JPH0292499A - プレス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、低圧から高圧までの広い範囲での加圧力の制
御が可能で、しかも低圧領域での微小な加圧力の制御が
可能な新規な構造のプレス装置に関するものである。

（背景技術） プレス装置の中に、極めて広い範囲で加圧力を調節でき
、しかも低圧領域において、微小な加圧力を精度良く調
節できる機能を要求されるものがある。例えば、ガラス
板やセラミックス等を加圧接着するために用いられるプ
レス装置においては、１　ｋｇから１０００ｋｇ程度ま
での範囲で加圧力を調節する機能が要求される一方、低
圧領域において、１　ｋｇ程度の微小な加圧力を調節す
る機能が要求されている。

ところで、このような機能が要求されるプレス装置にお
いては、従来、固定盤との間で被加工品を挟圧する可動
盤が空圧乃至油圧シリンダで駆動され、加圧力がそれら
空圧乃至油圧シリンダの作動力に基づいて得られるよう
になっていた。ところが、可動盤の駆動手段としてそれ
らシリンダを用いるプレス装置にあっては、加圧力に影
響を及ぼすシリンダのシールパツキンの摩擦力が大きく
且つ不安定なため、１　ｋｇ程度の微小な加圧力を精度
良（調節することは事実上不可能であった。

また、油圧シリンダで可動盤を駆動するものにおいては
、油圧制御レリーフバルブの精度を考慮すると、１台の
ポンプで圧力比が２０倍（１：２０）程度の圧力範囲を
カバーするのが精々であるため、仮に１〜１０００ｋｇ
の加圧力の範囲をカバーする必要がある場合には、高圧
用、中圧用および低圧用の３台のポンプを用意しなけれ
ばならず、装置が極めて複雑化するといった問題があっ
た。

さらに、油圧シリンダで可動盤を駆動するものにおいて
は、油圧バルブや配管内を流動する作動油の流動摩擦損
失が影響し、また油温によっても加圧力が影響を受ける
ため、それらに起因しても１〜２ｋｇ程度の加圧力の誤
差が生じることが避けられないといった問題もあった。

（解決課題） ここにおいて、本発明は、このような事情を背景として
為されたものであり、その課題とするところは、低圧か
ら高圧までの広い範囲での加圧力の制御が可能で、しか
も低圧領域での微小な加圧力の制御が可能な、可動盤の
駆動手段として電動モータ手段を採用した新規な構造の
プレス装置を提供することにある。

（解決手段） そして、かかる課題を解決するために、本発明に従うプ
レス装置にあっては、可動盤を挟んで固定盤と対向する
ように駆動盤を設けると共に、該駆動盤と前記可動盤と
の間に、バネ定数が異なる複数のバネ手段を直列に接続
してなる構造の可動器付勢機構を介装し、且つ前記駆動
盤を前記固定盤に対して所定のネジ送り機構を介して接
近・離隔移動せしめる電動モータ手段を設けて、該電動
モータ手段の作動に基づいて該駆動盤を該固定盤に接近
移動させることにより、前記可動盤を前記可動器付勢機
構を介して該固定盤に押圧させて、それら可動盤と固定
盤との間で所定のプレス操作を行ない得るようにしたこ
とを特徴としたのである。

（作用） このようなプレス装置においては、可動盤が被加工物を
介して固定盤に当接させられてその移動を阻止された状
態で、駆動盤が可動盤に対して電動モータ手段にて相対
変位させられることにより、可動盤に加圧力が作用せし
められる。そして、可動盤に対する駆動盤の相対変位量
が小さい間は、可動器付勢機構を構成するバネ手段のバ
ネ定数の小さいものが電動モータ手段の回転に応じて主
として変形させられることから、可動盤に対してその低
バネ定数のバネ手段の変形量にほぼ応じた小さい加圧力
が作用させられ、可動盤に対する駆動盤の相対変位量が
一定量に達して、バネ定数の小さいバネ手段がそれ以上
変形されなくなると、それ以降は、バネ定数のより大き
いバネ手段が電動モータ手段の回転に応じて変形させら
れるようになって、そのより大きいバネ定数のバネ手段
の変形量に応じた大きい加圧力が可動盤に作用させられ
るようになる。

従って、低バネ定数のバネ手段と高バネ定数のバネ手段
とを含んで可動器付勢機構を構成するようにすれば、可
動盤と駆動盤との相対変位量を電動モーフ手段で調節す
ることにより、それら可動器付勢機構を構成するバネ手
段の変形に基づいて、小さい加圧力から大きい加圧力ま
での広い圧力範囲で可動盤に対する加圧力を連続的に調
節することが可能となる。

また、可動器付勢機構の低バネ定数のバネ手段が主とし
て変形せしめられる低加圧力作用時においては、可動盤
に対する駆動盤の相対変位量の割に、すなわち電動モー
タ手段の回転量の割りに、加圧力の変化量を小さくでき
るため、可動盤に対する加圧力を充分細かい圧力精度で
耳部することが可能となる。

（実施例） 以下、本発明をより一層具体的に明らかにするために、
その一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

先ず、第１図および第２図において、１０は、固定盤と
しての上定盤であり、下定盤１２上に立設された４本の
タイバー１４の上端部に取り付けられている。この上定
盤１０と下定盤１２との間には、それら４本のタイバー
１４で４隅を上下方向に案内される状態で、上定盤１０
との間で所定の被加工物を挟圧するための可動盤１６が
配設されており、またこの可動盤１６と下定盤１２との
間には、可動盤１６と同様に、４本のタイバー１４で４
隅を上下方向に案内される状態で、駆動盤１８が設けら
れている。そして、それら可動盤Ｉ６と駆動盤１８との
間に、それぞれ、バネ定数の小さい所定長さの１個の低
圧バネ２０と、バネ定数の大きい所定長さの２個の高圧
バネ２２．２２とが、タイバー１４に嵌挿されて互いに
直列に接続された構造の４ｍのバネ機構２４が介装され
ている。

各バネ機構２４を構成する低圧バネ２０と高圧バネ２２
との間、および両高圧バネ２２．２２の間には、それぞ
れ、タイバー１４に摺動可能に嵌合せしめられた状態で
、バネ座としての環状の凹所を上下端に備えた中間座２
６．２７が介装されており、また可動盤１６および駆動
盤１８には、それぞれ、下方および上方に開口するバネ
座としての環状の凹所を形成せしめる二重筒構造の円筒
部材２９．３１が配設されている。そして、可動盤１６
のバネ座と中間座２６との間で低圧バネ２０が、また中
間座２６と中間座２７との間で一方の高圧バネ２２が、
さらに中間座２７と駆動盤１８のバネ座との間でいま一
方の高圧バネ２２が、それぞれ保持されている。

そして、可動盤１６と前記固定盤としての上定盤ＩＯと
の間で被加工物が未だ挟圧されない間は、可動盤１６が
それら各バネ機構２４のバネ２０゜２２．２２を介して
駆動盤１８に支持されて、駆動盤１８の上下動に伴って
一体的に昇降せしめられるが、可動盤１６と上定盤１ｏ
との間で被加工物が挟圧されて可動盤１６の移動が阻止
されると、駆動盤１８が可動盤１６に対して相対変位さ
せられて、それら駆動盤１８と可動盤１６との間でバネ
２０，２２．２２が圧縮変形され、それらハネ２０．２
２．２２の圧縮変形量に応じた加圧力が可動盤１６に作
用せしめられるようになっている。

二のことから明らかなように、ここでは、上記４つのバ
ネ機構２４から可動盤付勢機構が構成されているのであ
る。

なお、各バネ機構２４のバネ２０，２２．’２２は、そ
の内径がタイバー１４の外径よりも大径とされており、
またそれらの両端部がバネ座としての環状の凹所内に収
容されて保芯されているため、それらバネ２０，２２．
２２がタイバー１４に干渉することはない。また、ここ
では、図示されているように、各バネ機構２４について
３個の円筒状の防護カバー２８が、それぞれの内周面上
端部において円筒部材２９および雨中間座２６．２７の
外周面下端部に固定される一方、それぞれの内周面下端
部において中間座２６．２７および円筒部材３１の外周
面上端部に遊嵌せしめられて配設されており、それら防
護カバー２８によってバネ２０．２２．．２２内に異物
や塵などが侵入しないようにされている。さらに、ここ
では、後述するように、低圧バネ２０が一定量圧縮変形
せしめられると、可動盤１６に配設された円筒部材２９
の下端部に中間座２６の上端部が当接して、低圧バネ２
０がそれ以上変形せしめられないようになっている。

一方、前記駆動盤１日には、その中央部に位置して、雌
ネジ部材３０が配設されており、この雌ネジ部材３０を
貫通し、且つこの雌ネジ部材３０に螺合されて、下足１
１２に回転可能に保持された雄ネジ部材３２が配設され
ている。

この雄ネジ部材３２は、下定盤１２から突出した下端部
において、減速機３４を介して、電動モータ手段として
のギヤー１・′プレーキイ」のパルスモータ３６に接続
されており、かかるパルスモータ３６によって回転駆動
せしめられるようになっている。そして、これにより、
かかるパルスモータ３６の回転作動に基づいて、駆動盤
１８が両ネジ部材３０．３２のネジ送り作用によって昇
降せしめられるようになっている。このことから明らか
なように、ここでは、それらネジ部材３０．３２からネ
ジ送り機構が構成されている。

ところで、可動盤１６および駆動盤１８の側面には、ラ
ック４０が、上端部を可動盤１６に固定されると共に、
下端部を駆動盤１８に設けられたガイド３８で上下方向
に案内されて配設されており、一方駆動盤１８には、か
かるラック４０の駆動盤１８に対する相対位置をピニオ
ン４１を利用して検出して、可動盤１６と駆動盤１８と
の間の相対距離を検出するためのロークリエンコーダ４
２が配設されている。そして、これにより、かかるロー
クリエンコーダ４２の検出値に基づいて、可動盤１６と
駆動盤１８との間の相対距離、ひいては前記バネ機構２
４のバネ２０，２２．２２の変形量、さらにはそれらバ
ネ２０，２２．２２の変形量に応じた加圧力が検出せし
められるようになっている。

なお、ロータリエンコーダ４２に代えてポテンショメー
タを用いることも可能であり、またラック４０．ピニオ
ン４１とロークリエンコーダ４２に代えてマグネットス
ケール装置を採用することも可能であるが、前記雄ネジ
部材３２を回転駆動するパルスモータ３６の回転量を直
接検出して、可動盤１６と駆動盤１８との相対距離、ひ
いては可動盤１６に作用せしめられる加圧力を検知する
ようにすることも可能である。

また、かかるプレス装置においては、上述の如き、可動
盤１６と駆動盤１８との間の相対距離を検出して加圧力
を自動的に検出する加圧力検出装置とは別に、加圧力を
視覚的に確認することのできる加圧力指示装置が設けら
れている。すなわち、可動盤１６および駆動盤１８の側
面の互いに対応する部位に位置してガイド部材４４．４
６が配設されており、これらガイド部材４４．４６によ
って上下に案内される状態で、中間部において前記低圧
バネ２０と高圧バネ２２との間の中間座２６に取り付け
られた目盛スケール４８が配設されている。そして、こ
の目盛スケール４８の上端部側および下端部側に、それ
ぞれ、低圧バネ２０の変形量に応じた加圧力を示す目盛
および高圧バネ２２．２２の総変形量に応じた加圧力を
示す目盛が付与される一方、可動盤１６および駆動盤１
８に、それら目盛を指示する低圧指示針および高圧指示
針（共に図示せず）が設けられている。

つまり、可動盤１６に加圧力が加えられて、低圧バネ２
０および高圧バネ２２．２２がそれぞれ圧縮変形せしめ
られると、可動盤１６および駆動盤１８に対する中間座
２６の相対的な移動により、低圧指示針および高圧指示
針が、目盛スケール４８に対して、それぞれ低圧バネ２
０の圧縮変形量および高圧バネ２２．２２の圧縮変形量
に対応する加圧力を示す目盛位置に相対的に移動せしめ
られるようになっているのであり、これにより、それら
指示針が指示する目盛を読み取ることによって、可動盤
１６の上定盤１０に対する加圧力（押圧力）、ひいては
可動１１６と上定盤１０との間での被加工物に対する加
圧力（プレス力）を知ることができるようになっている
のである。

なお、低圧指示針および高圧指示針は、可動盤１６が上
定盤ＩＯとの間で被加工物を挟圧しない無加圧状態では
、何れも、加圧力が［ＯＪを示す目盛位置を指示するよ
うに調節されて、可動盤１６および駆動盤１日に設けら
れることとなる。ここで、第１図に示されているように
、上定盤１０および可動盤１６にそれぞれ熱板５０が取
り付けられて、被加工物がそれら熱板５０．５０間で挟
圧・プレスされるような場合には、可動盤１６および被
加工物の重量だけでなく、その熱板５０の重量も含めて
、再指示針の位置が調節されることとなる。

このような構成のプレス装置において、第１図に示す状
態からパルスモータ３６を回転させて駆動盤１８を上昇
させると、被加工物を介して可動盤１６が上定盤１０に
当接するまでは、可動盤１６が、バネ機構２４で支持さ
、れて、駆動盤１８に対して同じ位置関係をもって一体
的に上昇せしめられる。そして、その上昇によって可動
盤１６が被加工物を介して上定盤１０に当接すると、そ
れ以上の可動ｆｆ１１６の上昇が抑制されるが、駆動盤
１８はパルスモータ３６の回転量に応じて更に上昇させ
られる。その結果、かかる駆動盤１８と可動盤１６との
間で、バネ機構２４を構成する低圧バネ２０および高圧
バネ２２．２２が圧縮変形され、それらバネ２０．２２
．２２の圧縮量に応じて可動盤１６に加圧力が作用せし
められる。

ここで、駆動盤１８が可動盤１６に対して相対的に接近
させられる初期の段階では、駆動盤１８の上昇に伴って
主として低圧バネ２０が圧縮変形され、圧縮量に応じた
小さな加圧力が可動盤１６に作用せしめられる。例えば
、可動盤１６に対する加圧力が２００　ｋｇに上昇する
までは、かかる低圧バネ２０に圧縮変形が惹起されるも
のとすると、０〜２００ｋｇの範囲の加圧力は、主とし
て、かかる低圧バネ２０の圧縮変形に基づいて得られる
こととなる。つまり、その０〜２００ｋｇの加圧力範囲
では、駆動盤１８と可動盤１６の相対変位量、すなわち
パルスモータ３６の回転量に比して、加圧力の変化量が
小さいのであり、従ってその０〜２００ｋｇの範囲の低
圧領域においては、パルスモータ３６の回転量の調節に
基づいて、加圧力を充分細かい精度で連続的に制御でき
るのである。

なお、この低圧バネ２０のバネ定数が小さい程、上記低
圧領域において、可動盤１６に対する加圧力を細かい精
度で正確に制御することが可能となるが、このバネ定数
をあまり小さくすると、その低圧バネ２０の圧縮量が過
大になり、装置の大型化を招くこととなるため、この低
圧バネ２０のバネ定数は、通常、加圧力に対する要求精
度（一般には、１ｋｇ程度）に応じて選択されることと
なる。

また、低圧バネ２０が長大で、しかもそのバネ定数が小
さ過ぎると、可動盤１６（熱板５０）上に被加工物を載
置した時の重量変動によって可動盤１６に上下方向の波
打ち現象（振動現象）が惹起され、可動盤１６が静止し
難くなるため、そのような波打ち現象を防止するために
ダンパ装置を併設することが望ましいが、通常は、その
ようなダンパ装置を併設することなく、上述のような波
打ち現象の発生を良好に抑制することができる。

駆動盤１８の上昇により、低圧バネ２０が一定量圧縮変
形されて、加圧力が予め定められた大きさに達すると、
前述のように、中間座２６の上端部が可動盤１６に配設
された円筒部材２９の下端部に当接せしめられて、低圧
バネ２０がそれ以上変形されなくなる。従って、それ以
降は、可動盤１６に対する駆動盤１８の接近作動に応じ
て、高圧バネ２２．２２だけが圧縮変形せしめられるこ
ととなる。つまり、パルスモータ３６の回転量に応じて
高圧バネ２２．２２が圧縮変形せしめられるのであり、
これにより、パルスモータ３６の回転量に応じて、高圧
バネ２２．２２の圧縮変形に基づく大きな加圧力が可動
盤１６に作用せしめられるのである。なお、この高圧バ
ネ２２．２２のバネ定数および最大変形量は、加圧力の
高圧領域で要求される精度および最大要求加圧力に応じ
て、プレス装置の大きさを考慮して設定されることとな
る。

このように、本実施例のプレス装置によれば、低圧バネ
２０および高圧バネ２２．２２のバネ定数およびそれら
の最大変形量の設定（高圧バネ２２．２２の最大変形量
は、最大要求加圧力に対して充分大きく設定される）に
より、パルスモータ３６による駆動ｍ１８の上昇作動に
基づいて、可動盤１６に対する加圧力を低圧から高圧ま
で、例えば０〜１０００ｋｇの範囲で連続的に、しかも
低圧領域（例えば０〜２００ｋｇの領域）においては、
低圧バネ２０のバネ定数に応じた優れた圧力精度（例え
ば１　ｋｇ程度の圧力精度）をもって、連続的に昇圧す
ることができるのであり、また加圧力の降圧に際しても
、前述の説明から容易に推察されるように、パルスモー
タ３６による駆動盤１８の下降作動に基づいて、可動盤
１６に対する加圧力を高圧から低圧まで連続的に、しか
も低圧領域においては、低圧バネ２０のバネ定数に応じ
た優れた圧力精度をもって降圧することができるのであ
る。

そして、本実施例では、その可動ｐＪ１１６に対する駆
動盤１８の相対移動による加圧力の大きさが、ロータリ
エンコーダ４２で検出できるようになっていることから
、そのロータリエンコーダ４２で検出される加圧力に基
づいてパルスモータ３６を駆動制御することにより、可
動盤１６に対する加圧力、すなわち上定盤１０と可動盤
１６との間での被加工物に対する加圧力（プレス力）を
自動的に昇降制御することもできるのである。

以上、本発明の実施例を詳細に説明したが、これは文字
通りの例示であり、本発明が、かかる具体例に限定して
解釈されるべきものではな（、その趣旨を逸脱しない範
囲内において、種々なる変更、修正、改良等を施した態
様で実施できることは、言うまでもないところである。

例えば、前記実施例では、電動モータ手段としてパルス
モータ３６が採用されていたが、パルスモータ３６以外
のモータを電動モータ手段として採用することも勿論可
能である。なお、この電動モータ手段は、必要に応じて
、適当なブレーキ装置と組み合わせて用いられることと
なる。

また、前記実施例では、高バネ定数の高圧バネ（２２）
が２個に分割されていたが、状況によっては、１個の高
圧バネ（２２）だけを採用することも可能であり、更に
は高圧バネ（２２）を３個以上に分割して用いることも
可能である。また、低圧バネ２０と高圧バネ２２に加え
て中圧バネ等を更に直列に接続して、それら３種乃至そ
れ以上のバネ定数のバネ手段にてバネ機構２４、更には
可動器付勢機構を構成するようにすることも可能である
。

さらに、前記実施例では、可動器付勢機構を構成するバ
ネ機構２４がタイバー１４に嵌挿されて設けられていた
が、そのようなバネ機構は、必ずしもタイバー１４に嵌
挿された状態で設けられる必要はなく、またその設置数
も、必要に応じて増減することが可能である。

また、本発明は、例示の竪型プレス装置に限定されるも
のではなく、横型や斜傾型等の他の形式のプレス装置に
も適用することが可能である。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明に従うプレス装
置は、電動モーフ手段の回転力に基づいて駆動盤を可動
盤に対して相対移動せしめ、その相対移動によって、そ
れら駆動盤と可動盤との間に設けた、互いに異なるバネ
定数のバネ手段を直列に接続した構造の可動器付勢機構
を介して可動盤に加圧力を作用せしめるようにしたもの
であるため、その可動器付勢機構を構成するバネ手段の
バネ定数の選択により、低圧から高圧までの広い範囲で
加圧力を連続的に調節することができると共に、バネ定
数の小さいバネ手段が主として変形せしめられる低圧領
域において、加圧力を充分細かい精度で良好に制御でき
るのであり、それ故、ガラス板やセラミックス等の加圧
接着用のプレス装置として好適に採用できるといった利
点があるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従うプレス装置の一例を説明するた
めの断面図であり、第２図は、第１図のプレス装置の右
側面一部切欠断面図である。 １０：上定盤（固定盤）　　１２：下定盤１４：タイパ
−１６：可動盤 １８：駆動盤　　　　　　２０：低圧バネ２２：高圧バ
ネ　　　　　２４：バネ機構２６．２１：中間座　　　
３０：雌ネジ部材３２：ｍネジ部材 ３６：パルスモータ（電動モータ手段）４０ニラツク　
　　４２：ロークリエンコーダ４８：目盛スケール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 可動盤を挟んで固定盤と対向するように駆動盤を設ける
   と共に、該駆動盤と前記可動盤との間に、バネ定数が異
   なる複数のバネ手段を直列に接続してなる構造の可動盤
   付勢機構を介装し、且つ前記駆動盤を前記固定盤に対し
   て所定のネジ送り機構を介して接近・離隔移動せしめる
   電動モータ手段を設けて、該電動モータ手段の作動に基
   づいて該駆動盤を該固定盤に接近移動させることにより
   、前記可動盤を前記可動盤付勢機構を介して該固定盤に
   押圧させて、それら可動盤と固定盤との間で所定のプレ
   ス操作を行ない得るようにしたことを特徴とするプレス
   装置。