JP3707061B2 - プレスクッション装置 - Google Patents
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【産業上の利用分野】
本発明はプレスの加圧時における衝撃を緩和するクッション装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
プレスでは雄型と雌型の間に被加工物を挟み加圧して成形する作業を繰り返し行うことが多い。プレスでは加圧時の衝撃力を緩和するためクッション装置が付けられている。クッション装置にはかなりのエネルギが加えられること、および繰り返し加えられるので、これらのエネルギの回収が行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
特開平6−543号公報にはプレスのNCサーボダイクッション装置のエネルギ回収装置が開示されている。これはプレスのストロークをラックギヤの動作として取り出し、ピニオンギヤにより回転力に換えサーボモータに直結して位置制御、同期制御を行い合わせて発電し、電力としてエネルギを回生している。しかし、このようにサーボモータが機械的にプレスに直結しているため、サーボモータに衝撃が加わり破損させる可能性が高い。このためサーボモータの容量を大きくしかつ頑丈な構造としている。しかも破損した場合バックアップ装置がないため損害が大きくなると言う問題があった。
【0004】
本発明は上述の問題に鑑みてなされたもので、金型衝突時及び成形中の衝撃的な、あるいは短時間の油の流れはアキュムレータにより吸収し、アキュムレータからエネルギを回収することによりエネルギ回生装置に衝撃を与えないクッション装置とすることを目的とする。また衝撃吸収部が作動不良を起こしても装置を破損させない安全機構のあるクッション装置とすることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目低を達成するため、請求項1の発明では、プレスの加圧力を受けて移動し加圧後復帰するピストンを有する油圧シリンダと、加圧時において該油圧シリンダの下部油室からの圧油を蓄積する第1アキュムレータと、加圧終了後に該第1アキュムレータから圧油が送られてくることで回転する油圧モータを備えたエネルギ回生手段と、該油圧モータから吐出された圧油を蓄積しこの圧油を前記下部油室に送油してピストンを復帰する第2アキュムレータと、を備え、前記下部油室からの圧油は、第1アキュムレータ、エネルギ回生手段、第2アキュムレータ、下部油室の順に循環するものである。
【0006】
請求項2の発明では、さらに、前記第1アキュームレータと前記油圧モータとの間に設けられ、開閉によりこれらを連通または非連通状態にする切り換え弁を備え、油圧シリンダの加圧時において第1アキュムレータに圧油を蓄積している最中は、該切り換え弁は閉じている。
【0007】
請求項3の発明では、プレスの加圧力を受けて移動し加圧後復帰するピストンを有する油圧シリンダと、加圧時において該油圧シリンダの下部油室からの圧油を蓄積するアキュムレータと、プレス加圧時には油圧シリンダの圧油をアキュムレータへ導き、復帰時にはアキュムレータの圧油を油圧シリンダに導く切り換え弁と、前記下部油室とアキュムレータ間を移動する圧油により回転する油圧モータを備え、前記切り換え弁は、プレス加圧時には前記油圧シリンダを前記油圧モータの一方側へ連通させ前記アキュームレータを前記油圧モータの他方側に連通させ、復帰時には前記油圧シリンダを前記油圧モータの他方側へ連通させ前記アキュームレータを前記油圧モータの一方側に連通させることにより、プレス加圧時及び復帰時の両方において、前記油圧モータを同一方向に回転させるものである。
【0008】
請求項4の発明では、前記回生手段は、油圧モータと、この油圧モータによって駆動される発電機と、この発電機の発生した電力を消費する電源設備からなるものである。
【0009】
請求項5の発明では、前記発電機としてサーボモータを用いる。
【0010】
【作用】
請求項1の発明では、衝撃力によって加圧された油圧シリンダの圧油を第1アキュムレータに蓄積することにより衝撃力を吸収する。第1アキュムレータの圧油を第2アキュムレータに放出する際、油圧モータを回転させてエネルギ回生手段によりエネルギを回生する。さらに第2アキュムレータに蓄積した圧油により油圧シリンダのピストンを復帰させて次のプレスに備える。このようにエネルギ回生手段には衝撃力はかからないので、エネルギ回生手段の容量を衝撃力を考慮して大きくする必要はない。
【0011】
請求項3の発明では、衝撃力によって加圧された油圧シリンダの圧油はアキュムレータに蓄積することにより衝撃力を吸収するが、その際油圧モータを回転してエネルギ回生手段によりエネルギを回生する。さらにアキュムレータに蓄積された圧油により、油圧シリンダのピストンを復帰させて次のプレスに備えるが、その際も、油圧モータを回転してエネルギ回生手段によりエネルギを回生する。この場合も衝撃力はアキュムレータで吸収するためエネルギ回生手段には衝撃力はかからない。このためエネルギ回生手段の容量は大きく無くてもよい。
【0012】
請求項4の発明では、エネルギ回生手段は、油圧モータにより圧油から運動エネルギを取り出し、発電機を回転させて電気エネルギとし、電源装置に供給して回収する。
【0013】
請求項5の発明では、発電機としてサーボモータを用いる。サーボモータは発停頻度が高くトルクが大きい用途に適しており、油圧モータのトルクを制御しながら発電し回生制動するのに適している。
【0015】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
図1は実施例のプレスクッション装置を有するプレス本体1を示す。スライド11は図示しないラムにより加圧されて降下しプレス後上昇する。スライド11には上型12が固定されている。13はプレスされる鋼板で、上型12と下型14の間に配置され、周囲をしわ押さえ15で支持されている。しわ押さえ15は上型12の周囲下面とともに鋼板13の周囲を加圧時に押さえ、鋼板13に張力を発生させてしわの発生を防止する。下型14はボルスタープレート18、キャリア19を介してベッド20で支持される。しわ押さえ15は複数のクッションピン16により支持され、クッションピン16はクッション板17により支持されている。クッション板17はクッションシリンダ2のピストンロッド2aに結合され、ピストンロッド2aはピストン2bに結合されている。
【0016】
プレス時の動作を説明する。スライド11とともに上型12が降下し、しわ押さえ15上の鋼板13を押さえて降下する。鋼板13はその中央が下型14に当たり周囲を上型12としわ押さえ15に押さえられて降下するので、下型14に倣って変形し上型12が下型14に重なるまで押しつけられて成形される。この間しわ押さえ15は破線で示す位置まで降下する。しわ押さえ15にかかる荷重は衝撃的に加わり、これはクッションシリンダ2に加わるので、クッションシリンダ2はこの衝撃力に抗しつつピストン2bを降下することにより衝撃力を吸収する。上型12が下型14に十分押さえ付けられ鋼板13の成形が終わると、スライド11と上型12は上昇し、成形された鋼板13は取り出され、その後クッションシリンダ7によりしわ押さえ15も実線で示す元の位置に戻る。そして新たな鋼板13がしわ押さえ15上にセットされて次のプレスが始まる。
【0017】
図2は第1実施例のプレスクッション装置を示す油圧回路図である。2はしわ押さえ15に加わる衝撃力を吸収するクッションシリンダ、3はクッションシリンダ2からの圧油を蓄積して衝撃力を吸収する第1アキュムレータ、4は第1アキュムレータ3の圧油で油圧モータ5を回転させた後の圧油を蓄積する第2アキュムレータ、6は油圧モータ5で回転駆動されるサーボモータで発電することにより衝撃力によるエネルギを回生する。7は電源装置で回生した電気エネルギを有効に消費する。A,B,C,Dはそれぞれ2ポート2位置の切り換え弁で、流れを一方向に流したり閉じたりする電磁弁である。AとBは第1アキュムレータ3の両側に配置され、CとDは第2アキュムレータ4の両側に配置され、アキュムレータ3、4の圧油の出入りを制御する。8はリリーフ弁でクッションシリンダ2に接続され、万一切り換え弁等の作動不良があっても装置の破損を防ぐことができる。
【0018】
図3は切り換え弁の動作とクッションシリンダ2およびスライド11の動作を示す図である。横軸は時間を示し、縦軸の上側はスライド11とクッションシリンダ2のピストン2bの昇降距離を示し、下側は切り換え弁A,B,C,Dの開閉を示す。各弁は太線で示す期間開とする。スライド11が降下して図1のしわ押さえ15に当たり衝撃力が伝わるとともにしわ押さえ15と連結したピストン2bが降下すると同時に切り換え弁Aが開となり圧油は第1アキュムレータ3に蓄積され、衝撃力を吸収する。スライド11が降下して上型12が下型14と重なりプレスが終了するとしわ押さえ15は図1で破線で示す位置にくる。この時点で切り換え弁Aを閉とする。スライド11と上型12は上昇して復帰する。切り換え弁B,Cを開とすることにより、油圧モータ5を回転してサーボモータ6より発電し電源装置7に電力を供給してエネルギを回生する。第2アキュムレータ4に圧油が蓄積されてきた時点で、切り換え弁Dを開とし、クッションシリンダ2に圧油を供給してしわ押さえ15を図1の破線の位置から実線の位置に復帰する。復帰した時点で切り換え弁Dを閉とする。切り換え弁B,Cはクッションシリンダ2の押し込まれた分の油量が第1アキュムレータ3から第2アキュムレータ4へ流れるまで開とし、発電してエネルギを回生する。
【0019】
図4は第2実施例のプレスクッション装置を示す油圧回路図である。図2と同一符号は同一の機能を有する部材を表す。9はアキュムレータで第1実施例と異なり1個である。10は4ポート3位置の切り換え弁で、中立位置において全てのポートが閉じ流れを中断させるクローズドセンタ型の電磁弁である。
【0020】
第2実施例の動作を説明する。
プレス開始時の切り換え弁10の位置は図4に示す位置とする。スライド11の降下により上型12がしわ押さえ15に当たり、クッションシリンダ2に衝撃力が伝わると圧油が油圧モータ5を回転駆動しながらアキュムレータ9に蓄積され、衝撃力を吸収してゆく。油圧モータ5によりサーボモータ6が回転し電力を発生し、電源装置7に供給してエネルギを回生する。上型12が下型14に押しつけられ鋼板13が成形されると、上型12は上昇を開始し元の位置に復帰する。上型12が上昇を開始した後、切り換え弁10をアキュムレータ9からクッションシリンダ2に圧油が流れるように切り換える。これによりアキュムレータ9からクッションシリンダ2に流れる圧油により油圧モータ5を回転しながらピストン2bを上昇し、しわ押さえ15を元の位置に復帰させる。この時サーボモータ6は発電しながら油圧モータ5のトルクを制御してクッションシリンダ2のピストン2bの速度を調整する。なおバルブ作動不良等の場合は、リリーフ弁8より圧油をしぼりながら放出して衝撃力を吸収する。このように本実施例では、クッションシリンダ2とアキュムレータ9間を往復する圧油により発電してエネルギを回生するので回生率がよい。またサーボモータ6により油圧モータ5を制御してクッションシリンダ2のピストン速度を制御することができる。
【0021】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明はプレス時の衝撃力を吸収してエネルギを回生するが、衝撃力はアキュムレータで吸収するので、エネルギ回生装置にはあまり衝撃力はかからない。これによりエネルギ回生装置で衝撃力を吸収する方式に比べ回生装置の容量を小さくすることができる。また回路や機器に支障が生じた場合でもリリーフ弁により装置の破損を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例のプレスクッション装置に衝撃力を与えるプレス本体を示す図である。
【図2】第1実施例の構成を示す油圧回路図である。
【図3】第1実施例の動作と切り換え弁の開閉を示す図である。
【図4】第2実施例の構成を示す油圧回路図である。
【符号の説明】
1 プレス本体
2 クッションシリンダ(油圧シリンダ)
2a ピストンロッド
2b ピストン
3 第1アキュムレータ
4 第2アキュムレータ
5 油圧モータ
6 サーボモータ(エネルギ回生手段)
7 電源装置(エネルギ回生手段)
8 リリーフ弁
9 アキュムレータ
10 切り換え弁
11 スライド
12 上型
13 鋼板
14 下型
15 しわ押さえ
16 クッションピン
17 クッション板
18 ボルスタープレート
19 キャリア
20 ベッド
A,B,C,D 切り換え弁
Claims (5)
- プレスの加圧力を受けて移動し加圧後復帰するピストンを有する油圧シリンダと、加圧時において該油圧シリンダの下部油室からの圧油を蓄積する第1アキュムレータと、加圧終了後に該第1アキュムレータから圧油が送られてくることで回転する油圧モータを備えたエネルギ回生手段と、該油圧モータから吐出された圧油を蓄積しこの圧油を前記下部油室に送油してピストンを復帰する第2アキュムレータと、を備え、
前記下部油室からの圧油は、第1アキュムレータ、エネルギ回生手段、第2アキュムレータ、下部油室の順に循環することを特徴とするプレスクッション装置。 - さらに、前記第1アキュームレータと前記油圧モータとの間に設けられ、開閉によりこれらを連通または非連通状態にする切り換え弁を備え、
油圧シリンダの加圧時において第1アキュムレータに圧油を蓄積している最中は、該切り換え弁は閉じていることを特徴とする請求項1に記載のプレスクッション装置。 - プレスの加圧力を受けて移動し加圧後復帰するピストンを有する油圧シリンダと、加圧時において該油圧シリンダの下部油室からの圧油を蓄積するアキュムレータと、プレス加圧時には油圧シリンダの圧油をアキュムレータへ導き、復帰時にはアキュムレータの圧油を油圧シリンダに導く切り換え弁と、前記下部油室とアキュムレータ間を移動する圧油により回転する油圧モータを備え、
前記切り換え弁は、プレス加圧時には前記油圧シリンダを前記油圧モータの一方側へ連通させ前記アキュームレータを前記油圧モータの他方側に連通させ、復帰時には前記油圧シリンダを前記油圧モータの他方側へ連通させ前記アキュームレータを前記油圧モータの一方側に連通させることにより、プレス加圧時及び復帰時の両方において、前記油圧モータを同一方向に回転させることを特徴とするプレスクッション装置。 - 前記回生手段は、油圧モータと、この油圧モータによって駆動される発電機と、この発電機の発生した電力を消費する電源設備からなることを特徴とする請求項1または3記載のプレスクッション装置。
- 前記発電機としてサーボモータを用いたことを特徴とする請求項4記載のプレスクッション装置。
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