JPH01233099A - 液圧室荷重制御方法及び装置 - 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３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、パンチ６を備えたインナースラ
イド５か連結され、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か昇降可能に嵌入され、シリンダ１０内部にはピスト
ン１１との間に液圧室１２か形成されている。又ビス！
・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か配設され、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４図参
照）に挿通されたねじ輔７か挿通、螺合され、ねじ軸７
下端にはナツト１４か螺合されている。而して、ナツト
１４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
するか、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か
昇降し、タイハイド調整を行い得るようになっている。

第３図中１６はボルスタ、１７はプレッシャーバット、
１８はプレッシャーピン、１９はクツション、２０は祠
料である。

」二連の複動メカニカルプレスに使用するブランクホル
タ荷重制御装置は第４図に示され、液圧室１２に一端を
接続した管路２１の他端にはシリンダ２２か接続されて
いる。前記液圧室１２と連通したシリンダ２２の中空部
２３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２６か固着され、シリンダ２
５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と連通ずる管路２
９か接続され、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の液圧室１２へ液を補給
し得るようになっている。

第４図中３０は液圧ポンプ、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
介して液をタンク３５へ戻す液抜き孔である。

第３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３
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及びブランクホルタ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１の中心）から
ピットマン３枢着部まての距離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
タ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の下端に取イ」けられたパンチ６は下降
しつつブランクホルタ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か所定量下降すると、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、
その直後にパンチ６が第４料２０に当接し、それ以降は
フランクホルタ９は下降せず、パンチ６が下降し、プレ
ッシャーパッド１７かパンチ６により押されて下降する
ことにより、材料２０はパンチ６とプレッシャーパッド
１７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か材料２０周縁部を押えた
まま、更にクランク軸２か回転すると、ピットマン４に
対し上向きに作用する垂直力が液圧室１２の液とピスト
ン１１を介して発生し、急激に増大する。そうすると、
液圧室１２内の圧力が上昇し、液圧室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」二面に作用する。

液圧室１２の圧力が低く、小径ピストン２４上面に作用
する力か大径ピストン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、液圧室１２の圧力が増大し、小径ピス
トン２４の上面に作用する力か大径ビス）・ン２６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の上端か液抜き孔３３の」二縁部下方まで下降
すると、中空部２３の液は液抜き孔３３から管路３４を
経てタンク３５へ戻る。このため、液圧室１２内の圧力
は略一定に保持され、フランクホルダ９の押え荷重も第
５図の直線イに示すようにクランク軸回転角度θ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
クホルタ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
ションを利用したものもある。

しかるに、近年、ブランクホルタ９の押え荷重を第５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か要求されるようになり、このよ
うな手段として、例えは特開昭６０−２６１６９８号公
報に示すような荷重制御手段か提案されている。

この荷重制御手段は、原理的には例えは第４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。

而して、」二連の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液の管理を厳重に行う必要がある
。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、管路２９の中途にサーボ弁を用いた場合、管
路２９の液は、熱、粉塵等により雰囲気の悪化している
ブランクホルダ９の液圧室】２へ送られるため劣化し易
く、従って液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、」一連の実情に鑑み、サーボ弁を用いてブラ
ンクホルタ９に設けられているオーバーローＦ防止用液
圧室１２をはじめとして種々の装置の液圧室の圧力を制
御し、これによって荷重を制御する場合にも、液の管理
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。

［課題を解決するだめの手段］ 本発明は、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ビス）
・ンの前後に形成した液圧室のうぢ一方の液圧室に、オ
ーバーロート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ト防止用シリンダの液圧室
を連通させる管路に圧力調整装置を接続し、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ふ管路にサーボ弁を
設けた構成を備えている。

［作　　　用］ オーバーロー１・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
ストンをを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
ロート防止用シリンダの液圧室に連通ずる、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、これによって圧力調整装置を作動し、該圧力調整
装置の作動によりオーバーロート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。

又、この際、前記一方の液圧室の容積変化による過剰な
液か圧力調整装置に逃げることにより圧力調整装置を作
動して前記オーバーロート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
圧力調整を行うため、前記一方の液圧室の圧力変化を滑
らかにすることかできて前記オーバーロート防止用シリ
ンダの液圧室の圧力の制御精度か向」ニする。

［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図は本発明の液圧室荷重制御方法及び装　′置の一
実施例の説明図で、フランクホルタに適用した場合の例
である。

ブランクホルダのシリンダ１０とピストン１１により形
成された液圧室１２に管路３６を接続し、管路３６に液
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。面してビスＩ・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６９ｂ
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の小径部ｅｃ＋ｂ　
先端に液圧室７０を形成させ、該液圧室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
液圧室７０側へ付勢するはね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
螺合させると共に調整板７２を移動自在に＝　１１− 貫通するロッドとピストン６９の大径部６９ａに取（＝
ｔけて該ロッドに調整ねじ７５を螺合し、調整板７２と
調整ねじ７５によりばね７１の撓ろを調整し得るように
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４．５．４６を直列配置
すると共にシリンダ４５．４［ｉ内にピストン４８．４
９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タ４．５．４６内へ延びる
ロット５０の両端部に固着し、シリンダ４５には、ピス
トン４８のヘラ］・側に液圧室５】を形成させ、シリン
ダ４６には、ピストン４９のロッド５０側に液圧室５２
を、又ヘット側に液圧室５３を形成させ、前記管路４２
を液圧室５１と連通するようシリンダ４５に接続する。

又シリンダ４５のビス１ヘン４８０ツド側は空気抜き孔
を設けるか或いは液圧源を接続する。

管路５４に液圧ポンプ５５、チエツク弁５６、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５９，６ｏを接続し、管路５９．［ｌｉＯを液
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３図に示すブランクホルダ９を所望
の押え荷重とするために予め求めたピストン４９の移動
量とクランク軸回転角度θの関係を設定する設定器６４
を接続し、制御装置６３からサーボ弁５８へ指令信号を
与え得るようにし、第３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θの信号を制御装置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３図に示すものと同じである。

作業時には、設定器６４により制御装置６３に対し、第
５図のイ、口、ハ、二、ホに示すようなブランクホルタ
押え荷重するためのピストン４９の移動量とクランク軸
回転角度θとの関係を予め設定すると共に調整板７２及
び調整ねじ７５により圧力調整装置６６のはね７１の撓
みを所定の状態に設定しておく。而して、第３図のパン
チ６により材料２０がプレス成形される際には、ローク
リエンコーダによりクランク軸２の回転角度θか検出さ
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に対応したピストン４
９の移動量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の開度か所定の開度に制御される。

このため液圧ポンプ５５から吐出された油は、管路５４
を通り、サーボ弁５８で液量を制御され、管路５９若し
くは６０を通りシリンダ４６の液圧室５２，５３へ供給
され、液圧室５２，５３から流出する液の量がサーボ弁
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、液圧室５１の容積か変化するため圧力調整装置
６６か作動し、該圧力調整装置６６の作動によりブラン
クホルダのシリンダ１０の液圧室１２の圧力は液圧室５
１の容積変化に応じて後述するように所定の圧力に制御
される。その結果、第３図のブランクホルタ９の押え荷
重は予め設定された荷重に制御される。

このとき圧力調整装置６６かないと、管路４２及び液圧
室１２の容積は略一定であり、しかも圧液は非圧縮性を
有していることから、圧力制御用シリンダ４４の液圧室
５１かわずかに容積変化する間に液圧室１２の圧力即ち
フランクホルタ押え荷重は急激に変動してしまう。

すると、圧力制御用シリンダ４４の液圧室５１のわずか
な容積変化によって液圧室１２の圧力を調節しなければ
ならなくなるので、液圧室１２の圧力制御精度は悪くな
る。本発明では圧力調整装置６６か設けであるので、液
圧室５１が容積変化すると、過剰な圧液は圧力調整装置
６６に逃げ、圧力調整装置６６に流入した圧液ははね７
１に抗してピストン６９を押し下げ、このときばね７１
に掛かる荷重か液圧室１２の圧力になる。このため液圧
室５１の圧力変化を滑らかにすることかできるようにな
るので、液圧室１２の圧力制御精度か向」ニする。液圧
室５１の容積変化量と圧力調整装置６６で発生ずる圧力
との関係は予め測定しておき、測定した値に基いて設定
器６４での設定を行うようにする。又、第２図で示すよ
うにピストン４８の移動による液圧室５１の容積変化に
よりばね７１か発生し得る最大荷重Ｐ。と設定されたは
ね７１の撓みδ１により発生ずる荷重Ｐ１の差Ｐ。−Ｐ
ｌか圧力調整装置６６で調整できる圧力調整範囲となる
。

なお、液圧ポンプ３７は液圧室１２，５１の液補給用と
して使用され、アキュムレータ３９．５７は液圧ポンプ
３７．５５の停止時の液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　ブランクホルタ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５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４６の液圧室５２ヘザーボ弁
５８で制御した液を供給し、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の液圧室５１の容積が増加し、ブランクホルダ９の
シリンダ１０の液圧室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。

（ｎ）　　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５図の直線口の場合）。

この場合は、液圧室５２へ供給する液の流量を第５図の
イの場合の流量より増加し、液圧室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、液圧室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。

−１７＝ ［相］　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５図の曲線ハ、二の場合）。

ブランクホルダ９の押え板８か材料２０を押えた直後は
、液圧室５２へ供給する液量を液圧室１２の圧力増大に
比較して少量とし、クランク軸２か所定の角度になった
ら、以後液圧室５２へ供給する液量を液圧室１２の圧力
増大に比較して多くする。このため、液圧室５１の単位
時間当りの容積増加量は最初は小さいか、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。

［有］　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５図の曲線
ホの場合）。

［相］の項で説明した制御を繰返す。

なお、本発明の実施例ではブランクホルダ液圧室の押え
荷重を制御する場合について説明したが、他の装置の液
圧室に対して適用することもできること、さらに第１図
中に示すようにピストン４９に位置検出器７４を設け、
液圧室５１に連通する管路６５に圧力検出器７３を設は
該圧力検出器７３からの信号と位置検出器７４からの信
号に基づいて液圧室５１の圧力を制御するようにできる
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装置によれば、サーボ
弁をブランクホルタ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、サーホ弁により制御
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、月つ圧力調整装置を設けて圧力制御用シリン
ダの液圧室の圧力変化か滑らかになるようにしたので、
フランクホルタ押え荷重の急激な変動が防止されて押え
荷重精度か良好になり応答性か向上するという、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
表イっすグラフ、第３図は複動メカニカルプレスの原理
的な説明図、第４図は従来の液圧室荷重制御装置の一例
の説明図、第５図は液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θ
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、１０はシリンダ、１１はピストン、１２は液圧室
、３６は管路、３７は液圧ポンプ、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は液圧
室、５４は管路、５５は液圧ポンプ、５８はサーボ弁、
５９．［ｉｏは管路、６３は制御装置、６４は設定器、
６６は圧力調整装置である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）液圧源からの液をサーボ弁を通して一体的に移動可
   能な２個のピストンを有する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に送って、圧力制御用
   シリンダの他のピストンを一体的に移動させ、該他のピ
   ストンの前後に形成した液圧室のうち一方の液圧室の容
   積を変化することにより、該一方の液圧室に連通する圧
   力調整装置を作動し、該圧力調整装置の作動によりオー
   バーロード防止用シリンダの液圧室の圧力を制御するこ
   とを特徴とする液圧室荷重制御方法。 ２）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
   せる管路に圧力調整装置を接続し、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たこ
   とを特徴とする液圧室荷重制御装置。