JP2019150854A - クッションピン均圧化装置、クッションピン均圧化機能付きダイクッション装置及びクッションピン均圧化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のクッションピンの高さのバラツキを吸収し、かつダイクッション荷重を高精度に制御することができるクッションピン均圧化装置、クッションピン均圧化機能付きダイクッション装置及びクッションピン均圧化方法を提供する。【解決手段】複数のクッションピン１２６ａ〜１２６ｎの高さのバラツキを吸収する均圧化用の液圧シリンダ群１５１の上昇側加圧室の初期圧を、適正な圧力になるように制御する。これにより、スライド１１０がクッションパッド１２８に衝突後、スライド１１０の最短ストロークで複数のクッションピンの高さのバラツキを吸収し、各クッションピンに加わるダイクッション荷重を均圧化し、かつスライド１１０の最短ストロークで目標ダイクッション荷重を発生させ、ダイクッション荷重の作用応答を必要以上に遅滞化させること無く、安定化させることが可能になる。【選択図】 図１

Description

本発明はクッションピン均圧化装置、クッションピン均圧化機能付きダイクッション装置及びクッションピン均圧化方法に係り、特にダイクッション装置の複数のクッションピンの高さのバラツキを吸収し、クッションピン毎に良好な（均一な）皺抑え（分）力を作用させ、絞り成形精度を向上させる技術に関する。

従来、ダイクッション装置の複数のクッションピンの高さのバラツキを吸収し、複数のクッションピンに作用する皺抑え力を均一化する装置として、特許文献１〜３に記載のものがある。

特許文献１に記載のプレス機械は、ブランクホルダを支持する複数のクッションピンの下端を、それぞれ均圧化用の油圧シリンダを介してダイクッションのクッションパッドに連結し、初期圧調整手段により各油圧シリンダに供給される初期油圧を調整可能にしている。

特に初期圧調整手段は、全部のクッションピンがストローク端まで押し切られることなく、各油圧シリンダに共通に作用する油圧でプレス荷重と釣り合っているときに生ずるべき油圧の値（均圧値）になるように、各油圧シリンダの初期油圧を調整する。この初期油圧を調整することにより、初期油圧が高すぎることにより生じる、クッションピンの長さのバラツキによって短いクッションピンがブランクホルダに当接しない状態や、初期油圧が低すぎることにより生じる、複数のクッションピンの一部（長いクッションピン）が油圧シリンダのストローク端まで押し切られた胴突き状態になることを防止している。

特許文献２に記載のプレス機械の均圧クッション装置の調整装置は、特許文献１と同様に均圧化用の油圧シリンダの初期油圧を調整するが、特にプレス加工時における油圧シリンダのピストン追込み寸法（全てのクッションピンをブランクホルダに当接させるための油圧シリンダのピストン下降量の平均値）が、プレス金型に応じて予め定められた設定寸法となるように調整し、これにより適正なプレス品質が得られるようにしている。

特許文献３に記載のプレス機械のダイクッション装置は、複数のクッションピンの下端をそれぞれ支持する均圧化用の油圧シリンダの油圧室に連通させられている配管に、開き量（流通断面積）を連続的に変化させることが可能な流量調整弁を配設し、クッションピン、油圧シリンダ及びクッションパッドが一体的に下降させられるプレス加工時に、コントローラによって流量調整弁を開き制御して作動油を流出させ、これにより油圧シリンダ内の油圧を一時的に低下させて皺押え荷重（ダイクッション荷重）を制御している。

特開平５−６９０５０号公報 特開平８−１２４７号公報 特開平６−１９０４６４号公報

複数のクッションピンの高さのバラツキを吸収し、複数のクッションピンに作用する皺抑え力を均一化する、特許文献１〜３に記載の装置に代表されるクッションピン均圧化機能は、絞り成形精度を向上させる一機能として従来から定評がある。

しかし、従来のクッションピン均圧化装置には様々な課題がある。均圧化用の油圧シリンダの（ピストンシール等の）保守が大変（ａ）であったり、クッションピン均圧化機能だけでは絞り成形機能上不十分（ｂ）であったり、課題は多い。

以下、上記の課題ａ及び課題ｂについて詳述する。

＜課題ａ．均圧化用の油圧シリンダの（ピストンシール等の）保守が大変である点＞
特許文献１〜３では、エア式（エアシリンダによりダイクッション荷重を作用させる）ダイクッション装置を使用した実施例が説明されている。エア式ダイクッション装置は、ダイクッション荷重作用開始時に、ダイクッション荷重にサージ（衝撃）が生じ易い。

この理由は、エア式ダイクッション装置は、クッションパッド加速反力が大きくなる為である。これは衝撃力に相当する。エア式ダイクッションのエアシリンダ推力は、ダイクッション荷重作用開始前に、プレス機械フレームの一端に対して（上方向に）作用している。ダイクッション荷重作用開始時は、プレス・スライドが上型−材料−ブランクホルダ−クッションピン等のダイクッション加圧部材を介してクッションパッドに接触すると、先ず負荷収縮していたフレームの一端が除荷され始めると同時に、ダイクッション加圧部材が加圧・収縮され始め、次に加圧部材にダイクッション荷重が負荷された時点、つまりフレームの一端およびダイクッション加圧部材の除荷、収縮が完了した瞬間に、クッションパッドは急激に下方向に加速される。この時の加速度が大きい為、クッションパッドに連動する全質量（連動質量）を加速する加速反力（衝撃力）が大きくなる。しかも、クッションパッド昇降機構の粘性（抵抗係数）は非常に小さい為、衝撃に伴い発生した振動が減衰し難い。

したがって、エア式ダイクッション装置に適用される特許文献１〜３に記載のクッションピン均圧化装置は、ダイクッション荷重作用開始時の衝撃的に作用するダイクッション荷重が、均圧化用の油圧シリンダに直接作用する為、油圧シリンダ内にも、それに比例したサージ圧が生じる。サージ圧の（サイクル毎の）繰り返し作用は、均圧化用の油圧シリンダのピストンシール等に悪影響を及ぼし、劣化を早める。

さらに、均圧化用の油圧シリンダに初期油圧を毎サイクル発生させる油圧装置の発熱（油温）の問題も無視できない。

特許文献１及び特許文献２に概略して示されているように、油圧ポンプを回転させて吐出した圧油量の一部を、開閉弁を開／閉させてタンク側に開放（リリーフ）することによって初期油圧を制御したり、あるいは開閉弁の代わりにリリーフ弁を機能させて初期油圧を発生させたりする一般的な構成の油圧装置を使用した（弁制御による初期圧発生手段を用いた）場合は、油温が４０℃を定常的に超える場合が殆どであり、５０℃を超える場合も珍しく無い。標準的なニトリルゴム製のピストンシールの寿命は油温と相関があり、このような定常的に高油温下で使用すると、著しく劣化を早める。

＜課題ｂ．クッションピン均圧化機能だけでは絞り成形機能上不十分である点＞
特許文献３には、クッションピン均圧化機能だけではなく、皺押え荷重（ダイクッション荷重）を制御する技術が記載されている。

特許文献３には、「プレスストロークすなわちプレス加工の進行に応じて皺押え荷重を極め細かく制御できるようにすれば、例えば、皺押え荷重をプレス途中で低減してワークの破断を防止したり、そのワーク破断防止により素材のグレードダウンを図ったりすることができるなど、種々の利点が得られる。かかる皺押え荷重制御機能（機能Ａ）と皺押え荷重の均圧化（機能Ｂ）と相俟って一層良好なプレス加工を行い得るようになる」と、目的が記載されており、それら（機能Ａと機能Ｂ）を安価に実現する手段が記載されている。

その手段は、（流出制御手段で制御される）流量調整弁から、（皺押え荷重を均等に作用させる）均圧化用の油圧シリンダ内の作動油を流出させることにより、プレス加工の過程で皺押え荷重を変更させるとされているが、これは正しく無い（物理的に誤りである）。

均圧化用の油圧シリンダ内の作動油を如何に流出させても、皺抑え荷重を変更する事は出来ない。皺抑え荷重（＝ダイクッション荷重）を決定（付与）しているのは、皺抑え荷重付与手段であり、皺抑え荷重は、クッションパッド、均圧化用の油圧シリンダ、クッションピン、ブランクホルダ、材料、及び上型等のダイクッション加圧部材を直列に介して、プレス・スライドに伝わる。

均圧化用の油圧シリンダは、皺抑え荷重が作用する“１つの通り道”に（直列に）配列された一要素であり、物理的（必然的）に、皺抑え荷重付与手段で発生させた皺抑え荷重を負担する。仮に、特許文献３に記載されているように、皺抑え荷重作用中に流量調整弁を（多かれ少なかれ）開くとどうなるか、その瞬間、均圧化用の油圧シリンダのピストンロッドが、流量調整弁から流出する作動油の容積に相当する量だけ急降下し、それに伴いクッションピン、ブランクホルダが降下する。降下中は皺抑え荷重が疎（０）になり、降下後は元の皺抑え荷重に戻る。つまり、一瞬皺抑え荷重が消滅した中で絞り成形が進行する、絞り皺の発生を煽り、成形上きわめて相応しく無い状況が生じるだけである。

つまり、特許文献３は、均圧化用の油圧シリンダ（及びその油圧駆動装置）を、皺抑え荷重制御装置としても兼用しようとしたものであって、物理的に矛盾を生じた（機能的に失敗した）ものである。

したがって、特許文献３に記載のプレス機械のダイクッション装置は、皺押え荷重の均圧化（機能Ｂ）を備えているが、皺押え荷重制御機能（機能Ａ）は失われている。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、複数のクッションピンの高さのバラツキを吸収し、クッションピン毎の皺押え荷重（ダイクッション荷重）の均圧化を図るとともに、ダイクッション荷重を高精度に制御することができるクッションピン均圧化装置、クッションピン均圧化機能付きダイクッション装置及びクッションピン均圧化方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために一の態様に係る発明は、プレス機械のボルスタに挿通される複数のクッションピンと、ブランクホルダを前記複数のクッションピンを介して支持するクッションパッドと、前記クッションパッドを支持し、該クッションパッドにダイクッション荷重を発生させるダイクッション荷重発生器と、前記ダイクッション荷重発生器から発生するダイクッション荷重が、設定された目標ダイクッション荷重になるように前記ダイクッション荷重発生器を制御するダイクッション制御器と、を備えたダイクッション装置に適用されるクッションピン均圧化装置であって、前記クッションパッド上に設けられた液圧シリンダ群であって、前記ボルスタに挿通される前記クッションピンの下端が前記液圧シリンダ群のピストンロッドに当接し、かつ前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室がそれぞれ連通された液圧シリンダ群と、前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室に作動液を供給し、又は前記上昇側加圧室から作動液を排出させる液圧装置と、前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の圧力を検出する圧力検出器と、前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の初期圧を設定する初期圧設定器と、前記初期圧設定器により設定された初期圧と前記圧力検出器により検出された圧力とに基づいて前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の圧力が、前記ダイクッション装置によるダイクッション荷重作用開始前に前記初期圧になるように前記液圧装置を制御する制御器と、を備え、前記初期圧設定器は、前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室及び管路の総容積、前記複数のクッションピンの高さのバラツキが吸収される場合の前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の最小の容積変化量、及び前記作動液の体積弾性係数に基づいて、前記総容積の前記初期圧の作動液が前記容積変化量だけ圧縮された場合に上昇する当該作動液の圧力が、前記設定された目標ダイクッション荷重のうちの最低ダイクッション荷重に対応する圧力になるように前記初期圧を設定する。

本発明の一の態様によれば、複数のクッションピンの高さのバラツキを吸収する均圧化用の液圧シリンダ群の上昇側加圧室の初期圧を、適正な圧力（液圧シリンダ群の上昇側加圧室及び管路の総容積、複数のクッションピンの高さのバラツキが吸収される場合の液圧シリンダ群の上昇側加圧室の最小の容積変化量、及び作動液の体積弾性係数に基づいて、総容積の初期圧の作動液が容積変化量だけ圧縮された場合に上昇する当該作動液の圧力が、設定された目標ダイクッション荷重のうちの最低ダイクッション荷重に対応する圧力になる場合の初期圧）に設定する。

これにより、スライドがクッションパッドに衝突後、スライドの最短ストローク（最短時間）で複数のクッションピンの高さのバラツキを吸収し、各クッションピンに加わる皺抑え力（ダイクッション荷重）を均圧化することができる。また、スライドの最短ストローク（最短時間）で目標ダイクッション荷重を発生させることができ、これにより、ダイクッション制御器が、設定された目標ダイクッション荷重になるようにダイクッション荷重発生器を制御する際に、ダイクッション荷重（皺抑え荷重）の作用応答を必要以上に遅滞化させること無く、安定化させることが可能になる。

本発明の他の態様に係るクッションピン均圧化装置において、前記制御器は、前記プレス機械の１サイクルの運転中の加工工程及びノックアウト工程を除く前記クッションパッドの待機中に、前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の圧力が、前記初期圧になるように前記液圧装置を制御することが好ましい。前記クッションパッドの待機中は、前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室に封入される作動液の圧力変動がなく、初期圧の設定に適しているからである。

本発明の更に他の態様に係るクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置は、プレス機械のボルスタに挿通される複数のクッションピンと、ブランクホルダを前記複数のクッションピンを介して支持するクッションパッドと、前記クッションパッドを支持し、該クッションパッドにダイクッション荷重を発生させる液圧シリンダと、前記液圧シリンダの上昇側加圧室に作動液を供給し、又は前記上昇側加圧室から作動液を排出させる第１の液圧装置と、前記液圧シリンダの上昇側加圧室の圧力を検出する第１の圧力検出器と、前記第１の圧力検出器により検出された圧力に基づいて前記液圧シリンダから発生するダイクッション荷重が、設定された目標ダイクッション荷重になるように前記第１の液圧装置を制御する第１の制御器と、前記クッションパッド上に設けられた液圧シリンダ群であって、前記ボルスタに挿通される前記クッションピンの下端が前記液圧シリンダ群のピストンロッドに当接し、かつ前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室がそれぞれ連通された液圧シリンダ群と、前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室に作動液を供給し、又は前記上昇側加圧室から作動液を排出させる第２の液圧装置と、前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の圧力を検出する第２の圧力検出器と、前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の初期圧を設定する初期圧設定器と、前記初期圧設定器により設定された初期圧と前記第２の圧力検出器により検出された圧力とに基づいて前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の圧力が、ダイクッション荷重作用開始前に前記初期圧になるように前記第２の液圧装置を制御する第２の制御器と、を備え、前記第１の液圧装置は、前記第２の液圧装置として兼用され、前記初期圧設定器は、前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室及び管路の総容積、前記複数のクッションピンの高さのバラツキが吸収される場合の前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の最小の容積変化量、及び前記作動液の体積弾性係数に基づいて、前記総容積の前記初期圧の作動液が前記容積変化量だけ圧縮された場合に上昇する当該作動液の圧力が、前記設定された目標ダイクッション荷重のうちの最低ダイクッション荷重に対応する圧力になるように前記初期圧を設定する。

本発明の更に他の態様によれば、均圧化用の液圧シリンダ群の上昇側加圧室の初期圧を適正な圧力に設定することにより、スライドがクッションパッドに衝突後、スライドの最短ストローク（最短時間）で複数のクッションピンの高さのバラツキを吸収し、各クッションピンに加わる皺抑え力（ダイクッション荷重）を均圧化することができる。また、スライドの最短ストローク（最短時間）で目標ダイクッション荷重を発生させることができ、ダイクッション制御器が、設定された目標ダイクッション荷重になるようにダイクッション荷重発生器を制御する際に、ダイクッション荷重（皺抑え荷重）作用応答を必要以上に遅滞化させること無く、安定化させることが可能になる。更に、前記第１の液圧装置は、前記第２の液圧装置の全部又は一部と兼用されるため、独立した均圧化用の液圧装置が不要となり、システム全体を安価にすることができる。

本発明の更に他の態様に係るクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置において、前記第１の液圧装置及び前記第２の液圧装置は、前記液圧シリンダの上昇側加圧室及び前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室に配管を介して吐出口が接続された第１の液圧ポンプ／モータと、前記第１の液圧ポンプ／モータの回転軸に接続された第１のサーボモータとが共通化されていることが好ましい。

本発明の更に他の態様に係るクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置において、前記第１の制御器により前記第１の液圧装置を制御する場合に、前記第１の液圧ポンプ／モータの吐出口と前記液圧シリンダの上昇側加圧室とを連通するとともに、前記第１の液圧ポンプ／モータの吐出口と前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室とを遮断し、前記第２の制御器により前記第２の液圧装置を制御する場合に、前記第１の液圧ポンプ／モータの吐出口と前記液圧シリンダの上昇側加圧室とを遮断するとともに、前記第１の液圧ポンプ／モータの吐出口と前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室とを連通する弁装置を備えることが好ましい。

第１の液圧ポンプ／モータ及び第１のサーボモータを、ダイクッション用の第１の液圧装置、又は均圧化用の第２の液圧装置として使用できるように弁装置により切り換え、これにより第１の液圧ポンプ／モータ及び第１のサーボモータの共通化を可能にしている。

本発明の更に他の態様に係るクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置において、前記第２の制御器は、前記プレス機械の１サイクルの運転中の加工工程及びノックアウト工程を除く前記クッションパッドの待機中に、前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の圧力が、前記初期圧になるように前記第１のサーボモータを制御することが好ましい。

本発明の更に他の態様に係るクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置において、前記第１の液圧装置は、前記液圧シリンダの上昇側加圧室に配管を介して吐出口が接続された第２の液圧ポンプ／モータと、前記第２の液圧ポンプ／モータの回転軸に接続された第２のサーボモータとを備え、前記第１の制御器は、前記第２の制御器により前記第１のサーボモータが制御される期間は、前記第２のサーボモータのみを制御して前記クッションパッドの待機中の位置を制御し、前記プレス機械の１サイクルの運転中の少なくとも加工工程の期間は、前記第１のサーボモータ及び前記第２のサーボモータをそれぞれ制御することが好ましい。

プレス機械の１サイクルの運転中の加工工程の期間は、初期圧作用に比べてダイクッション荷重作用に対応する大きな仕事率を発生させる必要があるため、第１のサーボモータの他に第２のサーボモータも使用する。

そして、第２の液圧ポンプ／モータ及び第２のサーボモータを更に備えることで、第１のサーボモータを駆動して液圧シリンダ群の上昇側加圧室の初期圧を制御する期間中も、初期圧の制御に使用しない第２のサーボモータを駆動して液圧シリンダの位置（クッションパッドの待機中の位置）を制御し続けることができ、一方、プレス機械の１サイクルの運転中の加工工程の期間は、第１のサーボモータ及び第２のサーボモータを駆動してダイクッション荷重作用に伴う大きな仕事率を発生可能にしている。

本発明の更に他の態様に係るクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置において、前記液圧シリンダは、前記クッションパッドに対して複数設けられ、前記液圧シリンダ群は、複数の前記液圧シリンダにそれぞれ対応する複数の液圧シリンダ群毎に上昇側加圧室が連通され、前記第１の圧力検出器は、複数の前記液圧シリンダの上昇側加圧室の圧力をそれぞれ検出し、前記第２の圧力検出器は、複数の前記液圧シリンダ群毎の上昇側加圧室の圧力をそれぞれ検出し、前記初期圧設定器は、複数の前記液圧シリンダ群毎に各液圧シリンダ群の上昇側加圧室の初期圧の設定が可能であり、前記第１の液圧ポンプ／モータ及び前記第１のサーボモータは、それぞれ複数の前記液圧シリンダ毎に設けられ、前記第１の制御器は、前記プレス機械の１サイクルの運転中の少なくとも加工工程中に、前記第１の圧力検出器によりそれぞれ検出された圧力に基づいて複数の前記液圧シリンダから発生するダイクッション荷重が、それぞれ設定された目標ダイクッション荷重になるように複数の前記第１のサーボモータを制御し、前記第２の制御器は、前記プレス機械の１サイクルの運転中の加工工程及びノックアウト工程を除く前記クッションパッドの待機中に、前記第２の圧力検出器によりそれぞれ検出される圧力に基づいて、複数の前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の圧力が、前記液圧シリンダ群毎に設定可能な前記初期圧になるように複数の前記第１のサーボモータをそれぞれ制御することが好ましい。

本発明の更に他の態様によれば、複数の液圧シリンダ毎にそれぞれ設定可能な目標ダイクッション荷重になるようにダイクッション荷重を個別に制御することができ、また、複数の液圧シリンダにそれぞれ対応する複数の液圧シリンダ群毎に、各液圧シリンダ群の上昇側加圧室の初期圧をそれぞれ設定することができ、これにより異形状の製品に対して、金型の部位毎に必要なダイクッション荷重を作用させることができ、成形品質を向上させることができる。

更に他の態様に係る発明は、プレス機械のボルスタに挿通される複数のクッションピンと、ブランクホルダを前記複数のクッションピンを介して支持するクッションパッドと、前記クッションパッドを支持し、該クッションパッドにダイクッション荷重を発生させるダイクッション荷重発生器と、前記ダイクッション荷重発生器から発生するダイクッション荷重が、設定された目標ダイクッション荷重になるように前記ダイクッション荷重発生器を制御するダイクッション制御器と、を備えたダイクッション装置に適用されるクッションピン均圧化方法であって、前記クッションパッド上に設けられた液圧シリンダ群であって、前記ボルスタに挿通される前記クッションピンの下端が前記液圧シリンダ群のピストンロッドに当接し、かつ前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室がそれぞれ連通された液圧シリンダ群を準備するステップと、前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の初期圧を設定するステップと、前記プレス機械の１サイクルの運転中の前記クッションパッドの待機中に、前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の圧力が前記設定された初期圧になるように前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室に封入する作動液の圧力を制御するステップと、を含み、前記初期圧を設定するステップは、前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室及び管路の総容積、前記複数のクッションピンの高さのバラツキが吸収される場合の前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の最小の容積変化量、及び前記作動液の体積弾性係数に基づいて、前記総容積の前記初期圧の作動液が前記容積変化量だけ圧縮された場合に上昇する当該作動液の圧力が、前記設定された目標ダイクッション荷重のうちの最低ダイクッション荷重に対応する圧力になるように前記初期圧を設定する。

本発明の更に他の態様に係るクッションピン均圧化方法において、前記ダイクッション荷重発生器は、前記クッションパッドにダイクッション荷重を発生させる液圧シリンダと、前記液圧シリンダの上昇側加圧室に作動液を供給し、又は前記上昇側加圧室から作動液を排出させる液圧装置を備え、前記初期圧を設定するステップは、前記クッションパッドの待機中に前記液圧装置を使用し、前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の圧力が前記初期圧になるように制御することが好ましい。

本発明によれば、複数のクッションピンの高さのバラツキを吸収する均圧化用の液圧シリンダ群の上昇側加圧室の初期圧を適正な圧力に設定することで、スライドがクッションパッドに衝突後、スライドの最短ストローク（最短時間）で複数のクッションピンの高さのバラツキを吸収し、各クッションピンに加わる皺抑え力（ダイクッション荷重）を均圧化することができ、これにより、目標ダイクッション荷重になるようにダイクッション荷重発生器を制御する際に、ダイクッション荷重（皺抑え荷重）の作用応答を必要以上に遅滞化させること無く、安定化させることができる。

図１は、本発明に係る第１の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置を備えたプレスシステムを示す主要構成図である。 図２は、複数のクッションピン１２６ａ，１２６ｂ、…、１２６ｎの高さ（長さ）のバラツキ等を示す図である。 図３は、主として図１に示した第１の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置に適用される制御装置の第１の実施形態を示すブロック図である。 図４は、図１に示した第１の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置における主要な物理量の（連続運転中の）１サイクルの波形図である。 図５は、図３に示した初期圧制御器１８８の詳細を示すブロック図である。 図６は、図５に示した初期圧制御器１８８のブロック図に基づき初期圧（Ｐ_ｋL０）を制御した場合の初期圧（Ｐ_ｋL０）の時間応答波形等を示す波形図である。 図７は、図１に示した第１の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置における主要な物理量の（連続運転中の）１サイクルの他の波形図である。 図８は、本発明に係る第２の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置を備えたプレスシステムを示す主要構成図である。 図９は、主として図８に示した第２の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置に適用される制御装置の第２の実施形態を示すブロック図である。 図１０は、本発明に係る第３の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置を備えたプレスシステムを示す主要構成図である。 図１１は、主として図１０に示した第３の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置に適用される制御装置の第３の実施形態を示すブロック図である。 図１２は、本発明に係る第４の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置を備えたプレスシステムを示す主要構成図である。 図１３は、ダイクッション荷重の成分を示すブロック図である。 図１４は、エア式ダイクッション装置及びサーボダイクッション装置における主要な物理量の（連続運転中の）１サイクルの波形図である。

以下添付図面に従って本発明に係るクッションピン均圧化装置、クッションピン均圧化機能付きダイクッション装置及びクッションピン均圧化方法の好ましい実施形態について詳説する。

〔プレスシステム〕
図１は、本発明に係る第１の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置を備えたプレスシステムを示す主要構成図である。

＜プレス機械＞
図１に示すプレス機械１００は、ベッド１０２、コラム１０４等によりフレームが構成され、スライド１１０は、コラム１０４に設けられた摺動部材１０８により鉛直方向に移動自在に案内されている。スライド１１０は、図示しない駆動手段によって回転駆動力が伝達されるクランク軸を含むクランク機構によって図１上で上下方向に移動させられる。

プレス機械１００のベッド１０２側には、スライド１１０の高さ位置を検出するスライド位置検出器１１５が設けられている。

スライド１１０には上金型１２０が装着され、ベッド１０２上（のボルスタ上）には下金型１２２が装着されている。

＜クッションピン均圧化機能付きダイクッション装置の第１の実施形態＞
図１に示す第１の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置は、クッションピン均圧化装置１５０とダイクッション装置１６０とから構成されている。

ダイクッション装置１６０は、主としてプレス機械１００のベッド１０２及びベッド１０２上のボルスタに挿通される複数（ｎ）本のクッションピン１２６ａ，１２６ｂ，１２６ｃ，…，１２６ｎと、ブランクホルダ１２４をｎ本のクッションピン１２６ａ，１２６ｂ，１２６ｃ，…，１２６ｎを介して支持するクッションパッド１２８と、クッションパッド１２８を支持し、クッションパッド１２８にダイクッション荷重を発生させるダイクッション荷重発生器として機能する液圧シリンダ（油圧シリンダ）１３０と、油圧シリンダ１３０のヘッド側油圧室である上昇側加圧室１３０ｂに作動液（作動油）を供給し、又は上昇側加圧室１３０ｂから作動油を排出させる第１の液圧装置（第１の油圧装置）と、主として油圧シリンダ１３０から発生するダイクッション荷重が、設定された目標ダイクッション荷重になるように第１の油圧装置を制御する第１の制御器（後述するダイクッション制御器１８１（図３））と、から構成されている。

油圧シリンダ１３０は、クッションパッド１２８の下面にピストンロッド１３０ｃが接続されたダイクッション駆動用であり、主にダイクッション荷重作用工程で、クッションパッド１２８にダイクッション荷重を発生させ、ノックアウト工程でクッションパッド１２８を待機位置まで上昇させる。

第１の油圧装置は、第１の圧力検出器１３２と、固定容量式の第１の液圧ポンプ／モータ（第１の油圧ポンプ／モータ）１３５及び第２の液圧ポンプ／モータ（第２の油圧ポンプ／モータ）１３７と、第１の油圧ポンプ／モータ１３５及び第２の油圧ポンプ／モータ１３７の回転軸にそれぞれ軸接続された第１のサーボモータ１３６及び第２のサーボモータ１３８と、第１のサーボモータ１３６及び第２のサーボモータ１３８の駆動軸に設けられたエンコーダ１５６、１５８と、アキュムレータ１６２と、リリーフ弁１６４とから構成されている。

第１の油圧ポンプ／モータ１３５の一方のポート（油圧接続口）は、アキュムレータ１６２が接続された低圧ラインを介して油圧シリンダ１３０のロッド側油圧室１３０ａに接続され、他方のポートは、第２のロジック弁１７３を介して油圧シリンダ１３０の上昇側加圧室１３０ｂに接続可能になっている。

第２の油圧ポンプ／モータ１３７の一方のポートは、低圧ラインを介して油圧シリンダ１３０のロッド側油圧室１３０ａに接続され、他方のポートは、油圧シリンダ１３０の上昇側加圧室１３０ｂに接続されている。

アキュムレータ１６２は、５〜１０ｋｇ／ｃｍ^２程度の略一定低圧（システム圧）を保持する。一般的な油圧装置のタンクに相当する機能を担う。

リリーフ弁１６４は、油圧シリンダ１３０の上昇側加圧室１３０ｂに作用し、ダイクッション装置用の安全弁として機能する。

第１の圧力検出器１３２は、油圧シリンダ１３０の上昇側加圧室１３０ｂに作用する圧力を検出し、主にダイクッション荷重に相当する圧力を制御する為に用いられる。

また、ダイクッション装置１６０には、クッションパッド１２８の位置（ダイクッション位置）を検出するダイクッション位置検出器１３３が設けられている。ダイクッション位置検出器１３３は、主にダイクッション（クッションパッド１２８）の位置制御を行う為に用いられる。

第１のサーボモータ１３６及び第２のサーボモータ１３８は、プレス機械１００の１サイクルを通して、基本的にダイクッションを駆動する為に用いられるが、第１のサーボモータ１３６は、プレス機械１００の１サイクル中、クッションパッド１２８が待機位置（ダイクッション荷重制御を開始するスライド位置）に待機中の一時点近傍では、クッションピン均圧化装置１５０の初期圧を発生させる為に用いられる。

クッションピン均圧化装置１５０は、主としてクッションピン均圧化用の複数（ｎ）本の油圧シリンダ１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃ，…、１５１ｎからなる油圧シリンダ群（液圧シリンダ群）１５１と、油圧シリンダ群１５１の上昇側加圧室に作動油を供給し、又は上昇側加圧室から作動液を排出させる第２の液圧装置（第２の油圧装置）と、初期圧設定器１８８ａを有し、油圧シリンダ群１５１の上昇側加圧室の圧力が、設定された初期圧になるように第２の油圧装置を制御する第２の制御器（初期圧制御器）１８８（図３）とから構成されている。

油圧シリンダ群１５１は、クッションパッド１２８上（のピンプレート１２７上）であって、ベッド１０２及びベッド１０２上のボルスタに挿通される少なくともｎ本のクッションピン１２６ａ，１２６ｂ，１２６ｃ，…，１２６ｎの投影面下に一基ずつ配列され、各クッションピンの下端が油圧シリンダ群１５１のピストンロッドに当接可能になっている（油圧シリンダ群を準備するステップ）。また、油圧シリンダ群１５１の上昇側加圧室は、それぞれ配管により連通されている。

尚、本例の油圧シリンダ群１５１は、ｎ本のクッションピン１２６ａ，１２６ｂ，１２６ｃ，…，１２６ｎと同数であるが、実際に使用されるクッションピンの本数よりも多く配置されていてもよい。ボルスタに挿通されるクッションピンの本数や配置は、使用する金型等に応じて適宜設定可能であるが、クッションピンの本数や配置にかかわらず、各クッションピンの投影面下には、必ず一基のクッションピン均圧化用の油圧シリンダが存在するようにするためである。この場合でも、実際に使用されるｎ本のクッションピンに対応するｎ本のクッションピン均圧化用の油圧シリンダの上昇側加圧室のみをそれぞれ配管により連通し、使用しないクッションピン均圧化用の油圧シリンダは油圧回路から切り離すことが好ましい。圧力を制御する作動油の全容積を可能な限り小さくするためである。

第２の油圧装置は、主としてクッションピン均圧化用の油圧回路１７０と、第１の液圧ポンプ／モータ１３５と、第１の油圧ポンプ／モータ１３５の回転軸に軸接続された第１のサーボモータ１３６とから構成されている。

ここで、第２の油圧装置を構成する第１の液圧ポンプ／モータ１３５及び第１のサーボモータ１３６は、油圧シリンダ１３０の上昇側加圧室１３０ｂに作動油を供給し、又は上昇側加圧室１３０ｂから作動油を排出させる第１の油圧装置のものと共通化されている。

また、クッションピン均圧化用の油圧回路１７０は、第２の圧力検出器１４０、リリーフ弁１４１、第１の電磁弁１７５、第２の電磁弁１７７、逆止弁１４３、１４５、絞り弁１４６、１４８、及び第１のロジック弁１７１、第２のロジック弁１７３を備えている。

第２の圧力検出器１４０は、油圧シリンダ群１５１の上昇側加圧室に作用する圧力を検出し、主にクッションピン均圧化用の初期圧（Ｐ_ｋ０）を制御する為に用いられる。リリーフ弁１４１は、油圧シリンダ群１５１に作用し、クッションピン均圧化装置用の安全弁として機能する。電磁弁１４２は、機械不使用時に油圧シリンダ群１５１に作用している（保持されている）圧力を、安全に脱圧する為に用いられる。

第１のロジック弁１７１及び第２のロジック弁１７３は、それぞれ第１の電磁弁１７５及び第２の電磁弁１７７により開閉が制御され、第１のサーボモータ１３６に軸接続された第１の油圧ポンプ／モータ１３５により油圧シリンダ１３０を駆動する状態と油圧シリンダ群１５１を駆動する状態とに切り換える弁装置として機能する。

第１の電磁弁１７５は、ＯＦＦ／ＯＮ時に第１のロジック弁１７１を閉／開させ、第２の電磁弁１７７は、ＯＦＦ／ＯＮ時に第２のロジック弁１７３を開／閉させる。第１の電磁弁１７５及び第２の電磁弁１７７がＯＦＦ（ノーマル）時は、ダイクッションを駆動する基本状態である。第１の電磁弁１７５及び第２の電磁弁１７７を経て第１のロジック弁１７１及び第２のロジック弁１７３のパイロットポートに作用する（パイロット）圧力は、逆止弁１４３介して油圧シリンダ群１５１に作用する圧力と、逆止弁１４５介して第１の油圧ポンプ／モータ１３５の吐出圧力のうちの大きい方が選択されるようになっている。

第１の電磁弁１７５及び第２の電磁弁１７７がそれぞれＯＦＦの場合、第１のロジック弁１７１が閉、第２のロジック弁１７３が開となり、油圧シリンダ１３０を駆動する状態に切り換えられる。即ち、第１の油圧ポンプ／モータ１３５の吐出口と油圧シリンダ１３０の上昇側加圧室１３０ｂとが第２のロジック弁１７３及び配管を通じて連通し、第１の液圧ポンプ／モータ１３５の吐出口と油圧シリンダ群１５１の上昇側加圧室とが遮断される。

一方、第１の電磁弁１７５及び第２の電磁弁１７７がそれぞれＯＮの場合、第１のロジック弁１７１が開、第２のロジック弁１７３が閉となり、油圧シリンダ群１５１を駆動する状態に切り換えられる。即ち、第１の油圧ポンプ／モータ１３５の吐出口と油圧シリンダ群１５１の上昇側加圧室とが、第１のロジック弁１７１及び第２のロジック弁１７３及び配管を通じて連通し、第１の液圧ポンプ／モータ１３５の吐出口と油圧シリンダ１３０の上昇側加圧室１３０ｂとが遮断される。

≪初期圧≫
次に、クッションピン均圧化用の油圧シリンダ群１５１の上昇側加圧室に封入する初期圧について説明する。

本発明では、特別な弾性要素を保有せず、作動油が本来有している弾性を利用して複数のクッションピン長さのバラツキやクッションパッドの傾きを吸収する、クッションピン均圧化用の油圧シリンダ群１５１の必要最小限の平均収縮量（ΔＬ_ｋ）を発生させる為に、最低ダイクッション荷重（Ｆ_Ｌ）に基づく油圧シリンダ群１５１の上昇側加圧室の初期圧（Ｐ_ｋＬ０）を高精度に（初期圧目標値Ｐ_ｋ０ｒ±0.1ｋｇ／ｃｍ^２範囲内程度に）制御する。これに伴い、ダイクッション荷重（皺抑え荷重）の作用応答を必要以上に遅滞化させること無く、安定化させることが可能になる。このことを以下に示すように、具体的に例示しながら説明する。

先ず、クッションピン均圧化用の油圧シリンダ群１５１やそれらを連通する配管や作動油に関して、本例では、以下のように仮定する。

各油圧シリンダの断面積 Ｓ_ｋ[cm^２] 28.27（シリンダ直径6cm相当）
油圧シリンダの数 ｎ 30
油圧シリンダ群の総断面積 ΣＳ_ｋ[cm^２] ΣＳ_ｋ＝ｎ×Ｓ_ｋ＝848.1
油圧シリンダの全ストローク Ｌ_ｋ[cm] 5
配管内径 ｄ[cm]、長さ ｌ[cm] 2.5 500
油圧シリンダ群と配管内の全容積 Ｖ_ｋ[cm^３] Ｖ_ｋ＝ΣＳ_ｋ×Ｌ_ｋ＋ｄ^２×π/4×ｌ
≒6695
作動油の（実際の）体積弾性係数 Ｋ[kg/cm^２] 10000
次に、複数（ｎ本）のクッションピンのバラツキ具合を、本例では、図２に示すように仮定する。

図２は、複数のクッションピン１２６ａ，１２６ｂ、…、１２６ｎの高さ（長さ）のバラツキ等を示す図である。

図２に示す例では、クッションパッド１２８やブランクホルダ１２４の傾きは無い。クッションピンは３０本あり、長さは３０本の内、クッションピン１２６ａ，１２６ｃ，１２６ｅを含む１６本が所定値であり、クッションピン１２６ｄを含む１０本は所定値より1.0mm長く、クッションピン１２６ｂを含む４本は所定値より0.6mm短いものとする。

図２に示す状態において、クッションピン１２６ｃの下端がピストンロッドに当接するクッションピン均圧化用の油圧シリンダ１５１ｃのピストンロッドの収縮量ｂは、0.75mmであり、クッションピン１２６ｄの下端がピストンロッドに当接する油圧シリンダ１５１ｄのピストンロッドの収縮量ｃは、1.75mmであり、クッションピン１２６ｂの下端がピストンロッドに当接する油圧シリンダ１５１ｂのピストンロッドの収縮量ａは、0.15mmである。

したがって、クッションピン１２６ｄは、所定値のクッションピン１２６ｃよりも1.0（＝1.75−0.75）mm長く、クッションピン１２６ｂは、所定値のクッションピン１２６ｃよりも0.6（＝0.75−0.15）mm短い。

上記のようにクッションピンの長さにバラツキがある場合、プレス機械１００による加工開始時には、クッションパッド１２８−ブランクホルダ１２４間で、最初に1.0mm長いクッションピン、次に所定値のクッションピン、最後に0.6mm短いクッションピンがブランクホルダ１２４に接触する。

短いクッションピンが接触する時点で、クッションピン均圧化用の油圧シリンダ群１５１は、平均的に｛（1.0＋0.6）×10＋0.6×16｝／30＝0.85mm収縮されなければならない。全てのクッションピンが確実に均圧化される為には、短いクッションピンが接触した後で、更に全てのクッションピンが平均的に圧縮されなければならない。その為の平均追加（余裕）収縮量を0.15mmと仮定すれば、油圧シリンダ群１５１の必要な平均収縮量ΔＬ_ｋ[cm]は、0.85＋0.15＝1mmとなる。

次に、プレス機械１００による加工工程中の最低ダイクッション荷重（Ｆ_Ｌ）を2000［ｋN］と仮定すると、それが作用した場合の最低ダイクッション荷重に相当する圧力（Ｐ_ｋＬＤ）は、以下に示すように240.6 [kg/cm²]である。

Ｐ_ｋＬＤ＝1000×Ｆ_Ｌ/ｇ/ΣＳ_ｋ≒240.6
また、初期圧（Ｐ_ｋＬ０[kg/cm^２]）は、次式、
［数１］
Ｐ_ｋＬ０＝Ｐ_ｋＬＤ−Ｋ×ΔＬ_ｋ×ΣＳ_ｋ／Ｖ_ｋ
により算出することができ、本例では、Ｐ_ｋＬ０≒113.9[kg/cm^２]である。

最低ダイクッション荷重（Ｆ_Ｌ）から演算される最低ダイクッション荷重に相当する圧力（Ｐ_ｋＬＤ）と油圧シリンダ群１５１の必要な平均収縮量（ΔＬ_ｋ）を満足する初期圧（Ｐ_ｋＬ０）は、本例をとりまく環境において、作動油の圧縮性が上記体積弾性係数Ｋの元、一定と仮定した場合に成立する［数１］式より、113.9[kg/cm^２]と演算される。クッションピン均圧化用の油圧シリンダ群１５１の圧力発生室の初期圧（Ｐ_ｋＬ０）は、113.9[kg/cm^２]になるように精度よく設定すれば良い。

最低ダイクッション荷重（Ｆ_Ｌ）にしたがって初期圧（Ｐ_ｋＬ０）を算出設定する理由は、複数のクッションピンの高さのバラツキを吸収する必要な収縮量（ΔＬ_ｋ）を満足させる為である。仮に本例における加工工程中に生じうる最低ではないダイクッション荷重（Ｆ_＊）が3000[ｋN]である時、これに基づいて、［数１］式のＰ_ｋＬＤの代わりに、ダイクッション荷重（Ｆ_＊）に対応する圧力Ｐ_ｋ＊Ｄ[kg/cm^２]（＝1000×Ｆ_＊/ｇ/ΣＳ_ｋ≒361.0）を用いて初期圧（Ｐ_ｋ*０＝361.0-Ｋ×ΔＬ_ｋ×ΣＳ_ｋ／Ｖ_ｋ＝234.3）を演算し作用させると、最低ダイクッション荷重(2000[ｋＮ])が作用した時点の収縮量（ΔＬ_k＊）は、［数１］式に対応する次式、
［数２］
ΔＬ_k＊＝Ｖ_ｋ（Ｐ_ｋＤ−Ｐ_ｋ０）／Ｋ／ΣＳ_ｋ
により算出することができる。［数２］式の一般化したダイクッション荷重に対応する圧力（Ｐ_ｋＤ）に最低ダイクッション荷重に対応する圧力であるＰ_ｋＬＤ（＝240.6[kg/cm^２]）を、一般化した初期圧（Ｐ_ｋ０）にＰ_ｋ*０（≒234.3[kg/cm^２]）を代入すると、収縮量（ΔＬ_k＊）は、0.005[cm]（0.05[mm]）と演算される。この場合、複数のクッションピンの高さのバラツキを吸収するために必要な収縮量（ΔＬ_ｋ）１mmを満足せず、ダイクッション荷重が、加工工程中に最低ダイクッション荷重に変化した時点でクッションピンの均圧化作用が失われる。

以上のことから、最低ダイクッション荷重（Ｆ_L）から演算される最低ダイクッション荷重に対応する圧力（Ｐ_ｋLＤ）と、油圧シリンダ群１５１によるクッションピン均圧化に必要な収縮量（ΔＬ_ｋ）を満足する初期圧（Ｐ_ｋL０）を算出し、“きちんと”作用させれば、加工工程中の全域において、複数のクッションピンの均圧化作用は確保可能になり、かつダイクッション荷重（皺抑え荷重）の作用応答を必要以上に遅滞化させること無く、安定化させることができる。

［制御装置の第１の実施形態］
図３は、主として図１に示した第１の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置に適用される制御装置の第１の実施形態を示すブロック図である。

図３に示す制御装置１８０は、ダイクッション用の油圧シリンダ１３０を駆動する第１の油圧装置を制御するダイクション制御器（第１の制御器）１８１と、クッションピン均圧化用の油圧シリンダ群１５１を駆動する第２の油圧装置を制御する初期圧制御器（第２の制御器）１８８とを有している。

＜ダイクッション制御器＞
ダイクッション制御器１８１は、クッションパッド位置及びダイクッション荷重を制御する制御器であり、ダイクッション荷重設定器１８１ａを備えている。

ダイクッション制御器１８１には、第１の圧力検出器により検出される油圧シリンダ１３０の上昇側加圧室１３０ｂの圧力を示すダイクッション圧力信号１９４と、ダイクッション位置検出器１３３により検出されるクッションパッド１２８の位置を示すダイクッション位置信号１９６と、スライド位置検出器１１５により検出されるスライド１１０の位置を示すスライド位置信号１９５と、角度検出器（スライド１１０を駆動するクランク軸の角度を検出する角度検出器）１１１のクランク角度信号から信号変換器１５５を経て生成されるスライド１１０の速度を示すスライド速度信号１９７と、第１のサーボモータ１３６及び第２のサーボモータ１３８の角度を検出するエンコーダ１５６、１５８から信号変換器１５７、１５９を経て生成されるサーボモータ角速度信号１９２、１９３とが加えられている。

ダイクッション制御器１８１は、スライド位置信号１９５、又は図示しないクランク角度信号に基づいてスライド１１０が非加工工程の領域にあるか、又は加工工程の領域にあるかを判断し、スライド１１０が非加工工程の領域にある場合には、クッションパッド位置を制御するダイクッション位置制御状態に切り換え、スライド１１０が加工工程の領域にある場合には、ダイクッション荷重（圧力）制御状態に切り換えられる。

＜ダイクッション位置制御＞
ダイクッション制御器１８１は、ダイクッション位置制御状態の場合、図示しないダイクッション位置指令器からのダイクッション位置指令、及び第１のサーボモータ１３６及び第２のサーボモータ１３８のサーボモータ角速度信号１９２、１９３、及びスライド位置信号１９５に基づいてトルク指令１９０、１９１を演算し、これらのトルク指令１９０、１９１によりサーボアンプ１８２、１８３を介して第１のサーボモータ１３６及び第２のサーボモータ１３８を制御し、第１の油圧ポンプ／モータ１３５及び第２の油圧ポンプ／モータ１３７から油圧シリンダ１３０の上昇側加圧室１３０ｂに圧油を供給する。

これにより、油圧シリンダ１３０のピストンロッド１３０ｃの伸縮方向の位置を制御することにより、クッションパッド１２８の高さ位置（ダイクッション位置）を制御することができる。

尚、ダイクッション位置指令器には、位置指令生成における初期値生成用に使用するためにダイクッション位置信号が加えられており、ダイクッション位置指令器は、スライド１１０が下死点に到達し、ダイクッション荷重制御終了後に、製品ノックアウト動作を行うとともに、クッションパッド１２８を初期位置であるダイクッション待機位置に待機させるために、クッションパッド１２８の高さ位置を制御するダイクッション位置指令を出力する。

≪ダイクッション荷重制御の原理≫
ダイクッション荷重は、油圧シリンダ１３０の上昇側加圧室１３０ｂの圧力とシリンダ面積の積で表すことができるため、ダイクッション荷重を制御することは、油圧シリンダ１３０の上昇側加圧室１３０ｂの圧力を制御することを意味する。

いま、油圧シリンダ・ダイクッション圧発生側断面積：ａ
油圧シリンダ・ダイクッション圧発生側体積：Ｖ
ダイクッション圧：Ｐ
油圧モータ負荷トルク：ｔ
サーボモータ駆動トルク：Ｔ
サーボモータの慣性モーメント：Ｉ
サーボモータの粘性抵抗係数：ＤM
サーボモータの摩擦トルク：ｆM
油圧モータの押し退け容積：Ｑ
スライドから油圧シリンダピストンロッドに加わる力：Ｆ_{ｓｌｉｄｅ}
プレスに押されて発生するパッド速度：ｖ
油圧シリンダピストンロッド＋パッドの慣性質量：Ｍ
油圧シリンダの粘性抵抗係数：ＤS
油圧シリンダの摩擦力：ｆS
圧油に押されて回転するサーボモータ角速度：ω
作動油の体積弾性係数：Ｋ
比例定数：ｋ１、ｋ２
とすると、静的な挙動は、［数３］式及び［数４］式で表すことができる。

［数３］
Ｐ=∫Ｋ（（ｖ・Ａ−２・ｋ１Ｑ・ω）／Ｖ）ｄｔ（油圧モータを２基使用する場合）
［数４］
ｔ=ｋ２・ＰＱ／（２π）
また、動的な挙動は、［数３］式、［数４］式に加えて［数５］式、［数６］式で表すことができる。

［数５］
ＰＡ−Ｆ_{ｓｌｉｄｅ}＝Ｍ・ｄv／ｄｔ＋ＤS・ｖ＋ｆS
［数６］
Ｔ−ｔ＝I・ｄω／ｄｔ＋ＤM・ω＋ｆM
上記［数３］式〜［数６］式が意味するもの、即ち、スライド１１０からクッションパッド１２８を介して油圧シリンダ１３０に伝わった力（ダイクッション荷重）は、油圧シリンダ１３０の上昇側加圧室１３０ｂを圧縮し、ダイクッション圧を発生させる。

図３に示す例では、ダイクッション圧を発生させるために、第１の油圧ポンプ／モータ１３５及び第２の油圧ポンプ／モータ１３７を油圧モータ作用させ、第１の油圧ポンプ／モータ１３５及び第２の油圧ポンプ／モータ１３７に発生する負荷トルクが第１のサーボモータ１３６及び第２のサーボモータ１３８の駆動トルクに抗じたところで、第１のサーボモータ１３６及び第２のサーボモータ１３８を回転させ、圧力の上昇が抑制される。結局、ダイクッション圧は、第１のサーボモータ１３６及び第２のサーボモータ１３８の駆動トルクに応じて決定される。

＜ダイクッション荷重（圧力）制御＞
ダイクッション制御器１８１は、ダイクッション荷重設定器１８１ａを備えている。ダイクッション荷重設定器１８１ａは、スライド位置検出器１１５により検出されるスライド位置信号１９５に基づいてスライド１１０の位置に応じた目標ダイクッション荷重を示すダイクッション荷重（圧力）指令を出力する。

ダイクッション制御器１８１は、ダイクッション荷重（圧力）制御状態の場合、ダイクッション荷重設定器１８１ａから加えられるダイクッション圧力指令どおりにダイクッション圧力を制御するために、第１の圧力検出器１３２により検出された油圧シリンダ１３０の上昇側加圧室１３０ｂの圧力を示すダイクッション圧力信号１９４を入力している。

ダイクッション制御器１８１は、ダイクッション位置制御状態（ダイクッション待機位置（保持）制御状態）からダイクッション圧力制御状態に制御が切り換えられると、ダイクッション圧力指令、ダイクッション圧力信号１９４、及び第１のサーボモータ１３６及び第２のサーボモータ１３８のサーボモータ角速度信号１９２、１９３、及びスライド速度信号１９７を用いて演算したトルク指令１９０、１９１を、サーボアンプ１８２、１８３を介して第１のサーボモータ１３６及び第２のサーボモータ１３８に出力することでダイクッション圧力を制御する。

ダイクッション圧力制御時の、スライド１１０が材料１２１（及びブランクホルダ１２４）に衝突してから下死点に至るまでの下降工程（加工工程）は、第１のサーボモータ１３６及び第２のサーボモータ１３８のトルク出力方向と発生速度が反対になる。即ち、スライド１１０からクッションパッド１２８が受ける動力によって油圧シリンダ１３０の上昇側加圧室１３０ｂから圧油が第１の油圧ポンプ／モータ１３５及び第２の油圧ポンプ／モータ１３７に流入し、第１の油圧ポンプ／モータ１３５及び第２の油圧ポンプ／モータ１３７がそれぞれ油圧モータとして作用する。第１の油圧ポンプ／モータ１３５及び第２の油圧ポンプ／モータ１３７によって第１のサーボモータ１３６及び第２のサーボモータ１３８が従動して発電機として作用する。第１のサーボモータ１３６及び第２のサーボモータ１３８によって発電された電力は、サーボアンプ１８２、１８３及び電力回生器付き直流電源１８６、１８７を介して交流電源１８４に回生される。

尚、ダイクッション制御器１８１は、図示しない弁制御器を有し、弁制御器は、クッションパッド１２８が待機位置（ダイクッション荷重制御開始のスライド位置）での待機（位置制御）中の一時点（時点Ｔ_{Ｔａｉｋｉ}）近傍では、第１の電磁弁１７５と第２の電磁弁１７７を共にＯＮさせ、第１のロジック弁１７１を開き、第２のロジック弁１７３を閉じる共に、ダイクッション位置制御用に第２のサーボモータ１３８のみを駆動するトルク指令１９１を演算し、第２のサーボモータ１３８に出力する（第２のサーボモータ１３８のみを使用して、ダイクッション位置制御を行う）。

また、ダイクッション制御器１８１において、第１のサーボモータ１３６及び第２のサーボモータ１３８のサーボモータ角速度信号１９２、１９３は、それぞれダイクッション位置制御及びダイクッション圧力制御において圧力位相遅れ特性を改善させ（進ませ） 動的安定性を確保する為に使用され、スライド速度信号１９７は、圧力精度を向上させる制御補償に使用し、スライド位置信号１９５は、クッションパッド１２８がスライド１１０に衝突（干渉）することを自動的に抑制しながら上昇させる為に（自動干渉抑制移動機能用に）使用される。

＜初期圧制御＞
初期圧制御器１８８は、初期圧設定器１８８ａを備えている。初期圧設定器１８８ａは、前述した［数１］式に示したように油圧シリンダ群１５１の上昇側加圧室及び管路の総容積（Ｖ_ｋ）、ｎ本のクッションピン１２６ａ〜１２６ｎの高さのバラツキが吸収される場合の油圧シリンダ群１５１の最小限の平均収縮量（ΔＬ_ｋ）と油圧シリンダ群１５１の総断面積（ΣＳ_ｋ）とから算出される油圧シリンダ群１５１の上昇側加圧室の最小の容積変化量（ΔＬ_ｋ×ΣＳ_ｋ）及び作動油の体積弾性係数（Ｋ）に基づいて、総容積の初期圧（Ｐ_ｋL０）の作動油が容積変化量（ΔＬ_ｋ×ΣＳ_ｋ）だけ圧縮された場合に上昇する当該作動油の圧力が、ダイクッション荷重作用開始前にダイクッション荷重設定器１８１ａにて設定された目標ダイクッション荷重のうちの最低ダイクッション荷重に対応する圧力（Ｐ_ｋLＤ）になるように初期圧（Ｐ_ｋL０）を設定する（初期圧を設定するステップ）。

初期圧制御器１８８は、ダイクッション荷重作用開始前である、クッションパッド１２８が待機位置（ダイクッション荷重制御開始のスライド位置）に待機（位置制御）中の一時点（時点Ｔ_{Ｔａｉｋｉ}）近傍において、油圧シリンダ群１５１の上昇側加圧室に、初期圧設定器１８８ａにより設定された初期圧（Ｐ_ｋL０）が発生するようにトルク指令１９０を演算する。このトルク指令１９０は、初期圧設定器１８８ａにより設定された初期圧（Ｐ_ｋL０）を示す初期圧指令、第２の圧力検出器１４０により検出される油圧シリンダ群１５１の上昇側加圧室の圧力を示す圧力信号１９８、及び第１のサーボモータ１３６のエンコーダ１５６から信号変換器１５７を経て生成されるサーボモータ角速度信号１９２に基づいて演算される。

初期圧制御器１８８は、演算したトルク指令１９０によりサーボアンプ１８２を介して第１のサーボモータ１３６を制御し、第１の油圧ポンプ／モータ１３５から第２のロジック弁１７３、第１のロジック弁１７１を経由して油圧シリンダ群１５１の上昇側加圧室及びそれに連通する配管に圧油を供給する（圧力を制御するステップ）。

これにより、クッションピン均圧化用の油圧シリンダ群１５１の上昇側加圧室の圧力が、初期圧設定器１８８ａにより設定された初期圧（Ｐ_ｋL０）になるように制御される。

尚、ダイクッション制御器１８１の弁制御器（図示せず）は、クッションパッド１２８が待機位置での待機中の一時点近傍では、第１の電磁弁１７５と第２の電磁弁１７７を共にＯＮさせ、第１のロジック弁１７１を開き、第２のロジック弁１７３を閉じ、また、トルク指令選択器１８９は、クッションパッド１２８が待機位置に待機中の一時点近傍では、初期圧制御器１８８から出力されるトルク指令を選択してトルク指令１９０とし、サーボアンプ１８２を介して第１のサーボモータ１３６に出力する。

これにより、クッションパッド１２８が待機位置での待機中の一時点近傍において、第１のサーボモータ１３６及び第１の油圧ポンプ／モータ１３５を使用し、クッションピン均圧化用の油圧シリンダ群１５１の上昇側加圧室（及びそれに連通する配管）の初期圧を制御する。即ち、本例では、第１のサーボモータ１３６及び第１の油圧ポンプ／モータ１３５は、主としてダイクッション位置制御及びダイクッション圧力制御に使用されるが、クッションパッド１２８が待機位置で待機している期間に、一時的にクッションピン均圧化用の油圧シリンダ群１５１の上昇側加圧室の圧力を、初期圧（Ｐ_ｋL０）に設定するために使用される。

また、初期圧制御器１８８による油圧シリンダ群１５１の上昇側加圧室の初期圧を制御する際に、第１のサーボモータ１３６のサーボモータ角速度信号１９２は、圧力位相遅れ特性を改善させ（進ませ）、動的安定性を確保する為に使用される。

［クッションピン均圧化機能付きダイクッション装置の作用］
図４は、図１に示した第１の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置における主要な物理量の（連続運転中の）１サイクルの波形図である。

図４の１段目にはプレス・スライド位置とダイクッション位置、２段目にはダイクッション荷重、３段目には連通したクッションピン均圧化用の油圧シリンダ群１５１の圧力、４段目には第１の電磁弁１７５及び第２の電磁弁１７７のＯＮ／ＯＦＦ状態を示す。

本例のダイクッション荷重設定器１８１ａにて設定される目標ダイクッション荷重のダイクッション荷重値は、2000[kN]の一定値（加工工程中の最低ダイクッション荷重値も同じ値）、クッションピン均圧化用の油圧シリンダ群１５１の必要最小限の平均収縮量（ΔＬ_ｋ）は１mm、それに基づいて（予め初期圧制御器１８８内で演算され、初期圧設定器１８８ａに設定される）油圧シリンダ群１５１の初期圧Ｐ_ｋＬ０は、113.9[kg/cm^２]である。平均収縮量の設定値が小さい程、初期圧Ｐ_ｋ０は大きくなり、ダイクッション荷重作用時の油圧シリンダ群１５１の収縮量は減少する（ダイクッション荷重応答が早まる）為、平均収縮量の設定値は、複数のクッションピンの長さのバラツキ範囲の程度に応じて必要な最小値にすることが望ましい。

＜0〜約1.25ｓ プレス・スライド下降＆ダイクッション待機＆未成形＞
プレス・スライドは上死点から下降中で、未だ成形は開始されていない。ダイクッション（クッションパッド１２８）は待機位置（ダイクッション荷重作用開始のスライド位置）に待機中である（待機位置に位置制御されている）。

待機中の（一時点（Ｔ_{Ｔａｉｋｉ}＝0.7ｓ）近傍の）0.59ｓで、油圧シリンダ群１５１の初期圧Ｐ_ｋ０が、設定された目標値(初期圧Ｐ_ｋＬ０)の113.9±0.1[kg/cm^２]の範囲内であるか否かを初期圧制御器１８８内で確認する。そして、否の場合に限り、初期圧Ｐ_ｋ０が目標値の範囲内に入るように初期圧制御を行う。本例では、初期圧Ｐ_ｋ０が、113.77[kg/cm^２]であるため、否である（初期圧制御を行う）。

初期圧制御を行う場合、0.6ｓの時点で第２の電磁弁１７７をＯＮさせ、第２のロジック弁１７３を閉弁動作させる。続いて、0.65ｓの時点で第２のロジック弁１７３が閉弁を完了すると、クッションパッド１２８は、第２のサーボモータ１３８のみで待機位置に位置制御（保持）される。

同時にトルク指令選択器１８９は、初期圧制御器１８８側のトルク指令を選択し、初期圧制御器１８８は、初期圧の目標値113.9[kg／cm^２]に程度（例えば、１１３．９＋５[kg／cm^２]）に相当（比例する）するトルク（開ループ）指令１９０を、トルク指令選択器１８９を介してサーボアンプ１８２に出力するとともに、第１の電磁弁１７５をＯＮさせ、第１のロジック弁１７１を開弁動作させる。尚、第２のロジック弁１７３の閉弁後に前記トルク（開ループ）指令１９０を作用させた状態で第１のロジック弁１７１を開弁するのは、第１のロジック弁１７１が開弁過程で、初期圧Ｐ_ｋ０を降下させない為の配慮である。

続いて、0.7ｓの時点で第１のロジック弁１７１が開弁を完了すると、初期圧制御器１８８は、主に初期圧Ｐ_ｋ０の目標値113.9[kg／cm^２]と第２の圧力検出器１４０からの圧力信号１９８に基づいて、油圧シリンダ群１５１の初期圧Ｐ_ｋ０を目標値113.9[kg／cm^２]よりも0.1[kg/cm^２]高い指令値114.0[kg／cm^２]に制御すべくトルク（閉ループ）指令１９０をサーボアンプ１８２に出力する。

0.73ｓ付近で、初期圧Ｐ_ｋ０が114.0±0.02[kg／cm^２]範囲内に整定し、0.75ｓの時点で第１の電磁弁１７５をＯＦＦさせ、第１のロジック弁１７１を閉弁動作させる。続いて、0.8ｓの時点で第１のロジック弁１７１が閉弁を完了すると、トルク指令選択器１８９はダイクッション制御器１８１側のトルク指令を選択し、クッションパッド１２８は再度、第１のサーボモータ１３６をも使用して、待機位置に位置制御される。

同時に、第２の電磁弁１７７をＯＦＦさせ、第２のロジック弁１７３を開弁動作させる。0.85ｓの時点で、第２のロジック弁１７３は開弁動作を完了し、一連の初期圧Ｐ_ｋ０の再制御、圧油の封入作用は完了する。初期圧Ｐ_ｋ０は、113.932[kg／cm^２]である。第２の電磁弁１７７がＯＦＦされる（第２のロジック弁１７３が開弁動作する）過程で、（ポペット式）電磁弁のポペットが切り換わる（動く）際、初期圧Ｐ_ｋ０が、微小油量が油圧シリンダ群１５１から低圧（システム圧）ラインにリークし、0.1[kg／cm^２]以下程度低下する分、初期圧Ｐ_ｋ０の指令値を目標値より0.1[kg／cm^２]大きくしている。本例（クッションピン均圧化用の油圧回路１７０）において、初期圧Ｐ_ｋ０は基本的にノンリークに保持される為、初期圧Ｐ_ｋ０の再制御、封入操作は数サイクル〜数１０サイクルに１度行われる。

＜1.25ｓ〜2.15ｓ プレス・スライド下降⇒下死点＆ダイクッション荷重作用＆成形＞
スライド１１０が、上金型１２０、材料１２１、ブランクホルダ１２４、クッションピン１２６ａ〜１２６ｎ、油圧シリンダ群１５１等を介して、クッションパッド１２８に衝突する時点（ダイクッション荷重の作用開始時点）で、ダイクッション制御器１８１の作用によって、所定の（設定された）本例では2000[kN]のダイクッション荷重が、上方向に（ブランクホルダ１２４と上金型１２０間で材料１２１を抑える方向に）作用開始し、約0.05ｓ後に作用完了する。それと共に（それに比例して）、油圧シリンダ群１５１の上昇側加圧室の圧力も初期圧Ｐ_ｋ０（113.93[kg／cm^２]）からダイクッション荷重（2000[kN]）に対応する圧力Ｐ_ｋＤ（240.6[kg／cm^２]）に昇圧する。この時（昇圧過程で）、クッションピンの長さのバラツキ（３０本のクッションピンの内、１６本が所定値であり、１０本は所定値より１mm長く、４本は所定値より0.5mm短い傾向）を吸収して、全てのクッションピンに均一な荷重約66.7（＝2000／30）[kN]が作用する。

クッションピン毎に均一な所定のダイクッション荷重分力が、ブランクホルダ１２４−上金型１２０間の材料１２１に作用しながら、材料１２１の各部位に絞り皺が生じること無く、破断すること無く、絞り成形が進行する。

プレス下死点近傍（下死点より１mm以下程度上方）で、絞り成形が終了し、ダイクッション制御器１８１の作用によって、ダイクッション荷重（相当圧）は脱圧される。それと共に（それに比例して）、油圧シリンダ群１５１の圧力もダイクッション荷重に対応する圧力Ｐ_ｋＤ（240.6[kg／cm^２]）から初期圧Ｐ_ｋ０（113.92[kg／cm^２]）に降圧する。初期圧Ｐ_ｋ０は殆ど変化（低下）していない為、次サイクルのダイクッション待機時に、初期圧Ｐ_ｋ０の再制御し封入操作は行われない（不要である）。

＜2.15ｓ〜4.3ｓ プレス・スライド上昇⇒上死点＆製品ノックアウト⇒待機位置＞
スライド１１０は、下死点から上死点まで上昇する。ダイクッション（クッションパッド１２８）は、ダイクッション荷重（相当圧）がほぼ脱圧完了する時点で、ダイクッション制御器１８１の作用によってダイクッション圧力制御からダイクッション位置制御に変更され、ノックアウト用設定値（下死点（近傍）停留時間の設定値や上昇速度の設定値に）基づいて自動的に生成された、プレス下死点の近傍位置からダイクッション待機位置に連続的に変化するダイクッション位置指令に沿って製品をノックアウトしながら待機位置に移動する。

ところで、設定される初期圧（Ｐ_ｋL０）に誤差が生じた場合、例えば、初期圧（Ｐ_ｋL０）が目標の初期圧指令値（Ｐ_ｋL０Ref）に対して大きくなった場合は、それに応じて油圧シリンダ群１５１の収縮量が減少し、所定の均圧化作用が弱まる懸念が生じる。一方、初期圧（Ｐ_ｋL０）が、初期圧指令値（Ｐ_ｋL０Ref）に対して小さくなった場合は、それに応じて油圧シリンダ群１５１の収縮量が増加し、ダイクッション荷重の作用応答が遅滞化する懸念が生じる。

初期圧（Ｐ_ｋL０）が初期圧指令値（Ｐ_ｋL０Ref）に対して大きくなった場合も小さくなった場合も、油圧シリンダ群１５１の収縮量が変動し、ダイクッション荷重の応答が変動する懸念が生じる。

したがって、初期圧（Ｐ_ｋL０）を初期圧指令値（Ｐ_ｋL０Ref）通りに精度良く制御し発生させることは、現実的に非常に重要なことである。以下には、このことについて詳述する。

図５は、図３に示した初期圧制御器１８８の詳細を示すブロック図である。

図５における各記号及び符号は、下記の通りである。

１９０：第１のサーボモータ１３６のトルク指令［kgm］
１９２：サーボモータ角速度信号ω［rad/ｓ］
１９８：第２の圧力検出器１４０からの圧力信号Ｐ_ｋ［kg／cm^２］
Ｐ_ｋＬｏRef：初期圧指令［kg/cm^２］
ｑ：第１の油圧ポンプ／モータ１３５の押し退け容積［cm^３／rev］
Ｋ_Ｐ：比例補償定数、Ｋ_Ｉ：積分補償定数、１／Ｓ：積分
Ｋ_ω：角速度補償定数
図５において、初期圧指令値（Ｐ_ｋＬｏRef）、クッションピン均圧化用の油圧シリンダ群１５１の圧力（Ｐ_ｋ）、第１のサーボモータ１３６のサーボモータ角速度信号(ω)に基づいて制御する。具体的には、初期圧指令値（Ｐ_ｋＬｏRef）に比例させるフィードフォワード（オープン）補償成分と、初期圧指令値（Ｐ_ｋＬｏRef）と現在の圧力（Ｐ_ｋ）の偏差に比例させる成分（比例補償定数Ｋ_Ｐを有する比例補償器の出力）と偏差の積分に比例させる成分（積分補償定数Ｋ_Ｉを有する積分補償器の出力）の和（ＰＩ補償）からサーボモータ角速度信号ωを減算した結果に比例させるフィードバック（クローズド）補償成分の和をトルク指令１９０とし、サーボアンプ１８２に出力し、第１のサーボモータ１３６を駆動する。

フィードフォワード補償成分は、物理的に初期圧指令（Ｐ_ｋＬｏRef）に比例する基本的なトルク成分を担い無理なくＰ_ｋＬｏRefを発生させる役割を担い、フィードバック補償成分は、制御的に初期圧（Ｐ_ｋL０）を初期圧指令値（Ｐ_ｋＬｏRef）に（主にＫ_ｐの作用で）早く、（主にＫ_Ｉの作用で）精度良く、（主にＫ_ωの作用で）安定に応答させる役割を担う。

図６は、図５に示した初期圧制御器１８８のブロック図に基づき初期圧（Ｐ_ｋL０）を制御した場合の初期圧（Ｐ_ｋL０）の時間応答波形等を示す波形図であり、図６の１段目には初期圧指令（Ｐ_ｋＬｏRef）とその時間応答を示す初期圧（Ｐ_ｋL０）、２段目には第１のサーボモータ１３６のサーボモータトルク、３段目には第１の油圧ポンプ／モータ１３５の吐出油量を示す。

本例において、使用する第１のサーボモータ１３６のトルク応答性（角周波数）は一次近似すると600[rad/s]、第１のサーボモータ１３６とそれに軸接続する第１の油圧ポンプ／モータ１３５の回転軸の慣性モーメントは0.4[kgm^２]、第１の油圧ポンプ／モータ１３５の押し退け容積（ｑ）は500[cm^３/rev]の時、制御パラメータ（定数）Ｋ_ｐ、Ｋ_Ｉ、Ｋ_ωを適性に調整することによって、図６の１段目に示すように、初期圧Ｐ_ｋL０は、初期圧指令Ｐ_ｋＬｏRef(113.9［kg/cm^２］）に対して、0.1ｓ以内に±0.02［kg/cm^２］範囲内の精度で応答する。

このように、第１のサーボモータ１３６に軸接続された第１の油圧ポンプ／モータ１３５を駆動して圧力制御する方式は、第２の圧力検出器１４０から検出される油圧シリンダ群１５１の圧力を目標値通り（悪くとも目標値±0.1［kg/cm^２］範囲内）に制御することに適する。

尚、複数のクッションピンの精度が良く、クッションピンの長さのバラツキをとる必要が無い場合は、必要最小限の平均収縮量（ΔＬｋ）は不要であり、初期圧は最初からダイクッション荷重（設定された目標ダイクッション荷重のうちの最大のダイクッション荷重以上）に対応する圧力にすれば良く、この場合、油圧シリンダ群１５１が介在することによるダイクッション荷重の応答遅延時間は、ほぼ消滅する。

［クッションピン均圧化機能付きダイクッション装置の作用（加工工程中にダイクッション荷重が変化する場合）］
本発明の特徴の一つである、特殊材料を使用した場合の有効性について説明する。

図７は、図１に示した第１の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置における主要な物理量の（連続運転中の）１サイクルの他の波形図であり、特に今後予想される特殊材料や難加工材の成形性を向上させるべく、材料特性や金型に固有の成形性に合わせて、ダイクッション荷重を成形中に変化させながら、ダイクッション荷重を材料に均一に作用させることが可能にする場合の主要な物理量の波形図である。

図４と同様に、図７の１段目にはプレス・スライド位置とダイクッション位置、２段目にはダイクッション荷重、３段目には連通したクッションピン均圧化用の油圧シリンダ群１５１の圧力、４段目には第１の電磁弁１７５及び第２の電磁弁１７７のＯＮ／ＯＦＦ状態を示すが、特に図７に示した波形図は、２段目の加工工程中にダイクッション荷重が変化し、このダイクッション荷重の変化に伴って３段目のクッションピン均圧化用の油圧シリンダ群１５１の圧力も変化する点で、図４に示した波形図と相違する。

図７の２段目に示すようにダイクッション荷重設定器１８１ａにて設定される目標ダイクッション荷重のダイクッション荷重値は、ダイクッション位置がダイクッション荷重開始（300mm）後の300mm〜160mmの間、一定の1800[kN]となり、ダイクッション位置が160mmから60mmに至るまで連続的に（テーパ状に）1200[kN]まで変化（降下）し、さらにダイクッション位置が下死点近傍で2000[kN]に変化（上昇）する。

ダイクッション荷重値の最初の荷重降下作用は材料の破断を抑制する為のもので、最後の荷重上昇作用は、製品の精度を確保する為のものである。

クッションピン均圧化用の油圧シリンダ群１５１の必要な平均収縮量ΔＬ_ｋは、１mm、それに基づいて（予め初期圧制御器１８８内で演算され、初期圧設定器１８８ａに設定される）油圧シリンダ群１５１の初期圧Ｐ_ｋ０は、図７の２段目に示したダイクッション荷重値のうちの最低ダイクッション荷重値1200[kN]に基づく17.7[kg/cm^２]である。

ダイクッション荷重が小さい程、一定の平均収縮量ΔＬ_ｋに対して初期圧は小さくなり、その分、ダイクッション荷重の作用応答時間は必要最小限、延長する。

このように、昨今では一般化しつつある加工工程中のダイクッション荷重の変化によらず、必要最小限の平均収縮量ΔＬ_ｋに対応した初期圧Ｐ_ｋＬ０が制御可能な点が本発明の特徴の１つである。

［クッションピン均圧化機能付きダイクッション装置の第２の実施形態］
図８は、本発明に係る第２の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置を備えたプレスシステムを示す主要構成図である。尚、図８において、図１に示した第１の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図８に示す第２の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置は、ダイクッション用の第１の油圧装置及びクッションピン均圧化用の第２の油圧装置が、両油圧装置において共通化された、第１のサーボモータ１３６とそれに軸接続された第１の油圧ポンプ／モータ１３５のみを備え、ダイクッション用の油圧シリンダ１３０を専用に駆動する第２のサーボモータ１３８とそれに軸接続される第２の油圧ポンプ／モータ１３７が存在しない点で、図１に示した第１の実施形態と相違する。

第１のサーボモータ１３６とそれに軸接続された第１の油圧ポンプ／モータ１３５は、プレス機械の１サイクル中、クッションパッド１２８が待機位置（ダイクッション荷重制御開始のスライド位置）に待機中の一時点（時点Ｔ_{Ｔａｉｋｉ}）近傍ではクッションピン均圧化用の油圧シリンダ群１５１の初期圧を発生させる為に用いられ、それ以外は、ダイクッション用の油圧シリンダ１３０を駆動する為に用いられる。

クッションパッド１２８が待機位置で待機中の時点Ｔ_{Ｔａｉｋｉ}近傍では、クッションパッド１２８は、第１のサーボモータ１３６により駆動されないが、第２のロジック弁１７３を閉弁させることで、油圧シリンダ１３０（の上昇側加圧室１３０ｂ）に作用中の、クッションパッド１２８を待機位置に維持する圧力を（第２のロジック弁１７３のポペット部が着座する作用で）ノンリークに保持することによって、待機位置に保持される。

尚、クッションピン均圧化用の油圧シリンダ群１５１の初期圧が制御される期間は、クッションパッド１２８が待機位置で待機中の時点Ｔ_{Ｔａｉｋｉ}近傍の僅かな期間であり、この期間経過後は、再びダイクッション位置制御状態に復帰する。したがって、油圧シリンダ群１５１の初期圧の制御期間に、ダイクッション位置制御状態が非制御状態になっても、その後のダイクッション位置制御状態への復帰によりクッションパッド１２８は、クッションパッド１２８を待機位置に精度よく保持することができる。

［制御装置の第２の実施形態］
図９は、主として図８に示した第２の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置に適用される制御装置の第２の実施形態を示すブロック図である。尚、図９において、図３に示した第１の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置に適用される第１の実施形態の制御装置と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図９に示す制御装置１８０は、第１のサーボモータ１３６のみを制御する点で、図４に示した制御装置と相違する。即ち、図９に示すダイクッション制御器１８１は、ダイクッション位置制御状態又はダイクッション圧力制御状態において、第１のサーボモータ１３６のみを使用し、第１の油圧ポンプ／モータ１３５を介してダイクッション位置及びダイクッション圧力（荷重）を制御する。

また、図９に示す初期圧制御器１８８は、第１のサーボモータ１３６のみを制御してクッションピン均圧化用の油圧シリンダ群１５１の初期圧を制御するものであるため、図４に示した初期圧制御器１８８と同様である。

［クッションピン均圧化機能付きダイクッション装置の第３の実施形態］
図１０は、本発明に係る第３の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置を備えたプレスシステムを示す主要構成図である。尚、図１０において、図１に示した第１の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置と共通する部分には枝番を除いて同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図１０に示す第３の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置は、図１に示した第１の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置が、複数（２セット）設けられている点で、第１の実施形態と相違する。

即ち、図１０上で、クッションピン１２６−１ａ〜１２６−１ｎと、クッションピン１２６−２ａ〜１２６−２ｎとが左右方向に区分され、同様にクッションピン均圧化用の油圧シリンダ群１５１−１（油圧シリンダ１５１−１ａ〜１５１−１ｎ）と油圧シリンダ群１５１−２（油圧シリンダ１５１−２ａ〜１５１−２ｎ）とが左右方向に区分されている。

クッションパッド１２８−１、１２８−２は中央で分割され、図１０上で右側のクッションパッド１２８−１上（のピンプレート１２７−１上）には油圧シリンダ群１５１−１が配列され、左側のクッションパッド１２８−２上（のピンプレート１２７−２上）には油圧シリンダ群１５１−２が配列されている。

ダイクッション用の油圧シリンダ１３０−１、１３０−２は、それぞれクッションパッド１２８−１、１２８−２を支持し、独立してクッションパッド１２８−１、１２８−２にダイクッション荷重を発生させる。

ダイクッション用の油圧シリンダ１３０−１、１３０−２を駆動するための第１の油圧装置、クッションピン均圧化用の油圧シリンダ群１５１−１、１５１−２の初期圧を設定するための第２の油圧装置、及び各種の検出器も左右に２セット存在する。

上記構成の第３の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置によれば、クッションパッド１２８−１、１２８−２毎に必要なダイクッション荷重を作用させることが可能であり、それに応じてクッションピン均圧化用の油圧シリンダ群１５１−１、１５１−２もクッションパッド１２８−１、１２８−２毎に連通し、それぞれの初期圧を独立して作用可能にしている。

こうすることによって（左右間で）異形状の製品に対して、金型の必要部位毎に必要なダイクッション荷重を均一に作用させ易くなり、成形品質を向上させることができる。

本例では、クッションパッド１２８−１、１２８−２は、中央で分割され、左右独立しているが、クッションパッドは左右一体でもよい。左右一体のクッションパッドであっても、その他の構成は、図１０に示した第３の実施形態の如く、左右２基のダイクッション用の油圧シリンダ１３０−１、１３０−２毎に必要なダイクッション荷重を作用させ、クッションピン均圧化用の油圧シリンダ群１５１−１、１５１−２毎に必要な初期圧を作用させることが望ましい。クッションパッドは一体でも、左右それぞれのダイクッション荷重に応じてクッションパッドは弾性変形して金型に作用する為、やはり金型の必要部位に必要なダイクッション荷重を均一に作用させ易くなり、（左右間で）異形状の製品を品質良く成形し易くすることができる。

図１０に示した第３の実施形態では、左右間でクッションパッド１２８−１、１２８−２あるいはダイクッション用の油圧シリンダ１３０−１、１３０−２毎にダイクッション荷重、クッションピン均圧化用の油圧シリンダ群１５１−１、１５１−２毎に初期圧を制御可能にする一例を示したが、これに限らず、左右前後間で４分割されたクッションパッドあるいは４基のダイクッション用の油圧シリンダ毎にダイクッション荷重、クッションピン均圧化用の４群の油圧シリンダ群毎に初期圧を制御可能にする構成としてもよく、この場合、前後左右間で異形状の製品に対して、金型の必要部位毎に必要なダイクッション荷重を均一に作用させ易くなり、成形品質を向上させることができる。

［制御装置の第３の実施形態］
図１１は、主として図１０に示した第３の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置に適用される制御装置の第３の実施形態を示すブロック図である。尚、図１１において、図３に示した第１の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置に適用される第１の実施形態の制御装置と共通する部分には枝番を除いて同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図１１に示す制御装置１８０は、図１０に示した２セットの第１のサーボモータ１３６−１、第２のサーボモータ１３８−１と、第１のサーボモータ１３６−２、第２のサーボモータ１３８−２とを、それぞれ独立に制御する第１のダイクション制御器１８１−１、第１の初期圧制御器１８８−１と、第２のダイクッション制御器１８１−２、第２の初期発制御器１８８−２とを備えている。

第１のダイクッション荷重設定器１８１−１ａと第２のダイクッション荷重設定器１８１−２ａとは、それぞれ独立して目標ダイクッション荷重を設定することができ、第１のダイクション制御器１８１−１及び第２のダイクッション制御器１８１−２は、中央で分割されたクッションパッド１２８−１、１２８−２に付加するダイクッション荷重をそれぞれ独立して制御することができる。これにより異形状の製品に対して、金型の部位毎に必要なダイクッション荷重を作用させることができ、成形品質を向上させることができる。

また、第１の初期圧設定器１８８−１ａと第２の初期圧設定器１８８−２ａとは、独立して設定されるそれぞれの目標ダイクッション荷重（それぞれの目標ダイクッション荷重のうちのそれぞれの最低ダイクッション荷重）に対応して、それぞれ独立して初期圧目標値を設定することができ、第１の初期圧設定器１８８−１ａ及び第２の初期圧設定器１８８−２ａは、それぞれ設定された初期圧目標値にしたがってクッションピン均圧化の油圧シリンダ群１５１−１、１５１−２の初期圧を独立して制御することができる。

［クッションピン均圧化機能付きダイクッション装置の第４の実施形態］
図１２は、本発明に係る第４の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置を備えたプレスシステムを示す主要構成図である。尚、図１２において、図１０に示した第３の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図１２に示す第４の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置は、左右の第１の油圧ポンプ／モータとして油圧ポンプ／モータ１３５−１、１３７−１と、１３５−２、１３７−２とが設けられ、左右の第１のサーボモータとして油圧ポンプ／モータ１３５−１、１３７−１の回転軸にそれぞれ軸接続されたサーボモータ１３６−１、１３８−１と、油圧ポンプ／モータ１３５−２、１３７−２の回転軸にそれぞれ軸接続されたサーボモータ１３６−２、１３８−２とが設けられ、ダイクッション用の油圧シリンダ１３０−１、１３０−２を専用に駆動する第２のサーボモータが設けられていない点で、第３の実施形態と相違する。

ダイクッション用の油圧シリンダ１３０−１、１３０−２を専用に駆動する第２のサーボモータが設けられていない点で、図８に示した第２の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置と近似する。

したがって、第４の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置の制御装置は、図９に示した第２の実施形態の制御装置と同様の制御が行われ、左右各２基のサーボモータ１３６−１、１３８−１と１３６−２、１３８−２とは、プレスの１サイクル中、クッションパッド１２８−１、１２８−２が待機位置（ダイクッション荷重制御開始のスライド位置）に待機中の一時点（時点Ｔ_{Ｔａｉｋｉ}）近傍では、クッションピン均圧化装置の初期圧を発生させる為に用いられ、それ以外はダイクッションを駆動する為に用いられる。

サーボモータ１３６−１、１３８−１と１３６−２、１３８−２とが左右２基ずつ存在する理由は、ダイクッション荷重を、より高速なプレス・スライド下降動作下で作用させる為である。クッションピン均圧化装置の初期圧を発生させる時に（も）サーボモータを２基使用する理由は、主に同時に異なる（ダイクッション位置とクッションピン均圧化の油圧シリンダ群の初期圧）制御を行わないことによって制御器（制御演算）を単純化する為である。

中央で２分割されたクッションパッド１２８−１、１２８−２毎に必要なダイクッション荷重とそれに応じたクッションピン均圧化用の油圧シリンダ群１５１−１、１５１−２の初期圧を作用可能にしている理由は、図１０に示した第３の実施形態と同様に、（左右間で）異形状の製品に対して、金型の必要部位毎に必要なダイクッション荷重を均一に作用させ易くし、成形品質を向上させる為である。

［比較例］
（１）システム全体を安価に構成可能である。

従来の特許文献１等には、エア式ダイクッション装置にクッションピン均圧化装置を適用した実施形態が説明されている。

特許文献１等に記載のクッションピン均圧化装置は、エア式ダイクッション装置の圧力エア源とは別に、クッションピン均圧化用の油圧シリンダ群に作動油を供給する油圧装置（初期圧発生手段）が必要であった。

これに対し、本発明の第１〜第４の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置は、ダイクッション用の第１の油圧装置及びクッションピン均圧化用の第２の油圧装置において、第１のサーボモータ１３６とそれに軸接続された第１の油圧ポンプ／モータ１３５を共通化することができ、クッションピン均圧化用の油圧シリンダ群に作動油を供給する油圧装置（特に第１のサーボモータ１３６とそれに軸接続された第１の油圧ポンプ／モータ１３５の基幹要素）を、新たに追加する必要がない。

つまり、クッションピン均圧化用の油圧シリンダ群に作動油を供給する（電動機や油圧ポンプが装備された）クッションピン均圧化装置専用の油圧装置や初期圧を制御する制御装置（併せて初期圧発生手段）が、従来のエア式ダイクッション装置に適用されたクッションピン均圧化装置では必要であったが、本発明の第１〜第４の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置では、サーボダイクッション装置の油圧装置が、初期圧発生手段として流用可能な為不要になり、システム全体をより安価に構成することが出来る。

（２）クッションピン均圧化用の油圧シリンダ群の（ピストンシール等の）保守が容易である。

従来の特許文献１等に記載のエア式ダイクッション装置は、ダイクッション荷重作用開始時にダイクッション荷重にサージ（衝撃）が生じ易い。

図１３は、ダイクッション荷重の成分を示すブロック図である。図１３に示す記号は、以下の通りある。

Ｖdc：クッションパッド速度(mm/s)
Ｄdc：粘性抵抗係数196（kN・s/m）
Ｓdc：総シリンダ断面積（cm^２）
Ｓdc_a＝40791.35・・・エア式ダイクッション
Ｓdc_s＝815.83・・・サーボダイクッション
Ｐdc：ダイクッション用シリンダ圧力（kg/cm^２）
（2000kN作用時の定格値）
Ｐdc_a＝5.0・・・エア式ダイクッション
Ｐdc_s＝250.0・・・サーボダイクッション
ｇ：重力加速度9.806（m/s^２）
ａ_ｄｃ：クッションパッド加速度（m/s^２）
Ｍdc：クッションパッド連動質量12900（kg）
ｆ１：シリンダ推力 （kN）
ｆ１＝Ｓdc×Ｐdc×ｇ／1000
ｆ２：クッションパッド加速反力（kN）
ｆ２＝−ａ_ｄｃ×Ｍdc／1000^２（kN）
ｆ３：クッションパッド連動部重力（kN）
ｆ３＝Ｍdc×ｇ／1000（kN）
ｆ４：クッションパッド粘性抵抗力（kN）
ｆ４＝−Ｖdc×Ｄdc／1000（kN）
Ｆ：ＤＣ_＿force：ダイクッション荷重（kN）
Ｆ＝ｆ１＋ｆ２−ｆ３＋ｆ４
ただし、クッションパッドの速度、加速度は上方向を正とする。

図１４は、エア式ダイクッション装置及びサーボダイクッション装置における主要な物理量の（連続運転中の）１サイクルの波形図であり、従来の特許文献1等に記載のエア式ダイクッション装置と、本発明の第１〜第４の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置（サーボモータに軸接続された油圧ポンプ／モータ、油圧シリンダを介してダイクッション荷重を発生させるサーボダイクッション装置）とで、それぞれおよそ2000［ｋN］のダイクッション荷重を作用させた場合に関して示している。

図１４の１段目は、プレス・スライド位置と、エア式ダイクッション（パッド）位置、サーボダイクッション（パッド）位置を示す。

図１４の２段目は、プレス・スライド速度と、エア式ダイクッション（パッド）速度、サーボダイクッション（パッド）速度を示す。

図１４の３段目は、エア式ダイクッションのエアシリンダ推力、サーボダイクッションの油圧シリンダ推力を示す。

図１４の４段目は、エア式ダイクッション荷重、サーボダイクッション荷重を示す。

本来は、エア式ダイクッションあるいはサーボダイクッションのいずれか１つがプレス機械に連動するが、ここでは、両者の特性差異を比較し易くする為、同一のプレス機械の同一のモーションに連動させた場合の、それぞれのダイクッションの物理量を重ねて図示している。

ダイクッションストロークは300mm、ダイクッション荷重作用開始時（スライドが上型、材料、ブランクホルダ、クッションピンを介して間接的にクッションパッドに衝突する時）点のスライド速度は約600mm/sである。

エア式ダイクッション装置と、サーボダイクッション装置は、可能な限り等尺度で比較する為、原理に反しない限り構成条件は揃えている。

エア式ダイクッションは、300mm下降（ストローク）した時点で、エアシリンダに連通する容積を２０％圧縮する構成である（エアタンクを配備している）。

特許文献１等に記載のようにクッションピン均圧化装置をエア式ダイクッション装置に適用する場合には、ダイクッション荷重作用開始時の衝撃的に作用するダイクッション荷重が、クッションピン均圧化用の油圧シリンダ群に直接作用する為、油圧シリンダ群内にも、それに比例したサージ圧が生じる。サージ圧の（サイクル毎の）繰り返し作用は、油圧シリンダ群のピストンシール等に悪影響を及ぼし、劣化を早める。

さらに、油圧シリンダ群に初期圧（Ｐ_ｋ０）を毎サイクル発生させる油圧装置の発熱（油温）の問題も無視できない。特許文献１、２に概略して示されているように、油圧ポンプを回転させて吐出した圧油量の一部を、開閉弁を開／閉させてタンク側に開放（リリーフ）することによって初期圧を制御したり、あるいは開閉弁の代わりにリリーフ弁を機能させて初期圧を発生させたりする一般的な構成の油圧装置を使用した（弁制御による初期圧発生手段を用いた）場合は、油温が４０℃を定常的に超える場合が殆どであり、５０℃を超える場合も珍しく無い。標準的なニトリルゴム製のピストンシールの寿命は油温と相関があり、このような定常的に高油温下で使用すると、著しく劣化を早める。

一方、サーボモータで油圧ポンプを回転させて吐出した圧油量を、弁を介しタンクに開放（リリーフ）すること無く（余すことなく）初期圧を発生させる、本発明の第１〜第４の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置の油圧装置（ポンプ制御による初期圧発生手段を用いた場合）は、エネルギ効率が良く、ダイクッション荷重に対応する圧力、及び油圧シリンダ群の初期圧を発生させる為に発熱を伴い難く、定常的に油温４０℃を超えることは（理論上および経験上）無い。

したがって、ダイクッション荷重にサージを伴い難く、油圧シリンダ群の油温を定常的に４０℃以下に維持し易い本発明に係るクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置は、クッションピン均圧化用の油圧シリンダ群のピストンシール等の寿命を伸ばすことによって、油圧シリンダ群の保守性を向上させることができる。

ここで、本発明の第１〜第４の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置の「ダイクッション装置」及び「クッションピン均圧化装置」のうちの「ダイクッション装置」は、特開２００６−３１５０７４で公開されているサーボダイクッション装置に相当するものである。本サーボダイクッション装置は、平滑な圧力制御性と機械の高い耐久性に関して実績を有す。また、上記の比較例では、ダイクッション荷重作用形態に関して、本サーボダイクッション装置と一般的なエア式ダイクッション装置とを比較しているが、エア式ダイクッション装置では無く、例えば、クッションパッド昇降用に油圧シリンダを使用した、（本サーボダイクッション装置とは異なり）圧力制御用にリリーフ弁を配備した油圧回路を有すダイクッション装置や、クッションパッド昇降用にスクリュー機構等を用いたダイクッション装置と比較した場合でも、前者はリリーフ弁の開弁応答性、後者はスクリュー機構の起動摩擦力の影響等により、ダイクッション荷重作用開始時に、本サーボダイクッション装置と比較してダイクッション荷重にサージを伴い易い。したがって、本発明の第１〜第４の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置は、本サーボダイクッション装置に本発明に係るクッションピン均圧化装置を兼ね備えることに意義がある。

（３）特許文献１、２にはクッションピン均圧化作用やダイクッション荷重作用（応答性と応答性の変動）に影響するクッションピン均圧化用の油圧シリンダ群の初期圧の発生（制御）方法の開示が不十分（不足）である。

特許文献１（図２）や特許文献２（図３）には、クッションピン均圧化用の油圧シリンダ群の初期圧を発生させる方法について、詳細が説明されていない。つまり、初期圧が精度良く（例えば、初期圧を目標初期圧に対して±１kg/cm^２以下程度で）発生させることが可能になる根拠が記載されてない。これらの発明の効果は、初期圧の発生精度によって上下する為、重要である。

例えば、特許文献２では、金型毎に必要なピストン追込み寸法Ｘや適正しわ押え荷重Ｆsoに基づいて適正初期油圧Ｐsso が算出される。このＰssoを（実際に精度良く）発生させることが可能であれば、金型毎に、特許文献２の発明で意図した適正なプレス品質が得られる旨説明されている。

しかしながら、Ｐssoを発生させる方法は、「油圧センサ３８によって検出される油圧Ｐｓすなわち初期油圧Ｐssが上記適正初期油圧Ｐsso となるように、ポンプ３４および開閉弁３６を制御する。」とのみ説明されている。ポンプ３４と開閉弁３６を如何に制御するのか、初期圧を発生し終えた段階では、開閉弁３６は全閉させなければならず、その段階ではポンプ３４は停止してなければならない。２要素の制御方法が不明であり、開示されている構成によって初期圧が“きちんと”制御可能な根拠が示されてない。

本発明の実施形態では、特別な弾性要素を保有せず、作動油が本来有している弾性を利用してクッションパッドの傾きやクッションピン長さのバラツキを吸収する為に必要最小限の平均収縮量（ΔＬｋ）を発生させる為に、最低ダイクッション荷重（Ｆ_L）に基づくクッションピン均圧化用の油圧シリンダ群の初期圧（Ｐ_ｋL０）をダイクッション制御用のサーボモータ等、サーボモータで、高精度に（初期圧目標値Ｐ_ｋ０ｒ±0.1[kg/cm^２]範囲内程度に）制御する。これに伴い、ダイクッション荷重（皺抑え荷重）作用応答を必要以上に遅滞化させること無く、安定化させることができる。

［その他］
本発明は、第１〜第４の実施形態のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置に限らず、これらのクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置を構成する「クッションピン均圧化装置」のみを含む。この場合でも「サーボダイクッション装置」のサーボモータ等を、「クッションピン均圧化装置」の初期圧発生手段の一部として共通化することはできないものの、本発明に係る「クッションピン均圧化装置」によりクッションピン均圧化用の油圧シリンダ群の上昇側加圧室の初期圧を制御することで、「サーボダイクッション装置」におけるダイクッション荷重（皺抑え荷重）作用応答を必要以上に遅滞化させること無く、安定化させる効果がある。また、この場合の「サーボダイクッション装置」は、クッションパッド昇降用にスクリュー機構等を用い、サーボモータでスクリュー機構を制御するものも含む。

また、ダイクッション用の油圧シリンダ及びクッションピン均圧化用の油圧シリンダ群は、作動液として油を使用するが、これに限定されるものではなく、水やその他の液体を使用した液圧シリンダを本発明において使用できることは言うまでもない。

更に、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。

１００ プレス機械
１０２ ベッド
１０４ コラム
１０８ 摺動部材
１１０ スライド
１１５ スライド位置検出器
１２０ 上金型
１２１ 材料
１２２ 下金型
１２４ ブランクホルダ
１２６ａ〜１２６ｎ、１２６−１ａ〜１２６−１ｎ、１２６−１ａ〜１２６−１ｎ クッションピン
１２７、１２７−１、１２７−２ ピンプレート
１２８、１２８−１、１２８−２ クッションパッド
１３０、１３０−１、１３０−２ 油圧シリンダ
１３０ｂ 上昇側加圧室
１３０ｃ ピストンロッド
１３２ 第１の圧力検出器
１３３ ダイクッション位置検出器
１３５、１３５−１、１３５−２ 第１の油圧ポンプ／モータ
１３６、１３６−１、１３６−２ 第１のサーボモータ
１３７、１３７−１、１３７−２ 第２の油圧ポンプ／モータ
１３８、１３８−１、１３８−２ 第２のサーボモータ
１４０ 第２の圧力検出器
１４１、１６４ リリーフ弁
１４２ 電磁弁
１４３、１４５ 逆止弁
１４６、１４８ 絞り弁
１５０ クッションピン均圧化装置
１５１、１５１−１、１５１−２ 油圧シリンダ群
１５５、１５７、１５９ 信号変換器
１５６、１５８ エンコーダ
１６０ ダイクッション装置
１６２ アキュムレータ
１７０ 油圧回路
１７１ 第１のロジック弁
１７３ 第２のロジック弁
１７５ 第１の電磁弁
１７７ 第２の電磁弁
１８０ 制御装置
１８１ ダイクション制御器
１８１ａ ダイクッション荷重設定器
１８１−１ 第１のダイクション制御器
１８１−１ａ 第１のダイクッション荷重設定器
１８１−２ 第２のダイクッション制御器
１８１−２ａ 第２のダイクッション荷重設定器
１８２、１８３ サーボアンプ
１８４ 交流電源
１８６、１８７ 電力回生器付き直流電源
１８８ 初期圧制御器
１８８ａ 初期圧設定器
１８８−１ 第１の初期圧制御器
１８８−１ａ 第１の初期圧設定器
１８８−２ 第２の初期発制御器
１８８−２ａ 第２の初期圧設定器
１８９ トルク指令選択器

また、クッションピン均圧化用の油圧回路１７０は、第２の圧力検出器１４０、リリーフ弁１４１、第１の電磁弁１７５、第２の電磁弁１７７、逆止弁１４３、１４５、絞り弁１４６、１４７、１４８、１４９、及び第１のロジック弁１７１、第２のロジック弁１７３を備えている。

同時にトルク指令選択器１８９は、初期圧制御器１８８側のトルク指令を選択し、初期圧制御器１８８は、初期圧の目標値113.9[kg／cm^２ ]程度（例えば、１１３．９＋５[kg／cm^２]）に相当（比例する）するトルク（開ループ）指令１９０を、トルク指令選択器１８９を介してサーボアンプ１８２に出力するとともに、第１の電磁弁１７５をＯＮさせ、第１のロジック弁１７１を開弁動作させる。尚、第２のロジック弁１７３の閉弁後に前記トルク（開ループ）指令１９０を作用させた状態で第１のロジック弁１７１を開弁するのは、第１のロジック弁１７１が開弁過程で、初期圧Ｐ_ｋ０を降下させない為の配慮である。

プレス下死点近傍（下死点より１mm以下程度上方）で、絞り成形が終了し、ダイクッション制御器１８１の作用によって、ダイクッション荷重（相当圧）は脱圧される。それと共に（それに比例して）、油圧シリンダ群１５１の圧力もダイクッション荷重に対応する圧力Ｐ_ｋＤ（240.6[kg／cm^２]）から初期圧Ｐ_ｋ０（113.92[kg／cm^２]）に降圧する。初期圧Ｐ_ｋ０は殆ど変化（低下）していない為、次サイクルのダイクッション待機時に、初期圧Ｐ_ｋ０の再制御及び封入操作は行われない（不要である）。

＜2.15ｓ〜4.3ｓ プレス・スライド上昇⇒上死点＆製品ノックアウト⇒待機位置＞
スライド１１０は、下死点から上死点まで上昇する。ダイクッション（クッションパッド１２８）は、ダイクッション荷重（相当圧）がほぼ脱圧完了する時点で、ダイクッション制御器１８１の作用によってダイクッション圧力制御からダイクッション位置制御に変更され、ノックアウト用設定値（下死点（近傍）停留時間の設定値や上昇速度の設定値）に基づいて自動的に生成された、プレス下死点の近傍位置からダイクッション待機位置に連続的に変化するダイクッション位置指令に沿って製品をノックアウトしながら待機位置に移動する。

尚、クッションピン均圧化用の油圧シリンダ群１５１の初期圧が制御される期間は、クッションパッド１２８が待機位置で待機中の時点ＴＴａｉｋｉ近傍の僅かな期間であり、この期間経過後は、再びダイクッション位置制御状態に復帰する。したがって、油圧シリンダ群１５１の初期圧の制御期間に、ダイクッション位置制御状態が非制御状態になっても、その後のダイクッション位置制御状態への復帰により、クッションパッド１２８を待機位置に精度よく保持することができる。

図９に示す制御装置１８０は、第１のサーボモータ１３６のみを制御する点で、図３に示した制御装置と相違する。即ち、図９に示すダイクッション制御器１８１は、ダイクッション位置制御状態又はダイクッション圧力制御状態において、第１のサーボモータ１３６のみを使用し、第１の油圧ポンプ／モータ１３５を介してダイクッション位置及びダイクッション圧力（荷重）を制御する。

また、図９に示す初期圧制御器１８８は、第１のサーボモータ１３６のみを制御してクッションピン均圧化用の油圧シリンダ群１５１の初期圧を制御するものであるため、図３に示した初期圧制御器１８８と同様である。

Claims (10)

1. プレス機械のボルスタに挿通される複数のクッションピンと、ブランクホルダを前記複数のクッションピンを介して支持するクッションパッドと、前記クッションパッドを支持し、該クッションパッドにダイクッション荷重を発生させるダイクッション荷重発生器と、前記ダイクッション荷重発生器から発生するダイクッション荷重が、設定された目標ダイクッション荷重になるように前記ダイクッション荷重発生器を制御するダイクッション制御器と、を備えたダイクッション装置に適用されるクッションピン均圧化装置であって、
   前記クッションパッド上に設けられた液圧シリンダ群であって、前記ボルスタに挿通される前記クッションピンの下端が前記液圧シリンダ群のピストンロッドに当接し、かつ前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室がそれぞれ連通された液圧シリンダ群と、
   前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室に作動液を供給し、又は前記上昇側加圧室から作動液を排出させる液圧装置と、
   前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の圧力を検出する圧力検出器と、
   前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の初期圧を設定する初期圧設定器と、
   前記初期圧設定器により設定された初期圧と前記圧力検出器により検出された圧力とに基づいて前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の圧力が、前記ダイクッション装置によるダイクッション荷重作用開始前に前記初期圧になるように前記液圧装置を制御する制御器と、を備え、
   前記初期圧設定器は、前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室及び管路の総容積、前記複数のクッションピンの高さのバラツキが吸収される場合の前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の最小の容積変化量、及び前記作動液の体積弾性係数に基づいて、前記総容積の前記初期圧の作動液が前記容積変化量だけ圧縮された場合に上昇する当該作動液の圧力が、前記設定された目標ダイクッション荷重のうちの最低ダイクッション荷重に対応する圧力になるように前記初期圧を設定するクッションピン均圧化装置。
2. 前記制御器は、前記プレス機械の１サイクルの運転中の加工工程及びノックアウト工程を除く前記クッションパッドの待機中に、前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の圧力が、前記初期圧になるように前記液圧装置を制御する請求項１に記載のクッションピン均圧化装置。
3. プレス機械のボルスタに挿通される複数のクッションピンと、
   ブランクホルダを前記複数のクッションピンを介して支持するクッションパッドと、
   前記クッションパッドを支持し、該クッションパッドにダイクッション荷重を発生させる液圧シリンダと、
   前記液圧シリンダの上昇側加圧室に作動液を供給し、又は前記上昇側加圧室から作動液を排出させる第１の液圧装置と、
   前記液圧シリンダの上昇側加圧室の圧力を検出する第１の圧力検出器と、
   前記第１の圧力検出器により検出された圧力に基づいて前記液圧シリンダから発生するダイクッション荷重が、設定された目標ダイクッション荷重になるように前記第１の液圧装置を制御する第１の制御器と、
   前記クッションパッド上に設けられた液圧シリンダ群であって、前記ボルスタに挿通される前記クッションピンの下端が前記液圧シリンダ群のピストンロッドに当接し、かつ前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室がそれぞれ連通された液圧シリンダ群と、
   前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室に作動液を供給し、又は前記上昇側加圧室から作動液を排出させる第２の液圧装置と、
   前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の圧力を検出する第２の圧力検出器と、
   前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の初期圧を設定する初期圧設定器と、
   前記初期圧設定器により設定された初期圧と前記第２の圧力検出器により検出された圧力とに基づいて前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の圧力が、ダイクッション荷重作用開始前に前記初期圧になるように前記第２の液圧装置を制御する第２の制御器と、を備え、
   前記第１の液圧装置は、前記第２の液圧装置として兼用され、
   前記初期圧設定器は、前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室及び管路の総容積、前記複数のクッションピンの高さのバラツキが吸収される場合の前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の最小の容積変化量、及び前記作動液の体積弾性係数に基づいて、前記総容積の前記初期圧の作動液が前記容積変化量だけ圧縮された場合に上昇する当該作動液の圧力が、前記設定された目標ダイクッション荷重のうちの最低ダイクッション荷重に対応する圧力になるように前記初期圧を設定するクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置。
4. 前記第１の液圧装置及び前記第２の液圧装置は、前記液圧シリンダの上昇側加圧室及び前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室に配管を介して吐出口が接続された第１の液圧ポンプ／モータと、前記第１の液圧ポンプ／モータの回転軸に接続された第１のサーボモータとが共通化されている請求項３に記載のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置。
5. 前記第１の制御器により前記第１の液圧装置を制御する場合に、前記第１の液圧ポンプ／モータの吐出口と前記液圧シリンダの上昇側加圧室とを連通するとともに、前記第１の液圧ポンプ／モータの吐出口と前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室とを遮断し、前記第２の制御器により前記第２の液圧装置を制御する場合に、前記第１の液圧ポンプ／モータの吐出口と前記液圧シリンダの上昇側加圧室とを遮断するとともに、前記第１の液圧ポンプ／モータの吐出口と前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室とを連通する弁装置を備えた請求項４に記載のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置。
6. 前記第２の制御器は、前記プレス機械の１サイクルの運転中の加工工程及びノックアウト工程を除く前記クッションパッドの待機中に、前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の圧力が、前記初期圧になるように前記第１のサーボモータを制御する請求項５に記載のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置。
7. 前記第１の液圧装置は、前記液圧シリンダの上昇側加圧室に配管を介して吐出口が接続された第２の液圧ポンプ／モータと、前記第２の液圧ポンプ／モータの回転軸に接続された第２のサーボモータとを備え、
   前記第１の制御器は、前記第２の制御器により前記第１のサーボモータが制御される期間は、前記第２のサーボモータのみを制御して前記クッションパッドの待機中の位置を制御し、前記プレス機械の１サイクルの運転中の少なくとも加工工程の期間は、前記第１のサーボモータ及び前記第２のサーボモータをそれぞれ制御する請求項６に記載のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置。
8. 前記液圧シリンダは、前記クッションパッドに対して複数設けられ、
   前記液圧シリンダ群は、複数の前記液圧シリンダにそれぞれ対応する複数の液圧シリンダ群毎に上昇側加圧室が連通され、
   前記第１の圧力検出器は、複数の前記液圧シリンダの上昇側加圧室の圧力をそれぞれ検出し、
   前記第２の圧力検出器は、複数の前記液圧シリンダ群毎の上昇側加圧室の圧力をそれぞれ検出し、
   前記初期圧設定器は、複数の前記液圧シリンダ群毎に各液圧シリンダ群の上昇側加圧室の初期圧の設定が可能であり、
   前記第１の液圧ポンプ／モータ及び前記第１のサーボモータは、それぞれ複数の前記液圧シリンダ毎に設けられ、
   前記第１の制御器は、前記プレス機械の１サイクルの運転中の少なくとも加工工程中に、前記第１の圧力検出器によりそれぞれ検出された圧力に基づいて複数の前記液圧シリンダから発生するダイクッション荷重が、それぞれ設定された目標ダイクッション荷重になるように複数の前記第１のサーボモータを制御し、
   前記第２の制御器は、前記プレス機械の１サイクルの運転中の加工工程及びノックアウト工程を除く前記クッションパッドの待機中に、前記第２の圧力検出器によりそれぞれ検出される圧力に基づいて、複数の前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の圧力が、前記液圧シリンダ群毎に設定可能な前記初期圧になるように複数の前記第１のサーボモータをそれぞれ制御する請求項６又は７に記載のクッションピン均圧化機能付きダイクッション装置。
9. プレス機械のボルスタに挿通される複数のクッションピンと、ブランクホルダを前記複数のクッションピンを介して支持するクッションパッドと、前記クッションパッドを支持し、該クッションパッドにダイクッション荷重を発生させるダイクッション荷重発生器と、前記ダイクッション荷重発生器から発生するダイクッション荷重が、設定された目標ダイクッション荷重になるように前記ダイクッション荷重発生器を制御するダイクッション制御器と、を備えたダイクッション装置に適用されるクッションピン均圧化方法であって、
   前記クッションパッド上に設けられた液圧シリンダ群であって、前記ボルスタに挿通される前記クッションピンの下端が前記液圧シリンダ群のピストンロッドに当接し、かつ前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室がそれぞれ連通された液圧シリンダ群を準備するステップと、
   前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の初期圧を設定するステップと、
   前記プレス機械の１サイクルの運転中の前記クッションパッドの待機中に、前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の圧力が、前記設定された初期圧になるように前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室に封入する作動液の圧力を制御するステップと、を含み、
   前記初期圧を設定するステップは、前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室及び管路の総容積、前記複数のクッションピンの高さのバラツキが吸収される場合の前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の最小の容積変化量、及び前記作動液の体積弾性係数に基づいて、前記総容積の前記初期圧の作動液が前記容積変化量だけ圧縮された場合に上昇する当該作動液の圧力が、前記設定された目標ダイクッション荷重のうちの最低ダイクッション荷重に対応する圧力になるように前記初期圧を設定するクッションピン均圧化方法。
10. 前記ダイクッション荷重発生器は、前記クッションパッドにダイクッション荷重を発生させる液圧シリンダと、前記液圧シリンダの上昇側加圧室に作動液を供給し、又は前記上昇側加圧室から作動液を排出させる液圧装置を備え、
    前記初期圧を設定するステップは、前記クッションパッドの待機中に前記液圧装置を使用し、前記液圧シリンダ群の上昇側加圧室の圧力が、前記初期圧になるように制御する請求項９に記載のクッションピン均圧化方法。

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