(57)【要約】【課題】回転軸の運動をスライドに伝達して被成形物を成形するプレス装置において、機械部分の潤滑状態の悪化を防ぎつつ、被成形物を変形させる速度を低くすることのできるプレス装置を提供する。【解決手段】第１金型を保持するベッドと、進退可能な第１スライド（１８）と、第１スライドのベッド側に設けられ、第１スライドの進退方向に沿って第１スライドに近接離間可能であり、第２金型が第１金型と非接触にかつ第１金型と対向するように保持される第２スライド（２０Ｂ）と、第１スライドと第２スライドとの間に配置され、第２スライドを第１スライドに近接離間させる圧力を発生させる流体室（Ｒ）と、流体室への作動流体の給排を制御する制御部（２）とを備え、制御部（２）は、第１スライドがベッドに近づく期間に、第２スライドが第１スライドの移動速度以下の相対速度で第１スライドに近づくように流体室の作動流体を排出させる近接制御が可能である。【選択図】図１
2018114513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１金型を保持するベッドと、
前記ベッドに近接離間する方向へ進退可能な第１スライドと、
動力が入力されて回転可能な回転軸と、
前記回転軸の回転を並進運動へ変換して前記第１スライドへ伝達し、前記第１スライドを進退させる伝達機構と、
前記第１スライドの前記ベッド側に設けられ、前記第１スライドの進退方向に沿って前記第１スライドに近接離間可能であり、第２金型が前記第１金型と非接触にかつ前記第１金型と対向するように保持される第２スライドと、
前記第１スライドと前記第２スライドとの間に配置され、前記第２スライドを前記第１スライドに近接離間させる圧力を発生させる流体室と、
前記流体室への作動流体の給排を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第１スライドが前記ベッドに近づく期間に、前記第１スライドの移動速度以下の相対速度で前記第２スライドが前記第１スライドに近づくように前記流体室の作動流体を排出させる近接制御が可能であるプレス装置。
【請求項２】
ベッドと、
前記ベッドに近接離間する方向へ進退可能であり、第１金型を保持する第１スライドと、
動力が入力されて回転可能な回転軸と、
前記回転軸の回転を並進運動へ変換して前記第１スライドへ伝達し、前記第１スライドを進退させる伝達機構と、
前記ベッドの前記第１スライド側に設けられ、前記第１スライドの進退方向に沿って前記ベッドに近接離間可能であり、第２金型が前記第１金型と非接触にかつ前記第１金型と対向するように保持される第２スライドと、
前記ベッドと前記第２スライドとの間に配置され、前記第２スライドを前記ベッドに近接離間させる圧力を発生させる流体室と、
前記流体室への作動流体の給排を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第１スライドが前記ベッドに近づく期間に、前記第１スライドの移動速度以下の速度で前記第２スライドが前記ベッドに近づくように前記流体室の作動流体を排出させる近接制御が可能であるプレス装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１金型と前記第２金型との間で被成形物が変形する成形時に前記近接制御を行う、
請求項１又は請求項２に記載のプレス装置。
【請求項４】
前記制御部は、成形サイクルの開始時点から前記近接制御を開始するまで、前記第１スライドに対する前記第２スライドの位置を保持する、
請求項１記載のプレス装置。
【請求項５】
前記制御部は、成形サイクルの開始時点から前記近接制御を開始するまで、前記ベッドに対する前記第２スライドの位置を保持する、
請求項２記載のプレス装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記流体室への作動流体の給排と前記回転軸に入力される動力とが制御可能な構成であり、
前記第２スライドを前記第１スライドから遠ざけ、かつ、前記第１スライドを前記ベッドから遠ざける戻し制御が可能であり、かつ、
１回の成形サイクル中に、前記近接制御と前記戻し制御とを交互に複数回繰り返す、
請求項１又は請求項４に記載のプレス装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記流体室への作動流体の給排と前記回転軸に入力される動力とを制御可能に構成され、
前記第２スライドを前記ベッドから遠ざけ、かつ、前記第１スライドを前記ベッドから遠ざける戻し制御が可能であり、かつ、
１回の成形サイクル中に、前記近接制御と前記戻し制御とを交互に複数回繰り返す、
請求項２又は請求項５に記載のプレス装置。
【請求項８】
前記戻し制御による前記第１金型と前記第２金型との距離の変化量は、前記近接制御による前記第１金型と前記第２金型との距離の変化量より小さい、
請求項６又は請求項７に記載のプレス装置。
【請求項９】
前記制御部は、
前記第１金型と前記第２金型との距離が保持されるように、或いは、前記第１金型と前記第２金型とに加えられる荷重が保持されるように、前記戻し制御を行う、
請求項６又は請求項７に記載のプレス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍛造等を行うプレス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータの動力によって被成形物の鍛造を行うプレス装置がある（例えば特許文献１を参照）。このようなプレス装置では、モータの動力によって回転する回転軸の運動が並進運動に変換されてスライドに伝達される。そして、スライドの下部に保持された上金型と、ベッドに保持された下金型との間で被成形物が加圧され、鍛造等の成形が行われる。
【０００３】
近年、超塑性現象を利用した鍛造法が実用化されている。超塑性現象とは、特定の材料について低速で変形させたときに、材料に大きな伸び量が得られる現象である。超塑性現象を利用した鍛造を超塑性鍛造と呼ぶ。超塑性鍛造では、複雑な形状の成形を行えるという利点がある。また、超塑性鍛造では、材料の変形応力が小さくなるため、プレス装置の最大荷重を小さくすることができ、プレス装置の小型化が図れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３１３５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
超塑性鍛造では、金型を低速で動かして被成形物を低速で変形させる。金型を動かす速度は、被成形物の組成にもよるが、例えば０．０１ｍｍ／秒或いは０．００１ｍｍ／秒など非常に低速になる。
【０００６】
回転軸の駆動によりスライドを移動させる機械式のプレス装置の中には、回転軸の駆動制御によってスライドの速度を制御できるものがある。このため、機械式のプレス装置を用いてスライドの速度を超塑性現象が発現する低い速度に制御することで超塑性鍛造が可能ではないかと考えられた。
【０００７】
しかしながら、機械式のプレス装置においては、負荷が加わった状態で超低速にスライドを移動させると、回転軸の動力をスライドに伝達する機械部分の摺動面において潤滑膜の形成が難しくなる。このため、機械部分の潤滑状態が悪化し、安定した運転が阻害される恐れが生じる。
【０００８】
本発明は、回転軸の運動をスライドに伝達して被成形物を成形するプレス装置において、被成形物を低速で変形させても機械部分の潤滑状態の悪化を防ぐことのできるプレス装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、
第１金型を保持するベッドと、
前記ベッドに近接離間する方向へ進退可能な第１スライドと、
動力が入力されて回転可能な回転軸と、
前記回転軸の回転を並進運動へ変換して前記第１スライドへ伝達し、前記第１スライドを進退させる伝達機構と、
前記第１スライドの前記ベッド側に設けられ、前記第１スライドの進退方向に沿って前記第１スライドに近接離間可能であり、第２金型が前記第１金型と非接触にかつ前記第１金型と対向するように保持される第２スライドと、
前記第１スライドと前記第２スライドとの間に配置され、前記第２スライドを前記第１スライドに近接離間させる圧力を発生させる流体室と、
前記流体室への作動流体の給排を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第１スライドが前記ベッドに近づく期間に、前記第１スライドの移動速度以下の相対速度で前記第２スライドが前記第１スライドに近づくように前記流体室の作動流体を排出させる近接制御が可能なプレス装置である。
【００１０】
また、本発明は、
ベッドと、
前記ベッドに近接離間する方向へ進退可能であり、第１金型を保持する第１スライドと、
動力が入力されて回転可能な回転軸と、
前記回転軸の回転を並進運動へ変換して前記第１スライドへ伝達し、前記第１スライドを進退させる伝達機構と、
前記ベッドの前記第１スライド側に設けられ、前記第１スライドの進退方向に沿って前記ベッドに近接離間可能であり、第２金型が前記第１金型と非接触にかつ前記第１金型と対向するように保持される第２スライドと、
前記ベッドと前記第２スライドとの間に配置され、前記第２スライドを前記ベッドに近接離間させる圧力を発生させる流体室と、
前記流体室への作動流体の給排を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第１スライドが前記ベッドに近づく期間に、前記第１スライドの移動速度以下の速度で前記第２スライドが前記ベッドに近づくように前記流体室の作動流体を排出させる近接制御が可能なプレス装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、回転軸の運動をスライドに伝達して被成形物を成形するプレス装置において、被成形物を低速で変形させても、機械部分の潤滑状態の悪化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態のプレス装置を示す構成図である。
【図２】実施形態に係るプレス装置の第１例の動作を説明するタイミングチャートである。
【図３】実施形態に係るプレス装置の第２例の動作を説明するタイミングチャートである。
【図４】本発明の実施形態に係るプレス装置の変形例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態のプレス装置を示す構成図である。
【００１５】
本実施形態に係るプレス装置１は、図１に示すように、クラウン２１、アップライト２２、ベッド２３、ボルスタ２４、第１スライド１８、ガイド１９、駆動機構１００及びピストンシリンダ２０を備える。さらに、プレス装置１は、油圧回路７０、制御部２、第１位置センサ６１及び第２位置センサ６２を備える。ベッド２３の上部にはボルスタ２４を介して下金型３２が保持される。ピストンシリンダ２０の下部には、上金型３１が、下金型３２と非接触にかつ下金型３２と対向するように保持される。図１の実施形態において、下金型３２は本発明に係る第１金型の一例に相当し、上金型３１は本発明に係る第２金型の一例に相当する。
【００１６】
クラウン２１、アップライト２２及びベッド２３は、プレス装置１の各駆動部を支持するフレーム部である。クラウン２１、アップライト２２及びベッド２３は、これらの内部にタイロッド２５ａが挿入され、かつ、タイロッドナット２５ｂにより締め付けられることで、互いに締結されている。ボルスタ２４は、ベッド２３の上部に固定される。
【００１７】
第１スライド１８は、ガイド１９によって例えば上下方向（ベッド２３に近接離間する方向に相当）に進退可能にガイドされる。ガイド１９は、アップライト２２などのフレーム部に支持される。
【００１８】
駆動機構１００は、第１スライド１８を駆動する動力の発生と、動力の伝達とを行う。駆動機構１００は、モータ１１、伝動軸１２、減速機１３、エキセン軸１４及びコネクティングロッド１５を備える。このうち、伝動軸１２は、本発明に係る回転軸の一例に相当する。減速機１３、エキセン軸１４及びコネクティングロッド１５は、本発明に係る伝達機構の一例に相当する。
【００１９】
モータ１１は、クラウン２１などのフレーム部に固定される。エキセン軸１４は主軸部１４ａが、クラウン２１又はアップライト２２などのフレーム部に回転可能に支持される。減速機１３は、フレーム部材を介して、クラウン２１又はアップライト２２などのフレーム部に支持される。
【００２０】
モータ１１は、例えばサーボモータなど、回転量を制御可能なモータである。伝動軸１２は、モータ１１により回転駆動される。すなわち、伝動軸１２はモータ１１の動力を入力して回転可能である。エキセン軸１４は、回転軸に沿って貫通する中空部を有する。伝動軸１２は、この中空部においてエキセン軸１４と相対的に回転可能に配置される。減速機１３は、伝動軸１２の回転運動を減速してエキセン軸１４に伝達する。
【００２１】
エキセン軸１４は、主軸部１４ａに対して偏心した偏心部１４ｂを有し、偏心部１４ｂがコネクティングロッド１５と接続されている。コネクティングロッド１５は、エキセン軸１４と第１スライド１８とを連結し、エキセン軸１４の回転運動を並進運動に変換して第１スライド１８に伝達する。
【００２２】
ピストンシリンダ２０は、ピストン２０Ａと、第２スライド２０Ｂとを有する。第２スライド２０Ｂには、ピストン２０Ａをスライド可能に嵌入するシリンダ部が設けられている。第２スライド２０Ｂはシリンダ部の内側に油室Ｒを有し、油圧回路７０により油室Ｒ内の作動油が増減されることで、第２スライド２０Ｂがピストン２０Ａに対して相対的に進退する。これによりピストンシリンダ２０が伸縮する。ピストン２０Ａと第２スライド２０Ｂのシリンダ部との間にはオイルシールが設けられ、油室Ｒの油圧が保持される。
【００２３】
ピストンシリンダ２０は、伸縮方向が第１スライド１８の進退方向と同一になるように、第１スライド１８の下部（ベッド２３側）に取り付けられている。図１の例では、ピストン２０Ａが第１スライド１８の下部に固定され、第２スライド２０Ｂが第１スライド１８に対して上下方向に進退可能に取り付けられている。なお、シリンダが第１スライド１８の下部に固定され、シリンダに嵌入されるピストンが第２スライドとして第１スライド１８に対して進退可能に組み合わされた構成が採用されてもよい。これらの構成により、第２スライド２０Ｂが、第１スライド１８に近接離間可能となる。
【００２４】
ピストンシリンダ２０の油室Ｒの横方向の幅は、上金型３１における被成形物と接触する部分の横方向の幅より広いと好ましい。また、油室Ｒの奥行方向の幅は、上金型３１における被成形物と接触する部分の奥行方向の幅より広いと好ましい。このように油室Ｒを幅広な構成とすることで、上金型３１に与える大きな圧力をピストンシリンダ２０により容易に発生させることが可能となる。また、油室Ｒの高さ方向の幅は、少なくとも油室Ｒの横幅又は奥行幅よりも小さいと好ましい。これにより、作動油の圧縮に起因する第２スライド２０Ｂの進退方向の変位を小さくできる。ここで、横方向とは、エキセン軸１４の軸方向であり、奥行方向とは、第１スライド１８の進退方向に垂直でかつエキセン軸１４の軸方向に垂直な方向である。高さ方向とは第２スライド２０Ｂの進退方向である。
【００２５】
第１位置センサ６１は、第１スライド１８の進退方向の位置を検出する。第１位置センサ６１としては、例えば第１スライド１８とベッド２３との距離を測定する測定器を採用できる。
【００２６】
第２位置センサ６２は、ピストン２０Ａに対する第２スライド２０Ｂの進退方向の位置を検出する。すなわち、第２位置センサ６２は、ピストンシリンダ２０の伸縮量を検出する。第２位置センサ６２としては、例えばピストン２０Ａと第２スライド２０Ｂとの距離を測定する測定器を採用できる。
【００２７】
油圧回路７０は、タンク７１、７２、モータポンプ７３、第１流量制御弁７４、第２流量制御弁７５及びリリーフ弁７６を備える。モータポンプ７３は、電気的に駆動して油圧を発生させる。第１流量制御弁７４は、モータポンプ７３の油圧に基づいて、ピストンシリンダ２０の油室Ｒに作動油を送る。第１流量制御弁７４は、制御部２の制御によって、作動油の供給と非供給との状態を切り替え、作動油を供給している状態では作動油の供給量を調整可能な制御弁である。第２流量制御弁７５は、制御部２の制御によって、ピストンシリンダ２０の作動油をタンク７１に排出する状態と非排出の状態とに切り替える制御弁である。さらに、第２流量制御弁７５は、制御部２の制御によって、作動油を排出している状態において作動油の排出量を調整できる。リリーフ弁７６は、安全弁であり、ピストンシリンダ２０の油室Ｒに連結される油路の圧力を上限以下に抑える。
【００２８】
制御部２は、モータ１１の回転量を制御することで、第１スライド１８の進退位置と進退速度とを制御する。制御部２は、第１位置センサ６１の検出値に基づくフィードバック制御によって、より正確に第１スライド１８の進退位置及び進退速度の制御を行ってもよい。
【００２９】
制御部２は、さらに、油圧回路７０の駆動により油室Ｒに作動油を給排（供給及び排出）することで、ピストンシリンダ２０の伸縮量と伸縮速度とを制御する。例えば、制御部２は、油圧回路７０の第１流量制御弁７４を開、第２流量制御弁７５を閉とすることで、モータポンプ７３からピストンシリンダ２０の油室Ｒに作動油を供給し、ピストンシリンダ２０を伸長させる。これにより、第２スライド２０Ｂが第１スライド１８に対して相対的に下降する。さらに、制御部２は、第１流量制御弁７４による作動油の供給量を制御することで、ピストンシリンダ２０の伸長速度を制御する。これにより、第１スライド１８に対する第２スライド２０Ｂの相対的な下降速度が制御される。一方、制御部２は、第１流量制御弁７４を閉、第２流量制御弁７５を開とすることで、ピストンシリンダ２０の油室Ｒから作動油を排出させ、ピストンシリンダ２０を収縮させる。これにより、第２スライド２０Ｂが第１スライド１８に対して相対的に上昇する。さらに、制御部２は、第２流量制御弁７５の作動油の排出量を制御することで、ピストンシリンダ２０の収縮速度を制御する。これにより、第１スライド１８に対する第２スライド２０Ｂの相対的な上昇速度が制御される。さらに、制御部２は、第２位置センサ６２の検出値に基づくフィードバック制御を行うことで、より正確にピストンシリンダ２０の伸縮量及び伸縮速度の制御を行ってもよい。これにより、第１スライド１８に対する第２スライド２０Ｂの相対的な進退位置および進退速度がより正確に制御される。
【００３０】
＜成形サイクルの第１例の動作説明＞
図２は、実施形態に係るプレス装置の第１例の動作を説明するタイミングチャートである。図２において縦軸は第１スライド１８の進退方向における移動位置を表わす。また、第１スライド１８の移動位置とは、ベッド２３から第１スライド１８までの距離に相当する。上金型３１の移動位置とは、ベッド２３から上金型３１までの距離に相当する。第２スライド２０Ｂの移動位置とは、第１スライド１８に対する第２スライド２０Ｂの相対的な移動位置を表わし、第１スライド１８から第２スライド２０Ｂまでの距離に相当する。上金型３１の移動位置を示すグラフ線と、第１スライド１８の移動位置を示すグラフ線とは、成形サイクルの開始時点ｔ１で重なるようにオフセットされている。
【００３１】
成形サイクルの開始時点ｔ１において、第２スライド２０Ｂは１回の成形サイクル中で第１スライド１８から最も離れた初期位置ｐ０に保持される。すなわち、成形サイクルの開始時点ｔ１には、ピストンシリンダ２０は成形サイクル中で最も伸長した状態にされる。なお、第２スライド２０Ｂの初期位置ｐ０は、ピストンシリンダ２０が最大伸長量に達したときの位置或いは最大伸長量から余裕分を差し引いた伸長量に達したときの位置とするとよい。また、成形サイクルの開始時点ｔ１は、上金型３１と下金型３２との間で被成形物の加圧が開始される直前の時点に設定されてもよい。
【００３２】
第１スライド１８が下降して、上金型３１と下金型３２との間で被成形物の加圧が開始される期間Ｔ１になると、制御部２は、第１スライド１８の下降速度を所定の低い速度に制御する。このときの第１スライド１８の下降速度は、駆動機構１００の荷重がかかる部位に焼き付きが生じない範囲で低い値に制御される。
【００３３】
続いて、被成形物への加圧が大きくなって、被成形物が変形される成形期間Ｔ２になると、制御部２は、第１スライド１８の下降速度を維持したまま、ピストンシリンダ２０の油室Ｒから作動油を所定の速度で排出する制御を行う。これにより、ピストンシリンダ２０が収縮し、第２スライド２０Ｂが、第１スライド１８に近づく方向に相対的に変位する。第２スライド２０Ｂの第１スライド１８に対する相対的な移動速度は、第１スライド１８の下降速度以下に制御される。これにより、上金型３１が低速で下降する。一例として、第１スライド１８の下降速度を０．１ｍｍ／秒に制御し、第２スライド２０Ｂの相対速度を０．０９ｍｍ／秒に制御した場合、上金型３１の下降速度は０．０１ｍｍ／秒となる。上金型３１の下降速度は、例えば超塑性鍛造を実現する微速下降の値に設定される。以下、このように上金型３１を微速下降する制御を「近接制御」と呼ぶ。
【００３４】
近接制御が行われる成形期間Ｔ２において、被成形物は上金型３１と下金型３２との間で加圧および低速の変形が行われて超塑性鍛造による成形が完了する。近接制御は、例えば、第１スライド１８が下死点に到達する直前まで行われてもよい。
【００３５】
鍛造が完了したら、制御部２は、モータ１１を駆動して第１スライド１８を成形サイクルの初期位置まで上昇させる。また、第１スライド１８を上昇させる際の期間Ｔ３において、制御部２は、ピストンシリンダ２０の油室Ｒへ作動油を供給する制御を行う。これにより、ピストンシリンダ２０が伸張して、第１スライド１８に対する第２スライド２０Ｂの移動位置が初期位置ｐ０に戻される。そして、１回の成形サイクルが終了する。
【００３６】
このような成形サイクルによれば、近接制御により上金型３１が微速下降することで、被成形物の超塑性鍛造を実現できる。さらに、上金型３１の微速下降は、第１スライド１８の移動速度と第２スライド２０Ｂの移動速度との差分により発生する。このため、上金型３１を微速下降させる場合でも、第１スライド１８は微速下降させる必要がない。従って、超塑性鍛造を行っても、駆動機構１００の荷重部分（例えばエキセン軸１４、コネクティングロッド１５及び第１スライド１８の各接続部分）において潤滑状態が悪化することを防止でき、安定した運転を行うことができる。
【００３７】
＜成形サイクルの第２例の動作説明＞
図３は、実施形態に係るプレス装置の第２例の動作を説明するタイミングチャートである。図３の各グラフ線の移動位置の意味は、図２のものと同様である。
【００３８】
成形サイクルの第２例は、上金型３１を微速移動させる近接制御と、ピストンシリンダ２０を初期状態に戻す制御とを交互に複数回繰り返すことで、超塑性鍛造が行われるストロークを長くする動作例である。
【００３９】
成形サイクルの開始時点ｔ１において、第２スライド２０Ｂは１回の成形サイクル中で第１スライド１８から最も離れた初期位置ｐ０に保持される。
【００４０】
第１スライド１８が下降して、被成形物が変形される成形期間Ｔ１１になると、その始めの期間Ｔ１２において、制御部２は、成形サイクルの第１例で示したのと同様に、上金型３１を微速移動させる近接制御を実行する。
【００４１】
次に、ピストンシリンダ２０が所定の長さまで収縮したら、続く期間Ｔ１３において、制御部２は、ピストンシリンダ２０に作動油を供給して、第１スライド１８に対する第２スライド２０Ｂの移動位置を初期位置ｐ０に戻す。同時に、制御部２は、ピストンシリンダ２０の伸張量と同程度だけ第１スライド１８を上昇させる。以下、期間Ｔ１３に示した、上記制御のことを「戻し制御」と呼ぶ。
【００４２】
１回の戻し制御における上金型３１の移動位置の変化量は、１回の近接制御における上金型３１の移動位置の変化量よりも小さくなるように制御される。好ましくは、制御部２は、戻し制御中に上金型３１の移動位置が保持されるように、或いは、戻し制御中に上金型３１と下金型３２との間に加えられる荷重が保持されるように、戻し制御を行ってもよい。移動位置を保持する制御は、例えば第１位置センサ６１及び第２位置センサ６２の出力に基づいて、制御部２がモータ１１の駆動量と作動油の排出量とを制御することで実現できる。荷重を保持する制御は、例えば歪みセンサなどを用いた荷重の測定値に基づいて制御部２が駆動制御を行うことで実現できる。
【００４３】
制御部２は、成形期間Ｔ１１において、近接制御（期間Ｔ１２、Ｔ１４、Ｔ１６、Ｔ１８）と戻し制御（期間Ｔ１３、Ｔ１５、Ｔ１７）とを交互に繰り返し行う。これにより、超塑性鍛造を実現する上金型３１の微速移動を長いストロークで行うことができる。
【００４４】
なお、戻し制御の際には、シャットハイト調整装置によりシャットハイトを長くする制御が併用されてもよい。シャットハイトとは、第１スライド１８の下死点位置からベッド２３の上面までの長さのことを言う。シャットハイト調整装置は、例えばコネクティングロッド１５と第１スライド１８との接続部の長さを連続的に変更可能とする装置であり、接続部の長さを変えることでシャットハイトが増減する。このような制御の併用により、上金型３１の微速移動をより長いストロークで行うことができる。
【００４５】
そして、成形期間Ｔ１１が完了となったら、制御部２は、第１スライド１８を成形サイクルの初期位置まで上昇させる。また、第１スライド１８を上昇させる際の期間Ｔ１９において、制御部２は、ピストンシリンダ２０の油室Ｒへ作動油を供給する制御を行う。これにより、ピストンシリンダ２０が伸張して、第１スライド１８に対する第２スライド２０Ｂの移動位置が初期位置ｐ０に戻される。これにより１回の成形サイクルが終了する。
【００４６】
このような成形サイクルによれば、近接制御により上金型３１が微速下降することで、被成形物の超塑性鍛造を実現できる。さらに、近接制御と戻し制御とが交互に複数繰り返されることで、上金型３１が微速下降するストロークを長くすることができる。これにより、長いストロークで被成形物の超塑性鍛造を行うことができる。また、近接制御と戻し制御が繰り返される成形期間Ｔ１１において、第１スライド１８及び駆動機構１００は駆動機構１００の潤滑状態を悪化させない速度で駆動することができる。従って、駆動機構１００の潤滑状態を維持して安定した運転を行うことができる。
【００４７】
以上のように、本実施形態のプレス装置１によれば、エキセン軸１４の回転運動を第１スライド１８の並進運動に変換してプレスを行う機械式のプレス装置１において、被成形物の微速プレスによって超塑性鍛造を実現できる。また、この超塑性鍛造の際、第１スライド１８は微速移動させる必要がないので、荷重が加わる機械部分の潤滑状態を維持して、安定した運転を行うことができる。
【００４８】
（変形例）
図４は、本発明の実施形態に係るプレス装置の変形例を示す構成図である。
【００４９】
変形例のプレス装置１Ａは、ピストンシリンダ２０を固定する位置を、ベッド２３の上部（ベッド２３の第１スライド１８側）に変更したものである。この場合、上金型３１は第１スライド１８の下部に保持され、下金型３２はボルスタ２４を介してピストンシリンダ２０の上部に保持される。変形例において、上金型３１は本発明に係る第１金型の一例に相当し、下金型３２は本発明に係る第２金型の一例に相当する。
【００５０】
変形例においては、ピストンシリンダ２０の油室Ｒに作動油が供給又は排出されることで、第２スライド２０Ｂがベッド２３に近接離間する。また、近接制御においては、制御部２は第１スライド１８を第１速度Ｖ１（例えば０．１ｍｍ／秒）で下降させる。同時に、制御部２は、ピストンシリンダ２０の油室Ｒから作動油を排出して第２スライド２０Ｂを第１速度Ｖ１以下の第２速度Ｖ２（例えば０．０９ｍｍ／秒）で下降させる。これにより、上金型３１は下金型３２に対して微小な速度（例えば０．０１ｍｍ／秒）で相対的に移動する。
【００５１】
変形例のプレス装置１Ａでは、図２又は図３に示した成形サイクルの制御を同様に適用できる。但し、図２及び図３において、第２スライド２０Ｂの移動位置は、ベッド２３から第２スライド２０Ｂまでの距離を表わすものと読み替えられる。また、上金型３１の移動位置は、上金型３１から下金型３２までの距離を表わすものと読み替えられる。変形例のプレス装置１Ａにおいても、図２又は図３に示した成形サイクルにより、被成形物の低速な変形を行って超塑性鍛造が実現され、さらに、荷重が加わる機械部分の潤滑状態を維持して、安定した運転を行えるという効果が奏される。
【００５２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限られない。例えば、上記実施形態では、回転軸の回転を並進運動に変換して第１スライドに伝達する伝達機構として、エキセン軸とコネクティングロッドとが採用された機械式のプレス装置を一例にとって説明した。しかし、クランク軸とコネクティングロッドとが伝達機構として用いられた機械式のプレス装置、エキセン軸又はクランク軸を用いないリンク式のプレス装置にも、本発明を同様に適用することができる。また、上記実施形態では、伝動軸と減速機とにより回転運動が伝達される機械式のプレス装置を一例にとって説明したが、回転運動を伝達する機構は実施形態の機構に限定されない。
【００５３】
また、上記実施形態では、作動流体として作動油を用いた例を示したが、作動流体として他の流体を用いてもよい。その場合、実施形態で油圧と記した部分は流体圧と読み替え、油室と記した部分は流体室と読み替えればよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、成形サイクル中にピストンシリンダ２０を動作させて超塑性鍛造を行う動作例について説明した。しかし、実施形態のプレス装置１、１Ａは、低速な成形を行わない場合に、ピストンシリンダ２０を動作させないように制御することで、通常の機械式のプレス装置と同様の成形サイクルで、被成形物の鍛造等の成形を行うことができる。また、上記実施形態では、第１スライド１８と第２スライド２０Ｂとが上下方向に進退する構成を示したが、進退する方向はその他の方向であってもよい。また、上記実施形態では、第１スライド１８を移動させるのにサーボモータなどの電気的なモータ１１の動力を用いた構成を示した。しかしながら、第１スライド１８の移動量の制御が可能であれば、油圧モータなどその他の動力源を用いてもよい。その他、実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１、１Ａ  プレス装置
２  制御部
１１  モータ
１２  伝動軸
１３  減速機
１４  エキセン軸
１５  コネクティングロッド
１８  第１スライド
１９  ガイド
２０  ピストンシリンダ
２０Ａ  ピストン
２０Ｂ  第２スライド
２１  クラウン
２２  アップライト
２３  ベッド
２４  ボルスタ
３１  上金型
３２  下金型
７０  油圧回路
７１、７２  タンク
７３  モータポンプ
７４  第１流量制御弁
７５  第２流量制御弁
７６  リリーフ弁
１００  駆動機構
Ｒ  油室（流体室）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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