JP4909577B2 - プレス装置及びプレス装置システム - Google Patents

Description

本発明は、プレス装置およびプレス装置システムに関する。

従来より、一回のプレスで複数枚の被加工材（樹脂フィルム等。加工後の成形品と併せて、以下「製品」という。）をプレス加工する、多段プレス装置が利用されている。この多段プレス装置は、上部プレス盤、少なくとも一枚の中間プレス盤、および下部プレス盤を有する。上部及び下部プレス盤は、それぞれ下面又は上面に１面のプレス面を有し、中間プレス盤は上下２面のプレス面を有する。各プレス盤は、プレス面を互いに並行かつ略水平にして、上下に積み重ねて配置されている。このプレス装置は次のように動作する。まず、プレス盤が積層方向に互いに間隔をあけて配置され、製品は下部プレス盤および中間プレス盤のプレス面上に載置される。次いで、プレス盤同士が近づく方向にプレス盤を駆動すると、やがて製品の上下両面が隣接するプレス盤の対向するプレス面に当接する（すなわち製品の上下にあるプレス盤に製品が挟まれる）。さらにプレス盤が駆動すると、製品に圧縮荷重が加わり、製品のプレス加工が行われる。次いで、プレス加工が完了した後、プレス盤同士が互いに離れる方向にプレス盤を駆動して、製品を多段プレス装置から取り出すことができるようにする。

また、この多段プレス装置と、後述のスタッカ及びローダによってプレス装置システムが構成される。スタッカはプレス加工前／後の製品を一時的に格納するものであり、ローダはスタッカと多段プレス装置との間の製品の搬送を担うものである。なお、このプレス装置システムによる一連の工程の間、製品は常に送り板（キャリアプレート）の上に載置されたままとなる。すなわち、製品は送り板上に載置された状態でスタッカに格納され、ローダにより搬送され、多段プレス機でプレス加工される。加工後も製品は送り板の上に載置されたまま、ローダにより搬送され、スタッカに再び格納される。

スタッカには、１回のプレスで加工される複数の製品が、多段プレス装置内に配置されるときと同じ相対的な位置関係をもって格納されるようになっている。スタッカは、略直方体形状の筐体と、筐体の内壁から内側に突出する支持アームとを有する。また、支持アームは、その先端から上方へ突出した爪部を備えている。送り板は、それぞれ複数の支持アーム（直接的には爪部）によって下方から支持された状態で、スタッカ内に格納されるようになっている。

更に、スタッカはベルトコンベア機構等の運搬機構と接続されている。プレス加工前の製品は、送り板の上に載置された状態で、このベルトコンベア機構を介して前工程よりスタッカに運搬され、次いで既知の機構によってスタッカ内に格納される。また、スタッカ内に格納されているプレス加工済の製品は、やはり送り板の上に載置された状態で、ベルトコンベア機構を介して後工程に運搬される。

次にローダの具体的な機能を説明する。ローダは、（１）まずスタッカの前に移動して、（２）格納時の位置関係を保ったままスタッカから製品を取り出し、（３）次いで、その位置関係を保って製品を積載した状態で多段プレス装置の前まで移動し、（４）次いで、その位置関係を保ったまま、製品を多段プレス装置の下部プレス盤および中間プレス盤の上に移す。かくして、多段プレス装置が製品をプレス加工可能な状態となる。また、多段プレス装置からプレス加工済の製品を取り出してスタッカに収納する際には、上記の工程と逆の手順をもって実施される。すなわち、ローダは、多段プレス装置の前に移動し、多段プレス装置からプレス加工済の製品を取り出し、製品を積載したままスタッカの前に移動し、最後に製品をスタッカ内に格納する。この間も、ローダが製品を取り出す際の製品の相対的な位置関係は維持されるようになっている。

このようなローダの従来例として、特許文献１のものが開示されている。特許文献１に開示されている構成においては、ローダは複数対のローダアームを備えており、一対のローダアームの上に一枚の送り板が載るようになっている。
特公平７−１１５２４０

ローダアームの各々は、連動して上下方向に駆動できるようになっており、ローダアームを上方に移動させることによって、ローダアームの上方にある送り板をすくい上げることができる。また、ローダアームの上に送り板が載置された状態で、ローダアームがスタッカ又はプレス装置の中に入るようにローダを移動させ、次いでローダアームを降下させることによって、送り板の下に位置するスタッカの支持アーム又はプレス装置のプレス盤の上に送り板を移しかえることができる。

複数対のローダアームは鉛直方向に並べて配置されており、複数対のローダアームを同時に降下させることによって、各ローダアームに載置された複数の送り板を、同時にプレス盤又はスタッカの支持アーム上に載置することができる。また、複数対のローダアームを同時に上昇させることによって、プレス盤又はスタッカの支持アーム上に載置された複数の送り板を同時にすくい上げることができる。

特許文献１のような構成においては、送り板の積み下ろしの際に、このローダアームをスタッカおよびプレス装置内に送り込む必要がある。多段プレス装置においては、通常プレス盤を駆動する油圧シリンダは下部プレス盤の下に配置される。このため、ローダアームの先端側（スタッカやプレス装置に対して近位となる側の端部）にローダアームを支持するための支持機構を設けた場合、この支持機構自身がプレス装置の油圧シリンダと干渉してしまい、ローダアームをプレス装置内に送り込むことができない。従って、ローダアームを支持するための支持機構はローダアームの基端側（スタッカやプレス装置に対して遠位となる側の端部）のみに設けられている。すなわち、ローダアームは片持ちばり構造で支持されることになる。

また、このローダアームで製品および送り板を支持するためには、ローダアームの長さは、その長さ方向の最大製品寸法と同程度である必要がある。このような長寸法のローダアームで製品を支持する場合、ローダアームの基端には曲げモーメントが集中的に掛かる。さらに、前述のようにローダアームは上昇および降下する必要がある。このため、従来のローダは、通常、ローダアームの基端側にローダアームを上下方向に駆動する駆動機構（シリンダ機構、ボールねじ機構、ラック−ピニオン機構など）を備えている。このため、この駆動機構、特にそのかみ合わせの部分に、前述の曲げモーメントが集中的に掛かることになる。このため、従来の構成では、特に重量が比較的大きく、及び／又は最大製品長さが比較的長い製品を運搬する場合は、この曲げモーメントに充分に耐えられるよう、かみ合わせ面積を大きく取る必要があった。この結果、ローダアームを上下方向に駆動するための駆動機構が大型化し、ローダおよびプレス装置システムが大型化するという問題があった。

上記の問題を解決するため、本発明は、比較的重量や寸法の大きい製品を、駆動機構等を大型化することなく運搬／プレス加工可能な小型のプレス装置および、このプレス装置とローダとを備えたプレス装置システムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明のプレス装置は、上部プレス盤と少なくとも１つの中間プレス盤と下部プレス盤とを備え、少なくとも１つのプレス盤を鉛直方向に移動可能なプレス盤駆動手段と、プレス盤駆動手段が中間プレス盤と下部プレス盤とを相対的な位置関係を保って平行移動させる第１の駆動モードと、前記プレス盤同士が互いに離隔又は接近するように前記プレス盤部のプレス盤を移動させる第２の駆動モードと、を切り換える切換手段と、を備える。

上記構成において、製品のプレス加工は以下の手順にて行われる。まず、ローダアーム上に載置された製品を、下部プレス盤及び中間プレス盤の上に移しかえる。この場合は、製品が載置されたローダをプレス装置内に送り、次いで第１の駆動モードで下部プレス盤と中間プレス盤を上昇させる。すると、下部プレス盤と中間プレス盤がローダアームに載った製品を下方からすくい上げる形になり、その結果、製品がプレス盤の上に移る。次いで、製品のプレス加工が行われる。この時は、第２の移動モードでプレス盤を駆動し、プレス盤同士が互いに近づいて製品の上面にプレス盤を接触させる。この時、製品の上下両面がプレス盤に挟まれた状態となる。この状態から、さらにプレス盤を駆動することによって、製品が加圧される。

以上の構成によれば、製品を移しかえるために必要な上下移動をプレス装置が担うため、ローダアームに起上機構を設ける必要がない。このため、大きな曲げモーメントが加わるローダアームの基端部（固定端）を、リブ入れなどのローダの大型化を招かない手段を用いてローダ本体に強固に固定することが可能である。従って、製品が大重量であっても、ローダの寸法を大きくすることなく、ローダは製品を充分に保持することが出来る。

また、上記構成は、プレス盤が鉛直方向に上昇してローダから製品をすくい上げることによって製品をプレス盤上に移しかえる構成であり、ローダアームが水平方向に移動する際は、ローダアームは他の部材と接触しない。このため、アーム水平移動時にローダアームと他の部材が接触してローダアーム上の製品の位置がずれるということはない。

また、次のように切替手段によって第１の駆動モードと第２の駆動モードとを切り替えられる構成としてもよい。まず、下部プレス盤はプレス装置のテーブル定盤上に固定され、テーブル定盤を鉛直方向に駆動可能なプレス盤駆動手段によって、下部プレス盤はテーブル定盤と一体となって上下動するよう構成されている。切換手段は、中間プレス盤を下方から着脱可能に支持する中間プレス盤ガイド手段と、中間プレス盤ガイド手段とテーブル定盤を連結する係合機構と、係合機構を制御する制御手段とから構成される。制御手段は係合機構を制御して、中間プレス盤ガイド手段とテーブル定盤とを連結することによって第１の駆動モードに切り換え、また中間プレス盤ガイド手段とテーブル定盤との係合を解除することによって第２の駆動モードに切り換える。

このような構成の場合、第１の駆動モードにおいては中間プレス盤ガイドとテーブル定盤とが連結されるため、下部プレス盤と中間プレス盤とが一体となって駆動される。また、第２の駆動モードにおいては、下部プレス盤のみが駆動され、中間プレス盤は駆動されない。下部プレス盤が上昇して、製品を介して上段の中間プレス盤に当接すると、その中間プレス盤は押し上げられて中間プレス盤ガイド手段から離れて上昇する。さらに、その中間プレス盤が上段の中間プレス盤と製品を介して当接すると、同様に上段の中間プレス盤は押し上げられる。最上段の中間プレス盤が上部プレス盤と製品を介して接触するまで、このような過程が繰り返され、全ての製品がプレス盤間に挟まれた状態となる。この状態からさらに下部プレス盤を押し上げることによって、製品はプレス盤間で加圧される。このように、上記構成によれば、プレス盤駆動手段は下部プレス盤のみを駆動するだけの機能を有していればよい。

また、係合機構は係合ピンを有し、第１の駆動モードにおいて係合ピンが中間プレス盤ガイド手段とテーブル定盤の双方に係合し、また第２の駆動モードにおいて係合ピンが中間プレス盤ガイド手段とテーブル定盤のいずれか一方のみに係合するように係合ピンを水平移動させる係合ピン駆動手段を有する構成としても良い。例えば、中間プレス盤ガイド手段には係合ピンが水平方向に挿通される挿通孔が形成され、係合ピン駆動手段は、第１の駆動モードでは係合ピンが挿通孔から突出してテーブル定盤と当接してこれと係合し、第２の駆動モードにおいて係合ピンの全体が挿通孔に挿入される（つまり、挿通孔内に係合ピンが退避する）ように係合ピンを駆動する。

ここで、係合ピンが挿通孔に摺動しながら挿入されるよう構成してもよい。第１の駆動モードにおいては、中間プレス盤およびその上に載置された製品の荷重が係合ピン駆動手段に加わるせん断応力が低減し、係合ピン駆動手段の破損を防止することができる。すなわち、上記構成によれば、係合ピンと挿入孔とが広い接触面積をもって密着し、係合ピンに加わるせん断応力の大部分を挿入口の内周面で受けるようになる。この結果、このせん断応力に起因する力が係合ピン駆動手段にほとんど加わらないようになる。

以上のように、本発明によれば、製品が大重量及び／又は大寸法であっても、ローダの寸法を大きくすることなく、製品を充分に保持することが出来る。

以下、本発明の実施の形態による、プレス装置システムの構成を、図面を参照して説明する。なお、説明の中で、図中の方向を示す上下左右という表現を使用するが、これは引用符号が正しく読める紙面の向きを基準とした表現である。図１〜４は、本実施形態による、プレス装置システム全体を示す上面図である。プレス装置システム１は、加工前の製品が載置されるスタッカ１００と、製品をプレス加工するプレス装置２００と、スタッカ１００からプレス装置２００へ製品を搬送するローダ３００とを有する。

スタッカ１００とプレス装置２００は、図中上下方向に並んで配置されている。また、ローダ３００はスタッカ１００及びプレス装置２００の図中右側に隣接し、その場所で製品の受け渡しを行うようになっている。このため、ローダ３００はスタッカ１００と隣接する第１の位置（図中右下、図１）と、プレス装置２００と隣接する第２の位置（図中右上、図２）との間で移動可能となっている（図中上下方向）。

図１、２に示されているように、ローダ３００は図中左右方向に延びるローダアーム３１０、３２０を備えており、ローダ３００が第１の位置にある時（図１）にローダアーム３１０、３２０をスタッカ１００に向かって移動させることが可能である。ローダアーム３１０、３２０を移動させると（図３）、両ローダアームはスタッカ１００の中に入り、スタッカ内に配置されている製品をローダアーム３１０、３２０に移しかえたり、或いはローダアーム３１０、３２０上に載置されている製品をスタッカ１００に移しかえたりすることが可能となる。

また、ローダ３００が第２の位置にある時（図２）に、ローダアーム３１０、３２０をプレス装置２００に向かって移動させることが可能である。ローダアーム３１０、３２０を移動させると（図４）、両ローダアームはプレス装置２００の中に入り、ローダアーム３１０、３２０上に載置されている製品をプレス装置２００の熱盤上に移しかえたり、或いはプレス装置２００の熱盤上に載置されている製品をローダアーム３１０、３２０に移しかえたりすることが可能となる。

本実施形態における一連の工程では、製品は長方形の金属板であるキャリアプレートに載置されたまま搬送およびプレス加工されるようになっている。スタッカ１００には、樹脂プレート製品Ｐが複数枚、鉛直方向に載置されている。各製品Ｐはそれぞれ金属製のキャリアプレートＭ上に載置されている。図１に示されるように、キャリアプレートＭのそれぞれはその四隅で製品切換用ラック１１０の支持アーム１１１〜１１４によって支持されている。支持アーム１１１、１１２は、図中上側から延びてキャリアプレートＭを支持しており、また、支持アーム１１３、１１４は、図中下側から延びてキャリアプレートＭを支持している。支持アーム１１１と１１３は図中上下方向に並んで配置されている。同様に、支持アーム１１２と１１４は図中上下方向に並んで配置されている。

図５は、スタッカ１００の側面図（図１中左から右方向に投影したもの）である。図５に示されているように、支持アーム１１１〜１１４のそれぞれは、鉛直方向に複数組あり、水平方向に配置された一組の支持アーム１１１〜１１４上に、１枚のキャリアプレートＭが載置されるようになっている。

支持アーム１１１〜１１４は、シリンダ機構１３０によって鉛直方向に上下動可能である。シリンダ機構１３０は、油圧、空圧のいずれによって駆動されても良い。また、ラック−ピニオン機構、ボールねじ機構等の他の駆動機構も利用可能である。

製品Ｐが載置されているキャリアプレートＭは、図１中左側からスタッカ１００に搬入される。製品Ｐのスタッカ１００への搬入には、図１中左右方向（以下「搬送方向」と称す）にキャリアプレートＭを搬送するリフティングコンベア１２０が用いられる。リフティングコンベア１２０は、鉛直方向（紙面に対して垂直な方向）に移動可能である。また、リフティングコンベア１２０は、その上に載置されたプレートを図１中左から右へ搬送可能に駆動される。リフティングコンベア１２０のこれらの駆動は、図示しない駆動機構により実施される。

図１、３、５に示されるように、リフティングコンベア１２０の図１中上下方向（以下、「幅方向」と称す）の寸法は、支持アーム１１１と１１３の幅方向間隔、支持アーム１１２と１１４の幅方向間隔よりも狭く形成されている。従って、リフティングコンベア１２０の各支持アーム１１１〜１１４の間にある部分（領域１２１）上にキャリアプレートＭが無い時は、支持アーム１１１〜１１４と干渉することなく自在に上下動することが出来る。

スタッカ１００の支持アーム１１１〜１１４上にキャリアプレートＭおよび製品Ｐを載置する手順につき、以下説明する。図６（ａ）〜（ｄ）のそれぞれは、図１のＡ−Ａ断面図である。なお、図中に示されているように、支持アーム１１２、１１４のそれぞれは、鉛直上方に延びる爪部１１２ｈ、１１４ｈを有している。支持アーム１１１、１１３もまた、同様の形状の爪部１１１ｈ、１１３ｈを有している（図１参照）。

図６（ａ）はスタッカ１００内にキャリアプレートＭが搬送される前の状態を示したものである。図６（ａ）に示されているように、リフティングコンベア１２０の上面１２２は、最上端の支持アーム１１１〜１１４の爪部の上端によって定義される水平面ＴＳ１よりも高い位置にある。

次いで、リフティングコンベア１２０の上面１２２が前進（図１中で左から右に向かう方向）するようにリフティングコンベア１２０が駆動され、製品Ｐを載せたキャリアプレートＭがリフティングコンベア１２０の各支持アーム１１１〜１１４の間にある部分（領域１２１：図１、図３）上に移動する。この状態を示したものが図６（ｂ）である。この状態では、キャリアプレートＭの底面は最上端の支持アーム１１１〜１１４の爪部の上端によって定義される水平面ＴＳ１よりも高い位置にある。従って、キャリアプレートＭと支持アームの爪部１１１ｈ〜１１４ｈとが干渉することなく、キャリアプレートＭおよび製品Ｐはスタッカ１００内に搬送される。

次いで、リフティングコンベア１２０は図６（ｃ）に示される位置に降下する。この結果、キャリアプレートＭは最上端の支持アームの爪部上に載置される。

次いで、リフティングコンベア１２０の上面１２２が前進（すなわち図１中左から右へ移動）するようにリフティングコンベア１２０が駆動され、製品Ｐを載せたキャリアプレートＭがリフティングコンベア１２０の各支持アーム１１１〜１１４の間にある部分（領域１２１：図１）上に移動する。この状態を示したものが図６（ｄ）である。この状態では、キャリアプレートＭの底面は上から２番目の支持アーム１１１〜１１４の爪部の上端によって定義される水平面ＴＳ２よりも高い位置にあり、且つキャリアプレートの上端は最上端の支持アーム１１１〜１１４の下端によって定義される水平面ＢＳ１よりも低い位置にある。さらに、製品Ｐの幅方向の寸法は支持アーム１１１と１１３との間の間隙の幅方向寸法および支持アーム１１２と１１４との間の間隙の幅方向寸法よりも短く、また製品Ｐの最上端の高さは最上端の支持アーム１１１〜１１４の爪部の上端によって定義される水平面ＴＳ１（すなわち、上段のキャリアプレートＭの底面の位置）よりも低い位置にある。従って、キャリアプレートＭと支持アームの爪部１１１ｈ〜１１４ｈおよび上段のキャリアプレートとが干渉することなく、キャリアプレートＭおよび製品Ｐはスタッカ１００内に搬送される。

以下、図６（ｃ）と図６（ｄ）の工程を全ての支持アーム１１１〜１１４の組（図２参照）に対して実施することにより、支持アーム１１１〜１１４の各組にそれぞれキャリアプレートＭおよび製品Ｐが載置される。

上記の如くスタッカ１００内に配置されたキャリアプレートＭおよび製品Ｐをローダ３００によって取り出す手順を、図３及び図７を参照して以下説明する。

前述のように、ローダ３００は、リフティングコンベア１２０によるキャリアプレートＭの搬送方向に平行な方向に延びるローダアーム３１０、３２０を備えている。また、図中にはローダアーム３１０、３２０はそれぞれ１本のみが示されているが、実際には、ローダアーム３１０、３２０は支持アーム１１１〜１１４の各組に対応する高さのそれぞれに各１本ずつ配置されている。

図示されているように、ローダアーム３１０、３２０は鉛直方向に延びるアームガイド３１１、３２１によって支持される一種の片持ちばりである。ローダ３００は、ローダアーム３１０、３２０の自由端３１２、３２２を先頭としてローダアーム３１０、３２０がスタッカ１００内に入るように駆動されるので、アームガイド３１１、３２１がスタッカ１００と干渉することはない。以下、スタッカから製品を移しかえるのに最適なローダ３００の位置を製品取り出し位置と定義する（図３におけるローダ３００の位置）。

以下、ローダ３００を用いてスタッカ１００からキャリアプレートＭおよびその上に載置された製品Ｐをとりだす具体的な手順につき説明する。図７（ａ）〜（ｃ）のそれぞれは、図３のＡ−Ａ断面図である。また、図７（ｄ）は、図１のＢ−Ｂ断面図である。

図７（ａ）はローダアーム３１０、３２０がスタッカ１００に挿入される前の状態を示したものである。この時、ローダ３００は第１の位置にある。

次いで、ローダ３００を製品取り出し位置に移動させる。図７（ｂ）は、ローダ３００の製品取り出し位置への移動が完了した状態を示したものである。図７（ｂ）に示されているように、ローダアーム３１０、３２０はそれぞれ、キャリアプレートＭの幅方向両端（図中左右端）の底面と、支持アームとの間の間隙部に入るようになっている。本実施形態においては、キャリアプレートＭの幅方向両端をクランク状に折り曲げて、キャリアプレートＭの幅方向両端の底面と、支持アームとの間の間隙部の高さ方向寸法を大きく取り、ローダアーム３１０、３２０をキャリアプレートＭと支持アームとの間に送る際に位置決めを容易に行えるようになっている。

次いで、支持アーム１１１〜１１４を降下させる。図７（ｃ）は、支持アーム１１１〜１１４の降下が完了した状態を示したものである。図示されているように、支持アームを降下させると、キャリアプレートＭは支持アームから離れ、ローダアーム３１０、３２０上に載置される。

次いで、ローダ３００を第１の位置まで移動させる。図７（ｄ）は、ローダ３００の第１の位置への移動が完了した時の、ローダ３００の幅方向断面を示したものである。図７（ｃ）の状態で、キャリアプレートＭがローダアーム３１０、３２０のみによって支持された状態となるので、図７（ｃ）の状態からローダ３００を移動させると、図７（ｄ）のごとく、ローダアーム３１０、３２０上にキャリアプレートＭ（およびその上の製品Ｐ）が載置されたまま、キャリアプレートＭおよび製品Ｐはスタッカ１００から取り出される。

以上のように、本実施形態においては、スタッカ１００から製品Ｐを取り出す際に鉛直方向に駆動されるのはスタッカ１００の支持アームであり、ローダ３００のローダアーム３１０および３２０は鉛直方向には駆動されない。支持アームの幅方向長さは支持アームとキャリアプレートＭの底面との間にローダアーム３１０、３２０を入れられる程度でよく、すなわちローダアーム３１０、３２０の幅方向寸法よりわずかに大きい程度で良い。従って、キャリアプレートＭが支持アーム１１１〜１１４上に載置されている時に、鉛直方向に駆動される片持ちばりである支持アーム１１１〜１１４の固定端にかかる曲げモーメントは比較的小さいため、製品Ｐが大重量であっても製品を充分に保持することが出来る。一方、その固定端（アームガイド３１１、３２１側の端部）に大きな曲げモーメントが加わるローダアーム３１０、３２０は、鉛直方向に駆動される必要がないため、その部分に駆動機構を設ける必要がない。従って、ローダアーム３１０、３２０は直接アームガイド３１１、３２１に固定されるため、強固に支持することが可能である。従って、ローダアーム３１０、３２０は、製品Ｐが大重量であっても、製品を充分に保持することが出来る。

次いで、ローダ３００によって保持されたキャリアプレートＭおよび製品Ｐをプレス装置２００の熱盤（後述）上に載置する。図１〜４に示されているように、本実施形態においては、スタッカ１００とプレス装置２００は幅方向（図中上下方向）に並んで設置されている。ローダアーム３１０、３２０の上にキャリアプレートＭが載った状態で、ローダ３００を第１の位置（図１）から第２の位置（図２）に移動させる。この結果、ローダ３００がプレス装置２００の図中右に隣接する。この第２の位置からローダ３００をプレス装置２００に向かう方向（図２中右から左に向かう方向）に移動すると、ローダアーム３１０、３２０、およびその上に載置されたキャリアプレートＭおよび製品Ｐは、プレス装置２００内に入る（図４）。この時のローダ３００の位置を、製品配置位置（図４におけるローダ３００の位置）と定義する。

本実施形態においては、プレス装置２００の下部プレス盤および中間プレス盤が上方に移動することによって、プレス盤がキャリアプレートＭをすくい上げ、キャリアプレートＭがプレス盤としての熱盤上に移るようになっている。このため、本実施形態においては、下部熱盤と中間熱盤とを連結し、これらを同時に浮上／降下させるための中間熱盤ガイド機構２１０が、プレス装置２００に備えられている。

中間熱盤ガイド機構２１０の概要を説明する。図８は、プレス装置２００の正面図である。図１及び図８に図示されているように、中間熱盤ガイド機構２１０は、熱盤２２０の幅方向両端近傍に設けられた２対の鉛直方向（紙面垂直）に伸びる角柱状のガイドバー２１１と、搬送方向に並べられた２つのガイドバー２１１を連結して中間熱盤ガイド機構２１０の剛性を確保するためのガイドプレート２１２とを有する。また、各ガイドバー２１１の中途には、中間熱盤２２３のそれぞれに対応した熱盤受ブロック２１４が固定されている。中間熱盤の幅方向両端には熱盤ガイド２２３ａが幅方向に突出して形成されており、この熱盤受ブロック２１４の上に熱盤ガイド２２３ａが載ることによって、中間熱盤２２３は中間熱盤ガイド機構２１０に下方から支持される。

また、バー２１１の一側面であって、熱盤から最も遠位にある側面には、鉛直方向上下に延びるレール２１１ａが形成されている。また、プレス装置２００の側方フレーム２７１の内面には、このレール２１１ａと係合するガイド部材２７２が固定されている。このガイド部材２７２にレール２１１ａがガイドされることによって、中間熱盤ガイド機構２１０の移動方向は上下方向のみに制限される。

バー２１１の下端には、その上に下部熱盤２２２が固定されているテーブル定盤２５１の上下動に伴って中間熱盤ガイド機構２１０が上下動するように両者を係合させるための係合機構２１３が設けられている。係合機構２１３は、係合ピン２１３ｂと、係合ピン２１３ｂを搬送方向に進退させるシリンダ駆動機構２１３ａと、係合ピン２１３ｂが挿通され、これをその周方向から支持する挿通孔２１３ｃとを有する。

図８に示した状態のように、係合ピン２１３ｂが進行するよう駆動されると、係合ピン２１３ｂは挿通孔２１３ｃから突出し、テーブル定盤２５１の側面から水平方向に延伸形成された係合面２５１ａに係合ピン２１３ｃの円筒面が接触するように、両者が係合する。この状態では、テーブル定盤２５１の上下動に伴って中間熱盤ガイド機構が上下動するようになる。この状態で、油圧シリンダ２６０を駆動してテーブル定盤２５１および下部熱盤２２２を上昇させると、テーブル定盤２５１の上昇に伴ってバー２１１が上昇し、バー２１１に支持された中間熱盤２２３もまた互いの間隔を保ったまま上昇する。ここで、挿通孔２１３ｃは、係合機構に低摩擦材料（例えばフッソ樹脂）からなる低摩擦摺動ブシュを嵌入することによって形成されている。また、挿通孔の内径は、係合ピン２１３ｂの外径よりも僅かに大きい程度となっている。スロット２５１ａに係合ピン２１３ｂが入った状態でテーブル定盤を駆動すると、係合ピン２１３ｂに中間熱盤２２３の荷重に対応したせん断応力が加わることになる。本実施形態においては、挿通孔２１３ｃの内周と係合ピン２１３ｂとが密着した状態で係合ピン２１３ｂにせん断応力がかかるので、このせん断応力の多くを挿通孔２１３ｃの内周で受け、このせん断応力によってシリンダ駆動機構２１３ａに発生する曲げ応力の大きさを極力小さくすることができる。このため、本実施形態によれば、係合ピン２１３ｂにかかるせん断応力によって、シリンダ駆動機構２１３ａが破損する現象を防止可能となる。

係合ピン２１３ｂがスロット２５１ａから離れて挿通孔２１３ｃ内に完全に収納されるよう駆動されると、中間熱盤ガイド機構２１０とテーブル定盤２５１との係合状態は解除される。この状態でテーブル定盤２５１を上昇させても中間熱盤２２３は移動しない。下部熱盤２２２が上昇して、その上の中間熱盤に（製品Ｐを介して）当接すると、その中間熱盤２２３は下部熱盤２２２に支えられる。この状態からさらにテーブル定盤２５１を上昇させると、熱盤受ブロック２１４から熱盤ガイド２２３ａが離れ、下部熱盤２２２とその上の中間熱盤２２３とは一体となって上方に移動する。ここで、この下部熱盤２２２と中間熱盤２２３が一段上の中間熱盤に（製品Ｐを介して）当接すると、同様に、その中間熱盤２２３は下部熱盤２２２と一体となって上方に移動する。この工程を繰り返し、全ての中間熱盤２２３が下部熱盤２２２と一体となった状態で、最上段の中間熱盤２２３を上部熱盤２２１に当接させる。この状態から下部定盤２２２を介して製品Ｐに圧力を加えることによって、製品Ｐのプレス加工が行われる。なお、熱盤ガイド２２３ａおよび熱盤受ブロック２１４の搬送方向の寸法及び取り付け位置は、中間熱盤２２３の熱盤ガイド２２３ａと、その上方にある熱盤受ブロック２１４とが干渉しないように構成されている。より具体的には、図８において、ある段の中間熱盤２２３の図中左側の熱盤ガイド２２３ａの図中右側の端面は、それより上段の中間熱盤２２３に対応する熱盤受ブロック２１４の図中左側の端面より図中左側に形成されている。同様に、ある段の中間熱盤２２３の図中右側の熱盤ガイド２２３ａの図中左側の端面は、それより上段の中間熱盤２２３に対応する熱盤受ブロック２１４の図中右側の端面より図中右側に形成されている。

以下、ローダ３００によって保持されたキャリアプレートＭおよび製品Ｐをプレス装置２００に設置する手順につき詳説する。図９（ａ）〜（ｃ）は、それぞれプレス装置２００の図４中Ｃ−Ｃ断面図である。なお、図９（ａ）〜（ｃ）には、キャリアプレートＭおよび製品Ｐがそれぞれ１つのみ記載されているが、以下説明する本実施形態の設置処理においては、ローダ３００が保持している全てのキャリアプレートＭおよび製品Ｐについて、同様の設置処理が同時に行われる。

本実施形態においては、ローダ３００のローダアーム３１０、３２０に載置されたキャリアプレートＭは、各ローダアームの下方に位置する中間熱盤２２３および下部熱盤２２２を上昇させることによって、その熱盤に移される。

図９（ａ）は、ローダ３００を製品配置位置に移動させ、ローダアーム３１０、３２０、キャリアプレートＭおよび製品Ｐをプレス装置２００内に搬入した状態を示したものである。この時、キャリアプレートＭの底面は、対応する中間熱盤２２３、下部熱盤２２２の上面より高い位置に配置されている。

次いで、シリンダ駆動機構２１３ａを用いて係合ピン２１３ｂをテーブル定盤２５１の係合面２５１ａと当接させ、テーブル定盤２５１と中間熱盤ガイド機構２１０とを係合させる（図８）。この状態からテーブル定盤２５１を上昇させると、前述のように下部熱盤２２２と中間熱盤２２３が同時に上昇する。そして、熱盤を上方のキャリアプレートＭに当接させ、さらにこれを持ち上げる。図９（ｂ）は、この状態を示したものである。この結果、キャリアプレートＭは、ローダアーム３１０および３２０からわずかに浮き上がり、キャリアプレートＭおよび製品Ｐは熱盤２２２、２２３のみによって保持されるようになる。

次いで、ローダ３００を製品配置位置から第２の位置へ移動させる。図９（ｃ）は、この移動が完了した時の状態を示したものである。この結果、製品Ｐが載置されたキャリアプレートＭは中間熱盤２２３および下部熱盤２２３上に載置される。この状態から、テーブル定盤２５１を最下限まで降下させ、次いで、シリンダ駆動機構２１３ａを用いて係合ピン２１３ｂをスロット２５１ａ（図８）から抜き取り、挿通孔２１３ｃ内に収納する。この状態では、テーブル定盤２５１を上方に移動させても中間熱盤２２３は移動しない。この状態からテーブル定盤２５１を駆動することによって、前述のように、製品Ｐのプレス加工が可能となる。

上記のように、本実施形態においては、プレス装置２００に製品Ｐを設置する際に鉛直方向に駆動されるのは下部熱盤２２２および中間熱盤２２３であり、ローダ３００のローダアーム３１０および３２０は鉛直方向には駆動されない。従って、その固定端（アームガイド３１１、３２１側の端部）に大きな曲げモーメントが加わるローダアーム３１０、３２０は、その部分に駆動機構が不要であり、直接アームガイド３１１、３２１に固定されるため、強固に支持することが可能である。従って、ローダアーム３１０、３２０は、製品Ｐが大重量であっても、製品を充分に保持することが出来る。

キャリアプレートＭおよび製品Ｐを中間熱盤２２０上に載置した後、製品Ｐの真空プレス加工が行われる。以下、その手順に付き説明する。図１０は、キャリアプレートＭおよび製品Ｐが中間熱盤２２０上に載置された後のプレス装置２００の側面図である。また、図１１は、プレス装置２００を図１中右側から見た正面図である。

前述のように、下部熱盤２２２は、テーブル定盤２５１上に載置されている。また、最上段の中間熱盤２２３上に載置された製品Ｐの上側には、クラウン定盤２５２の底面に固定された上部熱盤２２１が配置されている。クラウン定盤２５２は、プレス装置２００の装置フレームの天井部から下方に延びるクラウン定盤固定用フレーム２５３の下端に固定されている。

テーブル定盤２５１は、油圧または空圧駆動されるシリンダ２６０によって上下方向に駆動される。また、前述のように、中間熱盤２２３のそれぞれは、下部熱盤２２２の上昇によって製品Ｐを介して下部熱盤２２２と一体化し、下部熱盤と共に上昇するよう構成されている。従って、下部熱盤２２２、中間熱盤２２３、及び上部熱盤２２１との間に隙間無く製品ＰおよびキャリアプレートＭが挟まれるまでテーブル定盤２５１を上昇させ、この状態からさらにテーブル定盤２５１を上昇させることによって、熱盤間で製品Ｐがプレス加工される。

下部熱盤２２２、中間熱盤２２３および上部熱盤２２１は、図示しない加熱手段（例えば熱盤内に形成された管路内に加熱された熱媒を循環させるもの）によって温度調整されている。熱盤の温度は、製品Ｐの特性に応じて制御される。

テーブル定盤２５１、クラウン定盤２５２、中間熱盤２２０、上部熱盤２２１、中間熱盤ガイド機構２１０、およびこれらを支持する装置フレームは、真空チャンバ２８０内に配置されている。

真空チャンバ２８０は、四方および上下を囲む壁面によって密封された空間（図１０中斜線部）を形成する。また、図１０に示されるように、真空チャンバ２８０の一側面を形成する壁面（図１０中右側）には開口２８２が設けられており、製品Ｐの出し入れはこの開口２８２を通じて行われる。また、開口２８２が形成されている壁面にはスライドドア２８４が設けられており、製品Ｐの設置又は取り出しの時はこのスライドドア２８４を下方にスライドさせて、ローダアーム３１０、３２０およびこれに載置された製品Ｐが開口を通過できるようにする。また、製品Ｐをプレスする際には、スライドドア２８４は上方に移動し、開口２８２をふさぎ、真空チャンバ２８０内の空間は密閉される。

以上の構成のプレス装置２００による、製品Ｐのプレス加工は以下のように行われる。スライドドア２８４を下方にスライドさせた状態で前述の手順によって製品Ｐを中間熱盤２２０上に載置した後、スライドドア２８４を上昇させ、真空チャンバ２８０によってテーブル定盤２５１、クラウン定盤２５２、中間熱盤２２０、中間熱盤ガイド機構２１０、およびこれらを支持する装置フレームを外部から密封する。次いで、図示しない真空ポンプによって真空チャンバ内の気圧を降下させる。

次いで、テーブル定盤２５１を上昇させて、製品Ｐをプレスする。プレス加工が完了したら、図示しない昇圧弁によって、チャンバ内の気圧を大気圧に戻し、テーブル定盤２５１を下降させ、スライドドア２８４を下降させる。テーブル定盤２５１を降下させると、この降下中に中間熱盤２２３の熱盤ガイド２２３ａが上のものから順番に熱盤ブロック２１４に引っ掛かり、隣接していた中間熱盤２２３同士、或いは最下段の中間熱盤２２３と下部熱盤２２２は順次分離する。この状態で製品Ｐをプレス装置２００から取り出し可能となる。

次いで、ローダ３００を用いて製品Ｐをプレス装置２００から取り出す。製品Ｐの取り出しは、図９に示される製品Ｐの搬送手順とは逆の手順、すなわち図９（ｃ）、図９（ｂ）、図９（ａ）に示す処理をこの順番で実行することによってなされる。取り出された製品は、ローダ３００によってスタッカ１００に搬送される。ローダ３００が製品取り出し位置に移動した後の製品のスタッカ１００への搬送は、図３に示される製品Ｐの取り出し手順とは逆の手順、すなわち図６（ｄ）、図６（ｃ）、図６（ｂ）、図６（ａ）に示す処理をこの順番で実行することによってなされる。

ローダ３００の移動機構につき、以下図面を用いて説明する。図１１は、第２の位置にあるローダ３００を幅方向（図２中下から上向きの方向）に透視した側面図である。ローダ３００は、第１の位置（図１）又は第２の位置（図２）と製品取り出し位置（図３）又は製品配置位置（図４）との間を搬送方向に移動するための第１移動機構３４０と、第１の位置と第２の位置との間を幅方向に移動するための第２移動機構３３０とを備えている。

第１移動機構３４０は、搬送方向かつ水平方向に渡された一対のボールねじ３４１、３４２と、このボールねじ３４１、３４２にそれぞれ係合するナット３４３、３４４と、ボールねじ３４１、３４２をそれぞれ回転駆動する第１モータ３４５とを有する。ナット３４３、３４４にはそれぞれアームガイド３１１、３１２が吊り下げられている。従って、第１モータ３４５によってボールねじ３４１を回転駆動すると、ナット３４３、３４４と共にアームガイド３１１、３１２、およびローダアーム３１０、３２０が搬送方向（図中左右方向）に移動する。ボールねじ３４１、３４２はローダ３００の天井板３５０からつり下げられており、またモータ３４５は天井板３５０の上面に固定されている。第１モータ３４５の回転軸のトルクは、モータ３４５の回転軸に取り付けられた駆動プーリ３４６と、ボールねじ３４１、３４２の末端（図中右側）に設けられた従動プーリ３４１ａ、３４２ａに渡された無端ベルト３４７を介して、ボールねじ３４１、３４２に伝達される。

以上のように、本実施形態においては、ボールねじ機構によってローダアーム３１０、３２０が第１の位置又は第２の位置と製品取り出し位置又は製品配置位置との間を移動可能となっている。なお、本実施形態では、第１移動機構はボールねじ機構によってローダアームを移動させるものであるが、ボールねじ機構の代わりに（油圧または空圧駆動の）シリンダ機構や、ラック−ピニオン機構等を使用してもよい。

ローダアーム３１０、３２０およびアームガイド３１１、３１２は上記のごとく天井板３５０から吊り下げられた状態で、以下説明する第２移動機構によって天井板ごと第１の位置と第２の位置との間を移動するようになっている。

第２移動機構３３０は、幅方向かつ水平に渡された一対のリニアレール３３１、３３２と、リニアレール３３１、３３２にそれぞれ係合してレール上を幅方向に移動可能なレール係合ブロック３３３、３３４とを有する。レール係合ブロック３３３、３３４は共に天井板３５０上に固定されており、またリニアレール３３１、３３２は天井２から吊り下げられている。天井板３５０、ローダアーム３１０、３２０およびアームガイド３１１、３２１はこのリニアレール３３１、３３２に沿って（すなわち、第１の位置と第２の位置との間を）移動可能となっている。

また、天井２からは、幅方向水平に延びるラック３３５が吊り下げられている。また、天井板３５０の上には、第２モータ３３６が固定されている。第２モータ３３６の回転軸には、ラック３３５と係合するピニオン３３７が取り付けられている。従って、第２モータ３３６を駆動することによって天井板３５０、ローダアーム３１０、３２０をリニアレール３３１、３３２に沿って幅方向に駆動することが出来る。

なお、本実施形態では、第２移動機構はラック−ピニオン機構によってローダアームを移動させるものであるが、ラック−ピニオン機構の代わりに（油圧または空圧駆動の）シリンダ機構や、ボールねじ機構等を使用してもよい。

本発明の実施の形態による、プレス装置システム全体を示す上面図であって、ローダが第１の位置にある時の状態を示したものである。 本発明の実施の形態による、プレス装置システム全体を示す上面図であって、ローダが第２の位置にある時の状態を示したものである。 本発明の実施の形態による、プレス装置システム全体を示す上面図であって、ローダが製品取り出し位置にある時の状態を示したものである。 本発明の実施の形態による、プレス装置システム全体を示す上面図であって、ローダが製品配置位置にある時の状態を示したものである。 本発明の実施の形態による、スタッカの側面図である。 本発明の実施の形態による、スタッカの支持アーム上にキャリアプレートおよび製品を載置する手順を示したものである。 本発明の実施の形態による、ローダを用いてスタッカからキャリアプレートおよびその上に載置された製品を取り出す手順を示したものである。 本発明の実施の形態による、プレス装置の正面図である。 本発明の実施の形態による、ローダによって保持されたキャリアプレートおよび製品をプレス装置に設置する手順を示したものである。 本発明の実施の形態による、プレス装置の正面図である。 本発明の実施の形態による、ローダの側面図である。

符号の説明

１ プレス装置システム
１００ スタッカ
１１１、１１２、１１３、１１４ 支持アーム
１３０ シリンダ機構
２００ プレス装置
２１０ 中間熱盤ガイド機構
２１１ バー
２１３ 係合機構
２１３ａ 駆動シリンダ
２１３ｂ 係合ピン
２１３ｃ 挿通孔
２１４ 熱盤受ブロック
２２１ 上部熱盤
２２２ 下部熱盤
２２３ 中間熱盤
２２３ａ 熱盤ガイド
２３１、２３２、２３３、２３４ ガイドシャフト
２４０ ローダアーム支持ローラ
２５１ テーブル定盤
２５１ａ 係合面
３００ ローダ
３１０、３２０ ローダアーム
３１１、３２１ アームガイド
３３０ 第２移動機構
３４０ 第１移動機構
Ｍ キャリアプレート
Ｐ 製品

Claims (11)

1. 上部固定プレス盤、少なくとも１つの中間可動プレス盤、及び下部可動プレス盤が鉛直方向に所定の間隔を空けて配置されたプレス装置において、
   前記中間可動プレス盤と前記下部可動プレス盤の鉛直方向の相対移動をロック又はロック解除可能なロック機構と、
   前記下部可動プレス盤を上方に移動させることにより、
   前記ロック機構により前記相対移動がロックされている状態では、隣接する可動プレス盤の配置間隔が前記所定の間隔に保たれたまま全ての該可動プレス盤が鉛直方向に一体移動する、第一動作を行うことができ、
   前記ロック機構による前記ロックが解除された状態では、前記下部可動プレス盤により前記中間可動プレス盤が持ち上げられて、前記上部固定プレス盤と該下部可動プレス盤との間で該中間可動プレス盤が挟み込まれる、第二動作を行うことができる、
   プレス盤駆動手段と、
   を備えたことを特徴とする、プレス装置。
2. 前記下部可動プレス盤は熱盤を支持するテーブル定盤を有しており、
   前記ロック機構は、
   前記中間可動プレス盤を下方から着脱可能に支持する中間プレス盤ガイド手段と、
   前記テーブル定盤の上下動に伴って前記中間プレス盤ガイド手段が上下動するように両者を係合させることができる係合機構
   を備え、
   前記プレス盤駆動手段が前記下部可動プレス盤を上方に移動させると、
   前記係合機構により前記中間プレス盤ガイド手段と前記テーブル定盤とが係合している係合状態では、前記第一動作が行われ、
   前記係合機構による前記中間プレス盤ガイド手段と前記テーブル定盤との係合が解除されている係合解除状態では、前記第二の動作が行われることを特徴とする、請求項１に記載のプレス装置。
3. 前記中間プレス盤ガイド手段は、
   鉛直方向に伸びるバーと、
   前記バーの中途に固定され、前記中間可動プレス盤を下方から支持するプレス盤受けブロックと、
   を有し、
   前記プレス盤駆動手段が前記下部可動プレス盤を上方に移動させると、
   前記係合状態では、前記プレス盤受けブロックが前記バーを介して前記下部可動プレス盤と一体移動することにより、該プレス盤受けブロックに支持されている中間可動プレス盤も該下部可動プレス盤と一体移動し、
   前記係合解除状態では、該中間可動プレス盤が該下部可動プレス盤によって該プレス盤受けブロックから持ち上げられて、該上部固定プレス盤と該下部可動プレス盤との間に挟み込まれることを特徴とする、請求項２に記載のプレス装置。
4. 前記係合機構は、
   水平方向に移動可能な係合ピンと、
   前記係合ピンを、前記中間プレス盤ガイド手段と前記テーブル定盤の双方に係合する位置に、又は該中間プレス盤ガイド手段と該テーブル定盤のいずれか一方のみに係合する位置に、水平移動させる係合ピン駆動手段と、
   を有することを特徴とする、請求項２又は請求項３に記載のプレス装置。
5. 前記係合ピン駆動手段は、前記中間プレス盤ガイド手段に固定されていることを特徴とする、請求項４に記載のプレス装置。
6. 前記中間プレス盤ガイド手段には、前記係合ピンが挿通される挿通孔が形成されており、
   前記係合ピン駆動手段は、前記係合ピンを、前記挿通孔から突出して前記テーブル定盤に当接する位置に、又は該係合ピンの全体が該挿通孔に挿入される位置に、移動させることを特徴とする、請求項４又は請求項５に記載のプレス装置。
7. 前記係合ピンは、前記挿通孔に摺動しながら挿入されることを特徴とする、請求項６に記載のプレス装置。
8. 前記挿入孔は、前記中間プレス盤ガイド手段に低摩擦摺動ブシュを嵌入することによって形成されていることを特徴とする、請求項７に記載のプレス装置。
9. 上部固定プレス盤、少なくとも１つの中間可動プレス盤、及び下部可動プレス盤を鉛直方向に並べたプレス盤部を有するプレス装置において、
   前記下部可動プレス盤を鉛直方向に移動させるプレス盤駆動手段と、
   前記プレス盤駆動手段が、前記プレス盤部の隣接するプレス盤同士が所定の間隔を空けて位置する第１の状態にて前記中間可動プレス盤と前記下部可動プレス盤とを上方に一体移動させる第１の駆動モードと、該隣接するプレス盤同士が被加工物を介して互いに接する第２の状態と、該第１の状態との間で各該可動プレス盤を移動させる第２の駆動モードと、を切り換える切換手段と、
   を備え、
   各前記可動プレス盤から所定量浮上した位置に被加工物が送入された後、前記プレス盤駆動手段は、前記第１の動作モードにて該各可動プレス盤を上方に一体移動させることにより、浮上位置にある各該被加工物を該各可動プレス盤上に同時に載置することを特徴とする、プレス装置。
10. 前記被加工物が前記可動プレス盤上に載置された後、前記切換手段は、前記プレス盤駆動手段が前記第２の駆動モードで動作するよう切り換えることを特徴とする、請求項９に記載のプレス装置。
11. 請求項１から請求項１０の何れか一項に記載のプレス装置と、
    前記プレス装置によってプレスされる複数の被加工物の夫々を保持する複数のローダアーム手段と、
    各前記ローダアーム手段が保持する被加工物を、該各ローダアーム手段を移動させることにより、各前記可動プレス盤から所定量浮上した位置に送入するローダアーム駆動手段と、
    を備えたローダと、
    を有することを特徴とする、プレス装置システム。

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