JP2010120043A - ダイクッション装置及びそれを備えるプレス機械 - Google Patents

Abstract

【課題】プレス機械を停止させた後、再び駆動させることが容易なダイクッション装置及びそれを備えるプレス機械を提供すること。
【解決手段】本発明は、プレス機械１０１でワークＷをプレスする際のワークＷに伝わる下方へのプレス圧に対応してワークＷを上方に付勢するクッション圧をワークＷの周縁に付加するためのダイクッション装置１００において、クッションパッド１１と、該クッションパッド１１の下面に設けられた油圧室１６と、該油圧室１６に連結された支杆１２を介してクッションパット１１にクッション圧を付与する付勢装置と、油圧室１６に充填された油が流出入可能となるように連通され、油圧室１６にプレス圧に対応する過負荷防止圧を付与可能な過負荷防止装置２０と、を備え、プレス圧が過負荷防止圧を超えたとき、油圧室１６に充填された油を過負荷防止装置２０内に流入させるダイクッション装置１００である。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダイクッション装置及びそれを備えるプレス機械に関する。

一般にワークをプレス加工するプレス機械においては、プレス中、ワークにシワが発生しないように、ダイクッション装置が設けられる。
かかるダイクッション装置は、プレス機械でワークをプレスする際のワークに伝わる下方へのプレス圧に対応してワークを上方に付勢するためのクッション圧をワークの周縁に付与するものである。

ところで、一般に、プレス機械においては、機械保護の目的でオーバーロードプロテクタが設けられる。
また、現在最も多く用いられている空圧式ダイクッション装置は、オーバーロードプロテクタを備えないが、機械駆動式ダイクッション装置の場合は慣性質量が大きくなる場合が多く、特に衝突時の衝撃圧が過大となりやすいため、この場合、オーバーロード装置を備えたダイクッション装置が注目されている。

例えば、油圧室の油圧が最高使用圧力になったとき、オーバーロードプロテクタが、油圧室の油を流出させ、圧力を除去させるようになっているダイクッション装置が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。かかるダイクッション装置によれば、プレス機械各部の破損を防げる。
特開平８−１１８０８３号公報 特開２００６−１５４０７号公報

しかしながら、上記特許文献１及び２に記載のオーバーロード防止装置を含む従来のオーバーロード防止装置は、プレス機械の駆動を停止させると共に、油圧室の油を流出させるので、プレス機械を再び駆動させる場合、排出した油を油圧室に再充填する必要がある。
このため、プレス機械の再駆動には時間がかかる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、プレス機械を停止させた後であっても、直ぐにプレス機械を再駆動させることができるダイクッション装置及びそれを備えるプレス機械を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、ダイクッション装置が、油圧室に充填された油が流出入可能となるように連通された過負荷防止装置を備えることにより、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、（１）プレス機械でワークをプレスする際のワークに伝わる下方へのプレス圧に対応してワークを上方に付勢するクッション圧をワークの周縁に付加するためのダイクッション装置において、クッションパッドと、該クッションパッドの下面に設けられた油圧室と、該油圧室に連結された支杆を介してクッションパッドにクッション圧を付与する付勢装置と、油圧室に充填された油が流出入可能となるように連通され、油圧室にプレス圧に対応する過負荷防止圧を付与可能な過負荷防止装置と、を備え、プレス圧が過負荷防止圧を超えたとき、油圧室に充填された油を過負荷防止装置内に流入させるダイクッション装置に存する。

本発明は、（２）過負荷防止装置が、油を収容可能な油貯留室と、該油貯留室に過負荷防止圧を付与する過負荷防止用エアーシリンダと、を備え、過負荷防止用エアーシリンダが、過負荷防止用シリンダと、該過負荷防止用シリンダ内を摺動可能な過負荷防止用ピストンと、からなる上記（１）記載のダイクッション装置に存する。

本発明は、（３）プレス圧が過負荷防止圧を超えたとき、油圧室に充填された油を過負荷防止装置内に流入させると共に、プレス機械の駆動を停止させる上記（１）記載のダイクッション装置に存する。

本発明は、（４）過負荷防止用シリンダには、近接センサーが設けられており、該近接センサーが、油の流入によって、下降した過負荷防止用ピストンを検出し、該検出による検出信号に基づいて、プレス機械の駆動が停止する上記（２）記載のダイクッション装置に存する。

本発明は、（５）過負荷防止用エアーシリンダの過負荷防止圧が、下記式で表される値に設定されている上記（２）記載のダイクッション装置に存する。
ｐ２＝（ｆ１×ａ２）／（ａ１×ａ３）
［式中、ｐ２は過負荷防止圧を示し、ｆ１はクッション力を示し、ａ１は油圧室の断面積を示し、ａ２は油貯留室の断面積を示し、ａ３は過負荷防止用ピストンの断面積を示す。］

本発明は、（６）過負荷防止装置内の過負荷防止圧を調整するための圧力調節装置を更に備える上記（１）記載のダイクッション装置に存する。

本発明は、（７）付勢装置が、付勢用エアーシリンダ及びラックピニオン機構であり、付勢用エアーシリンダが支杆の中腹に設けられ、ラックピニオン機構が支杆の下端に設けられている上記（１）に記載のダイクッション装置に存する。

本発明は、（８）上記（１）〜（７）のいずれか一つに記載のダイクッション装置を備えるプレス機械に存する。

なお、本発明の目的に添ったものであれば、上記（１）〜（８）を適宜組み合わせた構成も採用可能である。

本発明のダイクッション装置は、過負荷防止装置を備えるので、プレス圧に基づく過負荷が生じた場合、油圧室に充填された油が過負荷防止装置に流入することにより、例えば、プレス機械の駆動を停止させることでプレス機械の故障を抑制することができる。
また、プレス圧に基づく過負荷が収束した場合、過負荷防止装置から油を油圧室に流出させることにより、油が油圧室に容易に復帰するので、再びプレス機械を駆動させることが容易となる。

上記ダイクッション装置においては、油圧室と過負荷防止装置とにより、油圧室に充填された油を油圧室から流出可能、及び、油を油圧室に流入可能とすることで、油圧室の体積変化を大きくできる。そうすると、プレス時のプレス圧がクッション圧を超えた場合、超えた分の圧力（以下「サージ圧」という。）は、過負荷防止装置に伝達され、かかる過負荷防止装置により確実に吸収されるので、サージ圧に伴うプレス機械の故障を防止できる。

上記ダイクッション装置においては、過負荷防止装置が、油を収容可能な油貯留室と、該油貯留室を所定の過負荷防止圧で付与する過負荷防止用エアーシリンダと、を備えると、油貯留室に油を流入させ貯留させることにでき、且つ、油を油貯留室から過負荷防止用エアーシリンダによって、容易に流出させることができる。

上記ダイクッション装置においては、過負荷防止用シリンダに、近接センサーが設けられていると、油の流出入が容易に検出できる。このため、プレス圧が過負荷防止圧を超えた場合、確実にプレス機械の駆動を停止させることができる。

上記ダイクッション装置においては、過負荷防止用エアーシリンダの過負荷防止圧が、上記式で表される値に設定されていると、確実に過負荷を吸収でき、プレス機械の復帰も容易となる。

上記ダイクッション装置においては、過負荷防止装置内の過負荷防止圧を調整するための圧力調節装置を更に備えると、過負荷防止装置内の過負荷防止圧を容易に調整できるようになる。そうすると、例えば、過負荷防止圧を金型が壊れる程度の圧力に設定すれば、プレス圧がその圧力に達すると、プレス機械の駆動が停止するので、金型の保護が可能となる。

上記ダイクッション装置においては、付勢装置が、付勢用エアーシリンダ及びラックピニオン機構であり、付勢用エアーシリンダが支杆の中腹に設けられ、ラックピニオン機構が支杆の下端に設けられていると、付勢用エアーシリンダにクッション圧の一部を発揮させ、付勢装置に残りのクッション圧を発揮させることにより、プレス時のワークに伝わる下方へのプレス圧に十分に対応できる。すなわち、上記ダイクッション装置においては、付勢装置に必要なクッション圧が小さくなるので、十分なクッション圧を発揮できる。なお、この場合、付勢装置や駆動源の小型化又は長寿命化が可能となり、メンテナンスも容易となる。

本発明のプレス機械は、上述したダイクッション装置を備えているので、停止させた後、過負荷防止装置から油が油圧室に流入するので、容易に、再駆動させることができる。

以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

［第１実施形態］
まず、本発明のダイクッション装置の第１実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るダイクッション装置の一例を概略的に示す正面図である。
図１に示すように、本実施形態に係るダイクッション装置１００は、クッションパッド１１と、該クッションパッド１１の下面に設けられた油圧室１６と、該油圧室１６に連結された支杆１２を介してクッションパッド１１にクッション圧を付与する付勢装置と、油圧室１６に充填された油が流出入可能となるように連通された過負荷防止装置２０と、を備える。

ここで、本発明において、「プレス圧」とは、プレス機械でワークをプレスする際のワークに伝わる下方への圧力を意味する。なお、プレス圧はワークの形状によって適宜決定される。
また、「クッション力」とは、プレス機械でワークをプレスする際のワークに伝わる下方へのプレス圧に対応してワークを上方に付勢する力を意味し、「クッション圧」とは、プレス機械でワークをプレスする際のワークに伝わる下方へのプレス圧に対応してワークを上方に付勢する圧力を意味する。
さらに、「過負荷防止圧」とは、過負荷防止装置が油圧室に加える圧力を意味する。

本実施形態に係るダイクッション装置に１００において、油圧室１６は、クッションパッド１１の下面に設けられる。換言すると、上記ダイクッション装置１００においては、クッションパッド１１と支杆１２との間に、油圧室１６が設けられている。

かかる油圧室１６は、下方に開放された中空円筒状の油圧室用シリンダ１５ａと、油圧室用シリンダ１５ａ内を摺動可能となるように支杆１２の上端に設けられている油圧室用ピストン１５ｂと、の間に形成されている。

上記ダイクッション装置１００においては、油圧室１６が設けられているので、クッションパッド１１と支杆１２との動きの自由度が担保され、プレス時の下方へのプレス圧が支杆１２に正確に伝達される。このため、付勢装置によるクッション圧がより確実に発揮される。
また、油が緩衝材としても機能するので、プレス時のプレス圧によるクッションパッド１１と支杆１２との衝突を防止する。
さらに、支杆１２の上端の形状が球面座であるので、金型の偏心配置などによりクッションパッド１１に傾きが生じた場合でも問題なく支杆１２の軸方向にプレス圧を伝達することができる。

本実施形態に係るダイクッション装置１００において、過負荷防止装置２０は、油圧室１６に連通され、プレス圧が過負荷防止圧を超えた場合に、油が過負荷防止装置２０の方に流入するようになっている。

図２は、本実施形態に係るダイクッション装置に設けられた過負荷防止装置を拡大して示す断面図である。
図２に示すように、過負荷防止装置２０は、油を収容可能な油貯留室２１ａと、該油貯留室２１ａに過負荷防止圧を付与する過負荷防止用エアーシリンダ２１ｂと、を備える。

上記過負荷防止用エアーシリンダ２１ｂは、径が大きい大径シリンダ部２２ｂ及び該大径シリンダ部２２ｂよりも径が小さい小径シリンダ部２２ａからなる過負荷防止用シリンダ２２と、大径シリンダ部２２ｂ内を摺動可能な大径ピストン部２３ｂ及び小径シリンダ部２２ａ内を摺動可能な小径ピストン２３ｂからなる過負荷防止用ピストン２３と、を備える。なお、大径シリンダ部２２ｂと小径シリンダ部２２ａとは一体となっており、大径ピストン部２３ｂと小径ピストン部２３ａとは一体となっている。

上記過負荷防止装置２０において、小径シリンダ部２２ａと大径シリンダ部２２ｂとの段差部分、すなわち、大径シリンダ部２２ｂの肩部分には、近接センサー２４が設けられており、該近接センサー２４が、油の流入によって、下降した大径ピストン部２３ｂを検出するようになっている。なお、かかる検出方法は、後述する。

上記過負荷防止装置２０において、大径シリンダ部２２ｂと大径ピストン部２３ｂとにより形成される上側の上側空間Ａ１は、外気に通じており、大気圧となっている。
一方、大径シリンダ部２２ｂと大径ピストン部２３ｂとにより形成される下側の下側空間Ａ２は、空気圧がかけられた状態で密閉されており、かかる空気圧が過負荷防止用ピストン２３を上方に付勢する過負荷防止圧となっている。

上記過負荷防止装置２０においては、下側空間Ａ２に空気を流出入させる圧力調節装置２５が設けられている。これにより、過負荷防止装置２０内の過負荷防止圧を容易に調整することが可能となる。
具体的には、プレス機械を再駆動させる際、過負荷防止装置の過負荷防止圧を大きくすることによって、容易に油を油圧室に流入させることができる。

上記ダイクッション装置１００においては、上記過負荷防止用ピストン２３（小径ピストン部２３ａ）が所定の過負荷防止圧で油貯留室２１ａを付勢している。
ここで、上記過負荷防止圧は、プレス圧に対応する圧力に設定される。
具体的には、下記式で表される値に設定される。
ｐ２＝（ｆ１×ａ２）／（ａ１×ａ３）
式中、ｐ２は過負荷防止圧を示し、ｆ１はクッション力を示し、ａ１は油圧室の断面積を示し、ａ２は油貯留室の断面積を示し、ａ３は過負荷防止用ピストンの断面積を示す。なお、言い換えると、ａ１は油圧室１６が油圧を受ける面３６の面積を示し、ａ２は油貯留室２１ａが油圧を受ける面３１の面積を示し、ａ３は過負荷防止用ピストン２３が過負荷防止圧を受ける面３２の面積を示す。

すなわち、過負荷防止圧は、プレス圧を、油圧を受ける面３１，３６及び過負荷防止圧を受ける面３２の面積比で割った値に調整される。
この場合、過負荷防止装置２０においては、過負荷防止用エアーシリンダ２１ｂの過負荷防止圧が、上記式で表される値に設定されていると、確実に過負荷を吸収でき、プレス機械の復帰も容易となる。

ここで、油圧室の断面積ａ１と、油貯留室の断面積ａ２との関係において、下記関係式を満たすことが好ましい。
ａ１／ａ２>３．５
また、油貯留室の断面積ａ２と、過負荷防止用ピストンの断面積ａ３との関係において、下記関係式を満たすことが好ましい。
３≦a３／a２≦５
これらの場合、より確実に過負荷を吸収でき、プレス機械の復帰も容易となる。

図１に戻り、本実施形態に係るダイクッション装置１００において、付勢装置は、油圧室１６に連結された支杆１２を介してクッションパッド１１にクッション圧を付与するものである。
かかる付勢装置としては、支杆１２の中腹に設けられた付勢用エアーシリンダ１３及び支杆１２の下端に設けられたラックピニオン機構１４が用いられる。なお、ラックピニオン機構１４とは、上下移動する平板状のラック杆に回転するピニオン軸である歯車を噛み合わせて力を伝達する機構である。

上記ダイクッション装置１００においては、付勢用エアーシリンダ１３を用いるので、ダイクッション装置１００（例えば、ラックピニオン機構１４、サーボモータ１７、減速機１８）を小型化できる。すなわち、付勢用エアーシリンダ１３は、単に、シリンダとピストンとからなる構造であるので、油圧シリンダのような大型の装置が不要である。なお、付勢用エアーシリンダ１３は構造が簡便であるので、メンテナンスが容易である。

付勢用エアーシリンダ１３のシリンダの内部は、空気が充填され、密閉された状態となっており、内部の空気が、流出入可能となるように図示しない大容量のエアータンクが設けられている。付勢用エアーシリンダ１３の内部空間より、はるかに大きい大容量のエアータンクであるので、付勢用エアーシリンダ１３のシリンダクッション圧が略一定に調整される。

上記ダイクッション装置１００においては、ラックピニオン機構１４を用いるので、ボールネジのように軸が高速回転せず、回転慣性力が小さくて済むため、動きやすく、サージ圧も小さくなり、正確なクッション圧を瞬間的に発揮できる。
さらに、この場合、支杆と駆動源を兼ねているボールネジとは異なり、支杆と減速機等を分離できるので、各々最適な構造にできるという利点もある。

上記ダイクッション装置１００においては、付勢用エアーシリンダ１３及びラックピニオン機構１４が支杆に設けられているので、付勢用エアーシリンダ１３によるクッション圧（以下「シリンダクッション圧」という。）と、ラックピニオン機構１４によるクッション圧（以下「ラックピニオンクッション圧」という。）と、が同一軸上に発生する。
このため、付勢用エアーシリンダ１３にクッション圧の一部を発揮させ、ラックピニオン機構１４に残りのクッション圧を発揮させることにより、それぞれの付勢装置の負担を軽減できる。なお、この場合、ラックピニオン機構１４や後述する駆動源の小型化又は長寿命化が可能となり、メンテナンスも容易となる。

また、シリンダクッション圧及びラックピニオンクッション圧から実際のプレス時のプレス圧を検出することができる。
この検出値をフィードバックさせることにより、上記ダイクッション装置においては、正確なフルクローズトループ制御が可能となるので、ダイクッション装置の応答性が向上する。

上記ダイクッション装置１００においては、付勢用エアーシリンダ１３が、支杆から上方の可動部の重量に対応するクッション圧を発揮することが好ましい。
この場合、支杆から上方の可動部の重量に伴う慣性モーメントが小さくなるので、ダイクッション装置１００の応答性がより向上する。
ここで、「支杆から上方の可動部」とは、例えば、クッションパッド及び支杆が挙げられる。

上記ラックピニオン機構１４は、駆動源がサーボモータ１７である。
このため、ラックピニオンクッション圧の大きさをサーボモータ１７により適宜コントロールすることが可能である。

かかるサーボモータには、減速機１８が取り付けられており、該減速機１８を介することにより、モータ等の駆動源の回転速度または回転トルクをダイクッション装置１００にとって必要な範囲に入るように変換することができる。

次に、本実施形態に係るダイクッション装置１００をプレス機械に用いた場合の作用について説明する。
図１に示すように、本実施形態に係るダイクッション装置１００は、プレス機械でワークをプレスする際のワークに伝わる下方へのプレス圧に対応してワークを上方に付勢するクッション圧をワークの周縁に付加するものである。

まず、プレス機械がワークをプレスすると、ワークにプレス圧がかかると共に、ダイクッション装置１００の可動部であるクッションパッド１１及び支杆１２が下方に移動しようとする。
このとき、上記プレス機械においては、クッションパッド１１と支杆１２との間に油が充填された油圧室１６が設けられているので、プレス圧は、クッションパッド１１から油圧室１６内の油に伝わる（油圧）。なお、かかる油圧を測定することにより、プレス圧を求めることができる。また、プレス圧の測定は、ひずみセンサー等の圧力センサーを用いればよい。

油圧室１６に伝わったプレス圧は、支杆１２に伝わることになる。
ダイクッション装置１００においては、支杆１２に設けられた付勢用エアーシリンダ１３及びラックピニオン機構１４により、プレス時の下方へのプレス圧に対応して、上方にクッション圧が発揮されている。すなわち、付勢用エアーシリンダ１３においては、支杆１２から上方の重量に対応する上向きのシリンダクッション圧が働き、ラックピニオン機構１４においては、油圧の測定値に基づいて、上向きのラックピニオンクッション圧が働いている。なお、サーボモータ１７が、ラックピニオン機構１４を駆動させるときの上方付勢クッション圧の設定は、油圧の測定値から導かれるクッション圧の値から、付勢用エアーシリンダ１３のシリンダクッション圧の値を引いた値である。

なお、上記プレス機械においては、プレス圧に対応してクッション圧が発揮される際に、何らかの原因でプレス圧がクッション圧を超えたサージ圧が生じる場合がある。
この場合、上記ダイクッション装置１００においては、油圧室１６の油が図２に示す過負荷防止装置２０に流入することにより、過度のサージ圧が解消される。これにより、過度のサージ圧に伴うプレス機械の故障が防止される。

一方、油圧室１６に伝わったプレス圧は、過負荷防止装置２０にも伝わることになる。
ところが、過負荷防止装置２０においては、圧力調節装置２５によって調節された所定の過負荷防止圧が付加されているので、プレス圧が過負荷防止圧を超えない限り、過負荷防止装置２０は動かない。

上記プレス圧が過負荷防止圧を超えた場合、油圧室１６に充填された油が過負荷防止装置２０内に流入される。すなわち、プレス圧に基づく過負荷が生じた場合、油圧室１６に充填された油が過負荷防止装置２０に流入する。

過負荷防止装置２０に流入した油は、油貯留室２１ａに収容されると共に、過負荷防止用ピストン２３を押し下げる。
そうすると、過負荷防止用シリンダ２２の上部に設けられた近接センサー２４が、過負荷防止用ピストン２３の下降を検出して、プレス機械の駆動が停止される。これにより、プレス機械の故障が抑制される。

なお、プレス圧に基づく過負荷が収束した場合、過負荷防止装置２０の油が過負荷防止圧により、油圧室１６に流出される。これにより、油が油圧室１６に復帰し、再びプレス機械を駆動させることが可能となる。

ここで、過負荷防止装置２０の制御方法について更に説明する。
図３は、本実施形態に係るダイクッション装置における制御方法を示すフローチャート図である。
図３に示すように、本実施形態に係るダイクッション装置における制御方法は、過負荷防止用ピストン２３が下降したことを近接センサー２４が検出し、該検出に基づく検出信号を制御回路Ｓ１が受信し、非常停止回路Ｓ２に伝達され、プレス機械を駆動する全てのサーボモータ１７が停止され、プレス機械の駆動が停止されることになる。
これにより、プレス機械を異常状態で運転し続ける事が無くなり、故障が防止される。

本実施形態に係るダイクッション装置１００は、上述したように、油圧室１６に充填された油が流出入可能となるように連通された過負荷防止装置２０を備えるので、プレス機械を再駆動させることが容易であり、また、油圧室１６と過負荷防止装置２０とにより、油圧室１６に充填された油を油圧室１６から流出可能、及び、油を油圧室１６に流入可能とすることで、サージ圧は、過負荷防止装置に伝達され、かかる過負荷防止装置により確実に吸収されるので、過度なサージ圧に伴うプレス機械の故障を防止できる。

また、上記ダイクッション装置１００においては、過負荷防止用シリンダ２０に、近接センサー２４が設けられていると、油の流出入が容易に検出できる。このため、プレス圧が過負荷防止圧を超えた場合、確実にプレス機械の駆動を停止させることができる。

次に、上記ダイクッション装置１００を備えるプレス機械１０１について説明する。
図４は、本実施形態に係るプレス機械の一例を示す部分断面図である。
図４に示すように、本実施形態に係るプレス機械１０１は、上述したダイクッション装置１００と、該ダイクッション装置１００のクッションパッド１１の上にクッションピン４を介して設けられたブランクホルダ３と、クッションパッド１１の上にライナ６を介して固定されたボルスタ７と、ボルスタ７上に載置された下型２と、該下型２に対応する形状を有する上型１と、上型１が支持されたスライド５とを備える。なお、上述したクッションピン４は、ボルスタ７の内部を貫通している。

上記プレス機械１０１においては、下型２上にワークＷが載置され、プレス加工が行われる。
このとき、ダイクッション装置１００は、ワークＷの周縁部にブランクホルダ３が接するように配置される。

そして、ワークＷが上型１と下型２との間でプレスされると、プレス圧がダイクッション装置１００に伝達し、ダイクッション装置１００は、上述したように、そのプレス圧に対応して、上方に付与するクッション圧を発揮する。

このように、本実施形態に係るプレス機械１０１は、上述したダイクッション装置１００を備えるので、プレス機械１０１を停止させた後、過負荷防止装置２０から油を油圧室に流入させれば、容易に、再駆動させることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明のダイクッション装置の第２実施形態について説明する。
図５は、本実施形態に係るダイクッション装置の一例を概略的に示す正面図である。
図５に示すように、本実施形態に係るダイクッション装置２００は、クッションパッド１１と、クッションパッド１１の下面に取り付けられた２つの上方付勢機構１０とを備える。なお、２つの上方付勢機構１０は、クッションパッド１１の中心線に対して、左右対称に同じものが取り付けられている。

ここで、上記上方付勢機構１０は、クッションパッド１１の下面に設けられた油圧室１６と、該油圧室１６に連結された支杆１２を介してクッションパッド１１にクッション圧を付与する付勢装置である付勢用エアーシリンダ１３及びラックピニオン機構１４と、油圧室１６に連通され、プレス圧がクッション圧を瞬間的に超えたときに生じるサージ圧を吸収する過負荷防止装置２０と、を備える。すなわち、上方付勢機構１０は、ダイクッション装置２００からクッションパッド１１を除いたものを意味する。

本実施形態に係るダイクッション装置２００は、クッションパッド１１の下面に、上方付勢機構１０を２つ備える点で、第１実施形態に係るダイクッション装置１００と異なる。なお、過負荷防止装置２０は、上方付勢機構１０同士の間に配置すると、コンパクトになる。

ダイクッション装置２００においては、上方付勢機構１０を備えるので、上述した第１実施形態に係るダイクッション装置１００と同様に、停止させた後、容易に、プレス機械を再駆動させることができる。
また、上記ダイクッション装置２００は、上方付勢機構１０がクッションパッド１１の中心線に対応して、左右対称に設けられているので、上述した第１実施形態に係るダイクッション装置１００の場合よりも、バランスよくクッション圧を上方に付与することができ、更には大きなクッション圧を発揮することも可能である。

次に、上記ダイクッション装置２００を備えるプレス機械２０１について説明する。
図６は、本実施形態に係るプレス機械の一例を示す部分断面図である。
図６に示すように、本実施形態に係るプレス機械２０１は、上述したダイクッション装置２００と、該ダイクッション装置２００のクッションパッド１１の上にクッションピン４を介して設けられたブランクホルダ３と、クッションパッド１１の上にライナ６を介して固定されたボルスタ７と、ボルスタ７上に載置された下型２と、該下型２に対応する形状を有する上型１と、上型１が支持されたスライド５とを備える。なお、上述したクッションピン４は、ボルスタ７の内部を貫通している。

上記プレス機械２０１においては、下型２上にワークＷが載置され、プレス加工が行われる。
このとき、ダイクッション装置２００は、ワークＷの周縁部にブランクホルダ３が接するように配置される。

そして、ワークＷが上型１と下型２との間でプレスされると、プレス圧がダイクッション装置２００に伝達し、ダイクッション装置２００は、上述したように、そのプレス圧に対応して、上方に付与するクッション圧を発揮する。

このように、本実施形態に係るプレス機械２０１は、上述したダイクッション装置２００を備えるので、プレス機械２０１を停止させた後、過負荷防止装置２０から油を油圧室に流入させれば、容易に、再駆動させることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、第１及び第２実施形態に係るダイクッション装置１００，２００においては、過負荷防止装置２０が過負荷防止用エアーシリンダ２１ｂを備え、かかる過負荷防止用エアーシリンダ２１ｂにて、過負荷防止圧を付勢しているが、過負荷防止圧を付勢可能であれば、必ずしも過負荷防止用エアーシリンダ２１ｂに限定されるものではない。

また、かかる過負荷防止用エアーシリンダ２１ｂにおいては、近接センサー２４により、油の流入を検出しているが、リミットスイッチ、リードスイッチ、距離センサー等であってもよい。

第１及び第２実施形態に係るダイクッション装置１００，２００においては、付勢装置として、付勢用エアーシリンダ１３及びラックピニオン機構１４を用いているが、これらに限定されるものではない。
これらの代わりに、ボールネジ、リニアモータ、油圧シリンダ等を用いてもよく、付勢用エアーシリンダ１３又はラックピニオン機構１４を単独で用いてもよい。

第１及び第２実施形態に係るダイクッション装置１００，２００においては、駆動源として、サーボモータ１７を用いているが、ＤＣモータ、ＡＣインバータモータ又は油圧モータ等であってもよい。

第１及び第２実施形態に係るダイクッション装置１００，２００においては、サーボモータ１７に減速機１８が取り付けられているが、モータ軸のトルクを増幅するため、モータ軸上に保持用ブレーキを備えていてもよい。
この場合、重量の大きいダイクッション装置の可動部を安全に保持する力を得るのに、一般的なトルクのブレーキを用いることができる。

また、減速機１８の代わりに、変速機が取り付けられていても良い。この場合、プレス時の下方へのプレス圧の大きさが変わる場合であっても、変速機の変速比を切り替えることにより、クッション圧を該プレス圧に対応した大きさにすることができる。

第２実施形態に係るダイクッション装置２００においては、２つの上方付勢機構１０を備えているが、４つの上方付勢機構１０を備えていてもよい。
この場合、よりクッション圧が大きくなり、クッション圧が発揮されるバランスにも特に優れる。

第１及び第３実施形態に係るダイクッション装置１００，２００において、予め、付勢用エアーシリンダ１３に、必要なクッション圧よりも大きなクッション圧を付加させ、且つ、ラックピニオン機構１４に支杆１２を引き下げる方向に力を発生させておいてもよい。
この場合、必要なクッション圧を得ることができるのみならず、ラックピニオン機構１４にはバックラッシュは一切発生せず、更に長寿命化が可能となる。また、ダイクッション装置が上昇する過程で電力回生を行うことができる。

図１は、本実施形態に係るダイクッション装置の一例を概略的に示す正面図である。 図２は、本実施形態に係るダイクッション装置に設けられた過負荷防止装置を拡大して示す断面図である。 図３は、本実施形態に係るダイクッション装置における制御方法を示すフローチャート図である。 図４は、本実施形態に係るプレス機械の一例を示す部分断面図である。 図５は、本実施形態に係るダイクッション装置の一例を概略的に示す正面図である。 図６は、本実施形態に係るプレス機械の一例を示す部分断面図である。

符号の説明

１・・・上型
２・・・下型
３・・・ブランクホルダ
４・・・クッションピン
５・・・スライド
６・・・ライナ
７・・・ボルスタ
１０・・・上方付勢機構
１１・・・クッションパッド
１２・・・支杆
１３・・・付勢用エアーシリンダ
１４・・・ラックピニオン機構
１５ａ・・・油圧室用シリンダ
１５ｂ・・・油圧室用ピストン
１６・・・油圧室
１７・・・サーボモータ
１８・・・減速機
２０・・・過負荷防止装置
２１ａ・・・油貯留室
２１ｂ・・・過負荷防止用エアーシリンダ
２２・・・過負荷防止用シリンダ
２２ａ・・・小径シリンダ部
２２ｂ・・・大径シリンダ部
２３・・・過負荷防止用ピストン
２３ａ・・・小径ピストン部
２３ｂ・・・大径ピストン部
２４・・・近接センサー
２５・・・圧力調節装置
３１，３２，３６・・・面
１００，２００・・・ダイクッション装置
１０１，２０１・・・プレス機械
Ａ１・・・上側空間
Ａ２・・・下側空間
Ｓ１・・・制御回路
Ｓ２・・・非常停止回路
Ｗ・・・ワーク

Claims (8)

1. プレス機械でワークをプレスする際の前記ワークに伝わる下方へのプレス圧に対応して前記ワークを上方に付勢するクッション圧を前記ワークの周縁に付加するためのダイクッション装置において、
   クッションパッドと、
   該クッションパッドの下面に設けられた油圧室と、
   該油圧室に連結された支杆を介して前記クッションパッドに前記クッション圧を付与する付勢装置と、
   前記油圧室に充填された油が流出入可能となるように連通され、前記油圧室に前記プレス圧に対応する過負荷防止圧を付与可能な過負荷防止装置と、
   を備え、
   前記プレス圧が前記過負荷防止圧を超えたとき、前記油圧室に充填された油を前記過負荷防止装置内に流入させるダイクッション装置。
2. 前記過負荷防止装置が、
   前記油を収容可能な油貯留室と、
   該油貯留室に前記過負荷防止圧を付与する過負荷防止用エアーシリンダと、
   を備え、
   前記過負荷防止用エアーシリンダが、過負荷防止用シリンダと、該過負荷防止用シリンダ内を摺動可能な過負荷防止用ピストンと、からなる請求項１記載のダイクッション装置。
3. 前記プレス圧が前記過負荷防止圧を超えたとき、前記油圧室に充填された油を前記過負荷防止装置内に流入させると共に、前記プレス機械の駆動を停止させる請求項１記載のダイクッション装置。
4. 前記過負荷防止用シリンダには、近接センサーが設けられており、
   該近接センサーが、前記油の流入によって、下降した前記過負荷防止用ピストンを検出し、
   該検出による検出信号に基づいて、前記プレス機械の駆動が停止する請求項２記載のダイクッション装置。
5. 前記過負荷防止用エアーシリンダの過負荷防止圧が、下記式で表される値に設定されている請求項２記載のダイクッション装置。
   ｐ２＝（ｆ１×ａ２）／（ａ１×ａ３）
   ［式中、ｐ２は過負荷防止圧を示し、ｆ１はクッション力を示し、ａ１は油圧室の断面積を示し、ａ２は油貯留室の断面積を示し、ａ３は過負荷防止用ピストンの断面積を示す。］
6. 前記過負荷防止装置内の過負荷防止圧を調整するための圧力調節装置を更に備える請求項１記載のダイクッション装置。
7. 前記付勢装置が、付勢用エアーシリンダ及びラックピニオン機構であり、
   前記付勢用エアーシリンダが前記支杆の中腹に設けられ、
   前記ラックピニオン機構が前記支杆の下端に設けられている請求項１記載のダイクッション装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のダイクッション装置を備えるプレス機械。

Images