JPH11247806A - 油圧シリンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 手持ち動力工具等に適した油圧シリンダを提
供する。 【解決手段】 油圧シリンダ３のロッド側油室内に圧縮
コイルバネ２６を挿入してピストン２１をヘッド側初期
位置に保持させる。油圧ピストン２１にロッド側とヘッ
ド側を連通する通路２１ａを形成し、通路２１ａに圧縮
コイルバネ２３とポペット形逆止弁２４を挿入する。逆
止弁２４は常時開放位置にあり、ピストン２１のヘッド
側に油圧が印加されたときにバネ２３を圧縮して閉じ
る。油圧印加時には逆止弁２４が閉じてピストン２１が
前進駆動され、ロッド側の油が管路２２へ排出される。
ヘッド側の油圧を解除すると逆止弁２４が開いてヘッド
側の油がロッド側へ流れ、ピストン２１は圧縮コイルバ
ネ２６に押されて初期位置に戻る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、油圧シリンダに
関するものであり、特に、駆動回路を簡素化できる油圧
シリンダに関するものである。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来、釘打ち機等の手
持ち動力工具は、空気圧を動力源としたものが一般的で
ある。しかし、空気圧シリンダで直接ドライバを駆動す
る釘打ち機等よりも高出力を要求される動力工具（例え
ば手持ち式ワイヤ切断機等）においては、従来の空気圧
駆動方式では出力不足であり、別種の駆動機構が必要に
なる。

【０００３】高出力が得られる駆動機構としては油圧シ
リンダを用いた油圧機構があるが、油圧シリンダの往復
運動を制御するための４方弁等からなる油圧回路の小型
化が困難であり、小型軽量化が要求される手持ち動力工
具等に適しているとは言い難い。

【０００４】そこで、油圧回路の構成を簡素化でき、手
持ち動力工具等に適した油圧シリンダを提供するために
解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は
上記課題を解決することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するために提案するものであり、複動油圧シリンダ
に、ピストンをヘッド側へ付勢するバネを内蔵し、前記
ピストンにヘッド側とロッド側の油室を連通する通路を
形成し、前記通路にヘッド側からロッド側への油の流れ
を阻止する逆止弁を設け、前記逆止弁にバネを介装して
開放位置に付勢し、ヘッド側へ油圧を印加したときに逆
止弁が閉じ、油圧解除時に逆止弁が開くように構成した
油圧シリンダを提供するものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
図に従って詳述する。図１は本発明の油圧シリンダの使
用例として、ボルトやワイヤを切断するための油圧−空
気圧式ワイヤ切断機１を示し、空気圧シリンダ部２の前
部に油圧シリンダ３を連結し、油圧シリンダ３へ作動油
を供給するための作動油タンク４は、空気圧シリンダ部
２の前部から横へ突出するグリップ部５に内蔵してい
る。

【０００７】グリップ部５の端部にはエアホースコネク
タ取付け用のネジ穴６が形成され、エアホース（図示せ
ず）を通じてエアコンプレッサから供給される圧縮空気
は、グリップ部５内の空気圧主管路７を通じて空気圧シ
リンダ部２のシリンダチューブ８と、シリンダチューブ
８を覆う外筒９との間のエアチャンバ１０へ供給され
る。また、図１においてグリップ部５の背面側下部に
は、空気圧主管路７から作動油タンク４の底部ポートへ
通じる空気圧管路１１が形成され、この空気圧管路１１
の途中にパイロット操作式の早送り用切換弁（図示せ
ず）が設けられている。

【０００８】作動油タンク４内にはフリーピストン１２
が挿入されており、フリーピストン１２の下面側空気室
４ａに圧力空気を供給すると、フリーピストン１２が上
昇してフリーピストン１２の上面側油室４ｂに充填され
ている作動油が油圧主管路１３へ排出される。

【０００９】作動油タンク４と油圧シリンダ３を接続す
る油圧主管路１３は、グリップ部５に設けた上下二つの
トリガバルブ１４，１５の背面側を通り、空気圧シリン
ダ部２の前部に形成した小径の増圧シリンダ部１６と交
差している。油圧主管路１３に連通する増圧シリンダ部
１６には空気圧ピストン１７に連結したラム１８が挿入
されており、作動油は増圧シリンダ部１６を通って流れ
る。また、油圧主管路１３には、作動油タンク４側から
みて増圧シリンダ部１６の上流と下流とにそれぞれ作動
油タンク４への流れを阻止する逆止弁１９，２０が挿入
されている。

【００１０】図２に拡大して示すように、油圧シリンダ
３の内径は、ヘッド側端部から中間部までの後半部３ａ
が油圧ピストン２１に合致する寸法で、中間部からロッ
ド側先端部までの前半部３ｂの径はピストン径よりも大
径となっており、油圧主管路１３をヘッド側ポートに接
続し、逆止弁１９よりもタンク側上流から分岐した油圧
管路２２を前半部３ｂに接続して差動油圧回路を構成し
ている。

【００１１】油圧ピストン２１にはロッド部の外周面か
ら軸心を通って背面へ貫通する通路２１ａが形成されて
いる。そして、通路２１ａの後半の大径部に後方から圧
縮コイルバネ２３とポペット形逆止弁２４を挿入し、通
路２１ａの後端部にキャップ２５をねじこんで通路２１
ａ内に逆止弁２４を保持している。

【００１２】逆止弁２４は、油圧ピストン２１と同様
に、小径部外周面から軸心を通って背面へ貫通する通路
２４ａが形成されていて、キャップ２５にも前後へ貫通
する通路２５ａが形成されている。図２において逆止弁
２４は前進して閉位置にあるが、通常は圧縮コイルバネ
２３の付勢により後方のキャップ２５に圧接して油圧ピ
ストン２１の通路２１ａを開放しており、油圧ピストン
２１の前後の油室は連通している。また、油圧ピストン
２１は油圧シリンダ３の前部に内蔵した圧縮コイルバネ
２６によってヘッド側へ付勢されている。

【００１３】油圧シリンダ３の前端部に設けたノーズ部
２７には凹形の固定カッター刃２８を取付け、油圧ピス
トン２１のロッド部の先端に取付けたカッター刃２９が
前方へ駆動されて固定カッター刃２８の凹部を横断し、
凹部内に挿入されたボルトやワイヤ等を剪断する。

【００１４】図３の油圧−空気圧回路図に示すように、
グリップ部５の上側の増圧用トリガバルブ１４は、空気
圧シリンダ部２の主切換弁３０を制御し、下側の早送り
用トリガバルブ１５は、前述したグリップ部５の下部の
早送り用切換弁３１を制御するように構成している。

【００１５】空気圧シリンダ部２の基本構成は、図１に
示すように空気圧ピストン１７を収容したシリンダチュ
ーブ８の後方側に、空気圧ピストン１７を往復運動させ
るための往復制御機構３２が配置されており、往復制御
機構３２の外周にシリンダチューブ８の後端面へ接離す
る主切換弁３０が配設されている。

【００１６】往復制御機構３２は、空気圧ピストン１７
の後端面に一体成形されたピストン弁３３と、空気圧ピ
ストン１７とともに前後移動するピストン弁３３によっ
て切換えられる空気圧により第１位置と第２位置とに切
換わる切換弁３４を備え、この切換弁３４によりシリン
ダチューブ８内へエアを供給し、又はシリンダチューブ
８内からエアを大気に排気することにより空気圧ピスト
ン１７が高速で往復駆動される。

【００１７】図１において、空気圧ピストン１７の中心
より下側の主切換弁３０の位置は閉鎖位置を示し、上側
においては開放位置を示しているが、主切換弁３０は１
個のリング形部品であり、一体に閉鎖位置または開放位
置へスライドする。そして、閉鎖位置では前方のシート
３５に圧接し、シリンダチューブ８とエアチャンバ１０
との間の空気通路を遮断する。

【００１８】増圧用トリガバルブ１４を操作すると、主
切換弁３０の背面に作用している圧力空気が増圧用トリ
ガバルブ１４を通じて大気に排出され、主切換弁３０が
開放位置へ後退してエアチャンバ１０の高圧空気がシリ
ンダチューブ８内に流入し、空気圧ピストン１７が前進
駆動される。

【００１９】空気圧ピストン１７が可動範囲の前端に達
すると、往復制御機構３２の切換弁３４の背面に作用し
ている圧力空気が大気に排出されて切換弁３４が後退
し、空気圧ピストン１７の背面に作用している圧力空気
が切換弁３４を通じて大気に排出され、空気圧ピストン
１７は圧縮コイルバネ３６の弾発力により後退する。

【００２０】そして、空気圧ピストン１７が初期位置に
戻ると、シリンダチューブ８の通路を通じて切換弁３４
の背面に圧力空気が導入されて切換弁３４が前進し、再
びエアチャンバ１０からシリンダチューブ８へ圧力空気
が供給されて空気圧ピストン１７が前進を開始する。こ
のように、増圧用トリガバルブ１４の操作を解除するま
で空気圧ピストン１７が高速で往復運動する。

【００２１】次に、ワイヤ切断機１の全体的な動作を説
明する。図１及び図２に示す早送り用トリガレバー３７
を操作すると早送り用トリガバルブ１５が開き、図３に
示した早送り用切換弁３１が開位置に切換わり、作動油
タンク４の空気室４ａに高圧空気が導入され、上部油室
４ｂから作動油が油圧主管路１３へ排出される。そし
て、油圧シリンダ３の油圧ピストン２１は、前後の受圧
面積の差によって前進し、作動油タンク４からの吐出油
と油圧シリンダ３のロッド側油室の油が、逆止弁１９，
２０を通じて油圧ピストン２１のヘッド側に供給され、
油圧ピストン２１が高速で前進する。

【００２２】続いて、図１に示す増圧用トリガレバー３
８を操作すると、増圧用トリガバルブ１４が開いて空気
圧シリンダ部２の主切換弁３０が開位置に切換わり、シ
リンダチューブ８に高圧空気が供給されてラム１８が前
進し、増圧シリンダ部１６内の作動油を圧縮する。増圧
シリンダ部１６内の作動油は、増圧シリンダ部１６の上
流に配置した逆止弁１９の作用によって油圧シリンダ３
のヘッド側へ圧送され、ヘッド側圧力が上昇することに
より、逆止弁２４が圧縮コイルバネ２３を圧縮して前進
し、油圧ピストン２１の通路２１ａを閉鎖する。

【００２３】続くラム１８の後退行程においては、逆止
弁２０によってヘッド側圧力が保持され、作動油タンク
４から逆止弁１９を通じて増圧シリンダ部１６内に作動
油が吸入され、圧送と吸入を繰り返す。ラム１８の前進
時に空気圧源の空気圧は、ラム１８の断面積と油圧ピス
トン２１の受圧面積との比率にしたがって高圧の油圧に
変換され、ヘッド側油圧が高圧となって油圧ピストン２
１を高推力で前進させる。

【００２４】また、ラム１８の往復行程を通じて、作動
油は作動油タンク４のフリーピストン１２によって加圧
されているので、ラム１８が後退する作動油吸入行程に
おいて作動油にキャビテーションが発生することがな
い。

【００２５】そして、油圧ピストン２１が油圧シリンダ
３の前半部３ｂに達すると、前半部３ｂは油圧ピストン
２１よりも大径であるので、油圧ピストン２１のヘッド
側油室とロッド側油室が連通して前後両面の油圧が平衡
し、油圧ピストン２１が停止すると同時に逆止弁２４が
圧縮コイルバネ２３のバネ力によって後退し、通路２１
ａが開通する。

【００２６】尚、上記の実施例では油圧シリンダ３の前
半部３ｂの内径を油圧ピストン２１よりも大径に形成
し、油圧ピストン２１が大径の前半部３ｂへ前進したと
きに油圧ピストン２１の前後両側が連通して作動油が流
通するように構成しているが、他の実施形態として、油
圧シリンダ３の内径を全長に亘って油圧ピストン２１と
合致する寸法とし、シリンダの内壁面の前半部にスプラ
イン式の溝を形成して油圧ピストン２１の両面を連通さ
せる構成としてもよい。

【００２７】そして、増圧用トリガレバー３８の操作を
解除すると、空気圧シリンダ部２の主切換弁３０が閉位
置に切換わって、空気圧ピストン１７は初期位置に後退
して停止する。早送り用トリガレバー３７の操作を解除
すると、早送り用切換弁３１が閉位置に切換わって作動
油タンク４の空気室４ａに供給されている圧縮空気が大
気に排出され、圧縮コイルバネ２６によって油圧ピスト
ン２１がヘッド側へ押され、ヘッド側の油は逆止弁２４
を通じてロッド側へ流れて油圧ピストン２１が後退し、
初期位置で停止する。

【００２８】実際にワイヤ切断機１を使用する際は、ノ
ーズ部２７の固定カッター刃２８の凹部内にワイヤ等を
挿入し、早送り用トリガレバー３７を操作すれば、油圧
シリンダ３に装着した可動カッター刃２９が高速で前進
してワイヤ等に突き当たって停止する。続いて、増圧用
トリガレバー３８を操作すれば可動カッター刃２９が低
速高推力で前進してワイヤ等が切断される。

【００２９】尚、この発明は上記の実施形態に限定する
ものではなく、この発明の技術的範囲内において種々の
改変が可能であり、この発明がそれらの改変されたもの
に及ぶことは当然である。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の油圧シリ
ンダは、油圧を供給するとピストンが前進駆動され、油
圧を解除すればバネと逆止弁の作用により後退して初期
位置に戻るので、１個の切換弁にて往復操作が可能であ
り、４方弁等の方向制御弁が不要となって油圧回路を小
型化することができ、小型軽量化が要求される手持ち動
力工具等に好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示し、ワイヤ切断機の
側面断面図。

【図２】図１に示す油圧シリンダ部分の断面図。

【図３】図１のワイヤ切断機の油圧−空気圧回路図。

【符号の説明】

１ ワイヤ切断機 ２ 空気圧シリンダ部 ３ 油圧シリンダ ４ 作動油タンク ４ａ 空気室 ４ｂ 油室 ５ グリップ部 ７ 空気圧主管路 １２ フリーピストン １３ 油圧主管路 １４ 増圧用トリガバルブ １５ 早送り用トリガバルブ １６ 増圧シリンダ部 １８ ラム １９，２０ 逆止弁 ２１ 油圧ピストン ２１ａ 通路 ２２ 油圧管路 ２３ 圧縮コイルバネ ２４ 逆止弁 ２５ キャップ ２６ 圧縮コイルバネ ３１ 早送り用切換弁 ３２ 往復制御機構 ３６ 圧縮コイルバネ ３７ 早送り用トリガレバー ３８ 増圧用トリガレバー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複動油圧シリンダに、ピストンをヘッド
   側へ付勢するバネを内蔵し、前記ピストンにヘッド側と
   ロッド側の油室を連通する通路を形成し、前記通路にヘ
   ッド側からロッド側への油の流れを阻止する逆止弁を設
   け、前記逆止弁にバネを介装して開放位置に付勢し、ヘ
   ッド側へ油圧を印加したときに逆止弁が閉じ、油圧解除
   時に逆止弁が開くように構成した油圧シリンダ。