(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱盤が固定された可動定盤と熱盤が固定された固定定盤を備え、前記可動定盤が前記固定定盤に近接する方向に移動することにより可動定盤に固定された熱盤と固定定盤に固定された熱盤の間の被加工物を所定厚みに熱圧成形するプレス装置において、
プレス装置のフレーム部と前記固定定盤との間に設けられ、固定定盤に加えられる荷重を検出する荷重検出手段と、
前記フレーム部の前記固定定盤とは干渉しない位置に設けられた第１のストッパー部材と、前記可動定盤上に前記第１のストッパー部材と当接するように設けられた第２のストッパー部材とを有し、前記第１のストッパー部材と第２のストッパー部材とを互いに当接させることによって前記可動定盤の前記固定定盤に対する最小接近距離を規定する移動規制手段と、
前記可動定盤を前記固定定盤に対して進退駆動させる油圧シリンダと、
前記油圧シリンダを制御することにより前記可動定盤の駆動を制御する駆動制御手段と、を備え、
前記油圧制御手段が、前記第１のストッパー部材と前記第２のストッパー部材とが互いに当接した後は、前記荷重検出手段によって検出される荷重の減少に応じて前記油圧シリンダの油圧を低下させるよう構成されていること、を特徴とするプレス装置。
【請求項２】
前記荷重検出手段は、前記固定定盤に設けられたロードセルであること、を特徴とする請求項１に記載のプレス装置。
【請求項３】
前記第１又は第２のストッパーは、前記可動定盤の移動方向に長さ調節可能であること、を特徴とする請求項１又は２に記載のプレス装置。
【請求項４】
前記駆動制御手段は、前記第１のストッパー部材と第２のストッパー部材とが互いに当接した後で且つ前記荷重検出手段により検出される荷重が０になった時に、前記可動定盤が前記固定定盤から離間する方向に移動するよう、前記油圧シリンダを制御すること、を特徴とする請求項１に記載のプレス装置。
【請求項５】
前記制御は、前記油圧シリンダの油圧回路のリリーフ弁を調節することにより行われること、を特徴とする請求項１又は４に記載のプレス装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、木質ボードの製造工程において、熱圧成形を行うプレス装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
木材を繊維状や小片状に加工し、これに結合材を加えて成形した板製品を、ファイバーボードやパーティクルボードと呼び、総称して木質ボードと呼ぶ。これらの木質ボードは、木材繊維や木材小片に、フェノール樹脂等の結合材を添加してマット状に予備成形したものを、結合材の硬化温度まで加熱しながら圧縮するプレス装置によって作られる。
従来のプレス装置を図４に示す。図４に示すように、従来のプレス装置は、固定定盤１１０と、油圧シリンダ１３５に固定され且つ固定定盤１１０に近接する方向に移動可能な可動定盤１２０を備えている。固定定盤１１０と可動定盤１２０には夫々断熱材１１２、１２２を介して熱盤１１４、１２４が設けられている。そして、可動定盤１２０の下降により、被加工物は熱盤１１４、１２４の間で熱圧成形される。熱盤１１４上には被加工物の最終厚みを規定するためのストッパー１４０が設けられている。即ち、可動定盤１２０は、ストッパー１４０に当接するまで下降し、それ以上は下降しないよう規制されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、被加工物は、圧縮を持続することにより徐々に収縮が進む、所謂弾塑性体であり、可動定盤１２０がストッパー１４０に当接した状態で、被加工物の圧縮に要する力は徐々に少なくなっていく。しかし、従来のプレス装置は、油圧シリンダ１３０が一定の力で所定時間、可動定盤１２０を被加工物とストッパー１４０に対して付勢するよう構成されているため、圧縮に要する以上の押圧力が継続して加えられることとなり、これが動力のロスとなっていた。
【０００４】
【発明の目的】
本発明の目的は、被加工物の圧縮に必要な加圧力で被加工物を押圧するよう可動定盤の駆動を制御することができるプレス装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明によるプレス装置は、可動定盤と固定定盤を備え、可動定盤が固定定盤に近接する方向に移動することにより可動定盤と固定定盤の間の被加工物を所定厚みに圧縮するプレス装置において、被加工物に加えられる荷重を検出すると共に、検出された荷重に基づいて可動定盤の駆動を制御すること、を特徴とする。
【０００６】
荷重検出は、固定定盤にロードセルを設けることにより行うことができる。又、可動定盤が油圧シリンダにより駆動される場合、駆動制御はロードセルによる検出荷重に応じて油圧シリンダの油圧を制御することにより行うことができる。より具体的には、油圧シリンダの油圧回路のリリーフ弁を調整制御するよう構成すれば良い。
【０００７】
【実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１から図３を参照して説明する。
図１は、プレス装置の実施の形態を示す正面図である。図１に示すように、プレス装置は、支柱３と、支柱３に支持される下部フレーム１及び上部フレーム２を備えている。下部フレーム１には固定定盤１０が設けられている。一方、上部フレーム２には油圧シリンダ３０が設けられ、油圧シリンダ３０のロッドには可動定盤２０が固定されている。また、可動定盤２０は、支柱３に設けられた昇降レール３２に嵌合する昇降ガイド２６を有し、支柱３に沿って、固定定盤１０に接近する方向あるいは離反する方向に昇降移動することができる。
【０００８】
また、固定定盤１０には、断熱材１２を挟んで熱盤１４が固定されている。同様に、可動定盤２０には、断熱材２２を挟んで熱盤２４が固定されている。熱盤１４及び熱盤２４は、ヒーターを内蔵しており、所定温度まで加熱される。
かくして、被加工物５は、可動定盤２０の昇降により、熱盤１４と熱盤２４の間で、所定の温度及び所定の押圧力で圧縮される。
【０００９】
ここで、被加工物５は、押圧されることにより厚みが収縮する。被加工物を所定の厚みＤに加工するためには、可動定盤２０の下降を予め設定された位置で停止する必要がある。そこで、可動定盤２０の加圧面側の四隅には、固定定盤１０に向けて所定長さの固定ストッパー６０が設置されている。
また、固定定盤１０側の下部フレーム１には、固定ストッパー６０に夫々対応して、高さを調整することができる可変ストッパー４０が夫々設けられている。なお、高さを調整するための構成については後述する。
【００１０】
従って、可動定盤２０が下降して、熱盤２４が被加工物５に接し、被加工物５を圧縮しながらさらに下降すると、可動定盤２０の固定ストッパー６０が可変ストッパー４０に当接し、可動定盤２０はこれ以上下降しないよう規制される。
また、固定定盤１０と下部フレーム１の間には、ロードセル５０が設けられており、可動定盤２０と固定定盤１０によって被加工物５に加えられる荷重が検出される。ロードセル５０により検出された荷重は、制御部７０に入力される。
【００１１】
制御部７０は、ロードセル５０により検出された荷重に基づき、油圧シリンダ３０を駆動する油圧回路８０を制御するよう構成されている。本実施形態の油圧回路８０の例を図２に示す。油圧回路８０では、ポンプ８３により、タンク８１から汲み上げた油を吐出すると共に、リリーフ弁８４によって回路圧力を調節してシリンダ３０の油圧を決定し、方向切換弁８５によって油路を切り替えてシリンダ３０の駆動方向を決定するよう構成されている。ポンプ８３を駆動するモータ８２、方向切換弁８５を駆動するソレノイドSOL、及びリリーフ弁８４は制御部７０からの支持により作動する。
【００１２】
次に、本実施形態のプレス装置による被加工物５の圧縮工程について説明する。
制御部７０は、熱盤１４、２４の内蔵ヒータの電源を投入した後、熱盤１４、２４が所定の温度まで加熱されたことが確認されると、被加工物５の圧縮工程を開始する。圧縮工程の開始に伴い、ポンプ８３を駆動し、次いでリリーフ弁８４を所定の値に設定する。続いて、方向切換弁８５を前進側、即ち油圧シリンダ３０を矢印で示す圧縮方向に駆動させる側に切り替える。
ここで、制御部７０は、上述のロードセル５０の値に基づいてリリーフ弁８４の設定を調節しながらシリンダ３０を駆動するよう構成されている。図３は、油圧回路８０の回路圧力の一例を示すグラフである。
【００１３】
図３に示すように、熱盤２４が被加工物５に接するまでは、油圧回路には、可動定盤２０を下降させるだけの油圧Ｐoが発生している。そして、熱盤２４が被加工物５に接触すると（点Ａで示す）、被加工物５が圧縮され始め、回路圧力は上昇し最大値Ｐmaxが発生する。なお、この時、図３に点線で示すように、リリーフ弁８４の設定圧力は、予めＰmaxに設定されている。
【００１４】
そして、可動定盤２０がさらに下降し、固定ストッパー６０が調節ストッパー４０に当接すると、可動定盤２０はこれ以上下降しなくなる。この時、被加工物５は、厚みＤに収縮された状態である。
ここで、圧縮中の被加工物５は、圧縮時間の経過と共に押圧方向に収縮が進む、所謂弾塑性体である。被加工物５の収縮が進むと、被加工物５を厚みＤに圧縮しておくことにより発生する被加工物５の反発力は徐々に小さくなっていく。つまり、ロードセル５０にかかる荷重は徐々に小さくなっていく。制御部７０は、ロードセル５０にかかる荷重の減少が検知されると、リリーフ弁８４による設定圧力を、荷重の減少に同調して低下させる（点Ｂから点Ｃ）。
【００１５】
そして、被加工物５が完全に圧縮されると、ロードセル５０にかかる荷重は０となり、回路圧力及びリリーフ弁８４の設定圧力は０となる（点Ｃ）。制御部７０は、ロードセル５０にかかる荷重が０になったことが検知されると、油圧シリンダ３０を圧縮方向とは逆方向に駆動して、可動定盤２０を上昇させる。このようにして、被加工物５の成形工程は終了する。
【００１６】
このように、本実施形態によるプレス装置では、被加工物５にかかる正味の荷重に基づいて油圧シリンダ３０の油圧を制御するため、動力のロスが少ないという特徴を持つ。また、成形時の必要圧力に関するデータが得られるため、新しい素材の成形条件を決定する場合にも、加圧条件を正確に把握することができる。
【００１７】
次に、可変ストッパー４０の高さ調整のための構成について説明する。可変ストッパー４０は下部フレーム１の四隅に設けられている。各可変ストッパー４０にはねじ部４１が形成されており、各ねじ部４１は下部フレーム１に形成された雌ねじ部４９と螺合している。また、各ねじ部４１の端部は、継手を介して駆動軸４２に固定されており、各駆動軸４２にはプーリ４３が固定設されている。４つのプーリ４３のうち、対向する一対のプーリ４３の間には、サーボモータである調整用モータ４４と調整用モータ４４に固定された駆動プーリ４５が各々設けられている。
【００１８】
プーリ４３と駆動プーリ４５にはタイミングベルトが掛け渡されており、調整用モータ４４の回転によってプーリ４３が回転する。又、調整用モータ４４、駆動プーリ４５、及び駆動軸４２を保持する軸受は、ユニット盤４６に固定されている。従って、プーリ４３が回転すると、ねじ部４１と雌ねじ部４９の嵌合により、可変ストッパー４０は、ユニット盤４６もろとも上下動する。このようにして、可変ストッパー４０の高さは、被加工物の厚みに合わせて調整することができる。
【００１９】
以上説明したように、本実施の形態のプレス装置によると、被加工物にかかる正味の荷重に基づいて油圧シリンダの油圧を制御するため、動力のロスが少ないという特徴を持つ。また、新しい素材の成形を行う場合にも、加圧条件を把握するためのデータを得ることができる。更に、被加工物の厚みに合わせて可動部材の下降限度位置を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のプレス装置のを示す正面図である。
【図２】本実施形態による、油圧回路の一例を示す油圧回路図である。
【図３】油圧回路の制御圧力の一例を示すグラフである。
【図４】プレス装置の従来例を示す正面図である。
【符号の説明】
１                下部フレーム
２                上部フレーム
３                支柱
５                被加工物
１０              固定定盤
１４              熱盤
２０              可動定盤
２４              熱盤
３０              油圧シリンダ
４０              可変ストッパー
５０              ロードセル
６０              固定ストッパー
７０              制御部
８０              油圧回路
８４              リリーフ弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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