JP4646206B2 - プレス機械のダイクッション装置 - Google Patents

Description

この発明は、プレス機械のスライドが下死点から所定高さに上昇するまでクッションシリンダのピストンを停止させるロッキング機能を有するプレス機械のダイクッション装置に関する。

プレス加工後の成形品を素材に突き上げるプッシュバックを防止するために、プレス機械のスライドが下死点近傍から所定高さに上昇するまで、クッションシリンダのピストンを停止させるロック機能を有するプレス機械のダイクッション装置が知られている。このようなプレス機械のダイクッション装置では、プッシュバック防止のためプレス機械のスライドが下死点近傍に位置するときにクッションシリンダの油圧を抜き、スライドが上昇してからクッションシリンダを上昇させて下型から成形品をノックアウトさせている。このようなプレス機械のダイクッション装置では、電磁弁を使用してクッションシリンダの圧抜き及び上昇のタイミングを取る方法が一般的である。

従来のプレス機械のダイクッション装置（従来技術１）は、油圧を発生する油圧発生機構と、この油圧をダイクッション装置のクッションシリンダに供給する管路と、この管路を開閉してクッションシリンダへの油圧の供給を所定時間遅らせるロッキング用電磁弁とを備えている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術１では、プレス機械のスライドが下死点から所定高さまで上昇したときに、ロッキング用電磁弁を開位置に切り換え、スライドが上死点付近まで上昇するとこのロッキング用電磁弁を閉位置に切り換える。この従来技術１では、クッションシリンダへの油の供給を所定時間遅らせることによって、成形品と金型との干渉を防止し、素材や成形品を円滑に着脱している。

また、従来のプレス機械のダイクッション装置（従来技術２）は、空気を蓄圧するエアレシーバと、このエアレシーバからクッションシリンダに空気を供給する管路と、クッションシリンダによってクッションパッドなどを持ち上げることが可能な圧力に設定されたパイロット減圧弁と、クッションシリンダから空気を排出するリリーフ機構付き減圧弁と、パイロット減圧弁とリリーフ機構付き減圧弁との間の管路を開閉する押しボタン式空気切換弁と、押ボタン式空気切換弁を機械的に操作してこの押ボタン式空気切換弁を切り換える位置伝達器とを備えている（例えば、特許文献２参照）。この従来技術２では、クッションパッドが最下位まで下降したときに位置伝達器によって押しボタン式空気切換弁を強制的に切り換えて、エアレシーバ内の空気をリリーフ機構付き減圧弁に導く。その結果、この従来技術２では、クッションシリンダ内の空気がリリーフ機構付き減圧弁から放出され、クッションシリンダが上昇するタイミングを遅らせる。また、この従来技術２では、クッションパッドが所定の高さよりも上昇すると、押しボタン式空気切換弁から位置伝達器が離れるためこの押ボタン式空気切換弁が元の位置に復帰し、エアレシーバ内の空気が管路を通じてクッションシリンダに供給されクッションパッドが急速に上昇する。

特開2001-79694号公報

実開昭63-90525号公報

従来技術１では、ロッキング用電磁弁を電気的に操作してこのロッキング用電磁弁を切り換えている。しかし、１分間当たりのストロークの回数(以下、作業時ストローク数(spm)という)が100spmを超える高速のプレス成形の場合には、ロッキング用電磁弁の応答時間のばらつきの影響が大きくなり、クッションパッドの上昇を安定したスライド位置で開始することが難しくなる。例えば、電磁弁のコイルを交流50Hzで動作させると、コイルが切り換わる応答時間に最大20msecのばらつきが生じる。このようなロッキング用電磁弁を使用すれば、ストローク長さ30mmのクランクプレスを作業時ストローク数200spmで運転すれば、下死点を過ぎて下死点上１mmの位置にあったスライドは、ロッキング用電磁弁の応答時間の最大のばらつき20msecの間に下死点上５mmまで上昇してしまう。また、電磁弁のコイルを直流電流で動作させれば、前記応答時間のばらつきは解消するが、動作信号の授受、電磁弁スプールの移動、コイルの応答に要する時間そのものはなくならないので、電磁弁の開閉が完了するまでの時間のばらつきはなくすことができない。即ち、クッションシリンダの上昇開始時の下死点上のスライド位置にはばらつきがあるため、安定してロッキング及びノックアウトすることが困難であり、成形品を素材に突き上げてしまう問題点があった。また、応答の速いサーボ弁を使用すると、コストが高くなるとともに、耐コンタミ性(ちり、ゴミなど油の汚染に強い)に問題点があった。

また、従来技術２では、大容量リリーフ機構付き減圧弁を使用してクッションシリンダから空気を排出して、ダイクッションパッドが上昇しない様にクッションシリンダ圧力を下げるのに要する時間を考慮すれば、作業時ストローク数が100spmを超えるような高速のプレス成形には対応できない。また、従来技術２の空圧式ダイクッションを油圧式ダイクッションに置き換えたとしてもパイロット減圧弁やリリーフ機構付き減圧弁などを油圧回路内に配置する必要があるため、回路が複雑になりコストが高くなってしまう問題点がある。

この発明の課題は、高速プレス加工時の応答性に優れロッキング動作のタイミングを安定化させることができるプレス機械のダイクッション装置を提供することである。

この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、プレス機械（２）のスライド（４）が下死点（Ｐ₂）に下降するときにはクッションシリンダ（１０）から加圧流体を加圧源に戻しながら、このスライドとともにこのクッションシリンダのピストン（１０ａ）を下降させるクッション機能と、前記スライドが前記下死点から所定高さ（Ｈ）に上昇するまで前記クッションシリンダへの前記加圧流体の供給を停止させて、このクッションシリンダのピストンを停止させるロッキング機能とを有するプレス機械のダイクッション装置であって、前記クッションシリンダから前記加圧流体を排出する排出用流路（２４）と、前記クッションシリンダに前記加圧流体を供給する供給用流路（２５）と、前記スライドが前記所定高さに上昇するまで前記クッションシリンダのピストンが停止するように、前記排出用流路を開く排出用バルブ（２６）と、前記スライドが前記所定高さまで上昇したときに前記クッションシリンダのピストンが上昇を開始するように、前記排出用バルブが前記排出用流路を閉めた後に前記供給用流路を開く上昇用バルブ（２７）と、前記排出用バルブを強制的に開閉するために、前記スライドの動作に連動してこの排出用バルブを機械的に操作する排出用操作部（３０）と、前記上昇用バルブを強制的に開閉するために、前記スライドの動作に連動してこの上昇用バルブを機械的に操作する上昇用操作部（３１）と、前記クッションシリンダから前記加圧流体を加圧源（２３）に戻す戻り用流路（２８）と、前記スライドが前記下死点まで下降する間は、前記クッションシリンダから前記加圧源に前記戻り用流路を前記加圧流体が流れるのを許容し、前記スライドが前記下死点から上昇するときには、前記加圧源から前記クッションシリンダに前記戻り用流路を前記加圧流体が流れるのを規制するチェックバルブ（２９）とを備えるプレス機械のダイクッション装置（８）である。

請求項２の発明は、請求項１に記載のプレス機械のダイクッション装置において、前記排出用バルブを前記排出用操作部が機械的に操作するタイミングを調整する排出用タイミング調整部（３２）を備えることを特徴とするプレス機械のダイクッション装置である。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のプレス機械のダイクッション装置において、前記上昇用バルブを前記上昇用操作部が機械的に操作するタイミングを調整する上昇用タイミング調整部（３３）を備えることを特徴とするプレス機械のダイクッション装置である。

この発明によると、高速プレス加工時の応答性に優れロッキング動作のタイミングを安定化させることができる。

以下、図面を参照して、この発明の実施形態について詳しく説明する。
図１は、この発明の実施形態に係るプレス機械のダイクッション装置のクッションパッドが最下位に位置する状態を示す断面図である。図２は、この発明の実施形態に係るプレス機械のダイクッション装置のロッキング動作解除直前の状態を示す断面図である。図３は、この発明の実施形態に係るプレス機械のダイクッション装置のノックアウト動作時の状態を示す断面図である。図４は、この発明の実施形態に係るプレス機械のダイクッション装置の一部を拡大して示す平面図である。図５は、この発明の実施形態に係るプレス機械のダイクッション装置の一部を拡大して示す断面図である。図６は、この発明の実施形態に係るプレス機械のダイクッション装置の油圧回路図である。

図１〜図３に示す金型１は、プレス機械２に着脱自在に装着されるプレス加工用の工具であり、上型のパンチ（雄型）１ａと下型のダイ（雌型）１ｂとから構成されている。プレス機械２は、加工対象物である素材Ｗをプレス加工する装置である。プレス機械２は、例えば、図１〜図３に示すように、パンチ１ａとダイ１ｂとによって素材Ｗをせん断加工法の一種である打ち抜き加工（ブランキング）し、打ち抜いた部分を成形品（製品）Ｗ₁とし、外側の残った部分をスクラップ（くず）Ｗ₂とする。プレス機械２は、図１〜図３に示すように、パンチ１ａを固定するパンチホルダ３と、このパンチホルダ３を着脱自在に装着して上下方向に往復運動するスライド４と、ダイ１ｂを固定するダイホルダ５と、このダイホルダ５を着脱自在に装着するボルスタ６と、素材Ｗを打ち抜くときにこの素材Ｗが変形しないようにこの素材Ｗを抑えるとともに打ち抜き後のスクラップＷ₂を取り除くストリッパ７などを備えている。

図１〜図５に示すダイクッション装置８は、プレス機械２のスライド４が下死点Ｐ₂から所定高さに上昇するまでクッションシリンダ１０のピストン１０ａを停止させるロッキング機能を有する装置である。ダイクッション装置８は、打ち抜き加工後の成形品Ｗ₁をスクラップＷ₂に押し返さないように、ストリッパ７がスクラップＷ₂から離れダイ１ｂからスクラップＷ₂が離れるまでクッションシリンダ１０の油圧を抜きこのクッションシリンダ１０のピストン１０ａを停止させる。ダイクッション装置８は、パンチ１ａがダイ１ｂから抜けてスクラップＷ₂が上昇した後に、打ち抜き加工後の成形品Ｗ₁をダイ１ｂから突き上げるためのノックアウト力を発生するノックアウト機能と、絞り加工時に素材Ｗにしわが生じるのを抑えるためのしわ抑え力を発生するしわ抑え機能とを有する。ダイクッション装置８は、図６に示すように、クッションパッド９と、クッションシリンダ１０と、油圧回路１１と、排出用操作部３０と、上昇用操作部３１と、排出用タイミング調整部３２と、上昇用タイミング調整部３３などを備えている。

クッションパッド９は、プレス機械２のスライド４の昇降動作と連動して昇降動作する部材である。クッションパッド９は、スライド４が所定高さから下死点Ｐ₂に下降するときにこのスライド４とともに下降し、スライド４が下死点Ｐ₂から所定高さに上昇するまでは停止し、スライド４が所定高さまで上昇した後に上昇する。

クッションシリンダ１０は、作動油を収容する容器である。クッションシリンダ１０は、内部から油が排出されることでクッションパッド９を最下位で停止させ、内部に油が供給されることでクッションパッド９を最下位から上昇させる。クッションシリンダ１０は、クッションシリンダ１０内で往復移動可能なようにこのクッションシリンダ１０内に収容されたピストン１０ａと、このピストン１０ａと一体となって進退可能なようにピストン１０ａに接触し、ピストン１０ａの進退動作を伝達するピストンロッド１０ｂとを備えている。

図６に示す油圧回路１１は、油圧によってクッションシリンダ１０を動作させる回路である。油圧回路１１は、油タンク１２と、マグネットセパレータ１３と、油圧ポンプ１４と、流路１５と、圧力計１６と、圧力スイッチ１７と、リリーフバルブ１８と、チェックバルブ１９と、排出用バルブ２０〜２２と、アキュムレータ２３と、排出用流路２４と、供給用流路２５と、排出用バルブ２６と、上昇用バルブ２７と、戻り用流路２８と、チェックバルブ２９などを備えている。油タンク１２は、油を収容するタンクであり、マグネットセパレータ１３は油タンク１２内の油から鉄粉などの不純物を磁力によって分離する装置である。油圧ポンプ１４は、油タンク１２から流路１５に油を送出するポンプであり、流路１５は油タンク１２からアキュムレータ２３に油が流れる管路である。圧力計１６は、流路１５内の油圧を測定する装置であり、圧力スイッチ１７は流路１５内の油圧が所定圧であるか否かを検出するためのスイッチである。リリーフバルブ１８は、流路１５内の油圧が所定圧を超えるときにこの流路１５内の油を油タンク１２に排出するためのバルブであり、チェックバルブ１９は油圧ポンプ１４側に油が逆流するのを防ぐためのバルブである。排出用バルブ２０は、排出用流路２４内の油を油タンク１２に排出するためのバルブであり、排出用バルブ２１は流路１５内及びアキュムレータ２３内などの油を油タンク１２に排出するためのバルブであり、排出用バルブ２２は油タンク１２内の油を排出するためのバルブである。アキュムレータ２３は、油を蓄える装置であり、クッションシリンダ１０に油を供給する加圧源である。アキュムレータ２３は、クッションシリンダ１０内から戻り用流路２８を通過してこのアキュムレータ２３内に流入する油量に比べて大きな容量を備えており、油圧の増加を十分に抑えることが可能であり、打ち抜き加工時のクッションとして機能する。

排出用流路２４は、クッションシリンダ１０から油を排出する管路である。排出用流路２４は、排出用バルブ２６を通じてクッションシリンダ１０内の加圧油を油タンク１２に排出する。

供給用流路２５は、クッションシリンダ１０に油を供給する管路である。供給用流路２５は、上昇用バルブ２７を通じてアキュムレータ２３内の加圧油をクッションシリンダ１０に供給する。

図１〜図３、図５及び図６に示す排出用バルブ２６は、スライド４が所定高さに上昇するまでクッションシリンダ１０のピストン１０ａが停止するように排出用流路２４を開くバルブである。排出用バルブ２６は、打ち抜き加工終了後にクッションシリンダ１０内から油を抜き油圧を解除するタイミングを決定する。排出用バルブ２６は、例えば、図６に示すように、押しボタン式であって機械操作によって作動し可変ストロークリミッタを備える２ポートの方向切換弁である。排出用バルブ２６は、スライド４が下死点Ｐ₂に到達する直前に、図６に示す排出用流路２４を開きクッションシリンダ１０内の加圧油を油タンク１２に排出させる。排出用バルブ２６は、スライド４が下死点Ｐ₂から上昇を開始した直後に、排出用流路２４を閉鎖しクッションシリンダ１０内から油タンク１２への油の排出を停止させる。排出用バルブ２６は、図５に示すように、スプール２６ａと、ボール２６ｂと、ばね２６ｃとを備えている。スプール２６ａは、排出用操作部３０の排出用ピン３０ａの先端部が接触及び離間すると上下方向に移動する弁棒である。ボール２６ｂは、排出用流路２４を開閉する部材であり、スプール２６ａの先端部からの押圧力が増加するとばね２６ｃの付勢力に抗して排出用流路２４を開放し、スプール２６ａの先端部からの押圧力が低下するとばね２６ｃの付勢力によって排出用流路２４を閉じる。ばね２６ｃは、ボール２６ｂが排出用流路２４を閉じるようにこのボール２６ｂを上方に付勢する部材である。

図１〜図３、図５及び図６に示す上昇用バルブ２７は、スライド４が所定高さまで上昇したときにクッションシリンダ１０のピストン１０ａが上昇を開始するように、排出用バルブ２６が排出用流路２４を閉めた後に供給用流路２５を開くバルブである。上昇用バルブ２７は、成形品Ｗ₁のノックアウト動作開始のタイミングを決定する。上昇用バルブ２７は、例えば、図６に示すように、押しボタン式であって機械操作によって作動し可変ストロークリミッタを備える２ポートの方向切換弁である。上昇用バルブ２７は、クッションパッド９が下降を始めると、図６に示す供給用流路２５を閉鎖し、アキュムレータ２３内の加圧油のクッションシリンダ１０内への供給を停止させる。上昇用バルブ２７は、スライド４が下死点Ｐ₂から所定高さまで上昇すると、図６に示す供給用流路２５を開放しアキュムレータ２３内の加圧油をクッションシリンダ１０内に供給する。上昇用バルブ２７は、図５に示すように、スプール２７ａとばね２７ｂとを備えている。スプール２７ａは、上昇用操作部３１の上昇用ピン３１ａの先端部が接触及び離間すると上下方向に移動する弁棒である。スプール２７ａは、先端部に外周面に油が流れる溝２７ｃを有する。スプール２７ａは、上昇用ピン３１ａの先端部からの押圧力が増加するとばね２７ｂの付勢力に抗して下降し、供給用流路２５内から溝２７ｃを後退させて供給用流路２５を閉じる。一方、スプール２７ａは、上昇用ピン３１ａの先端部からの押圧力が低下するとばね２７ｂの付勢力によって上昇し、供給用流路２５内に溝２７ｃを進入させて供給用流路２５を開く。ばね２７ｂは、スプール２７ａが供給用流路２５を開くようにこのスプール２７ａを上方に付勢する部材である。ばね２７ｂは、上昇用ピン３１ａがスプール２７ａから受ける押圧力が低下したときにスプール２７ａを強制的に上昇させて、このスプール２７ａと接触するＯリングなどから受ける摩擦力によってこのスプール２７ａが上昇せずに停止するのを防止する。

図６に示す戻り用流路２８は、クッションシリンダ１０から油を加圧源に戻す管路である。戻り用流路２８は、チェックバルブ２９を通じてクッションシリンダ１０内の加圧油をアキュムレータ２３に戻す。

チェックバルブ２９は、アキュムレータ２３からクッションシリンダ１０への油の流れを規制し、クッションシリンダ１０からアキュムレータ２３への油の流れを許容するバルブである。チェックバルブ２９は、スライド４が下死点Ｐ₂まで下降する間は、クッションシリンダ１０からアキュムレータ２３に戻り用流路２８を加圧油が流れるのを許容する。一方、チェックバルブ２９は、スライド４が下死点Ｐ₂から上昇するときには、アキュムレータ２３からクッションシリンダ１０に戻り用流路２８を加圧油が流れるのを規制する。

図１〜図３、図５及び図６に示す排出用操作部３０は、排出用バルブ２６を強制的に開閉するために、スライド４の動作に連動してこの排出用バルブ２６を機械的に操作する部分である。排出用操作部３０は、図５に示すように、排出用ピン３０ａと固定部材３０ｂとを備えている。排出用ピン３０ａは、排出用バルブ２６のスプール２６ａの上端部と接触及び離間する部材であり、排出用ピン３０ａの外周面には固定部材３０ｂにねじ込むための雄ねじ部３０ｃが形成されている。固定部材３０ｂは、排出用ピン３０ａを装着するための部材であり、スライド４に取り付けられ固定されている。

図１〜図３、図５及び図６に示す上昇用操作部３１は、上昇用バルブ２７を強制的に操作するために、スライド４の動作に連動してこの上昇用バルブ２７を機械的に操作する部分である。上昇用操作部３１は、図５に示すように、上昇用ピン３１ａと、固定部材３１ｂと、ガイド部３１ｃと、ばね３１ｄとを備えている。上昇用ピン３１ａは、上昇用バルブ２７のスプール２７ａの上端部と接触及び離間する部材であり、上昇用ピン３１ａの外周面には固定部材３１ｂにねじ込むための雄ねじ部３１ｅが形成されている。固定部材３１ｂは、上昇用ピン３１ａを装着するための部材である。ガイド部３１ｃは、固定部材３１ｂを上下方向に移動自在にガイドする部材であり、固定部材３０ｂに取り付けられている。ばね３１ｄは、上昇用ピン３１ａを下方に付勢する部材であり、ガイド部３１ｃ内に収容されている。ばね３１ｄは、上昇用ピン３１ａの先端部がスプール２７ａの上端部と接触したときに、このスプール２７ａを上昇させる方向に付勢するばね２７ｂの付勢力に抗してこのスプール２７ａを下降可能なように、ばね２７ｂよりもばね力が大きい。

図１〜図３、図５及び図６に示す排出用タイミング調整部３２は、排出用バルブ２６を排出用操作部３０が機械的に操作するタイミングを調整する部分である。排出用タイミング調整部３２は、例えば、クッションシリンダ１０から油を排出するタイミングを調整する。排出用タイミング調整部３２は、図５に示すように、排出用ピン３０ａの雄ねじ部３０ｃと、この雄ねじ部３０ｃと噛み合うナット３２ａとから構成されている。排出用タイミング調整部３２は、排出用ピン３０ａの雄ねじ部３０ｃのねじ込み量を調整した後に、ナット３２ａを締め付けることによって排出用ピン３０ａを固定して、排出用ピン３０ａの突出量を変化させ、この排出用ピン３０ａとスプール２６ａとが接触及び離間するタイミングを調整する。

図１〜図３、図５及び図６に示す上昇用タイミング調整部３３は、上昇用バルブ２７を上昇用操作部３１が機械的に操作するタイミングを調整する部分である。上昇用タイミング調整部３３は、例えば、クッションシリンダ１０のピストン１０ａが上昇を開始するタイミングを調整する。上昇用タイミング調整部３３は、図５に示すように、上昇用ピン３１ａの雄ねじ部３１ｅと、この雄ねじ部３１ｅと噛み合うナット３３ａとから構成されている。上昇用タイミング調整部３３は、上昇用ピン３１ａの雄ねじ部３１ｅのねじ込み量を調整した後に、ナット３３ａを締め付けることによって上昇用ピン３１ａを固定して、上昇用ピン３１ａの突出量を変化させ、この上昇用ピン３１ａとスプール２７ａとが接触及び離間するタイミングを調整する。

次に、この発明の実施形態に係るプレス機械のダイクッション装置を備えるプレス機械の動作を説明する。
図７は、この発明の実施形態に係るプレス機械のダイクッション装置を備えるプレス機械の動作を説明するための図であり、図７（Ａ）〜図７（Ｈ）はスライドが上死点から下降を開始して成形品が排出されるまでの状態を示す図である。
図７（Ａ）に示すように、スライド４が上死点Ｐ₁から下降を開始すると、パンチ１ａ及びストリッパ７がスライド４と一体となって下降を開始する。図７（Ｂ）に示すように、スライド４がさらに下降するとストリッパ７が素材Ｗの表面と接触し、ダイ１ｂとストリッパ７との間に素材Ｗが挟み込まれ、図７（Ｃ）に示すようにスライド４がさらに下降するとパンチ１ａが素材Ｗと接触する。図７（Ｄ）に示すように、スライド４がさらに下降するとパンチ１ａとダイ１ｂとによって素材Ｗが打ち抜かれて成形品Ｗ₁が形成される。このとき、パンチ１ａとクッションパッド９との間で成形品Ｗ₁が挟み込まれた状態で、クッションパッド９がスライド４とともに下降する。

図７（Ｅ）に示すように、スライド４が下死点Ｐ₂に到達するとスライド４及びクッションパッド９が停止し、パンチ１ａがダイ１ｂから距離δだけ抜け出す。図７（Ｆ）に示すように、スライド４が下死点Ｐ₂から上昇するとパンチ１ａも上昇する。このとき、ダイクッション装置８のクッションシリンダ１０内の油圧が抜けているためクッションパッド９が成形品Ｗ₁とともに最下位で停止する。図７（Ｇ）に示すように、スライド４がさらに上昇して所定高さに到達すると、ストリッパ７がスクラップＷ₂をダイ１ｂから上昇させるとともに、ダイクッション装置８のクッションシリンダ１０内に油圧が供給される。その結果、クッションパッド９が上昇し成形品Ｗ₁をダイ１ｂから押し上げてノックアウトする。図７（Ｈ）に示すように、スライド４がさらに上昇するとスクラップＷ₂が排出されるとともに成形品Ｗ₁も排出される。そして、図７（Ａ）に示すように、スライド４が上死点Ｐ₁に到達し素材Ｗがダイ１ｂ上に送り込まれて、図７（Ｂ）〜図７（Ｈ）までの動作が繰り返される。

次に、この発明の実施形態に係るプレス機械のダイクッション装置の動作を説明する。
図８は、この発明の実施形態に係るプレス機械のダイクッション装置の動作を説明するタイミングチャートである。図９は、この発明の実施形態に係るプレス機械のダイクッション装置のクッションパッドが最上位に位置する状態を示す断面図である。
図９に示すように、スライド４及びパンチ１ａが上死点Ｐ₁に位置するときには、図６に示す排出用バルブ２６が上位置にあるためポートＰとポートＡとが遮断され排出用流路２４が閉じている。また、図６に示す上昇用バルブ２７が上位置にあるためポートＰとポートＡとが接続し供給用流路２５が開き、アキュムレータ２３内の加圧油がクッションシリンダ１０に作用している。この状態では、アキュムレータ２３からクッションシリンダ１０への油の移動がなく、クッションシリンダ１０内のピストン１０ａ及びピストンロッド１０ｂが上昇しており、クッションパッド９が最上位（上昇限）で停止している。

図１０は、この発明の実施形態に係るプレス機械のダイクッション装置の打ち抜き加工中の状態を示す断面図である。
次に、図１０に示すように、スライド４及びパンチ１ａが上死点Ｐ₁から下降すると、パンチ１ａとダイ１ｂとによって素材Ｗの打ち抜き加工が開始され、スライド４及びパンチ１ａとともにクッションパッド９が下降を開始する。この状態では、図６に示すように、排出用バルブ２６が排出用流路２４を閉じているため、ピストン１０ａが下降するとクッションシリンダ１０内の圧力が増加する。その結果、図８に示す時間Ｔ₁において、図６に示すチェックバルブ２９が戻り用流路２８を開き、クッションシリンダ１０内の圧力の増加分に相等する油がクッションシリンダ１０内からチェックバルブ２９を通過してアキュムレータ２３内に戻り、アキュムレータ２３が油圧の増加を抑える。スライド４、パンチ１ａ及びクッションパッド９がさらに下降すると、図１０に示す上昇用操作部３１の上昇用ピン３１ａが上昇用バルブ２７のスプール２７ａに接触し、図６に示す上昇用バルブ２７を強制的に下位置に切り換えてポートＰとポートＡとが遮断される。その結果、図８に示す時間Ｔ₂において、図６に示す上昇用バルブ２７が供給用流路２５を閉めるが、クッションシリンダ１０内の油は引き続きチェックバルブ２９を通過してアキュムレータ２３内に戻る。

図１１は、この発明の実施形態に係るプレス機械のダイクッション装置の打ち抜き加工完了後の状態を示す断面図である。
次に、図１１に示すように、スライド４、パンチ１ａ及びクッションパッド９がさらに下降してパンチ１ａとダイ１ｂとによって素材Ｗの打ち抜き加工が完了する。この状態では、図６に示す上昇用バルブ２７が供給用流路２５を閉めているため、クッションシリンダ１０内の油がさらにチェックバルブ２９を通過してアキュムレータ２３内に戻る。スライド４、パンチ１ａ及びクッションパッド９がさらに下降して下死点Ｐ₂近傍に到達すると、図１１に示すように、排出用操作部３０の排出用ピン３０ａが排出用バルブ２６のスプール２６ａに接触し、図６に示す排出用バルブ２６を強制的に下位置に切り換えてポートＰとポートＡとが接続される。その結果、図８に示す時間Ｔ₃において、図６に示すチェックバルブ２９だけでは完全に排出することができないクッションシリンダ１０内の与圧（残圧）を抜くために、排出用バルブ２６が排出用流路２４を開き、クッションシリンダ１０内の油が排出用流路２４を通過して油タンク１２に戻る。

図１２は、この発明の実施形態に係るプレス機械のダイクッション装置のクッションパッドが最下位に位置する状態を示す断面図である。
図１２に示すように、スライド４及びパンチ１ａが下死点Ｐ₂に到達するとクッションパッド９が最下位に位置する。その結果、図８に示す時間Ｔ₄において、図６に示すチェックバルブ２９が戻り用流路２８を閉じ、クッションシリンダ１０内の油が排出用バルブ２６を通過して油圧タンク１２にさらに戻る。

図１３は、この発明の実施形態に係るプレス機械のダイクッション装置のクッションパッドが上昇を開始する直前の状態を示す断面図である。
図１３に示すように、スライド４及びパンチ１ａが下死点Ｐ₂から上昇を開始する。その結果、図８に示す時間Ｔ₅において、図６に示す排出用操作部３０の排出用ピン３０ａが排出用バルブ２６のスプール２６ａから離れて排出用バルブ２６が切り換わり、ポートＰとポートＡとが遮断されて排出用バルブ２６が排出用流路２４を閉じる。スライド４及びパンチ１ａがさらに上昇して図８に示す所定高さＨに到達するまでは、図６に示す上昇用バルブ２７が供給用流路２５を閉じ、排出用バルブ２６が排出用流路２４を閉じている。このため、クッションシリンダ１０内の油圧が抜け、クッションパッド９が成形品Ｗ₁とともに最下位で停止している。スライド４及びパンチ１ａが下死点Ｐ₂からさらに上昇すると所定高さＨに到達する。その結果、図８に示す時間Ｔ₆において、図６に示す上昇用操作部３１の上昇用ピン３１ａが上昇用バルブ２７のスプール２７ａから離れて上昇用バルブ２７が切り換わり、ポートＰとポートＡとが接続されて上昇用バルブ２７が供給用流路２５を開く。このため、アキュムレータ２３から供給用流路２５に油が流入して上昇用バルブ２７を通過しクッションシリンダ１０内に流入する。その結果、図８に示す時間Ｔ₄からＴ₆までのクッション停留時間ΔＴだけ最下位で停止していたクッションパッドが最下位から上昇を開始し、ノックアウト動作が開始される。

この発明の実施形態に係るプレス機械のダイクッション装置には、以下に記載するような効果がある。
(1) この実施形態では、スライド４の動作に連動して排出用操作部３０が排出用バルブ２６を機械的に操作してこの排出用バルブ２６を強制的に開閉するとともに、スライド４の動作に連動して上昇用操作部３１が上昇用バルブ２７を機械的に操作してこの上昇用バルブ２７を強制的に開閉する。このため、従来技術１のような電気的にバルブを切り換えるプレス機械のダイクッション装置に比べて、排出用バルブ２６及び上昇用バルブ２７の開閉を完了するまでの時間にばらつきがなくなって、高速プレス加工時の応答性に優れロッキング動作のタイミングを安定化させることができる。また、従来技術２のような大容量リリーフ機構付き減圧弁を使用してクッションシリンダから空気を排出するプレス機械のダイクッション装置に比べて、作業時ストローク数が100spmを超えるような高速のプレス成形に対応することができるとともに、減圧弁なども不要なので構成が簡単になり安価に製造することができる。

(2) この実施形態では、排出用バルブ２６を排出用操作部３０が機械的に操作するタイミングを排出用タイミング調整部３２が調整する。また、この実施形態では、上昇用バルブ２７を上昇用操作部３１が機械的に操作するタイミングを上昇用タイミング調整部３３が調整する。このため、排出用バルブ２６の作動タイミングと上昇バルブ２７の復帰のタイミングとをそれぞれ独立して調整することができる。その結果、成形品Ｗ₁の形状、クッションストロークＳ_C及び作業時ストローク数spmに応じてこれらのタイミングを簡単に調整することができる。

また、例えば、作業時ストローク数spmが低くスライド４の上昇速度が遅い場合には、クッションシリンダ１０のピストン１０ａの上昇時間が決まっているため、スライド４の昇降動作よりも遅れてノックアウト動作を開始しても、成形品Ｗ₁を素材Ｗに押し込んでしまうおそれがある。このため、クッションシリンダ１０のピストン１０ａが上昇を開始するタイミングを調整する必要がある。このような場合に、流量調整バルブを上昇用バルブ２７に追加することも可能ではあるが、油温などによる油の粘性の変化によって流量調整バルブを安定して作動させることが困難である。この実施形態では、油温の影響を受け難くするために絞りを用いず、クッションシリンダ１０への油の供給開始を簡単な構造の上昇用タイミング調整部３３によって調製することができる。

さらに、排出用バルブ２６の作動タイミングは、図７（Ｅ）に示すように、成形品Ｗ₁及び金型１に依存する打ち抜き完了位置からパンチ１ａがダイ１ｂから抜けるまでの距離δ及び作業時ストローク数spmにより決まる作動時間によって、クッションシリンダ１０の移動許容時間が決まる。例えば、全せん断面を必要とする成形品Ｗ₁の場合には、材料Ｗと接触するパンチ１ａの先端部が素材Ｗの厚さ分進入するまで、クッションシリンダ１０内の油圧を維持する必要がある。一方、せん断面が少ない打ち抜き加工の成形品Ｗ₁の場合には、せん断加工が終了した時にクッションシリンダ１０内の油圧を抜くことができる。このように、成形品Ｗ₁がダイ１ｂに押し込まれる量が一定であっても、成形品Ｗ₁及び金型１によるせん断長さによって、排出用バルブ２６の作動開始位置を調整して作動時間に余裕を持たせることができる。このように、この実施形態では、排出用バルブ２６及び上昇用バルブ２７の作動タイミングを独立して調整することができるため、金型１や作業時ストローク数spmが変化しても、安定してロッキング動作及びノックアウト動作のタイミングを設定することができる。

(3) この実施形態では、スライド４が下死点Ｐ₂まで下降する間は、クッションシリンダ１０からアキュムレータ２３に戻り用流路２８を油が流れるのをチェックバルブ２９が許容する。また、この実施形態では、スライド４が下死点Ｐ₂から上昇するときには、アキュムレータ２３からクッションシリンダ１０に戻り用流路２８を油が流れるのをチェックバルブ２９が規制する。このため、クッションシリンダ１０のピストン１０ａが下降するときは、クッションシリンダ１０内の油が加圧源であるアキュムレータ２３側に自由流れとなる。その結果、クッションシリンダ１０内からアキュムレータ２３内に加圧油が戻るため、上昇用バルブ２７が供給用流路２５を閉じてもクッション動作に影響を及ぼすことがない。また、スライド４が上昇を開始してもクッションシリンダ１０内にチェックバルブ２９から油が流入することができず、上昇用バルブ２７も供給用流路２５を閉じクッションシリンダ１０内に油を供給しない。このため、ピストン１０ａは下降したままの状態を維持し、排出用バルブ２６が排出用流路２４を閉じてもロッキング動作に影響を及ぼすことがない。

(4) この実施形態では、排出用バルブ２６、上昇用バルブ２７及びチェックバルブ２９がクッションシリンダ１０の近くに配置されている。このため、クッションシリンダ１０と油圧ユニットとの間の渡り配管内から油を抜く必要がなくなり、油抜き体積が減少し省エネルギー化を図ることができる。

この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。例えば、この実施形態では、排出用バルブ２６及び上昇用バルブ２７などを設置しているが、これらを金型１、ボルスタ６又はダイセットの内部に収容することもできる。また、この実施形態では、排出用操作部３０及び上昇用操作部３１の突出量をねじによって手動調整しているが、モータの駆動力を利用して電動調整が可能な電動アジャスト機構によってこれらの突出量を調整することもできる。

この発明の実施形態に係るプレス機械のダイクッション装置のクッションパッドが最下位に位置する状態を示す断面図である。 この発明の実施形態に係るプレス機械のダイクッション装置のロッキング動作解除直前の状態を示す断面図である。 この発明の実施形態に係るプレス機械のダイクッション装置のノックアウト動作時の状態を示す断面図である。 この発明の実施形態に係るプレス機械のダイクッション装置の一部を拡大して示す平面図である。 この発明の実施形態に係るプレス機械のダイクッション装置の一部を拡大して示す断面図である。 この発明の実施形態に係るプレス機械のダイクッション装置の油圧回路図である。 この発明の実施形態に係るプレス機械のダイクッション装置を備えるプレス機械の動作を説明するための図であり、（Ａ）〜（Ｈ）はスライドが上死点から下降を開始して成形品が排出されるまでの状態を示す図である。 この発明の実施形態に係るプレス機械のダイクッション装置の動作を説明するタイミングチャートである。 この発明の実施形態に係るプレス機械のダイクッション装置のクッションパッドが最上位に位置する状態を示す断面図である。 この発明の実施形態に係るプレス機械のダイクッション装置の打ち抜き加工中の状態を示す断面図である。 この発明の実施形態に係るプレス機械のダイクッション装置の打ち抜き加工完了後の状態を示す断面図である。 この発明の実施形態に係るプレス機械のダイクッション装置のクッションパッドが最下位に位置する状態を示す断面図である。 この発明の実施形態に係るプレス機械のダイクッション装置のクッションパッドが上昇を開始する直前の状態を示す断面図である。

符号の説明

１ 金型
１ａ パンチ
１ｂ ダイ
２ プレス機械
３ パンチホルダ
４ スライド
５ ダイホルダ
６ ボルスタ
７ ストリッパ
８ ダイクッション装置
９ クッションパッド
１０ クッションシリンダ
１０ａ ピストン
１０ｂ ピストンロッド
２３ アキュムレータ（加圧源）
２４ 排出用流路
２５ 供給用流路
２６ 排出用バルブ
２７ 上昇用バルブ
２８ 戻り用流路
２９ チェックバルブ
３０ 排出用操作部
３０ａ 排出用ピン
３１ 上昇用操作部
３１ａ 上昇用ピン
３２ 排出用タイミング調整部
３２ａ ナット
３３ 上昇用タイミング調整部
３３ａ ナット
Ｗ 素材
Ｗ₁ 成形品
Ｗ₂ スクラップ
Ｐ₁ 上死点
Ｐ₂ 下死点
Ｓ_C クッションストローク
δ 距離
Ｈ 所定高さ

Claims (3)

1. プレス機械のスライドが下死点に下降するときにはクッションシリンダから加圧流体を加圧源に戻しながら、このスライドとともにこのクッションシリンダのピストンを下降させるクッション機能と、
   前記スライドが前記下死点から所定高さに上昇するまで前記クッションシリンダへの前記加圧流体の供給を停止させて、このクッションシリンダのピストンを停止させるロッキング機能と、
   を有するプレス機械のダイクッション装置であって、
   前記クッションシリンダから前記加圧流体を排出する排出用流路と、
   前記クッションシリンダに前記加圧流体を供給する供給用流路と、
   前記スライドが前記所定高さに上昇するまで前記クッションシリンダのピストンが停止するように、前記排出用流路を開く排出用バルブと、
   前記スライドが前記所定高さまで上昇したときに前記クッションシリンダのピストンが上昇を開始するように、前記排出用バルブが前記排出用流路を閉めた後に前記供給用流路を開く上昇用バルブと、
   前記排出用バルブを強制的に開閉するために、前記スライドの動作に連動してこの排出用バルブを機械的に操作する排出用操作部と、
   前記上昇用バルブを強制的に開閉するために、前記スライドの動作に連動してこの上昇用バルブを機械的に操作する上昇用操作部と、
   前記クッションシリンダから前記加圧流体を加圧源に戻す戻り用流路と、
   前記スライドが前記下死点まで下降する間は、前記クッションシリンダから前記加圧源に前記戻り用流路を前記加圧流体が流れるのを許容し、前記スライドが前記下死点から上昇するときには、前記加圧源から前記クッションシリンダに前記戻り用流路を前記加圧流体が流れるのを規制するチェックバルブと、
   を備えるプレス機械のダイクッション装置。
2. 請求項１に記載のプレス機械のダイクッション装置において、
   前記排出用バルブを前記排出用操作部が機械的に操作するタイミングを調整する排出用タイミング調整部を備えること、
   を特徴とするプレス機械のダイクッション装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のプレス機械のダイクッション装置において、
   前記上昇用バルブを前記上昇用操作部が機械的に操作するタイミングを調整する上昇用タイミング調整部を備えること、
   を特徴とするプレス機械のダイクッション装置。

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