JPH01180800A - 液圧室荷重制御方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液圧室荷重制御方法及びその装置に関するも
のである。

［従来の技術］ 例えば複動メカニカルプレスの一般的な例を第４図によ
り説明すると、軸受１により支持された駆動可能なりラ
ンク軸２には、２組のピットマン３．４が枢着され、ピ
ットマン３の下端には、パン千〇を備えたインナースラ
イド５が連結され、ピットマン４の下端には、ねじ軸７
が連結されている。

下端に押え板８を備えたブランクホルダ９には、オーバ
ーロード防止用のシリンダ１０が嵌入され、該シリンダ
１０には軸心部に中空孔１１ａの設けられたピストン１
１が昇降可能に嵌入され、シリンダ１０内部にはピスト
ン１１との間に油圧室１２が形成されている。又ピスト
ン１１上方には、軸心部に雌ねじの設けられたウオーム
ホイール１３が配設され、該ウオームホイール１３の雌
ねじ部には、ピストン１１の中空孔１１ａ（第５図参照
）に挿通されたねじ軸７が挿通、螺合され、ねじ軸７下
端にはナツト１４が螺合されている。而して、ナツト１
４をゆるめてウオームホイール１３に噛合したウオーム
１５を駆動することにより、ねじ軸７は上下しようとす
るが、ねじ軸７の位置はクランク軸２の位置により決め
られ昇降できないため、相対的にブランクホルダ９が昇
降し、ダイハイド調整を行い得るようになっている。

第４図中１６はボルスタ、１７はプレッシャーパッド、
１８はプレッシャーピン、Ｉ９はクツション、２０は材
料である。

上述の複動メカニカルプレスに使用するブランクホルダ
荷重制御装置は第５図に示され、油圧室１２に一端を接
続した管路２１の他端にはシリンダ２２が接続されてい
る。前記油圧室１２と連通したシリンダ２２の中空部２
３には、昇降可能な小径ピストン２４が嵌合され、該小
径ピストン２４の下端には、シリンダ２５に昇降自在に
嵌合された大径ピストン２Ｂが固着され、シリンダ２５
の大径ピストン２６下部中空部２７には、管路２８を介
して供給した圧縮空気を封入し得るようになっている。

シリンダ２２の上端には、中空部２３と連通する管路２
９が接続され、該管路２９から中空部２３及び管路２１
を介して前記ブランクホルダ９の油圧室１２へ油を補給
し得るようになっている。

第５図中３０は油圧ポンプ、３１は逆止弁、３２は安全
弁、３３はシリンダ２２の中間部に設けられ管路３４を
介して浦をタンク３５へ戻す油抜き孔である。

第４図に示す上記複動メカニカルプレスでプレス加工を
行う場合には、図示してない駆動装置によりクランク軸
２を回転させる。そうすると、ピットマン３．４は第４
図に示す上限位置から下降を開始し、このためインナー
スライド５及びブランクホルダ９も下降を開始する。し
かるに、クランク軸２の回転中心（軸受ｌの中心）から
ピットマン３枢着部までの距離ｅ１は、クランク軸２の
回転中心からピットマン４枢着部までの距離ｅ２よりも
大きいため、クランク軸２の回転により、ブランクホル
ダ９よりもインナースライド５の方が速く下降し、イン
ナースライド５の下端に取付けられたパン千〇は下降し
つつブランクホルダ９中央部の中空部へ徐々に進入して
来る。

一方、ブランクホルダ９が所定量下降すると、ボルスタ
１６上の材料２０の周縁部は押え板８により押えられ、
その直後にバンチ６が材料２０に当接し、それ以降はブ
ランクホルダ９は下降せず、パンチ６が下降し、プレッ
シャーパッド１７がパンチ８により押されて下降するこ
とにより、材料２０はバンチ６とプレッシャーパッド１
７間に挾まれて所定の形状にプレス成形される。

ブランクホルダ９の押え板８が材料２０周縁部を押えた
まま、更にクランク軸２が回転すると、ピットマン４に
対し上向きに作用する垂直力が油圧室１２の油とピスト
ン１１を介して発生し、急激に増大する。そうすると、
油圧室１２内の圧力が上昇し、油圧室１２の圧力上昇分
は第４図の管路２１からシリンダ２２の中空部２３へ伝
えられ、小径ピストン２４の上面に作用する。

油圧室１２の圧力が低く、小径ピストン２４上面に作用
する力が大径ピストン２６下面に作用する空気圧による
力よりも小さい場合は、小径ピストン２４は空気圧によ
り大径ピストン２６を介して上限位置まで押上げられて
いる。しかるに、油圧室１２の圧力が増大し、小径ピス
トン２４の上面に作用する力が大径ピストン２Ｂ下面に
作用する力よりも大きくなると、小径ピストン２４及び
大径ピストン２６は押下げられる。而して、小径ピスト
ン２４の上端が油抜き孔３３の上縁部下力まで下降する
と、中空部２３の油は油抜き孔３３から管路３４を経て
タンク３５へ戻る。このため、油圧室１２内の圧力は略
一定に保持され、ブランクホルダ９の押え荷重も第６図
の直線イに示すようにクランク軸回転角度のいかんに拘
らず略一定に保持され、従って材料２０周縁部は略一定
の荷重によって押えられる。このように、従来の装置で
は、プレスのオーバーロードを防ぐと共にブランクホル
ダの押え力か略一定になるようにしている。なお、押え
力を一定にするようにするものとしてリンクモーション
により制御するようにしたものもある。

しかるに、近年、ブランクホルダ９の押え荷重を第６図
の直線口、曲線ハに示すようにクランク軸回転角度θに
応じて変化させることが要求されるようになり、このよ
うな手段として、例えば特開昭６０−２６１６９８号公
報に示すような荷重制御手段が提案されている。

この荷重制御手段は、原理的には例えば第５図の管路２
９のシリンダ２２と逆止弁３１との間に、圧力制御弁を
設けると共に圧力制御弁の一次側にアキュムレータを設
け、更に圧力制御弁の作動を制御する制御装置を設けた
ものである。

又、ブランクホルダ押え荷重をクランク軸回転角度に応
じて任意に変化させるものとして例えば特開昭６０−９
５２８号公報に示すようなものがある。

而して、上述の各装置では、荷重制御手段の圧力制御弁
として制御性能の良いサーボ弁を用いた場合、サーボ弁
の性能保持のためにライン全体の油の管理を１！荷重に
行う必要がある。

［発明が解決しようとする問題点コ しかるに、特開昭６０−２６１６９８号公報及び特開昭
８０−９５２６号公報に示すものの何れにあっても管路
の中途にサーボ弁を用いた場合、管路の油は、熱、粉塵
等により雰囲気の悪化しているブランクホルダの油圧室
へ送られるため劣化し易く、従って油の管理が大掛かり
で大変であるという問題がある。

本発明は、上述の実情に鑑み、サーボ弁を用いてブラン
クホルダに設けられているオーバーロード防止用油圧室
１２をはじめとして種々の装置の油圧室の圧力を制御し
、これによって荷重を制御する場合にも、油の管理を簡
単且つ容易に行い得るようにすることを目的としてなし
たものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、液圧源と液圧室の間に逆流を防止する弁を設
けた液圧回路の液圧室側液路に設けたアクチュエータ内
の圧液を吐出入させて圧力調整装置内圧液量を変化させ
、アクチュエータ又は、圧力調整装置の移動部材の移動
量を検出し、その検出値に基づいて液圧室の荷重を制御
する構成を備えている。

［作　　　用コ アクチュエータ内の圧液が吐出入することにより圧力調
整装置内の圧液量が変化し、移動部材の移動量が検出さ
れてその検出値に基づき、液圧室の荷重が制御される。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する
。

第１図は本発明の一実施例で、ブランクホルダに適用し
た場合の例である。

ブランクホルダのシリンダ■０とピストン１１により形
成された油圧室１２に管路３Ｂを接続し、管路３６に油
圧ポンプ３７、チエツク弁３８、アキュムレータ３９、
チエツク弁４０、リリーフ弁４１を接続し、管路３６の
中途部に、リリーフ弁４３を備えた管路４２を接続し、
管路４２の中途部に接続した管路６５の先端に圧力調整
装置６６を接続する。圧力調整装置６６は、一体的に設
けられた大径ケーシング６７及び小径ケーシング６８を
備えている。而してピストン６９の大径部６９ａを大径
ケーシング６７内に、又ピストン６９の小径部８９ｂを
小径ケーシング６８内に夫々摺動自在に嵌合させ、小径
ケーシング６８内のピストン６９小径部６９ｂ先端に油
圧室７０を形成させ、該油圧室７０に前記管路６５を接
続し、大径ケーシング６７内にピストン６９を油圧室７
０側へ付勢するばね７１を収納し、大径ケーシング６６
のばね７１よりも反ピストン側に調整板７２を螺合させ
、調整板７２によりばね７１の撓みを調整し得るように
し、又ピストン６９の移動量をロッド７３を介して検出
するマグネスケール等の位置検出器７４を圧力調整装置
６６の外部へ配置する。

圧力制御用シリンダ４４について説明すると、中間部に
仕切り板４７を介してシリンダ４５．４６を直列配置す
ると共にシリンダ４５．４６内にピストン４８．４９を
摺動自在に嵌合させ、ピストン４８．４９を、仕切り板
４７を貫通して両シリンダ４５．４６内へ延びるロッド
５０の両端部に固着し、シリンダ４５には、ピストン４
８のヘッド側に油圧室５１を形成させ、シリンダ４６に
は、ピストン４９のロッド５０側に油圧室５２を、又ヘ
ッド側に油圧室５３を形成させ、前記管路４２を油圧室
５１と連通ずるようシリンダ４５に接続する。又シリン
ダ４５のピストン４８０ツド側は空気抜き孔を設けるか
或いは油圧源を接続する。

管路５４に油圧ポンプ５５、チエツク弁５Ｂ、アキュム
レータ５７、サーボ弁５８を接続し、サーボ弁５８の出
側に管路５９，６０を接続し、管路５９．６０を油圧室
５２．５３と連通ずるようシリンダ４６に接続する。又
管路５４にはリリーフ弁６１を、サーボ弁５８には戻り
管路６２を接続する。

制御装置６３に、第４図に示すブランクホルダ９の押え
荷重とクランク軸回転角度θの関係を設定する設定器６
４を接続し、制御装置６８からサーボ弁５８へ指令信号
を与え得るようにし、第４図に示すクランク軸２にロー
タリーエンコーダを取付け、ロータリーエンコーダで検
出したクランク軸２の回転角度の信号を制御装置６３へ
与え得るようにし、又位置検出器７４で検出したピスト
ン６９の位置信号を制御装置６３へ与え得るようにする
。なお、複動メカニカルプレス自体の構造は第４図に示
すものと同じであり、図中７５は圧力検出器である。。

作業時には、設定器６４により制御装置６３に対し、第
６図のイ、口、ハ、二、ホに示すようなブランクホルダ
押え荷重とクランク軸回転角度θとの関係を予め設定す
ると共に調整板７２により圧力調整装置６６のばね７１
の撓みを所定の状態に設定しておく。而して、第４図の
パンチ６により材料２０がプレス成形される際には、ロ
ータリエンコーダによりクランク軸２の回転角度θが検
出されてその信号が制御装置６３に与えられ、制御装置
６３からはクランク軸２の回転角度θに対応したブラン
クホルダ押え荷重の信号が指令信号としてサーボ弁５８
に与えられ、サーボ弁５８の開度が所定の開度に制御さ
れる。このため油圧ポンプ５５から吐出された油は、管
路５４を通り、サーボ弁５８で油量を制御され、管路５
９若しくは６０を通りシリンダ４６の油圧室５２．５３
へ供給され、油圧室５２．５３から流出する油の量がサ
ーボ弁５８により制御され、ピストン４９が所定の位置
へ移動する。このため、ピストン４８もピストン４９と
一緒に移動し、油圧室５１の容積が変化するため、ブラ
ンクホルダのシリンダｌＯの油圧室１２の圧力は油圧室
５１の容積変化に対応して変化し、所定の圧力に制御さ
れる。その結果、第４図のブランクホルダ９の押え荷重
は予め設定された荷重に制御される。

又圧力調整装置６６がないと、圧力制御用シリンダ４４
の油圧室５１のわずかな容積変化により油圧室１２の圧
力は大きく変動し、ブランクホルダ押え荷重が大きく変
動するおそれがあるが、圧力調整装置６６が設けである
ため、油圧室５１の容積変化による圧力の変動は圧力調
整装置６６で吸収される。このため、油圧室１２の圧力
変動も少なくてすみ、ブランクホルダ押え荷重の精度が
向上する。例えば、第２図に示すように、設定されたば
ね７１の撓みが６１の場合、ばね７１により発生する荷
重はＰｌであり、ピストン４８の移動による油圧室５１
の容積変化が生じた場合ばね７１により発生する最大荷
重Ｐ。と設定された撓みδ１により発生する荷重Ｐ１の
差Ｐ０−ｐ＋が圧力調整装置６Ｂで調整される圧力調整
範囲である。

更に上記荷重制御時には、位置検出器７４により圧力調
整装置６６のピストン６９の移動量Ｘが検出されてその
信号が制御装置６３へ与えられ、制御装置６３ではその
信号にある係数が掛けられ、設定器６４による設定圧力
と比較され、偏差がある場合には、その偏差に応じた信
号がサーボ弁５８へ与えられ、サーボ弁５８の制御が行
われる。

これによってクランク軸回転角度θに対応した油圧室１
２の圧力はより一層正確に制御される。

なお、油圧ポンプ３７は油圧室１２．５１の油補給用と
して使用され、アキュムレータ３９．５７は油圧ポンプ
３７．５５の停止時の油送給手段として使用される。

次に、制御の具体的な手順について説明する。

（Ｄ　ブランクホルダ押え荷重がクランク軸回転角度θ
のいかんにかかわらず一定の場合（第６図の直線イの場
合）。

クランク軸２の回転によりピットマン４が下降し、押え
板８が材料２０を押えると、以後はピットマン４の下降
に従いピットマン４に作用する垂直力が急激に増大する
。従って、材料２０を押えたら、それ以後のピットマン
４の下降に従い、シリンダ４Ｂの油圧室５２ヘサーボ弁
５８で制御した油を供給し、ピストン４９゜４８を第１
図の右方向へ所定量移動させる。そうすると、シリンダ
４５の油圧室５１の容積が増加し、ブランクホルダ９の
シリンダ１０の油圧室１２の圧力は上昇することを防止
される。その結果、ブランクホルダ押え荷重は略一定に
保持される。こうすることにより、ブランクホルダ押え
荷重を一定に保持する精度も高くなる。

（ＩＤ　　ブランクホルダ押え荷重がクランク軸回転角
度θに従い減少する場合（第６図の直線口の場合）。

この場合は、油圧室５２へ供給する油の流量を第６図の
イの場合の流量より増加し、油圧室５１の単位時間当り
の容積変化量すなわち容積変化率を大きくする。このた
め、油圧室１２に作用する圧力は減少し、ブランクホル
ダ押え荷重はクランク軸２の回転角度の増加すなわちピ
ットマン４の下降に従い減少する。

■　ブランクホルダ押え荷重がクランク軸回転角度θに
従い増加し、ピークに達した後減少するような場合（第
６図の曲線ハ、二の場合）。

ブランクホルダ９の押え板８が材料２０を押えた直後は
、油圧室５２へ供給する油量を油圧室１２の圧力増大に
比較して少量とし、クランク軸２が所定の角度になった
ら、以後油圧室５２へ供給する油量を油圧室１２の圧力
増大に比較して多くする。このため、油圧室５１゛の単
位時間当りの容積増加量は最初は小さいが、徐々に大き
くなる。このためブランクホルダ押え荷重は徐々に増加
し、ピーク後は減少する。

■　ブランクホルダ押え荷重がクランク軸回転角度θに
従い増加、減少を繰返すような場合（第６図の曲線ホの
場合）。

［相］の項で説明した制御を繰返す。

第３図は本発明の他の実施例で、前記実施例と異なると
ころは、位置検出器７４を圧力制御用シリンダ４４のそ
ばに配設し、位置検出用のロッド７３を圧力制御用シリ
ンダ４４のピストン４８．４９に連結されたロッド５０
に取付け、ロッド５０の移動量Ｘを位置検出器７４によ
り検出して制御装置６３へ与え得るようにしたものの例
である。斯かる構成としても前記実施例と同様油圧室１
２の圧力は正確に制御される。

なお、本発明の実施例ではブランクホルダ油圧室の押え
荷重を制御する場合について説明したが、他の装置の油
圧室に対して適用することもできること、油圧以外の水
等の液圧の使用も可能なこと、その他、本発明の要旨を
逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論であ
る。

［発明の効果］ 本発明の液圧室荷重制御方法及びその装置によれば、サ
ーボ弁をオーバーロード防止用のシリンダ液圧室と連通
ずるラインとは別のラインに設けているため、サーボ弁
により制御される液は汚染しに＜＜、従って液の管理が
簡単且つ容易となり、且つ押え荷重の急激な変動が防止
されて押え荷重精度が良好になると共に、液圧により移
動する部材の移動量によりサーボ弁の開度を調整するよ
うにしているため押え荷重の精度がより一層向上する、
等種々の優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液圧室荷重制御方法及びその装置の一
実施例の説明図、第２図は圧力調整装置のばねの撓みと
荷重の関係を表わすグラフ、第３図は本発明の液圧室荷
重制御方法及びその装置の他の実施例の説明図、第４図
は複動メカニカルプレスの原理的な説明図、第５図は従
来の油圧室荷重制御装置の一例の説明図、第６図は油圧
室をブランクホルダに適用した場合のブランクホルダ押
え荷重とクランク軸回転角度の関係を表わすグラフであ
る。 図中２はクランク軸、３．４はピットマン、５はインナ
ースライド、６はパンチ、８は押え板、９はブランクホ
ルダ、ＩＯはシリンダ、１１はピストン、１２は油圧室
、３Ｂは管路、３７は油圧ポンプ、４２は管路、４４は
圧力制御用シリンダ、４５．４６はシリンダ、４８．４
９はピストン、５０はロッド、５１゜５２．５３は油圧
室、５４は管路、５５は油圧ポンプ、５８はサーボ弁、
５９．６０は管路、６３は制御装置、６４は設定器、６
６は圧力調整装置、７４は位置検出器である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）液圧源と液圧室の間に逆流を防止する弁を設けた液
   圧回路の液圧室側液路に設けたアクチュエータ内の圧液
   を吐出入させて圧力調整装置内圧液量を変化させ、アク
   チュエータ又は、圧力調整装置の移動部材の移動量を検
   出し、その検出値に基づいて液圧室の荷重を制御するこ
   とを特徴とする液圧室荷重制御方法。 ２）オーバーロード防止用シリンダの液圧室の圧力変化
   に対応して、液圧源からの液をサーボ弁を通して２個の
   ピストンを有する圧力制御用シリンダの液圧室に送り、
   ２個のピストンを一体的に移動させることによりオーバ
   ーロード防止用シリンダの液圧室に連通する、２個のピ
   ストンを有する圧力制御用シリンダの液圧室の容積を変
   化させ、これによってオーバーロード防止用シリンダの
   液圧室の圧力を所定の圧力に制御すると共に、圧力調整
   装置のピストンの移動により、前記オーバーロード防止
   用シリンダの液圧室と圧力制御用シリンダの前記一方の
   液圧室に連通する管路の圧力調整を行い、前記圧力制御
   用シリンダのピストン或いは圧力調整装置のピストンの
   移動量を検出して該移動量に所定の係数を掛けたものと
   設定されたオーバーロード防止用シリンダの液圧室の荷
   重の偏差を求め、該偏差に対応した大きさの指令信号を
   前記サーボ弁に与えることを特徴とする液圧室荷重制御
   方法。 ３）一体的に移動し得るようにした直列配置の２個のピ
   ストンを有し且つ２個のピストン間を仕切られると共に
   各ピストンの前後に液圧室を形成した圧力制御用シリン
   ダを設置し、該圧力制御用シリンダの一のピストンの前
   後に形成した液圧室のうち一方の液圧室に、オーバーロ
   ード防止用シリンダの液圧室を連通させ、前記一方の液
   圧室とオーバーロード防止用シリンダの液圧室を連通さ
   せる管路に、ピストンの移動により前記オーバーロード
   防止用シリンダの液圧室の圧力を調整する圧力調整装置
   を接続すると共に、圧力制御用シリンダ或いは前記圧力
   調整装置のピストンの移動量を検出する位置検出器を設
   け、前記２個のピストンを有する圧力制御用シリンダの
   他のピストンの前後に形成した液圧室と液圧源を結ぶ管
   路にサーボ弁を設け、前記位置検出器で検出された位置
   信号に所定の係数を掛けたものと設定されたオーバーロ
   ード防止用シリンダの液圧室の荷重の偏差を求め、該偏
   差に対応した大きさの指令信号を前記サーボ弁に出力す
   る制御装置を設けたことを特徴とする液圧室荷重制御装
   置。