(57)【要約】【課題】可動部材の作動の切り替えを効率よく実施すると同時に、可動部材の作動時のストローク一に関係なく一定の加圧力を維持することができる新規なトグル式シリンダ装置を提供する【解決手段】機台１１と、被加工物を載置するための加工部２０と、機台１１に固設された固定ピストン３２が嵌挿されるシリンダ部３３を有する可動シリンダ装置３１によって加工部２０に対して進退する可動部材３０と、可動部材３０に配置され加圧シリンダ装置４１の加圧ピストン４２によって加工部２０の被加工物Ｍに対して加圧を行う加圧部材４０と、連結軸５３を介して連結された２つのレバーの一側のレバー５１の端部が機台１１側に軸着され他側のレバー５２の端部が加圧部材４０側に軸着されたトグル部材５０と、トグル部材５０の連結軸５３に結合されて２つのレバー５１，５２を屈曲状態と直線状態の間を変動させるトグル駆動装置６０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機台（１１）と、
前記機台に形成され、被加工物を載置するための加工部（２０）と、
前記機台に固設された固定ピストン（３２）が嵌挿されるシリンダ部（３３）を有する可動シリンダ装置（３１）によって前記加工部に対して進退する可動部材（３０）と、
前記可動部材に配置され、加圧シリンダ装置（４１）の加圧ピストン（４２）によって前記加工部の被加工物に対して加圧を行う加圧部材（４０）と、
連結軸（５３）を介して連結された２つのレバーの一側のレバー（５１）の端部が前記機台側に軸着され他側のレバー（５２）の端部が前記加圧部材側に軸着されたトグル部材（５０）と、
前記トグル部材の連結軸に結合されて前記２つのレバーを屈曲状態と直線状態の間を変動させるトグル駆動装置（６０）
とを備えたことを特徴とするトグル式シリンダ装置。
【請求項２】
前記加圧部材が加圧ブロック（４８）に配置されているとともに、該加圧ブロックには補助固定ピストン（７２）が固設されていて、前記可動部材には前記補助固定ピストンが嵌挿されるシリンダ部（７３）を有する補助加圧シリンダ装置（７０）が設けられている請求項１に記載のトグル式シリンダ装置。
【請求項３】
前記トグル駆動装置が前記トグル部材の連結軸の両側に配置されていて互いに連動する請求項１に記載のトグル式シリンダ装置。
【請求項４】
前記加工部及び前記可動部材を複数備えた請求項１ないし３のいずれか１項に記載のトグル式シリンダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス加工等に利用される加工装置に関し、特にトグル機構を備えたトグル式シリンダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プレス加工等の加工作業を実施する際には、油圧シリンダ等のシリンダ加工装置を用いる他、トグル機構を備えた加工装置を使用することが知られている。トグル機構を備えた加工装置としては、例えば、本発明者は、先に、往復駆動自在に構成されたシリンダ部のピストンの前進側と後退側にそれぞれ複数のトグル部材を形成し、該複数のトグル部材の一端に被加工物に対して進退する可動部材を設け、前記シリンダ部のピストンの往復動に連動して前記複数のトグル部材を作動させることにより、前記可動部材を作動させて加工作業を行うトグル式シリンダ装置を提案した（例えば、特許文献１参照。）。このトグル式シリンダ装置では、一のシリンダ部の一往復で２工程の加工作業を行うことが可能で作業効率が向上することに加え、複数のトグル部材によって作動部材の水平状態を維持して作動させることができるため、加工部に対して均一に圧力を加えることができ、精度の高い加工を行うことができる。
【０００３】
ところで、トグル機構を利用してプレス加工等の加工作業を行う場合は、屈曲状態と直線状態の間を変動するレバーからなるトグル部材によって可動部材の作動の切換が行われるので、作動流体の圧力を変動させて作動の切り替えを行うシリンダ加工装置に比して、比較的高速に可動部材を往復動させることができるという利点がある。その一方で、トグル機構では、可動部材を作動させる際のストローク位置によって加圧力が異なるため、シリンダ加工装置のようにストローク位置に関係なく加圧力を一定に維持することができず、所望の加圧力を安定して得るのが困難であった。
【０００４】
近年では、プレス加工等の加工作業を実施するに際し、安定して高い加工精度を維持すると同時により生産効率を向上させることができる加工装置が望まれている。そこで、本発明者は、加工精度を向上させるとともに生産効率も向上させるために、可動部材の作動の切り替えを効率よく実施すると同時に、可動部材の作動時のストローク位置に関係なく一定の加圧力を維持することができる新規なトグル式シリンダ装置を発明するに至った。
【特許文献１】特開平５−１０４２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は前記の点に鑑みなされたものであり、可動部材の作動の切り替えを効率よく実施すると同時に、可動部材の作動時のストローク一に関係なく一定の加圧力を維持することができる新規なトグル式シリンダ装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、請求項１の発明は、機台（１１）と、前記機台に形成され、被加工物を載置するための加工部（２０）と、前記機台に固設された固定ピストン（３２）が嵌挿されるシリンダ部（３３）を有する可動シリンダ装置（３１）によって前記加工部に対して進退する可動部材（３０）と、前記可動部材に配置され、加圧シリンダ装置（４１）の加圧ピストン（４２）によって前記加工部の被加工物に対して加圧を行う加圧部材（４０）と、連結軸（５３）を介して連結された２つのレバーの一側のレバー（５１）の端部が前記機台側に軸着され他側のレバー（５２）の端部が前記加圧部材側に軸着されたトグル部材（５０）と、前記トグル部材の連結軸に結合されて前記２つのレバーを屈曲状態と直線状態の間を変動させるトグル駆動装置（６０）とを備えたことを特徴とするトグル式シリンダ装置に係る。
【０００７】
請求項２の発明は、前記加圧部材が加圧ブロック（４８）に配置されているとともに、該加圧ブロックには補助固定ピストン（７２）が固設されていて、前記可動部材には前記補助固定ピストンが嵌挿されるシリンダ部（７３）を有する補助加圧シリンダ装置（７０）が設けられている請求項１に記載のトグル式シリンダ装置に係る。
【０００８】
請求項３の発明は、前記トグル駆動装置が前記トグル部材の連結軸の両側に配置されていて互いに連動する請求項１に記載のトグル式シリンダ装置に係る。
【０００９】
請求項４の発明は、前記加工部及び前記可動部材を複数備えた請求項１ないし３のいずれか１項に記載のトグル式シリンダ装置に係る。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明に係るトグル式シリンダ装置は、機台と、前記機台に形成され、被加工物を載置するための加工部と、前記機台に固設された固定ピストンが嵌挿されるシリンダ部を有する可動シリンダ装置によって前記加工部に対して進退する可動部材と、前記可動部材に配置され、加圧シリンダ装置の加圧ピストンによって前記加工部の被加工物に対して加圧を行う加圧部材と、連結軸を介して連結された２つのレバーの一側のレバーの端部が前記機台側に軸着され他側のレバーの端部が前記加圧部材側に軸着されたトグル部材と、前記トグル部材の連結軸に結合されて前記２つのレバーを屈曲状態と直線状態の間を変動させるトグル駆動装置とを備えるため、可動部材の作動の切り替えを極めて効率よく実施することができ、その一方で、トグル部材によって可動部材が作動された場合であっても、前記可動部材のストローク位置に関係なく加圧力を一定に維持することができ、所望する加圧力を安定して得ることが可能となる。したがって、高い加工精度を維持するとともに、生産効率も向上したトグル式シリンダ装置を提供することができる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１において、前記加圧部材が加圧ブロックに配置されているとともに、該加圧ブロックには補助固定ピストンが固設されていて、前記可動部材には前記補助固定ピストンが嵌挿されるシリンダ部を有する補助加圧シリンダ装置が設けられているため、トグル部材によって可動部材を作動させた際のがたつき等による誤差を修正することができ、さらに、加圧時に異常が発生した場合の衝撃等の不具合を抑制することができ、より安定して加工作業を実施することができる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１において、前記トグル駆動装置が前記トグル部材の連結軸の両側に配置されていて互いに連動するため、前記トグル駆動装置の作動の切り替えを安定かつ迅速に行うことができる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１ないし３において、前記加工部及び前記可動部材を複数備えているため、前記トグル駆動装置の一の作動工程で複数の加工作業を同時に実施することができ、作業効率が格段に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下添付の図面に従ってこの発明を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例に係るトグル式シリンダ装置の正面図、図２ないし図５は可動部材の作動状態を表した要部断面図、図６は図２の可動部材のＡ−Ａ線での断面図、図７ないし図９はトグル駆動装置の作動状態を表した要部断面図、図１０は図８のトグル駆動装置のＢ−Ｂ線での断面図、図１１はトグル式シリンダ装置の加工サイクルを表したグラフ、図１２はトグル式シリンダ装置の加圧力の関係を表したグラフ、図１３は他の実施例に係るトグル式シリンダ装置の正面図である。
【００１５】
図１に示すように、本発明の一実施例に係るトグル式シリンダ装置１０は、機台１１と、加工部２０と、可動部材３０と、加圧部材４０と、トグル部材５０と、トグル駆動装置６０とを備える。図において、符号１２，１３は機台１１を構成する固定テーブル、１４は前記固定テーブル１２，１３を連結するロッド部、１５は固定テーブル１３に配置された固定部材、１６Ａ，１６Ｂはトグル駆動装置６０を回動自在に固定する固定軸部材である。
【００１６】
加工部２０は、被加工物を載置するためのものであって、機台１１に形成される。実施例の加工部２０は、図２ないし図５に図示のように、機台１１の固定テーブル１２に形成され、加工シリンダ部２３を有する加工シリンダ装置２１と、前記加工シリンダ部２３に嵌挿されるピストン２２と一体に形成されるとともに被加工物Ｍが載置される載置部２４を有する可動載置部材２５とを備える。また、この加工部２０には、金型部材２９が配置される台座２８が設けられていて、前記可動載置部材２５の載置部２４が前記台座２８を貫通するロッド部２５Ａを介して配置されるように構成されている。図において、符号２４ａは載置部２４の略中央部に形成された金型部材２９が通過可能な貫通穴、２６は加工シリンダ部２１に形成された作動流体のための前側流出入部、２７は同じく作動流体のための後側流出入部である。
【００１７】
可動部材３０は、図１ないし図５に示すように、機台１１（実施例では、固定部材１５）に固設された固定ピストン３２が嵌挿されるシリンダ部３３を有する可動シリンダ装置３１によって加工部２０に対して進退するように構成される。図の符号３２Ａは固定ピストン３２のロッド部、３６は可動部材３０に形成された作動流体のための前側流出入部、３７は同じく作動流体のための後側流出入部を表す。
【００１８】
加圧部材４０は、図２ないし図５に示すように、可動部材３０に配置され、加圧シリンダ装置４１の加圧ピストン４２によって加工部２０の被加工物Ｍに対して加圧を行うように構成される。実施例の加圧部材４０では、加圧ピストン４２が加圧シリンダ装置４１に形成された加圧シリンダ部４３に嵌挿されていて、作動時に被加工物Ｍを加圧するための押圧部４５が前記加圧ピストン４２と一体に形成された平板部材４４を介して形成されている。図において、符号４２Ａは加圧ピストン４２のロッド部、４６は可動部材３０に形成された作動流体のための前側流出入部、４７は同じく作動流体のための後側流出入部である。
【００１９】
また、この可動部材３０では、図６の横断面図からよく理解されるように、可動シリンダ装置３１のシリンダ部３３がリング状に形成されており、該シリンダ部３３の内周側に加圧シリンダ装置４１の加圧シリンダ部４３が同じくリング状に形成されている。
【００２０】
トグル部材５０は、図１，図７ないし図９に示すように、連結軸５３を介して連結された２つのレバー５１，５２の一側のレバー５１の端部が前記機台１１側に軸着され他側のレバー５２の端部が前記加圧部材４０側に軸着されるように構成される。実施例のトグル部材５０は、一側レバー５１端部に固定側軸部５５が形成されていて、機台１１の固定部材１５に前記固定側軸部５５軸着され、一方、他側レバー５２端部には作動側軸部５６が形成され、加圧部材４０が配置された可動部材３０に前記作動側軸部５６軸着されている。また、この実施例では、図示のように複数（実施例では２つ）形成されていて、各トグル部材５０の他側レバー５２端部の作動側軸部５６がそれぞれ連結レバー５４によって一体に連結されている。
【００２１】
トグル駆動装置６０は、トグル部材５０の連結軸５３に結合され、前記２つのレバー５１，５２を屈曲状態と直線状態の間で変動させるように構成される。実施例では、図１に示すように、トグル部材５０の連結軸５３の両側に左トグル駆動装置６０Ａと右トグル駆動装置６０Ｂとをそれぞれ配置し、前記連結軸５３に結合される結合部材８０によって前記トグル駆動装置６０Ａ，６０Ｂが互いに連動して作動するように構成されている。
【００２２】
左トグル駆動装置６０Ａは、図７ないし図９に示すように、結合部材８０の一端側に接続軸部材８１を介して回動自在に接続され、前記結合部材８０を押動する左押動部６１Ａを有するとともに左第一駆動シリンダ部６３Ａに嵌挿される左第一駆動ピストン６２Ａと一体に形成された左駆動部材６４Ａと、前記左押動部６１Ａを貫通して前記接続軸部材８１接続されるとともに左第二駆動シリンダ部６６Ａに嵌挿される左第二駆動ピストン６５Ａとを備える。図中の符号６２ａは左第一駆動ピストン６２Ａのロッド部、６７Ａは左第一駆動シリンダ部６３Ａに接続された作動流体のための前側流出入部、６８Ａは左第一駆動シリンダ部６３Ａに接続された作動流体のための後側流出入部、６９Ａは左第二駆動シリンダ部６６Ａに接続された作動流体のための流出入部、８２は接続軸部材８１の回動軸を表す。
【００２３】
右トグル駆動装置６０Ｂは、前記左トグル駆動装置６０Ａと連動して作動するように対称的に構成されたものであって、結合部材８０の他端側に接続軸部材８３を介して回動自在に接続され、前記結合部材８０を押動する右押動部６１Ｂを有するとともに右第一駆動シリンダ部６３Ｂに嵌挿される右第一駆動ピストン６２Ｂと一体に形成された右駆動部材６４Ｂと、前記右押動部６１Ｂを貫通して前記接続軸部材８３接続されるとともに右第二駆動シリンダ部６６Ｂに嵌挿される右第二駆動ピストン６５Ｂとを備える。図中の符号６２ｂは右第一駆動ピストン６２Ｂのロッド部、６７Ｂは右第一駆動シリンダ部６３Ｂに接続された作動流体のための前側流出入部、６８Ｂは右第一駆動シリンダ部６３Ｂに接続された作動流体のための後側流出入部、６９Ｂは右第二駆動シリンダ部６６Ｂに接続された作動流体のための流出入部、８４は接続軸部材８３の回動軸を表す。
【００２４】
左トグル駆動装置６０Ａ及び右トグル駆動装置６０Ｂは、図示のように、結合部材８０の両端において、それぞれ接続軸部材８１の回動軸８２と接続軸部材８３の回動軸８４とが接続され、前記左トグル駆動装置６０Ａ及び右トグル駆動装置６０Ｂが連動して作動することによって、前記結合部材８０を右側あるいは左側に押動し、前記トグル部材５０を変動させるように構成される。また、左トグル駆動装置６０Ａ及び右トグル駆動装置６０Ｂが作動する際には、該左トグル駆動装置６０Ａ及び右トグル駆動装置６０Ｂはそれぞれ固定軸部材１６Ａ，１６Ｂを回動軸として回動することによって、結合部材８０を前後方向にも移動させる。その際、前記各接続軸部材８１，８３の回動軸８２，８４が適宜回動して結合部材８０の水平状態を維持するように移動するのは言うまでもない。
【００２５】
このトグル駆動装置６０Ａ，６０Ｂでは、図１０の横断面図からよく理解されるように、第一駆動シリンダ部６３Ａ，６３Ｂがリング状に形成されており、該第一駆動シリンダ部６３Ａ，６３Ｂの内周側に第二駆動シリンダ部６６Ａ，６６Ｂが同じくリング状に形成されている。
【００２６】
また、本発明のトグル式シリンダ装置１０では、図２ないし図５に示すように、加圧部材４０を加圧ブロック４８に配置するとともに、該加圧ブロック４８に補助固定ピストン７２を固設し、可動部材３０に前記補助固定ピストン７２が嵌挿されるシリンダ部７３を有する補助加圧シリンダ装置７０を設けることが好ましく勧められる。実施例において、加圧ブロック４８は、可動部材３０の加圧部材２０側に配置されていて、加圧部材４０の平板部材４４が前記加圧ブロック４８を貫通する加圧ピストン４２のロッド部４２Ａを介して配置される。なお、図中の符号４９は前記加圧ブロックに配置された金型ブロック、７６はシリンダ部７３に接続された作動流体のための前側流出入部、７７はシリンダ部７３に接続された作動流体のための後側流出入部である。
【００２７】
次に、上記の如く構成されたトグル式シリンダ装置１０の作動について説明する。本発明のトグル式シリンダ装置１０では、トグル駆動装置６０を駆動させてトグル部材５０の２つのレバー５１，５２を屈曲状態と直線状態との間で変動させることにより、可動部材３０を加工部２０に対して進退させ、それと同時に、前記可動部材３０に配置された加圧シリンダ装置４１の作動によって加圧部材４０を進退させて加工部２０の被加工物Ｍに対して加圧を行うように構成される。以下、各部の作動について詳細に説明する。
【００２８】
まず、図７ないし図９を用いて、トグル駆動装置６０によってトグル部材５０を変動させて、可動部材３０を進退させる作動工程について説明する。
【００２９】
図７に示すトグル部材５０及びトグル駆動装置６０は、前記可動部材３０が上死点位置となる状態を表すものである。この状態において、トグル駆動装置６０Ａは、図示のように、左第一駆動ピストン６２Ａが左第一駆動シリンダ部６３Ａの後側部分に位置しており、左駆動部材６４Ａが該トグル駆動装置６０Ａに対して後退状態とされている。また、左第二駆動ピストン６５Ａは左第二駆動シリンダ部６６Ａの後側部分に位置して、前記左第二駆動ピストン６５Ａが接続される接続軸部材８１がトグル駆動装置６０Ａに対して後退した状態となってる。
【００３０】
一方、トグル駆動装置６０Ｂでは、図示のように、右第一駆動ピストン６２Ｂが右第一駆動シリンダ部６３Ｂの前側部分に位置しており、右駆動部材６４Ｂが該トグル駆動装置６０Ｂに対して前進状態とされている。また、右第二駆動ピストン６５Ｂは、右第二駆動シリンダ部６６Ｂの前側部分に位置するとともに、前記右駆動部材６４Ｂを貫通して突出し、前記右第二駆動ピストン６５Ｂが接続される接続軸部材８３をトグル駆動装置６０Ａに対して前進させた状態とされている。
【００３１】
これにより、トグル部材５０では、結合部材８０によって連結軸５３が左側方向に移動され、２つのレバー５１，５２が屈曲状態となって他側レバー５２の作動側軸部５６が固定側軸部５５側に上昇し、可動部材３０が上死点位置となるように構成される。
【００３２】
次に、図８に示すように、左トグル駆動装置６０Ａの後側流出入部６８Ａから左第一駆動シリンダ部６３Ａの後側部分に作動流体が流入され、それと同時に、後側流出入部６９Ａから左第二駆動シリンダ部６６Ａの後側部分に作動流体が流入される。前記左第一駆動シリンダ部６３Ａ及び左第二駆動シリンダ部６６Ａに同時に作動流体が流入されることにより、左第一駆動ピストン６２Ａ及び左第二駆動ピストン６５Ａとが同期して当該トグル式シリンダ装置１０の右側方向に作動し、左駆動部材６４Ａの左押動部６１Ａによって結合部材８０を右側方向に押動する。
【００３３】
その際、連結軸５３が結合部材８０に結合されているトグル部材５０では、前記結合部材８０が右側方向に押動されることによって、前記連結軸５３が右側方向に移動しながら屈曲状態のレバー５１，５２を直線状態に変動させるように作動する。そして、トグル部材５０のレバー５１，５２が屈曲状態から直線状態に変動する際には、作動側軸部５６が垂直方向に下降して可動部材３０を加圧部材２０方向に作動させ、前記レバー５１，５２が直線状態に達した時点で前記可動部材３０が下死点位置に到達する。
【００３４】
一方、右トグル駆動装置６０Ｂでは、前記左トグル駆動装置６０Ａによって右側方向に押動された結合部材８０により、右第二駆動ピストン６５Ｂが当該トグル式シリンダ装置１０の右側方向に連動して作動し、トグル部材５０が直線状態に達した時点で結合部材８０の右側端部が右トグル駆動装置６０Ｂの右押動部６１Ｂに当接するように構成される。なお、左第一駆動ピストン６２Ａが作動した際には、左第一駆動シリンダ部６３Ａ内の作動流体が前側流出入部６７Ａから流出され、左第二駆動ピストン６５Ａが作動した際には、右第二駆動ピストン６５Ｂの作動に伴って右第二駆動シリンダ部６６Ｂ内の作動流体が後側流出入部６９Ｂから流出される。
【００３５】
続いて、図９に示すように、左トグル駆動装置６０Ａの後側流出入部６９Ａから左第二駆動シリンダ部６６Ａの後側部分に継続して作動流体が流入され、それと同時に、右トグル駆動装置６０Ｂの前側流出入部６７Ｂから右第一駆動シリンダ部６３Ｂの前側部分に作動流体が流入される。左第二駆動シリンダ部６６Ａに作動流体が流入されることにより、左第二駆動ピストン６５Ａが左駆動部材６４Ａを貫通して右側方向に作動し、結合部材８０をさらに右側方向に押動する。
【００３６】
その際、トグル部材５０では、前記結合部材８０がさらに右側方向に押動されることによって連結軸５３がさらに右側方向に移動して、直線状態となっているレバー５１，５２が屈曲状態となるように変動させる。トグル部材５０のレバー５１，５２が直線状態から屈曲状態に変動する際には、作動側軸部５６が垂直方向に上昇して可動部材３０を機台１１（固定部材１５）方向に作動させ、前記可動部材３０が前述の図７で説明した上死点位置と同一位置に到達するまで作動するように構成される。
【００３７】
一方、右トグル駆動装置６０Ｂでは、前記右第一駆動シリンダ部６３Ｂに作動流体が流入されるとともに、前記左トグル駆動装置６０Ａによって結合部材８０がさらに右側方向に押動されることにより、右第一駆動ピストン６２Ｂ及び右第二駆動ピストン６５Ｂとが同期して右側方向に作動して、それぞれ右第一駆動シリンダ部６３Ｂ及び右第二駆動シリンダ部６６Ｂの後側部分まで達する。なお、左第二駆動ピストン６５Ａが継続して作動した際には、右第二駆動ピストン６５Ｂの作動に伴って右第二駆動シリンダ部６６Ｂ内の作動流体が後側流出入部６９Ｂから継続して流出され、右第一駆動ピストン６２Ｂが作動した際には、右第一駆動シリンダ部６３Ｂ内の作動流体が後側流出入部６８Ｂから流出される。
【００３８】
また、前記可動部材３０をさらに継続して作動させる場合には、左トグル駆動装置６０Ａ及び右トグル駆動装置６０Ｂの各工程をそれぞれ逆に作動させることによって行うことができる。すなわち、右トグル駆動装置６０Ｂの右第一駆動ピストン６２Ｂ及び右第二駆動ピストン６５Ｂとを同期して左側方向に作動させて結合部材８０を左側方向に押動させ、トグル部材５０の連結軸５３を左側方向に移動させて屈曲状態のレバー５１，５２を直線状態まで変動させることにより、可動部材３０を上死点位置から下死点位置まで作動させる。さらに、前記第二駆動ピストン６５Ｂを継続して左側方向に作動させて結合部材８０を左側方向に押動させ、前記連結軸５３をさらに左方向に移動させて直線状態のレバー５１，５２を屈曲状態まで変動させることにより、前記可動部材３０を下死点位置から上死点位置まで作動させる。なお、前記右トグル駆動装置６０Ｂの右第一駆動ピストン６２Ｂ及び右第二駆動ピストン６５Ｂの作動に連動して左トグル駆動装置６０Ａの左第一駆動ピストン６２Ａ及び右第二駆動ピストン６５Ｂが作動することはいうまでもない。
【００３９】
上記の如く、トグル部材５０による可動部材３０の作動工程では、可動部材３０を下死点位置から上死点位置に作動させる際には、トグル駆動装置６０（６０Ａ，６０Ｂ）の切り替えが不要なので、極めて円滑に可動部材３０を作動させることができる。また、トグル部材５０の両側に左トグル駆動装置６０Ａ，右トグル駆動装置６０Ｂをそれぞれ配置しているので、トグル駆動装置６０（６０Ａ，６０Ｂ）の作動の切り替えを安定かつ迅速に行うことができる。
【００４０】
次に、図２ないし図５を用いて、可動部材３０に配置された加圧部材４０による加圧工程について説明する。この加圧工程では、可動部材３０が前記トグル部材５０による作動に連動して加工部２０に対して進退すると同時に、加圧部材４０を作動させて被加工物Ｍに対して加工を行うように構成される。
【００４１】
図２に示すように、可動部材３０の後退状態では、該可動部材３０が固定部材１５に当接した状態となっており、固定ピストン３２が可動シリンダ装置３１のシリンダ部３３の前側部分に位置するように構成される。また、可動部材３０に設けられた補助加圧シリンダ装置７０のシリンダ部７３には、補助固定ピストン７２が前記シリンダ部７３の前側部分に位置するように嵌挿されていて、可動部材３０と加圧ブロック４８との間にわずかな隙間が形成されるように構成される。さらに、加圧部材４０は、平板部材４４が加圧ブロック４８に当接しており、可動部材３０に形成された加圧シリンダ装置４１の加圧シリンダ部４３後側部分付近に加圧ピストン４２が位置するように構成される。その際、前記加圧ピストン４２は、前記加圧シリンダ部４３の後側部分との間に前記可動部材３０と加圧ブロック４８との間の隙間と同程度の隙間が形成されるように嵌挿される。一方、加工部２０では、加工シリンダ装置２１の加工シリンダ部２３後側部分にピストン２２が位置しており、可動載置部材２５の載置部２４が金型部材２９より後側に突出して、該載置部２４上に被加工物Ｍが載置される。
【００４２】
次に、図３に示すように、前述のトグル部材５０の作動に連動して可動シリンダ装置３１の前側流出入部３６からシリンダ部３３の前側部分に作動流体が流入され、可動部材３０が加工部２０方向に前進する。可動部材３０が前進することにより、加圧ブロック４８に配置された金型ブロック４９が可動載置部材２５の載置部２４に当接して被加工物Ｍを前記金型ブロック４９内で保持するとともに、前記載置部２４を押圧する。それに連動して加工シリンダ装置２１の後側流出入部２７から加工シリンダ部２３の後側部分に作動流体が流入され、前記可動載置部材２５が前記金型ブロック４９に押圧されながら前進する。その際、載置部２４の貫通穴２４ａを台座２８に固定された金型部材２９が貫通して、前記載置部２４に載置された被加工物Ｍを変形させるように構成される。
【００４３】
続いて、図４に示すように、可動シリンダ装置３１の前側流出入部３６からシリンダ部３３にさらに作動流体が流入されると、補助加圧シリンダ装置７０の前側流出入部７６から補助加圧シリンダ部７３の前側部分に作動流体が流入されて、前記可動部材３０が加圧ブロック４８に向かってわずかに前進する。その際、加圧ブロック４８は、前記補助加圧シリンダ装置７０が作動することによって静止状態が維持されるため、前記可動部材３０が前進した際に過剰な加圧力が加工部２０に対して作用しないように抑制することができる。これにより、トグル部材５０によって可動部材３０を作動させた際に生じるがたつき等による誤差修正が可能となり、さらに、可動部材３０を作動させる際の作動流体の圧力が過剰に上昇する等の異常が発生した場合の衝撃等の不具合も抑制することができる。なお、可動部材３０が前進する際には、加圧シリンダ装置４１の前側流出入部４６から加圧シリンダ部４３に作動流体が流入されて、加圧部材４０の状態が維持される。
【００４４】
さらに続いて、図５に示すように、加圧シリンダ装置４１の後側流出入部４７から加圧シリンダ部４３に作動流体が流入されて、加圧部材４０を加工部２０（実施例では金型部材２９）に向かって前進させて、被加工物Ｍに対して加圧を行うように構成される。なお、被加工物Ｍの加工終了後は、上記加圧工程を逆に作動させることによって行われ、以後、はじめに戻って同様の工程が繰り返される。
【００４５】
実施例のトグル式シリンダ装置１０は、図１１に示す加工サイクルに基づいて、可動部材３０及び加圧部材４０をそれぞれ作動させるように構成される。図において、符号ａは可動部材３０の作動、ｂは加圧部材４０の作動を表し、縦軸は可動部材３０及び加圧部材４０の作動時における変位量（ｍｍ）、横軸は可動部材３０が作動を開始してからの経過時間（ｓｅｃ）である。なお、この実施例での可動部材３０の上死点位置は、加工部２０から約２００ｍｍ離れた位置とされ、前記加工部２０は可動部材３０の下死点位置よりわずかに高い位置に配置される。
【００４６】
可動部材３０は、上死点位置からトグル部材５０によって前進を開始して、約２秒後に下死点位置よりわずかに高い位置に配置された加工部２０に到達する。その際、トグル部材５０は可動部材３０を下死点位置まで前進させるように継続して駆動するため、前記可動部材３０から前記加工部２０に対して加圧力が作用する構成される。続いて、トグル部材５０が直線状態を経て屈曲状態に変動を開始すると、作動開始から約４秒後に可動部材３０が加工部２０から後退を開始して、その約１秒後（作動開始から約５秒後）に上死点位置に到達する。なお、可動部材３０を後退させる際には、前記加工部２０に対して加圧を行う必要がないので、トグル駆動装置６０Ａの第二駆動シリンダ部６６Ａに流入される作動流体は、可動部材３０を作動させることができる最低限の圧力で構わない。
【００４７】
一方、加圧部材４０は、可動部材３０が加工部２０に到達する前（可動部３０の作動開始から約１．６秒後）に作動を開始して、前記可動部材３０の加工部２０に対する加圧時（可動部３０の作動開始から約２．７秒後）に被加工物Ｍに対して加圧を行い、前記可動部材３０が加工部２０から後退する直前（可動部３０の作動開始から約３．９秒後）に後退して、初期状態に戻るように構成される（可動部３０の作動開始から約４．５秒後）。
【００４８】
可動部材３０が上死点位置に戻った後は、トグル駆動装置６０の切り替えのために約１秒の間隔を空け、作動開始から約６秒後にトグル部材５０を折り返して変動させることで、可動部材３０が上死点位置から前進して加工部２０に対して加圧を行い、次いで前記加工部２０から後退して上死点位置に到達し、以後、この作動が繰り返し行われる。なお、トグル部材５０の折り返しで前記可動部材３０を後退させる際には、トグル駆動装置６０Ｂの第二駆動シリンダ部６６Ｂに流入される作動流体が可動部材３０を作動させることができる最低限の圧力となることはいうまでもない。
【００４９】
また、当該トグル式シリンダ装置１０では、被加工物Ｍに対して加圧するに際し、図１２に示すグラフからよく理解されるように、トグル部材５０によって作動する可動部材３０からの加圧力を作用させると同時に、加圧シリンダ装置４１によって作動する加圧部材４０からの加圧力を適宜調節して作用させることで、前記被加工物Ｍに対して所望する加圧力を一定に作用させるように構成される。図において、符号ｃは被加工物Ｍの加工に必要な目標加圧力、ｄは可動部材３０の加圧力、ｅ，ｆは目標加圧力目標加圧力到達に必要な加圧部材４０の加圧力をそれぞれ表し、縦軸は被加工物Ｍに作用する加圧力（ｔ）、横軸は可動部材３０の下死点位置からの距離（ｍｍ）である。
【００５０】
図１２に示す実施例では、被加工物Ｍに対する目標加圧力が７００ｔに設定される。この実施例において、可動部材３０はトグル部材５０によって作動するものであるから、その加圧力は、該可動部材３０が下死点位置に近くなるほど大きく、下死点位置から遠くなるほど小さくなるというように、ストローク位置によって異なる。例えば、可動部材３０が下死点位置から６０ｍｍの位置で加圧を行う場合、前記可動部材３０による加圧力は約３７０ｔとなり、目標加圧力７００ｔに対して、約３３０ｔの加圧力が不足することとなる。そこで、被加工物Ｍに対して約３３０ｔの加圧力が作用するように加圧シリンダ装置４１を作動させて加圧部材４０によって加圧を行えば、当該トグル式シリンダ装置１０による前記被加工物Ｍに対する加圧力が目標加圧力に到達して、精度よく加工を行うことができる。
【００５１】
また、可動部材３０が下死点位置から１２０ｍｍの位置で加圧を行う場合では、前記可動部材３０による加圧力が約２５０ｔとなるので、加圧部材４０による加圧力が約４５０ｔとなるように加圧シリンダ装置４１を作動させることにより、当該トグル式シリンダ装置１０による被加工物Ｍに対する加圧力を目標加圧力に到達させることができる。したがって、加工時における可動部材３０の下死点位置からの距離（ストローク位置）がどのような場合であっても、加圧部材４０による加圧力を適宜調節することによって加圧力を任意の値で一定に維持することができる。
【００５２】
以上説明したように、当該トグル式シリンダ装置１０では、トグル部材５０による可動部材３０の作動工程において、トグル駆動装置６０（６０Ａ，６０Ｂ）による一の駆動工程（一往復動）で可動部材３０を上死点位置から下死点位置を経て上死点位置まで連続して作動させた後、さらに上死点位置から下死点位置を経て上死点位置まで連続して作動させるので、可動部材３０の作動の切り替えを極めて効率よく実施することができる。その一方で、前記可動部材３０が下死点位置付近まで作動した際には、加圧シリンダ装置４１による加圧工程によって、加圧部材４０を前進させて被加工物Ｍに対して加圧を行うように構成されるため、前記トグル部材５０によって可動部材３０が作動された場合であっても、前記加圧部材４０による加圧力を適宜調節することによって、前記可動部材３０のストローク位置に関係なく加圧力を一定に維持して所望する加圧力を安定して得ることが可能となる。したがって、高い加工精度を維持するとともに、生産効率を向上させることができる。
【００５３】
次に、図１３に示す、第二実施例に係るトグル式シリンダ装置１０Ａについて説明する。このトグル式シリンダ装置１０Ａは、図示したことからよく理解されるように、加工部２０及び可動部材３０をそれぞれ複数（この例では２つ）備えている。この実施例では、各可動部材３０，３０がそれぞれ結合部材８０に沿って並設されるとともに、それぞれ一のトグル部材５０（他側レバー５２）が軸着されており、トグル駆動装置６０（６０Ａ，６０Ｂ）が駆動することによって、前記各可動部材３０，３０が同期して進退するように構成される。これにより、前記トグル駆動装置の一の作動工程で複数の加工作業を同時に実施することができ、作業効率が格段に向上する。また、各可動部材３０，３０に配置される加圧部材４０，４０による加圧力をそれぞれ異なるように調節すれば、一のトグル式シリンダ装置１０Ａで複数種類の製品を生産することも可能となる。なお、図１３において、前述の実施例と同一符号は同一の構成を表すものとして、その説明を省略する。
【００５４】
なお、本発明のトグル式シリンダ装置は、前述の実施例のみに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の一部を適宜に変更して実施することができる。例えば、図示しないが、補助加圧シリンダ装置７０の補助加圧シリンダ部７３や各流出入部７６，７７等に圧力センサ等の適宜の圧力検知手段を設け、公知の非常停止装置と連動して作動するように構成すれば、前記補助加圧シリンダ装置７０を安全装置として作動させることも可能となり、より安定した加工作業を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施例に係るトグル式シリンダ装置の正面図である。
【図２】可動部材の作動状態を表した要部断面図である。
【図３】可動部材の作動状態を表した要部断面図である。
【図４】可動部材の作動状態を表した要部断面図である。
【図５】可動部材の作動状態を表した要部断面図である。
【図６】図２の可動部材のＡ−Ａ線での断面図である。
【図７】トグル駆動装置の作動状態を表した要部断面図である。
【図８】トグル駆動装置の作動状態を表した要部断面図である。
【図９】トグル駆動装置の作動状態を表した要部断面図である。
【図１０】図８のトグル駆動装置のＢ−Ｂ線での断面図である。
【図１１】トグル式シリンダ装置の加工サイクルを表したグラフである。
【図１２】トグル式シリンダ装置の加圧力の関係を表したグラフである。
【図１３】他の実施例に係るトグル式シリンダ装置の正面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０  トグル式シリンダ装置
１１  機台
２０  加工部
３０  可動部材
３１  可動シリンダ装置
３２  固定ピストン
３３  シリンダ部
４０  加圧部材
４１  加圧シリンダ装置
４２  加圧ピストン
４３  加圧シリンダ部
４８  加圧ブロック
５０  トグル部材
５１  一側レバー
５２  他側レバー
５３  連結軸
６０  トグル駆動装置
７０  補助加圧シリンダ装置
７２  補助固定ピストン
７３  シリンダ部
Ｍ    被加工物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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