JPH0757432B2 - プレス機械の防振装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固定オリフィスを有す
るピストンと、油を収容するシリンダと、ピストンとシ
リンダとの間に介装されたバネと、を含みプレス機械の
振動を防止するように形成された防振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に、プレス機械１の一般的構成を示
す。同図において、クランク軸６等を格納したクラウン
２とベッド３とは、コラム４を介してタイロッド５で一
体的に固定されている。８はスライドで、クランク軸６
にコンロッド７，７で連結されており、ギブ４Ｇ，４Ｇ
に案内されて上下方向にストローク運動する。このスラ
イド８には上型１０が取付けられ、対応する下型１１は
ボルスタ９に取付けられている。

【０００３】したがって、メーンモータ６Ｍでクランク
軸６を所定方向に回転させれば、スライド８が上下スト
ローク運動して１ストロークで１回のプレス加工を行え
る。ＳＰＭ（１分間当たりのストローク数）が大きい程
にプレス加工回数が増大する。

【０００４】ここに、かかるプレス機械１（ベッド３）
と基礎１５との間には、プレス機械１の防振と基礎１５
への振動・衝撃伝達を遮断するために、防振装置２０が
配設されている。

【０００５】従来の防振装置２０は、図５に示す如く、
ベッド３側にボルト２３で固定取付されたピストン２１
と、このピストン２１を摺動案内するボルト２６で基礎
１５側に固定取付されたシリンダ２４と、両者２１，２
４間に介装された複数のバネ２７とから構成されてい
る。

【０００６】このバネ２７は、主にプレス機械１の全重
量Ｗを担持するとともに衝撃を吸収する。また、シリン
ダ２４内に収納された油２５とこの油２５内を移動する
ピストン２１の下部２１Ｄに設けられた固定オリフィス
（断面積Ａ１が一定の油流路）２２とからなるダンパー
は振動を抑制する。すなわち、全体としてプレス機械１
の衝撃，振動を防止しかつ基礎１５への伝達を遮断でき
るから振動公害を防止できる。

【０００７】ここに、防振装置２０の特性すなわち全固
定オリフィス２２の総断面積Ａ１と全バネ２７の総定数
Ｋとは、プレス機械１の全体重量Ｗ，スライド８のＳＰ
Ｍ等に応じて慎重に吟味され決定されている。特に、共
振範囲を逸脱するように定められる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一層の
高速加工，１台のプレス機械１で種々のプレス加工を行
いたいとの多様化に伴い、防振装置２０の特性をいかに
慎重に吟味決定しても所期の防振効果を発揮できないと
いう事態が多々に生じている。

【０００９】すなわち、プレス機械１の振動要因つまり
振動を誘発したり、固有振動数を変化させたりする要因
は、スライド８のストローク数（ＳＰＭ），上型１０の
重量（Ｗｕ）等々と非常に多岐に及ぶから、その一つが
設定変更されても、プレス機械１側の振動発生態様が変
化してしまうからである。特に、加工態様の増大と高速
加工要請に伴うストローク数ＳＰＭの広範囲内での設定
変更は、図６に示す如く、共振点での振幅の増大，また
ストローク数の増加に伴う振幅の増大等に大きな影響と
なって現れる。

【００１０】本発明の目的は、プレス機械側の振動要因
の変化に対応させて防振特性を追従調整できるプレス機
械の防振装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、プレス機械の
構造および運転態様の実際から、例えば金型交換による
重量変化は全体重量に対して非常に小さいので荷重担持
特性はバネで適応できるが、例えばスライドのストロー
ク数設定変更等による振動周波数乃至振動モードに対す
るダンパーの抑振特性が追従できなくなる場合が多いこ
とに着目し、固定オリフィスからなるダンパーに加えて
可変オリフィスとこの可変オリフィス特性を振動要因変
化に基づいて追従調整する駆動手段，補正制御手段等と
を設け、プレス機械の広範囲の振動特性変化を吸収して
完全な防振を行える構成とし、前記目的を達成するもの
である。

【００１２】すなわち、本発明は、固定オリフィスが設
けられたピストンと、油を収容するとともにピストンを
摺動可能に案内するシリンダと、ピストンとシリンダと
の間に介装されたバネとを含み形成されプレス機械と基
礎との間に配設される防振装置において、前記ピストン
に前記固定オリフィスに並列配設された油流路とこの油
流路の断面積を調整可能に装着された弁体とから形成さ
れた可変オリフィスと、該弁体を該断面積を拡縮する方
向に移動変位させる駆動手段と、スライドストローク
数，上型重量等の振動要因と振動要因変化に対して防振
するために最適な該可変オリフィスの断面積とを対応記
憶する補正データ記憶手段と、振動要因が変化したとき
に補正データ記憶手段に記憶されている対応断面積を検
索しかつ当該断面積を確立するように駆動手段をコント
ロールする補正制御手段と、を設けたことを特徴とす
る。

【００１３】

【作用】上記構成による本発明では、プレス機械の基準
振動要因に対して最適な固定オリフィス特性とバネ定数
とを決めておき、これをベースとして振動要因が変化し
たときにその振動を防止するに最適な可変オリフィスの
断面積と当該振動要因とを対応させて補正データ記憶手
段に予め記憶させておく。ここで、プレス運転準備中あ
るいはプレス運転中に補正制御指令を行うと、制御手段
は振動要因の変化に伴ってこれに対処するに最適な断面
積を補正データ記憶手段から検索し、その断面積を確立
するように駆動手段をコントロールする。すなわち、駆
動手段は弁体を移動変位して可変オリフィスを形成する
油流路を拡縮するように駆動する。

【００１４】よって、可変オリフィスの特性を追従制御
することにより、固定オリフィス特性をベースとした全
体のオリフィス特性を補正できるから、ＳＰＭの設定変
更やプレス運転中の設定切替等があっても完全な防振が
図れる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。本防振装置２０は、基本構成（２１，２４，２
７）が従来例（図５）と同じとされ、かつ可変オリフィ
ス３０と駆動手段４０と補正データ記憶手段（６３）と
補正制御手段（６１，６２）とを設け、プレス機械１の
振動要因の変化に応じて可変オリフィス３０の特性を自
動追従制御して全体としてダンパー特性を補正し、完全
な防振が図れる構成とされている。

【００１６】なお、図５に示す従来例と共通する構成要
素については同一の符号を付し、その説明は簡略または
省略する。

【００１７】まず、可変オリフィス３０は、図１に示す
如く、ピストン２１の下部２１ＤにＬ字形状に曲った油
流路３１とこの油流路３１の断面積Ａ２を拡縮調整可能
に装着された弁体３２とからなる。すなわち、固定オリ
フィス２２と可変オリフィス３０とからダンパー効果を
発揮させる全体オリフィスを形成し、その総断面積（Ａ
１＋Ａ２）を可変オリフィス３０の断面積Ａ２を拡大，
縮小してオリフィス特性を調整しようとするものである
から、油流路３１は固定オリフィス２２と油流通的に並
列配設されている。

【００１８】一方、弁体３２は、油流路３１を完全遮断
する遮断部３２Ｖと断面積Ａ２の拡縮調整用ポート部３
２Ｐとからなり、さらに、ポート部３２Ｐの上部にはピ
ストン部３２Ｃが設けられている。そして、弁体３２
は、ピストン２１に穿孔された細長穴２１ｈ内に摺動可
能に装着され、常態にあっては遮断部３２Ｖがスプリン
グ３３で油流路３１を完全遮断するように付勢されてい
る。この場合の弁体３２は、細長穴２１ｈ内の上端面２
１Ｅで上下方向の位置が拘束される。

【００１９】したがって、この弁体３２をスプリング３
３の付勢力に抗して、図１で下方に移動変位させれば、
ポート部３２Ｐによって油流路３１の断面積Ａ２を拡縮
調整できること明白である。

【００２０】次に、この弁体３２を移動変位させる駆動
手段４０は、図１，図２に示すようにこの実施例の場
合、油圧シリンダ装置４１とピエゾアクチュエータ５１
とピエゾ駆動回路５３とから形成されている。

【００２１】この油圧シリンダ装置４１は、ピストン２
１内に形成された大穴２１ＬＨの下方に設けられたシリ
ンダ２１Ｈとこのシリンダ２１Ｈ内に摺動可能に装着さ
れた駆動ピストン４２とからなり、シリンダ室４３内の
油を連通孔２１Ｏを通して弁体３２のピストン部３２Ｃ
を押下げる方向に供給可能に形成されている。

【００２２】また、ピエゾアクチュエータ５１は、高電
圧を注入・放出することにより軸線方向（図１で上下方
向）に伸長収縮するいわゆるピエゾ電気効果を発揮する
もので、駆動ピストン４２の内穴４２Ｈ内に嵌挿され、
その上端部はピストン２１にボルト４６で固定された押
え板４５に係止されている。

【００２３】したがって、ピエゾアクチュエータ５１と
一体的な駆動ピストン４２の常態位置は、スプリング４
４の付勢力によってピエゾアクチュエータ５１が押え板
４５に当接された図１に示された状態となる。

【００２４】一方、ピエゾ駆動回路５３は、図２に示す
如く、高圧電源装置５４と、伸長信号ＳＬによってピエ
ゾアクチュエータ５１に電荷注入を行って伸長（図１で
駆動ピストン４２を押下げる方向）させる電荷注入回路
５５と、収縮信号ＳＳによってピエゾアクチュエータ５
１から電荷放出させ収縮させる電荷放出回路５６とから
なり、電荷注入回路５５と電荷放出回路５６とは図１，
図２に示すケーブル５２でピエゾアクチュエータ５１に
接続されている。

【００２５】次に、補正データ記憶手段は、振動要因変
化に対して防振するために最適な可変オリフィス３０の
断面積Ａ２ｉとその振動要因とを対応記憶する手段で、
この実施例では図２に示すＲＡＭ６３から形成されてい
る。振動要因は、多種に及ぶが、この実施例では最も影
響が大きくかつ説明簡素化をも兼ねて、スライドストロ
ーク数ＳＰＭと上型重量Ｗｕとの２種とされ、要因設定
手段７０を形成するＳＰＭ設定器７１と上型重量設定器
７２でセットされる。

【００２６】すなわち、ＲＡＭ６３には、設定されたＳ
ＰＭとＷｕとに最適な可変オリフィス３０（３１）の断
面積Ａ２ｉがマトリックステーブル（補正データ）とし
て記憶される。但し、断面積Ａ２ｉは、弁体３２の位置
つまりピエゾアクチュエータ５１の伸縮量を、この実施
例では伸長信号ＳＬおよび収縮信号ＳＳの電圧レベルと
して、記憶させている。

【００２７】なお、補正データは、ＳＰＭとＷｕとを変
数として断面積Ａ２ｉを求める演算式〔Ａ２ｉ＝ｆ（Ｓ
ＰＭ，Ｗｕ）〕を図２のＲＯＭ６２に記憶させておき、
設定入力されたＳＰＭｉとＷｕｉとに変化があったとき
に、ＣＰＵ６１で演算することにより当該断面積Ａ２ｉ
を求め、この断面積Ａ２ｉから伸長信号ＳＬまたは収縮
信号ＳＳを決定するように構成して実施することもでき
る。

【００２８】また、振動要因たるＳＰＭ，Ｗｕは、各設
定器７１，７２でセットするのでなく、例えばＳＰＭの
場合、メーンモータ（６Ｍ）の回転数検出器あるいはメ
ーンモータ（６Ｍ）の回転数を切替設定する速度設定器
から、自動検出するように構築してもよい。

【００２９】続いて、補正制御手段６０は、図２に示す
如く、本プレス機械１の全体を駆動制御する駆動制御盤
（６０）の構成要素（ＣＰＵ，ＲＯＭ）とそれらの持つ
機能とを兼用して構築されている。すなわち、補正制御
手段６０は、ＲＯＭ６２に格納された図３に示す補正制
御プログラムと、これを実行するＣＰＵ６１とからな
る。

【００３０】また、ＣＰＵ６１は入力ポート６４を介し
て入力された振動要因（ＳＰＭ，Ｗｕ）をＲＡＭ６３に
一時記憶する機能も有し、また伸長信号ＳＬおよび収縮
信号ＳＳを出力ポート６５を介してピエゾ駆動回路５３
に出力する機能も発揮する。

【００３１】なお、この実施例では、当該プレス機械１
の基準的運転（ＳＰＭｓ，Ｗｕｓ）時において、可変オ
リフィス３０を形成する油流路３１の断面積Ａ２がその
半分（Ａ２／２）となるようにピエゾアクチュエータ５
１を伸長させておき、振動要因（ＳＰＭｉ，Ｗｕｉ）が
変化した場合に、それを基準としてピエゾアクチュエー
タ５１を伸長・収縮するものとされている。

【００３２】このため補正データ記憶手段（６３）に記
憶させる補正データは、基準的運転（ＳＰＭｓ，Ｗｕ
ｓ）に対して所定レベルの伸長信号ＳＬとされ、この場
合のピエゾアクチュエータ５１の長さＬｓよりもさらに
伸長させる方向については一段と高レベルの伸長信号Ｓ
Ｌが、それよりも収縮させる方向に対しては収縮信号Ｓ
Ｓが当該ＳＰＭｉ，Ｗｕｉに対応させて記憶されてい
る。

【００３３】つまり、本防振装置は、上記基準的運転
（ＳＰＭｓ，Ｗｕｓ）において総断面積Ａ１の固定オリ
フィス２２と総断面積Ａ２の１／２とされた可変オリフ
ィス３０とが働き、当該振動を吸収するように構成され
ていると理解される。

【００３４】次に、この実施例の作用を説明する。プレ
ス運転準備段階で、ＳＰＭ設定器７１と上型重量設定器
７２とを用いて基準的運転状態におけるスライドストロ
ーク数ＳＰＭｓと上型重量Ｗｕｓとをセットすると、Ｃ
ＰＵ６１はこれをＲＡＭ６３に一時記憶する。

【００３５】すると、ＣＰＵ６１は、補正データ記憶手
段としてのＲＡＭ６３から基準的プレス運転時における
振動要因ＳＰＭｓ，Ｗｕｓに対応する伸長信号ＳＬを読
出して、ピエゾ駆動回路５３に出力する。したがって、
電荷注入回路５５は、高圧電源装置５４からの高電圧を
注入してピエゾアクチュエータ５１を伸長させる。

【００３６】すなわち、図１の駆動ピストン４２をスプ
リング４４の付勢力に抗して押下げる。すると、シリン
ダ室４３内の油が連通路２１Ｏを通して流れ込み、弁体
３２をスプリング３３の付勢力に抗して下方に押下げ
る。ここに、弁体３２のポート部３２Ｐが油流路３１の
断面積Ａ２をその１／２とするから、防振装置全体とし
ては、固定オリフィス２２と１／２可変オリフィス３０
との組合せによるダンパー効果を発揮する。

【００３７】したがって、バネ２７との協働により、基
準的運転（ＳＰＭｓ，Ｗｕｓ）時のプレス機械１の振動
を抑制し、その衝撃と振動とを基礎１５に伝達すること
なく、円滑なプレス運転ができる。

【００３８】次に、プレス運転中にメーンモータ（６
Ｍ）の回転数を切替えて、スライドストローク（ＳＰ
Ｍ）を設定変更した場合を考える。

【００３９】ＳＰＭ設定器７１で基準的ＳＰＭｓよりも
大きな（小さな）ＳＰＭｉを入力すると、ＣＰＵ６１は
これをＲＡＭ６３に一時記憶する、とともにＳＰＭが変
化したことを認識する（図３のＳＴ１０）。また、上型
重量設定器７２からの上型重量Ｗｕｉ（この場合には、
変化がない。）もＲＡＭ６３に記憶する。

【００４０】ここに、補正制御手段としてのＣＰＵ６１
は、そのＳＰＭｉとＷｕｉとをＲＡＭ６３から読取りす
る（ＳＴ１１，１２）、とともに補正データ記憶手段と
してのＲＡＭ６３から、当該プレス運転時の振動を吸収
するに最適な可変オリフィス３０の特性つまり油流路３
１の断面積Ａ２ｉに相当する伸長信号ＳＬｉまたは収縮
信号ＳＳｉを検索（ＳＴ１３）し、ピエゾ駆動回路５３
に出力する（ＳＴ１４）。

【００４１】伸長信号ＳＬが入力されると、電荷注入回
路５５がピエゾアクチュエータ５１にさらに電荷を注入
して駆動ピストン４２つまり弁体３２を一段と下方に押
下げる。したがって、油流路３１の断面積Ａ２ｉは拡大
され、可変オリフィス３０の特性を補正する。

【００４２】一方、収縮信号ＳＳが入力されると、電荷
放出回路５６がピエゾアクチュエータ５１に注入されて
いた電荷を当該信号ＳＳのレベルに応じて放出する。し
たがって、駆動ピストン４２はスプリング４４で図１で
上方に押戻され、かつ弁体３２もスプリング３３で上方
に押上げられる。つまり、油流路３１の断面積Ａ２ｉが
縮小され、可変オリフィス３０の特性を逆方向に補正す
る。

【００４３】かくして、設定入力された振動要因（ＳＰ
Ｍｉ，Ｗｕｉ）の変化に応じて当該プレス運転時の振動
を吸収するに最適なダンパー効果を発揮できる。

【００４４】しかして、この実施例によれば、可変オリ
フィス３０と駆動手段（４１，５１，５３）と補正デー
タ記憶手段（６３）と補正制御手段（６１，６２）とを
設け、ダンパー効果を固定オリフィス２２と可変オリフ
ィス３０との協働により発揮させかつ可変オリフィス３
０の特性を振動要因（ＳＰＭｉ，Ｗｕｉ）の変化に応じ
て自動調整する構成とされているので、プレス運転態様
が変化しても当該振動を正確かつ円滑に抑制・吸収でき
る。したがって、基礎１５への振動公害を防止しつつプ
レス機械１の高速化，多様化運転を行える。

【００４５】また、可変オリフィス３０は、ピストン２
１に設けられた油流路３１とこの断面積Ａ２を調整する
弁体３２とから形成されているので、構造簡単で安定し
た動作が確約される。

【００４６】また、駆動手段４０は、シリンダ装置４１
とピエゾアクチュエータ５１とピエゾ駆動回路５３とか
ら構成され、ピエゾアクチュエータ５１の伸長・収縮に
より弁体３２を移動変位させるように形成されているの
で、可変オリフィス３０の特性を迅速かつ高精度で補正
できる。

【００４７】また、駆動手段４０をピエゾアクチュエー
タ５１の小さな伸縮量で油流路３１の断面積Ａ２を広範
囲に調整できるものと構成されているので、機械部分
（４１，５１）をピストン２１内に組込め、全体を非常
にコンパクトとすることができる。

【００４８】また、補正データ記憶手段がＲＡＭ６３、
補正制御手段がＣＰＵ６１，ＲＯＭ６２から構成されて
いるので、可変オリフィス３０の特性を迅速に振動要因
変化に応じて自動追従補正できるので、プレス運転態様
に即応して常に完全な防振ができる。

【００４９】なお、可変オリフィス３０，駆動手段４
０，補正データ記憶手段（６３），補正制御手段（６
１，６２）の各構成は、上記開示例に限定されず、要旨
を変更しない範囲内において適宜に選択して実施するこ
とができる。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、ピストン，シリンダ，
バネとからなる油圧固定オリフィス型の防振装置に、可
変オリフィスと駆動手段と補正データ記憶手段と補正制
御手段とを設け、可変オリフィスの特性を振動要因の変
化に応じて自動追従補正する構成とされているので、振
動要因に係るスライドストロークや上型重量を変更した
各種各様のプレス運転においても、常に完全な防振を達
成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の主に機械的要部を説明するた
めの縦断面図である。

【図２】同じく、主に電子・電気的構成を説明するため
のブロック図である。

【図３】同じく、動作を説明するためのフローチャート
である。

【図４】本発明および従来例のプレス機械を説明するた
めの正面図である。

【図５】従来の防振装置を説明するための縦断面図であ
る。

【図６】従来例の問題点を説明するための図である。

【符号の説明】

１ プレス機械 ３ ベッド ６ クランク軸 ６Ｍ メーンモータ ８ スライド ９ ボルスタ １０ 上型 １１ 下型 １５ 基礎 ２０ 防振装置 ２１Ｏ 連通路 ２１ ピストン ２２ 固定オリフィス ２４ シリンダ ２５ 油 ２７ バネ ３０ 可変オリフィス ３１ 油流路 ３２ 弁体 ３２Ｐ ポート部 ３３ スプリング ４０ 駆動手段 ４１ 油圧シリンダ装置（駆動手段） ４２ 駆動ピストン ４３ シリンダ室 ４４ スプリング ５１ ピエゾアクチュエータ（駆動手段） ５２ ケーブル ５３ ピエゾ駆動回路（駆動手段） ５４ 高圧電源装置 ５５ 電荷注入回路 ５６ 電荷放出回路 ６０ 補正制御手段 ６１ ＣＰＵ（補正制御手段） ６２ ＲＯＭ（補正制御手段） ６３ ＲＡＭ（補正データ記憶手段） ６４ 入力ポート ６５ 出力ポート ７０ 設定手段 ７１ ＳＰＭ設定器 ７２ 上型重量設定器 ＳＬ 伸長信号 ＳＳ 収縮信号 ＳＰＭ スライドストローク数 Ｗｕ 上型重量

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定オリフィス（２２）が設けられたピ
   ストン（２１）と、油（２５）を収容するとともにピス
   トン（２１）を摺動可能に案内するシリンダ（２４）
   と、ピストンとシリンダとの間に介装されたバネ（２
   ７）とを含み形成されプレス機械と基礎との間に配設さ
   れる防振装置（２０）において、 前記ピストン（２１）に前記固定オリフィス（２２）に
   並列配設された油流路（３１）とこの油流路の断面積
   （Ａ２）を調整可能に装着された弁体（３２）とから形
   成された可変オリフィス（３０）と、 該弁体（３２）を該断面積（Ａ２）を拡縮する方向に移
   動変位させる駆動手段（４０）と、 スライドストローク数（ＳＰＭ），上型重量（Ｗｕ）等
   の振動要因と振動要因変化に対して防振するために最適
   な該可変オリフィス（３０）の断面積（Ａ２）とを対応
   記憶する補正データ記憶手段（６３）と、 振動要因が変化したときに補正データ記憶手段（６３）
   に記憶されている対応断面積（Ａ２ｉ）を検索しかつ当
   該断面積を確立するように駆動手段（４０）をコントロ
   ールする補正制御手段（６１，６２）と、 を設けたことを特徴とするプレス機械の防振装置。