JPH0722840B2 - 油圧プレス装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、油圧源からの油圧でシリンダを駆動して加圧
力を得る油圧プレス装置に関する。

［従来の技術］ 従来、例えば加熱して軟化させた樹脂シートを曲面金型
で圧締して絞り加工する熱成形や積層成形等、熱圧成形
プレス装置によるプレス作業の工程は、その熱板間に被
加圧物（成形素材）を挿入（型入れ）した後型締めし、
その後所定の成形加圧力で所定時間加圧・加熱するよう
になっている。

油圧源からの油圧でシリンダを駆動して加圧力を得る油
圧プレス装置では、その加圧力の制御はシリンダに供給
される油圧を調整することによって行なわれる。

例えば、シリンダに作用する油圧を検知する圧力センサ
からの情報に基いて、油圧源からシリンダに至る油圧経
路中に設けられた設定圧力を無段階に調整しうる電磁リ
リーフ弁を作動制御したり、油圧源であるポンプを作動
制御（ON,OFF）してシリンダに作用する油圧を制御する
ものである。

ところで、被加圧物を型入れした後の型締めは、作業効
率の点からできるだけ迅速に行なうことが望ましく、そ
の為には吐出量の大きい油圧源（油圧ポンプ）を備える
必要がある。

ここで、一台の油圧ポンプからの油圧で型締めから成形
加圧の全てを賄おうとした場合、前述の型締めの迅速化
と高出力での加圧といった要求を満足させる為には大容
量の油圧ポンプが必要となり、又、その為に油圧制御の
バルブサイズも大きくなり、設備コスト及びランニング
コスト共に増大するという問題がある為、加圧及び型締
め用に夫々専用のポンプを設けて構成することが行なわ
れている。

この場合、型締め専用のポンプからの油圧は、その設定
圧が所定の型締め圧力となるように設定された（又はシ
リンダに作用する油圧を検知する圧力センサからの情報
に基いてフィードバック制御される）アンロード弁によ
って制御される。

［発明が解決しようとする課題］ しかし乍ら、上述の如くアンロード弁によって型締め油
圧を制御する油圧制御構成では、アンロード弁の作動時
に生ずるサージ圧力（及び制御の応答遅れ）等の要因に
よって型締めに要する力以上で加圧（オーバーラン）し
てしまい、成形不良を生ずるという問題があった。この
ような成形不良の発生は特に型締め圧力に近い加圧力で
成形する場合に多い。

［発明の目的］ 本発明は、型締め力のオーバーランを防止し、適正な加
圧力による成形を可能とする油圧プレス装置の提供、を
目的とする。

［発明の構成］ 上記目的を達成する為に、本発明に於ては、油圧源から
の油圧でシリンダを駆動して加圧力を得るものであっ
て、径の異なる少なくとも二本のシリンダを直列状態に
配設すると共に、油圧源から小径のシリンダに油圧を供
給する第一の油圧経路と、該第一の油圧経路から分岐
し、所定設定圧のシーケンス弁を介して大径のシリンダ
に油圧を供給する第二の油圧経路と、を有し、第二の油
圧経路には、当該第二の油圧経路の油圧を制御する圧力
制御弁と、該圧力制御弁よりシリンダ側に圧力制御弁の
最大不感能圧以上に設定し得るリリーフ弁を備えて構成
したものである。

［発明の実施例］ 以下、本発明の一実施例を添付図面に基いて詳細に説明
する。

第１図は、本発明の油圧プレス装置を適用した油圧プレ
ス装置の油圧回路図である。

油圧プレス装置を作動駆動するシリンダ10は、図示の如
く、第一シリンダ11をラムとして第二シリンダ12が構成
されて二重構造となっており、第一シリンダ11と第二シ
リンダ12を直列に連結した場合と同様に機能するように
なっている。

第一シリンダ11のラムの受圧面積は、第二シリンダ12の
ラムの受圧面積より小さく、従って、同じ圧油供給量で
は第一シリンダ11がより速く作動すると共に、同じ油圧
が作用した場合第二シリンダ12の方がより大きな駆動力
（加圧力）が得られるようになっているものである。
尚、第一シリンダ11のラムの受圧面積の設定は後に詳述
する。

第一シリンダ11は、油圧源20と第一の管路21によって接
続されて油圧が供給されるようになっており、又、第二
シリンダ12には、第一の管路21の油圧源20近傍から分岐
した第二の管路22が接続されて油圧が供給されるように
なっている。

第一の管路21と第二の管路22の分岐位置より油圧源20側
には、作動油の逆流を防止するための逆止弁31が設置さ
れている。

第一の管路21には、その途中で２ポート２位置切換弁で
ある下降用バルブ32が設けられており、該下降用バルブ
32を切換えることによって当該第一の管路21内の作動油
を外部に排出して当該第一の管路21内の油圧を低下させ
ることができるようになっている。

第二の管路22には、シーケンス弁33とリリーフ弁34が、
シーケンス弁33を油圧源20側として夫々排出口（タンク
ポート）を第二シリンダ12側として直列に介設されてい
る。

リリーフ弁34より第二シリンダ12側の管路22Aとリリー
フ弁34より油圧源20側の管路22Bとはリリーフ弁34を迂
回する管路22Cにより連結されると共に、該管路22Cに逆
止弁35が設置され、管路22Aの圧力が管路22Bより高い場
合には作動油を管路22B側に逃がし、常時管路22Bの圧力
により管路22Aの圧力をコントロール出来るよう構成さ
れている。

又、シーケンス弁33とリリーフ弁34の間の管路22Bは管
路23へ分枝し、該管路23にはフィルター36を介して電磁
リリーフ弁37が設置されている。

電磁リリーフ弁37の圧力設定（第二シリンダ12の圧力と
は異なる）は、装置全体を制御する制御装置（図示せ
ず）からの制御信号に基づいてコントローラ40が所定の
信号を電磁リリーフ弁37に送ることにより行なわれる。
制御装置は、装置全体の作動に伴なって自動的に圧力変
化するようプログラムされていたり、または手動操作に
より調整可能に構成されているものである。

又、リリーフ弁34より第二シリンダ12側の管路22Aに設
けられた圧力センサ41により検知された管路22A内の油
圧（＝第二シリンダ12の油圧）がコントローラ40に入力
するよう構成されており、コントローラ40はこの検知圧
力と設定圧力とを比較してフィードバック制御するよう
構成されている。

ここで、一般に電磁リリーフ弁37はその機械的構造上の
要因から低圧力域に不感能範囲（即ち圧力のコントロー
ルができない範囲）を有しているが、上記の如き第二の
管路22の構成より、第二シリンダ12に供給される油圧を
０から最高出力までの範囲でコントロールできる。

つまり、例えば電磁リリーフ弁37の最大不感能圧が10kg
/cm²である場合、リリーフ弁34の設定圧力を10kg/cm
²（電磁リリーフ弁37の最大不感能圧以上）とすると共
に、電磁リリーフ弁37の設定圧力とリリーフ弁34の設定
圧力との差が希望する圧力となるよう電磁リリーフ弁37
の圧力を設定する。即ち、1kg/cm²の圧力を希望する場
合、電磁リリーフ弁37の設定圧力を11kg/cm²とすれば良
い。

このように設定することにより、油圧源20より吐出され
た作動油は圧力10kg/cm²以上にならないと第二シリンダ
12へは流れない。（この状態では圧力センサ41は油圧を
検知しない為、電磁リリーフ弁37は閉状態にある。） 油圧源20側の管路22Bの圧力が11kg/cm²以上になると、
電磁リリーフ弁37が作動して油圧源20側の管路22Bの圧
力は11kg/cm²に保持される。その結果、リリーフ弁34を
介したシリンダ側の管路22Aの圧力即ち第二シリンダ12
の圧力は1kg/cm²に保持されることとなる。つまり、電
磁リリーフ弁37の設定圧力をリリーフ弁34の設定圧力以
上で任意に設定することにより、第二シリンダ12への圧
力を０〜最大出力（＝電磁リリーフ弁37の最大設定圧力
−リリーフ弁34の設定圧力）まで任意に制御することが
出来るものである。尚、第二シリンダ12に作用する圧力
は電磁リリーフ弁37の設定圧力からリリーフ弁34の設定
圧力を減じた値となるが、コントローラ40はこのような
演算を行う制御構成とする必要はなく、圧力センサ41か
らの油圧情報に基く通常のフィードバック制御で制御可
能なものである。

又、電磁リリーフ弁37およびリリーフ弁34の型式、構造
等は特に限定されず、公知の任意のものが使用可能であ
るが、オーバライド圧力特性に優れるという観点から、
平衡ピストン形リリーフ弁を用いるのが好ましい。

而して、上記の如き油圧プレス装置の油圧回路によれ
ば、受圧面積の小さい第一シリンダ11によって迅速にし
かも加圧力が成形加圧力以上にオーバーランしないよう
に型締めを行い、その後コントローラ40（電磁リリーフ
弁37）によって制御される油圧が供給される受圧面積の
大きい第二シリンダ12によって成形加圧することができ
る。

つまり、シーケンス弁33の設定圧以下では油圧は第二の
管路22には作用せず、第一の管路21を介して第一シリン
ダ11のみに作用する為、シーケンス弁33の設定圧を、第
一シリンダ11が型締め圧力を生ずる油圧に設定しておけ
ば、油圧源20の駆動開始後第一シリンダ11のみが駆動さ
れて該第一シリンダ11によって所定加圧力で型締めが完
了する。

ここで、第一シリンダ11は、シーケンス弁33の作動時に
於て生ずるサージ圧力が作用した場合の加圧力が、成形
最低加圧力（第二シリンダ12による）より小さくなるよ
うにその受圧面積を設定する。これにより、第一シリン
ダ11による型締め完了後の加圧力のオーバーランによっ
て成形不良が生ずることは防がれる。又、一定の圧油供
給量であれば油圧シリンダの作動速度は受圧面積に反比
例する為、受圧面積が小さい第一シリンダ11によって極
めて迅速に型締めできるものである。尚、第二シリンダ
12の受圧面積は、電磁リリーフ弁37によって制御される
油圧によって希望する最大加圧力が得られるように設定
することは言うまでもない。

上述の如く型締めが完了した後、設定圧以上でシーケン
ス弁33が開いて第一の管路21及び第二の管路22に同じ油
圧が作用すると、前述の如く電磁リリーフ弁37によって
第二シリンダ12に作用する油圧を制御して成形加圧力を
設定することができる。

この第二シリンダ12の作動初期には、第一シリンダ11と
第二シリンダ12の加圧力がバランスし、第二シリンダ12
の加圧力によって第一シリンダ11が押圧操作され、第一
シリンダ11内の油は第一の管路21を介して第二の管路22
に逃げ（供給される）ることとなって第一シリンダ11は
収縮し、第一シリンダ11による型締め加圧力を第二シリ
ンダ12が肩代りした状態から成形加圧が開始される。

つまり、油圧源20からの油圧がシーケンス弁33の設定圧
力以上では、電磁リリーフ弁37によって制御される第二
シリンダ12の加圧力が当該プレス装置の加圧力（型締め
加圧力も含む）となり、前述の如き第二シリンダ12に作
用する油圧の制御で所望の成形加圧力を設定することが
できる。

成形終了後は、第一の管路21の下降用バルブ32を開き、
又、電磁リリーフ弁37の設定圧を０とすることで、第一
の管路21及び第二の管路22内の油圧を低下させる。

尚、上記実施例では、シリンダ10を二重構造として構成
したものであるが、独立した二本のシリンダを直列に配
置して構成しても良く、又、油圧回路のパターンも第１
図に示すものに限るものではなく、適宜変更可能なもの
である。

［発明の効果］ 本発明に係る油圧プレス装置によれば、径の異なる二本
のシリンダを直列状態に配設して駆動するよう構成し、
小径のシリンダによって型締めを行なうと共に、大径の
シリンダに供給する油圧を制御して加圧力を制御するよ
う構成したことにより、型締めから成形加圧に至る際の
加圧力のオーバーランを極めて小さくすることができ、
成形加圧力が型締め圧力に近い場合でも、加圧力が成形
加圧力以上にオーバーランすることによる成形不良を防
止することができる。

又、小径のシリンダによって型締めを行なうことによっ
て型締めを迅速に行なうことができると共に、大径のシ
リンダによって成形加圧力を得るよう構成したことによ
り過大な油圧ポンプ容量を必要とせず、設備コスト及び
ランニングコストの低減に寄与できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の油圧プレス装置を適用した油圧プレス
装置の油圧回路図である。 10……シリンダ 11……第一シリンダ（小径のシリンダ） 12……第二シリンダ（大径のシリンダ） 20……油圧源 21……第一の管路（第一の油圧経路） 22……第二の管路（第二の油圧経路） 33……シーケンス弁 34……リリーフ弁 37……電磁リリーフ弁（圧力制御弁）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】油圧源からの油圧でシリンダを駆動して加
   圧力を得るものであって、径の異なる少なくとも二本の
   シリンダを直列状態に配設すると共に、前記油圧源から
   小径のシリンダに油圧を供給する第一の油圧経路と、該
   第一の油圧経路から分岐し、所定設定圧のシーケンス弁
   を介して大径のシリンダに油圧を供給する第二の油圧経
   路と、を有し、 前記第二の油圧経路には、当該第二の油圧経路の油圧を
   制御する圧力制御弁と、該圧力制御弁より前記シリンダ
   側に前記圧力制御弁の最大不感能圧以上に設定し得るリ
   リーフ弁を備えて構成したこと、を特徴とする油圧プレ
   ス装置。