(57)【要約】本発明は、内循環高速液圧システム、液圧プラットフォーム、液圧プラットフォーム組立体に関する。該システムは液圧シリンダ装置と圧力弁装置を備える。液圧シリンダ装置は、高圧シリンダと液圧プランジャと筐体を有し、高圧シリンダの頂部又は底部には軸方向穴と半径方向穴が設けられる。筐体は、高圧シリンダを収容し且つ該シリンダの外側に密閉された内循環オイルチャンバを形成する。該チャンバは半径方向穴を通じて軸方向穴と連通し且つ液圧プランジャの頂部又は底部と連通する。筐体の上部には圧縮空気注入口が設けられ、液圧プランジャの下部は作動素子に接続される。圧力弁装置は圧力サーボモータと圧力プランジャを備える。該プランジャは該モータに駆動されて軸方向穴内で上下動する。本発明によれば、移動プラットフォームの上下の停止点での押圧時間を正確に制御し調整することで高品質のスタンピング工程が実現できる。
2016540178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧シリンダ（１１）と、液圧プランジャ（１５）と、筐体（６）とを有する液圧シリンダ装置と、
圧力サーボモータ（５）と、圧力プランジャ（１０）とを有する圧力弁装置と、
を備える内循環高速液圧システムであって、
前記高圧シリンダ（１１）の頂部に設けられた軸方向穴は、前記液圧プランジャ（１５）の頂部のチャンバと連通し、
前記高圧シリンダの頂部付近に設けられた少なくとも１つの半径方向穴（１２）は、前記軸方向穴と交差し、
前記液圧プランジャ（１５）は、前記高圧シリンダ（１１）内で往復し、
前記筐体（６）は、前記高圧シリンダ（１１）を収容するとともに、前記高圧シリンダ（１１）の外側に密閉された内循環オイルチャンバを形成し、
前記内循環オイルチャンバは、前記半径方向穴を通じて前記軸方向穴と連通するとともに前記液圧プランジャ（１５）の頂部と連通し、
前記筐体（６）の上部には、圧縮空気注入口（７）が設けられ、
前記液圧プランジャ（１５）の下部は、作動素子に接続され、
前記圧力プランジャ（１０）は、前記圧力サーボモータ（５）によって駆動され、前記高圧シリンダ（１１）の頂部に設けられた前記軸方向穴内で上下動する、
内循環高速液圧システム。
【請求項２】
前記作動素子は、移動プラットフォームの移動プラテン（１６）である、
請求項１に記載の内循環高速液圧システム。
【請求項３】
更に、前記移動プラテン（１６）に接続される移動プラテン昇降装置を備え、
前記移動プラテン昇降装置は、昇降サーボモータ（２０）と、昇降機構とを有し、
前記昇降機構は、前記昇降サーボモータ（２０）によって駆動され、前記移動プラテン（１６）を予め設定された昇降カーブに応じて昇降動作させる、
請求項２に記載の内循環高速液圧システム。
【請求項４】
前記昇降機構は、昇降ボールねじ（１８）と、当該昇降ボールねじ（１８）に対して移動可能に係合する昇降ナット（１９）とを有し、
前記昇降ボールねじ（１８）は、前記昇降サーボモータ（２０）に接続され、
前記昇降ナット（１９）は、前記移動プラテン（１６）に接続される、
請求項３に記載の内循環高速液圧システム。
【請求項５】
前記圧力サーボモータ（５）と前記圧力プランジャ（１０）との間には、駆動装置が配置されている、請求項１に記載の内循環高速液圧システム。
【請求項６】
前記駆動装置は、圧力ボールねじ（８）と、当該圧力ボールねじに対して移動可能に係合する圧力ナット（９）とを有し、
前記圧力ボールねじ（８）は、前記圧力サーボモータ（５）に接続され、
前記圧力ナット（９）は、前記圧力プランジャ（１０）に接続される、
請求項５に記載の内循環高速液圧システム。
【請求項７】
前記圧力プランジャ（１０）は、リニアサーボモータより直接的に駆動される、請求項１に記載の内循環高速液圧システム。
【請求項８】
請求項１−２のいずれか１つに記載の内循環高速液圧システムに接続される上部固定プラットフォーム（１３）と、
作動素子に接続される移動プラテン昇降装置であって、昇降サーボモータ（２０）と昇降機構とを備え、前記昇降機構が、前記昇降サーボモータ（２０）によって駆動され、前記作動素子を昇降移動させる、移動プラテン昇降装置と、
前記各装置を随時に動作させるように制御するとともに、前記内循環高速液圧システムの複数の前記圧力サーボモータ（５）を同期動作させるように制御する制御システムと、
を備える、内循環高速液圧プラットフォーム。
【請求項９】
前記昇降機構は、昇降ボールねじ（１８）と、当該昇降ボールねじに対して移動可能に係合する昇降ナット（１９）とを備え、
前記昇降ボールねじ（１８）は、前記昇降サーボモータ（２０）に接続され、
前記昇降ナット（１９）は、前記移動プラテン（１６）に接続される、
請求項８に記載の内循環高速液圧プラットフォーム。
【請求項１０】
前記制御システムは、コントローラ（１）と、少なくとも１つの前記内循環高速液圧システムの前記圧力サーボモータ（５）に対応する駆動部（２，４）と、前記昇降サーボモータ（２０）に対応する駆動部（３）とを有し、
前記コントローラ（１）は、
前記昇降サーボモータ（２０）に対応する前記駆動部（３）に作動指令を送信し、前記液圧プランジャ（１５）を下方に駆動させて、前記作動素子を下方へ移動させ、
前記作動素子が下方への移動を停止するとき、前記昇降サーボモータ（２０）の駆動部（３）から位置決め完了の信号を受信するとともに、前記圧力サーボモータ（５）の各駆動部（２，４）へ指令を送信し、各圧力プランジャ（１０）が同期動作し、高圧オイルチャンバに進入して前記半径方向穴（１２）を遮断し、
反対方向に同期動作するように前記圧力サーボモータの各駆動部（２，４）に指令を送信し、各圧力プランジャ（１０）を上方へ同期動作させて前記高圧オイルチャンバから退出させるとともに、
前記液圧プランジャ（１５）を反対方向に移動させるように前記昇降サーボモータ（２０）の駆動部（３）に指令を送信し、前記作動素子を上方へ移動させる
ように構成されている、
請求項８に記載の内循環高速液圧プラットフォーム。
【請求項１１】
複数の前記圧力サーボモータ（５）は、並列制御、マスタースレーブ制御、クロスカップリング制御、仮想線軸制御、相対カップリング制御のいずれか１つの制御法によって同期動作する、
請求項１０に記載の内循環高速液圧プラットフォーム。
【請求項１２】
前記コントローラは、ＰＬＣ又はモーションコントローラである、
請求項１０に記載の内循環高速液圧プラットフォーム。
【請求項１３】
請求項８に記載の内循環高速液圧プラットフォームと、
前記作動素子に接続される移動プラテン（１６）と、
前記作動素子が下方の停止点へ往復するとき、前記移動プラテン（１６）がゼロスピードで接触して押しつけられる下部固定プラットフォーム（１７）と、
前記上部固定プラットフォーム（１３）と前記下部固定プラットフォーム（１７）とを接続固定する接続機構と、
を備え、
前記液圧シリンダ装置の筐体（６）は、前記上部固定プラットフォーム（１３）に接続され、
前記高圧オイルチャンバ（２２）の高圧シリンダは、前記上部固定プラットフォーム（１３）に形成されたビア孔に収容されるとともに、前記上部固定プラットフォーム（１３）に固定される、
内循環高速液圧プラットフォーム組立体。
【請求項１４】
前記接続機構は、前記上部固定プラットフォーム（１３）と前記下部固定プラットフォーム（１７）とを接続する右壁板（１４）及び左壁板（１４Ａ）を有する、
請求項１３に記載の内循環高速液圧プラットフォーム組立体。
【請求項１５】
前記下部固定プラットフォーム（１３´）と、制御システムとを備える内循環高速液圧プラットフォームであって、
前記下部固定プラットフォーム（１３´）は、少なくとも１つの内循環高速液圧システムに接続され、
前記内循環高速液圧システムは、
高圧シリンダ（１１）と、液圧プランジャ（１５）と、筐体（６）とを有する液圧シリンダ装置と、
圧力サーボモータ（５）と、圧力プランジャ（１０）とを備える圧力弁装置と、
移動プラテン昇降装置と、
を備え、
前記高圧シリンダ（１１）の底部に設けられた軸方向穴は、前記液圧プランジャ（１５）の底部のチャンバと連通し、
前記高圧シリンダの底部付近に設けられた少なくとも１つの半径方向穴（１２）は、前記軸方向穴と交差し、
前記液圧プランジャ（１５）は、前記高圧シリンダ（１１）内で往復し、
前記筐体（６）は、前記高圧シリンダ（１１）を収容するとともに、高圧シリンダ（１１）の外側に密閉された内循環オイルチャンバを形成し、
前記内循環オイルチャンバは、前記半径方向穴を通じて前記軸方向穴と連通するとともに前記プランジャ（１５）の底部と連通し、
前記筐体（６）の上部には、圧縮空気注入口（７）が設けられ、
前記液圧プランジャ（１５）の上部は、作動素子と接続され、
前記圧力プランジャ（１０）は、前記圧力サーボモータ（５）によって駆動され、前記高圧シリンダ（１１）の底部に設けられた前記軸方向穴内で上下動し、
前記移動プラテン昇降装置は、前記作動素子に接続され、昇降サーボモータ（２０）と、昇降機構とを有し、
前記昇降機構は、前記昇降サーボモータ（２０）に駆動され、前記作動素子に昇降動作を行い、
前記制御システムは、前記各装置を随時に動作させるように制御するとともに、前記内循環高速液圧システムの複数の前記圧力サーボモータ（５）を同期動作させるように制御する、
内循環高速液圧プラットフォーム。
【請求項１６】
前記昇降機構は、昇降ボールねじ（１８）と、当該昇降ボールねじに対して移動可能に係合する昇降ナット（１９）とを備え、
前記昇降ボールねじ（１８）は、前記昇降サーボモータ（２０）に接続され、
前記昇降ナット（１９）は、前記移動プラテン（１６）に接続される、
請求項１５に記載の内循環高速液圧プラットフォーム。
【請求項１７】
前記制御システムは、コントローラ（１）と、少なくとも１つの内循環高速液圧システムの前記圧力サーボモータ（５）に対応する駆動部（２，４）と、前記昇降サーボモータ（２０）に対応する駆動部（３）とを有し、
前記コントローラ（１）は、
前記昇降サーボモータ（２０）に対応する前記駆動部（３）に作動指令を送信し、前記液圧プランジャ（１５）を上方へ駆動させて、前記作動素子を上方へ移動させ、
前記作動素子が上方への移動を停止するとき、前記昇降サーボモータ（２０）の駆動部（３）から位置決め完了の信号を受信するとともに、前記圧力サーボモータ（５）の各駆動部（２，４）へ指令を送信し、各圧力プランジャ（１０）が同期動作し、高圧オイルチャンバに進入して前記半径方向穴（１２）を遮断し、
反対方向に同期動作するように前記圧力サーボモータの各駆動部（２，４）に指令を送信し、各圧力プランジャ（１０）を下方へ同期動作させて前記高圧オイルチャンバから退出させるとともに、
前記液圧プランジャ（１５）を反対方向に移動させるように前記昇降サーボモータ（２０）の駆動部（３）に指令を送信し、前記作動素子を下方へ移動させる、
ように構成されている、
請求項１５に記載の内循環高速液圧プラットフォーム。
【請求項１８】
複数の前記圧力サーボモータ（５）は、並列制御、マスタースレーブ制御、クロスカップリング制御、仮想線軸制御、相対カップリング制御のいずれか１つの制御法によって同期動作する、
請求項１５に記載の内循環高速液圧プラットフォーム。
【請求項１９】
前記コントローラは、ＰＬＣ又はモーションコントローラである、
請求項１５に記載の内循環高速液圧プラットフォーム。
【請求項２０】
請求項１５に記載の内循環高速液圧プラットフォームと、
前記作動素子に接続される移動プラテン（１６）と、
前記作動素子が上方の停止点へ往復するとき、前記移動プラテン（１６）にゼロスピードで接触して押しつけられる上部固定プラットフォーム（１７´）と、
前記下部固定プラットフォーム（１３´）と前記上部固定プラットフォーム（１７´）とを接続固定する接続機構と、
を備え、
前記液圧シリンダ装置の筐体（６）は、前記下部固定プラットフォーム（１３´）に接続され、
前記圧力弁装置は、前記下部固定プラットフォーム（１３´）に形成されたビア孔に収容されるとともに前記下部固定プラットフォーム（１３´）に固定される、
内循環高速液圧プラットフォーム組立体。
【請求項２１】
前記接続機構は、前記下部固定プラットフォーム（１３´）と前記上部固定プラットフォーム（１７´）とを接続する右壁板（１４）及び左壁板（１４Ａ）を有する、
請求項２０に記載の内循環高速液圧プラットフォーム組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、スタンピング工程に利用される液圧システム、液圧プラットフォーム、及び液圧プラットフォーム組立体に関し、より具体的には、内循環方式より高速液圧動作を行う内循環高速液圧システム、当該内循環高速液圧システムを備える内循環高速液圧プラットフォーム及び内循環高速液圧プラットフォーム組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
包装や印刷産業に利用されるスタンピング工程において、高品質のスタンピング像を達成するために、スタンピング装置の動作速度に依存せず、用紙に対して一定な押圧時間を保つこと、及び様々なスタンピング製品の要求に応じて適切な押圧時間を設定することが可能なスタンピングプラットフォームを有するプラテンホイルスタンピング装置が求められている。現在、クランク軸及び回転軸の伝達機構より構成された機械式移動プラットフォームは、構造上の理由で、プラットフォームの停止点における押圧時間が速度の変化によって変わる。このため、印刷の質を保証することが困難である。一方、従来の液圧サーボシステムより構成された液圧プラットフォームにおいては、液圧システムが、液圧ポンプと、液圧シリンダと、サーボ弁と、エネルギー蓄積システムと、配管とを備えている。このような従来の液圧システムは、大量の部品及び複雑な構造を有するため、比較的メンテナンスコストが高く、効率が低く、騒音が大きい。現在の液圧システムは、高速度、高圧力、且つ高精度を同時に実現することが困難であるため、改善が必要である。
【０００３】
従って、移動プラットフォームの上下の停止点における押圧時間を正確に制御し、必要に応じて前記押圧時間の長さを調整し、高速度、高圧力、且つ高精度を同時に実現するように、スタンピング工程における移動プラットフォームシステムを改善することが求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記課題に対し、本発明の目的は、サーボモータ技術と内循環加圧技術を組み合わせることによって、シンプルな構造で、高効率、高精度を実現できる内循環高速液圧システム、当該内循環高速液圧システムを備える内循環高速液圧プラットフォーム及び内循環高速液圧プラットフォーム組立体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的に基づいて、本発明は、高圧シリンダと、液圧プランジャと、筐体とを有する液圧シリンダ装置と、
圧力サーボモータと、圧力プランジャとを有する圧力弁装置と、
を備える内循環高速液圧システムであって、
前記高圧シリンダの頂部に設けられた軸方向穴は、前記液圧プランジャの頂部のチャンバと連通し、
前記高圧シリンダの頂部付近に設けられた少なくとも１つの半径方向穴は、前記軸方向穴と交差し、
前記筐体は、前記高圧シリンダを収容するとともに、前記高圧シリンダの外側に密閉された内循環オイルチャンバを形成し、
前記内循環オイルチャンバは、前記半径方向穴を通じて前記軸方向穴と連通するとともに前記液圧プランジャの頂部と連通し、
前記筐体の上部には、圧縮空気注入口が設けられ、
前記液圧プランジャの下部は、作動素子に接続され、
前記圧力プランジャは、前記圧力サーボモータによって駆動され、前記高圧シリンダの頂部に設けられた前記軸方向穴内で上下動する、
内循環高速液圧システムを提供する。
【０００６】
前記作動素子は、移動プラットフォームの移動プラテンであることが望ましい。
【０００７】
更に、前記移動プラテンに接続される移動プラテン昇降装置を備え、
前記移動プラテン昇降装置は、昇降サーボモータと、昇降機構とを有し、
前記昇降機構は、前記昇降サーボモータによって駆動され、前記移動プラテンを予め設定された昇降カーブに応じて昇降動作させることが望ましい。
【０００８】
前記昇降機構を利用することによって、ストローク及び前記移動プラテンの停止位置を正確に制御できる。
【０００９】
前記昇降機構は、昇降ボールねじと、当該昇降ボールねじに対して移動可能に係合する昇降ナットとを有し、
前記昇降ボールねじは、前記昇降サーボモータに接続され、
前記昇降ナットは、前記移動プラテンに接続されることが望ましい。
【００１０】
前記圧力サーボモータと前記圧力プランジャとの間には、駆動装置が配置されていることが望ましい。
【００１１】
前記駆動装置は、圧力ボールねじと、当該圧力ボールねじに対して移動可能に係合する圧力ナットとを有し、
前記圧力ボールねじは、前記圧力サーボモータに接続され、
前記圧力ナットは、前記圧力プランジャに接続されることが望ましい。
【００１２】
前記圧力プランジャは、リニアサーボモータより直接的に駆動されることが望ましい。
【００１３】
本発明は、更に、
少なくとも１つの前記内循環高速液圧システムに接続される上部固定プラットフォームと、
作動素子に接続される移動プラテン昇降装置であって、昇降サーボモータと昇降機構とを備え、前記昇降機構が、前記昇降サーボモータによって駆動され、前記作動素子を昇降移動させる、移動プラテン昇降装置と、
前記各装置を随時に動作させるように制御するとともに、前記内循環高速液圧システムの複数の前記圧力サーボモータを同期動作させるように制御する制御システムと、
を備える、内循環高速液圧プラットフォームを提供する。
【００１４】
前記昇降機構は、昇降ボールねじと、当該昇降ボールねじに対して移動可能に係合する昇降ナットとを備え、
前記昇降ボールねじは、前記昇降サーボモータに接続され、
前記昇降ナットは、前記移動プラテンに接続されることが望ましい。
【００１５】
前記制御システムは、コントローラと、少なくとも１つの内循環高速液圧システムの前記圧力サーボモータに対応する駆動部と、前記昇降サーボモータに対応する駆動部とを有し、
前記コントローラは、
前記昇降サーボモータに対応する前記駆動部に作動指令を送信し、前記液圧プランジャを下方に駆動させて、前記作動素子を下方へ移動させ、
前記作動素子が下方への移動を停止するとき、前記昇降サーボモータの駆動部から位置決め完了の信号を受信するとともに、前記圧力サーボモータの各駆動部へ指令を送信し、各圧力プランジャが同期動作し、高圧オイルチャンバに進入して前記半径方向穴を遮断し、
反対方向に同期動作するように前記圧力サーボモータの各駆動部に指令を送信し、各圧力プランジャを上方へ同期動作させて前記高圧オイルチャンバから退出させるとともに、
前記液圧プランジャを反対方向に移動させるように前記昇降サーボモータの駆動部に指令を送信し、前記作動素子を上方へ移動させるように構成されることが望ましい。
【００１６】
複数の前記圧力サーボモータは、並列制御、マスタースレーブ制御、クロスカップリング制御、仮想線軸制御、相対カップリング制御のいずれか１つの制御法によって同期動作することが望ましい。
【００１７】
前記コントローラは、ＰＬＣ又はモーションコントローラであることが望ましい。
【００１８】
また、本発明は、
前記内循環高速液圧プラットフォームと、
前記作動素子に接続される移動プラテンと、
前記上部固定プラットフォームと下部固定プラットフォームとを接続固定する接続機構と、
前記作動素子が下方の停止点へ往復するとき、前記移動プラテンがゼロスピードで接触して押しつけられる前記下部固定プラットフォームと、
を備え、
前記液圧シリンダ装置の筐体は、前記上部固定プラットフォームに接続され、
前記高圧オイルチャンバの高圧シリンダは、前記上部固定プラットフォームに形成されたビア孔に収容されるとともに、前記上部固定プラットフォームに固定される、
内循環高速液圧プラットフォーム組立体を提供する。
【００１９】
前記接続機構は、前記上部固定プラットフォームと前記下部固定プラットフォームとを接続する右壁板及び左壁板を有することが望ましい。
【００２０】
本発明は、更に、
前記下部固定プラットフォームと、制御システムとを備える内循環高速液圧プラットフォームであって、
前記下部固定プラットフォームは、少なくとも１つの内循環高速液圧システムに接続され、
前記内循環高速液圧システムは、
高圧シリンダと、液圧プランジャと、筐体とを有する液圧シリンダ装置と、
圧力サーボモータと、圧力プランジャとを備える圧力弁装置と、
移動プラテン昇降装置と、
を備え、
前記高圧シリンダの底部に設けられた軸方向穴は、前記液圧プランジャの底部のチャンバと連通し、
前記高圧シリンダの底部付近に設けられた少なくとも１つの半径方向穴は、前記軸方向穴と交差し、
前記液圧プランジャは、前記高圧シリンダ内で往復し、
前記筐体は、前記高圧シリンダを収容するとともに、高圧シリンダの外側に密閉された内循環オイルチャンバを形成し、
前記内循環オイルチャンバは、前記半径方向穴を通じて前記軸方向穴と連通するとともに前記プランジャの底部と連通し、
前記筐体の上部には、圧縮空気注入口が設けられ、
前記液圧プランジャの上部は、作動素子と接続され、
前記圧力プランジャは、前記圧力サーボモータによって駆動され、前記高圧シリンダの底部に設けられた前記軸方向穴内で上下動し、
前記移動プラテン昇降装置は、前記作動素子に接続され、昇降サーボモータと、昇降機構とを有し、
前記昇降機構は、前記昇降サーボモータに駆動され、前記作動素子に昇降動作を行い、
前記制御システムは、前記各装置を随時に動作させるように制御するとともに、前記内循環高速液圧システムの複数の前記圧力サーボモータを同期動作させるように制御する、
内循環高速液圧プラットフォームを提供する。
【００２１】
前記昇降機構は、昇降ボールねじと、当該昇降ボールねじに対して移動可能に係合する昇降ナットとを備え、
前記昇降ボールねじは、前記昇降サーボモータに接続され、
前記昇降ナットは、前記移動プラテンに接続されることが望ましい。
【００２２】
前記制御システムは、コントローラと、少なくとも１つの内循環高速液圧システムの前記圧力サーボモータに対応する駆動部と、前記昇降サーボモータに対応する駆動部とを有し、
前記コントローラは、
前記昇降サーボモータに対応する前記駆動部に作動指令を送信し、前記液圧プランジャを上方へ駆動させて、前記作動素子を上方へ移動させ、
前記作動素子が上方への移動を停止するとき、前記昇降サーボモーの駆動部から位置決め完了の信号を受信するとともに、前記圧力サーボモータの各駆動部へ指令を送信し、各圧力プランジャが同期動作し、高圧オイルチャンバに進入して前記半径方向穴を遮断し、
反対方向に同期動作するように前記圧力サーボモータの各駆動部に指令を送信し、各圧力プランジャを下方へ同期動作させて前記高圧オイルチャンバから退出させるとともに、
前記液圧プランジャを反対方向に移動させるように前記昇降サーボモータの駆動部に指令を送信し、前記作動素子を下方へ移動させるように構成されることが望ましい。
【００２３】
複数の前記圧力サーボモータは、並列制御、マスタースレーブ制御、クロスカップリング制御、仮想線軸制御、相対カップリング制御のいずれか１つの制御法によって同期動作することが望ましい。
【００２４】
前記コントローラは、ＰＬＣ又はモーションコントローラであることが望ましい。
【００２５】
本発明は、更に、
前記内循環高速液圧プラットフォームと、
前記作動素子に接続される移動プラテンと、
前記作動素子が上方の停止点へ往復するとき、前記移動プラテンにゼロスピードで接触して押しつけられる上部固定プラットフォームと、
前記下部固定プラットフォームと前記上部固定プラットフォームとを接続固定する接続機構と、
を備え、
前記液圧シリンダ装置の筐体は、前記下部固定プラットフォームに接続され、
前記圧力弁装置は、前記下部固定プラットフォームに形成されたビア孔に収容されるとともに前記下部固定プラットフォームに固定される、内循環高速液圧プラットフォーム組立体を提供する。
【００２６】
前記接続機構は、前記下部固定プラットフォームと前記上部固定プラットフォームとを接続する右壁板及び左壁板を有することが望ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、サーボモータ技術と内循環加圧技術を組み合わせた内循環高速液圧システムを提供する。本発明の液圧システムを利用すれば、従来の液圧システムに含まれる液圧ポンプと、サーボ弁と、エネルギー蓄積システムと、全ての液圧配管とが不要となる。従来技術に必須であった配管やサーボ弁を省くことができるため、本発明のシステムは、既存技術に比べ液圧ロスが少なく、動作効率を大きく向上することができる。
【００２８】
更に、本発明が提供する内循環高速液圧プラットフォームは、従来の移動プラットフォームに比べ、３分の１の構成部品で液圧オイルの内循環及び加圧を実現できるとともに、スタンピング工程は、８０００枚／時間の高速度、且つ、±０．０１ｍｍの位置再現性で実行される。また、移動プラットフォームの上下の停止点における押圧時間を正確に制御し、必要に応じて前記押圧時間の長さを調整することによって、高品質のスタンピング像を達成できる。更に、本発明の内循環高速液圧システムは、高速度、高圧力、且つ高精度が求められる他のスタンピング装置にも幅広く適用できる。
【００２９】
本発明が提供する内循環高速液圧プラットフォーム組立体は、コンパクトな構造を有し、当該組立体の全体の高さが低減され、運搬が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
本発明の他の特徴及び利点は、図面と以下の詳細な説明から明らかになる。
【図１】本発明の第１実施形態に係る内循環高速液圧プラットフォームの斜視図であり、明確性のため、内循環高速液圧プラットフォームをスタンピング装置に固定するための支持システムと、制御システムと、移動プラテンと、下部固定プラットフォームとを省略した図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る内循環高速液圧システムの静止状態の断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る内循環高速液圧システムの加圧状態の断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る内循環高速液圧システムの圧力解除状態の断面図である。
【図５】本発明に係る４つの内循環高速液圧システムを備える内循環高速液圧プラットフォームの動作状態の断面図である。
【図６】本発明に係る４つの内循環高速液圧システムを備える内循環高速液圧プラットフォームの動作状態の断面図である。
【図７】本発明に係る４つの内循環高速液圧システムを備える内循環高速液圧プラットフォームの動作状態の断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る内循環高速液圧プラットフォームの斜視図であり、明確性のため、内循環高速液圧プラットフォームをスタンピング装置に固定するための支持システムと、制御システムと、移動プラテンと、上部固定プラットフォームとを省略した図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る内循環高速液圧プラットフォームの動作状態の断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る内循環高速液圧プラットフォームの動作状態の断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る内循環高速液圧プラットフォームの動作状態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は、本発明の第１実施形態に係る内循環高速液圧プラットフォームの斜視図である。本内循環高速液圧プラットフォームは、上部固定プラットフォーム１３と、移動プラテン昇降装置と、上部固定プラットフォーム１３に接続されている複数の内循環高速液圧システム（例えば、２つ、３つ、５つの内循環高速液圧システム、本実施形態においては４つの内循環高速液圧システム）と、制御システム（図示せず）とを備えている。また、前記移動プラテン昇降装置は、移動プラテン１６を下部固定プラットフォーム１７へ押圧し、ゼロスピードで下部固定プラットフォーム１７と接触させるように使用される（図２参照）。また、本内循環高速液圧システムは、移動プラテン１６を下部固定プラットフォーム１７へ押圧し、移動プラテン１６が下部固定プラテン１７に接触した後、当該下部固定プラテン１７に圧力を加えるとともに液圧システムに流体を供給するように使用される。前記制御システムは、前記内循環高速液圧プラットフォームを高速度、高圧力、高精度で動作させるように、実行要求に応じて各装置に対応する指令を送信し、関連するフィードバックを受信するように使用される。
【００３２】
本内循環高速液圧プラットフォームは、４つの同一の内循環高速液圧システムを備えている。しかしながら、本発明は、４つの同一の内循環高速液圧システムに限定されるものではなく、２つ、３つなどの適当な数のシステムを備えてもよい。これら４つの内循環高速液圧システムは、同一構造及び動作工程を有している。以下、図２−４を参照して、１つのシステムのみを詳細に説明する。
【００３３】
図２は、本発明の第１実施形態に係る内循環高速液圧システム及び移動プラテン昇降装置の静止状態を示している。本内循環高速液圧システムは、液圧シリンダ装置と、圧力弁装置とを備えている。
【００３４】
前記液圧シリンダ装置は、高圧シリンダ１１と、液圧プランジャ１５と、筐体６とを有している。高圧シリンダ１１の頂部には、１つの軸方向穴が設けられ、当該軸方向穴は、液圧プランジャ１５の頂部のチャンバと連通している。また、高圧シリンダ１１の頂部付近には、少なくとも１つの半径方向穴１２が、前記軸方向穴と交差するように設けられている。液圧プランジャ１５は、高圧シリンダ１１内を往復する。液圧プランジャ１５の下部は、作動素子に接続されている。本発明の好適な実施形態において、作動素子は、移動プラテン１６である。筐体６は、高圧シリンダ１１を収容し、高圧シリンダ１１の外側に密閉された内循環オイルチャンバを形成する。当該内循環オイルチャンバは、前記少なくとも１つの半径方向穴１２を通じて前記軸方向穴と連通するとともにプランジャ１５の頂部と連通する。また、圧縮空気を導入するため、筐体６の上部には、圧縮空気注入口７が設けられている。
【００３５】
圧力弁装置は、前記液圧シリンダ装置の上部に配置され、圧力サーボモータ５と、圧力プランジャ１０とを有している。圧力プランジャ１０は、圧力サーボモータ５によって駆動され、高圧シリンダ１１の頂部に設けられた軸方向穴内で上下動する。本実施形態において、圧力サーボモータ５と圧力プランジャ１０との間には、駆動装置が配置されている。駆動装置は、圧力ボールねじ８と、当該圧力ボールねじ８に対して移動可能に係合する圧力ナット９とを有している。圧力ボールねじ８は、圧力サーボモータ５に接続され、ベアリングによって支持されて回転する。圧力ナット９は、圧力プランジャ１０に接続されている。
【００３６】
なお、圧力プランジャ１０が、必要に応じて、リニアサーボモータ５より直接的に駆動されてもよいことは理解されるべきである。
【００３７】
前記圧力弁装置は、以下のように機能する。圧力サーボモータ５は、制御システムから受信した指令に応じて、圧力プランジャ１０を駆動して、前記液圧シリンダ装置の少なくとも１つの半径方向穴中の液圧オイルを遮断し、液圧プランジャ１５の頂部の高圧オイルチャンバ２２に進入させる。圧力プランジャ１０が更に下方へ移動すると、液圧プランジャ１５の頂部の低圧力の液圧オイル２１が圧縮され、密閉されたチャンバ内の圧力が増加し、最高４００ｋｇ／ｃｍ２まで達する。その結果、液圧プランジャ１５に大きな推力が生じる。圧力プランジャ１０の液圧プランジャ１５への移動距離を制御することで、液圧プランジャ１５に生じる推力及び液圧プランジャ１５の位置を高精度に制御することができる。例えば、±０．０１ｍｍの位置再現性を実現できる。
【００３８】
図２には、移動プラテン昇降装置も示されている。移動プラテン昇降装置は、移動プラテン１６に接続され、昇降サーボモータ２０と、昇降機構とを有している。昇降機構は、昇降サーボモータ２０によって駆動され、移動プラテン１６を予め設定された昇降カーブに応じて昇降動作させる。本実施形態において、昇降機構は、昇降ボールねじ１８と、当該昇降ボールねじ１８に対して移動可能に係合する昇降ナット１９とを有している。昇降ボールねじ１８は、昇降サーボモータ２０に接続され、昇降ナット１９は、移動プラテン１６に接続されている。
【００３９】
前記移動プラテン昇降装置は、移動プラテン１６を高速度で前記固定プラットフォームに接近させ、高精度且つゼロスピードで移動プラテン１６を固定プラットフォームに接触させて押しつける。それと同時に、移動プラテン１６に固定されている液圧プランジャ１５が引っ張られ、高圧シリンダ１１がオイル供給又はオイル排出動作を実行する。
【００４０】
以下、図２−４に基づいて、本発明の好適な実施形態に係る液圧システムの動作工程について説明する。
【００４１】
図２において、前記液圧システムは、静止状態にある。この静止状態において、低圧力の圧縮空気が圧縮空気注入口７を通じて内循環オイルチャンバに導入されることによって、液圧オイル２１が、半径方向穴１２を通じて、Ａ方向に沿って液圧プランジャ１５の頂部に流れ込む。その結果、液圧プランジャ１５が、下向きの低圧力の推力を生じさせる。このとき、移動プラテン昇降装置が、昇降サーボモータ２０から発生された静的トルクに拘束され、その後、移動プラテン１６及び液圧プランジャ１５が拘束され、図２に示される静止状態が維持される。この状態を、本発明の液圧システムの「原点状態」と言う。
【００４２】
図３を参照すると、液圧オイル２１は、低圧力の圧縮空気に押され、前記半径方向穴を通じて、液圧プランジャ１５の頂部に流れ込む。このとき、昇降サーボモータ２０は、制御システムから送信された指令に応じて回転し、昇降ボールねじ１８を昇降ナット１９と連動させる。液圧プランジャ１５に固定されている移動プラテン１６は、予め設定された移動カーブに応じて下方へ移動し、衝突することなく下部固定プラットフォーム１７に接近して押しつけられる。このようにして、「低圧力オイル供給」動作が完了される。続いて、圧力サーボモータ５が圧力ボールねじ８を回転駆動させ、圧力ナット９が圧力プランジャ１０を図の下方へ移動させる。圧力プランジャ１０が移動する間に、液圧プランジャ１５の頂部の半径方向穴１２が遮断されることによって、液圧プランジャ１５の頂部に、密閉された高圧シリンダが形成される。圧力プランジャ１０が更に下方へ移動すると、密閉された高圧シリンダの液圧オイルが圧縮され、高圧シリンダ内に高圧力（例えば、４００ｋｇ／ｃｍ２）が発生し、液圧プランジャ１５に大きな推力を生じさせる。圧力サーボモータ５の回転角度を変化させることによって、圧力プランジャ１０の移動位置を変化させ、液圧プランジャの推力及び位置を変化させることができる。
【００４３】
図４を参照すると、移動プラテン１６が上方へ移動され、図２に示される静止状態に戻るとき、圧力サーボモータ５が圧力ボールねじ８を反対方向に回転駆動させる。それにより、圧力ナット９が、圧力プランジャ１０を上方に移動させる。圧力プランジャ１０が、半径方向穴１２が露出する位置に到達したとき、「高圧シリンダ」内の高圧オイルが、Ｂ方向に沿って内循環オイルチャンバへ排出される。
【００４４】
このとき、昇降サーボモータ２０が反対方向に回転することによって、移動プラテン１６と液圧プランジャ１５とが上方へ移動し、液圧オイル２１が半径方向穴１２を通じて完全に排出される。このようにして、ワンストロークの全ての動作が完了する。その後、前記プラットフォームが、図２に示す状態に戻り、次の動作指令を待つ。
【００４５】
図５−７は、本発明の第１実施形態に係る４つの内循環高速液圧システム（図面には２つのシステムを示し、他のシステムは隠れている）を備える内循環高速液圧プラットフォームの各動作状態の断面図である。
【００４６】
図５−７には、内循環高速液圧プラットフォームに加えて、下部固定プラットフォーム１７と、右壁板１４と、左壁板１４Ａとが示されている。内循環高速液圧プラットフォームをスタンピング装置などの応用機器に固定するために、上部固定プラットフォーム１３と、下部固定プラットフォーム１７と、右壁板１４と、左壁板１４Ａとによって構成されるプラットフォーム支持システムが用いられる。右壁板１４と左壁板１４Ａとは、上部固定プラットフォーム１３と下部固定プラットフォーム１７とを垂直方向に接続して、上部固定プラットフォーム１３と下部固定プラットフォーム１７との相対位置を固定し、高圧オイルチャンバ２２の筐体及び移動プラテン１６を収容するとともに、移動プラテン１６が往復する空間を形成する。また、前記液圧シリンダ装置の筐体６は、ボルト、リベット等によって上部固定プラットフォーム１３に接続されている。高圧オイルチャンバ２２のシリンダは、上部固定プラットフォーム１３に形成されたビア孔に収容されるとともに、上部固定プラットフォーム１３に固定されている。なお、液圧シリンダ装置の筐体６又は高圧オイルチャンバ２２のシリンダが、上部固定プラットフォーム１３と一体的に形成されてもよいことは明らかである。このように接続された前記内循環高速液圧プラットフォームと前記支持システムとによって、内循環高速液圧プラットフォーム組立体が構成される。このように構成された内循環高速液圧プラットフォーム組立体は、コンパクトな構造を有し、当該組立体の全体の高さが低減され、運搬が容易である。
【００４７】
また、図５−７には、内循環高速液圧プラットフォームの制御システムが示されている。図５を参照すると、本制御システムは、コントローラ１と、移動プラテン昇降装置に対応する昇降サーボモータ２０の駆動部３と、液圧シリンダ装置に対応する圧力サーボモータ５の駆動部（図面には２つの駆動部２，４のみが示されている）とを備えている。前記制御システムは、前記内循環高速液圧プラットフォームを高速度、高圧力、高精度で動作させるように、実行要求に応じて、液圧シリンダ装置の圧力弁装置の圧力サーボモータ５と、移動プラテン昇降装置の昇降サーボモータ２０、及び他の駆動装置に、対応する指令を送信し、関連するフィードバック情報を受信するために使用される。
【００４８】
次に、図５−７を参照して、前記制御システムの制御による前記内循環液圧プラットフォームの動作工程について説明する。
【００４９】
図５は、前記プラットフォームが下方へ移動し始める時の各装置の状態を示している。移動プラテン１６が下方へ移動し始める時、予め設定された実行プログラムに従って、昇降サーボモータ２０を回転させる動作指令が、コントローラ１から駆動部３に送信される。前記回転は、昇降ボールねじ１８を回転させて、係合する昇降ナット１９をコントローラ１によって予め設定された加速及び減速カーブに従わせる。これにより、移動プラテン１６を下部固定プラットフォーム１７にゼロスピードで接近させ、下部固定プラットフォーム１７を押しつける。これにより、例えば、図６に示す状態になる。また、移動プラテン１６が下方へ移動するに連れて、圧縮空気が、前記内循環高速液圧システムの圧縮空気注入口７を通じて液圧オイル２１を圧縮し、液圧オイル２１が、各半径方向穴１２を通じて高圧シリンダ１１へ高速に流れ込む。このようにして、前記プラットフォームのオイル供給のための下方へのストロークが完了する。
【００５０】
図６を参照すると、昇降サーボモータ２０がゼロスピードになったとき、位置決め完了の信号が駆動部３からコントローラ１に送信され、各圧力サーボモータ５を同期動作させる指令が、コントローラ１から駆動部２及び駆動部４に送信される。これにより、各圧力サーボモータ５が同期動作して各圧力ボールねじ８を駆動させ、各圧力ナット９を直線的に移動させ、圧力プランジャ１０を押す。これにより、半径方向穴１２が遮断され、各高圧シリンダ１１内の液圧オイルが同時に圧縮され、高圧力が発生する。なお、複数の圧力サーボモータ５は、並列制御、マスタースレーブ制御、クロスカップリング制御、仮想線軸制御、相対カップリング制御のいずれか１つの制御法によって同期動作してもよいことは理解されるべきである。
【００５１】
図７を参照すると、図６に示される全ての動作が完了した後、コントローラ１は、まず、駆動部２及び駆動部４に回転指令を送信する。このとき、各圧力サーボモータ５が、コントローラ１によって予め設定された昇降カーブに応じて回転し、各圧力ボールねじ８を回転させて、各圧力ナット９を駆動し、直線的に移動するように各圧力プランジャ１０を押す。圧力プランジャ１０が図７に示す位置に到達したとき、昇降サーボモータ２０を回転させる動作指令が、コントローラ１から駆動部３に送信される。このとき、昇降サーボモータ２０が昇降ボールねじ１８を駆動し、昇降ナット１９が、移動プラテン１６と液圧プランジャ１５とを上方へ移動させる。このとき、高圧シリンダ１１内の液圧オイル２１が、半径方向穴１２を通じて、内循環オイルチャンバに戻される。このようにして、前記プラットフォームの上下ストロークの全ての動作が完了する。
【００５２】
以上、４つの内循環高速液圧システムを有する第１実施形態に係る内循環高速液圧プラットフォームを参照して、本発明を説明したが、本発明の内循環高速液圧システムは、４つに限定されるものではなく、１つ以上の任意数であってもよい。
【００５３】
なお、本明細書に記載されているコントローラは、ＰＬＣ又はモーションコントローラ等の本技術分野において公知のコントローラを用いて実現されてもよいことは理解されるべきである。
【００５４】
なお、本明細書に用いられている「上方／上」又は「下方／下」に関する記載は、図面中の各装置の使用時の方向を限定することを意図するものではない。以下の第２実施形態に記載されるように、前記システムを変更することによって反対方向に使用してもよいことを、当業者は理解するだろう。
【００５５】
図８は、本発明の第２実施形態に係る内循環高速液圧プラットフォームの斜視図である。本内循環高速液圧プラットフォームは、下部固定プラットフォーム１３´と、移動プラテン昇降装置と、下部固定プラットフォーム１３´に接続されている複数の内循環高速液圧システム（例えば、２つ、３つ、５つの内循環高速液圧システム、本実施形態においては４つの内循環高速液圧システム）と、制御システム（図示せず）とを備えている。また、前記移動プラテン昇降装置は、移動プラテン１６を上部固定プラットフォーム１７´へ押圧し、ゼロスピードで上部固定プラットフォーム１７´と接触させるように使用される（図９参照）。また、本内循環高速液圧システムは、移動プラテン１６を上部固定プラットフォーム１７´へ押圧し、移動プラテン１６が上部固定プラテン１７´に接触した後、当該上部固定プラテン１７´に圧力を加えるとともに液圧システムに流体を供給するように使用される。前記制御システムは、前記内循環高速液圧プラットフォームを高速度、高圧力、高精度で動作させるように、実行要求に応じて各装置に対応する指令を送信し、関連するフィードバックを受信するように使用される。
【００５６】
図９−１１は、本発明の第２実施形態に係る４つの内循環高速液圧システム（図面には２つのシステムを示し、他のシステムは隠れている）を備える内循環高速液圧プラットフォームの各動作状態の断面図である。
【００５７】
本実施形態において、内循環高速液圧プラットフォームは、４つの同一の内循環高速液圧システムを備えている。しかしながら、本発明は、４つの同一の内循環高速液圧システムに限定されるものではなく、２つ、３つなどの適当な数のシステムを備えてもよい。これら４つの内循環高速液圧システムは、第１実施形態と類似の構造及び動作工程を有している。以下、図９を参照して、１つのシステムのみを詳細に説明する。
【００５８】
図９の左側に示される液圧シリンダ装置を例に取って説明する。本液圧シリンダ装置は、高圧シリンダ１１と、液圧プランジャ１５と、筐体６とを有している。高圧シリンダ１１の底部には、１つの軸方向穴が設けられ、当該軸方向穴は、液圧プランジャ１５の底部のチャンバと連通している。また、高圧シリンダ１１の底部付近には、少なくとも１つの半径方向穴１２が、前記軸方向穴と交差するように設けられている。液圧プランジャ１５は、高圧シリンダ１１内を往復する。液圧プランジャ１５の上部は、作動素子に接続されている。本発明の好適な実施形態において、作動素子は、移動プラテン１６である。筐体６は、高圧シリンダ１１を収容し、高圧シリンダ１１の外側に密閉された内循環オイルチャンバを形成する。当該内循環オイルチャンバは、前記少なくとも１つの半径方向穴１２を通じて前記軸方向穴と連通するとともにプランジャ１５の底部と連通する。また、圧縮空気を導入するため、筐体６の上部には、圧縮空気注入口７が設けられている。
【００５９】
圧力弁装置は、前記液圧シリンダ装置の下部に配置され、圧力サーボモータ５と、圧力プランジャ１０とを有している。圧力プランジャ１０は、圧力サーボモータ５によって駆動され、高圧シリンダ１１の底部に設けられた軸方向穴内で上下動する。本実施形態において、圧力サーボモータ５と圧力プランジャ１０との間には、駆動装置が配置されている。駆動装置は、圧力ボールねじ８と、当該圧力ボールねじ８に対して移動可能に係合する圧力ナット９とを有している。圧力ボールねじ８は、圧力サーボモータ５に接続され、ベアリングによって支持されて回転する。圧力ナット９は、圧力プランジャ１０に接続されている。
【００６０】
なお、圧力プランジャ１０が、必要に応じて、リニアサーボモータ５より直接的に駆動されてもよいことは理解されるべきである。
【００６１】
前記圧力弁装置は、以下のように機能する。圧力サーボモータ５は、制御システムから受信した指令に応じて、圧力プランジャ１０を駆動して、前記液圧シリンダ装置の少なくとも１つの半径方向穴中の液圧オイルを遮断し、液圧プランジャ１５の底部の高圧オイルチャンバ２２に進入させる。圧力プランジャ１０が更に上方へ移動すると、液圧プランジャ１５の底部の低圧力の液圧オイル２１が圧縮され、密閉されたチャンバ内の圧力が増加し、最高４００ｋｇ／ｃｍ２まで達する。その結果、液圧プランジャ１５に大きな推力が生じる。圧力プランジャ１０の液圧プランジャ１５への移動距離を制御することで、液圧プランジャ１５に生じる推力及び液圧プランジャ１５の位置を高精度に制御することができる。例えば、±０．０１ｍｍの位置再現性を実現できる。
【００６２】
図９には、移動プラテン昇降装置も示されている。移動プラテン昇降装置は、移動プラテン１６に接続され、昇降サーボモータ２０と、昇降機構とを有している。昇降機構は、昇降サーボモータ２０によって駆動され、移動プラテン１６を予め設定された昇降カーブに応じて昇降動作させる。本実施形態において、昇降機構は、昇降ボールねじ１８と、当該昇降ボールねじ１８に対して移動可能に係合する昇降ナット１９とを有している。昇降ボールねじ１８は、昇降サーボモータ２０に接続され、昇降ナット１９は、移動プラテン１６に接続されている。
【００６３】
前記移動プラテン昇降装置は、移動プラテン１６を高速度で前記固定プラットフォームに接近させ、高精度且つゼロスピードで移動プラテン１６を固定プラットフォームに接触させて押しつける。それと同時に、移動プラテン１６に固定されている液圧プランジャ１５が引っ張られ、高圧シリンダ１１がオイル供給又はオイル排出動作を実行する。
【００６４】
以下、図９−１１に基づいて、本発明の好適な実施形態に係る液圧システムの動作工程について説明する。
【００６５】
図９において、前記液圧システムは、静止状態にある。この静止状態において、低圧力の圧縮空気が圧縮空気注入口７を通じて内循環オイルチャンバに導入されることによって、液圧オイル２１が、半径方向穴１２を通じて、Ａ方向に沿って液圧プランジャ１５の底部に流れ込む。その結果、液圧プランジャ１５が、上向きの低圧力の推力を生じさせる。このとき、移動プラテン昇降装置が、昇降サーボモータ２０から発生された静的トルクに拘束され、その後、移動プラテン１６及び液圧プランジャ１５が拘束され、図９に示される静止状態が維持される。この状態を、本発明の液圧システムの「原点状態」と言う。
【００６６】
図１０を参照すると、液圧オイル２１は、低圧力の圧縮空気に押され、前記半径方向穴を通じて、液圧プランジャ１５の底部に流れ込む。このとき、昇降サーボモータ２０は、制御システムから送信された指令に応じて回転し、昇降ボールねじ１８を昇降ナット１９と連動させる。液圧プランジャ１５に固定されている移動プラテン１６は、予め設定された移動カーブに応じて上方へ移動し、衝突することなく上部固定プラットフォーム１７´に接近して押しつけられる。このようにして、「低圧オイル供給」動作が完了される。続いて、圧力サーボモータ５が圧力ボールねじ８を回転駆動させ、圧力ナット９が圧力プランジャ１０を図の上方へ移動させる。圧力プランジャ１０が移動する間に、液圧プランジャ１５の底部の半径方向穴１２が遮断されることによって、液圧プランジャ１５の底部に、密閉された高圧シリンダが形成される。圧力プランジャ１０が更に上方へ移動すると、密閉された高圧シリンダの液圧オイルが圧縮され、高圧シリンダ内に高圧力（例えば、４００ｋｇ／ｃｍ２）が発生し、液圧プランジャ１５に大きな推力を生じさせる。圧力サーボモータ５の回転角度を変化させることによって、圧力プランジャ１０の移動位置を変化させ、液圧プランジャの推力及び位置を変化させることができる。
【００６７】
図１１を参照すると、移動プラテン１６が下方へ移動され、図９に示される静止状態に戻るとき、圧力サーボモータ５が圧力ボールねじ８を反対方向に回転駆動させる。それにより、圧力ナット９が、圧力プランジャ１０を下方に移動させる。圧力プランジャ１０が、半径方向穴１２が露出する位置に到達したとき、「高圧シリンダ」内の高圧オイルが、内循環オイルチャンバへ排出される。
【００６８】
このとき、昇降サーボモータ２０が反対方向に回転することによって、移動プラテン１６と液圧プランジャ１５とが下方へ移動し、液圧オイル２１が半径方向穴１２を通じて完全に排出される。このようにして、ワンストロークの全ての動作が完了する。その後、前記プラットフォームが、図９に示す状態に戻り、次の動作指令を待つ。
【００６９】
図９−１１には、内循環高速液圧プラットフォームに加えて、上部固定プラットフォーム１７´と、右壁板１４と、左壁板１４Ａとが示されている。内循環高速液圧プラットフォームをスタンピング装置などの応用機器に固定するために、下部固定プラットフォーム１３´と、上部固定プラットフォーム１７´と、右壁板１４と、左壁板１４Ａとによって構成されるプラットフォーム支持システムが用いられる。右壁板１４と左壁板１４Ａとは、下部固定プラットフォーム１３´と上部固定プラットフォーム１７´とを垂直方向に接続して、下部固定プラットフォーム１３´と上部固定プラットフォーム１７´との相対位置を固定し、高圧オイルチャンバ２２の筐体及び移動プラテン１６を収容するとともに、移動プラテン１６が往復する空間を形成する。また、前記液圧シリンダ装置の筐体６は、ボルト、リベット等によって下部固定プラットフォーム１３´に接続されている。高圧オイルチャンバ２２のシリンダは、下部固定プラットフォーム１３´に形成されたビア孔に収容されるとともに、下部固定プラットフォーム１３´に固定されている。なお、液圧シリンダ装置の筐体６又は高圧オイルチャンバ２２のシリンダが、下部固定プラットフォーム１３´と一体的に形成されてもよいことは明らかである。このように接続された前記内循環高速液圧プラットフォームと前記支持システムとによって、内循環高速液圧プラットフォーム組立体が構成される。このように構成された内循環高速液圧プラットフォーム組立体は、コンパクトな構造を有し、当該組立体の全体の高さが低減され、運搬が容易である。
【００７０】
また、図９−１１には、内循環高速液圧プラットフォームの制御システムが示されている。図９を参照すると、本制御システムは、コントローラ１と、移動プラテン昇降装置に対応する昇降サーボモータ２０の駆動部３と、液圧シリンダ装置に対応する圧力サーボモータ５の駆動部（図面には２つの駆動部２，４のみが示されている）とを備えている。前記制御システムは、前記内循環高速液圧プラットフォームを高速度、高圧力、高精度で動作させるように、実行要求に応じて、液圧シリンダ装置の圧力弁装置の圧力サーボモータ５と、移動プラテン昇降装置の昇降サーボモータ２０、及び他の駆動装置に、対応する指令を送信し、関連するフィードバック情報を受信するために使用される。
【００７１】
次に、図９−１１を参照して、前記制御システムの制御による前記内循環液圧プラットフォームの動作工程について説明する。
【００７２】
図９は、前記プラットフォームが上方へ移動し始める時の各装置の状態を示している。移動プラテン１６が上方へ移動し始める時、予め設定された実行プログラムに従って、昇降サーボモータ２０を回転させる動作指令が、コントローラ１から駆動部３に送信される。前記回転は、昇降ボールねじ１８を回転させて、係合する昇降ナット１９をコントローラ１によって予め設定された加速及び減速カーブに従わせる。これにより、移動プラテン１６を上部固定プラットフォーム１７´にゼロスピードで接近させ、上部固定プラットフォーム１７´を押しつける。これにより、例えば、図１０に示す状態になる。また、移動プラテン１６が上方へ移動するに連れて、圧縮空気が、前記内循環高速液圧システムの圧縮空気注入口７を通じて液圧オイル２１を圧縮し、液圧オイル２１が、各半径方向穴１２を通じて高圧シリンダ１１へ高速に流れ込む。このようにして、前記プラットフォームのオイル供給のための上方へのストロークが完了する。
【００７３】
図１０を参照すると、昇降サーボモータ２０がゼロスピードになったとき、位置決め完了の信号が駆動部３からコントローラ１に送信され、各圧力サーボモータ５を同期動作させる指令が、コントローラ１から駆動部２及び駆動部４に送信される。これにより、各圧力サーボモータ５が同期動作して各圧力ボールねじ８を駆動させ、各圧力ナット９を直線的に移動させ、圧力プランジャ１０を押す。これにより、半径方向穴１２が遮断され、各高圧シリンダ１１内の液圧オイルが同時に圧縮され、高圧力が発生する。なお、複数の前記圧力サーボモータ５は、並列制御、マスタースレーブ制御、クロスカップリング制御、仮想線軸制御、相対カップリング制御のいずれか１つの制御法によって同期動作してもよいことは理解されるべきである。
【００７４】
図１１を参照すると、図１０に示される全ての動作が完了した後、コントローラ１は、まず、駆動部２及び駆動部４に回転指令を送信する。このとき、各圧力サーボモータ５が、コントローラ１によって予め設定された昇降カーブに応じて回転し、各圧力ボールねじ８を回転させて、圧力ナット９を駆動し、直線的移動するように各圧力プランジャ１０を下方へ押す。圧力プランジャ１０が図１１に示す位置に到達したとき、昇降サーボモータ２０を回転させる動作指令が、コントローラ１から駆動部３に送信される。このとき、昇降サーボモータ２０が昇降ボールねじ１８を駆動し、昇降ナット１９が、移動プラテン１６と液圧プランジャ１５とを下方へ移動させる。このとき、高圧シリンダ１１内の液圧オイル２１が、半径方向穴１２を通じて、内循環オイルチャンバに戻される。このようにして、前記プラットフォームの下方ストロークの全ての動作が完了する。
【００７５】
以上、４つの内循環高速液圧システムを有する第２実施形態に係る内循環高速液圧プラットフォームを参照して、本発明を説明したが、本発明の内循環高速液圧システムは、４つに限定されるものではなく、１つ以上の任意数であってもよい。
【００７６】
なお、本明細書に記載されているコントローラが、ＰＬＣ又はモーションコントローラ等の本技術分野において公知のコントローラを用いて実現されてもよいことは理解されるべきである。
【００７７】
なお、本明細書に用いられている「上方／上」又は「下方／下」に関する記載は、図面中の各装置の使用時の方向を限定することを意図するものではない。
【００７８】
本発明は、好適な実施形態を参照して具体的に説明されているが本発明の本質を逸脱しない範囲で前述の開示に基づいて種々の変形及び変更がなされてもよいことは、当業者によって理解されるべきである。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義される。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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