特許 5996303 加圧装置及びそれを備えた成形装置

(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】5996303

(24)【登録日】2016年9月2日

(45)【発行日】2016年9月21日

(54)【発明の名称】加圧装置及びそれを備えた成形装置

(51)【国際特許分類】

   B30B 1/10 20060101AFI20160908BHJP

   B30B 1/18 20060101ALI20160908BHJP

   B30B 15/02 20060101ALI20160908BHJP

【ＦＩ】

   B30B1/10 Z

   B30B1/18 B

   B30B15/02 E

【請求項の数】9

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2012-148467(P2012-148467)

(22)【出願日】2012年7月2日

(65)【公開番号】特開2013-31877(P2013-31877A)

(43)【公開日】2013年2月14日

【審査請求日】2015年6月11日

(31)【優先権主張番号】特願2011-148143(P2011-148143)

(32)【優先日】2011年7月4日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000115256

【氏名又は名称】ユニテック工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田口 暁穂

【審査官】 塩治 雅也

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−２４９９０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１２８５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０１１５２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ３０Ｂ １／１０

Ｂ３０Ｂ １／１８

Ｂ３０Ｂ １５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

受圧板（１）と、ガイドに沿って昇降可能であり、前記受圧板（１）との間でワークを挟んで加圧する加圧板（２）とを備えた加圧装置であって、
前記加圧板（２）を保持し、その屈伸により加圧板（２）を昇降させるトグル（３）と、
軸方向で進退可能な作動ロッド（７）が前記トグル（３）に連結され、該作動ロッド（７）の進退によりトグル（３）を屈伸させる電動式直線作動機（４）と、
該電動式直線作動機（４）に付設される加圧・緩衝用のバネであって、装置の加圧作動時に前記作動ロッド（７）に軸方向で設定値以上の荷重が作用することにより圧縮され、作動ロッド（７）を介して前記トグル（３）を付勢するバネ（５）と、
該バネ（５）が圧縮されるタイミングで前記電動式直線作動機（４）の駆動を停止させる手段（６）とを備えており、
前記電動式直線作動機（４）が電動シリンダ（４ｘ）からなり、該電動シリンダ（４ｘ）のネジ軸（８）を、そのケーシング（１１）に対して軸方向移動可能とするとともに、ネジ軸（８）の非ネジ部（８１）にバネ（５）を外装し、該バネ（５）の軸方向両端をケーシング（１１）側とネジ軸（８）側に各々係合させ、装置の加圧作動時に作動ロッド（７）に軸方向で設定値以上の荷重が作用することにより、前記バネ（５）が軸方向で圧縮されるようにしたことを特徴とする加圧装置。

【請求項2】

電動シリンダ（４ｘ）のネジ軸（８）をケーシング（１１）内に回転自在に支持する１対の軸受部材（１２ａ），（１２ｂ）を、所定の間隔でケーシング（１１）に対して軸方向スライド可能に設けるとともに、該１対の軸受部材（１２ａ），（１２ｂ）に対してネジ軸（８）の非ネジ部（８１）を軸方向スライド可能に支持させ、
前記ケーシング（１１）の軸方向において、１対の軸受部材（１２ａ），（１２ｂ）の外側位置に当たるケーシング（１１）の内面側に、軸受部材（１２ａ），（１２ｂ）が当接可能なストッパー（１３ａ），（１３ｂ）を各々設け、
前記ネジ軸（８）の非ネジ部（８１）の軸方向において、１対の軸受部材（１２ａ），（１２ｂ）の外側位置に当たる非ネジ部（８１）の外面側に、軸受部材（１２ａ），（１２ｂ）が当接可能なストッパー（１４ａ），（１４ｂ）を各々設け、
１対の軸受部材（１２ａ），（１２ｂ）間のネジ軸（８）の非ネジ部（８１）にバネ（５）を外装し、該バネ（５）の軸方向両端を軸受部材（１２ａ），（１２ｂ）に各々係合させ、
装置の加圧作動時に作動ロッド（７）に軸方向で設定値以上の荷重が作用することにより前記バネ（５）がネジ軸（８）のストッパー（１４ｂ）と軸受部材（１２ｂ）を介して押圧され、軸方向で圧縮されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の加圧装置。

【請求項3】

手段（６）が、ネジ軸（８）の非ネジ部（８１）に対して周方向回転自在に取り付けられ、ケーシング（１１）に対して回転することなく軸方向スライド可能である支持リング（１５）と、該支持リング（１５）に支持されるストライカー（１６）と、該ストライカー（１６）の接触により作動し、電動シリンダ（４ｘ）の駆動を停止させるリミットスイッチ（１７）とを備え、
装置の加圧作動時にバネ（５）が圧縮されつつネジ軸（８）が軸方向で移動することにより、ストライカー（１６）がリミットスイッチ（１７）と接触して電動シリンダ（４ｘ）の駆動を停止させるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の加圧装置。

【請求項4】

電動式直線作動機（４）の作動ロッド（７）が、直線作動機本体側のロッド部（１００）の端部に軸方向進退可能に連結される可動ロッド部（１０１）を有し、該可動ロッド部（１０１）の先端部がトグル（３）に連結され、前記ロッド部（１００）と可動ロッド部（１０１）間にバネ（５）が介装されたことを特徴とする請求項１に記載の加圧装置。

【請求項5】

手段（６）が、装置の加圧作動時にバネ（５）が圧縮される際の装置に作用する荷重を検知するロードセル（１８）又は歪ゲージ（４１）と、該ロードセル（１８）又は歪ゲージ（４１）の荷重検知に基づいて電動式直線作動機（４）の駆動を停止させる制御手段（１９）とを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の加圧装置。

【請求項6】

電動式直線作動機（４）は、１つのモータで駆動する複数の作動ロッド（７）を有するとともに、各作動ロッド（７）に対応してトグル（３）が設けられ、該複数のトグル（３）により加圧板（２）が保持されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の加圧装置。

【請求項7】

金型（８３ａ，８３ｂ）を加圧する加圧装置（Ｐ）と、上記金型（８３ａ，８３ｂ）を開閉する開閉装置（Ｋ）と、上記加圧装置（Ｐ）による金型（８３ａ，８３ｂ）の加圧位置（Ｘ）と上記開閉装置（Ｋ）による金型（８３ａ，８３ｂ）の開閉位置（Ｙ）との間で上記金型（８３ａ，８３ｂ）を搬送する搬送手段（Ｔ）とを備えた成形装置であって、
上記加圧装置は、受圧板（１）と、ガイドに沿って昇降可能であり、前記受圧板（１）との間でワークを挟んで加圧する加圧板（２）と、前記加圧板（２）を保持し、その屈伸により加圧板（２）を昇降させるトグル（３）と、軸方向で進退可能な作動ロッド（７）が前記トグル（３）に連結され、該作動ロッド（７）の進退によりトグル（３）を屈伸させる電動式直線作動機（４）と、該電動式直線作動機（４）に付設される加圧・緩衝用のバネであって、装置の加圧作動時に前記作動ロッド（７）に軸方向で設定値以上の荷重が作用することにより圧縮され、作動ロッド（７）を介して前記トグル（３）を付勢するバネ（５）と、該バネ（５）が圧縮されるタイミングで前記電動式直線作動機（４）の駆動を停止させる手段（６）とを備えており、
前記電動式直線作動機（４）が電動シリンダ（４ｘ）からなり、該電動シリンダ（４ｘ）のネジ軸（８）を、そのケーシング（１１）に対して軸方向移動可能とするとともに、ネジ軸（８）の非ネジ部（８１）にバネ（５）を外装し、該バネ（５）の軸方向両端をケーシング（１１）側とネジ軸（８）側に各々係合させ、装置の加圧作動時に作動ロッド（７）に軸方向で設定値以上の荷重が作用することにより、前記バネ（５）が軸方向で圧縮されるようにしたことを特徴とする成形装置。

【請求項8】

上記加圧装置（Ｐ）及び上記開閉装置（Ｋ）は互いに隣接して配置され、
上記搬送手段（Ｔ）は、上記加圧位置（Ｐ）と上記開閉位置（Ｋ）との間で上記金型（８３ａ，８３ｂ）をスライド移動させるスライド機構（９０）を有していることを特徴とする請求項７に記載の成形装置。

【請求項9】

上記スライド機構（９０）は、上記金型（８３ａ，８３ｂ）が設置される移動テーブル（９１）を有し、
上記移動テーブル（９１）は、上記加圧装置（Ｐ）の受圧板（１）を構成していることを特徴とする請求項８に記載の成形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、各種ワークを受圧板・加圧板間で挟んで加圧するための装置に関するもので、特にワークを一定時間高い加圧力で加圧保持する必要があるような用途に好適な加圧装置及びそれを備えた成形装置に関する。

【背景技術】

【0002】

各種ワークを加圧したり、プレス加工したりする装置には、できるだけ簡易且つコンパクトな装置構成で高い加圧力が得られること、消費エネルギーが少ないこと、などが求められる。

【0003】

従来のプレス装置では、駆動源として油圧シリンダを用いることが多いが、高いプレス出力を得るためには大型の油圧シリンダを用いる必要がある。

【0004】

特許文献１には、油圧シリンダにより加圧板を駆動する装置において、加圧板とピストンロッドの間に圧縮バネを介在させ、このバネの弾性力を利用してワークを加圧する装置が示されている。この装置によれば、バネの弾性力を加圧力として利用できるので、その分、油圧シリンダの出力規格を小さくすることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１０−１２８７７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献１の装置は、基本的に加圧力は油圧シリンダの出力に依存するため、大きな加圧力を得るには大型（大出力）の油圧シリンダが必要であり、また、ワークを一定時間高い加圧力で加圧保持する必要があるような場合には、油圧シリンダを常に作動させておく必要があり、消費エネルギーが大きくなる。

【0007】

したがって本発明の目的は、比較的小さい出力の駆動装置を用いて大きな加圧力を得ることができるとともに、少ない消費エネルギ一で加圧状態を一定時間保持することができ、しかも構造が簡単で安価に製造することができる加圧装置及びそれを備えた成形装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。

【0009】

［１］受圧板（１）と、ガイドに沿って昇降可能であり、前記受圧板（１）との間でワークを挟んで加圧する加圧板（２）とを備えた加圧装置であって、
前記加圧板（２）を保持し、その屈伸により加圧板（２）を昇降させるトグル（３）と、
軸方向で進退可能な作動ロッド（７）が前記トグル（３）に連結され、該作動ロッド（７）の進退によりトグル（３）を屈伸させる電動式直線作動機（４）と、
該電動式直線作動機（４）に付設される加圧・緩衝用のバネであって、装置の加圧作動時に前記作動ロッド（７）に軸方向で設定値以上の荷重が作用することにより圧縮され、作動ロッド（７）を介して前記トグル（３）を付勢するバネ（５）と、
該バネ（５）が圧縮されるタイミングで前記電動式直線作動機（４）の駆動を停止させる手段（６）とを備えたことを特徴とする加圧装置。

【0010】

［２］上記［１］の加圧装置において、電動式直線作動機（４）が電動シリンダ（４ｘ）からなり、該電動シリンダ（４ｘ）のネジ軸（８）を、そのケーシング（１１）に対して軸方向移動可能とするとともに、ネジ軸（８）の非ネジ部（８１）にバネ（５）を外装し、
該バネ（５）の軸方向両端をケーシング（１１）側とネジ軸（８）側に各々係合させ、装置の加圧作動時に作動ロッド（７）に軸方向で設定値以上の荷重が作用することにより、前記バネ（５）が軸方向で圧縮されるようにしたことを特徴とする加圧装置。

【0011】

［３］上記［２］の加圧装置において、電動シリンダ（４ｘ）のネジ軸（８）をケーシング（１１）内に回転自在に支持する１対の軸受部材（１２ａ），（１２ｂ）を、所定の間隔でケーシング（１１）に対して軸方向スライド可能に設けるとともに、該１対の軸受部材（１２ａ），（１２ｂ）に対してネジ軸（８）の非ネジ部（８１）を軸方向スライド可能に支持させ、
前記ケーシング（１１）の軸方向において、１対の軸受部材（１２ａ），（１２ｂ）の外側位置に当たるケーシング（１１）の内面側に、軸受部材（１２ａ），（１２ｂ）が当接可能なストッパー（１３ａ），（１３ｂ）を各々設け、
前記ネジ軸（８）の非ネジ部（８１）の軸方向において、１対の軸受部材（１２ａ），（１２ｂ）の外側位置に当たる非ネジ部（８１）の外面側に、軸受部材（１２ａ），（１２ｂ）が当接可能なストッパー（１４ａ），（１４ｂ）を各々設け、
１対の軸受部材（１２ａ），（１２ｂ）間のネジ軸（８）の非ネジ部（８１）にバネ（５）を外装し、該バネ（５）の軸方向両端を軸受部材（１２ａ），（１２ｂ）に各々係合させ、
装置の加圧作動時に作動ロッド（７）に軸方向で設定値以上の荷重が作用することにより前記バネ（５）がネジ軸（８）のストッパー（１４ｂ）と軸受部材（１２ｂ）を介して押圧され、軸方向で圧縮されるようにしたことを特徴とする加圧装置。

【0012】

［４］上記［２］又は［３］の加圧装置において、手段（６）が、ネジ軸（８）の非ネジ部（８１）に対して周方向回転自在に取り付けられ、ケーシング（１１）に対して回転することなく軸方向スライド可能である支持リング（１５）と、該支持リング（１５）に支持されるストライカー（１６）と、該ストライカー（１６）の接触により作動し、電動シリンダ（４ｘ）の駆動を停止させるリミットスイッチ（１７）とを備え、
装置の加圧作動時にバネ（５）が圧縮されつつネジ軸（８）が軸方向で移動することにより、ストライカー（１６）がリミットスイッチ（１７）と接触して電動シリンダ（４ｘ）の駆動を停止させるようにしたことを特徴とする加圧装置。

【0013】

［５］上記［１］の加圧装置において、電動式直線作動機（４）の作動ロッド（７）が、直線作動機本体側のロッド部（１００）の端部に軸方向進退可能に連結される可動ロッド部（１０１）を有し、該可動ロッド部（１０１）の先端部がトグル（３）に連結され、前記ロッド部（１００）と可動ロッド部（１０１）間にバネ（５）が介装されたことを特徴とする加圧装置。

【0014】

［６］上記［１］〜［４］のいずれかの加圧装置において、手段（６）が、装置の加圧作動時にバネ（５）が圧縮される際の装置に作用する荷重を検知するロードセル（１８）又は歪ゲージ（４１）と、該ロードセル（１８）又は歪ゲージ（４１）の荷重検知に基づいて電動式直線作動機（４）の駆動を停止させる制御手段（１９）とを備えることを特徴とする加圧装置。

【0015】

［７］上記［１］〜［６］のいずれかの加圧装置において、電動式直線作動機（４）は、１つのモータで駆動する複数の作動ロッド（７）を有するとともに、各作動ロッド（７）に対応してトグル（３）が設けられ、該複数のトグル（３）により加圧板（２）が保持されることを特徴とする加圧装置。

【0016】

［８］金型（８３ａ，８３ｂ）を加圧する加圧装置（Ｐ）と、上記金型（８３ａ，８３ｂ）を開閉する開閉装置（Ｋ）と、上記加圧装置（Ｐ）による金型（８３ａ，８３ｂ）の加圧位置（Ｘ）と上記開閉装置（Ｋ）による金型（８３ａ，８３ｂ）の開閉位置（Ｙ）との間で上記金型（８３ａ，８３ｂ）を搬送する搬送手段（Ｔ）とを備えた成形装置であって、
上記加圧装置は、受圧板（１）と、ガイドに沿って昇降可能であり、前記受圧板（１）との間でワークを挟んで加圧する加圧板（２）と、前記加圧板（２）を保持し、その屈伸により加圧板（２）を昇降させるトグル（３）と、軸方向で進退可能な作動ロッド（７）が前記トグル（３）に連結され、該作動ロッド（７）の進退によりトグル（３）を屈伸させる電動式直線作動機（４）と、該電動式直線作動機（４）に付設される加圧・緩衝用のバネであって、装置の加圧作動時に前記作動ロッド（７）に軸方向で設定値以上の荷重が作用することにより圧縮され、作動ロッド（７）を介して前記トグル（３）を付勢するバネ（５）と、該バネ（５）が圧縮されるタイミングで前記電動式直線作動機（４）の駆動を停止させる手段（６）とを備えたことを特徴とする成形装置。

【0017】

［９］上記［８］の成形装置において、上記加圧装置（Ｐ）及び上記開閉装置（Ｋ）は互いに隣接して配置され、
上記搬送手段（Ｔ）は、上記加圧位置（Ｐ）と上記開閉位置（Ｋ）との間で上記金型（８３ａ，８３ｂ）をスライド移動させるスライド機構（９０）を有していることを特徴とする成形装置。

【0018】

［１０］上記［８］又は［９］の成形装置において、上記スライド機構（９０）は、上記金型（８３ａ，８３ｂ）が設置される移動テーブル（９１）を有し、
上記移動テーブル（９１）は、上記加圧装置（Ｐ）の受圧板（１）を構成していることを特徴とする成形装置。

【発明の効果】

【0019】

本発明の加圧装置は、比較的小さい出力の駆動装置を用いて大きな加圧力を得ることができるとともに、少ない消費エネルギーで加圧状態を一定時間保持することができる。しかも構造が簡単で安価に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、本発明の加圧装置の一実施形態を、トグルを伸長させた状態で示す正面図である。

【図2】図２は、図１の実施形態において、装置下部をトグルを伸長させた状態で部分的に示す側面図である。

【図3】図３は、図１の実施形態において、トグルを屈曲させた状態で示す正面図である。

【図4】図４は、図１の実施形態において、電動シリンダの内部構造を部分的に示す断面図である。

【図5】図５は、図１の実施形態において、装置の加圧作動時と非加圧作動時における電動シリンダの動きを示すもので、電動シリンダの内部構造を部分的に示す断面図である。

【図6】図６は、第１金型を加圧する一方、第２金型を開いた成形装置を示す正面図である。

【図7】図７は、第１金型への加圧を開放した成形装置を示す正面図である。

【図8】図８は、第１及び第２金型をスライド移動させた成形装置を示す正面図である。

【図9】図９は、第１金型を開く一方、第２金型を加圧する成形装置を示す正面図である。

【図10】図１０は、第２金型への加圧を開放した成形装置を示す正面図である。

【図11】図１１は、第１及び第２金型をスライド移動させた成形装置を示す正面図である。

【図12】図１２は、成形装置の概略構成を示す平面図である。

【図13】図１３は、成形装置の概略構成を示す側面図である。

【図14】図１４は、本発明の加圧装置の他の実施形態を、作動ロッドの一部を部分断面した状態で示す説明図である。

【図15】図１５は、本発明の加圧装置の他の実施形態において、電動シリンダの上部構造を部分的に示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

図１〜図５は、本発明の加圧装置の一実施形態を示すもので、図１はトグルを伸長させた状態で示す正面図、図２は同じ状態で装置下部を部分的に示す側面図、図３はトグルを屈曲させた状態で示す正面図、図４は電動シリンダの内部構造を部分的に示す断面図、図５（ア），（イ）は装置の加圧作動時と非加圧作動時における電動シリンダの内部構造の動きを示すもので、電動シリンダの内部構造を部分的に示す断面図である。

【0022】

本実施形態は、装置を構成する電動式直線作動機４が電動シリンダ４ｘからなる場合を示している。ここで、電動式直線作動機とは、モータを駆動源として直線運動をする作動ロッド（軸方向進退可能な作動ロッド）を備えた装置であり、一般には、モータ出力軸の回転運動をギア機構或いはギア機構−ネジ機構により作動ロッドの直線運動に変換し、作動ロッドを進退させるものである。電動シリンダ４ｘ以外では、例えば、ウォームジャッキなどのようなジャッキ装置が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

【0023】

装置の機体Ａは、キャスター付の基台５０と、この基台５０に立設された複数本（本実施形態では４本）の支持柱５１を介して基台５０上方に支持された架台５２などからなる。この架台５２は、上段部５２０と下段部５２１から構成されている。なお、前記支持柱５１は、加圧板の昇降をガイドするガイド軸を兼ねている。

【0024】

１は固定式の受圧板、２はこの受圧板１との間でワークを挟んで加圧する可動式の加圧板である。受圧板１は、基台５０の上面に固定されている。一方、加圧板２は受圧板１の上方に配置され、支持柱５１をガイド軸として上下昇降可能である。加圧板２の各コーナー部にはガイド孔２００が設けられ、このガイド孔２００に支持柱５１が挿通している。

【0025】

３は加圧板２を昇降させるためのトグル（トグル機構）である。このトグル３は、加圧板２を保持し、その屈伸により加圧板２を昇降させるものであり、本実施形態では、左右１対のトグルリンク３０（トグルリンクユニット）で構成されている。各トグルリンク３０は、端部どうしが回動可能に連結３１（枢着）された第１リンク３２（上部リンク）と第２リンク３３（下部リンク）とからなり、第１リンク３２の上端が架台５２の下段部５２１にブラケット３６を介して回動可能に軸支３４されるとともに、第２リンク３３の下端が加圧板２の上面にブラケット３７を介して回動可能に軸支３５されている。

【0026】

トグル３を構成する左右１対のトグルリンク３０（トグルリンクユニット）の間には、後述する電動シリンダ４ｘの作動ロッド７が位置している。各トグルリンク３０の連結部３１には、作動ロッド７とトグルリンク３０とを連結するためのアーム３８の一端が枢着され、このアーム３８の他端が、作動ロッド７の先端に枢着３９されている。すなわち、作動ロッド７には、その両側のトグルリンク３０（トグルリンクユニット）と連結する１対のアーム３８が接続（枢着）されている。

【0027】

４ｘは前記トグル３を駆動する電動シリンダであり、この電動シリンダ４ｘは、ネジ軸８のネジ部８０に螺装されるナット部９と、このナット部９に連なるロッド部１０とからなる進退可能な作動ロッド７を備え、この作動ロッド７の進退によりトグル３を屈伸させる。

【0028】

電動シリンダ４ｘは、作動ロッド７を下向きにして架台５２の上段部５２０に取り付けられ、さきに述べたように作動ロッド７の先端がアーム３８を介して両トグルリンク３０に連結されている。

【0029】

本発明装置では、加圧・緩衝用のバネ５が電動式直線作動機４（本実施形態では電動シリンダ４ｘ）に付設され、このバネ５が、装置の加圧作動時に作動ロッド７に軸方向で設定値以上の荷重が作用することにより圧縮され、作動ロッド７を介してトグル３を付勢するようにしてある。本実施形態では、バネ５は電動シリンダ４ｘのシリンダ本体内に組み込まれている。

【0030】

以下、電動シリンダ４ｘの詳細について説明する。

【0031】

電動シリンダ４ｘは、ボールネジ等で構成される回転自在なネジ軸８と、このネジ軸８に螺装されるナット部９を備え、ネジ軸８が回転することにより軸方向で進退する作動ロッド７と、ネジ軸８を回転駆動させるモータ２０などから構成される。なお、ネジ軸８としては、ボールネジに限らず、台形ネジや角ネジ等のような任意の種類のネジを備えたネジ軸を用いることができる。

【0032】

前記ネジ軸８は、長手方向においてネジ部８０とこれに連なる非ネジ部８１を有しており、その非ネジ部８１がケーシング１１に対して回転可能に支持される。

【0033】

非ネジ部８１をケーシング１１内に回転自在に支持する１対の軸受部材１２ａ，１２ｂが、所定の間隔でケーシング１１に対して軸方向スライド可能に設けられるとともに、この１対の軸受部材１２ａ，１２ｂに対してネジ軸８の非ネジ部８１が軸方向スライド可能に支持されている。

【0034】

また、ケーシング１１の軸方向において、１対の軸受部材１２ａ，１２ｂの外側位置に当たるケーシング１１の内面側に、軸受部材１２ａ，１２ｂが当接可能なストッパー１３ａ，１３ｂが各々設けられている。さらに、ネジ軸８の非ネジ部８１の軸方向において、１対の軸受部材１２ａ，１２ｂの外側位置に当たる非ネジ部８１の外面側に、軸受部材１２ａ，１２ｂが当接可能なストッパー１４ａ，１４ｂが各々設けられている。

【0035】

そして、１対の軸受部材１２ａ，１２ｂ間のネジ軸８の非ネジ部８１にバネ５が外装され、このバネ５の軸方向両端がバネ座２３を介して軸受部材１２ａ，１２ｂに各々係合している。この実施形態では、バネ５は皿バネで構成されているが、コイルスプリングなどで構成してもよい。

【0036】

本発明の装置では、装置の加圧作動時に作動ロッド７に軸方向で設定値以上の荷重が作用することにより、バネ５がネジ軸８のストッパー１４ｂと軸受部材１２ｂを介して抑圧され、軸方向で圧縮されるようにするものであり、したがって、荷重の設定値に応じたバネ５が選択される。また、バネ５は、上記のように必要とする加圧力が発生した場合にのみ作動（圧縮）するようにするため、予め適度に圧縮された状態で組み込まれることが好ましい。

【0037】

一般の電動シリンダと同様、作動ロッド７は、ネジ軸８のネジ部８０に螺装されるナット部９と、このナット部９に連なるロッド部１０とから構成され、ナット部９とロッド部１０は、ケーシング１１に非回転且つ軸方向スライド可能に保持されている。ネジ軸８の非ネジ部８１の端部にはギア２２が取り付けられ、このギア２２がモータ２０のピニオン２１と噛合している。なお、ネジ軸８は軸方向（上下方向）に移動するため、ギア２２はピニオン２１に対して軸方向でスライド移動が可能である。

【0038】

また、本発明装置は、バネ５が圧縮されるタイミングで電動式直線作動機４（本実施形態では電動シリンダ４ｘ）の駆動を停止させる手段６を備えている。本実施形態では、この手段６は電動シリンダ４ｘのシリンダ本体に付設されたリミットスイッチ機構で構成されている。

【0039】

すなわち、ネジ軸８の非ネジ部８１の端部（ギア２２取付側と反対側の端部）には、軸支部材２６を介して支持リング１５が周方向回転自在に設けられており、この支持リング１５は、ケーシング１１に対して回転することなく軸方向スライド可能となっている。そして、リミットスイッチ機構を構成するストライカー１６が、前記支持リング１５に支持されている。このストライカー１６はケーシング１１に形成された窓孔１１０を通じてケーシング１１の外方に突出している。窓孔１１０の外側には、前記ストライカー１６の接触により作動し、電動シリンダ４ｘの駆動を停止させるリミットスイッチ１７が設けられている。これにより、装置の加圧作動時にバネ５が圧縮されつつネジ軸８が軸方向で移動することによって、ストライカー１６がリミットスイッチ１７と接触して電動シリンダ４ｘの駆動を停止させるようにしてある。

【0040】

また、本実施形態では、ストライカー１６の移動方向でリミットスイッチ１７とは反対側にリミットスイッチ１７ｘが設けられ、作動ロッド７を後退させて装置を非加圧作動状態にする時に、ネジ軸８が軸方向で上記と反対方向に移動することにより、ストライカー１６がリミットスイッチ１７ｘと接触して電動シリンダ４ｘの駆動を停止させるようにしてある。

【0041】

その他図面において、２４はネジ軸８の一部を構成するスリーブ、２５はリミットスイッチ１７，１７ｘが収納されたケースである。

【0042】

次に、以上述べた実施形態の装置の動作について説明する。

【0043】

図３のように加圧板２が上方に位置し、受圧板１上にワークが置かれた状態で、電動シリンダ４ｘを駆動し、その作動ロッド７を伸長させることで、図１に示すようにトグル３を伸長させる（なお、図１はワークが置かれていない状態でトグル３を最大限伸長させた状態を示している）。トグル３の伸長により加圧板２が支持柱５１にガイドされつつ下降し、受圧板１との間でワークを挟んで加圧する。

【0044】

この加圧作動時は、図５（ア）に示すように荷重（加圧反力）がネジ軸８のストッパー１４ｂと軸受部材１２ｂを介してバネ５に伝えられ、作動ロッド７に軸方向で設定値以上の荷重（加圧反力）が作用すると、ネジ軸８が上方に移動してバネ５が軸方向で圧縮され、このバネ５が作動ロッド７を介してトグル３を付勢する。同時に、ネジ軸８の上方移動によりストライカー１６がリミットスイッチ１７と接触して電動シリンダ４ｘの駆動を停止させる。すなわち、手段６（リミットスイッチ機構）がバネ５が圧縮されるタイミングで電動シリンダ４ｘの駆動を停止させる。この電動シリンダ４ｘの駆動が停止した状態で、バネ５の作用により受圧板１と加圧板２間でのワークの加圧状態が保持されることになる。

【0045】

また、作動ロッド７を後退させて装置を非加圧作動状態にする際には、図５（イ）に示すように、作動ロッド７を構成するナット部９の端部がストッパー２７に当接すると、その反力（荷重）がネジ軸８のストッパー１４ａと軸受部材１２ａを介してバネ５に伝えもね、ネジ軸８に軸方向で設定値以上の荷重が作用すると、ネジ軸８が下方に移動してバネ５が軸方向で圧縮され、このネジ軸８の下方移動によりストライカー１６がリミットスイッチ１７ｘと接触して電動シリンダ４ｘの駆動を停止させる。

【0046】

なお、リミットスイッチ１７ｘの代わりに、図３に示すように上昇した加圧板２が接触することでその位置を検知するリミットスイッチ４０を設け、このリミットスイッチ４０の作動により電動シリンダ４ｘの駆動を停止させるようにしてもよい。

【0047】

本発明装置によれば、加圧機構にトグルを用いることにより、比較的小さい出力の駆動装置（電動式直線作動機）を用いて高い加圧力を得ることができるとともに、この高い加圧力を電動式直線作動機４を駆動させることなく維持することができる。

【0048】

このためワークを一定時間高い加圧力で加圧保持する必要がある場合、極めて少ない消費エネルギ一で効率的に加圧を行うことができる。

【0049】

このため本発明装置は、例えば、複数枚の板材の積層体を接着するために一定時間加圧保持する場合や、上下金型内に高圧で樹脂を注入し、硬化するまで一定時間加圧保持する場合などの用途に特に好適である。

【0050】

次に、本発明装置の第２の実施形態について説明する。図６〜図１３は、第２の実施形態の装置である成形装置Ｓを示している。

【0051】

図６は、第１金型８３ａを加圧する一方、第２金型８３ｂを開いた成形装置Ｓを示す正面図である。図７は、第１金型８３ａへの加圧を開放した成形装置Ｓを示す正面図である。図８は、第１及び第２金型８３ａ，８３ｂをスライド移動させた成形装置Ｓを示す正面図である。図９は、第１金型８３ａを開く一方、第２金型８３ｂを加圧する成形装置Ｓを示す正面図である。

【0052】

図１０は、第２金型８３ｂへの加圧を開放した成形装置Ｓを示す正面図である。図１１は、第１及び第２金型８３ａ，８３ｂをスライド移動させた成形装置Ｓを示す正面図である。図１２は、成形装置Ｓの概略構成を示す平面図である。図１３は、成形装置Ｓの概略構成を示す側面図である。

【0053】

成形装置Ｓは、図６に示すように、金型８３ａ，８３ｂを加圧する加圧装置Ｐと、金型８３ａ，８３ｂを開閉する開閉装置Ｋと、加圧装置Ｐによる金型８３ａ，８３ｂの加圧位置Ｘと、開閉装置Ｋによる金型８３ａ，８３ｂの開閉位置Ｙとの間で金型８３ａ，８３ｂを搬送する搬送手段Ｔとを備えている。

【0054】

ここで、金型８３ａ，８３ｂには、第１金型８３ａと第２金型８３ｂとが含まれる。第１金型８３ａは、第１上型８４ａと第１下型８５ａとにより構成されている。一方、第２金型８３ｂは、第２上型８４ｂと第２下型８５ｂとにより構成されている。

【0055】

成形装置Ｓは、図１２及び図１３に示すように、押し出し機Ｊをさらに備えている。押し出し機Ｊは、本体部８６と、本体部８６に設けられたシリンダ部８７と、シリンダ部８７に樹脂材料を供給するためのホッパー８８とを有している。シリンダ部８７は、加圧装置Ｐに対して進退可能に設けられたノズル８９を有し、溶融された樹脂を加圧装置Ｐにより加圧されている金型８３ａ，８３ｂの内部へ射出するように構成されている。

【0056】

加圧装置Ｐは、上述の実施形態で説明した加圧装置と同様の構成を有している。加圧装置Ｐ及び開閉装置Ｋは、互いに隣接して配置されており、図１２及び図１３に示すように、加圧装置Ｐの両隣に開閉装置Ｋがそれぞれ配置されている。一方、押し出し機Ｊは、加圧装置Ｐの背面側に配置されている。

【0057】

搬送手段Ｔは、図６に示すように、加圧位置Ｘとその左右両側の開閉位置Ｙとの間で金型８３ａ，８３ｂをスライド移動させるスライド機構９０を有している。スライド機構９０は、金型８３ａ，８３ｂが設置される移動テーブル９１と、移動テーブル９１を加圧位置Ｘ乃至各開閉位置Ｙにガイドするレール部９２とを有している。

【0058】

レール部９２は、成形装置Ｓの基台５０の一部を構成している。一方、移動テーブル９１は、加圧装置Ｐの受圧板１を構成している。移動テーブル９１には、第１金型８３ａ及び第２金型８３ｂが並んで設置される。そして、移動テーブル９１は、図６に示すように第１金型８３ａが加圧位置Ｘに配置されると共に第２金型８３ｂが開閉位置Ｙに配置される状態と、図８に示すように第１金型８３ａが開閉位置Ｙに配置されると共に第２金型８３ｂが加圧位置Ｘに配置される状態とに移動するようになっている。

【0059】

開閉装置Ｋは、図６、図１２及び図１３に示すように、基台５０に立設された複数本（本実施形態では４本）の支持柱９３と、支持柱９３の上端に固定支持された架台９４と、架台９４に装着された直線作動機としてのシリンダ９５とを備えている。シリンダ９５は、例えば油圧シリンダ、エアシリンダ又は電動シリンダ等によって構成することが可能である。尚、直線作動機には、他の昇降手段を適用してもよい。

【0060】

シリンダ９５は下方に延びるロッド部９６を有している。ロッド部９６の下端には第１上型８４ａ又は第２上型８４ｂを保持する保持部９７が装着されている。保持部９７は、シリンダ９５のロッド９６が進退することにより、複数の支持柱９３にガイドされながら昇降するようになっている。

【0061】

次に、成形装置Ｓの作動について説明する。

【0062】

例えば、図６に示すように、加圧装置Ｐの電動シリンダ４ｘを駆動してトグルリンク３０を伸張させることにより、第１金型８３ａを加圧板２と移動テーブル９１としての受圧板１との間で挟んで加圧する。このとき、所定の加圧力となったときに電動シリンダ４ｘは停止し、バネ５の付勢力のみによって加圧状態が維持される。続いて、押し出し機Ｊのシリンダ部８７を本体部８６から伸張させて第１金型８３ａに接続する。そうして、溶融した樹脂をシリンダ部８７から第１金型８３ａの内部へ射出する。

【0063】

一方、開閉装置Ｋでは、図６に示すように、シリンダ９５により第２上型８４ｂが保持部９７に保持された状態で上昇することによって、第２金型８３ｂが開く。そして、第２下型８５ｂから成形品を取り出すと共に次の成形の準備をする。

【0064】

次に、図７に示すように、開閉装置Ｋのシリンダ９５を駆動して保持部９７に保持されている第２上型８４ｂを下降させ、第２金型８３ｂを閉じる。一方、加圧装置Ｐでは電動シリンダ４ｘを駆動して第１金型８３ａへの加圧力を減少させる。そうして、トグルリンク３０を収縮させて加圧板２を僅かに上昇させる。

【0065】

次に、図８に示すように、スライド機構９０により第１及び第２金型８３ａ，８３ｂを移動テーブル９１と共にレール部９２に沿ってスライド移動させる。そのことにより、加圧位置Ｘに配置されていた第１金型８３ａを同図で左側の開閉位置Ｙに移動させると共に、同図で右側の開閉位置Ｙに配置されていた第２金型８３ｂを装置中央の加圧位置Ｘに移動させる。その後、シリンダ９５を駆動して開閉装置Ｋの保持部９７を下降させ、その保持部９７によって第１上型８４ａを保持する。

【0066】

次に、図９に示すように、加圧装置Ｐの電動シリンダ４ｘを駆動してトグルリンク３０を伸張させることにより、第２金型８３ｂを加圧板２と移動テーブル９１としての受圧板１との間で挟んで加圧する。このとき、所定の加圧力となったときに電動シリンダ４ｘは停止し、バネ５の付勢力のみによって加圧状態が維持される。続いて、押し出し機Ｊのシリンダ部８７を本体部８６から伸張させて第２金型８３ｂに接続する。そうして、溶融した樹脂をシリンダ部８７から第２金型８３ｂの内部へ射出する。

【0067】

一方、開閉装置Ｋでは、図９に示すように、シリンダ９５により第１上型８４ａが保持部９７に保持された状態で上昇することによって、第１金型８３ａが開く。そして、第１下型８５ａから成形品を取り出すと共に次の成形の準備をする。

【0068】

次に、図１０に示すように、開閉装置Ｋのシリンダ９５を駆動して保持部９７に保持されている第１上型８４ａを下降させ、第１金型８３ａを閉じる。一方、加圧装置Ｐでは電動シリンダ４ｘを駆動して第２金型８３ｂへの加圧力を減少させる。そうして、トグルリンク３０を収縮させて加圧板２を僅かに上昇させる。

【0069】

次に、図１１に示すように、スライド機構９０により第１及び第２金型８３ａ，８３ｂを移動テーブル９１と共にレール部９２に沿ってスライド移動させる。そのことにより、加圧位置Ｘに配置されていた第２金型８３ｂを同図で右側の開閉位置Ｙに移動させると共に、同図で左側の開閉位置Ｙに配置されていた第１金型８３ａを装置中央の加圧位置Ｘに移動させる。その後、シリンダ９５を駆動して開閉装置Ｋの保持部９７を下降させ、その保持部９７によって第２上型８４ｂを保持する。

【0070】

その後、図６に示す上述の動作を再度行う。こうして、上述の動作を繰り返すことによって、第１及び第２金型８３ａ，８３ｂにおける成形の準備、成形、成形品の取り出し及び準備を順に行う。

【0071】

したがって、第２の実施形態によれば、上述の加圧装置Ｐによって金型８３ａ，８３ｂを好適に一定時間加圧保持することができる。すなわち、トグルリンク３０を用いることにより比較的小さい出力の駆動装置（電動シリンダ４ｘ）によって高い加圧力で金型８３ａ，８３ｂを加圧することができることに加え、その電動シリンダ４ｘを停止しながらも高い加圧力を維持できる。よって、極めて少ない消費エネルギーにより、効率的に金型８３ａ，８３ｂを加圧保持して所望の成形品を得ることができる。

【0072】

さらに、加圧装置Ｐにおける加圧位置Ｘと開閉装置Ｋにおける開閉位置Ｙとの間をスライド移動する移動テーブル９１によって受圧板１を構成したので、加圧装置Ｐによる金型８３ａ，８３ｂの加圧動作と、開閉装置Ｋにおける金型８３ａ，８３ｂの開閉動作とを連続して効率良く行うことができる。すなわち、上記成形装置Ｓによれば、消費エネルギーを大幅に低減しつつ、所望の成形品を作業性よく得ることができる。

【0073】

尚、この実施形態では、加圧装置Ｐの左右両側に開閉装置Ｋをそれぞれ配置した成形装置Ｓについて説明したが、本発明はこの配置構成に限定されない。例えば、加圧装置Ｐの周囲四方のうち何れか一方に１つの開閉装置Ｋを隣接して配置させてもよい。また、加圧装置Ｐと例えば２つの開閉装置Ｋとを円弧上に並ぶように配置させてもよい。

【0074】

次に、本発明装置の他の実施形態について説明する。

【0075】

本発明装置では、バネ５は、装置の加圧作動時に作動ロッド７に軸方向で設定値以上の荷重が作用することにより圧縮され、作動ロッド７を介してトグル３を付勢することができるものであれば、電動式直線作動機４（例えば、電動シリンダ４ｘ）に対してどのような形態で付設してもよい。したがって、例えば、作動ロッド７の途中にバネ５を設けてもよい。

【0076】

図１４は、そのような構造を有する装置の一実施形態について、作動ロッド７の一部を部分断面した状態で示す説明図である。この実施形態では、電動シリンダ４ｘの作動ロッド７を構成するロッド部１０が、シリンダ本体側のロッド部１００と、このロッド部１００の端部に軸方向進退可能に連結される可動ロッド部１０１とから構成され、この可動ロッド部１０１の先端部が、アーム３８を介してトグルリンク３０に連結されている。そして、ロッド部１００と可動ロッド部１０１間にバネ５が介装されている。

【0077】

この実施形態では、ロッド部１００の端部にバネ収納用のシリンダ部２８が設けられ、一方、可動ロッド部１０１の端部にバネ押圧用のピストン部２９が設けられている。シリンダ部２８内にはバネ５（コイルスプリング）が収納されるとともに、可動ロッド部１０１のピストン部２９が挿入され、シリンダ部２８の端部とピストン部２９間でバネ５が圧縮されるように構成されている。なお、バネ５は、皿バネやクッションゴムなどで構成してもよい。

【0078】

本実施形態の装置でも、装置の加圧作動時に作動ロッド７に軸方向で設定値以上の荷重が作用することによりバネ５が圧縮され、この圧縮されたバネ５が作動ロッド７を介してトグル３を付勢する。

【0079】

また、本発明装置では、手段６は、バネ５が圧縮されるタイミングで電動式直線作動機４（例えば、電動シリンダ４ｘ）の駆動を停止させることができるものであれば、どのような形態のものでもよい。したがって、例えば、装置の加圧作動時にバネ５が圧縮される際の装置に作用する荷重を検知するロードセル１８と、このロードセル１８の荷重検知に基づいて電動式直線作動機４の駆動を停止させる制御手段１９（電気制御手段）を備えるようなものでもよい。或いは同様の荷重を検知する歪ゲージ４１と、この歪ゲージ４１の荷重検知に基づいて電動式直線作動機４の駆動を停止させる制御手段１９（電気制御手段）を備えるようなものでもよい。

【0080】

ロードセル１８や歪ゲージ４１の設置位置は、装置の加圧作動時にバネ５が圧縮される際の装置に作用する荷重を検知することができればどの位置でもよく、例えば、基台５０、架台５２、支持柱５１、作動ロッド７などのいずれかに設置することができる。図１に具体的な設置例を示すが、この例では、ロードセル１８は支持柱５１の基端部近傍に設置してある。また、歪ゲージ４１は支持柱５１の途中に埋め込んである。

【0081】

以上のようなロードセル１８や歪ゲージ４１を有する手段６は、図１４のような実施形態に適用すればよいが、例えば、図１〜図５の実施形態において、リミットスイッチ機構に代えて適用してもよい。

【0082】

本発明装置では、電動式直線作動機４が、１つのモータで駆動する複数の作動ロッド７を有するとともに、各作動ロッド７に対応してトグル３が設けられ、この複数のトグル３により加圧板２が保持されるようにしてもよい。これにより、加圧板２が長い或いは広い場合でも、装置を安定して作動させることができる。

【0083】

図１５は、そのような構造を有する装置の一実施形態について、電動シリンダ４ｘの上部構造を部分的に示す説明図である。この実施形態の電動シリンダ４ｘは、１つのモータ２０で駆動する２つのネジ軸８_Ａ，８_Ｂとこれらに各々対応する作動ロッド７及びトグル３を備えている。モータ２０の出力軸６０には、各ネジ軸８_Ａ，８_Ｂに対応したべベルギア６１が設けられ、このべベルギア６１と噛合するべベルギア６２及び同軸のピニオン６３を介して、モータ２０の出力が各ネジ軸８_Ａ，８_Ｂのギア２２に伝えられる。これにより、全て組のネジ軸８と作動ロッド７、さらには作動ロッド７で屈伸するトグル３が、同調して作動することになる。

【産業上の利用可能性】

【0084】

以上説明したように、本発明は、加圧装置及びそれを備えた成形装置について有用である。

【符号の説明】

【0085】

１ 受圧板
２ 加圧板
３ トグル
４ 電動式直線作動機
４ｘ 電動シリンダ
５ バネ
６ 手段
７ 作動ロッド
８，８_Ａ，８_Ｂ ネジ軸
９ ナット部
１０ ロッド部
１１ ケーシング
１２ａ，１２ｂ 軸受部材
１３ａ，１３ｂ ストッパー
１４ａ，１４ｂ ストッパー
１５ 支持リング
１６ ストライカー
１７，１７ｘ リミットスイッチ
１８ ロードセル
１９ 制御手段
２０ モータ
２１ ピニオン
２２ ギア
２３ バネ座
２４ スリーブ
２５ ケース
２６ 軸受部材
２７ ストッパー
２８ シリンダ部
２９ ピストン部
３０ トグルリンク
３１ 連結部
３２ 第１リンク
３３ 第２リンク
３４ 軸支部
３５ 軸支部
３６ ブラケット
３７ ブラケット
３８ アーム
３９ 枢着部
４０ リミットスイッチ
４１ 歪ゲージ
５０ 基台
５１ 支持柱
５２ 架台
６０ 出力軸
６１ べベルギア
６２ べベルギア
６３ ピニオン
８０ ネジ部
８１ 非ネジ部
８３ａ，８３ｂ 金型
９０ スライド機構
９１ 移動テーブル
１００ ロッド部
１０１ 可動ロッド部
１１０ 窓孔
２００ ガイド孔
５２０ 上段部
５２１ 下段部
Ａ 機体
Ｓ 成形装置
Ｐ 加圧装置
Ｋ 開閉装置
Ｔ 搬送手段
Ｘ 加圧位置
Ｙ 開閉位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】