特許 7035066 サーボ液圧プレス

(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】

(24)【登録日】2022-03-04

(45)【発行日】2022-03-14

(54)【発明の名称】サーボ液圧プレス

(51)【国際特許分類】

   B30B 15/16 20060101AFI20220307BHJP

   B30B 15/20 20060101ALI20220307BHJP

【ＦＩ】

B30B15/16 D

B30B15/20 C

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019541887

(86)(22)【出願日】2017-10-18

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2019-11-07

(86)【国際出願番号】 EP2017076616

(87)【国際公開番号】W WO2018073308

(87)【国際公開日】2018-04-26

【審査請求日】2020-09-25

(31)【優先権主張番号】16194420.2

(32)【優先日】2016-10-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】519140899

【氏名又は名称】オートメーション、プレス・アンド・トゥーリング、エーピー・アンド・ティー・アーベー

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】特許業務法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】カールソン、ミカエル

(72)【発明者】

【氏名】カールソン、トーマス

【審査官】石田 宏之

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１２／０５５５７９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００２－１７８２００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－１５６０１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５６－０５９００５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５５－００５１３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１５３１０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２１４５１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ３０Ｂ １５／１６

Ｂ３０Ｂ １５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液圧シリンダ、
少なくとも二つのサーボモータ（４）、及び
前記液圧シリンダに加圧流体を供給するための少なくとも二つのポンプ（３）を含み、各サーボモータは、少なくとも一つのポンプを駆動し、
前記サーボモータは、可変速度で動作可能であること、かつ
少なくとも一つの第１サーボモータ及び少なくとも一つの第１ポンプは、少なくとも一つの第２サーボモータ及び少なくとも一つの第２ポンプに対して反対方向に動作可能であり、
加圧流体の供給は閉ループ供給であることを特徴とする
板金成形用のサーボ液圧プレス（１）。

【請求項2】

各サーボモータ（４）及び／又はポンプ（３）は、二つの方向に動作可能である、請求項１に記載のサーボ液圧プレス（１）。

【請求項3】

前記サーボモータ（４）はリラクタンスモータである、請求項１又は２に記載のサーボ液圧プレス（１）。

【請求項4】

少なくとも一つの制御バルブ（２）をさらに備える、請求項１から３までのいずれか１項に記載のサーボ液圧プレス（１）。

【請求項5】

前記少なくとも一つの制御バルブ（２）は、手動で動作される、請求項１から４までのいずれか１項に記載のサーボ液圧プレス（１）。

【請求項6】

前記少なくとも一つの制御バルブ（２）は、自動的に動作される、請求項１～４のいずれかに記載のサーボ液圧プレス（１）。

【請求項7】

板金成形用のサーボ液圧プレス（１）の液圧シリンダを制御する方法であって、
各サーボモータ（４）によってそれぞれ駆動される少なくとも二つのポンプ（３）によって液圧シリンダに加圧流体を閉ループ供給で供給する工程、
前記サーボモータを可変速度で動作させる工程、及び
少なくとも一つの第２サーボモータ及び少なくとも一つの第２ポンプに対して反対方向に、少なくとも一つの第１サーボモータ及び少なくとも一つの第１ポンプを動作させる工程
を含む方法。

【請求項8】

少なくとも一つの制御バルブ（２）の使用によって、前記流体の流れを制御する工程をさらに含む、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記少なくとも一つの制御バルブ（２）を制御する工程は、手動操作によるものである、請求項７～８のいずれか１項に記載の方法。

【請求項10】

前記少なくとも一つの制御バルブ（２）を制御する工程は、自動操作によるものである、請求項７～８のいずれか１項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【発明の概要】

【0001】

技術分野
本開示は、サーボ液圧プレス、特に板金をプレスするためのプレスに関する。

【0002】

背景
板金加工の分野では、金属を所望の形状にプレスする必要がある場合がある。これを達成する一般的な方法は、サーボ液圧プレスを使用することである。

【0003】

これらの種類のプレスにおいて、液圧プレス内の圧力を調整することが時には望ましい。圧力を調整する一般的な方法は、プレス内の加圧流体の流れを制御するためのサーボモータの使用によるものである。

【0004】

これらの種類のプレスに関する特定の問題は、モータ及びポンプを低速で動作させるときに生じるモータ及びポンプへの損傷である。従って、その構成要素に損傷を与えることなく低速で動作させることができるサーボ液圧プレスが必要とされている。

【0005】

概要
本発明の目的は、現在の装置に関して述べられた欠点を軽減する改善された解決策を提供することである。

【0006】

本発明は、添付の独立請求項によって定義され、実施形態は、従属請求項、以下の説明、及び添付の図面に示される。

【0007】

本発明の第１態様によれば、液圧シリンダ、少なくとも二つのサーボモータ、及び液圧シリンダに加圧流体を供給するための少なくとも二つのポンプを備える、板金成形用のサーボ液圧プレスが提供される。各サーボモータは、少なくとも一つのポンプを駆動する。サーボモータは、可変速度で動作可能であり、少なくとも一つの第１サーボモータ及びその関連する少なくとも一つの第１ポンプは、少なくとも一つの第２サーボモータ及びその関連する少なくとも一つの第２ポンプに対して反対方向に動作可能である。

【0008】

この構成により、ポンプ又はモータに損傷を与えることなくサーボ液圧プレスを低速で動作させることができる。第１モータを一つの方向に、そして少なくとも第２モータを別の方向に動作させることは、一つの方向における第１モータの動作が反対方向における他の一つのモータ又は複数のモータの動作を打ち消すか又は減少させるので、総圧力及び速度が減少され得ることを意味し、その結果の速度は、二つの反対方向の速度間の差である。各液圧ポンプの出力圧力は一定であり得る一方、モータの速度は液圧ポンプの出力流体流を制御し得る。それにより、液圧シリンダへの、結果として生じる流体流を制御することができる。

【0009】

例示の実施形態において、サーボ液圧プレスは、第１液圧ポンプを駆動する一つの第１サーボモータと、第２液圧ポンプを駆動する一つの第２サーボモータとを備える。第１サーボモータは、第１方向に動作可能であり、第２サーボモータは、前記第１方向と反対の第２方向に動作可能である。それにより、第１液圧ポンプは、前記第１方向に動作可能であり、第２液圧ポンプは、前記第２方向に動作可能である。共に液圧シリンダに流体流を提供する二つの液圧ポンプによって提供される、統合流体流は、それによって、各液圧ポンプによって提供される流体流よりも低くなり得る。第１液圧ポンプは、例えば、第１方向に３００リットル／分の流体流を液圧シリンダに供給することができる。第２液圧ポンプは、同時に第２方向に２００リットル／分の流体流を供給することができる。それにより、結果として液圧シリンダへの１００リットル／分の流体流を提供することができる。

【0010】

各液圧ポンプの流体の流れ及び方向は、対応するサーボモータの方向及び速度によって提供することができる。

【0011】

各サーボモータの方向及び速度は、制御ユニットによって制御することができる。制御ユニットは、液圧シリンダの所望の動作に基づいて、サーボモータの方向及び速度を制御するように構成することができる。制御は、各サーボモータに直接、又はサーボモータの動作を制御するために各サーボモータに提供され得るサーボモータ駆動ユニットを介して、各サーボモータに制御信号を提供するように構成され得る。それにより、制御ユニットは、第１速度で第１方向に動作するように第１サーボモータに制御信号を供給し、第２速度で第２方向に動作するように第２サーボモータに制御信号を供給し得る。二つのサーボモータ間の速度差と、サーボモータによって駆動される液圧ポンプから生じる液圧とを提供するために、第１速度と第２速度とは異なり得る。

【0012】

一つの実施形態によると、各サーボモータ及び／又はポンプは、二つの方向に動作可能であり得る。両方向に動作可能である各サーボモータは、モータがどの方向に動作されているかの間の変動を可能にし、それによって、全てのポンプの寿命が実質的に等しくなるようにモータの動作が調整され得る。

【0013】

液圧プレスが動作しているとき、低速での圧力調整は必要ないかもしれない。それによって、サーボモータは、圧力調整が必要とされるまで同じ方向に動作され得る。シリンダが作動していないが特定の圧力を維持するために必要な場合は、圧力調整が必要になる場合がある。次に、少なくとも第１モータ、及びこのモータに対応する一つ又はそれ以上のポンプは、他のサーボモータ及び対応するポンプに対して反対方向に動作し得る。

【0014】

別の実施形態によると、加圧流体の供給は閉ループ供給であり得る。閉ループは、液圧シリンダ内の内部バルブによって構成される。内部バルブでは、加圧流体はシリンダの作動状態に応じて上部チャンバと下部チャンバとの間で輸送される。プレスを行うためにシリンダを金属シートの方へ動かすと、内部バルブは閉じられ得、ポンプが加圧流体を下部チャンバから上部チャンバへ輸送し、それにより力が発生しかつ作業工具を備えたシリンダが板金に対して押圧される。プレス後、バルブは開き得、流体は上部チャンバから下部へ逆方向に輸送され、それにより加圧流体を閉ループ内に維持する。

【0015】

別の実施形態によると、サーボモータはリラクタンスモータであり得る。リラクタンスモータであるサーボモータは、高効率及び高トルク密度を有する同期モータを可能にする。少なくとも二つのサーボモータのうち、第１サーボモータがモータとして機能し、第２サーボモータが発電機として機能してもよい。

【0016】

別の実施形態によると、サーボ液圧プレスは少なくとも一つの制御バルブをさらに備えることができる。システムを洗浄するため、又は動作上の安全性のレベルを上げるために制御バルブを使用することができる。

【0017】

別の実施形態において、少なくとも一つの制御バルブは手動で動作させることができる。さらなる実施形態において、少なくとも一つの制御バルブは自動的に動作させることができる。制御バルブは、自動的又は手動で動作させることができる。制御バルブの数もまた、動作方法に依存し得る。

【0018】

本発明の第２態様によれば、少なくとも二つのポンプによって液圧シリンダに加圧流体を供給する工程、それぞれ少なくとも一つのポンプを駆動するために少なくとも二つのサーボモータを使用する工程、サーボモータを可変速度で動作させる工程、及び少なくとも一つの第２サーボモータ及び少なくとも一つの第２ポンプに対して反対方向に、少なくとも一つの第１サーボモータ及び少なくとも一つの第１ポンプを動作させる工程、を含む板金成形用のサーボ液圧プレスの液圧シリンダを制御する方法が提供される。

【0019】

この構成により、低すぎる動作速度に起因するポンプへの損傷を生じさせないように、十分な速度でモータとポンプを動作させながら、サーボ液圧プレスを低速で動作させることができる。

【0020】

各モータシャフトは、一つ又はそれ以上のポンプに接続され得る。少なくとも二つのモータのうち、第１はモータとして機能し得、第２は発電機として機能し得る。モータの可変速度は、プレスが動作モードにあるかアイドルモードにあるかに応じて速度を調整するのに役立ち得る。

【0021】

少なくとも二つのポンプ及びモータを備えることによって、少なくとも一つの第１モータ及び第１モータシャフト上の対応する一つのポンプ又は複数のポンプは、少なくとも第２モータ及びその対応する一つのポンプ又は複数のポンプに関して反対方向に動作し得、これは、ポンプ及びモータがより高速で動作している間、サーボ液圧プレスを低速で動作させることを可能にする。結果として生じる速度は、二つの対向する速度の間の差であるため、モータ及び対応するポンプの反対方向は、より低い合計速度をもたらし得る。

【0022】

プレスが動作モードにあるとき、モータは、プレスの動作のために十分に高い速度及び圧力を達成するように同じ方向に動作することができる。

【0023】

例示の実施形態において、サーボ液圧プレスは、第１液圧ポンプを駆動する一つの第１サーボモータと、第２液圧ポンプを駆動する一つの第２サーボモータとを備える。第１サーボモータは、第１方向に動作可能であり、第２サーボモータは、前記第１方向と反対の第２方向に動作可能である。それにより、第１液圧ポンプは、前記第１方向に動作可能であり、第２液圧ポンプは、前記第２方向に動作可能である。共に液圧シリンダに流体流を提供する二つの液圧ポンプによって提供される、統合流体流は、それによって、各液圧ポンプによって提供される流体流よりも低くなり得る。

【0024】

各液圧ポンプの出力圧力は一定であり得る一方、モータの速度は液圧ポンプの出力流体流を制御し得る。それにより、液圧シリンダへの、結果として生じる流体流を制御し得る。各液圧ポンプの流体流及び方向は、対応するサーボモータの方向及び速度によって提供され得る。

【0025】

別の実施形態において、方法は、少なくとも一つの制御バルブの使用による流体の流量を制御する工程をさらに含み得る。システムを洗浄するため、又は動作上の安全性のレベルを上げるために、制御バルブの使用により流量を制御する必要があるかもしれない。

【0026】

別の実施形態において、方法は手動操作によって少なくとも一つの制御バルブを制御する工程を含み得る。方法は自動操作によって少なくとも一つの制御バルブを制御する工程をさらに含み得る。操作方法に応じて、制御バルブを自動的に又は手動で操作することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

本発明の現時点で好ましい実施形態を示す添付の図面を参照しながら、本発明のこの態様及び他の態様をより詳細に説明する。

【0028】

【図1】図１は、サーボ液圧プレスの概略図を示す。

【図2a】図２ａは、開位置にある内部バルブの概略図を示す。

【図2b】図２ｂは、閉位置にある内部バルブの概略図を示す。

【0029】

詳細な説明
本発明は、添付の図面を参照して以下により十分に説明される。図面において、同様の番号は同様の要素を指す。

【0030】

本発明によるサーボ液圧プレス１を、図１に概略的に例示する。サーボモータ４ａ、４ｂは、ポンプ３ａ、３ｂを駆動する。モータはリラクタンスモータである。制御バルブ２は、システムを洗浄し、手動又は自動制御によりシステムに安全性を付加すするために使用される。シリンダは、上部シリンダ６と下部シリンダ７とを備える。下部シリンダの一端は、板金を加工するための加工物が固定される領域８を備える。プレスが作動モードにあるとき、シリンダは方向Ｄに動かされ、加工物を板金に向かって下げる。シリンダは、流体が閉ループシステム内にあるように流体の流れを制御する内部バルブ５を備える。図１において、内部バルブ５は開位置で例示されている。

【0031】

サーボモータ４ａ、４ｂは、ポンプ３ａ、３ｂを駆動し、反対方向にかつ可変速度で動作することができる。プレスがアイドルモードにあるとき、第１モータ及び第１モータシャフト上の対応する一つのポンプ又は複数のポンプは、第２モータ及びその対応する一つのポンプ又は複数のポンプに関して反対方向に動作する。モータが反対方向に動作しているとき、第１モータはモータとして働き得、第２モータは発電機として働き得、第１モータからの流れと圧力によって駆動される。反対方向における動作は、結果として生じる速度が二つの対向する速度間の差であるため、ポンプ及びモータがより高速で動作される間に、サーボ液圧プレスが低速で動作されることを可能にする。すなわち、反対方向に動作する二つの液圧シリンダの結果として生じる流体流が低下するので、液圧シリンダへの、結果として生じる流体流は、各液圧シリンダからの流体流よりも低くなり得る。一方の液圧ポンプからの流体流は、反対方向に動作している他方の液圧ポンプからの流体流の一部を打ち消す。

【0032】

プレスが動作しているとき、第１及び第２モータは、動作に十分な圧力を達成するように同じ方向に動作する。

【0033】

液圧システムは、圧力操作を調整するための内部バルブを備える閉システムである。図２ａ及び２ｂは、図２ａでは開位置にあり、図２ｂでは閉位置にある液圧プレス１内の内部バルブ５を示す。開位置では、加圧流体は上部チャンバ９から下部チャンバ１０に流れる。シリンダが作動して特定の位置にあるとき、バルブは、図２ｂで説明するように閉位置に移動される。閉位置では、加圧流体はポンプ３ａ、３ｂを使用して下部チャンバ１０から上部チャンバ９に輸送され、したがって板金がプレスによって成形されるようにシリンダが移動する方向Ｄに力を発生させて加える。作業が完了すると、バルブを開位置に戻し、加圧流体は上部チャンバ９から下部チャンバ１０に輸送される。

【0034】

図面及び明細書において、本発明の好ましい実施形態及び実施例が開示されており、特
定の用語が使用されているが、それらは一般的かつ説明的な意味でのみ使用され、限定の
目的ではなく、本発明の範囲は下記の請求項に記載されている。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ 液圧シリンダ、
少なくとも二つのサーボモータ（４）、及び
前記液圧シリンダに加圧流体を供給するための少なくとも二つのポンプ（３）を含み、各サーボモータは、少なくとも一つのポンプを駆動し、
前記サーボモータは、可変速度で動作可能であること、かつ
少なくとも一つの第１サーボモータ及び少なくとも一つの第１ポンプは、少なくとも一つの第２サーボモータ及び少なくとも一つの第２ポンプに対して反対方向に動作可能であることを特徴とする
板金成形用のサーボ液圧プレス（１）。
［２］ 各サーボモータ（４）及び／又はポンプ（３）は、二つの方向に動作可能である、［１］又は［２］に記載のサーボ液圧プレス（１）。
［３］ 加圧流体の供給は閉ループ供給である、［１］から［２］までのいずれか１項に記載のサーボ液圧プレス（１）。
［４］ 前記サーボモータ（４）はリラクタンスモータである、［１］から［３］までのいずれか１項に記載のサーボ液圧プレス（１）。
［５］ 少なくとも一つの制御バルブ（２）をさらに備える、［１］から［４］までのいずれか１項に記載のサーボ液圧プレス（１）。
［６］ 前記少なくとも一つの制御バルブ（２）は、手動で動作される、［１］から［５］までのいずれか１項に記載のサーボ液圧プレス（１）。
［７］ 前記少なくとも一つの制御バルブ（２）は、自動的に動作される、［１］～［５］のいずれかに記載のサーボ液圧プレス（１）。
［８］ 板金成形用のサーボ液圧プレス（１）の液圧シリンダを制御する方法であって、
各サーボモータ（４）によってそれぞれ駆動される少なくとも二つのポンプ（３）によって液圧シリンダに加圧流体を供給する工程、
前記サーボモータを可変速度で動作させる工程、及び
少なくとも一つの第２サーボモータ及び少なくとも一つの第２ポンプに対して反対方向に、少なくとも一つの第１サーボモータ及び少なくとも一つの第１ポンプを動作させる工程
を含む方法。
［９］ 少なくとも一つの制御バルブ（２）の使用によって、前記流体の流れを制御する工程をさらに含む、［８］に記載の方法。
［１０］ 前記少なくとも一つの制御バルブ（２）を制御する工程は、手動操作によるものである、［８］～［９］のいずれか１項に記載の方法。
［１１］ 前記少なくとも一つの制御バルブ（２）を制御する工程は、自動操作によるものである、［８］～［９］のいずれか１項に記載の方法。

【図1】

【図2a】

【図2b】