(57)【要約】【課題】簡易な構成であるため運用面における負担を軽減できる増圧機構を提供すること。【解決手段】増圧機構２０は、直線方向に駆動力を発生させるシリンダ４と、シリンダ４が発生させた駆動力を受けて直線状に摺動し、溝６ａを有するカム６と、カム６の摺動方向へカム６をガイドするガイド５と、金型１１に圧力を印加可能である軸８と、金型１１に向って移動するように軸８をガイドする貫通口３ａとを具備している。溝６ａには、カム６と軸８とを連結するピン７がカム６の摺動に合わせて溝６ａ内を移動可能に配置されている。溝６ａは、カム６の摺動の方向と異なる方向に線状に設けられている。【選択図】      図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線方向に駆動力を発生させるアクチュエータと、
前記アクチュエータが発生させた前記駆動力を受けて直線状に摺動し、溝を有する摺動部と、
前記摺動部の摺動方向へ前記摺動部をガイドする摺動ガイド部と、
印加対象部材に圧力を印加可能である印加部材と、
前記印加対象部材に向って移動するように前記印加部材をガイドする印加部材ガイド部と、
を具備し、
前記溝には、前記摺動部と前記印加部材とを連結する連結部材が前記摺動部の摺動に合わせて前記溝内を移動可能に配置され、
前記溝は、前記摺動部の摺動の方向と異なる方向に線状に設けられていることを特徴とする増圧機構。
【請求項２】
前記溝は、前記摺動部の摺動の方向に対して第１の角度θ１を有する角度の緩い領域と、前記角度の緩い領域と連通し、前記第１の角度θ１よりも角度のきつい第２の角度θ２を有する角度のきつい領域とを有することを特徴とする請求項１に記載の増圧機構。
【請求項３】
前記アクチュエータは、シリンダであることを特徴とする請求項１または２に記載の増圧機構。
【請求項４】
前記アクチュエータは、前記駆動力を発生する駆動力発生部と、前記駆動力発生部から発生した前記駆動力によって前記摺動部が直線状に摺動するように前記駆動力の向きを変換する変換部とを有することを特徴とする請求項１または２に記載の増圧機構。
【請求項５】
前記駆動力発生部は、前記印加部材に対して前記圧力の印加方向に沿って垂直に配設されていることを特徴とする請求項４に記載の増圧機構。
【請求項６】
前記溝を有する前記摺動部は、交換可能であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の増圧機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧装置における増圧機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、成形対象である部材は、所望な設備において、加熱及び圧縮によって成形される。このとき、部材は、この設備に配設される増圧機構によって圧力を印加されることで、成形される。このように増圧機構は、部材を成形するために、重要な要素の１つである。部材に圧力を印加する増圧機構における動力源には、公知のものとして、例えば空圧式シリンダと油圧式シリンダとが挙げられる。空圧式シリンダは最大圧力で劣るという欠点を有し、油圧式シリンダはメンテナンス性が悪いという欠点を有している。
【０００３】
そこで例えば特許文献１には、空圧シリンダの出力を大きく増圧することが可能な増圧装置が開示されている。
【０００４】
図３に示すように、この増圧装置１０１は、１対のトグル機構１０３ａ，１０３ｂを介して空圧シリンダ１０２のシリンダ圧力を出力軸受具１１０に出力する。そして増圧装置１０１は、出力軸受具１１０を介してシリンダ圧力を図示しない部材に印加している。
【０００５】
トグル機構１０３ａ,１０３ｂは、リンク受具１０９を介して空圧シリンダ１０２のピストンロッド１１１に自身の一端１０４ａが軸着する駆動リンク１０４と、駆動リンク１０４の他端１０４ｂと連結し且つケーシング１０８内壁に自身の一端１０５ａが軸着する固定側リンク１０５と、固定側リンク１０５に自身の一端１０６ａが連結し且つ出力軸受具１１０に自身の他端１０６ｂが軸着する移動側リンク１０６とを有している。
【０００６】
駆動リンク１０４の他端１０４ｂは、固定側リンク１０５において移動側リンク１０６が軸着した軸着部分から延長形成した延長片１０７の先端に軸着する。延長片１０７は、固定側リンク１０５の一部である。
【０００７】
この構成によって、空圧シリンダ１０２のピストンロッド１１１がトグル機構１０３ａ，１０３ｂに向って移動すると、延長片１０７の先端が駆動リンク１０４によって押圧され、固定側リンク１０５と移動側リンク１０６とが折れ曲り状態から伸長する。これにより、空圧シリンダ１０２のシリンダ圧力が大きく増圧し、増圧したシリンダ圧力が出力軸受具１１０を押圧する押圧力となり、出力軸受具１１０が押し出される（前進する）。
【０００８】
すなわち固定側リンク１０５において、駆動リンク１０４により押圧される延長片１０７の先端が、移動側リンク１０６の軸着位置から外側に移動して配置されている。従って、延長片１０７の先端が駆動リンク１０４により押圧されることで、延長片１０７の長さに応じて空圧シリンダ１０２のシリンダ圧力が増圧し、そして出力軸受具１１０を増圧する。
【０００９】
このように増圧したシリンダ圧力は、出力軸受具１１０から部材に印加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−９０３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、この増圧装置１０１の構成と形状とは、全体的に複雑となっている。これによりメンテナンス性が悪化してしまう、空圧シリンダ１０２のシリンダ圧力が損失してしまう、などの運用面における負担が生じる。
【００１２】
本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成であるため運用面における負担を軽減できる増圧機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は目的を達成するために、直線方向に駆動力を発生させるアクチュエータと、前記アクチュエータが発生させた前記駆動力を受けて直線状に摺動し、溝を有する摺動部と、前記摺動部の摺動方向へ前記摺動部をガイドする摺動ガイド部と、印加対象部材に圧力を印加可能である印加部材と、前記印加対象部材に向って移動するように前記印加部材をガイドする印加部材ガイド部と、を具備し、前記溝には、前記摺動部と前記印加部材とを連結する連結部材が前記摺動部の摺動に合わせて前記溝内を移動可能に配置され、前記溝は、前記摺動部の摺動の方向と異なる方向に線状に設けられていることを特徴とする増圧機構を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、簡易な構成であるため運用面における負担を軽減できる増圧機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の第１の実施形態における増圧機構を示す一部断面を含む正面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、角度の緩い領域と角度のきつい領域とを図１Ａと同じ方向から見た図である。
【図２】図２は、本発明の第２の実施形態における増圧機構を示す一部断面を含む正面図である。
【図３】図３は、一般的な増圧装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。  
図１Ａと図１Ｂとを参照して第１の実施形態について説明する。  
図１Ａに示すように増圧機構２０は、支柱１と、支柱１に支持され中心部に開口部２ａを有する板からなる台２と、高さ方向に貫通している貫通口３ａを有し、貫通口３ａが開口部２ａと同軸になるように台２に立設されている円柱部材３とを有している。円柱部材３は、貫通口３ａを有しているため、中空形状となっている。
【００１７】
支柱１の内部には、図示しない作業台に配置された下側加圧板１０が配設される。下側加圧板１０には、圧力を垂直に印加されることで成形される成形対象である金型１１が配置される。この金型１１は、圧力が印加される印加対称部材でもある。
【００１８】
開口部２ａは、支柱１の内部と連通している。また貫通口３ａは、円柱部材３の立設（高さ）方向に円柱部材３を貫通しており、開口部２ａと連通している。開口部２ａと貫通口３ａとの大きさは、略同一である。
【００１９】
円柱部材３には、ピストンロッド４ａを有するシリンダ４と、ガイド５とが配設されている。シリンダ４は、円柱部材３の立設方向に直交する方向に沿って所望の運動量で直線運動を行うアクチュエータ（駆動源）であり、同一直線上で往復運動が可能である。そのためシリンダ４は、直線方向に駆動力を発生させる。ガイド５には、ガイド５を自在に摺動するカム６が配設されている。このカム６は、ガイド５に対して着脱自在であり、交換可能である。
【００２０】
なおカム６は、シリンダ４と連結しており、シリンダ４が直線方向に発生させた駆動力を受けて直線状に摺動する摺動部である。より詳細には、カム６は、ピストンロッド４ａと連結しており、ピストンロッド４ａを介してシリンダ４によって押圧されることで、シリンダ４の動作方向にガイド５を摺動する。言い換えるとカム６は、シリンダ４の動作方向に沿って押圧され、この動作方向にガイド５を摺動する。
【００２１】
このとき、ガイド５は、シリンダ４の動作方向へ摺動するようにカム６をガイドし、シリンダ４の動作方向へ摺動するようにカム６の移動を規制する。つまりガイド５は、シリンダ４の直線運動の方向であるシリンダ４の動作（カム６の摺動）方向へ摺動するようにカム６をガイドする摺動ガイド部である。
【００２２】
図１Ｂに示すようにシリンダ４の動作方向と、カム６の摺動方向とは同一方向である。またこれらの方向は、円柱部材３の立設方向に対して直交している。
【００２３】
またカム６は、軸８と連結している。より詳細には、カム６は、カム６の摺動方向と異なる方向に線状に設けられている溝６ａを有している。溝６ａには、摺動部であるカム６と印加部材である軸８とを連結する連結部材であるピン７がカム６の摺動に合わせて溝６ａ内を移動可能に配置されている。このようにカム６には、ピン７によってカム６と連結している軸８が配設されている。
【００２４】
軸８は、基端８ａにて上述したようにピン７によってカム６と連結し、開口部２ａと貫通口３ａとを挿通し、金型１１に対向して配設されている。軸８は、カム６の摺動に応じてカム６の摺動方向に対して直交する方向（軸８の長手軸方向）に往復運動可能で、金型１１側に移動した際に、シリンダ４の押圧力（所望の運動量）を圧力として金型１１に垂直に印加する印加部材である。このとき溝６ａは、シリンダ４の押圧力（所望の運動量）の向きを、シリンダ４の動作方向（シリンダ４の直線運動の方向）から軸８の長手軸方向（圧力の印加方向）に変換して所望の運動量を圧力として軸８に伝達する。
【００２５】
このように、シリンダ４の押圧力の向きが、シリンダ４の動作方向から軸８の長手軸方向に変換する過程において、カム６は、ピストンロッド４ａと軸８との間に配設されている。
【００２６】
図１Ａと図１Ｂとに示すように軸８は、上述したシリンダ４の動作方向等に対して直交して配設されており、円柱部材３の立設方向に対して平行に配設されている。またこれらの方向は、シリンダ４の押圧力（所望の運動量）を圧力として軸８から金型１１に垂直に印加する圧力の印加方向と平行でもある。
【００２７】
なお溝６ａは、シリンダ４の動作方向に対し金型１１への圧力の印加方向の距離を短くすることで、シリンダ４が金型１１に圧力を直接印加する時に比べてシリンダ４の押圧力が増圧した状態で軸８に伝達するように、シリンダ４の動作方向に対し所望の角度で傾いている。言い換えると、金型１１への圧力の印加方向における溝６ａの長さが、シリンダ４の動作方向における溝６ａの長さよりも短いことで、シリンダ４が金型１１に圧力を直接印加する時に比べて、金型１１に多くの圧力が印加する。
【００２８】
図１Ｂに示すようにこの溝６ａは、圧力を金型１１に垂直に印加するために、シリンダ４の動作方向（カム６の摺動方向）に対して第１の角度θ１を有する角度の緩い領域２２と、軸８の下降及び軸８の上昇といった軸８を上下に移動させるためのサイクルタイムを短縮するために、シリンダ４の動作方向に対して第１の角度θ１よりも角度のきつい第２の角度θ２を有する角度のきつい領域２４とを有している。ここで角度の緩い領域２２と角度のきつい領域２４とは、金型押圧時のシリンダ４の押圧（動作）方向Ａ（以下、方向Ａと称し、シリンダ４の押圧力の向きである）に対して、金型押圧時の軸８の圧力印加方向Ｂ(以下、方向Ｂと称し、金型１１への圧力の印加方向である)とは逆方向に傾いている。この傾きにおける角度は、０°＜θ１＜θ２＜９０°である。
【００２９】
なお、角度の緩い領域２２と角度のきつい領域２４とは、連通している。
【００３０】
ピン７は、シリンダ４のストローク量に応じて、角度の緩い領域２２また角度のきつい領域２４に位置する。より詳細には、ピン７は、シリンダ４のストロークに合わせて高さ方向（軸８の長手軸方向）に運動（移動）する。
【００３１】
例えばシリンダ４がカム６を押圧すると、カム６は図１Ａに示す位置に摺動する。そしてこの時、例えば角度の緩い領域２２にピン７が配置すると、軸８もピン７と共に一緒に引き下げられ、シリンダ４の押圧力が圧力として軸８に伝達する。このときシリンダ４が金型１１に圧力を直接印加する時に比べて、金型１１に多くの圧力が印加する。
【００３２】
またカム６は図１Ａに示す位置よりも右側に配置されると、ピン７は角度のきつい領域２４に配置される。このときピン７は角度のきつい領域２４によって引き上げられ、軸８もピン７と共に一緒に引き上げられる。そして軸８は、図１Ａで示されるよりも上方に位置しているので、金型１１から離れ、金型１１に圧力を印加することはない。例えば圧力を金型１１に伝達する前（待機状態）では、増圧機構２０は、この待機状態に設定される。  
角度のきつい領域２４が配置されていないと、軸８を上下に移動させるためのサイクルタイムが増大してしまう。
【００３３】
なぜなら角度のゆるい領域２２は、原理的に、シリンダ４の運動距離を任意の倍率だけ伸ばし、軸８が上下に移動する距離をこの倍率の逆数分縮めることにより、圧力を増大させる機構を有している。逆にいえば、溝６ａが角度のゆるい領域２２のみを有している場合において、軸８が上下に移動する距離を満たすためには、シリンダ４の運動距離を上記の任意の倍率だけ伸ばす必要がある。  
また角度のきつい領域２４は、上記とは逆に、シリンダ４の運動距離を任意の倍率だけ縮め、軸８が上下に移動する距離をこの倍率の逆数分だけ伸ばす機構を有している。カム６（溝６ａ）は、角度のきつい領域２４を有することで角度のゆるい領域２２によって短縮された軸８の上下方向の距離を補うため、サイクルタイムを短縮することになる。
【００３４】
上記を纏めると、角度の緩い領域２２は、シリンダ４の押圧力を圧力として金型１１に印加する場合に用いられる。また角度のきつい領域２４は、サイクルタイムを短縮するために用いられる。
【００３５】
なお金型１１への圧力は、シリンダ４の押圧力が溝６ａによって金型１１への圧力の印加方向に変化した力である。
【００３６】
このように溝６ａに、カム６と軸８とを連結するピン７を、カム６の摺動にあわせて溝６a内を移動可能に配置することで、増圧機構２０（カム６）は、シリンダ４の押圧力を金型１１への圧力に変換し、圧力を金型１１に垂直に印加する。
【００３７】
なお軸８の大きさは開口部２ａと貫通口３ａとの大きさよりも微小に小さく、上述したように軸８は開口部２ａと貫通口３ａとを挿通している。そのため軸８は、貫通口３ａによって圧力の印加方向に移動を規制されている。つまり円柱部材３における貫通口３ａは、圧力の印加方向に移動するように、つまり金型１１に向って移動するように軸８をガイドする印加部材ガイド部である。
【００３８】
また軸８は、溝６ａによって方向Ａから方向Ｂに向きを変換されたシリンダ４の押圧力（運動量）を圧力として金型１１に垂直に印加する。圧力の印加方向は、上述したように金型押圧時の軸８の圧力印加方向であり、カム６の摺動に応じてカム６の摺動方向に対して直交する方向に平行である。軸８は、円柱部材３から開口部２ａを貫通して支柱１に向けて突出している。また軸８の先端８ｂには、増圧機構２０が金型１１に圧力を垂直に印加する際に、金型１１に垂直に当接する上側加圧板９が配置されている。
【００３９】
次に本実施形態における動作方法について説明する。  
金型１１は、図示しない搬送手段によって下側加圧板１０の表面１０ａに搬送され、表面１０ａに配置される。このとき圧力の印加方向において、金型１１の中心軸は、軸８の中心軸と一致する。
【００４０】
またピン７は、角度のきつい領域２４に配置されているために、軸８もピン７と共に一緒に引き上げられ、軸８は金型１１から離れ金型１１に圧力を印加することはなく、増圧機構２０は待機状態となっている。
【００４１】
次にシリンダ４が方向Ａの向きに動作すると、シリンダ４はピストンロッド４ａを介してカム６を押圧する。このときシリンダ４の押圧力（運動量）がカム６に伝達する。これによりカム６は、方向Ａの向きにガイド５を摺動する。言い換えると、カム６は、方向Ａの向きに摺動するように、摺動をガイド５によって規制される。
【００４２】
またカム６がガイド５を方向Ａの向きに摺動することで、溝６ａにおけるピン７の位置はずれる（角度のきつい領域２４から角度の緩い領域２２に移動する）。このときシリンダ４の押圧力の向きである方向Ａは、溝６ａによって、金型１１への圧力の印加方向である方向Ｂに変換する。そしてシリンダ４の押圧力は、軸８を圧力の印加方向に移動させる。このとき軸８は、圧力の印加方向に移動するように貫通口３ａによってガイドされる。よって、シリンダ４の押圧力（圧力）の損失を抑えて金型１１に圧力を印加することができる。
【００４３】
つまりシリンダ４の押圧力によって例えばピン７が角度の緩い領域２２に配置されると、シリンダ４の押圧力（方向Ａ）は、溝６ａによって圧力の印加方向（方向Ｂ）に向きを変化し、軸８を方向Ｂに向かって移動させる。そして軸８が上側加圧板９と接すると、圧力は、軸８と上側加圧板９とを介して金型１１に印加する。  
このときシリンダ４が金型１１に圧力を直接印加する時に比べて、圧力は金型１１に多く印加する。
【００４４】
この後、シリンダ４は方向Ａと逆方向に動作し、それに伴いカム６も方向Ａと逆方向に動く。すると、軸８はピン７と共に方向Ｂと逆方向に引き上げられ、増圧機構２０は待機状態に戻る。
【００４５】
このように本実施形態では、シリンダ４と、交換可能なカム６と、軸８とを配設し、シリンダ４の押圧力をカム６によって増圧して軸８に伝達することで、増圧した圧力を簡易な構成で金型１１に印加する。そのため本実施形態では、シリンダ４の押圧力を損失させることなく無駄なく軸８に伝達でき、軸８を介して損失させることなく無駄なく垂直に金型１１に印加することができる。また本実施形態では、圧力を金型１１に印加する際に熱損失も防止することができる。また本実施形態では、カム６を交換できるためにメンテナンス性の悪化を防止することができる。このように本実施形態では、簡易な構成であるために運用面における負担を軽減することができる。
【００４６】
また本実施形態の増圧機構２０は、このように簡易な構成であるためにメンテナンス性に優れ、さらに省スペース省エネの観点からも優れている。また、関節を有していないので、耐久性に優れている。
【００４７】
また本実施形態では、軸８をシリンダ４の動作方向に対して直交して配設することで、増圧機構２０全体の高さを抑えることができ、省スペースにすることができる。
【００４８】
また本実施形態では、溝６ａにおける角度の緩い領域２２によって、容易に増圧した圧力を金型１１に印加することができる。  
また本実施形態では、角度のきつい領域２４によって、軸８を上下に移動させるサイクルタイムを短縮することができる。これにより本実施形態では、素早く増圧した圧力を金型１１に印加することができる。  
また本実施形態では、カム６を交換することができる。したがって本実施形態では、第１の角度θ１が異なるカム６を複数用意することで、カム６を交換するのみで、シリンダ４の押圧力は変えなくとも、金型１１に垂直に印加する圧力を所望となるように調整することができる。また本実施形態では、シリンダ４の押圧力を変えることでも圧力を調整することができる。
【００４９】
また本実施形態では、ガイド５によってカム６の摺動をガイドし、貫通口３ａによって軸８の移動をガイドしている。これにより本実施形態では、押圧力の損失を抑えることができる。
【００５０】
なお、本実施形態では、シリンダ４が方向Ａに動くときに金型１１を押圧したが、カム６の溝６ａの方向を変えてシリンダ４が方向Ａ以外の方向に動くときに、ピン７と軸８とを押し下げ金型１１を押圧する構成としてもよい。
【００５１】
また、本実施形態では、シリンダ４およびカム６の運動方向と軸８とは垂直であったが、シリンダ４およびカム６の運動方向と軸８の向きの関係は垂直でなくともよい。
【００５２】
また、本実施形態では溝６ａは角度の緩い領域２２と角度のきつい領域２４の両方を配設したが、均一な角度の溝であっても、本発明の効果である、簡易な構成であるため運用面における負担を軽減できる増圧機構を達成することができる。
【００５３】
次に図２を参照して第２の実施形態について説明する。第１の実施形態と同一の構成については第１の実施形態と同一の参照符号を付すことにより説明を省略する。  
本実施形態では、シリンダ４ではなく、モータ１２が配設されている。モータ１２は、軸８に対して圧力の印加方向に沿って垂直に配設されるように、ガイド５の上部に配設されている。モータ１２は、カム６に配設されているラック１３に噛み合い、モータ１２の駆動力をラック１３に伝達するピニオン１４を有している。モータ１２は、駆動力を、ピニオン１４に噛み合うラック１３に、ピニオン１４を介して伝達する。
【００５４】
このときラック１３は、モータ１２に対して垂直となるようにカム６に配設されており、モータ１２の駆動力をカム６に伝達し、第１の実施形態と同様に圧力の印加方向に直交する方向にカム６をガイド５内部にて摺動させる。つまりラック１３は、モータ１２の駆動力を直線運動に変換する。
【００５５】
このように本実施形態における直線運動を行うアクチュエータ（駆動源）は、駆動力を発生する駆動力発生部であるモータ１２と、モータ１２から発生した駆動力によってカム６が直線運動（摺動）するように駆動力の向きを（駆動力を直線運動に）変換する変換部であるラック１３とを有することになる。
【００５６】
次に本実施形態における動作方法について説明する。  
モータ１２は、駆動すると、駆動力をピニオン１４とラック１３とを介してカム６に伝達する。これによりカム６は、圧力の印加方向に直交する方向にガイド５を摺動する。  
この後の動作は、第１の実施形態と同様であるために説明を省略する。
【００５７】
このように本実施形態では、モータ１２を軸８に対して垂直となるように配設しているために、第１の実施形態に比べ軸８に対する水平方向におけるスペースを削減することができる。
【００５８】
また本実施形態では、駆動源がモータ１２であるために、モータ１２を電気的に制御することで、金型１１に対する圧力の印加を柔軟に調整することができる。
【００５９】
本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。
【符号の説明】
【００６０】
１…支柱、２…台、２ａ…開口部、３…円柱部材、３ａ…貫通口、４…シリンダ、４ａ…ピストンロッド、５…ガイド、６…カム、６ａ…溝、７…ピン、８…軸、８ａ…基端、８ｂ…先端、９…上側加圧板、１０…下側加圧板、１０ａ…表面、１１…金型、１２…モータ、１３…ラック、１４…ピニオン、２０…増圧機構、２２…角度の緩い領域、２４…角度のきつい領域。
【図１Ａ】
2011098372.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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