(57)【要約】 【課題】弾性体の弾性力を加圧力として十分に利用でき、しかも弾性体が抗力を直に受けないようにしたプレス装置を提供しようとする。【解決手段】少なくとも一方が加圧部となる上下の基台4a,4bと、回転自在に支持されるとともに、軸方向に所定の力が付与された際、同方向に摺動自在となるように支持されるネジ棒2a,2bと、ネジ棒にその回転によって移動自在に螺合される雌ネジ体3a,3bと、各雌ネジ体と上下の基台をそれぞれ連結してパンタグラフを形成するアーム5a〜5dから構成される。ネジ棒2a,2bを、雌ネジ体3a,3bがそれぞれに螺合するように左右に分断させるとともに、分断した左右のネジ棒2a,2bにかかる軸方向の荷重を両側から受ける弾性体6を介在させ、左右のネジ棒2a,2bがその軸方向に所定の力が付与されて摺動された際、弾性体6から、その摺動方向に抗する力を左右の両ネジ棒2a,2bに付与させる。【選択図】図３
2010012503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が加圧部となる上下の基台と、
回転自在に支持されるとともに、その軸方向に所定の力が付与された際、同方向に摺動自在となるように支持されるネジ棒と、
該ネジ棒にその回転によって移動自在に螺合される１対の雌ネジ体と、
各雌ネジ体と上下の基台をそれぞれ連結してパンタグラフとなる四辺形状リンクを形成するアームとからなり、
前記ネジ棒を、雌ネジ体がそれぞれに螺合するように左右に分断させるとともに、
分断した左右のネジ棒にかかる軸方向の荷重を両側から受ける弾性体を介在させ、
左右のネジ棒がその軸方向に所定の力が付与されて摺動された際、前記弾性体から、その摺動方向に抗する力を左右の両ネジ棒に付与させることを特徴とするパンタ型プレス装置。
【請求項２】
左右のネジ棒のうち少なくとも一方の摺動量を測定する測定手段を備えさせ、該測定手段により測定した摺動量から加圧力を把握することを特徴とする請求項１のパンタ型プレス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、対象物に加圧するプレス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレス装置は、モータやシリンダによって加圧板を可動させて、対象物に加圧力を付加する機構をとるが、その加圧力として、弾性体の弾性力を利用する形態もある。
【０００３】
その一例として、特開平１０−１２８７７７号（特許文献１）が提案されている。この技術は、図４に示すように、油圧シリンダによって加圧板を下降させ、対象物を加圧するものであるが、加圧板とピストンロッドの間に蓄勢したバネ100（弾性体）を介在させ、そのバネ100の蓄勢力（弾性力）を利用して対象物に加圧するものとなっている。
【特許文献１】特開平１０−１２８７７７号（図１及び３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来技術によれば、バネ100の弾性力を加圧力として利用できるので、油圧シリンダの加圧力を低減させることができ、その結果、プレス出力規格の小さい器機を採用することができるので、装置の簡易化が図れるものとなって有用である。
【０００５】
しかし、その一方で、加圧したときの対象物からの抗力をバネが加圧板から直接受けることになるので、加圧状態を保持したいときは、対象物から押し返されやすく、その分の力を油圧機構によることになっていた。また、直に抗力を受けるので、強度のあるバネが必要という問題もあった。
【０００６】
この発明は、従来技術の以上のような問題に鑑み創案されたもので、弾性体の弾性力を加圧力として十分に利用でき、しかも弾性体が抗力を直に受けないようにしたプレス装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため、この発明に係るパンタ型プレス装置は、
少なくとも一方が加圧部となる上下の基台と、
回転自在に支持されるとともに、その軸方向に所定の力が付与された際、同方向に摺動自在となるように支持されるネジ棒と、
該ネジ棒にその回転によって移動自在に螺合される１対の雌ネジ体と、
各雌ネジ体と上下の基台をそれぞれ連結してパンタグラフとなる四辺形状リンクを形成するアームとからなり、
前記ネジ棒を、雌ネジ体がそれぞれに螺合するように左右に分断させるとともに、
分断した左右のネジ棒にかかる軸方向の荷重を両側から受ける弾性体を介在させ、
左右のネジ棒がその軸方向に所定の力が付与されて摺動された際、前記弾性体から、その摺動方向に抗する力を左右の両ネジ棒に付与させることを特徴とする。
【０００８】
以上のように、この発明に係るプレス装置は、基本的には、ネジ棒を回転させることで、アームで形成される四辺形状リンクのパンタグラフ（以下、形成される四辺形状リンクを単にパンタグラフともいう）が変形し、それにともない、そのパンタグラフの上下の基台が移動するパンタ型プレスの構成をとる（加圧部は上下基台の少なくとも一方側となる）。すなわち、パンタグラフを形成するアームは、ネジ棒に螺合する雌ネジ体に連結されるので、ネジ棒の回転によって雌ネジ体が移動すると、パンタグラフが変形していき、それにともないパンタグラフの上下で連結される各基台が相互に離接するように移動する。加圧を行う際は、上下の基台が接近状態となるパンタグラフ縮小状態から、ネジ棒を回転させ、雌ネジ体を移動させてパンタグラフを縦に拡張させていく。上下の基台が離れていく速さ、つまり基台のストローク速度は拡張開始時は速いが、ストロークエンド（最大拡張時）に近づくに従い、スピードが遅くなる。ストロークエンドでは力が大きくなるので、その状態を加圧時に設定すれば大きな加圧力が得られる。
【０００９】
このようなプレス装置において、本発明は、ネジ棒を左右に分断させ、分断した左右のネジ棒にかかる軸方向の荷重を受ける弾性体を介在させている。左右のネジ棒は、所定の力が加われば、軸方向に摺動するように支持されており、加圧時に、加圧部の基台が加圧対象物から所定の抗力を受けると、その抗力がパンタグラフを形成するアーム、雌ネジ体を介して左右のネジ棒に伝わりそれらを摺動させる。このため、前記弾性体は両ネジ棒から抗力としての荷重を受けることになるが、弾性体もそれに抗して弾性力を両ネジ棒に付与するので、その弾性力が加圧力として作用することになる。特に所定の摺動位置において、ネジ棒の回転を停止させれば（例えば駆動系のアクチュエータがモータであれば停止ないしブレーキをかける）、弾性体の弾性力が加圧状態を保持する加圧力として作用する。
【００１０】
ここで、加圧対象物からの抗力は、パンタグラフを介して両ネジ棒に伝わることになるので、弾性体には分散された抗力が間接的に伝わることになって、かかる負荷が少なくなっている。
【００１１】
ところで、上記した弾性体の弾性力を利用して所定の加圧力の加圧状態を保持する際には、そのときの加圧力を把握する必要がある。一般には、ロードセル等の圧力検出器を用いれば良いが、本発明の構成においては、ネジ棒の摺動量（位置変動量であり、いわば、ずれの量）から加圧力を把握することも可能である。すなわち、ネジ棒の摺動量は、加圧対象物からの抗力と弾性体から付加される弾性力の作用を受けながら、加圧しようとする加圧力に応じて変動するから、予めその対応値を算定しておけば、ネジ棒の摺動量から加圧力が測定可能となる。そこで、左右のネジ棒のうち少なくとも一方の摺動量を測定する測定手段を備えさせ、該測定手段により測定した摺動量から加圧力を把握する構成を請求項２の発明とする。この構成によれば、ロードセル等の高価な圧力検出器を用いる構成に対して、きわめて低コストな構成となる。
【００１２】
なお、本願において、上下左右の語は、それが用いられた構成が相互に対称的位置関係にあることを示すために便宜的に用いたものであり、例えば実際の形態において、プレス方向が水平方向となるような場合、この場合は、両基台は水平方向に配置され、両ネジ棒の位置は垂直方向に配置される形態となるが（パンタグラフの伸縮によって両基台は水平方向に離接する）、その形態にあっても、本願においては、両基台の位置関係は上下、両ネジ棒の位置関係は左右とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、この発明に係るプレス装置は、パンタグラフ型のプレス機構を採用することで、弾性体の弾性力を加圧力として、特に加圧状態を保持する場合の加圧力として十分かつ有効に利用できるものとなっている。
【００１４】
また、その弾性体もパンタグラフを形成するネジ棒から荷重を受けるようにし、加圧対象物からの荷重を直接受けないので、その分、特開平１０−１２８７７７号に開示の技術とくらべて強度の低いものでも適用でき、装置の簡易化とコスト低減が図れ、さらには耐用年数の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本願に係る発明の具体的実施形態例を図面に基づき説明する。なお、本願に係る発明が以下の形態例に限定されるものでないことは当然である。
【００１６】
図１は本形態例に係るプレス装置の全体図、図２はプレス装置のうち可動部の説明図、図３は可動部の中心の部分断面図である。図示のように、本形態例のプレス装置は、その可動部が、左右のネジ棒2a,2bにそれぞれ螺合された雌ネジ体3a,3bと上下の基台4a,4bとをアーム5a〜5dで連結してパンタグラフとなる四辺形状リンクを形成させ、駆動系によって左右のネジ棒2a,2bを回転させることで、基台4a,4bを離接させ、下方の基台4a,4bの移動でプレスを行う機構となっている。以下、詳細に説明する。
【００１７】
1は装置フレームであり、10は天板フレーム、11は側板フレーム、12は裏板フレームである。天板フレーム10の下面には、後述する可動部を構成する上部基台4aが固着される一方、裏板フレーム12の上方内側には、可動部を構成する下部基台4bの端部が摺動するためのガイドレール12aが形成されている。この構成により、前記パンタグラフの伸縮動作があると、前記下部基台4aが傾くことなくガイドレール12aに沿って上下に移動する。
【００１８】
装置フレーム1内に配置される可動部は、左右のネジ棒2a,2bと、左右のネジ棒に各々螺合される１対の雌ネジ体3a,3bと、上下の基台4a,4bと、それらを連結する４本で１対となるアーム5a〜5dと、加圧時に弾性力を加圧対象物に付与する弾性体である圧縮バネ6と、該圧縮バネ6のケーシングであるバネケース7と、ネジ棒2a,2bをバネケース7ごと支持する支持フレーム8とから構成される。なお、アーム5a〜5bはネジ棒2a,2bを中央にして可動部の前後にそれぞれ対称に配置される（パンタグラフが前後に形成され、上下基台4a,4bも前後でそれぞれアーム5a,5bに連結される）。
【００１９】
可動部の支持フレーム8は、図２に示すように、可動部前方においてネジ棒2a,2bと並行に配置される梁フレーム80と、該梁フレーム80からそれぞれ可動部後方に延出する２本のアームフレーム81,82と、該アームフレーム81,82を後方において連結する後方フレーム83とから構成される。梁フレーム80には、後述する雌ネジ体3a,3bとアーム（5aと5c,5bと5d）を連結するピン35（ただし前方側のみ）が挿通して摺動できるガイド溝80aが左右２箇所に切られている。２本のアームフレーム81,82には、図３に示すように、後述するバネケース7と交差する部分に、それぞれバネケース7を支持する軸受81a,82aが配置されるとともに、その後方側に、後述する伝動ギア90,93の軸が回転自在に支持される（図２(b)ではギア93省略）。
【００２０】
支持フレーム8のアームフレーム81,82に軸受81a,82aを介して支持されるバネケース7は、圧縮バネ6をそのケース内中空部72に収納する手段であるとともに、前記左右のネジ棒2a,2bを分断する手段となっている。すなわち、図３に示すように、左ネジ棒2aは、バネケース7の一方側端70に穿設された挿通孔70aに摺動自在に挿通される一方、右ネジ棒2bは、バネケース7の他方側端71に、前記挿通孔70aと同一軸芯となるように固着され、これにより、１本のネジ棒がバネケース7を介して分断されると同様の形態となっている。
【００２１】
左ネジ棒2aは、挿通されたその先端側が、バネケース7内中空部72に突出した状態で、圧縮バネ6である皿バネが挿通されるとともに、先端部にその圧縮バネ6の他端側に当接するバネ座73が取り付けられる。圧縮バネ6の一端側は、バネケース7内中空部72の一端側壁面に固着されたバネ座72aに当接されており、それが圧縮された際、当接する一端側バネ座72aと他端側バネ座73に抗力としての弾性力を付与する。ここで、圧縮バネ6が圧縮されるのは、左右のネジ棒2a,2bにかかる軸方向の荷重を受ける場合であり、その荷重は、後述するように加圧時に生じる加圧対象物60からの抗力である。この抗力は、パンタグラフを形成する部材を介して伝達されることになるから、圧縮バネ6は分散された抗力を間接的に受ける構成となっている。なお、前記圧縮バネ6をバネケース内中空部72に配置するために、バネケース7は、中空部72を形成する他端側71と、その蓋体に相当する一端側70とに分割される形態となっており、両者70,71は当接部をネジ止めすることにより一体化される。
【００２２】
バネケース7の中央には、駆動系によって回転する伝動ギア90に咬合するギア9が固着される。左ネジ棒2aの挿通部には突起（図示なし）が形成され、一方バネケース7の挿通孔71aの内周面にはその突起が嵌合する軸方向溝（図示なし）が切られており、左ネジ棒2a先端側がバネケース7の一端側70に挿通された状態では、前記突起がその軸方向溝に摺動自在に嵌合されることになり、これにより、左ネジ棒2aはバネケース7に対して摺動自在となる。また、上述したように、バネケース7は、前記アームフレーム81,82に配置された軸受81a,82aにより、回転自在でかつ軸方向に所定の力が付与された際摺動自在に支持される。これらの構成により、駆動系によりギア9が回転すると、左右のネジ棒2a,2bは、バネケース7と一体となって回転する。また、左右のネジ棒2a,2bに軸方向の所定の荷重が付与されると、左右のネジ棒2a,2bにかかる荷重と前記圧縮バネ6の弾性力とのバランスによって、左右のネジ棒2a,2b相互が離接するように、左のネジ棒2aとバネケース7が相互に摺動する。ここで、この際の左ネジ棒2aの摺動量（ずれ）は、上述したように、プレス装置の加圧力を把握する数値として利用できる。そこで、その摺動量を測定する手段として、左ネジ棒2a側のアームフレーム81の端部に距離測定用のフォトセンサ20を取り付け、そこに近接する左ネジ棒2aの部位に軸受けを介して固定された検出子21（ネジ棒とともに摺動するが、回転は阻止されつつ固定）を検出して左ネジ棒2aの摺動量（ずれ）を算出し、それによって加圧力を把握するものとしている。なお、摺動量測定手段は、他のセンサを用いて良いことはいうまでもない。
【００２３】
左右のネジ棒2a,2bには、その回転によって移動自在となる雌ネジ体3a,3bがそれぞれ螺合されている。該雌ネジ体3a,3bは、特に図２に示すように、その中央にネジ棒2a,2bの雄ネジに螺合する雌ネジ穴30a,30bが切られるとともに、その前後にアーム連結部Ａ，Ｂが形成される。いずれのアーム連結部Ａ，Ｂにも、２本のアーム先端が嵌挿できる幅の嵌挿切込みと各嵌挿切込みを貫通するピン穴が形成されており、各嵌挿切込みに、ピン穴を備えた２本のアーム（5aと5c,5bと5d）の先端が嵌挿された状態で、ピン35を各ピン穴から挿通させて固着することで（なお、上述のように、前方の連結部Ａのピン35は前記梁フレーム80のガイド溝80aも挿通している）、２本のアーム（5aと5c,5bと5d）が回転自在にピン止めされる。これらアーム5a〜5dの他端は、後述する上下の基台4a,4bにも回転自在にピン止めされ、これにより、上下左右４本のアーム5a〜5dにより四辺形状リンクがネジ棒2a,2bの前後に対称的に形成され、いずれもネジ棒2a,2bの回転による雌ネジ体3a,3bの移動により四辺形状リンクが伸縮するパンタグラフを形成することになる。なお、前後の対応する各アーム（前の5aと後の5a、同様に前の5bと後の5b、前の5cと後の5c、前の5dと後の5d）はそれぞれリンクバー50によって連結されている。
【００２４】
基台4a,4bは、それぞれ前後２箇所の計４箇所において、各アーム5a〜5dの他端に連結されることで、パンタグラフの上下に位置することになる。上述したように、上部基台4aは、天板フレーム10の下面に固着される。一方、本形態例では、下部基台4bが加圧部の加圧板となり、パンタグラフの伸縮動作により上下に移動自在となるが、下部基台4bは、その後端に、裏板フレーム12のガイドレール12aに嵌合するレールブロック40が取り付けられるので、上述したように、上下の移動はガイドレール12aに沿って行われる。なお、加圧部である下部基台4bには、プレスに要する種々のアタッチメント（例えば押込みピストン等）をさらに固着させる等してもよい。
【００２５】
駆動系のアクチュエータは、本形態例では電動モータ94が用いられている。該電動モータ94は、特に図１(b)に示すように、装置フレーム1の裏板フレーム12の外面に設けられた棚91に載置され、前記可動部の上下運動に従動するリンク92に支持されたプーリとベルトにより伝動ギア90,93に回転力を付与し、伝動ギア90と咬合する前記ギア9に回転力を付与する。
【００２６】
次に、以上のように構成されるプレス動作を説明する。加圧前の状態では、パンタグラフを伸縮させ、下部基台4bを上昇させておく（上部基台4aとの間がもっとも接近する）。加圧の際は、加圧対象物60をプレス台の下に置き、電動モータ90を始動させて駆動系を駆動させ、ギア9を回転させると、バネケース7と一体となって左右のネジ棒2a,2bが回転し、雌ネジ体3a,3bは相互に接近するように移動していく。これによりパンタグラフは上下方向に拡張していき、下部基台4bはガイドレール12aに沿って下降していくことになり、その後下部基台4bが加圧対象物60に当接する。その状態で、さらにネジ棒2a,2bの回転を続けていけば、加圧対象物60をプレスすることができる。
【００２７】
このプレス状態においては、加圧対象物60から加圧に対する抗力としての荷重が下部基台4bにかかり、それは下部基台4bを押し上げ、パンタグラフを縮小させようとするので、左右のネジ棒2a,2bには相互に離れるような軸方向の力がかかり、またそのように相互に摺動し、位置がずれる。このとき、バネケース7内の圧縮バネ6に対しては圧縮する力がかかるので、圧縮バネ6はそれに抗する弾性力を左右のネジ棒2a,2bに付与することになる。したがって、所望の加圧状態を保持しようとするときは、上述したように、ネジ棒2a,2bの所定の摺動位置において、電動モータ90を停止させれば、圧縮バネ6の弾性力がその加圧状態を保持する力として作用することになる。
【００２８】
ここで、所望の加圧状態の把握は、フォトセンサ20によるネジ棒2aの摺動量（ずれの量）を測定値に基づけば良く、そのため、所望の加圧力に対応する摺動量が測定されたときに、電動モータを停止させればよい。
【００２９】
本形態例は以上のとおりであるが、本発明が以上の形態例に限定されないことはこれも上述のとおりであり、弾性体として、他の手段、例えば圧縮コイルバネやゴムとか、さらには引張バネなどを用いてもよい。もっとも、引張バネのように、引張力としての弾性力を利用する場合は、例えば左右のネジ棒の間に弾性体を配置させ、弾性体の両側から引っ張るような装置構成をとることになるので、一般には配置スペースに余裕のある形態に適用され得る。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
この発明は、対象物に加圧する種々のプレス装置として適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】プレス装置全体の概要図であり、(a)は正面図、(b)は側面図（ただし、側板は省略している）である。
【図２】可動部の説明図であり、(a)は正面図、(b)は平面図（ただし、上下の基台は省略している）である。
【図３】可動部のうちバネケースの詳細を示した部分断面図である。
【図４】特開平１０−１２８７７７号に開示された従来技術の構造図である。
【符号の説明】
【００３２】
1         装置フレーム
2a,2b      ネジ棒
3a,3b      雌ネジ体
4a        上部基台
4b        下部基台（加圧板）
5a〜5d   アーム
6         圧縮バネ
7         バネケース
【図１】
2010012503.tif 000003
【図２】
2010012503.tif 000004
【図３】
2010012503.tif 000005
【図４】
2010012503.tif 000006