JPS6127601B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、負荷圧力の変動に応じて差圧分だけ
常に大きくなるようにポンプ圧を調節する油圧プ
レス装置に関する。

〔従来の技術〕

フエライトやセラミツクス等の粉末の湿式成形
は成形プレス中で押圧ピストンを定速で駆動しな
がら行う。例えばフエライト粉末の場合、成形は
ピストンにより定速（毎秒0.1〜0.5mm）で押圧し
ながら、濾過過程、圧密過程及び圧力保持過程を
経て行う。濾過過程においては、フエライト粉末
中の水分が除去されるので、ピストンが定速駆動
されても負荷圧力はほとんど上昇しない。水分の
除去がほぼ完了すると、粉末の圧密過程に入る。
ここではピストンによる押圧に応じて粉末の密度
は上昇し、負荷圧力も上昇する。粉末の圧密が完
了すると負荷圧力を短時間最高値に保持し、成形
サイクルを終了する。フエライト粉末の湿式成形
は通常１〜３分間要するが、そのうち濾過過程は
約３分の２、圧密過程は約３分の１、圧力保持過
程は数秒である。

従来、かかる負荷圧力上昇カーブを描くような
油圧成形に対して、第４図に示すような油圧回路
が用いられる。油圧ポンプ１はモータ２により駆
動され、吐出流量は一定である。作動油は流量制
御弁３を経て、油圧シリンダー５とピストン６と
を有するアクチユエータ４に送給される。定速成
形の場合、流量制御弁３を通過する作動油を一定
にする必要があるので、流量制御弁３は両端の圧
力差が大きくなるに従つて絞りが大きくなるよう
に制御されている。流量制御弁３により一定の流
量に調節された作動油によりピストン６は定速駆
動され、成形加工が行われる。油圧ポンプから出
る作動油の圧力はリリーフ弁７により定圧P₀に保
持され、またアクチユエータ４にかかる負荷圧力
P₁の最高値はリリーフ弁８により設定されてい
る。

なおリリーフ弁７にはオン−オフロード弁９が
設けられており、無負荷のときはリリーフ弁７を
開放している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような油圧回路を用いてフエライトやセラ
ミツクスの湿式成形を行うと、ポンプ圧力P₀と負
荷圧力P₁との関係は第５図に示すようになる。第
５図において、ポンプ圧力（P₀）曲線と負荷圧力
（P₁）曲線とにより形成される傾斜部分はエネルギ
ー損失を表す。成形に利用されなかつたエネルギ
ーは作動油の温度上昇という形で消費される。こ
れは過剰の作動油がリリーフ弁７から排出される
際に発熱するからである。作動油の温度が上昇す
ると粘度が低下し、各種バルブや油圧シリンダー
４からの作動油の漏れが大きくなる。このため、
油圧プレスの加圧能力が低下する。

油圧プレスのエネルギー損失を低減するために
負荷圧力P₁を上げ成形時間を短縮することも考え
られるが、負荷圧力P₁の上昇には限界がある。こ
れは負荷圧力P₁を上昇しても濾過は迅速に行なわ
れず、かえつてピストン６のパツキン等の破損を
招くからである。従つて、粒径１μｍのフエライ
ト粒子の湿式成形の場合では成形時間は最低約40
秒もかかり、0.7μｍの粒径となると約200秒もか
かるのが現実であつた。このためポンプ圧力P₀を
一定とする方式ではどうしても大きなエネルギー
損失は避けられなかつた。

本発明の目的は、かかる問題点に鑑み、油圧プ
レスのエネルギー損失を極力小さくし、もつて安
定な加圧状態を得る成形用油圧プレス装置を提供
することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の成形用油圧プレス装置は、吐出流量の
一定な油圧ポンプと、成形用アクチユエータと、
油圧ポンプとアクチユエータとの間に設けられ、
作動油の流量を調節する流量制御弁と、負荷圧力
を検出し、ポンプ圧力が次式： P₀（ｔ）＝P₁（ｔ）＋△Ｐ （ただし、P₀（ｔ）およびP₁（ｔ）はそれぞれ時
間の関数で表わしたポンプ圧力及び負荷圧力であ
り、△Ｐは流量制御弁の流量が一定となるのに要
する最小の差圧である。） により表わされる値となるように制御する装置と
を有することを特徴とする。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図を参照にして説明す
る。第４図の装置と対応する部分に対しては同一
の番号を使用する。なおここでは定速成形の場合
について説明する。

油圧ポンプ１はモータ２により駆動され、作動
油は流量制御弁３を経て油圧シリンダー５及びピ
ストン６を有するアクチユエータ４に送給され
る。流量制御弁３は両端の圧力差が増大すると絞
りが大きくなるように制御されており、常に一定
の流量を流す。これによりピストン６は定速駆動
される。アクチユエータ４にかかる負荷圧力P₁の
最高値P₁maxはリリーフ弁８により設定される。
流量制御弁３により作動油の圧力は差圧の分だけ
低下するが、この差圧はアクチユエータの速度制
御のために必要である。なお油圧ポンプ１は吐出
流量が一定であり、負荷が０の場合はポンプ圧は
最小であり、負荷の増大とともにポンプ圧が上昇
する性質を有する。

本発明の要点であるポンプ圧力P₀を制御する装
置は、本実施例においては、リリーフ弁７と比例
電磁圧力制御弁１０とを具備する。比例電磁圧力
制御弁１０は電気信号に応じて電磁的にリリーフ
弁７を調節し、ポンプ圧P₀を電気信号に比例して
制御するものである。具体的な制御方式は第２図
に示す通りである。まず負荷圧力P₁を圧力変換器
ピツクアツプで検出して電気信号に変換する。こ
の電気信号を増幅した後、制御系に入れる。制御
系は負荷圧力P₁の信号から次式により所望のP₀を
与える信号を作る。

P₀（ｔ）＝P₁（ｔ）＋△Ｐ ここで負荷圧力P₁及びポンプ圧力P₀は時間の関
数として表わされており、P₀（ｔ）はP₁（ｔ）よ
り差圧△Ｐだけ大きく設定される。差圧△Ｐはエ
ネルギー損失の防止の観点からはできるだけ小さ
いことが望ましいが、余り小さ過ぎると流量制御
弁３を流れる作動油の流量が不安定となる。従つ
て、差圧△Ｐは流量制御弁３の流量が安定して一
定となるのに要する最小の値に設定する。フエラ
イト粉末の湿式成形の場合、△Ｐは約10Kg/cm²で
ある。この△Ｐの値は油圧ポンプ１の出力が140
Kg/cm²や210Kg/cm²と異なつていても、実質的に変
わらない。P₀とP₁との関係は第３図に示す通りで
ある。

上記実施例においては、ポンプ圧制御はリリー
フ弁７を調節する装置として比例電磁圧力制御弁
１０を設けることにより行なつているが、リリー
フ弁７を設けることなく比例電磁圧力制御弁１０
単独で制御することも可能である。

また流量制御弁３の流量を可変とする定速でな
い成形に対しても本発明の装置を利用することが
できる。この場合、具体的には濾過速度を許容範
囲内で上昇させるように、濾過過程では流量制御
弁３の流量が増大する。しかしそれでも濾過過程
は十分長く、全成形工程で数十秒もかかるので、
P₁とP₀との差を最小とするのがエネルギー節約の
上から必要である。このような場合の圧力制御も
同様に圧力制御弁１０によりP₀（ｔ）＝P₁（ｔ）＋
△Ｐとなるように行う。

なお、以上において湿式成形の場合について説
明したが、本発明の油圧プレス装置はこれに限ら
ず負荷圧力P₁が第３図のように変動するとともに
成形時間の比較的長い全てのプレスに適用可能で
ある。

〔効果〕

本発明のポンプ圧制御により、エネルギー損失
は△Ｐ×加圧成形時間（Ｔ）となり、最小とな
る。このような油圧プレス装置は、最高負荷圧力
P₁maxに達するまで比較的長時間低い負荷圧力が
続く系統（例えばフエライトやセラミツクスの湿
式成形）に対して、特に有利である。

エネルギー損失の顕著な減少により、作動油の
温度上昇を有効に防止できる。それに伴い、作動
油のリーフ増による圧力低下や加圧状態の変動も
防止することができ、最小のエネルギーで安定し
た成形を行うことができる。

また、本発明の油圧プレス装置はポンプ側のリ
リーフ弁によるポンプ圧力の制御を行つているの
で、装置全体の構成が簡単であり、かつ圧力の過
度の上昇のような事故のおそれが全くないという
利点も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の油圧プレス装置の
概略図、第２図は第１図の油圧プレス装置におけ
るポンプ圧制御のチヤート図、第３図は第１図の
装置のポンプ圧及び負荷圧力を示す図、第４図は
従来の油圧プレス装置の概略図、及び第５図は第
４図の装置のポンプ圧および負荷圧力を示す図で
ある。 １……油圧ポンプ、３……流量制御弁、４……
アクチユエータ、７，８……リリーフ弁、１０…
…比例電磁圧力制御弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 吐出流量の一定な油圧ポンプと、成形用アク
   チユエータと、前記油圧ポンプと前記アクチユエ
   ータとの間に設けられ作動油の流量を調節する流
   量制御弁と、負荷圧力を検出し、ポンプ圧力が次
   式： P₀（ｔ）＝P₁（ｔ）＋△Ｐ （ただし、P₀（ｔ）及びP₁（ｔ）はそれぞれ時間
   の関数で表わしたポンプ圧力及び負荷圧力であ
   り、△Ｐは前記流量制御弁の流量が一定となるの
   に要する最小の差圧である） により表わされる値となるように制御する装置と
   を有する成形油圧プレス装置。