1.構成
 以下、本発明の実施の形態について図面を� ��照して説明する。

  1-1.プレス機械1の全体構成
 図1はプレス機械1の構成を示す模式図であ� �。このプレス機械1は、スライド2と、ボルス タ3と、上型4および下型5と、スライド駆動機 構6と、ダイクッション装置7とを備える。

 スライド2は、上下方向に移動可能に設け られている。ボルスタ3は、スライド2の下方� ��配置されており、スライド2と対向している 。スライド駆動機構6はスライド2の上方に配� ��されており、スライド2を昇降させる。上型 4は、スライド2の下部に取り付けられている� ��下型5はボルスタ3の上部に取り付けられて� �る。ボルスタ3及び下型5には上下方向に貫通 する複数の孔が設けられており、これらの孔 には、後述する複数のクッションピン8が挿� �される。スライド駆動機構6は、スライド2を 昇降させ、上型4を下型5に押し付ける。これ� ��より、上型4と下型5との間に配置された加� �対象部材(以下、「ワーク9」と呼ぶ)が所望� �形状にプレス加工される。ダイクッション� �置7は、スライド2に対する押付力を生じさせ る装置である。

  1-2.ダイクッション装置7の構成
 以下、図1~図3に基づいて、ダイクッション� ��置7の構成について詳細に説明する。図2は� �イクッション装置7の模式図である。図3はダ イクッション装置7の上面図である。ダイク� �ション装置7は、複数のクッションピン8と、 ブランクホルダ10と、クッションパッド11と� �緩衝装置12と、支持部13と、駆動部14と、各� �の検出部15~17(図5参照)と、制御部18(図5参照)� ��を備える。

 図1に示すように、クッションピン8は、� �ルスタ3及び下型5に設けられた孔に上下方向 に移動可能に挿入されている。クッションピ ン8の上端はブランクホルダ10に当接している 。また、クッションピン8の下端は、クッシ� �ンパッド11に当接している。

 ブランクホルダ10は、上型4の下方に配置� ��れている。ブランクホルダ10は、上型4が下� ��5に近接するように下方に移動した際に、ワ ーク9を介して上型4に押圧されるように配置� ��れている。

 クッションパッド11は、スライド2からの� ��を受ける部材であり、ボルスタ3の下方に配 置されたベッド9内に設けられている。クッ� �ョンパッド11は、ベッド9内において上下方� �に移動可能に設けられている。なお、ベッ� �9の内壁面間にはビーム6が設けられており、 ビーム6によってダイクッション装置7が支持� ��れている。図3に示すように、クッションパ ッド11の各側面とその各側面に対向するベッ� ��9の内壁面との間には複数のガイド19が設け� ��れている。ガイド19は、互いに係合する一� �のインナーガイド19aとアウターガイド19bと� �有している。インナーガイド19aはクッショ� �パッド11の各側面に設けられている。アウタ ーガイド19bはベッド9の内壁面に設けられて� �る。ガイド19はクッションパッド11を上下方� ��に案内する。なお、図3においては、複数の ガイド19のうちの1つにのみ符号を付して、他 のガイド19の符号は省略している。

 図2に示すように、緩衝装置12は、クッシ� ��ンパッド11と支持部13との間で衝撃を緩和さ せる装置であり、シリンダ21と、ピストン22� �、油圧回路24(図4参照)とを有する。

 シリンダ21は、クッションパッド11の下部 に取り付けられている。シリンダ21は、下方� ��に開口した形状を有しており、開口内部の� ��井面には上方に向けて凹んだ凹部21aが設け� ��れている。

 ピストン22はシリンダ21の内部に摺動可能 に収容される。また、ピストン22は上方に突� ��した凸部22aを有しており、ピストン22の凸� �22aはシリンダ21の凹部21aに挿入される。シリ ンダ21とピストン22との間には、円環状の油� �室23が形成される。この油圧室23の軸心は、� ��述するロッド45及びボールねじ46の軸心と一 致している。油圧室23には衝撃緩和用の油が� ��填されている。

 油圧回路24の構成を示す概略図を図4に示� ��。油圧回路24は、油圧室23に接続されており 、油圧室23との間で、油の供給と排出とを自� ��に行うことができる。

 油圧回路24は、アキュムレータ31と、第1� �リーフバルブ32と、オリフィス33と、冷却器3 4と、第2リリーフバルブ40と、圧力センサ35と 、複数の流路36~39とを有する。

 アキュムレータ31は、第1流路36を介して� �圧室23と接続されている。

 第1リリーフバルブ32は、第1流路36に設け� ��れており、第1流路36の油圧すなわち油圧室2 3の油圧が所定の第1リリーフ圧以上である場� ��に開かれる。第1リリーフ圧は、上型4とワ� �ク9とが接した際に油圧室23に作用する油圧� �よって第1リリーフバルブ32が開かれるよう� �設定されている。

 オリフィス33は、第1流路36から分岐した� �2流路37に設けられている。なお、第2流路37� �は、可変絞り弁41と逆止弁42とが設けられて� ��り、第1流路36側への油の逆流が防止されて� ��る。

 冷却器34は、第1流路36から分岐した第3流� ��38に設けられている。第3流路38は、第1流路3 6の油圧室23側とは反対側において第2流路37と 接続されている。冷却器34は、オリフィス33� �通過して温度が上昇した油を冷却する。な� �、第3流路38には、可変絞り弁43と逆止弁44と� ��設けられており、第1流路36の油圧室23側か� �冷却器34に油が流れることが防止されている 。

 第2リリーフバルブ40は、第1流路36から分� ��した第4流路39に設けられている。第4流路39� ��、第1流路36と反対側において油タンクと接� ��されている。第2リリーフバルブ40は、油圧� ��23の油圧が所定の第2リリーフ圧以上である� ��合に開かれる。第2リリーフ圧は、上述した 第1リリーフ圧よりも高い圧力に設定されて� �る。第2リリーフバルブ40は、油圧室23の油圧 が過剰に高くなった場合に開かれることによ り、クッションパッド11に過剰な荷重が加え� ��れることを防止することができる。なお、� ��2リリーフバルブ40が作動するとプレス機械1 は非常停止する。また、復帰する際には、図 示しない油圧供給手段から油圧回路24に油が� ��給される。

 圧力センサ35は、第1流路36の油圧、すな� �ち、油圧室23の油圧を検出する。

 図2に示す支持部13は、クッションパッド1 1を支持する部分であり、ロッド45を有してい る。ロッド45の上端は、ピストン22の下端に� �接している。ロッド45の上端には球面状の当 接面が形成される。ロッド45の上端が球面形� ��であることにより、仮にクッションパッド1 1が傾いたとしても、ロッド45全体には軸方向 の力のみが働く。このような構造によって偏 心荷重によるロッド45の損傷が防止される。� ��ッド45の下端はボールねじ46のねじ部46aの上 端に接続される。

 駆動部14は、ボールねじ46と、大プーリー 47と、小プーリー48と、サーボモータ49とを有 する。

 ボールねじ46は、ねじ部46aとナット部46b� �を有する。ねじ部46aはナット部46bに螺合さ� �ている。ねじ部46aの上端は、ロッド45の下端 と接続されている。ナット部46bの下端は大プ ーリー47の上端に接続されている。また、ナ� ��ト部46bは、ビーム6に対してベアリングなど で軸支されている。小プーリー48はサーボモ� ��タ49の回転軸に接続されている。大プーリ� �47と小プーリー48にはベルト50が巻架されて� �り、互いの動力を伝達可能となっている。

 サーボモータ49は回転軸を有し、電流の� �給によって回転軸が正逆回転する。サーボ� �ータ49に電流が供給され回転軸が回転すると 、小プーリー48が回転する。小プーリー48の� �転はベルト50を介して大プーリー47に伝達さ� ��、これにより、大プーリー47が回転する。� �プーリー47はナット部46bに接続されているた め、大プーリー47の回転と共にナット部46bが� ��転する。ナット部46bが回転すると、ねじ部4 6aがナット部46bに沿って上下方向に直線的に� ��動する。これにより、ロッド45が上下方向� �移動し、ピストン22、油圧室23、シリンダ21� �共にクッションパッド11が昇降する。このよ うに、サーボモータ49は、支持部13を昇降さ� �ることによりクッションパッド11を昇降させ る。

 図5に示すように、各種の検出部15~17には� ��第1速度検出部15、第2速度検出部16、位置検� ��部17がある。

 第1速度検出部15は、スライド2の速度を検 出する。

 第2速度検出部16は、支持部13の速度を検� �する。第2速度検出部16は、例えば、サーボ� �ータ49の回転軸の周囲に設けられたエンコー ダであり、サーボモータ49の回転速度を検出� ��る。

 位置検出部17は、クッションパッド11の位 置を検出する。位置検出部17は、例えば、ク� ��ションパッド11とベッド9との間に設けられ� ��リニアスケールであり、クッションパッド1 1の昇降位置を検出する。

 これらの検出部15~17によって検出された� �報は、検出信号として制御部18に送られる。

 制御部18は、サーボモータ49への供給電流 を制御することによって、サーボモータ49を� ��御する。制御部18は、サーボモータ49を制御 することによって、クッションパッド11の位� ��および速度を制御する。また、制御部18は� �クッションパッド11からスライド2に加えら� �る押付力を制御する。制御部18によって実行 されるダイクッション装置7の制御について� �後に詳細に説明する。

 2.ダイクッション装置7の動作
  2-1.クッションパッド11の動作
 図6はスライド2とクッションパッド11の動作 を示す図であり、時間の経過に伴うスライド 2とクッションパッド11の位置の変化を示して いる。図6において、破線L1は、スライド2の� �置の変化を示しており、実線L2はクッション パッド11の位置の変化を示している。

 まず、時点t1からt2までの間は、クッショ ンパッド11の予備加速が行われる。この予備� ��速では、上型4とワーク9とが接する際の衝� �を緩和するためにクッションパッド11を予め 下方に移動させる。この予備加速の間は、制 御部18において位置フィードバック制御が行� ��れており、クッションパッド11の位置検出� �が予め設定された位置パターンに追従する� �うにクッションパッド11の位置が制御される 。クッションパッド11はその制御内容に応じ� ��下降する。なお、位置フィードバック制御� ��内容については後に詳述する。

 時点t2では上型4とワーク9とが接する。な お、以下の説明において「衝突時」というと きは、上型4とワーク9とが接した時点t2を意� �するものとする。時点t2からt3までの間はス� ��イド2とクッションパッド11とが一体となっ� ��下降し、ワーク9がプレス加工される。この 間は制御部18で圧力フィードバック制御が行� ��れており、油圧室23の油圧の検出値が予め� �定された圧力パターンに追従するようにク� �ションパッド11に加えられる荷重が制御され る。クッションパッド11はその制御内容に応� ��て下降する。なお、圧力フィードバック制� ��の内容については後に詳述する。

 時点t3でスライド2とクッションパッド11� �下死点に達する。時点t3からt4までの間はス� ��イド2とクッションパッド11が一体となって� ��助リフトストロークD1だけ上昇する。

 時点t4からt5までの間、クッションパッド 11はロッキングし上昇動作を一旦停止する。� ��して、時点t5でクッションパッド11は再び上 昇動作を開始する。

 なお、時点t3からt5までの間は、制御部18� ��位置フィードバック制御が行われ、クッシ� ��ンパッド11の位置検出値が予め設定された� �置パターンに追従するように、クッション� �ッド11の位置が制御される。クッションパッ ド11はその制御内容に応じて上昇する。

  2-2.緩衝装置12の動作
 スライド2が下方に移動することにより上型 4がワーク9に接触すると、スライド2からの力 が上型4、ワーク9、ブランクホルダ10、クッ� �ョンピン8を介してクッションパッド11に伝� �される。このとき、油圧室23に充填された油 はクッションパッド11に瞬間的に作用する力� ��吸収する。このため、衝突時にクッション� ��ッド11がスライド2から受ける瞬間的な荷重� ��、緩衝装置12によって緩和される。以下、� �の場合の緩衝装置12の動作について説明する 。

 上型4とワーク9とが接触する直前には、� �ッションパッド11および支持部13は、上述し� ��ように予備加速により共に下方に移動して� ��る。そして、上型4とワーク9とが接触して� �クッションパッド11にスライド2からの荷重� �作用すると、クッションパッド11は支持部13� ��対して相対的に下方に移動する。これによ� ��、油圧室23が圧縮され、油圧室23内の油が油 圧回路24に送られる。

 図4を参照して、油圧回路24に送られた油� ��、第1流路36を通り、アキュムレータ31に送� �れる。これにより、アキュムレータ31は、支 持部13に対するクッションパッド11の相対変� �に応じた反力を緩衝装置12において生じさせ る。また、油圧回路24に送られた油は、第2流 路37を通り、オリフィス33を通過する。これ� �より、オリフィス33は、支持部13に対するク� ��ションパッド11の相対速度に応じた反力を� �衝装置12において生じさせる。その結果、ク ッションパッド11には、アキュムレータ31に� �る反力とオリフィス33による反力との合力が 荷重として作用する。なお、アキュムレータ 31に蓄えられた油は、時点t4後の荷重が抜け� �ときに油圧室23に戻される。

 アキュムレータ31による荷重の時間に対� �る変化の一例を図7(a)に示す。このアキュム� ��ータ31は、比較的低いバネ定数を有してお� �、荷重の立ち上がりは遅いが、オーバーシ� �ートすることなく目標荷重まで単調増加し� �いる。

 また、オリフィス33による荷重の時間に� �する変化の一例を図7(b)に示す。衝突時初期� ��おいては、上型4とワーク9との接触により� �較的大きな相対速度が生じる。このため、� �突初期においては、オリフィス33による荷重 は大きな値を示し、その後、直ぐにゼロに収 束する。

 上述したように、クッションパッド11に� �、アキュムレータ31による荷重とオリフィス 33による荷重との合力が作用する。従って、� ��ッションパッド11に作用する荷重の時間に� �する変化は、図8に示すような波形になる。� ��の荷重の変化では、荷重の立ち上がりが非� ��に早く、且つ、立ち上がり後は荷重が迅速� ��安定する。

 3.ダイクッション装置7の制御
 次に、制御部18によって実行されるダイク� �ション装置7の制御について図5に基づいて説 明する。制御部18は、圧力指令演算部61、圧� �制御部62、速度差指令部63、速度制御部64、� �置指令演算部65、位置制御部66、制御切換部6 7を有しており、これらの各部の機能により� �以下に示す圧力フィードバック制御と位置� �ィードバック制御とを選択的に実行する。� �お、図5は、制御部18によって実行されるフ� �ードバック制御を示す制御ブロック図であ� �。

  3-1.圧力フィードバック制御
 まず、圧力フィードバック制御について説� ��する。

 圧力指令演算部61は、時間とクッション� �ッド11に生ずる圧力(以下、「クッション圧� �と呼ぶ)との所望の対応関係を示す圧力パタ� ��ンを記憶している。圧力指令演算部61は、� �力パターンを用いて時間に対応するクッシ� �ン圧を求め、圧力制御信号Spとして出力する 。

 一方、油圧室23の油圧が圧力センサ35で検 出され、その値は、圧力フィードバック信号 Spfとして出力される。そして、圧力制御信号 Spの値から圧力フィードバック信号Spfの値が� ��算され、圧力補正信号Spcが生成される。圧� ��制御部62は圧力補正信号Spcに基づいてサー� �モータ49の適切な速度を求め、モータ速度制 御信号Sr1として出力する。

 また、スライド2の速度が第1速度検出部15 によって検出され、その値はスライド速度信 号Ssvとして出力される。そして、モータ速度 制御信号Sr1の値にスライド速度信号Ssvの値が 加算されて、モータ速度指令信号Sr2が生成さ れる。

 一方、支持部13の速度が第2速度検出部16� �よって検出され、その値は、速度フィード� �ック信号Srfとして出力される。そして、モ� �タ速度指令信号Sr2の値から速度フィードバ� �ク信号Srfの値が減算され、第1速度補正信号S c1が生成される。

 次に、速度差指令部63から速度差指令信� �Svcが出力され、第1速度補正信号Sc1の値から� ��度差指令信号Svcの値が減算されて、第2速度 補正信号Sc2が生成される。ここで、速度差指 令信号Svcは、スライド2の速度と支持部13の速 度との間に所定の速度差が生じるようにサー ボモータ49を制御するための信号である。具� ��的には、速度差指令部63は、図9に示すよう� ��、速度差パターンを記憶しており、速度差� ��令部63は、速度差パターンを用いて時間に� �応する速度差を求め、速度差指令信号Svcと� �て出力する。

 この速度差パターンは、衝突時以降の所� ��の第1時点においてピークとなり、第1時点� �降は時間の経過に応じて減少するように変� �する。この速度差パターンの形状は、図10に 示す理想減衰力(ハッチングを付した部分参� �)に対応している。図10において、破線L3は衝 突時におけるクッションパッド11の目標荷重� ��示しており、実線L4は、衝突時において緩� �装置12のアキュムレータ31によって生じる荷� ��の変化を示している。すなわち、理想減衰� ��は、目標荷重とアキュムレータ31による荷� �との差である。そして、上記の速度差パタ� �ンは、緩衝装置12のオリフィス33による減衰� ��が理想減衰力と一致するように設定される� ��

 例えば、速度差パターンは、以下の式で� ��せる。

 ここで、Vc:速度差指令値、t:時刻、h:ピー ク高さ、B:時定数、τ:時間遅れ、である。な� ��、衝突時から時間τだけ遅れた時点を原点� �している。

 また、上記のh,B,τは、衝突速度v、押付力 F,アキュムレータ31の初期体積V0、アキュムレ ータ31の初期圧P0、成型サイクル数SPMの関数� �して以下のように与えられる。

 ここで、衝突速度vは、スライド2のクッ� �ョンパッド11に対する衝突時の相対速度であ る。押付力Fは、クッションパッド11からスラ イド2に与えられる力である。アキュムレー� �31の初期体積V0は、衝突前におけるアキュム� ��ータ31内のガスの体積である。アキュムレ� �タ31の初期圧P0は、衝突前におけるアキュム� ��ータ31内のガスの圧力すなわちアキュムレ� �タ31内の油の圧力である。成型サイクル数SPM は、単位時間(例えば1分間)当たりの成型回数 すなわち単位時間当たりのスライド2の往復� �である。

 図5に戻り、第2速度補正信号Sc2は、速度� �御部64に出力される。速度制御部64では第2速 度補正信号Sc2に基づいてサーボモータ49への� ��切な供給電流値が求められ、供給電流Iとし てサーボモータ49に供給される。これにより� ��サーボモータ49はクッションパッド11を駆動 し、クッションパッド11はスライド2に対して 上向きの押付力を発生させながら下降する。 これにより、設定されたクッション圧が得ら れる。

  3-2.位置フィードバック制御
 次に、位置フィードバック制御について説� ��する。

 位置指令演算部65は、時間とクッション� �ッド11の位置との所望の対応関係を示す位置 パターンを記憶している。位置指令演算部65� ��、位置パターンを用いて時間に対応するク� ��ション位置を求め、位置制御信号Shとして� �力する。

 一方、クッションパッド11の高さ位置は� �置検出部17によって検出され、その値は位置 フィードバック信号Shfとして出力される。そ して、位置制御信号Shの値から位置フィード� ��ック信号Shfの値が減算されて、位置補正信� ��Shcが生成される。位置補正信号Shcは位置制� ��部66に出力される。位置制御部66では位置補 正信号Shcに基づいてサーボモータ49の適切な� ��度が求められ、モータ速度制御信号Sr3が出� ��される。以降の信号の流れは圧力フィード� ��ック制御と同じである。ただし、位置フィ� ��ドバック制御が行われている間は、速度差� ��令部63からの速度差指令信号Svcの値はゼロ� �なっている。

 なお、圧力フィードバック制御と位置フ� ��ードバック制御とは制御切換部67によって� �り換えられる。

 4.特徴
 このダイクッション装置7では、緩衝装置12� ��アキュムレータ31とオリフィス33とが併設さ れる。このため、衝突時におけるワーク9の� �型4への押付力を安定させることができる。� ��た、アキュムレータ31による押付力の立ち� �がりの遅さが、オリフィス33によって補われ 、押付力の立ち上がり時間を短縮させること ができる。

 また、このダイクッション装置7では、ア キュムレータ31による押付力の立ち上がりの� ��さがオリフィス33によって補われるように� �スライド2の速度と支持部13の速度との速度� �が制御される。これにより、衝突時におけ� �押付力を精度よく制御することができる。

 5.他の実施形態
 (a)
 上記の実施形態では、緩衝装置12に油圧回� �24が設けられ、油圧によって衝撃が吸収され ているが、衝撃を吸収する他の構成が用いら れてもよい。例えば、オリフィス33に代えて� ��ンパーが減衰部として設けられてもよい。� ��た、アキュムレータ31に代えてコイルスプ� �ングが弾性部として設けられてもよい。

 (b)
 上記の実施形態では、スライド2の速度が検 出され、スライド2の速度と支持部13の速度と の速度差が制御されているが、クッションパ ッド11の速度が検出され、クッションパッド1 1の速度が上記のスライド2の速度と見なして� ��いられてもよい。

 (c)
 速度差パターンは、上記のものに限られず� ��アキュムレータ31による押付力の立ち上が� �の遅さを補うものであればよい。

 (d)
 上記の実施形態では、緩衝装置12において� �が用いられているが、衝撃を吸収する液体� �して別種のものが用いられてもよい。

 (e)
 上記の実施形態では、オリフィス33が用い� �れているが、絞りとして作用する他の装置� �用いられてもよい。

 (d)
 第1速度検出部15は、スライドの位置を検出� ��、その検出値を微分することでスライド速� ��を算出する手段であってもよい。

 また、第2速度検出部16は、サーボモータ4 9の回転軸の回転角度を検出し、その検出値� �微分することで回転速度を算出してもよい� �