JP3664325B2 - 油圧プレスの高速安全回路 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は油圧プレスの高速安全回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来油圧シリンダによりスライドを上下駆動する油圧プレスの油圧回路として、例えば実公平２−１８８０１号公報や、実開平６−３９２８５号公報、特開平６−１５５０８９号公報に記載されたものが公知である。
実公平２−１８８０１号公報に記載のものは、液圧シリンダへ液圧を供給する回路に、方向制御弁とパイロットチェック弁が設けられていて、方向制御弁を切換えて、上記パイロットチェック弁を介して液圧シリンダへ液圧を供給することにより、液圧シリンダにより負荷を駆動するように構成されている。
【０００３】
また実開平６−３９２８５号公報に記載のものは、受圧面積の小さい高速シリンダと、受圧面積の大きい加圧シリンダを同一中心上に配置して、各シリンダのピストンをピストン杆により互に連動した構造で、高速シリンダ側のピストン杆が高速シリンダの上方へ突出した両ロッドシリンダを採用している。
そして高速シリンダ側へ油圧を供給してピストンを高速動作させた後、加圧シリンダへ油圧を供給して、大きな加圧力を得ることにより、高負荷に対応できるように構成されている。
さらに特開平６−１５５０８９号公報に記載のものは、高速シリンダと加圧シリンダよりなるシリンダ装置の加圧シリンダのピストン側にパイロット圧により開閉されるシーケンスバルブが設けられており、このシーケンスバルブをオン，オフすることによって高速動作より加圧動作へ移行するようにしたもので、外付けの配管やバルブ類を必要とせずに高速、高負荷に対応できるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし実公平２−１８８０１号公報のものでは、方向制御弁のスプールにゴミなどが噛み込んでスプールが下降方向へ移動できない場合、液圧シリンダからの液圧を絞ることができなくなり、負荷が増大して危険であるなどの不具合がある。
また実開平６−３９２８５号公報では、プレス作業中に型の咬み込みなどが発生しても、大きな離脱力が得られないため、型の咬み込みより離脱できない不具合がある。
さらに特開平６−１５５０８９号公報では、加圧シリンダのピストン内にシーケンスバルブが内装されているため、シーケンスバルブの整備性が悪いと共に、高速シリンダのピストン杆がシリンダの上方へ突出するため、危険であるなどの不具合がある。
この発明はかかる不具合を改善するためになされたもので油圧シリンダによりスライドを高速かつ安全に動作できる油圧プレスの高速安全回路を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、油圧シリンダ１によりスライド９を上下駆動する油圧プレスにおいて、油圧シリンダ１を同一中心線上に上下に配置された子シリンダ２と、これより受圧面積の大きい親シリンダ３より構成し、かつ子シリンダ２内のピストン２ａと親シリンダ３内のピストン３ａを親シリンダ３のピストン杆３ｂより小径な子シリンダ２のピストン杆２ｂにより接続し、
油圧源４の吐出圧油を第１の管路１０ １ と第２の管路１０ ２ の一方に選択的に供給する位置に切換えられるサーボ弁８を設け、
この第１の管路１０ １ を前記親シリンダ３の上室３ １ に接続し、第２の管路１０ ２ を前記子シリンダ２の下室２ ２ に接続し、
前記第１の管路１０ １ に、電磁弁１３でオン，オフされて前記親シリンダ３の下室３ ２ を第１の管路１０ １ に連通・遮断する第１のロジック弁１５を設け、
前記第２の管路１０ ２ に、電磁弁１６でオン，オフされて前記親シリンダ３の下室３ ２ を第２の管路１０ ２ に連通・遮断する第２のロジック弁１７を設け、
前記サーボ弁８は、第１・第２の管路１０ １ ，１０ ２ と圧油源４、タンク１８を遮断する中立ポジション８ ３ を有し、圧油源４と第１の管路１０ １ を連通し、かつ第２の管路１０ ２ をタンク１８に連通する下降ポジション８ １ と、圧油源４と第２の管路１０ ２ を連通し、かつ第１の管路１０ １ をタンク１８に連通する上昇ポジション８ ２ に切換えるものとし、
上記油圧源４とサーボ弁８を接続する管路７の途中に電磁弁５によりオン，オフされるパイロットチェック弁６を設けたことを特徴とする油圧プレスの高速安全回路である。
第２の発明は、第１の発明において、親シリンダ３の上室３ １ と子シリンダ２の上室２ １ の間を、電磁弁２５を介して接続し、また子シリンダ２の上室２ １ とタンク１８の間を電磁弁２７によりオン、オフされるパイロットチェック弁２８を介して接続してなる油圧プレスの高速安全回路である。
第３の発明は、第１の発明において、第１の管路１０ １ に、第１のロジック弁１５がオン、オフした際に発生する親シリンダ３の上室３ １ 内の体積変化による圧力上昇を防止する第３のロジック弁１４を、上記第１のロジック弁１５と同期してオフ、オンするように設けた油圧プレスの高速安全回路である。
第４の発明は、第１の発明において、第１のロジック弁１５に、親シリンダ３の上室３ １ と下室３ ２ における高圧側の圧油をシャトル弁３０を介して背圧として印加することにより、圧力補償を行うようにしてなる油圧プレスの高速安全回路である。
【０００６】
【作用】
第１の発明によればサーボ弁８を下降ポジション８ １ 、第１のロジック弁１５をオン、第２のロジック弁１７をオフとすることで、第１の管路１０ １ を介して親シリンダ３の上室３ １ と下室３ ２ へ圧油を供給することにより、両室の受圧面積差により親シリンダ３によってスライド９を高速で下降させることができる。
また、加圧中は第１のロジック弁１５をオフ、第２のロジック弁１７をオンすることで、下室３ ２ が第２の管路１０ ２ からタンク１８に流れるから、親シリンダ３の受圧面積の大きい上室３ １ へ圧油を供給することにより大きな加圧力か得られる。
また、サーボ弁８を上昇ポジション８ ２ 、第１のロジック弁１５をオフ、第２のロジック弁１７をオンとすることで、第２の管路１０ ２ を介して子シリンダ２の下室２ ２ に圧油が供給し、かつ第２の管路１０ ２ 、第２のロジック弁１７を経て親シリンダ３の下室３ ２ に圧油が供給されることにより、スライド９の上昇時は親シリンダ３と子シリンダ２のそれぞれ下室３ ２ ，２ ２ 、へ供給された圧油により大きな上昇力が得られるため、上型がワークに咬み込んでも上型を容易に離脱することができる。
また、前述の状態で第２のロジック弁１７をオフ、第１のロジック弁１５をオンすることで、子シリンダ２の下室２ ２ にのみ圧油が供給されるため、スライド９は高速で上昇する。
さらに各管路に設けられた電磁弁が独立しているため、一方が故障しても他方の電磁弁とサーボ弁により安全にプレスを停止することができる。
また、サーボ弁８が故障した場合には、第１・第２のロジック弁１５，１７をオフとすると共に、パイロットチェック弁６をオフすることでシリンダ１が作動しないようになるので、スライド９を停止させることができる。
第２の発明によれば、スライド９を下降する時に、パイロットチェック弁２８をオフして子シリンダ２の上室２ １ とタンク１８を遮断し、電磁弁２５で親シリンダ３の上室３ １ と子シリンダ２の上室２ １ を連通すれば、両方の上室２ １ ，３ １ に圧油が供給されるから、大きな加圧力が得られる。
第３の発明によれば、第１のロジック弁１５がオン・オフする際に発生する体積の変化を、第１のロジック弁１５と交互にオン、オフする第３のロジック弁１４で吸収して圧力が変動を補償するから、その第１のロジック弁１５が動作した際に発生するシリンダ内の体積変化により圧力が急に高くなるのを防止することができる。
第４の発明によれば、親シリンダ３の上室３ １ と下室３ ２ の間を接続する第１のロジック弁１５に、その上室３ １ と下室３ ２ の高圧側の圧油を背圧として印加して、第１のロジック弁１５の動作時の圧力変動を補償して、圧力が急に高くなることを防止できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
この発明の第１実施例を図１ないし図５に示す図面を参照して詳述する。
図１において１はシリンダ本体で、受圧面積の小さい子シリンダ２と、受圧面積の大きい親シリンダ３よりなる。
上記子シリンダ２と親シリンダ３は同一中心上に上下２段に設けられていて、これらシリンダ２，３内にピストン２ａ，３ａがそれぞれ収容されている。
子シリンダ２に収容されたピストン２ａの下面には、ピストン杆２ｂが突設されていて、このピストン杆２ｂの先端は親シリンダ３内に収容されたピストン３ａの上面に接続されており、親シリンダ３側のピストン３ａ下面には、上記ピストン２ｂより径の大きな外径のピストン杆３ｂが突設されていて、このピストン杆３ｂの先端側は、親シリンダ３の端板３ｃを貫通して外方へ突出され、先端にプレスのスライド９が接続されている。
【０００８】
また４は可変流量ポンプよりなる油圧源で、この油圧源４より吐出された圧油は、途中に電磁弁５によりオン，オフされるパイロットチェック弁６の設けられた管路７よりサーボ弁８へ供給されている。
上記サーボ弁８はメインスプール８ａと、このメインスプール８ａをパイロット圧により切換える電磁弁よりなるパイロット切換え弁８ｂと、パイロット回路８ｃの途中に設けられた電磁弁よりなるオン，オフ弁８ｄよりなる。
そして上記サーボ弁８と親シリンダ３の間を接続する２路の管路１０のうち、親シリンダ３の上室３1 側に接続された管路１０1 と親シリンダ３の下室３2 の間は電磁弁１３により交互に開閉自在な２個のロジック弁１４，１５を介して接続され、また一方のロジック弁１５と子シリンダ２の下室２2 に接続された管路１０2 の間は、電磁弁１６により開閉自在なロジック弁１７を介して接続されていると共に、子シリンダ２の上室２1 は大気に開放されている。
【０００９】
一方上記親シリンダ３の上室３1 と下室３2 には、各室３1 ，３2 内の圧力より加圧力Ｐを検出する圧力センサよりなる加圧力検出手段１９，２０が、そしてスライド９の近傍にはスライド９の位置を検出するスライド位置検出手段２１が設けられていて、これら検出手段１９，２０，２１により検出された圧力及び位置信号がコントローラ２２へ入力されている。
【００１０】
次に上記構成された高速安全回路の作用を説明する（なおオンは開、オフは閉の状態を示す）。上死点よりスライド９を下降させてプレス加工を開始する場合、まずサーボ弁８のパイロット切換え弁８ｂ及びオン、オフ弁８ｄをオンにしてスプール８ａを中立ポジション８3 より下降ポジション８1 へ切換え、同時に電磁弁５によりパイロットチェック弁６をオン、電磁弁１３によりロジック弁１４をオフ、ロジック弁１５をオン、そして電磁弁１６によりロジック弁１７をオフにする。
これによって油圧源４より吐出された圧油は、図２の（イ）に示すように管路１０1 よりロジック弁１５，１４を介して親シリンダ３の上室３1 へ流入し、また上室３1 と下室３2 の間がロジック弁１４，１５を介して連通されるため、親シリンダ３の上室３1 と下室３2 の受圧面積差でスライド９が図２の（ロ）の太線で示すように高速で下降し、子シリンダ２の下室２2 の油は、管路１０2 よりサーボ弁８を経てタンク１８へドレンされる。
【００１１】
次にスライド９が所定位置まで下降して、ワークを成形するための加圧力を必要とする場合は、サーボ弁８のメインスプール８ａを下降ポジション８1 に保持したまま電磁弁１３によりロジック弁１４をオン、ロジック弁１５をオフ、そして電磁弁１６によりロジック弁１７をオンにする。
これによって油圧源４より吐出された圧油は、図３の（イ）に示すようにロジック弁１５，１４を経て親シリンダ３の上室３1 へのみ供給され、親シリンダ３の下室３2 の油はロジック弁１７より管路１０2 へ排出されて、子シリンダ２の下室２2 の油とともにタンク１８へドレンされるため、親シリンダ３の上室３1 の受圧面積によりピストン３ａが下方へ押圧されて、スライド９は図３の（ロ）の太線で示すように減速下降され、このとき大きな加圧力が発生して、上型と下型の間でワーク（ともに図示せず）の成形が行えるようになる。
また成形中加圧保持を行う場合は、サーボ弁８のパイロット切換え弁８ｂによりメインスプール８ａを中立ポジション８3 に切換えると、スライド９がその位置で停止されるため、ワークを加圧状態に保持することができる。
【００１２】
一方ワークの成形が完了してスライド９を下死点より上昇させる場合は、サーボ弁８のパイロット切換え弁８ｂによりメインスプール８ａを上昇ポジション８2 へ切換え、電磁弁１６によりロジック弁１７をオン、そして電磁弁１３によりロジック弁１４をオン、ロジック弁１５をオフにする。
これによって油圧源４より吐出された圧油は、図４の（イ）に示すように管路１０2 より子シリンダ２の下室２2 と、ロジック弁１７より親シリンダ３の下室３2 へ供給され、親シリンダ３の上室３1 の油は管路１０1 を経てタンク１８へドレンされる。
これによってスライド９は図４の（ロ）の太線で示すように低速で上昇され、このとき子シリンダ２の引上げ力に親シリンダ３の引上げ力が加わるため、成形中ワークの上型が咬み込んだ場合でも、咬み込んだ上型をワークより強力に離脱させることができる。
【００１３】
その後サーボ弁８のメインスプール８ａを上昇ポジション８2 に保持した状態で、電磁弁１３によりロジック弁１４をオフ、ロジック弁１５をオンに、そして電磁弁１６によりロジック弁１７をオフにすると、図５の（イ）に示すように油圧源４の吐出圧は管路１０2 より子シリンダ２の下室２2 へ供給され、親シリンダ３の上室３1 の圧油はロジック弁１４，１５を経て下室３2 へ流入し、両室３1 ，３2 の受圧面積差により生じる余剰油は管路１０1 を経てタンク１８へドレンされるため、スライド９は図５の（ロ）の太線で示すように急速に上死点まで上昇される。
【００１４】
以上は正常動作時の作用であるが、上記実施例ではメータイン側とメータアウト側回路の制御を独立させ、メータイン側にパイロットチェック弁６とサーボ弁８を、そしてメータアウト側にカウンタバランス弁として機能するロジック弁１５，１７とサーボ弁８を配置している。
またサーボ弁８のメインスプール８ａとパイロット切換え弁８ｂの間に電磁弁よりなるオン，オフ弁８ｄを介在させている。
これによって動作中に電磁弁１３，１６の一方が故障しても、他方の電磁弁１３，１６とサーボ弁８によりスライド９を安全に停止させることができると共に、油圧圧油の異常時、オン，オフ弁８ｄをオフにすることによりサーボ弁８のメインスプール８ａを確実に中立に戻すことができるため、安全が２重に働くようになると共に、上記メインスプール８ａが故障した場合、電磁弁５，１３，１６をオフにすることによりスライド９を停止させることかできる。
【００１５】
なお、上記実施例では図示していないが、ロジック弁１４，１５，１７はシリンダ本体１に直付けされたマニホールドブロック内に設けられているため、外付け配管が不要となって圧力損失が少なくなると共に、ロジック弁のメンテナンスも簡単に行えるようになっている。
また、同じサイズのロジック弁１４，１５を直列接続して、一方のロジック弁１４を圧力補償用として使用している。
すなわち、ＰＶｎ ＝ＣＯＮＳＴの状態からロジック弁１４のエレメントが動くことにより変動する体積を△Ｖとし、エレメントが動く前と後の圧力Ｐと体積ＶをそれぞれＰ１ ，Ｖ１ ，Ｐ２ ，Ｖ２ とすると、
Ｐ１ Ｖ１ ｎ ＝Ｐ２ Ｖ２ ｎ
Ｖ２ ＝Ｖ１ −△Ｖ
∴ Ｐ２ ＝Ｐ １ Ｖ１ ｎ ／（Ｖ１ −△Ｖ）ｎ （＞Ｐ１ ）
となる。
これによって、ロジック弁１５がオン・オフする際に発生する体積の変化を、ロジック弁１５と交互にオン・オフするロジック弁１４が圧力補償するため、圧力の急激な変化による衝撃などの発生を防止することができるようになる。
【００１６】
一方図６ないし図１０はこの発明の第２実施例を示すもので、次にこれを説明する。
なお前記第１記実施例と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。
前記第１実施例では子シリンダ２の上室２1 は大気に開放していたが、この第２実施例では子シリンダ２の上室２1 と下室２2 の間が、途中に電磁弁２５が設けられた管路２６で接続されており、上室２1 側に接続された管路２６はさらに分岐されていて、この分岐管路２６ａは電磁弁２７によりオン，オフされるパイロットチェック弁２８を介してタンク１８へ接続されている。
【００１７】
次に上記第２実施例の作用を図７ないし図１０を参照して説明すると、上死点よりスライド９を下降させてプレス加工を開始する場合、まずサーボ弁８のパイロット切換え弁８ｂ及びオン、オフ弁８ｄをオンにしてスプール８ａを中立ポジション８3 より下降ポジション８1 へ切換え、同時に電磁弁５によりパイロットチェック弁６をオン、電磁弁１３によりロジック弁１４をオフ、ロジック弁１５をオン、電磁弁１６によりロジック弁１７をオフ、電磁弁２５をオフ、そして電磁弁２７によりパイロットチェック弁２８をオンにする。
【００１８】
これによって油圧源４より吐出された圧油は、図７の（イ）に示すように管路１０1 よりロジック弁１５，１４を介して親シリンダ３の上室３1 へ流入し、また上室３1 と下室３2 の間がロジック弁１４，１５を介して連通されるため、親シリンダ３の上室３1 と下室３2 の受圧面積差でスライド９が図７の（ロ）の太線で示すように高速で下降し、子シリンダ２の下室２2 の油は、管路１０2 よりサーボ弁８を経てタンク１８へドレンされ、また子シリンダ２の上室２1 へは、パイロットチェック弁２８を介してタンク１８の油が吸入される。
【００１９】
次にスライド９が所定位置まで下降して、ワークを成形するための加圧力を必要とする場合は、サーボ弁８のメインスプール８ａを下降ポジション８1 に保持したまま電磁弁１３によりロジック弁１４をオン、ロジック弁１５をオフ、そして電磁弁１６によりロジック弁１７をオン、電磁弁２５をオン、そして電磁弁２７によりパイロットチェック弁２８をオフにする。
これによって油圧源４より吐出された圧油は、図８の（イ）に示すようにロジック弁１５，１４を経て親シリンダ３の上室３1 と、電磁弁２５より子シリンダ２の上室２1 へ供給され、親シリンダ３の下室３2 の油はロジック弁１７より管路１０2 へ排出されて、子シリンダ２の下室２2 の油とともにタンク１８へドレンされるため、親シリンダ３の上室３1 及び子シリンダ２の上室２1 の受圧面積差によりピストン３ａが下方へ押圧されて、スライド９は図８の（ロ）の太線で示すように減速下降され、このとき大きな加圧力が発生して、上型と下型の間でワーク（ともに図示せず）の成形が行えるようになる。
【００２０】
また成形中加圧保持を行う場合は、サーボ弁８のパイロット切換え弁８ｂによりメインスプール８ａを中立ポジション８3 に切換えると、スライド９がその位置で停止されるため、ワークを加圧状態に保持することができる。
【００２１】
一方ワークの成形が完了してスライド９を下死点より上昇させる場合は、サーボ弁８のパイロット切換え弁８ｂによりメインスプール８ａを上昇ポジション８2 へ切換え、電磁弁２５をオン、パイロットチェック弁２８をオフに保持したまま電磁弁１６によりロジック弁１７をオン、そして電磁弁１３によりロジック弁１４をオン、ロジック弁１５をオフにする。
これによって油圧源４より吐出された圧油は、図９の（イ）に示すように管路１０2 より子シリンダ２の下室２2 と、ロジック弁１７より親シリンダ３の下室３2 へ供給され、子シリンダ２の上室２1 と親シリンダ３の上室３1 の油は管路１０1 を経てタンク１８へドレンされる。
これによってスライド９は図９の（ロ）の太線で示すように低速で上昇され、このとき子シリンダ２の引上げ力に親シリンダ３の引上げ力が加わるため、成形中ワークに上型が咬み込んだ場合でも、咬み込んだ上型をワークより強力に離脱させることができる。
【００２２】
その後サーボ弁８のメインスプール８ａを上昇ポジション８2 に保持した状態で、電磁弁１３によりロジック弁１４をオフ、ロジック弁１５をオン、電磁弁２５をオフ、パイロットチェック弁２８をオンに、そして電磁弁１６によりロジック弁１７をオフにすると、図１０の（イ）に示すように油圧源４の吐出圧は管路１０2 より子シリンダ２の下室２2 へ供給され、親シリンダ３の上室３1 の圧油はロジック弁１４，１５を経て下室３2 へ流入し、両室３1 ，３2 の受圧面積差により生じる余剰油は管路１０1 を経てタンク１８へドレンされ、そして子シリンダ２の上室２1 の油はパイロットチェック弁２８を経てタンク１８へドレンされるため、スライド９は図１０の（ロ）の太線で示すように急速に上死点まで上昇される。
【００２３】
なお上記第１、第２実施例においては、同サイズのロジック弁１４，１５を直列接続して、これらロジック弁１４，１５を交互にオン、オフすることにより、一方のロジック弁１５がオン、オフした際に発生する圧力変動を他方のロジック弁１４で圧力補償するようにしたが、ロジック弁１４を使用せずにロジック弁１５の圧力補償を可能にした回路を次の第３実施例により説明する。
【００２４】
図１１ないし図１５はこの発明の第３実施例を示すもので、圧力補償用のロジック弁１４を省略した代りに、シャトル弁３０を介してロジック弁１５に高圧側の圧油を背圧として導入したものである。
すなわち親シリンダ３の上室３1 に通じる管路１０1 に設けられたロジック弁１５は電磁弁１３によりオン、オフされると共に、ロジック弁１５のばね室１５ａには、管路１０1 及びロジック弁１５と親シリンダ３の下室３2 を接続する管路１０3 に接続されたシャトル弁３０により、管路１０1 ，１０3 を流れる高圧側の圧油が上記電磁弁１３を介して背圧として導入されている。
なおその他の回路は上記第１実施例と同一なので、同一符号を付してその説明は省略する。
【００２５】
次に上記構成された第３実施例の作用を図１２ないし図１５を参照し説明すると、上死点よりスライド９を下降させてプレス加工を開始する場合、まずサーボ弁８のパイロット切換え弁８ｂ及びオン、オフ弁８ｄをオンにしてスプール８ａを中立ポジション８3 より下降ポジション８1 へ切換え、同時に電磁弁５によりパイロットチェック弁６をオン、電磁弁１３によりロジック弁１５をオン、そして電磁弁１６によりロジック弁１７をオフにする。
これによって油圧源４より吐出された圧油は、図１２の（イ）に示すように管路１０1 よりロジック弁１５を介して親シリンダ３の上室３1 へ流入し、また上室３1 と下室３2 の間がロジック弁１５を介して連通されるため、親シリンダ３の上室３1 と下室３2 の受圧面積差でスライド９が図１２の（ロ）の太線で示すように高速で下降し、子シリンダ２の下室２2 の油は、管路１０2 よりサーボ弁８を経てタンク１８へドレンされる。
【００２６】
次にスライド９が所定位置まで下降して、ワークを成形するための加圧力を必要とする場合は、サーボ弁８のメインスプール８ａを下降ポジション８1 に保持したまま電磁弁１３によりロジック弁１５をオフ、そして電磁弁１６によりロジック弁１７をオンにする。
これによって油圧源４より吐出された圧油は、図１３の（イ）に示すようにロジック弁１５を経て親シリンダ３の上室３1 へのみ供給され、親シリンダ３の下室３2 の油は管路１０3 よりロジック弁１７を経て管路１０2 へ排出されて、子シリンダ２の下室２2 の油とともにタンク１８へドレンされるため、親シリンダ３の上室３1 の受圧面積によりピストン３ａが下方へ押圧されて、スライド９は図１３の（ロ）の太線で示すように減速下降され、このとき大きな加圧力が発生して、上型と下型の間でワーク（ともに図示せず）の成形が行えるようになる。また成形中加圧保持を行う場合は、サーボ弁８のパイロット切換え弁８ｂによりメインスプール８ａを中立ポジション８3 に切換えると、スライド９がその位置で停止されるため、ワークを加圧状態に保持することができる。
【００２７】
一方ワークの成形が完了してスライド９を下死点より上昇させる場合は、サーボ弁８のパイロット切換え弁８ｂによりメインスプール８ａを上昇ポジション８2 へ切換え、電磁弁１６によりロジック弁１７をオン、そして電磁弁１３によりロジック弁１５をオフにする。
これによって油圧源４より吐出された圧油は、図１４の（イ）に示すように管路１０2 より子シリンダ２の下室２2 と、ロジック弁１７より管路１０3 を経て親シリンダ３の下室３2 へ供給され、親シリンダ３の上室３1 の油は管路１０1 を経てタンク１８へドレンされる。
これによってスライド９は図１４の（ロ）の太線で示すように低速で上昇され、このとき子シリンダ２の引上げ力に親シリンダ３の引上げ力が加わるため、成形中ワークに上型が咬み込んだ場合でも、咬み込んだ上型をワークより強力に離脱させることができる。
【００２８】
その後サーボ弁８のメインスプール８ａを上昇ポジション８2 に保持した状態で、電磁弁１３によりロジック弁１５をオンに、そして電磁弁１６によりロジック弁１７をオフにすると、図１５の（イ）に示すように油圧源４の吐出圧は管路１０2 より子シリンダ２の下室２2 へ供給され、親シリンダ３の上室３1 の圧油はロジック弁１５及び管路１０3 を経て下室３2 へ流入し、両室３1 ，３2 の受圧面積差により生じる余剰油は管路１０1 を経てタンク１８へドレンされるため、スライド９は図１５の（ロ）の太線で示すように急速に上死点まで上昇される。
【００２９】
以上のように圧力補償用のロジック弁１４を省略した場合でも、第１実施例と同様な機能が得られると共に、ロジック弁１５のばね室１５ａに、管路１０1 、１０3 を流れる油の高圧側の圧油が背圧としてシャトル弁３０を介して印加されているため、ロジック弁１５が動作する際に生じる圧力変動を補償することができる。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によればサーボ弁８を下降ポジション８ １ 、第１のロジック弁１５をオン、第２のロジック弁１７をオフとすることで、第１の管路１０ １ を介して親シリンダ３の上室３ １ と下室３ ２ へ圧油を供給することにより、両室の受圧面積差により親シリンダ３によってスライド９を高速で下降させることができる。
また、加圧中は第１のロジック弁１５をオフ、第２のロジック弁１７をオンすることで、下室３ ２ が第２の管路１０ ２ からタンク１８に流れるから、親シリンダ３の受圧面積の大きい上室３ １ へ圧油を供給することにより大きな加圧力か得られる。
また、サーボ弁８を上昇ポジション８ ２ 、第１のロジック弁１５をオフ、第２のロジック弁１７をオンとすることで、第２の管路１０ ２ を介して子シリンダ２の下室２ ２ に圧油が供給し、かつ第２の管路１０ ２ 、第２のロジック弁１７を経て親シリンダ３の下室３ ２ に圧油が供給されることにより、スライド９の上昇時は親シリンダ３と子シリンダ２のそれぞれ下室３ ２ ，２ ２ 、へ供給された圧油により大きな上昇力が得られるため、上型がワークに咬み込んでも上型を容易に離脱することができる。
また、前述の状態で第２のロジック弁１７をオフ、第１のロジック弁１５をオンすることで、子シリンダ２の下室２ ２ にのみ圧油が供給されるため、スライド９は高速で上昇する。
さらに各管路に設けられた電磁弁が独立しているため、一方が故障しても他方の電磁弁とサーボ弁により安全にプレスを停止することができる。
また、サーボ弁８が故障した場合には、第１・第２のロジック弁１５，１７をオフとすると共に、パイロットチェック弁６をオフすることでシリンダ１が作動しないようになるので、スライド９を停止させることができる。
請求項２に係る発明によれば、スライド９を下降する時に、パイロットチェック弁２８をオフして子シリンダ２の上室２ １ とタンク１８を遮断し、電磁弁２５で親シリンダ３の上室３ １ と子シリンダ２の上室２ １ を連通すれば、両方の上室２ １ ，３ １ に圧油が供給されるから、大きな加圧力が得られる。
請求項３に係る発明によれば、第１のロジック弁１５がオン・オフする際に発生する体積の変化を、第１のロジック弁１５と交互にオン、オフする第３のロジック弁１４で吸収して圧力が変動を補償するから、その第１のロジック弁１５が動作した際に発生するシリンダ内の体積変化により圧力が急に高くなるのを防止することができる。
請求項４に係るの発明によれば、親シリンダ３の上室３ １ と下室３ ２ の間を接続する第１のロジック弁１５に、その上室３ １ と下室３ ２ の高圧側の圧油を背圧として印加して、第１のロジック弁１５の動作時の圧力変動を補償して、圧力が急に高くなることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例になる油圧プレスの高速安全回路を示す回路図である。
【図２】（イ）及び（ロ）はこの発明の第１実施例になる高速安全回路によりスライドを高速下降させる際の作用説明図である。
【図３】（イ）及び（ロ）はこの発明の第１実施例になる高速安全回路によりスライドを低速下降させる際の作用説明図である。
【図４】（イ）及び（ロ）はこの発明の第１実施例になる高速安全回路によりスライドを低速上昇させる際の作用説明図である。
【図５】（イ）及び（ロ）はこの発明の第１実施例になる高速安全回路によりスライドを高速上昇させる際の作用説明図である。
【図６】この発明の第２実施例になる油圧プレスの高速安全回路を示す回路図である。
【図７】（イ）及び（ロ）はこの発明の第２実施例になる高速安全回路によりスライドを高速下降させる際の作用説明図である。
【図８】（イ）及び（ロ）はこの発明の第２実施例になる高速安全回路によりスライドを低速下降させる際の作用説明図である。
【図９】（イ）及び（ロ）はこの発明の第２実施例になる高速安全回路によりスライドを低速上昇させる際の作用説明図である。
【図１０】（イ）及び（ロ）はこの発明の第２実施例になる高速安全回路によりスライドを高速上昇させる際の作用説明図である。
【図１１】この発明の第３実施例になる油圧プレスの高速安全回路を示す回路図である。
【図１２】（イ）及び（ロ）はこの発明の第３実施例になる高速安全回路によりスライドを高速下降させる際の作用説明図である。
【図１３】（イ）及び（ロ）はこの発明の第３実施例になる高速安全回路によりスライドを低速下降させる際の作用説明図である。
【図１４】（イ）及び（ロ）はこの発明の第３実施例になる高速安全回路によりスライドを低速上昇させる際の作用説明図である。
【図１５】（イ）及び（ロ）はこの発明の第３実施例になる高速安全回路によりスライドを高速上昇させる際の作用説明図である。
【符号の説明】
１…油圧シリンダ
２…子シリンダ
２ａ…ピストン
２ｂ…ピストン杆
３…親シリンダ
３ａ…ピストン
３ｂ…ピストン杆
３1 …上室
３2 …下室
４…油圧源
５…電磁弁
６…パイロットチェック弁
８…サーボ弁
１０1 …管路
１０2 …管路
１３，１６…電磁弁
１４，１５，１７…ロジック弁
３０…シャトル弁
【発明の属する技術分野】
この発明は油圧プレスの高速安全回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来油圧シリンダによりスライドを上下駆動する油圧プレスの油圧回路として、例えば実公平２−１８８０１号公報や、実開平６−３９２８５号公報、特開平６−１５５０８９号公報に記載されたものが公知である。
実公平２−１８８０１号公報に記載のものは、液圧シリンダへ液圧を供給する回路に、方向制御弁とパイロットチェック弁が設けられていて、方向制御弁を切換えて、上記パイロットチェック弁を介して液圧シリンダへ液圧を供給することにより、液圧シリンダにより負荷を駆動するように構成されている。
【０００３】
また実開平６−３９２８５号公報に記載のものは、受圧面積の小さい高速シリンダと、受圧面積の大きい加圧シリンダを同一中心上に配置して、各シリンダのピストンをピストン杆により互に連動した構造で、高速シリンダ側のピストン杆が高速シリンダの上方へ突出した両ロッドシリンダを採用している。
そして高速シリンダ側へ油圧を供給してピストンを高速動作させた後、加圧シリンダへ油圧を供給して、大きな加圧力を得ることにより、高負荷に対応できるように構成されている。
さらに特開平６−１５５０８９号公報に記載のものは、高速シリンダと加圧シリンダよりなるシリンダ装置の加圧シリンダのピストン側にパイロット圧により開閉されるシーケンスバルブが設けられており、このシーケンスバルブをオン，オフすることによって高速動作より加圧動作へ移行するようにしたもので、外付けの配管やバルブ類を必要とせずに高速、高負荷に対応できるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし実公平２−１８８０１号公報のものでは、方向制御弁のスプールにゴミなどが噛み込んでスプールが下降方向へ移動できない場合、液圧シリンダからの液圧を絞ることができなくなり、負荷が増大して危険であるなどの不具合がある。
また実開平６−３９２８５号公報では、プレス作業中に型の咬み込みなどが発生しても、大きな離脱力が得られないため、型の咬み込みより離脱できない不具合がある。
さらに特開平６−１５５０８９号公報では、加圧シリンダのピストン内にシーケンスバルブが内装されているため、シーケンスバルブの整備性が悪いと共に、高速シリンダのピストン杆がシリンダの上方へ突出するため、危険であるなどの不具合がある。
この発明はかかる不具合を改善するためになされたもので油圧シリンダによりスライドを高速かつ安全に動作できる油圧プレスの高速安全回路を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、油圧シリンダ１によりスライド９を上下駆動する油圧プレスにおいて、油圧シリンダ１を同一中心線上に上下に配置された子シリンダ２と、これより受圧面積の大きい親シリンダ３より構成し、かつ子シリンダ２内のピストン２ａと親シリンダ３内のピストン３ａを親シリンダ３のピストン杆３ｂより小径な子シリンダ２のピストン杆２ｂにより接続し、
油圧源４の吐出圧油を第１の管路１０ １ と第２の管路１０ ２ の一方に選択的に供給する位置に切換えられるサーボ弁８を設け、
この第１の管路１０ １ を前記親シリンダ３の上室３ １ に接続し、第２の管路１０ ２ を前記子シリンダ２の下室２ ２ に接続し、
前記第１の管路１０ １ に、電磁弁１３でオン，オフされて前記親シリンダ３の下室３ ２ を第１の管路１０ １ に連通・遮断する第１のロジック弁１５を設け、
前記第２の管路１０ ２ に、電磁弁１６でオン，オフされて前記親シリンダ３の下室３ ２ を第２の管路１０ ２ に連通・遮断する第２のロジック弁１７を設け、
前記サーボ弁８は、第１・第２の管路１０ １ ，１０ ２ と圧油源４、タンク１８を遮断する中立ポジション８ ３ を有し、圧油源４と第１の管路１０ １ を連通し、かつ第２の管路１０ ２ をタンク１８に連通する下降ポジション８ １ と、圧油源４と第２の管路１０ ２ を連通し、かつ第１の管路１０ １ をタンク１８に連通する上昇ポジション８ ２ に切換えるものとし、
上記油圧源４とサーボ弁８を接続する管路７の途中に電磁弁５によりオン，オフされるパイロットチェック弁６を設けたことを特徴とする油圧プレスの高速安全回路である。
第２の発明は、第１の発明において、親シリンダ３の上室３ １ と子シリンダ２の上室２ １ の間を、電磁弁２５を介して接続し、また子シリンダ２の上室２ １ とタンク１８の間を電磁弁２７によりオン、オフされるパイロットチェック弁２８を介して接続してなる油圧プレスの高速安全回路である。
第３の発明は、第１の発明において、第１の管路１０ １ に、第１のロジック弁１５がオン、オフした際に発生する親シリンダ３の上室３ １ 内の体積変化による圧力上昇を防止する第３のロジック弁１４を、上記第１のロジック弁１５と同期してオフ、オンするように設けた油圧プレスの高速安全回路である。
第４の発明は、第１の発明において、第１のロジック弁１５に、親シリンダ３の上室３ １ と下室３ ２ における高圧側の圧油をシャトル弁３０を介して背圧として印加することにより、圧力補償を行うようにしてなる油圧プレスの高速安全回路である。
【０００６】
【作用】
第１の発明によればサーボ弁８を下降ポジション８ １ 、第１のロジック弁１５をオン、第２のロジック弁１７をオフとすることで、第１の管路１０ １ を介して親シリンダ３の上室３ １ と下室３ ２ へ圧油を供給することにより、両室の受圧面積差により親シリンダ３によってスライド９を高速で下降させることができる。
また、加圧中は第１のロジック弁１５をオフ、第２のロジック弁１７をオンすることで、下室３ ２ が第２の管路１０ ２ からタンク１８に流れるから、親シリンダ３の受圧面積の大きい上室３ １ へ圧油を供給することにより大きな加圧力か得られる。
また、サーボ弁８を上昇ポジション８ ２ 、第１のロジック弁１５をオフ、第２のロジック弁１７をオンとすることで、第２の管路１０ ２ を介して子シリンダ２の下室２ ２ に圧油が供給し、かつ第２の管路１０ ２ 、第２のロジック弁１７を経て親シリンダ３の下室３ ２ に圧油が供給されることにより、スライド９の上昇時は親シリンダ３と子シリンダ２のそれぞれ下室３ ２ ，２ ２ 、へ供給された圧油により大きな上昇力が得られるため、上型がワークに咬み込んでも上型を容易に離脱することができる。
また、前述の状態で第２のロジック弁１７をオフ、第１のロジック弁１５をオンすることで、子シリンダ２の下室２ ２ にのみ圧油が供給されるため、スライド９は高速で上昇する。
さらに各管路に設けられた電磁弁が独立しているため、一方が故障しても他方の電磁弁とサーボ弁により安全にプレスを停止することができる。
また、サーボ弁８が故障した場合には、第１・第２のロジック弁１５，１７をオフとすると共に、パイロットチェック弁６をオフすることでシリンダ１が作動しないようになるので、スライド９を停止させることができる。
第２の発明によれば、スライド９を下降する時に、パイロットチェック弁２８をオフして子シリンダ２の上室２ １ とタンク１８を遮断し、電磁弁２５で親シリンダ３の上室３ １ と子シリンダ２の上室２ １ を連通すれば、両方の上室２ １ ，３ １ に圧油が供給されるから、大きな加圧力が得られる。
第３の発明によれば、第１のロジック弁１５がオン・オフする際に発生する体積の変化を、第１のロジック弁１５と交互にオン、オフする第３のロジック弁１４で吸収して圧力が変動を補償するから、その第１のロジック弁１５が動作した際に発生するシリンダ内の体積変化により圧力が急に高くなるのを防止することができる。
第４の発明によれば、親シリンダ３の上室３ １ と下室３ ２ の間を接続する第１のロジック弁１５に、その上室３ １ と下室３ ２ の高圧側の圧油を背圧として印加して、第１のロジック弁１５の動作時の圧力変動を補償して、圧力が急に高くなることを防止できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
この発明の第１実施例を図１ないし図５に示す図面を参照して詳述する。
図１において１はシリンダ本体で、受圧面積の小さい子シリンダ２と、受圧面積の大きい親シリンダ３よりなる。
上記子シリンダ２と親シリンダ３は同一中心上に上下２段に設けられていて、これらシリンダ２，３内にピストン２ａ，３ａがそれぞれ収容されている。
子シリンダ２に収容されたピストン２ａの下面には、ピストン杆２ｂが突設されていて、このピストン杆２ｂの先端は親シリンダ３内に収容されたピストン３ａの上面に接続されており、親シリンダ３側のピストン３ａ下面には、上記ピストン２ｂより径の大きな外径のピストン杆３ｂが突設されていて、このピストン杆３ｂの先端側は、親シリンダ３の端板３ｃを貫通して外方へ突出され、先端にプレスのスライド９が接続されている。
【０００８】
また４は可変流量ポンプよりなる油圧源で、この油圧源４より吐出された圧油は、途中に電磁弁５によりオン，オフされるパイロットチェック弁６の設けられた管路７よりサーボ弁８へ供給されている。
上記サーボ弁８はメインスプール８ａと、このメインスプール８ａをパイロット圧により切換える電磁弁よりなるパイロット切換え弁８ｂと、パイロット回路８ｃの途中に設けられた電磁弁よりなるオン，オフ弁８ｄよりなる。
そして上記サーボ弁８と親シリンダ３の間を接続する２路の管路１０のうち、親シリンダ３の上室３1 側に接続された管路１０1 と親シリンダ３の下室３2 の間は電磁弁１３により交互に開閉自在な２個のロジック弁１４，１５を介して接続され、また一方のロジック弁１５と子シリンダ２の下室２2 に接続された管路１０2 の間は、電磁弁１６により開閉自在なロジック弁１７を介して接続されていると共に、子シリンダ２の上室２1 は大気に開放されている。
【０００９】
一方上記親シリンダ３の上室３1 と下室３2 には、各室３1 ，３2 内の圧力より加圧力Ｐを検出する圧力センサよりなる加圧力検出手段１９，２０が、そしてスライド９の近傍にはスライド９の位置を検出するスライド位置検出手段２１が設けられていて、これら検出手段１９，２０，２１により検出された圧力及び位置信号がコントローラ２２へ入力されている。
【００１０】
次に上記構成された高速安全回路の作用を説明する（なおオンは開、オフは閉の状態を示す）。上死点よりスライド９を下降させてプレス加工を開始する場合、まずサーボ弁８のパイロット切換え弁８ｂ及びオン、オフ弁８ｄをオンにしてスプール８ａを中立ポジション８3 より下降ポジション８1 へ切換え、同時に電磁弁５によりパイロットチェック弁６をオン、電磁弁１３によりロジック弁１４をオフ、ロジック弁１５をオン、そして電磁弁１６によりロジック弁１７をオフにする。
これによって油圧源４より吐出された圧油は、図２の（イ）に示すように管路１０1 よりロジック弁１５，１４を介して親シリンダ３の上室３1 へ流入し、また上室３1 と下室３2 の間がロジック弁１４，１５を介して連通されるため、親シリンダ３の上室３1 と下室３2 の受圧面積差でスライド９が図２の（ロ）の太線で示すように高速で下降し、子シリンダ２の下室２2 の油は、管路１０2 よりサーボ弁８を経てタンク１８へドレンされる。
【００１１】
次にスライド９が所定位置まで下降して、ワークを成形するための加圧力を必要とする場合は、サーボ弁８のメインスプール８ａを下降ポジション８1 に保持したまま電磁弁１３によりロジック弁１４をオン、ロジック弁１５をオフ、そして電磁弁１６によりロジック弁１７をオンにする。
これによって油圧源４より吐出された圧油は、図３の（イ）に示すようにロジック弁１５，１４を経て親シリンダ３の上室３1 へのみ供給され、親シリンダ３の下室３2 の油はロジック弁１７より管路１０2 へ排出されて、子シリンダ２の下室２2 の油とともにタンク１８へドレンされるため、親シリンダ３の上室３1 の受圧面積によりピストン３ａが下方へ押圧されて、スライド９は図３の（ロ）の太線で示すように減速下降され、このとき大きな加圧力が発生して、上型と下型の間でワーク（ともに図示せず）の成形が行えるようになる。
また成形中加圧保持を行う場合は、サーボ弁８のパイロット切換え弁８ｂによりメインスプール８ａを中立ポジション８3 に切換えると、スライド９がその位置で停止されるため、ワークを加圧状態に保持することができる。
【００１２】
一方ワークの成形が完了してスライド９を下死点より上昇させる場合は、サーボ弁８のパイロット切換え弁８ｂによりメインスプール８ａを上昇ポジション８2 へ切換え、電磁弁１６によりロジック弁１７をオン、そして電磁弁１３によりロジック弁１４をオン、ロジック弁１５をオフにする。
これによって油圧源４より吐出された圧油は、図４の（イ）に示すように管路１０2 より子シリンダ２の下室２2 と、ロジック弁１７より親シリンダ３の下室３2 へ供給され、親シリンダ３の上室３1 の油は管路１０1 を経てタンク１８へドレンされる。
これによってスライド９は図４の（ロ）の太線で示すように低速で上昇され、このとき子シリンダ２の引上げ力に親シリンダ３の引上げ力が加わるため、成形中ワークの上型が咬み込んだ場合でも、咬み込んだ上型をワークより強力に離脱させることができる。
【００１３】
その後サーボ弁８のメインスプール８ａを上昇ポジション８2 に保持した状態で、電磁弁１３によりロジック弁１４をオフ、ロジック弁１５をオンに、そして電磁弁１６によりロジック弁１７をオフにすると、図５の（イ）に示すように油圧源４の吐出圧は管路１０2 より子シリンダ２の下室２2 へ供給され、親シリンダ３の上室３1 の圧油はロジック弁１４，１５を経て下室３2 へ流入し、両室３1 ，３2 の受圧面積差により生じる余剰油は管路１０1 を経てタンク１８へドレンされるため、スライド９は図５の（ロ）の太線で示すように急速に上死点まで上昇される。
【００１４】
以上は正常動作時の作用であるが、上記実施例ではメータイン側とメータアウト側回路の制御を独立させ、メータイン側にパイロットチェック弁６とサーボ弁８を、そしてメータアウト側にカウンタバランス弁として機能するロジック弁１５，１７とサーボ弁８を配置している。
またサーボ弁８のメインスプール８ａとパイロット切換え弁８ｂの間に電磁弁よりなるオン，オフ弁８ｄを介在させている。
これによって動作中に電磁弁１３，１６の一方が故障しても、他方の電磁弁１３，１６とサーボ弁８によりスライド９を安全に停止させることができると共に、油圧圧油の異常時、オン，オフ弁８ｄをオフにすることによりサーボ弁８のメインスプール８ａを確実に中立に戻すことができるため、安全が２重に働くようになると共に、上記メインスプール８ａが故障した場合、電磁弁５，１３，１６をオフにすることによりスライド９を停止させることかできる。
【００１５】
なお、上記実施例では図示していないが、ロジック弁１４，１５，１７はシリンダ本体１に直付けされたマニホールドブロック内に設けられているため、外付け配管が不要となって圧力損失が少なくなると共に、ロジック弁のメンテナンスも簡単に行えるようになっている。
また、同じサイズのロジック弁１４，１５を直列接続して、一方のロジック弁１４を圧力補償用として使用している。
すなわち、ＰＶｎ ＝ＣＯＮＳＴの状態からロジック弁１４のエレメントが動くことにより変動する体積を△Ｖとし、エレメントが動く前と後の圧力Ｐと体積ＶをそれぞれＰ１ ，Ｖ１ ，Ｐ２ ，Ｖ２ とすると、
Ｐ１ Ｖ１ ｎ ＝Ｐ２ Ｖ２ ｎ
Ｖ２ ＝Ｖ１ −△Ｖ
∴ Ｐ２ ＝Ｐ １ Ｖ１ ｎ ／（Ｖ１ −△Ｖ）ｎ （＞Ｐ１ ）
となる。
これによって、ロジック弁１５がオン・オフする際に発生する体積の変化を、ロジック弁１５と交互にオン・オフするロジック弁１４が圧力補償するため、圧力の急激な変化による衝撃などの発生を防止することができるようになる。
【００１６】
一方図６ないし図１０はこの発明の第２実施例を示すもので、次にこれを説明する。
なお前記第１記実施例と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。
前記第１実施例では子シリンダ２の上室２1 は大気に開放していたが、この第２実施例では子シリンダ２の上室２1 と下室２2 の間が、途中に電磁弁２５が設けられた管路２６で接続されており、上室２1 側に接続された管路２６はさらに分岐されていて、この分岐管路２６ａは電磁弁２７によりオン，オフされるパイロットチェック弁２８を介してタンク１８へ接続されている。
【００１７】
次に上記第２実施例の作用を図７ないし図１０を参照して説明すると、上死点よりスライド９を下降させてプレス加工を開始する場合、まずサーボ弁８のパイロット切換え弁８ｂ及びオン、オフ弁８ｄをオンにしてスプール８ａを中立ポジション８3 より下降ポジション８1 へ切換え、同時に電磁弁５によりパイロットチェック弁６をオン、電磁弁１３によりロジック弁１４をオフ、ロジック弁１５をオン、電磁弁１６によりロジック弁１７をオフ、電磁弁２５をオフ、そして電磁弁２７によりパイロットチェック弁２８をオンにする。
【００１８】
これによって油圧源４より吐出された圧油は、図７の（イ）に示すように管路１０1 よりロジック弁１５，１４を介して親シリンダ３の上室３1 へ流入し、また上室３1 と下室３2 の間がロジック弁１４，１５を介して連通されるため、親シリンダ３の上室３1 と下室３2 の受圧面積差でスライド９が図７の（ロ）の太線で示すように高速で下降し、子シリンダ２の下室２2 の油は、管路１０2 よりサーボ弁８を経てタンク１８へドレンされ、また子シリンダ２の上室２1 へは、パイロットチェック弁２８を介してタンク１８の油が吸入される。
【００１９】
次にスライド９が所定位置まで下降して、ワークを成形するための加圧力を必要とする場合は、サーボ弁８のメインスプール８ａを下降ポジション８1 に保持したまま電磁弁１３によりロジック弁１４をオン、ロジック弁１５をオフ、そして電磁弁１６によりロジック弁１７をオン、電磁弁２５をオン、そして電磁弁２７によりパイロットチェック弁２８をオフにする。
これによって油圧源４より吐出された圧油は、図８の（イ）に示すようにロジック弁１５，１４を経て親シリンダ３の上室３1 と、電磁弁２５より子シリンダ２の上室２1 へ供給され、親シリンダ３の下室３2 の油はロジック弁１７より管路１０2 へ排出されて、子シリンダ２の下室２2 の油とともにタンク１８へドレンされるため、親シリンダ３の上室３1 及び子シリンダ２の上室２1 の受圧面積差によりピストン３ａが下方へ押圧されて、スライド９は図８の（ロ）の太線で示すように減速下降され、このとき大きな加圧力が発生して、上型と下型の間でワーク（ともに図示せず）の成形が行えるようになる。
【００２０】
また成形中加圧保持を行う場合は、サーボ弁８のパイロット切換え弁８ｂによりメインスプール８ａを中立ポジション８3 に切換えると、スライド９がその位置で停止されるため、ワークを加圧状態に保持することができる。
【００２１】
一方ワークの成形が完了してスライド９を下死点より上昇させる場合は、サーボ弁８のパイロット切換え弁８ｂによりメインスプール８ａを上昇ポジション８2 へ切換え、電磁弁２５をオン、パイロットチェック弁２８をオフに保持したまま電磁弁１６によりロジック弁１７をオン、そして電磁弁１３によりロジック弁１４をオン、ロジック弁１５をオフにする。
これによって油圧源４より吐出された圧油は、図９の（イ）に示すように管路１０2 より子シリンダ２の下室２2 と、ロジック弁１７より親シリンダ３の下室３2 へ供給され、子シリンダ２の上室２1 と親シリンダ３の上室３1 の油は管路１０1 を経てタンク１８へドレンされる。
これによってスライド９は図９の（ロ）の太線で示すように低速で上昇され、このとき子シリンダ２の引上げ力に親シリンダ３の引上げ力が加わるため、成形中ワークに上型が咬み込んだ場合でも、咬み込んだ上型をワークより強力に離脱させることができる。
【００２２】
その後サーボ弁８のメインスプール８ａを上昇ポジション８2 に保持した状態で、電磁弁１３によりロジック弁１４をオフ、ロジック弁１５をオン、電磁弁２５をオフ、パイロットチェック弁２８をオンに、そして電磁弁１６によりロジック弁１７をオフにすると、図１０の（イ）に示すように油圧源４の吐出圧は管路１０2 より子シリンダ２の下室２2 へ供給され、親シリンダ３の上室３1 の圧油はロジック弁１４，１５を経て下室３2 へ流入し、両室３1 ，３2 の受圧面積差により生じる余剰油は管路１０1 を経てタンク１８へドレンされ、そして子シリンダ２の上室２1 の油はパイロットチェック弁２８を経てタンク１８へドレンされるため、スライド９は図１０の（ロ）の太線で示すように急速に上死点まで上昇される。
【００２３】
なお上記第１、第２実施例においては、同サイズのロジック弁１４，１５を直列接続して、これらロジック弁１４，１５を交互にオン、オフすることにより、一方のロジック弁１５がオン、オフした際に発生する圧力変動を他方のロジック弁１４で圧力補償するようにしたが、ロジック弁１４を使用せずにロジック弁１５の圧力補償を可能にした回路を次の第３実施例により説明する。
【００２４】
図１１ないし図１５はこの発明の第３実施例を示すもので、圧力補償用のロジック弁１４を省略した代りに、シャトル弁３０を介してロジック弁１５に高圧側の圧油を背圧として導入したものである。
すなわち親シリンダ３の上室３1 に通じる管路１０1 に設けられたロジック弁１５は電磁弁１３によりオン、オフされると共に、ロジック弁１５のばね室１５ａには、管路１０1 及びロジック弁１５と親シリンダ３の下室３2 を接続する管路１０3 に接続されたシャトル弁３０により、管路１０1 ，１０3 を流れる高圧側の圧油が上記電磁弁１３を介して背圧として導入されている。
なおその他の回路は上記第１実施例と同一なので、同一符号を付してその説明は省略する。
【００２５】
次に上記構成された第３実施例の作用を図１２ないし図１５を参照し説明すると、上死点よりスライド９を下降させてプレス加工を開始する場合、まずサーボ弁８のパイロット切換え弁８ｂ及びオン、オフ弁８ｄをオンにしてスプール８ａを中立ポジション８3 より下降ポジション８1 へ切換え、同時に電磁弁５によりパイロットチェック弁６をオン、電磁弁１３によりロジック弁１５をオン、そして電磁弁１６によりロジック弁１７をオフにする。
これによって油圧源４より吐出された圧油は、図１２の（イ）に示すように管路１０1 よりロジック弁１５を介して親シリンダ３の上室３1 へ流入し、また上室３1 と下室３2 の間がロジック弁１５を介して連通されるため、親シリンダ３の上室３1 と下室３2 の受圧面積差でスライド９が図１２の（ロ）の太線で示すように高速で下降し、子シリンダ２の下室２2 の油は、管路１０2 よりサーボ弁８を経てタンク１８へドレンされる。
【００２６】
次にスライド９が所定位置まで下降して、ワークを成形するための加圧力を必要とする場合は、サーボ弁８のメインスプール８ａを下降ポジション８1 に保持したまま電磁弁１３によりロジック弁１５をオフ、そして電磁弁１６によりロジック弁１７をオンにする。
これによって油圧源４より吐出された圧油は、図１３の（イ）に示すようにロジック弁１５を経て親シリンダ３の上室３1 へのみ供給され、親シリンダ３の下室３2 の油は管路１０3 よりロジック弁１７を経て管路１０2 へ排出されて、子シリンダ２の下室２2 の油とともにタンク１８へドレンされるため、親シリンダ３の上室３1 の受圧面積によりピストン３ａが下方へ押圧されて、スライド９は図１３の（ロ）の太線で示すように減速下降され、このとき大きな加圧力が発生して、上型と下型の間でワーク（ともに図示せず）の成形が行えるようになる。また成形中加圧保持を行う場合は、サーボ弁８のパイロット切換え弁８ｂによりメインスプール８ａを中立ポジション８3 に切換えると、スライド９がその位置で停止されるため、ワークを加圧状態に保持することができる。
【００２７】
一方ワークの成形が完了してスライド９を下死点より上昇させる場合は、サーボ弁８のパイロット切換え弁８ｂによりメインスプール８ａを上昇ポジション８2 へ切換え、電磁弁１６によりロジック弁１７をオン、そして電磁弁１３によりロジック弁１５をオフにする。
これによって油圧源４より吐出された圧油は、図１４の（イ）に示すように管路１０2 より子シリンダ２の下室２2 と、ロジック弁１７より管路１０3 を経て親シリンダ３の下室３2 へ供給され、親シリンダ３の上室３1 の油は管路１０1 を経てタンク１８へドレンされる。
これによってスライド９は図１４の（ロ）の太線で示すように低速で上昇され、このとき子シリンダ２の引上げ力に親シリンダ３の引上げ力が加わるため、成形中ワークに上型が咬み込んだ場合でも、咬み込んだ上型をワークより強力に離脱させることができる。
【００２８】
その後サーボ弁８のメインスプール８ａを上昇ポジション８2 に保持した状態で、電磁弁１３によりロジック弁１５をオンに、そして電磁弁１６によりロジック弁１７をオフにすると、図１５の（イ）に示すように油圧源４の吐出圧は管路１０2 より子シリンダ２の下室２2 へ供給され、親シリンダ３の上室３1 の圧油はロジック弁１５及び管路１０3 を経て下室３2 へ流入し、両室３1 ，３2 の受圧面積差により生じる余剰油は管路１０1 を経てタンク１８へドレンされるため、スライド９は図１５の（ロ）の太線で示すように急速に上死点まで上昇される。
【００２９】
以上のように圧力補償用のロジック弁１４を省略した場合でも、第１実施例と同様な機能が得られると共に、ロジック弁１５のばね室１５ａに、管路１０1 、１０3 を流れる油の高圧側の圧油が背圧としてシャトル弁３０を介して印加されているため、ロジック弁１５が動作する際に生じる圧力変動を補償することができる。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によればサーボ弁８を下降ポジション８ １ 、第１のロジック弁１５をオン、第２のロジック弁１７をオフとすることで、第１の管路１０ １ を介して親シリンダ３の上室３ １ と下室３ ２ へ圧油を供給することにより、両室の受圧面積差により親シリンダ３によってスライド９を高速で下降させることができる。
また、加圧中は第１のロジック弁１５をオフ、第２のロジック弁１７をオンすることで、下室３ ２ が第２の管路１０ ２ からタンク１８に流れるから、親シリンダ３の受圧面積の大きい上室３ １ へ圧油を供給することにより大きな加圧力か得られる。
また、サーボ弁８を上昇ポジション８ ２ 、第１のロジック弁１５をオフ、第２のロジック弁１７をオンとすることで、第２の管路１０ ２ を介して子シリンダ２の下室２ ２ に圧油が供給し、かつ第２の管路１０ ２ 、第２のロジック弁１７を経て親シリンダ３の下室３ ２ に圧油が供給されることにより、スライド９の上昇時は親シリンダ３と子シリンダ２のそれぞれ下室３ ２ ，２ ２ 、へ供給された圧油により大きな上昇力が得られるため、上型がワークに咬み込んでも上型を容易に離脱することができる。
また、前述の状態で第２のロジック弁１７をオフ、第１のロジック弁１５をオンすることで、子シリンダ２の下室２ ２ にのみ圧油が供給されるため、スライド９は高速で上昇する。
さらに各管路に設けられた電磁弁が独立しているため、一方が故障しても他方の電磁弁とサーボ弁により安全にプレスを停止することができる。
また、サーボ弁８が故障した場合には、第１・第２のロジック弁１５，１７をオフとすると共に、パイロットチェック弁６をオフすることでシリンダ１が作動しないようになるので、スライド９を停止させることができる。
請求項２に係る発明によれば、スライド９を下降する時に、パイロットチェック弁２８をオフして子シリンダ２の上室２ １ とタンク１８を遮断し、電磁弁２５で親シリンダ３の上室３ １ と子シリンダ２の上室２ １ を連通すれば、両方の上室２ １ ，３ １ に圧油が供給されるから、大きな加圧力が得られる。
請求項３に係る発明によれば、第１のロジック弁１５がオン・オフする際に発生する体積の変化を、第１のロジック弁１５と交互にオン、オフする第３のロジック弁１４で吸収して圧力が変動を補償するから、その第１のロジック弁１５が動作した際に発生するシリンダ内の体積変化により圧力が急に高くなるのを防止することができる。
請求項４に係るの発明によれば、親シリンダ３の上室３ １ と下室３ ２ の間を接続する第１のロジック弁１５に、その上室３ １ と下室３ ２ の高圧側の圧油を背圧として印加して、第１のロジック弁１５の動作時の圧力変動を補償して、圧力が急に高くなることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例になる油圧プレスの高速安全回路を示す回路図である。
【図２】（イ）及び（ロ）はこの発明の第１実施例になる高速安全回路によりスライドを高速下降させる際の作用説明図である。
【図３】（イ）及び（ロ）はこの発明の第１実施例になる高速安全回路によりスライドを低速下降させる際の作用説明図である。
【図４】（イ）及び（ロ）はこの発明の第１実施例になる高速安全回路によりスライドを低速上昇させる際の作用説明図である。
【図５】（イ）及び（ロ）はこの発明の第１実施例になる高速安全回路によりスライドを高速上昇させる際の作用説明図である。
【図６】この発明の第２実施例になる油圧プレスの高速安全回路を示す回路図である。
【図７】（イ）及び（ロ）はこの発明の第２実施例になる高速安全回路によりスライドを高速下降させる際の作用説明図である。
【図８】（イ）及び（ロ）はこの発明の第２実施例になる高速安全回路によりスライドを低速下降させる際の作用説明図である。
【図９】（イ）及び（ロ）はこの発明の第２実施例になる高速安全回路によりスライドを低速上昇させる際の作用説明図である。
【図１０】（イ）及び（ロ）はこの発明の第２実施例になる高速安全回路によりスライドを高速上昇させる際の作用説明図である。
【図１１】この発明の第３実施例になる油圧プレスの高速安全回路を示す回路図である。
【図１２】（イ）及び（ロ）はこの発明の第３実施例になる高速安全回路によりスライドを高速下降させる際の作用説明図である。
【図１３】（イ）及び（ロ）はこの発明の第３実施例になる高速安全回路によりスライドを低速下降させる際の作用説明図である。
【図１４】（イ）及び（ロ）はこの発明の第３実施例になる高速安全回路によりスライドを低速上昇させる際の作用説明図である。
【図１５】（イ）及び（ロ）はこの発明の第３実施例になる高速安全回路によりスライドを高速上昇させる際の作用説明図である。
【符号の説明】
１…油圧シリンダ
２…子シリンダ
２ａ…ピストン
２ｂ…ピストン杆
３…親シリンダ
３ａ…ピストン
３ｂ…ピストン杆
３1 …上室
３2 …下室
４…油圧源
５…電磁弁
６…パイロットチェック弁
８…サーボ弁
１０1 …管路
１０2 …管路
１３，１６…電磁弁
１４，１５，１７…ロジック弁
３０…シャトル弁
Claims (4)
- 油圧シリンダ１によりスライド９を上下駆動する油圧プレスにおいて、油圧シリンダ１を同一中心線上に上下に配置された子シリンダ２と、これより受圧面積の大きい親シリンダ３より構成し、かつ子シリンダ２内のピストン２ａと親シリンダ３内のピストン３ａを親シリンダ３のピストン杆３ｂより小径な子シリンダ２のピストン杆２ｂにより接続し、
油圧源４の吐出圧油を第１の管路１０ １ と第２の管路１０ ２ の一方に選択的に供給する位置に切換えられるサーボ弁８を設け、
この第１の管路１０ １ を前記親シリンダ３の上室３ １ に接続し、第２の管路１０ ２ を前記子シリンダ２の下室２ ２ に接続し、
前記第１の管路１０ １ に、電磁弁１３でオン，オフされて前記親シリンダ３の下室３ ２ を第１の管路１０ １ に連通・遮断する第１のロジック弁１５を設け、
前記第２の管路１０ ２ に、電磁弁１６でオン，オフされて前記親シリンダ３の下室３ ２ を第２の管路１０ ２ に連通・遮断する第２のロジック弁１７を設け、
前記サーボ弁８は、第１・第２の管路１０ １ ，１０ ２ と圧油源４、タンク１８を遮断する中立ポジション８ ３ を有し、圧油源４と第１の管路１０ １ を連通し、かつ第２の管路１０ ２ をタンク１８に連通する下降ポジション８ １ と、圧油源４と第２の管路１０ ２ を連通し、かつ第１の管路１０ １ をタンク１８に連通する上昇ポジション８ ２ に切換えるものとし、
上記油圧源４とサーボ弁８を接続する管路７の途中に電磁弁５によりオン，オフされるパイロットチェック弁６を設けたことを特徴とする油圧プレスの高速安全回路。 - 親シリンダ３の上室３ １ と子シリンダ２の上室２ １ の間を、電磁弁２５を介して接続し、また子シリンダ２の上室２ １ とタンク１８の間を電磁弁２７によりオン、オフされるパイロットチェック弁２８を介して接続してなる請求項１記載の油圧プレスの高速安全回路。
- 第１の管路１０ １ に、第１のロジック弁１５がオン、オフした際に発生する親シリンダ３の上室３ １ 内の体積変化による圧力上昇を防止する第３のロジック弁１４を、上記第１のロジック弁１５と同期してオフ、オンするように設けた請求項１記載の油圧プレスの高速安全回路。
- 第１のロジック弁１５に、親シリンダ３の上室３ １ と下室３ ２ における高圧側の圧油をシャトル弁３０を介して背圧として印加することにより、圧力補償を行うようにしてなる請求項１記載の油圧プレスの高速安全回路。
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