(57)【要約】【課題】      高推力加圧の開始位置を新たに設定する時間が短く済み、加圧対象物Ｗの交換で切替ポイントが移動する場合でも段取り替えを短時間で済ませることができる加圧装置を提供する。【解決手段】  出力軸（２）と入力軸（３）を相対移動しないように連結可能な連結機構（５）と、出力軸（２）と入力軸（３）を流体的に連結し、出力軸（２）と入力軸（３）が相対移動するときに、入力軸（３）の付勢をパスカルの原理で増大させて出力軸（３）を高推力加圧することが可能な流体圧機構（６）と、を備えてなり、連結機構（５）は、出力軸（２）が加圧対象物に当接したことを検出して、出力軸（２）と入力軸（３）の連結を解除するようにしたことを特徴とする【選択図】    図１【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部と、
該固定部に、軸方向に摺動可能に支持される出力軸と、
該出力軸に、前記出力軸と同軸方向に摺動可能に支持される入力軸と、
該入力軸を軸方向に移動可能な駆動機構と、
前記出力軸と前記入力軸を相対移動しないように連結可能な連結機構と、
前記出力軸と前記入力軸を流体的に連結し、前記出力軸と前記入力軸が相対移動するときに、前記入力軸の付勢をパスカルの原理で増大させて前記出力軸を高推力加圧することが可能な流体圧機構と、を備えてなり、
前記連結機構は、前記入力軸が前記連結機構で連結された前記出力軸を移動させているときに、前記出力軸が加圧対象物に当接したことを検出して、前記出力軸と前記入力軸の連結を解除するようにしたことを特徴とする加圧装置。
【請求項２】
筒軸方向の両端に第一貫通穴及び第二貫通穴が形成されて中空筒状体を有する固定部と、
前記第一貫通穴及び前記第二貫通穴で摺動支持される中空筒状体を有し、前記固定部との間に第一流体室及び第二流体室を規定する出力軸と、
該出力軸に一体形成され、前記第一流体室と前記第二流体室とを区画するとともに、前記第一流体室と前記第二流体室を連通する連通路を備える受圧ピストンと、
前記出力軸に摺動支持されて、前記出力軸との間に、前記第二流体室と連通される第三流体室を形成する入力軸と、
該入力軸に一体形成され、前記入力軸の往復動に伴い第三流体室を拡縮させる、前記受圧ピストンの受圧面積よりも加圧面積が小さい加圧ピストンと、
該入力軸を摺動方向に移動可能な駆動機構と、
前記出力軸と前記入力軸を相対移動しないように連結可能な連結機構と、
前記連結機構による連結がなされているときに、前記連通路の開放を維持し、前記連結機構による連結が解除されているときに、前記連通路を閉鎖する制御機構と、を備えてなり、
前記連結機構は、前記入力軸が前記連結機構で連結された前記出力軸を移動させているときに、前記出力軸が加圧対象物に当接したことを検出して、前記出力軸と前記入力軸の連結を解除することで、前記出力軸を高推力加圧可能な状態とすることを特徴とする加圧装置。
【請求項３】
前記連結機構は、前記出力軸に移動方向と逆向きの反力が発生したことを検出して、前記出力軸と前記入力軸の連結を解除することを特徴とする請求項１又は２に記載の加圧装置。
【請求項４】
前記連結機構は、前記反力の作用で前記出力軸と前記入力軸の連結を解除することを特徴とする請求項３に記載の加圧装置。
【請求項５】
前記連結機構は、前記出力軸と前記入力軸のいずれか一方に設けられる第一の連結部材と、他方に設けられる第二の連結部材と、を相互に係合して、前記出力軸と前記入力軸を係合するものであり、
前記第一の連結部材が、前記反力の作用で前記第二の連結部材を作動させることにより、前記係合を解除することを特徴とする請求項４に記載の加圧装置。
【請求項６】
前記第二の連結部材は、前記第一の連結部材との係合が解除される方向に回動しないように所定の保持力で保持される回動フックであって、前記反力の作用で前記第一の連結部材に回動させられて前記第一の連結部材との係合が解除されることを特徴とする請求項５に記載の加圧装置。
【請求項７】
前記保持力は調整可能であることを特徴とする請求項６に記載の加圧装置。
【請求項８】
前記連結機構による前記出力軸と前記入力軸の連結が解除された状態から、前記入力軸を高推力加圧の開始前の位置まで戻すことにより、前記連結機構による連結が自動的に復元されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の加圧装置。
【請求項９】
前記連結機構による前記出力軸と前記入力軸の連結が解除された状態から、前記入力軸を高推力加圧の開始前の位置まで戻すことにより、前記第一の連結部材が前記第二の連結部材に係合して、前記連結機構による連結を復元することを特徴とする請求項５又は６のいずれかに記載の加圧装置。
【請求項１０】
前記連結機構による前記出力軸と前記入力軸の連結が解除された状態から、前記入力軸を高推力加圧の開始前の位置まで戻すことにより、前記第一の連結部材が、前記第二の連結部材に当接して、前記第二の連結部材を逆方向に回動させることにより、前記第一の連結部材と前記第二の連結部材の係合を復元することを特徴とする請求項６に記載の加圧装置。
【請求項１１】
前記流体圧機構は、前記出力軸と前記入力軸の前記連結機構による連結が解除されたことを検出して、高推力加圧が可能な状態に切り替わるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の加圧装置。
【請求項１２】
前記第二流体室と前記第三流体室が流体的に常時連結されており、前記制御機構は、前記連結機構による連結が解除されたときに、前記入力軸の付勢で前記第三流体室から前記第二流体室へ押し出される流体の流れを検出して、前記連通路を閉鎖することを特徴とする請求項２に記載の加圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力軸の高速移動と高推力加圧を両立させた加圧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
出願人は、モーターで駆動されるネジ送り式の加圧装置に、パスカルの原理を利用した流体圧機構、すなわち倍力機構を付加することにより、容量の小さいモーターを使用するにもかかわらず高速移動と高推力加圧を両立できる加圧装置を提案している（特許文献１参照）。【０００３】
上記加圧装置は、図１１に示されるように、固定部１０と、軸方向に摺動可能となるように固定部１０に支持される出力軸２０と、出力軸２０と同軸方向に摺動可能となるように出力軸２０に支持される入力軸３０と、不図示のモーターで入力軸３０を前記軸方向に直動させるボールネジ式の駆動機構４０と、連結フック５０１で出力軸２０と入力軸３０を連結する連結機構５０と、入力軸３０の付勢をパスカルの原理で増大して出力軸２０に伝達する流体圧機構６０と、流体圧機構６０の作動を制御する制御機構７０と、を有してなる。【０００４】
出力軸２０には、受圧ピストン２０１が形成されている。固定部１０と出力軸２０との間には、受圧ピストン２０１で前記軸方向に分割される第一流体室Ａ１と第二流体室Ａ２が規定されている。第一流体室Ａ１と第二流体室Ａ２は、受圧ピストン２０１に形成される連通路２０１ａで相互に連通されている。したがって、受圧ピストン２０１及び出力軸２０は、両流体室Ａ１，Ａ２に充填された流体による抵抗を殆ど受けることなく、固定部１０に対して自由に摺動することができる。その結果、出力軸２０は、連結機構５０で入力軸３０と連結された状態で、駆動機構４０により高速移動することができる。【０００５】
入力軸３０には、加圧ピストン３０１が形成されている。出力軸２０と入力軸３０との間には、加圧ピストン３０１で加圧される第三流体室Ａ３が形成されている。第三流体室Ａ３は、第二流体室Ａ２と連通穴２０２ａで連通されている。したがって、連結機構５０による連結を解除し、連通路２０１ａを閉鎖することにより、第二流体室Ａ２と第三流体室Ａ３は、入力軸３０の付勢を出力軸２０に伝達可能な流体圧機構６０として機能する。加圧ピストン３０１の加圧面積は、受圧ピストン２０１の受圧面積よりも十分小さく設定されている。そのため、入力軸３０の付勢はパスカルの原理で増大され、出力軸２０を高推力で加圧する。なお、出力軸２０を高推力で加圧する際に、第一流体室Ａ１は、受圧ピストン２０１により圧縮されて内部圧力が上昇する。第一流体室Ａ１内には、前記内部圧力の上昇を吸収するための圧力吸収ピストン１０１が設けられている。【０００６】
連結機構５０は、入力軸３０の上面に固定される連結フック５０１と、出力軸２０の上面に凹設される係合部５０２と、固定部１０の上方に固定される連結フック戻しローラー５０３とを備えてなる。連結フック５０１の回動端には、爪が形成されている。図１１に示されるように、前記爪が係合部５０２に係合することにより、出力軸２０と入力軸３０が相対移動しないように連結される。この連結状態において入力軸３０が下方移動することにより、出力軸２０を高速移動させることができる。出力軸２０を所定位置、例えば出力軸２０の先端が加圧対象物に当接する直前の位置まで高速移動させた後に、入力軸３０を移動停止させると、慣性力の影響で、図１２に示されるように、出力軸２０は、入力軸３０よりも下方に移動して停止する。これにより、連結フック５０１は、係合部５０２から外れて、その回動軸回りに設けられるバネ（不図示）の付勢により内側に倒れ込み、その結果、出力軸２０と入力軸３０の連結が解除される。なお、連結フック５０１は、一連の加圧動作が終了した後、入力軸３０が原点位置となる最上端（図１１）まで復帰したときに、連結フック戻しローラー５０３で係合部５０２と係合する位置に戻されて、出力軸２０と入力軸３０の連結を復元する。【０００７】
流体圧機構６０には、流体圧機構６０の内部（第二流体室Ａ２及び第三流体室Ａ３）と外部（第一流体室Ａ１）の連通、すなわち連通路２０１ａの開放及び閉鎖を制御することにより、流体圧機構６０の作動を制御する制御機構７０が備えられている。制御機構７０は、ピン状の弁体７０１と補助弁体７０２を備えてなる。弁体７０１は、出力軸２０に設けられる支持穴２０２に摺動支持され、補助弁体７０２は、出力軸２０に設けられる支持軸２０３に摺動支持される。出力軸２０と入力軸３０が連結機構５０で連結されて相対移動しないときは、図１１及び図１２に示されるように、弁体７０１が、連通路２０１ａを開放するように退避しており、補助弁体７０２は、内蔵される不図示の磁石による吸着力で、第二流体室Ａ２と第三流体室Ａ３の連通を遮断している。【０００８】
連結機構５０による連結を解除して、入力軸３０を下方移動させることにより、制御機構７０が流体圧機構６０の作動を開始する。入力軸３０の下方移動により、加圧ピストン３０１が補助弁体７０２で閉め切られた第三流体室Ａ３の液圧を上昇させる。第三流体室Ａ３の液圧を上昇に伴い、弁体７０１が押し下げられて、連通路２０１ａを閉鎖する。さらに第三流体室Ａ３の液圧が上昇すると、補助弁体７０２が押し上げられて第二流体室Ａ２と第三流体室Ａ３を連通させる。これにより、図１３に示されるように、加圧面積の小さい加圧ピストン３０１を備える入力軸３０と、受圧面積の大きい受圧ピストン２０１を備える出力軸２０とが流体的に連結され、入力軸３０の付勢をパスカルの原理で増大させて出力軸２０に伝達することが可能となる。なお、補助弁体７０２に内蔵されている磁石は、弁体７０１が連通路２０１ａを閉鎖した後で、補助弁体７０２が第二流体室Ａ２と第三流体室Ａ３を連通させるように吸着力が設定されている。また、補助弁体７０２の上面には、不図示のピンが立設されている。出力軸２０が原点位置まで復帰したときに、前記ピンが固定部１０の上部蓋体１０２に当接し、補助弁体７０２が、第一流体室Ａ１と第二流体室Ａ２の連通を遮断する初期位置まで押し下げられる。【０００９】
上記加圧装置で出力軸２０の高速移動と高推力加圧を行う場合、まず、連結機構５０で出力軸２０と入力軸３０を連結して、入力軸３０を所定位置まで高速移動させる。次に、入力軸３０を前記所定位置で停止させることにより、図１２に示されるように、連結フック５０１が回動し、出力軸２０と入力軸３０の連結が解除される。その後、入力軸３０の下方移動を再開すると、加圧ピストン３０１による加圧で第三流体室Ａ３の内圧が上昇する。第三流体室Ａ３の内圧上昇で制御機構７０が作動して、図１３に示されるように、弁体７０１による連通路２０１ａの閉鎖、及び補助弁体７０２による第二流体室Ａ２と第三流体室Ａ３の連通がなされる。加圧面積の小さい加圧ピストン３０１で第三流体室Ａ３から押し出された流体が、第二流体室Ａ２へ流入して、受圧面積の大きい受圧ピストン２０１を押圧することにより、出力軸２０を高推力加圧する。【００１０】
高推力加圧が終了すると、第一流体室Ａ１の内部で圧縮されていた流体が、圧力吸収ピストン１０１による反力で弁体７０１を押し戻し、連通路２０１ａを開放する。これにより、第二流体室Ａ２から第一流体室Ａ１への流体移動が可能となる。したがって、入力軸３０を上方移動させることで、出力軸２０を原点位置に戻すことができる。補助弁体７０２は、出力軸２０が原点位置に復帰したときに、第二流体室Ａ２と第三流体室Ａ３の連通を遮断する初期位置に押し下げられる。
【特許文献１】国際特許公開ＷＯ２００２／０５５２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記加圧装置によれば、容量の小さいモーターを使用しながら、高速移動と高推力加圧を両立させることができるが、以下のような問題点がある。【００１２】
第一に、連結機構５０による連結の解除は、入力軸３０の停止後に出力軸２０が慣性力でオーバーストロークして、連結フック５０１が係合部５０２から外れることにより行われる。したがって、出力軸２０が加圧対象物Ｗに当接する前に、入力軸３０を停止させるように予め設定しなければならないが、これには、出力軸２０のオーバーストローク量を加味する必要がある。その一方で、慣性力による出力軸２０のオーバーストローク量は、停止直前の速度等により変動するため、加圧対象物を変更する段取り替えにおいて、入力軸３０の停止ポイントの設定に長時間を要していた。【００１３】
第二に、入力軸３０の下方移動中に異物が噛み込んで、出力軸２０がロックする異常を発生することがある。かかる異常が発生した場合には、入力軸３０による付勢がそのまま連結機構５０に伝達され、連結フック５０１が変形する等の破損を生じさせる恐れがあった。【００１４】
第三に、高推力加圧の終了後、連結機構５０による連結を復元するために、連結フック５０１を連結フック戻しローラー５０３で係合部５０２と係合する位置に戻す必要があるが、連結フック戻しローラー５０３は固定部１０の上部に設けられているため、入力軸３０を、必ず原点位置まで復帰させる必要があり、そのタイムロスが生産効率の向上を妨げていた。【００１５】
本発明は、斯かる問題点に鑑みて、高速移動から高推力加圧への切替えポイントを予め設定するために長時間をかける必要が無く、また、出力軸がロックする異常が発生したときに装置を破損させることが無く、さらに、高推力加圧終了後に入力軸をストロークの最上端に設定される原点位置まで復帰させる必要が無く、生産効率に優れた加圧装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１に記載される発明は、固定部と、該固定部に、軸方向に摺動可能に支持される出力軸と、該出力軸に、前記出力軸と同軸方向に摺動可能に支持される入力軸と、該入力軸を軸方向に移動可能な駆動機構と、前記出力軸と前記入力軸を相対移動しないように連結可能な連結機構と、前記出力軸と前記入力軸を流体的に連結し、前記出力軸と前記入力軸が相対移動するときに、前記入力軸の付勢をパスカルの原理で増大させて前記出力軸を高推力加圧することが可能な流体圧機構と、を備えてなり、
前記連結機構は、前記入力軸が前記連結機構で連結された前記出力軸を移動させているときに、前記出力軸が加圧対象物に当接したことを検出して、前記出力軸と前記入力軸の連結を解除するようにしたことを特徴とする加圧装置を提供する。【００１７】
請求項２に記載される発明は、筒軸方向の両端に第一貫通穴及び第二貫通穴が形成されて中空筒状体を有する固定部と、前記第一貫通穴及び前記第二貫通穴で摺動支持される中空筒状体を有し、前記固定部との間に第一流体室及び第二流体室を規定する出力軸と、該出力軸に一体形成され、前記第一流体室と前記第二流体室とを区画するとともに、前記第一流体室と前記第二流体室を連通する連通路を備える受圧ピストンと、前記出力軸に摺動支持されて、前記出力軸との間に、前記第二流体室と連通される第三流体室を形成する入力軸と、該入力軸に一体形成され、前記入力軸の往復動に伴い第三流体室を拡縮させる、前記受圧ピストンの受圧面積よりも加圧面積が小さい加圧ピストンと、該入力軸を摺動方向に移動可能な駆動機構と、前記出力軸と前記入力軸を相対移動しないように連結可能な連結機構と、前記連結機構による連結がなされているときに、前記連通路の開放を維持し、前記連結機構による連結が解除されているときに、前記連通路を閉鎖する制御機構と、を備えてなり、
前記連結機構は、前記入力軸が前記連結機構で連結された前記出力軸を移動させているときに、前記出力軸が加圧対象物に当接したことを検出して、前記出力軸と前記入力軸の連結を解除することで、前記出力軸を高推力加圧可能な状態とすることを特徴とする加圧装置を提供する。【００１８】
なお、請求項１又は２において、「出力軸が加圧対象物に当接」とは、出力軸が加圧対象物に直接当接する場合のみならず、出力軸に取り付けた部材が、他の部材に当接する場合も含む。例えば、出力軸に射出成形機の可動型やプレス加工機の押圧型が取り付けられており、その可動型や押圧型等が、出力軸２に対向するように設置される固定型や受型（あるいは受型にセットされたプレス材料）に当接した場合も「出力軸が加圧対象物に当接」したものとする。【００１９】
請求項３に記載される発明は、前記連結機構は、前記出力軸に移動方向と逆向きの反力が発生したことを検出して、前記出力軸と前記入力軸の連結を解除することを特徴とする請求項１又は２に記載の加圧装置を提供する。【００２０】
請求項４に記載される発明は、前記連結機構は、前記反力の作用で前記出力軸と前記入力軸の連結を解除することを特徴とする請求項３に記載の加圧装置を提供する。【００２１】
請求項５に記載される発明は、前記連結機構は、前記出力軸と前記入力軸のいずれか一方に設けられる第一の連結部材と、他方に設けられる第二の連結部材と、を相互に係合して、前記出力軸と前記入力軸を係合するものであり、
前記第一の連結部材が、前記反力の作用で前記第二の連結部材を作動させることにより、前記係合を解除することを特徴とする請求項４に記載の加圧装置を提供する。【００２２】
請求項６に記載される発明は、前記第二の連結部材は、前記第一の連結部材との係合が解除される方向に回動しないように所定の保持力で保持される回動フックであって、前記反力の作用で前記第一の連結部材に回動させられて前記第一の連結部材との係合が解除されることを特徴とする請求項５に記載の加圧装置を提供する。【００２３】
請求項７に記載される発明は、前記保持力は調整可能であることを特徴とする請求項６に記載の加圧装置を提供する。【００２４】
請求項８に記載される発明は、前記連結機構による前記出力軸と前記入力軸の連結が解除された状態から、前記入力軸を高推力加圧の開始前の位置まで戻すことにより、前記連結機構による連結が自動的に復元されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の加圧装置を提供する。【００２５】
請求項９に記載される発明は、前記連結機構による前記出力軸と前記入力軸の連結が解除された状態から、前記入力軸を高推力加圧の開始前の位置まで戻すことにより、前記第一の連結部材が前記第二の連結部材に係合して、前記連結機構による連結を復元することを特徴とする請求項５又は６のいずれかに記載の加圧装置を提供する。【００２６】
請求項１０に記載される発明は、前記連結機構による前記出力軸と前記入力軸の連結が解除された状態から、前記入力軸を高推力加圧の開始前の位置まで戻すことにより、前記第一の連結部材が、前記第二の連結部材に当接して、前記第二の連結部材を逆方向に回動させることにより、前記第一の連結部材と前記第二の連結部材の係合を復元することを特徴とする請求項６に記載の加圧装置を提供する。【００２７】
請求項１１に記載される発明は、前記流体圧機構は、前記出力軸と前記入力軸の前記連結機構による連結が解除されたことを検出したときに、高推力加圧が可能な状態に切り替わるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の加圧装置を提供する。【００２８】
請求項１２に記載される発明は、前記第二流体室と前記第三流体室が流体的に常時連結されており、前記制御機構は、前記連結機構による連結が解除されたときに、前記入力軸の付勢で前記第三流体室から前記第二流体室へ押し出される流体の流れを検出して、前記連通路を閉鎖することを特徴とする請求項２に記載の加圧装置を提供する。
【発明の効果】
【００２９】
請求項１又は２に記載の加圧装置は、入力軸を出力軸と相対動きを生じないように連結して移動させているときに、出力軸が加圧対象物に当接したことを検出して、出力軸と入力軸の連結を解除することとしたので、高速移動から高推力加圧への切替ポイントの設定のために長時間をかける必要がない。したがって、加圧対象物Ｗの交換で切替ポイントが変動する場合でも、段取り替えを短時間で済ませることができるという優れた効果を奏する。【００３０】
請求項３に記載の加圧装置は、出力軸に移動方向と逆向きの反力が発生したことを検出して、出力軸と入力軸の連結を解除することとしたので、請求項１又は２に記載の加圧装置が奏する効果に加えて、出力軸の高速移動中に出力軸がロックされる異常を発生した場合でも、その時点で出力軸と入力軸の連結機構による連結が解除されるため、連結機構５が大きな負荷を受けて破損する事態を回避できるという優れた効果を奏する。【００３１】
請求項４に記載の加圧装置は、出力軸に移動方向と逆向きの反力が発生したときに、その反力の作用で連結機構による連結を解除するので、請求項３に記載の加圧装置が奏する効果に加えて、連結を解除するための駆動源を設ける必要がなく、装置の複雑化が避けられるという優れた効果を奏する。【００３２】
請求項５又は６に記載の加圧装置は、出力軸と入力軸を係合する第一の連結部材と第二の連結部材の係合を、第一の連結部材が、反力の作用で第二の連結部材を作動させることにより解除するので、請求項４に記載の加圧装置が奏する効果に加えて、第二の連結部材を作動させるための部材を別途設ける必要がなく、部品点数を少なくすることができるという優れた効果を奏する。【００３３】
請求項７に記載の加圧装置は、第二の連結部材を保持する保持力を調整可能としたので、請求項６に記載の加圧装置が奏する効果に加えて、加圧対象物に応じて、高推力加圧の開始前に出力軸から加圧対象物に付加される予圧を微調整することができるという優れた効果を奏する。【００３４】
請求項８に記載の加圧装置は、連結機構による出力軸と入力軸の連結が解除された状態から、入力軸を高推力加圧の開始前の位置まで戻すことで、連結機構による連結が自動的に復元されるので、請求項１乃至７のいずれかに記載の加圧装置が奏する効果に加えて、連結機構による出力軸と入力軸の連結を復元するために、出力軸を原点位置まで移動させる必要がなく、トータルの加圧作業時間を短縮して生産効率を向上できるという優れた効果を奏する。【００３５】
請求項９に記載の加圧装置は、連結機構による出力軸と入力軸の連結が解除された状態から、入力軸を高推力加圧の開始前の位置まで戻すことにより、第一の連結部材が第二の連結部材に係合して、連結機構による連結を復元するので、請求項５又は６のいずれかに記載の加圧装置が奏する効果に加えて、連結機構による出力軸と入力軸の連結を復元するために、出力軸を原点位置まで移動させる必要はなく、トータルの加圧作業時間を短縮して生産効率を向上できるという優れた効果を奏する。【００３６】
請求項１０に記載の加圧装置は、第一の連結部材が、第二の連結部材を逆方向に回動させることにより係合を復元するので、請求項６に記載の加圧装置が奏する効果に加えて、連結を復元するための駆動源や部材を別途に設ける必要がなく、装置の複雑化が避けられるという優れた効果を奏する。【００３７】
請求項１１に記載の加圧装置は、流体圧機構が、連結機構による連結が解除されたことを検出して、高推力加圧が可能な状態に切り替わるように構成されているので、請求項１乃至１０のいずれかに記載の加圧装置が奏する効果に加えて、入力軸で出力軸を移動させているときに、出力軸が加圧対象物に当接したことを検出することで、出力軸と入力軸の連結を解除し、引き続いて流体圧機構を高推力加圧が可能な状態に切り替えられ、その結果、一連の加圧作業がスムーズに行われるという優れた効果を奏する。【００３８】
請求項１２に記載の加圧装置は、第二流体室と第三流体室が流体的に常時連結されており、制御機構は、連結機構による連結が解除されたときに、入力軸の付勢で第三流体室から第二流体室へ押し出される流体の流れを検出して、連通路を閉鎖するので、請求項２に記載の加圧装置が奏する効果に加えて、入力軸で出力軸を移動させているときに、出力軸が加圧対象物に当接したことを検出して、出力軸と入力軸の連結を解除し、引き続いて流体圧機構を高推力加圧が可能な状態に切り替えられ、その結果、一連の加圧作業がスムーズに行われるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施形態に係る加圧装置であって、出力軸の高速移動開始前の状態を示す断面図。図２のＡ−Ａ断面に相当する図。
【図２】本実施形態に係る加圧装置であって、出力軸の高速移動開始前の状態を示す断面図。図１のＢ−Ｂ断面に相当する図。
【図３】本実施形態に係る加圧装置であって、出力軸の高速移動の終了後の状態を示す図。
【図４】本実施形態に係る加圧装置であって、出力軸の高推力加圧の開始直後の状態を示す図。
【図５】本実施形態に係る加圧装置であって、出力軸の高推力加圧の終了直後の状態を示す図。
【図６】本実施形態に係る加圧装置において、出力軸が高速移動から高推力加圧へ移行する際の制御機構の作動を説明する図。
【図７】本実施形態に係る加圧装置において、出力軸の高推力加圧の終了後に連通路が開放される際の状態を示す図。
【図８】本実施形態に係る加圧装置において、入力軸が出力軸とともに上方移動して元の状態へ戻る際の流体の流れを示す図。
【図９】本実施形態に係る加圧装置において、連結機構が出力軸と入力軸を連結した状態を示す拡大図。
【図１０】本実施形態に係る加圧装置において、連結機構が出力軸と入力軸の連結を解除した状態を示す拡大図。
【図１１】従来の加圧装置であって、出力軸の高速移動開始前の状態を示す断面図。
【図１２】従来の加圧装置であって、出力軸の高速移動の終了直後の状態を示す断面図。
【図１３】従来の加圧装置であって、出力軸の高推力加圧の終了直後の状態を示す断面図。
【符号の説明】
【００４０】
１    固定部
２    出力軸
３    入力軸
４    駆動機構
５    連結機構
６    流体圧機構
７    制御機構
８    圧力吸収機構
１１ａ    第一貫通穴
１１ｂ    第二貫通穴
２２    受圧ピストン
２２ａ    連通路
３２    加圧ピストン
５１１    固定フック本体（第一の連結部材）
５２    回動フック
５２１    回動フック本体（第二の連結部材）
７１    弁体
７１１    入力部
７１２    閉鎖部
７２    支持部
７２１ａ  凹部
７２２    磁石
７３ａ    通過経路
Ａ１    第一流体室
Ａ２    第二流体室
Ａ３    第三流体室
Ｗ    加圧対象物
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しつつ説明する。【００４２】
図１乃至図１０は本発明を実施する加圧装置の一例を示す断面図である。図１及び図２は出力軸２の高速移動開始前の状態を示す図で、図１は、図２のＡ−Ａ断面、図２は、図１のＢ−Ｂ断面に相当する図である。図３乃至図５は、図１に対応する断面を示し、図３は、出力軸２の高速移動の終了後の状態を示す図、図４は、出力軸２の高推力加圧の開始直後の状態を示す図、図５は、出力軸２の高推力加圧の終了直後の状態を示す図である。図６は、出力軸２が高推力加圧へ移行する際の制御機構７の作動を説明する図である。図７は、出力軸２の高推力加圧の終了後に連通路２２ａが開放される際の状態を示す図であり、図８は、入力軸３が出力軸２とともに上方移動して元の状態へ戻る際の流体の流れを示す図である。図９及び図１０は、連結機構５の拡大図であり、図９は出力軸２と入力軸３が連結機構５により連結された状態、図１０は出力軸２と入力軸３の連結が解除された状態を示す。【００４３】
なお、以下の説明において、便宜上、図中における上下左右の向きをもって説明する場合があるが、これによって、加圧装置の設置姿勢・向きが限定されるものではなく、以下の説明と異なる姿勢・向き、例えば横向きにして加圧装置を設置しても良いことは勿論である。【００４４】
（本実施形態に係る加圧装置の概要）
本実施形態に係る加圧装置は、図１乃至図５に示されるように、固定部１と、固定部１に挿通されて軸方向に摺動可能に支持される出力軸２と、出力軸２に挿通されて出力軸２と同軸方向に摺動可能に支持される入力軸３と、入力軸３を前記軸方向に往復移動させることができる駆動機構４と、出力軸２と入力軸３とを相対移動しないように連結することができる連結機構５と、出力軸２と入力軸３を流体的に常時連結しており、連結機構５による連結が解除された状態で入力軸３の付勢をパスカルの原理で増大させて出力軸２に伝達することができる流体圧機構６と、流体圧機構６の内部と外部の連通を制御する制御機構７と、固定部１に連結されて、出力軸２の高推力加圧の際に圧縮される流体室（第一流体室Ａ１）の圧力を逃がす圧力吸収機構８と、を有してなる。【００４５】
本加圧装置によれば、図３に示されるように、入力軸３を出力軸２と相対移動しないように連結機構５で連結することにより、出力軸２が加圧対象物Ｗに当接する直前まで、出力軸２を低推力ながら高速移動させることができる。また、図４に示されるように、連結機構５による連結を解除して入力軸３を出力軸２と相対移動させることにより、出力軸２を低速ながら高推力で加圧することができる。すなわち、低推力高速移動及び低速高推力加圧を行い、大容量のモーターを使用して高速・高推力を実現する加圧装置と実質的に同等の機能を発揮することができるものである。【００４６】
上述した機能は、従来の加圧装置（図１１乃至図１３）と同様であるが、本加圧装置は、連結機構５と制御機構７に、従来の加圧装置に無い特徴点を備えている。これらの特徴点を含めて、本加圧装置の構造及び作動を詳しく説明する。【００４７】
（固定部１）
固定部１は、図１及び図２に示されるように、中空筒状の固定部本体１１と、固定部本体１１に固定されて固定部本体１１の筒軸方向（図中の上下方向）に延びる複数本のガイドロッド１２と、ガイドロッド１２の上端に固定支持される板状の軸受部１３と、を有してなり、固定側に設置される。【００４８】
（固定部本体１１）
固定部本体１１は、内断面円形で直管状の筒体１１１と、筒体１１１の上下両端の開口を覆うように取り付けられる第一蓋体１１２及び第二蓋体１１３とからなる。第一蓋体１１２及び第二蓋体１１３には、出力軸２を摺動支持するための第一貫通穴１１ａ及び第二貫通穴１１ｂが形成されている。第一貫通穴１１ａ及び第二貫通穴１１ｂは、筒体１１１の内周径よりも小径に形成されており、それぞれの内周面には筒軸方向に間隔をおいて複数本の円周溝が彫り込まれている。各円周溝には、樹脂製で断面Ｕ字状のシール材や金属製の滑り材が嵌め込まれる。【００４９】
（ガイドロッド１２）
ガイドロッド１２は、第二蓋体１１３において第二貫通穴１１ｂを取り囲むように複数本立設されており、上方に延びている。ガイドロッド１２は、その上端で軸受部１３を固定支持し、その中途部で出力軸２の上部に取り付けられる摺動部２３を摺動支持して出力軸２のスムーズな上下動を保証する。【００５０】
（軸受部１３）
軸受部１３は、周縁部をガイドロッド１２に固定支持される板状部材で、中央部には、貫通穴１３ａが形成される。貫通穴１３ａには、ローラーベアリング１３１が取り付けられており、これに駆動機構４を構成するボールネジ４１が回転自在に支持される。軸受部１３には、図２に示されるように、ボールネジ４１の他、サーボモーター４３が連結固定される。【００５１】
（出力軸２）
出力軸２は、中空円筒状の出力軸本体２１と、出力軸本体２１の軸方向の中途部に一体形成されるとともに筒軸方向に貫通形成される複数個の連通路２２ａを備える環状の受圧ピストン２２と、出力軸本体２１の後端（図中の上端）に取り付けられて中央部に貫通穴２３ａが形成される板状の摺動部２３と、を有してなる。【００５２】
（出力軸本体２１）
出力軸本体２１は、図４及び図５に示されるように、その先端２１ｅを加圧対象物Ｗに押し当てて加圧処理を行う出力部材である。出力軸本体２１は、外周面２１ａが第一貫通穴１１ａ及び第二貫通穴１１ｂで摺動支持されており、外周面２１ａと固定部本体１１（筒体１１１）の内周面１１ｃとの間に、第一流体室Ａ１及び第二流体室Ａ２を規定する。第一流体室Ａ１及び第二流体室Ａ２には、流体（油）が充填されている。流体は、第一貫通穴１１ａ及び第二貫通穴１１ｂの内周面に嵌め込まれているシール材で、固定部本体１１の外部に洩れ出さないように封入されている。なお、出力軸本体２１の側面で受圧ピストン２２の上方には、第二流体室Ａ２と後述する第三流体室Ａ３を連通する連通穴２１ｄが形成されている。連通穴２１ｄは、受圧ピストン２２の周方向に所定間隔で複数個設けられる連通路２２ａの各々と対応するように複数個形成されている。【００５３】
（受圧ピストン２２）
受圧ピストン２２は、出力軸本体２１の外周面２１ａより外径方向に突出するように、かつ、その外周面２２ｂが固定部本体１１の内周面１１ｃに沿うように形成されており、第一流体室Ａ１と第二流体室Ａ２を区画する。受圧ピストン２２の外周面２２ｂには、シール材、滑り材が嵌め込まれており、固定部本体１１と受圧ピストン２２の接触面から第一流体室Ａ１と第二流体室Ａ２の相互間の流体洩れを生じないようにシールする。但し、固定部１と出力軸２との相対摺動によって受圧ピストン２２を上下摺動させるときに、連通路２２ａを開放させておくことで、第一流体室Ａ１及び第二流体室Ａ２内の流体は、相互に移動可能とされている。出力軸本体２１において、受圧ピストン２２が形成される部分の内周面２１ｃは、その部分以外の内周面２１ｂより小径に絞られている。【００５４】
（摺動部２３）
摺動部２３は、中央部に貫通穴２３ａが形成された板状体で、出力軸本体２１の上端にボルト等で固定される。貫通穴２３ａは、ボールネジ４１と、入力軸３に固定される連結機構５の固定フック５１を貫挿させるために設けられる。摺動部２３の上面には、固定フック５１とともに連結機構５を構成する回動フック５２が固定される。摺動部２３の周縁部には、上述した複数本のガイドロッド１２をそれぞれ摺動支持する複数個の支持穴２３ｂが貫通形成されている。なお、入力軸３の上端部は、高推力加圧終了後、入力軸３が上方移動するときに、摺動部２３の貫通穴２３ａの周縁部に当接して、出力軸２を押し上げることができるようになっている。【００５５】
（入力軸３）
入力軸３は、円筒状の入力軸本体３１と、入力軸本体３１の上部に一体形成される環状の加圧ピストン３２と、を有してなる。【００５６】
（入力軸本体３１）
入力軸本体３１は、出力軸本体２１の内部に挿通される筒状体である。入力軸本体３１の外周面３１ａは出力軸本体２１の内周面２１ｃに摺動支持され、一体形成される加圧ピストン３２の外周面３２ａが出力軸本体２１の内周面２１ｂに摺動支持される。これにより、入力軸３が出力軸２に対して軸方向に相対移動可能とされ、入力軸本体３１の外周面３１ａと出力軸本体２１の内周面２１ｂとの間に第三流体室Ａ３が規定される。出力軸本体２１の内周面２１ｃ及び加圧ピストン３２の外周面３２ａにはシール材及び滑り材が嵌め込むことで、第三流体室Ａ３内に流体を封止するとともに入力軸本体３１の滑らかな摺動を確保している。【００５７】
（加圧ピストン３２）
加圧ピストン３２は、入力軸３を出力軸２に対して上下方向に往復動することにより、第三流体室Ａ３を拡張又は圧縮する。入力軸３を、出力軸２に対して下方移動することにより、加圧ピストン３２で第三流体室Ａ３を圧縮して、第三流体室Ａ３内の流体を連通穴２１ｄから第二流体室Ａ２に押し出すことができる。加圧ピストン３２の加圧面積は、受圧ピストン２２の受圧面積に比べて十分小さく設定されているので、加圧ピストン３２（入力軸３）の付勢は、受圧ピストン２２（出力軸２）に伝達される際に、パスカルの原理により増大される。【００５８】
（駆動機構４）
駆動機構４は、軸受部１３に回転支持されるボールネジ４１と、入力軸本体３１の内部に固定されてボールネジ４１と組み合わせられるボールブッシュ４２と、軸受部１３に連結固定されるサーボモーター４３と、サーボモーター４３の駆動力をボールネジ４１に伝達するためのベルト４４と、を有してなり、入力軸３を軸方向に移動可能とする。【００５９】
（ボールネジ４１及びボールブッシュ４２）
ボールネジ４１は、入力軸３に固定されるボールブッシュ４２と組み合わされることにより、サーボモーター４３で回転駆動されて入力軸３を軸方向に往復移動（直動）させる回転−直動変換機構を構成する。ボールブッシュ４２の上方には、ボールブッシュ４２にグリスを供給するグリス供給ユニット４２１が設けられている。ボールブッシュ４２は、入力軸３を共回りさせることが無いように、入力軸本体３１の中心からオフセットされた位置に配置されている。【００６０】
（サーボモーター４３及びベルト４４）
サーボモーター４３は、軸受部１３に固定されており、入力軸３を往復動させて、予め設定した任意の位置で停止させることができる。ベルト４４は、ボールネジ４１とサーボモーター４３にそれぞれ取り付けられるプーリーに巻き掛けされる歯付ベルトである。【００６１】
（連結機構５）
連結機構５は、図１乃至図５に示されるように、入力軸３の上面に固定される固定フック５１と、摺動部２３の上面において回動可能に固定される回動フック５２と、摺動部２３の上面に固定されて回動フック５２を固定フック５１と係合した状態に維持するための係合部５３と、を有してなる。連結機構５は、図９に示されるように、固定フック５１と回動フック５２が係合することで出力軸２と入力軸３を相対移動しないように連結することができる。また、連結機構５は、図１０に示されるように、回動フック５２が回動することで連結を解除することができる。【００６２】
（固定フック５１及び回動フック５２）
固定フック５１は、第一の連結部材となる略コの字形の固定フック本体５１１と、固定フック本体５１１の上面に立設される戻しピン５１２と、を備えてなる。回動フック５２は、第二の連結部材となる略コの字形の回動フック本体５２１と、これを回動自在に固定する支持軸５２２と、を備えてなる。固定フック本体５１１と回動フック本体５２１とは、コの字形の開口部が相互に向かい合うように固定されており、図９に示されるように、戻しピン５１２の先端が回動フック本体５２１の開口部の上端部５２１ａに、固定フック本体５１１の上端部の下面５１１ａが回動フック本体５２１の開口部の下端部５２１ｂに係合可能とされている。【００６３】
回動フック本体５２１の背部には、図９に示されるように、固定フック５１と回動フック５２が相互に係合した状態において係合部５３の係合ボール５３１が係合するための被係合部（凹み）５２１ｃが形成されている。そして、図１０に示されるように固定フック本体５１１と回動フック本体５２１との係合が解除された状態から被係合部５２１ｃに係合ボール５３１を係合させる際の抵抗を小さく抑えるために、被係合部５２１ｃの下方は斜めにカットされている。これにより、連結機構５による連結は、ある程度大きな力が作用しない限り解除されないようにする一方、僅かな力を作用させることで復元することができるようになっている。【００６４】
（係合部５３）
係合部５３は、図９に示されるように固定フック５１と回動フック５２が係合した状態で、被係合部５２１ｃに係合して、係合を解除する方向に回動フック５２が回動しないように保持する係合ボール５３１と、係合ボール５３１を回動フック本体５２１の背部にバネ力で押し付ける押付部材５３２の押付力、すなわち回動フック５２を固定フック５１と係合した状態に保持する保持力を調整するための調整ボルト５３３と、を備えてなる。なお、押付部材５３２の押付力は、図９に示される状態から入力軸３を下方移動させても、出力軸２に大きな反力が作用しない限り、係合ボール５３１が被係合部５２１ｃから外れないように調整される。【００６５】
（連結機構５の作用）
上述したように、固定フック５１と回動フック５２が相互に係合する初期状態（図１）から、入力軸３を下方移動させても、連結機構５により出力軸２と入力軸３との連結状態は維持される。したがって、出力軸２は入力軸３とともに、図３に示される位置まで高速移動することができる。ここで、出力軸２を高速で加圧対象物Ｗに当接させると、その衝撃により、加圧対象物Ｗや加圧装置自体を損傷させる場合があるため、図３に示される位置で一旦停止させた後、下方移動を再開してゆっくりと当接させる。なお、入力軸３の駆動源としてサーボモーター４３を採用しており、また、上記従来の加圧装置のように出力軸のオーバーストローク量を考慮する必要はないので、停止位置の設定は容易、かつ正確に行うことができる。【００６６】
出力軸２を加圧対象物Ｗに当接した状態から、入力軸３による付勢を与えると、出力軸２に対して、入力軸３の移動方向とは逆向きに出力軸２を相対的に押し上げる反力が発生する。この出力軸２に対する反力の作用で、出力軸２側に固定される回動フック本体５２１の下端部５２１ｂが、入力軸３側に固定される固定フック本体５１１の上端部５１１ａで押し下げられる。これにより、係合ボール５３１が被係合部５２１ｃから外れて、図１０に示されるように、回動フック本体５２１が自らの開口部を下方に向けるように回動する。これにより、固定フック５１と回動フック５２の係合は自動的に解除され、図４に示されるように、入力軸３が出力軸２に対して相対移動可能な状態となる。逆に、図１０に示されるように係合が解除された状態から、図９に示される係合状態に戻すときは、入力軸３を上方移動させる。そして、戻しピン５１２の先端で回動フック本体５２１の上端部５２１ａを押し上げることにより、回動フック本体５２１を逆方向に回動させれば良い。【００６７】
したがって、連結機構５は、出力軸２が加圧対象物Ｗに当接したことを検出して、出力軸２と入力軸３の連結を自動的に解除することができる。また、連結機構５による連結が解除された状態から、入力軸３を上方移動して、入力軸３の上端に固定された固定フック５１を出力軸２の回動フック５２に当接させることにより、回動フック５２が逆方向に回動して、自動的に出力軸２と入力軸３の連結を復元することができる。【００６８】
（流体圧機構６）
流体圧機構６は、固定部本体１１の内周面１１ｃと出力軸本体２１の外周面２１ａとで規定されて受圧ピストン２２の上方に区画される第二流体室Ａ２と、入力軸本体３１と出力軸本体２１の内周面２１ｂとで規定されて加圧ピストン３２の下方に形成される第三流体室Ａ３とを、出力軸本体２１に形成される連通穴２１ｄで連通して、出力軸２と入力軸３を流体的に常時連結するように形成される。流体圧機構６は、上述したように、第三流体室Ａ３を加圧する加圧ピストン３２の加圧面積が、受圧ピストン２２の受圧面積に比べて十分小さく設定されている。したがって、連結機構５による連結が解除された状態、すなわち、出力軸２と入力軸３とが相対移動可能な状態で、加圧ピストン３２（入力軸３）の付勢をパスカルの原理により増大して、受圧ピストン２２に（出力軸２）に伝達し、出力軸２が当接する加圧対象物Ｗを高推力で加圧することができる。【００６９】
しかしながら、受圧ピストン２２には、第一流体室Ａ１と第二流体室Ａ２を連通する連通路２２ａが形成されているので、連通路２２ａを閉鎖しなければ、加圧ピストン３２による加圧が行われても、流体圧機構６の内部（第二流体室Ａ２及び第三流体室Ａ３）に充填されている流体が、流体圧機構６の外部（第一流体室Ａ１）へ押し出されるだけで、パスカルの原理による高推力加圧を実現することができない。そこで、次に述べる制御機構７により、出力軸２と入力軸３の連結状態に応じて、連通路２２ａを自動的に開放及び閉鎖することができるように構成している。【００７０】
（制御機構７）
制御機構７は、弁体７１と、支持部７２と、流体経路形成部７３と、で構成される。出力軸２と入力軸３が連結機構５で連結されているときには、図１乃至図３に示されるように、弁体７１が連通路２２ａの連通を維持する位置に保持されている。これにより、出力軸２の高速移動に伴う第一流体室Ａ１から第二流体室Ａ２への流体移動が可能とされている。また、制御機構７は、連結機構５による連結が解除されているときに、入力軸３の付勢で流体圧機構６の内部の液体が外部に押し出される際に流体圧機構６の内部で発生する流れを検出して、図４乃至図６に示されるように、連通路２２ａを閉鎖して流体圧機構６を外部から遮断する。これにより、パスカルの原理による高推力加圧を可能としている。【００７１】
（弁体７１）
弁体７１は、上述した流れの押圧力で作動して連通路２２ａを閉鎖するものであり、流体圧機構６の内部に配設される。弁体７１は、図６に示されるように、流れの押圧力の作用を受ける軸状の入力部７１１と、入力部７１１が受けた押圧力の作用で流体圧機構６の内側から連通路２２ａの開口に覆うように当接して連通路２２ａを閉鎖する板状の閉鎖部７１２と、を備えてなる。入力部７１１は、支持部７２に形成される支持穴７２１で摺動支持され、その前端７１１ａ及び後端７１１ｂが支持穴７２１から露出している。前端７１１ａには閉鎖部７１２が連通路２２ａと対向するように固定されている。閉鎖部７１２は、連通路２２ａの開口よりも面積が大きく設定されており、開口に対向する面、すなわち開口を覆う閉鎖面７１２ａが凹面状に形成されている。【００７２】
（支持部７２及び流体経路形成部７３）
支持部７２は、出力軸２に一体的に設けられて、入力部７１１を摺動支持する支持穴７２１が貫通形成されている。支持穴７２１において、入力部７１１の後端７１１ｂが露出させられている開口の周辺には、凹部７２１ａが形成されている。入力部７１１の後端７１１ｂは、凹部７２１ａの底面に露出させられた状態となっている。流体経路形成部７３は、出力軸２に一体的に設けられて、入力軸３の付勢で連通穴２１ｄから押し出される流体を、図６に一点鎖線で示されるように、入力部７１１の後端７１１ｂに対向させるように案内する通過経路７３ａを形成する。【００７３】
すなわち、入力部７１１は、流れの通過経路７３ａの突き当たりに、流れと対向するように配置される。また、支持穴７２１において、入力部７１１の前端７１１ａ側の開口の周辺には、磁石７２２が設けられている。磁石７２２は、閉鎖部７１２を磁力で吸着することにより、連通路２２ａの開放を維持するように弁体７１を保持する保持部材である。磁石７２２による吸着力は、流れによって生じる所定値以上の押圧力が弁体７１に作用したときに吸着を解除するように設定される。【００７４】
（圧力吸収機構８）
圧力吸収機構８は、出力軸２が高推力加圧される際に圧縮される第一流体室Ａ１の流体圧を逃がすための機構である。圧力吸収機構８は、図２に示されるように、固定部１に第一流体管８１ａで連結される筒状のチャンバーケース８１と、チャンバーケース８１の内部を第四流体室Ａ４とエア室Ａ５に区画するとともに筒軸方向に摺動可能なチャンバーピストン８２と、チャンバーケース８１に第二流体管８１ｂで連結されるエアコンプレッサ８３と、第二流体管８１ｂの途中に設けられて、エア室Ａ５を大気開放状態とエアコンプレッサ８３との接続状態のいずれかに設定する切替弁８４と、を備えてなる。【００７５】
第四流体室Ａ４は、流体（油）で満たされており、第一流体室Ａ１と連通されている。エア室Ａ５は、エアで満たされており、エアコンプレッサ８３と接続されている。切替弁８４は、通常時、エア室Ａ５を大気開放しているが、高推力加圧が終了してサーボモーター４３が駆動停止したときに、エア室Ａ５をエアコンプレッサ８３との接続状態に切り替える。切り替え後、エア室Ａ５内に高圧エアを送り込み、第四流体室Ａ４及びこれに連通される第一流体室Ａ１の内圧を上昇させる。上昇した内圧で弁体７１を押し上げて、連通路２２ａを開放するためである。【００７６】
（流体圧機構６、制御機構７及び圧力吸収機構８の作用）
上記のとおりであるから、入力軸３を、出力軸２と連結した初期状態（図１及び図２）から下方移動させても、弁体７１は、磁石７２２の吸着力で連通路２２ａの開放を維持することとなり、出力軸２は大きな抵抗を受けることなく、図３に示される位置の直前まで高速移動することができる。【００７７】
そして、出力軸２が加圧対象物Ｗに当接して、図４に示されるように、連結機構５による連結が解除された状態で入力軸３を下方移動させると、入力軸３と出力軸２の相対移動により第三流体室Ａ３から流体が押し出される。第三流体室Ａ３は、第二流体室Ａ２、第一流体室Ａ１及び第四流体室Ａ４に連通されている。しかし、チャンバーピストン８２を挟んで第四流体室Ａ４の反対側にあるエア室Ａ５は大気開放されているため、第四流体室Ａ４は、自由に抵抗なく拡張される。したがって、第三流体室Ａ３から流体が押し出されることによって、第三流体室Ａ３から第二流体室Ａ２に向かう流体の流れ、すなわち流体圧機構６の内部から外部に向かう流体の流れが発生する。【００７８】
この流れは、図６に一点鎖線で示されるように、排出口が下向きに設けられるＬ字形の通過経路７３ａで案内されて、入力部７１１に向けられる。入力部７１１は、通過経路７３ａの突き当たりに、流れと対向するように配置されているので、流れの押圧力を直接的に受けて下方に摺動させられ、前端７１１ａに固定される閉鎖部７１２が連通路２２ａを覆うように閉鎖する。なお、入力部７１１は、凹部７２１ａの底面に露出させられているので、凹部７２１ａに導かれた流れは、入力部７１１に強力に作用する。以上により、流体圧機構６が外部から遮断されて、入力軸３の付勢がパスカルの原理で増大され、出力軸２を高推力加圧することができる。【００７９】
高推力加圧が終了して、サーボモーター４３が停止すると、それに連動して切替弁８４が作動し、エアコンプレッサ８３から高圧エアを送り込んでエア室Ａ５を拡張させる。これにより、第四流体室Ａ４及び第一流体室Ａ１が圧縮されて、その流体圧力で連通路２２ａを閉鎖している閉鎖部７１２（弁体７１）を上方に押し戻す。特に、閉鎖部７１２は、連通路２２ａよりも面積が大きく設定されており、しかも、連通路２２ａの開口を覆う面が凹状に形成されているので、流体圧力が効率的に作用して弁体７１を確実に押し上げる。押し上げられた弁体７１は、支持部７２に埋設される磁石７２２で吸着されて、連通路２２ａを連通する状態に保持される。【００８０】
この後、サーボモーター４３を反転駆動させて入力軸３を上方へ駆動すると、入力軸３の上端が出力軸２に設けられるストッパ（摺動部２３の貫通穴２３ａの周縁部）に当接するまで、すなわち、高推力加圧が開始される直前の位置まで移動する。なお、加圧ピストン３２が上方移動して第三流体室Ａ３を拡張させるため、図７に示されるように、流体は、第一流体室Ａ１から第二流体室Ａ２を介して第三流体室Ａ３へ吸い込まれるようにして流れ込むが、一転鎖線に示されるように弁体７１を押し上げる方向の流れであるため、これによって弁体７１が閉鎖方向に作動することは無い。【００８１】
入力軸３の上端が出力軸２に設けられるストッパに当接した後も、サーボモーター４３を駆動させ続けると、出力軸２が入力軸３に押し上げられるようにして上方移動する。受圧ピストン２２に設けられる連通路２２ａは開放されているため、出力軸２は大きな抵抗を受けることなく、高速移動することが可能となる。なお、入力部７１１は、その上方が流体経路形成部７３で覆われているため、第二流体室Ａ２から第一流体室Ａ１へ高速移動する流体は、図８に示されるように、入力部７１１を避けるように移動する。したがって、出力軸２が元の位置へ戻される際にも、連通路２２ａが閉鎖されるおそれは無い。【００８２】
（本実施形態に係る加圧装置の作動）
以下に、本実施形態に係る加圧装置全体の作動について説明する。【００８３】
（出力軸２の高速移動）
図１及び図２に示される状態で出力軸２の下方に加圧対象物Ｗをセットした後、サーボモーター４３を回転駆動して入力軸３を下方移動させる。入力軸３は、連結機構５で出力軸２と連結されており、また、出力軸２に形成される受圧ピストン２２の連通路２２ａが開放されているため、第一流体室Ａ１から第二流体室Ａ２への流体移動を伴いながら、出力軸２は下方に高速移動する。【００８４】
（連結機構５による連結の解除）
出力軸２が、図３に示されるように加圧対象物Ｗに当接する直前で高速移動を停止した後で、下方移動を再開して、加圧対象物Ｗに当接することによって、加圧対象物Ｗから出力軸２への反力が生じる。これにより、図１０に示されるように、回動フック本体５２１が回動させられ、固定フック本体５１１との係合が解除される。すなわち、連結機構５による連結が解除されて、出力軸２と入力軸３が上下方向に相対移動可能な状態となる。【００８５】
（連通路２２ａの閉鎖−流体圧機構６の作動可能な状態への切替）
出力軸２と入力軸３が相対移動可能な状態において、入力軸３を更に付勢すると、第三流体室Ａ３の流体が加圧ピストン３２で押し出される。その押し出された流体の流れによる押圧力で、制御機構７の弁体７１が、図６に示されるように連通路２２ａを閉鎖して、図４に示されるように、流体圧機構６が作動可能となる状態への切替を完了する。【００８６】
（出力軸２の高推力加圧）
図４に示される状態から、入力軸３を付勢すると、図５に示されるように入力軸３は更に下方移動する。入力軸３の付勢力は、閉鎖された流体圧機構６の流体を介して、加圧面積の小さい加圧ピストン３２から受圧面積の大きい受圧ピストン２２へ伝達される。すなわち、入力軸３の付勢力が、パスカルの原理により増大されて、出力軸２が高推力加圧される。【００８７】
（連通路２２ａの開放）
出力軸２による高推力加圧を終了した後、サーボモーター４３を停止させると、それに連動して、切替弁８４による切替が行われ、エアコンプレッサ８３からの高圧エアで第一流体室Ａ１が圧縮される。第一流体室Ａ１内の流体が、図７に示されるように、弁体７１を磁石７２２で保持される位置まで押し上げて連通路２２ａを連通させる。【００８８】
（加圧ピストン３２の戻り−連結機構５による連結の復元）
連通路２２ａが連通させた状態でサーボモーター４３を逆回転させることにより、図７に一点鎖線で示されるように、第一流体室Ａ１から第三流体室Ａ３へ流体を導き入れつつ、加圧ピストン３２（入力軸３）を、図３に示される高推力加圧前の位置まで戻すことができる。入力軸３を高推力加圧前の位置まで戻すことにより、入力軸３の上端で出力軸２（摺動部２３）を押し上げることが可能な状態となり、また、連結機構５による出力軸２と入力軸３の連結が復元される。【００８９】
（出力軸２の戻り）
図３に示される状態から、さらにサーボモーター４３を駆動することにより、出力軸２は、入力軸３で押し上げられて、図１に示される初期状態まで戻される。なお、連通路２２ａは、第一流体室Ａ１と第二流体室Ａ２の連通が確保されているので、出力軸２は特に大きな抵抗を受けることなく、高速で元の位置に戻ることができる。以上により、本実施形態に係る加圧装置による一連の動作が終了する。【００９０】
（本実施形態に係る加圧装置の特徴点）
本実施形態に係る加圧装置は、下記のような特徴点を有している。【００９１】
第一に、本加圧装置は、出力軸２と入力軸３が流体的に常時連結されており、入力軸３と出力軸２の相対動きに伴って発生する流体の流れで、連結機構５による入力軸３と出力軸２の連結の解除を検出して、流体圧機構６の作動（パスカルの原理による付勢力の増大）を開始させるという特徴点を有している。この特徴点により、図１１乃至図１３に示される上記従来の加圧装置のように、入力軸３と出力軸２の連結の解除を検出するために、出力軸と入力軸との流体的連結を遮断する補助弁体を設ける必要がない。その結果、本加圧装置は、装置構造を簡単で製作容易なものとすることができるものである。【００９２】
また、上記従来の加圧装置では、補助弁体が出力軸と入力軸との流体的連結を遮断できるようになる初期位置に戻すために、出力軸を原点位置（最上端）までに復帰させる必要があったが、本加圧装置では出力軸２をそのような位置まで戻す必要が無い。【００９３】
第二に、本加圧装置は、入力軸３と出力軸２の相対動きに伴って発生する流体の流れによる押圧力で、弁体７１を直接駆動することにより連通路２２ａを閉鎖して、流体圧機構６を作動可能な状態に切り替えるという特徴点を有している。この特徴点により、電気等の外部動力を使用することなく、入力軸３と出力軸２に相対動きが生じたときに、速やかに高推力加圧への切替を行うことができるものである。【００９４】
第三に、本加圧装置は、弁体７１の駆動力（押圧力）を受ける入力部７１１を、通過経路７３ａの突き当たりに、流体の流れと対向するように配置させるという特徴点を有している。この特徴点により、第三流体室Ａ３から押し出される流体の流れが入力部７１１に対して正面から当てられることになり、連通路２２ａの閉鎖を確実にすることができる。【００９５】
第四に、本加圧装置は、入力部７１１を、通過経路７３ａの突き当たりに、流体の流れと対向するように形成される凹部の底面に露出させるという特徴点を有している。この特徴点により、流体の流れによる押圧力が、入力部７１１に対して強力に作用することとなり、連通路２２ａの閉鎖を一層確実にすることができる。【００９６】
第五に、本加圧装置は、弁体７１に、流体の流れによる押圧力の作用で連通路２２ａの開口を覆うように受圧ピストン２２に当接して、連通路２２ａを確実に閉鎖する板状の閉鎖部７１２を備えているという特徴点を有している。【００９７】
第六に、本加圧装置は、閉鎖部７１２が、連通路２２ａの開口よりも面積が大きく設定されているという特徴点を有している。この特徴点により、高推力加圧時は、流体圧機構６内部の流体が閉鎖部７１２を強力に閉鎖することができ、高推力加圧終了時は、第一流体室Ａ１の流体による押圧力で閉鎖部７１２を確実に押し戻して、連通路２２ａを確実に開放することができる。【００９８】
第七に、本加圧装置は、閉鎖部７１２において、連通路２２ａの開口を覆う閉鎖面が、受圧面積のより大きい凹面状に形成されているという特徴点を有している。この特徴点により、高推力加圧終了時に、第一流体室Ａ１の流体による押圧力が受圧面積の大きい凹面に作用して、閉鎖部７１２をより大きな力で確実に押し戻して、連通路２２ａを一層確実に開放することができる。【００９９】
第八に、本加圧装置は、弁体７１は、出力軸２に形成される支持部７２に摺動支持されており、流体の流れによる押圧力で摺動させられることにより連通路２２ａを閉鎖するという特徴点を有している。この特徴点により、弁体７１は、構造が簡単で故障が少なく済ませることができる。【０１００】
第九に、本加圧装置は、弁体７１が所定値以上の押圧力を受けるまで、連通路２２ａの開放を維持するように弁体７１を保持する保持部材としての磁石を備えるという特徴点を有している。この特徴点により、不用意に連通路２２ａが閉鎖されて作動不良を起こすことが防止され、しかも保持部材自体に故障を発生する心配が少なく済ませることができる。【０１０１】
第十に、本加圧装置は、入力軸３を出力軸２と相対動きが生じないように連結して下方移動させているときに、出力軸２が加圧対象物Ｗに当接したことを検出して、出力軸２と入力軸３の連結を自動的に解除することができるという特徴点を有している。この特徴点により、高推力加圧の開始位置を新たに設定する時間が短く済み、加圧対象物Ｗの交換で切替ポイントが移動する場合でも段取り替えを短時間で済ませることができる。【０１０２】
第十一に、本加圧装置は、入力軸３で出力軸２を下方移動させている途中に、出力軸２に移動方向と逆向きの反力が発生したことを検出して、出力軸２と入力軸３の連結を自動的に解除するという特徴点を有している。この特徴点により、入力軸３の高速移動中に出力軸２がロックされる異常を発生した場合でも、その時点で出力軸２と入力軸３の連結が解除されるため、連結機構５が大きな負荷を受けて破損する事態を回避できる。【０１０３】
第十二に、本加圧装置は、入力軸３で出力軸２を下方移動させている途中に、出力軸２に移動方向と逆向き（上向き）の反力が発生したときに、その反力の作用で連結機構５による連結を自動的に解除するという特徴点を有している。この特徴点により、連結を解除するための駆動源を設ける必要がないので、装置の複雑化が避けられるものである。【０１０４】
第十三に、本加圧装置は、出力軸２に移動方向と逆向きの反力が発生したときに、その反力を利用して固定フック５１自体が回動フック５２を回動させて、連結機構５による連結を解除するという特徴点を有している。この特徴点により、回動フック５２を回動させるための部品を別途設ける必要がなく、部品点数を少なくすることができる。【０１０５】
第十四に、本加圧装置は、回動フック５２を固定フック５１と係合した状態に保持するための保持力が調整可能であるという特徴点を有している。この特徴点により、加圧対象物Ｗに応じて、高推力加圧の開始前に出力軸２から加圧対象物Ｗに付加される予圧を微調整することができる。【０１０６】
第十五に、本加圧装置は、連結機構５による連結が解除された状態から、入力軸３を高推力加圧前の位置まで戻すことにより、固定フック５１が回動フック５２に係合して、連結機構５による出力軸２と入力軸３の連結が自動的に復元されるという特徴点を有している。この特徴点により、連結機構５による出力軸２と入力軸３の連結を復元するために、出力軸２を最上端まで移動させる必要はない。【０１０７】
第十六に、本加圧装置は、連結機構５による連結が解除された状態から、入力軸３を戻す（上方移動する）ことにより、入力軸３の上端に固定された固定フック５１が出力軸２の回動フック５２に当接して、回動フック５２が逆方向に回動させ、自動的に出力軸２と入力軸３の連結を復元するという特徴点を有している。この特徴点により、連結を復元するための駆動源を設ける必要がなく、装置の複雑化が避けられるものである。【０１０８】
（上記実施形態の変形例）
上記実施形態では、出力軸２自体が加圧対象物Ｗに当接したことを検出して、連結機構５による連結を解除することとしたが、これに限らず、出力軸２に取り付けられた部材が、他の部材に当接したことを検出して、連結機構５による連結を解除させるようにしても良い。例えば、出力軸２に射出成形機の可動型が取り付けられており、その可動型が型締めの際に固定型に当接する場合や、出力軸２にプレス加工機の押圧型が取り付けられており、その押圧型が受型や受型にセットされたプレス加工材料に当接することを検出するようにしても良い。【０１０９】
上記実施形態では、出力軸２が加圧対象物Ｗに当接したことを、出力軸２が加圧対象物Ｗから受ける反力をもとに検出することとしたが、他の検出方法を用いるようにしても良い。例えば、出力軸２にロードセル等の荷重センサや加速度センサを配設しておき、それらのセンサからの出力信号の変化をもとに、高速移動中の出力軸２が加圧対象物Ｗに当接したことを検出するようにしても良い。【０１１０】
上記実施形態では、出力軸２が加圧対象物Ｗから受ける反力の作用を利用して、連結機構５による連結の解除を行わせることとしたが、上記したセンサからの出力信号の変化に応じて、外部から供給されるエネルギーで連結を解除させるようにしても良い。例えば、電気駆動やエア駆動のアクチュエータで解除させるようにしても良い。【０１１１】
上記実施形態では、出力軸２と入力軸３を連結する連結機構５として、入力軸３に設けられる固定フック５１と出力軸２に設けられる回動フック５２の組み合わせを採用したが、出力軸２と入力軸３が相対移動しないように連結できるものであれば、他の構造を採用することも可能である。【０１１２】
上記実施形態では、出力軸２が加圧対象物Ｗに当接する際の衝撃を緩和するため、入力軸３を当接直前に一旦停止し、その後に移動を再開することとしたが、完全に停止させないで移動速度を落として当接させるようにしても良いことは勿論である。【０１１３】
その他、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である
【図１】
2006120765.tif 000002
【図２】
2006120765.tif 000003
【図３】
2006120765.tif 000004
【図４】
2006120765.tif 000005
【図５】
2006120765.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006120765.tif 000010
【図１０】
2006120765.tif 000011
【図１１】
2006120765.tif 000012
【図１２】
2006120765.tif 000013
【図１３】
2006120765.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成19年2月19日(2007.2.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
固定部と、
該固定部に、軸方向に摺動可能に支持される出力軸と、
該出力軸に、前記出力軸と同軸方向に摺動可能に支持される入力軸と、
該入力軸を軸方向に移動可能な駆動機構と、
前記出力軸と前記入力軸を相対移動しないように連結可能な連結機構と、
前記出力軸と前記入力軸を流体的に連結し、前記出力軸と前記入力軸が相対移動するときに、前記入力軸の付勢をパスカルの原理で増大させて前記出力軸を高推力加圧することが可能な流体圧機構と、を備えてなり、
前記連結機構は、前記入力軸が前記連結機構で連結された前記出力軸を移動させているときに、前記出力軸が加圧対象物に当接したことを検出して、前記出力軸と前記入力軸の連結を解除することで、前記入力軸を前記出力軸に対して相対移動可能な状態とすることを特徴とする加圧装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
筒軸方向の両端に第一貫通穴及び第二貫通穴が形成されて中空筒状体を有する固定部と、
前記第一貫通穴及び前記第二貫通穴で摺動支持される中空筒状体を有し、前記固定部との間に第一流体室及び第二流体室を規定する出力軸と、
該出力軸に一体形成され、前記第一流体室と前記第二流体室とを区画するとともに、前記第一流体室と前記第二流体室を連通する連通路を備える受圧ピストンと、
前記出力軸に摺動支持されて、前記出力軸との間に、前記第二流体室と連通される第三流体室を形成する入力軸と、
該入力軸に一体形成され、前記入力軸の往復動に伴い第三流体室を拡縮させる、前記受圧ピストンの受圧面積よりも加圧面積が小さい加圧ピストンと、
該入力軸を摺動方向に移動可能な駆動機構と、
前記出力軸と前記入力軸を相対移動しないように連結可能な連結機構と、
前記連結機構による連結がなされているときに、前記連通路の開放を維持し、前記連結機構による連結が解除されているときに、前記連通路を閉鎖する制御機構と、を備えてなり、
前記連結機構は、前記入力軸が前記連結機構で連結された前記出力軸を移動させているときに、前記出力軸が加圧対象物に当接したことを検出して、前記出力軸と前記入力軸の連結を解除することで、前記入力軸を前記出力軸に対して相対移動可能な状態とすることを特徴とする加圧装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
請求項１に記載される発明は、固定部と、該固定部に、軸方向に摺動可能に支持される出力軸と、該出力軸に、前記出力軸と同軸方向に摺動可能に支持される入力軸と、該入力軸を軸方向に移動可能な駆動機構と、前記出力軸と前記入力軸を相対移動しないように連結可能な連結機構と、前記出力軸と前記入力軸を流体的に連結し、前記出力軸と前記入力軸が相対移動するときに、前記入力軸の付勢をパスカルの原理で増大させて前記出力軸を高推力加圧することが可能な流体圧機構と、を備えてなり、
前記連結機構は、前記入力軸が前記連結機構で連結された前記出力軸を移動させているときに、前記出力軸が加圧対象物に当接したことを検出して、前記出力軸と前記入力軸の連結を解除することで、前記入力軸を前記出力軸に対して相対移動可能な状態とすることを特徴とする加圧装置を提供する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
請求項２に記載される発明は、筒軸方向の両端に第一貫通穴及び第二貫通穴が形成されて中空筒状体を有する固定部と、前記第一貫通穴及び前記第二貫通穴で摺動支持される中空筒状体を有し、前記固定部との間に第一流体室及び第二流体室を規定する出力軸と、該出力軸に一体形成され、前記第一流体室と前記第二流体室とを区画するとともに、前記第一流体室と前記第二流体室を連通する連通路を備える受圧ピストンと、前記出力軸に摺動支持されて、前記出力軸との間に、前記第二流体室と連通される第三流体室を形成する入力軸と、該入力軸に一体形成され、前記入力軸の往復動に伴い第三流体室を拡縮させる、前記受圧ピストンの受圧面積よりも加圧面積が小さい加圧ピストンと、該入力軸を摺動方向に移動可能な駆動機構と、前記出力軸と前記入力軸を相対移動しないように連結可能な連結機構と、前記連結機構による連結がなされているときに、前記連通路の開放を維持し、前記連結機構による連結が解除されているときに、前記連通路を閉鎖する制御機構と、を備えてなり、
前記連結機構は、前記入力軸が前記連結機構で連結された前記出力軸を移動させているときに、前記出力軸が加圧対象物に当接したことを検出して、前記出力軸と前記入力軸の連結を解除することで、前記入力軸を前記出力軸に対して相対移動可能な状態とすることを特徴とする加圧装置を提供する。
【国際調査報告】
2006120765.tif 000015
2006120765.tif 000016