(57)【要約】【課題】微小量の加工油を供給する場合であっても、目詰まり等を抑制し、加工油を安定供給することができるプレス加工油の流量制御装置を提供する。【解決手段】プレス加工油をプレス加工材に供給するノズルと、当該ノズルに供給するプレス加工油の流量を制御する流量制御弁と、当該流量制御弁を駆動する制御手段とを備え、制御手段は、流量制御弁を全開または全閉のいずれかの状態に駆動するとともに、所定周期で全開と全閉を繰り返し、供給するプレス加工油の粘度を考慮した流量に応じて、前記所定周期における全開期間と全閉期間との比率を変更する。更に、制御手段は、供給するプレス加工油の粘度を考慮した流量に応じて、前記所定周期を変更する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス加工油をプレス加工材に供給するノズルと、当該ノズルに供給するプレス加工油の流量を制御する流量制御弁と、当該流量制御弁を駆動する制御手段とを備え、
制御手段は、流量制御弁を全開または全閉のいずれかの状態に駆動するとともに、所定周期で全開と全閉を繰り返し、供給するプレス加工油の粘度を考慮した流量に応じて、前記所定周期における全開期間と全閉期間との比率を変更する、
ことを特徴とするプレス加工油の流量制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプレス加工油の流量制御装置であって、
制御手段は、更に、供給するプレス加工油の粘度を考慮した流量に応じて、前記所定周期を変更する、
ことを特徴とするプレス加工油の流量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス加工材にコーティングするプレス加工油を安定的に供給するプレス加工油の流量制御方法及び流量制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、材料の下面に高粘度の加工油をむらなく塗油することを目的とした、（プレス機械の）材料塗油装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−５８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に示す従来の材料塗油装置は、加工油の流量調整手段を、材料の下面に加工油を塗油するノズルに設けているため、流量を微小量に調整する場合、ノズルの開度を非常に小さくする必要がある。しかし、ノズルの開度を非常に小さくすると、所定の粘度よりも高い粘度の加工油を使用した場合、ノズルが目詰まりして加工油を安定供給できなくなる可能性がある。また、ノズルの開度を非常に小さくすると、加工油に混入している不純物等がノズルに目詰まりして加工油を安定供給できなくなる可能性もある。
【０００４】
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、微小量の加工油を供給する場合であっても、目詰まり等を抑制し、加工油を安定供給することができるプレス加工油の流量制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための手段として、本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりのプレス加工油の流量制御装置である。請求項１に記載のプレス加工油の流量制御装置は、プレス加工油をプレス加工材に供給するノズルと、当該ノズルに供給するプレス加工油の流量を制御する流量制御弁と、当該流量制御弁を駆動する制御手段とを備え、制御手段は、流量制御弁を全開または全閉のいずれかの状態に駆動するとともに、所定周期で全開と全閉を繰り返し、供給するプレス加工油の粘度を考慮した流量に応じて、前記所定周期における全開期間と全閉期間との比率を変更する。
【０００６】
また、本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりのプレス加工油の流量制御装置である。請求項２に記載のプレス加工油の流量制御装置は、請求項１に記載のプレス加工油の流量制御装置であって、制御手段は、更に、供給するプレス加工油の粘度を考慮した流量に応じて、前記所定周期を変更する。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載のプレス加工油の流量制御装置によれば、流量を微小量にする場合、開度を小さくするのでなく、流量制御弁の全開期間の比率を小さくすればよいので、目詰まりをより抑制することができる。なお、粘度が高い場合は同じ全開期間でも流量に差が発生する場合がある。よって、粘度を考慮した流量に応じて全開期間と全閉期間の比率を変更する。なお、ノズルにて全開と全閉を行うと、プレス加工材への加工油の供給にむらが発生する可能性があるため、ノズルに加工油を供給する前段に相当する流量制御弁にて全開と全閉の制御を行う。プレス加工油は、流量制御弁からノズルまでの配管及びノズルの抵抗等にて、脈流状態から平均化された流量状態になり、ノズルから連続的にプレス加工材に供給される。このように、微小量の加工油を供給する場合であっても、目詰まり等を抑制し、加工油を安定供給することができる。
【０００８】
また、請求項２に記載のプレス加工油の流量制御装置によれば、粘度が高くて設定した全開期間の比率に相当する全開状態の時間では流量の調整が困難な場合、所定周期を長くして、全開期間の比率を維持しつつ、全開期間の時間を長くすることができる。これにより、微小量の加工油を供給する場合であり、かつ加工油の粘度が所定値より高い場合であっても、目詰まり等を抑制し、加工油を安定供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。図１はプレス加工装置において、プレス加工材にプレス加工油（以下、プレス加工油を「加工油」と記載する）を供給する流量制御装置の概略構成図を示している。なお、プレス加工装置（本発明の加工油の流量制御装置を除く）そのものは従来の装置を用いることができるので説明を省略する。以下、プレス加工装置の加工油の流量制御装置について説明する。流量制御弁２０（ソレノイドバルブ等）は、配管１０in側から加工油が所定圧力で入力され、配管１０out側から所定量に制御された加工油を出力する。配管１０out側の末端にはノズル３０が設けられており、ノズル３０は配管１０outから供給される加工油を噴霧または滴下等して、プレス加工材に加工油をコーティングする。流量制御弁２０には制御手段４０が接続されており、流量制御弁２０は制御手段４０からの駆動信号に基づいて動作し、配管１０outに出力する加工油の流量を調節する。なお、加工油は、配管１０in側から所定圧力で供給する代わりに、配管１０out側から所定負圧で吸引するようにしてもよい。
【００１０】
図１に示す加工油の供給経路において、流量を調節できる要素は流量制御弁２０またはノズル３０である。また、流量の調節方法としては２通りの調節方法が考えられる。１つ目は、加工油を通過させる経路の一部の面積を、目標とする流量に応じて任意の面積に変更する方法（例えば、ニードル弁のニードル位置を可変制御する方法）である（以下、この制御を「面積可変制御」と記載する）。２つ目は、加工油を通過させる経路の一部を、第１所定期間の間は全開し、続いて第２所定期間の間は全閉する制御を繰り返す方法である（以下、この制御を「Duty制御」と記載する）。
【００１１】
上記に説明した「面積可変制御」は、流量を微小量にするためには、面積を微小量にしなければならない。このため、加工油の粘度が所定値より高い場合、あるいは加工油に残留物等が混入している場合等にて目詰まりする可能性がある。これに対して「Duty制御」では、全開と全閉を繰り返すため、「面積可変制御」と比較して目詰まりの可能性は非常に低い。なお、ノズル３０にて「Duty制御」を用いると、プレス加工材へのコーティングにむらが発生する可能性があるため、流量制御弁２０にて「Duty制御」を用いることが好ましい。以下、流量制御弁２０と制御手段４０とノズル３０にて流量制御装置を構成し、流量制御弁２０を「Duty制御」して加工油の流量を調節する流量制御装置について説明する。
【００１２】
◆［第１の実施の形態（図２）］図２（Ａ）に示すように、第１の実施の形態は、制御手段４０をハードウェアで構成した例である。流量制御弁２０は、コンパレータ４６の出力Ｖoutにて駆動される。コンパレータ４６の−側入力には三角波発生回路４４からの出力Ｖinが接続され、コンパレータ４６の＋側入力には閾値設定回路４２ｂの出力Ｖrefが接続される。また、三角波発生回路４４が出力する三角波の周期は周期設定回路４２ａにて変更することが可能である。図２（Ａ）は制御手段４０の概略構成を示す図であり、図２（Ｂ）は制御手段４０に設けられた調節手段（周期と全開状態の比率を調節可能）の例を示す図であり、図２（Ｃ）は電圧［Ｖ］及び流量［ｃｃ／ｓｅｃ］を示すグラフの例である。
【００１３】
三角波発生回路４４は、図２（Ｃ）のＶinに示す三角波を周期Ｔcycで出力する。また、作業者等が周期設定コントローラ４０ａを回して周期設定回路４２ａの抵抗値等を増減することにより、三角波Ｖinの周期Ｔcycを変更可能である。閾値設定回路４２ｂは、図２（Ｃ）のＶrefに示す比較電圧を定常的に出力する。また、作業者等が全開比率コントローラ４０ｂを回して閾値設定回路４２ｂの抵抗値等を増減することにより、比較電圧Ｖrefの値を増減することが可能である。コンパレータ４６は、入力される三角波Ｖinと比較電圧Ｖrefとを比較し、三角波Ｖinの方が比較電圧Ｖrefよりも低い場合はＨiレベル信号を出力Ｖoutから出力し、三角波Ｖinの方が比較電圧Ｖrefよりも高い場合はＬowレベル信号を出力Ｖoutから出力する。出力ＶoutからＨiレベル信号が出力されると、流量制御弁２０は全開状態に駆動され、加工油がノズル３０側に出力される。逆に、出力ＶoutからＬowレベル信号が出力されると、流量制御弁２０は全閉状態に駆動され、ノズル３０側への加工油の出力が停止される。
【００１４】
例えば三角波Ｖinが０［Ｖ］〜５［Ｖ］の範囲で出力される場合、比較電圧Ｖrefは０［Ｖ］〜５［Ｖ］の任意の電圧に設定可能とする（この場合、０［Ｖ］は０％に相当し、５［Ｖ］は１００％に相当する）。ここで、周期Ｔcycが１００［ｍｓｅｃ］に設定されており、比較電圧Ｖrefを１［Ｖ］に設定して場合、流量制御弁２０が全開状態に駆動される全開期間Ｔonは、１００［ｍｓｅｃ］＊１［Ｖ］／５［Ｖ］＝２０［ｍｓｅｃ］である。また、流量制御弁２０が全閉状態に駆動される全閉期間Ｔoffは、１００［ｍｓｅｃ］＊（５−１）［Ｖ］／５［Ｖ］＝８０［ｍｓｅｃ］である。この場合、流量制御弁２０から出力される加工油（図１のＡ点における加工油）は、図２（Ｃ）に示すＱout（Ａ）に示すような脈流になるが、ノズル３０までの配管１０outの容量と、ノズル３０の流通抵抗等により、ノズル３０から出力される加工油（図１のＢ点における加工油）は、図２（Ｃ）に示すＱout（Ｂ）に示すように平均化され、一定量の連続噴霧または連続滴下することが可能となる。
【００１５】
以上に説明した第１の実施の形態では、加工油を微小量に調節する場合は全開比率コントローラ４０ｂを回して比較電圧Ｖrefを減少させればよい。この場合、作業者等が実際にノズル３０から供給される加工油の流量を確認しながら、全開比率コントローラ４０ｂを調整する。そして、制御手段４０は、（粘度を考慮した流量に応じて調整された）全開比率コントローラ４０ｂの設定に基づいて、周期Ｔcycにおける全開期間Ｔonと全閉期間Ｔoffとの比率を変更する。なお、加工油の粘度が所定値より高い場合、全開期間Ｔonが所定時間以下では流量制御弁２０からノズル３０側に出力されなくなる場合も考えられる。その場合、作業者等が周期設定コントローラ４０ａを回して周期Ｔcycを長くすればよい。
【００１６】
このように、流量制御弁２０を、全開と全閉のいずれかの状態に制御し、周期Ｔcycにおける全開期間Ｔonと全閉期間Ｔoffとの比率を変更することで、加工油の粘度及び残留物等による目詰まりを抑制し、加工油を安定供給することができる。また、更に周期を適切に変更することで、加工油の粘度による流量のバラツキを抑制し、更に加工油を安定供給することができる。なお、上記の説明では、周期Ｔcycと全開期間Ｔonの比率との双方を変更したが、所定値以下の粘度の加工油を用いる場合、周期Ｔcycを固定値に設定し、全開期間Ｔonの比率を変更するようにしてもよい。
【００１７】
◆［第２の実施の形態（図３）］第２の実施の形態は、図３（Ａ）に示すように制御手段４０をパーソナルコンピュータ（以下、「パソコン」と記載する）で構成している点が第１の実施の形態とは異なる。第２の実施の形態では、制御手段４０にパソコン（ハードウェア及びソフトウェアにて構成されている）を用いることで流量制御弁２０の制御を更に容易にしている。例えば、制御手段４０は、表示手段５０（図３（Ａ）参照）に入力用の画面５１（図３（Ｂ）参照）を表示する。ここで、作業者等が粘度及び流量を入力（図３（Ｂ）の５１ａ部及び５１ｂ部に数値等を入力）すると、周期Ｔcycと全開期間Ｔonを適切に選択して出力するようにプログラムされている。制御手段４０は記憶装置を備えており、前記プログラム及び当該プログラムで用いるデータ等が記憶されている。
【００１８】
例えばデータには、図３（Ｃ）の例に示すような、粘度・全開下限時間特性、図３（Ｄ）に示すような、流量・全開割合特性が記憶されている。この場合、制御手段４０は、入力された粘度に対応する全開下限時間を粘度・全開下限時間特性（図３（Ｃ））から求め、入力された粘度及び流量に対応する全開割合を流量・全開割合特性（図３（Ｄ））から求める。この例では、粘度Ａ１［ｍＰａ・ｓｅｃ］に対する全開下限時間がＴ１［ｓｅｃ］であると求め、粘度Ａ１及び流量Ｂ１［ｃｃ／ｓｅｃ］に対する全開割合がＳ１［％］であると求めている。これらより、周期Ｔcyc＝（Ｔ１［ｓｅｃ］／Ｓ１［％］）＊１００［％］から求めることができる。
【００１９】
以上に説明した第２の実施の形態では、加工油を微小量に調節する場合、制御手段４０は、粘度を考慮した流量に応じて全開期間Ｔonと全閉期間Ｔoffとの比率を変更し、更に粘度に応じて（全開下限時間より）周期Ｔcycを変更する。このように、流量制御弁２０を、全開と全閉のいずれかの状態に制御し、周期Ｔcycにおける全開期間Ｔonと全閉期間Ｔoffとの比率を変更することで、加工油の粘度及び残留物等による目詰まりを抑制し、加工油を安定供給することができる。また、更に周期を適切に変更することで、加工油の粘度による流量のバラツキを抑制し、更に加工油を安定供給することができる。なお、上記の説明では、周期Ｔcycと全開期間Ｔonの比率との双方を変更したが、所定値以下の粘度の加工油を用いる場合、周期Ｔcycを固定値に設定し、全開期間Ｔonの比率を変更するようにしてもよい。
【００２０】
本発明のプレス加工油の流量制御装置は、本実施の形態で説明した構成、外観、制御方法等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、第２の実施の形態では、制御手段４０にパソコンを用いたが、ＣＰＵ、記憶装置、駆動回路等を備えた、流量制御コントロールを行う専用ユニットを構成するようにしてもよい。本発明のプレス加工油の流量制御装置は、本実施の形態にて説明したプレス加工油の流量制御の他にも、種々の装置の流体の流量制御に適用することが可能である。また、第２の実施の形態に流量検出手段と粘度検出手段を追加して、流量及び粘度を制御手段４０にて検出してフィードバック制御を行えば、加工油を更に安定供給することができる。本実施の形態にて説明した粘度・全開下限時間特性、流量・全開割合特性等は、本実施の形態に示した例に限定されるものではない。また、これらを用いて全開期間Ｔonの比率を変更する方法、及び周期Ｔcycを変更する方法も、本実施の形態に示した例に限定されるものではない。本実施の形態の説明に用いた数値等は一例であり、この数値等に限定されるものではない。また、以上（≧）、以下（≦）、より大きい（＞）、未満（＜）等は、等号を含んでも含まなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明のプレス加工油の流量制御装置は、プレス加工材にプレス加工油をコーティングしてプレス加工するプレス加工装置における、プレス加工油の流量制御装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のプレス加工油の流量制御装置の一実施の形態の概略構成図である。
【図２】第１の実施の形態における、流量制御方法及び流量制御装置の例を説明する図である。
【図３】第２の実施の形態における、流量制御方法及び流量制御装置の例を説明する図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０in、１０out    配管
２０      流量制御弁
３０      ノズル
４０      制御手段
４０ａ    周期設定コントローラ
４０ｂ    全開比率コントローラ
４２ａ    周期設定回路
４２ｂ    閾値設定回路
４４      三角波発生回路
４６      コンパレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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