JP3201889B2 - 油圧プレス装置 - Google Patents

油圧プレス装置

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JP3201889B2 JP19894193A JP19894193A JP3201889B2 JP 3201889 B2 JP3201889 B2 JP 3201889B2 JP 19894193 A JP19894193 A JP 19894193A JP 19894193 A JP19894193 A JP 19894193A JP 3201889 B2 JP3201889 B2 JP 3201889B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、油圧源からの油圧でシ
リンダを駆動して加圧力を得る油圧プレス装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば加熱して軟化させた樹脂シ
ートを曲面金型で圧締して絞り加工する熱成形や積層成
形等、熱圧成形プレス装置によるプレス作業の工程は、
その熱板間に被加圧物(成形素材)を挿入(型入れ)し
た後型締めし、その後所定の成形加圧力で所定時間加圧
・加熱するようになっている。油圧源からの油圧でシリ
ンダを駆動して加圧力を得る油圧プレス装置では、その
加圧力の制御はシリンダに供給される油圧を調整するこ
とによって行なわれる。
【0003】例えば、シリンダに作用する油圧を検知す
る圧力センサからの情報に基いて、油圧源からシリンダ
に至る油圧経路中に設けられた設定圧力を無段階に調整
しうる電磁リリーフ弁を作動制御したり、油圧源である
ポンプを作動制御(ON,OFF)してシリンダに作用する油
圧を制御するものである。ところで、被加圧物を型入れ
した後の型締めは、作業効率の点からできるだけ迅速に
行なうことが望ましく、その為には吐出量の大きい油圧
源(油圧ポンプ)を備える必要がある。ここで、一台の
油圧ポンプからの油圧で型締めから成形加圧の全てを賄
おうとした場合、前述の型締めの迅速化と高出力での加
圧といった要求を満足させる為には大容量の油圧ポンプ
が必要となり、又、その為に油圧制御のバルブサイズも
大きくなり、設備コスト及びランニングコスト共に増大
するという問題がある為、加圧及び型締め用に夫々専用
のポンプを設けて構成することが行なわれている。この
場合、型締め専用のポンプからの油圧は、その設定圧が
所定の型締め圧力となるように設定された(又はシリン
ダに作用する油圧を検知する圧力センサからの情報に基
いてフィードバック制御される)アンロード弁によって
制御される。
【0004】
【従来技術の課題】しかし乍ら、上述の如くアンロード
弁によって型締め油圧を制御する油圧制御構成では、ア
ンロード弁の作動時に生ずるサージ圧力(及び制御の応
答遅れ)等の要因によって型締めに要する力以上で加圧
(オーバーラン)してしまい、成形不良を生ずるという
問題があった。このような成形不良の発生は特に型締め
圧力に近い加圧力で成形する場合に多い。
【0005】
【発明の目的】本発明は、型締め力のオーバーランを防
止し、適正な加圧力による成形を可能とする油圧プレス
装置及びその加圧力制御方法の提供、を目的とする。
【0006】上記目的を達成するため、本発明のプレス
装置にあっては、望ましくは、小径、大径の少なくとも
二本のシリンダを直列状態に配設し、油圧源と小径のシ
リンダを第1の管路を介して接続し小径シリンダへ油圧
源からの圧油を供給し小径シリンダを移動可能とする。
また、小径シリンダへの供給油圧が設定圧以上となると
シーケンス弁が開いて第1の管路から分岐した第2の管
路を介して圧油を大径シリンダへも供給して小径シリン
ダを押圧可能にする。上記小径シリンダは、この受圧面
積をシーケンス弁の開作動時に発生するサージ圧力によ
る加圧力が成形最低加圧力より小さくなる大きさに設定
するとともに、小径シリンダの移動時から成形時までの
間、第1の管路からの圧油が供給されるようにする。ま
た、シーケンス弁の上記設定圧は、小径シリンダによる
型締め圧以上の圧力にすることで、第2の管路から大径
シリンダへの圧油の供給が型締め完了後となるようにす
る。また、第2の管路は、リリーフ弁を途中に設けてシ
ーケンス弁から流出された圧油を減圧し、この減圧した
圧油を大径シリンダへ供給する。上記油圧プレス装置に
あっては、被加工物を挿入したら、まず第1の管路から
圧油を小径シリンダへ供給し、小径シリンダを被加工物
へ向けて前進、当接させ型締めする。この間の工程は、
小径シリンダの受圧面積が小さいので、迅速に行われ
る。一方、この間、大径シリンダへは、圧油は供給され
ていない。型締めが完了すると、第1の管路の圧力が上
がり、及び第1の管路から分岐された第2の管路中のシ
ーケンス弁が開く。このときサージ圧力が生じるが、小
径ピストンの受圧面積がサージ圧を受けても成形最低加
圧力とならない大きさに設定してあるので、被加工物が
成形不良となることはない。シーケンス弁が開くことで
リリーフ弁により減圧された圧油が第2の管路を介して
大径シリンダの大きな受圧面積に作用し小径シリンダを
上記型締め圧力分加えた圧力で被加工物に押し付け、成
形加圧する。成形終了後は、第1、第2の管路がドレイ
ンされて、シリンダの自重等でシリンダが非加圧位置へ
復帰する。さらに望ましくは、リリーフ弁は、第2の管
路内の圧力を検出する圧力センサーからの信号に基づき
コントローラで制御される電磁リリーフ弁とする。これ
により、第2の管路の圧力をフィードバックしながら、
大径シリンダへの最適な圧油を作り出す。また、望まし
くは、シーケンス弁と圧力センサーとの間に、電磁リリ
ーフ弁の最大不感能圧以上に設定した調整用のリリーフ
弁を設ける。これにより、低圧域で不感能性有する電磁
リリーフ弁を用いても、調整用のリリーフ弁が不感能圧
分を減じるので、大径シリンダへは低圧域であっても安
定した最適な圧油を供給する。
【0007】
【発明の実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に
基いて詳細に説明する。図1は、本発明の油圧プレス装
置及びその加圧力制御方法を適用した油圧プレス装置の
油圧回路図である。油圧プレス装置を作動駆動するシリ
ンダ10は、図示の如く、第一シリンダ11をラムとし
て第二シリンダ12が構成されて二重構造となってお
り、第一シリンダ11と第二シリンダ12を直列に連結
した場合と同様に機能するようになっている。
【0008】第一シリンダ11のラムの受圧面積は、第
二シリンダ12のラムの受圧面積より小さく、従って、
同じ圧油供給量では第一シリンダ11がより速く作動す
ると共に、同じ油圧が作用した場合第二シリンダ12の
方がより大きな駆動力(加圧力)が得られるようになっ
ているものである。尚、第一シリンダ11のラムの受圧
面積の設定は後に詳述する。第一シリンダ11は、油圧
源20と第一の管路21によって接続されて油圧が供給
されるようになっており、又、第二シリンダ12には、
第一の管路21の油圧源20近傍から分岐した第二の管
路22が接続されて油圧が供給されるようになってい
る。
【0009】第一の管路21と第二の管路22の分岐位
置より油圧源20側には、作動油の逆流を防止するため
の逆止弁31が設置されている。第一の管路21には、
その途中で2ポート2位置切換弁である下降用バルブ3
2が設けられており、該下降用バルブ32を切換えるこ
とによって当該第一の管路21内の作動油を外部に排出
して当該第一の管路21内の油圧を低下させることがで
きるようになっている。第二の管路22には、シーケン
ス弁33とリリーフ弁34が、シーケンス弁33を油圧
源20側として夫々排出口(タンクポート)を第二シリ
ンダ12側として直列に介設されている。
【0010】リリーフ弁34より第二シリンダ12側の
管路22Aとリリーフ弁34より油圧源20側の管路2
2Bとはリリーフ弁34を迂回する管路22Cにより連
結されると共に、該管路22Cに逆止弁35が設置さ
れ、管路22Aの圧力が管路22Bより高い場合には作
動油を管路22B側に逃がし、常時管路22Bの圧力に
より管路22Aの圧力をコントロール出来るよう構成さ
れている。又、シーケンス弁33とリリーフ弁34の間
の管路22Bは管路23へ分枝し、該管路23にはフィ
ルター36を介して電磁リリーフ弁37が設置されてい
る。電磁リリーフ弁37の圧力設定(第二シリンダ12
の圧力とは異なる)は、装置全体を制御する制御装置
(図示せず)からの制御信号に基づいてコントローラ4
0が所定の信号を電磁リリーフ弁37に送ることにより
行なわれる。制御装置は、装置全体の作動に伴なって自
動的に圧力変化するようプログラムされていたり、また
は手動操作により調整可能に構成されているものであ
る。
【0011】又、リリーフ弁34より第二シリンダ12
側の管路22Aに設けられた圧力センサ41により検知
された管路22A内の油圧(=第二シリンダ12の油
圧)がコントローラ40に入力するよう構成されてお
り、コントローラ40はこの検知圧力と設定圧力とを比
較してフィードバック制御するよう構成されている。こ
こで、一般に電磁リリーフ弁37はその機械的構造上の
要因から低圧力域に不感能範囲(即ち圧力のコントロー
ルができない範囲)を有しているが、上記の如き第二の
管路22の構成より、第二シリンダ12に供給される油
圧を0から最高出力までの範囲でコントロールできる。
【0012】つまり、例えば電磁リリーフ弁37の最大
不感能圧が10kg/cm2である場合、リリーフ弁34の設
定圧力を10kg/cm2(電磁リリーフ弁37の最大不感能
圧以上)とすると共に、電磁リリーフ弁37の設定圧力
とリリーフ弁34の設定圧力との差が希望する圧力とな
るよう電磁リリーフ弁37の圧力を設定する。即ち、1
kg/cm2の圧力を希望する場合、電磁リリーフ弁37の設
定圧力を11kg/cm2とすれば良い。このように設定する
ことにより、油圧源20より吐出された作動油は圧力1
0kg/cm2以上にならないと第二シリンダ12へは流れな
い。(この状態では圧力センサ41は油圧を検知しない
為、電磁リリーフ弁37は閉状態にある。)油圧源20
側の管路22Bの圧力が11kg/cm2以上になると、電磁
リリーフ弁37が作動して油圧源20側の管路22Bの
圧力は11kg/cm2に保持される。その結果、リリーフ弁
34を介したシリンダ側の管路22Aの圧力即ち第二シ
リンダ12の圧力は1kg/cm2に保持されることとなる。
つまり、電磁リリーフ弁37の設定圧力をリリーフ弁
34の設定圧力以上で任意に設定することにより、第二
シリンダ12への圧力を0〜最大出力(=電磁リリーフ
弁37の最大設定圧力−リリーフ弁34の設定圧力)ま
で任意に制御することが出来るものである。尚、第二シ
リンダ12に作用する圧力は電磁リリーフ弁37の設定
圧力からリリーフ弁34の設定圧力を減じた値となる
が、コントローラ40はこのような演算を行う制御構成
とする必要はなく、圧力センサ41からの油圧情報に基
く通常のフィードバック制御で制御可能なものである。
【0013】又、電磁リリーフ弁37およびリリーフ弁
34の型式、構造等は特に限定されず、公知の任意のも
のが使用可能であるが、オーバライド圧力特性に優れる
という観点から、平衡ピストン形リリーフ弁を用いるの
が好ましい。而して、上記の如き油圧プレス装置の油圧
回路によれば、受圧面積の小さい第一シリンダ11によ
って迅速にしかも加圧力が成形加圧力以上にオーバーラ
ンしないように型締めを行い、その後コントローラ40
(電磁リリーフ弁37)によって制御される油圧が供給
される受圧面積の大きい第二シリンダ12によって成形
加圧することができる。つまり、シーケンス弁33の設
定圧以下では油圧は第二の管路22には作用せず、第一
の管路21を介して第一シリンダ11のみに作用する
為、シーケンス弁33の設定圧を、第一シリンダ11が
型締め圧力を生ずる油圧に設定しておけば、油圧源20
の駆動開始後第一シリンダ11のみが駆動されて該第一
シリンダ11によって所定加圧力で型締めが完了する。
【0014】ここで、第一シリンダ11は、シーケンス
弁33の作動時に於て生ずるサージ圧力が作用した場合
の加圧力が、成形最低加圧力(第二シリンダ12によ
る)より小さくなるようにその受圧面積を設定する。こ
れにより、第一シリンダ11による型締め完了後の加圧
力のオーバーランによって成形不良が生ずることは防が
れる。又、一定の圧油供給量であれば油圧シリンダの作
動速度は受圧面積に反比例する為、受圧面積が小さい第
一シリンダ11によって極めて迅速に型締めできるもの
である。尚、第二シリンダ12の受圧面積は、電磁リリ
ーフ弁37によって制御される油圧によって希望する最
大加圧力が得られるように設定することは言うまでもな
い。
【0015】上述の如く型締めが完了した後、設定圧以
上でシーケンス弁33が開いて第一の管路21及び第二
の管路22に同じ油圧が作用すると、前述の如く電磁リ
リーフ弁37によって第二シリンダ12に作用する油圧
を制御して成形加圧力を設定することができる。この第
二シリンダ12の作動初期には、第一シリンダ11と第
二シリンダ12の加圧力がバランスし、第二シリンダ1
2の加圧力によって第一シリンダ11が押圧操作され、
第一シリンダ11内の油は第一の管路21を介して第二
の管路22に逃げ(供給され)ることとなって第一シリ
ンダ11は収縮し、第一シリンダ11による型締め加圧
力を第二シリンダ12が肩代りした状態から成形加圧が
開始される。つまり、油圧源20からの油圧がシーケン
ス弁33の設定圧力以上では、電磁リリーフ弁37によ
って制御される第二シリンダ12の加圧力が当該プレス
装置の加圧力(型締め加圧力も含む)となり、前述の如
き第二シリンダ12に作用する油圧の制御で所望の成形
加圧力を設定することができる。
【0016】成形終了後は、第一の管路21の下降用バ
ルブ32を開き、又、電磁リリーフ弁37の設定圧を0
とすることで、第一の管路21及び第二の管路22内の
油圧を低下させる。尚、上記実施例では、シリンダ10
を二重構造として構成したものであるが、独立した二本
のシリンダを直列に配置して構成しても良く、又、油圧
回路のパターンも図1に示すものに限るものではなく、
適宜変更可能なものである。
【0017】
【発明の効果】本発明に係るプレス装置によれば、小さ
い受圧面積の小径シリンダへ圧油を供給して被加工物に
向かう小径シリンダの移動及び型締めを迅速に行い、型
締め後、大きい受圧面積の大径シリンダへ減圧した圧油
を供給することで、この大径シリンダ分の加圧力を加算
して小径シリンダを押圧することで、過大な油圧ポンプ
容量を必要とせずに確実に成形することができる。しか
も、この過程にあっては、型締め後、シーケンス弁が開
いてサージ圧が発生しても小径シリンダの受圧面積をサ
ージ圧が作用しても大径シリンダ作動による成形最低加
圧力より小さくなる大きさとしてあるため、成形加圧力
が型締め圧力に近い場合でも成形圧力が成形加圧力以上
にオーバーランして被加工物の成形不良を生じることが
ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の油圧プレス装置及びその加圧力制御方
法を適用した油圧プレス装置の油圧回路図である。
【符号の説明】
10…シリンダ 11…第一シリンダ(小径のシリンダ) 12…第二シリンダ(大径のシリンダ) 20…油圧源 21…第一の管路(第一の油圧経路) 22…第二の管路(第二の油圧経路) 33…シーケンス弁 34…リリーフ弁 37…電磁リリーフ弁(圧力制御弁)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】小径、大径の少なくとも二本のシリンダを
    直列状態に配設し、油圧源と前記小径のシリンダを第1
    の管路を介して接続し前記小径シリンダへ前記油圧源か
    らの圧油を供給し前記小径シリンダを移動可能とすると
    ともに、前記小径シリンダへの供給油圧が設定圧以上と
    なるとシーケンス弁が開いて前記第1の管路から分岐し
    た第2の管路を介して前記大径シリンダへも圧油を供給
    し前記小径シリンダを押圧可能とした油圧プレス装置に
    おいて、 前記小径シリンダは、この受圧面積を前記シーケンス弁
    の開作動時に発生するサージ圧力による加圧力が成形最
    低加圧力より小さくなる大きさに設定して、小径シリン
    ダの移動時から成形時までの間、前記第1の管路からの
    圧油が供給されるようにし、前記シーケンス弁は、前記
    設定圧を前記小径シリンダによる前記型締め圧以上の圧
    力として前記第2の管路から前記大径シリンダへの圧油
    の供給が前記型締め完了後となるようにし、前記第2の
    管路は、リリーフ弁を有し前記シーケンス弁から流出さ
    れた圧油を減圧してこの減圧した圧油を前記大径シリン
    ダへ供給するようにしたこと、 を特徴とする油圧プレス装置。
  2. 【請求項2】前記リリーフ弁は、前記第2の管路内の圧
    力を検出する圧力センサーからの信号に基づきコントロ
    ーラで制御される電磁リリーフ弁であること、を特徴と
    する請求項1に記載の油圧プレス装置。
  3. 【請求項3】前記シーケンス弁と前記圧力センサーとの
    間に、前記電磁リリーフ弁の最大不感能圧以上に設定し
    た調整用のリリーフ弁を設けたこと、を特徴とする請求
    項2に記載の油圧プレス装置。
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