ダイクッション装置とその制御方法
【課題】クッション作動時の損失が少なく、かつ制動動力の回生ができ、クッション作動時に衝撃力を受ける機構部分がなく耐久性が高く、クッション作動に必要な動力を大幅に低減することができるダイクッション装置とその制御方法を提供する。
【解決手段】クッションパッド２を上下動させる電動昇降装置１２と、クッションパッドに上向きのクッション力を付加する油圧シリンダ１４と、油圧シリンダに作動油を供給又は排出する油圧制御装置２０と、電動昇降装置及び油圧制御装置を制御するクッション制御装置３０とを備え、電動昇降装置１２によりクッションパッド２を位置決めし、油圧シリンダ１４と油圧制御装置２０によりクッション力の制御と回生を行う。
【解決手段】クッションパッド２を上下動させる電動昇降装置１２と、クッションパッドに上向きのクッション力を付加する油圧シリンダ１４と、油圧シリンダに作動油を供給又は排出する油圧制御装置２０と、電動昇降装置及び油圧制御装置を制御するクッション制御装置３０とを備え、電動昇降装置１２によりクッションパッド２を位置決めし、油圧シリンダ１４と油圧制御装置２０によりクッション力の制御と回生を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス機械のダイクッション装置とその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレス機械では、スライドを機械的に昇降し、スライドの下降時にスライドの下面に固定された上金型と、スライドの下方に配置された下金型との間に被加工物（ワーク）を挟み込んでプレス加工を行う。
ダイクッション装置は、プレス機械においてプレス加工時にワークにしわ押さえ力（クッション力）を付加する装置である。
【０００３】
従来から、プレス機械のダイクッション装置として、種々の方式のものが提案されている（例えば、特許文献１〜４）。
特許文献１は、油圧式であり、油圧シリンダと油圧サーボ弁により、油圧のみでクッション作用を行うものである。
特許文献２は、電動式であり、サーボモータでクッション駆動機構を作動させ、クッション作用を行うものである。
特許文献３は、油圧＋電動式であり、油圧シリンダと油圧ポンプ＋電動機の組み合わせにより、クッション作用を行うものである。
特許文献４は、リニアモータ式であり、リニアモータにより、クッション作用を行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２４６００号公報、「プレスの油圧ダイクッション装置」
【特許文献２】特許第３２４１８０３号公報、「プレスのＮＣサーボダイクッション装置」
【特許文献３】特開２００６−３１５０７４号公報、「プレス機械のダイクッション装置」
【特許文献４】特開２００６−２７２４５６号公報、「ダイクッション装置」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、従来のプレス機械のダイクッション装置は、（１）油圧式、（２）電動式、（３）油圧＋電動式、（４）リニアモータ式に大別することができる。
【０００６】
油圧式のダイクッション装置は、クッション速度及びクッション力の制御を油圧サーボ弁によるため、油圧サーボ弁の絞りによる損失が大きく、無駄なエネルギを消費する問題点があった。
【０００７】
また、電動式のダイクッション装置は、クッション駆動機構にスライド接触時に衝撃力が発生するため、機構部分の強度及び耐久性の確保が困難であり、かつサーボモータの必要出力が、発生クッション力×スライド速度で決まるため、大出力のサーボモータが必要となる問題点があった。
ここで、「スライド接触時」とは、上金型が下降し下金型と上金型との間で被加工材（ワーク）のプレス成形を開始した瞬間をいう。
【０００８】
また、油圧＋電動式のダイクッション装置は、クッション動作の制御が油圧ポンプを駆動する電動機の回転制御で行われるため、電動機の所要トルクとして油圧ポンプと電動機の回転慣性を加速するためのモータトルクが必要となる。このため、クッション力の制御追従性を確保するためには、クッション力（圧力）に相当するモータトルクに加えて、油圧ポンプ＋電動機の回転慣性を加減速するためのモータトルクが必要であり、大出力の電動機が必要となる問題点があった。
【０００９】
また、リニアモータ式のダイクッション装置は、クッション力を発生させるのがリニアモータであり、クッション力に見合ったリニアモータ推力が必要であり、大出力のリニアモータが必要となる問題点があった。
【００１０】
本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、クッション作動時の損失が少なく、かつ制動動力の回生ができ、クッション作動時に衝撃力を受ける機構部分がなく耐久性が高く、クッション作動に必要な動力を大幅に低減することができるダイクッション装置とその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、上金型と下金型の間でワークを加圧してプレス成形するプレス機械のダイクッション装置であって、
前記下金型を支持するクッションパッドを上下動させる電動昇降装置と、
前記クッションパッドに上向きのクッション力を付加する油圧シリンダと、
該油圧シリンダに作動油を供給又は排出する油圧制御装置と、
前記電動昇降装置及び油圧制御装置を制御するクッション制御装置とを備え、
前記電動昇降装置によりクッションパッドを位置決めし、前記油圧シリンダと油圧制御装置によりクッション力の制御と回生を行う、ことを特徴とするダイクッション装置が提供される。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記油圧制御装置は、油圧シリンダのピストン側と連通する油圧アキュムレータと、
前記油圧シリンダと油圧アキュムレータの間に設置され、油圧シリンダから油圧アキュムレータに流れる作動油の流量を可変制御可能な可変容量ポンプと、
該可変容量ポンプを所定の回転速度で回転駆動するモータジェネレータと、
前記可変容量ポンプをバイパスして油圧シリンダに作動油を流すパイロット制御可能なパイロット逆止弁と、
前記油圧アキュムレータを最低圧力以上に予圧する予圧補給回路と、を備え、
前記クッション制御装置は、クッション作動時に、可変容量ポンプの流量制御によりクッション力を制御し、同時にモータジェネレータからエネルギを回生する。
【００１３】
また、クッション作動時に、油圧シリンダから過渡的な高圧作動油を放出する可変流量制御弁を備える。
【００１４】
さらに、前記可変流量制御弁を介して油圧シリンダに高圧作動油を補給する高圧補給回路を備える、ことが好ましい。
【００１５】
また本発明によれば、上金型と下金型の間でワークを加圧してプレス成形するプレス機械のダイクッション制御方法であって、
前記下金型を支持するクッションパッドを上下動させる電動昇降装置と、
前記クッションパッドに上向きのクッション力を付加する油圧シリンダと、
該油圧シリンダに作動油を供給又は排出する油圧制御装置と、
前記電動昇降装置及び油圧制御装置を制御するクッション制御装置とを備え、
前記電動昇降装置によりクッションパッドを位置決めし、前記油圧シリンダと油圧制御装置によりクッション力の制御と回生を行う、ことを特徴とするダイクッション制御方法が提供される。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記油圧制御装置は、油圧シリンダのピストン側と連通する油圧アキュムレータと、
前記油圧シリンダと油圧アキュムレータの間に設置され、油圧シリンダから油圧アキュムレータに流れる作動油の流量を可変制御可能な可変容量ポンプと、
該可変容量ポンプを所定の回転速度で回転駆動するモータジェネレータと、
前記可変容量ポンプをバイパスして油圧アキュムレータから油圧シリンダに作動油を流すパイロット制御可能なパイロット逆止弁と、を備え、
（Ａ）クッションパッドの位置決め停止時に、可変容量ポンプの作動油流量をゼロにし、パイロット逆止弁を介して油圧シリンダと油圧アキュムレータを両方向に連通させ、電動昇降装置によりクッションパッドを上下動させて位置決めし、
（Ｂ）クッション作動時に、電動昇降装置が自由に上下動できる状態で、可変容量ポンプの流量制御によりクッション力を制御し、同時にモータジェネレータからエネルギを回生し、
（Ｃ）クッションパッドの上昇時に、可変容量ポンプの作動油流量をゼロにし、電動昇降装置によりクッションパッドを上昇させ、同時にパイロット逆止弁を介して油圧アキュムレータから油圧シリンダに作動油を流す。
【発明の効果】
【００１７】
上記本発明の装置及び方法によれば、電動昇降装置、油圧シリンダ、油圧制御装置及びクッション制御装置を備え、電動昇降装置によりクッションパッドを位置決めするので、クッションパッドを高精度に位置決めすることができる。
また、油圧シリンダと油圧制御装置によりクッション力の制御と回生を行うので、クッション作動時の損失が少なく、かつ制動動力の回生ができる。また、クッション作動時に衝撃力を受ける機構部分がないため耐久性が高く、かつ油圧制御装置における圧力損失が少ないので、クッション作動に必要な動力を大幅に低減することができる。
【００１８】
特に、油圧制御装置が、油圧アキュムレータ、可変制御可能な可変容量ポンプ、モータジェネレータ、及びパイロット制御可能なパイロット逆止弁を備える構成により、クッションパッドの位置決め停止時に、可変容量ポンプの作動油流量をゼロにし、パイロット逆止弁を介して油圧シリンダと油圧アキュムレータを両方向に連通させ、電動昇降装置によりクッションパッドを上下動させて位置決めすることにより、油圧シリンダの圧力をクッション自重に相当する圧力（Ｐ０）に設定して、油圧シリンダをカウンタバランスとして機能させ、電動昇降装置による必要動力を低減することができる。
【００１９】
また、クッション作動時に、電動昇降装置が自由に上下動できる状態で、可変容量ポンプの流量制御によりクッション力を制御し、同時にモータジェネレータからエネルギを回生することにより、クッション力の制御と回生を行うことができる。
【００２０】
さらに、クッションパッドの上昇時に、可変容量ポンプの作動油流量をゼロにし、電動昇降装置によりクッションパッドを上昇させ、同時にパイロット逆止弁を介して油圧アキュムレータから油圧シリンダに作動油を流すことにより、油圧シリンダの圧力をクッション自重に相当する圧力（Ｐ０）より高い圧力Ｐ１からＰ０まで変化させて、電動昇降装置による必要動力を補うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ダイクッション装置のクッション動作を示す図である。
【図２】本発明によるダイクッション装置の第１実施形態図である。
【図３】本発明によるダイクッション方法の説明図である。
【図４】本発明によるダイクッション装置の第２実施形態図である。
【図５】本発明によるダイクッション装置の第３実施形態図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２３】
図１は、ダイクッション装置のクッション動作を示す図である。この図に示すように、ダイクッション装置の動作は、位置決め停止状態（Ａ）、クッション時（Ｂ）、クッション上昇時（Ｃ）の３態様に区分できる。
位置決め停止状態（Ａ）は、スライドの上死点から、上金型が下降し下金型と上金型との間で被加工材（ワーク）のプレス成形を開始する「スライド接触時」までの状態である。
また、クッション時（Ｂ）は、スライド接触時から下死点までの状態である。
さらに、クッション上昇時（Ｃ）は、下死点からロッキングを経て上死点までの状態である。
【００２４】
図１の例では、スライドが下死点通過後、ダイクッションをロッキング（停止）した状態で、ワーク取出装置によりワークの取出しが行われる。ダイクッションは、ワーク取出装置がダイクッション装置から十分に離れてから、ロッキングを終了して上昇を開始する。
【００２５】
図２は、本発明によるダイクッション装置の第１実施形態図である。
プレス装置１は、クッションパッド２の上面にクッションピン３を介して支持された下金型４に対し、上下動するスライド５の下面に固定された上金型６を下降させ、下金型４と上金型６との間で被加工材（ワーク）７を加圧して所定の形状にプレス成形するようになっている。
【００２６】
図２において、本発明のダイクッション装置１０は、上金型６及び下金型４によりワーク７をプレス成形する際に、クッションパッド２又はクッションピン３により、上金型６との間でワーク下面の周縁部を支持してワーク７のしわ押さえを行う。
すなわち、本発明のダイクッション装置１０は、プレス機械の上金型６とクッションパッド２又はクッションピン３の間にワーク７を挟み、クッションパッド２に上向きのクッション力を付加しながらこれを上下動させるようになっている。
【００２７】
図２において、本発明のダイクッション装置１０は、電動昇降装置１２、油圧シリンダ１４、油圧制御装置２０及びクッション制御装置３０を備える。
【００２８】
電動昇降装置１２は、クッションパッド２を上下動させる。電動昇降装置１２は、例えばボールネジ１２ａとサーボモータ１２ｂからなり、サーボモータ１２ｂによりボールネジ１２ａを回転駆動して、クッションパッド２を上下動させ、かつサーボモータ１２ｂのサーボオフ又はトルク制御により、クッションパッド２の上下動に追従して低損失で空転できるようになっている。
なお、電動昇降装置１２はこの構成に限定されず、クッションパッド２を上下動でき、かつクッションパッド２の上下動に追従して低損失で空転できる限りで他の構成、例えばラック、ピニオン、サーボモータの組み合わせでもよい。
【００２９】
油圧シリンダ１４は、クッションパッド２を上下動するピストンロッド１３を有し、クッションパッド２に上向きのクッション力を付加する。
この例で、油圧シリンダ１４は、上向きかつ鉛直に配置され、ピストンロッド１３の先端（上端）にクッションパッド２が固定され一体的に昇降するようになっている。
【００３０】
また図２において、油圧シリンダ１４のピストン側（下側）には圧力計１５が設けられ、油圧シリンダ１４の下室圧を検出する。この検出値はクッション制御装置３０に入力される。
さらに、油圧シリンダ１４のシリンダ位置を検出する位置検出器８が設けられ、その検出値はクッション制御装置３０に入力される。位置検出器８はこの例では、クッションパッド２の位置を検出するように配置されているが、シリンダ位置を直接検出してもよい。また、本発明において、位置検出器８は必須ではなく、これを省略することができる。
【００３１】
油圧制御装置２０は、油圧シリンダ１４のピストン側に作動油を供給又は排出する。
この例において、油圧制御装置２０は、油圧アキュムレータ２１、可変容量ポンプ２２、モータジェネレータ２３、パイロット制御可能なパイロット逆止弁２４、及び予圧補給回路２５を備える。
【００３２】
油圧アキュムレータ２１は、油圧シリンダ１４のピストン側と油圧配管２６ａ，２６ｂを介して連通し、油圧シリンダ１４のピストン側最低圧力をクッション自重に相当する圧力（Ｐ０）に保持するようになっている。すなわち、油圧アキュムレータ２１の最低圧は、クッション自重に相当する圧力（Ｐ０）である。
【００３３】
可変容量ポンプ２２は、油圧シリンダ１４と油圧アキュムレータ２１の間（この例では油圧配管２６ａ，２６ｂの間）に設置され、油圧シリンダ１４から油圧アキュムレータ２１に流れる作動油の流量を可変制御可能になっている。可変容量ポンプ２２は、例えば斜板式又は斜軸式の油圧ポンプである。
【００３４】
モータジェネレータ２３は、可変容量ポンプ２２を所定の回転速度（例えば一定速度）で回転駆動する電動機の機能と、可変容量ポンプ２２が作動油の液圧により駆動される際に発電する発電機の機能とを有する。
【００３５】
パイロット逆止弁２４は、パイロット圧がない時は、通常の逆止弁２４として機能し、可変容量ポンプ２２をバイパスして油圧アキュムレータ２１から油圧シリンダ１４に作動油を低圧損で一方向のみに流す。また、パイロット圧がある時は、油圧シリンダ１４と油圧アキュムレータ２１を両方向に低圧損で連通させるようになっている。
【００３６】
予圧補給回路２５は、低圧源２５ａと２つ逆止弁２５ｂからなり、油圧アキュムレータ２１の圧力が所定の最低圧（例えば、クッション自重に相当する圧力Ｐ０）を下回ったときに、逆止弁２５ｂを通して所定圧（例えばＰ０）の作動油を油圧アキュムレータ２１に供給するようになっている。
【００３７】
クッション制御装置３０は、電動昇降装置１２及び油圧制御装置２０を制御する。
すなわち、この例において、クッション制御装置３０は、電動昇降装置１２によりクッションパッド２を位置決めし、油圧シリンダ１４と油圧制御装置２０によりクッション力の制御と回生を行い、クッション作動時に、可変容量ポンプ２２の流量制御によりクッション力を制御し、同時にモータジェネレータ２３からエネルギを回生する。
【００３８】
図３は、本発明によるダイクッション方法の説明図である。この図において、（Ａ）は位置決め停止状態、（Ｂ）はクッション時、（Ｃ）はクッション上昇時である。
本発明のダイクッション方法では、電動昇降装置１２によりクッションパッド２を位置決めし、油圧シリンダ１４と油圧制御装置２０によりクッション力の制御と回生を行う。
【００３９】
図３（Ａ）において、太い破線の矢印は、位置決め停止状態（Ａ）における作動油の流れを示している。この図に示すように、本発明の方法では、クッションパッド２の位置決め停止時（Ａ）に、可変容量ポンプ２２の作動油流量をゼロにし、パイロット逆止弁２４を開いてこれを介して油圧シリンダ１４と油圧アキュムレータ２１を両方向に連通させ、電動昇降装置１２によりクッションパッド２を上下動させて位置決めする。
【００４０】
すなわち、位置決め停止状態（Ａ）では、電動昇降装置１２による位置決め制御動作をサーボモータ１２ｂの駆動で行う。この状態において、可変容量ポンプ２２の流量はゼロであり、可変容量ポンプ２２を駆動しているモータジェネレータ２３は、無負荷で空回りしている状態となる。
また油圧シリンダ１４は、クッション自重に相当する圧力（Ｐ０）の発生により、カウンタバランスとして機能する。
なお、油圧シリンダ１４の上昇／下降に応じて，アキュムレータ２１への油の流出入が発生して、クッション自重とシリンダ推力の均衡は崩れるが、ある程度のアキュムレータ容積を確保することにより、その差は小さな範囲内に保たれる。
【００４１】
図３（Ｂ）において、太い破線の矢印は、クッション作動時（Ｂ）における作動油の流れを示している。この図に示すように、本発明の方法では、クッション作動時（Ｂ）に、電動昇降装置１２が自由に上下動できる状態で、可変容量ポンプ２２の流量制御によりクッション力を制御し、同時にモータジェネレータ２３からエネルギを回生する。
【００４２】
すなわち、電動昇降装置１２のサーボモータ１２ｂは、サーボオフまたはトルク制御を行うことにより、スライドモーションの動作に倣って下降する。また油圧シリンダ１４からの圧油は、可変容量ポンプ２２を経由して、アキュムレータ２１に補充される。
可変容量ポンプ２２の可変容量制御により、クッション力（シリンダ圧力）の制御を行う。すなわち、可変容量ポンプ２２の容量減により、油圧シリンダの圧力が上昇し、可変容量ポンプ２２の容量増により油圧シリンダの圧力が低下するので、可変容量ポンプ２２の流量制御によりクッション力を制御することができる。
可変容量ポンプ２２を駆動するモータジェネレータ２３は，発電制動の状態で駆動されて、発電機として動作する。発電された電力は，スライド５を駆動する電動機、その他の動力消費要素への供給動力として利用される
また、クッション可動部の慣性の影響により，スライド接触時に過大なクッション力が発生する場合には、電動昇降装置１２による予備加速を行っても良い
【００４３】
図３（Ｃ）において、太い破線の矢印は、クッション上昇時（Ｃ）における作動油の流れを示している。この図に示すように、本発明の方法では、クッションパッド２の上昇時（Ｃ）に、可変容量ポンプ２２の作動油流量をゼロにし、電動昇降装置１２によりクッションパッド２を上昇させ、同時にパイロット逆止弁２４を介して油圧アキュムレータ２１から油圧シリンダ１４に作動油を流す。
【００４４】
すなわち、電動昇降装置１２の動作制御により，クッション上昇動作の制御を行う。
クッション力制御時にアキュムレータ２１に補充された油圧を利用して、油圧シリンダ１４に圧油を供給する事により、油圧シリンダ１４を、クッション重量を支えるカウンタバランスとして作動させる。
可変容量ポンプ２２の流量はゼロであり、可変容量ポンプ２２を駆動しているモータジェネレータ２３は、無負荷で空回りしている状態である。
アキュムレータ２１に蓄圧された圧油の放出に伴い、クッション自重とシリンダ推力の均衡は変化するが，ある程度のアキュムレータ容積を確保することにより，その差は小さな範囲内に保たれる
油圧回路各部からのリーク分の油量は、予圧補給回路から補充される。
【００４５】
上述した本発明の装置及び方法によれば、電動昇降装置１２、油圧シリンダ１４、油圧制御装置２０及びクッション制御装置３０を備え、電動昇降装置１２によりクッションパッド２を位置決めするので、クッションパッド２を高精度に位置決めすることができる。
また、油圧シリンダ１４と油圧制御装置２０によりクッション力の制御と回生を行うので、クッション作動時の損失が少なく、かつ制動動力の回生ができる。また、クッション作動時に衝撃力を受ける機構部分がないため耐久性が高く、かつ油圧制御装置２０における圧力損失が少ないので、クッション作動に必要な動力を大幅に低減することができる。
【００４６】
すなわち、本発明では、電動昇降装置１２と油圧シリンダ１４＋油圧制御装置２０によるクッション駆動方式とする事により，従来からの各種方式における課題を解決して，それぞれの方式の利点を活かしたクッションが実現可能となる。
【００４７】
従来の油圧式に対して、本発明では、油圧サーボ弁による制御によらず、油圧回路での圧力損失が発生しないので、無駄な動力を消費しない。また、クッション力制御時の制動動力を、動力回生の機能により他の動作に利用する事が可能であり、高効率なシステムが実現可能である。さらに、油圧回路方式の違い、すなわち、油圧制御装置２０に閉回路構成を採用したので、損失動力の低減、動力回生の実施に伴って、装置（油圧タンクの大きさ，油冷却装置，など）の小型化が可能となる。
【００４８】
従来の電動式に対して、本発明では、クッション力は油圧シリンダ１４で受けるので、電動昇降装置１２の駆動機構に発生する衝撃力を避けることができる。また、電動昇降装置１２のサーボモータ１２ｂのサイズは，可動部質量の昇降動作に必要な動力から決定され、クッション力制御時の動作は考慮する必要がない（クッション力制御に電動駆動軸は作用しない，クッション力発生は油圧シリンダ回路による）。このため，電動式で必要となるほどの大出力のサーボモータは不要で，比較的に小出力のサーボモータで良い。
【００４９】
従来の油圧＋電動式に対して、本発明では、モータジェネレータ２３は同期速度による定速回転動作であり、モータジェネレータ２３の可変速制御は行わない。このため，可変容量ポンプ２２とモータジェネレータ２３の回転慣性の加減速動作に必要なトルク発生が不要で、モータジェネレータ２３を小さくできる。また、モータジェネレータ２３は、汎用の誘導電動機で良く、サーボモータである必要はない。さらに、可変容量ポンプ２２の流量調整は、可変容量ポンプ２２の可変容量機構によるため、電動機回転制御に比べて、より小さな制御操作量で済む。
【００５０】
図４は、本発明によるダイクッション装置の第２実施形態図であり、図５は、本発明によるダイクッション装置の第３実施形態図である。
図４において、本発明のダイクッション装置１０は、さらに、クッション作動時に、油圧シリンダ１４から過渡的な高圧作動油を放出する可変流量制御弁３２Ａを備える。この例で可変流量制御弁３２Ａは、開閉及び流量制御可能なサーボ弁である。
その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００５１】
図５において、本発明のダイクッション装置１０は、さらに、可変流量制御弁３２Ｂを介して油圧シリンダ１４に高圧作動油を補給する高圧補給回路３４を備える。この例で可変流量制御弁３２Ｂは、開閉、流量制御、及び方向制御可能なサーボ弁である。
その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００５２】
上述した第２、第３の実施形態のように、可変流量制御弁３２Ａ、３２Ｂを併用する事により，クッション力制御の追従性を向上可能である。
すなわち、クッション力制御時には、可変容量ポンプ２２の可変容量機構の操作によって、クッション力がコントロールされるが，一般的な可変容量ポンプ２２の可変容量機構の応答は、スライドモーションにより発生する挙動に対して、十分に高速であるとは限らない。
このため、スライド接触直後の応答など、過渡的な動作への追従が必要とされる場合には、高速応答が可能な可変流量制御弁３２Ａ、３２Ｂを併用することが好ましい。
可変容量ポンプ２２の応答でコントロールできない流量分を、可変流量制御弁３２Ａ、３２Ｂにより放出／供給することにより、クッション力制御の応答性を向上させることが可能となる。
なお、可変流量制御弁３２Ａ、３２Ｂでコントロールする油量は可変容量ポンプ２２でコントロールされる油量に対して充分に小さくて良いので，油圧回路での損失を低く維持することができる。
【００５３】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００５４】
１ プレス装置、２ クッションパッド、３ クッションピン、
４ 下金型、５ スライド、６ 上金型、
７ 被加工材（ワーク）、８ 位置検出器、
１０ ダイクッション装置、１２ 電動昇降装置、
１２ａ ボールネジ、１２ｂ サーボモータ、
１３ ピストンロッド、１４ 油圧シリンダ、
２０ 油圧制御装置、２１ 油圧アキュムレータ、
２２ 可変容量ポンプ、２３ モータジェネレータ、
２４ パイロット逆止弁、２５ 予圧補給回路、
２５ａ 低圧源、２５ｂ 逆止弁、
２６ａ、２６ｂ 油圧配管、
３０ クッション制御装置、
３２Ａ、３２Ｂ 可変流量制御弁、
３４ 高圧補給回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス機械のダイクッション装置とその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレス機械では、スライドを機械的に昇降し、スライドの下降時にスライドの下面に固定された上金型と、スライドの下方に配置された下金型との間に被加工物（ワーク）を挟み込んでプレス加工を行う。
ダイクッション装置は、プレス機械においてプレス加工時にワークにしわ押さえ力（クッション力）を付加する装置である。
【０００３】
従来から、プレス機械のダイクッション装置として、種々の方式のものが提案されている（例えば、特許文献１〜４）。
特許文献１は、油圧式であり、油圧シリンダと油圧サーボ弁により、油圧のみでクッション作用を行うものである。
特許文献２は、電動式であり、サーボモータでクッション駆動機構を作動させ、クッション作用を行うものである。
特許文献３は、油圧＋電動式であり、油圧シリンダと油圧ポンプ＋電動機の組み合わせにより、クッション作用を行うものである。
特許文献４は、リニアモータ式であり、リニアモータにより、クッション作用を行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２４６００号公報、「プレスの油圧ダイクッション装置」
【特許文献２】特許第３２４１８０３号公報、「プレスのＮＣサーボダイクッション装置」
【特許文献３】特開２００６−３１５０７４号公報、「プレス機械のダイクッション装置」
【特許文献４】特開２００６−２７２４５６号公報、「ダイクッション装置」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、従来のプレス機械のダイクッション装置は、（１）油圧式、（２）電動式、（３）油圧＋電動式、（４）リニアモータ式に大別することができる。
【０００６】
油圧式のダイクッション装置は、クッション速度及びクッション力の制御を油圧サーボ弁によるため、油圧サーボ弁の絞りによる損失が大きく、無駄なエネルギを消費する問題点があった。
【０００７】
また、電動式のダイクッション装置は、クッション駆動機構にスライド接触時に衝撃力が発生するため、機構部分の強度及び耐久性の確保が困難であり、かつサーボモータの必要出力が、発生クッション力×スライド速度で決まるため、大出力のサーボモータが必要となる問題点があった。
ここで、「スライド接触時」とは、上金型が下降し下金型と上金型との間で被加工材（ワーク）のプレス成形を開始した瞬間をいう。
【０００８】
また、油圧＋電動式のダイクッション装置は、クッション動作の制御が油圧ポンプを駆動する電動機の回転制御で行われるため、電動機の所要トルクとして油圧ポンプと電動機の回転慣性を加速するためのモータトルクが必要となる。このため、クッション力の制御追従性を確保するためには、クッション力（圧力）に相当するモータトルクに加えて、油圧ポンプ＋電動機の回転慣性を加減速するためのモータトルクが必要であり、大出力の電動機が必要となる問題点があった。
【０００９】
また、リニアモータ式のダイクッション装置は、クッション力を発生させるのがリニアモータであり、クッション力に見合ったリニアモータ推力が必要であり、大出力のリニアモータが必要となる問題点があった。
【００１０】
本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、クッション作動時の損失が少なく、かつ制動動力の回生ができ、クッション作動時に衝撃力を受ける機構部分がなく耐久性が高く、クッション作動に必要な動力を大幅に低減することができるダイクッション装置とその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、上金型と下金型の間でワークを加圧してプレス成形するプレス機械のダイクッション装置であって、
前記下金型を支持するクッションパッドを上下動させる電動昇降装置と、
前記クッションパッドに上向きのクッション力を付加する油圧シリンダと、
該油圧シリンダに作動油を供給又は排出する油圧制御装置と、
前記電動昇降装置及び油圧制御装置を制御するクッション制御装置とを備え、
前記電動昇降装置によりクッションパッドを位置決めし、前記油圧シリンダと油圧制御装置によりクッション力の制御と回生を行う、ことを特徴とするダイクッション装置が提供される。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記油圧制御装置は、油圧シリンダのピストン側と連通する油圧アキュムレータと、
前記油圧シリンダと油圧アキュムレータの間に設置され、油圧シリンダから油圧アキュムレータに流れる作動油の流量を可変制御可能な可変容量ポンプと、
該可変容量ポンプを所定の回転速度で回転駆動するモータジェネレータと、
前記可変容量ポンプをバイパスして油圧シリンダに作動油を流すパイロット制御可能なパイロット逆止弁と、
前記油圧アキュムレータを最低圧力以上に予圧する予圧補給回路と、を備え、
前記クッション制御装置は、クッション作動時に、可変容量ポンプの流量制御によりクッション力を制御し、同時にモータジェネレータからエネルギを回生する。
【００１３】
また、クッション作動時に、油圧シリンダから過渡的な高圧作動油を放出する可変流量制御弁を備える。
【００１４】
さらに、前記可変流量制御弁を介して油圧シリンダに高圧作動油を補給する高圧補給回路を備える、ことが好ましい。
【００１５】
また本発明によれば、上金型と下金型の間でワークを加圧してプレス成形するプレス機械のダイクッション制御方法であって、
前記下金型を支持するクッションパッドを上下動させる電動昇降装置と、
前記クッションパッドに上向きのクッション力を付加する油圧シリンダと、
該油圧シリンダに作動油を供給又は排出する油圧制御装置と、
前記電動昇降装置及び油圧制御装置を制御するクッション制御装置とを備え、
前記電動昇降装置によりクッションパッドを位置決めし、前記油圧シリンダと油圧制御装置によりクッション力の制御と回生を行う、ことを特徴とするダイクッション制御方法が提供される。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記油圧制御装置は、油圧シリンダのピストン側と連通する油圧アキュムレータと、
前記油圧シリンダと油圧アキュムレータの間に設置され、油圧シリンダから油圧アキュムレータに流れる作動油の流量を可変制御可能な可変容量ポンプと、
該可変容量ポンプを所定の回転速度で回転駆動するモータジェネレータと、
前記可変容量ポンプをバイパスして油圧アキュムレータから油圧シリンダに作動油を流すパイロット制御可能なパイロット逆止弁と、を備え、
（Ａ）クッションパッドの位置決め停止時に、可変容量ポンプの作動油流量をゼロにし、パイロット逆止弁を介して油圧シリンダと油圧アキュムレータを両方向に連通させ、電動昇降装置によりクッションパッドを上下動させて位置決めし、
（Ｂ）クッション作動時に、電動昇降装置が自由に上下動できる状態で、可変容量ポンプの流量制御によりクッション力を制御し、同時にモータジェネレータからエネルギを回生し、
（Ｃ）クッションパッドの上昇時に、可変容量ポンプの作動油流量をゼロにし、電動昇降装置によりクッションパッドを上昇させ、同時にパイロット逆止弁を介して油圧アキュムレータから油圧シリンダに作動油を流す。
【発明の効果】
【００１７】
上記本発明の装置及び方法によれば、電動昇降装置、油圧シリンダ、油圧制御装置及びクッション制御装置を備え、電動昇降装置によりクッションパッドを位置決めするので、クッションパッドを高精度に位置決めすることができる。
また、油圧シリンダと油圧制御装置によりクッション力の制御と回生を行うので、クッション作動時の損失が少なく、かつ制動動力の回生ができる。また、クッション作動時に衝撃力を受ける機構部分がないため耐久性が高く、かつ油圧制御装置における圧力損失が少ないので、クッション作動に必要な動力を大幅に低減することができる。
【００１８】
特に、油圧制御装置が、油圧アキュムレータ、可変制御可能な可変容量ポンプ、モータジェネレータ、及びパイロット制御可能なパイロット逆止弁を備える構成により、クッションパッドの位置決め停止時に、可変容量ポンプの作動油流量をゼロにし、パイロット逆止弁を介して油圧シリンダと油圧アキュムレータを両方向に連通させ、電動昇降装置によりクッションパッドを上下動させて位置決めすることにより、油圧シリンダの圧力をクッション自重に相当する圧力（Ｐ０）に設定して、油圧シリンダをカウンタバランスとして機能させ、電動昇降装置による必要動力を低減することができる。
【００１９】
また、クッション作動時に、電動昇降装置が自由に上下動できる状態で、可変容量ポンプの流量制御によりクッション力を制御し、同時にモータジェネレータからエネルギを回生することにより、クッション力の制御と回生を行うことができる。
【００２０】
さらに、クッションパッドの上昇時に、可変容量ポンプの作動油流量をゼロにし、電動昇降装置によりクッションパッドを上昇させ、同時にパイロット逆止弁を介して油圧アキュムレータから油圧シリンダに作動油を流すことにより、油圧シリンダの圧力をクッション自重に相当する圧力（Ｐ０）より高い圧力Ｐ１からＰ０まで変化させて、電動昇降装置による必要動力を補うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ダイクッション装置のクッション動作を示す図である。
【図２】本発明によるダイクッション装置の第１実施形態図である。
【図３】本発明によるダイクッション方法の説明図である。
【図４】本発明によるダイクッション装置の第２実施形態図である。
【図５】本発明によるダイクッション装置の第３実施形態図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２３】
図１は、ダイクッション装置のクッション動作を示す図である。この図に示すように、ダイクッション装置の動作は、位置決め停止状態（Ａ）、クッション時（Ｂ）、クッション上昇時（Ｃ）の３態様に区分できる。
位置決め停止状態（Ａ）は、スライドの上死点から、上金型が下降し下金型と上金型との間で被加工材（ワーク）のプレス成形を開始する「スライド接触時」までの状態である。
また、クッション時（Ｂ）は、スライド接触時から下死点までの状態である。
さらに、クッション上昇時（Ｃ）は、下死点からロッキングを経て上死点までの状態である。
【００２４】
図１の例では、スライドが下死点通過後、ダイクッションをロッキング（停止）した状態で、ワーク取出装置によりワークの取出しが行われる。ダイクッションは、ワーク取出装置がダイクッション装置から十分に離れてから、ロッキングを終了して上昇を開始する。
【００２５】
図２は、本発明によるダイクッション装置の第１実施形態図である。
プレス装置１は、クッションパッド２の上面にクッションピン３を介して支持された下金型４に対し、上下動するスライド５の下面に固定された上金型６を下降させ、下金型４と上金型６との間で被加工材（ワーク）７を加圧して所定の形状にプレス成形するようになっている。
【００２６】
図２において、本発明のダイクッション装置１０は、上金型６及び下金型４によりワーク７をプレス成形する際に、クッションパッド２又はクッションピン３により、上金型６との間でワーク下面の周縁部を支持してワーク７のしわ押さえを行う。
すなわち、本発明のダイクッション装置１０は、プレス機械の上金型６とクッションパッド２又はクッションピン３の間にワーク７を挟み、クッションパッド２に上向きのクッション力を付加しながらこれを上下動させるようになっている。
【００２７】
図２において、本発明のダイクッション装置１０は、電動昇降装置１２、油圧シリンダ１４、油圧制御装置２０及びクッション制御装置３０を備える。
【００２８】
電動昇降装置１２は、クッションパッド２を上下動させる。電動昇降装置１２は、例えばボールネジ１２ａとサーボモータ１２ｂからなり、サーボモータ１２ｂによりボールネジ１２ａを回転駆動して、クッションパッド２を上下動させ、かつサーボモータ１２ｂのサーボオフ又はトルク制御により、クッションパッド２の上下動に追従して低損失で空転できるようになっている。
なお、電動昇降装置１２はこの構成に限定されず、クッションパッド２を上下動でき、かつクッションパッド２の上下動に追従して低損失で空転できる限りで他の構成、例えばラック、ピニオン、サーボモータの組み合わせでもよい。
【００２９】
油圧シリンダ１４は、クッションパッド２を上下動するピストンロッド１３を有し、クッションパッド２に上向きのクッション力を付加する。
この例で、油圧シリンダ１４は、上向きかつ鉛直に配置され、ピストンロッド１３の先端（上端）にクッションパッド２が固定され一体的に昇降するようになっている。
【００３０】
また図２において、油圧シリンダ１４のピストン側（下側）には圧力計１５が設けられ、油圧シリンダ１４の下室圧を検出する。この検出値はクッション制御装置３０に入力される。
さらに、油圧シリンダ１４のシリンダ位置を検出する位置検出器８が設けられ、その検出値はクッション制御装置３０に入力される。位置検出器８はこの例では、クッションパッド２の位置を検出するように配置されているが、シリンダ位置を直接検出してもよい。また、本発明において、位置検出器８は必須ではなく、これを省略することができる。
【００３１】
油圧制御装置２０は、油圧シリンダ１４のピストン側に作動油を供給又は排出する。
この例において、油圧制御装置２０は、油圧アキュムレータ２１、可変容量ポンプ２２、モータジェネレータ２３、パイロット制御可能なパイロット逆止弁２４、及び予圧補給回路２５を備える。
【００３２】
油圧アキュムレータ２１は、油圧シリンダ１４のピストン側と油圧配管２６ａ，２６ｂを介して連通し、油圧シリンダ１４のピストン側最低圧力をクッション自重に相当する圧力（Ｐ０）に保持するようになっている。すなわち、油圧アキュムレータ２１の最低圧は、クッション自重に相当する圧力（Ｐ０）である。
【００３３】
可変容量ポンプ２２は、油圧シリンダ１４と油圧アキュムレータ２１の間（この例では油圧配管２６ａ，２６ｂの間）に設置され、油圧シリンダ１４から油圧アキュムレータ２１に流れる作動油の流量を可変制御可能になっている。可変容量ポンプ２２は、例えば斜板式又は斜軸式の油圧ポンプである。
【００３４】
モータジェネレータ２３は、可変容量ポンプ２２を所定の回転速度（例えば一定速度）で回転駆動する電動機の機能と、可変容量ポンプ２２が作動油の液圧により駆動される際に発電する発電機の機能とを有する。
【００３５】
パイロット逆止弁２４は、パイロット圧がない時は、通常の逆止弁２４として機能し、可変容量ポンプ２２をバイパスして油圧アキュムレータ２１から油圧シリンダ１４に作動油を低圧損で一方向のみに流す。また、パイロット圧がある時は、油圧シリンダ１４と油圧アキュムレータ２１を両方向に低圧損で連通させるようになっている。
【００３６】
予圧補給回路２５は、低圧源２５ａと２つ逆止弁２５ｂからなり、油圧アキュムレータ２１の圧力が所定の最低圧（例えば、クッション自重に相当する圧力Ｐ０）を下回ったときに、逆止弁２５ｂを通して所定圧（例えばＰ０）の作動油を油圧アキュムレータ２１に供給するようになっている。
【００３７】
クッション制御装置３０は、電動昇降装置１２及び油圧制御装置２０を制御する。
すなわち、この例において、クッション制御装置３０は、電動昇降装置１２によりクッションパッド２を位置決めし、油圧シリンダ１４と油圧制御装置２０によりクッション力の制御と回生を行い、クッション作動時に、可変容量ポンプ２２の流量制御によりクッション力を制御し、同時にモータジェネレータ２３からエネルギを回生する。
【００３８】
図３は、本発明によるダイクッション方法の説明図である。この図において、（Ａ）は位置決め停止状態、（Ｂ）はクッション時、（Ｃ）はクッション上昇時である。
本発明のダイクッション方法では、電動昇降装置１２によりクッションパッド２を位置決めし、油圧シリンダ１４と油圧制御装置２０によりクッション力の制御と回生を行う。
【００３９】
図３（Ａ）において、太い破線の矢印は、位置決め停止状態（Ａ）における作動油の流れを示している。この図に示すように、本発明の方法では、クッションパッド２の位置決め停止時（Ａ）に、可変容量ポンプ２２の作動油流量をゼロにし、パイロット逆止弁２４を開いてこれを介して油圧シリンダ１４と油圧アキュムレータ２１を両方向に連通させ、電動昇降装置１２によりクッションパッド２を上下動させて位置決めする。
【００４０】
すなわち、位置決め停止状態（Ａ）では、電動昇降装置１２による位置決め制御動作をサーボモータ１２ｂの駆動で行う。この状態において、可変容量ポンプ２２の流量はゼロであり、可変容量ポンプ２２を駆動しているモータジェネレータ２３は、無負荷で空回りしている状態となる。
また油圧シリンダ１４は、クッション自重に相当する圧力（Ｐ０）の発生により、カウンタバランスとして機能する。
なお、油圧シリンダ１４の上昇／下降に応じて，アキュムレータ２１への油の流出入が発生して、クッション自重とシリンダ推力の均衡は崩れるが、ある程度のアキュムレータ容積を確保することにより、その差は小さな範囲内に保たれる。
【００４１】
図３（Ｂ）において、太い破線の矢印は、クッション作動時（Ｂ）における作動油の流れを示している。この図に示すように、本発明の方法では、クッション作動時（Ｂ）に、電動昇降装置１２が自由に上下動できる状態で、可変容量ポンプ２２の流量制御によりクッション力を制御し、同時にモータジェネレータ２３からエネルギを回生する。
【００４２】
すなわち、電動昇降装置１２のサーボモータ１２ｂは、サーボオフまたはトルク制御を行うことにより、スライドモーションの動作に倣って下降する。また油圧シリンダ１４からの圧油は、可変容量ポンプ２２を経由して、アキュムレータ２１に補充される。
可変容量ポンプ２２の可変容量制御により、クッション力（シリンダ圧力）の制御を行う。すなわち、可変容量ポンプ２２の容量減により、油圧シリンダの圧力が上昇し、可変容量ポンプ２２の容量増により油圧シリンダの圧力が低下するので、可変容量ポンプ２２の流量制御によりクッション力を制御することができる。
可変容量ポンプ２２を駆動するモータジェネレータ２３は，発電制動の状態で駆動されて、発電機として動作する。発電された電力は，スライド５を駆動する電動機、その他の動力消費要素への供給動力として利用される
また、クッション可動部の慣性の影響により，スライド接触時に過大なクッション力が発生する場合には、電動昇降装置１２による予備加速を行っても良い
【００４３】
図３（Ｃ）において、太い破線の矢印は、クッション上昇時（Ｃ）における作動油の流れを示している。この図に示すように、本発明の方法では、クッションパッド２の上昇時（Ｃ）に、可変容量ポンプ２２の作動油流量をゼロにし、電動昇降装置１２によりクッションパッド２を上昇させ、同時にパイロット逆止弁２４を介して油圧アキュムレータ２１から油圧シリンダ１４に作動油を流す。
【００４４】
すなわち、電動昇降装置１２の動作制御により，クッション上昇動作の制御を行う。
クッション力制御時にアキュムレータ２１に補充された油圧を利用して、油圧シリンダ１４に圧油を供給する事により、油圧シリンダ１４を、クッション重量を支えるカウンタバランスとして作動させる。
可変容量ポンプ２２の流量はゼロであり、可変容量ポンプ２２を駆動しているモータジェネレータ２３は、無負荷で空回りしている状態である。
アキュムレータ２１に蓄圧された圧油の放出に伴い、クッション自重とシリンダ推力の均衡は変化するが，ある程度のアキュムレータ容積を確保することにより，その差は小さな範囲内に保たれる
油圧回路各部からのリーク分の油量は、予圧補給回路から補充される。
【００４５】
上述した本発明の装置及び方法によれば、電動昇降装置１２、油圧シリンダ１４、油圧制御装置２０及びクッション制御装置３０を備え、電動昇降装置１２によりクッションパッド２を位置決めするので、クッションパッド２を高精度に位置決めすることができる。
また、油圧シリンダ１４と油圧制御装置２０によりクッション力の制御と回生を行うので、クッション作動時の損失が少なく、かつ制動動力の回生ができる。また、クッション作動時に衝撃力を受ける機構部分がないため耐久性が高く、かつ油圧制御装置２０における圧力損失が少ないので、クッション作動に必要な動力を大幅に低減することができる。
【００４６】
すなわち、本発明では、電動昇降装置１２と油圧シリンダ１４＋油圧制御装置２０によるクッション駆動方式とする事により，従来からの各種方式における課題を解決して，それぞれの方式の利点を活かしたクッションが実現可能となる。
【００４７】
従来の油圧式に対して、本発明では、油圧サーボ弁による制御によらず、油圧回路での圧力損失が発生しないので、無駄な動力を消費しない。また、クッション力制御時の制動動力を、動力回生の機能により他の動作に利用する事が可能であり、高効率なシステムが実現可能である。さらに、油圧回路方式の違い、すなわち、油圧制御装置２０に閉回路構成を採用したので、損失動力の低減、動力回生の実施に伴って、装置（油圧タンクの大きさ，油冷却装置，など）の小型化が可能となる。
【００４８】
従来の電動式に対して、本発明では、クッション力は油圧シリンダ１４で受けるので、電動昇降装置１２の駆動機構に発生する衝撃力を避けることができる。また、電動昇降装置１２のサーボモータ１２ｂのサイズは，可動部質量の昇降動作に必要な動力から決定され、クッション力制御時の動作は考慮する必要がない（クッション力制御に電動駆動軸は作用しない，クッション力発生は油圧シリンダ回路による）。このため，電動式で必要となるほどの大出力のサーボモータは不要で，比較的に小出力のサーボモータで良い。
【００４９】
従来の油圧＋電動式に対して、本発明では、モータジェネレータ２３は同期速度による定速回転動作であり、モータジェネレータ２３の可変速制御は行わない。このため，可変容量ポンプ２２とモータジェネレータ２３の回転慣性の加減速動作に必要なトルク発生が不要で、モータジェネレータ２３を小さくできる。また、モータジェネレータ２３は、汎用の誘導電動機で良く、サーボモータである必要はない。さらに、可変容量ポンプ２２の流量調整は、可変容量ポンプ２２の可変容量機構によるため、電動機回転制御に比べて、より小さな制御操作量で済む。
【００５０】
図４は、本発明によるダイクッション装置の第２実施形態図であり、図５は、本発明によるダイクッション装置の第３実施形態図である。
図４において、本発明のダイクッション装置１０は、さらに、クッション作動時に、油圧シリンダ１４から過渡的な高圧作動油を放出する可変流量制御弁３２Ａを備える。この例で可変流量制御弁３２Ａは、開閉及び流量制御可能なサーボ弁である。
その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００５１】
図５において、本発明のダイクッション装置１０は、さらに、可変流量制御弁３２Ｂを介して油圧シリンダ１４に高圧作動油を補給する高圧補給回路３４を備える。この例で可変流量制御弁３２Ｂは、開閉、流量制御、及び方向制御可能なサーボ弁である。
その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００５２】
上述した第２、第３の実施形態のように、可変流量制御弁３２Ａ、３２Ｂを併用する事により，クッション力制御の追従性を向上可能である。
すなわち、クッション力制御時には、可変容量ポンプ２２の可変容量機構の操作によって、クッション力がコントロールされるが，一般的な可変容量ポンプ２２の可変容量機構の応答は、スライドモーションにより発生する挙動に対して、十分に高速であるとは限らない。
このため、スライド接触直後の応答など、過渡的な動作への追従が必要とされる場合には、高速応答が可能な可変流量制御弁３２Ａ、３２Ｂを併用することが好ましい。
可変容量ポンプ２２の応答でコントロールできない流量分を、可変流量制御弁３２Ａ、３２Ｂにより放出／供給することにより、クッション力制御の応答性を向上させることが可能となる。
なお、可変流量制御弁３２Ａ、３２Ｂでコントロールする油量は可変容量ポンプ２２でコントロールされる油量に対して充分に小さくて良いので，油圧回路での損失を低く維持することができる。
【００５３】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００５４】
１ プレス装置、２ クッションパッド、３ クッションピン、
４ 下金型、５ スライド、６ 上金型、
７ 被加工材（ワーク）、８ 位置検出器、
１０ ダイクッション装置、１２ 電動昇降装置、
１２ａ ボールネジ、１２ｂ サーボモータ、
１３ ピストンロッド、１４ 油圧シリンダ、
２０ 油圧制御装置、２１ 油圧アキュムレータ、
２２ 可変容量ポンプ、２３ モータジェネレータ、
２４ パイロット逆止弁、２５ 予圧補給回路、
２５ａ 低圧源、２５ｂ 逆止弁、
２６ａ、２６ｂ 油圧配管、
３０ クッション制御装置、
３２Ａ、３２Ｂ 可変流量制御弁、
３４ 高圧補給回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上金型と下金型の間でワークを加圧してプレス成形するプレス機械のダイクッション装置であって、
前記下金型を支持するクッションパッドを上下動させる電動昇降装置と、
前記クッションパッドに上向きのクッション力を付加する油圧シリンダと、
該油圧シリンダに作動油を供給又は排出する油圧制御装置と、
前記電動昇降装置及び油圧制御装置を制御するクッション制御装置とを備え、
前記電動昇降装置によりクッションパッドを位置決めし、前記油圧シリンダと油圧制御装置によりクッション力の制御と回生を行う、ことを特徴とするプレス機械のダイクッション装置。
【請求項２】
前記油圧制御装置は、油圧シリンダのピストン側と連通する油圧アキュムレータと、
前記油圧シリンダと油圧アキュムレータの間に設置され、油圧シリンダから油圧アキュムレータに流れる作動油の流量を可変制御可能な可変容量ポンプと、
該可変容量ポンプを所定の回転速度で回転駆動するモータジェネレータと、
前記可変容量ポンプをバイパスして油圧シリンダに作動油を流すパイロット制御可能なパイロット逆止弁と、
前記油圧アキュムレータを最低圧力以上に予圧する予圧補給回路と、を備え、
前記クッション制御装置は、クッション作動時に、可変容量ポンプの流量制御によりクッション力を制御し、同時にモータジェネレータからエネルギを回生する、ことを特徴とする請求項１に記載のダイクッション装置。
【請求項３】
クッション作動時に、油圧シリンダから過渡的な高圧作動油を放出する可変流量制御弁を備える、ことを特徴とする請求項２に記載のダイクッション装置。
【請求項４】
さらに、前記可変流量制御弁を介して油圧シリンダに高圧作動油を補給する高圧補給回路を備える、ことを特徴とする請求項３に記載のダイクッション装置。
【請求項５】
上金型と下金型の間でワークを加圧してプレス成形するプレス機械のダイクッション制御方法であって、
前記下金型を支持するクッションパッドを上下動させる電動昇降装置と、
前記クッションパッドに上向きのクッション力を付加する油圧シリンダと、
該油圧シリンダに作動油を供給又は排出する油圧制御装置と、
前記電動昇降装置及び油圧制御装置を制御するクッション制御装置とを備え、
前記電動昇降装置によりクッションパッドを位置決めし、前記油圧シリンダと油圧制御装置によりクッション力の制御と回生を行う、ことを特徴とするプレス機械のダイクッション制御方法。
【請求項６】
前記油圧制御装置は、油圧シリンダのピストン側と連通する油圧アキュムレータと、
前記油圧シリンダと油圧アキュムレータの間に設置され、油圧シリンダから油圧アキュムレータに流れる作動油の流量を可変制御可能な可変容量ポンプと、
該可変容量ポンプを所定の回転速度で回転駆動するモータジェネレータと、
前記可変容量ポンプをバイパスして油圧アキュムレータから油圧シリンダに作動油を流すパイロット制御可能なパイロット逆止弁と、を備え、
（Ａ）クッションパッドの位置決め停止時に、可変容量ポンプの作動油流量をゼロにし、パイロット逆止弁を介して油圧シリンダと油圧アキュムレータを両方向に連通させ、電動昇降装置によりクッションパッドを上下動させて位置決めし、
（Ｂ）クッション作動時に、電動昇降装置が自由に上下動できる状態で、可変容量ポンプの流量制御によりクッション力を制御し、同時にモータジェネレータからエネルギを回生し、
（Ｃ）クッションパッドの上昇時に、可変容量ポンプの作動油流量をゼロにし、電動昇降装置によりクッションパッドを上昇させ、同時にパイロット逆止弁を介して油圧アキュムレータから油圧シリンダに作動油を流す、ことを特徴とする請求項６に記載のダイクッション制御方法。
【請求項１】
上金型と下金型の間でワークを加圧してプレス成形するプレス機械のダイクッション装置であって、
前記下金型を支持するクッションパッドを上下動させる電動昇降装置と、
前記クッションパッドに上向きのクッション力を付加する油圧シリンダと、
該油圧シリンダに作動油を供給又は排出する油圧制御装置と、
前記電動昇降装置及び油圧制御装置を制御するクッション制御装置とを備え、
前記電動昇降装置によりクッションパッドを位置決めし、前記油圧シリンダと油圧制御装置によりクッション力の制御と回生を行う、ことを特徴とするプレス機械のダイクッション装置。
【請求項２】
前記油圧制御装置は、油圧シリンダのピストン側と連通する油圧アキュムレータと、
前記油圧シリンダと油圧アキュムレータの間に設置され、油圧シリンダから油圧アキュムレータに流れる作動油の流量を可変制御可能な可変容量ポンプと、
該可変容量ポンプを所定の回転速度で回転駆動するモータジェネレータと、
前記可変容量ポンプをバイパスして油圧シリンダに作動油を流すパイロット制御可能なパイロット逆止弁と、
前記油圧アキュムレータを最低圧力以上に予圧する予圧補給回路と、を備え、
前記クッション制御装置は、クッション作動時に、可変容量ポンプの流量制御によりクッション力を制御し、同時にモータジェネレータからエネルギを回生する、ことを特徴とする請求項１に記載のダイクッション装置。
【請求項３】
クッション作動時に、油圧シリンダから過渡的な高圧作動油を放出する可変流量制御弁を備える、ことを特徴とする請求項２に記載のダイクッション装置。
【請求項４】
さらに、前記可変流量制御弁を介して油圧シリンダに高圧作動油を補給する高圧補給回路を備える、ことを特徴とする請求項３に記載のダイクッション装置。
【請求項５】
上金型と下金型の間でワークを加圧してプレス成形するプレス機械のダイクッション制御方法であって、
前記下金型を支持するクッションパッドを上下動させる電動昇降装置と、
前記クッションパッドに上向きのクッション力を付加する油圧シリンダと、
該油圧シリンダに作動油を供給又は排出する油圧制御装置と、
前記電動昇降装置及び油圧制御装置を制御するクッション制御装置とを備え、
前記電動昇降装置によりクッションパッドを位置決めし、前記油圧シリンダと油圧制御装置によりクッション力の制御と回生を行う、ことを特徴とするプレス機械のダイクッション制御方法。
【請求項６】
前記油圧制御装置は、油圧シリンダのピストン側と連通する油圧アキュムレータと、
前記油圧シリンダと油圧アキュムレータの間に設置され、油圧シリンダから油圧アキュムレータに流れる作動油の流量を可変制御可能な可変容量ポンプと、
該可変容量ポンプを所定の回転速度で回転駆動するモータジェネレータと、
前記可変容量ポンプをバイパスして油圧アキュムレータから油圧シリンダに作動油を流すパイロット制御可能なパイロット逆止弁と、を備え、
（Ａ）クッションパッドの位置決め停止時に、可変容量ポンプの作動油流量をゼロにし、パイロット逆止弁を介して油圧シリンダと油圧アキュムレータを両方向に連通させ、電動昇降装置によりクッションパッドを上下動させて位置決めし、
（Ｂ）クッション作動時に、電動昇降装置が自由に上下動できる状態で、可変容量ポンプの流量制御によりクッション力を制御し、同時にモータジェネレータからエネルギを回生し、
（Ｃ）クッションパッドの上昇時に、可変容量ポンプの作動油流量をゼロにし、電動昇降装置によりクッションパッドを上昇させ、同時にパイロット逆止弁を介して油圧アキュムレータから油圧シリンダに作動油を流す、ことを特徴とする請求項６に記載のダイクッション制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１４３７８１（Ｐ２０１２−１４３７８１Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３５５６（Ｐ２０１１−３５５６）
【出願日】平成２３年１月１２日（２０１１．１．１２）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１２日（２０１１．１．１２）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
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