JPH0356322B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、空圧並びに油圧によつて作動するシ
リンダ装置に関するものである。

＜従来の技術＞ 工作物の穴にブツシユを圧入したり、パネルの
孔明けあるいは工作物のクランプなどに、高推力
を必要とする作業時には油圧を用い、原位置復帰
の動作は空圧を用いる空油両圧のシリンダ装置が
使用されている。

従来のこの種のシリンダ装置は第５図で示す構
造が一般的である。その構造は第１シリンダ４
と、この第１シリンダ４の外周に設けた第２シリ
ンダ５の内、外シリンダと、この内、外シリンダ
の後方に隔壁１２を介して第３シリンダ１０を設
けたシリンダ構造よりなり、第１シリンダ４には
前端壁１４を貫通して外部に突出するロツド７を
備えた第１ピストン８が嵌装され、第２シリンダ
５にはリング状の第２ピストン９９が嵌装され、
そして、第３シリンダ１０には隔壁１２を貫通し
て第１シリンダ４内に突出するロツド１１を備え
た第３ピストン２０が嵌装されている。

また、第２シリンダ５の第２ピストン９の背面
と第１シリンダ４の第１ピストン８の背面の室間
には隔壁１２に設けた通路１３を介して連通さ
れ、油２１が封入されている。

さらに、前端壁１４には、第２シリンダ５の第
２ピストン９の前方室にエア圧を給排する第１ポ
ート１６と、第１シリンダ４の第１ピストン８の
前方室にエア圧を給排する第２ポート１５が設け
られ、隔壁１２には第３シリンダ１０の第３ピス
トン２０の前方室にエア圧を給排する第３ポート
１８が設けられ、後方室１７には第３ピストン２
０の背面室にエア圧を給排する第４ポート１９が
設けられている。

上記従来構造のシリンダ装置により工作物１に
明けられた穴２にブツシユ３を圧入する場合につ
いて作動を説明すると、図示していないが、作動
開始前の原位置状態は、第１ピストン８並びに第
３ピストン２０は第２ポート２０及び第３ポート
１８からのエア圧供給により何れも後退端に移動
している。また、第２ピストン９は第１ピストン
８の後退移動による油２１が第２シリンダ５へ押
し戻されるため、油２１に押されて前進端に移動
している。

作動開始により第１ポート１６にエア圧が供給
され、第２ピストン９を後退移動して第２シリン
ダ５内の油２１を第１シリンダ４側へ押圧供給す
る。これにより第１ピストン８は油２１の圧力に
よつて前進移動し、ロツド７の先端は被操体を介
してブツシユ３の端面に当接する。次いで、第４
ポート１９にエア圧を供給し第３ピストン２０を
前進移動させる。第３ピストン２０の前進移動に
より、ロツド１１は通路１３を閉止し、第５図で
示すようにロツド１１の先端は第１ピストン８の
平面に当接する。前記ロツド１１による通路１３
の閉止で、第１シリンダ４内の油２１は密封さ
れ、パスカルの原理により第ピストン８は大きな
力で押圧され、ブツシユ３を穴２に高推力で圧入
する。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 上記従来構造のシリンダ装置では、ブツシユ３
の圧入初期位置が変わると、第１ピストン８と第
３ピストン２０のロツド１１と干渉し、第１ピス
トン８の移動量が少なくなり、高推力を発生する
ことができなくなる。また、高推力は構造的に第
１ピストン８の移動の末期でしか得られない問題
と、第１，第３シリンダの軸線長により狭い場所
では取付けができない問題があつた。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は、上記従来の問題点を解決するため
に、シリンダを第１，第２の隔壁によつて軸線方
向に前方室、中央室及び後方室の３つの室に区画
し、前方室にはシリンダの前端壁より外部に突出
するロツドを備えた第１ピストンが嵌装され、後
方室には前記第２の隔壁を貫通して中央室に突出
するロツドを備えた第２ピストンが嵌装され、中
央室には前記第２ピストンのロツドが摺動可能に
貫通された第３ピストンが嵌装され、前方室の第
１ピストン背面と中央室の第３ピストン前面との
間に第１の隔壁に設けた通路を介して流動する油
を封入し、前記通路に前方室に流入した油の逆流
を阻止する第１チエツク弁と、前記第２ピストン
のロツドによつて密封される密封室とを設け、さ
らに第１の隔壁には前記密封室と中央室とを第２
チエツク弁を介して連通する通路が設けられ、前
記中央室の第３ピストンの背面にエア圧を給排す
る第１ポートと、前方室の第１ピストンの前面に
エア圧を給排する第２ポートと、後方室の第２ピ
ストンの前面にエア圧を給排する第３ポートと、
第２ピストンの背面にエア圧を給排する第４ポー
トと、第２チエツク弁の逆止機能を解除するため
のエア圧供給用の第５ポートとを備えたものであ
る。

＜作 用＞ 本発明は、後方室の第２ピストンをエア圧で後
退端に移動して第１隔壁の密封室を開口した状態
で中央室の第３ピストンをエア圧が前進移動し、
油を第１チエツク弁を介して前方室に押圧供給さ
せ、この油により前方室の第１ピストンを所要量
で前進移動させる。次いで、第２ピストンをエア
圧で前進端に移動し、第２ピストンのロツドによ
り密封室を閉塞して前方室内の油を密封する。こ
れによりパスカルの原理で第１ピストンは大きな
力で押されて前進端まで移動する。

原位置復帰の後退作動は、第１ピストン並びに
第２ピストンをエア圧により後退方向に押圧す
る。このとき、第２ピストンロツドで閉塞されて
いる密封室内にロツドの後退で負圧が発生する
が、この負圧により第２チエツク弁を開き、中央
室内の油を密封室に導き、第２ピストンの後退移
動をし易くする。また、同時に第１チエツク弁に
エア圧を付与して逆止作用を解除させ、第１ピス
トンの後退移動により前方室内の油を中央室へ戻
し、この戻された油にて第３ピストンを後退移動
させるものである。

＜実施例＞ 以下本考案の実施例を第１図乃至第４図に基づ
いて説明する。第１図において、３０はシリンダ
である。このシリンダ１はパンチ部Ｐとブースタ
部Ｒとによつて構成されている。すなわち、第１
の隔壁３１と第２の隔壁３２とにより前方室３
３、中央室３４及び後室３５の３つの室を軸線方
向に区画し、前方室３３にはシリンダ３０の前端
壁より外部に突出するロツド３７を備えた第１ピ
ストン３６が嵌装されている。後方室３５には第
２の隔壁３２を貫通して中央室３４に突出するロ
ツド３９を備えた第２ピストン３８が嵌装されて
いる。また、中央室３４には前記第２ピストン３
８のロツド３９が摺動可能に貫通された第３ピス
トン４０が嵌装されている。

前記第１の隔壁３１には、前方室３３の第１ピ
ストン３６の背面と中央室３４の第３ピストン４
０の前面との間を連通する通路４１が設けられ、
第３ピストン４０の前面室には油５７が封入さ
れ、この油５７を通路４１を介して前方室３３に
流入し、また前方室３３より中央室３４に戻され
るようになつている。前記通路４１には、前方室
３３に流入した油５７の逆流を阻止する第１チエ
ツク弁４２が設けられている。この第１チエツク
弁４２は後述するエア圧より逆止作用が解除され
るようになつている。さらに、第１の隔壁３１に
は、第２ピストン３８の前進移動によりロツド３
９で閉塞し、前記通路４１並びに前方室３３の第
１ピストン３６の背面を密封する密封室４３と、
この密封室４３と中央室３４とを連通する通路４
５とが設けられ、この通路４５に第２チエツク弁
４４が配置されている。

４６は中央室３４の第３ピストン４０の背面に
エア圧を給排する第１ポートであり、４７は前方
室３３の第１ピストン３６の前面にエア圧を給排
する第２ポート、４８は後方室３５の第２ピスト
ン３８の前面にエア圧を給排する第３ポート、４
９は第３ピストン３８の背面にエア圧を給排する
第４ポート、５０は第１チエツク弁４２の逆止作
用を解除するためのエア圧供給用の第５ポートで
ある。

これらの第１〜第５ポート４６〜５０はエア源
と第１電磁切換弁５１、第２電磁切換え弁５２、
後方室３５に第２ピストン３８の前，後移動に基
づいて切換えられるメカニカルバルブ５４，５５
の切換えで制御される切換弁５３、シヤトル弁５
６等を介して配管接続されている。LS₁，LS₂は
第１ピストン３６のロツド３７の前進位置確認用
リミツトスイツチであり、リミツトスイツチLS₁
の信号により第２電磁切換弁５２を制御し、リミ
ツトスイツチLS₂は第１電磁切換弁５１並びに第
２電磁切換弁５２を制御するものである。

次に本発明の動作について第１図及び第２図に
より説明する。

今、起動が入ると、第１電磁切換弁５１が切換
わり、第１ポート４６にエア圧が供給され、第３
ピストン４０を前進移動し、中央室３４内の油５
７は第１チエツク弁４２を通り前方室３３内に流
入し、第１ピストン３６を前進させ、ロツド３７
が第２図Ｂで示すようにブツシユ３に当接する作
業位置に移動する。このとき、リミツトスイツチ
LS₁がONし、第２電磁切換弁５２を切換え、エ
ア圧は第２電磁切換弁５２から切換弁５３を通
り、シヤトル弁５６を切換えて第３ポート４８に
供給される。これにより、第２ピストン３８を後
退端に移動する。また同時にメカニカルバルブ５
４にもエア圧が供給される。

後退端に移動した第２ピストン３８は前記メカ
ニカルバルブ５４を打つて切換え、メカニカルバ
ルブ５４に供給されたエア圧は切換弁５３のオペ
レートポートに入り切換弁５３を切換える。

切換弁５３が切換わると、エア圧は第４ポート
４９に供給され、第２ピストン３８を前進移動す
る。また、同時にメカニカルバルブ５５にもエア
圧が供給される。第２ピストン３８が前進移動す
ると、ロツド３９が密封室４３に嵌合し、通路４
１を閉塞すると当時に前方室３３内の油５７を密
封する。これにより、パスカルの原理で密封され
た油５７は高圧となり第１ピストン３６を大きな
力で押し、高推力でブツシユ３の圧入作業を行
う。

第２ピストン３８が前進してメカニカルバルブ
５５を打つて切換えると、メカニカルバルブ５５
に供給されたエア圧は切換弁５３のオペレートポ
ートに入り切換弁５３を切換える。これにより、
エア圧は第３ポート４８に供給され、第２ピスト
ン３８を後退移動させる。また同時にメカニカル
バルブ５４にもエア圧が供給される。

このとき、密封室４３内に密封された油５７は
第２ピストン３８が後退移動すると負圧を受け、
第２ピストン３８を移動し難くするが、この負圧
により第２チエツク弁４４が開いて中央室３４内
の油５７を通路４５を介して密封室４３内に流
し、第２ピストン３８を移動し易くする。

上記の一連の動作を作業が完了するまで自動的
に繰り返し、作業が完了すると、第１ピストン３
６のロツド３７はリミツトスイツチLS₂をONす
る。これにより、第１，第２電磁切換弁装置５
１，５２が切換わり、またシヤトル弁５６を切換
えて第３ポート４８、第５ポート５０、第２ポー
ト４７にエア圧を供給し、第２ピストン３８の後
退復帰動作と、第１チエツク弁４２の逆止作用の
解除動作と第１ピストン３６の後退復帰動作とを
行い、前方室３３から油５７を中央室３４に戻
し、第３ピストン４０の後退復帰動作をさせ、原
位置戻しを完了するのである。

＜発明の効果＞ 以上のように本発明によると、油圧により前進
作動して推力作業を行う前方室の第１ピストン
と、エア圧により前進作動して前方室に流入した
油を密封し、バスカルの原理で高圧にするための
後方室の第２ピストンとを完全に分離した構成で
あるから、第１ピストンと第２ピストンとの干渉
がなくなり、第１ピストンのストローク内であれ
ば、第１ピストンの作業位置が任意に得られ、ま
た高推力の移動距離も任意にとることができる。

さらに、第１ピストンを有するパンチ部Ｐを、
油を封入し第３ピストンを有する中央室並びに第
２ピストンを有する後方室のブースタ部Ｒと分離
することも可能であるから、第３図に示すように
軸線上後方に障害物５８が存在する配置部所の場
合、パンチ部Ｐとブースタ部Ｒとを分離配置し、
前方室３３と中央室３４とを配管５９によつて油
通路を接続し、障害物５８を回避して設置するこ
とができ、狭い所での使用を可能とする。

また、第４図で示すように、複数のパンチ部Ｐ
を並列させ、１つのブースタ部Ｒと油通路の配管
５９で接続し、複数のワークに対する作業を同時
に行うこともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の断面図とエア圧制御回路との
併図、第２図Ａ，Ｂ，Ｃは本発明装置の動作図、
第３図及び第４図は本発明装置の使用態様図、第
５図は従来装置の断面図である。 ３０……シリンダ、３１……第１の隔壁、３２
……第２の隔壁、３３……前方室、３４……中央
室、３５……後方室、３６……第１ピストン、３
７……ロツド、３８……第２ピストン、３９……
ロツド、４０……第３ピストン、４１……通路、
４２……第１チエツク弁、４３……密封室、４４
……第２チエツク弁、４５……通路、４６……第
１ポート、４７……第２ポート、４８……第３ポ
ート、４９……第４ポート、５０……第５ポー
ト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シリンダを第１，第２の隔壁によつて軸線方
   向に前方室、中央室及び後方室の３つの室に区画
   し、前方室にはシリンダの前端壁より外部に突出
   するロツドを備えた第１ピストンが嵌装され、後
   方室には前記第２の隔壁を貫通して中央室に突出
   するロツドを備えた第２ピストンが嵌装され、中
   央室には前記第２ピストンのロツドが摺動可能に
   貫通された第３ピストンが嵌装され、前方室の第
   １ピストン背面と中央室の第３ピストン前面との
   間に第１の隔壁に設けた通路を介して流動する油
   を封入し、前記通路に前方室に流入した油の逆流
   を阻止する第１チエツク弁と、前記第２ピストン
   のロツドによつて密封される密封室とを設け、さ
   らに第１の隔壁には前記密封室と中央室とを第２
   チエツク弁を介して連通する通路が設けられ、前
   記中央室の第３ピストンの背面にエア圧を給排す
   る第１ポートと、前方室の第１ピストンの前面に
   エア圧を給排する第２ポートと、後方室の第２ピ
   ストンの前面にエア圧を給排する第３ポートと、
   第２ピストンの背面にエア圧を給排する第４ポー
   トと、第２チエツク弁の逆止機能を解除するため
   のエア圧供給用の第５ポートとを備えたことを特
   徴とする空油圧シリンダ装置。