特許 5968385 ダイクッション装置及びダイクッション装置の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5968385

(24)【登録日】2016年7月15日

(45)【発行日】2016年8月10日

(54)【発明の名称】ダイクッション装置及びダイクッション装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   B21D 24/02 20060101AFI20160728BHJP

   B30B 15/02 20060101ALI20160728BHJP

【ＦＩ】

   B21D24/02 D

   B21D24/02 A

   B30B15/02 A

【請求項の数】13

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2014-188031(P2014-188031)

(22)【出願日】2014年9月16日

(65)【公開番号】特開2016-59929(P2016-59929A)

(43)【公開日】2016年4月25日

【審査請求日】2015年5月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000100861

【氏名又は名称】アイダエンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083116

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲三

(72)【発明者】

【氏名】河野 泰幸

【審査官】 水野 治彦

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００６／０９８２５６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−０９８３６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２１Ｄ ２４／０２

Ｂ３０Ｂ １５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

クッションパッドと、
前記クッションパッドを昇降させる液圧シリンダと、
前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室に圧液を供給する液圧機械と、
前記クッションパッドの位置を検出するダイクッション位置検出器と、
前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室の圧力を検出する圧力検出器と、
前記クッションパッドの位置を示す第１の指令を出力する第１の指令器と、
前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室の圧力又は該圧力に比例する物理量を示す第２の指令を出力する第２の指令器と、
前記第１の指令器から出力される第１の指令と前記ダイクッション位置検出器により検出される前記クッションパッドの位置とに基づいて前記クッションパッドの位置が、前記第１の指令に対応する位置になるように前記液圧機械を制御する位置制御器と、
前記第２の指令器から出力される第２の指令と前記圧力検出器により検出される圧力とに基づいて前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室の圧力が、前記第２の指令に対応する圧力になるように前記液圧機械を制御する圧力制御器と、を備え、
プレス機械のスライドの下降工程において、少なくとも前記プレス機械による第１のプレス成形を行うべく前記圧力制御器による圧力制御を行い、前記スライドの上昇工程において、前記上昇工程中に第２のプレス成形を行うべく前記位置制御器による位置制御と前記圧力制御器による圧力制御とを切り替えることを特徴とするダイクッション装置。

【請求項2】

前記液圧機械は、前記プレス機械のスライドの上昇工程において、前記液圧シリンダにダイクッション力と同等の力を発生させることが可能なものである請求項１に記載のダイクッション装置。

【請求項3】

前記位置制御器による位置制御における前記クッションパッドの減速時、又は前記圧力制御器による下降時の圧力制御時、又は停止時の圧力制御における減圧時に運動エネルギ又はダイクッション力作用に要したエネルギ又は前記液圧シリンダの圧液が保有するエネルギを、前記液圧機械を介して回生する回生装置を備えた請求項１又は２に記載のダイクッション装置。

【請求項4】

プレス機械のスライドの下降工程において、前記位置制御器による位置制御と前記圧力制御器による圧力制御とを切り替える請求項１から３のいずれか１項に記載のダイクッション装置。

【請求項5】

前記圧力制御器は、プレス機械のスライドの上昇工程において、少なくとも前記スライドの上昇動作中に圧力制御する請求項１から４のいずれか１項に記載のダイクッション装置。

【請求項6】

前記液圧機械は、前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室に配管を介して吐出口が接続された液圧ポンプ／モータと、前記液圧ポンプ／モータの駆動軸に正転方向又は逆転方向に選択的に回転駆動力を伝達する駆動装置とを有する請求項１から５のいずれか１項に記載のダイクッション装置。

【請求項7】

前記駆動装置は、前記液圧ポンプ／モータの駆動軸に締結された電動サーボモータである請求項６に記載のダイクッション装置。

【請求項8】

前記駆動装置は、前記液圧ポンプ／モータの駆動軸に締結された両傾転式可変容量型液圧ポンプ／モータと、前記両傾転式可変容量型液圧ポンプ／モータの片側ポートに略一定圧の液圧を供給する液圧供給部とから構成された請求項６に記載のダイクッション装置。

【請求項9】

前記液圧供給部は、前記両傾転式可変容量型液圧ポンプ／モータの片側ポートに接続されたアキュムレータと、前記アキュムレータに圧液を供給する液圧ポンプと、前記液圧ポンプの駆動軸に締結された電動モータとから構成された請求項８に記載のダイクッション装置。

【請求項10】

前記液圧ポンプ／モータの駆動軸の角速度を検出する角速度検出器を備え、
前記位置制御器及び圧力制御器は、それぞれ前記角速度検出器によって検出される角速度信号を前記クッションパッドの位置及び前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室の圧力の動的安定性を確保するための角速度フィードバック信号として用いる請求項６から９のいずれか１項に記載のダイクッション装置。

【請求項11】

クッションパッドと、前記クッションパッドを昇降させる液圧シリンダと、前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室に圧液を供給する液圧機械と、前記クッションパッドの位置を検出するダイクッション位置検出器と、前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室の圧力を検出する圧力検出器と、前記クッションパッドの位置を示す第１の指令を出力する第１の指令器と、前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室の圧力又は該圧力に比例する物理量を示す第２の指令を出力する第２の指令器と、前記第１の指令器から出力される第１の指令と前記ダイクッション位置検出器により検出される前記クッションパッドの位置とに基づいて前記クッションパッドの位置が、前記第１の指令に対応する位置になるように前記液圧機械を制御する位置制御器と、前記第２の指令器から出力される第２の指令と前記圧力検出器により検出される圧力とに基づいて前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室の圧力が、前記第２の指令に対応する圧力になるように前記液圧機械を制御する圧力制御器と、を備えたダイクッション装置の制御方法であって、
プレス機械のスライドの下降工程において、少なくとも前記プレス機械による第１のプレス成形を行うべく前記圧力制御器による圧力制御を行い、前記スライドの上昇工程において、前記上昇工程中に第２のプレス成形を行うべく前記位置制御器による位置制御と前記圧力制御器による圧力制御とを切り替えることを特徴とするダイクッション装置の制御方法。

【請求項12】

クッションパッドと、前記クッションパッドを昇降させる液圧シリンダと、前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室に圧液を供給する液圧機械と、前記クッションパッドの位置を検出するダイクッション位置検出器と、前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室の圧力を検出する圧力検出器と、前記クッションパッドの位置を示す第１の指令を出力する第１の指令器と、前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室の圧力又は該圧力に比例する物理量を示す第２の指令を出力する第２の指令器と、前記第１の指令器から出力される第１の指令と前記ダイクッション位置検出器により検出される前記クッションパッドの位置とに基づいて前記クッションパッドの位置が、前記第１の指令に対応する位置になるように前記液圧機械を制御する位置制御器と、前記第２の指令器から出力される第２の指令と前記圧力検出器により検出される圧力とに基づいて前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室の圧力が、前記第２の指令に対応する圧力になるように前記液圧機械を制御する圧力制御器と、を備えたダイクッション装置の制御方法であって、
プレス機械のスライドの下降工程において、前記スライドが前記クッションパッドの所定のダイクッション待機位置又はその近傍の位置に到達するまで前記位置制御器による位置制御を行い、前記スライドが、前記クッションパッドの所定のダイクッション待機位置又はその近傍の位置に到達すると、前記スライドが下死点に到達するまで前記圧力制御器による圧力制御に切り替え、前記スライドが下死点に到達すると、前記位置制御器による位置制御に切り替え、前記第１の指令器から出力される第１の指令を下死点近傍の値にして一定時間経過後、所定の値まで徐々に大きくし、続いて前記圧力制御器による圧力制御に切り替えて一定時間加圧した後、前記位置制御器による位置制御に切り替えるダイクッション装置の制御方法。

【請求項13】

クッションパッドと、前記クッションパッドを昇降させる液圧シリンダと、前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室に圧液を供給する液圧機械と、前記クッションパッドの位置を検出するダイクッション位置検出器と、前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室の圧力を検出する圧力検出器と、前記クッションパッドの位置を示す第１の指令を出力する第１の指令器と、前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室の圧力又は該圧力に比例する物理量を示す第２の指令を出力する第２の指令器と、前記第１の指令器から出力される第１の指令と前記ダイクッション位置検出器により検出される前記クッションパッドの位置とに基づいて前記クッションパッドの位置が、前記第１の指令に対応する位置になるように前記液圧機械を制御する位置制御器と、前記第２の指令器から出力される第２の指令と前記圧力検出器により検出される圧力とに基づいて前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室の圧力が、前記第２の指令に対応する圧力になるように前記液圧機械を制御する圧力制御器と、を備えたダイクッション装置の制御方法であって、
プレス機械のスライドの下降工程において、前記スライドが前記クッションパッドの所定のダイクッション待機位置又はその近傍の位置に到達するまで前記位置制御器による位置制御を行い、前記スライドが、前記クッションパッドの所定のダイクッション待機位置又はその近傍の位置に到達すると、前記スライドが下死点に到達するまで前記圧力制御器による圧力制御に切り替え、前記スライドが下死点に到達すると、前記位置制御器による位置制御に切り替え、前記第１の指令器から出力される第１の指令を下死点近傍の値にして一定時間経過後、前記圧力制御器による圧力制御に切り替え、続いて、
前記プレス機械のスライドの上昇工程において、前記スライドが上昇を開始し、前記スライドが少なくとも所定のスライド位置に到達するまで前記圧力制御を維持し、前記スライドが前記所定のスライド位置に到達した後、又は前記所定のスライド位置に到達してから一定時間経過後に前記位置制御器による位置制御に切り替えるダイクッション装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はダイクッション装置及びダイクッション装置の制御方法に係り、特に液圧シリンダを使用してクッションパッドを昇降させる方式のダイクッション装置及びダイクッション装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種のダイクッション装置として、特許文献１、２に記載のものが知られている。

【0003】

特許文献１に記載のダイクッション装置は、比例流量制御弁（サーボ弁）を用いてダイクッション力を発生させる典型的な、かつ、サーボ弁を使用する方式の中では極めて単純な構成要素からなる油圧サーボダイクッション装置である。

【0004】

ダイクッション工程では、電磁切替弁を０ＦＦ（閉）にした状態で、スライドに押し下げられるクッションパッドに連動する油圧シリンダから押し退けられた作動油が、サーボ弁のＡポート（油圧シリンダの下室に接続されるポート）からＴポート（タンクに接続されるポート）の開度で（限定して）絞られることにより、油圧シリンダには、ダイクッション圧力が発生する。

【0005】

上昇工程では、電磁切替弁をＯＮ（開）にした状態で、サーボ弁のＰポート（アキュムレータ側に接続されるポート）からＡポートと、Ｂポート（油圧シリンダの上室に接続されるポート）からＴポートの開度を調整することにより、アキュムレータに蓄圧された圧油のエネルギによって、油圧シリンダは上昇する。

【0006】

この時、アキュムレータには、通常の上昇工程では、製品のノックアウト用に必要な比較的低圧の圧油（かつ、低エネルギを保有する圧油）が蓄えらえる。

【0007】

また、特許文献２に記載のダイクッション装置は、クッションパッドを支持する油圧シリンダの下室に油圧ポンプ／モータの吐出口を直接接続し、この油圧ポンプ／モータの回転軸に接続された電動モータを、ダイクッション圧力指令と油圧シリンダの下室の圧力とに基づいてトルク制御することにより、油圧シリンダの下室の圧力（ダイクッション圧力）を任意に制御できるようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００６−１４２３１２号公報

【特許文献2】特開２００６−３１５０７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

特許文献１には、上昇工程中にもプレス加工を行う記載がないが、仮に上昇工程中にプレス加工を行う場合には、油圧シリンダに圧油を供給するアキュムレータに、成形に応じて高圧の圧油（かつ、高エネルギを保有する圧油）を蓄えなければならず、この場合には、アキュムレータ、及びアキュムレータに高圧の圧油を供給する圧油供給源（油圧ポンプ、電動機）を大容量化する必要がある。

【0010】

また、ダイクッション工程及び上昇工程は、それぞれサーボ弁により圧油を絞ることにより圧力を制御し、油量を制御する方式となるため、エネルギ損失が大きく、動力コストや冷却コスト（電気代）が増大化する。

【0011】

即ち、特許文献１に記載の比較的シンプルなサーボ弁式サーボダイクッション装置においても、上昇工程で比較的大きな力を必要とするような成形を行う場合は、装置の大容量化、エネルギロス、サイクル時間の無駄等、多くの問題（課題）を伴う。

【0012】

一方、特許文献２に記載のダイクッション装置は、油圧シリンダの下室に油圧ポンプ／モータの吐出口を直接接続し、この油圧ポンプ／モータの回転軸を電動モータによってトルク制御して油圧シリンダの下室の油圧（ダイクッション圧力）を制御するようにしたため、ダイクッション工程時に指令されるダイクッション圧力指令に対して追従性よくダイクッション圧力を制御することができるが、特許文献２には、上昇工程時にプレス成形を行う記載はなく、ダイクッション工程（下降工程）及び上昇工程時にそれぞれプレス成形する発想が開示されていない。

【0013】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、装置の大型化及び高価格化を招くことなく、１プレスサイクルで２回のプレス成形を実現可能にし、プレス成形の効率を向上させ、かつ省エネルギ化を図ることができるダイクッション装置及びダイクッション装置の制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記目的を達成するために本発明の一の態様に係るダイクッション装置は、クッションパッドと、前記クッションパッドを昇降させる液圧シリンダと、前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室に圧液を供給する液圧機械と、前記クッションパッドの位置を検出するダイクッション位置検出器と、前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室の圧力を検出する圧力検出器と、前記クッションパッドの位置を示す第１の指令を出力する第１の指令器と、前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室の圧力又は該圧力に比例する物理量を示す第２の指令を出力する第２の指令器と、前記第１の指令器から出力される第１の指令と前記ダイクッション位置検出器により検出される前記クッションパッドの位置とに基づいて前記クッションパッドの位置が、前記第１の指令に対応する位置になるように前記液圧機械を制御する位置制御器と、前記第２の指令器から出力される第２の指令と前記圧力検出器により検出される圧力とに基づいて前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室の圧力が、前記第２の指令に対応する圧力になるように前記液圧機械を制御する圧力制御器と、を備え、プレス機械のスライドの下降工程において、少なくとも前記プレス機械による第１のプレス成形を行うべく前記圧力制御器による圧力制御を行い、前記スライドの上昇工程において、前記上昇工程中に第２のプレス成形を行うべく前記位置制御器による位置制御と前記圧力制御器による圧力制御とを切り替えることを特徴とする。

【0015】

本発明の一の態様によれば、液圧シリンダのダイクッション圧力発生室に圧液を供給する液圧機械を制御することにより、クッションパッドの位置を制御する位置制御器と、液圧シリンダのダイクッション圧力発生室の圧力を制御する圧力制御器とを備え、特にプレス機械のスライドの上昇工程において、位置制御器による位置制御と圧力制御器による圧力制御とを切り替えて行うことで、スライドの下降工程時のプレス成形（第１のプレス成形）に加えて、スライドの上昇工程時にもプレス成形（第２のプレス成形）を可能にしている。一般に上昇工程では、成形後の製品を上方にノックアウトするためのクッションパッドの位置制御が行われるが、本発明によれば、上昇工程中に圧力制御も行い、この圧力制御の期間中に第２のプレス成形を可能にしている。

【0016】

本発明の他の態様に係るダイクッション装置において、前記液圧機械は、前記プレス機械のスライドの上昇工程において、前記液圧シリンダにダイクッション力と同等の力を発生させることが可能なものである。これにより、材料引張強さが大きく（ハイテン化し）形状が複雑化しつつある成形品に対しても、上昇工程中に成形を行うことができる。

【0017】

本発明の更に他の態様に係るダイクッション装置において、前記位置制御器による位置制御における前記クッションパッドの減速時、又は前記圧力制御器による下降時の圧力制御時、又は停止時の圧力制御における減圧時に運動エネルギ又はダイクッション力作用に要したエネルギ又は前記液圧シリンダの圧液が保有するエネルギを、前記液圧機械を介して回生する回生装置を備えることが好ましい。これにより、エネルギ効率のよい装置にすることができ、省エネルギ化を図ることができる。

【0018】

本発明の更に他の態様に係るダイクッション装置において、プレス機械のスライドの下降工程において、前記位置制御器による位置制御と前記圧力制御器による圧力制御とを切り替えることが好ましい。例えば、スライドのインパクト時又はインパクト直前まではクッションパッドを位置制御し、インパクト後は圧力制御に切り替えることが好ましい。

【0019】

本発明の更に他の態様に係るダイクッション装置において、前記圧力制御器は、プレス機械のスライドの上昇工程において、少なくとも前記スライドの上昇動作中に圧力制御することが好ましい。スライドの上昇工程中に圧力制御することにより、製品の外側面は、上昇する上型の内側面と製品の外側面間の摩擦力によって上側に引っ張られ、製品の内側面は、下型の外側面と製品の内側面間の摩擦力によって下側に引張され、製品を良好に変形させることができる。

【0020】

本発明の更に他の態様に係るダイクッション装置において、前記液圧機械は、前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室に配管を介して吐出口が接続された液圧ポンプ／モータと、前記液圧ポンプ／モータの駆動軸に正転方向又は逆転方向に選択的に回転駆動力を伝達する駆動装置とを有することが好ましい。駆動装置から正転方向の回転駆動力又は逆転方向の回転駆動力を、選択的に液圧ポンプ／モータの駆動軸に伝達することができ、これにより下降工程と上昇工程時の位置制御及び圧力制御を可能（可逆制御可能）にしている。

【0021】

本発明の更に他の態様に係るダイクッション装置において、前記駆動装置は、前記液圧ポンプ／モータの駆動軸に締結された電動サーボモータであることが好ましい。応答性のよい電動サーボモータのトルク制御により、指令に対する追従性のよい制御が可能である。

【0022】

本発明の更に他の態様に係るダイクッション装置において、前記駆動装置は、前記液圧ポンプ／モータの駆動軸に締結された両傾転式可変容量型液圧ポンプ／モータと、前記両傾転式可変容量型液圧ポンプ／モータの片側ポートに略一定圧の液圧を供給する液圧供給部とから構成されることが好ましい。電動サーボモータよりも安価な装置で所望の回転駆動力を液圧ポンプ／モータの駆動軸に伝達することができる。

【0023】

本発明の更に他の態様に係るダイクッション装置において、前記液圧供給部は、前記両傾転式可変容量型液圧ポンプ／モータの片側ポートに接続されたアキュムレータと、前記アキュムレータに圧液を供給する液圧ポンプと、前記液圧ポンプの駆動軸に締結された電動モータとから構成されることが好ましい。これにより、位置制御器による位置制御におけるクッションパッドの減速時、又は圧力制御器による圧力制御における液圧シリンダのダイクッション圧力発生室の圧力の減圧時に液圧シリンダの運動エネルギ又は液圧シリンダの圧液が保有するエネルギを、アキュムレータに蓄積される圧油として回生することができる。

【0024】

本発明の更に他の態様に係るダイクッション装置において、前記液圧ポンプ／モータの駆動軸の角速度を検出する角速度検出器を備え、前記位置制御器及び圧力制御器は、それぞれ前記角速度検出器によって検出される角速度信号を前記クッションパッドの位置及び前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室の圧力の動的安定性を確保するための角速度フィードバック信号として用いることが好ましい。

【0025】

更に他の態様に係る発明は、クッションパッドと、前記クッションパッドを昇降させる液圧シリンダと、前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室に圧液を供給する液圧機械と、前記クッションパッドの位置を検出するダイクッション位置検出器と、前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室の圧力を検出する圧力検出器と、前記クッションパッドの位置を示す第１の指令を出力する第１の指令器と、前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室の圧力又は該圧力に比例する物理量を示す第２の指令を出力する第２の指令器と、前記第１の指令器から出力される第１の指令と前記ダイクッション位置検出器により検出される前記クッションパッドの位置とに基づいて前記クッションパッドの位置が、前記第２の指令に対応する位置になるように前記液圧機械を制御する位置制御器と、前記第２の指令器から出力される第２の指令と前記圧力検出器により検出される圧力とに基づいて前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室の圧力が、前記第２の指令に対応する圧力になるように前記液圧機械を制御する圧力制御器と、を備えたダイクッション装置の制御方法であって、プレス機械のスライドの下降工程において、少なくとも前記プレス機械による第１のプレス成形を行うべく前記圧力制御器による圧力制御を行い、前記スライドの上昇工程において、前記上昇工程中に第２のプレス成形を行うべく前記位置制御器による位置制御と前記圧力制御器による圧力制御とを切り替えることを特徴とする。

【0026】

更に他の態様に係る発明は、クッションパッドと、前記クッションパッドを昇降させる液圧シリンダと、前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室に圧液を供給する液圧機械と、前記クッションパッドの位置を検出するダイクッション位置検出器と、前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室の圧力を検出する圧力検出器と、前記クッションパッドの位置を示す第１の指令を出力する第１の指令器と、前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室の圧力又は該圧力に比例する物理量を示す第２の指令を出力する第２の指令器と、前記第１の指令器から出力される第１の指令と前記ダイクッション位置検出器により検出される前記クッションパッドの位置とに基づいて前記クッションパッドの位置が、前記第１の指令に対応する位置になるように前記液圧機械を制御する位置制御器と、前記第２の指令器から出力される第２の指令と前記圧力検出器により検出される圧力とに基づいて前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室の圧力が、前記第２の指令に対応する圧力になるように前記液圧機械を制御する圧力制御器と、を備えたダイクッション装置の制御方法であって、プレス機械のスライドの下降工程において、前記スライドが前記クッションパッドの所定のダイクッション待機位置又はその近傍の位置に到達するまで前記位置制御器による位置制御を行い、前記スライドが、前記クッションパッドの所定のダイクッション待機位置又はその近傍の位置に到達すると、前記スライドが下死点に到達するまで前記圧力制御器による圧力制御に切り替え、前記スライドが下死点に到達すると、前記位置制御器による位置制御に切り替え、前記第１の指令器から出力される第１の指令を下死点近傍の値にして一定時間経過後、所定の値まで徐々に大きくし、続いて前記圧力制御器による圧力制御に切り替えて一定時間加圧した後、前記位置制御器による位置制御に切り替えることが好ましい。

【0027】

前記下死点近傍の値は、下死点より少し小さい値が好ましく、この下死点近傍の値により位置制御する一定時間は、ダイクッション圧力の脱圧に要する時間が好ましい。また、第１の指令を所定の値まで徐々に大きくすることにより、前記クッションパッドを所定の位置まで上昇させながら成形できるようにしている。

【0028】

更に他の態様に係る発明は、クッションパッドと、前記クッションパッドを昇降させる液圧シリンダと、前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室に圧液を供給する液圧機械と、前記クッションパッドの位置を検出するダイクッション位置検出器と、前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室の圧力を検出する圧力検出器と、前記クッションパッドの位置を示す第１の指令を出力する第１の指令器と、前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室の圧力又は該圧力に比例する物理量を示す第２の指令を出力する第２の指令器と、前記第１の指令器から出力される第１の指令と前記ダイクッション位置検出器により検出される前記クッションパッドの位置とに基づいて前記クッションパッドの位置が、前記第１の指令に対応する位置になるように前記液圧機械を制御する位置制御器と、前記第２の指令器から出力される第２の指令と前記圧力検出器により検出される圧力とに基づいて前記液圧シリンダのダイクッション圧力発生室の圧力が、前記第２の指令に対応する圧力になるように前記液圧機械を制御する圧力制御器と、を備えたダイクッション装置の制御方法であって、プレス機械のスライドの下降工程において、前記スライドが前記クッションパッドの所定のダイクッション待機位置又はその近傍の位置に到達するまで前記位置制御器による位置制御を行い、前記スライドが、前記クッションパッドの所定のダイクッション待機位置又はその近傍の位置に到達すると、前記スライドが下死点に到達するまで前記圧力制御器による圧力制御に切り替え、前記スライドが下死点に到達すると、前記位置制御器による位置制御に切り替え、前記第１の指令器から出力される第１の指令を下死点近傍の値にして一定時間経過後、前記圧力制御器による圧力制御に切り替え、続いて、前記プレス機械のスライドの上昇工程において、前記スライドが上昇を開始し、前記スライドが少なくとも所定のスライド位置に到達するまで前記圧力制御を維持し、前記スライドが前記所定のスライド位置に到達した後、又は前記所定のスライド位置に到達してから一定時間経過後に前記位置制御器による位置制御に切り替えることが好ましい。

【発明の効果】

【0029】

本発明によれば、装置の大型化及び高価格化を招くことなく、プレス機械のスライドの上昇工程時にクッションパッドの圧力制御を行うことができ、この圧力制御の期間中にプレス成形を可能にしたため、１プレスサイクルで２回のプレス成形を実現することができ、プレス成形の効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】図１は本発明に係るダイクッション装置の第１の実施形態を示す構成図である

【図2】図２はダイクッション装置におけるダイクッション制御装置の実施形態を示すブロック図である。

【図3】図３はダイクッション装置の制御方法の第１の実施形態を説明するために用いたスライド位置、ダイクッション位置、及びダイクッション力等を示す波形図である。

【図4】図４は図３に示した時点ａ，ｂ，及びｃにおけるダイクッション装置の要部を示す図である。

【図5】図５はダイクッション装置の制御方法の第２の実施形態を示す図である。

【図6】図６は本発明に係るダイクッション装置の第２の実施形態を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下添付図面に従って本発明に係るダイクッション装置及びダイクッション装置の制御方法の好ましい実施形態について詳説する。

【0032】

［ダイクッション装置の第１の実施形態］
図１は本発明に係るダイクッション装置の第１の実施形態を示す構成図である。尚、図１において、プレス機械１００は２点鎖線で示され、ダイクッション装置２００は実線で示されている。

【0033】

図１に示すプレス機械１００は、ベッド１０２、コラム１０４及びクラウン１０６でフレームが構成され、スライド１１０は、コラム１０４に設けられたガイド部１０８により鉛直方向に移動自在に案内されている。スライド１１０は、図示しない駆動手段によって回転駆動力が伝達されるクランク軸１１２を含むクランク機構によって図１上で上下方向に移動させられる。

【0034】

プレス機械１００のベッド１０２側には、スライド１１０の位置を検出するスライド位置検出器１１４が設けられ、クランク軸１１２には、クランク軸１１２の角速度及び角度をそれぞれ検出するクランク軸エンコーダ１１６が設けられている。

【0035】

スライド１１０には上型１２１が装着され、ベッド１０２上（のボルスタ上）には下型１２２が装着されている。

【0036】

上型１２１と下型１２２の間には、ブランクホルダ（皺押え板）２０２が配置され、下側が複数のクッションピン２０４を介してクッションパッド２１０で支持され、上側には材料２０３がセットされる（接触する）。

【0037】

＜ダイクッション装置の構造＞
ダイクッション装置２００は、主としてブランクホルダ２０２と、ブランクホルダ２０２を複数のクッションピン２０４を介して支持するクッションパッド２１０と、クッションパッド２１０を支持し、クッションパッド２１０にダイクッション力を発生させる油圧シリンダ（液圧シリンダ）２２０と、油圧シリンダ２２０に圧油を供給する油圧機械（液圧機械）２５０と、油圧機械２５０を制御するダイクッション制御装置３００とから構成されている。

【0038】

油圧シリンダ２２０及び油圧機械２５０は、クッションパッド２１０を昇降動作させるクッションパッド昇降器として機能するとともに、クッションパッド２１０にダイクッション力を発生させるダイクッション力発生器として機能する。

【0039】

また、油圧シリンダ２２０に対して、油圧シリンダ２２０のピストンロッド２２０ａの伸縮方向の位置を、クッションパッド２１０の昇降方向の位置として検出するダイクッション位置検出器２２４が設けられている。尚、ダイクッション位置検出器は、ベッド１０２とクッションパッド２１０との間に設けるようにしてもよい。

【0040】

次に、油圧シリンダ２２０を駆動する油圧機械２５０の構成について説明する。

【0041】

油圧機械２５０は、油圧ポンプ／モータ（液圧ポンプ／モータ）２５２、油圧ポンプ／モータ２５２の回転軸に接続された電動サーボモータ２５４、電動サーボモータ２５４の駆動軸の角速度（モータ角速度ω）を検出する角速度検出器２５６、及び圧力検出器２５８から構成されている。

【0042】

油圧ポンプ／モータ２５２の一方のポート（吐出口）は、油圧シリンダ２２０のダイクッション圧力発生室（下室）２２０ｂに接続され、他方のポートはタンク２６０に接続されている。

【0043】

油圧シリンダ２２０の下室２２０ｂに作用する圧力は、圧力検出器２５８により検出され、電動サーボモータ２５４の駆動軸の角速度は角速度検出器２５６により検出される。

【0044】

［ダイクッション力制御の原理］
ダイクッション力は、油圧シリンダ２２０の下室２２０ｂの圧力とシリンダ面積の積で表すことができるため、ダイクッション力を制御することは、油圧シリンダ２２０の下室２２０ｂの圧力を制御することを意味する。

【0045】

いま、ダイクッション圧力：Ｐ
サーボモータトルク：Ｔ
電動サーボモータの駆動電流：Ｉ
比例定数：ｋ_ａ、ｋ_２、ｋ_４
とすると、次式が成立する。

【0046】

Ｔ＝ｋ_ａ・Ｉ …（１）
Ｐ＝ｋ_２・Ｔ …（２）
Ｐ＝ｋ_２・ｋ_ａ・Ｉ＝ｋ_４・Ｉ …（３）
（３）式に示すように、ダイクッション圧力Ｐは、電動サーボモータ２５４の駆動電流に比例する。したがって、電動サーボモータ２５４に加える電流Ｉを制御することにより、ダイクッション圧力Ｐを制御することができる。

【0047】

［ダイクッション制御装置］
図２は、ダイクッション装置２００におけるダイクッション制御装置３００の実施形態を示すブロック図である。

【0048】

ダイクッション制御装置３００は、大別してスライド１１０の下降工程の制御器３１０と、上昇工程の制御器３２０とからなり、下降工程の制御器３１０は、主としてダイクッション位置を指令する第１の指令器３１２、ダイクッション圧力を指令する第２の指令器３１４、ダイクッション位置を制御する位置制御器３１６及びダイクッション圧力を制御する圧力制御器３１８を有し、上昇工程の制御器３２０は、主としてダイクッション位置を指令する第１の指令器３２２、ダイクッション圧力を指令する第２の指令器３２４、ダイクッション位置を指令する位置制御器３２６及びダイクッション圧力を指令する圧力制御器３２８を有している。

【0049】

また、ダイクッション制御装置３００は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を有し、スイッチＳＷ１は、下降工程側の位置制御器３１６による位置制御と、下降工程側の圧力制御器３１８による圧力制御とを切り替えるスイッチであり、スイッチＳＷ２は、上昇工程側の位置制御器３２６による位置制御と、上昇工程側の圧力制御器３２８による圧力制御とを切り替えるスイッチである。また、スイッチＳＷ３は、下降工程の制御器３１０による制御と、上昇工程の制御器３２０による制御とを切り替えるスイッチである。

【0050】

尚、下降工程の制御器３１０と上昇工程の制御器３２０とは、物理的に分離しているものに限らず、下降工程と上昇工程とで異なる指令（ダイクッション位置指令、ダイクッション圧力指令）が出力される共通の制御器により構成されたものでもよい。

【0051】

下降工程の制御器３１０及び上昇工程の制御器３２０には、それぞれダイクッション位置検出器２２４により検出されたダイクッション位置（クッションパッド位置）を示すダイクッション位置検出信号と、角速度検出器２５６により検出されたサーボモータ角速度信号と、圧力検出器２５８により検出された圧力検出信号とが入力され、下降工程の制御器３１０及び上昇工程の制御器３２０（ダイクッション制御装置３００）は、これらの入力信号に基づいてダイクッション位置（クッションパッド２１０の位置）を制御するダイクッション位置指令と、ダイクッション圧力を制御するダイクッション圧力指令とを、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を介して切り替えて出力する。

【0052】

＜ダイクッション位置の制御＞
下降工程の制御器３１０の第１の指令器３１２及び上昇工程の制御器３２０の第１の指令器３２２には、位置指令生成における初期値生成用に使用するためにダイクッション位置検出器２２４からダイクッション位置（クッションパッド位置）を示すダイクッション位置検出信号が加えられている。

【0053】

下降工程側の第１の指令器３１２は、主としてクッションパッド２１０を初期位置であるダイクッション待機位置に待機させるために、ダイクッション位置（クッションパッド２１０の位置）を制御するダイクッション位置指令を出力する。

【0054】

上昇工程側の第１の指令器３２２は、主として下死点の位置でクッションパッド２１０を保持し、その後、製品ノックアウト動作を行うとともに、ダイクッション待機位置に待機させるために、ダイクッション位置を制御するダイクッション位置指令を出力する。

【0055】

ダイクッション位置制御状態の場合、下降工程側の位置制御器３１６は、第１の指令器３１２から出力されるダイクッション位置指令とダイクッション位置検出器２２４により検出されるダイクッション位置検出信号とに基づいて電動サーボモータ２５４を制御するための制御信号を出力し、同様に上昇工程側の位置制御器３２６は、第１の指令器３２２から出力されるダイクッション位置指令とダイクッション位置検出器２２４により検出されるダイクッション位置検出信号とに基づいて電動サーボモータ２５４を制御するための制御信号を出力する。

【0056】

位置制御器３１６又は３２６から出力される制御信号は、図１に示すように増幅器３３０を介して電動サーボモータ２５４に出力され、電動サーボモータ２５４の駆動を制御する。電動サーボモータ２５４に駆動軸が接続された油圧ポンプ／モータ２５２は、電動サーボモータ２５４から加えられる駆動トルクにより回転し、油圧シリンダ２２０の下室２２０ｂに圧油を供給し、又は下室２２０ｂから圧油を排出させる。

【0057】

これにより、油圧シリンダ２２０のピストンロッド２２０ａの伸縮方向の位置（即ち、クッションパッド２１０の昇降方向の位置（ダイクッション位置））が制御される。尚、位置制御器３１６、３２６は、角速度検出器２５６により検出される電動サーボモータ２５４の駆動軸の角速度信号を用いて、動的安定性を確保のために電動サーボモータ２５４を速度制御し、クッションパッド２１０の昇降方向の位置制御を行うことが好ましい。

【0058】

また、位置制御器３１６、３２６による位置制御におけるクッションパッド２１０の減速時には、油圧ポンプ／モータ２５２に制動用の、回転方向と反対方向のトルクが作用し、電動サーボモータ２５４が発電機として作用する。電動サーボモータ２５４によって発電された電力は、増幅器３３０（増幅器兼ＰＷＭ制御器）及び電力回生機能付き電源装置３４０を介して交流電源３５０に回生される。これにより、ダイクッション装置２００の省エネルギ化を図ることができる。

【0059】

＜ダイクッション圧力の制御＞
下降工程の制御器３１０の第２の指令器３１４及び上昇工程の制御器３２０の第２の指令器３２４には、スライド位置に応じたダイクッション圧力指令を出力するためにスライド位置検出器１１４により検出されるスライド位置を示すスライド位置検出信号、又はクランク軸エンコーダ１１６の検出信号から演算されるスライド位置を示すスライド位置検出信号が加えられている。

【0060】

本例の場合、第２の指令器３１４、３２４は、後述するようにステップ状のダイクッション圧力指令を出力し、スライド位置検出信号に基づいてダイクッション圧力指令の出力タイミング等を制御している。

【0061】

下降工程の制御器３１０の第２の指令器３１４及び上昇工程の制御器３２０の第２の指令器３２４には、ダイクッション位置に応じたダイクッション圧力指令を出力するためにダイクッション位置検出器２２４からダイクッション位置を示すダイクッション位置検出信号が加えられている。

【0062】

ダイクッション圧力制御状態の場合、下降工程側の圧力制御器３１８は、第２の指令器３１４から加えられるダイクッション圧力指令どおりにダイクッション圧力を制御するために、圧力検出器２５８により検出された油圧シリンダ２２０の下室２２０ｂの圧力を示すダイクッション圧力検出信号を入力し、第２の指令器３１４から出力されるダイクッション圧力指令と圧力検出器２５８により検出されるダイクッション圧力検出信号とに基づいて電動サーボモータ２５４を制御するための制御信号を出力し、同様に上昇工程側の圧力制御器３２８は、第２の指令器３２４から出力されるダイクッション圧力指令と圧力検出器２５８により検出されるダイクッション圧力検出信号とに基づいて電動サーボモータ２５４を制御するための制御信号を出力する。

【0063】

また、圧力制御器３１８、３２８は、角速度検出器２５６により検出される電動サーボモータ２５４の駆動軸の角速度（サーボモータ角速度（ω））を示すサーボモータ角速度信号を入力し、ダイクッション圧力の動的安定性を確保するための角速度フィードバック信号として使用している。

【0064】

また、圧力制御器３１８、３２８は、クランク軸エンコーダ１１６により検出される検出信号より演算されるスライド速度信号を入力し、ダイクッション圧力の補正を行うための角速度フィードバック信号として使用している。

【0065】

圧力制御器３１８、３２８は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２によりダイクッション位置制御状態からダイクッション圧力制御状態に制御が切り替えられると、ダイクッション圧力指令、ダイクッション圧力検出信号、及びサーボモータ角速度信号、及びスライド速度信号を用いて演算したトルク指令を、増幅器３３０を介して電動サーボモータ２５４に出力することでダイクッション圧力を制御する。

【0066】

また、圧力制御器３１８による下降工程における下降時の圧力制御時には、油圧ポンプ／モータ２５２が油圧モータとして作用し、油圧モータとして作用する油圧ポンプ／モータ２５２によって電動サーボモータ２５４が従動して発電機として作用する。また、圧力制御器３２８による上昇工程における停止時の減圧時の圧力制御時には、電動サーボモータ２５４が発電機として作用する。電動サーボモータ２５４によって発電された電力は、増幅器３３０（増幅器兼ＰＷＭ制御器）及び電力回生機能付き電源装置３４０を介して交流電源３５０に回生される。これにより、ダイクッション装置２００の省エネルギ化を図ることができる。

【0067】

本発明は、スライド１１０の下降工程時に下降工程側の圧力制御器３１８によりダイクッション圧力を制御するとともに、上昇工程時に上昇工程側の圧力制御器３２８によりダイクッション圧力を制御可能にし、後述するように１プレスサイクルに２回のプレス成形を行うことができるようにしている。

【0068】

＜ダイクッション装置の制御方法＞
図３及び図４は、それぞれ上記構成のダイクッション装置２００の制御方法の第１の実施形態を示す図である。

【0069】

図３（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれダイクッション位置、スライド位置及びダイクッション位置指令を示す波形図であり、図３（Ａ）は、図３（Ｂ）に示す波形図を縦軸方向に拡大した拡大図である。図３（Ｃ）は、ダイクッション力（圧力）指令及びダイクッション力（圧力）を示す波形図である。

【0070】

また、図４（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ図３に示した時点ａ、ｂ、及びｃにおけるダイクッション装置の要部及び金型（上型１２０、下型１２２）を示す図である。

【0071】

第１の実施形態の上型１２０は、その上部がシリンダ室１２０ｃ内のピストンである可動ダイス１２０ａと、可動ダイス１２０ａを駆動するシリンダブロック１２０ｂとから構成され、シリンダブロック１２０ｂのシリンダ室１２０ｃに圧油が供給可能になっている。また、シリンダブロック１２０ｂには、可動ダイス１２０ａの内側に突出する押圧部１２０ｄが形成されている。この上型１２０（シリンダブロック１２０ｂ）は、スライド１１０に取り付けられる。下型１２２は、中空カップ状の可動ダイス１２０ａ内に挿入される上側に凸のパンチである。

【0072】

本例では、材料２０３はカップ形状に絞り加工される。上型１２０の可動ダイス１２０ａの下面のコーナー部の曲率（Ｒ）、下型１２２のパンチ上面のコーナー部のＲは、深絞り性を助長する為に、十分な大きさが確保されている。

【0073】

サイクル初期（下降工程のスライド１１０が材料２０３にインパクトするまでの期間）、位置制御(1)（下降工程の位置制御）に切り替えられ、クッションパッド２１０は、待機位置（プレス・スライドストロークにおけるダイクッション開始スライド位置）に位置制御される。材料２０３は、待機位置に位置制御されている油圧シリンダ２２０のピストンロッド２２０ａに連動するクッションパッド２１０上に配備されたクッションピン２０４に支持されるブランクホルダ２０２上に保持（セット）されている。

【0074】

スライド１１０の下降工程では、スライド１１０がダイクッション開始スライド位置に到った時点ａで、下降工程の制御器３１０において、スイッチＳＷ１により位置制御器３１６による位置制御(1)から圧力制御器３１８による圧力制御(2)に切り替えられ、ダイクッション圧力を制御するための制御信号がスイッチＳＷ１、ＳＷ３を介して出力され、スライド１１０に装着された上型１２０と、ブランクホルダ２０２に保持された材料２０３と、ボルスタに固定された下型１２２との間で、絞り加工（第１成形）が開始される（図４（Ａ））。

【0075】

この状態では、上型１２０のシリンダ室１２０ｃには高圧の圧油が供給され、可動ダイス１２０ａには、油圧シリンダ２２０による最大作用力より十分に大きな力が作用し、可動ダイス１２０ａは、可動範囲の下限位置に位置している。

【0076】

この時点からプレス下死点に到る過程は、油圧シリンダ２２０の下室２２０ｂの圧力は、第２の指令器３１４から出力される、本絞り成形に必要な所定のダイクッション力に相当する圧力指令（第１圧力指令）に追従すべく、圧力制御される（図３（Ｂ）、（Ｃ）参照）。

【0077】

スライド１１０が下死点に到ると（時点ｂ、図４（Ｂ））、油圧シリンダ２２０の第１圧力指令は０に変更され、油圧シリンダ２２０の下室２２０ｂの圧力は脱圧される。脱圧が完了（圧力が０に近い所定の小さい値に低下）すると、圧力制御器３１８による圧力制御(2)から位置制御器３２６による位置制御(3)に切り替えられ、クッションパッド２１０を下死点（より２ｍｍ小さい位置（図３（Ａ））参照）に位置制御し、油圧シリンダ２２０の下室２２０ｂの圧力は、完全に脱圧される（下死点におけるロッキング作用）。

【0078】

絞り加工（第１成形）が終了した時点の製品形状は、カップ円筒部の上側及び下側のＲが大きい為、全体的に丸みを帯びた形状である（図４（Ｂ）に示す材料２０３の形状参照）。

【0079】

また、スライド１１０が下死点に到ると、プレス機械１００は、スライド１１０を下死点で停止した状態を維持し、可動ダイス１２０ａを下限位置に保持するためにシリンダブロック１２０ｂのシリンダ室１２０ｃに印加している油圧を脱圧する。

【0080】

次に、ダイクッション位置指令を、下死点より２ｍｍ低い位置指令から約４ｍｍ高い位置指令まで徐々に変化させ、位置制御器３２６は、このダイクッション位置指令に基づいて位置制御することにより、クッションパッド２１０のダイクッション位置を下死点より約４ｍｍ高い位置（Ｓｘ）に上昇させる（図３（Ａ）参照）。約４ｍｍは、可動ダイス１２０ａのストロークに相当する。

【0081】

この（下死点より約４ｍｍ上昇する）過程で、可動ダイス１２０ａは、可動範囲のほぼ上限に位置し、シリンダブロック１２０ｂの押圧部１２０ｄと下型１２２とにより挟持された製品は、その縁部がブランクホルダ２０２（可動ダイス１２０ａ）とともに上昇する。製品は、その縁部の上昇により第２成形（圧縮）がなされ、丸みを帯びた製品の角部は徐々に角形状に変化する。

【0082】

ほぼ４ｍｍストロークした時点（本例では下死点より３．７ｍｍ上昇した時点ｃ）で、上昇工程側の位置制御器３２６による位置制御(3)から圧力制御器３２８により圧力制御(4)に切り替えられ、上昇方向への圧力指令（第２圧力指令）に追従させるべく、圧力制御される。これ（製品の形状凍結）により、更に製品の角部が直角形状に近づく（図４（Ｃ））。

【0083】

上記圧力制御(4)を一定時間行った後、油圧シリンダ２２０の第２圧力指令は０に変更され、油圧シリンダ２２０の下室２２０ｂの圧力は脱圧される。脱圧が完了（圧力が０に近い所定の小さい値に低下）すると、上昇工程側の圧力制御器３２８による圧力制御(4)から位置制御器３２６による位置制御(5)に切り替えられ、油圧シリンダ２２０はクッションパッド２１０をその位置（約下死点上４ｍｍ）に保持すべく、位置制御される（４ｍｍ（Ｓｘ）におけるロッキング作用）。

【0084】

その後、スライド１１０は速やかに上昇し（図３（Ａ））、油圧シリンダ２２０に間接的に保持されるブランクホルダ２０２は、スライド１１０が下死点から上昇を開始した後、上型１２０に干渉しないように、所定の時間を待って（位置制御(5)で）上昇する。この時、製品は下型から離脱する（ノックアウトされる）。

【0085】

図５は、上記構成のダイクッション装置２００の制御方法の第２の実施形態を示す図である。

【0086】

図５には、プレスサイクルにおけるスライド位置、ダイクッション位置及びダイクッション力（圧力）を示す波形図が示されており、また、図５（Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｃ）には、スライド１１０のインパクト時、下死点、及び上昇工程における成形時のダイクッション装置２００の要部及び金型（上型１２１、下型１２２）が示されている。

【0087】

本例の上型１２１は、図４に示した上型１２０と構造が異なり、上に閉じた中空カップ状のダイス１２１ａと、パッド１２１ｂを駆動する油圧シリンダ１２１ｃを内蔵したシリンダブロック１２１ｄとが連結されて構成され、油圧シリンダ１２１ｃを駆動することによりダイス１２１ａの内側でパッド１２１ｂを上下動させることができるようになっている。また、下型１２２は、中空カップ状のダイス１２１ａ内に挿入される上側に凸のパンチである。

【0088】

材料２０３は、上型１２１と下型１２２とにより、以下に説明するようにカップ形状に絞り加工される。尚、ダイス１２１ａの下面のコーナー部の曲率（Ｒ）、下型１２２のパンチ上面のコーナー部のＲは、深絞り性を助長する為に、十分な大きさが確保されている。

【0089】

サイクル初期（下降工程のスライド１１０が材料２０３にインパクトするまでの期間）、位置制御（下降工程の位置制御）に切り替えられ、クッションパッド２１０は、待機位置（プレス・スライドストロークにおけるダイクッション開始スライド位置）に位置制御される。材料２０３は、待機位置に位置制御されている油圧シリンダ２２０のピストンロッド２２０ａに連動するクッションパッド２１０上に配備されたクッションピン２０４に支持されるブランクホルダ２０２上に保持（セット）されている。

【0090】

スライド１１０の下降工程では、スライド１１０がダイクッション開始スライド位置に到った時点（図５（Ａ）に示すインパクト時点）で、下降工程の制御器３１０において、スイッチＳＷ１により位置制御器３１６による位置制御から圧力制御器３１８による圧力制御に切り替えられ、ダイクッション圧力を制御するための制御信号がスイッチＳＷ１、ＳＷ３を介して出力され、スライド１１０に装着された上型１２１と、ブランクホルダ２０２に保持された材料２０３と、ボルスタに固定された下型１２２との間で、絞り加工が開始される。

【0091】

この時点からプレス下死点に到る過程は、油圧シリンダ２２０の下室２２０ｂの圧力は、第２の指令器３１４から出力される、本絞り成形に必要な所定のダイクッション力に相当する圧力指令（第１圧力指令）に追従すべく、圧力制御される（図５に示す成形期間（ａ）参照）。

【0092】

図５（Ｂ）に示すようにスライド１１０が下死点に到ると、油圧シリンダ２２０の第１圧力指令は０に変更され、油圧シリンダ２２０の下室２２０ｂの圧力は脱圧される。脱圧が完了（圧力が０に近い所定の小さい値に低下）すると、圧力制御器３１８による圧力制御から位置制御器３２６による位置制御に切り替えられ、油圧シリンダ２２０は、クッションパッド２１０をスライド下死点位置（より１ｍｍ小さい位置）に位置制御され、完全に脱圧される（下死点におけるロッキング作用）。

【0093】

この時点で製品形状は、カップ円筒部の上側および下側のＲが大きい為、全体的に丸みを帯びた形状である（図５（Ｂ）に示す材料２０３の形状参照）。

【0094】

プレス・スライド下死点では、その後、ダイス１２１ａ内を摺動するパッド１２１ｂに下方向の力Ｆ１を作用・保持させるべく、油圧シリンダ１２１ｃが駆動される。これにより、製品の上端部は、パッド１２１ｂから力Ｆ１が作用した状態で、下型１２２のパンチの間に挟まれた状態になる。尚、油圧シリンダ１２１ｃの駆動の詳細な説明はここでは省略する。

【0095】

次に、上昇工程側の位置制御器３２６による位置制御から圧力制御器３２８に切り替えられ、油圧シリンダ２２０の下室２２０ｂは、力Ｆ１より１０％〜２０％程度小さい上方向に力Ｆ２に相当する圧力指令（第２圧力指令）に追従させるべく、圧力制御される。この時点で、ダイクッションは少し（Ｓｘより少ない量）上昇する（製品の上下Ｒ形状部が少し直角形状に近づくように変形する）。

【0096】

スライド１１０の上昇工程の初期には、上記力Ｆ１，Ｆ２が作用した状態で、スライド１１０は微少ストローク量Ｓｘを微速で上昇し、（Ｓｘ上昇した位置で）停止する。尚、Ｓｘは、製品の上下Ｒ形状部が直角形状に変形する為の製品高さ寸法の収縮量である。また、スライド１１０の位置及び速度は、スライド位置検出器１１４により検出されるスライド位置、又はクランク軸エンコーダ１１６により検出されるクランク軸１１２の角度又は角速度に基づいて制御することができるが、ここではその詳細な説明は省略する。

【0097】

スライド１１０が微速で上昇する時、製品の円筒外側面は、微速で上昇する上型１２１のダイス１２１ａ内の側面と製品の外側面間の摩擦力によって上側に引っ張られ、微速で上昇する製品の円筒内側面は、下型１２２のパンチの外側面と製品の内側面間の摩擦力によって下側に引っ張られ、製品上下のＲ形状は微小ストローク間に直角形状へと変形を助長されつつ変形する（図５に示す成形期間（ｂ）参照）。

【0098】

そして、スライド１１０がＳｘ上昇位置で停止中に、製品には上方向から力Ｆ１、下方向から力Ｆ２が作用した状態を一定時間保持し、製品の形状凍結を待つ（図５に示した成形期間（ｃ）参照）。このように（スライド１１０が上昇中に）油圧シリンダ２２０が上昇動作中に、一定の力Ｆ２に相当する（第２圧力指令に追従する）圧力を制御可能なことも本発明の特徴の一つである。

【0099】

スライド１１０の上昇工程中にスライド１１０がスライド位置Ｓｘで一定時間停止した後、力Ｆ２に相当する油圧シリンダ２２０の第２圧力指令は０に変更され、油圧シリンダ２２０の下室２２０ｂの圧力は脱圧される。脱圧が完了（圧力が０に近い所定の小さい値に低下）すると、上昇工程側の圧力制御器３２８による圧力制御から位置制御器３２６による位置制御に切り替えられ、油圧シリンダ２２０はクッションパッド２１０をスライド位置Ｓｘ（より１ｍｍ小さいダイクッション位置）に位置制御される（Ｓｘにおけるロッキング作用）。

【0100】

その後、スライド１１０は速やかに上昇し、油圧シリンダ２２０に間接的に保持されるブランクホルダ２０２は、スライド１１０がスライド位置Ｓｘから上昇を開始した後、上型１２１に干渉しないように所定の時間を待って（位置制御で）上昇する（図５（ｄ）参照)。この時、製品は下型１２２から離脱する（ノックアウトされる）。

【0101】

上記のようにスライド１１０の下降工程時にクッションパッド２１０の圧力制御を行うことにより材料２０３のプレス成形（通常のプレス成形）を可能にするとともに、上昇工程時に通常のクッションパッド２１０の位置制御の他に圧力制御も行うことにより材料２０３のプレス成形（２回目のプレス成形）を可能にし、これにより１プレスサイクルで２回のプレス成形を実現可能にしている。また、上記構成のダイクッション装置２００は、上昇工程において、下降工程時に発生させることができるダイクッション力と同等のダイクッション力を発生させることができる。

【0102】

［ダイクッション装置の第２の実施形態］
図６は本発明に係るダイクッション装置の第２の実施形態を示す構成図である。尚、図１と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【0103】

図６に示すように第２の実施形態のダイクッション装置２００’は、図１に示した第１の実施形態のダイクッション装置２００とは、油圧シリンダ２２０に圧油を供給する油圧機械（液圧機械）２５０’の構成が相違する。

【0104】

即ち、第２の実施形態のダイクッション装置２００’に適用された油圧機械２５０’は、油圧ポンプ／モータ２５２の駆動軸に、第１の実施形態の電動サーボモータ２５４の代わりに、両傾転式可変容量型油圧（液圧）ポンプ／モータ２７０が締結されている。

【0105】

また、両傾転式可変容量型油圧ポンプ／モータ２７０の片側ポートにはアキュムレータ２７２が接続され、アキュムレータ２７２には、インダクションモータ（電動モータ）２７４により駆動される油圧ポンプ（液圧ポンプ）２７６から逆止弁２７８を介して圧油が供給され、略一定圧の圧油が蓄積される。また、アキュムレータ２７２と逆止弁２７８との間にはリリーフ弁２８０が設けられている。リリーフ弁２８０は、アキュムレータ２７２に予期せぬ異常圧力が作用した場合に、圧油をタンク２８２に逃がす役割を果たす。更に、油圧ポンプ２７６と逆止弁２７８との間にはオンロード弁２８４が設けられている。オンロード弁２８４は、アキュムレータ２７２に蓄積された圧油の油圧が所定の下限値以下に低下すると、オンにされ、所定の上限値を越えるとオフにされる弁であり、オンロード弁２８４がオンにされると、インダクションモータ２７４により駆動される油圧ポンプ２７６から逆止弁２７８を介してアキュムレータ２７２に圧油が供給される。

【0106】

いま、ダイクッション圧力：Ｐ
両傾転式可変容量型油圧ポンプ／モータのトルク：Ｔ
両傾転式可変容量型油圧ポンプ／モータの押し退け容積：ｑ
油圧ポンプ／モータの押し退け容積：Ｑ
アキュムレータに蓄積された圧油の油圧：Ｐ_Ｏ
比例定数：ｋ₁、ｋ_２、ｋ_3、ｋ
とすると、次式が成立する。

【0107】

(ｋＰ_Ｏｑ）／２π＝Ｔ →Ｔ＝ｋ₁ｑ …（４）
(ｋＰＱ）／２π＝Ｔ →Ｐ＝ｋ_２Ｔ …（５）
Ｐ＝ｋ₁ｋ_２ｑ＝ｋ₃ｑ …（６）
（６）式に示すように、ダイクッション圧力Ｐは、両傾転式可変容量型油圧ポンプ／モータ２７０の押し退け容積ｑに比例する。したがって、両傾転式可変容量型油圧ポンプ／モータ２７０の押し退け容積ｑ（両傾転式可変容量型油圧ポンプ／モータ２７０の斜板（または斜軸）角）を、ダイクッション制御装置３００により制御することにより、ダイクッション圧力Ｐを制御することができる。

【0108】

また、ダイクッション制御装置３００による位置制御におけるクッションパッド２１０の減速時、又はダイクッション制御装置３００による圧力制御における油圧シリンダ２２０の下室２２０ｂの圧力の減圧時には、油圧ポンプ／モータ２５２に制動用の、回転方向と反対方向のトルクが作用し、両傾転式可変容量型油圧ポンプ／モータ２７０が油圧ポンプとして作用する。油圧ポンプとして作用する両傾転式可変容量型油圧ポンプ／モータ２７０によりアキュムレータ２７２には圧油が供給され、油圧シリンダ２２０の運動エネルギ又は油圧シリンダ２２０の圧油が保有するエネルギは、アキュムレータ２７２に蓄積される圧油として回生される。これにより、ダイクッション装置２００’の省エネルギ化を図ることができる。

【0109】

油圧ポンプ／モータ２５２が油圧モータとして作用し、油圧モータとして作用する油圧ポンプ／モータ２５２によって両傾転式可変容量型油圧ポンプ／モータ２７０が従動して油圧ポンプとして作用する。油圧ポンプとして作用する両傾転式可変容量型油圧ポンプ／モータ２７０によりアキュムレータ２７２には圧油が供給され、油圧シリンダ２２０の運動エネルギ又は油圧シリンダ２２０の圧油が保有するエネルギは、アキュムレータ２７２に蓄積される圧油として回生される。これにより、ダイクッション装置２００’の省エネルギ化を図ることができる。

【0110】

［その他］
尚、上昇工程時に行われるプレス成形は、この実施形態に限定されず種々の成形が考えられ、要は上昇工程時にクッションパッドに加えられたダイクッション力を利用するものであれば、いかなるものでもよい。

【0111】

また、本実施形態では、下降工程時にクッションパッドの位置制御と圧力制御とを切り替えるようにしているが、これに限らず、クッションパッドの圧力制御のみを行うようにしてもよい。この場合、プレスサイクル初期のクッションパッドは、所定の基準面に一定の圧力で当接させ待機させる（圧力制御状態にする）。

【0112】

更に、ダイクッション圧力指令は、ステップ状のダイクッション圧力指令に限らず、ダイクッション位置に応じて段階的に変化し、又はテーパー状に変化するものでもよい。

【0113】

また、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0114】

１００…プレス機械、１１０…スライド、１１４…スライド位置検出器、１１６…クランク軸エンコーダ、１２１…上型、１２２…下型、２００、２００’…ダイクッション装置、２０２…ブランクホルダ、２０３…材料、２０４…クッションピン、２１０…クッションパッド、２２０…油圧シリンダ、２２４…ダイクッション位置検出器、２５０、２５０’…油圧機械、２５２…油圧ポンプ／モータ、２５４…電動サーボモータ、２５６…角速度検出器、２５８…圧力検出器、２７０…両傾転式可変容量型油圧ポンプ／モータ、２７２…アキュムレータ、２７４…インダクションモータ、２７６…油圧ポンプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】