(57)【要約】【課題】復帰動作を行う機構を単純化し、動作の確実性を確保すると共に、低コストの複動型油圧作動装置を提供すること。【解決手段】油供給路を、一端が油圧ポンプ装置６に連通し他端がバルブガイド用貫通穴２１に開口した第１油供給路１５と、一端がピストンフランジ後方側のシリンダ室１３に連通し他端がバルブガイド用貫通穴２１に開口した第２油供給路１６とに分離し、油戻し路１７と油槽５との間に垂直壁４と電動モータ３のモータ軸軸受け３ｂとにより囲まれた小空間１９を形成し、油戻し路１７を、一端がピストンフランジ前方側のシリンダ室１２に連通し他端をバルブガイド用貫通穴２１に開口させるとともに、前方円周溝部２６によって第１油供給路１５と第２油供給路１６の連通遮断切換を行い、後方円周溝部２７によって第１油供給路１５と油戻し路１７および油戻し路１７と小空間１９との連通遮断切換を行うようにした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直壁により油槽とシリンダ室とに分離されたケーシング本体と、ケーシング本体内に配設され、油槽に貯留された油を加圧してシリンダ室へ供給する油圧ポンプ装置と、ケーシング本体に連接され油圧ポンプ装置を駆動する電動モータと、シリンダ室内に摺動自在に配設され、ケーシング本体から突出するピストンロッドが連接されたピストンフランジと、ケーシング本体内に形成された油圧ポンプ装置とピストンフランジ後方側のシリンダ室とを連通する油供給路と、ケーシング本体内に形成された油槽とピストンフランジ前方側のシリンダ室とを連通する油戻し路とを備えた複動型油圧作動装置において、
垂直壁からシリンダ室方向へ突設され、前端部に弁座が形成され軸線方向にバルブガイド用貫通穴が形成されたガイドバーと、前記バルブガイド用貫通穴に摺動可能に挿入され後方部に所定の間隔を置いて前方円周溝部と後方円周溝部とが形成された弁ロッドと、前記弁ロッドの前方側に固設された前記ガイドバーの弁座に当接する弁体とからなるスプールリリースバルブとを有し、前記油供給路は、一端が油圧ポンプ装置に連通し他端が前記バルブガイド用貫通穴に開口した第１油供給路と、一端がピストンフランジ後方側のシリンダ室に連通し他端が前記バルブガイド用貫通穴に開口した第２油供給路とからなり、前記油戻し路と油槽との間には垂直壁面と電動モータのモータ軸軸受けとにより囲まれた小空間が形成され、前記油戻し路は、一端がピストンフランジ前方側のシリンダ室に連通し他端が前記バルブガイド用貫通穴に開口しているとともに、前記前方円周溝部によって第１油供給路と第２油供給路の連通遮断切換がなされ、前記後方円周溝部によって第１油供給路と油戻し路および油戻し路と小空間との連通遮断切換がなされることを特徴とする複動型油圧作動装置。
【請求項２】
前方円周溝部と後方円周溝部とは、それぞれ軸方向に所定の幅を有する円周溝を備え、前記第１油供給路および第２油供給路のそれぞれの開口端が前記前方円周溝部の円周溝内に位置するとき、前記油戻し路と油槽とは後方円周溝部の円周溝を介して連通する状態にあり、前記第１油供給路および油戻し路のそれぞれの開口端が後方円周溝部の円周溝内に位置するとき、第２油供給路は第１油供給路と遮断され、油戻し路は小空間と遮断された状態にあることを特徴とする請求項１記載の複動型油圧作動装置。
【請求項３】
弁ロッドは後端部が小空間側に突出され、内部に軸線方向に油戻り通路が形成されていることを特徴とする請求項１記載の複動型油圧作動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピストンロッドの先端に工具を取り付け、パンチャー、切断装置などとして使用する油圧作動装置に関わり、とりわけピストンロッドの復帰動作を確実に行うことのできる複動型油圧作動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、垂直壁により油槽とシリンダ室とに分離されたケーシング本体と、ケーシング本体内に配設され、油槽に貯留された油を加圧してシリンダ室へ供給する油圧ポンプ装置と、シリンダ室内に摺動自在に配設され、ケーシング本体から突出するピストンロッドが連接されたピストンフランジと、ケーシング本体内に形成された油圧ポンプ装置とピストンフランジ後方側のシリンダ室とを連通する油供給路と、ケーシング本体内に形成された油槽とピストンフランジ前方側のシリンダ室とを連通する油戻し路とを備えた油圧作動装置のピストンロッドの先端にポンチなど工具を装着し、パンチャーなどとして使用する装置が知られている。
【０００３】
この様な油圧作動装置においては、ピストンロッドを前進させて所定の加工作業を終えた後は、ピストンロッドを元の位置に復帰させる必要がある。このピストンロッドの復帰動作は、従来はケーシング本体内に配設された復帰バネの付勢力を利用して行われているが、復帰動作に大きな力を必要とする場合には、ピストンロッドの復帰が困難になる場合があった。
【０００４】
たとえば、油圧作動装置をパンチャーとして用いた例では、穴明けすべき鉄板が厚い場合とか、穴明け精度を良くするためにポンチと穴とのクリアランスを小さくした場合などには、ポンチが鉄板を貫通した後、ポンチを再びその穴を通して元の位置に復帰させる際、ポンチと穴との摩擦抵抗が大きくなり、復帰バネの付勢力だけでは復帰しないことがある。
【０００５】
このため、大きな復帰力を必要とする場合には、ピストンロッドの外周囲にウレタンゴムなどの弾性部材を取り付け、ピストンロッドの前進移動時にこの弾性部材も同時に圧縮変形させ、弾性部材の弾性復帰力を利用して、ポンチを穴から抜き出すようにした技術が提案されている。
【０００６】
しかしながら、この様なピストンロッドの外周囲に弾性部材を取り付ける方法は、大きな弾性復帰力を得ることが困難であると共に、弾性部材が作業中に邪魔になるという問題がある。
【０００７】
そこでピストンロッドの復帰動作をより確実に行うため、ピストンロッドを圧力油により強制的に復帰させる複動型油圧作動装置が開発されている（たとえば、特許文献１）。この特許文献１に記載された発明においては、ピストンロッドの移動位置がピストンロッドの位置検出手段により検出され、位置検出信号が自動油通路切換手段に送られ、自動油通路切換手段は、この位置検出信号により、ポンプ手段からの圧力油の供給通路を前進用通路から後進用通路に自動的に切り換え、ピストンロッドが圧力油により強制的に自動復帰させられる構造となっている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−１８７４１５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この特許文献１に記載された発明においては、位置検出信号の送受にリミットスイッチ、ソレノイド及びコントロールリレー等の電気部品による位置検出機構が採用されているため、構造が複雑で作動不良を生じやすいという問題がある。特に硬い材料の穴明け時などのように衝撃が生じる場合には、リミットスイッチが誤作動することがある。また、種々の電気部品を使用するためコストが高くなるという問題があった。
【００１０】
本発明はこの様な点を考慮してなされたものであり、復帰動作を行う機構を単純化し、動作の確実性を確保すると共に、低コストの複動型油圧作動装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の本発明は、垂直壁により油槽とシリンダ室とに分離されたケーシング本体と、ケーシング本体内に配設され、油槽に貯留された油を加圧してシリンダ室へ供給する油圧ポンプ装置と、ケーシング本体に連接され油圧ポンプ装置を駆動する電動モータと、シリンダ室内に摺動自在に配設され、ケーシング本体から突出するピストンロッドが連接されたピストンフランジと、ケーシング本体内に形成された油圧ポンプ装置とピストンフランジ後方側のシリンダ室とを連通する油供給路と、ケーシング本体内に形成された油槽とピストンフランジ前方側のシリンダ室とを連通する油戻し路とを備えた複動型油圧作動装置において、
垂直壁からシリンダ室方向へ突設され、前端部に弁座が形成され軸線方向にバルブガイド用貫通穴が形成されたガイドバーと、前記バルブガイド用貫通穴に摺動可能に挿入され後方部に所定の間隔を置いて前方円周溝部と後方円周溝部とが形成された弁ロッドと、前記弁ロッドの前方側に固設された前記ガイドバーの弁座に当接する弁体とからなるスプールリリースバルブとを有し、前記油供給路は、一端が油圧ポンプ装置に連通し他端が前記バルブガイド用貫通穴に開口した第１油供給路と、一端がピストンフランジ後方側のシリンダ室に連通し他端が前記バルブガイド用貫通穴に開口した第２油供給路とからなり、前記油戻し路と油槽との間には垂直壁面と電動モータのモータ軸軸受けとにより囲まれた小空間が形成され、前記油戻し路は、一端がピストンフランジ前方側のシリンダ室に連通し他端が前記バルブガイド用貫通穴に開口しているとともに、前記前方円周溝部によって第１油供給路と第２油供給路の連通遮断切換がなされ、前記後方円周溝部によって第１油供給路と油戻し路および油戻し路と小空間との連通遮断切換がなされることを特徴とする。
【００１２】
また請求項２に記載の本発明は、前方円周溝部と後方円周溝部とは、それぞれ軸方向に所定の幅を有する円周溝を備え、前記第１油供給路および第２油供給路のそれぞれの開口端が前記前方円周溝部の円周溝内に位置するとき、前記油戻し路と油槽とは後方円周溝部の円周溝を介して連通する状態にあり、前記第１油供給路および油戻し路のそれぞれの開口端が後方円周溝部の円周溝内に位置するとき、第２油供給路は第１油供給路と遮断され、油戻し路は小空間と遮断された状態にあることを特徴とする。
【００１３】
更に請求項３に記載の本発明は、弁ロッドは後端部が小空間側に突出され、内部に軸線方向に油戻り通路が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
【実施例】
以下図面を参照して本発明の実施の態様について説明する。
【００１５】
図１は本発明に係わる複動型油圧作動装置１の一実施態様を示す断面図である。図において符号２はケーシング本体であり、このケーシング本体２の一端に駆動用電動モータ３が連接されている。ケーシング本体２は、垂直壁４を間にして、駆動用電動モータ３に連接され、内部に油槽５と油圧ポンプ装置６が内蔵されたポンプケーシング７と、内部にシリンダ室の形成されたシリンダケーシング８と、シリンダケーシング８の下方部に連接され工具を保持する顎部９とから構成されている。
【００１６】
シリンダケーシング８内にはピストンフランジ１０が摺動可能に配設され、シリンダ室はピストンフランジ１０により、図１で左側の前方シリンダ室１２と図１で右側の後方シリンダ室１３とに分離されている。また、このピストンフランジ１０にはピストンロッド１１が連接され、ピストンロッド１１の先端部はシリンダケーシング８の前方側からケーシング本体２外へ突出している。
【００１７】
油圧ポンプ装置６は、例えばカム機構１４を電動モータ３のモータ軸３ａにより往復動することにより、油槽５内に貯留された油を加圧するような公知技術を採用したものである。
【００１８】
ケーシング本体２内には、油圧ポンプ装置６で発生した圧力油を後方シリンダ室１３に送るための油供給路と、前方シリンダ室１２と油槽５とを連通し、油を戻すための油戻し路とが形成されている。
【００１９】
本実施態様においては、油供給路は、油圧ポンプ装置６に連通する第１油供給路１５と、後方シリンダ室１３に連通する第２油供給路１６とに分割されている。また、油戻し路１７と油槽５との間には、垂直壁４の内面と電動モータ３のモータ軸３ａの軸受け３ｂとによって囲まれた小空間１９が形成されている。
【００２０】
図２に詳細に示すように、ピストンロッド１１の後方端側から軸線方向に内部空間１８が形成され、この内部空間１８内に垂直壁４からシリンダ室方向に突設するガイドバー２０が挿入されている。このガイドバー２０には軸線方向にバルブガイド用貫通穴２１が貫通形成され、このバルブガイド用貫通穴２１内にスプールリリースバルブ２３が摺動可能に挿入されている。
【００２１】
スプールリリースバルブ２３は、棒状の弁ロッド２４と、この弁ロッド２４の先端に固設され前記ガイドバー２０の先端面に形成された弁座２２に当接する弁体２５とからなっている。弁ロッド２４はその後方部が垂直壁４から小空間１９に向けて突出する長さを有し、その後方外周部に、所定の間隔を置いて前方円周溝２６と後方円周溝２７とが形成されている。
【００２２】
この前方円周溝２６は、第１油供給路１５と第２油供給路１６の連通遮断切換を行うものであり、また後方円周溝２７は、第１油供給路１５と油戻し路１７および油戻し路１７と小空間１９との連通遮断切換を行うものである。
【００２３】
すなわち前方円周溝部と後方円周溝部とは、それぞれ軸方向に所定の幅を有する円周溝２６，２７を有し、前方円周溝２６と後方円周溝２７との間には外周面部２６ａが形成され、後方円周溝２７の後方部には外周円周部２７ａが形成されている。そして、前記第１油供給路１５および第２油供給路１６のそれぞれの開口端１５ａ，１６ａが前記前方円周溝部の円周溝２６内に位置して連通するとき、前記油戻し路１７と小空間１９とは後方円周溝部の円周溝２７を介して連通する状態にある（図２）。
【００２４】
また、前記第１油供給路１５および油戻し路１７のそれぞれの開口端１５ａ、１７ａが後方円周溝部の円周溝内２７に位置して連通するとき、第２油供給路１６は弁ロッド２４の外周面部２６ａによって第１油供給路１５と遮断され、油戻し路１７と小空間１９とは弁ロッド２４の外周面部２７ａによって遮断された状態にある（図４）。
【００２５】
そして図３に示すような、図２と図４に示す弁ロッド２４の位置の中間位置においては、第１油通路１５と第２油通路１６とが外周面部２６ａにより遮断され、第１油通路１５と小空間１９とが後方円周溝２７を介して連通する状態にある。
【００２６】
弁ロッド２４は後端部が小空間１９側に突出され、突出端に抜け止め用ストッパー２９が取り付けられている。また弁ロッド２４の内部には軸線方向に油戻り通路２８が形成されている。
【００２７】
スプールリリースバルブ２３の弁体２５の外周囲側には、弁体２５にリリース動作を生じさせるためのリターンスプリング３０が装着されている。また、ガイドバー２０と弁ロッド２４との間には、弁体２５に当接するようにスプリング３１が配設されている。
【００２８】
シリンダケーシング８の前方シリンダ室１２内には、ピストンフランジ１０と当接して戻しばね３２が配設され、ピストンロッド１１の先端にはポンチ３３が取り付けられている。また、顎部９のこのポンチ３３と対向する位置にはダイス３４が取り付けられている。
【００２９】
符号３５は第２油供給路１６を、油槽５に連通する図示しない油戻し路に切り換え接続する切り換えハンドルである。この切り換えハンドル３５は、加工作業の途中にピストンロッド１１の前進を停止し、元の位置に後退移動させる必要が生じたときなどに用いられる。
【００３０】
符号３６は前方シリンダ室１２内の油量変化に応じて変形する、油量調整用の弾性袋である。
【００３１】
次にこの様な構成からなる本発明の実施態様の作用について説明する。
【００３２】
先ず、油圧作動装置１が作動を開始する前においては、ピストンロッド１１、スプールリリースバルブ２３は、図１および２に示す位置にある。すなわち、スプールリリースバルブ２３は、弁体２５がピストンロッド１１により弁座２２に当接された位置にある。そしてこの時は、前方円周溝２６には第１油供給路１５の開口端１５ａと第２油供給路１６の開口端１６ａが開口し、第１油供給路１５と第２油供給路１６とが連通した状態にある。また、後方円周溝２７は、一部が小空間１９に連通する側に開放され、残りの部分に油戻し路１７の開口端１７ａが開口し、油戻し路１７が小空間１９に連通した状態にある。
【００３３】
この様な状態で、電動モータ３を駆動し、油圧ポンプ装置６を作動させると、油槽５内の油が加圧され、この加圧された圧力油が矢印で示すように第１油供給路１５を通して流れ、開口端１５ａから前方円周溝２６に流入する。続いて圧力油は前方円周溝２６を通して第２油供給路１６に流れ、第２油供給路１６から後方シリンダ室１３に流入する。これにより、ピストンフランジ１０、ピストンロッド１１が前方に移動し、ポンチ３３とダイス３４の間に置かれた鉄板などの穴明け加工を行う。
【００３４】
このピストンフランジ１０、ピストンロッド１１の前進移動中、ピストンロッド１１の内部空間１８内は圧力油により高圧状態にあるため、弁体２５は弁座２２に当接されたままであり、スプールリリースバルブ２３は図１，２に示す状態を保持している。
【００３５】
ピストンフランジ１０及びピストンロッド１１が前進移動して、リターンスプリング３０が、内部空間１８の後端面に一部を内部空間１８に突出させて取り付けられたブラケット３７の突出部に当接すると、リターンスプリング３０が圧縮され、この圧縮により生じた付勢力により弁体２５が圧力に打ち勝って弁座２２から離れる。
【００３６】
弁ロッド２４はスプリング３１により更に前方（図面左方向）に移動され、図３に示すような、外部から圧力を受けないフリーな位置で停止する。これにより第１油供給路１５の開口端１５ａが弁ロッド２４の外周面部２６ａにより前方円周溝２６と隔離され、第２油供給路１６との連通状態が遮断される。そしてまた、第１油供給路１５の開口端１５ａは後方円周溝２７に開口し、後方円周溝２７の一部は軸受け３ｂを通して油槽５と連通する小空間１９側に開放されているので、第１油供給路１５を通して送られてくる圧力油は、矢印で示すように後方円周溝２７から小空間１９を経て油槽５側へと戻される。
【００３７】
また、後方シリンダ室１３内の圧力油は、開放された油戻り通路２８を通して小空間１９側へ戻される。これによりピストンロッド１１は前進移動を停止する。
【００３８】
この状態でさらに油圧ポンプ装置６を作動すれば、圧力油が小空間１９内に流入するが、この小空間１９は垂直壁４と軸受け３ｂにより囲まれているため、圧力油は例えば高速回転する軸受けボールとリテーナの隙間から流出せざるを得ず、この隙間は極めて小さいため、小空間１９内は圧力油により短時間の間に高圧状態となる。
【００３９】
これによりフリーな位置にあるスプールリリースバルブ２３は、弁ロッド２４の後方部が小空間１９内の圧力と後方円周溝２７内に流入する圧力油の圧力を受けて、さらに前方（図面左方向）に移動し、図４に示すように、後方円周溝２７が外周面部２７ａにより小空間１９と遮断された位置に来る。
【００４０】
弁ロッド２４がこの位置に移動したとき、第１油供給路１５からの圧力油は後方円周溝２７を通して油戻し路１７に流れ、さらに図５に示すように、この圧力油は前方シリンダ室１２に流入する。これによりピストンフランジ１０が圧力油により後方（図面右方向）に移動させられる。また、このピストンフランジ１０の後方移動（復帰動作）は、戻しばね３２の付勢力も加わり、より大きな力で確実に行われる。
【００４１】
ピストンフランジ１０、ピストンロッド１１の復帰動作がなされ、図１に示す位置まで復帰すると、弁体２５がピストンロッド１１に押され強制的に弁座２２に当接される。これにより、スプールリリースバルブ２３の弁ロッド２４は再び後方へ移動し、第１油供給路１５の開口端１５ａと後方円周溝２７との連通が遮断され、前方円周溝２６を介して第２油供給路１６と連通した状態となる。
【００４２】
通常の操作においては、ポンチ３３が加工穴から抜け出したとき電動モータ３のスイッチを切り、圧力油の供給を中止するが、その後は、ピストンフランジ１０の復帰動作は戻しばね３２の復帰力で十分である。
【００４３】
なお、切換ハンドル３５を操作して、加工作業の途中に圧力油を油槽５側に戻した場合には、前述したと同様に弁体２５が弁座２２から離間し、スプールリリースバルブ２３が前方へ移動するので、圧力油を前方シリンダ室１２へ供給し、ピストンフランジ１０を強制的に復帰させることができる。
【００４４】
【発明の効果】
この様に本発明によれば、スプールリリースバルブにより油圧回路を自動的に切り換え、圧力油を前方シリンダ室に供給することにより、ピストンロッドの復帰動作を供給された圧力油により確実に行うことができる。
【００４５】
また、油圧回路の切換は、リリースバルブの動作に伴うケーシング本体内の圧力バランスの変化を利用して行うので、従来のような複雑な電気部品などを必要とせず、構造が簡単で低コストであると共に、衝撃などにより動作不良を起こすことがない。
【００４６】
なお、本実施例では、ポンチを用いたパンチャーについて説明したが、ポンチの代わりに、切断刃を用いた切断装置、アームを用いた曲げ装置などにも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様を示す断面図。
【図２】図１の要部拡大断面図。
【図３】復帰動作直前のスプールリリースバルブの位置を示す要部拡大断面図。
【図４】復帰動作開始時のスプールリリースバルブの位置を示す要部拡大断面図。
【図５】復帰動作開始時の図１相当図。
【符号の説明】
２  ケーシング本体
３  電動モータ
３ａ  モータ軸
３ｂ  軸受け
４  垂直壁
５  油槽
６  油圧ポンプ装置
１０  ピストンフランジ
１１  ピストンロッド
１２  前方シリンダ室
１３  後方シリンダ室
１５  第１油供給路
１５ａ  開口端
１６  第２油供給路
１６ａ  開口端
１７  油戻し路
１７ａ  開口端
１８  内部空間
１９  小空間
２０  ガイドバー
２１  バルブガイド用貫通穴
２２  弁座
２３  スプールリリースバルブ
２４  弁ロッド
２５  弁体
２６  前方円周溝
２７  後方円周溝
２８  油戻り通路
３０  リターンスプリング
３１  スプリング
３２  戻しばね
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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