(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダチューブのヘッド側とラムとの間に形成したヘッド側室と、前記シリンダチューブの内周面と前記ラムの外周面との間に設けたラム側室とを有するプレスシリンダと、
二方向に作動流体を吐出可能であって、一方の吐出口が前記ヘッド側室に接続され、他方の吐出口が前記ラム側室に接続されたポンプと、
作動流体を貯溜するタンクと前記ヘッド側室とを接続する流路に設けられて前記ラム側室の圧力によって作動し、前記ラムの前進時に両者を連通して前記タンク内の作動流体を前記ヘッド側室に流入させるプレフィル弁と、
前記ラムの位置を検出する位置センサと、
この位置センサの出力信号に基づいて、前記ラムが所定の位置まで前進したときに、前記ポンプの作動流体の吐出量を小さくする制御部と、
を有してなり、
前記ヘッド側室には、前記ラムを前進方向に付勢するばねが配設してあることを特徴とする高速プレス装置。
【請求項２】
前記ラム側室に接続した流路には、前記ラムの非作動時に、前記ラム側室から作動流体が流出するのを防止する落下防止弁が設けてあることを特徴とする請求項１に記載の高速プレス装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加工材（ワーク）を強圧して塑性加工を行なうプレス装置に係り、特に作動流体の圧力を利用して塑性加工を行なう高速プレス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大きな推力（圧力）を必要とする圧延機やプレスなどの加圧装置は、その大部分が油圧などを利用した液圧駆動方式である。従来の液圧駆動方式は、電動機（モータ）を一定速度で回転させ、それによって油圧ポンプを一定速度で回転させて常時圧油を生産している。そして、油圧シリンダなどのアクチュエータに仕事をさせないときには、アクチュエータに圧油を供給する流路を制御弁によって閉じ、行き場のなくなった圧油をリリーフ弁を介して油タンクに戻している。圧力エネルギーを持った圧油がタンクに戻されると、そのエネルギーが熱エネルギーに変換されてタンク内の作動油の温度を上昇させる。ところで、作動油が高温になると、油の粘度が低下し、さらに品質が劣化するために冷却する必要がある。そして、大推力の装置においては、自然空冷だけでは冷却が間に合わず、強制冷却を必要とする。このため、作動油を冷却するための電力も必要となり、二重のエネルギー損失となる。
【０００３】
このようなエネルギーの損失を避けるため、本願発明者は、二方向吐出油圧ポンプを使用してポンプの吐出方向、吐出量、吐出圧を制御することにより、制御弁を用いずにアクチュエータを直接駆動する「液圧駆動式塑性加工装置」を提案した（特開平１０−１６６１９９号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、プレス装置の場合、ワークの装着、取出し工程においては、通常、作業時間の短縮を図るためにシリンダのロッド（ラム）を加工位置から高速に退避（後退）させ、また加工工程においては、ワークに接触する直前までシリンダロッドを高速前進させることが要求される。すなわち、プレス装置の場合、ワークを加圧するときには、シリンダロッドの速度が低速であってもよいが、無負荷時の前進、後退のときには、ロッド（ラム）を素早く動かしたい、というのが一般的要求である。しかし、上記「液圧駆動式塑性加工装置」は、無負荷時におけるシリンダロッドの進退速度を高速化するこのような要求に対して充分に対応することができない。
本発明は、前記要求に鑑みてなされたもので、無負荷時におけるプレスシリンダのラムの進退速度を高速化することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の適用例１に係る高速プレス装置は、二方向に作動流体を吐出可能なポンプと、シリンダチューブのヘッド部とラムとの間に室が形成してあるプレスシリンダと、このプレスシリンダより小径に形成され、ピストンの一側の室が前記ポンプの一方の吐出口に接続され、前記ピストンの他方側の室が前記ポンプの他方の吐出口に接続されて、前記プレスシリンダのラムを進退させる補助シリンダと、作動流体を貯溜したタンクと前記プレスシリンダの室とを接続する流路に設けられ、前記ラムの前進時に両者を連通して前記タンク内の作動流体を前記プレスシリンダの室に流入させるプレフィル弁と、前記プレスシリンダのラムの位置を検出する位置センサと、この位置センサの出力信号に基づいて、前記ラムが所定の位置まで前進したときに、前記ポンプの作動流体の吐出量を少なくする制御部と、前記ポンプの一方の吐出口と前記プレスシリンダの前記室との間に設けられ、前記ポンプの吐出した作動流体の圧力が予め定めた値になったときに両者を連通し、前記ポンプの吐出した作動流体を前記室に供給するプレス圧供給回路とを有することを特徴としている。
【０００６】
そして、適用例２に係る発明は、前記補助シリンダの他方側の室と前記ポンプの他方の吐出口とを接続した流路に、前記補助シリンダの非作動時に、他方側の室から作動流体が流出するのを阻止する落下防止弁が設けてあることを特徴としている。
【０００７】
またそして、適用例３に係る発明は、シリンダチューブのヘッド部とラムとの間に形成したヘッド側室と、前記ラムの後端部に形成されて前記シリンダチューブに設けたプランジャ部が嵌入する小径室と、前記ラムの外周面と前記シリンダチューブの内周面との間に形成したラム側室とを有するプレスシリンダと、二方向に作動流体を吐出可能であって、一方の吐出口が前記プレスシリンダの小径室に接続され、他方の吐出口が前記プレスシリンダのラム側室に接続されたポンプと、作動流体を貯溜したタンクと前記プレスシリンダのヘッド側室とを接続する流路に設けられ、前記ラムの前進時に両者を連通して前記タンク内の作動流体を前記プレスシリンダのヘッド側室に流入させるプレフィル弁と、前記プレスシリンダのラムの位置を検出する位置センサと、この位置センサの出力信号に基づいて、前記ラムが所定の位置まで前進したときに、前記ポンプの作動流体の吐出量を少なくする制御部と、前記ポンプの一方の吐出口と前記プレスシリンダのヘッド側室との間に設けられ、前記ポンプの吐出した作動流体の圧力が予め定めた値になったときに両者を連通し、前記ポンプの吐出した作動流体を前記ヘッド側室に供給するプレス圧供給回路とを有することを特徴としている。
【０００８】
さらに、適用例４に係る発明は、二方向に作動流体を吐出可能なポンプと、シリンダチューブのヘッド部とラムとの間に形成したヘッド側室と、前記ラムの外周面と前記シリンダチューブの内周面との間に形成されて前記ポンプの他方の吐出口に接続したラム側室とを有するプレスシリンダと、このプレスシリンダのシリンダチューブより小径に形成されて前記ポンプの一方の吐出口に接続され、前記プレスシリンダのラムを前進させる補助シリンダと、作動流体を貯溜したタンクと前記プレスシリンダのヘッド側室とを接続する流路に設けられ、前記ラムの前進時に両者を連通して前記タンク内の作動流体を前記プレスシリンダのヘッド側室に流入させるプレフィル弁と、前記プレスシリンダのラムの位置を検出する位置センサと、この位置センサの出力信号に基づいて、前記ラムが所定の位置まで前進したときに、前記ポンプの作動流体の吐出量を少なくする制御部と、前記ポンプの一方の吐出口と前記プレスシリンダのヘッド側室との間に設けられ、前記ポンプの吐出した作動流体の圧力が予め定めた値になったときに両者を連通し、前記ポンプの吐出した作動流体を前記ヘッド側室に供給するプレス圧供給回路とを有することを特徴としている。
【０００９】
適用例５に係る発明は、シリンダチューブのヘッド部とラムとの間に形成したヘッド側室と、前記ラムの外周面と前記シリンダチューブの内周面との間に形成したラム側室とを有するプレスシリンダと、このプレスシリンダに作動流体を供給する第１ポンプおよび第２ポンプと、これらのポンプと前記プレスシリンダのヘッド側室とを接続する第１流路と、作動流体を貯溜するタンクと前記プレスシリンダのラム側室とを接続する第２流路と、前記第１ポンプと前記第２ポンプとの間の前記第１流路に設けられ、前記ラムによる加圧時に第２ポンプの吐出した作動油が前記第１ポンプ側に流れるのを阻止する方向制御弁と、前記プレスシリンダのラムの位置を検出する位置センサと、この位置センサの出力信号に基づいて、前記ラムが所定の位置まで前進したときに、前記第１モータの駆動を停止する制御部と、前記第１流路と前記第２流路との間に設けられ、前記ラムによる加圧時に前記プレスシリンダのヘッド側室と前記第２ポンプとを連通するとともに、前記プレスシリンダのラム側室と前記タンクとを連通し、前記ラムの後退時に前記第２ポンプと前記ラム側室とを連通するとともに、前記ヘッド側室と前記タンクとを連通する切換弁とを有することを特徴としている。第１ポンプと第２ポンプとは、１つでも複数でもよい。
【００１０】
適用例６に係る発明は、シリンダチューブのヘッド部とラムとの間に形成したヘッド側室と、前記ラムの外周面と前記シリンダチューブの内周面との間に形成したラム側室とを有するプレスシリンダと、このプレスシリンダに作動流体を供給する第１ポンプおよび第２ポンプと、この第１ポンプと第２ポンプとを連動して駆動するモータと、前記第１ポンプ、前記第２ポンプと前記プレスシリンダのヘッド側室とを接続する第１流路と、作動流体を貯溜するタンクと前記プレスシリンダのラム側室とを接続する第２流路と、前記第１ポンプと前記第２ポンプとの間の前記第１流路に設けられ、前記ラムによる加圧時に第２ポンプの吐出した作動油が前記第１ポンプ側に流れるのを阻止する方向制御弁と、前記第１ポンプの吐出側を前記タンクに接続する戻し流路に設けられ、前記ラムによる加圧時に第１ポンプの吐出した作動油を前記タンクに戻す戻し弁と、前記第１流路と前記第２流路との間に設けられ、前記ラムによる加圧時に前記プレスシリンダのヘッド側室と前記第２ポンプとを連通するとともに、前記プレスシリンダのラム側室と前記タンクとを連通し、前記ラムの後退時に前記第２ポンプと前記ラム側室とを連通するとともに、前記ヘッド側室と前記タンクとを連通する切換弁とを有することを特徴としている。
【００１１】
そして、適用例７に係る発明は、適用例５または６において、前記切換弁は、４ポート３位置電磁切換弁であって、前記ラムの無負荷前進時に、前記第１流路を介して前記ヘッド側室と前記第１ポンプ、前記第２ポンプとを接続するとともに、前記第１流路、前記第２流路を介してヘッド側室とラム側室とを接続することを特徴としている。
【００１２】
さらに、適用例８に係る発明は、適用例５ないし７のいずれか１において、前記第１ポンプは低圧大容量ポンプであり、前記第２ポンプは高圧小容量ポンプであることを特徴としている。
また、適用例９に係る発明は、適用例６ないし８のいずれか１において、前記戻し弁は、前記ヘッド側室の圧力によって作動するパイロット操作逆止め弁であることを特徴としている。
【００１３】
適用例１０に係る発明は、シリンダチューブのヘッド側とラムとの間に形成したヘッド側室と、前記シリンダチューブの内周面と前記ラムの外周面との間に設けたラム側室とを有するプレスシリンダと、二方向に作動流体を吐出可能であって、一方の吐出口が前記ヘッド側室に接続され、他方の吐出口が前記ラム側室に接続されたポンプと、作動流体を貯溜するタンクと前記ヘッド側室とを接続する流路に設けられて前記ラム側室の圧力によって作動し、前記ラムの前進時に両者を連通して前記タンク内の作動流体を前記ヘッド側室に流入させるプレフィル弁と、前記ラムの位置を検出する位置センサと、この位置センサの出力信号に基づいて、前記ラムが所定の位置まで前進したときに、前記ポンプの作動流体の吐出量を少なくする制御部とを有することを特徴としている。
【００１４】
そして、適用例１１に係る発明は、適用例１０において、前記ヘッド側室には、前記ラムを前進方向に付勢するばねが配設してあることを特徴としている。
また、適用例１２に係る発明は、適用例３ないし１１のいずれか１において、前記ラム側室に接続した流路には、前記ラムの非作動時に、前記ラム側室から作動流体が流出するのを防止する落下防止弁が設けてあることを特徴としている。
【００１５】
【作用】
上記のごとくなっている適用例１に係る発明は、プレスシリンダのラムによる加圧動作を行なわない無負荷時においては、プレスシリンダより小径に形成した補助シリンダによってプレスシリンダのラムを昇降させるため、プレスシリンダのラムを高速で前進、後退をさせることができる。そして、ラムが所定の位置に達すると、制御部がポンプの作動油の吐出量を少なくするため、ラムの下降速度が減少し、低速で大きな圧力による、すなわち低速大推力による加圧動作を行なわせることができる。したがって、プレスシリンダのラムの無負荷時にラムを高速で前進、後退をさせることができるため、プレス装置による加工効率を向上させることが可能となる。なお、補助シリンダの他方側の室をポンプの他側の吐出口とを接続する流路に、補助シリンダの非作動時に他方側の室から作動油が流出するのを阻止する落下防止弁を設けると、停電時や通電をしていないときに、プレスシリンダのラムが落下するような危険を避けることができる。
【００１６】
また、適用例３に係る発明によれば、プレスシリンダのラムの無負荷時にラムに設けた小径室にポンプから作動油を供給することにより、プレスシリンダのラムを高速で前進（下降）させる押し動作をすることができる。そして、ラムが所定の位置まで前進し、金型がワークに接触すると、ワークの反力により流路の内圧が上昇する。その内圧により、プレス圧供給回路が連通して大径シリンダ室に作動油が流入する。したがって、ポンプの吐出量が同じでも、大径シリンダ室に作動油が流入することにより、ラムの前進速度が遅くなり、低速度で大きな圧力、すなわち低速大推力による加圧動作が可能となる。また、ラムを後退させる引き動作においては、ラムの外周面とシリンダチューブの内周面との間に設けた、ヘッド側室より受圧面積の小さなラム側室に高圧の作動油を供給することにより、ラムを高速で上昇（後退）させることができ、前記と同様の効果を得ることができる。
【００１７】
適用例４に係る発明においては、プレスシリンダの無負荷時にプレスシリンダのラムを前進させる押し動作においては、プレスシリンダのシリンダチューブより小径の補助シリンダに作動油を供給し、補助シリンダによってプレスシリンダのラムを前進させる。したがって、ラムを高速で前進させることができる。また、ラムを後退させる引き動作においては、プレスシリンダのラムの外周面とシリンダチューブの内周面との間に形成した、ヘッド側室より受圧面積の小さなラム側室に作動油を供給することにより、ラムを高速で後退させることができ、プレス作業の作業効率を向上させることができる。
【００１８】
適用例５に記載の発明においては、プレスシリンダの無負荷時にプレスシリンダのラムを前進させる場合、第１ポンプと第２ポンプとを駆動する。このため、プレスシリンダのヘッド側室には、両ポンプの吐出した作動油が供給されるため、ラムが高速前進する。そして、ラムが所定の位置に達すると、制御部が第１ポンプの駆動を停止するため、ヘッド側室に供給される作動油の量が少なくなり、ラムが低速前進となる。このため、低速大推力による加圧動作を行なうことができる。このとき、ヘッド側室に接続した第１流路には、第１ポンプと第１ポンプとの間に方向制御弁が設けてあって、第１ポンプ側に作動油が流れるのを防止しているため、第１ポンプが逆回転することがなく、ヘッド側室に確実に作動油（圧油）を供給することができる。また、ラムを後退させる場合、再び第１ポンプと第２ポンプとを駆動して受圧面積の小さなラム側室に作動油を供給することにより、ラムを高速で後退させることができる。
【００１９】
適用例６に係る発明においては、プレスシリンダの無負荷時にプレスシリンダのラムを前進させる場合、第１ポンプと第２ポンプとが吐出した作動油をプレスシリンダのヘッド側室に供給することにより、ラムを高速で前進させることができる。そして、ラムによる加圧動作が開始するとヘッド側室の圧力が上昇し、第１流路の第１ポンプと第２ポンプとの間に設けた方向制御弁が閉じ、第２ポンプの吐出した作動油が第１ポンプ側に流れるのを阻止するとともに、第１ポンプの吐出側をタンクに接続する戻り流路に設けた戻し弁が開き、第１ポンプの吐出した作動油をタンクに戻す。このため、ヘッド側室には、第２ポンプが吐出する作動油だけが供給されるため、ラムの前進速度が小さくなって低速大推力の加圧が可能となる。また、ラムを上昇させる場合、第１ポンプと第２ポンプとが吐出した作動油をラム側室に供給するため、ラムが高速で後退する。
【００２０】
適用例７に係る発明においては、プレスシリンダの無負荷時のラムを前進させるときに、プレスシリンダのヘッド側室を第１ポンプ、第２ポンプに接続するばかりでなく、ラム側室にも接続されている。ヘッド側室にラム側室から排出された作動油が流入する作動回路が形成されるため、第１ポンプと第２ポンプとの吐出する作動油の量は、ラムの断面積とラムの前進量との積に等しい量でよく、ポンプの容量を小さくすることができる。そして、適用例８に係る発明においては、第１ポンプを低圧大容量ポンプとし、第２ポンプを高圧小容量ポンプとすることにより、プレスシリンダのラムの高速移動（前進、後退）とラムによる低速大推力加圧とを効率よく行なうことが可能となる。また、適用例９に係る発明においては、戻し弁をヘッド側室の圧力によって作動するパイロット操作チェック弁としたことにより、制御装置などによる操作を必要とせず、装置の簡素化を図ることができる。
【００２１】
適用例１０に係る発明においては、プレス装置の場合、一般にプレスシリンダのラムが下向きに配置されるとともに、ラムにスライダと金型とが接続されるため、ラムに下向きの大きな荷重が常に作用している。したがって、ラムによる加圧動作を行なっていない無負荷時には、プレフィル弁がラム側室の圧力によって開き、ヘッド側室がプレフィル弁を介してタンクに連通する。このため、ポンプを駆動してヘッド室側に作動油を供給するときに、タンクから大量の作動油が吸い上げられてヘッド側室に供給されるため、ラムを高速前進させることができる。そして、ラムによる加圧動作が開始されると、ラム側室の圧力が低下し、プレフィル弁が閉じて大推力による加圧動作が行われる。また、ラムを上昇させる場合、ポンプによってヘッド側室の作動油を吸引してラム側室に高圧の作動油が供給されて、ラムが高速で後退するとともに、ラム側室が高圧となってプレフィル弁が開き、ポンプの吐出した作動油の一部がプレフィル弁を介してタンクに戻される。従来技術のバルブ制御では、ラムに過大な荷重を吊り下げると、高速下降（これはあくまでも制御された速度で下降するもの）どころか、激しい勢いで落下してしまう。これを防ぐために、従来は、ラム室側の出口にメータアウト回路を挿入し、絞り弁の絞り量を適当に設定して落下速度を調整している。本発明は、ポンプのラム側室ポートからの吸入量（これはポンプの回転速度に比例する）に見合った速度でラムが下降するので、下降速度を自由に制御することができる。
【００２２】
適用例１１に係る発明においては、プレスシリンダのヘッド側室にラムを前進方向に付勢するばねを配置したことにより、ラム側室の内圧がばね力に比例した圧力となる。このため、例えばプレスシリンダのラムが横向きに配置されているような、ラムの前進方向に荷重が作用していない場合であっても、適用例１０に係る発明と同様の作用を行なわせることができる。また、適用例１２に係る発明のように、プレスシリンダのラム側室に接続した流路に落下防止弁を設けることにより、停電時や通電していないときのラムの落下を防止して安全性を高めることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る高速プレス装置の好ましい実施の形態を、添付図面にしたがって詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る高速プレス装置の説明図である。図１において、プレス装置１０は、プレスシリンダ２０と、このプレスシリンダ２０のラム２２を昇降させる補助シリンダ３０とを有している。この補助シリンダ３０は、ピストン３２の両側にロッド３４、３６を設けた複動型の両ロッド油圧シリンダであって、片側のロッド（下側のロッド）３６にプレスシリンダ２０のラム２２が接続してある。そして、補助シリンダ３０は、シリンダチューブ３８の内径がプレスシリンダ２０のシリンダチューブ３４の内径より小さくなっていて、プレスシリンダ２２より高速作動をさせることができるようになっている。また、補助シリンダ３０は、ピストン３２の一側の室４０が第１流路４４を介して、二方向吐出型ポンプ５０の一方の吐出口５２に接続してある。さらに、補助シリンダ３０は、ピストン３２の他側の室４２が第２流路４６を介してポンプ５０の他方の吐出口５４に接続してある。
【００２４】
第２流路４６には、プレスシリンダ２０が作動していないときに、ラム２２の落下を防止する落下防止弁６０が設けてある。この落下防止弁６０は、２ポート２位置の電磁弁であって、位置ａのときに、補助シリンダ３０の室４２から作動流体（作動油）が流出するのを阻止するチェック弁を備えている。そして、落下防止弁６０は、位置ｂのときに室４２とポンプ５０の他方の吐出口５４とを連通し、ラム２２の昇降やラム２２による図示しないワークの加圧動作を行なわせることができる。
【００２５】
ポンプ５０は、定容量形の油圧ポンプであって、ポンプ５０を回転させるモータ６２の回転速度に応じて圧油の吐出量を変えることができるようになっている。また、モータ６２は、正、逆回転可能なサーボモータであって、制御部である制御装置を構成しているモータ制御部７０によって制御される。このモータ制御部７０は、第１加算器７２と第２加算器７４とサーボ増幅器７６とを有し、これらが直列に接続してある。そして、第１加算器７２には、制御装置の速度指令部（図示せず）からの速度指令信号Ｅi が正（プラス）の信号として入力するとともに、プレスシリンダ２０のラム２２の位置を検出する信号が負（マイナス）の信号として入力する。
【００２６】
すなわち、補助シリンダ３０の一方のロッド３４には、リニアスケールからなる位置センサ８０が取り付けてあって、この位置センサ８０の出力信号が第１加算器７２にフィードバック信号として入力する。そして、第２加算器７４には、第１加算器７２の演算結果が正の信号として入力する。また、第２加算器７４には、第１流路４４に設けた圧力センサ８２の出力信号が負のフィードバック信号として入力する。そして、第２加算器７４の演算結果は、サーボ増幅器７６に与えられる。
【００２７】
プレスシリンダ２０は、シリンダチューブ２４のヘッド部とラム２２の上端との間に室２６を有している。この室２６は、流路８６を介して作動油を貯溜したタンク８８に接続してある。そして、流路８６には、ラム２２が高速度で前進（下降）したときに、タンク８８内の作動油をプレスシリンダ２０の室２６に流入させるためのプレフィル弁８４が配設してある。このプレフィル弁８４は、第２流路４６の圧力、すなわち補助シリンダ３０の室４２の圧力によって作動するチェック弁によって構成してある。
【００２８】
また、補助シリンダ３０の一側の室４０とプレスシリンダ２０の室２６との間には、プレス圧供給回路９０が設けてある。そして、プレス圧供給回路９０は、補助シリンダ３０の室４０とプレスシリンダ２０の室２６とを接続する圧油供給流路９２と、この圧油供給流路９２を連通遮断する２ポート２位置切換弁９４とから構成してある。この切換弁９４は、補助シリンダ３０の室４０の圧力をパイロット圧とするパイロット操作方式となっている。したがって、プレスシリンダ２０の室２６は、切換弁９４が開の位置ｂになると、圧油供給流路９２、室４０、第１流路４４を介してポンプ５０の一方の吐出口５２に接続される。さらに、第１流路４４と第２流路４６との間には、補充流路９５がポンプ５０と並列に設けてある。そして、補充流路９５には、一対のチェック弁９６、９８が配設してある。これらのチェック弁９６、９８は、各油圧機器のポートの内部から漏れ出した作動油がドレンポートを通ってタンク８８に流出し、油圧回路内の作動油が不足した場合に、その不足分をタンク８８から回路に吸い上げるためのもので、チェック弁９６、９８の間の補充流路９５が流路９９を介してタンク８８に接続してある。
【００２９】
上記のごとく構成した第１実施形態に係るプレス装置１０の作用は、次の通りである。まず、プレスシリンダ２０の無負荷状態、または金型およびスライド等だけを動かす場合、すなわちプレスシリンダ２０のラム２２を高速前進（高速下降）させる場合、制御装置は、第２流路４６に配設した落下防止弁６０に作動信号を与え、落下防止弁６０を位置ｂにして補助シリンダ３０の他側の室４２とポンプ５０の吐出口５４とを連通するとともに、位置指令信号Ｅi をモータ制御部７０に入力し、サーボモータ６２を例えば正方向に高速回転する。モータ６２が正回転すると、ポンプ５０も正回転して一方の吐出口５２から圧油が吐出され、第１流路４４を介して補助シリンダ３０の一側の室４０に供給される。補助シリンダ３０は、小径に形成して比較的少量の作動油で高速動作が可能となっているため、作動油が室４０に供給されるとピストン３２が高速で下方へ移動する。このため、補助シリンダ３０のロッド３６に接続したプレスシリンダ２０のラム２２がロッド３６と一体に高速度で下降する。このとき、プレスシリンダ２０の室２６が負圧となるため、流路８６に設けたプレフィル弁８４が開き、タンク８８内の作動油が流路８６を介してプレスシリンダ２０の室２６に流入する。
【００３０】
一方、補助シリンダ３０のロッド３４に取り付けた位置センサ８０は、ロッド３４の動きを電気信号Ｅf1に変換して出力する。この位置センサ８０の出力信号Ｅf1は、制御装置の位置検出部（図示せず）に入力されるとともに、モータ制御部７０の第１加算器７２にフィードバック信号として入力する。そして、制御装置は、ロッド３４のストローク量が所定値、すなわちプレスシリンダ２０のラム２２が所定の位置（ラム２２に取り付けた金型がワークに接触する直前の位置）まで前進すると、モータ制御部７０にモータ６２を減速する。このため、ポンプ５０の吐出量が減少し、補助シリンダ３０のロッド３４、３６の移動速度が低下してプレスシリンダ２０のラム２２も前進速度が減速する。
【００３１】
ラム２２が減速状態のままさらに前進（下降）し、ラム２２に取り付けた金型がワークに接触すると、補助シリンダ３０の他側の室４２の圧力が急速に減少して一側室４０の圧力が急激に上昇する。室４０の圧力が上昇すると、プレス圧供給回路９０の切換弁９４が作動し、圧油供給流路９２を遮断している位置ａから位置ｂに切り換わり、補助シリンダ３０の室４０とプレスシリンダ２０の室２６とを連通する。このため、圧油供給流路９２を介してプレスシリンダ２０の室２６に圧油が供給され、室２６の圧力が上昇してプレフィル弁８４が閉じられる。そして、プレスシリンダ２０の室２６が高圧となり、補助シリンダ３０の室４０に供給された作動油とプレスシリンダ２０の室２６に供給された作動油の圧力によってワークの加圧が行われる。このプレスシリンダ２０による加圧圧力は、第１流路４４に設けた圧力計８２によって油圧として検出され、電気信号Ｅf2に変換されてモータ制御部７０の第２加算器７４にフィードバックされる。モータ制御部７０は、ラム２２による加圧圧力が設定された値となるように、モータ６２の回転速度を介してポンプ５０の圧油の吐出量を制御すとともに、位置センサ８０の出力信号Ｅf1に基づいて、ラム２２の位置が所定の位置となるように制御する。
【００３２】
ラム２２による加圧動作が終了すると、制御装置は、モータ制御部７０にサーボモータ６２を逆回転させる回転速度信号Ｅi を与える。これにより、ポンプ５０は、モータ６２の逆回転によって一方の吐出口５２から作動油を吸引し、他方の吐出口５４から圧油を吐出する。このため、第１流路４４の圧力が低下してプレス圧供給回路９０の切換弁９４が遮断位置ａになるとともに、第２２流路４６の圧力が上昇し、落下防止弁６０が正方向に自然導通する。さらに、プレフィル弁８４は、第２流路４６の圧力が高くなるために開となり、プレスシリンダ２０の室２６をタンク８８に連通する。そして、第２流路４６を介してポンプ５０から作動油が小径の補助シリンダ３０の室４２に供給され、ロッド３６が高速で上昇すると、このロッド３６に取り付けたプレスシリンダ２０のラム２２がロッド３６と一体に高速で上昇する。プレスシリンダ２０の室２６内の作動油は、ラム２２の上昇に伴い流路８６、プレフィル弁８４を介してタンク８８に戻される。
【００３３】
制御装置は、補助シリンダ３０のロッド３４が所定の位置まで上昇すると、モータ６２の駆動を停止するとともに、落下防止弁６０への作動信号の出力を停止する。これにより、落下防止弁６０は、補助シリンダ３０の室４２をポンプ５０に接続している位置ｂから位置ａに切り換わる。したがって、補助シリンダ３０の室４２からの作動油の流出が阻止され、ロッド３６が下方に移動することがなく、プレスシリンダ２０のラム２２の落下を防止することができる。
【００３４】
なお、油圧回路中の作動油がポートから漏れてタンク８８に流出し、例えば第１流路４４の作動油が不足すると、第１流路４４の圧力が低下し、補充流路９５に設けたチェック弁９６が開となり、タンク８８内の作動油が流路９９、チェック弁９６を介して第１流路４４に流入して不足分を補充する。
【００３５】
このように、第１実施形態のプレス装置１０においては、プレスシリンダ２０のラム２２による加圧を行なわないときのラム２２の昇降（進退）を、小径の補助シリンダ３０によって行なうようにするようにしてあるため、比較的小出力のモータと、小容量のポンプとを用いたとしても、プレス装置１０にワークを配置したり、プレス装置１０からワークを取り外す際の、プレスシリンダ２０のラム２２の移動を高速で行なうことができる。そして、実施形態のプレス装置１０は、位置センサ８０によってラム２２の前進位置を検出し、ラムが所定位置まで前進すると、大径のプレスシリンダ２２の室２６に直接高圧の作動油を供給するようにしてあるため、ラム２２による加圧時に低速大推力の加圧動作が可能となり、プレスによる剪断加工や絞り加工などの塑性加工の効率を向上することができる。
【００３６】
なお、前記実施形態においては、ポンプ５０をサーボモータ６２によって駆動する場合について説明したが、サーボモータ６２に代えて汎用の誘導電動機とインバータとを組み合わせたものであってもよい。要するに、回転方向、回転速度、回転トルクを制御できる電動機であれば、すべてサーボモータとして機能を有することになる。そして、ポンプは、二方向回転二方向吐出定容量ポンプを例に挙げたが、もちろん一方向回転二方向吐出可変容量ポンプであってもよい。要するに二方向吐出であれば、どのようなポンプでも使用可能である。また、位置センサ８０を構成するリニアスケールは、光学式リニアセンサや磁気式リニアセンサ、差動トランス、ポテンショメータ、さらには超音波距離センサやレーザ式距離センサなどであってよい。さらに、前記実施形態においては、モータ制御部７０に第１加算器７２、第２加算器７４を設けてラム２２の位置制御と圧力（推力）の制御とを同時にサーボコントロールが可能な場合について説明したが、加算器を１つにして位置の制御または圧力の制御のどちらかだけをサーボコントロールするようにしてもよい。そして、前記実施形態においては、落下防止弁６０が２ポート２位置電磁弁である場合について説明したが、落下防止弁６０はカウンタバランス弁を使用してもよい。また、停電時や通電停止時に危険性がない場合は、落下防止弁６０を省略してもよい。
【００３７】
さらに、前記実施形態においては、補助シリンダ３０が両ロッドシリンダである場合について説明したが、複動型片ロッドシリンダであってもよい。また、前記実施形態においては、プレス圧供給回路９０の２ポート２位置切換弁９４として、パイロット操作型を例に挙げたが、これを電磁切換弁とし、流路４４の圧力上昇を圧力センサで検出し、図示しない外部コントローラでその圧力を判断して電磁弁を制御してもよい。
【００３８】
図２は、第２実施の形態に係るプレス装置の説明図である。この実施形態に係るプレス装置１００は、第１実施形態に示した補助シリンダ３０が省略されていて、プレスシリンダ１１０が二重シリンダ構造となっている。すなわち、プレスシリンダ１１０は、シリンダチューブ１１２のヘッド部１１４の中心部に、シリンダチューブ内に突出したプランジャ部１１６が設けてある。そして、プレスシリンダ１１０は、後端側をシリンダチューブ１１２に挿入したラム１１８の後端面と、ヘッド部１１４のプランジャ部１１６の周囲との間にヘッド側室１２０が形成してある。また、ラム１１８の後端面中央部には、プランジャ部１１６を嵌入させる小径室１２２が設けてある。
【００３９】
ラム１１８は、上端部（後端部）にピストン部１２４が一体に形成してあって、このピストン部１２４の下方側がピストン部１２４よりやや小径に形成してある。そして、プレスシリンダ１１０は、ピストン部１２４の下方側において、ラム１１８の外周面とシリンダチューブ１１２の内周面との間に、ラム側室１２６が形成してある。さらに、プランジャ部１１６の先端部（下端部）には、ラム１１８の位置を検出するためのリニアスケール（位置センサ）１２７が配設してある。このリニアスケール１２７は、小径室１２２の底部とリニアスケール１２７までの距離を測定するもので、小径室１２２の内部に設置されて高圧の作動油に晒されても問題を生じない、例えばヴィーデマン効果による磁歪現象を応用した磁歪式リニア変位センサ、または作動トランス型変位センサなどによって形成してある。そして、リニアスケール１２７の出力信号は、詳細を図１に示したモータ制御部７０に入力される。
【００４０】
シリンダチューブ１１２のプランジャ部１１６には、小径室１１２に連通したポートが形成され、このポートに第１流路１２８を介してポンプ５０の一方の吐出口５２が接続してある。また、ラム側室１２６は、第２流路１３０を介してポンプ５０の他方の吐出口５４に接続してある。この第２流路１３０には、前記第１実施形態と同様の落下防止弁６０が設けてある。さらに、第２流路１３０の落下防止弁６０よりポンプ５０側と、プレスシリンダ１１０のヘッド側室１２０との間には、流路１３２が配設してある。この流路１３２には、プレフィル弁８４とチェック弁１３２とが直列に設けてある。プレフィル弁８４は、第２流路１３０の圧力がパイロット圧となるパイロット操作チェック弁から構成してあって、ヘッド側室１２０の圧力がラム側室１２６の圧力より所定値だけ低いときに開くようになっている。また、チェック弁１３４は、油圧回路の作動油が不足したときにタンク８８から作動油を補充するためのもので、第２流路１３０の圧力が低くなると開くように配置してある。そして、流路１３２は、プレフィル弁８４とチェック弁１３４との間においてタンク８８に接続してある。
【００４１】
第１流路１２８と流路１３２との間には、プレス圧供給回路１４０が設けてある。プレス圧供給回路１４０は、第１流路１２８と流路１３２とを連通する圧油供給流路１４２と、この圧油供給流路１４２に設けたパイロット操作２ポート２位置切換弁１４４とからなっている。そして、切換弁１４４は、第１流路１２８の圧力がパイロット圧となっていて、第１流路１２８が高圧になると第１流路１２８と流路１３２とを連通し、ヘッド側室１２０をポンプ５０の吐出口５２に接続する。
【００４２】
ポンプ５０は、前記実施形態と同様に、二方向吐出型の定容量ポンプであって、正逆回転可能なサーボモータ６２によって回転駆動させられる。そして、モータ６２は、モータ制御部７０によって回転が制御される。このモータ制御部７０には、プレスシリンダ１１０に取り付けたリニアスケール１２７の出力信号とともに、流路１３２のプレフィル弁８４よりプレスシリンダ１１０側に取り付けた圧力センサ８２の出力信号がフィードバック信号として入力する。
【００４３】
このように構成した第２実施形態のプレス装置１００は、プレスシリンダ１１０の無負荷時にラムを高速下降させる場合、第１実施形態の場合と同様に、第２流路１３０に設けた落下防止弁６０を位置ｂにしてプレスシリンダ１１０のラム側室１２６とポンプ５０とを連通する。そして、モータ６２を正方向に回転させてポンプ５２の一方の吐出口５２から圧油を吐出する。ポンプ５０から吐出された圧油は、第１流路１２８を介してプレスシリンダ１１０の小径室１２２に供給され、ラム１１８を急速に下降（前進）させる。このため、プレスシリンダ１１０は、ヘッド側室１２０が負圧となり、プレフィル弁８４が開いてタンク８８の作動油がヘット側室１２０に流入する。
【００４４】
制御装置は、リニアスケール１２７の出力信号に基づいてラム１１８の位置を監視しており、ラム１１８に取り付けた金型の位置がワークに接触する直前の位置までラム１１８が下降すると、モータ制御部７０に減速指令を与えてモータ６２の回転速度を減速する。そして、ラム１１８が低速状態で下降し、ラム１１８に取り付けた金型がワークに接触すると、ラム側室１２６の圧力が急速に低下する。このため、プレフィル弁８４が閉じるとともに、第１流路１２８の圧力が上昇して切換弁１４４が作動し、位置ｂに切り換わって第１流路１２８と流路１３２とを連通する。したがって、ポンプ５０の吐出口５２から吐出された高圧の作動油は、ヘッド側室１２０と小径室１２２とに供給され、ラム１１８によるワークの加圧が行われる。
【００４５】
制御装置は、加圧が終了するとモータ６２を逆回転させる信号を出力する。これにより、ポンプ５０も逆回転し、小径室１２２の内部の作動油が第１流路１２８を介してポンプ５０に吸引され、圧油が他方の吐出口５４から吐出される。このため、第１流路１２８の圧力が低下して切換弁１４４が図２に示した遮断位置ａに戻され、第２流路１３０の圧力が高くなってプレフィル弁８４を開く。そして、ポンプ５０の吐出口５４から吐出された圧油は、プレスシリンダ１１０のラム側室１２６に流入してラム１１８を高速で上昇させる。ラム１１８が上昇すると、ヘッド側室１２０内の作動油は、流路１３２、プレフィル弁８４を介してタンク８８に戻される。制御装置は、リニアスケール１２７の出力信号に基づいて、ラム１１８が所定の位置まで上昇したことを検知し、モータ６２の回転を停止するとともに、落下防止弁６０への作動信号の送出を停止する。これにより、落下防止弁６０は、図に示した位置ａの状態となり、プレスシリンダ１１０のラム側室１２６から作動油が流出するのを阻止し、ラム１１８が落下するのを防止する。
【００４６】
図３は、第３実施形態に係るプレス装置の説明図である。このプレス装置１５０は、補助シリンダ１６０とプレスシリンダ１７０とを有している。補助シリンダ１６０は、単動型の片ロッドシリンダであって、シリンダチューブ１６２がプレスシリンダ１７０のシリンダチューブ１７２より小径に形成してある。そして、補助シリンダ１６０のロッド１６４の先端（下端）には、プレスシリンダ１７０のラム１７４が接続してある。また、補助シリンダ１６０に設けた室１６６は、第１流路１２８を介してモータ６２によって駆動されるポンプ５０の一方の吐出口５２に接続してある。また、補助シリンダ１６０のヘッド部には、ロッド１６４の動きを検出するリニアスケール１２７が取り付けてあり、ロッド１６４の位置を介してプレスシリンダ１７０のラム１７４の位置を検出できるようにしてある。リニアセンサ１２７の検出信号は、モータ６２を制御するモータ制御部７０に入力される。
【００４７】
一方、プレスシリンダ１７０は、ラム１７４の上部にピストン部１７６が設けてある。そして、プレスシリンダ１７０は、ラム１７４の上端面（後端面）とシリンダチューブ１７２のヘッド部１７８との間にヘッド側室１８０が形成され、ピストン部１７６の下方に、ラム１７４の外周面とシリンダチューブ１７２の内周面との間に形成したラム側室１８２が設けてある。また、プレス装置１５０は、プレスシリンダ１７０のラム側室１８２が落下防止弁６０を設けた第２流路１３０を介して、ポンプ５０の他方の吐出口５４に接続してある。この第２流路１３０とプレスシリンダ１７０のヘッド側室１８０との間には、第２実施形態の場合と同様に、プレフィル弁８４とチェック弁１３４とを有する流路１３２が設けてある。この流路１３２は、プレフィル弁８４とチェック弁１３４との間でタンク８８に接続してある。そして、流路１３２には、プレフィル弁８４よりプレスシリンダ１７０側に圧力センサ８２が取り付けてある。圧力センサ８２は、流路１３２、すなわちプレスシリンダ１７０のヘッド側室１８０の圧力を検出してモータ制御部７０に送出する。また、第１流路１２８と流路１３２との間には、第２実施形態と同様のプレス圧供給回路１４０が設けてある。
【００４８】
このように構成した第３実施形態に係るプレス装置１５０は、プレスシリンダ１７０が無負荷のときにラム１７４を下降させる場合、ポンプ５０の一方の吐出口５２から吐出した圧油を、小径の補助シリンダ１６０の室１６６に供給する。これによりラム１７４は、補助シリンダ１６０のロッド１６４と一体に高速で下降（前進）する。このとき、プレスシリンダ１７０のヘッド側室１８０には、プレフィル弁８４、流路１３２を介してタンク８８から作動油が流入する。そして、ラム１７４が所定の位置に達したならば、モータ６２の回転速度を遅くし、ラム１７４の下降速度を減速する。ラム１７４がさらに下降し、ラム１７４に取り付けた金型がワークと接触して補助シリンダ１６０の室１６６の圧力が上昇すると、第２実施形態において説明したように、第１流路１２８と流路１３２との間に設けたプレス圧供給回路１４０のパイロット操作切換弁１４４が位置ｂに切り換わり、高圧の作動油がプレスシリンダ１７０のヘッド側室１８０に供給される。これにより、プレフィル弁８４が閉じる。そして、プレスシリンダ１７０のヘッド側室１８０に供給された圧油と、補助シリンダ１６０の室１６６に供給された圧油との圧力により加圧動作が行われる。
【００４９】
加圧が終了するとモータ６２が逆回転し、補助シリンダ１６０の室１６６内の作動油が第１流路１２８を介して圧油がポンプ５０によって吸引され、吐出口５４から第２流路１３０内に吐出される。このため、第１流路１２８内の圧力が低下して切換弁１４４が位置ａに切り換わって圧油供給流路１４２を遮断し、第２流路１３０内の圧力が上昇してプレフィル弁８４が開放される。そして、プレスシリンダ１７０の受圧面積の小さなラム側室１８２に圧油が供給されてラム１７４が高速で上昇（後退）し、ヘッド側室１８０内の作動油がプレフィル弁８４を介してタンク８８に戻される。
【００５０】
図４は、第４実施の形態に係るプレス装置の説明図である。このプレス装置２００は、第１ポンプとしての低圧大容量油圧ポンプ２０２と、第２ポンプとしての高圧小容量油圧ポンプ２０４とが並列に設けてある。これらの油圧ポンプ２０２、２０４は、これらに対応して設けたサーボモータ（モータ）２０６、２０８に接続してあって、相互に独立して回転駆動できるようにしてある。すなわち、モータ２０６、２０８が接続してあるモータ制御部２１０は、モータ２０６とモータ２０８とに対して個別に制御信号を出力する。
【００５１】
油圧ポンプ２０２、２０４は、可変容量形の一方向にだけ圧油を吐出するポンプであって、低圧大容量油圧ポンプ２０２の吐出口が圧油供給流路２１２を介してプレスシリンダ１７０のヘッド側室１８０に接続してある。そして、圧油供給流路２１２には、作用を後述するチェック弁２１４が設けてあり、プレスシリンダ１７０側から油圧ポンプ２０２に作動油が流入するのを阻止している。また、圧油供給流路２１２のチェック弁２１４の下流側に分岐流路２１６を介して高圧小容量油圧ポンプ２０４が接続してある。
【００５２】
プレスシリンダ１７０のラム側室１８２は、落下防止弁６０を備えた流路２１８を介してタンク８８に接続してある。そして、落下防止弁６０よりタンク側の流路２１８と、分岐流路２１６の圧油供給路２１２への接続点２２０よりプレスシリンダ１７０側の圧油供給流路２１２との間には、４ポート３位置電磁切換弁２２２が配設してある。この切換弁２２２は、位置ａのときにプレスシリンダ１７０のヘッド側室１８０を油圧ポンプ２０２、２０４に接続し、ラム側室１８２をタンク８８に接続する。そして、切換弁２２２は、中立位置ｂのときに、ヘッド側室１８０をポンプ２０２、２０４に接続するとともに、プレスシリンダ１７０側のラム側室１８２を流路２１８を介して圧油供給流路２１２に接続する。また、切換弁２２２は、位置ｃのときに、ヘッド側室１８０をタンク８８に接続し、ラム側室１８２を油圧ポンプ２０２、２０４に接続する。
【００５３】
プレスシリンダ１７０のヘッド部には、ラム１７４の位置を検出するリニアスケール１２７が取り付けてある。このリニアスケール１２７の検出信号は、モータ制御部２１０にフィードバック信号として入力される。また、圧油供給流路２１２の切換弁２２２より上流側であって、チェック弁２１４の下流側には、圧油供給流路２１２内の圧力を検出する圧力センサ８２が取り付けてある。この圧力センサ８２の出力信号は、リニアスケール１２７の出力信号と同様にモータ制御部２１０にフィードバックされる。このモータ制御部２１０は、前記したモータ制御部７０と同様に加算器とサーボ増幅器とから構成してある。
【００５４】
このように形成した第４実施形態に係るプレス装置２００は、プレスシリンダ１７０を作動させる場合、落下防止弁６０が位置ｂにされる。そして、無負荷状態のラム１７４を前進させる下押し動作の場合、制御装置は切換弁２２２を中立位置ｂにするとともに、モータ制御部２１０を介してサーボモータ２０６、２０８を高速回転させる。これのより、低圧大容量油圧ポンプ２０２と高圧小容量油圧ポンプ２０４とが回転して作動油を吐出する。圧油供給流路２１２のチェック弁２１４より下流側は、ラム１７４の下降により低圧となるため、チェック弁２１４が開放され、油圧ポンプ２０２、２０４の吐出した作動油がヘッド側室１８０に流入し、ラム１７４を高速で下降させる。
【００５５】
このとき、切換弁２２２の中立位置ｂは、ラム側室１８２に接続した流路２１８を圧油供給流路２１２に接続しているため、ラム側室１８２から排出された作動油がポンプ２０２、２０４の吐出した作動油とともにヘッド側室１８０に流入する差動回路が形成される。したがって、ポンプ２０２、２０４がヘッド側室１８０に供給する作動油は、ラム１７４の断面積と下降量との積に等しい量であればよく、低圧大容量油圧ポンプ２０２の容量が小さくともラム１７４を高速下降させることができる。なお、ラム１７４の高速下降時には、高圧小容量油圧ポンプ２０４の駆動を停止し、低圧大容量油圧ポンプ２０２だけで作動油をヘッド側室１８０に供給するようにしてもよい。
【００５６】
制御装置は、ラム１７４が所定の位置まで下降（前進）すると、モータ２０６を停止して低圧大容量油圧ポンプ２０２の駆動を停止するとともに、切換弁２２２を加圧動作位置となる位置ａにする。このため、圧油供給流路２１２のチェック弁２１４よりプレスシリンダ１７０側の圧力が高くなってチェック弁２１４が閉じ、圧油が油圧ポンプ２０２に流入するのを阻止するとともに、ラム側室１８２がタンク８８に接続される。そして、プレスシリンダ１７０は、ヘッド側室１８０に高圧小容量油圧ポンプ２０４の吐出する圧油だけが供給されるため、ラム１７４が低速大推力による加圧動作が可能となる。
【００５７】
制御装置は、ラム１７４による加圧動作が終了すると、切換弁２２２を位置ｃに切り換え、プレスシリンダ１７０のヘッド側室１８０をタンク８８に接続し、ラム側室１８２をポンプ２０２、２０４に接続するとともに、モータ２０６、２０８を高速回転する。これにより、低圧大容量油圧ポンプ２０２と高圧小容量油圧ポンプ２０４とが吐出した圧油は、ラム側室１８２に供給され、ラム１７４が高速で上昇（後退）し、ヘッド側室１８０の作動油がタンク８８に戻される。なお、この場合、小容量油圧ポンプ２０４を休止させたとしても、ラム１７４の上昇速度は、その分遅くなるだけであって、何ら問題を生じない。そして、ラム１７４の径を太くしてラム側室１８２の受圧面積を小さくすれば、ラム１７４の上昇速度をその分だけ速くすることができる。
【００５８】
このように構成した第４実施形態のプレス装置２３０においては、前記各実施形態の場合と同様に、プレスシリンダ１７０の無負荷時にラム１７４を高速前進、高速後退をさせることができるとともに、低速大推力の加圧動作が可能である。また、プレス装置２３０においては、低圧大容量油圧ポンプ２０２と低圧小容量油圧ポンプ２０４とを並列に配設したことにより、ラム１７４の高速押し動作（前進）、高速引き動作（後退）と、低速大推力による加圧動作路を効率よく行なうことができる。なお、低圧大容量油圧ポンプ２０２と高圧小容量油圧ポンプ２０４とは、それぞれ複数設けてもよいし、どちらか一方を１台にし、どちらか他方を複数台にしてもよい。
【００５９】
図５は、第５実施形態であって、第４実施形態に係るプレス装置２００の変形例を示したものである。図５に示したプレス装置２３０は、低圧大容量油圧ポンプ２０２と高圧小容量油圧ポンプ２０４とを、１台のサーボモータ２３２によって駆動するようになっている。サーボモータ２３２は、モータ制御部７０によって回転が制御される。また、プレス装置２３０は、低圧大容量油圧ポンプ２０２とチェック弁２１４との間の圧油供給流路２１２と、タンク８８との間に、戻し弁であるパイロット操作チェック弁２３４を有する戻し流路２３６が設けてある。そして、パイロット操作チェック弁２３４は、圧油供給流路２１２のチェック弁２１４より下流側の圧力がパイロット圧となって作動し、油圧ポンプ２０２とタンク８８とを連通する。他の構成は、第４実施形態に係るプレス装置２００と同様である。
【００６０】
この第５実施形態に係るプレス装置２３０は、低圧大容量油圧ポンプ２０２と高圧小容量油圧ポンプ２０４とがモータ２３２によって常に連動して一緒に駆動される。そして、プレスシリンダ１７０のラム１７４の高速下降、高速上昇は、第４実施形態に係るプレス装置２００と同様に行われる。一方、プレスシリンダ１７０のラム１７４が加圧を開始して圧油供給流路２１２の圧力が上昇すると、チェック弁２１４が閉じるとともに、パイロット操作チェック弁（戻し弁）２３４が開き、戻し流路２３６が開放されて油圧ポンプ２０２とタンク８８とを連通する。このため、ポンプ２０２が吐出する圧油は、戻し流路２３６を介してタンク８８に戻される。
【００６１】
この第５実施形態に係るプレス装置２３０においては、前記各実施形態と同様に、プレスシリンダ１７０の無負荷時にラム１７４を高速前進、後退させることができるとともに、低速大推力による加圧動作が可能である。また、ラム１７４による加圧動作時に、低圧大容量油圧ポンプ２０２が吐出した作動油を戻し弁であるパイロット操作チェック弁２３４を介してタンク８８に戻すようにしているため、戻し弁の開閉操作を制御装置によって行なう必要がなく、装置を簡素化することができる。なお、パイロット操作チェック弁２３４のパイロット圧は、ラム１７４による加圧動作のときにだけパイロット操作チェック弁２３４が作動するように設定しておく。
【００６２】
図６は、第６実施形態に係るプレス装置の説明図である。このプレス装置２４０は、プレスシリンダ１７０のラム１７４が一般に下向きに配置されるとともに、ラム１７４にスライダと金型とがかならず接続されることに注目してなされたものである。すなわち、ラム１７４には、大きな重量を有するスライダと金型とが常に下向きの荷重として掛かっており、この荷重を利用してラム１７４を高速下降（押し動作）させる構造となっている。
【００６３】
このプレス装置２４０は、プレスシリンダ１７０のヘッド側室１８０が第１流路２４２を介して、二方向に作動油を吐出する可変容量型ポンプ５０の一方の吐出口５２に接続してある。また、プレスシリンダ１７０のラム側室１８２は、落下防止弁６０を有する第２流路２４４を介してポンプ５０の他側の吐出口５４に接続してある。そして、第１流路２４２と第２流路２４４との間には、分岐路２４６がポンプ５０と並列に設けてある。この分岐路２４６には、パイロット操作チェック弁からなるプレフィル弁８４とチェック弁１３４とが配設してある。また、分岐路２４６は、プレフィル弁８４とチェック弁１３４との間においてタンク８８に接続してある。
【００６４】
プレフィル弁８４は、第２流路２４４の圧力によって作動し、第１流路２４２とタンク８８とを連通、遮断する。一方、チェック弁１３４は、油圧回路内の作動油がドレンから漏れて不足した場合に、作動油をタンク８８から油圧回路に補充するためのもので、第２流路２４４側の圧力が低下すると開いて第２流路２４４とタンク８８とを連通する。そして、第１流路２４２には、油圧センサ８２が設けてあり、プレスシリンダ１７０のヘッド部には、ラム１７４の位置を検出するためのリニアスケール１２７が取り付けてある。このリニアスケール１２７と圧力センサ８２との出力信号は、油圧ポンプ５０を駆動する正、逆回転可能なサーボモータ６２を制御するモータ制御部７０にフィードバック信号として入力する。
【００６５】
このように構成した第６実施形態に係るプレス装置２４０は、前記したように、プレスシリンダ１７０のラム１７４に図示しないスライダと金型とが接続され、ラム１７４、スライダ、金型の重量が常に下向きの荷重として掛かっており、ラム側室１８２の内圧が下向きの荷重に比例した圧力となっている。このため、プレスシリンダ１７０を作動させるために落下防止弁６０を開状態としたときには、チェック弁１３４が閉じており、プレフィル弁８４が開となっていて、ヘッド側室１８０が第１流路２４２、分岐路２４６を介してタンク８８に連通している。したがって、この状態でポンプ５０を正方向に回転させてラム１７４を高速下降（高速押し動作）させると、プレスシリンダ１７０のラム側室１８２から作動油がポンプ５０によって吸い出されて第１流路２４２に吐出されるとともに、タンク８８から第１流路２４２に大量の作動油が吸い上げられる。そして、ヘッド側室１８２には、ポンプ５０の吐出した作動油とタンク８８から吸い上げられた作動油との合算されたものが供給される。したがって、ポンプ５０の容量が比較的容量の小さなものであっても、ラム１７４を高速で下降させることができる。
【００６６】
ラム１７４が所定の位置まで下降すると、前記したように制御装置がモータ５０の回転速度を落し、ラム１７４の下降速度を減速する。そして、ラム１７４に取り付けた金型がワークに接触してヘッド側室１８０の圧力が急上昇すると、ラム側室１８２の内圧が急減する。このため、プレフィル弁８４のパイロット圧がなくなり、プレフィル弁８４が閉じる。したがって、ラム１７４による低速大推力の加圧を行なうことができる。
【００６７】
制御装置は、ラム１７４による所定の加圧工程が終了したならば、前記と同様にモータ６２を逆回転する。これにより、ヘッド側室１８０内の作動油がポンプ５０によって吸引され、吐出口５４から第２流路２４４を介してラム側室１８２に供給され、ラム１７４が高速で後退する。また、第１流路２４２側の圧力が低下し、第２流路２４４側の圧力が上昇してプレフィル弁８４が開き、ポンプ５０の吐出した作動油の一部がプレフィル弁８４を介してタンク８８に戻される。このため、プレスシリンダ１７０のヘッド側室１８０、ラム側室１８２の作動油を出し入れするだけでラム１７４を高速で前進、後退させることができる。なお、プレフィル弁８４のパイ路と圧は、ラム１７４を上昇させるのに充分な圧力に設定してある。
【００６８】
図７は、第７実施形態に係るプレス装置に説明図である。この第７実施形態のプレス装置２５０は、第６実施形態に係るプレス装置２４０の変形例であって、プレスシリンダ１７０のヘッド側室１８０にばね２５２が圧縮配置してあり、ラム１７４をばね２５２によって常に前進方向に付勢している。他の構成は、第６実施形態と同様である。
【００６９】
このプレス装置２５０は、ラム１７４が横向きに配置されるなど、ラム１７４に前進方向の荷重が掛からない場合に有効であって、ラム側室１８２の内圧が常に圧縮ばね２５２のばね力に比例した圧力となっている。このため、プレス装置２５０は、前記実施形態と同様に、常時チェック弁１３４が閉じ、プレフィル弁８４が開となっている。したがって、プレスシリンダ１７０のヘッド側室１８０、ラム側室１８２の作動油の出し入れをするだけで、ラム１７４の高速押し（前進）と高速引き（後退）とを行なうことができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、プレスシリンダのラムによる加圧動作を行なわない無負荷時においては、プレスシリンダより小径に形成した補助シリンダによってプレスシリンダのラムを昇降させるため、プレスシリンダのラムを高速で前進、後退をさせることができる。そして、ラムによる加圧時に、ポンプの作動油の吐出量を少なくするため、ラムの下降速度が減少し、低速で大きな圧力による、すなわち低速大推力による加圧動作を行なわせることができる。したがって、プレスシリンダのラムの無負荷時にラムを高速で前進、後退をさせることができるため、プレス装置による加工効率を向上させることが可能となる。なお、補助シリンダの他方側の室をポンプの他側の吐出口とを接続する流路に、補助シリンダの非作動時に他方側の室から作動油が流出するのを阻止する落下防止弁を設けると、停電時や通電をしていないときに、プレスシリンダのラムが落下するような危険を避けることができる。
【００７１】
また、本発明によれば、プレスシリンダのラムの無負荷時にラムに設けた小径室にポンプから作動油を供給することにより、プレスシリンダのラムを高速で前進（下降）させる押し動作をすることができる。また、ラムを後退させる引き動作においては、ラムの外周面とシリンダチューブの内周面との間に設けた、ヘッド側室より受圧面積の小さなラム側室に高圧の作動油を供給することにより、ラムを高速で上昇（後退）させることができ、前記と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
さらに、本発明においては、プレスシリンダの無負荷時にプレスシリンダのラムを前進させる場合、プレスシリンダのシリンダチューブより小径の補助シリンダに作動油を供給し、補助シリンダによってプレスシリンダのラムを前進させ、ラムを後退させる場合、プレスシリンダのラムの外周面とシリンダチューブの内周面との間に形成した、ヘッド側室より受圧面積の小さなラム側室に作動油を供給することにより、ラムを高速で後退させることができ、プレス作業の作業効率を向上させることができる。
【００７３】
また、本発明においては、プレスシリンダの無負荷時にプレスシリンダのラムを前進させる場合、第１ポンプと第２ポンプとを駆動し、ラムが所定の位置に達すると、制御部が第１ポンプの駆動を停止するため、ヘッド側室に供給される作動油の量が少なくなり、ラムが低速前進となって、低速大推力による加圧動作を行なうことができ、ラムを後退させる場合、再び第１ポンプと第２ポンプとを駆動して受圧面積の小さなラム側室に作動油を供給することにより、ラムを高速で後退させることができる。
【００７４】
そして、本発明においては、プレスシリンダの無負荷時にプレスシリンダのラムを前進させる場合、第１ポンプと第２ポンプとが吐出した作動油をプレスシリンダのヘッド側室に供給することにより、ラムを高速で前進させることができ、ラムによる加圧動作時に、第１ポンプの吐出した作動油をタンクに戻し、ラムを上昇させる場合、第１ポンプと第２ポンプとが吐出した作動油をラム側室に供給するため、ラムが高速で後退する。
【００７５】
また、本発明においては、プレスシリンダの無負荷時のラムを前進させるときに、プレスシリンダのヘッド側室を第１ポンプ、第２ポンプに接続するばかりでなく、ラム側室にも接続するため、ヘッド側室にラム側室から排出された作動油流入する作動回路が形成されるため、第１ポンプと第２ポンプとの吐出する作動油の量を、ラムの断面積とラムの前進量との積に等しい量でよく、ポンプの容量を小さくすることができる。さらに、本発明においては、第１ポンプを低圧大容量ポンプとし、第２ポンプを低圧小容量ポンプとすることにより、プレスシリンダのラムの高速移動（前進、後退）とラムによる低速大推力加圧とを効率よく行なうことが可能となる。また、本発明においては、戻し弁をヘッド側室の圧力によって作動するパイロット操作チェック弁としたことにより、制御装置などによる操作を必要とせず、装置の簡素化を図ることができる。
【００７６】
そして、本発明においては、プレスシリンダのラムが下向きに配置されるとともに、ラムにスライダと金型とが接続されることによる、ラムに下向きの大きな荷重が利用して、ラムによる加圧動作を行なっていない無負荷時にプレフィル弁を開き、プレフィル弁を介してヘッド側室をタンクに連通し、ポンプを駆動してヘッド室側に作動油を供給するときに、タンクから大量の作動油をヘッド側室に供給するようにしており、比較的小容量のポンプでラムを高速前進させることができる。また、本発明は、プレスシリンダのヘッド側室にラムを前進方向に付勢するばねを配置したことにより、ラムの前進方向に荷重が作用していない場合であっても、前記と同様の作用を行なわせうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係るプレス装置の説明図である。
【図２】本発明の第２実施の形態に係るプレス装置の説明図である。
【図３】本発明の第３実施の形態に係るプレス装置の説明図である。
【図４】本発明の第４実施の形態に係るプレス装置の説明図である。
【図５】本発明の第５実の施形態に係るプレス装置の説明図である。
【図６】本発明の第６実施の形態に係るプレス装置の説明図である。
【図７】本発明の第７実施の形態に係るプレス装置の説明図である。
【符号の説明】
１０、１００、１５０、２００、２３０、２４０、２５０……プレス装置、
２０、１１０、１７０……プレスシリンダ、３０、１６０……補助シリンダ、
２２、１１８、１７４……ラム、２４、４０、４２……室、５０……ポンプ、
５２、５４……吐出口、６２、２０６、２０８……モータ、６０……落下防止弁、７０、２１０……制御部（モータ制御部）、８０……位置センサ、
８２……圧力センサ、８４……プレフィル弁、
９０、１４０……プレス圧供給回路、９４、１４４、２２２……切換弁、
１１６……プランジャ部、１２０、１８０……ヘッド側室、１２２……小径室、
１２６、１８２……ラム側室、１２７……リニアスケール（位置センサ）、
１２８、２４２……第１流路、１３０、２４４……第１流路、
１３２、２１８……流路、２０２……低圧大容量油圧ポンプ（第１ポンプ）、
２０４……高圧小容量ポンプ（第２ポンプ）、
２３４……パイロット操作チェック弁（戻し弁）、２３６……戻し流路、
２５２……ばね。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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