JPH08224700A

JPH08224700A - プレス機械の均圧装置

Info

Publication number: JPH08224700A
Application number: JP7207113A
Authority: JP
Inventors: Norihisa Hirao; 典久平尾; Kazunari Kirii; 一成桐井; Munechika Toda; 宗敬戸田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1994-12-21
Filing date: 1995-08-14
Publication date: 1996-09-03
Anticipated expiration: 2015-08-14
Also published as: DE69521874T2; CA2163313C; EP0718055B1; CA2163313A1; US5735201A; EP0718055A1; JP3060908B2; DE69521874D1

Abstract

(57)【要約】【課題】油室が互いに連通させられた複数の油圧シリ
ンダのピストンがそれぞれ中立状態とされることにより
荷重を均等に伝達するプレス機械の均圧装置において、
作動油の油温やエアの混入に影響されることなく均圧状
態が得られるようにする。【解決手段】プレス加工時にしわ押え荷重が油圧シリ
ンダ３２に作用させられ、その油圧シリンダ３２の油圧
が上昇すると、バランスシリンダ５６のピストン６４が
所定の後退ストロークだけ後退させられ、連通油路４２
内の作動油がバランスシリンダ５６内へ所定量だけ流入
することにより、油圧シリンダ３２のピストンが中立状
態となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油室が互いに連通
させられた複数の油圧シリンダのピストンがそれぞれ中
立状態とされることにより荷重を均等に伝達するプレス
機械の均圧装置に係り、特に、作動油の油温やエアの混
入に影響されることなく均圧状態が得られる均圧装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】油室が互いに連通させられた複数の油圧
シリンダを備え、プレス加工時にその複数の油圧シリン
ダのピストンがそれぞれ追い込まれて中立状態とされる
ことにより、その油圧シリンダを介して荷重を均等に伝
達するプレス機械の均圧装置が知られている。特開平５
−５７３６２号公報に記載されている装置はその一例
で、（ａ）しわ押え荷重付与手段によりしわ押え荷重が
作用させられるクッションパッドと、（ｂ）そのクッシ
ョンパッドに配設されるとともに油室が互いに連通させ
られた複数の油圧シリンダと、（ｃ）その油圧シリンダ
上にそれぞれ配設されるとともに上端部でしわ押え型を
支持している複数のクッションピンとを備え、プレス加
工時に前記しわ押え荷重によって油圧シリンダの作動油
が弾性的に圧縮させられ、ピストンがそれぞれ追い込ま
れて中立状態とされることにより、その油圧シリンダを
介してしわ押え荷重を前記複数のクッションピンに均等
に伝達するようになっており、クッションピンの長さ寸
法のばらつきやクッションパッドの傾きなどに拘らず、
しわ押え荷重が略均等にしわ押え型に作用させられるよ
うになる。

【０００３】ところで、上記のようにしわ押え荷重を均
等に分配するためには、クッションピンの長さ寸法のば
らつき等に拘らずプレス加工時に総ての油圧シリンダの
ピストンが中立状態となるように、言い換えればピスト
ンがシリンダ内へ追い込まれるとともにストローク端に
達することがないようにする必要がある。このため、、
例えば油圧シリンダの適正ピストン追込み寸法Ｘav、油
圧シリンダの受圧面積Ａｓ、使用する作動油の体積弾性
係数Ｋ、油容積Ｖ、適正しわ押え荷重Ｆso、クッション
ピンの使用本数ｎに基づいて、油圧シリンダの適正初期
油圧Ｐsso を次式（１）を満足するように算出し、プレ
ス加工前の初期油圧Ｐssがその適正初期油圧Ｐsso とな
るように調整している。上記適正ピストン追込み寸法Ｘ
avは、総てのクッションピンをしわ押え型に当接させる
ためのピストン追込み寸法の平均値でクッションピンの
長さ寸法のばらつきやクッションパッドの傾きなどに拘
らず、総てのピストンがクッションピンによってシリン
ダ内に押し込まれるとともに、プレス加工時の衝撃など
に拘らずストローク端に達することがないように、クッ
ションピンの長さ寸法のばらつきや油圧シリンダのピス
トンの最大ストロークなどを考慮して定められる。油容
積Ｖは、総ての油圧シリンダのピストンが突き出し端に
位置させられた状態において、その油圧シリンダの油室
やその油室に連通している一連の油圧回路内の作動油の
全容積である。また、適正しわ押え荷重Ｆsoおよびクッ
ションピンの使用本数ｎは、適正なプレス品質が得られ
るように試し打ちなどによってプレス金型毎に予め設定
される。Ｘav＝（Ｆso−ｎ・Ａｓ・Ｐsso ）Ｖ／ｎ² ・Ａｓ² ・Ｋ・・・（１）

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記作
動油の圧縮性すなわち体積弾性係数Ｋは温度やエアの混
入などで変化するため、上記（１）式に従って初期油圧
を調整しても、作動油の圧縮性の相違に起因して均圧状
態が得られないことがあった。従来の均圧装置は作動油
の圧縮性、すなわちエアの混入を前提としているため、
このような問題を生じることが避けられず、（１）式に
従って初期油圧を調整した後試し打ちを行い、必要に応
じて初期油圧を補正するようにしているのが実状であ
る。

【０００５】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、作動油の油温やエア
の混入に影響されることなく均圧状態が得られるように
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、第１発明は、油室が互いに連通させられた複数の
油圧シリンダを備え、プレス加工時にその複数の油圧シ
リンダのピストンがそれぞれ追い込まれて中立状態とさ
れることにより、その油圧シリンダを介して荷重を均等
に伝達するプレス機械の均圧装置において、前記複数の
油圧シリンダの油室に連通する一連の連通油路に接続さ
れ、プレス加工前にはその連通油路から作動油が流出す
ることを阻止して総ての油圧シリンダのピストンを突出
端に保持するが、プレス加工時にはその連通油路から作
動油を予め定められた所定量だけ流出させて前記油圧シ
リンダのピストンを中立状態とする流出制御手段を設け
たことを特徴とする。

【０００７】第２発明は、上記第１発明のプレス機械の
均圧装置において、前記流出制御手段が、プレス加工前
にはピストンを弾性手段の付勢力に従って原位置に保持
するが、プレス加工時には前記作動油の油圧上昇により
そのピストンが弾性手段の付勢力に抗して後退させら
れ、そのピストンの後退ストロークに対応する量だけ前
記連通油路から前記作動油が流入させられるシリンダ装
置で、その連通油路に複数並列に接続されていることを
特徴とする。

【０００８】第３発明は、前記第１発明または第２発明
のプレス機械の均圧装置において、前記流出制御手段
が、プレス加工前にはピストンを弾性手段の付勢力に従
って原位置に保持するが、プレス加工時には前記作動油
の油圧上昇によりそのピストンが弾性手段の付勢力に抗
して後退させられるとともに、その弾性手段の弾性変形
に伴って上昇する付勢力と前記荷重に対応する作動油の
油圧とが釣り合う位置で停止させられることにより、そ
のピストンの後退ストロークに対応する量だけ前記連通
油路から前記作動油が流入させられるバランスシリンダ
であることを特徴とする。

【０００９】第４発明は、上記第３発明のプレス機械の
均圧装置において、前記弾性手段からピストンに加えら
れる荷重と前記作動油からピストンに加えられる荷重と
の関係が異なる複数のバランスシリンダが、それぞれ開
閉手段を介して前記連通油路に並列に接続されているこ
とを特徴とする。

【００１０】第５発明は、前記第１発明のプレス機械の
均圧装置において、前記流出制御手段は、（ａ−１）大
径部および小径部を有する段付ピストンと、（ａ−２）
その段付ピストンの大径部側に形成されて前記連通油路
に連通させられる第１室と、（ａ−３）前記段付ピスト
ンの小径部側に形成されて制御流体が充填される第２室
と、（ａ−４）前記段付ピストンが大径部側の移動端で
ある原位置に保持された状態では前記第２室と外部とを
連通させて前記制御流体の流通を許容するが、その段付
ピストンがその原位置から予め定められた一定の後退ス
トロークだけ前記小径部側へ後退させられると、その小
径部が嵌合されてその制御流体の流通を阻害する嵌合孔
とを有するシリンダ装置と、（ｂ）プレス加工前には付
勢力により前記嵌合孔から前記第２室内へ前記制御流体
を流入させて前記段付ピストンを前記原位置に保持する
一方、プレス加工時には前記作動油の油圧上昇により前
記付勢力に抗して前記段付ピストンが前記原位置から後
退させられるとともに前記第２室内の制御流体が前記嵌
合孔から外部へ流出することを許容する弾性手段とを含
んで構成されていることを特徴とする。

【００１１】

【発明の効果】第１発明〜第５発明のプレス機械の均圧
装置においては、作動油が流出させられることによって
油圧シリンダのピストンが中立状態とされるため、作動
油の圧縮性は必要なく、例えば油温やエア混入量などに
拘らず圧縮性が略一定となる高圧とすることにより、或
いは僅かな容積変化で油圧が大きく変化するように作動
油の初期容積を小さくすることにより、油温やエア混入
量などに影響されることなく均圧状態が得られるように
なる。

【００１２】第２発明〜第５発明では、何れも弾性手段
の付勢力に基づいて作動油が自動的に連通油路に対して
流出入させられるため、制御を含めて装置が簡単且つ安
価に構成される。また、第２発明の均圧装置の場合は、
小さなピストンストロークのシリンダ装置を用いて流出
制御手段をコンパクトに構成することが可能となる。第
３発明および第５発明の均圧装置の場合は、プレス加工
時における油圧の脈動や急激な変化が抑制され、その油
圧変動に伴う荷重変化でプレス品質を損なうことが良好
に回避される。第４発明の均圧装置の場合は、開閉手段
を切り換えるだけで容易に複数種類のプレス加工条件に
対処できるようになる。

【００１３】

【発明の実施の形態】ここで、第１発明のプレス機械の
均圧装置においては、プレス加工前の初期油圧調整時等
には連通油路から作動油が流出することが阻止されてい
るため、油温やエア混入量などに拘らず圧縮性が略一定
となる高圧で作動油を充填しておく一方、プレス加工時
には総ての油圧シリンダのピストンが追い込まれて中立
状態となるように予め定められた所定量だけ流出制御手
段によって作動油を流出させることにより、油温やエア
混入量などに影響されることなく常に均圧状態でプレス
加工を行うことができるようになる。すなわち、従来は
エアの混入を前提とした作動油の圧縮性を利用して油圧
シリンダのピストンが中立状態となるようにしていたた
め、初期油圧は混入エアの存在で体積弾性係数が比較的
小さい低圧に設定する必要があり、エアの混入量の相違
などによって圧縮性がばらつくとともに、その圧縮性の
ばらつきでピストンの中立状態すなわち均圧状態が得ら
れなくなる恐れがあったが、本発明は作動油を流出させ
て油圧シリンダのピストンが中立状態となるようにした
ので、作動油の圧縮性は必要なく、油温やエア混入量な
どに拘らず圧縮性が略一定となる高圧とすることによ
り、それ等の油温やエア混入量などに影響されることな
く均圧状態を得ることができるようになるのである。

【００１４】具体的に説明すると、例えば、初期油圧を
プレス加工時における油圧シリンダの伝達荷重に対応す
る油圧（プレス加工時の油圧）と略同じにしておけば、
初期状態とプレス加工時とで油圧変化が殆ど無いため体
積変化を無視でき、総ての油圧シリンダのピストンが中
立状態となるのに必要な流量だけ作動油を流出させるよ
うにすれば、作動油の圧縮性とは無関係に均圧状態を得
ることができる。また、例えば初期油圧を８０×９．８
×１０⁴ Ｐａ（８０ｋｇｆ／ｃｍ² ）程度以上とすれ
ば、混入しているエアは作動油内に略完全に溶け込んだ
状態になるとともに、体積弾性係数は約１６０００程度
で略非圧縮性流体と見做すことができるようになるた
め、プレス加工時の油圧より初期油圧が低くても、上記
と同様に体積変化すなわち圧縮性を無視して作動油の流
出量を設定することができる。油圧変化に伴って作動油
の体積が変化しても、上記のように体積弾性係数は極め
て高く、その体積変化は極僅かである一方、均圧状態が
得られる油圧シリンダの平均ピストン追込み寸法は所定
の範囲を有するため、作動油の体積変化を無視しても十
分に均圧状態が得られるのである。但し、初期油圧とプ
レス加工時の油圧との差圧が大きくなると、それに伴っ
て体積変化も大きくなるため、必要に応じて作動油の圧
縮性を考慮して流出量を設定するようにしても良い。８
０×９．８×１０ ⁴ Ｐａ程度以上の高圧では混入エア量
や油温に拘らず圧縮性は略一定であるため、圧縮性を考
慮することにより一層高い精度で流出量を求めることが
できる。

【００１５】一方、作動油の初期容積を小さくすれば、
容積変化すなわち油圧シリンダのピストンストロークに
対する油圧変化の割合が高くなるため、油温やエア混入
量などに起因して作動油の圧縮性がばらついても、僅か
なピストンストロークの変化で所定の伝達荷重が得られ
るようになり、油圧シリンダの胴突きが良好に回避され
て均圧状態が得られる。すなわち、上記のように初期油
圧を高圧とすることは必ずしも必要でなく、連通油路か
ら所定量だけ作動油が流出させられた後、油温やエア混
入量などに起因する作動油の圧縮性のばらつきに拘らず
油圧シリンダが胴突きすることなく所定の伝達荷重に達
するように、連通油路を含む作動油の初期容積を小さめ
に設定するのである。この場合は、上記作動油の圧縮性
と同様に初期油圧についても多少のばらつきが許容され
るため、１回のプレス毎に初期油圧を極め細かく調整す
ることは必ずしも必要でない。なお、作動油の初期容積
が小さい場合は、初期油圧を高圧に設定した場合でもそ
の初期油圧を厳密に管理する必要はない。

【００１６】また、例えばエアシリンダによって付与さ
れるしわ押え荷重を複数の油圧シリンダによって均等に
分配する場合、そのエアシリンダのストローク（クッシ
ョンストローク）の増加に伴ってしわ押え荷重が増加す
るため、そのしわ押え荷重の増加に対応して油圧シリン
ダ内の油圧が上昇し、油圧シリンダのピストンストロー
クが大きくなるが、上記のように作動油の初期容積が小
さい場合にはしわ押え荷重の増加に逆比例する作動油の
容積収縮は小さい。このため、油圧シリンダのピストン
ストロークの変化量は微小で、胴付きを防止しつつ油圧
シリンダをコンパクトに構成できる。

【００１７】この第１発明の流出制御手段としては、プ
レス加工時の作動油の油圧上昇により弾性手段の付勢力
に抗してピストンが後退させられるとともに、弾性手段
の弾性変形に伴って上昇する付勢力と伝達荷重に対応す
る作動油の油圧とが釣り合う位置でピストンが停止し、
その後退ストロークに対応する量だけ連通油路内の作動
油が流入させられるバランスシリンダが好適に用いられ
るが、流量計で作動油の流量を検出しながらリリーフ弁
や開閉弁などを介して予め定められた一定量だけ流出さ
せたり、送りねじなどでピストンを後退させて所定量だ
け流出させたりするものなど、種々の手段を採用でき
る。作動油を流出させるタイミングも、初期油圧調整な
どで一旦総ての油圧シリンダのピストンを突出端に保持
した後プレス加工時までの間であれば何時でも良く、例
えばプレス加工に先立って所定量の作動油を流出させる
ようにしても差し支えない。

【００１８】第２発明のプレス機械の均圧装置において
は、流出制御手段がシリンダ装置によって構成され、プ
レス加工前の初期油圧調整時等には弾性手段の付勢力に
従ってピストンが原位置に保持されることにより作動油
の流出が阻止される一方、プレス加工時には弾性手段の
付勢力に抗してピストンが後退させられることにより、
その後退ストロークに対応する量だけ連通油路内の作動
油が流入させられ、これにより油圧シリンダのピストン
が中立状態になるとともにその油圧シリンダを介して荷
重が均等に伝達される。その場合に、上記シリンダ装置
は複数並列に連通油路に接続されているため、各シリン
ダ装置のピストンの後退ストロークは小さくなり、１本
のシリンダ装置で流出制御手段を構成する場合に比較し
て、シリンダ装置の配設形態の自由度が高くなり、狭い
スペースにコンパクトに配置できるようになる。すなわ
ち、上記シリンダ装置は、小さな付勢力でピストンを原
位置に保持する上で連通油路側のピストン受圧面積を小
さくすることが望ましいが、所定流量の作動油を連通油
路から流出させるためには後退ストロークを大きくする
必要があり、１本の場合にはピストンストロークの大き
なシリンダ装置が必要となる一方、２本用いればピスト
ンストロークは１／２、３本用いればピストンストロー
クは１／３となり、複数配設することにより小さなピス
トンストロークのシリンダ装置を用いてコンパクトに構
成することが可能となるのである。ピストン受圧面積を
大きくすればピストンストロークを短くできるが、ピス
トンやシリンダハウジングに作用する荷重が大きくなる
ため、シリンダ装置に要求される機械的強度の点からも
ピストン受圧面積を大きくすることには限界がある。

【００１９】ここで、上記シリンダ装置の弾性手段は、
スプリングやゴムブロックなどの弾性部材、或いは圧力
エアなどの圧力ガス、体積弾性係数が比較的小さいゲル
等で、その付勢力は、初期油圧調整時等のプレス加工前
には作動油の油圧に抗してピストンを原位置に保持する
が、プレス加工時に荷重が油圧シリンダに作用するよう
になって油圧が上昇すると、その油圧によってピストン
が後退することを許容するように設定される。弾性手段
の初期の付勢力は、弾性部材の弾性変形量を変更したり
圧力ガスのガス圧を変更したりする付勢力調整手段によ
って調整できるようにすることが望ましい。作動油の初
期油圧は、伝達荷重に対応するプレス加工時の油圧より
低い油圧、例えば８０×９．８×１０⁴ Ｐａ程度の油圧
に設定され、ポンプや圧力調整弁、逆止弁などを備えた
油圧調整手段によって調圧されるようにすることが望ま
しい。この初期油圧は、作動油の初期容積が小さい場合
は大気圧より少し高い程度の低圧であっても良く、作動
油の初期容積が小さい場合は初期油圧が高圧であるか低
圧であるかに拘らずその初期油圧を厳密に管理する必要
はない。また、ピストンの後退ストロークは、送りねじ
などによって位置調整できるストッパなどで規定するこ
ともできるが、ピストンの後退に伴う弾性手段の弾性変
形に応じて上昇する付勢力と伝達荷重に対応する作動油
の油圧とが釣り合う位置でピストンが停止するバランス
シリンダを用いることも可能である。ストッパによって
規定される場合は、前記弾性手段の初期付勢力を厳密に
管理する必要がない。

【００２０】なお、複数のシリンダ装置は、少なくとも
連通油路側がそれぞれ連通油路に接続されておれば良
く、電気の並列接続のように連通油路と反対側まで互い
に接続する必要はないが、連通油路と反対側に圧力ガス
が充填されているシリンダ装置の場合には、ガス室を互
いに連通させることによりガス圧調整が容易となる。

【００２１】第３発明のプレス機械の均圧装置において
は、流出制御手段がバランスシリンダによって構成さ
れ、プレス加工前の初期油圧調整時等には弾性手段の付
勢力に従ってピストンが原位置に保持されることにより
作動油の流出が阻止される一方、プレス加工時には弾性
手段の付勢力に抗してピストンが後退させられるととも
に、その弾性手段の弾性変形に伴って上昇する付勢力と
伝達荷重に対応する作動油の油圧とが釣り合う位置で停
止させられることにより、その後退ストロークに対応す
る量だけ連通油路内の作動油が流入させられ、これによ
り油圧シリンダのピストンが中立状態になるとともにそ
の油圧シリンダを介して荷重が均等に伝達される。その
場合に、油圧シリンダ内の作動油は、伝達荷重に対応す
る油圧に達するまでバランスシリンダのピストンを後退
させながら連通油路から流出させられるため、例えばピ
ストンが予め設定された位置でストッパなどにより停止
させられる場合などに比較して、油圧の脈動や急激な変
化が抑制され、その油圧変動に伴う荷重変化でプレス品
質を損なうことが良好に回避される。

【００２２】ここで、上記バランスシリンダの弾性手段
は、前記シリンダ装置の場合と同様に、スプリングやゴ
ムブロックなどの弾性部材、或いは圧力エアなどの圧力
ガス、体積弾性係数が比較的小さいゲル等で、その付勢
力は、初期油圧調整時等のプレス加工前には作動油の油
圧に抗してピストンを原位置に保持するが、プレス加工
時に荷重が油圧シリンダに作用するようになって油圧が
上昇すると、その油圧によってピストンが後退させられ
るとともに、弾性手段の弾性変形に伴って上昇する付勢
力と伝達荷重に対応する作動油の油圧とが釣り合う位置
で停止させられることにより、油圧シリンダのピストン
が中立状態となるように、油圧シリンダの受圧面積や使
用数、油容積、初期油圧、適正ピストン追込み寸法、バ
ランスシリンダの作動油側受圧面積、弾性手段の弾性係
数、弾性手段の初期付勢力、プレス加工時の伝達荷重な
どをパラメータとする演算式などによって設定される。
弾性手段の初期付勢力や作動油の初期油圧は、前記付勢
力調整手段や油圧調整手段によって調整できるようにす
ることが望ましいが、作動油の初期油圧については、作
動油の初期容積が小さい場合は、初期油圧が高圧である
か低圧であるかに拘らず厳密に管理する必要はない。

【００２３】第４発明のプレス機械の均圧装置において
は、弾性手段からピストンに加えられる荷重と作動油か
らピストンに加えられる荷重との関係が異なる複数のバ
ランスシリンダが、それぞれ開閉手段を介して連通油路
に接続されているため、開閉手段を切り換えて複数のバ
ランスシリンダを使い分けることにより、連通油路から
の作動油の流出量（バランスシリンダ内への流入量）に
対する油圧の変化特性を変更できる。これにより、例え
ばプレス加工時の油圧すなわち伝達荷重の変更に拘らず
作動油の流出量を略一定に維持して、油圧シリンダのピ
ストンが中立状態となるようにしたり、プレス加工に使
用する油圧シリンダの数の変更により油圧シリンダのピ
ストンを中立状態とする流出量が変化しても、プレス加
工時に伝達荷重に対応する油圧が得られるようにしたり
するなど、開閉手段を切り換えるだけで容易に複数種類
のプレス加工条件に対処できるようになる。

【００２４】ここで、弾性手段からピストンに加えられ
る荷重と作動油からピストンに加えられる荷重との関係
が異なるバランスシリンダとは、例えば弾性手段が圧力
ガスの場合には、そのピストンの作動油側および圧力ガ
ス側の受圧面積比が異なる場合、各バランスシリンダの
ガス室に封入されている圧力ガスの初期ガス圧、初期ガ
ス容積が異なる場合などで、弾性手段がスプリングなど
の弾性部材の場合には、作動油側の受圧面積が異なる場
合、弾性部材の弾性係数が異なる場合、弾性部材の初期
変形量が異なる場合などである。また、開閉手段は、バ
ランスシリンダと連通油路との間を連通およびその連通
を遮断するもので、電磁開閉弁などが好適に用いられ
る。

【００２５】一方、この第４発明の均圧装置とは異なる
が、ピストンの後退ストロークがストッパなどで規定さ
れている複数のシリンダ装置をそれぞれ開閉手段を介し
て連通油路に接続した場合には、その開閉手段を切り換
えることにより連通油路からの作動油の流出量を変更で
きるため、油圧シリンダの使用数を変更した場合に対処
できる。

【００２６】第５発明のプレス機械の均圧装置において
は、プレス加工前には弾性手段の付勢力に従って段付ピ
ストンが原位置に保持されることにより作動油の流出が
阻止される一方、プレス加工時には、連通油路内の作動
油の油圧上昇により弾性手段の付勢力に抗して段付ピス
トンが後退させられ、その連通油路内の作動油が第１室
内へ流入することが許容される。段付ピストンが一定の
後退ストロークだけ後退させられると、その小径部が嵌
合孔に嵌合されて第２室が閉鎖されるため、その第２室
内の制御流体の圧力上昇によってそれ以上の段付ピスト
ンの後退が制限され、それに伴って連通油路内の作動油
の流出すなわち第１室内への流入が阻止される。このよ
うに連通油路内の作動油が所定量だけ流出させられるこ
とにより、油圧シリンダのピストンが中立状態とされ、
その油圧シリンダを介して荷重が均等に伝達される。そ
の場合に、シリンダ装置の段付ピストンは、第２室内の
制御流体の圧力上昇によって後退が阻止され、連通油路
内の作動油の流出を停止するため、例えばピストンが予
め設定された位置でストッパなどにより停止させられる
場合などに比較して、油圧の脈動や急激な変化が抑制さ
れ、その油圧変動に伴う荷重変化でプレス品質を損なう
ことが良好に回避される。第３発明のバランスシリンダ
に比較して段付ピストンの振動は小さく、油圧の脈動が
一層効果的に抑制される。

【００２７】ここで、上記弾性手段は、スプリングやゴ
ムブロックなどの弾性部材、或いは圧力エアなどの圧力
ガス、体積弾性係数が比較的小さいゲル等によってピス
トンが往復移動させられることにより第２室に対して制
御流体を流出入させる第２のシリンダ装置等によって構
成される。制御流体は、連通油路と同じ作動油であって
も良いが、他の液体や気体などを用いることもできる。
また、弾性手段の初期付勢力や作動油の初期油圧は、前
記付勢力調整手段や油圧調整手段によって調整できるよ
うにすることが望ましいが、弾性手段の初期付勢力は、
プレス加工時に段付ピストンの小径部が嵌合孔に嵌入す
る位置まで後退することを許容するものであれば良いた
め、厳密に管理する必要はない。作動油の初期油圧につ
いても、作動油の初期容積が小さい場合は、初期油圧が
高圧であるか低圧であるかに拘らず厳密に管理する必要
がない。

【００２８】次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図１のプレス機械１０において、ポンチ
型１２が取り付けられるボルスタ１４はベッド１６上の
所定位置に位置決め固定される一方、ダイス型１８が取
り付けられるスライドプレート２０は図示しない昇降駆
動手段により上下移動させられるようになっている。ボ
ルスタ１４には、クッションピン２４を配設するために
多数の貫通孔２６が設けられており、ボルスタ１４の下
方には、それ等のクッションピン２４を支持するクッシ
ョンパッド２８が配設されている。クッションピン２４
は、上記ポンチ型１２と共に配設されるしわ押え型３０
を支持するもので、そのしわ押え型３０の形状等に応じ
て予め定められた所定の位置に任意の数だけ配設され
る。上記ポンチ型１２，ダイス型１８，およびしわ押え
型３０によってプレス金型が構成されており、プレス機
械１０に着脱可能に取り付けられて使用され、ダイス型
１８およびしわ押え型３０によってプレス素材２９の周
縁部をしわ押えしつつ、ポンチ型１２およびダイス型１
８によって絞り加工が行われる。

【００２９】上記クッションパッド２８は、貫通孔２６
に対応して多数の油圧シリンダ３２を備えており、クッ
ションピン２４の下端部はそれぞれ油圧シリンダ３２の
ピストンロッド上に載置されるようになっている。ま
た、クッションパッド２８は図示しないガイドに案内さ
れつつ上下方向へ移動できるようになっているととも
に、しわ押え荷重付与手段として機能するエアシリンダ
３４によって常時上方へ付勢されており、プレス加工時
にダイス型１８がプレス素材２９に当接してしわ押え型
３０がダイス型１８と共に下降させられるようになる
と、エアシリンダ３４のエア室３６の受圧面積およびエ
ア圧に応じた大きさのしわ押え荷重がクッションパッド
２８からクッションピン２４を介してしわ押え型３０に
作用させられる。エア室３６に連通する一連のエア容積
は一定で、エア室３６内のエア圧はしわ押え荷重に応じ
て調圧されるようになっている。

【００３０】上記多数の油圧シリンダ３２は図２に示す
均圧装置４０の一構成要素で、その油室は連通油路４２
を介して互いに連通させられており、プレス加工に関与
する総ての油圧シリンダ３２、すなわちクッションピン
２４が配置された総ての油圧シリンダ３２のピストン
が、それぞれプレス加工時に追い込まれて中立状態とさ
れることにより、その油圧シリンダ３２を介して各クッ
ションピン２４へ前記しわ押え荷重が均等に伝達され
る。連通油路４２には、ポンプ等の油圧源４４から逆止
弁４６を介して作動油が供給されるようになっており、
油圧センサ４８により油圧を検出しつつ電磁開閉弁５０
が開閉制御されて作動油がタンク等へ流出させられるこ
とにより、連通油路４２や油圧シリンダ３２の油室内の
初期油圧、すなわちプレス加工前の油圧が調整される。
上記油圧源４４および電磁開閉弁５０等により油圧調整
手段５２が構成されており、それ等はマイクロコンピュ
ータなどから成るコントローラ５４によって制御される
とともに、そのコントローラ５４には上記油圧センサ４
８から油圧を表す信号が供給される。

【００３１】上記連通油路４２にはまた、流出制御手段
として機能するバランスシリンダ５６が接続されてい
る。バランスシリンダ５６は、連通油路４２の油圧が作
用させられる第１受圧面５８およびその反対向きでエア
室６０内のエア圧が作用させられる第２受圧面６２を有
するピストン６４を備えており、プレス加工前に前記油
圧シリンダ３２の初期油圧を調整する際にはピストン６
４はエア室６０内のエア圧によって原位置、すなわち図
の右方向の移動端に保持されるが、プレス加工時にエア
シリンダ３４によりしわ押え荷重が油圧シリンダ３２に
作用させられるようになって作動油の油圧が上昇する
と、ピストン６４がエア圧に抗してエア室６０側へ後退
させられるとともに、エア室６０の容積減少に伴って上
昇するエア圧と前記しわ押え荷重に対応する作動油の油
圧とが釣り合う位置で停止させられることにより、ピス
トン６４の後退ストロークに対応する量だけ連通油路４
２からバランスシリンダ５６内へ作動油が流入させら
れ、プレス加工に関与する総ての油圧シリンダ３２のピ
ストンが中立状態となるように、エア室６０内のエア圧
は予め調整されている。

【００３２】上記エア室６０は配管６６を介してエアタ
ンク６８に連通させられているとともに、そのエアタン
ク６８にはポンプ等のエア源７０から逆止弁７２を介し
て圧力エアが供給されるようになっており、エア圧セン
サ７４によりエア圧を検出しつつ電磁開閉弁７６が開閉
制御されてエアが流出させられることにより、エアタン
ク６８やエア室６０内の初期エア圧、すなわちプレス加
工前のエア圧が調整される。上記エア源７０および電磁
開閉弁７６等によりエア圧、すなわち弾性手段としての
圧力エアによる付勢力を調整する付勢力調整手段７８が
構成されており、それ等は前記コントローラ５４によっ
て制御されるとともに、そのコントローラ５４には上記
エア圧センサ７４からエア圧を表す信号が供給される。

【００３３】ここで、前記油圧シリンダ３２のピストン
が中立状態となるバランスシリンダ５６のエア圧につい
て具体的に説明する。先ず、エアシリンダ３４の受圧面
積をＡａ、エア室３６の初期エア圧をＰas、プレス下死
点でのエア圧をＰax、プレス下死点までのクッションス
トロークをＳｔ、エア室３６に連通する一連の初期エア
容積をＶａ、クッションパッド２８の重量をＷｐ、クッ
ションピン２４の使用本数をｎ、油圧シリンダ３２の受
圧面積をＡｓ、油圧シリンダ３２の初期油圧をＰss、プ
レス下死点での油圧をＰsx、油圧シリンダ３２の適正ピ
ストン追込み寸法をＸav、バランスシリンダ５６の第１
受圧面５８の受圧面積をＡvs、第２受圧面６２の受圧面
積をＡva、エア室６０の初期エア圧をＰvs、プレス下死
点でのエア圧をＰvx、エア室６０に連通する一連の初期
エア容積をＶｖ、プレス下死点でのピストン６４の後退
ストロークをＳｒとすると、以下の（２）式〜（５）式
が成立する。（２）式はバランスシリンダ５６のエア圧
変化によるもので、（３）式はプレス下死点におけるバ
ランスシリンダ５６の釣り合いによるもので、（４）式
はプレス下死点でのエアシリンダ３４と油圧シリンダ３
２との釣り合いによるもので、（５）式はエアシリンダ
３４のエア圧変化によるものである。Ｐvs・Ｖｖ＝Ｐvx（Ｖｖ−Ａva・Ｓｒ）・・・（２）Ｐvx・Ａva＝Ｐsx・Ａvs ・・・（３）Ａａ・Ｐax−Ｗｐ＝ｎ・Ａｓ・Ｐsx ・・・（４）Ｐas・Ｖａ＝Ｐax（Ｖａ−Ａａ・Ｓｔ）・・・（５）

【００３４】そして、上記（２）式〜（５）式から次式
（６）が得られるとともに、油圧シリンダ３２の作動油
の初期油圧Ｐssが例えば８０×９．８×１０⁴ Ｐａ程度
の高圧で非圧縮性流体であると仮定すれば、連通油路４
２からの作動油の流出量とバランスシリンダ５６内への
作動油の流入量は同じであることから次式（７）が成立
し、これ等の（６）式および（７）式から次式（８）が
得られる。かかる（８）式において、各部の受圧面積Ａ
va，Ａvs，Ａａ，Ａｓ、容積Ｖｖ，Ｖａ、重量Ｗｐ、適
正ピストン追込み寸法Ｘavはプレス機械１０によって設
定され、クッションピン使用本数ｎ、クッションストロ
ークＳｔ、初期エア圧Ｐasはしわ押え荷重などのプレス
加工条件として予め設定されるため、かかる（８）式か
らバランスシリンダ５６の初期エア圧Ｐvsを算出でき
る。なお、油圧シリンダ３２の作動油の初期油圧Ｐss
は、プレス加工前の初期状態ではバランスシリンダ５６
のピストン６４が原位置に保持されるようにＰvs・Ａva
＞Ｐss・Ａvsを満足する範囲で適宜設定される。

【数１】

【００３５】このように本実施例の均圧装置４０は、プ
レス加工時に連通油路４２内の作動油がバランスシリン
ダ５６内へ流動させられることにより油圧シリンダ３２
のピストンが中立状態とされるため、作動油の初期油圧
ＰssはＰvs・Ａva＞Ｐss・Ａvsを満足する範囲で適宜設
定でき、油温やエア混入量などに拘らず略非圧縮性流体
と見做すことが可能な高圧、例えば８０×９．８×１０
⁴ Ｐａ程度の油圧に設定すれば、油温やエア混入量など
に影響されることなく常に均圧状態でプレス加工を行う
ことができるようになる。すなわち、従来はエアの混入
を前提とした作動油の圧縮性を利用して油圧シリンダ３
２のピストンが中立状態となるようにしていたため、初
期油圧Ｐssは混入エアの存在で体積弾性係数が比較的小
さい低圧に設定する必要があり、エアの混入量の相違な
どによって圧縮性がばらつくとともに、その圧縮性のば
らつきでピストンの中立状態すなわち均圧状態が得られ
なくなる恐れがあったが、本実施例では作動油を流出さ
せて油圧シリンダ３２のピストンが中立状態となるよう
にしたので、作動油の圧縮性は必要なく、油温やエア混
入量などに拘らず圧縮性が略一定となる高圧とすること
により、それ等の油温やエア混入量などに影響されるこ
となく均圧状態を得ることができるようになるのであ
る。

【００３６】また、本実施例では流出制御手段としてバ
ランスシリンダ５６が用いられ、プレス加工時にはエア
室６０内のエア圧に抗してピストン６４が後退させられ
るとともに、前記（３）式を満足する位置で停止させら
れることにより、その後退ストロークに対応する量だけ
作動油が連通油路４２から流入させられ、油圧シリンダ
３２のピストンを中立状態とするようになっているた
め、例えば初期エア圧を前記（８）式から求められるエ
ア圧Ｐvsよりも低圧とし、ピストン６４が予め定められ
た位置、具体的には前記（７）式に従って求められる後
退ストロークＳｒでストッパなどにより停止させられる
場合に比較して、油圧シリンダ３２の油圧の急激な変化
や脈動が抑制され、その油圧変動に伴うしわ押え荷重変
化でプレス品質を損なうことが良好に回避される。

【００３７】また、エア室６０内のエア圧と連通油路４
２内の油圧とのバランスでピストン６４が移動させら
れ、連通油路４２に対して作動油が自動的に流出入させ
られるため、ピストン６４を強制的に往復移動させて作
動油の流出入を制御する場合に比較し、制御系統を含め
て均圧装置４０が簡単且つ安価に構成される。また、本
実施例ではエア式（ガス式）のバランスシリンダ５６が
用いられているため、初期エア圧Ｐvsを変更するだけで
種々のプレス加工条件やプレス機械１０に容易に対処で
き、高い汎用性が得られる。

【００３８】次に、本発明の他の実施例を説明する。な
お、以下の実施例において前記実施例と実質的に共通す
る部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。

【００３９】図３は流出制御手段の別の態様を示す図
で、（ａ）は弾性手段としてスプリング８０を用いたバ
ランスシリンダ８２である。スプリング８０のばね定数
をｋ、初期圧縮変形量をｌｏとすると、下死点でのばね
力と油圧との釣り合いから次式（９）が成立し、これと
前記（４）式および（５）式から次式（10）が得られ
る。また、この（10) 式および前記（７）式から次式
（11）が得られ、かかる（11）式を満足するようにばね
定数ｋ，初期圧縮変形量ｌｏを設定すれば、前記第１実
施例と同様の作用効果が得られる。なお、初期油圧Ｐss
は、Ａvs・Ｐss＜ｋ・ｌｏを満足する範囲で適宜設定さ
れる。

【数２】

【００４０】図３の（ｂ）は、ストッパねじ８４により
ピストン６４の後退ストロークを規定したシリンダ装置
８６によって流出制御手段を構成した場合で、前記
（７）式に従って後退ストロークＳｒを設定すれば良
い。初期油圧Ｐssの調整時にピストン６４を原位置に保
持するため、前記（８）式から求められる初期エア圧Ｐ
vsと同じかそれよりも低圧の圧力エアをエア室６０に充
填したり、スプリングなどの弾性部材をエア室６０内に
配設したりすることが望ましいが、ストッパねじ８４を
ねじ込んでピストン６４を原位置に位置決めした状態で
初期油圧Ｐssを調整し、その後プレス加工を行う前にス
トッパねじ８４を後退ストロークＳｒだけ戻すようにし
ても良い。

【００４１】図４の均圧装置９０は、前記第１実施例の
均圧装置４０に比較して、流出制御手段としてガス式の
バランスシリンダ９２を複数並列に接続した点が異な
る。この場合、バランスシリンダ９２の数がｍで各部の
寸法が互いに同じであれば、前記（２）式は次式（12）
となり、各バランスシリンダ９２のピストンの後退スト
ロークＳｒは次式（13）で表され、１本の場合に比較し
て１／ｍになる。なお、適正ピストン追込み寸法Ｘavは
前記（８）式で表され、後退ストロークＳｒ以外は前記
第１実施例と同じになる。

【数３】

【００４２】このように本実施例の均圧装置９０におい
ては、バランスシリンダ９２のピストンの後退ストロー
クＳｒがバランスシリンダ９２の配設数に応じて小さく
なり、バランスシリンダ９２の軸方向長さを短くできる
ため、第１実施例のように１本のバランスシリンダ５６
で流出制御手段を構成する場合に比較して、バランスシ
リンダ９２の配設形態の自由度が高く、例えば図４のよ
うに略水平に並べて配置することにより高さ寸法を小さ
くできるなど、狭いスペースにコンパクトに配置できる
ようになる。すなわち、上記バランスシリンダ９２は、
小さな付勢力でピストンを原位置に保持する上で連通油
路４２側のピストン受圧面積を小さくすることが望まし
いが、所定流量の作動油を連通油路４２から流出させる
ためには後退ストロークＳｒを大きくする必要があり、
１本の場合にはピストンストロークの大きなバランスシ
リンダが必要となるのに対し、本実施例のように複数並
列に接続すれば小さなピストンストロークのバランスシ
リンダ９２を用いてコンパクトに構成することが可能と
なるのである。ピストン受圧面積Ａvsを大きくすればピ
ストンストロークを短くできるが、ピストンやシリンダ
ハウジングに作用する荷重が大きくなるため、バランス
シリンダに要求される機械的強度の点からもピストン受
圧面積Ａvsを大きくすることには限界がある。

【００４３】また、本実施例ではエア式のバランスシリ
ンダ９２が用いられているとともに、各エア室が配管６
６を介して互いに連通させられているため、初期エア圧
Ｐvsを第１実施例の場合と同様に容易且つ迅速に調整で
きる。

【００４４】図５の均圧装置１００は、上記図４の均圧
装置９０における複数のバランスシリンダ９２を、それ
ぞれ電磁開閉弁１０２，１０４を介して連通油路４２，
配管６６に接続した場合であり、各電磁開閉弁１０２，
１０４はそれぞれ独立にコントローラ５４によって開閉
制御されるようになっている。配管６６側の電磁開閉弁
１０４が独立に開閉させられることにより、各バランス
シリンダ９２の初期エア圧Ｐvsをそれぞれ異なるエア圧
に調整することが可能であり、連通油路４２側の電磁開
閉弁１０２が独立に開閉制御されることにより、使用す
るバランスシリンダ９２の組み合わせを適宜変更するこ
とができる。これにより、複数のプレス加工条件に対し
ても、電磁開閉弁１０２により使用するバランスシリン
ダ９２を切り換えるだけで容易に均圧状態が得られるよ
うになる。連通油路４２側の電磁開閉弁１０２は請求項
４の開閉手段に相当する。

【００４５】ここで、例えば２本のバランスシリンダ９
２を用いた場合について具体的に説明する。２本のバラ
ンスシリンダ９２をそれぞれ第１バランスシリンダ，第
２バランスシリンダとし、初期エア圧をＰvs1 ，Ｐvs2
、後退ストロークをＳr1，Ｓr2とすると、第１バラン
スシリンダ９２のみ使用時の後退ストロークＳr1，適正
ピストン追込み寸法Ｘavはそれぞれ次式（14），（15）
で表され、第２バランスシリンダ９２のみ使用時の後退
ストロークＳr2，適正ピストン追込み寸法Ｘavはそれぞ
れ次式（16），（17）で表される。また、第１および第
２バランスシリンダ９２を共に使用した場合の後退スト
ロークＳr1，Ｓr2，適正ピストン追込み寸法Ｘavはそれ
ぞれ次式（18），（19），（20）で表される。なお、こ
の場合の初期エア容積Ｖｖは、バランスシリンダ９２の
エア室から電磁開閉弁１０４までの容積であり、この場
合にはエアタンク６８は必ずしも必要ない一方、必要に
応じてバランスシリンダ９２のエア室と電磁開閉弁１０
４との間に所定の容積のエアタンクを配設することがで
きる。

【数４】

【００４６】上記（15）式，（17）式，（20）式から明
らかなように、適正ピストン追込み寸法Ｘavは初期エア
圧Ｐvs1 ，Ｐvs2 が異なる２本のバランスシリンダ９２
の組み合わせによりそれぞれ異なる３つの式が表され
る。したがって、例えばクッションピン２４の使用本数
ｎやしわ押え荷重に対応するエアシリンダ３４の初期エ
ア圧Ｐasなどのプレス加工条件が異なる３種類のプレス
品をプレス加工する場合に、プレス品１では第１バラン
スシリンダ９２のみを使用し、プレス品２では第２バラ
ンスシリンダ９２のみを使用し、プレス品３では第１お
よび第２バランスシリンダ９２を使用することにより、
それぞれ適正プレス追込み寸法Ｘavとなるように初期エ
ア圧Ｐvs1 ，Ｐvs2 を設定しておけば、使用するバラン
スシリンダ９２を電磁開閉弁１０２によって切り換える
だけで容易に均圧状態が得られる。

【００４７】このように、本実施例の均圧装置１００に
おいては、複数のバランスシリンダ９２の少なくとも一
部の初期エア圧Ｐvsを異なるエア圧に設定しておく一
方、クッションピン２４の使用本数ｎなどのプレス加工
条件に応じて電磁開閉弁１０２により複数のバランスシ
リンダ９２を使い分けることにより、連通油路４２から
の作動油の流出量に対する油圧の変化特性を変更して、
プレス加工条件の相違に拘らず均圧状態を得られるよう
にすることができる。例えばしわ押え荷重の変更すなわ
ちプレス加工時の油圧Ｐsxの変化に拘らず作動油の流出
量を略一定に維持して、油圧シリンダ３２のピストンが
中立状態となるようにしたり、プレス加工に使用する油
圧シリンダ３２の数すなわちクッションピン使用本数ｎ
の変更により油圧シリンダ３２のピストンを中立状態と
する流出量が変化しても、プレス加工時にしわ押え荷重
に対応する油圧Ｐsxが得られるようにしたりするなど、
電磁開閉弁１０２を切り換えるだけで容易に複数種類の
プレス加工条件に対処できるようになる。

【００４８】図６の均圧装置１１０は、前記連通油路４
２にフリーピストンシリンダ１１２を連結するととも
に、そのフリーピストンシリンダ１１２に配管１１４を
介して油気圧シリンダ１１６を連結したもので、それ等
のフリーピストンシリンダ１１２および油気圧シリンダ
１１６を含んで流出制御手段１１８が構成されている。
フリーピストンシリンダ１１２および油気圧シリンダ１
１６は、前記多数の油圧シリンダ３２と共にクッション
パッド２８に配設されており、油圧シリンダ３２および
連通油路４２内の作動油の初期容積は小さく、僅かな容
積変化で油圧が大きく変化するようになっている。すな
わち、作動油の初期容積をＶｓ、その変化量をΔＶｓ、
容積変化に伴う油圧変化量をΔＰｓ、作動油の体積弾性
係数をＫとすると、油圧変化量ΔＰｓは次式（21）で表
され、容積の変化量ΔＶｓが同じであれば初期容積Ｖｓ
が小さい程油圧変化量ΔＰｓは大きくなり、僅かな容積
変化で油圧が大きく変化するのである。そして、このよ
うに容積変化量ΔＶｓに対する油圧変化量ΔＰｓの割合
が高くなると、油温やエア混入量などに起因して作動油
の圧縮性すなわち体積弾性係数Ｋがばらついても、僅か
な容積変化量ΔＶｓで所定の油圧Ｐsxが得られるように
なり、体積弾性係数Ｋのばらつきの影響が小さくなる。 ΔＰｓ＝Ｋ・ΔＶｓ／Ｖｓ・・・（21）

【００４９】上記フリーピストンシリンダ１１２は請求
項５のシリンダ装置に相当するもので、図７に具体的に
示すように、大径部１２０および小径部１２２を有して
シリンダ本体１２４内に摺動可能に嵌合された段付ピス
トン１２６と、その段付ピストン１２６の大径部１２０
側に形成されて前記連通油路４２に連通させられる第１
室１２８と、段付ピストン１２６の小径部１２２側に形
成されて嵌合孔１３０を介して前記配管１１４に連通さ
せられる第２室１３２とを備えている。段付ピストン１
２６が大径部１２０側の移動端である原位置に保持され
た状態では、第２室１３２と配管１１４とが連通させら
れ、油圧源１３４から逆止弁１３６を経て供給される制
御流体としての作動油がその第２室１３２と配管１１４
との間で流通することが許容されるが、段付ピストン１
２６が原位置から予め定められた一定の後退ストローク
Ｓfeだけ小径部１２２側へ後退させられると、その小径
部１２２が嵌合孔１３０内に嵌合されて上記第２室１３
２と配管１１４との間の作動油の流通が阻止される。段
付ピストン１２６には、シリンダ本体１２４や嵌合孔１
３０との間を液密にシールするシール部材１３８，１４
０，１４２が設けられており、上記後退ストロークＳfe
はシール部材１４２によって嵌合孔１３０と小径部１２
２との間がシールされ、第２室１３２内の作動油が配管
１１４側へ流出できないように第２室１３２が密閉され
るまでのストロークである。なお、図７に一点鎖線で示
すように第１室１２８と第２室１３２とを連通するオリ
フィス機能付きのバイパス通路１５０を設ければ、作動
油を封入する際の作業が容易になる。

【００５０】上記後退ストロークＳfeは、段付ピストン
１２６の大径部１２０の受圧面積をＡfeとすると、前記
（７）式と同様な次式（22）を満足するように設定され
ており、プレス加工前に総ての油圧シリンダ３２のピス
トンが突出端に位置させられた状態から、プレス加工時
の連通油路４２内の作動油の油圧上昇によって段付ピス
トン１２６が上記後退ストロークＳfeだけ後退させられ
ると、クッションピン２４が配設された各油圧シリンダ
３２は適正ピストン追込み寸法Ｘavだけ追い込まれて中
立状態とされる。連通油路４２内の作動油の初期油圧Ｐ
ssが、前記各実施例と同様に高圧であればプレス下死点
においても油圧シリンダ３２のピストンの追込み寸法は
上記適正ピストン追込み寸法Ｘavに維持されるが、本実
施例では連通油路４２内の作動油の初期容積Ｖｓが小さ
く、僅かな容積変化で油圧が大きく変化するため、初期
油圧Ｐssが大気圧程度の低圧であっても、しわ押え荷重
に対応する油圧Ｐsxとなるまでの容積変化は極僅かで、
油圧シリンダ３２のピストンの追込み寸法は略上記適正
ピストン追込み寸法Ｘavに維持される。密閉された第２
室１３２内の作動油の容積も小さいため、連通油路４２
の油圧が大きく変化しても段付ピストン１２６は後退ス
トロークＳfeの位置に維持され、連通油路４２内の作動
油がフリーピストンシリンダ１１２内に流入して油圧シ
リンダ３２のピストンの追込み寸法が大きくなることも
ない。本実施例では、初期油圧Ｐssは、しわ押え型３０
を持ち上げて総ての油圧シリンダ３２のピストンを突出
端に保持できる範囲で比較的低圧、例えば大気圧より少
し高い油圧に調圧されるが、この初期油圧Ｐssが多少ば
らついても追込み寸法には殆ど影響がないため、初期油
圧Ｐssを１回のプレス毎に厳しく管理する必要はない。
なお、油圧変化に伴う容積変化を考慮して、後退ストロ
ークＳfeを小さめに設定することも可能である。ｎ・Ａｓ・Ｘav＝Ａfe・Ｓfe ・・・（22）

【００５１】油気圧シリンダ１１６は請求項５の弾性手
段に相当するもので、ピストン１４４の両側に形成され
た油室１４６およびガス室１４８を備えており、油室１
４６は上記配管１１４に接続されている一方、ガス室１
４８には所定圧力の気体（実施例では窒素ガス）が密封
されている。この気体のガス圧は、プレス加工前におい
てピストン１４４を油室１４６側へ付勢することによ
り、前記嵌合孔１３０から第２室１３２内へ作動油を流
入させて前記段付ピストン１２６を原位置に保持する
が、プレス加工時に連通油路４２内の作動油の油圧が上
昇すると、ピストン１４４が配管１１４内の圧力でガス
室１４８側へ移動させられることにより、段付ピストン
１２６が原位置から後退させられるとともに第２室１３
２内の作動油が嵌合孔１３０から配管１１４内へ流出す
ることを許容するように定められている。

【００５２】ここで、ガス室１４８の初期容積をＶgs、
初期ガス圧をＰgs、プレス加工時の容積をＶgx、ガス圧
をＰgxとすると、ＰＶ＝一定であるため次式（23）の関
係が得られる。配管１１４および第２室１３２内の作動
油の初期容積が小さく、その圧力変化に伴う容積変化を
無視すると、プレス加工時のガス室容積Ｖgxは、段付ピ
ストン１２６の大径部１２０の受圧面積Ａfeおよび前記
後退ストロークＳfeを用いて次式（24）で表され、（2
3）式は（25）式に書き換えることができる。一方、プ
レス加工前には段付ピストン１２６を原位置に保持する
必要があるため、初期ガス圧Ｐgsは次式（26）を満足す
る必要があるとともに、プレス加工時に段付ピストン１
２６が後退ストロークＳfeだけ後退することを許容する
ためには、プレス加工時のガス圧Ｐgxは次式（27）の関
係を満足する必要があり、このガス圧Ｐgxに（25）式を
代入すると（28）式が得られる。すなわち、初期ガス圧
Ｐgsは、初期油圧Ｐssよりも高く且つ初期容積Ｖgsとの
関係で（28）式を満足するように設定されれば良いので
あるが、初期油圧Ｐssが低圧であれば初期ガス圧Ｐgsの
設定許容範囲は大きくなるため、必ずしも１回のプレス
毎に厳密に管理する必要はない。なお、配管１１４内の
作動油の初期油圧は初期油圧Ｐssより高圧で、例えば初
期ガス圧Ｐgsと同じに設定される。Ｐgs・Ｖgs＝Ｐgx・Ｖgx ・・・（23）Ｖgx＝Ｖgs−Ｓfe・Ａfe ・・・（24）Ｐgs・Ｖgs＝Ｐgx（Ｖgs−Ｓfe・Ａfe）・・・（25）Ｐgs＞Ｐss ・・・（26）Ｐsx＞Ｐgx ・・・（27）Ｐsx＞Ｐgs・Ｖgs／（Ｖgs−Ｓfe・Ａfe）・・・（28）

【００５３】このような均圧装置１１０においては、油
圧シリンダ３２および連通油路４２内の作動油の初期容
積Ｖｓが小さく、僅かな容積変化で油圧が大きく変化す
るようになっているため、油温やエア混入量などに起因
して作動油の圧縮性すなわち体積弾性係数Ｋがばらつい
ても、僅かな容積変化量ΔＶｓで所定の油圧Ｐsxが得ら
れるようになり、体積弾性係数Ｋのばらつきによって均
圧状態が損なわれることがない。

【００５４】また、このように連通油路４２内の作動油
の初期容積Ｖｓが小さく、僅かな容積変化で油圧が大き
く変化するようになっていることから、その作動油の初
期油圧Ｐssを１回のプレス毎に厳密に管理する必要がな
いとともに、初期油圧Ｐssを大気圧程度の低圧に設定す
ることができる。しわ押え荷重が異なる複数種類のプレ
ス加工にも、初期油圧Ｐssや初期ガス圧Ｐgsなどを変更
することなくそのまま対応できる。

【００５５】また、油圧シリンダ３２の油圧がエアシリ
ンダ３４の初期エア圧Ｐasと釣り合うまで油圧シリンダ
３２のピストンが追い込まれることにより、しわ押え荷
重が均等に分配されるようになるが、その後もエアシリ
ンダ３４のクッションストロークの増加に伴ってしわ押
え荷重は増加し、そのしわ押え荷重の増加に対応して油
圧シリンダ３２内の油圧が上昇する。これにより、油圧
シリンダ３２のピストンストロークが大きくなるが、上
記のように作動油の初期容積Ｖｓが小さい場合にはしわ
押え荷重の増加に逆比例する作動油の容積収縮は小さい
ため、油圧シリンダ３２のピストンストロークの変化量
は微小で、胴付きを防止しつつ油圧シリンダ３２をコン
パクトに構成できる。

【００５６】また、流出制御手段１１８のフリーピスト
ンシリンダ１１２および油気圧シリンダ１１６が、多数
の油圧シリンダ３２と共にクッションパッド２８に配設
されているため、プレス機械が全体としてコンパクトに
構成されるとともに、プレス加工に伴う作動油の移動量
が短くなるため、移動抵抗による発熱が抑制される。

【００５７】また、フリーピストンシリンダ１１２の段
付ピストン１２６の後退ストロークは、第２室１３２内
に密閉された作動油の圧力上昇によって一定の後退スト
ロークＳfeに制御され、連通油路４２内の作動油の流出
を停止するようになっているため、第１実施例のバラン
スシリンダ５６を用いる場合よりも段付ピストン１２６
の振動は少なく、油圧の脈動が一層効果的に抑制され
る。

【００５８】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、本発明は他の態様で実施することもで
きる。

【００５９】例えば、前記図４，図５の実施例では、各
部の寸法が互いに等しい複数のバランスシリンダ９２を
用いているが、作動油側とエア側とのピストン断面積比
や初期エア容積Ｖｖなどが異なる複数種類のバランスシ
リンダを用いることも可能である。図５の場合には、各
バランスシリンダ９２の断面積比や初期エア容積Ｖｖを
プレス加工条件に応じて予め設定しておけば、初期エア
圧Ｐvsの設定と合わせてより広いプレス加工条件で均圧
状態が得られるようになる。

【００６０】また、図４，図５の実施例ではガス式のバ
ランスシリンダ５６が用いられていたが、図３に示すバ
ランスシリンダ８２やシリンダ装置８６を用いることも
可能である。バランスシリンダ８２の場合は、スプリン
グ８０の初期圧縮変形量ｌｏをねじ軸などで調整できる
ようにしておくことが望ましい。

【００６１】また、前記実施例では初期エア圧Ｐvsを演
算式で求める場合について説明したが、初期エア圧Ｐvs
以外の物理量を予め設定，調整した後、初期エア圧Ｐvs
を変更しながら試し打ちを行って均圧状態が得られる初
期エア圧Ｐvsを設定するようにしても良い。プレス下死
点で停止させ、エア圧Ｐvxを変更しながら油圧Ｐsx，後
退ストロークＳｒなどにより均圧状態か否かを判断し、
均圧状態となるエア圧Ｐvxに調整するようにしても良
い。

【００６２】また、前記実施例ではコントローラ５４に
より自動で初期油圧Ｐssや初期エア圧Ｐvsが調整される
ようになっているが、手動開閉弁や起動停止スイッチな
どを用いて作業者が手動操作でそれ等の初期油圧Ｐssや
初期エア圧Ｐvsを調整するようになっていても良い。電
磁開閉弁１０２や１０４についても、手動開閉弁を用い
ることができる。

【００６３】その他一々例示はしないが、本発明は当業
者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実
施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である均圧装置を備えたプレ
ス機械の基本構成を説明する断面図である。

【図２】図１のプレス機械の均圧装置を説明するための
油・エア回路を示す図である。

【図３】図２の均圧装置に流出制御手段として用いられ
る他の例を説明する図である。

【図４】本発明の他の実施例を説明するための油・エア
回路を示す図である。

【図５】本発明の更に別の実施例を説明するための油・
エア回路を示す図である。

【図６】本発明の更に別の実施例を説明するための油圧
回路を示す図である。

【図７】図６の実施例のフリーピストンシリンダを具体
的に示す断面図である。

【符号の説明】

１０：プレス機械３２：油圧シリンダ４０，９０，１００，１１０：均圧装置４２：連通油路５６，８２，９２：バランスシリンダ（流出制御手段）８０：スプリング（弾性手段）８６：シリンダ装置（流出制御手段）１０２：電磁開閉弁（開閉手段）１１２：フリーピストンシリンダ（シリンダ装置）１１６：油気圧シリンダ（弾性手段）１１８：流出制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】油室が互いに連通させられた複数の油圧
シリンダを備え、プレス加工時に該複数の油圧シリンダ
のピストンがそれぞれ追い込まれて中立状態とされるこ
とにより、該油圧シリンダを介して荷重を均等に伝達す
るプレス機械の均圧装置において、前記複数の油圧シリンダの油室に連通する一連の連通油
路に接続され、プレス加工前には該連通油路から作動油
が流出することを阻止して総ての油圧シリンダのピスト
ンを突出端に保持するが、プレス加工時には該連通油路
から作動油を予め定められた所定量だけ流出させて前記
油圧シリンダのピストンを中立状態とする流出制御手段
を設けたことを特徴とするプレス機械の均圧装置。
【請求項２】前記流出制御手段は、プレス加工前には
ピストンを弾性手段の付勢力に従って原位置に保持する
が、プレス加工時には前記作動油の油圧上昇により該ピ
ストンが該弾性手段の付勢力に抗して後退させられ、該
ピストンの後退ストロークに対応する量だけ前記連通油
路から前記作動油が流入させられるシリンダ装置で、該
連通油路に複数並列に接続されている請求項１に記載の
プレス機械の均圧装置。
【請求項３】前記流出制御手段は、プレス加工前には
ピストンを弾性手段の付勢力に従って原位置に保持する
が、プレス加工時には前記作動油の油圧上昇により該ピ
ストンが該弾性手段の付勢力に抗して後退させられると
ともに、該弾性手段の弾性変形に伴って上昇する付勢力
と前記荷重に対応する作動油の油圧とが釣り合う位置で
停止させられることにより、該ピストンの後退ストロー
クに対応する量だけ前記連通油路から前記作動油が流入
させられるバランスシリンダである請求項１または２に
記載のプレス機械の均圧装置。
【請求項４】前記弾性手段からピストンに加えられる
荷重と前記作動油からピストンに加えられる荷重との関
係が異なる複数のバランスシリンダが、それぞれ開閉手
段を介して前記連通油路に並列に接続されている請求項
３に記載のプレス機械の均圧装置。
【請求項５】前記流出制御手段は、大径部および小径部を有する段付ピストンと、該段付ピストンの大径部側に形成されて前記連通油路に
連通させられる第１室と、前記段付ピストンの小径部側に形成されて制御流体が充
填される第２室と、前記段付ピストンが大径部側の移動端である原位置に保
持された状態では前記第２室と外部とを連通させて前記
制御流体の流通を許容するが、該段付ピストンが該原位
置から予め定められた一定の後退ストロークだけ前記小
径部側へ後退させられると、該小径部が嵌合されて該制
御流体の流通を阻害する嵌合孔とを有するシリンダ装置
と、プレス加工前には付勢力により前記嵌合孔から前記第２
室内へ前記制御流体を流入させて前記段付ピストンを前
記原位置に保持する一方、プレス加工時には前記作動油
の油圧上昇により前記付勢力に抗して前記段付ピストン
が前記原位置から後退させられるとともに前記第２室内
の制御流体が前記嵌合孔から外部へ流出することを許容
する弾性手段とを含んで構成されている請求項１に記載
のプレス機械の均圧装置。