特開 2024-76781 人力プレス機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024076781

(43)【公開日】2024-06-06

(54)【発明の名称】人力プレス機

(51)【国際特許分類】

   B30B 1/32 20060101AFI20240530BHJP

【ＦＩ】

B30B1/32 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022188530

(22)【出願日】2022-11-25

(71)【出願人】

【識別番号】594104825

【氏名又は名称】有限会社天野製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100110629

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 雄一

(74)【代理人】

【識別番号】100166615

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 大輔

(72)【発明者】

【氏名】天野 久

【テーマコード（参考）】

4E090

【Ｆターム（参考）】

4E090AA01

4E090AB01

4E090BA05

4E090CA01

4E090CD04

4E090EB01

4E090EC01

(57)【要約】

【課題】力の増幅及び作業性をより向上させることを可能にする人力プレス機を提供する。
【解決手段】フレーム２１に対して昇降移動する加圧部材３と、フレーム２１側に支持された加圧シリンダー４と、加圧シリンダー４に備えられ加圧部材３に連動連結された加圧ピストン５と、加圧シリンダー４の加圧室に連通するオリフィス７と、フレーム２１側に支持されオリフィス７に与圧室が連通する与圧シリンダー９と、与圧シリンダー９に備えられた与圧ピストン１１と、与圧ピストン１１に備えられオリフィス７と同径の貫通孔１３と、貫通孔１３に下部が嵌合する加圧ロッド１５と、加圧ロッド１５及び与圧ピストン１１を動作させるための入力部１７と、入力部１７による入力により加圧ロッド１５及び与圧ピストン１１を同時に動作させ与圧室の与圧の増加に応じ加圧ロッド１５を与圧ピストン１１に対し相対的に動作させて加圧ロッド１５をオリフィス７に進入させる与加圧連動機構１９とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フレームに対して昇降移動する加圧部材と、
前記フレーム側に支持された加圧シリンダーと、
前記加圧シリンダーに備えられ前記加圧部材に連動連結された加圧ピストンと、
前記加圧シリンダーの加圧室に連通するオリフィスと、
前記フレーム側に支持され前記オリフィスに与圧室が連通する与圧シリンダーと、
前記与圧シリンダーに備えられた与圧ピストンと、
前記与圧ピストンに備えられ前記オリフィスと同径の貫通孔と、
前記貫通孔に下部が嵌合する加圧ロッドと、
前記加圧ロッド及び前記与圧ピストンを動作させるための入力部と、
前記入力部による入力により前記加圧ロッド及び前記与圧ピストンを同時に動作させ前記与圧室の与圧の増加に応じて前記加圧ロッドを前記与圧ピストンに対し相対的に動作させ前記加圧ロッドを前記オリフィスに進入させる与加圧連動機構と、
を備えた人力プレス機。

【請求項2】

請求項１の人力プレス機であって、
前記与加圧連動機構は、加圧ロッドプッシュ部材と与圧ロッドプッシュ部材と与圧ロッドとを備え、
前記加圧ロッドプッシュ部材は、前記加圧ロッドの上部を支持して前記フレームに対し昇降可能に支持され、
前記与圧ロッドプッシュ部材は、前記加圧ロッドプッシュ部材を磁石により吸着支持し、
前記与圧ロッドは、前記与圧ロッドプッシュ部材と前記与圧ピストンとを一体的に移動可能に連結する、
人力プレス機。

【請求項3】

請求項２の人力プレス機であって、
前記フレーム側と前記加圧ロッドプッシュ部材との間に介設され前記加圧ロッドプッシュ部材を前記フレーム側に対し上昇付勢して復帰可能とする加圧ロッドリターンスプリングを備えた、
人力プレス機。

【請求項4】

請求項1又は２の人力プレス機であって、
前記フレームに固定されたボトム部材と、
前記ボトム部材を貫通し前記加圧部材を下部に支持した可動ロッドと、
前記可動ロッドと前記ボトム部材との間に介設され前記可動ロッドを前記ボトム部材に対して上昇付勢して復帰可能とする加圧部材リターンスプリングと、
を備えた人力プレス機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、主に人力により動作させる人力プレス機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種のプレス機として、特許文献１に記載のものがある。このプレス機は、起動杆を踏み下ろし、てこの原理で力を増幅させつつダイセット押圧プレートをスプリングに抗して引き下げるようにしたものである。

【0003】

したがって、力の増幅により所定の加工を行わせることができる。

【0004】

しかし、てこの原理を用いるだけでは力の増幅に限界がある。しかも、ダイセット押圧プレートには当初から増幅された力が作用するから、作業に熟練を要し、作業性の向上に限界があるという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】実開昭５３－６９７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

解決しようとする問題点は、力の増幅及び作業性に限界がある点である。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、力の増幅及び作業性をより向上させることを可能とするために、フレームに対して昇降移動する加圧部材と、前記フレーム側に支持された加圧シリンダーと、前記加圧シリンダーに備えられ前記加圧部材に連動連結された加圧ピストンと、前記加圧シリンダーの加圧室に連通するオリフィスと、前記フレーム側に支持され前記オリフィスに与圧室が連通する与圧シリンダーと、前記与圧シリンダーに備えられた与圧ピストンと、前記与圧ピストンに備えられ前記オリフィスと同径の貫通孔と、前記貫通孔に下部が嵌合する加圧ロッドと、前記加圧ロッド及び前記与圧ピストンを動作させるための入力部と、前記入力部による入力により前記加圧ロッド及び前記与圧ピストンを同時に動作させ前記与圧室の与圧の増加に応じて前記加圧ロッドを前記与圧ピストンに対し相対的に動作させ前記加圧ロッドを前記オリフィスに進入させる与加圧連動機構とを備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明は、上記構成であるから、加圧ロッド及び与圧ピストンを入力に応じて同時に動作させ、引き続き与圧の増加に応じて加圧ロッドを与圧ピストンに対して相対的に動作させ、加圧ロッドをオリフィスに進入させることができるから、加圧が始まるまでは与圧により加圧ピストンを迅速に下降させることができ、加圧ピストンの円滑な下降により作業性を向上させることができる。

【0009】

しかも、加圧が始まると加圧ロッドと加圧ピストンとの面積差により入力部に与えた力が大きく増幅され、この増幅された力で加工ができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、実施例に係り、人力プレス機の側面図である。

【図2】図２は、図１の人力プレス機の正面図である。

【図3】図３は、図１の人力プレス機の中間部を拡大し一部を透視した正面図である。

【図4】図４は、図１の人力プレス機の上部を拡大し一部を透視した側面図である。

【図5】図５は、図１の人力プレス機の上部を拡大し一部を透視した正面図である。

【図6】図６は、図１の人力プレス機の動作説明図である。

【図7】図７は、図１の人力プレス機の動作説明図である。

【図8】図８は、図１の人力プレス機の動作説明図である。

【図9】図９は、図１の人力プレス機の動作説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明は、力の増幅及び作業性をより向上させることを可能にするという目的を以下のように実現した。

【0012】

フレームに対して昇降移動する加圧部材と、前記フレーム側に支持された加圧シリンダーと、前記加圧シリンダーに備えられ前記加圧部材に連動連結された加圧ピストンと、前記加圧シリンダーの加圧室に連通するオリフィスと、前記フレーム側に支持され前記オリフィスに与圧室が連通する与圧シリンダーと、前記与圧シリンダーに備えられた与圧ピストンと、前記与圧ピストンに備えられ前記オリフィスと同径の貫通孔と、前記貫通孔に下部が嵌合する加圧ロッドと、前記加圧ロッド及び前記与圧ピストンを動作させるための入力部と、前記入力部による入力により前記加圧ロッド及び前記与圧ピストンを同時に動作させ前記与圧室の与圧の増加に応じて前記加圧ロッドを前記与圧ピストンに対し相対的に動作させ前記加圧ロッドを前記オリフィスに進入させる与加圧連動機構とを備えて実現した。

【0013】

前記与加圧連動機構は、加圧ロッドプッシュ部材と与圧ロッドプッシュ部材と与圧ロッドとを備え、前記加圧ロッドプッシュ部材は、前記加圧ロッドの上部を支持して前記フレームに対し昇降可能に支持され、前記与圧ロッドプッシュ部材は、前記加圧ロッドプッシュ部材を磁石により吸着支持し、前記与圧ロッドは、前記与圧ロッドプッシュ部材と前記与圧ピストンとを一体的に移動可能に連結する構成で実現した。

【0014】

前記フレーム側と前記加圧ロッドプッシュ部材との間に介設され前記加圧ロッドプッシュ部材を前記フレーム側に対し上昇付勢して復帰可能とする加圧ロッドリターンスプリングを備えて実現した。

【0015】

前記フレームに固定されたボトム部材と、前記ボトム部材を貫通し前記加圧部材を下部に支持した可動ロッドと、前記可動ロッドと前記ボトム部材との間に介設され前記可動ロッドを前記ボトム部材に対して上昇付勢して復帰可能とする加圧部材リターンスプリングとを備えて実現した。

【実施例0016】

図１は、実施例に係り、人力プレス機の側面図である。図２は、図１の人力プレス機の正面図である。図３は、図１の人力プレス機の中間部を拡大し一部を透視した正面図である。図４は、図１の人力プレス機の上部を拡大し一部を透視した側面図である。図５は、図１の人力プレス機の上部を拡大し一部を透視した正面図である。なお、以下の説明において上下とは重力方向、左右とは、人力プレス機を正面から見た左右を意味する。

【0017】

図１、図２のように、本発明実施例の人力プレス機１は、加圧部材３と加圧シリンダー４と加圧ピストン５とオリフィス７と与圧シリンダー９と与圧ピストン１１と貫通孔１３と加圧ロッド１５と入力部１７と与加圧連動機構１９とを備えた。

【0018】

加圧部材３は、加圧プレートで構成されている。加圧プレート３は、フレーム２１に対して昇降移動するように支持されている。加圧プレート３の支持構造は、後述する。

【0019】

フレーム２１は、起立形状であり左右のフレーム部材２１ａ、２１ｂ間に下から加工プレート２２、シリンダーボトム２３、シリンダーミドルプレート２５、シリンダーヘッド２７、及びトッププレート２９を備えている。

【0020】

図１～図３のように、加圧部材３は、加圧プレートで構成されている。加圧プレート３は、加工プレート２２の上方に配置され、フレーム２１に対して下降移動で加工プレート２２に対して押圧動作を行う。

【0021】

加圧プレート３は、可動ロッド３１の下端に支持されている。可動ロッド３１は、シリンダーボトム２３を貫通するように配置されている。可動ロッド３１とシリンダーボトム２３との間に加圧部材リターンスプリング３３が介設されている。加圧部材リターンスプリング３３は、可動ロッド３１をシリンダーボトム２３に対して上昇付勢して加圧プレート３を上昇復帰可能とする。

【0022】

加圧シリンダー４は、フレーム２１側に固定されたシリンダーボトム２３とシリンダーミドルプレート２５との間に取り付けられ、下部がシリンダーボトム２３に支持され、上部がシリンダーミドルプレート２５に支持されている。

【0023】

加圧ピストン５は、加圧シリンダー４に備えられ加圧プレート３に連動連結されている。

【0024】

加圧ピストン５は中空形状に形成され、この中空形状は加圧ロッド１５を挿入ガイドするものである。

【0025】

加圧ピストン５及び加圧プレート３の連動連結は、スプラインシャフト３５により行われている。スプラインシャフト３５は、加圧ピストン５と同芯で有底の中空形状に形成されている。スプラインシャフト３５は、有底側を下側にして加圧シリンダー４内の軸心部に配置されている。スプラインシャフト３５の上端に加圧ピストン５が同芯で結合されている。スプラインシャフト３５の中空部は、加圧ピストン５の中空部と協働して加圧ロッド１５を挿入ガイドするものである。スプラインシャフト３５の下部は、シリンダーボトム２３を貫通し、下端が加圧プレート３に結合固定されている。

【0026】

加圧シリンダー４内の下部には、中空形状のストロークアジャスター３７が配置されている。ストロークアジャスター３７は、上端が加圧ピストン５に対向している。ストロークアジャスター３７は、下部がシリンダーボトム２３側に螺合している。ストロークアジャスター３７をシリンダーボトム２３側に対する螺合位置を調節して加圧ピストン５に対する上端の対向位置を設定することができる。ストロークアジャスター３７の調節は加圧シリンダー４の切り欠きより外部からピンを径方向に挿入し、ストロークアジャスター３７の穴にピンの先端を差し込むことで行うことができる。ピンを操作しストロークアジャスター３７を軸周りに回転させることでストロークアジャスター３７のシリンダーボトム２３側に対する螺合位置が調節できる。こうして、ストロークアジャスター３７は、加圧シリンダー４内の上下位置を調節することで加圧ピストン５のストロークを調節することができる。

【0027】

オリフィス７は、シリンダーミドルプレート２５に形成さえている。オリフィス７は、加圧シリンダー４、シリンダーミドルプレート２５、及び加圧ピストン５で形成される加圧室に連通する。

【0028】

与圧シリンダー９は、加圧シリンダー４と同径に形成され、同芯に配置されている。なお、与圧シリンダー９を加圧シリンダー４とは異なる径に設定することもできる。与圧シリンダー９は、フレーム２１側に固定支持されたシリンダーミドルプレート２５とシリンダーヘッド２７との間に取り付けられている。

【0029】

与圧ピストン１１は、与圧シリンダー９に備えられている。与圧ピストン１１には、貫通孔１３が備えられている。与圧は、シリンダー９、シリンダーミドルプレート２５、及び与圧ピストン１１で形成される与圧室は、下方のオリフィス７に連通する。

【0030】

貫通孔１３は、与圧ピストン１１の軸心部に備えられオリフィス７と同径に形成されている。

【0031】

加圧ロッド１５は、中空に形成され貫通孔１３に下部が嵌合している。

【0032】

図１、図２のように、入力部１７は、踏み部で構成されている。踏み部１７は、作業者が足で踏み込み人力を入力して加圧ロッド１５及び与圧ピストン１１を動作させプレス作業を行うものである。なお、入力部１７としては手入力させる構成とすることもできる。電動モーターを踏み力や手入力のアシストとして備えることもできる。

【0033】

踏み部１７は、フレーム２１の左右に沿って配置された左右の側板４１ａ、４１ｂ間の下部に取り付けられている。左右の側板４１ａ、４１ｂは、フレーム２１に対し複数のローラー４３により昇降ガイドされる構成となっている。

【0034】

図４、図５のように、与加圧連動機構１９は、踏み部１７による入力により加圧ロッド１５及び与圧ピストン１１を同時に動作させ、与圧室の与圧に応じて加圧ロッド１５及び与圧ピストン１１を相対的に動作させて加圧ロッド１５をオリフィス７に進入させるものである。

【0035】

加圧ロッド１５がオリフィス７に進入すると、加圧ロッド１５と加圧ピストン５との面積差で加圧室の圧力が実施例において４０倍程度に増幅される。この増幅された圧力が加圧ピストン５に作用する。

【0036】

本実施例において与加圧連動機構１９は、加圧ロッドプッシュ部材４５と与圧ロッドプッシュ部材４７と与圧ロッド４９とを備えている。

【0037】

加圧ロッドプッシュ部材４５は、加圧ロッドプッシュプレートで形成されている。加圧ロッドプッシュプレート４５は、加圧ロッド１５の上部を支持しフレーム２１に対し昇降可能に支持されている。加圧ロッドプッシュプレート４５の昇降支持は、リニアシャフト５０及びリニアブッシュ５１により行われている。リニアシャフト５０は、トッププレート２９とシリンダーヘッド２７とに上下端が固定支持されている。リニアブッシュ５１は、加圧ロッドプッシュプレート４５に取り付けられている。

【0038】

加圧ロッドプッシュプレート４５の左右両側は、左右の側板４１ａ、４１ｂに結合されている。

【0039】

与圧ロッドプッシュ部材４７は、与圧ロッドプッシュプレートで形成されている。与圧ロッドプッシュプレート４７は、平面視でＵ字状に形成され、Ｕ字状の両側と与圧ピストン１１との上下間に与圧ロッド４９が結合固定されている。与圧ロッド４９により与圧ロッドプッシュプレート４７と与圧ピストン１１とを連結している。与圧ロッドプッシュプレート４７は、加圧ロッドプッシュプレート４５上に配置され、下面に磁石５２を備えている。与圧ロッドプッシュプレート４７は、加圧ロッドプッシュプレート４５を磁石５２により吸着支持している。

【0040】

加圧ロッドプッシュプレート４５には、リザーブ弁５３が取り付けられている。リザーブ弁５３は、加圧ロッド１５の中空部に連通し、リザーブピストン５５及びスプリング５７を備えている。リザーブ弁５３は、リザーブタンク５９に接続されている。

【0041】

フレーム２１側と加圧ロッドプッシュプレート４５との間には、加圧ロッドリターンスプリング６１が介設されている。加圧ロッドリターンスプリング６１は、加圧ロッドプッシュプレート４５をフレーム２１側に対して上昇付勢して復帰可能とするものである。

【0042】

加圧ロッドリターンスプリング６１の支持は、支持ロッド６３により行われている。支持ロッド６３は、上端がトッププレート２９に固定され、加圧ロッドプッシュプレート４５、シリンダーヘッド２７、及びシリンダーミドルプレート２５を貫通して配置され、下端がシリンダーボトム２３に固定されている。

【0043】

［作用効果］
図６～図９は、図１の人力プレス機の動作説明図である。

【0044】

図６の加圧プレート３の初期位置において作業者が踏み部１７（図、図２）を足踏みで下方へ踏み込むと側板４１ａ、４１ｂが下降する。

【0045】

側板４１ａ、４１ｂが図６の位置から下降すると図７のように加圧ロッドプッシュプレート４５が引き下げられ、加圧ロッドプッシュプレート４５を吸着している与圧ロッドプッシュプレート４７が共に引き下げられる。

【0046】

与圧ロッドプッシュプレート４７の引き下げで与圧ロッド４９を介して図７のように与圧ピストン１１が加圧ロッド１５と共に下降を始める。

【0047】

与圧ピストン１１が下降を始めると与圧室のオイルが圧力を受けオリフィス７を介して加圧シリンダー４の加圧室にオイルが流入する。

【0048】

加圧室へのオイルの流入により加圧室及び与圧室が共に与圧状態となり、加圧プレート３が与圧で下降する。一方、与圧に応じて与圧ピストン１１及び与圧ロッド４９を介し与圧ロッドプッシュプレート４７が反力を受ける。

【0049】

この与圧による反力が磁石５２の吸着力を上回ると与圧ロッドプッシュプレート４７から加圧ロッドプッシュプレート４５が離脱し、図８のように加圧ロッド１５が与圧ピストン１１に対して下降を始める。

【0050】

加圧ロッド１５がオリフィス７に到達するまでは引き続き与圧ピストン１１により与えられた低い与圧で加圧ピストン１１が下降する。

【0051】

この加圧ピストン１１の下降により加圧プレート３がほぼ加工開始位置となる。

【0052】

加圧ロッド１５がオリフィス７に到達すると加圧ロッド１５と加圧ピストン５との面積差により加圧室の圧力が実施例では４０倍程度に増幅される。この増幅された圧力が加圧ピストン５に作用する。

【0053】

加圧ロッド１５がさらに下降すると加圧ピストン５の中空部を経てスプラインシャフト３５の中空部へと進入してガイドされる。

【0054】

加圧シリンダー４内では、加圧ロッド１５の進入による体積増加があり、加圧ロッド１５がオリフィス７に進入した時点から図９のようにさらに下降すると共に加圧プレート３の加工プレート２２に対する高い圧力でのプレス加工ができる。

【0055】

このように、与圧シリンダー９及び与圧ピストン１１、加圧シリンダー４及び加圧ピストン５、与圧室及び加圧室間のオリフィス７、及び与圧後にオリフィス７に進入する加圧ロッド１５を備えることで、低い与圧により加圧ピストン５を迅速に下降させることができ、加圧ピストン５に連動する加圧プレート２２を与圧により加工位置まで円滑に下降させることができる。

【0056】

このため、作業当初からは高い圧力が働かないので、加圧プレート２２を加工位置まで安全に下降させ、熟練を要せず迅速に作業を行わせることができる。

【0057】

しかも、加圧ロッド１５がオリフィス７に進入して加圧が始まると加圧ロッド１５と加圧ピストン５との面積差により踏み部１７に与えた力が大きく増幅され、この増幅された力で無理のないプレス加工ができる。

【0058】

なお、上記実施例では、与圧から加圧への切り替えを磁石５２の吸着力により行っているが、与圧による反力が与圧ロッドプッシュプレート４７側に対する加圧ロッドプッシュプレート４５側の保持力を上回ったとき与圧ロッドプッシュプレート４７側から加圧ロッドプッシュプレート４５側が離脱する構造であればよい。したがって、磁石５２による保持構造に代え、例えばチェックスプリングにより付勢されたチェックボールを加圧ロッドプッシュプレート４５に保持させ、このチェックボールを与圧ロッド４９周面に形成した凹部に係合させて保持させる構造等も採用できる。また、与圧による反力を電気的に検出し、この検出に基づいて動作する爪部を与圧ロッドプッシュプレート４７側に設定して保持させることもできる。

【0059】

上記実施例では、踏み部１７に与えた人力のみにより与圧動作及び加圧動作をさせるようにしたが、人力により動作させることができればよく、踏み部１７に与えた人力を倍力させるリンク機構を追加し、或いは人力をアシストする電動モーター、液圧シリンダー、空圧シリンダー等を追加することもできる。

【符号の説明】

【0060】

１ 人力プレス機
３ 加圧部材（加圧プレート）
４ 加圧シリンダー
５ 加圧ピストン
７ オリフィス
９ 与圧シリンダー
１１ 与圧ピストン
１３ 貫通孔
１５ 加圧ロッド
１７ 人力操作部（踏み部）
１９ 与加圧連動機構
２１ フレーム
２１ａ、２１ｂ フレーム部材
２２ 加工プレート
２３ ボトム部材（シリンダーボトム）
３１ 可動ロッド
３３ 加圧部材リターンスプリング
４１ａ、４１ｂ 側板
４５ 加圧ロッドプッシュ部材（加圧ロッドプッシュプレート）
４７ 与圧ロッドプッシュ部材（与圧ロッドプッシュプレート）
４９ 与圧ロッド
５１ 磁石
６１ 加圧ロッドリターンスプリング

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】