JP7452295B2 - 圧力検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、プレス加工、圧入組付けなど加圧によって加工を行う際の加圧状態を検出する圧力検出装置に関するものである。

プレス加工、圧入組付けなどの加工作業では、加工後の良品、不良品の判定を目視で確認することができなかった。特許文献１に示すように、圧力検出装置は、可動プレートとワーク側のベースプレートとセンサユニットとを備える。センサユニットは、作用軸上方向荷重を受けるように圧入装置側の可動プレートとワーク側のベースプレートとの間に挟み込まれている。

特開２０１９－１８１５８２号公報

特許文献１の圧力検出装置は、センサユニットに水晶圧電式のセンサを用いていた。水晶圧電式のセンサが加圧機の荷重を検知していた。センサは耐荷重の範囲内でしか使用ができなく、加圧機がワークに加える荷重よりもセンサの耐荷重が小さい場合、圧力検出装置を使用することが困難であった。

センサユニットにロードセルや荷重センサを付けることも、同様に、加圧機がワークに加える荷重よりもセンサの耐荷重が小さく使用できなかった。耐荷重の大きなセンサを用いると、感度が低くなり、不良判定が難しくなる。

本発明は、この点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、加圧機の加工圧力を直接受けることなしにワークに作用する加工圧力の検出を可能とする圧力検出装置を提供することにある。

本発明に係る圧力検出装置（３０，７０）は、加工機の台座（３）の上面（１４）に載置されたワーク（２）に対し、前記上面に垂直な方向に沿って、加圧機（１）の加工ヘッド（９）からワークに作用する加工圧力を検出する圧力検出装置である。

加圧機の可動プレート（５）に固定され、加圧機からの加工圧力を受ける固定支持部材（３２，７３）と、固定支持部材と加工ヘッドとの間に固定され、加工圧力に応じて座屈により歪を生じる歪変換部（３３，７４，９４）と、歪変換部の座屈による歪変動量（ΔＸ）を検出可能な座屈検出部（４０，６０，８０，１００，１１０）とを備える。

これにより、加圧機から加わる圧力を直接検出するのでなく、歪変換部の座屈による歪変動量（ΔＸ）を座屈検出部が検出するので、座屈検出部に加圧機の加工圧力が加わることがなくなり、加工圧力に耐える座屈検出部を選定することが不要となる。加圧機の加工圧力を受けずに加工圧力の検出を可能とする。

第１実施形態の圧力検出装置の設置状態を示す正面図。 （ａ）第１実施形態の圧力検出装置を示す部分拡大正面図、（ｂ）図２（ａ）を正面としたときの右側から見た側面図。 第１実施形態の圧力検出装置の座屈検出部における変位検出部および与圧部材を示す図。 （ａ）第１実施形態の圧力検出装置の座屈検出部の初期状態を説明する図、（ｂ）第１実施形態の圧力検出装置の座屈時の歪の検出を説明する図。 第１実施形態の圧力検出装置を装着して押圧加工をしたときの状態を説明する図。 （ａ）第１実施形態の押圧加工時の歪変換部の状態を説明する図、（ｂ）図５における歪が歪変換部から座屈検出部へ伝わる状態を説明する図。 （ａ）第１実施形態の押圧加工時の歪変換部の別の状態を説明する図、（ｂ）図６（ａ）における歪が歪変換部から座屈検出部へ伝わる状態を説明する図。 第１実施形態の圧力検出装置を用いたときの加工圧力の検出例を示す図。 第２実施形態の圧力検出装置を示す図。 第２実施形態の圧力検出装置を示す図であり、図９のＡ－Ａ断面図。 第３実施形態の圧力検出装置であり、一つの固定支持部材に歪変換部と加工ヘッドとの一式を多数隣接させて備えた形態を示す図。 第３実施形態の圧力検出装置を示す図であり、図１１のＡ－Ａ断面図。 第４実施形態の座屈検出部における与圧部材と抑え部材を備えた座屈検出部の構成を示す図。 第５実施形態の座屈検出部における変位検出部の熱流センサ及び弾性部材一式を２段積層した構成を示す図。

本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

（第１実施形態）
本実施形態の圧力検出装置３０は、図１から図４に示すように、圧入ピン抜き取り装置としての加圧機１に装着される。加圧機１は、台座３の上面１４に載置したワーク２に対し、上面１４に対し垂直なＹ軸方向に圧力を加えて加工をする。
加圧機１による加工圧力を検出する圧力検出装置３０は、歪変換部３３の軸心線１５から偏心した位置に設けられ、加圧機１の圧力を受ける歪変換部３３の座屈現象が生じるＸ軸方向の歪変動量を検出する。

作業開始前の加圧機１は、図１に示すように、ワーク２を載置可能にした台座３の上面１４から立ち上がるガイドロッド４と、ガイドロッド４によって案内されＹ軸方向に上下移動可能な可動プレート５と、可動プレート５を上下移動させるボールナット６及びボールねじ７と、ボールねじ７を回転させるモータ８とからなる。加工ヘッド９を装着した圧力検出装置３０は、可動プレート５の下面に固定される。

圧力検出装置３０は、図１に示すように、Ｙ軸上で可動プレート５と台座３との中間位置に配置されている。圧力検出装置３０は、固定支持部材３２及び歪変換部３３を有する本体３１と、座屈検出部４０とを備える。

本体３１の上部は固定支持部材３２を有する。固定支持部材３２は可動プレート５の下面に固定されている。本体３１の下部は歪変換部３３を有する。固定支持部材３２は、加圧機１からの加工圧力を受ける板体である。固定支持部材３２は、Ｙ軸と直交する位置で可動プレート５にねじ止めされる。固定支持部材３２は、歪変換部３３の最下端に加工ヘッド９を装着可能である。

歪変換部３３は、固定支持部材３２の下面に加工ヘッド９との間に固定される板体である。図２（ａ），（ｂ）に示すように、歪変換部３３の上面１６が前記Ｙ軸と交差し、厚み方向がＹ軸に対して垂直なＸ軸方向となるように固定される。歪変換部３３を形成する板体は、超鋼材で形成される。厚み（Ｗ）に対して、高さ（Ｈ）と奥行き（Ｄ）の長さが１０倍程度大きい板材である。各部の寸法がＨ＞Ｄ＞Ｗの平板である。加工ヘッド９からの反作用を受けたとき、固定支持部材３２の取り付け面に対する加工ヘッド９の取り付け面の平行度は、加工に影響が無い程度に収まるようにする。例えば、荷重が１０Ｋｇｆのときの平行度が０．０５以下になるためには、歪変換部３３は材質が超鋼でＷが８ｍｍ、Ｄが８０ｍｍ、Ｈが１００ｍｍである。

座屈検出部４０は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、歪変換部３３の軸心線１５から偏心した位置に配置される。加圧機１が可動プレート５に加える圧力が座屈検出部４０に加わらないようにするためである。座屈検出部４０は、歪変換部３３からＸ軸方向に伝播する歪変動量を検出し電気信号に変換可能である。座屈検出部４０は、変位検出部４１と、レバー５０と、抑え部材５６と、与圧部材３７とを備える。

変位検出部４１は、図３に示すように、歪による変位を熱に変換可能な弾性部材４２と弾性部材４２の発する熱流を電気信号に変換可能な熱流センサ４３との積層体である。弾性部材４２は、熱弾性効果により熱を発生することができる超高分子ポリエチレン製の樹脂、ゴム、金属のいずれか、またはこれらを組み合わせたものである。熱流センサ４３は、厚み方向に熱流が通過すると、ゼーベック効果によって熱起電力を発生させる電圧型のセンサである。変位検出部４１は、熱流センサ４３と弾性部材４２とを積層した積層体であり、熱流センサ４３は弾性部材４２が弾性変形により発生する熱流を検知する。

レバー５０は、図２（ａ）に示すように、接触点５１、屈曲部５２、作用部５３、支点５４を軸線方向に順番に備える棒体または板体である。レバー５０は、てこの原理により、接触点５１の微動（歪変動量）を作用部５３で増幅して変位とする。

レバー５０は、屈曲部５２で、９０度に曲げられる。屈曲部５２の外角を形成する面をレバー外側面５５とすると、接触点５１と支点５４とは、レバー外側面５５のそれぞれの端部に位置し、レバー５０の軸線と交差する陵線を有する。接触点５１の稜線は、Ｘ軸方向から歪変換部３３に接触する。同様に支点５４の稜線は、Ｙ軸方向から固定支持部材３２の下面に接触する。固定支持部材３２の下面とは、固定支持部材３２の歪変換部３３側の端面である。作用部５３は、変位検出部４１が接触するレバー５０上の部分である。作用部５３は、レバー５０によって増幅された変位を圧縮の変化量として、弾性部材４２に加える部位である。

抑え部材５６は、与圧部材３７によって、変位検出部４１をレバー５０の作用部５３に押え付ける板体である。屈曲部５２の内角を形成する面をレバー内側面５７とすると、抑え部材５６は、レバー内側面５７に変位検出部４１を抑え付ける。

与圧部材３７は、図３に示すように、作用部５３から変位が弾性部材４２に加わるように、また、弾性部材４２からの熱流が熱流センサ４３に伝わるように押圧するボルトである。作用部５３の変位は、弾性部材４２の圧縮量を変化させるものである。与圧部材３７は、作用部５３で抑え部材５６と変位検出部４１とレバー５０とを固定支持部材３２に共締めする一本のボルトである。与圧部材３７は抑え部材５６及び変位検出部４１の中央部とレバー５０とを貫通して固定支持部材３２に締結される。

与圧部材３７を締結すると、座屈検出部４０は、図４（ａ）に示すように、初期状態は次の動作（１）－（３）を生じる。
（１）弾性部材４２に与圧部材３７の締結方向（Ｙ軸方向、矢印a）の変位が生じる。弾性部材４２はレバー５０の可動範囲内で圧縮される。
（２）レバー５０の接触点５１は歪変換部３３からＸ軸方向（矢印ｂ）に斥力を受ける。
（３）レバー５０の支点５４は固定支持部材３２からＹ軸方向（矢印ｃ）の斥力を受ける。

次に、初期状態のもとで接触点５１と支点５４と弾性部材４２の圧縮量の関係を説明する。接触点５１における歪変換部３３の座屈による歪変動量がΔＸのとき、レバー５０が支点５４を中心に回転する。その際、図４（ｂ）に示すように、レバー５０からの変位で弾性部材４２の圧縮量が変化する。弾性部材４２の圧縮の変化量をΔＹとする。なお、レバー５０の可動範囲において弾性部材４２が少なくとも圧縮されるように、初期状態は、抑え部材５６と変位検出部４１とレバー５０とが固定支持部材３２に共締めされているので、歪変動量ΔＸに対応して圧縮の変化量ΔＹは、増加と減少のどちらにも変位が可能である。
（１）ΔＹは、レバー５０の水平長さＬが長いほど大きくなる。
（２）ΔＹは、レバー５０の垂直長さＶが長いほど小さくなる。
（３）ΔＹは、支点５４から与圧部材３７（ボルトの中心）までの距離Ｐが大きいほど大きくなる。

ただし、ΔＹが大きくなると弾性部材４２に伝わる力は小さくなり、逆にΔＹが小さくなると力は大きくなる。弾性部材４２の発熱及び吸熱は、変形速度と力に比例するため、引き抜き工程の速度が遅い場合、弾性部材４２に伝わる力が大きくなるように設定される。引き抜き力が小さい場合は、ΔＹが大きくなる。言い換えると、変形速度が速くなるようにする。具体的には、工程の条件により、レバー５０の寸法や支点５４から与圧部材３７までの位置を調整する。このような関係のもとで、弾性部材４２に加わる圧縮量が減少すると弾性部材４２へ吸熱の流れが発生する。弾性部材４２に加わる圧縮量が増加すると弾性部材４２へ吸熱の流れが発生する。

次に圧力検出装置３０の作動を説明する。

図１に示すように、加圧機１はワーク２に挿入された圧入ピン１０を抜く工程を行う。初期状態として、台座３の上面１４にワーク２が載置されている。ワーク２の中心部には圧入ピン１０が圧入されている。

（１）モータ８が動作すると、図５に示すように、ボールねじ７が回転をする。ボールねじ７の回転によって、ボールナット６側の可動プレート５が下降する。可動プレート５とともに圧力検出装置３０は、下降し、加工ヘッド９の先端がワーク２の圧入ピン１０に当接し、さらに押し下げる。加圧機１を動作し続けると、圧入ピン１０がワーク２から下方へ抜ける。

（２）圧入ピン１０をワーク２から下方へ抜きとる工程で、図６（ａ）に示すように、歪変換部３３は加圧機１からＹ軸方向の圧力（矢印ｄ）とワーク２からの反作用力（矢印e）とを受ける。歪変換部３３に上下両端から力が加わるため、歪変換部３３は座屈を起こし、第２軸方向の中央部が一方の側に膨らむ。歪変換部３３の座屈に伴う歪が、歪変換部３３の平面側である図６（a）のＸ軸方向（矢印ｆ方向）に発生する。Ｘ軸方向の歪は図４（ｂ）に示すように歪変動量（ΔＸ）となって、接触点５１に伝わる。

（３－１）レバー５０の接触点５１は歪変換部３３に対する接触（図４（a）における矢印ｂ方向）が弱くなり、図６（ｂ）矢印ｇで示すように、支点５４を中心にレバー５０が回転する方向に微動する。矢印ｇ方向の微動は、作用部５３で増幅され、矢印ｈ方向（Ｙ軸方向）の変位となる。矢印ｈ方向の変位は弾性部材４２に加えた初期の変位を減少させる。つまり、矢印ｆ方向の歪変動量によって、レバー５０が作用部５３で弾性部材４２の圧縮量を減少させる。弾性部材４２に加わる圧縮量が減少すると、圧縮の変化量（ΔＹ）に応じて弾性部材４２へ吸熱の流れが発生する。

（３－２）また、図７（a）に示すように歪変換部３３が矢印ｋ方向（矢印ｆ方向とは逆方向）に歪む場合には、レバー５０の接触点５１は歪変換部３３に対する接触（図４（a）における矢印ｂ方向）が強くなり、図７（ｂ）矢印ｍで示すように、支点５４を中心にレバー５０が回転する方向に微動する。矢印ｍ方向の微動は、作用部５３で増幅され、矢印ｎ方向（Ｙ軸方向）の変位となる。矢印ｎ方向の変位は弾性部材４２に加える圧力を増加させる。つまり、矢印ｋ方向の歪変動量によって、レバー５０が作用部５３で弾性部材４２に加える圧縮量を増加させる。弾性部材４２に加わる圧縮量が増加すると、圧縮の変化量（ΔＹ）に応じて弾性部材４２から発熱の流れを生じる。

（４）弾性部材４２の発熱は、熱流センサ４３を通過する熱流を生じさせるので、熱流センサ４３から時系列的に変化する電気信号を取り出すことが可能となる。与圧部材３７によって、レバー５０の可動範囲においてあらかじめ所定の圧縮量を加えておくことで、歪変換部３３が、矢印ｆ方向、矢印ｋ方向のどちらの方向に歪を発生しても、弾性部材４２に加わる変位に変化が生じる。弾性部材４２に加わる変位は、圧縮量を変化させるので熱流を発生させて、熱流センサ４３が熱流の変化を電気信号として出力することが可能である。

第１実施形態の圧力検出装置を用いた検出結果の一例を図８に示す。

図８、破線Ｒで示すように、あらかじめ、正常なピン抜き作業での座屈に伴う歪を時系列的な標準電気信号波形として記録しておく。ピン抜きの作業ごとに電気信号波形を検出する。検出電気信号波形と標準電気信号波形とを比較して、ピン抜き加工後のワークの良否の判定を行う。本実施形態の圧力検出装置３０では、電気信号波形を用いて加圧作業時のピークの高さと時間の組み合わせで判定が行える。例えば、ピン抜き作業を行ったとき、実線Ｓで示すようにピークＰ１とピークＰ２が観測されると、破線Ｒで示す波形で観測されるピークＰｒと比べることができる。ピークの高さ、観測される時間を組み合わせて比較することで、工程の異常を判定することができる。本実施形態の構成では、ピークＰ１をスパイク状の波形として検出することもでき、良否判定の精度が向上する。

座屈検出部４０は、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、歪変換部３３の軸心線１５の外側に配置されるので、加圧機１の加工圧力を受けることがなく、加工圧力の検出が可能である。加工圧力に耐える座屈検出部４０を選定が不要となる。

レバー５０は、屈曲部５２で曲げた棒体または板体である。レバー外側面５５の一端と他端とに、Ｘ軸方向から歪変換部３３に接触する接触点５１と、屈曲部５２を挟んだ他端がＹ軸方向から固定支持部材３２の歪変換部３３側の端面に接触する支点５４とを備えたので、加圧機１がワーク２へ加える圧力が座屈検出部４０に加わることがない。座屈検出部４０は、加圧機１の加工圧力を受けることがなく、歪変換部３３の座屈を検出可能である。圧力検出装置３０は、歪変換部３３の座屈の検出により、加圧機１による加工圧力の検出が可能となり、ワーク２の加工の良否判定が容易にできる。

（第２実施形態）
図９，１０に示すように、第２実施形態の圧力検出装置７０は、座屈検出部１００が備えるレバー７２の形状及び配置が第１実施形態のものと異なる。圧力検出装置７０は、ワーク２に加工圧力を加えるＹ軸方向で可動プレート５と台座３との中間位置に配置可能である。

図１０に示すように、圧力検出装置７０は、固定支持部材７３及び歪変換部７４を有する本体７１と、座屈検出部１００とを備える。本体７１の上部は、固定支持部材７３を有し、可動プレート５の下面に固定可能である。本体７１の下部は歪変換部７４を有し、Ｙ軸上に加工ヘッド９を装着可能である。固定支持部材７３は、加圧機１からの加工圧力を受ける板体である。Ｙ軸と直交する位置で可動プレート５にねじ止めされる。

座屈検出部１００は、変位検出部８４と、レバー７２と、抑え部材８３と、与圧部材８２とを備える。

変位検出部８４は弾性部材８５と熱流センサ８６とを有する。
座屈検出部１００のレバー７２は、図１０に示すように、接触点７６、屈曲部７７、作用部７８、支点７９を軸線方向に順番に備える棒体または板体である。

レバー７２は、屈曲部７７で９０度に曲げられる。屈曲部７７の内角を形成する面をレバー内側面８１とすると、接触点７６と支点７９とは、レバー内側面８１のそれぞれの端部でレバー７２の軸線と交差する陵線を有する。接触点７６の稜線は、加圧機１の圧力が加わらないように、歪変換部７４に座屈の生じるＸ軸方向から接触する。同様に支点７９の稜線は固定支持部材７３の上面側に前記Ｙ軸方向から接触する。固定支持部材７３の上面側とは、固定支持部材７３の歪変換部７４とは反対側の面である。

さらに、座屈検出部１００に加圧機１の圧力が加わらないようにするために、固定支持部材７３の上面側に凹部８７を設け、凹部８７内に、レバー７２の支点７９及び作用部７８と、変位検出部８４と、抑え部材８３と、与圧部材８２とを収容する。作用部７８は、変位検出部７５が接触するレバー７２上の部分である。作用部７８は、レバー７２によって増幅された変位を圧縮の変化量として、弾性部材８５に加える部位である。

抑え部材８３は、与圧部材８２によって、変位検出部８４をレバー７２の作用部７８に押え付ける板体である。屈曲部７７の外角を形成する面をレバー外側面８８とすると、抑え部材８３は、レバー外側面８８で変位検出部８４の抑え付けをする。

与圧部材８２は、レバー７２の変位が弾性部材８５に加わるように、また、弾性部材８５からの熱流が熱流センサ８６に伝わるように押圧するボルトである。作用部７８で抑え部材８３と変位検出部８４とレバー７２とを固定支持部材７３に共締めする一本のボルトである。与圧部材８２は、抑え部材８３及び変位検出部８４の中央部とレバー７２を貫通して固定支持部材７３に締結する。

与圧部材８２を締結すると、座屈検出部８０の初期状態は次の動作（１）－（３）を生じる。
（１）レバー７２の接触点７６に歪変換部７４からＸ軸方向に斥力を受ける。
（２）レバー７２の支点７９に固定支持部材７３からＹ軸方向の斥力を受ける。
（３）弾性部材８５に与圧部材８２の締結方向の変位が生じる。弾性部材８５はレバー７２の可動範囲内で圧縮される。

第１実施形態と同様に、加圧機１がワーク２に挿入されたピンを抜く工程を行うと、歪変換部７４に座屈に伴う歪が発生する。歪変換部７４は板体であって、歪変換部７４の上面１７がＹ軸と交差し、厚み方向がＸ軸方向となるように固定されるので、歪変換部７４の平面側であるＸ軸方向に歪が発生する。歪は、歪変動量（ΔＸ）として接触点７６に伝播する。

接触点７６が受けた歪変動量（ΔＸ）は、検知レバー７２本体を通じて増幅され作用部７８へ伝播させる。これにより作用部７８は、弾性部材８５に変位を加える。弾性部材８５に加わる変位が小さくなると、弾性部材８５の圧縮量が減少し、弾性部材８５への吸熱の流れが生じる。また、弾性部材８５加わる変位が大きくなると、弾性部材８５の圧縮量が増加し、弾性部材８５から発熱の流が生じる。つまり、圧縮の変化量（ΔＹ）は、熱流センサ８６が受ける熱流に変化を生じさせ、変位検出部８４で時系列的に変化する電気信号を取り出すことが可能となる。

図９，１２に示すように、固定支持部材７３の上面側に凹部８７を設ける。座屈検出部１００は、凹部８７内にレバー７２の支点７９及び作用部７８と、変位検出部８４と、抑え部材８３と、与圧部材８２とを収容するので、変位検出部８４が加圧機１の加工圧力を受けずに加工圧力の検出が可能となる。

レバー７２は、屈曲部７７で曲げた棒体または板体である。レバー内側面８１の一端がＸ軸方向から歪変換部７４に接触可能である接触点７６と、屈曲部７７を挟んだ他端がワーク２に加工圧力を加えるＹ軸方向から固定支持部材７３の前記歪変換部とは反対側の面に接触する支点７９と、固定支持部材７３の歪変換部７４とは反対側に支点７９及び変位検出部８４を埋設可能な凹部８７とを備えたので、加圧機１がワーク２へ加える圧力は、圧力検出装置７０に備えた座屈検出部１００に加わることがない。座屈検出部１００は、加圧機１の加工圧力を受けることがなく、歪変換部７４の座屈を検出できる。

（第３実施形態）
第３実施形態について図１１及び図１２に基づいて説明する。一つの材料から同一多数のワークの加工をする場合、図１１，１２に示すように、一つの固定支持部材７３に歪変換部７４と加工ヘッド９の一式を多数隣接させて備えることが想定される。第２実施形態の圧力検出装置７０に加えて、同じ構成の圧力検出装置９０を備える。歪変換部９４は、歪変換部７４と同じものである。また、座屈検出部１１０は、座屈検出部１００と同じ構成のものである。その他、圧力検出装置９０が備える構成は、圧力検出装置７０と同じである。

座屈検出部１００、座屈検出部１１０を固定支持部材７３の上面側からそれぞれ固定するので、図１０、１３のように、くし形に配置された歪変換部７４，９４に対して、圧力検出装置７０と圧力検出装置９０とを固定支持部材７３の上面側から固定することが可能である。

以上、第１実施形態及び第２実施形態及び第３実施形態の座屈検出部４０，６０，８０,１００，１１０は、変位検出部４１，４５，６３，８４と、レバー５０，６１，７２と、抑え部材５６，６２，６７，８３と、与圧部材３７，３８，３９，８２を備える。変位検出部４１，６３，８４は、歪変換部３３，７４の歪変動量に応じて発生する変位を検出する。レバー５０，６１，７２は、歪変換部３３，７４に座屈の生じるＸ軸方向から接触する接触点５１，７６及び、固定支持部材３２，７３にワーク２に加工圧力を加えるＹ軸方向から接触する支点５４，７９及び、前記歪変動量を変位検出部４１，４５，６３，８４の一方の面へ伝播可能な作用部５３，７８を有する。レバー５０，６１，７２は、歪変換部３３，７４の歪変動量を増幅して作用部５３，７８の変位に変換するように支点５４，７９を中心に可動可能である。抑え部材５６，６２，６７，８３は、変位検出部４１，４５，６３，８４の他方の面に接する。与圧部材３７，３８，３９，８２は、レバー５０，６１，７２の可動範囲において変位検出部４１，６３，８４が少なくとも圧縮されるように、抑え部材５６，６２，６７，８３と変位検出部４１，６３，８４とレバー５０，７２とを固定支持部材３２，７３に共締めする。これにより、加圧機１がワーク２へ加える圧力が、圧力検出装置３０，７０，９０に備えた座屈検出部４０，６０，８０，１００，１１０に加わることない。また、座屈検出部４０，６０，８０，１００，１１０は、接触点５１，７６で歪変換部３３，７４，９６の座屈を検出し、レバー５０，７２が作用部５３，７８で増幅することができる。変位検出部４１，６３，８４、９４で座屈にともなう歪を検出して加圧機１によるワーク２の加工の良否判定が容易にできる。

また、変位検出部４１，４５，６３，８４は、作用部５３，７８の変位を圧縮の変化量（ΔＹ）として熱流に変換可能な弾性部材４２，４６，８５、及び弾性部材４２，４６，８５の発する熱流を電気信号に変換可能な熱流センサ４３，４７，８６の積層体である。これにより、座屈検出部４０，６０，８０，１００，１１０は、歪変換部３３，７４，９６の座屈を、弾性部材４２，４６，８５の圧縮の変化量にして、熱流センサ４３，４７，８６で圧縮の変化量に伴う熱流によって検出することができる。歪変換部３３，７４，９４の座屈により、加圧機１によるワーク２の加工の良否判定が容易にできる。

（第４実施形態）
第４実施形態について図１３にもとづいて説明する。

与圧部材３８，３９を備えた構成について説明する。第１実施形態の圧力検出装置３０では与圧部材３７として、一本のボルトを用いたが、与圧部材３８、３９として二本のボルトを用いてもよい。

座屈検出部６０は、レバー６１を横断する位置で与圧部材３８，３９として二本のボルトを用いて、抑え部材６２及びレバー６１で変位検出部６３を挟みこむことができる。変位検出部６３は、歪による変位を熱流に変換可能な弾性部材６５と弾性部材６５の発する熱流を電気信号に変換可能な熱流センサ６６との積層体である。与圧部材３８，３９を用いると、変位検出部６３はボルトを通す穴をあける必要がなくなり、穴のない矩形形状にできる。形状及び取付けの自由度が増加する。

（第５実施形態）
第５実施形態について図１４にもとづいて説明する。

変位検出部４５を備えた構成について説明する。第１実施形態の圧力検出装置３０では、変位検出部４１は、図３に示すように、弾性部材４２と熱流センサ４３との積層体で構成した。これに対して、図１４に示すように、本例の変位検出部４５は、座屈検出部８０において、抑え部材６７から弾性部材４６と熱流センサ４７、熱流センサ４３と弾性部材４２の順に２段になるように積層した構成を有する。弾性部材４６は、弾性部材４２と同じものである。また、熱流センサ４７は、熱流センサ４３と同じものである。このようにすると変位検出部４５の両面からの熱流の出入りを検出することができ、１段で積層した場合に比べて、座屈による歪の特徴をより詳細に検出できる。

（その他の実施形態）
（ａ）実施形態では、接触点の稜線が歪変換部に接触し、支点の稜線が固定支持部材に接触する構成を説明したが、それぞれ稜線による接触でなく点接触とする構成にしてもよい。感度を高くする場合、点接触がよく、計測の安定を重視する場合、陵線による接触がよい。また、どちらか一方を点接触とする構成にしてもよい。

（ｂ）一つの固定支持部材に歪変換部と加工ヘッドとの一式を多数隣接させて備える場合、実施形態では、２セットを備えた例を説明したが、これに限定されるものではない。必要に応じて、セット数を増やすことができる。

（ｃ）本発明の圧力検出装置において、変位検出部は、歪による変位を熱に変換可能な弾性部材と弾性部材の発する熱量を電気信号に変換可能な熱流センサとを積層した構成を有するが、これに限定するものではない。変位検出部は、ロードセルまたはマグネスケール（登録商標）を有するものでもよい。

（ｄ）圧力検出装置の使用範囲は、加圧機による圧入ピンを抜き取る工程に限定されない。カーボン材を打ち抜く工程等適宜、加圧工程で使用できる。

（ｅ）第１実施形態では、歪変換部３３を形成する板体は、超鋼材で形成される。本発明の歪変換部の材料は超鋼材に限られない。歪変換部の形状は、板体でなくともよく、棒体でもよく、形状は実施形態に限定されない。

（ｆ）第１実施形態における歪変換部は、厚み（Ｗ）に対して、高さ（Ｈ）と奥行き（Ｄ）の長さが１０倍程度大きい板材としたが、本発明では、厚み（Ｗ）に対する高さ（Ｈ）と奥行き（Ｄ）の長さはこの倍率に限られない。

（ｇ）また、厚み（Ｗ）、高さ（Ｈ）、奥行き（Ｄ）の具体的な寸法を提示して説明をしたが、これらの寸法に限定されない。座屈を起こさせる点で、厚み（Ｗ）は、高さ（Ｈ）及び奥行き（Ｄ）を含む平面に変位を生じさせるように設定すればよい。

（ｈ）固定支持部材の取り付け面に対する加工ヘッドの取り付け面の平行度を数値で示したが加工精度が確保できればこれに限定されない。

（ｉ）第１実施形態では、弾性部材４２は、熱弾性効果により熱を発生することができる超高分子ポリエチレン製の材料を用いたが、本発明の弾性部材は、熱弾性効果により熱を発生することができる材質であればよい。

本発明は実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

１・・・加圧機、 ２・・・ワーク、
３・・・台座、 ５・・・可動プレート、
９・・・加工ヘッド、 １５・・・軸心線、
３０，７０，９０・・・圧力検出装置、
３１，７１・・・本体、
３２，７３・・・固定支持部材、 ３３，７４，９４・・・歪変換部、
４０，６０，８０，１００，１１０・・・座屈検出部。

Claims (5)

1. 台座（３）に載置されたワーク（２）に対し加圧機（１）の加工ヘッド（９）が押圧し、ワークに加わる加工圧力を検出する圧力検出装置（３０，７０，９０）であって、
   前記加圧機の可動プレート（５）に固定され、前記加圧機の駆動力を受ける固定支持部材（３２，７３）と、
   ワークに当接可能で加工圧力を加える加工ヘッドと、
   前記固定支持部材と加工ヘッドとの間に固定され、前記加工圧力に応じて座屈により歪を生じる歪変換部（３３，７４，９４）と、
   前記歪変換部の座屈による歪変動量（ΔＸ）を検出可能な座屈検出部（４０，６０，８０，１００，１１０）と、
   を備える圧力検出装置。
2. 前記座屈検出部は、
   前記歪変動量に応じて発生する変位を検出する変位検出部（４１，４５，６３，８４）と、
   前記歪変換部に座屈の生じるＸ軸方向から接触する接触点（５１，７６）及び、前記固定支持部材に前記ワークに加工圧力を加えるＹ軸方向から接触する支点（５４，７９）及び、前記歪変動量を前記変位検出部の一方の面へ伝播可能な作用部（５３，７８）を有し、前記歪変動量を増幅して前記作用部の変位に変換するように前記支点を中心に可動可能なレバー（５０，６１，７２）と、
   前記変位検出部の他方の面に接する抑え部材（５６，６２，６７，８３）と、
   前記レバーの可動範囲において前記変位検出部が少なくとも圧縮されるように、前記抑え部材と前記変位検出部と前記レバーとを前記固定支持部材に共締めする与圧部材（３７，３８，３９，８２）と、
   を備えた請求項１に記載の圧力検出装置。
3. 前記変位検出部（４１，４５，６３，８４）は、前記作用部の変位を圧縮の変化量（ΔＹ）として熱流に変換可能な弾性部材（４２，４６，８５）、及び、前記弾性部材の発する熱流を電気信号に変換可能な熱流センサ（４３，４７，８６）を有し、
   前記弾性部材と前記熱流センサとが積層されている請求項２に記載の圧力検出装置。
4. 前記座屈検出部（４０、６０、８０）は、前記歪変換部の軸心線（１５）から偏心した位置に配置されており、
   前記レバー（５０，６１）は、
   屈曲部（５２）で曲げた棒体または板体であり、
   前記接触点（５１）は、前記レバーのレバー外側面（５５）の一端が前記Ｘ軸方向から前記歪変換部（３３）に接触し、
   前記支点（５４）は、前記屈曲部を挟んだ他端が前記Ｙ軸方向から前記固定支持部材（３２）の前記歪変換部側の端面に接触する請求項２または３に記載の圧力検出装置。
5. 前記レバー（７２）は、
   屈曲部（７７）で曲げた棒体または板体であり、
   前記接触点（７６）は、前記レバーのレバー内側面（８１）の一端が前記Ｘ軸方向から前記歪変換部（７４，９４）に接触し、
   前記支点（７９）は、前記屈曲部を挟んだ他端が前記Ｙ軸方向から前記固定支持部材（７３）の前記歪変換部とは反対側の面に接触し、
   前記固定支持部材の前記歪変換部とは反対側に前記支点及び前記変位検出部を収容可能な凹部（８７）が形成されている請求項２または３に記載の圧力検出装置。

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