(57)【要約】  プレッシャーチーク（１１）が移動され、当該プレッシャーチーク（１１）が電動駆動装置（７）によって加圧されると共に、液圧パッド（１４）がスピンドルナット（９）とプレッシャーチーク（１１）との間に配置されてなるダイクッション装置（１）が提案される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属加工用のプレス成形機の、ロアツールとアッパーツールとの間にあるホルダーに加わる力を調整するダイクッションであって、該ホルダーに対する加圧、および、該ホルダーの移動、に連動した作用が伝達されるプレッシャーチークの運動は、一つまたは複数の電動モータによって行われ、また、サーボモータ（７）とプレッシャーチーク（１１）との間の伝動連鎖内に、少なくとも一つの弾性エレメント（１４）が挿入されていることを特徴とするダイクッション。
【請求項２】
請求項１に記載のダイクッションであって、
弾性エレメントとして、液圧パッド（１４）を使用できる
ことを特徴とするダイクッション。
【請求項３】
請求項１および請求項２に記載のダイクッションであって、
該液圧パッド（１４）は圧力リザーバ（１７）と接続し、該圧力リザーバから作用を受けられるようになっている
ことを特徴とするダイクッション。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１つまたは複数に記載のダイクッションであって、
該液圧パッド（１４）は、圧力リザーバ（１７）および調圧アーマチャ（１８）と接続し、該圧力リザーバおよび該調圧アーマチャから作用を受けられるようになっており、また加わる圧力は調整できるようになっている
ことを特徴とするダイクッション。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか１つまたは複数に記載のダイクッションであって、
該液圧パッド（１４）には調圧バルブが設置され、該液圧パッド（１４）は該調圧バルブの作用を受けられるようになっている
ことを特徴とするダイクッション。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか１つまたは複数に記載のダイクッションであって、
該液圧パッド（１４）の容量には、該調圧バルブを外しても駆動パーツ（７、８、９、１５、１０）に過剰な負荷がかからないようにできる容量が選択されている
ことを特徴とするダイクッション。
【請求項７】
請求項１〜請求項６の何れか１つまたは複数に記載のダイクッションであって、
過度な負荷がかかった場合には、スピンドルナット（９）が矢印（１３）の方向へ移動する
ことを特徴とするダイクッション。
【請求項８】
請求項１〜請求項７の何れか１つまたは複数に記載のダイクッションであって、
該液圧パッド（１４）内の圧力は、該液圧パッド（１４）と連結して、該圧力に作用を及ぼすことが可能な制御回路によって調整ないし制御できる
ことを特徴とするダイクッション。
【請求項９】
請求項１〜請求項８の何れか１つまたは複数に記載のダイクッションであって、
該液圧パッド（１４）は、ステイ（１０）とセパレータ（１５）の間に設置できる
ことを特徴とするダイクッション。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９の何れか１つまたは複数に記載のダイクッションであって、
該液圧パッド（１４）は、駆動ベアリング（５）とサポート（６）との間に設置できる
ことを特徴とするダイクッション。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０の何れか１つまたは複数に記載のダイクッションであって、
弾性エレメントとして空力パッドを使用できる
ことを特徴とするダイクッション。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１の何れか１つまたは複数に記載のダイクッションであって、
弾性エレメントとして永久弾性素材製のエレメントを使用できる
ことを特徴とするダイクッション。
【請求項１３】
請求項１２に記載のダイクッションであって、
永久弾性素材製のエレメントにはあらかじめテンションが与えられている
ことを特徴とするダイクッション。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［詳細な説明］
本発明は、請求項１の主概念に基づくプレス成形機用のダイクッションに係る。
［背景技術］
深絞り成形パーツを加工するには、ロアツール上にセットした加工対象品を固定する必要がある。そのために加工対象品を、特殊なホルダーと、該ホルダーに向かって上から降下するアッパーツールとの間で固定する。その場合、降下する間にラムからかかる力に対し、対応する装置をコントロールすることによって、抗力を作用させる必要がある。そのためには、ホルダーの下に設置した、プレッシャークッションないしダイクッションなどとも呼ばれているプレッシャーチークを通じて、ホルダーに抗力を作用させなければならない。このようなダイクッションの構造は、シューラー著「プレス成形機便覧」（１９９６年）の４６頁で紹介されている。欧州特許公報ＥＰ０４１７７５４Ｂ１では、アッパーツールがホルダーに当たる場合、衝撃力と発生したノイズがダイクッション全体を前方に移動させることによって軽減され、その後、該ホルダーの応力は液圧によって除去できるダイクッションが紹介されている。
【０００２】
空力ないし液圧で作動するダイクッションは、いずれも、必要なストロークや力を得るコントローラや制御装置に多大なコストを要するという特徴を有している。
近年、そうしたストロークや力を、ＮＣ制御の電気駆動装置で得ているダイクッションが公開されている。欧州特許公報ＥＰ１０８２１８５Ｂ１には、スレディドスピンドルとスピンドルナットによって駆動されるプレスラムやダイクッションを装備した深絞り成形機が公開されている。このプレス成形機の場合、ダイクッションの運動が、スピンドルナットとスレディドスピンドルを介してプレッシャーチークと連結した電気駆動装置によって主に行われている。すべての駆動装置がスリップレスで噛み合っている。この装置の場合、従来の液圧や空力タイプのダイクッションに比べ、制御装置のコストを削減できる長所はあるが、同時に短所も抱えている。
【０００３】
ダイクッション用の電気駆動装置が互いに連結している点が弱点となっている。今日、プレス成形機には、特に自動車産業から、プレッシャーチークにおける圧力分布を変更できるようにすることが求められている。この装置の場合、駆動装置が連結されているため、圧力分布を変更することができない。
【０００４】
また、ダイクッションの運動をオートシンによって、ラムとダイクッションとの間、およびダイクッションに関係する複数のサーボモータ間でシンクロさせている装置も公開されている。その装置の場合、必要な張力を、深絞りプレス工程の間でモータのトルクを変更することで得ている。しかし、そのために必要な装置や制御方法などは公開されていない。原理的にこの種の装置を制御する方法として、力を利用する方法とストロークを利用する方法の二種類がある。
【０００５】
力を利用して制御する場合には、クッションの各圧力ポイントに圧力センサを設置し、その圧力センサでクッション力を検出する。この圧力センサは、圧電ないし抵抗を利用した膨張センサなどでよい。また別な方法として、サーボモータのモータ電流を間接的に捕捉する方法もある。その場合はＮＣ制御装置によって、検出した力と保存されている基準値を比較し、その結果に対応してサーボモータを制御する。
【０００６】
一方、ストロークを利用する場合には、いわゆる電気ポジションカーブディスクを利用して制御が行われるが、このポジションカーブディスクには、ラムのポジションによって変化するクッションのポジションがたどるべき基準推移線が含まれている。このポジションカーブディスクは、表や数学上の関数、またはその両者を組み合わせた形で制御装置に保存されている。クッションのポジションは、実際のラムのポジションに合わせて選択したポジションカーブディスクからその基準ポジションを受け取るポジションコントローラによって左右される。ラムが動くと常に、ポジションの基準値もポジションコントローラへ送られる。出力増幅装置で制御されたサーボモータおよび連結したプレッシャーチークは、ポジションカーブディスクに従って作動する。
【０００７】
欧州特許公報ＥＰ１０８２１８５Ｂ１で公開されている装置の場合、モータとプレッシャーチークとの間をほぼ遊びのない堅固な伝動連鎖で連結しているため、このようなストロークを利用した制御は不可能である。ラムとダイクッションとの間の位置関係を固定すれば、アッパーツールが降下しホルダーに当たる場合や停止しない場合などのように、力が連続せず断続的になる場合を制御技術的に均等化することは不可能である。そのため、パルス状の負荷が機械のパーツに直接伝わり、結果的に故障の原因になり、最終的には耐久性を損ねることにもなる。
【０００８】
質量を削減するとダイクッションやプレッシャーチークにかかる慣性モーメントが非常に大きくなるため、公開されている装置の力を利用した制御方法も同様に問題が多い。
［課題と本発明による効果］
本発明は、従来の技術から出発し、ＮＣ制御の電気駆動装置を装備し、かつストロークを利用して張力をコントロールできるダイクッションを開発することを目的としている。また、ダイクッションの過負荷防止装置を創出することを目的とし、特にその過負荷防止装置を極力低コストで実現することを目的としている。
【０００９】
この課題を、請求項１の特徴を有する、請求項１の主概念に基づくダイクッションによって解決している。
下位請求項では、上位請求項で提示したダイクッションの他の好適実施例を提示している。
【００１０】
本発明は、モータ、スレディドスピンドル、スピンドルナットおよびプレッシャーチークという伝動連鎖内に、衝撃力と制御誤差を検出しそれらを補正する液圧パッドを設置することを基本概念としている。
【００１１】
この液圧パッドは、スピンドルナットとプレッシャーチークとの間に設けられ、またピストンリング面として形成されている円筒状の中空空間（くぼみ）から構成されていることが好ましい。該中空空間には液体が充填されており、その液体は液圧管を通じて圧力リサーバと接続し、それにより当該液体に圧力がかけられるようになっている。その圧力は適切な調圧装置で調整できる。プレス工程が開始され、アッパーツールが降下しホルダー上に載る直前に、ダイクッションは急激に前方へ移動し、該アッパーツールと該ホルダー間の相対速度を極力小さくする。実際には、相対的な動きが極めて少なく、そのため衝撃がすべての駆動エレメントを含めたダイクッション全体に加わり、関係するパーツの耐久性を損ねている。しかし、本発明のダイクッションのように、液圧パッドをプレッシャーチークとスピンドルナットの間に配置することにより、該液圧パッドで衝撃を緩和することが可能となる。そのため本発明のダイクッションでは、あらゆる駆動パーツの耐久性が改善されている。
【００１２】
本発明の液圧パッドは、上記の伝動連鎖内の、プレッシャーチークとスピンドルナットとの間とは別な場所に設置することも可能である。その他の設置ポイントとして、駆動ベアリングとプレス成形機の基台に堅固に連結されたサポートの間なども適している。
【００１３】
本発明のダイクッションには、上記のような衝撃緩衝機能に加え、過負荷防止装置も設置されうる。さらに該液圧パッドには、調圧バルブが連結されうる。この調圧バルブで、圧力を事前に選択および設定する際、液圧パッドから素早く液体を排出できるようにされる。その場合の設定値は、ダイクッションが通常に作動でき、またダイクッションのパーツを過負荷による損傷や故障から保護できる値が選択されている。その場合、オイルパッドの大きさは、プレス成形機が停止するまでに充分な時間を確保できるように選択しなければならない。
【００１４】
液圧パッドとしては、上記の実施例に示されたもののほか、空力パッドや永久弾性素材製のエレメントなどを代わりに用いることも可能である。永久弾性素材製のエレメントを使用する場合には、あらかじめ応力をかけて弾力性を変更または調整しておくことも可能である。
【００１５】
さらに別の好適実施例では、液圧パッド内の圧力を、上記のようにあらかじめ設定しておくのではなく、制御ないし調整できるようにしておくことも可能である。さらに、サーボモータに関しストロークをコントロールする制御装置を、液圧パッドを通じて圧力ないしストロークをコントロールする制御装置に交換することも可能である。
［実施例の説明］
本発明の他の詳細や長所を、実施例の図面を用いて詳述する。
【００１６】
図１は、プレス成形機１９の略図である。ラム２０、ツールのアッパーツール２１およびロアツール２２、それにホルダー２３が見て取れる。ホルダー２３は、プレスボルト２４を介してダイクッション１と連結している。該ダイクッション１の拡大図が図２である。
【００１７】
図２は、本発明のダイクッション１を装備したプレス成形機の基台部分の略図である。スタンド２のパーツ、テンションロッド３、基台４が見て取れる。ダイクッション１の下部は、駆動ベアリング５およびサポート６を介して、基台４と堅固に連結されている。駆動ベアリング５は、サーボモータ７と該サーボモータに取り付けられているスレディドスピンドル８を保持する機能を有している。スレディドスピンドル８はスピンドルナット９と連結して該スピンドルナットに作用し、また該スピンドルナットの方もステイ１０を介してプレッシャーチーク１１と連結している。
【００１８】
上記のような場所に固定されているサーボモータ７によってスレディドスピンドル８が回転すると、スピンドルナット９、ステイ１０および最終的にはプレッシャーチーク１１が垂直方向に移動する。前記の各パーツが垂直方向に動く際、プレッシャーチーク１１は、ガイド１２によって基台４内を移動する。引っ張りプロセスが始まる直前、該アッパーツールが、図面では表示されていないホルダー上に当たる直前に、該ホルダーと連動するプレッシャーチーク１１が矢印の方向１３へ急激に移動する。通常、該ホルダーがダイクッションの間を抜けて移動するが、その場合、該アッパーツールが上から降下する際の該ホルダーとの相対速度は、該アッパーツールの絶対速度の約１０〜１５％になる。このような相対速度は該アッパーツールが当たる際の衝撃力となり、その衝撃力はプレッシャーチーク１１を通じてステイ１０に伝達される。
【００１９】
ここで提示している本発明のダイクッション１では、この衝撃力が、従来の場合のようにステイ１０から直接スピンドルナット９、そしてスレディドスピンドル８へ伝わるのではなく、液圧パッド１４へ伝達されるようになっている。
【００２０】
図３は、該液圧パッド１４の拡大図である。スピンドルナット９は、セパレータ１５と堅固に連結されている。セパレータ１５は、スピンドルナット９の回転を確保するという機能を果している。ステイ１０とセパレータ１５との間には中空空間が存在しており、本実施例の場合、該中空空間には液体が充填されている。液体が充填された該中空空間、すなわち本発明の液圧パッドは、液圧管１６を通じて圧力リザーバ１７と接続している。加わる圧力は、調圧アーマチャ１８によって事前に選択または変更できるようになっている。
【００２１】
本発明は、提示し解説を加えた実施例だけに限定されるものではない。本発明には、本発明をなす技術的思想の枠内で専門家であれば発想できるすべての実施例が含まれる。例として、すでに述べたように、圧力リザーバ１７および調圧アーマチャ１８を圧力調整回路に変更することも可能である。さらに別な実施例として、液圧パッド１４に調圧バルブを取り付け、圧力が過度に上昇しないようにすることも可能であろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ダイクッションを装備したプレス成形機の略図である。
【図２】該ダイクッションの略図である。
【図３】スピンドルナットと液圧パッドを装備したスレディドスピンドルの拡大図である。
【符号の説明】
【００２３】
１…ダイクッション
２…スタンド
３…テンションロッド
４…基台
５…駆動ベアリング
６…サポート
７…サーボモータ
８…スレディドスピンドル
９…スピンドルナット
１０…ステイ
１１…プレッシャーチーク
１２…ガイド
１３…矢印
１４…液圧パッド
１５…セパレータ
１６…液圧管
１７…圧力リザーバ
１８…調圧アーマチャ
１９…プレス成形機
２０…ラム
２１…アッパーツール
２２…ロアツール
２３…ホルダー
２４…プレスボルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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