JPH06114595A

JPH06114595A - プレス装置のストローク制御装置

Info

Publication number: JPH06114595A
Application number: JP4292208A
Authority: JP
Inventors: Kazuto Nakamura; 和人中村
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1992-10-05
Filing date: 1992-10-05
Publication date: 1994-04-26

Abstract

(57)【要約】【目的】加工用ロッドを駆動する圧電素子に電荷共振
回路を用いて電荷を転送させることによって圧電素子を
駆動し、所望の下死点を得る。【構成】充電回路のサイリスタ２をターンオンするこ
とによってコンデンサ３に充電する。ついで、コンデン
サ３とインダクタ８を含む共振・転流回路によりコンデ
ンサ３の静電エネルギーをインダクタ８の磁気エネルギ
ーに完全に変換し、さらにインダクタ８と圧電素子１１
を含む共振・転流回路によりインダクタ８の磁気エネル
ギーを圧電素子１１に転流する。圧電素子１１の電圧を
電圧検出・比較回路１３によって監視し、圧電素子１１
の電圧Ｖ_Pが設定電圧値Ｖ_SPと等しくなった時、圧電素
子１１への転流動作を中断させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプレス装置のストローク
制御装置に関する。具体的にいうと、圧電素子を駆動源
とするプレス装置においてプレス加工用のロッドのスト
ロークの下死点を精密に制御するためのストローク制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１７に示すものは、バネ材等の薄板材
５１を打ち抜き加工するためのプレス装置Ｐに用いられ
ている金型部分を示す断面図である。このプレス装置Ｐ
にあっては、上型５２と下型５３の間に薄板材５１を挟
み込み、加工用ロッド５４を上方から打ち出すことによ
り薄板材５１を半抜き加工し、ついで、下方から別な加
工用ロッド（図示せず）を打ち出すことにより薄板材５
１を半抜き加工し、薄板材５１から打抜き品５１ａを打
ち抜いている。

【０００３】このように半抜き加工を上下から行なうこ
とによって薄板材５１から打抜き品５１ａを打抜けば、
打抜き品５１ａのバリ無し加工を実現することができ
る。しかしながら、電子部品や機器の小型化、薄型化に
伴って薄板材５１は次第に厚みが薄くなっており、例え
ば薄板材５１の厚みが２００μｍ以下になると、バリ無
し加工を施すためには、加工用ロッド５４を薄板材５１
の表面から１００μｍ程度打ち出した位置で停止させな
ければならず、正確かつ精密な下死点制御が必要とな
る。

【０００４】また、図１８に示すものは、バネ材等の薄
板材５１を精密曲げ加工するためのプレス装置Ｑに用い
られている金型部分を示す断面図である。このプレス装
置Ｑにあっては、上型５２と下型５３の間に薄板材５１
の端部を挟み込んで片持ち状に支持し、下端面を斜めに
形成された加工用ロッド５４を上方から打出すことによ
り薄板材５１の張り出し部分５１ｂを所要の角度θに折
曲げ加工している。しかし、このような曲げ加工用のプ
レス装置Ｑにあっても、高精度の所要曲げ角度θを出す
ためには、正確な下死点制御を実現する必要がある。

【０００５】ところで、上記のように微小ストロークの
プレス加工に用いられる従来のプレス装置Ｐ，Ｑにおい
ては、ＰＺＴ等の圧電素子によって加工用ロッド５４を
形成している。図１９（ａ）はこのプレス装置Ｐ，Ｑの
圧電素子５５を駆動するための駆動装置Ｒを示す概略図
であって、駆動アンプ５６に入力された入力信号５７を
増幅して圧電素子５５へ出力し、圧電素子５５を所要量
だけ変位（伸張）させてストローク制御をしている。図
１９（ｂ）は周期Ｔでプレス加工する際の駆動アンプ５
６の出力信号５８の一例を示す図であって、ランプ関数
状に電圧を増加させた後、下死点に相当する電圧Ｖmax
で一定電圧に保ち、再び電圧を降下させる動作を周期Ｔ
で繰り返している。図２０は圧電素子５５を所望の下死
点に相当する変位量まで変位させる際の駆動アンプ５６
の入力信号５７及び出力電圧と、圧電素子の理想変位及
び実際の変位との関係を示す図であって、駆動アンプ５
６の入力信号５７をランプ関数状に増加させた後、一定
電圧Ｖmaxに保った場合を示している。すなわち、図２
０の曲線５７に沿って駆動アンプ５６の入力信号を増加
させると、駆動アンプ５６からは増幅された出力電圧が
出力され、駆動アンプ５６の出力電圧は曲線５８に沿っ
て変化する。この駆動アンプ５６からの出力電圧を印加
されると、圧電素子５５は理想的には曲線５９のような
変位をするが、実際には被加工品からの反力等によって
曲線６０のように理想変位よりも小さな変位となり、こ
の実際の変位量が一定値に達した時の値が下死点とな
る。

【０００６】また、圧電素子５５が動作を終了すると、
図１９（ｂ）において斜線を施した部分の面積に相当す
る静電エネルギーを放出して圧電素子５５は初めの状態
に戻る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のプレス装置にお
いては、正確に下死点制御を行なう場合には、上記のよ
うに駆動アンプの入力信号をランプ関数状に上昇させ、
所望する電圧値で一定電圧に固定する方法が採用されて
いる。

【０００８】しかしながら、このような方法では、プレ
ス装置の毎分当たりのストローク数（ＳＰＭ）が高くな
った場合、駆動アンプの周波数特性及び電流容量を増加
させる必要があった。

【０００９】また、駆動アンプの入力信号でもって圧電
素子を駆動する場合、圧電素子の電荷を転送及び回生す
る共振回路を併用することができなかった。

【００１０】また、毎分当たりのストローク数（ＳＰ
Ｍ）を高くしない場合でも、圧電素子に加速度を与える
場合には、電圧立上げのランプ関数を急峻にする必要が
あり、その場合には駆動アンプに高い周波数特性が必要
になるという問題があった。

【００１１】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、圧電素子の
電荷共振回路を用いて所望の下死点に相当する電圧で共
振を中断させることにより、上記問題点を解決すること
にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の第１のプレス装
置のストローク制御装置は、圧電素子を駆動源とするプ
レス装置において、電荷を蓄えることのできる蓄電用素
子と、前記蓄電用素子を充電するための電源と、前記蓄
電用素子に充電された電荷を前記圧電素子に共振・転流
させる回路と、下死点に相当する設定電圧値もしくは設
定電流値と圧電素子の電圧もしくは電流とを比較し、前
記共振・転流回路による共振・転流動作を中断させる手
段とを備えたことを特徴としている。

【００１３】本発明の第２のプレス装置のストローク制
御装置は、圧電素子を駆動源とするプレス装置におい
て、電荷を蓄えることのできる蓄電用素子と、前記蓄電
用素子を充電するための電源と、下死点に相当する設定
電圧値もしくは設定電流値と前記蓄電用素子の充電電圧
もしくは電流とを比較し、前記電源による蓄電用素子の
充電を中断させる手段と、前記蓄電用素子に充電された
電荷を前記圧電素子に共振・転流させる回路とを備えた
ことを特徴としている。

【００１４】本発明の第３のプレス装置のストローク制
御装置は、圧電素子を駆動源とするプレス装置のおい
て、電荷を蓄えることのできる蓄電用素子と、設定電圧
値に応じて出力電圧値を調整できる、前記蓄電用素子を
充電するための電源と、前記蓄電用素子に充電された電
荷を前記圧電素子に共振・転流させる回路とを備えたこ
とを特徴としている。

【００１５】

【作用】本発明の第１のプレス装置のストローク制御装
置にあっては、圧電素子を駆動するための電圧よりも高
めの一定電圧に蓄電用素子を充電しておき、蓄電用素子
に充電されている電荷を圧電素子へ共振・転流させる。
このとき圧電素子の電圧（もしくは、圧電素子に流れる
電流）を監視し、設定電圧値（もしくは設定電流値）と
圧電素子の電圧（もしくは電流）とが等しくなった瞬間
に電荷の共振・転流動作を中断させる。この結果、圧電
素子は設定電圧値と等しい電圧に充電され、適当な設定
電圧値（電流値）を入力することによって目的とする下
死点を得ることができる。

【００１６】また、本発明の第２のプレス装置のストロ
ーク制御装置にあっては、蓄電用素子に充電する際に、
蓄電用素子の充電電圧（もしくは充電電流）を監視し、
設定電圧値（もしくは設定電流値）と蓄電用素子の充電
電圧（もしくは電流）とが等しくなった瞬間に充電を中
断させる。ついで、蓄電用素子に充電されている電荷を
全て圧電素子へ共振・転流させる。この結果、圧電素子
は所定の電圧に充電され、適当な設定電圧値（電流値）
を入力することによって目的とする下死点を得ることが
できる。

【００１７】また、発明の第３のプレス装置のストロー
ク制御装置にあっては、蓄電用素子を電源の出力電圧と
等しい電圧となるまで充電し、ついで、蓄電用素子に充
電されている電荷を全て圧電素子へ共振・転流させる。
この結果、圧電素子は所定の電圧に充電され、電源の出
力電圧を調整することによって目的とする下死点を得る
ことができる。

【００１８】上記のように、第１〜第３のストローク制
御装置にあっては、いずれも、一旦電荷を蓄電用素子に
充電しておき、電気的な共振現象を利用して蓄電用素子
の電荷を圧電素子へ転流させているので、圧電素子に供
給される電流、あるいは圧電素子に印加される電圧が正
弦関数状に変化する。このときの転流動作の周波数（共
振周波数）は回路定数等によって決まっているので、圧
電素子を駆動するための回路等が不要な高調波を含ま
ず、ストローク制御装置の周波数特性を高くする必要が
なくなる。

【００１９】

【実施例】図１は本発明の一実施例に係るストローク制
御装置Ａを示す回路図であって、プレス装置において圧
電素子を駆動して加工用ロッドのストロークの下死点を
制御するためのストローク制御装置Ａを示している。こ
のストローク制御装置Ａにあっては、直列に接続された
直流電源（定電圧源）１及びサイリスタ２がコンデンサ
３の両端間に接続されており、サイリスタ２のカソード
がコンデンサ３の正極に接続され、サイリスタ２のアノ
ードと直流電源１のプラス側とが接続され、直流電源１
のマイナス側がコンデンサ３の負極に接続されており、
コンデンサ充電回路が構成されている。

【００２０】コンデンサ３とフライホイルダイオード４
とは逆並列接続されており、コンデンサ３の正極側及び
負極側にそれぞれフライホイルダイオード４のカソード
及びアノードが接続されている。一方、加工用ロッドを
構成する圧電素子１１には、サイリスタ９と放電抵抗１
０との直列接続体が並列接続されており、サイリスタ９
のカソードが放電抵抗１０の一端につながり、サイリス
タ９のアノードが圧電素子１１の正極側に接続され、放
電抵抗１０の他端が圧電素子１１の負極側に接続されて
いる。

【００２１】コンデンサ３とフライホイルダイオード４
との逆並列接続体の負極側と、圧電素子１１とサイリス
タ９及び放電抵抗１０との並列接続体の負極側とは直結
されている。前者の逆並列接続体の正極側と後者の並列
接続体の正極側とは、スイッチング用トランジスタ５ａ
及びインダクタ（コイル）８を介して接続されており、
スイッチング用トランジスタ５ａのコレクタがコンデン
サ３に接続され、スイッチング用トランジスタ５ａのエ
ミッタがインダクタ８の一端に接続され、インダクタ８
の他端が圧電素子１１に接続されている。さらに、イン
ダクタ８と圧電素子１１との中点にはスイッチング用ト
ランジスタ５ｂのコレクタが接続され、スイッチング用
トランジスタ５ｂのエミッタはコンデンサ３及び圧電素
子１１の負極側に接続されている。これによってコンデ
ンサ３から圧電素子１１へ電荷を転流させるための共振
・転流回路が構成されている。

【００２２】インダクタ８には、インダクタ８に残留し
た磁気エネルギーを放電させるための放電抵抗７及びダ
イオード６を直列に接続した放電回路が並列接続されて
いる。この放電回路のダイオード６はアノードが圧電素
子１１側を向き、カソードがスイッチング用トランジス
タ５ａ側を向いており、放電回路に流れる電流の向きは
コンデンサ３から圧電素子１１へ流れる電流の向きと逆
になっている。

【００２３】１３Ａは電圧検出・比較回路であって、電
圧検出・比較回路１３Ａには、入力装置から加工用ロッ
ドの下死点に相当する設定電圧値Ｖ_SPが入力され、検出
線１４から圧電素子１１の正極側の電圧Ｖ_Pが入力され
ている。電圧検出・比較回路１３Ａは、入力されている
設定電圧値Ｖ_SPと圧電素子１１の電圧Ｖ_Pを比較し、圧
電素子１１の電圧Ｖ_Pが設定電圧値Ｖ_SPと等しくなった
ことを検出するものであって、これを検出すると同時に
検出信号Ｓ１を制御回路１２へ出力する。

【００２４】上記スイッチング用素子、すなわち、各サ
イリスタ２，９及び各スイッチング用トランジスタ５
ａ，５ｂは制御回路１２によってタイミング制御されて
おり、また、制御回路１２には、プレス駆動タイミング
信号ＳＧと電圧検出・比較回路１３Ａの出力（検出信号
Ｓ１）とが入力されている。また、制御回路１２は、コ
ンデンサ３の充電電圧Ｖ_Cを監視している（例えば、図
１に示すように、検出線１５を通してコンデンサ３の充
電電圧Ｖ_Cを直接読み取っている）。

【００２５】つぎに、上記ストローク制御装置Ａの動作
を説明する。図２は同上のストローク制御装置Ａの動作
を説明するタイムチャートであって、（ａ）はプレス駆
動タイミング信号ＳＧ、（ｂ）（ｃ）はスイッチング用
トランジスタ５ａ，５ｂのオン，オフ、（ｄ）はサイリ
スタ９のトリガーパルス（ＴＰ）、（ｅ）（ｆ）はコン
デンサ３の電圧Ｖ_C及び放電電流ｉ_C、（ｇ）はインダク
タ８に流れる電流ｉ_L、（ｈ）（ｉ）は圧電素子１１の
電圧Ｖ_P及び充電電流ｉ_Pを示す。また、図３（ａ）
（ｂ）（ｃ）、図４（ｄ）（ｅ）はその動作を説明する
回路図である。以下、図２〜図４に従って、ストローク
制御装置Ａの動作を説明する。

【００２６】はじめに、制御回路１２によってサイリス
タ２がターンオンされると、直流電源１からコンデンサ
３に電流Ｉ₁（＝−ｉ_C）が流れ〔図３（ａ）〕、コンデ
ンサ３が直流電源１の電源電圧Ｖ₀と等しい電圧に充電
される。コンデンサ３の電圧Ｖ_Cが直流電源１の電圧Ｖ₀
と等しくなると、コンデンサ３に流れる電流Ｉ₁が０に
なるので、サイリスタ２がターンオフし、コンデンサ３
の電圧ＶcがＶ₀に保たれる（時間ｔ＝０）。

【００２７】いま、時間ｔ＝ｔ₁になったときに、制御
回路１２にプレス駆動タイミング信号ＳＧが入力された
とすると、制御回路１２は両スイッチング用トランジス
タ５ａ，５ｂにベース電流を供給して両スイッチング用
トランジスタ５ａ，５ｂをオンにする。しかして、コン
デンサ３に充電されていた電荷が放出され、コンデンサ
３→スイッチング用トランジスタ５ａ→インダクタ８→
スイッチング用トランジスタ５ｂの経路で転流電流Ｉ₂
（＝ｉ_C＝ｉ_L）が流れる〔図３（ｂ）〕。この転流電流
Ｉ₂の流れている経路はＬＣ共振回路となっているか
ら、コンデンサ３の電圧Ｖ_Cが０になったとき（ｔ＝
ｔ₂）、コンデンサ３から流出する電流ｉ_C及びインダク
タ８に流れる電流ｉ_L（＝転流電流Ｉ₂）が最大となって
おり、コンデンサ３に蓄えられていた静電エネルギーが
完全にインダクタ８の磁気エネルギーに変換されてい
る。

【００２８】コンデンサ３の充電電圧が０になると、制
御回路１２はコンデンサ３の充電電圧Ｖ_Cが０になった
ことを検知してスイッチング用トランジスタ５ｂをオフ
にする。スイッチング用トランジスタ５ｂがオフになる
と、インダクタ８に蓄えられていた電磁エネルギーが放
出され、インダクタ８→圧電素子１１→フライホイルダ
イオード４→スイッチング用トランジスタ５ａの経路で
転流電流Ｉ₃（＝ｉ_L＝ｉ_P）が流れ、圧電素子１１が充
電される〔図３（ｃ）〕。このとき、圧電素子１１の電
圧Ｖ_Pは電圧検出・比較回路１３Ａによって監視されて
おり、圧電素子１１の電圧Ｖ_Pが設定電圧値Ｖ_SPに等し
くなった時（ｔ＝ｔ₃）に電圧検出・比較回路１３Ａか
ら制御回路１２へ検出信号Ｓ１が出力され、検出信号Ｓ
１が出力されると制御回路１２によってスイッチング用
トランジスタ５ａがオフにされる。

【００２９】スイッチング用トランジスタ５ａがオフに
なって圧電素子１１へ充電されなくなると、図４（ｄ）
に示すように、インダクタ８の電磁エネルギーはフライ
ホイルダイオード６及び放電抵抗７を通して放電され
る。圧電素子１１は、図３（ｃ）の過程で所望の下死点
まで変位し、スイッチング用トランジスタ５ａがオフに
なった後の状態を保つことによって所望の下死点で保持
される。但し、スイッチング用トランジスタ５ａをオフ
にするタイミングｔ₃は、圧電素子１１の充電電流ｉ_Pが
０になる時間ｔ₄よりも以前であって、ｔ₂＜ｔ₃＜ｔ₄で
ある。

【００３０】圧電素子１１を元の状態に戻すとき（ｔ＝
ｔ₅）には、サイリスタ９をターンオンさせると、図４
（ｅ）に示すように圧電素子１１の充電電荷が放電抵抗
１０を通して放電され、圧電素子１１が収縮する。圧電
素子１１の充電電圧Ｖ_Pが０になって放電電流−ｉ_Pが流
れなくなると、サイリスタ９がターンオフする。

【００３１】このように本発明のストローク制御装置Ａ
によれば、インダクタ８とコンデンサ３からなるＬＣ共
振回路、又はインダクタ８と圧電素子１１からなるＬＣ
共振回路を用いてコンデンサ３から圧電素子１１へ電荷
を転送させているので、コンデンサ３から圧電素子１１
への転流動作は、当該共振回路の回路定数によって決ま
る共振周波数で正弦関数状に変化しながら行なわれる。
したがって、このようなストローク制御装置Ａでは、不
要な高調波が含まれず、高い周波数特性を要求されな
い。

【００３２】図５に示すものは本発明の別な実施例によ
るストローク制御装置Ｂを示す回路図である。この実施
例にあっては、図１の実施例の電圧検出・比較回路１３
Ａに代えて電流検出・比較回路１３Ｂを設けてあり、電
流検出・比較回路１３Ｂには、加工用ロッドの下死点に
相当する設定電流値Ｉ_SPと、例えば計器用変流器（Ｃ
Ｔ）等の電流検出器１６によって検出された圧電素子１
１に流れている電流ｉ_Pの値が入力されている。電流検
出・比較回路１３Ｂは、入力されている設定電流値Ｉ_SP
と圧電素子１１に流れる電流ｉ_P（電流検出器１６の出
力信号）を比較し、圧電素子１１に流れる電流ｉ_Pが設
定電流値Ｉ_SPと等しくなったことを検出すると制御回路
１２へ検出信号Ｓ１を出力する。

【００３３】図１のストローク制御装置Ａの動作を説明
するために用いた図２のタイミングチャートは図５のス
トローク制御装置Ｂにも当てはまる。すなわち、圧電素
子１１に流れる電流ｉ_Pは電流検出・比較回路１３Ｂに
よって監視されており、図１の実施例についての図３
（ａ）〜（ｃ）と同様にしてコンデンサ３から圧電素子
１１へ電荷を転流されたとき、圧電素子１１に流れる電
流ｉ_Pが設定電流値Ｉ_SPに等しくなった瞬間（ｔ＝ｔ₃）
に電流検出・比較回路１３Ｂから制御回路１２へ検出信
号Ｓ１が出力され、検出信号Ｓ１が出力されると制御回
路１２によってスイッチング用トランジスタ５ａがオフ
にされる。この結果、圧電素子１１は、設定電流値Ｉ_SP
によって指定された所望の下死点に相当する変位量に保
持される。

【００３４】図６は本発明のさらに別な実施例によるス
トローク制御装置Ｃを示す回路図である。このストロー
ク制御装置Ｃにあっては、直流電源１、充電抵抗１７及
びスイッチング用トランジスタ５ｃがコンデンサ３の両
端間に直列に接続されており、スイッチング用トランジ
スタ５ｃのエミッタがコンデンサ３の正極に接続され、
スイッチング用トランジスタ５ｃのコレクタが充電抵抗
１７を介して直流電源１のプラス側に接続され、直流電
源１のマイナス側がコンデンサの負極に接続されてお
り、コンデンサ充電用のＲＣ回路が構成されている。

【００３５】コンデンサ３とフライホイルダイオード４
とは逆並列接続されており、コンデンサ３の正極側及び
負極側にそれぞれフライホイルダイオード４のカソード
及びアノードが接続されている。一方、圧電素子１１に
は、サイリスタ９と放電抵抗１０との直列接続体が並列
接続されており、サイリスタ９のカソードが放電抵抗１
０の一端につながり、サイリスタ９のアノードが圧電素
子１１の正極側に接続され、放電抵抗１０の他端が圧電
素子１１の負極側に接続されている。

【００３６】コンデンサ３とフライホイルダイオード４
との逆並列接続体の負極側と、圧電素子１１とサイリス
タ９及び放電抵抗１０との並列接続体の負極側とは直結
されている。前者の逆並列接続体の正極側と後者の並列
接続体の正極側とは、インダクタ８を介して接続されて
おり、インダクタ８と圧電素子１１との中点にはスイッ
チング用トランジスタ５ｂのコレクタが接続され、スイ
ッチング用トランジスタ５ｂのエミッタはコンデンサ３
及び圧電素子１１の負極側に接続されている。これによ
ってコンデンサ３から圧電素子１１へ電荷を転流させる
ための共振・転流回路が構成されている。

【００３７】この実施例では、コンデンサ３の正極側の
電圧Ｖ_Cと、加工用ロッドの下死点に相当するコンデン
サ電圧の設定電圧値Ｖ_SCとが電圧検出・比較回路１３Ａ
に入力されている。電圧検出・比較回路１３Ａは、入力
されている設定電圧値Ｖ_SCとコンデンサ３の充電電圧Ｖ
_Cを比較し、コンデンサ３の充電電圧Ｖ_Cが設定電圧値Ｖ
_SCと等しくなったことを検出するものであって、等しく
なったことを検出すると同時に検出信号Ｓ１を制御回路
１２へ出力する。

【００３８】サイリスタ９及び各スイッチング用トラン
ジスタ５ｂ，５ｃは制御回路１２によってタイミング制
御されており、また、制御回路１２には、プレス駆動タ
イミング信号ＳＧと電圧検出・比較回路１３Ａの出力
（検出信号Ｓ１）とが入力されている。

【００３９】つぎに図６のストローク制御装置Ｃの回路
動作を図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に従って説明する。ま
ず、制御回路１２によって充電回路のスイッチング用ト
ランジスタ５ｃをオンにすると、図７（ａ）に示すよう
に、充電抵抗１７を通って直流電源１からコンデンサ３
に電流Ｉ₁が流れ、コンデンサ３が充電される。直流電
源１からコンデンサ３に充電する充電回路は充電抵抗１
７とコンデンサ３を含むＲＣ回路であるから、図８
（ａ）に示すように時間ｔ₁₁にスイッチング用トランジ
スタ５ｃがオンになったとすると、コンデンサ３の充電
電圧Ｖ_Cは図８（ｂ）に示すように指数関数的に増加
し、コンデンサ３に流れる電流ｉ_Cは図８（ｃ）のよう
に減少する。一方で、コンデンサ３の充電電圧Ｖ_Cは電
圧検出・比較回路１３Ａによって監視されており、コン
デンサ３の充電電圧Ｖ_Cが設定電圧値Ｖ_SC〔例えば、図
８（ｂ）のＶ_C1，Ｖ_C2，Ｖ_C3，…など〕と等しくなる
と、電圧検出・比較回路１３Ａから制御回路１２へ検出
信号Ｓ１が出力される。電圧検出・比較回路１３Ａから
検出信号Ｓ１が出力されると、制御回路１２によってス
イッチング用トランジスタ５ｃがオフにされる。この結
果、コンデンサ３は設定電圧値Ｖ_SCと等しい充電電圧Ｖ
_Cに充電される。

【００４０】ついで、制御回路１２にプレス駆動タイミ
ング信号ＳＧが入力されると、制御回路１２はスイッチ
ング用トランジスタ５ｂにベース電流を供給してスイッ
チング用トランジスタ５ｂをオンにする。このため、コ
ンデンサ３に充電されていた電荷が放出され、コンデン
サ３→インダクタ８→スイッチング用トランジスタ５ｂ
の経路で転流電流Ｉ₂が流れる〔図７（ｂ）〕。この転
流電流Ｉ₂の流れる経路はＬＣ共振回路となっているか
ら、コンデンサ３の電圧Ｖ_Cが０になったとき、転流電
流Ｉ₂（＝ｉ_C＝ｉ_L）が最大となり、コンデンサ３に蓄
えられていた静電エネルギーが完全にインダクタ８の電
磁エネルギーに変換される。

【００４１】コンデンサ３の充電電圧Ｖ_Cが０になる
と、制御回路１２はコンデンサ３の充電電圧Ｖ_Cが０に
なったことを知ってスイッチング用トランジスタ５ｂを
オフにする。スイッチング用トランジスタ５ｂがオフに
なると、インダクタ８に蓄えられていた電磁エネルギー
が放出され、インダクタ８→圧電素子１１→フライホイ
ルダイオード４の経路で転流電流Ｉ₃が流れ、圧電素子
１１が充電される〔図７（ｃ）〕。この転流経路もイン
ダクタ８と圧電素子１１を含むＬＣ共振回路となってい
るから、コンデンサ３の電荷が全て圧電素子１１に転流
され、圧電素子１１の充電電圧Ｖ_Pが最大になると、逆
に、圧電素子１１からコンデンサ３へ電荷が転流されよ
うとするが、このときにはダイオード４が逆バイアスと
なるため圧電素子１１からコンデンサ３へは電荷が転流
できず、圧電素子１１の充電はコンデンサ３の電荷を完
全に転流された状態で停止する。したがって、コンデン
サ電圧の設定電圧値Ｖ_SCによって最終的な圧電素子１１
の充電電圧Ｖ_Pを決めることができ、プレス装置の加工
用ロッドを所望の下死点で停止させることができる。

【００４２】圧電素子１１を再び元の状態に戻す場合に
は、図１の実施例と同様、サイリスタ９をターンオンさ
せ、放電抵抗１０を通して放電させる。

【００４３】なお、スイッチング用トランジスタ５ｃを
オンにした後、コンデンサ３の充電電流ｉ_Cは図８
（ｃ）に示すように変化するので、図６のストローク制
御装置Ｃの場合も、コンデンサ３に流れる電流ｉ_Cを図
５の実施例と同様に電流検出器で検出し、電流検出・比
較回路により電流検出器で検出した電流ｉ_Cと設定電流
値Ｉ_SCとが等しくなったときにスイッチング用トランジ
スタ５ｃをオフにするようにしてもよい。

【００４４】図９は本発明のさらに別な実施例によるプ
レス装置のストローク制御装置Ｄを示す回路図である。
この実施例においては、コンデンサ３にサイリスタ２を
介して電圧調整可能な直流電源１８を接続して充電回路
を構成している。この直流電源１８からは、直流電源１
８に入力される設定電圧値Ｖ_SCと等しい電圧Ｖ₀が出力
され、設定電圧値Ｖ_SCとしては所望の下死点に相当する
コンデンサ電圧の設定値が入力される。また、コンデン
サ３から圧電素子１１へ電荷を転流させるための共振・
転流回路は図６のストローク制御装置Ｃと同じ構成とな
っている。

【００４５】しかして、サイリスタ２がターンオンされ
ると、直流電源１８からコンデンサ３に充電電流ｉ_Cが
流れてコンデンサ３が充電される。コンデンサ３の充電
電圧Ｖ_Cが直流電源１８の出力電圧Ｖ₀と等しくなって充
電電流ｉ_Cが０になると、サイリスタ２がターンオフ
し、コンデンサ３は設定電圧値Ｖ_SCと等しい電圧Ｖ_Cに
充電される。この後、スイッチング用トランジスタ５ｂ
をオンにすると、図６の実施例の場合と同様にして、コ
ンデンサ３の電荷が完全に圧電素子１１へ転流され、圧
電素子１１が所望の電圧Ｖ_Pに充電される。従って、直
流電源１８に入力する設定電圧値Ｖ_SCによって所望の下
死点を得ることができる。

【００４６】図１０は本発明のさらに別な実施例による
ストローク制御装置Ｅを示す回路図である。前述の各実
施例においては蓄電用素子としてコンデンサを用いた
が、この実施例では蓄電用素子として圧電素子を用いて
いる。すなわち、この実施例では２個の圧電素子を備
え、一方の圧電素子に対して他方の圧電素子が互いに蓄
電用素子の役割を果たしている。

【００４７】この実施例では、図１０に示すように、２
個の圧電素子２６ａと２６ｂのうち、一方の圧電素子２
６ａとダイオード２５ａとは逆並列接続している。さら
に、圧電素子２６ａ及びダイオード２５ａの逆並列接続
部の両端にスイッチング用トランジスタ２８ａのエミッ
タ及びコレクタを接続し、スイッチング用トランジスタ
２８ａの通電方向がダイオード２５ａの通電方向と逆方
向となるようにしてある。同様に、圧電素子２６ｂとダ
イオード２５ｂも逆並列接続してあり、圧電素子２６ｂ
及びダイオード２５ｂの逆並列接続部の両端にスイッチ
ング用トランジスタ２８ｂのエミッタ及びコレクタを接
続し、スイッチング用トランジスタ２８ｂの通電方向が
ダイオード２５ｂの通電方向と逆方向となるようにして
ある。圧電素子２６ａ及びダイオード２５ａの逆並列接
続部と圧電素子２６ｂ及びダイオード２５ｂの逆並列接
続部は、互いに圧電素子２６ａ，２６ｂの負極側（ある
いは、ダイオード２５ａ，２５ｂのアノード側）同志を
接続されており、さらに両圧電素子２６ａ，２６ｂの負
極側にはサイリスタ２７のアノードが接続され、両圧電
素子２６ａ，２６ｂの負極はサイリスタ２７を介して直
流電源１８のマイナス側に接続されている。この直流電
源１８は、図９の実施例で用いたものと同じものであっ
て、設定電圧値Ｖ_SCによって出力電圧Ｖ₀が制御され
る。

【００４８】転流ダイオード２３ａとサイリスタ２４ａ
は整流方向が互いに逆向きとなるようにして逆並列接続
されており、転流ダイオード２３ｂとサイリスタ２４ｂ
も互いに逆並列接続されている。転流ダイオード２３ａ
とサイリスタ２４ａの逆並列接続部は、サイリスタ２４
ａのアノード側を直流電源１８のプラス側に接続され、
サイリスタ２４ａのカソード側が圧電素子２６ａの正極
側に接続されている。また、転流ダイオード２３ｂとサ
イリスタ２４ｂの逆並列接続部は、サイリスタ２４ｂの
アノード側をインダクタ２２を介して直流電源１８のプ
ラス側に接続され、サイリスタ２４ｂのカソード側が圧
電素子２６ｂの正極側に接続されている。

【００４９】また、上記サイリスタ２４ａ，２４ｂ，２
７はいずれも制御回路１２からのトリガー信号によりタ
ーンオンのタイミングを制御されている。さらに、両ス
イッチング用トランジスタ２８ａ，２８ｂのベースは制
御回路１２に接続されており、各スイッチング用トラン
ジスタ２８ａ，２８ｂは制御回路１２によってオン、オ
フ制御されている。さらに、制御回路１２は制御回路ア
ース線２１によって圧電素子２６ａ，２６ｂ間の接続点
（スイッチング用トランジスタ２８ａ，２８ｂのエミッ
タ同志の接続点）に接続されており、制御回路アース線
２１はスイッチング用トランジスタ２８ａ，２８ｂのベ
ース電流を通す役目をしている。また、転流電流はイン
ダクタ２２の近傍に配設された計器用交流器（ＣＴ）等
の電流検出器１６によって検出されており、電流検出・
比較回路１３Ｂは転流電流の通電期間とピーク値とを検
出している。

【００５０】図１１は同上のストローク制御装置Ｅの動
作を説明するタイムチャートであって、（ａ）（ｂ）
（ｃ）はサイリスタ２４ａ，２４ｂ，２７のトリガーパ
ルス（ＴＰ）を示し、（ｄ）（ｅ）（ｆ）（ｇ）はダイ
オード２３ａ，２３ｂ、２５ａ，２５ｂのオン（順バイ
アス）、オフ（逆バイアス）を示し、（ｈ）（ｉ）は圧
電素子２６ａ，２６ｂの充電および放電期間を示し、
（ｊ）（ｋ）はスイッチング用トランジスタ２８ａ，２
８ｂのオン、オフを示す。ただし、図１１（ｈ）（ｉ）
の充電期間において斜線を施した部分は圧電素子２６
ａ，２６ｂ間の転流期間を示し、斜線を施していない部
分は直流電源１８からの充電期間を示す。また、図１２
（ａ）（ｂ）、図１３（ｃ）（ｄ）、図１４（ｅ）
（ｆ）、図１５（ｇ）（ｈ）は同上の圧電素子駆動装置
Ｅの動作を説明する回路図である。以下、図１１〜図１
５に従って、ストローク制御装置Ｅの動作を説明する。

【００５１】まず始めに、ｔ＝０にサイリスタ２４ａ及
び２７をトリガーしてターンオンさせ、サイリスタ２４
ａ，２７を通して直流電源１８から圧電素子２６ａへ電
流Ｉ₁を流入させ圧電素子２６ａを充電する〔図１２
（ａ）〕。これによって圧電素子２６ａが伸長し、何ら
かの動作をする。ついで、直流電源１８から圧電素子２
６ａに流入する電流Ｉ₁が０になると、サイリスタ２４
ａ，２７がターンオフし、圧電素子２６ａが直流電源１
８から切り離される〔図１２（ｂ）〕。このときの圧電
素子２６ａの充電電圧Ｖ_Cは直流電源１８の出力電圧Ｖ₀
と等しいから、圧電素子２６ａは直流電源１８の設定電
圧値Ｖ_SCに充電される。

【００５２】この後、圧電素子２６ａの動作が終了する
と、ｔ＝ｔ₁にサイリスタ２４ｂをトリガーしてターン
オンさせると共にスイッチング用トランジスタ２８ｂを
オンにする。これによって、圧電素子２６ａに蓄積され
ていた電荷Ｑ₁が放電され、転流電流Ｉ₂として圧電素子
２６ａ→転流ダイオード２３ａ→インダクタ２２→サイ
リスタ２４ｂ→スイッチング用トランジスタ２８ｂの経
路に流れ、圧電素子２６ａの電荷が全て放電されて圧電
素子２６ａの電圧Ｖ_C1が０になると、圧電素子２６ａが
元の状態に収縮する。一方、電流検出器１６によって転
流電流Ｉ₂がピーク値に達したことが検知され、スイッ
チング用トランジスタ２８ｂがオフになる（ｔ＝
ｔ₂）。このとき、圧電素子２６ａの充電時の静電エネ
ルギーは全てインダクタ２２の電磁エネルギーに変換さ
れ、インダクタ２２に保持されている。こうしてインダ
クタ２２に磁束として蓄えられている電磁エネルギーが
放出されると、スイッチング用トランジスタ２８ｂがオ
フとなっているために圧電素子２６ｂに転流電流Ｉ₃が
流れ、さらに、ダイオード２５ａが順バイアスとなるた
めに圧電素子２６ａをバイパスしてダイオード２５ａに
転流電流Ｉ₃が流れる。したがって、転流電流Ｉ₃は、イ
ンダクタ２２→サイリスタ２４ｂ→圧電素子２６ｂ→ダ
イオード２５ａ→転流ダイオード２３ａの経路に流れ
〔図１３（ｄ）〕、サイリスタ２４ｂに流れる電流Ｉ₃
が０になると（ｔ＝ｔ₄）、サイリスタ２４ｂがターン
オフし、圧電素子２６ｂが伸長する。この結果、インダ
クタ２２の電磁エネルギーが全て圧電素子２６ｂの静電
エネルギーに変換され、圧電素子２６ｂに圧電素子２６
ａの電荷Ｑ₁が完全に転流され、圧電素子２６ａの元の
充電電圧Ｖ_C1と等しい電圧Ｖ_C2に充電され、下死点が制
御される。

【００５３】この後、ｔ＝ｔ₅にサイリスタ２４ａをト
リガーしてターンオンさせると共にスイッチング用トラ
ンジスタ２８ａをオンにする。これによって、圧電素子
２６ｂに蓄積されていた電荷Ｑ₂は、転流電流Ｉ₄として
圧電素子２６ｂ→転流ダイオード２３ｂ→インダクタ２
２→サイリスタ２４ａ→スイッチング用トランジスタ２
８ａの経路で転流し〔図１４（ｅ）〕、圧電素子２６ｂ
の電荷Ｑ₂が全て放電され、圧電素子２６ｂに蓄えられ
ていた静電エネルギーは完全にインダクタ２２の電磁エ
ネルギーに変換され、圧電素子２６ｂが元の状態に収縮
する。圧電素子２６ｂの電圧Ｖ_C2が０になると、電流検
出器１６によって転流電流Ｉ₄がピーク値に達したこと
が検知され、スイッチング用トランジスタ２８ａがオフ
になる（ｔ＝ｔ₆）。ついで、インダクタ２２に磁束と
して蓄えられている電磁エネルギーが放出されると、ダ
イオード２５ｂが順バイアスとなるため、転流電流Ｉ₄
は、インダクタ２２→サイリスタ２４ａ→圧電素子２６
ａ→ダイオード２５ｂ→転流ダイオード２３ｂの経路に
流れ〔図１４（ｆ）〕、サイリスタ２４ａに流れる電流
Ｉ₅が０になると、サイリスタ２４ａがターンオフし、
圧電素子２６ａが伸長する。この結果、インダクタ２２
の電磁エネルギーが全て圧電素子２６ａの静電エネルギ
ーに変換され、圧電素子２６ａに圧電素子２６ｂの電荷
Ｑ₂が完全に転流される。

【００５４】従って、この実施例では、２つの圧電素子
２６ａ，２６ｂを駆動して２つの加工用ロッドを交互に
所望の下死点まで突出させる場合に有効である。

【００５５】上記説明においては、図１３（ｃ）（ｄ）
や図１４（ｅ）（ｆ）の転流動作を簡単に説明したの
で、以下では、これらの転流動作を詳細に説明する。図
１５（ａ）〜（ｄ）は、この転流動作を説明するための
タイムチャートであって、図１５（ａ）（ｄ）は、圧電
素子２６ａに流れる転流電流Ｉ_C1及び放電（充電）電圧
Ｖ_C1の変化を示し、図１５（ｂ）（ｃ）は圧電素子２６
ｂに流れる転流電流ＩC₂及び充電（放電）電圧Ｖ_C2の変
化を示している。

【００５６】時間ｔ＝ｔ₁においては、静電容量がＣ₁の
圧電素子２６ａに電荷Ｑ₁が充電されており、圧電素子
２６ａの両端間の充電電圧がＶ_C1p＝Ｑ₁／Ｃ₁となって
いるとする。この状態において、サイリスタ２４ｂ及び
スイッチング用トランジスタ２８ｂをオンにすると、圧
電素子２６ａの電荷Ｑ₁は、図１３（ｃ）に示すよう
に、圧電素子２６ａ→ダイオード２３ａ→インダクタ２
２→サイリスタ２４ｂ→スイッチング用トランジスタ２
８ｂの経路で転流を開始する。この経路は１つのインダ
クタ２２と１つの圧電素子２６ａからなるＬＣ共振回路
であるから、圧電素子２６ａに流れる転流電流Ｉ_C1（＝
Ｉ₂）は次の式で表わされる。

【００５７】

【数１】

【００５８】この転流電流Ｉ_C1の周期は、Ｔ₁＝２π（ＬＣ₁）^1/2 …… である。このとき、転流電流Ｉ_C1の流れる経路は、圧電
素子２６ｂを含まないＬＣ共振回路となっているから、
ｔ＝ｔ₂＝ｔ₁＋Ｔ₁／４に転流電流Ｉ_C1はピーク値Ｉ_C1p
＝Ｑ₁／（ＬＣ₁）^1/2に達し、同時に圧電素子２６ａの
電圧Ｖ_C1＝０となり、電荷Ｑ₁による静電エネルギーＣ₁
・Ｖ_C1p ²／２は、完全にインダクタ２２の電磁エネルギ
ーＬ・Ｉ_C1p ²／２に変換される。こうしてｔ＝ｔ₂に圧
電素子２６ａの電圧Ｖ_C1が０になると、スイッチング用
トランジスタ２８ｂがオフになると共にダイオード２５
ａが順バイアスとなるので、図１３（ｄ）に示すように
転流電流Ｉ_C2（＝Ｉ₃）は、インダクタ２２→サイリス
タ２４ｂ→圧電素子２６ｂ→ダイオード２５ａ→ダイオ
ード２３ａの経路に変化する。この経路も１つのインダ
クタ２２と１つの圧電素子２６ｂからなるＬＣ共振回路
であるから、圧電素子２６ｂに流れる転流電流Ｉ_C2（＝
Ｉ₃）は次の式で表わされる。

【００５９】

【数２】

【００６０】この転流電流Ｉ_C2の周期は、Ｔ₂＝２π（ＬＣ₂）^1/2 …… である。このとき、転流電流Ｉ_C2の流れる経路は、圧電
素子２６ａを含まないＬＣ共振回路となっているから、
ｔ＝ｔ₃＝ｔ₂＋Ｔ₂／４に転流電流Ｉ_C2は０になり、圧
電素子２６ｂの充電電圧Ｖ_C2＝Ｖ_C2p（ピーク値）とな
り、インダクタ２２の電磁エネルギーＬ・Ｉ_C1p ²／２は
完全に圧電素子２６ｂの静電エネルギーＣ₂・Ｖ_C2p ²／
２に変換される。このときサイリスタ２４ｂがターンオ
フするので、圧電素子２６ｂにはＱ₂＝Ｃ₂・Ｖ_C2p＝Ｑ₁
の電荷が充電され、駆動状態となる。

【００６１】圧電素子２６ｂから圧電素子２６ａへの転
流動作も同様であり、ｔ＝ｔ₅にサイリスタ２４ａをト
リガすると、圧電素子２６ｂの電荷Ｑ₂は、図１４
（ｅ）に示すように、圧電素子２６ｂ→ダイオード２３
ｂ→インダクタ２２→サイリスタ２４ａ→スイッチング
用トランジスタ２８ａの経路で転流を開始する。そし
て、ｔ＝ｔ₆＝ｔ₅＋Ｔ₂／４になると、転流電流Ｉ
_C2（＝Ｉ₄）は、ピーク値Ｉ_C2p＝−Ｑ₂／（ＬＣ₂）^1/2
に達し、同時に圧電素子２６ｂの電圧Ｖ_C2＝０となり、
圧電素子２６ｂの静電エネルギーは全てインダクタ２２
の電磁エネルギー（磁束）に変換される。

【００６２】ｔ＝ｔ₆に圧電素子２６ｂの電圧Ｖ_C2が０
になると、スイッチング用トランジスタ２８ａがオフに
なると共にダイオード２５ｂが順バイアスとなり、図１
４（ｆ）に示すように転流電流Ｉ_C1（＝Ｉ₅）は、イン
ダクタ２２→サイリスタ２４ａ→圧電素子２６ａ→ダイ
オード２５ｂ→ダイオード２３ｂの経路に変化し、磁束
としてインダクタ２２に蓄えられていた電磁エネルギー
が圧電素子２６ａへ転流し続ける。

【００６３】そして、ｔ＝ｔ₇＝ｔ₆＋（Ｔ₁／４）＝ｔ₅
＋（Ｔ₂／４）＋（Ｔ₁／４）になると、転流電流Ｉ_C1は
０になり、圧電素子２６ａの充電電圧Ｖ_C1が最大値Ｖ
_C1pに達する。転流電流Ｉ_C1が０になると、サイリスタ
２４ａがターンオフするので、圧電素子２６ａの充電電
圧Ｖ_C1はＶ_C1pに維持され、圧電素子２６ａに圧電素子
２６ｂの電荷Ｑ₂が完全に転流されて駆動状態となる。

【００６４】このように本実施例では、圧電素子２６ａ
（もしくは２６ｂ）からインダクタ２２への転流時には
圧電素子２６ｂ（もしくは２６ａ）を切り離してあり、
インダクタ２２から圧電素子２６ｂ（もしくは２６ａ）
への転流時には圧電素子２６ａ（もしくは２６ｂ）を切
り離しているので、圧電素子２６ａと２６ｂ間で電荷を
転流させる際に、１つの圧電素子２６ａ又は２６ｂと１
つのインダクタ２２からなるＬＣ共振回路として動作さ
せることができ、電荷を完全に転流させることができ
る。また、圧電素子２６ａと２６ｂの静電容量Ｃ₁，Ｃ₂
の大小によって転流モードが変化することもなく、安定
して転流動作を行なわせることができる。よって、圧電
素子２６ａ，２６ｂの静電容量を異ならせておけば、そ
れぞれの下死点を異ならせることもできる。

【００６５】図１６に示すものは本発明のさらに別な実
施例によるストローク制御装置Ｆを示す回路図である。
このストローク制御装置Ｆは、図１０のストローク制御
装置Ｅをさらに改良したものであって、ダイオード２５
ａと逆並列に接続されたスイッチング用トランジスタ２
８ａのベースをベース電流制限抵抗２９を介して新たに
追加したトランジスタ３０ｂのコレクタに接続し、この
トランジスタ３０ｂのエミッタを反対側の圧電素子２６
ｂの正極側に接続している。また、このトランジスタ３
０ｂのベースを制御回路１２に接続し、トランジスタ３
０ｂを制御回路１２によって制御するようにしている。
同様に、ダイオード２５ｂと逆並列に接続されたスイッ
チング用トランジスタ２８ｂのベースをベース電流制限
抵抗２９を介して新たに追加したトランジスタ３０ａの
コレクタに接続し、このトランジスタ３０ａのエミッタ
を反対側の圧電素子２６ａの正極側に接続し、トランジ
スタ３０ａのベースを制御回路１２に接続している。一
方、圧電素子２６ａ，２６ｂ間の接続点は、制御回路ア
ース線２１によって制御回路１２に接続されている。

【００６６】しかして、この実施例によれば、圧電素子
２６ａから圧電素子２６ｂへの転流時について説明すれ
ば、圧電素子２６ａに電荷が充電されていてＶ_C1≠０の
場合には、トランジスタ３０ａのエミッタ及びベースか
ら制御回路アース線２１を通って圧電素子２６ａの負極
側へベース電流が流れるので、トランジスタ３０ａがオ
ンとなる。トランジスタ３０ａがオンとなってトランジ
スタ３０ａにコレクタ電流が流れると、このコレクタ電
流はベース電流制限抵抗２９、スイッチング用トランジ
スタ２８ｂのベース及びエミッタを通って圧電素子２６
ａの負極側へ流れるので、スイッチング用トランジスタ
２８ｂがオンになっている。したがって、サイリスタ２
４ｂがターンオンすると、図１３（ｃ）と同様な転流経
路となり、転流電流Ｉ₂は圧電素子２６ｂに流れること
なくスイッチング用トランジスタ２８ｂに流れる。一
方、圧電素子２６ａの電圧がＶ_C1＝０になると、トラン
ジスタ３０ａのベース電流が流れなくなるのでトランジ
スタ３０ａがオフとなる。この結果、スイッチング用ト
ランジスタ２８ｂにもベース電流（＝トランジスタ３０
ａのコレクタ電流）が流れなくなるので、スイッチング
用トランジスタ２８ｂがオフとなり、図１３（ｄ）と同
様な転流経路に変化し、転流電流Ｉ₃が圧電素子２６ｂ
に流れる。

【００６７】説明は省略するが、圧電素子２６ｂから圧
電素子２６ａへの転流時についても、圧電素子２６ａか
ら圧電素子２６ｂへの転流時と同様な転流動作を行な
う。

【００６８】したがって、この実施例によれば、制御回
路１２によってスイッチング用トランジスタ２８ａ，２
８ｂをオン、オフ制御する必要がなくなり、制御回路１
２によるタイミングコントロールが容易になる。

【００６９】なお、図１０及び図１６の実施例において
も圧電素子２６ａ又は２６ｂのうち一方をコンデンサに
置き替えてもよい。

【００７０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のストローク
制御装置によれば、一旦電荷を蓄電用素子に充電してお
き、電気的な共振現象を利用して蓄電用素子の電荷を圧
電素子へ転流させているので、圧電素子に供給される電
流、あるいは圧電素子に印加される電圧が正弦関数状に
変化させることができる。したがって、ストローク制御
装置が不要な高調波を含まず、従来より用いられていた
機械式プレス装置と同様な働きをさせることができる。

【００７１】また、プレス装置の毎分当たりのストロー
ク数が大きくなった場合でも、圧電素子の駆動回路等の
周波数特性を高くする必要がなくなる。

【００７２】また、コンデンサから圧電素子へ電荷を転
流させる共振・転流手段の共振周波数を適当に選定する
ことにより、圧電素子の高速立上がり特性を得ることが
でき、大きな加速度で加工用ロッドを駆動させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるプレス装置のストロー
ク制御装置を示す回路図である。

【図２】同上のストローク制御装置の動作を説明するた
めのタイムチャートである。

【図３】（ａ）（ｂ）（ｃ）は同上のストローク制御装
置の回路動作を説明する図である。

【図４】（ｄ）（ｅ）は図３の分図である。

【図５】本発明の別な実施例によるプレス装置のストロ
ーク制御装置を示す回路図である。

【図６】本発明のさらに別な実施例によるプレス装置の
ストローク制御装置を示す回路図である。

【図７】（ａ）（ｂ）（ｃ）は同上のストローク制御装
置の回路動作を説明する図である。

【図８】同上の実施例におけるスイッチング用トランジ
スタのオン期間とコンデンサの電圧及び充電電流との関
係を示す図である。

【図９】本発明のさらに別な実施例によるプレス装置の
ストローク制御装置を示す回路図である。

【図１０】本発明のさらに別な実施例によるプレス装置
のストローク制御装置を示す回路図である。

【図１１】同上の実施例の動作を説明するタイムチャー
トである。

【図１２】（ａ）（ｂ）は同上の実施例の回路動作を示
す回路図である。

【図１３】（ｃ）（ｄ）は図１２の分図である。

【図１４】（ｅ）（ｆ）は図１２の分図である。

【図１５】圧電素子間の転流動作において、各圧電素子
に流れる転流電流及び充電（放電）電圧の変化を示すタ
イムチャートである。

【図１６】本発明のさらに別な実施例によるプレス装置
のストローク制御装置を示す回路図である。

【図１７】打ち抜き加工するためのプレス装置の一部を
示す断面図である。

【図１８】曲げ加工するためのプレス装置の一部を示す
断面図である。

【図１９】（ａ）は従来のプレス装置の圧電素子駆動装
置を示す概略図、（ｂ）は同上の駆動アンプの入力信号
を示す図である。

【図２０】駆動アンプの入力信号及び出力電圧と、圧電
素子の理想的な変位と実際の変位との関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

１直流電源３コンデンサ５ａ，５ｂ，５ｃスイッチング用トランジスタ８インダクタ１１圧電素子１８直流電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電素子を駆動源とするプレス装置にお
いて、電荷を蓄えることのできる蓄電用素子と、前記蓄電用素子を充電するための電源と、前記蓄電用素子に充電された電荷を前記圧電素子に共振
・転流させる回路と、下死点に相当する設定電圧値もしくは設定電流値と圧電
素子の電圧もしくは電流とを比較し、前記共振・転流回
路による共振・転流動作を中断させる手段とを備えたプ
レス装置のスロトーク制御装置。
【請求項２】圧電素子を駆動源とするプレス装置にお
いて、電荷を蓄えることのできる蓄電用素子と、前記蓄電用素子を充電するための電源と、下死点に相当する設定電圧値もしくは設定電流値と前記
蓄電用素子の充電電圧もしくは電流とを比較し、前記電
源による蓄電用素子の充電を中断させる手段と、前記蓄電用素子に充電された電荷を前記圧電素子に共振
・転流させる回路とを備えたプレス装置のストローク制
御装置。
【請求項３】圧電素子を駆動源とするプレス装置にお
いて、電荷を蓄えることのできる蓄電用素子と、設定電圧値に応じて出力電圧値を調整できる、前記蓄電
用素子を充電するための電源と、前記蓄電用素子に充電された電荷を前記圧電素子に共振
・転流させる回路とを備えたプレス装置のストローク制
御装置。