構（３０Ｇ，１３）が介装されていること
から、これに対応させるために検出軸１２Ｓを介してス
ライド位置（スライド移動速度）検出用のエンコーダ３
７を設けてある。このエンコーダ３７の基本的構成・機
能は、モータ回転駆動制御用のエンコーダ３５の場合と
同様である。

【００３９】図２，図３において、プレス機械１０の設
定選択指令駆動制御部は、設定選択指令部（５０…図面
上では符号省略）と位置速度制御部６０とモータ駆動制
御部７０とから形成されている。なお、位置速度制御部
６０とモータ駆動制御部７０とを一体形成することもで
きる。

【００４０】図２において、コンピュータ８０は、ＣＰ
Ｕ（時計機能を含む）８１，ＲＯＭ８２，ＲＡＭ８３，
メモリ（電磁誘導体メモリ）８３Ｍ，操作パネル（ＰＮ
Ｌ）８４，表示部（ＩＮＤ）８５，入出力ポート（Ｉ／
Ｏ）９５，９６および複数のインターフェイス（Ｉ／
Ｆ）８６，８８，９１，９２を含み、プレス機械１０に
ついての設定選択指令部（５０）等を構成するととも
に、この実施形態ではプレス機械全体の監視部を形成す
る。

【００４１】コンピュータ８０には、自機（１０）の状
況判断便宜のために表示部８５に各種情報（例えば、ク
ランク角度θｋ，スライド位置ＰＴ，スライド移動速
度，加速度，荷重値等）の全てまたは操作パネル８４を
用いて選択された一部を、表示出力可能に形成されてい
る。

【００４２】クランク軸１２の回転角度（クランク角
度）θｋはエンコーダ３７で検出され、スライド位置Ｐ
Ｔはクランク軸１２の偏心量，コンロッド１６の長さ，
クランク角度θ等を利用し算出される。また、スライド
移動速度や加速度は、スライド位置（ＰＴ）情報を利用
して算出され、荷重値はモータ３０の駆動電流を換算し
て求められる。

【００４３】表示部８５への表示出力態様は、デジタル
数値やグラフィック曲線等として行える。かくして、プ
レス運転中の成形状況を迅速かつ正確に把握できるの
で、高品質製品を能率よく、しかも安全に生産すること
に大きく貢献できる。

【００４４】かかる各表示出力情報はメモリ（メモリ８
３Ｍや図示しないハードディスク装置等）に記憶保持し
ておくことができる。さらに、各値に対する閾値を設定
しておき、警告やプレス停止させるように利用すること
ができる。

【００４５】コンピュータ８０のインターフェイス（Ｉ
／Ｆ）８６は図２，図３に示す位置指令信号（ＰＴｓ）
出力用で、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）８８は自機のス
ライド速度（位置）相当信号（θｋ）の検出用で、イン
ターフェイス（Ｉ／Ｆ）９１は停止状態保持ブレーキ１
９の制御信号用で、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）９２は
ワーク搬送装置１００の制御信号用である。

【００４６】また、入出力ポート（Ｉ／Ｏ）９５は図７
に示す直流リアクトル（７７）を可変型とした場合にそ
のインダクタンスＬの値を指定されたプレス運転速度
（ｓｐｍ）および成形荷重（負荷）に対応する値に自動
的に選択設定するための信号出力用である。この実施の
形態では、操作パネル８４を用いてインダクタンス値の
自動選択設定モードを指定した場合に自動選択設定制御
手段（ＣＰＵ８１，ＲＯＭ８２）が働き自動選択設定信
号を出力する。入出力ポート（Ｉ／Ｏ）９６は図７に示
すスイッチ７８をＯＮ／ＯＦＦ切替えするための切替信
号出力用である。

【００４７】このスイッチ７８は、ＯＮ状態で直流回路
（Ｐ極側）に接続された起動時抵抗７９を短絡する。つ
まり、起動時に初期状態（ＯＦＦ状態）で、起動後一定
時間経過後にスイッチ切替制御手段（ＣＰＵ８１，ＲＯ
Ｍ８２）が働きＯＮ状態に切替える。起動時とは、コン
デンサ（７５）が初期未充電状態において電圧交流電源
設備９０がＯＮされた時である。なお、必要によって、
例えば、このスイッチ７８と連動させた直流リアクトル
（７７）の放電用回路を設けることができる。

【００４８】かくして、起動時の極短時間（例えば、１
Ｓｅｃ）だけ起動時抵抗７９が挿入された状態になるの
で、コンデンサ（７５）が初期電圧（例えば、０Ｖ）で
あっても、詳細は後記する直流リアクトル（７７）のイ
ンダクタンス（Ｌ）値が超大型でなくても、交流電源設
備９０から電解コンデンサ７５へ流れ込む電流を制限す
ることができる。つまり、過電流によるコイル７７の焼
損や過電圧による電解コンデンサ７５の破壊を防止する
ことができる。一定時間経過後は、起動時抵抗７９が切
離された場合と同様な状態になるので、起動時抵抗７９
による電力消費はない。

【００４９】以下では、各種の固定情報，制御プログラ
ム，演算（算出）式等は、ＲＯＭ８２に固定的に格納さ
れまたはメモリ８３Ｍに書換え可能に記憶保持されてい
るものとして説明するが、これらは書換え可能な記憶保
持型の他メモリやハードディスク装置（ＨＤＤ）等に格
納させておくように形成してもよい。

【００５０】各設定選択指令部５０は、速度設定器（５
１…図面上では符号省略），モーションパターン選択器
（５２…図面上では符号省略）およびモーション指令部
（５３…図面上では符号省略）を含み、位置速度制御部
６０に図３に示す設定スライド位置信号（設定選択モー
ション指令信号）ＰＴｓを出力可能に形成されている。

【００５１】操作パネル８４，スライドモーションパタ
ーンやパターン選択制御プログラムを格納させたＲＯＭ
８２およびＣＰＵ８１から形成されたモーションパター
ン選択器（５２）を用いて予め設定記憶された複数のモ
ーションパターン（経過時間ｔ−スライド位置ＰＴ）
［または、クランク角度θｋ−スライド位置ＰＴ］の中
から希望のモーションパターン（ｔ−ＰＴカーブ）を選
択することができる。選択されたモーションパターン
（ｔ−ＰＴカーブ）は、速度設定器（５１）を用いて設
定されたモータ回転速度（乃至ｒｐｍ…スライド速度）
［いわゆるスライドストローク数（ＳＰＭ）］とともに
モーション指令部（５３）に出力される。

【００５２】速度設定器（５１）は、操作パネル８４か
ら形成され、モータ３０の回転速度［例えば、４５５ｒ
ｐｍ（×減速比γ）］を“手動”で設定することができ
る。“自動”を選択した場合には、予め選択設定されて
いた最高回転速度［例えば、６５ｒｐｍ（×減速比
γ）］が選択されたものとして取扱われる。なお、速度
設定器（５１）をＳＰＭ設定器としてＳＰＭを直接設定
するように形成してもよい。

【００５３】モーション指令プログラムを格納させたＲ
ＯＭ８２およびＣＰＵ８１から形成されたモーション指
令部（５３）は、位置パルスの払出し方式構造で、選択
されたモーションパターン（ｔ−ＰＴカーブ）に則り位
置指令パルスＰＴｓを出力する。

【００５４】例えば、速度設定器（５１）を用いて設定
されたモータ回転速度が４５０ｒｐｍ（γ＝１／７）
で、エンコーダ３５から１回転（３６０度）当りに出力
されるパルス数が１００万パルスで、払出しサイクルタ
イムが５ｍＳである場合は、１サイクル（５ｍＳ）毎に
出力されるパルス数は、３７５００パルス［＝（１００
００００×４５０）／（６０）×０．００５］となる。

【００５５】なお、速度設定器（５１），モーションパ
ターン選択器（５２）およびモーション指令部（５３）
は、各コンピュータ８０に接続可能なセッター，ロジッ
ク回路，シーケンサ等から構成してもよい。

【００５６】図３において、位置速度制御部６０は、位
置比較器６１，位置制御部６２，速度比較器６３，速度
制御部６４を含み、電流制御部７１に電流指令信号Ｓｉ
を出力可能に形成されている。なお、速度検出器３６
は、図示上の便宜性から位置速度制御部６０に含めた形
で表現した。

【００５７】まず、位置比較器６１は、モーション指令
部（５３）［８１，８２］の位置指令信号出力用インタ
ーフェイス８６から入力された設定スライド位置信号
（目標値信号）ＰＴｓとエンコーダ３５（減速比γを勘
案すれば、３７を利用しても実施することができる。）
で検出された実際のスライド位置フィードバック信号Ｆ
ＰＴ［θｍ＝（１／γ）・θｋ］とを比較して、位置偏
差信号△ＰＴを生成出力する。

【００５８】位置制御部６２は、入力された位置偏差信
号△ＰＴを累積し、それに位置ループゲインを乗じ、速
度信号Ｓｐを生成出力する。速度比較器６３は、この速
度信号Ｓｐと速度検出器３６からの速度信号（速度フィ
ードバック信号）ＦＳとを比較して、速度偏差信号△Ｓ
を生成出力する。

【００５９】速度制御部６４は、入力された速度偏差信
号△Ｓに速度ループゲインを乗じ電流指令信号Ｓｉを生
成して電流制御部７１に出力する。この電流指令信号Ｓ
ｉは、実質的にはトルク信号であるが、スライド下降中
はプレス負荷が加わらないのでモータトルクがほぼ一定
で回転速度の増減をするために必要なものでよいから、
荷重値制御中の場合に比較して信号レベルは小さい。

【００６０】モータ駆動制御部（モータ駆動制御回路）
７０は、電流制御部７１とＰＷＭ制御部（ドライバー
部）７２と相信号生成部４０とから構成されている。

【００６１】電流制御部７１は、図４に示す各相（Ｕ，
Ｖ，Ｗ）用電流制御部７１Ｕ，７１Ｖ，７１Ｗからな
る。例えばＵ相電流制御部７１Ｕは、電流指令信号（ト
ルク信号相当）ＳｉとＵ相信号Ｕｐとを乗算してＵ相目
標電流信号Ｕｓｉを生成し、引続きＵ相目標電流信号Ｕ
ｓｉと実際のＵ相電流信号Ｕｉとを比較して電流偏差信
号（Ｕ相電流偏差信号）Ｓｉｕを生成出力する。他の
Ｖ，Ｗ相電流制御部７１Ｖ，７１Ｗでも、Ｖ，Ｗ相電流
偏差信号Ｓｉｖ，Ｓｉｗが生成出力される。

【００６２】この電流制御部７１に入力される相信号Ｕ
ｐ，Ｖｐ，Ｗｐは、相信号生成部４０で生成される。７
３は、相モータ電流検出器で、各相電流（値）信号Ｕ
ｉ，Ｖｉ，Ｗｉを検出して電流制御部７１へフィードバ
ックする。

【００６３】ＰＷＭ制御部（ドライバー部）７２は、図
５（Ａ），（Ｂ）に示すパルス幅変調を行う回路（図示
省略）と図６のアイソレーション回路７２Ａと図７に示
すドライバー７２Ｂとからなり、図３の電流制御部７１
から出力される各相の電流偏差信号Ｓｉｕ，Ｓｉｖ，Ｓ
ｉｗからＰＷＭ変調され、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍｕ，Ｓｐ
ｗｍｖ，Ｓｐｗｍｗを生成する。

【００６４】ドライバー７２Ｂは、図７に示す如く、各
相用の各１対のトランジスタを含むスイッチング（イン
バータ）回路からなり、各ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍでスイッ
チング（ＯＮ／ＯＦＦ）制御され、各相モータ駆動電流
Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをモータ各相にそれぞれ出力すること
ができる。

【００６５】このドライバー（ドライバー回路）７２Ｂ
は、各相用の整流ダイオードＤを含む整流回路（コンバ
ータ）９５に接続され、この整流回路９５は元電源［３
相（Ｒ，Ｓ，Ｔ）交流電源］を供給する交流電源設備９
０に接続されている。

【００６６】整流回路９５とドライバー回路（７２Ｂ）
との間で直流電路の両極（Ｐ，Ｎ）間にモータ３０の減
速時に生じる回生電圧による電圧上昇を防止するための
回生電圧上昇防止用コンデンサ（７５）が接続されてい
る。

【００６７】この回生電圧上昇防止用コンデンサ７５の
容量は、条件式［１．０２（Ｔｂ−ｋ×Ｔｍ）（Ｎ／
２）≦（１／２）×（ＣＶ０２）］を満たすものとして
選択されている。ここで、コンデンサ容量決定用のため
の、Ｔｂは制動トルク（Ｋｇ・ｍ）、Ｔｍはモータトル
ク（Ｋｇ・ｍ）、ｋはモータ内部損失定数、Ｎは減速開
始速度（ｒｐｍ）、Ｃはコンデンサ容量（Ｆ）で、Ｖ０
はコンデンサ耐圧特性用の直流回路電圧（Ｖ）である。

【００６８】例えば、Ｔｂ＝１００Ｋｇ・ｍ、Ｔｍ＝２
００Ｋｇ・ｍ、ｋ＝０．２２、Ｎ＝５００ｒｐｍおよび
Ｖ０＝３８０Ｖ（電源電圧が２００Ｖの場合）とすれ
ば、Ｃ＝０．２Ｆになる。なお、電源電圧が４００Ｖの
場合には、Ｖ０＝７６０Ｖとする。因みに、図１４の平
滑コンデンサＣの容量は、６８００μＦ〜１３６００μ
Ｆ程度である。

【００６９】この回生電圧上昇防止用コンデンサは、平
滑コンデンサ（図１４のＣ相当）を兼用するとともに、
電解コンデンサ７５から形成されている。なお、電解コ
ンデンサ７５の経時的容量抜けに対するバックアップ用
としての回生電圧上昇防止用抵抗（図示省略）を設ける
ことができる。この回生電圧上昇防止用抵抗は、当該電
解コンデンサ（７５）と並列に接続すればよい。

【００７０】図７において、整流回路９５とドライバー
回路（７２Ｂ）との間でかつ回生電圧上昇防止用コンデ
ンサ（７５）の前段（整流回路９５）側には、交流電源
設備９０の電源電流ピーク値を抑制（低減化）するため
の役割を持たせた直流リアクトル（直流回路に挿入され
たリアクトル）が接続されている。直流リアクトルは、
この実施形態では、鉄心入りのコイル７７から形成され
ている。

【００７１】プレス運転中において、コンデンサ（７
５）に蓄積されたエネルギーがプレス成形によって消費
され、その充電側端子電圧が所定の電圧［例えば、２８
０Ｖ（電源電圧が２００Ｖの場合）］以下に落ちると、
交流電源設備９０からコンデンサ（７５）に充電電流が
急峻に流入しようとする。これを当然とするならば、最
小的な時間でコンデンサ（７５）を充電することができ
るが、交流電源設備９０の規模（使用可能電流値）を非
常に大型（例えば、実効値でピーク８０Ａ以上）にしな
ければならない。

【００７２】かくして、リアクトルの限流作用（電源電
流ピーク値の低減化）を利用して交流電源設備９０の小
型化を図ることを期待する一般的な使用例では、直流リ
アクトル（または、交流リアクトル）のインダクタンス
Ｌの値を、例えばコスト的に容認される限りにおいて、
大きな値に選択される傾向にある。この場合、充電時間
の変化を問題とすることは少ない。リアクトルの高調波
成分除去作用を期待する一般的な使用例の場合も同様で
ある。

【００７３】しかしながら、電源電流ピーク値の抑制の
みの観点からインダクタンスＬの値を過大（例えば、９
０ｍＨ以上）にした場合を考えると、電源電流ピーク値
を大幅に低減できるがコンデンサ（７５）へのエネルギ
ー補充時間が大幅に延びてしまう。つまり、コンデンサ
（７５）の端子電圧が所定の電圧値（例えば、２８０Ｖ
以下）に低下してしまうので、プレス運転を連続して行
えなくなる。

【００７４】プレス機械、特に本発明に係るサーボモー
タ駆動方式［プレス運転速度（ｓｐｍ），成形荷重や成
形態様の選択切替え性が広い。］のプレス機械１０にお
いては、指定プレス運転速度（例えば、６５ｓｐｍ）を
順守したプレス運転を継続できなくなってしまう。つま
り、プレス機械では、製品種別や品質等に対応するもの
として指定されたプレス成形荷重（負荷）並びに生産性
を満たすものとして指定されるプレス運転速度（ｓｐ
ｍ）を順守したプレス運転を行うことができなければ、
電源電流ピーク値を抑制することができかつ交流電源設
備９０の容量（電源電流ピーク値）の小型（低減）化を
図ることができたとしても、主客転倒で意味がない。こ
の点に関して、フライホイールに蓄積されたエネルギー
を利用する従来プレス機械では問題とせずかつその観念
も生じない。本プレス機械１０に固有で新たな解決すべ
き問題点であると認識する。

【００７５】かくして、この発明では、直流リアクトル
（コイル７７）のインダクタンスＬの値を、単なる限流
作用を目的とするのでなく、プレス運転開始前（乃至運
転中）に指定（変更指定）された成形荷重（例えば、８
１ｔｆ）でのプレス成形を指定されたプレス運転速度
（例えば、６５ｓｐｍ）で連続的に確実かつ安定して実
行可能な値に選択している。

【００７６】詳しくは、選択根拠を実際のプレス運転を
通した計測データ（図８〜図９を参照。）を用いて説明
する。まず、インダクタンス値を含むプレス運転条件の
異なる場合の電源電圧ピーク値等を比較的に説明するた
めの図表である図８において、最左欄（第１欄）の「テ
スト番号（Ｎｏ．）」中の第１項目の“１”，“２”，
“３”，“４”は第３欄の指定された「プレス運転速度
（ｓｐｍ）」がそれぞれ“１０”，“２５”，“４
０”，“６５”であり、第２項目の“Ａ”，“Ｂ”，
“Ｃ”は第２欄の接続された直流リアクトルのインダク
タンス値（ｍＨ）がそれぞれ“１０”，“２０”，“５
０”である場合を示す。

【００７７】但し、「テスト番号（Ｎｏ．）」中の第１
項目が“４”で第３欄の「プレス運転速度（ｓｐｍ）」
が“６５”であるケースでは、第４項目の「板厚（ｍ
ｍ）」が“４．５”に関しては各ケース（インダクタン
ス値が“１０”，“２０”，“５０”）ごとについて記
したが、「板厚（ｍｍ）」が“１．６”，“２．３”，
“３．２”に関してはインダクタンス値が“５０”のケ
ースのみを記しインダクタンス値が“１０”，“２０”
のケースについては記載を省略した。また、「テスト番
号（Ｎｏ．）」が“１”，“２”，“３”で「プレス運
転速度（ｓｐｍ）」が“１０”，“２５”，“４０”で
あるケースについては「板厚（ｍｍ）」が“４．５”の
みについて記しその他の“１．６”，“２．３”，
“３．２”に関しては記載を省略した。記載省略ケース
の各値は、記載ケースの各値および傾向から類推できる
からである。

【００７８】なお、測定器は日置３２６５クランプオン
ＡＣ／ＤＣハイテスタ（日置製）を用い、電流測定波形
はＤＣレンジの生成形出力（１００Ａ／１Ｖ）［図９
（Ａ）を参照］で、交流電源設備９０の電磁接触器の１
次ケーブルにクランプして測定した。また、記録器は表
示画面を有する横河ＤＬ１２００（横河製）を用いた。

【００７９】図８おいて、プレス成形時の負荷（計算荷
重）が同一（例えば、８１ｔｆ）かつプレス運転速度が
同一［例えば、１０ｓｐｍ（２５ｓｐｍ、４０ｓｐｍあ
るいは６５ｓｐｍ）］のケースでは、インダクタンスＬ
の値が大きく（１０ｍＨ、２０ｍＨ、５０ｍＨ）なる程
に、電源電流ピーク値が比例的に小さく［９０Ａ，７５
Ａ，５０Ａ（９５Ａ，７５Ａ，５０Ａ、９０Ａ，７５
Ａ，４５Ａあるいは１００Ａ，７５Ａ，５０Ａ）］なっ
ている。直流リアクトル（７７）の限流作用に従うこと
明白である。

【００８０】因みに、これと同一条件（８１ｔｆ，６５
ｓｐｍ）でインダクタンスＬの値が２ｍＨのコイル７７
を接続した場合、電源電流ピーク値が１５０Ａ（実効値
で１０６Ａ）であつたことを確認している。これからし
て、回生電圧上昇防止用コンデンサ（７５）を設けただ
けで直流リアクトル（７７）を設けない場合には、電源
電流ピーク値が１５０Ａ（実効値で１０６Ａ）以上にな
ることは明白である。

【００８１】しかし、負荷（計算荷重）が同一（例え
ば、８１ｔｆ）でかつインダクタンスＬの値が同一［例
えば、１０ｍＨ（２０ｍＨあるいは５０ｍＨ）］でも、
プレス運転速度が高く（１０ｓｐｍ、２５ｓｐｍ、４０
ｓｐｍ、６５ｓｐｍ）なるケースでは、電源電流ピーク
値は９０Ａ，９５Ａ，９０Ａ，１００Ａ（９０Ａ，９５
Ａ，９０Ａ，１００Ａあるいは５０Ａ，５０Ａ，４５
Ａ，５０Ａ）となり、電源電流ピーク値がプレス運転速
度に必ずしも比例的に小さくなるとは言えない。

【００８２】また、インダクタンスＬの値を同一（例え
ば、５０ｍＨ）としかつプレス運転速度を同一（６５ｓ
ｐｍ）として、負荷（計算荷重）を大きく（２９ｔｆ，
４１ｔｆ，６０ｔｆ，８１ｔｆ）したケース（Ｎｏ．が
４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｃ３，４Ｃ４である。）では、電源
電流ピーク値は５５Ａ，６５Ａ，６５Ａ，５０Ａ）とな
り、電源電流ピーク値が必ずしも負荷（計算荷重）の大
きさに比例的に大きくなるとは言えない。

【００８３】ここに、インダクタンスＬの値が５０ｍＨ
でプレス運転速度が６５ｓｐｍであるケース（４Ｃ１，
４Ｃ２，４Ｃ３，４Ｃ４）ごとの電源電流波形を図９
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に示す。スケールは図
９（Ａ）に示すように横軸１目盛が５００ｍＳｅｃで、
縦軸１目盛が５００ｍＶ（５０Ａ）である。

【００８４】図９（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に示
すように各ケースとも、直流リアクトル（７７）を通し
てコンデンサ（７５）にエネルギー補給されている時間
が、約０．９Ｓｅｃ未満であることが解る。すなわち、
選択設定されたプレス速度（６５ｓｐｍ）でのプレス運
転を連続的に確実に行える。因みに、６５ｓｐｍでの１
行程（クランク軸１２の１回転…スライド１７の上下１
往復）に要する時間Ｔは、約０．９２Ｓｅｃである。

【００８５】また、比較的に軽荷重（２９ｔｆ，４１ｔ
ｆ，６０ｔｆ）である場合［図９（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ）］では、前回プレス成形後で次回プレス成形に備
えるためのスライド加速時に電源電流値が急激に増大し
ピーク到達後に次第に減少する１山連続波形であるのに
対して、比較的に重荷重（８１ｔｆ）の場合［図９
（Ｄ）］ではスライド加速時用の電流波形Ｉａとプレス
成形用の電流波形Ｉｐとの２山連続波形である。

【００８６】すなわち、図９（Ｄ）の場合では、許容充
電可能時間（約０．９２Ｓｅｃ）中は、疎である他の場
合［図９（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）］に比較して連続的に
密に充電されている。同様な２山連続波形になる図１０
（インダクタンス値が２０ｍＨである。）や図１１（イ
ンダクタンス値が１０ｍＨである。）の場合に比較すれ
ば、その差は顕著である。

【００８７】すなわち、電源電流ピーク値（５０Ａ）以
下に抑制したままの状態では、補給すべきエネルギー量
（電流波形の積分値相当…電流波形の面積）を図９
（Ｄ）に示す場合のエネルギー量以上にすることはでき
ない。つまり、時間経過とともにコンデンサ（７５）の
電圧が所定電圧よりも低圧に落ちてしまうので、連続プ
レス運転ができなくなってしまうと理解される。

【００８８】かくして、この第１の実施の形態では、プ
レス運転速度が最速の６５ｓｐｍで、成形荷重が最大の
８１ｔｆであり、設置されている交流電源設備９０の最
大電流ピーク値が実効値４０Ａである場合を想定して、
図８のケース（４Ｃ４）に対応する図９（Ｄ）に示すよ
うに電源電流ピーク値を５０Ａ（実効値で３５Ａ）に抑
制しつつ指定プレス運転条件（６５ｓｐｍ，８１ｔｆ）
下で連続運転を確実かつ安定して行えるものとして、コ
イル７７のインダクタンス値を５０ｍＨに選択してあ
る。

【００８９】なお、上記したテストは、連続プレス運転
を維持可能とする充電時間範囲（１行程用の０．９２Ｓ
ｅｃ内）で行ったが、運用の実際では次のようにすると
一段と安定したプレス運転ができると理解される。つま
り、１行程（時間Ｔ）中の（１／６）Ｔがプレス成形領
域用の時間で、（５／６）Ｔがその余の領域用の時間と
される一般的時間管理要件を満たす時間０．７７Ｓｅｃ
［＝０．９２×（５／６）］内でコンデンサ（７５）に
必要エネルギーを補給（充電）可能とするように構築す
るのが好ましい。この意味において、ケース（４Ｃ４）
の場合に比較してインダクタンス値を大きく（例えば、
９０ｍＨ）したケース（補給時間が１Ｓｅｃ以上になっ
てしまう。）については、連続プレス運転不能ゆえに図
８に記載していない。

【００９０】かかる第１の実施の形態に係るプレス機械
１０では、交流電源設備９０側の電磁接触器をＯＮす
る。この起動時には図７のスイッチ７８がＯＦＦ状態で
あるから起動時抵抗７９が働き、交流電源設備９０から
流れ込む電流の過電流化を阻止する。この過渡的工程
（例えば、０．７Ｓｅｃ）終了後にスイッチ７８がＯＮ
状態に切替えられるので、起動時抵抗７９が外れ無駄な
電力消費を防止できる。

【００９１】そして、整流回路９５が交流電源設備９０
からの交流電源を整流する。ドライバー回路（７２Ｂ）
は、整流後の直流電源を利用してモータ駆動制御用電源
（交流電源…各相モータ駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）を
生成出力する。これにより、モータ３０が回転制御され
クランク軸１２が回転しスライド１７を昇降起動するこ
とができる。

【００９２】なお、直流リアクトル（７７）が可変型と
されている場合には、操作パネル８４を用いてインダク
タンス値自動設定モードが指定されかつプレス運転条件
［プレス運転速度（例えば、６５ｓｐｍ）および成形荷
重（例えば、８１ｔｆ）］が指定されると、自動選択設
定制御手段（ＣＰＵ８１，ＲＯＭ８２）が働き可変型直
流リアクトル（７７）に関与してそのインダクタンス値
を自動調整しつつ指定運転条件（６５ｓｐｍ，８１ｔ
ｆ）でのプレス運転を維持可能な範囲内で電源電流ピー
ク値を抑圧可能な値（この場合は、５０ｍＨ）に選択設
定される。取扱いが一段と容易で、直流リアクトル（７
７）の過度な大型化を防止することができる。

【００９３】モータ減速時には、モータ３０から発生し
た逆起電力は条件式を満たすものとして選択された容量
（０．２Ｆ）の回生電圧上昇防止用コンデンサ（７５）
で吸収されエネルギーとして蓄積される。回生電圧の上
昇（過電圧化）を防止することができる。抵抗熱変換方
式の場合（図１４）に比較して熱損失がない。また、直
接回生回路方式の場合（図１５）に比較して格別の直接
回生回路を設ける必要がない。

【００９４】一方、プレス成形時には、回生電圧上昇防
止用コンデンサ（７５）からドライバー回路（７２Ｂ）
にエネルギーが放出（供給）される。つまり、最大負荷
（荷重）相当の全電力量を交流電源設備９０のみから直
接に供給する必要がない。この点からも、交流電源設備
９０の小容量化を図れるとともにスライド速度の増速時
や再起動時にもレスポンスが早く安定した運転ができ
る。

【００９５】このプレス成形によりエネルギーが消費さ
れ電解コンデンサ７５の端子電圧が所定の電圧［例え
ば、２８０Ｖ（電源電圧が２００Ｖの場合）］以下に低
下すると、交流電源設備９０から電解コンデンサ７５に
充電電流が急峻に流入しようとする。この際、前段の直
流リアクトル（７７）が働きその限流作用により電源電
流ピーク値を図８のケース（４Ｃ４）および図９（Ｄ）
に示す場合の“５０Ａ”に抑制する。しかも、直流リア
クトル（７７）のインダクタンス値は、指定された成形
荷重（８１ｔｆ）でのプレス成形を指定されたプレス運
転速度（６５ｓｐｍ）で連続的に実行可能な値（５０ｍ
Ｈ）として選択されている。

【００９６】したがって、交流電源設備９０の小容量化
（電源電流ピーク値の低減化）を図れる。つまり、上記
したピーク実効値が４０Ａ容量である交流電源設備９０
で十分である。

【００９７】また、交流電源設備９０からの交流電源を
整流回路９５で整流した際のリップルを平滑コンデンサ
（回生電圧上昇防止用コンデンサ７５）の働きにより除
去できるので、整流後の直流電源の平滑化を促進でき
る。しかも、平滑コンデンサ（７５）が回生電圧上昇防
止用コンデンサ７５を兼用する構造であるから、回路全
体の簡素化を図れる。さらに、直流リアクトル７７によ
ってモータ３０やスイッチング回路（７２Ｂ）から発生
する高調波成分を抑制することができる。

【００９８】なお、プレス運転時間に伴い電解コンデン
サ（回生電圧上昇防止用コンデンサ）７５の容量が経時
的容量抜けにより低下することがあることに備え、所定
の回生電圧上昇防止効果を維持するためのバックアップ
（回生電圧上昇防止）用抵抗を設けることも可能であ
る。

【００９９】（第２の実施の形態）この第２の実施の形
態に係るプレス機械システムを図１３に示す。すなわ
ち、プレス機械システムは、構成・機能が第１実施形態
の場合（図１〜図７）と同様とされたプレス機械１０の
複数台（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）を具備しか
つ各プレス機械１０の各モータ駆動制御回路７０［９５
Ａ，９５Ｂ，９５Ｃ，９５Ｄ（７０Ａ，７０Ｂ，７０
Ｃ，７０Ｄ）］を共通１台の交流電源設備９０Ｔに接続
してなる。

【０１００】かくして、各プレス機械１０の電源電流ピ
ーク値を図８のケース（４Ｃ４）に示す５０Ａ（実効値
で３５Ａ）に抑制することができるから、各モータ駆動
制御回路７０に共通な交流電源設備９０Ｔの一段の小型
化（ピーク実効値で１４０Ａ＝３５×４）を図れる。つ
まり、直流リアクトル（７７）を設けない場合の電源電
流ピーク値（例えば、１５０Ａ）による交流電源設備９
０Ｔの容量（ピーク電流値）が６００Ａ（＝１５０×
４）の場合に比較して大幅な設備小型化および低コスト
化を達成できる。

【０１０１】一方、交流電源設備９０Ｔが例えば既設設
備である場合、総電流ピーク値がその容量（ピーク電流
値）内に制限される状況下における構成プレス機械台数
の選択自由性を拡大することができる。プレス運転速度
（指定ｓｐｍ）が担保されるので、システム全体での生
産性を維持できる。

【０１０２】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、モータ減速時
にはモータから発生した逆起電力を回生電圧上昇防止用
コンデンサで吸収可能かつエネルギーとして蓄積してモ
ータ加速時にドライバー部に放出可能であるとともに回
生電圧上昇防止用コンデンサにエネルギー補給する際の
電源電流ピーク値を直流リアクトルを用いて低減化可能
に形成されたプレス機械であるから、次のような優れた
効果を奏し得る。 モータ減速時の回生電圧の上昇（過電圧化）を防止
することができる。抵抗熱変換方式の場合に比較して熱
損失がない。また、直接回生回路方式の場合に比較して
格別の直接回生回路を設ける必要がない。 プレス成形によりコンデンサ蓄積エネルギーが消費
された場合に交流電源設備からコンデンサにエネルギー
補給（電流補給）する際の電源電流ピーク値を直流リア
クトルの働きで抑制できるから、交流電源設備の大幅な
小容量化（ピーク電流値の低減化）を図れる。 プレス成形（最大負荷相当）時の全電力量を交流電
源設備から供給する必要がない。この点からも、交流電
源設備の小容量・小型化および低コスト化を図れるとと
もにスライド速度の増速時にもレスポンスが早く安定し
た運転ができる。

【０１０３】また、請求項２の発明によれば、回生電圧
上昇防止用コンデンサが条件式［１．０２（Ｔｂ−ｋ×
Ｔｍ）（Ｎ／２）≦（１／２）×（ＣＶ０２）］を満た
すものとされているので、請求項１の発明の場合と同様
な効果を奏することができることに加え、さらにコンデ
ンサ容量を必要最小限的とすることができる。したがっ
て、コンデンサユニットの選択が容易で低コスト化およ
びレイアウト自由度の拡大化ができる。

【０１０４】さらに、請求項３の発明によれば、可変型
の直流リアクトルのインダクタンス値が指定されたプレ
ス運転速度および成形荷重に対応する値に自動的に選択
設定可能に形成されているので、請求項３の発明によれ
ば、システムを構成する各プレス機械が請求項１および
請求項２の各発明（プレス機械）の場合と同様な効果を
奏することができることに加え、さらに取扱いが一段と
容易で、直流リアクトルの過度な大型化を防止すること
ができる。

【０１０５】請求項４の発明によれば、請求項１から請
求項３までのいずれか１項に記載されたプレス機械の複
数台を具備し、各プレス機械（モータ駆動制御回路）を
共通１台の交流電源設備に接続してなるプレス機械シス
テムであるから、各プレス機械が請求項１から請求項３
までの各発明の場合と同様な効果を奏することができる
ことに加え、さらに総電源電流ピーク値を抑制すること
ができる。したがって、各モータ駆動制御回路用に共通
な交流電源設備の大幅な小型化を達成できるとともに、
構成プレス機械台数の選択性を多様・拡大化することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプレス機械の
側面図である。

【図２】同じく、設定選択指令部（コンピュータ）、位
置速度制御部およびモータ駆動制御部を説明するための
ブロック図である。

【図３】同じく、位置速度制御部およびモータ駆動制御
部の詳細を説明するための回路図である。

【図４】同じく、電流制御部を説明するための回路図で
ある。

【図５】同じく、パルス幅変調動作を説明するための図
である。

【図６】同じく、アイソレーション回路を説明するため
の図である。

【図７】同じく、電源電流ピーク値抑制型かつエネルギ
ー蓄積方式の回生電圧上昇防止用回路を説明するための
図である。

【図８】同じく、インダクタンス値を含むプレス運転条
件の異なる場合の電源電圧ピーク値等を比較的に説明す
るための図表である。

【図９】同じく、選択された値（５０ｍＨ）の直流リア
クトルを接続した場合の電源電流ピーク値等を説明する
ための電源電流波形図である。

【図１０】同じく、選択された値（２０ｍＨ）の直流リ
アクトルを接続した場合の電源電流ピーク値等を説明す
るための電源電流波形図である。

【図１１】同じく、選択された値（１０ｍＨ）の直流リ
アクトルを接続した場合の電源電流ピーク値等を説明す
るための電源電流波形図である。

【図１２】駆動機構の変形例を説明するための図であ
る。

【図１３】本発明の第２の実施形態に係るプレス機械シ
ステムを説明するためのブロック図である。

【図１４】従来例（抵抗熱変換方式）を説明するための
図である。

【図１５】従来例（直接回生回路方式）を説明するため
の図である。

【符号の説明】

１０ プレス機械 １１ クランク機構（駆動機構） １２ クランク軸 １３ メインギヤ（ギヤ） １７ スライド ３０（３０Ａ） ＡＣサーボモータ（モータ） ３０Ｇ ピニオン ３２ ボールスクリュー（ねじ）［駆動機構］ ３５ モータ軸用エンコーダ ３７ クランク軸用エンコーダ ４０ 相信号生成部 ６０ 位置速度制御部 ７０ モータ駆動制御部（モータ駆動制御回路） ７１ 電流制御部 ７２Ａ アイソレーション回路 ７２Ｂ ドライバー（ドライバー回路） ７５ 電解コンデンサ（回生電圧上昇防止用コンデン
サ） ７７ コイル（直流リアクトル） ７８ 起動時抵抗 ７９ スイッチ ８０ パソコン（設定選択指令部） ９０（９０Ｔ） 交流電源設備 ９５ 整流回路 ９７ 直接回生回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動機構を介したモータの回転によりス
   ライドを昇降させつつプレス成形するプレス機械におい
   て、 前記モータ用のモータ駆動制御回路を交流電源設備に接
   続された整流回路とこの整流回路に接続されたモータ駆
   動制御用電源を生成出力するドライバー回路とから形成
   され、 整流回路とドライバー回路との間で直流電路両極間に回
   生電圧上昇防止用コンデンサが接続されかつこの回生電
   圧上昇防止用コンデンサの前段側に交流電源設備の電源
   電流ピーク値を抑制するための直流リアクトルが接続さ
   れ、 この直流リアクトルのインダクタンスが、指定された成
   形荷重での前記プレス成形を指定されたプレス運転速度
   で連続的に実行可能な値として選択されていることを特
   徴とする、プレス機械。
2. 【請求項２】 前記回生電圧上昇防止用コンデンサが、
   制動トルク（Ｋｇ・ｍ）をＴｂ，モータトルク（Ｋｇ・
   ｍ）をＴｍ，モータ内部損失定数をｋ，減速開始速度
   （ｒｐｍ）をＮ，コンデンサ容量（Ｆ）をＣおよび直流
   回路電圧（Ｖ）をＶ０とした場合に次の条件式［１．０
   ２（Ｔｂ−ｋ×Ｔｍ）（Ｎ／２）≦（１／２）×（ＣＶ
   ０２）］を満たすものとされている、請求項１記載のプ
   レス機械。
3. 【請求項３】 前記直流リアクトルがインダクタンス値
   可変型とされ、直流リアクトルのインダクタンス値が指
   定されたプレス運転速度および成形荷重に対応する値に
   自動的に選択設定可能に形成されている、請求項１また
   は請求項２記載のプレス機械。
4. 【請求項４】 請求項１から請求項３までのいずれか１
   項に記載されたプレス機械の複数台を具備しかつ各プレ
   ス機械の各モータ駆動制御回路を共通１台の前記交流電
   源設備に接続してなるプレス機械システム。