JPWO2006120764A1 - 加圧装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 流体圧機構の作動を制御する制御機構を、構造簡単で、かつ、製作容易でありながら確実に作動させることができるものとし、また、出力軸を必ずしも原点位置まで復帰させる必要がなく、作動ストロークを適宜変更することができる加圧装置を提供する。【解決手段】 連結機構（５）による連結がなされているときに、流体圧機構（６）を外部と連通する連通路（２２ａ）の開放を維持し、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）内の流体が外部へ押し出される際の流れを検出することにより、連通路（２２ａ）を閉鎖して流体圧機構（６）を外部から遮断する制御機構（７）を備えることを特徴とする。【選択図】 図１

Description

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。
国際特許公開ＷＯ２００２／０５５２９１号公報

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。

第一に、第二流体室Ａ２と第三液体室Ａ３の連通を遮断するために設けられる補助弁体７０２が、制御機構７０の構造を複雑化させ、故障発生リスクの増大要因となっていた。

第二に、補助弁体７０２を第二流体室Ａ２と第三流体室Ａ３の連通を遮断する初期位置まで戻すためには、出力軸２０を必ず原点位置に復帰させる必要がある。したがって、出力軸２０を大きく後退させずに済む場合、例えば、出力軸２０と加圧対象物の隙間を大きく開けなくても良い場合でも、出力軸２０を原点位置まで戻す必要があり、その結果、タイムロスを生じていた。

第三に、弁体７０１は、支持穴２０２との摺動抵抗により保持される。前記摺動抵抗が大きくなりすぎると、高速移動から高推力加圧への切り替え時に、補助弁体７０２が弁体７０１よりも先に作動して、連通路２０１ａを閉鎖できなくなる恐れがある。そのため、製作時に、弁体７０１と支持穴２０２の寸法関係を厳しく管理する必要があった。

第四に、弁体７０１は、高推力加圧の終了後に第一流体室Ａ１内の液圧で押し戻されるが、弁体７０１は連通路２０１ａ内に差し込まれるピン状に形成されており、受圧面積が小さい。そのため、弁体７０１は、第一流体室Ａ１内の液圧のみでは初期位置まで戻り切らない恐れがある。すなわち連通路２０１ａの開放が不完全となり、第二流体室Ａ２から第一流体室Ａ１への流体移動を伴う出力軸２０の戻りが遅くなる可能性があった。

本発明は、斯かる問題点に鑑みて、流体圧機構の作動を制御する制御機構を、構造簡単で、かつ、製作容易でありながら確実に作動できるように構成する。また、出力軸を必ずしも原点位置まで復帰させる必要がなく、作動ストロークを適宜変更することができる加圧装置を提供する。

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、該入力軸を前記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常時連結し、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に伝達可能な流体圧機構と、前記連結機構による連結がなされているときに、前記流体圧機構と外部を連通する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、前記入力軸の付勢で前記流体圧機構内の流体が外部へ押し出される際の流れを検出することにより、前記連通路を閉鎖して前記流体圧機構を外部から遮断する制御機構と、を備えることを特徴とする加圧装置を提供する。

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た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、前記第二流体室と常時連通される第三流体室を形成する入力軸と、該入力軸に形成され、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制御機構と、を備えることを特徴とする加圧装置を提供する。

請求項３に記載される発明は、前記制御機構は、前記流れの押圧力で作動して前記連通路を閉鎖する弁体を備え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。

請求項４に記載される発明は、前記制御機構は、前記押圧力を受けて前記弁体を駆動する入力部を備え、該入力部は、前記流れに対向するように配置され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。

請求項５に記載される発明は、前記入力部は、前記流れに対向するように配置される凹部の底面に露出してい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。

請求項６に記載される発明は、前記制御機構は、前記押圧力を受けて前記弁体を駆動する入力部を備え、該入力部は、前記流れの通過経路の突き当たりに配置され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。

請求項７に記載される発明は、前記入力部は、前記突き当りに形成される凹部の底面に露出してい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。

請求項８に記載される発明は、前記弁体は、前記押圧力の作用で前記連通路の開口を覆うように当接して前記連通路を閉鎖する閉鎖部を備えることを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の加圧装置を提供する。

請求項９に記載される発明は、前記閉鎖部は、前記開口よりも面積が大きく設定されていることを特徴とする請求項８に記載の加圧装置を提供する。

請求項１０に記載される発明は、前記閉鎖部は、前記開口を覆う面が凹状に形成されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の加圧装置を提供する。

請求項１１に記載される発明は、前記弁体は、前記出力軸に形成される支持部に摺動支持されており、前記押圧力で摺動させられて前記連通路を閉鎖することを特徴とする請求項４乃至１０のいずれかに記載の加圧装置を提供する。

請求項１２に記載される発明は、前記制御機構は、前記弁体が所定値以上の押圧力を受けるまで、前記連通路の開放を維持するように、前記弁体を保持する保持部材を備えることを特徴とする請求項３乃至１１のいずれかに記載の加圧装置を提供する。

請求項１３に記載される発明は、前記保持部材は磁石であることを特徴とする請求項１２に記載の加圧装置を提供する。

請求項１４に記載される発明は、前記入力部は、前記弁体に一体的に形成されていることを特徴とする請求項４乃至１３のいずれかに記載の加圧装置を提供する。

請求項１５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直動させる駆動機構と、前記出力軸と前記入力軸とを相対移動しないように連結する連結機構と、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に伝達可能な流体圧機構と、を備えてなる加圧装置であって、前記出力軸と前記入力軸は、前記流体圧機構で常時連結されており、前記出力軸と前記入力軸の相対移動で前記流体圧機構内の流体が外部へ押し出される際の流れを検出することにより、前記流体圧機構を作動可能な状態に切り替えることを特徴とする加圧装置を提供する。

請求項１６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直動させる駆動機構と、前記出力軸と前記入力軸とを相対移動しないように連結する連結機構と、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に伝達可能な流体圧機構と、を備えてなる加圧装置であって、前記出力軸と前記入力軸は、前記流体圧機構で常時連結されており、前記出力軸と前記入力軸の相対移動で前記流体圧機構内の流体が外部へ押し出されるときに、前記流体圧機構を作動可能な状態に切り替えることを特徴とする加圧装置を提供する。

請求項１、２、１５又は１６のいずれかに記載の加圧装置は、出力軸と入力軸が流体的に常時連結されており、入力軸と出力軸の相対動きに伴って発生する流体の流れを検出することにより、流体圧機構の作動（パスカルの原理による付勢力の増大）を開始させる。そのため、出力軸と入力軸との流体的連結を遮断した状態で第三流体室の内圧を上昇させることにより入力軸と出力軸の相対動きを検出して流体圧機構の作動を開始する上記従来の加圧装置のように、補助弁体を設けたり、補助弁体を連結の解除を検出できる初期位置に戻すために出力軸を原点位置に復帰させたりする必要が無い。その結果、装置構造を簡単で製作容易なものにすることができるという優れた効果を奏する。また、流体圧機構の作動を確保するために、出力軸の作動ストロークを必要以上に大きくしなくても良い。

請求項３に記載の加圧装置は、流体の流れの押圧力で流体圧機構を作動させるので、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、電気等の外部動力を使用せずに高推力加圧への切替をすることができ、また、装置構造を簡単に構成することができるという優れた効果を奏する。

請求項４に記載の加圧装置は、制御機構に流体の流れによる押圧力を受ける入力部を設けて、この入力部を流体の流れに対向するように配置したので、請求項３に記載の加圧装置が奏する効果に加えて、制御機構をより確実に作動させることができるという優れた効果を奏する。

請求項５に記載の加圧装置は、流体の流れに対向するように配置される凹部の底面に入力部を露出させたので、請求項４に記載の加圧装置が奏する効果に加えて、流体の流れによる押圧力をより強力に作用させて、制御機構の作動を一層確実にすることができるという優れた効果を奏する。

請求項６に記載の加圧装置は、制御機構に流体の流れによる押圧力を受ける入力部を設けて、この入力部を流体の流れの通過経路の突き当たりに配置したので、請求項３に記載の加圧装置が奏する効果に加えて、制御機構をより確実に作動させることができるという優れた効果を奏する。

請求項７に記載の加圧装置は、流体の流れの通過経路の突き当たりに配置される凹部の底面に入力部を露出させたので、請求項６に記載の加圧装置が奏する効果に加えて、流体の流れによる押圧力をより強力に作用させて、制御機構の作動を一層確実にすることができるという優れた効果を奏する。

請求項８に記載の加圧装置は、弁体に、押圧力の作用で連通路の開口を覆うように当接して連通路を閉鎖する閉鎖部を備えたので、請求項４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、連通路の閉鎖が確実に行われるという優れた効果を奏する。

請求項９に記載の加圧装置は、閉鎖部は、開口よりも面積が大きく設定されているので、請求項８に記載の加圧装置が奏する効果に加えて、高推力加圧の終了時に、流体圧機構の外部から内部へ（第一流体室から第二流体室へ）流れ込む流体が弁体に確実に押し戻して、連通路を完全に開放することができるという優れた効果を奏する。

請求項１０に記載の加圧装置は、閉鎖部は、開口を覆う面が凹状に形成されているので、請求項８又は９に記載の加圧装置が奏する効果に加えて、高推力加圧の終了時に、流体圧機構の外部から内部へ（第一流体室から第二流体室へ）流れ込む流体が、受圧面積の大きい凹状面に作用して閉鎖部をより大きな力で押し上げることとなり、連通路を一層確実に開放することができるという優れた効果を奏する。

請求項１１に記載の加圧装置は、弁体は、出力軸に形成される支持部に摺動支持されており、押圧力で摺動させられて連通路を閉鎖するので、請求項４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、構造簡単で故障が少なく済むという優れた効果を奏する。

請求項１２に記載の加圧装置は、制御機構は、弁体が所定値以上の押圧力を受けるまで、連通路の開放を維持するように弁体を保持する保持部材を備えるので、請求項３乃至１１のいずれかに記載の加圧装置が奏する効果に加えて、不用意に連通路が閉鎖されて作動不良を起こすことがないという優れた効果を奏する。

請求項１３に記載の加圧装置は、保持部材を磁石で形成したので、請求項１２に記載の加圧装置が奏する効果に加えて、バネ等を使用する場合に比べ保持構造が簡単で、故障や作動不良を発生する心配が少なく済むという優れた効果を奏する。

請求項１４に記載の加圧装置は、入力部が弁体に一体的に形成されているので、請求項４乃至１３のいずれかに記載の加圧装置が奏する効果に加えて、制御機構の構造が簡単で故障が少なく済むという優れた効果を奏する。

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。 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。 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直後の状態を示す図。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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

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

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

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。

（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。

（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。

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。

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。

（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。

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。

（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。

（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。

（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。

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。

（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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、該入力軸を前記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であるとともに、前記連結が解除されている場合において前記入力軸を高推力加圧前の位置まで戻すことにより前記連結を復元する連結機構と、前記出力軸に形成される受圧ピストンと前記入力軸に形成される加圧ピストンを流体的に常時連結し、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流体圧機構と、前記連結機構による連結がなされているときに、前記流体圧機構と外部を連通する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たときに、前記入力軸の付勢で前記受圧ピストンと前記加圧ピストンが相対移動して前記流体圧機構内の流体が前記連通路から外部へ押し出される際の流れを検出することにより、前記連通路を閉鎖して前記流体圧機構を外部から遮断する制御機構と、を備えることを特徴とする加圧装置を提供する。

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た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、前記第二流体室と常時連通される第三流体室を形成する入力軸と、該入力軸に形成され、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く、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であるとともに、前記出力軸が加圧対象物に当接することによって前記連結を解除し、前記連結が解除された状態から前記入力軸を高推力加圧前の位置まで戻すことにより前記出力軸と前記入力軸の連結が復元される連結機構と、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、前記入力軸の付勢で前記受圧ピストンと前記加圧ピストンが相対移動して前記第三流体室から前記第二流体室を介して前記第一流体室へ押し出される流体の流れを検出することにより、前記連通路を閉鎖する制御機構と、を備えることを特徴とする加圧装置を提供する。

請求項１５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直動させる駆動機構と、前記出力軸と前記入力軸とを相対移動しないように連結可能であるとともに、前記出力軸が加圧対象物に当接することによって前記連結を解除し、前記連結が解除された状態から前記入力軸を高推力加圧前の位置まで戻すことにより前記出力軸と前記入力軸の連結が復元される連結機構と、前記出力軸に形成される受圧ピストンと前記入力軸に形成される加圧ピストンを流体的に常時連結し、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流体圧機構と、を備えてなり、前記受圧ピストンと前記加圧ピストンの相対移動で前記流体圧機構内の流体が前記受圧ピストンに形成される連通路から外部へ押し出される際の流れを検出することにより、前記流体圧機構を作動可能な状態に切り替えることを特徴とする加圧装置を提供する。

請求項１６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直動させる駆動機構と、前記出力軸と前記入力軸とを相対移動しないように連結可能であるとともに、前記出力軸が加圧対象物に当接することによって前記連結を解除し、前記連結が解除された状態から前記入力軸を高推力加圧前の位置まで戻すことにより前記出力軸と前記入力軸の連結が復元される連結機構と、前記出力軸に形成される受圧ピストンと前記入力軸に形成される加圧ピストンを流体的に常時連結し、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流体圧機構と、を備えてなり、前記受圧ピストンと前記加圧ピストンの相対移動で前記流体圧機構内の流体が前記受圧ピストンに形成される連通路から外部へ押し出されるときに、前記流体圧機構を作動可能な状態に切り替えることを特徴とする加圧装置を提供する。

Claims (16)

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、
   該入力軸を前記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常時連結し、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に伝達可能な流体圧機構と、
   前記連結機構による連結がなされているときに、前記流体圧機構と外部を連通する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、前記入力軸の付勢で前記流体圧機構内の流体が外部へ押し出される際の流れを検出することにより、前記連通路を閉鎖して前記流体圧機構を外部から遮断する制御機構と、を備えることを特徴とする加圧装置。
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た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、前記第二流体室と常時連通される第三流体室を形成する入力軸と、
   該入力軸に形成され、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制御機構と、を備えることを特徴とする加圧装置。
3. 前記制御機構は、前記流れの押圧力で作動して前記連通路を閉鎖する弁体を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の加圧装置。
4. 前記制御機構は、前記押圧力を受けて前記弁体を駆動する入力部を備え、
   該入力部は、前記流れに対向するように配置されることを特徴とする請求項３に記載の加圧装置。
5. 前記入力部は、前記流れに対向するように配置される凹部の底面に露出していることを特徴とする請求項４に記載の加圧装置。
6. 前記制御機構は、前記押圧力を受けて前記弁体を駆動する入力部を備え、
   該入力部は、前記流れの通過経路の突き当たりに配置されることを特徴とする請求項３に記載の加圧装置。
7. 前記入力部は、前記突き当りに形成される凹部の底面に露出していることを特徴とする請求項６に記載の加圧装置。
8. 前記弁体は、前記押圧力の作用で前記連通路の開口を覆うように当接して前記連通路を閉鎖する閉鎖部を備えることを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の加圧装置。
9. 前記閉鎖部は、前記開口よりも面積が大きく設定されていることを特徴とする請求項８に記載の加圧装置。
10. 前記閉鎖部は、前記開口を覆う面が凹状に形成されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の加圧装置。
11. 前記弁体は、前記出力軸に形成される支持部に摺動支持されており、前記押圧力で摺動させられて前記連通路を閉鎖することを特徴とする請求項４乃至１０のいずれかに記載の加圧装置。
12. 前記制御機構は、前記弁体が所定値以上の押圧力を受けるまで、前記連通路の開放を維持するように、前記弁体を保持する保持部材を備えることを特徴とする請求項３乃至１１のいずれかに記載の加圧装置。
13. 前記保持部材は磁石であることを特徴とする請求項１２に記載の加圧装置。
14. 前記入力部は、前記弁体に一体的に形成されていることを特徴とする請求項４乃至１３のいずれかに記載の加圧装置。
15. 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直動させる駆動機構と、
    前記出力軸と前記入力軸とを相対移動しないように連結する連結機構と、
    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に伝達可能な流体圧機構と、を備えてなる加圧装置であって、
    前記出力軸と前記入力軸の相対移動で前記流体圧機構内の流体が外部へ押し出される際の流れを検出することにより、前記流体圧機構を作動可能な状態に切り替えることを特徴とする加圧装置。
16. 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直動させる駆動機構と、
    前記出力軸と前記入力軸とを相対移動しないように連結する連結機構と、
    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に伝達可能な流体圧機構と、を備えてなる加圧装置であって、
    前記出力軸と前記入力軸の相対移動で前記流体圧機構内の流体が外部へ押し出されるときに、前記流体圧機構を作動可能な状態に切り替えることを特徴とする加圧装置。
    

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