JPS6241405A - 空油圧シリンダ装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、空圧並びに油圧によっ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ュを圧入したり、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成よりなり、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ッド
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９が嵌装され、そして、第
３シリンダ１０には隔壁Ｉ２を貫通して第１シリンダ４
内に突出するロッド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ポートエ８が設けられ、後端壁１７には第３ピス
トン２０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にブツシュ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Ｓ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の圧力によって前進移動し、ロッド７
の先端は被操体を介してブツシュ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、ロッド１１は通路１３を閉止し、第５図で示すよ
うにロッド１１の先端は第１ピストン８の平面に当接す
る。前記ロッド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、ブツシュ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、ブツシュ３の正大初
期位置が変わると、第１ピストン８と第３ピストン２０
のロッド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（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った。

く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の隔壁によっ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ッドを備えた第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
央室に突出するロッドを備えた第２ピストンが嵌装され
、中央室には前記第２ピストンのロッドが摺動可能に貫
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チェック弁と
、前記第２ピストンのロッドによっ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チェック弁を介して連通ずる通路が設けられ、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チェック弁の逆止機能
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。

く作　　　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
ピストンをエア圧で前進移動し、油を第１チェック弁を
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ピストンのロッ
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ピストンのロッドで閉塞されている密封室内にロッド
の後退で負圧が発生するが、この負圧により第２チェッ
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チェック
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側へ戻し、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。

く実　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とによって構成さ
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３３．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ッド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に突出するロッド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３
４には前記第２ピストン３８のロッド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３
６の背面と中央室３４の第３ピストン４０の前面との間
を連通ずる通路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３
４に戻されるようになっている。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チェッ
ク弁４２が設けられている。この第１チェック弁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って
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ッド３９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とを連通ずる
通路４５とが設けられ、この通路４５に第２チェック弁
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、４９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チェック弁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．シャトル弁５６等を介して配管接続されてい
る。ＬＳｌ、ＬＳ２は第１ピストン３６のロッド３７の
前進位置確認用リミットスイッチであり、リミットスイ
ッチＬＳＩの信号により第２電磁切換弁５２を制御し、
リミットスイッチ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２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５Ｉ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５７は第１チェック弁４
２を通り前方室３３内に流入し、第１ピストン３６を前
進させ、ロッド３７が第２図（Ｂ）で示すようにブツシ
ュ３に当接する作業位置に移動する。このとき、リミッ
トスイッチＬＳＩがＯＮＬ、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
、シャトル弁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５４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を打って切換え、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、ロッド３９が密封室４
３に嵌合し、通路４１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、高推力でブツシュ３の工大作業を行う。

第２ピストン３日が前進してメカニカルバルブ５５を打
って切換えると、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３
８を移動し難くするが、この負圧により第２チェック弁
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ピストシ３８を移動し易（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ビス［・ン３６のロッド３
７はリミットスイッチＬＳ２をＯＮする。これにより、
第１．第２電磁切換弁５１．５２が切換わり、またシャ
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チェック弁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、パスカルの
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かできる。

さらに、第１ピストンを有するパンチ部Ｐと、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
って油通路を接続し、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図は本発明装置の断面図とエア圧制御回路との掛図
、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、３７・・
・ロッド、３８・・・第２ピストン、３９・・・ロッド
、４０・・・第３ピストン、４１・・・通路、４２・・
・第１チェック弁、４３・・・密封室、４４・・・第２
チェック弁、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。 特　許　出　願　人　関東自動車工業株式会社代　　　
　理　　　　　人　　平　　　　井　　　　　　　　　
部第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリンダを第１、第２の隔壁によっ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ッドを備えた第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ッドを備えた第２ピストンが嵌
   装され、中央室には前記第２ピストンのロッドが摺動可
   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チェッ
   ク弁と、前記第２ピストンのロッドによって密封される
   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チェッ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チェック弁の逆
   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。