(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレスの加圧力を受けて移動し加圧後復帰するピストンを有する油圧シリンダと、加圧時において該油圧シリンダの下部油室からの圧油を蓄積する第１アキュムレータと、加圧終了後に該第１アキュムレータから圧油が送られてくることで回転する油圧モータを備えたエネルギ回生手段と、該油圧モータから吐出された圧油を蓄積しこの圧油を前記下部油室に送油してピストンを復帰する第２アキュムレータと、を備え、
前記下部油室からの圧油は、第１アキュムレータ、エネルギ回生手段、第２アキュムレータ、下部油室の順に循環することを特徴とするプレスクッション装置。
【請求項２】
さらに、前記第１アキュームレータと前記油圧モータとの間に設けられ、開閉によりこれらを連通または非連通状態にする切り換え弁を備え、
油圧シリンダの加圧時において第１アキュムレータに圧油を蓄積している最中は、該切り換え弁は閉じていることを特徴とする請求項１に記載のプレスクッション装置。
【請求項３】
プレスの加圧力を受けて移動し加圧後復帰するピストンを有する油圧シリンダと、加圧時において該油圧シリンダの下部油室からの圧油を蓄積するアキュムレータと、プレス加圧時には油圧シリンダの圧油をアキュムレータへ導き、復帰時にはアキュムレータの圧油を油圧シリンダに導く切り換え弁と、前記下部油室とアキュムレータ間を移動する圧油により回転する油圧モータを備え、
前記切り換え弁は、プレス加圧時には前記油圧シリンダを前記油圧モータの一方側へ連通させ前記アキュームレータを前記油圧モータの他方側に連通させ、復帰時には前記油圧シリンダを前記油圧モータの他方側へ連通させ前記アキュームレータを前記油圧モータの一方側に連通させることにより、プレス加圧時及び復帰時の両方において、前記油圧モータを同一方向に回転させることを特徴とするプレスクッション装置。
【請求項４】
前記回生手段は、油圧モータと、この油圧モータによって駆動される発電機と、この発電機の発生した電力を消費する電源設備からなることを特徴とする請求項１または３記載のプレスクッション装置。
【請求項５】
前記発電機としてサーボモータを用いたことを特徴とする請求項４記載のプレスクッション装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はプレスの加圧時における衝撃を緩和するクッション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プレスでは雄型と雌型の間に被加工物を挟み加圧して成形する作業を繰り返し行うことが多い。プレスでは加圧時の衝撃力を緩和するためクッション装置が付けられている。クッション装置にはかなりのエネルギが加えられること、および繰り返し加えられるので、これらのエネルギの回収が行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特開平６−５４３号公報にはプレスのＮＣサーボダイクッション装置のエネルギ回収装置が開示されている。これはプレスのストロークをラックギヤの動作として取り出し、ピニオンギヤにより回転力に換えサーボモータに直結して位置制御、同期制御を行い合わせて発電し、電力としてエネルギを回生している。しかし、このようにサーボモータが機械的にプレスに直結しているため、サーボモータに衝撃が加わり破損させる可能性が高い。このためサーボモータの容量を大きくしかつ頑丈な構造としている。しかも破損した場合バックアップ装置がないため損害が大きくなると言う問題があった。
【０００４】
本発明は上述の問題に鑑みてなされたもので、金型衝突時及び成形中の衝撃的な、あるいは短時間の油の流れはアキュムレータにより吸収し、アキュムレータからエネルギを回収することによりエネルギ回生装置に衝撃を与えないクッション装置とすることを目的とする。また衝撃吸収部が作動不良を起こしても装置を破損させない安全機構のあるクッション装置とすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目低を達成するため、請求項１の発明では、プレスの加圧力を受けて移動し加圧後復帰するピストンを有する油圧シリンダと、加圧時において該油圧シリンダの下部油室からの圧油を蓄積する第１アキュムレータと、加圧終了後に該第１アキュムレータから圧油が送られてくることで回転する油圧モータを備えたエネルギ回生手段と、該油圧モータから吐出された圧油を蓄積しこの圧油を前記下部油室に送油してピストンを復帰する第２アキュムレータと、を備え、前記下部油室からの圧油は、第１アキュムレータ、エネルギ回生手段、第２アキュムレータ、下部油室の順に循環するものである。
【０００６】
請求項２の発明では、さらに、前記第１アキュームレータと前記油圧モータとの間に設けられ、開閉によりこれらを連通または非連通状態にする切り換え弁を備え、油圧シリンダの加圧時において第１アキュムレータに圧油を蓄積している最中は、該切り換え弁は閉じている。
【０００７】
請求項３の発明では、プレスの加圧力を受けて移動し加圧後復帰するピストンを有する油圧シリンダと、加圧時において該油圧シリンダの下部油室からの圧油を蓄積するアキュムレータと、プレス加圧時には油圧シリンダの圧油をアキュムレータへ導き、復帰時にはアキュムレータの圧油を油圧シリンダに導く切り換え弁と、前記下部油室とアキュムレータ間を移動する圧油により回転する油圧モータを備え、前記切り換え弁は、プレス加圧時には前記油圧シリンダを前記油圧モータの一方側へ連通させ前記アキュームレータを前記油圧モータの他方側に連通させ、復帰時には前記油圧シリンダを前記油圧モータの他方側へ連通させ前記アキュームレータを前記油圧モータの一方側に連通させることにより、プレス加圧時及び復帰時の両方において、前記油圧モータを同一方向に回転させるものである。
【０００８】
請求項４の発明では、前記回生手段は、油圧モータと、この油圧モータによって駆動される発電機と、この発電機の発生した電力を消費する電源設備からなるものである。
【０００９】
請求項５の発明では、前記発電機としてサーボモータを用いる。
【００１０】
【作用】
請求項１の発明では、衝撃力によって加圧された油圧シリンダの圧油を第１アキュムレータに蓄積することにより衝撃力を吸収する。第１アキュムレータの圧油を第２アキュムレータに放出する際、油圧モータを回転させてエネルギ回生手段によりエネルギを回生する。さらに第２アキュムレータに蓄積した圧油により油圧シリンダのピストンを復帰させて次のプレスに備える。このようにエネルギ回生手段には衝撃力はかからないので、エネルギ回生手段の容量を衝撃力を考慮して大きくする必要はない。
【００１１】
請求項３の発明では、衝撃力によって加圧された油圧シリンダの圧油はアキュムレータに蓄積することにより衝撃力を吸収するが、その際油圧モータを回転してエネルギ回生手段によりエネルギを回生する。さらにアキュムレータに蓄積された圧油により、油圧シリンダのピストンを復帰させて次のプレスに備えるが、その際も、油圧モータを回転してエネルギ回生手段によりエネルギを回生する。この場合も衝撃力はアキュムレータで吸収するためエネルギ回生手段には衝撃力はかからない。このためエネルギ回生手段の容量は大きく無くてもよい。
【００１２】
請求項４の発明では、エネルギ回生手段は、油圧モータにより圧油から運動エネルギを取り出し、発電機を回転させて電気エネルギとし、電源装置に供給して回収する。
【００１３】
請求項５の発明では、発電機としてサーボモータを用いる。サーボモータは発停頻度が高くトルクが大きい用途に適しており、油圧モータのトルクを制御しながら発電し回生制動するのに適している。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
図１は実施例のプレスクッション装置を有するプレス本体１を示す。スライド１１は図示しないラムにより加圧されて降下しプレス後上昇する。スライド１１には上型１２が固定されている。１３はプレスされる鋼板で、上型１２と下型１４の間に配置され、周囲をしわ押さえ１５で支持されている。しわ押さえ１５は上型１２の周囲下面とともに鋼板１３の周囲を加圧時に押さえ、鋼板１３に張力を発生させてしわの発生を防止する。下型１４はボルスタープレート１８、キャリア１９を介してベッド２０で支持される。しわ押さえ１５は複数のクッションピン１６により支持され、クッションピン１６はクッション板１７により支持されている。クッション板１７はクッションシリンダ２のピストンロッド２ａに結合され、ピストンロッド２ａはピストン２ｂに結合されている。
【００１６】
プレス時の動作を説明する。スライド１１とともに上型１２が降下し、しわ押さえ１５上の鋼板１３を押さえて降下する。鋼板１３はその中央が下型１４に当たり周囲を上型１２としわ押さえ１５に押さえられて降下するので、下型１４に倣って変形し上型１２が下型１４に重なるまで押しつけられて成形される。この間しわ押さえ１５は破線で示す位置まで降下する。しわ押さえ１５にかかる荷重は衝撃的に加わり、これはクッションシリンダ２に加わるので、クッションシリンダ２はこの衝撃力に抗しつつピストン２ｂを降下することにより衝撃力を吸収する。上型１２が下型１４に十分押さえ付けられ鋼板１３の成形が終わると、スライド１１と上型１２は上昇し、成形された鋼板１３は取り出され、その後クッションシリンダ７によりしわ押さえ１５も実線で示す元の位置に戻る。そして新たな鋼板１３がしわ押さえ１５上にセットされて次のプレスが始まる。
【００１７】
図２は第１実施例のプレスクッション装置を示す油圧回路図である。２はしわ押さえ１５に加わる衝撃力を吸収するクッションシリンダ、３はクッションシリンダ２からの圧油を蓄積して衝撃力を吸収する第１アキュムレータ、４は第１アキュムレータ３の圧油で油圧モータ５を回転させた後の圧油を蓄積する第２アキュムレータ、６は油圧モータ５で回転駆動されるサーボモータで発電することにより衝撃力によるエネルギを回生する。７は電源装置で回生した電気エネルギを有効に消費する。Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはそれぞれ２ポート２位置の切り換え弁で、流れを一方向に流したり閉じたりする電磁弁である。ＡとＢは第１アキュムレータ３の両側に配置され、ＣとＤは第２アキュムレータ４の両側に配置され、アキュムレータ３、４の圧油の出入りを制御する。８はリリーフ弁でクッションシリンダ２に接続され、万一切り換え弁等の作動不良があっても装置の破損を防ぐことができる。
【００１８】
図３は切り換え弁の動作とクッションシリンダ２およびスライド１１の動作を示す図である。横軸は時間を示し、縦軸の上側はスライド１１とクッションシリンダ２のピストン２ｂの昇降距離を示し、下側は切り換え弁Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの開閉を示す。各弁は太線で示す期間開とする。スライド１１が降下して図１のしわ押さえ１５に当たり衝撃力が伝わるとともにしわ押さえ１５と連結したピストン２ｂが降下すると同時に切り換え弁Ａが開となり圧油は第１アキュムレータ３に蓄積され、衝撃力を吸収する。スライド１１が降下して上型１２が下型１４と重なりプレスが終了するとしわ押さえ１５は図１で破線で示す位置にくる。この時点で切り換え弁Ａを閉とする。スライド１１と上型１２は上昇して復帰する。切り換え弁Ｂ，Ｃを開とすることにより、油圧モータ５を回転してサーボモータ６より発電し電源装置７に電力を供給してエネルギを回生する。第２アキュムレータ４に圧油が蓄積されてきた時点で、切り換え弁Ｄを開とし、クッションシリンダ２に圧油を供給してしわ押さえ１５を図１の破線の位置から実線の位置に復帰する。復帰した時点で切り換え弁Ｄを閉とする。切り換え弁Ｂ，Ｃはクッションシリンダ２の押し込まれた分の油量が第１アキュムレータ３から第２アキュムレータ４へ流れるまで開とし、発電してエネルギを回生する。
【００１９】
図４は第２実施例のプレスクッション装置を示す油圧回路図である。図２と同一符号は同一の機能を有する部材を表す。９はアキュムレータで第１実施例と異なり１個である。１０は４ポート３位置の切り換え弁で、中立位置において全てのポートが閉じ流れを中断させるクローズドセンタ型の電磁弁である。
【００２０】
第２実施例の動作を説明する。
プレス開始時の切り換え弁１０の位置は図４に示す位置とする。スライド１１の降下により上型１２がしわ押さえ１５に当たり、クッションシリンダ２に衝撃力が伝わると圧油が油圧モータ５を回転駆動しながらアキュムレータ９に蓄積され、衝撃力を吸収してゆく。油圧モータ５によりサーボモータ６が回転し電力を発生し、電源装置７に供給してエネルギを回生する。上型１２が下型１４に押しつけられ鋼板１３が成形されると、上型１２は上昇を開始し元の位置に復帰する。上型１２が上昇を開始した後、切り換え弁１０をアキュムレータ９からクッションシリンダ２に圧油が流れるように切り換える。これによりアキュムレータ９からクッションシリンダ２に流れる圧油により油圧モータ５を回転しながらピストン２ｂを上昇し、しわ押さえ１５を元の位置に復帰させる。この時サーボモータ６は発電しながら油圧モータ５のトルクを制御してクッションシリンダ２のピストン２ｂの速度を調整する。なおバルブ作動不良等の場合は、リリーフ弁８より圧油をしぼりながら放出して衝撃力を吸収する。このように本実施例では、クッションシリンダ２とアキュムレータ９間を往復する圧油により発電してエネルギを回生するので回生率がよい。またサーボモータ６により油圧モータ５を制御してクッションシリンダ２のピストン速度を制御することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明はプレス時の衝撃力を吸収してエネルギを回生するが、衝撃力はアキュムレータで吸収するので、エネルギ回生装置にはあまり衝撃力はかからない。これによりエネルギ回生装置で衝撃力を吸収する方式に比べ回生装置の容量を小さくすることができる。また回路や機器に支障が生じた場合でもリリーフ弁により装置の破損を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例のプレスクッション装置に衝撃力を与えるプレス本体を示す図である。
【図２】第１実施例の構成を示す油圧回路図である。
【図３】第１実施例の動作と切り換え弁の開閉を示す図である。
【図４】第２実施例の構成を示す油圧回路図である。
【符号の説明】
１  プレス本体
２  クッションシリンダ（油圧シリンダ）
２ａ  ピストンロッド
２ｂ  ピストン
３  第１アキュムレータ
４  第２アキュムレータ
５  油圧モータ
６  サーボモータ（エネルギ回生手段）
７  電源装置（エネルギ回生手段）
８  リリーフ弁
９  アキュムレータ
１０  切り換え弁
１１  スライド
１２  上型
１３  鋼板
１４  下型
１５  しわ押さえ
１６  クッションピン
１７  クッション板
１８  ボルスタープレート
１９  キャリア
２０  ベッド
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ  切り換え弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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