JP2002224897A - ダイクッション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形時の一行程中でダイクッション能力をス
ムーズに変更できるダイクッション装置を提供するこ
と。 【解決手段】 成形開始後に上下室１８，１９の密閉状
態を維持しながらピストン２０で下室１９を圧縮して大
きな反力を得、成形中程でスプール３０の切換部３３に
よって上下室１８，１９を連通させて小さな反力を得、
成形終盤で再度上下室１８，１９を遮断して大きな反力
を得る。従って、ピストン２０の一行程中にダイクッシ
ョン能力を変化させることができ、薄板材の深絞り成形
等に良好に対応できる。この際、能力の切り換えはピス
トン２０のストロークに連動して機械的に行われるた
め、切り換え時のタイムラグを生じにくくでき、切り換
えを瞬時にできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイクッション装
置に係り、例えば、プレスによる深絞り成形に好適に用
いられるダイクッション装置に関する。

【０００２】

【背景技術】従来より、板金等のプレス加工の分野にお
いては、プレス機械のベッドの下部または内部にダイク
ッション装置を設け、下型に空気圧などによる上向きの
反力を加えて成形を良好に行なえるようにしている。こ
のようなダイクッション装置の構造としては、所定圧力
に設定されたシリンダ内の空気をピストンの下降によっ
て圧縮し、その時に生じる反力を利用するものが主流で
ある。

【０００３】また、実公昭５３−２４９１６号公報およ
び実願昭６０−１９９０８２号（実開昭６２−１０９８
１７号）のマイクロフィルムによれば、そのようなシリ
ンダを複数直列に設けるとともに、各シリンダ内を下降
するピストン同士を連結させ、かつ圧縮空気の供給源と
ピストンで圧縮される各シリンダ内の空気室とを電磁弁
を介して連通させることが提案されている。これらの公
報記載のダイクッション装置では、電磁弁を選択的に開
閉させることにより、例えば、一つの空気室にのみ空気
圧を供給すれば最も小さいダイクッション能力を実現で
き、全ての空気室に空気圧を供給すれば最も大きいダイ
クッション能力を実現できる。このため、ダイクッショ
ン能力を変えることが可能である。

【０００４】さらに、後者の前記公報には、ピストンの
下降によって体積が増加する上側の空気室にも、電磁弁
の切り換えによって空気圧を供給するとともに、当該ピ
ストンにおける上側の空気室内に臨む受圧面を、下側の
空気室に臨む受圧面よりも大きな面積に設定することが
開示されている。このような構成では、下側の空気室に
のみ空気圧を供給することで大きなダイクッション能力
を実現でき、上下両方の空気室に空気圧を供給すること
により、各受圧面の面積差に応じた小さなダイクッショ
ン能力を実現できる。このため、シリンダおよびピスト
ンをそれぞれ一つずつ用いた場合でも、ダイクッション
能力を可変にできる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、薄板材の深
絞り成形などの場合には、以下のようにして一行程中の
ダイクッション能力を変更することにより、ブランクホ
ルダでの薄板材の保持具合を変化させることが、成形部
品の品質向上のために有益な加工方法であることがわか
ってきた。すなわち、上型が薄板材を押圧し始める初期
段階では、ダイクッション装置での反力を大きくして薄
板材を堅固に保持できるようにし、絞りが開始されてか
らの成形段階では、反力を小さくして絞りが良好に行わ
れるようにし、成形が終了する最終段階では再度、反力
を大きくして外形形状を確実に成形できるようにする。

【０００６】しかし、従来のダイクッション装置におい
て、前述したダイクッション能力の変更は、プレス機械
の段取り時に一旦変更されてしまえば、同一部品を成形
する限りにおいて同じであるため、成形時の一行程中
（ダイクッション装置のピストンの一サイクル中）にお
いて、ダイクッション能力を変化させる構成にはなって
おらず、その加工方法に十分に対応できないという問題
がある。また、従来のダイクッション装置の電磁弁の開
閉を一行程中に切り換えることにより、一行程中での能
力を変化させることも試みたが、電磁弁の応答性が良好
とはいえず、能力変更をスムーズにできないという問題
がある。

【０００７】本発明の目的は、成形時の一行程中でダイ
クッション能力をスムーズに変更できるダイクッション
装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段と作用効果】本発明のダイ
クッション装置は、シリンダ内を摺動するピストンによ
り該シリンダ内に前記ピストンで分割された第１室およ
び第２室を有するダイクッション装置において、前記ピ
ストンのストロークと連動して前記第１室および第２室
間での流体の流出入を機械的に制御する制御手段を備え
ていることを特徴とする。

【０００９】このような本発明では、ピストンのストロ
ークの間、つまり、成形時の一行程中において、第１室
および第２室間での流体の流出入を制御手段で制御す
る。この際、ダイクッション能力を小さくしたい場合に
は、制御手段によって第１、第２室を連通させ、第１、
第２室内を等圧に維持しながらピストンを移動させる。
反対に、ダイクッション能力を大きくしたい場合には、
第１、第２室間の連通を遮断し、第２室内での圧縮作用
によって成形に必要な反力が確実に生じるようにする。
そして、制御手段では、第１、第２室内の流体の流出入
をピストンのストロークに連動して機械的に制御するの
で、第１、第２室を連通させた時や遮断した時の流体の
動きが迅速に切り換わり、ダイクッション能力がスムー
ズに変更されるようになる。

【００１０】また、本発明のダイクッション装置では、
前記制御手段は、前記シリンダの内部に設けられた弁体
を含んで構成されていることが望ましい。このような構
成では、弁体からなる制御手段がシリンダ内に配置され
るので、ダイクッション装置の小型化が促進される。

【００１１】また、本発明のダイクッション装置では、
前記制御手段は、前記シリンダの外部に設けられた切換
装置を含んで構成されていてもよい。このような場合に
は、制御手段がシリンダの外部に設けられる切換装置で
構成されるので、切換装置としては構造や大きさ等の制
限を受けにくくなるなど、設計上の自由度が増す。

【００１２】さらに、本発明のダイクッション装置で
は、前記ピストンはロッドを介して摺動するとともに、
このロッド側の前記第１室内の流体圧を排圧する排圧手
段を備えていることが好ましい。制御手段の構造によっ
ては、ピストンの一サイクルが完了する段階（ピストン
が次のサイクルを開始する位置に戻る段階）で、ピスト
ンが第１室内の流体を圧縮する場合がある。このような
場合、第１室内に圧縮流体が存在すると、ピストンが正
しい位置に戻り切れない可能性があるが、本発明の構成
では、そのような流体による流体圧を排圧手段で排圧す
るので、ピストンが正しい位置に確実に戻るようにな
る。

【００１３】さらにまた、本発明のダイクッション装置
では、前記制御手段が複数設けられていてもよい。この
ような構成では、複数設けられた制御手段で流体の移動
を段階的に行えるようにすれば、多段式のダイクッショ
ン装置が得られ、また、制御手段の数に応じてシリンダ
やピストンを設ければ、より大きな反力、すなわち、よ
り大きなダイクッション能力を有するダイクッション装
置を提供可能である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態を図面
に基づいて説明する。

【００１５】〔第１実施形態〕図１は本発明の第１実施
形態に係るダイクッション装置１を示す断面図、図２は
ダイクッション装置１の動作を説明するための図、図３
はダイクッション装置１に加わる外力Ｐ（図１）に対し
ての上向きの反力Ｆの発生状況を示すタイムチャートで
ある。

【００１６】図１において、ダイクッション装置１は、
有底円筒状のシリンダ１０と、シリンダ１０内で図中上
下に摺動する円盤状のピストン２０と、シリンダ１０お
よびピストン２０を貫通するスプール３０とを備えた空
圧式である。

【００１７】シリンダ１０の上面部１１には、ピストン
２０のロッド２１が挿通される挿通孔１２の他、前記ス
プール３０を挿通するための挿通孔１３が設けられ、ま
た、底面部１４にも同様な挿通孔１５が設けられてい
る。挿通孔１３，１５には、スプール３０と密着してシ
リンダ１０内外のシール性（気密性）を確保するための
シール材１６，１７が設けられている。なお、図示を省
略するが、同様なシール材が挿通孔１２やピストン２０
回りにも設けられ、シリンダ１０内外でのシール性およ
び上下室１８，１９間での気密性が確保されている。

【００１８】シリンダ１０の内部には、ピストン２０が
降下することで該ピストン２０の上方に第１室としての
上室１８が形成され、また、ピストン２０の下方は第２
室としての下室１９になっている。先ず、底面部１４の
側方には下室１９と連通した入力ポート１４１が設けら
れ、この入力ポート１４１には流路１４２が接続され、
この流路１４２および入力ポート１４１を介して空気圧
Ａが下室１９内に作用している。一方、上面部１１には
排気ポート１１１が設けられ、排気ポート１１１には流
路１１２を介して電磁弁１１３が設けられている。流路
１１２，１４２間にはバイパス流路１４３が設けられ、
バイパス流路１４３には排圧手段としての逆止弁１４４
が設けられている。逆止弁１４４は、上室１８内の空気
圧が下室１９内の空気圧以上になった時に開き、各室１
８，１９内を空気圧Ａに維持する機能を有している。

【００１９】ピストン２０のロッド２１上部にはダイク
ッションパッド２２が取り付けられ、図示しないプレス
機械のスライドの動きにより、このダイクッションパッ
ド２２に下向きの外力Ｐが作用する。さらに、ピストン
２０には上下室１８，１９を連通させ、かつ内部をスプ
ール３０が貫通した連通孔２３が設けられ、連通孔２３
にはスプール３０との間でシールするためのシール材２
４が設けられている。

【００２０】ピストン２０の上室１８に臨む上面２６の
面積は、下室１９に臨む下面２７の面積よりもロッド２
１の断面積分だけ小さくなっている。つまり、下面２７
の受圧面積が上面２６の受圧面積よりも大きく、このた
め、外力Ｐが作用せずに上下室１８，１９内の圧力が空
気圧Ａに維持されている時には、ピストン２０を下降さ
せるように作用する力よりも、ピストン２０を上昇させ
るように作用する力の方が大きくなり、ピストン２０が
自動的に上昇する。

【００２１】スプール３０の上端にはフランジ３１が設
けられ、このフランジ３１に挿通されたビス３２によっ
てスプール３０がシリンダ１０の上面部１１に着脱自在
に固定されている。スプール３０の上下方向の途中に
は、他の部位よりも径寸法が小さい切換部３３が所定の
上下寸法で設けられ、切換部３３の位置にピストン２０
の連通孔２３が達した時、上下室１８，１９が連通する
ようになっている。そして、切換部３３の上側は上大径
部３４であり、下側が下大径部３５になっており、上、
下大径部３４，３５の位置に連通孔２３が達した時、上
下室１８，１９が遮断される。つまり、本実施形態で
は、連通孔２３を有したピストン２０と、切換部３３お
よび上、下大径部３４，３５を有したスプール３０とに
より、本発明に係る制御手段としての弁体が構成されて
いる。なお、切換部３３の径寸法、上下寸法、位置、上
下端側のＲ部の形状などは、要求される反力Ｆの減衰タ
イミング、反力Ｆを減衰させていたい時間、反力Ｆを減
衰させたり生じさせる際の勢い等を勘案して任意に決め
られる。

【００２２】以下には、図２，３をも参照し、ピストン
２０のストロークに伴うダイクッション装置１の動作お
よび反力Ｆの変化を説明する。 図２（Ａ）：先ず、ピストン２０がシリンダ１０内の最
上部に位置している状態（図１中にも２点鎖線で図示）
で、下室１９内に空気圧Ａを供給しておき、この状態で
薄板材の深絞り成形等を開始し、ダイクッションパッド
２２上に下向きの外力Ｐを作用させる。すると、ピスト
ン２０が下降して下室１９内が圧縮されることにより、
外力Ｐに対抗する反力Ｆが生じるとともに、ピストン２
０の下降に伴って該反力Ｆが上昇し、ピストン２０の上
方の上室１８は低圧となる（図３中の０点〜Ｓ１点）。

【００２３】図２（Ｂ）：次いで、ピストン２０が下降
し続けると、ピストン２０の連通孔２３がスプール３０
の切換部３３に達する。そして、ピストン２０がスプー
ル３０の上大径部３４とのシールが完全に解かれる位置
に達すると、上下室１８，１９が連通し、下室１９内で
圧縮された空気の一部が連通孔２３から瞬時に上室１８
に移動し、上下室１８，１９内が共に空気圧Ａに切り換
わる。この際、反力Ｆも瞬時に減衰する（図３中のＳ１
〜Ｓ２）。

【００２４】この後、上下室１８，１９内の空気圧Ａは
若干上昇しながら、ピストン２０が下降し続ける。この
間の反力Ｆは、ピストン２０の上面２６と下面２７との
受圧面積の差による上向きの力と、ピストン２０が下降
して下室１９の空気を若干圧縮することによる空気圧の
上昇分に応じた力と、空気が下室１９から上室１８へ移
動する際の流体抵抗による力とを含むが、その変化は小
さく抑えられる（図３中のＳ２〜Ｓ３）。

【００２５】図２（Ｃ）：ピストン２０が下降し続ける
とやがて、連通孔２３の下側のシール材２４が切換部３
３を過ぎてスプール３０の下大径部３５の外周に密着
し、上下室１８，１９の連通が遮断される。この段階か
ら下室１９の圧縮が開始され、反力Ｆが再度大きく上昇
する（図３中のＳ３〜Ｓ４）。

【００２６】続いて、プレス機械のスライドが最下点ま
で下がって上昇に転ずると、下室１９内の圧力は圧縮状
態から空気圧Ａに戻ろうとするために、ピストン２０が
圧縮前の位置に即座に押し上げられ、下室１９の体積は
増加し、上室１８の体積は減少する（図３中のＳ４〜Ｓ
５）。そして、上下室１８，１９内の両方がほぼ等しい
空気圧に近づくが、前述した受圧面積の差から、ピスト
ン２０が自動的に上昇を継続する。その後、ピストン２
０がスプール３０の切換部３３に達すると、上室１８か
ら下室１９への空気の移動を伴い、かつ上下室１８，１
９内が空気圧Ａに維持されながらピストン２０は上昇す
る（図３中のＳ５〜Ｓ６）。

【００２７】この後、ピストン２０の上昇途中で連通孔
２３の上側のシール材２４がスプール３０の切換部３３
を過ぎ、スプール３０の上大径部３４の外周と密着する
と、ピストン２０が上室１８内を圧縮し始める。しか
し、この圧縮によって上室１８内の圧力が上昇すると同
時に逆止弁１４４が開くため、上下室１８，１９が連通
してそれぞれの内部が空気圧Ａに維持される。このた
め、ピストン２０は反力Ｆが小さい状態で図１中の２点
鎖線の位置まで、すなわち、ストロークの開始位置まで
戻ることになる（図３中のＳ６〜Ｓ７〜ＥＮＤ）。

【００２８】なお、図３中の「ＥＮＤ」位置に鉛直な矢
印で示すように、電磁弁１１３の位置を切り換えて上室
１８を大気開放等することにより、上室１８内の残留圧
縮空気を強制的に排出し、シリンダ１０内をもとの圧縮
状態に戻すとともに、ピストン２０をもとの位置に戻す
ことが可能である。また、何らかの理由により、ピスト
ン２０が最後まで戻らない場合にも、電磁弁１１３を切
り換えて上室１８ないの空気を排出し、ピストン２０を
もとの位置に強制的に戻すことができる。

【００２９】このような本実施形態によれば、以下のよ
うな効果がある。 (１)成形を開始してダイクッション装置１に外力Ｐが加
わり始めると、上下室１８，１９の密閉状態を維持しな
がらピストン２０が下室１９を圧縮するので、この外力
Ｐに対する大きな反力Ｆを生じさせることができ、しば
らくして、スプール３０の切換部３３によって上下室１
８，１９を連通させることで、ピストン２０の下降を促
進させて反力Ｆを小さくでき、この後に再度、上下室１
８，１９を遮断して密閉することにより、下室１９を圧
縮して大きな反力Ｆを生じさせることができる。このよ
うに、本実施形態では、ピストン２０の一行程中にダイ
クッション能力（反力Ｆ）を切り換えることができ、特
に成形の開始時には反力Ｆを大きくし、途中では反力Ｆ
を小さくし、終盤では反力Ｆを再度大きくすることによ
り、ブランクホルダ等による薄板材の保持具合を変化さ
せることができ、薄板材の深絞り成形等に良好に対応で
きる。

【００３０】(２)この際、反力Ｆの切り換えは、シリン
ダ１０内に設けられてピストン２０を貫通するスプール
３０により、ピストン２０のストロークに連動して機械
的に行われるため、切り換え時のタイムラグを生じにく
くでき、反力Ｆの切り換えを瞬時に行うことができる。

【００３１】(３)また、反力Ｆの切り換えは、シリンダ
１０内のスプール３０によって行われるから、シリンダ
１０の外部に複雑な機構を設ける必要がなく、構造を簡
略化できる。さらに、別のタイミング等で反力Ｆを変化
させたい時には、スプール３０に代えて別のスプールを
セットすればよく、他の成形に容易に対応できる。

【００３２】(４)スプール３０は、ピストン２０を貫通
することで該ピストン２０のガイド部材を兼用するか
ら、ピストン２０の上下方向の摺動をより確実かつスム
ーズにできる。

【００３３】(５)ピストン２０は円盤状とされ、下面２
７の受圧面積が上面２６の受圧面積よりもロッド２１の
断面積分だけ大きいため、外力Ｐが作用しないことで上
下室１８，１９内の圧力が同じになっている時には、ピ
ストン２０を自動的に上昇させることができ、特別な上
昇機構を不要にして構造をさらに簡略化できる。

【００３４】(６)流路１１２，１４２間のバイパス流路
１４３には逆止弁１４４が設けられているため、上室１
８内の空気圧が下室１９内の空気圧以上になった時に逆
止弁１４４を開放させることができる。このため、ピス
トン２０がもとの位置に戻ろうとする時に上室１８内の
空気が圧縮されても、上室１８内の空気圧を排圧して流
路１１２側に逃がすことができるから、実質的には上室
１８内の空気を圧縮させることなく、上下室１８，１９
内を空気圧Ａに維持でき、上室１８が略完全になくなる
までピストン２０を最上位置に確実に上昇させることが
できる。

【００３５】(７)シリンダ１０には、上室１８内の残留
空気を強制的に排気する電磁弁１１３が設けられている
ので、万が一残留空気が悪さしてピストン２０が最上位
置まで戻らない場合でも、電磁弁１１３を切り換えて残
留空気を排気でき、不具合回避を迅速に行える。

【００３６】〔第２実施形態〕図４には、本発明の第２
実施形態に係るダイクッション装置２の断面図が示され
ている。なお、図４において、前記第１実施形態と同一
機能部材には同じ符号を付し、ここでの詳細な説明を省
略または簡略化する。後に説明する他の実施形態や変形
例でも同じである。

【００３７】ダイクッション装置２では、シリンダ１０
の下方に別のシリンダ１０′が直列的かつ一体的に設け
られており、シリンダ１０′内を摺動するピストン２
０′がロッド２１′を介してピストン２０の下方に連結
されている。従って、ピストン２０′の下降により、シ
リンダ１０′内の上方には上室１８′が形成され、ま
た、シリンダ１０′の下方は下室１９′になっている。
ただし、シリンダ１０の下室１９およびシリンダ１０′
の上室１８′は図示しないシール材で遮断されている。
また、シリンダ１０，１０′の容積等は、その実施にあ
たって任意に決定されるが、本実施形態では略同じにな
っている。

【００３８】シリンダ１０′には、シリンダ１０と同様
に、排気ポート１１１′、流路１１２′、電磁弁１１
３′、入力ポート１４１′、流路１４２′、バイパス流
路１４３′、逆止弁１４４′が設けられている。シリン
ダ１０とシリンダ１０′との間は隔壁部１０１とされ、
隔壁部１０１にはスプール３０の挿通孔１０２が設けら
れ、挿通孔１０２にはシール材１０３が設けられてい
る。シリンダ１０′の底面部１４′にはスプール３０の
挿通孔１５′が設けられ、この挿通孔１５′にはシール
材１７′が設けられている。ピストン２０′には上下室
１８′，１９′を連通させ、かつ内部をスプール３０が
貫通した連通孔２３′が設けられ、この連通孔２３′に
はシール材２４′が設けられている。

【００３９】一方、スプール３０は、両方のピストン２
０，２０′を貫通するように設けられ、シリンダ１０内
に位置した切換部３３の他、シリンダ１０′内に位置す
る別の切換部３３′を備えている。ただし、切換部３
３′の上下寸法は切換部３３の上下寸法よりも短い。切
換部３３の上側が上大径部３４であり、下側が下大径部
３５である。また、切換部３３′の上側は前記下大径部
３５と連続した別の上大径部３４′であり、下側が下大
径部３５′になっている。

【００４０】以上のような本実施形態では、連通孔２３
を有するピストン２０と切換部３３が設けられたスプー
ル３０の上側部分とで一制御手段が構成され、連通孔２
３′を有するピストン２０′と切換部３３′が設けられ
たスプール３０の下側部分とで他の制御手段が構成され
ることになり、複数（本実施形態では二つ）の制御手段
を備えていることになる。

【００４１】このような本実施形態のダイクッション装
置２では、外力Ｐ（不図示）によってシリンダ１０，１
０′内の最上位置にあるピストン２０，２０′が下降す
ると、下室１９，１９′の両方が同時に圧縮され、反力
Ｆ（不図示）が生じる。さらに、ピストン２０，２０′
が降下すると先ず、ピストン２０の連通孔２３が切換部
３３に達して上下室１８，１９が連通し始め、反力Ｆが
減衰する。しかし、この段階では、切換部３３′の上下
寸法が短い分だけピストン２０′の連通孔２３′は、上
下室１８′，１９′を連通させる位置まで達せず（図３
の状態）、下室１９′は依然ピストン２０′で圧縮され
続ける。

【００４２】そして、ピストン２０，２０′がさらに下
降することにより、連通孔２３によって上室１８，１９
の連通状態が継続されたまま、連通孔２３′によって上
下室１８′，１９′も連通し、反力Ｆが最低レベルまで
減衰する。この後にさらにピストン２０，２０′が降下
すると、連通孔２３，２３′の各シール材２４，２４′
が上下室１８，１９，１８′，１９′を同時に遮断する
ことになり、下室１９，１９′が圧縮されて反力Ｆが再
度上昇する。なお、スライドが上昇に転ずると、ピスト
ン２０，２０′は上下面２６′，２７′の面積差によ
り、自動的に上昇する。この際の原理は第１実施形態と
同じである。

【００４３】本実施形態によれば、前記第１実施形態と
同様な構成により、前述した(１)〜(７)の効果を同様に
得ることができるうえ、二つの制御手段を備えるといっ
た特有な構成によって以下の効果を得ることができる。 (８)すなわち、ダイクッション装置２では、スプール３
０に二つの切換部３３，３３′を設けるとともに、それ
ぞれの上下の長さを異ならせることにより、ピストン２
０，２０′の一行程中において、上下室１８，１９を連
通させるタイミングと上下室１８′，１９′とを連通さ
せるタイミングをずらしているので、反力Ｆの大きさを
段階的に二段に減衰でき、ダイクッション装置２を多段
式にできる。

【００４４】(９)また、二つのシリンダ１０，１０′内
に形成された下室１９，１９′の両方がピストン２０，
２０′で圧縮されるので、一つの下室１９のみが圧縮さ
れる第１実施形態のダイクッション装置１に比し、略２
倍の外力Ｐに対抗可能であり、つまりは略２倍の反力Ｆ
を生じさせることができ、ダイクッション能力を大きく
できる。

【００４５】〔第３実施形態〕図５には、本発明の第３
実施形態に係るダイクッション装置３が示されている。
なお、図５中では、シール材の図示を省略した。ダイク
ッション装置３では、シリンダ１０の外部に切換装置４
０が設けられ、この切換装置４０からなる制御手段で上
下室１８，１９間の空気の流出入を機械的に制御してい
る点が前述の第１、第２実施形態と大きく異なる。従っ
て、ダイクッション装置３のシリンダ１０には第１、第
２実施形態のようなスプール３０が設けられていないう
え、ピストン２０には連通孔２３等設けられていない。
図５中の符号５０は、例えば、アキュムレータとして機
能するタンク５１や減圧弁５２で構成された圧力供給源
であり、所定の空気圧を流路１４２を介してシリンダ１
０の下室１９に供給している。

【００４６】切換装置４０は、ダイクッションパッド２
２に設けられてピストン２０と共に上下動するラック４
１と、ラック４１に噛合して回転するピニオンギア４２
と、ピニオンギア４２の回転によって作動するロータリ
弁４３とを備えている。

【００４７】このうち、ロータリ弁４３においては、ス
リーブ４３１に設けられた第１ポート４３２と流路１４
２とが流路４３３で連通され、第２ポート４３４と上室
１８とが流路４３５で連通され、第３ポート４３６は例
えば大気開放されている。ロータリ弁４３のロータ４３
７には、図６にも拡大して示すように、周方向に間隔を
空けて一対の凹状の切換部４３８，４３９が設けられて
いる。切換部４３８は第１、第２ポート４３２，４３４
を連通させる機能を有し、切換部４３９は第２、第３ポ
ート４３４，４３６を連通させる機能を有している。

【００４８】以下に、図７をも参照し、ピストン２０の
ストロークに伴うダイクッション装置３の動作について
説明する。 図７（Ａ）：ピストン２０が最上位置にある時、ロータ
リ弁４３のロータ４３７は、切換部４３８が第１ポート
４３２側に位置しており、シリンダ１０内の上下室１
８，１９がロータ４３７によって遮断されている。従っ
て、この状態からピストン２０が外力Ｐ（不図示）によ
って下降すると、下室１９内が圧縮され、大きな反力Ｆ
（不図示）が得られる。

【００４９】図７（Ｂ）：ピストン２０の下降に伴って
ロータ４３７が反時計方向に回転するとやがて、第１，
第２ポート４３２，４３４が切換部４３８によって連通
し、上下室１８，１９が連通して空気の移動が行われ、
内部が瞬時に等圧になる。この状態では、外力Ｐに対す
る反力Ｆが即座に減衰する。

【００５０】図７（Ｃ）：さらにピストン２０が下降
し、ロータ４３７によって第１ポート４３２が閉じられ
ると、上下室１８，１９が遮断されて下室１９内が圧縮
され、反力Ｆが再度上昇する。この後に、スライドが上
昇すると、ピストン２０が自動的に上昇し、ロータ４３
７は時計方向に回転する。

【００５１】ピストン２０が最上位置近傍まで戻ると、
図７（Ａ）に戻って示すように、切換部４３９によって
第２、第３ポート４３４，４３６が連通し、上室１８内
から空気が排気される。このことにより、上室１８内の
排圧が行われ、ピストン２０は下降開始前の最上位置に
確実に戻る。つまり、第３ポート４３６および切換部４
３９は、本発明に係る排圧手段として機能している。

【００５２】本実施形態によれば、切換装置４０が設け
られていることにより、ピストン２０のストロークと連
動して上下室１８，１９間での空気の流出入を機械的に
制御できるため、構成は異なるが、前述した(１)、(２)
を同様に得ることができ、本発明の目的を達成できる。
また、第１、第２実施形態と同様な構成により、前述し
た(５)の効果を得ることができる。さらには、ロータリ
弁４３の一部が排圧手段として機能するため、(６)の効
果も同様に得ることができる。加えて、本実施形態の特
有の構成により、以下の効果がある。

【００５３】(10)ダイクッション装置３では、上下室１
８，１９間の空気の流出入を制御する切換装置４０がシ
リンダ１０の外部に設けられているため、切換装置４０
としては、シリンダ１０内に設ける場合に比して構造な
どの制約を受けにくくでき、設計をある程度自由に行え
ることで開発コスト等を削減できる。

【００５４】〔第４実施形態〕図８には、本発明の第４
実施形態に係るダイクッション装置４が示されている。
図８中でも、シール材の図示を省略してある。ダイクッ
ション装置４では、シリンダ１０の外部に設けられた制
御手段としての切換装置６０の構成が前記第３実施形態
の切換装置４０とは大きく異なる。他の構成は、第２実
施形態とほぼ同じである。

【００５５】切換装置６０は、ダイクッションパッド２
２に設けられて共に上下動するガイド部材６１と、ガイ
ド部材６１の上下位置に応じて切り換わるスプール弁６
２と、スプール弁６２に連通した空気溜め装置６３とを
備えている。

【００５６】ガイド部材６１にはテーパ面６１１が設け
られ、このテーパ面６１１は下方に向かうに従ってシリ
ンダ１０から離れるように直線的に傾斜している。な
お、テーパ面６１１の形状等は、スプール弁６２の動作
スピードや反力Ｆ（不図示）をどの様に発生させるかに
よって任意に決められてよく、例えば、傾斜角度を大き
くすることでスプール弁６２の動作スピードを速めても
よく、また、テーパ面６１１の途中に鉛直面を設けた
り、あるいは、途中に逆向きに傾斜したテーパ面を設け
ることにより、スプール弁６２の動作を実質的に停止さ
せたり、一行程中に逆向きに動作させてもよい。

【００５７】スプール弁６２において、スリーブ６２１
に設けられた第１ポート６２２と流路１４２とが流路６
２３で連通され、第２ポート６２４と上室１８とが流路
６２５で連通され、第３ポート６２６と空気溜め装置６
３とが流路６２７で連通されている。また、スリーブ６
２１内には当該内部を摺動し、かつ切換部６２８Ａおよ
び左右の大径部６２８Ｂ，６２８Ｃを有するスプール６
２８が収容され、このスプール６２８の一端に設けられ
たロッド６２９のローラ６２９Ａが前記ガイド部材６１
のテーパ面６１１上を転動する。この際、ローラ６２９
Ａは、スプール６２８の他端側のバネ６２９Ｂ等によ
り、常にテーパ面６１１から離間しないように付勢され
ている。

【００５８】空気溜め装置６３は、上室１８内の圧力を
排圧する際、上室１８からの空気を大気中に排気せずに
蓄えるものであり、シリンダ６３１と、バネ６３２で付
勢されたピストン６３３とを備え、ピストン６３３で仕
切られたシリンダ６３１内の空間のうち、一方が可変容
量式の空気溜め空間であり、また、バネ６３２が収容さ
れた他方の空間は大気開放されている。なお、空気溜め
装置の構成はこれに限定されるものではなく、例えば、
内部の空気量に応じて膨張収縮するゴム風船に類似した
構成のものを適用してもよく、任意である。

【００５９】以下に、図９をも参照し、ピストン２０の
ストロークに伴うダイクッション装置４の動作について
説明する。 図９（Ａ）：ピストン２０が最上位置にある時、スプー
ル弁６２のスプール６２８は第２、第３ポート６２４，
６２６側に位置しており、シリンダ１０内の上下室１
８，１９がスプール６２８によって遮断されている。従
って、この状態からピストン２０が外力Ｐ（不図示）に
よって下降すると、下室１９内が圧縮され、大きな反力
Ｆ（不図示）が得られる。

【００６０】図９（Ｂ）：ピストン２０の下降に伴って
テーパ面６１１の上部側をローラ６２９Ａが転動するよ
うになるとやがて、スプール６２８は図中の左側に移動
し、第１，第２ポート６２２，６２４が切換部６２８Ａ
によって連通し、上下室１８，１９が連通して空気の移
動が行われ、内部が瞬時に等圧になる。この状態では、
第３実施形態と同様に、外力Ｐに対する反力Ｆが即座に
減衰する。

【００６１】図９（Ｃ）：さらにピストン２０が下降
し、第２ポート６２４がスプール６２８の右大径部６２
８Ｃで閉じられると、上下室１８，１９が遮断されて下
室１９内が圧縮され、反力Ｆが再度上昇する。この後
に、スライドが上昇すると、ピストン２０が自動的に上
昇し、スプール６２８は右側に移動する。

【００６２】ピストン２０が最上位置近傍まで戻ると、
図８（Ａ）に戻って示すように、切換部６２８Ａによっ
て第２、第３ポート６２４，６２６が連通し、上室１８
内の空気が空気溜め装置６３内に移動する。このことに
より、上室１８内の排圧が行われ、ピストン２０は下降
開始前の最上位置に確実に戻る。つまり、本実施形態に
おいて、第３ポート６２６および切換部６２８Ａは、本
発明に係る排圧手段として機能している。

【００６３】本実施形態では、切換装置６０の構成は異
なるものの、前記第３実施形態と同様な効果を得ること
ができ、また、その特有な構成によって以下の効果があ
る。 (11)本実施形態での切換装置６０は、空気溜め装置６３
を備えているため、上室１８内で圧縮される空気は大気
中等に排気されることがなく、作動空気を有効に利用し
て余計なエネルギの消費を抑えることができる。

【００６４】(12)反力Ｆの発生具合を異ならせるために
は、ガイド部材６１のテーパ面６１１の形状を変更すれ
ばよいが、ガイド部材６１はシリンダ１０の外部に設け
られているため、他のガイド部材への交換作業を容易か
つ迅速にでき、段取り時間を大幅に短縮できる。

【００６５】なお、本発明は、前記各実施形態に限定さ
れるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成
等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれ
る。例えば、前記第１、第２実施形態では、本発明に係
る排圧手段として、シリンダ１０の外部に設けられた逆
止弁１４４，１４４′を用いていたが、この他、図１０
に示すように、ピストン２０に設けられた逆止弁７０を
用いてもよい。

【００６６】この逆止弁７０は、ピストン２０を貫通す
る貫通流路２８内に取り付けられており、上下室１８，
１９内が等圧の場合、あるいは、上室１８内の圧力が下
室１９内の圧力を上回ろうとする場合には、バネ７１の
付勢力によって開閉部材７２が貫通流路２８を開放し、
上下室１８，１９内の等圧状態が維持される。このこと
により、ピストン２０が自動的に上昇する際、上室１８
内で圧縮される空気は、貫通流路２８を通って下室１９
に戻り、ピストン２０を確実に最上位置まで戻すことが
可能である。

【００６７】一方、下室１９内を圧縮している間は、下
室１９内の空気圧がバネ７１の付勢力を超えて開閉部材
７２を押し上げるため、貫通流路２８が塞がれる。この
ことにより、プレスによる成形開始時や成形終盤では、
貫通流路２８を開閉部材７２で塞いで下室１９を確実に
圧縮でき、大きな反力Ｆを得ることができる。また、こ
のような構成では、空気がシリンダ１０の外部に排気さ
れないため、エネルギ損失も少なくできる。なお、この
ような構成を第３、第４実施形態のように、外部に切換
装置を備えたダイクッション装置のピストン２０に適用
してもよい。こうすれば、スリーブ４３１，６２１の第
３ポート４３６，６２６等を不要にできる

【００６８】また、前記第１、第２実施形態では、ピス
トン２０，２０′の連通孔２３，２３′内にシール材２
４，２４′が設けられていたが、例えば、図１１に示す
ように、スプール３０の大径部３４，３４′および下大
径部３５，３５′のそれぞれに環状のシール材２５を設
けてもよい。

【００６９】さらに、前記各実施形態のダイクッション
装置１〜４では、プレスによる形成開始時に反力Ｆを大
きくし、中程で反力Ｆを小さくし、終盤で再度反力Ｆを
大きくするように構成されていたが、一行程中で反力Ｆ
を如何に変化させるかは任意であり、その実施にあたっ
て適宜決められてよい。従って、例えば、成形開始およ
び終盤では反力Ｆを小さくし、中程で大きな反力Ｆを生
じさせてもよく、また、成形開始時に大きな反力Ｆを生
じさせ、その後終盤まで小さな反力Ｆを生じさせたり、
反対に、成形開始時に小さな反力Ｆを生じさせ、その後
終盤まで大きな反力Ｆを生じさせる場合でも、本発明に
含まれる。

【００７０】前記第２実施形態では、一本のスプール３
０の上下に切換部３３，３３′を設けることでダイクッ
ション装置を多段式としていたが、これに限らず、例え
ば、一つのシリンダ内にピストンを貫通するスプールを
複数本設け、各スプールに切換部をそれぞれ設けるとと
もに、各切換部の位置を互いにずらすことで複数段のダ
イクッション装置を実現してもよい。勿論、多段式のダ
イクッション装置を実現するためには、第３、第４実施
形態で用いたロータ４３７やスプール６２８の形状を工
夫したり、数を追加等してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るダイクッション装
置を示す断面図である。

【図２】前記第１実施形態のダイクッション装置の動作
を説明するための図である。

【図３】前記第１実施形態のダイクッション装置に加わ
る外力に対しての上向きの反力の発生状況を示すタイム
チャートである。

【図４】本発明の第２実施形態に係るダイクッション装
置を示す断面図である。

【図５】本発明の第３実施形態に係るダイクッション装
置を示す断面図である。

【図６】前記第３実施形態のダイクッション装置の一構
成部品を示す斜視図である。

【図７】前記第３実施形態のダイクッション装置の動作
を説明するための図である。

【図８】本発明の第４実施形態に係るダイクッション装
置を示す断面図である。

【図９】前記第４実施形態のダイクッション装置の動作
を説明するための図である。

【図１０】本発明の変形例を示す断面図である。

【図１１】本発明の他の変形例を示す断面図である。

【符号の説明】

１〜４ ダイクッション装置 １０，１０′ シリンダ １８，１８′ 第１室である上室 １９，１９′ 第２室である下室 ２０，２０′ ピストン ２６ 受圧面である上面 ２７ 受圧面である下面 ３０ 制御手段である弁体の一部を構成するスプール
（第１、第２実施形態） ４０，６０ 切換装置 ７０，１４４，１４４′ 排圧手段である逆止弁 ４３６，６２６ 排圧手段の一部を構成する第３ポート
（第３、第４実施形態） ４３９ 排圧手段の他の一部を構成する切換部（第３実
施形態）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ内を摺動するピストンにより該
   シリンダ内に前記ピストンで分割された第１室および第
   ２室を有するダイクッション装置において、 前記ピストンのストロークと連動して前記第１室および
   第２室間での流体の流出入を制御する制御手段を備えて
   いることを特徴とするダイクッション装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のダイクッション装置に
   おいて、 前記制御手段は、前記シリンダの内部に設けられた弁体
   を含んで構成されていることを特徴とするダイクッショ
   ン装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のダイクッション装置に
   おいて、 前記制御手段は、前記シリンダの外部に設けられた切換
   装置を含んで構成されていることを特徴とするダイクッ
   ション装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれかに記
   載のダイクッション装置において、 前記ピストンはロッドを介して摺動するとともに、この
   ロッド側の前記第１室内の流体圧を排圧する排圧手段を
   備えていることを特徴とするダイクッション装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれかに記
   載のダイクッション装置において、 前記制御手段が複数設けられていることを特徴とするダ
   イクッション装置。