JPH07121480B2 - 油圧式プレス機械における油圧安全回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は油圧式プレス機械における油圧安全回路に関わ
り、更に詳細には、ラムの自重を利用した急速下降時に
ラムが何等かの理由で干渉物に当接し、ラムの下端に設
けた上型が下部フレー上に設けた下型との間で干渉物を
押しつぶす事故を防止する安全回路に関するものであ
る。

（従来の技術） 油圧式プレス機械においては、油圧シリンダの作動によ
ってラムが上下動されており、ラムの上昇，下降および
停止の制御は、油圧回路に配置した４ポート３位置のソ
レノイドバルブを適宜に切替え操作することによって行
なわれている。上記構成の油圧式プレス機械において、
ラムの下降時における非常停止は、前記ソレノイドバル
ブを中立位置に切替えることによって行なわれる。

ところで、近年においては、油圧式プレス機械における
油圧シリンダへの圧油の供給，排出等をサーボ弁によっ
て制御し、ラムの下降位置に対応して下降速度や圧力を
制御する技術が開発されている。

またラムの下降を油圧シリンダの上部側室に圧油を送り
込むのに加えて、ラムの自重による下降運動を利用して
オイルタンクからの作動油を吸引して油圧シリンダの上
部側室に送り込む急速下降も導入した作業性の改善も行
なわれている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した作業性の改善は、比較的吐出量の少ない油圧ポ
ンプを使用しても、ラムの自重でオイルタンクから作動
油を吸引する吸引量が多く、これが加算されることによ
るものであるが、何等かの誤りで実際のプレス加工開始
前に干渉物にラムの下端の上型が当接した場合に、その
時まで負圧であった上部側室の油圧が急上昇し前記作動
油の吸入路が閉じ、油圧ポンプから送られる高圧油の作
用で強力な押圧作業が行われてしまう問題点があったの
である。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記した問題点を解決するために、ラムの自重を利用し
た急速下降時に、オイルタンクからの作動油を吸引して
上部側へ導く回路に設けたロジックバルブを連通と遮断
とに切替えるパイロット回路と前記上部側室との間にチ
ェックバルブを設けるとともに、前記作動油吸引回路
と、前記チェックバルブとパイロット回路の切替弁との
間とを連結する絞り弁を設けたのである。

（作用） 上記した回路構成により、ラムの自重を利用した急速下
降中に何等かの干渉物にラムの下端の上型が当接する不
測の事故に当面しても、上部側室の油圧はパイロット圧
と遮断されてしばらくは負圧であり、上部側室はオイル
タンク中の作動油とつながった殆んど大気圧のままであ
るから、干渉物が押しつぶされるおそれはないのであ
る。

（実施例） 第１図を参照するに、本発明を実施した油圧式プレス機
械の１例としてプレスブレーキ１を例示するけれども、
油圧式プレス機械としては、プレスブレーキに限ること
なく、その他のプレス機械にも実施可能である。

上記プレスブレーキ１は、左右のサイドフレーキ3R,3L
を垂直に備えており、このサイドブフレーム3R,3Lの下
部には、左右方向に延伸した下部フレーム５の両側部が
適宜に支承されている。上記下部フレーム５の上方位置
には、下部フレーム５と対向したラム７が上下動自在に
設けられており、ラム７の下部には、前記下部フレーム
５上に設けられた下型９と協動してワークＷの加工を行
なう上型11が装着されている。

前記ラム７を上下動するために、各サイドフレーム3R,3
Lの上部にはそれぞれ油圧シリンダ13R,13Lが装着してあ
り、各油圧シリンダ13R,13Lにおける各ピストンロッド
はラム７と適宜に連結してある。上記各油圧シリンダ13
R,13Lの上部には、各油圧シリンダ13R,13Lの作動を制御
するための各種の制御バルブを装着したバルブブロック
15R,15Lが取付けてある。

上記構成において、各油圧シリンダ13R,13Lを適宜に作
動することによりラム７の上下動が行なわれ、ラム７の
下降によってワークＷの加工が行なわれ得ることが理解
されよう。

第２図を参照するに、各油圧シリンダ13R,13Lへ圧油を
供給するための油圧ポンプＰには主回路17が接続してあ
り、主回路17は各油圧シリンダ13R,13Lに適宜に接続し
てある。なお、左右の油圧シリンダ13R,13Lを制御する
ための油圧回路は同一構成であるので、一方の油圧シリ
ンダ13Lを制御する油圧回路についてのみ詳細に説明
し、他方の油圧回路については説明を省略する。

より詳細には、前記主回路17にはフイルタ19が配設して
あると共に、主回路17内の油圧が設定圧以上に上昇する
と作用する電磁比例リリーフバルブ21を配設したドレン
回路23が分岐接続してある。この電磁比例リリーフバル
ブ21は、一体的に備えられた電磁比例ソレノイドSOL1へ
の入力電流を適宜に制御することにより、主回路17の設
定圧を任意に制御できるものであり、上記ソレノイドSO
L1は、制御装置（図示省略）によって制御されるもので
ある。

前記主回路17は、該回路17の圧油を前記油圧シリンダ13
Lの上部側室13Uおよび下部側室13Dへ接続切替自在な切
替制御弁をなすところのサーボ弁25のＰポートに接続し
てある。上記サーボ弁25のＡポートは第１接続路27を介
して油圧シリンダ13Lの下部側室13Dに接続してある。ま
た、サーボ弁25のＢポートは第２接続路29を介して油圧
シリンダ13Lの上部側室13Uに接続してある。さらにサー
ボ弁25のＴポートはフイルタ31を配設したドレン油路33
を介してオイルタンクＴに接続してある。

前記第１接続路27には、油圧シリンダ13L側から、異常
な圧力上昇を検知する圧力スイッチPSが分岐接続してあ
ると共に、背圧を与えるためのカウンタバランスバルブ
35が配設してある。このカウンタバランスバルブ35には
第１のロジックバルブ37が並列に接続してある。

上記ロジックバルブ37は、圧力差のみによって作動する
もので、内部にはＡポートと対応して最小の受圧面積S₁
を備えると共にＢポートに対応した中段の受圧面積S₂を
備え、かつ制御ポートＸに対応して最大の受圧面積S₃を
備えたポペットを摺動自在に備えている。上記ロジック
バルブ37は、Ａポート,Bポートの圧力をそれぞれP₁,P₂
としたとき［（S₁×P₁）＋（S₂×P₂）］と［（S₃×Px）
＋Ｆ］（ただしPxはP₁,P₂の適宜一方,Fはスプリングを
内装している場合のスプリング力）の大小関係において
ＡポートとＢポートとを連通したり、遮断したり作用す
るものである。

またＴポートはカバー39の部分は盲蓋で閉じられてお
り、途中からオイルタンクＴへと分岐されたドレイン回
路が設けてある。

上記第１のロジックバルブ37を制御するために、ロジッ
クバルブ37のカバー39にはソレノイドSOL2を備えたソレ
ノイドバルブ41が装着されている。

また前記第１接続路27には第１接続路27を連通遮断自在
な開閉弁をなす第２のロジックバルブ43が配設してあ
り、このロジックバルブ43のカバー45にはソレノイドSO
L3を備えたソレノイドバルブ47が装着されている。上記
ソレノイドSOL3は、常態においてはON常態にあり、制御
装置あるいは検知装置等の適宜手段から非常停止信号が
入力されると、OFF常態となるものである。さらに上記
カバー45には第１接続路27内の圧が異常に上昇したとき
に圧を逃すべく作用する安全弁としてのリリーフ弁49が
設けられている。

第２のロジックバルブ43についてもA,B,Tのポートは第
１のロジックバルブ37と全く同じであるから重複説明は
省略する。

さらに第２図を参照するに、前記第２接続路29には、前
記ドレイン油路33に接続した給排路51が分岐接続してあ
り、この給排路51には第３のロジックバルブ53が配置し
て設けられている。このロジックバルブ53のＡポートは
ドレン油路33側に接続してあり、Ｂポートは第２接続路
29側に接続してある。またロジックバルブ53の制御ポー
トＸはソレノイドSOL4,SOL5を備えた４ポート３位置の
ソレノイドバルブ55のＰポートに接続してある。

上記ソレノイドバルブ55は、ロジックバルブ53の連通遮
断状態を制御するものであって、そのＡポートはパイロ
ット油路を介して前記主回路17に接続してあり、Ｂポー
トはパイロット油路を介して前記第２接続路29に接続し
てある。さらにＴポートはロジックバルブ53のＡポート
側に接続してあり、Ｔポートは中立位置においてはＰポ
ートと接続状態にある。

さらにＢポートへのパイロット回路の途中に、本発明の
実施例としてチェックバルブ57が設けてあり、このチェ
ックバルブ57よりＢポート側には、Ｔポートのパイロッ
ト回路との間を連結する絞り弁付回路59が設けてある。

以上のごとき構成において、サーボ弁25を切替えてＰポ
ートとＢポートを接続し、かつＡポートとＴポートを接
続すると共に、ソレノイドバルブ41,47における各ソレ
ノイドSOL2,SOL3を励磁し、各ロジックバルブ37,43のＡ
ポートとＢポートとが接続可能な状態にする。上記操作
により、油圧ポンプＰからの圧油は主回路17,サーボ弁2
5,第２接続路29を経て油圧シリンダ13Lの上部側室13Uに
流入する。同時に油圧シリンダ13Lの下部側室13Dの圧油
は、各ロジックバルブ37,43,第１接続路27およびサーボ
弁25を経てオイルタンクＴへ排出される。したがってラ
ム７は下降されることとなる。

上述のごとくラム７の下降が行なわれるとき、油圧ポン
プＰからの圧油のみが油圧シリンダ13Lの上部側室13Uに
供給されるだけでは、ラム７の自重による高速下降が規
制され、作業能率向上に望ましてものではない。そこ
で、ソレノイドバルブ55のソレノイドSOL5を励磁してＰ
ポートとＢポートとを接続すると、第３のロジックバル
ブ53における制御ポートＸは油圧シリンダ13Lの上部側
室13Uと接続され、油圧シリンダ13Lの上部側室13Uの吸
引作用により負圧となる。

したがって、上記ロジックバルブ53のＡポートとＢポー
トが接続可能となり、吸込み許容状態となる。よって油
圧シリンダ13Lの上部制御側室13U内には、オイルタンク
Ｔから給排路51を経て大量の油が吸引導入される態様と
なり、ラム７は自重によって高速下降することとなる。

ラム７が適宜位置迄高速下降した後、ソレノイドバルブ
41のソレノイドSOL2を消磁すると、第１のロジックバル
ブ37の制御ポートＸに第１接続路27内の圧力が作用する
こととなり、ポートＡとポートＢとの接続が遮断され
る。したがって、油圧シリンダ13Lの下部側室13D内の圧
油はカウンターバランスバルブ35を経て排出されること
となり、ラム７の自重による高速下降は停止される。

上記のラム７の自重による高速下降途中に不測の事態で
ラム７の下端にとりつけた上型が、干渉物に当接すると
まづラム７の下降が停止しないまでもおそくなり、上部
側室13Uの油圧が高くなる。

前記した本発明の実施例のチェックバルブ57が設けてな
いと、この油圧上昇がそのまま第３ロジックバルブ53の
ポペット制御ポートＸに伝達されてA,Bポートを遮断す
るから、上部側室13Uの油圧がますます上昇しラム７が
干渉物を強力に下圧してトラブルをおこした。

本発明の実施例では、チェックバルブ57を設けたから上
部側室13Uが負圧から正圧になった時点でチェックバル
ブ57が作用して制御ポートＸまでしばらく負圧のままで
A,Bポートは連通のままであり、上部側室13Uの圧油は給
排路51,Bポート,Aポート，ドレイン回路33を経て大気圧
のオイルタンクＴの作動油とほぼ同じ圧力に留まってい
る。

時間の経過にともなって絞り弁付回路59を介して制御ポ
ートＸもほぼ大気圧に等しくなるが、A,Bポート間は連
通を続ける結果としてラム７の下降は停止を続けること
になる。

前述のごとくソレノイドバルブ41のソレノイドSOL2が消
磁されるのと同時的に、ソレノイドバルブ55のソレノイ
ドSOL5を消磁し、ソレノイドSOL4を励磁すると、第３の
ロジックバルブ53の制御ポートＸには主回路17の圧力が
作用するので、ＡポートとＢポートとの接続が遮断され
た状態となる。したがって油圧シリンダ13Lの上部側室1
3Uには油圧ポンプＰからの圧油のみが供給されることと
なり、ラム７の下降が低速になると共に、ラム７は下降
端付近において加圧され、下型９と上型11とによってワ
ークＷの加工が行なわれる。

上述のごとくワークＷの加工が行なわれた後、前記サー
ボ弁25を適宜に切替えて、ＰポートとＡポートを接続
し、かつＢポートとＴポートを接続する。油圧ポンプＰ
からの圧油は油圧シリンダ13Lの下部側室13Dに供給さ
れ、上部側室13U内の圧油は第２接続路29を経てオイル
タンクＴへ排出される。したがってラム７は上昇される
こととなる。

上述のごとくラム７を上昇するとき、ソレノイドバルブ
55の両ソレノイドSOL4,SOL5を共に消磁し、中立位置状
態に保持すると、第３のロジックバルブ53の制御ポート
ＸにはＡポートと同圧の圧力が作用することとなり、Ｂ
ポートとＡポートととが接続可能となる。すなわちＢポ
ートからＡポート側への圧油の排出を許容する状態とな
る。したがって、油圧シリンダ13Lの上部側室13U内の圧
油の１部は給排路51を経てオイルタンクＴへ排出され
る。よってラム７の比較的高速の上昇復帰が行なわれ
る。

前述したように、油圧シリンダ13Lの上部室13Uへ圧油の
供給が行なわれて、ラム７の下降が行なわれているとき
に、例えば光線式安全装置やその他の装置から非常停止
信号が制御装置（図示省略）に入力されると、ソレノイ
ドバルブ47のソレノイドSOL3が消磁される。したがって
ロジックバルブ43が第１接続路27の連通を直ちに遮断す
るので、ラム７の下降は直ちに停止されることとなる。

上述のように、第１接続路27の連通を遮断することによ
り第１接続路27内の圧力が急激に上昇し、リリーフ弁49
の設定圧以上になると、第１接続路27内の異常な高圧は
リリーフ弁49を介して逃がされることとなる。

また、前記ソレノイドバルブ47のソレノイドSOL3が消磁
されると同時的に、電磁比例リリーフバルブ21のソレノ
イドバルブSOL1が消磁される状態となり、電磁比例リリ
ーフバルブ21による設定圧は最小となる。したがって、
主回路17内の圧油のほとんどは電磁比例リリーフバルブ
21を経て排出され、油圧シリンダ13Lの上部側室13Uへの
圧油の供給が停止される。さらに、前記ソレノイドバル
ブ47のソレノイドSOL3の消磁と同時的に、サーボ弁25は
中立位置に復帰される。

すなわちサーボ弁25の切替え等に拘りなくラム７の位置
が効果的に行なわれると共に、加圧側に圧抜きが行なわ
れるので、油圧シリンダ13Lの下部側室13D側に異常な高
圧が発生することを防止できるものである。

（発明の効果） 以上のごとき実施例の説明により理解されるように、要
するに本発明は、油圧ポンプに接続した主回路を、油圧
式プレス機械におけるラムを下降させ更に被加工物を下
圧する油圧シリンダの上部側室に導く回路を設け、更に
前記上部側室にオイルタンクからの作動油をラムの自重
による急速下降時に吸引する回路をロジックバルブを介
して連通・遮断自在に設けた油圧式プレス機械にして、
前記ロジックバルブを作動するパイロット回路と前記上
部側室との間にチェックバルブを設けるとともに、前記
作動油吸引回路と、前記チェックバルブとパイロット回
路の切替弁との間とを連結する絞り弁を設けた回路であ
るから、ラムの自重を利用した急速下降の途中で不測の
干渉物に当接してもその後ずっと上部側室の油圧は大気
圧のオイルタンク中の作動油と連通を続けていてラムは
強大な下圧をしないのでトラブルを未然に防止できる効
果を得たのである。

なお本発明の技術思想を逸脱することなく、設計変更が
可能であることも明らかである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示したもので、第１図は本発明
を実施した油圧式プレス機械の正面図、第２図は油圧回
路図である。 １……油圧式プレス機械、７……ラム 13R,L……油圧シリンダ、13U……上部側室 13D……下部側室、17……主回路 23……ドレン回路、25……サーボ弁 43……ロジック弁、57……チェックバルブ 59……絞り弁付き回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】油圧ポンプに接続した主回路を、油圧式プ
   レス機械におけるラムを下降させ更に被加工物を下圧す
   る油圧シリンダの上部側室に導く回路を設け、更に前記
   上部側室にオイルタンクからの作動油をラムの自重によ
   る急速下降時に吸引する回路をロジックバルブを介して
   連通、遮断自在に設けた油圧式プレス機械にして、前記
   ロジックバルブを作動するパイロット回路と前記上部側
   室との間にチェックバルブを設けるとともに、前記作動
   油吸引回路と、前記チェックバルブとパイロット回路の
   切替弁との間とを連通する絞り弁を設けたことを特徴と
   するラムの自重を利用した急速下降時の油圧安全回路。