(57)【要約】【課題】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を提供することを課題とする。【解決手段】本発明に係る増圧装置１は、１対のトグル機構１１ａ，１１ｂを介して空圧シリンダ２のシリンダ推力を出力軸受具１３に出力するものであって、上記トグル機構１１ａ，１１ｂは、空圧シリンダ２のピストンロッド２３にリンク受具１２を介して一端を軸着する駆動リンク４と、この駆動リンク４の他端を連結し且つケーシング１０内壁に一端を軸着する固定側リンク５と、この固定側リンク５に他端を連結し且つ出力軸受具１３に一端を軸着する移動側リンク６とを有し、上記駆動リンク４の他端は、固定側リンク５において移動側リンク６を軸着した軸着部分から延長形成した延長片７の先端に軸着させた構成とする。【選択図】図１
2009090356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対のトグル機構を介して空圧シリンダのシリンダ推力を出力軸受具に出力する増圧装置であって、
上記トグル機構は、空圧シリンダのピストンロッドにリンク受具を介して一端を軸着する駆動リンクと、この駆動リンクの他端を連結し且つ固定部に一端を軸着する固定側リンクと、この固定側リンクに他端を連結し且つ出力軸受具に一端を軸着する移動側リンクとを有し、
上記駆動リンクの他端は、固定側リンクにおいて移動側リンクを軸着した軸着部分から延長形成した延長片の先端に軸着させた構成とする増圧装置。
【請求項２】
請求項１に記載の増圧装置において、
上記固定側リンクにおける延長片は、屈曲形成されている増圧装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の増圧装置において、
上記出力軸受具に取り付けたトグル出力軸において軸方向にねじ孔を設け、このねじ孔にアジャストボルトを螺合して、このアジャストボルトを回動させてトグル出力軸を伸縮させるアジャスト機構を設けた増圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空圧シリンダのシリンダ推力をトグル機構によって簡単に且つ大きく増圧させる増圧装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種産業機械の動力源として空圧シリンダが多く使用されている。例えば、素材加工等に使用されるプレス装置の動力源には、一般的に油圧式が採用されているが、空圧シリンダは、油圧式のものと比べて取り扱いが容易で価格も安価である。そのため、例えば、空圧シリンダをプレス装置の動力源とすることは非常に有益である。
【０００３】
ところが、空気圧は、油圧に比べて圧力が低いため、例えば、打抜加工等の比較的大きな力が要求されるプレス装置において、空圧シリンダを動力源とするにはパワー不足となるおそれがある。そのため、エアー使用量の少ない小型の空圧シリンダにより大きな推力を発生させる機構が望まれていた。
【０００４】
一方、射出成形の型締装置には、金型の型締力を増圧する手段として、トグル機構が使用されている。このトグル機構は、通常、図５に示すように構成されている。すなわち、トグル機構５００は、可動盤５２２に取り付けた移動側リンク５５４ｃの端部と固定ベース５２４に取り付けた固定側リンク５５４ｂの端部とを相互に軸着し、ネジ軸５４４のナット部５５２に取り付けた駆動リンク５５４ａの端部を固定側リンク５５４ｂの中間位置に軸着して構成される。
【０００５】
そして、サーボモータでネジ軸５４４を回動してナット部５５２を進退すると、駆動リンク５５４ａによって固定側リンク５５４ｂ及び移動側リンク５５４ｃが伸長・折曲され、可動盤５２２が上下動し型開閉がなされる。このようなトグル機構５００によって大きな型締め力が得られる。従って、このようなトグル機構５００を空圧シリンダに連結すれば、ある程度の増圧が期待されるが、打抜加工等を行う上記プレス装置の動力源とするには更なる増圧が望まれるところである。
【特許文献１】特開平９ー１５５９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、空圧シリンダの出力を大きく増圧することができ、且つ出力軸のアジャスト機構を一体化することが可能な増圧装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る増圧装置は、
１対のトグル機構を介して空圧シリンダのシリンダ推力を出力軸受具に出力する増圧装置であって、
上記トグル機構は、空圧シリンダのピストンロッドにリンク受具を介して一端を軸着する駆動リンクと、この駆動リンクの他端を連結し且つ固定部に一端を軸着する固定側リンクと、この固定側リンクに他端を連結し且つ出力軸受具に一端を軸着する移動側リンクとを有し、
上記駆動リンクの他端は、固定側リンクにおいて移動側リンクを軸着した軸着部分から延長形成した延長片の先端に軸着させた構成とするものである。
【０００８】
上記構成によれば、空圧シリンダのピストンロッドを前進させると、駆動リンクによって固定側リンクの延長片先端が押されて固定側リンクと移動側リンクとが折れ曲り状態から伸長され、これにより、空圧シリンダのシリンダ推力が大きく増圧された押出力によって出力軸受具が押し出される（前進される）。すなわち、固定側リンクにおいて、駆動リンクにより押される延長片先端が、移動リンクの軸着位置から外側に移動して配置されている。従って、上記延長片先端を駆動リンクにより押すことで、この延長片の長さに応じて空圧シリンダのシリンダ推力を大きく増圧することができる。
【０００９】
上記固定側リンクにおける延長片は、屈曲形成されていることが好ましい。
これにより、固定側リンクと移動側リンクとが伸長された際に延長片の配置スペースが確保される。また、延長片を屈曲形成することで延長片を長く形成することができ、空圧シリンダのシリンダ推力の増圧をより大きくすることができる。
【００１０】
上記出力軸受具に取り付けたトグル出力軸において軸方向にねじ孔を設け、このねじ孔にアジャストボルトを螺合して、このアジャストボルトを回動させてトグル出力軸を伸縮させるアジャスト機構を設けることができる。
これにより、上記トグル機構に上記アジャスト機構を一体的に設けることができる。そして、上記アジャストボルトを回動させてトグル出力軸を簡単に伸縮させることができる。例えば、このトグル出力軸に金型のダイプレートを接続すると、金型の下死点調節を簡単に行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によれば、上記延長片の長さに応じて空圧シリンダのシリンダ推力を大きく増圧することができ、エアー使用量の少ない小型の空圧シリンダによって大きな推力を発生させることができる。例えば、小型プレス装置の動力源として空圧シリンダを使用する場合でも、本増圧装置を組み込むことで、プレス装置を小型に維持しつつ大きなプレス力を生じさせることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１には、本発明の増圧装置を組み込んだ一例として小型のプレス装置を示している。  図１に示すプレス装置Ｘは、動力源の空圧シリンダ２に増圧装置１が連結され、この増圧装置１には金型３０を取り付けるダイプレートのうち可動側ダイプレート３１が接続されている。なお、可動側ダイプレート３１は、増圧装置１に取り付けられた支持板３４と固定側ダイプレート３２との間に架設された複数本のタイバー３３に摺動自在に支持されている。
【００１３】
空圧シリンダ２は、四角形状のシリンダケース２１内にピストン２２とピストンロッド２３が収容されている。空圧シリンダ２は、ピストン２２の前後のシリンダ室にそれぞれ空気圧を供給することで、ピストンロッド２３が往復移動される。
増圧装置１は、シリンダケース２１と略同径の四角形筒状のケーシング１０内に１対のトグル機構１１ａ，１１ｂが設けられている。各トグル機構１１ａ，１１ｂの入力側にはケーシング１０内に配置される空圧シリンダ２のピストンロッド２３が連結され、その出力側にはケーシング１０内に収容される出力軸受具１３が連結されている。
【００１４】
そして、図２をも参照して、上記１対のトグル機構１１ａ，１１ｂは、それぞれ空圧シリンダ２の軸線に対して左右に対向して配置されており、各トグル機構１１ａ，１１ｂは、駆動リンク４、固定側リンク５、及び移動側リンク６をそれぞれ備える。駆動リンク４は、空圧シリンダ２のピストンロッド２３の先端に取り付けたリンク受具１２にピンＰ１により一端が軸着され、他端が固定側リンク５に連結されている。移動側リンク６は、出力軸受具１３にピンＰ５により一端が軸着され、他端が固定側リンク５に連結されている。固定側リンク５は、駆動リンク４の他端が連結されると共に移動側リンク６の他端が連結され、且つ固定部となるケーシング１０内壁にピンＰ３により一端が軸着されている。
【００１５】
すなわち、上記トグル機構１１ａ，１１ｂにおいて、移動側リンク６は、一端が出力軸受具１３にピンＰ５で軸着され、この一端を支点にして回動される。また、固定側リンク５は、一端がケーシング１０内壁にピンＰ３で軸着され、この一端を支点にして回動される。そして、この固定側リンク５は、移動側リンク６の他端をピンＰ４により軸着する軸着部分から屈曲して内側に延びる延長片７を延長形成し、この延長片７の先端に駆動リンク４の他端をピンＰ２により軸着するように構成している。この延長片７は、内側に鈍角（９０度以上１８０度未満）な角度θで屈曲形成されており、この角度θは、１０５度から１６５度の範囲で設定されることが好ましく、更には１３５度であることが好ましい。延長片７を屈曲形成することで固定側リンク５と移動側リンク６とが伸長された際に延長片７の配置スペースが確保される。
【００１６】
以上のようなトグル機構１１を備える増圧装置１によれば、空圧シリンダ２のピストンロッド２３を前進させると、駆動リンク４によって固定側リンク５の延長片７の先端が押されて固定側リンク５と移動側リンク６とが互いの軸着位置（ピンＰ４の位置）で折れ曲がった状態から伸長されて出力軸受具１３が押し出され（図２中の一点鎖線より左側に示す状態から同右側に示す状態となる。）、可動側ダイプレート３１が前進される。これにより、金型３０が閉じる。なお、このとき、移動側リンク６が二股のリンク片で構成されてこのリンク片間に固定側リンク５を軸着しているので（図３参照）、延長片７の一部が移動側リンク６の二股のリンク片間に入り込み（図２参照）、固定側リンク５と移動側リンク６を円滑に伸長させることができる。
次いで、この状態から空圧シリンダ２のピストンロッド２３を後退させると、駆動リンク４によって固定側リンク５の延長片７の先端が引っ張られて固定側リンク５と移動側リンク６とが伸長状態から互いの軸着位置（ピンＰ４の位置）で折れ曲がって出力軸受具１３が引き戻され（図２中の一点鎖線より右側に示す状態から同左側に示す状態となる。）、可動側ダイプレート３１が後退される。これにより、金型３０が開く。なお、このとき、延長片７が二股のリンク片で構成されてこのリンク片間に駆動リンク４を軸着しているので（図３参照）、駆動リンク４の一部が延長片７の二股のリンク片間に入り込み、駆動リンク４によって固定側リンク５を円滑に引っ張ることができる。
以上のような動作を繰り返すことで、プレス装置Ｘの金型３０で打抜作業等が行われる。
【００１７】
そして、上記増圧装置１を構成する１対のトグル機構１１ａ，１１ｂは、上記固定側リンク５に上記移動側リンク６の他端をピンＰ４により軸着し、この軸着部分（ピンＰ４の位置）から延長形成された固定側リンク５の延長片７の先端に上記駆動リンク４の他端をピンＰ２により軸着した構成とする。これにより、空圧シリンダ２のピストンロッド２３を前進させ駆動リンク４によって固定側リンク５の延長片７の先端を押圧すると、空圧シリンダ２のシリンダ推力が大きく増圧された押出力によって出力軸受具１３が押し出される（前進される）。すなわち、固定側リンク５において、駆動リンク４により押される延長片７の先端が、移動側リンク６の軸着位置（ピンＰ４の位置）から外側に移動して配置されている。従って、上記延長片７の先端を駆動リンク４により押すことで、この延長片７の長さに応じて空圧シリンダ２のシリンダ推力を大きく増圧することができる。また、この延長片７が固定側リンク５において屈曲形成されているので、延長片７を長く形成することができ、空圧シリンダ２のシリンダ推力の増圧をより大きくすることができる。その結果、エアー使用量の少ない小型の空圧シリンダ２によって大きな推力を発生させることができる。例えば、小型プレス装置Ｘの動力源として空圧シリンダ２を使用する場合でも、本増圧装置１を組み込むことで、プレス装置Ｘを小型に維持しつつ大きなプレス力を生じさせることが可能となる。
【００１８】
また、図１を参照して、上記出力軸受具１３には、トグル出力軸１４が取り付けられており、このトグル出力軸１４は、アジャスト機構８を介して可動側ダイプレート３１と連結されている。このアジャスト機構８は、両端に互いに逆ねじとなった雄ねじを刻設したアジャストボルト８０を有し、このアジャストボルト８０の一端をトグル出力軸１４に螺合させ、他端を可動側ダイプレート３１に取り付けたナット８１に螺合させている。すなわち、トグル出力軸１４には、軸方向にねじ孔Ｈが設けられ、このねじ孔Ｈにアジャストボルト８０の一端が螺合されている。トグル出力軸１４のねじ孔Ｈのねじ溝と、可動側ダイプレート３１に取り付けたナット８１のねじ溝とは逆ねじとなっている。また、アジャストボルト８０の中央位置には、このアジャストボルト８０を回動させるダイヤル８２が取り付けられている。
【００１９】
従って、このダイヤル８２によりアジャストボルト８０を一方向に回動させるとトグル出力軸１４と可動側ダイプレート３１とが接近し、また、アジャストボルト８０を反対方向に回動させるとトグル出力軸１４と可動側ダイプレート３１とが離反される。このようにしてアジャストボルト８０を回動させることで、トグル出力軸１４を伸縮させて可動側ダイプレート３１の位置決めがなされ、金型３０の下死点調節を簡単に行うことができる。なお、可動側ダイプレート３１は、増圧装置１のケーシング１０に取り付けられた支持板３４と固定側ダイプレート３２との間に架設された複数本のタイバー３３に摺動自在に支持されているので、アジャストボルト８０の回動によって供回りすることもない。
【００２０】
（変形例）
上記増圧装置１の変形例として、図３に示す増圧装置１Ａは、出力軸受具１３において２本のトグル出力軸１４Ａ，１４Ｂが左右の各トグル機構１１ａ，１１ｂの設置位置と対応する位置に設けられている。これにより、左右のトグル機構１１ａ，１１ｂにかかる負荷バランスが良好となり、可動側ダイプレート３１が傾くこと無くトグル機構１１ａ，１１ｂによって進退動される。
【００２１】
また、この増圧装置１Ａに付設するアジャスト機構８Ａとして、上記各トグル出力軸１４Ａ，１４Ｂがウォーム機構によって同時に進退するように構成されている。すなわち、上記各トグル出力軸１４Ａ，１４Ｂに対してウォームホイール８５を設けたアジャストボルト８０Ａ，８０Ｂが組み付けられており、これらのアジャストボルト８０Ａ，８０Ｂは、雄ねじを刻設した一端側が可動側ダイプレート３１に固定するトグル出力軸１４Ａ，１４Ｂのねじ孔Ｈに螺合され、他端が出力軸受具１３に回動可能に取り付けられている。そして、これら２本のアジャストボルト８０Ａ，８０Ｂに対してそれぞれのウォームホイール８５と歯合するように２箇所にウォームギヤ８６を形成した１本のウォーム軸８３が架設されている。このウォーム軸８３は、出力軸受具１３に取り付けた軸受部Ｕ，Ｕによって両端が軸支されると共に、その一端側に軸受部Ｕから外側に突出して工具対応部８４が形成されている。また、このウォーム軸８３の工具対応部８４に対応して、ケーシング１０に窓孔１５が設けられており、この窓孔１５を通してウォーム軸８３の工具対応部８４に工具を係合させてウォーム軸８３を回動できるようになっている。
【００２２】
従って、ウォーム軸８３を回動させると、このウォーム軸８３と歯合する２本のアジャストボルト８０Ａ，８０Ｂが同時に回動され、すると、これらアジャストボルト８０Ａ，８０Ｂの雄ねじを螺合する各トグル出力軸１４Ａ，１４Ｂのねじ孔Ｈの部分で各トグル出力軸１４Ａ，１４Ｂが同時に伸縮される。これにより、トグル出力軸１４Ａ，１４Ｂに取り付けられた可動側ダイプレート３１の位置決めがなされ、金型３０の下死点調節を簡単に行うことができる。
しかも、上記増圧装置１Ａは、上記アジャスト機構８Ａがケーシング１０内に上記トグル機構１１とともに一体的に収容されている。従って、空圧シリンダ２の増圧機能とともに、トグル出力軸１４の伸縮調整機能を一体化した増圧装置１Ａが得られる。
【００２３】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の範囲を逸脱しない限り種々の設計変更を施すことが可能である。例えば、駆動リンク４を連結する固定側リンク５の延長片７は、屈曲させずに真直ぐに延長形成されてもよい。
【００２４】
（実施例）
次に、本発明の増圧装置１（トグル機構１１）に空圧シリンダ２を接続してトグル出力軸１４の押圧力を測定した。同様に、図５に示す従来のトグル機構５００に同径の空圧シリンダ２を接続してトグル出力部の押圧力を測定した。図４のグラフに、その結果を示す。同グラフから明らかなように、本発明の増圧装置１によれば、押圧スタート時から前進限付近にわたって、従来のトグル機構５００よりも空圧シリンダ２のシリンダ推力を大きく増圧することができた。しかも、本発明の増圧装置１は、前進限付近では、特に大きな押圧力が発揮される。これは、従来のトグル機構５００に比べて、本発明の増圧装置１では、固定側リンク５において、駆動リンク４によってシリンダ推力を加える延長片７の先端（ピンＰ２の位置：力点）が、移動側リンク６に力を作用させる軸着位置（ピンＰ４の位置：作用点）よりも延長片７の長さ分だけ外側に移動している。これにより、この延長片７の長さ分に応じてシリンダ推力を大きく増圧してトグル出力軸１４での押圧力を大きくすることができる。従って、本発明の増圧装置１によると、延長片７の長さに応じて、空圧シリンダ２のシリンダ推力を６〜１０倍程度に増圧することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態による増圧装置を組み込んだプレス装置の概略構成を示す一部断面図である。
【図２】実施の形態による増圧装置を構成するトグル機構の動作を示すための一部断面図である。
【図３】本発明の実施の形態による増圧装置の変形例を示すための一部切欠き斜視図である。
【図４】本発明の増圧装置におけるトグル出力軸の押圧力を、従来のトグル機構によるトグル出力部での押圧力と対比したグラフである。
【図５】従来例として、射出成形機の型締機構に使用されているトグル機構の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１，１Ａ  増圧装置
２  空圧シリンダ
４  駆動リンク
５  固定側リンク
６  移動側リンク
７  延長片
８，８Ａ  アジャスト機構
１０  ケーシング
１１ａ，１１ｂ  トグル機構
１２  リンク受具
１３  出力軸受具
１４，１４Ａ，１４Ｂ  トグル出力軸
２３  ピストンロッド
３１  可動側ダイプレート
３２  固定側ダイプレート
３４  支持板
８０，８０Ａ，８０Ｂ  アジャストボルト
８１  ナット
８２  ダイヤル
８３  ウォーム軸
Ｈ  ねじ孔
Ｐ１〜Ｐ５  ピン
Ｘ  プレス装置
【図１】
2009090356.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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