JP2015054337A - 押圧装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化を抑制しつつ、押圧力を高めることが可能な押圧装置の提供。
【解決手段】本発明の押圧装置１は、案内レール２と、案内レール２に沿って前後に往復移動するスライド部３と、スライド部３と共に移動し、前進した際に前方の対象物Ｗを押圧する押圧部４と、回転支点Ａ０を中心として揺動する揺動部５と、揺動部５との間で軸着される軸着点Ａ１及びスライド部３との間で軸着される軸着点Ａ２を有し、揺動部５とスライド部３とを連結する第１連結リンク部６と、揺動部５よりも前方に配されると共に、スライド部３の移動方向に対して平行に配され、前後方向に沿って往復移動する往復機構１１と、揺動部５との間で軸着される軸着点Ａ３及び往復機構１１との間で軸着される軸着点Ａ４を有し、往復機構１１と揺動部５とを連結する第２連結リンク部９とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、トグル機構を利用した押圧装置に関する。

特許文献１に示されるように、クランプで固定されたパイプ端末に、油圧シリンダにより送り出されるパンチ部材を押圧して、パイプ端末を塑性加工する装置が知られている。この種の装置では、一般的に、目的とする端末形状が得られるまでに、パイプ端末に対するパンチ部材の押圧が、複数回繰り返される。

特開平６−２８５５５２号公報

近年、加工時間の短縮（加工工程の削減）や、加工対象物の高強度化等の事情により、前記装置に対して、高い押圧力が求められている。その一方で、前記装置の大型化を抑制したいという要求もある。

本発明の目的は、大型化を抑制しつつ、押圧力を高めることが可能な押圧装置を提供することである。

本発明の押圧装置は、前後に亘って直線状に配される案内レールと、前記案内レールに沿って前進及び後退するように往復移動するスライド部と、前記スライド部に固定され、前記スライド部と共に移動し、前進した際に前方に配される対象物を押圧する押圧部と、 前記スライド部の後方に配される回転支点を有し、前記回転支点を中心として揺動する揺動部と、後方に配される一端に前記揺動部との間で軸着される第１軸着点を有し、前方に配される他端に前記スライド部との間で軸着される第２軸着点を有し、揺動する前記揺動部に連動して前記スライド部が移動できるように、前記揺動部と前記スライド部とを連結する第１連結リンク部と、前記揺動部よりも前方に配されると共に、前記スライド部の移動方向に対して平行に配され、前後方向に沿って往復移動する往復機構と、後方に配される一端に前記揺動部との間で軸着される第３軸着点を有し、前方に配される他端に前記往復機構との間で軸着される第４軸着点を有し、移動する前記往復機構に連動して前記揺動部が揺動できるように、前記往復機構と前記揺動部とを連結する第２連結リンク部と、を備える。

前記押圧装置において、前記回転支点と前記第１軸着点との間の距離Ｒ１と、前記回転支点と前記第３軸着点との間の距離Ｒ２との関係が、Ｒ２＞Ｒ１であることが好ましい。

前記押圧装置において、前記往復機構は、軸方向が前記スライド部の移動方向に対して平行に配され、流体圧により前記軸方向に沿って往復移動するピストンロッドを有する流体圧シリンダと、前記揺動部よりも前方に配される形で前記ピストンロッドに固定され、前記ピストンロッドと共に移動する移動体部とを有し、前記第２連結リンク部の前記第４軸着点は、前記移動体部との間で軸着されるものであってもよい。

前記押圧装置において、前記ピストンロッドの先端が前方を向く形で配されることがこのましい。

前記押圧装置において、前記対象物が金属製パイプであり、前記押圧部によって、前記金属製パイプの端末が塑性加工されるものであってもよい。

本発明によれば、大型化を抑制しつつ、押圧力を高めることが可能な押圧装置を提供することができる。

実施形態１のパイプ端末押圧装置における概略構成を模式的に表した側面図 パイプ端末押圧装置の概略構成を模式的に表した正面図 パイプ端末押圧装置が備えるトグル機構を模式的に表した説明図 スライド部が前進した状態のパイプ端末押圧装置における概略構成を模式的に表した側面図 スライド部が最も前進した状態のパイプ端末押圧装置における概略構成を模式的に表した側面図 実施形態２のクランプ押圧装置における概略構成を模式的に表した側面図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を、図１乃至図５を参照しつつ説明する。本実施形態では、押圧装置の一例であるパイプ端末押圧装置１について説明する。図１は、実施形態１のパイプ端末押圧装置１における概略構成を模式的に表した側面図（右側面図）であり、図２は、パイプ端末押圧装置１の概略構成を模式的に表した正面図である。図１に示される右側が、パイプ端末押圧装置１の前方であり、同図に示される左側が、前記装置１の後方であるものとして、パイプ端末押圧装置１を説明する。

パイプ端末押圧装置１は、クランプＣに固定されているパイプＷの端末を押圧して、前記端末を所望の形状に塑性加工する装置である。前記装置１は、主として、案内レール２、スライド部３、押圧部４、揺動部５、第１連結リンク部６、油圧シリンダ（流体圧シリンダ）７、移動体部８及び第２連結リンク部９を備える。また前記装置１は、その他に、筐体１０等を備えている。

筐体１０は、金属製であり、前後方向に延びた略直方体型の箱状をなしている。筐体１０は、主として、前後方向に延びる平坦な概ね板状の天板部１０ａと、この天板部１０ａと対向する底板部１０ｂと、右側壁部１０ｃと、左側壁部１０ｄとを備えている。

図１に示されるように、天板部１０ａの前方側には、パイプＷを保持するためのクランプＣが固定されている。また、図２に示されるように、天板部１０ａの中央部分には、前後に亘って延びる開口部１０ａ１が設けられている。なお、図２では、説明の便宜上、クランプＣ及びパイプＷが省略されている。

筐体１０の内側には、天板部１０ａや各側壁部１０ｃ，１０ｄ等で囲まれた空間があり、この空間内にパイプ端末押圧装置１の主たる構成部材が収容される形となっている。なお、図１では、説明の便宜上、筐体１０の右側壁１０ｃや底板部１０ｂ等が省略されている。また、その他の図においても、適宜、筐体１０の一部等が省略されている。

（案内レール）
案内レール２は、金属製であり、左右に分かれた一対の部材から構成される。案内レール２は、右側レール２ａと、左側レール２ｂとを備えている。右側レール２ａと左側レール２ｂとの間には、天板部１０ａが備える開口部１０ａ１を上方から露出させる隙間がある。そして、この隙間を挟むように互いに向かい合う右側レール２ａ及び左側レール２ｂには、それぞれ前後に亘って直線状に延びる溝部２ａ１，２ｂ１が形成されている。なお、各溝部２ａ１，２ｂ１は、図２に示されるように、天板部１０ａの平坦な表面との間で凹部状の溝が形成されるように配されている。また、図１に示されるように、本実施形態において、案内レール２は、前後に亘って延びた天板部１０ａのうち、略中央部分にのみ設けられている。そして、案内レール２の前端部分は、クランプＣよりも後方に配される形となっている。

（スライド部）
スライド部３は、案内レール２に沿って前進及び後退するように往復移動する部材である。スライド部３は、右側レール２ａと左側レール２ｂとの間にある隙間に配される扁平な略板状部材であって、各溝部２ａ１，２ｂ１とそれぞれ嵌合する一対の凸部３ａ１，３ａ１を有するスライド嵌合体３ａと、このスライド嵌合体３ａの下端に接続され、天板部１０ａが備える開口部１０ａ１内に配されるスライド本体部３ｂとを備える。

スライド嵌合体３ａの各凸部３ａ１，３ａ１は、前後に亘って直線状に延びた形をなしており、スライド嵌合体３ａにおける左右の側縁にそれぞれ設けられている。スライド本体部３ｂは、スライド嵌合体３ａに対して一体的に形成されている。スライド部３は、金属材料を所定形状に加工したものからなる。スライド部３は、一対の凸部３ａ１，３ａ１を各溝部２ａ１，２ｂ１にそれぞれ嵌合した状態で、案内レール２に沿って前進及び後進することができる。なお、後述するように、スライド部３のスライド本体部３ｂには、第１連結リンク部６の前方部分が軸着されている。

（押圧部）
押圧部４は、スライド部３と共に移動して、クランプＣに保持されているパイプＷの端末を押圧する部材である。押圧部４は、主として、スライド部３のスライド嵌合体３ａ上に固定される土台部４ａと、この土台部４ａ上に固定される前後方向に延びたパンチ部４ｂとを備えている。土台部４ａは、スライド嵌合体３ａ上に固定されると共に、パンチ部４ｂを固定する構成となっている。そのため、押圧部４全体としては、スライド部４と一体となってスライド部４と共に移動できる構成となっている。つまり、スライド部３が案内レール２に沿って前進すれば、押圧部４もスライド部３と共に前進することになり、反対に、スライド部３が案内レール２に沿って後退すれば、押圧部４もスライド部３と共に後退することになる。

パンチ部４ｂは、パイプＷの端末に直接当たって、パイプＷの端末を押圧する部分である。パンチ部４ｂは、全体的には、前後方向に沿って延びた略円柱状をなしており、後方側のパンチ根元部４ｂ１と、前方側のパンチ先端部４ｂ２とを備えている。パンチ根元部４ｂ１の先端面は、パンチ部４ｂを正面（前方）から見た際、円環状をなしており、主として、パイプＷの周壁部Ｗａの端部を後方側から押圧する部分となっている。これに対して、パンチ先端部４ｂ２は、パンチ根元部４ｂ１よりも小径な円柱状をなしており、主として、周壁部Ｗａの内側にあるパイプＷの中空部Ｗｂ内に挿入されて、周壁部Ｗａを内側から押圧する部分となっている。

（揺動部）
揺動部５は、筐体１０において、スライド部３の後方に配される回転支点Ａ０を中心として揺動する部材である。揺動部５は、側面から見た場合、図１に示されるように、角部が丸みを帯びた略三角形状をなしている。本実施形態の場合、揺動部５は、略二等辺三角形状をなしている。略二等辺三角形状をなした揺動部５における１つの角部（一方の底角に相当する角部）は、筐体１０（右側壁部１０ｃ及び左側壁部１０ｄ）に対して、回転（揺動）自在な状態で軸着されている。この軸着された部分を、本明細書では、回転支点Ａ０と称する。本実施形態の場合、揺動部５側に軸穴（軸受）が設けられ、筐体１０側に前記軸穴（軸受）に挿通される軸が設けられている。なお、他の実施形態においては、反対に筐体１０側に軸穴（軸受）が設けられ、揺動部５側に前記軸穴（軸受）に挿通される軸が設けられてもよい。本明細書において、２つの部材が互いに軸着される場合、本発明の目的を達成できる範囲において、何れの部材に、軸穴（軸受）又は軸が設定されてもよい。

揺動部５は、固定支点Ａ０において軸着された状態で、スライド部３の後方に配されている。なお、後述するように、略二等辺三角形状をなした揺動部５における残りの２つの各角部には、それぞれ第１軸着点Ａ１と第３軸着点Ａ３とが割り当てられている。

（第１連結リンク部）
第１連結リンク部６は、揺動する揺動部５に連動してスライド部３が移動できるように、揺動部５とスライド部３とを連結する部材である。第１連結リンク部６は、全体的には前後方向に沿って概ね配される長手状をなしている。第１連結リンク部６は、後方に配される一端に揺動部５との間で軸着される第１軸着点Ａ１を有すると共に、前方に配される他端にスライド部３との間で軸着される第２軸着点Ａ２を有している。

なお、第１連結リンク部６は、図２に示されるように、揺動部５及びスライド部３をそれぞれ両側から挟む形で配される一対のものからなる。具体的には、第１連結リンク部６は、揺動部５及びスライド部３の右側（図２の左側）に配される右側第１リンク部６ａと、揺動部５及びスライド部３の左側（図２の右側）に配される左側第１リンク部６ｂとからなる。

第１軸着点Ａ１は、長手状の第１連結リンク部６における後方側の端部に配されている。また、第１軸着点Ａ１は、略二等辺三角形状をなした揺動部５における１つの角部（他方の底角に相当する角部）に割り当てられる形にもなっている。そして、第１連結リンク部６は、第１軸着点Ａ１により、揺動部５に対して揺動自在な状態で軸着されている。

第２軸着点Ａ２は、長手状の第１連結リンク部６における前方側の端部に配されている。また、第２軸着点Ａ２は、スライド部３のスライド本体部３ｂに配されている。そして、第１連結リンク部６は、第２軸着点Ａ２により、スライド部３に対して揺動自在な状態で軸着されている。

第１連結リンク部６は、２つの軸着点（第１軸着点Ａ１及び第２軸着点Ａ２）を介して、揺動部５とスライド部３とを連結している。そのため、揺動部５が回転支点Ａ０を中心として揺動すると、その揺動する揺動部５に連動して、スライド部３が案内レール２に沿って移動することになる。例えば、揺動部５が回転支点Ａ０を中心として、反時計回りに揺動（回転）した場合、その揺動部５の動きに連動して、前方の端部（第２軸着点Ａ２）が前方に向かうように第１連結リンク部６が作動する。そして、その第１連結リンク部６の作動に応じて、スライド部３が案内レール２に沿って前進（前方に直進）する。これに対して、揺動部５が回転支点Ａ０を中心として、時計回りに揺動（回転）した場合、その揺動部５の動きに連動して、前方の端部（第２軸着点Ａ２）が後方に向かうように第１連結リンク部６が作動する。そして、その第１連結リンク部６の作動に応じて、スライド部３が案内レール２に沿って後退（後方に直進）する。

（油圧シリンダ）
油圧シリンダ７は、揺動部５が回転支点Ａ０を中心として、時計回り及び反時計回りに所定の角度範囲で揺動（回転）するように、揺動部５に対して力を加える装置である。油圧シリンダ７は、主として、長手状の本体部７ａと、この本体部７ａ内に収容され、油圧により軸方向に沿って往復移動するピストンロッド７ｂとを備えている。油圧シリンダ７は、ピストンロッド７ｂの軸方向がスライド部３の移動方向（案内レール２）に対して平行に配される形で、筐体１０の下側（底板部１０ｂ側）に配されている。また、油圧シリンダ７は、ピストンロッド７ｂが配されている先端側が、前方を向く形で筐体１０内に配されている。なお、油圧シリンダ７は、筐体１０内において、スライド部３の下方に配されている。油圧シリンダ７（本体部７ａ）の後方には、左右方向に貫通する孔部７ｃがあり、この孔部７ｃに軸状の固定部材５ｄが挿通された状態で油圧シリンダ７が筐体１０に対して固定されている。なお、油圧シリンダ７は、固定部材５ｄ以外にも図示されない固定部材を利用して、筐体１０に対して、適宜、固定されている。

油圧シリンダ７におけるピストンロッド７ｂの移動（駆動）制御は、図示されない制御装置からの指令に基づいて行われる。後述するように、油圧シリンダ７のピストンロッド７ｂの動きは、移動体部８及び第２連結リンク部９を介して、揺動部５に伝達される。

（移動体部）
移動体部８は、揺動部５よりも前方に配される形でピストンロッド７ｂに固定され、ピストンロッド７ｂと共に移動する部材である。移動体部８は、前後に亘って長手状に延びた本体部８ａと、前方側に配される本体部８ａの一端（先端）に接続されると共に、ピストンロッド７ｂの先端部分に接続される接続部８ｂと、本体部８ａの両側面に設けられるベアリング状のローラ部８ｃとを備えている。

移動体部８の本体部８ａは、前後方向に沿って長手状に延びた概ね角柱状をなしている。つまり、本体部８ａは、スライド部３の移動方向（案内レール２の配設方向）及び油圧シリンダ７のピストンロッド７ｂの軸方向（ピストンロッド７ｂの移動方向）に対して、それぞれ平行に配される形となっている。前方側に配される本体部８ａの一端（先端）には、接続部８ｂが本体部８ａに対して一体的に形成されている。この接続部８ｂは、本体部８ａから下方に垂れ下がったような形をなしており、ピストンロッド７ｂの先端部分に固定される部分となっている。

また、本体部８ａの右側面及び左側面には、それぞれ複数個（本実施形態の場合、２個）のローラ部８ｃが一列に並ぶように設けられている。このローラ部８ｃが、筐体１０側に設けられているレール状のガイド部材１８に沿って滑るように移動することによって、移動体部８が前後方向に沿ってピストンロッド７ｂと共に往復移動することができる。

ガイド部１８は、パイプ端末押圧装置１の筐体１０内において、互いに間隔を保ちつつ上下段に分かれて平行に並ぶと共に、前後方向に沿って直線状に配設されている。ガイド部材１８は、筐体１０内において、左右にそれぞれ１組ずつ設けられている。具体的には、右側壁部１０ｃの内壁部分に、一方の１組のガイド部材１８（１８ａ）が設けられ、左側壁部１０ｄの内壁部分に、他方の１組のガイド部材１８（１８ｂ）が設けられている。ガイド部材１８は、図１に示されるように、揺動部５よりも前方に配され、スライド部３よりも下方に配されている。

例えば、油圧シリンダ７のピストンロッド７ｂが、本体部７ａ内に収容されている状態から前方に向かって移動する場合、移動体部８は、ガイド部材１８に沿いつつ、ピストンロッド７ｂと共に前方に向かって移動する（前進する）。反対に、油圧シリンダ７のピストンロッド７ｂが、本体部７ａ内に収容されるように、後方に向かって移動する場合、移動体部８は、ガイド部材１８に沿いつつ、ピストンロッド７ｂと共に後方に向かって移動する（後退する）。

（往復機構）
本発明の往復機構は、上述した移動体部８及び油圧シリンダ（流体圧シリンダ）７によって構成されている。往復機構は、揺動部５よりも前方に配されると共に、スライド部３の移動方向に対して平行に配され、前後方向に沿って往復移動する構成となっている。なお、揺動部５の前方には、往復機構全体が配されてもよいが、本実施形態のように、第２連結リンク部９と第４軸着点を介して接続する部分（本実施形態の場合、移動体部８）が、少なくとも揺動部５の前方に配される必要がある。このように、第２連結リンク部９と第４軸着点を介して接続する部分（移動体部８）が、揺動部５の前方に配されると、後述するように、揺動部５と往復機構（移動体部８）とを連結する第２連結リンク部９が、揺動部５から前方に向かって配される形となる。

（第２連結リンク部）
第２連結リンク部９は、移動する移動体部８に連動して揺動部５が揺動できるように、移動体部８と揺動部５とを連結する部材である。第２連結リンク部９は、全体的には前後方向に沿って概ね配される長手状をなしている。ただし、第２連結リンク部９は、上述した第１連結リンク部６よりも長く設定されている。また、第２連結リンク部９は、図１に示されるように、若干、下方に屈曲したような形状をなしている。

第２連結リンク部９は、後方に配される一端に揺動部５との間で軸着される第３軸着点Ａ３を有すると共に、前方に配される他端に移動体部８との間で軸着される第４軸着点Ａ４を有している。

なお、第２連結リンク部９は、図２に示されるように、揺動部５及び移動体部８をそれぞれ両側から挟む形で配される一対のものからなる。具体的には、第２連結リンク部９は、揺動部５及び移動体部８の右側（図２の左側）に配される右側第２リンク部９ａと、揺動部５及び移動体部８の左側（図２の右側）に配される左側第２リンク部９ｂとからなる。

第３軸着点Ａ３は、長手状の第２連結リンク部９における後方側の端部に配されている。また、第３軸着点Ａ３は、略二等辺三角形状をなした揺動部５における１つの角部（頂角に相当する角部）に割り当てられる形にもなっている。そして、第２連結リンク部９は、第３軸着点Ａ３により、揺動部５に対して揺動自在な状態で軸着されている。

第４軸着点Ａ４は、長手状の第２連結リンク部９における前方側の端部に配されている。また、第４軸着点Ａ４は、移動体部８における後方側の端部に配されている。そして、第２連結リンク部９は、第４軸着点Ａ４により、移動体部８に対して揺動自在な状態で軸着されている。

第２連結リンク部９は、２つの軸着点（第３軸着点Ａ３及び第４軸着点Ａ４）を介して、揺動部５と移動体部８とを連結している。そのため、移動体部８がピストンロッド７ｂと共に直線的に移動すると、その移動する移動体部８に連動して、揺動部５が回転支点Ａ０を中心として揺動することになる。例えば、移動体部８がピストンロッド７ｂと共に前方に向かって直線移動した場合、その移動体部８の動きに連動して、前方の端部（第４軸着点Ａ４）が前方に向かうと共に、後方の端部（第３軸着点Ａ３）が前方に向かうように、第２連結リンク部９が作動する。すると、このような第２連結リンク部９の作動に応じて、揺動部５が回転支点Ａ０を中心として反時計回りに揺動（回転）することになる。これに対して、移動体部８がピストンロッド７ｂと共に後方に向かって直線移動した場合、その移動体部８の動きに連動して、その移動体部８の動きに連動して、前方の端部（第４軸着点Ａ４）が後方に向かうと共に、後方の端部（第３軸着点Ａ３）が後方に向かうように、第２連結リンク部９が作動する。すると、このような第２連結リンク部９の作動に応じて、揺動部５が回転支点Ａ０を中心として時計回りに揺動（回転）することになる。

（パイプ及びクランプ）
クランプＣは、パイプ端末押圧装置１の前方部分に配置されている。具体的には、筐体１０の天板部１０ａ上に配置されている。クランプＣは、上下方向に型開き可能な構造であり、主として、上型クランプＣ１と、下型クランプＣ２とを備えている。クランプＣは、下型クランプＣ２が天板部１０ａに固定される形で、パイプ端末押圧装置１の前方部分に配置されている。

下型クランプＣ２の上面と、上型クランプＣ１の下面には、前後方向に沿ってそれぞれ凹状の溝部が形成されており、これらの溝部が組み合わさった部分が、加工（押圧）対象物としてのパイプＷを挟み付けて保持する保持部Ｃ３となっている。保持部Ｃ３は、クランプＣを前後方向に沿って貫通する孔状をなしている。なお、上型クランプＣ１及び下型クランプＣ２を型締めする力を適宜、調節することによって、パイプＷを挟み付ける力（保持力）を制御することができる。本実施形態の場合、パイプＷは、両端が前後方向にそれぞれはみ出す形で、クランプＣによって保持される。クランプＣの後方からはみ出した端末部分が、押圧部４によって押圧されて、塑性加工される部分となっている。なお、本実施形態のクランプＣは、後述する実施形態２の押圧装置を利用して押圧されて型締めされる。

本実施形態のパイプ端末押圧装置１によって、塑性加工されたパイプＷからなる加工製品は、例えば、フォークリフトにおけるフォークの駆動に用いられる油圧経路の配管等として利用される。

（トグル機構）
上述したような構成を備える本実施形態のパイプ端末押圧装置１では、倍力機構の一種であるトグル機構（Ｔｏｇｇｌｅ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）ＴＭが利用されている。ここで、前記装置１で利用されているトグル機構ＴＭについて説明する。図３は、パイプ端末押圧装置１が備えるトグル機構ＴＭを模式的に表した説明図である。前記装置１におけるトグル機構ＴＭは、主として、回転支点Ａ０により支持されている揺動部５と、この揺動部５に対して軸着されている第１連結リンク部６と、第２連結リンク部９とによって構成されている。

トグル機構ＴＭにおいて、揺動部５と第１連結リンク部６とが結合する部分である第１軸着点Ａ１が、上方（天板部１０ａ）に向かって押されると、第２軸着点Ａ２に押されてスライド部３が前方へ移動する。トグル機構ＴＭでは、回転支点Ａ０、第１軸着点Ａ１及び第２軸着点Ａ２が一直線上に並ぶ時に、理論上、スライド部３を押す力が最も大きくなる。

ところで、第１軸着点Ａ１が上記のように、上方（天板部１０ａ）に向かって押されるためには、揺動部５が回転支点Ａ０を中心として、反時計回りに揺動（回転）する必要がある。また、揺動部５がこのように揺動（回転）するためには、第２連結リンク部９が前方に向かって移動するように引っ張られる必要がある。つまり、第１軸着点Ａ１が上方（天板部１０ａ）に向かって押される力は、第２連結リンク部９が前方に向かって引っ張られる力が、揺動部５を介して変換されたものからなる。

本実施形態のトグル機構ＴＭでは、回転支点Ａ０と第１軸着点Ａ１との間の距離Ｒ１と、回転支点Ａ０と第３軸着点Ａ３との間の距離Ｒ２との関係が、Ｒ２＞Ｒ１に設定されている。つまり、距離Ｒ２の方が、距離Ｒ１よりも長く設定されている。その結果、第３軸着点Ａ３において揺動部５を揺動（回転）させようとする力Ｆ２よりも、第１軸着点Ａ１において揺動部５を揺動（回転）させようとする力Ｆ３の方が大きくなる。具体的には、Ｆ２・Ｒ２＝Ｆ３・Ｒ１の関係より、Ｆ３＝（Ｒ２／Ｒ１）・Ｆ２の関係が成り立っている。なお、図３において、力Ｆ１と力Ｆ２とがなす角がα（°）で示され、力Ｆ３と力Ｆ４とがなす角がβ（°）で示されている。

したがって、本実施形態のトグル機構ＴＭでは、距離Ｒ２の方が距離Ｒ１よりも長く設定されているため、第２連結リンク部９を前方に向かって引っ張る力Ｆ１（＝Ｆ２／ｃｏｓα）を、揺動部５を介して効率的に、第１連結リンク部６を前方に向かって押す力Ｆ４（＝Ｆ３・ｃｏｓβ）（第１軸着点Ａ１を上方（天板部１０ａ）に向かって押す力）に変換することができる。

（パイプ端末押圧装置の動作）
次いで、パイプ端末押圧装置１がパイプＷ端末を押圧する動作を、図１、図４及び図５を参照しつつ説明する。図１には、スライド部３が最も後方に配置された状態のパイプ端末押圧装置１が示されている。この状態のパイプ端末押圧装置１を、特に待機状態と称する場合がある。待機状態の前記装置１において、スライド部３に固定されている押圧部４のパンチ部４ｂと、クランプＣに固定されているパイプＷの端末との間には、間隔が保たれている。

また、図１に示されるように、油圧シリンダ７のピストンロッド７ｂも、本体部７ａ内において最も後方に配置された状態となっている。また、揺動部５は、第３軸着点Ａ３が割り当てられている角部が後方に向くような状態となっている。そして、揺動部５と第１連結リンク部６とを結合する部分である第１軸着点Ａ１が、最も下方に配置された状態となっている。また、第１連結リンク部６は、前方側の端部が後方側の端部よりも上方に配置されるように傾斜した状態となっている。

待機状態のパイプ端末押圧装置１において、所定の制御装置（不図示）による制御の下、油圧シリンダ７が作動すると、スライド部３が最も後方に配されている状態から前方に向かって移動する（前進する）。図４は、スライド部３が前進した状態のパイプ端末押圧装置１における概略構成を模式的に表した側面図である。油圧シリンダ７が駆動すると、油圧によりピストンロッド７ｂが駆動して前方に向かって移動する。このように、ピストンロッド７ｂが駆動すると、ピストンロッド７ｂに固定されている移動体部８も、ガイド部材１８に沿って前方に向かって移動する。また、移動体部８の移動によって、第２連結リンク部９が前方に向かって引っ張られ、更に、第２連結リンク部９の移動によって、揺動部５が回転支点Ａ０を中心として、反時計回りに揺動（回転）する。そして、揺動部５の揺動により、第１軸着点Ａ１が上方（天板部１０ａ側）に押され、更に、第１連結リンク部６の前方側にある第２軸着点Ａ２が前方に向かって押される。その結果、第２軸着点Ａ２を介して第１連結リンク部６に接続されているスライド部３が案内レール２に沿って前方に向かって移動する。

図５は、スライド部３が最も前進した状態のパイプ端末押圧装置１における概略構成を模式的に表した側面図である。油圧シリンダ７の駆動により、スライド部３が前方に向かって進み続けると、図５に示されるように、スライド部３に固定されている押圧部４が、クランプＣに固定されているパイプＷの端末に接触して、前記端末を押圧する。その際、揺動部５と第１連結リンク部６とを結合する部分である第１軸着点Ａ１は、最も上方に位置している（つまり、最も天板部１０ａに近づいている）。そして、図５に示されるように、回転支点Ａ０、第１軸着点Ａ１及び第２軸着点Ａ２が、一直線上に並んだ状態となっている。押圧部４がパイプＷの端末を押圧する際、パンチ部４ｂにおけるパンチ根元部４ｂ１の先端面が、主として周壁部Ｗａの端部を押圧し、パンチ先端部４ｂ２が、パイプＷの中空部Ｗｂ内に挿入されて、主として周壁部Ｗａを内側から押圧する。このように、スライド部３が最も前進してパイプＷ端末を押圧する状態のパイプ端末押圧装置１を、特に押圧状態と称する場合がある。

以上のようなパイプ端末押圧装置１の動作により、パイプＷ端末が押圧されると、パイプＷ端末が塑性加工される。なお、押圧状態後のパイプ端末押圧装置１は、所定の制御装置（不図示）による制御の下、油圧シリンダ７が作動して、スライド部３が押圧状態から後方に向かって移動する（後退する）。

油圧シリンダ７が駆動すると、油圧によりピストンロッド７ｂが駆動して後方に向かって駆動する。このように、ピストンロッド７ｂが駆動すると、ピストンロッド７ｂに固定されている移動体部８も、ガイド部材１８に沿って後方に向かって移動する。また、移動体部８の移動によって、第２連結リンク部９が後方に向かって押し込まれ、更に、第２連結リンク部９の移動によって、揺動部５が回転支点Ａ０を中心として、時計回りに揺動（回転）する。そして、揺動部５の揺動により、第１軸着点Ａ１が下方（底板部１０ｂ側）に引き戻され、更に、第１連結リンク部６の前方側にある第２軸着点Ａ２が後方に向かって引き戻される。その結果、第２軸着点Ａ２を介して第１連結リンク部６に接続されているスライド部３が案内レール２に沿って後方に向かって移動する。その後、スライド部３は、図１に示される待機状態となるまで、後方に向かって移動し続ける。このような一連の動作により、パイプ端末押圧装置１のスライド部３（押圧部４）が案内レール２に沿って前後に往復移動する。

なお、パイプ端末押圧装置１がパイプＷ端末を押圧する回数は、１回のみでもよいし、２回以上であってもよい。また、パイプ端末押圧装置１の押圧動作毎に、スライド部３に固定されている押圧部４を、形状等が異なる他の押圧部に適宜、変更してもよい。

以上のように、本実施形態のパイプ端末押圧装置１は、前後に亘って直線状に配される案内レール２と、案内レール２に沿って前進及び後退するように往復移動するスライド部３と、スライド部３に固定され、スライド部３と共に移動し、前進した際に前方に配されるパイプＷ端末（対象物）を押圧する押圧部４と、スライド部３の後方に配される回転支点Ａ０を有し、回転支点Ａ０を中心として揺動する揺動部５と、後方に配される一端に揺動部５との間で軸着される第１軸着点Ａ１を有し、前方に配される他端にスライド部３との間で軸着される第２軸着点Ａ２を有し、揺動する揺動部５に連動してスライド部３が移動できるように、揺動部５とスライド部３とを連結する第１連結リンク部６と、揺動部５よりも前方に配されると共に、スライド部３の移動方向に対して平行に配され、前後方向に沿って往復移動する往復機構１１と、後方に配される一端に揺動部５との間で軸着される第３軸着点Ａ３を有し、前方に配される他端に往復機構１１との間で軸着される第４軸着点Ａ４を有し、移動する往復機構１１に連動して揺動部５が揺動できるように、往復機構１１と揺動部５とを連結する第２連結リンク部９とを備えるものからなる。

より具体的には、パイプ端末押圧装置１において、往復機構１１は、軸方向がスライド部３の移動方向に対して平行に配され、油圧（流体圧）により軸方向に沿って往復移動するピストンロッド７ｂを有する油圧シリンダ（流体圧シリンダ）７と、揺動部５よりも前方に配される形でピストンロッド７ｂに固定され、ピストンロッド７ｂと共に移動する移動体部８とを有し、第２連結リンク部９の第４軸着点Ａ４は、移動体部８との間で軸着される構成となっている。

本実施形態のパイプ端末押圧装置１は、上述した揺動部５、第１連結リンク部６及び第２連結リンク部９を含むトグル機構ＴＭを備えている。また、前記装置１では、スライド部３が移動する方向と、スライド部３に力を与える油圧シリンダ（流体圧シリンダ）７のピストンロッド７ｂが移動する方向とが、互いに平行に配されている。また、前記装置１は、揺動部５よりも前方に配される形でピストンロッド７ｂに固定され、ピストンロッド７ｂと共に移動する移動体部８を備えている。その結果、前記装置１では、第１連結リンク部６が、揺動部５から前方に向かって配される形となっており、また、第２連結リンク部９も、揺動部５から前方に向かって配される形となっている。つまり、前記装置１では、トグル機構を構成する揺動部５、第１連結リンク部６及び第２連結リンク部９が、全体的にＵ字状に並ぶように、互いに連なっており、トグル機構が小型化されている。したがって、本実施形態のパイプ端末押圧装置１では、トグル機構を備えつつも、装置の大型化が抑制されている。

なお、本実施形態のパイプ端末押圧装置１では、油圧シリンダ（流体圧シリンダ）７のピストンロッド７ｂの先端が、前方を向く形で配されている。そのため、油圧シリンダ（流体圧シリンダ）７が、移動体部８よりも前方に配置されずに、移動体部８及び第２連結リンク部９に対して平行に配される形となっている。したがって、本実施形態のパイプ端末押圧装置１では、特に前後方向において、小型化されており、大型化が抑制されている。

また、本実施形態のパイプ端末押圧装置１では、回転支点Ａ０と第１軸着点Ａ１との間の距離Ｒ１と、回転支点Ａ０と第３軸着点Ａ３との間の距離Ｒ２との関係が、Ｒ２＞Ｒ１に設定されている。したがって、本実施形態のパイプ端末押圧装置１では、ピストンロッド７ｂにより第２連結リンク部９を前方に向かって引っ張る力を、揺動部５を介して効率的に、第１連結リンク部６を前方に向かって押し出す力に変換することができる。

＜実施形態２＞
次いで、本発明の実施形態２を、図６を参照しつつ説明する。本実施形態では、押圧装置の一例であるクランプ押圧装置１Ｘについて説明する。図６は、実施形態２のクランプ押圧装置１Ｘにおける概略構成を模式的に表した側面図である。図６に示される下側が前方であり、同図に示される上側が後方であるものとして、クランプ押圧装置１Ｘを説明する。

クランプ押圧装置１Ｘは、上述した実施形態１のパイプ端末押圧装置１に設けられているクランプＣを、上方から押圧して、クランプＣの上型クランプＣ１及び下型クランプＣ２を型締めする装置である。図６には、本実施形態のクランプ押圧装置１Ｘと共に、正面から見た状態の実施形態１のパイプ端末押圧装置１が示されている。

クランプ押圧装置１Ｘは、主として、案内レール２Ｘ、スライド部３Ｘ、押圧部４Ｘ、揺動部５Ｘ、第１連結リンク部６Ｘ、油圧シリンダ（流体圧シリンダ）７Ｘ、移動体部８Ｘ及び第２連結リンク部９Ｘを備える。また前記装置１Ｘは、その他に、筐体１０Ｘ等を備えている。そして、クランプ押圧装置１Ｘは、移動体部８Ｘ及び油圧シリンダ（流体圧シリンダ）７Ｘからなる往復機構１１Ｘを備えている。

本実施形態のクランプ押圧装置１Ｘは、各構成部材の配置方向や形状等が異なるものの、その基本的な構成は実施形態１と同様である。そのため、本実施形態では、原則、実施形態１と対応する構成部材に、実施形態１の構成部材と同種の符号（つまり、実施形態１の構成部材の符号に、更にＸを追加した符号）を付して、その詳細な説明は省略する。なお、本実施形態においても、回転支点Ａ０、第１軸着点Ａ１、第２軸着点Ａ２、第３軸着点Ａ３及び第４軸着点Ａ４については、実施形態１と同様の符号が付されている。

本実施形態のクランプ押圧装置１Ｘは、実施形態１と同様、主として、回転支点Ａ０により支持されている揺動部５Ｘと、この揺動部５Ｘに対して軸着されている第１連結リンク部６Ｘと、第２連結リンク部９Ｘとによって構成されているトグル機構ＴＭを備えている。また、実施形態１と同様、回転支点Ａ０と第１軸着点Ａ１との間の距離よりも、回転支点Ａ０と第３軸着点Ａ３との間の距離の方が長く設定されている。また、本実施形態においても、油圧シリンダ（流体圧シリンダ）７のピストンロッド７ｂの先端が、前方を向く形で配されている。

そして、本実施形態のクランプ押圧装置１Ｘも、実施形態１と同様、所定の制御装置（不図示）による制御の下、案内レール２Ｘに沿ってスライド部３Ｘが、前進及び後退するように往復移動できる構成となっている。なお、クランプ押圧装置１Ｘのスライド部３Ｘに固定されている押圧部４Ｘは、略直方体状をなしており、押圧対象物であるクランプＣの上面（つまり、上型クランプＣ１の上面）を押圧できるように設定されている。図６には、スライド部３Ｘが最も後退した状態（待機状態）のクランプ押圧装置１Ｘが示されている。この状態から、油圧シリンダ７Ｘの駆動により、スライド部３Ｘが前進し、回転支点Ａ０、第１軸着点Ａ１及び第２軸着点Ａ２が一直線上に並んで、押圧部４ＸがクランプＣを前方（図６の下方）に向かって押圧する。なお、クランプＣには、パイプＷが保持されており、クランプ押圧装置１Ｘによる押圧によって、パイプＷがクランプＣによって強固に保持される。

また、クランプＣからパイプＷが取り出される場合等において、クランプＣを押圧した状態のクランプ押圧装置１Ｘは、所定の制御装置（不図示）による制御の下、油圧シリンダ７Ｘが作動して、スライド部３Ｘが後方（図６の上方）に向かって移動する（後退する）ように作動する。

以上のように、本実施形態のクランプ押圧装置１Ｘは、前後に亘って直線状に配される案内レール２Ｘと、案内レール２Ｘに沿って前進及び後退するように往復移動するスライド部３Ｘと、スライド部３Ｘに固定され、スライド部３Ｘと共に移動し、前進した際に前方に配されるパイプＷ端末（対象物）を押圧する押圧部４Ｘと、スライド部３Ｘの後方に配される回転支点Ａ０を有し、回転支点Ａ０を中心として揺動する揺動部５Ｘと、後方に配される一端に揺動部５Ｘとの間で軸着される第１軸着点Ａ１を有し、前方に配される他端にスライド部３Ｘとの間で軸着される第２軸着点Ａ２を有し、揺動する揺動部５Ｘに連動してスライド部３Ｘが移動できるように、揺動部５Ｘとスライド部３Ｘとを連結する第１連結リンク部６Ｘと、揺動部５Ｘよりも前方に配されると共に、スライド部３Ｘの移動方向に対して平行に配され、前後方向に沿って往復移動する往復機構１１Ｘと、後方に配される一端に揺動部５Ｘとの間で軸着される第３軸着点Ａ３を有し、前方に配される他端に往復機構１１Ｘとの間で軸着される第４軸着点Ａ４を有し、移動する往復機構１１Ｘに連動して揺動部５Ｘが揺動できるように、往復機構１１Ｘと揺動部５Ｘとを連結する第２連結リンク部９Ｘとを備えるものからなる。

より具体的には、クランプ押圧装置１Ｘにおいて、往復機構１１Ｘは、軸方向がスライド部３Ｘの移動方向に対して平行に配され、油圧（流体圧）により軸方向に沿って往復移動するピストンロッド７Ｘｂを有する油圧シリンダ（流体圧シリンダ）７Ｘと、揺動部５Ｘよりも前方に配される形でピストンロッド７Ｘｂに固定され、ピストンロッド７Ｘｂと共に移動する移動体部８Ｘとを有し、第２連結リンク部９Ｘの第４軸着点Ａ４は、移動体部８Ｘとの間で軸着される構成となっている。

本実施形態のように、スライド部３Ｘが移動する方向を、上下方向（鉛直方向）に設定した押圧装置を利用してもよい。また、本実施形態のように、クランプＣを押圧して型締めするために、押圧装置を利用してもよい。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では、スライド部を駆動（移動）させるために、油圧シリンダを用いたが、他の実施形態においては、空気圧を利用するエアシリンダ等の他の流体圧シリンダを用いてもよい。

（２）上記実施形態では、油圧シリンダ（流体圧シリンダ）が備えるピストンロッドの先端が、前方を向くように配される構成であったが、他の実施形態においては、ピストンロッドの先端が、後方を向くように配される構成であってもよい。だだし、その場合、ピストンロッドは、軸方向がスライド部の移動方向に対して平行に配されるものの、ピストンロッドの往復パターンが上述した各実施形態とは異なるものとなる。具体的には、スライド部を前進させる際は、ピストンロッドを油圧シリンダの本体部内に収容されるように移動させ、スライド部を後退させる際は、ピストンロッドを油圧シリンダ（流体圧シリンダ）の本体部から外側に突き出るように移動させる必要がある。このような構成の押圧装置であっても、少なくとも押圧装置の前後方向と交差する方向（例えば、実施形態１のように前後方向が左右方向に設定されている場合は、上下方向（鉛直方向）であり、実施形態２のように前後方向が上下方向（鉛直方向）に設定されている場合は、左右方向）において、小型化が可能である。何故ならば、トグル機構を構成する揺動部、第１連結リンク部及び第２連結リンク部は、少なくとも、Ｕ字状に並ぶように、互いに連なっており、小型化されているからである。ただし、上述した実施形態１，２のように、油圧シリンダの先端を、前方を向くように設定する方が、後方を向くように設定した場合と比べて、前後方向においても装置を小型化することが可能であるため、好ましい態様と言える。

（３）上記実施形態１では、押圧装置（パイプ端末押圧装置）がパイプ端末を押圧する構成となっていたが、他の実施形態においては、パイプ以外の他の対象物を押圧して、前記対象物を加工するものであってもよい。

（４）上記実施形態２では、押圧装置（クランプ押圧装置）が、金型状のクランプを押圧する構成となっていたが、他の実施形態においては、クランプ以外の他の対象物を押圧して。前記対象物を固定するものであってもよい。

１…パイプ端末押圧装置（押圧装置）、１Ｘ…クランプ押圧装置（押圧装置）２，２Ｘ…案内レール、３，３Ｘ…スライド部、４，４Ｘ…押圧部、５，５Ｘ…揺動部、６，６Ｘ…第１連結リンク部、７，７Ｘ…油圧シリンダ（流体圧シリンダ）、８，８Ｘ…移動体部、９，９Ｘ…第２連結リンク部、１０，１０Ｘ…筐体、１１，１１Ｘ…往復機構、Ａ０…回転支点、Ａ１…第１軸着点、Ａ２…第２軸着点、Ａ３…第３軸着点、Ａ４…第４軸着点、ＴＭ…トグル機構

Claims (3)

1. 前後に亘って直線状に配される案内レールと、
   前記案内レールに沿って前進及び後退するように往復移動するスライド部と、
   前記スライド部に固定され、前記スライド部と共に移動し、前進した際に前方に配される対象物を押圧する押圧部と、
   前記スライド部の後方に配される回転支点を有し、前記回転支点を中心として揺動する揺動部と、
   後方に配される一端に前記揺動部との間で軸着される第１軸着点を有し、前方に配される他端に前記スライド部との間で軸着される第２軸着点を有し、揺動する前記揺動部に連動して前記スライド部が移動できるように、前記揺動部と前記スライド部とを連結する第１連結リンク部と、
   前記揺動部よりも前方に配されると共に、前記スライド部の移動方向に対して平行に配され、前後方向に沿って往復移動する往復機構と、
   後方に配される一端に前記揺動部との間で軸着される第３軸着点を有し、前方に配される他端に前記往復機構との間で軸着される第４軸着点を有し、移動する前記往復機構に連動して前記揺動部が揺動できるように、前記往復機構と前記揺動部とを連結する第２連結リンク部と、を備える押圧装置。
2. 前記回転支点と前記第１軸着点との間の距離Ｒ１と、前記回転支点と前記第３軸着点との間の距離Ｒ２との関係が、Ｒ２＞Ｒ１である請求項１に記載の押圧装置。
3. 前記対象物が金属製パイプであり、
   前記押圧部によって、前記金属製パイプの端末が塑性加工される請求項１又は請求項２に記載の押圧装置。

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