JP3761613B2 - プレス装置 - Google Patents
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Description
【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
Claims (5)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
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-
1995
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