WO2006120764A1 - 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。

Description

明 細 書

加圧装置

技術分野

[0001] 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。

背景技術

[0002] 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)。

[0003] 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。

[0004] 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 2 0は、両流体室 Al, A2に充填された流体による抵抗を殆ど受けることなぐ固定部 1 0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。

[0005] 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。

[0006] 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 5 03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 、ように連結される。この連結状態にぉ 、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 50 2から外れて、その回動軸回りに設けられるパネ (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。

[0007] 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 20 la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 ヽる。

[0008] 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 1、加圧ピストン 301を備える入力軸 30と、受圧面積の大き!/、受圧ピストン 20 1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。

[0009] 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 5 0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 、加圧ピストン 301で第三 流体室 A3から押し出された流体力 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。

[0010] 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 A 3の連通を遮断する初期位置に押し下げられる。

特許文献 1：国際特許公開 WO2002Z055291号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0011] 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力 以下のような問題点がある。

[0012] 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。

[0013] 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 つて、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。

[0014] 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、高速移動力も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。

[0015] 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 つた o

[0016] 本発明は、斯カる問題点に鑑みて、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ぐ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。

課題を解決するための手段

[0017] 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力 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。

[0018] 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。 [0019] 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。

[0020] 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。

[0021] 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。

[0022] 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。

[0023] 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。

[0024] 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 ヽずれかに記載の加圧装置を提供する。

[0025] 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!ヽ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。

[0026] 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。

[0027] 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。

[0028] 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。 [0029] 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。

[0030] 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。

[0031] 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。

[0032] 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。

発明の効果

[0033] 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。

[0034] 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。

[0035] 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。

[0036] 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!/、う優れた効果を奏する。

[0037] 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。

[0038] 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 、う優れた効果を奏する。

[0039] 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。

[0040] 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。

[0041] 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。

[0042] 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。

[0043] 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 、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 、と 、う優れた効果を奏する。

[0044] 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、パ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。

[0045] 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。

図面の簡単な説明 [0046] [図 1]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。

[図 2]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。

[図 3]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。

[図 4]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。

[図 5]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。

[図 6]本実施形態に係る加圧装置において、出力軸が高速移動力 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。

[図 7]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。

[図 8]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。

[図 9]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。

[図 10]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。

[図 11]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。

[図 12]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。

[図 13]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

[0047] 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 一 通穴

l ib 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

発明を実施するための最良の形態

[0048] 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。

[0049] 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。

[0050] 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、これによつて、加圧装置の設置姿勢'向きが限定されるものでは なぐ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。

[0051] (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 、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。

[0052] 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 、、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。

[0053] 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。

[0054] (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。

[0055] (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 l ibが形成されている。第一貫通穴 11a及び第二貫通穴 l ibは、筒体 1 11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、榭脂製で断面 U字状の シール材ゃ金属製の滑り材が嵌め込まれる。

[0056] (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 l ib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。

[0057] (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。

[0058] (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。

[0059] (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 l ib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 1 lc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 l ib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!ヽる。

[0060] (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の接触面力も第 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 、ようにシールする。伹 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。

[0061] (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 、る。

[0062] (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。

[0063] (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 、る。

[0064] (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、カロ圧ピストン 3 2 (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。

[0065] (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。

[0066] (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-直動変擁構を構成する。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!/、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の中心力もオフセットされ た位置に配置されている。

[0067] (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

[0068] (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 、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。

[0069] (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 51 la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。

[0070] 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 5 2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力も被係合部 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 ができるようになつている。

[0071] (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の背部にパネ 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に示される状態力も入力軸 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。

[0072] (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〖こ 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 、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。

[0073] 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 52 lbが、入力軸 3側に固定される固定フック本体 511の上 端部 51 la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 52 1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。

[0074] 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。

[0075] (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の加圧面積力 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、カ卩圧ピストン 3 2 (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。

[0076] しカゝしながら、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、カロ圧ピストン 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!、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 、る。

[0077] (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。

[0078] (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 72 1で摺動支持され、その前端 71 la及び後端 71 lbが支持穴 721から露出して 、る。 前端 71 la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 7 12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。

[0079] (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 71 lb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 7 l ib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 71 lbに対向させるよう に案内する通過経路 73aを形成する。

[0080] 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 71 la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。

[0081] (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 8 laで連結される筒状のチャンバ一ケース 81と、チャンバ一ケース 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 チャンバ一ピストン 82と、チャンバ一ケース 81に第二流体管 8 lbで連結されるェアコ 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 、ずれかに設定する切替弁 84と、を備えてなる [0082] 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力 高推力加圧が終了してサーボモ 一ター 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。

[0083] (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) 力も下方移動させても、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ぐ図 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。

[0084] 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、チャンパーピ 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に向力 流体の 流れ、すなわち流体圧機構 6の内部から外部に向力う流体の流れが発生する。

[0085] 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 22 a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が外部力 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。

[0086] 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!ヽるので、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。

[0087] 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に設けられるストツバ（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力 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、これによつて弁体 71が閉鎖方向に作動することは無い。

[0088] 入力軸 3の上端が出力軸 2に設けられるストツバに当接した後も、サーボモーター 4 3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ぐ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。

[0089] (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。

[0090] (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!、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 ヽ ながら、出力軸 2は下方に高速移動する。

[0091] (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。

[0092] (連通路 22aの閉鎖一流体圧機構 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。

[0093] (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 、加圧ピストン 32から受圧面積の大き!/、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、ノ 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。

[0094] (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。 [0095] (加圧ピストン 32の戻り一連結機構 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。

[0096] (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ぐ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。

[0097] (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 、る。

[0098] 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。

[0099] 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力 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。

[0100] 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ぐ入力軸 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。

[0101] 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!、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 71 1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。

[0102] 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。

[0103] 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 、ると 、う特徴点を有して!/、る。

[0104] 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 22 aを確実に開放することができる。

[0105] 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 2 2aを一層確実に開放することができる。

[0106] 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。

[0107] 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。

[0108] 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 、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!/、う特徴点を有して!/、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。

[0109] 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。

[0110] 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!、う特徴点を有して!/、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。

[0111] 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ぐ部品点数を少なくすることができる。 [0112] 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、カロ 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。

[0113] 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 、。

[0114] 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ぐ装置の複雑ィ匕が避けられるものである

[0115] (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、その押圧型が受型ゃ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。

[0116] 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力 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、それらのセンサ力も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。 [0117] 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、外部力 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ァクチユエータで解除させるようにしても良い

[0118] 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 た力 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。

[0119] 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 、で移動速度を落として当接させるようにしても良 、ことは勿論である。

[0120] その他、本発明は上記実施形態に限定されるものでなぐ本発明の要旨を逸脱し な 、範囲内にお 、て種々変更をカ卩ぇ得ることは勿論である。

Claims

請求の範囲

[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力 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。