JP7008321B2 - 油圧作動装置及びパンチャー - Google Patents

Description

本発明は、油圧作動装置及びこの油圧作動装置を備えたパンチャーに関する。

従来、パンチャー等に使用される油圧作動装置としては、例えば特許文献１に記載されるように、ピストンを一方側へ移動させるときは油圧により移動させ、他方側へ移動させるときはばねの力によって移動させる、いわゆる単動式の油圧作動装置がある。

また、例えば特許文献２に記載されるように、第１シリンダ室及び第２シリンダ室を有し、第１シリンダ室または第２シリンダ室内に油圧を発生させることにより、ピストンを往復させる、いわゆる複動式の油圧作動装置である。

さらに、本件出願人は、特許文献３に記載されるように、確実にピストンを初期位置に戻すことができる油圧作動装置を提供している。当該油圧作動装置を、図７に示す。図７は、特許文献３の図１において、各参照符号に１００を加えた図となっている。

図７に示すように、この油圧作動装置１０４は、シリンダ１０６と、シリンダ１０６内に摺動可能に配置されるピストン１０８と、シリンダ１０６内にてピストン１０８の一方側に形成される第１シリンダ室１１４Ａと、シリンダ１０６内にてピストン１０８の他方側に形成される第２シリンダ室１１４Ｂと、ピストン外周とシリンダ内面との間に形成される第３シリンダ室１２０と、を備えている。ピストン１０８は、戻しばね１２３によって、第１シリンダ室１１４Ａ側に付勢されている。

また、シリンダ内面で第１シリンダ室１１４Ａに開口する第１の油供給路１２４と、シリンダ内面で第２シリンダ室１１４Ｂに開口する第２の油供給路１２６と、シリンダ内面で第３シリンダ室１２０に開口する油排出路１１２と、が設けられている。

そして、切換弁１４０が、第１シリンダ室１１４Ａ及び／又は第２シリンダ室１１４Ｂと、第３シリンダ室１２０と、の連通状態を切り換えるために設けられている。

通常運転時、切換弁１４０は、ピストン１０８を第２シリンダ室１１４Ｂ側に移動させるとき、第２シリンダ室１１４Ｂと油排出路１１２（すなわち第３シリンダ室１２０）とを連通し第１シリンダ室１１４Ａと油排出路１１２（第３シリンダ室１２０）との連通を遮断し、ピストン１０８を第１シリンダ室１１４Ａ側に移動させるとき、第１シリンダ室１１４Ａ及び第２シリンダ室１１４Ｂと油排出路１１２（第３シリンダ室１２０）とを連通するように作動する。

一方、戻しばね１２３の付勢力によってもピストン１０８が第１シリンダ室１１４Ａ側に戻らない場合（非通常運転時）、切換弁１４０は、ピストン１０８を第１シリンダ室１１４Ａ側に移動させるように、第１シリンダ室１１４Ａと油排出路１１２（第３シリンダ室１２０）とを連通し第２シリンダ室１１４Ｂと油排出路１１２（第３シリンダ室１２０）との連通を遮断するように作動する。

このような油圧作動装置１０４によれば、通常運転時には、戻しばね１２３の付勢力がピストン１０８を初期位置に戻すので、何らかの不具合によって油の供給が停止したとしても、ピストン１０８を確実に初期位置に戻すことができる。また、ピストン１０８が戻しばね１２３の付勢力で戻らない場合には、油圧がピストン１０８を初期位置に戻すので、この場合でもピストン１０８を確実に初期位置に戻すことができる。

特開平８－４２５１７号公報 特許第３７２１２６０号公報 特許第６０５６７７３号公報

本件発明者は、特許文献３の構成を更に改良することにより、ピストンの軸方向の長さを短縮することができることを知見した。

特許文献３の構成では、ピストン１０８の摺動状態の如何に拘わらず、第３シリンダ室１２０が常に油排出路１１２と連通している必要がある。このため、第３シリンダ室１２０の軸方向の長さは、ピストン１０８の摺動移動のストロークに対応する長さが必要であった。これに伴って、切換弁１４０の長さも、ピストン１０８の長さも、相応の長さが必要となっていた。

本件発明者は、第１シリンダ室１１４Ａ及び／又は第２シリンダ室１１４Ｂと油排出路１１２との連通箇所として、ピストン外周とシリンダ内面との間（第３シリンダ室１２０）を利用するのではなく、ピストン１０８の内部を利用することで、切換弁１４０の長さ、ひいては、ピストン１０８の長さを短縮できることを知見した。

本発明は、以上の知見に基づいて創案されたものである。本発明の目的は、確実にピストンを初期位置に戻すことができ且つ小型化を実現することができる油圧作動装置、及び、当該油圧作動装置を備えたパンチャー、を提供することである。

本発明は、シリンダと、前記シリンダ内に摺動可能に配置されるピストンと、前記シリンダ内にて前記ピストンの一方側に形成される第１シリンダ室と、前記シリンダ内にて前記ピストンの他方側に形成される第２シリンダ室と、前記シリンダ内面で前記第１シリンダ室に開口する第１の油供給路と、前記シリンダ内面で前記第２シリンダ室に開口する第２の油供給路と、前記ピストン内部に形成され、前記第１シリンダ室及び前記第２シリンダ室に連通可能な油排出室と、前記第１シリンダ室及び／又は前記第２シリンダ室と前記油排出室との連通状態を切り換えるための切換弁と、前記ピストンを前記第１シリンダ室側に付勢する戻しばねと、を備え、前記切換弁は、通常運転時、前記ピストンを前記第２シリンダ室側に移動させるとき、前記第２シリンダ室と前記油排出室とを連通し前記第１シリンダ室と前記油排出室との連通を遮断し、前記ピストンを前記第１シリンダ室側に移動させるとき、前記第１シリンダ室及び前記第２シリンダ室と前記油排出室とを連通するように作動し、前記戻しばねの付勢力により前記ピストンが前記第１シリンダ室側に戻らない場合、前記切換弁は、前記ピストンを前記第１シリンダ室側に移動させるように、前記第１シリンダ室と前記油排出室とを連通し前記第２シリンダ室と前記油排出室との連通を遮断するように作動する、ことを特徴とする油圧作動装置である。

本発明によれば、通常運転時、ピストンが第２シリンダ室側に移動する際には、切換弁が、第２シリンダ室と油排出室とを連通し且つ第１シリンダ室と油排出室との連通を遮断する。これにより、第１の油供給路から供給された油は、第１シリンダ室に貯留して油圧を発生し、その一方で第２の油供給路から供給された油は、第２シリンダ室を介して油排出室から排出される。したがって、ピストンは第１シリンダ室に発生した油圧により第２シリンダ室側に移動する。

また、通常運転時、ピストンが第１シリンダ側に移動する際には、切換弁は、第１シリンダ室及び第２シリンダ室を油排出室に連通する。これにより、第１の油供給路及び第２の油供給路から供給された油は、それぞれ第１シリンダ室及び第２シリンダ室を介して油排出室に排出され、第１シリンダ室及び第２シリンダ室には、油圧が発生しない。そして、ピストンは、戻しばねの付勢力によって、第１シリンダ室側に移動する。

一方、ピストンが何らかの不具合等によって戻しばねの付勢力によっては第１シリンダ室側に戻らなかった場合、切換弁は、第１シリンダ室と油排出室とを連通し且つ第２シリンダ室と油供給室との連通を遮断する。これにより、第１の油供給路から供給された油は、第１シリンダ室を介して油排出室から排出され、その一方で第２の油供給路から供給された油は、第２シリンダ室に貯留して油圧を発生する。したがって、ピストンは、第２シリンダ室に発生した油圧により、第１シリンダ室側に移動する。

以上のように、本発明に係る油圧作動装置によれば、通常運転時には、戻しばねの付勢力がピストンを初期位置に戻すので、何らかの不具合によって油の供給が停止したとしても、ピストンを確実に初期位置に戻すことができる。また、ピストンが戻しばねの付勢力で戻らない場合には、油圧がピストンを初期位置に戻すので、この場合でもピストンを確実に初期位置に戻すことができる。

そして、本発明によれば、第１シリンダ室及び第２シリンダ室に連通可能な油排出室が、ピストン外周とシリンダ内面との間ではなく、ピストンの内部に形成されていることにより、当該油排出室のサイズをピストンの摺動ストロークとは独立に設計することができ、切換弁の長さ、ひいては、ピストンの長さを短縮することが可能である。

前記油排出室は、前記ピストンの軸線方向に延びる筒状室と、当該筒状室から径方向外側に延びる径方向室と、を有していることが好ましい。

この場合、径方向室によって第１シリンダ室及び第２シリンダ室と連通することによって、切換弁の長さ、ひいては、ピストンの長さをより一層短縮することができる一方で、筒状室によってピストンの摺動ストロークを吸収する設計を担うことができる。

例えば、前記シリンダには、当該シリンダ内の油排出路に接続された中空シャフトの一端側が固定されており、前記中空シャフトの他端側は、前記油排出室の前記筒状室の内部に延びており、前記ピストンは、前記中空シャフトに対して摺動移動するようになっており、前記ピストンの前記中空シャフトに対する摺動移動の間、前記中空シャフトの他端側の内部と前記油排出室の前記筒状室の内部との連通状態が維持されるようになっている。

このような構成によれば、ピストンがシリンダ（すなわち中空シャフト）に対して摺動移動する際に、筒状室がピストンの摺動ストロークを吸収することができる。

また、前記ピストンには、前記第１シリンダ室と前記第２シリンダ室とを連通するとともに前記油排出室と連通する連通孔が形成され、前記切換弁は、前記連通孔を貫通するスライド棒と、前記スライド棒の一端に設けられ前記連通孔の前記第１シリンダ室側の開口を塞ぐ第１弁と、前記スライド棒の他端に設けられ前記連通孔の前記第２シリンダ室側の開口を塞ぐ第２弁と、を有することが好ましい。

この場合、スライド棒の一端に第１弁が設けられ、スライド棒の他端に第２弁が設けられているので、スライド棒が、第１弁が第１シリンダ室側の開口を塞ぐように移動すると、第１シリンダ室と連通孔との連通が遮断され、第２シリンダ室と油排出室とが連通孔を介して連通する。一方、スライド棒が、第２弁が第２シリンダ室側の開口を塞ぐように移動すると、第２シリンダ室と連通孔との連通が遮断され、第１シリンダ室と油排出室とが連通孔を介して連通する。更に、スライド棒が第１シリンダ室側の開口及び第２シリンダ室側の開口の両方を開放するような位置に移動すると、第１シリンダ室及び第２シリンダ室の両方が連通孔を介して油排出室に連通する。

したがって、この場合には、スライド棒の移動による簡単な構造で、第１シリンダ室のみの遮断、第２シリンダ室のみの遮断、並びに、第１シリンダ室及び第２シリンダ室の両方の開放、を選択的に行うことができる。

また、前記切換弁には、前記切換弁を前記第１シリンダ室側に付勢する保持ばねが設けられており、前記保持ばねの付勢力は、前記ピストンが前記戻しばねの付勢力によって前記第１シリンダ室側に移動している際に、前記切換弁の前記第１弁及び前記第２弁の両方を開き、前記ピストンが前記戻しばねの付勢力によって前記第１シリンダ室側に移動しないときには、前記第２弁を閉じるように設定されていることが好ましい。

この場合、保持ばねは切換弁を第１シリンダ室側に付勢しており、通常運転時、ピストンが戻しばねの付勢力によって第１シリンダ室側に移動している際には、切換弁は、第１弁及び第２弁の両方を開く位置において安定する。また、ピストンが戻しばねの付勢力によって第１シリンダ室側に移動しない場合には、切換弁は、保持ばねの付勢力によって第２弁が閉じる位置において安定する。

したがって、この場合には、保持ばねの付勢力の設定によって、第１弁及び第２弁の両方の開放、または、第２弁の閉鎖、を行うことができ、すなわち、簡単な構造で切換弁の所望の切換動作を実現することができる。

また、前記第２シリンダ室には、前記ピストンが前記第２シリンダ室側端部までに移動したときに、前記切換弁に当接するストッパと、前記切換弁を押圧して前記第１シリンダ室側に移動させるためのキックスプリングと、が設けられていることが好ましい。

この場合、ピストンが第２シリンダ室側端部まで移動したとき、切換弁がストッパに当接し、キックスプリングによって切換弁が押圧されて第１シリンダ側に移動する。このとき、通常運転時には、切換弁は第１弁及び第２弁の両方を開放し、戻しばねの付勢力によってもピストンが戻らない場合には、切換弁は、第１弁を開放すると共に第２弁を閉じる。

したがって、この場合には、ストッパ及びキックスプリングによって、切換弁の動作のきっかけを簡単に作ることができ、すなわち、簡単な構造で切換弁の所望の切換動作を実現することができる。

また、本発明の第２の観点に係るパンチャーは、前述の油圧作動装置を備えたことを特徴としている。本発明の第２の観点に係るパンチャーは、前述の油圧作動装置を備えているので、前述と同様の効果を奏する。

本発明によれば、第１シリンダ室及び第２シリンダ室に連通可能な油排出室が、ピストン外周とシリンダ内面との間ではなく、ピストンの内部に形成されていることにより、当該油排出室のサイズをピストンの摺動ストロークとは独立に設計することができ、切換弁の長さ、ひいては、ピストンの長さを短縮することが可能である。

本発明の一実施形態に係るパンチャーの断面図である。 本発明の一実施形態に係るパンチャーの一部拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係るパンチャーの動作を示す図である。 本発明の一実施形態に係るパンチャーの動作を示す図である。 本発明の一実施形態に係るパンチャーの動作を示す図である。 本発明の一実施形態に係るパンチャーの動作を示す図である。 特許文献３によるパンチャーの断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るパンチャー１の断面図である。なお、本実施形態においては、図１における上下方向をパンチャー１の上下方向として説明するが、パンチャー１は、任意の向きに配置されることが可能である。

図１に示すように、パンチャー１は、ポンチ２と、ポンチ２を往復動させるための油圧作動装置４とを備えている。

油圧作動装置４は、シリンダ本体６と、シリンダ本体６に固定されるヘッド７と、シリンダ本体６内に摺動可能に設けられたピストン８と、シリンダ本体６内に作動油を供給するための油供給路２４、２６と、シリンダ本体６内から作動油を排出するための油排出路１２と、を備えている。

シリンダ本体６は、内部に２つのシリンダ室１４ａ、１４ｂを形成しており、シリンダ室１４ａ、１４ｂの下端はヘッド７によって閉鎖されている。シリンダ室１４ａ、１４ｂは、ピストン８によって第１シリンダ室１４ａと第２シリンダ室１４ｂとに分割されている。

ピストン８は、シリンダ室１４ａ、１４ｂを分割するピストンヘッド８ｈと、ピストンヘッド８ｈから第２シリンダ室１４ｂ側に突出するピストンロッド８ｒと、を有する。ピストンヘッド８ｈの外周には、２つのＯリング２２（及び当該Ｏリング用の溝）が設けられ、これらのＯリング２２により、第１シリンダ室１４ａと第２シリンダ室１４ｂとが隔離されている。

ピストンロッド８ｒは、シリンダ本体６を貫通して外部に延び、端部においてポンチ２に接続されている。ピストンヘッド８ｈの下面と第２シリンダ室１４ｂの下面との間には、ピストン８を上側（第１シリンダ室１４ａ側）に付勢する戻しばね２３が設けられている。戻しばね２３は、二重の圧縮ばねになっており、その一端は、ピストンヘッド８ｈの下面に固定され、他端はシリンダ室１４ｂの下面に固定されている。

本実施形態の油供給路２４、２６は、第１シリンダ室１４ａに作動油を供給する第１の油供給路２４と、第２シリンダ室１４ｂに作動油を供給する第２の油供給路２６と、を有している。

第１の油供給路２４は、シリンダ本体６内に形成され、第１シリンダ室１４ａの上方に、互いに９０度の角度間隔をあけて２つ設けられているが、図１においては図示の都合上当該２つの第１の油供給路２４のうちの１つのみが示されている。図１に示すように、第１の油供給路２４は、シリンダ室１４ａ、１４ｂの軸線方向と平行な方向に延びている。

第１の油供給路２４の一方の端部は、第１シリンダ室１４ａの上面に開口している。これにより、第１の油供給路２４は、第１シリンダ室１４ａに連通している。第１の油供給路２４の他方の端部は、プランジャ２８（図１においては２つのプランジャのうちの１つが示されている）に接続されている。プランジャ２８は、図示しないポンプに接続されている。

第２の油供給路２６は、シリンダ本体６内に形成され、２つのシリンダ室１４ａ、１４ｂの上方及び外側を通って、第２シリンダ室１４ｂの下端近傍まで、シリンダ室１４ａ、１４ｂの軸線方向と平行な方向に延びている。

第２の油供給路２６の一方の端部は、第２シリンダ室１４ｂの側面に開口している。これにより、第２の油供給路２６は、第２シリンダ室１４ｂに連通している。より詳細には、第２シリンダ室１４ｂの下端部には、下側に広がる円錐台形領域１４ｃが設けられており、第２の油供給路２６の一方の端部は、この円錐台形領域１５の傾斜側面に対して直角に開口している。第２の油供給路２６の他方の端部は、第１の油供給路２４の一方と９０度の角度間隔をあけて配置され、プランジャ３０に接続されている。プランジャ３０は、図示しないポンプに接続されている。

以上のように、第１シリンダ室１４ａには、２つの第１の油供給路２４が接続され、第２シリンダ室１４ｂには、１つの第２の油供給路２６が接続されている。

油排出路１２は、シリンダ本体６内に形成され、油排出路１２の下方側には、後述する中空シャフト７１の上端部が固定され、油排出路１２の上方側は、図示しない作動油貯留室へと連通されている。また、油排出路１２から作動油貯留室に至る流路は、エアパック３８に隣接する作動油量調整室３２に連通されている。このような配置構成により、エアパック３８を、作動油量調整のバランサとして機能させることができる。

中空シャフト７１は、ピストンヘッド８ｈの中心軸に沿って設けられた摺動用貫通穴８ｓを貫通して、ピストンヘッド８ｈ内部に設けられた筒状室２０ｃの内部まで延びている。ピストンヘッド８ｈの摺動用貫通穴８ｓの内周には、Ｏリング７２（及び当該Ｏリング用の溝）が設けられ、当該Ｏリング７２により、第１シリンダ室１４ａと筒状室２０ｃとが隔離されている。

筒状室２０ｒから所定の径方向外側に向けて、径方向室２０ｒが延在している。筒状室２０ｃと径方向室２０ｒとが、油排出室２０を形成している。

そして、ピストン８の摺動用貫通穴８ｓが中空シャフト７１に対して摺動移動するようになっており、当該摺動移動の間、中空シャフト７１の下端側の内部と筒状室２０ｃの内部との連通状態が維持されるようになっている。これにより、当該摺動移動の間、油排出路１２と筒状室２０ｃの内部との連通状態が維持されるようになっている。

そして、ピストンヘッド８ｈに、第１シリンダ室１４ａ及び／または第２シリンダ室１４ｂと、油排出室２０と、の連通状態を切り換える切換弁４０が設けられている。

図２は、図１のパンチャー１の一部拡大断面図である。図２に示すように、切換弁４０は、ピストンヘッド８ｈに形成された連通孔４２に設けられている。連通孔４２は、ピストンヘッド８ｈの上下面を貫通するようにピストン８の軸線方向に沿って形成された縦方向孔である。連通孔４２の上部及び下部には、中央部よりも大きな直径を有する第１大径部４４ａと第２大径部４４ｂとが形成されている。そして、第１大径部４４ａの下端部と第２大径部４４ｂの上端部とが、油排出室２０の径方向室２０ｒと連通している。

ここで、ピストン８の軸線方向に沿った径方向室２０ｒの長さ、すなわち、第１大径部４４ａの下端部と第２大径部４４ｂの上端部との間の距離は、ピストン８の移動ストロークに依存しないで設計することができる。これにより、ピストン８の軸線方向に沿った径方向室２０ｒの長さ、すなわち、第１大径部４４ａの下端部と第２大径部４４ｂの上端部との間の距離を、コンパクトに短く設計することができ、結果的にピストンヘッド８ｈの小型化を実現することができる。

本実施形態の切換弁４０は、連通孔４２内にスライド可能に配置されたスライド棒４８と、スライド棒４８の上端に設けられ、連通孔４２の上方の開口を塞ぐことが可能な第１弁５０と、スライド棒４８の下端に設けられ、連通孔４２の下方の開口を塞ぐことが可能な第２弁５２と、を有する。

より詳細には、スライド棒４８は、連通孔４２の中央部の直径よりわずかに小さい直径で形成されており、また、連通孔４２の長手方向の寸法よりも長く形成されている。したがって、スライド棒４８は、連通孔４２に挿通された状態では、その端部が連通孔４２よりも突出することとなる。

そして、第１弁５０は、例えば、第１大径部４４ａの直径よりも大きな直径を有する円盤状に形成され、第１弁５０の下面が第１大径部４４ａを閉塞できるようになっている。本実施形態の第１弁５０の上面は、僅かに円錐状あるいは断面円弧状に形成されている。

同様に、第２弁５２も、例えば、第２大径部４４ｂの直径よりも大きな直径を有する円盤状に形成され、第２弁５２の上面が第２大径部４４ｂを閉塞できるようになっている。本実施形態の第２弁５２の下面には、下方に突出する突出部５２ａが形成されている。

更に、第１大径部４４ａの内部には、切換弁４０を上方に付勢して切換弁４０の第１弁５０を開く方向に保持するための保持ばね５４が設けられている。図示されているように、保持ばね５４の上端は、切換弁４０の第１弁５０の下面に当接されており、保持ばね５４の下端は、第１大径部４４ａの下面に当接されている。

また、第２シリンダ室１４ｂの下端であって、切換弁４０の真下に対応する位置には、ヘッド７に形成された凹部５３内に固定された円筒状のストッパ５５が設けられている。そして、当該ストッパ５５には、ピストン８が下死点に達したときに切換弁４０を上方に押し上げるためのキックスプリング５６の一端が固定されている。キックスプリング５６の他端は、負荷がかからない状態では、ストッパ５５の上端よりも上方に突出している。キックスプリング５６は、第２弁５２の突出部５２ａの直径よりも大きく且つ第２弁５２自体の直径よりも小さい直径を有している。

次に、本実施の形態の作用について説明する。

（通常運転時）
まず、図２に示すように、初期状態のパンチャー１は、戻しばね２３の付勢力によってピストン８が第１シリンダ室１４ａ上端の上死点まで移動した状態となっている。この初期状態では、切換弁４０の第１弁５０の上端が第１シリンダ室１４ａの上面に当接した状態となっている。

この状態で、ポンプから作動油の圧送が開始されると、作動油は、プランジャ２８を介して、２つの第１の油供給路２４を通って、第１シリンダ室１４ａに入る。また、作動油は、プランジャ３０を介して、１つの第２の油供給路２６を通って、第２シリンダ室１４ｂに入る。

ピストン８が上死点にある時、第１弁５０は閉じており、すなわち、第１シリンダ室１４ａと第１大径部４４ａとは遮断されている。従って、第１シリンダ室１４ａに入った作動油は、第１シリンダ室１４ａに貯留して、圧力を発生させる。そして、当該作動油は、第１弁５０の上面と第１シリンダ室１４ａの上面との間に入り込み、第１弁５０の上面に油圧を発生させる。この油圧によって、第１弁５０は、保持ばね５４の付勢力に抗して下方に押し付けられた状態が維持され、すなわち、第１弁５０は閉じたままである。

一方、ピストン８が上死点にある時、第２弁５２の上面は、第２大径部４４ｂを閉塞していない。従って、第２の油供給路２６から第２シリンダ室１４ｂに入った作動油は、第２大径部４４ｂを通って油排出室２０の径方向室２０ｒに入り、その後、筒状室２０ｃ及び中空シャフト７１の内部を介して、油排出路１２へと排出される。このため、第２シリンダ室１４ｂには、油圧は発生しない。

以上のような作動油の挙動によって、第１シリンダ室１４ａに発生する油圧のため、ピストン８は、図３に示すように下方へと移動していく。

図４は、ピストン８が下死点まで移動した状態を示す。ピストン８が下死点に到達する時、ピストンロッド８ｒの下端に結合されたポンチ２が、材料の孔あけ加工を行う。この時、キックスプリング５６の上端が第２弁５２の下面に当接し、更に切換弁４０の第２弁５２の突出部５２ａがストッパ５５に当接する。

この後、ストッパ５５による反発力及び／またはキックスプリング５６の付勢力により、第２弁５２が第１シリンダ室１４ａ内の油圧に抗して上方に移動し、第１弁５０が開く。

第１弁５０が開くと、第１シリンダ室１４ａ内の作動油は、第１大径部４４ａを通って油排出室２０の径方向室２０ｒに入り、その後、筒状室２０ｃ及び中空シャフト７１の内部を介して、油排出路１２へと排出される。このため、第１シリンダ室１４ａ内の油圧が開放される。これにより、戻しばね２３の付勢力によって、ピストン８は上方への移動を開始する。

この時、切換弁４０は、第１弁５０及び第２弁５２の両方を開いた状態に保持される。これは、ピストン８が上方に移動する際に第１シリンダ室１４ａ内の作動油を排出しようとするため、第１弁５０に下方向きの力がかかって、この力と保持ばね５４の保持力とが釣り合うためである。この状態が、図５に示されている。

換言すれば、本実施形態の保持ばね５４の付勢力は、戻しばね２３の付勢力、第１シリンダ室１４ａ及び第２シリンダ室１４ｂを流れる作動油の特性、ピストン８の移動速度等の条件に基づいて、図５に示すように第１弁５０及び第２弁５２の両方が開く位置で保持されるように設定されている。

ピストン８の上方への移動が継続されて、上死点に到達する時、切換弁４０の第１弁５０の上面が第１シリンダ室１４ａの上面に当接する。これにより、第１弁５０が閉じて、図２の初期状態に戻る。

（非通常運転時）
次に、材料に孔あけ加工をした際に、ポンチ２が材料に引っかかってしまう等、何らかの不具合によってピストン８が戻しばね２３の付勢力によって初期状態に戻らない場合の動作について説明する。

ピストン８が戻しばね２３の付勢力によって上方に移動しない場合、ピストン８の移動速度が０となる。この時、保持ばね５４の付勢力とその他の条件との均衡が崩れて、保持ばね５４の付勢力が勝り、保持ばね５４が切換弁４０を上端まで押し上げてしまう。この状態が、図６に示されている。

これにより、第２弁５２が閉じて、第２シリンダ室１４ｂ内に油圧が発生する。一方、第１弁５０は開いているため、第１シリンダ室１４ａに入った作動油は、第１大径部４４ａを通って油排出室２０の径方向室２０ｒに入り、その後、筒状室２０ｃ及び中空シャフト７１の内部を介して、油排出路１２へと排出される。このため、第１シリンダ室１４ａ内には油圧は発生しない。従って、ピストン８は、第２シリンダ室１４ｂに発生した油圧によって、上方への移動を開始する。

ピストン８の上方への移動が継続されて、上死点に到達する時、切換弁４０の第１弁５０の上面が第１シリンダ室１４ａの上面に当接する。これにより、第１弁５０が閉じて、図２の初期状態に戻る。

以上のような本実施形態によれば、以下のような効果が得られる。

パンチャー１の通常運転中、ピストン８が上方に移動する際には、切換弁４０が、第１弁５０及び第２弁５２の両方を開く一方で、ピストン８が戻しばね２３の付勢力によって上方に移動しない場合には、切換弁４０が第１弁５０を開き第２弁５２を閉じるので、油圧の力によってピストン８を戻すことができる。要するに、通常運転中は戻しばね２３の力によってピストン８を戻す、いわゆる単動式の油圧装置として機能することができ、必要な場合にのみ、油圧でピストン８を上方に戻す、いわゆる複動式の油圧装置として機能することができる。これにより、戻しばね２３による簡単な構造を採用しながら、何らかの不具合が発生した場合には、油圧で確実にピストン８を初期位置に戻すことができる。

また、本実施形態によれば、第１の油供給路２４及び第２の油供給路２６から常に第１シリンダ室１４ａ及び第２シリンダ室１４ｂにそれぞれ作動油が供給され、切換弁４０の切換によって油排出室２０との連通を選択切換するように構成されているので、一つの切換弁４０を使用した簡単な構造で、所望の油圧切換動作を実現することができる。

また、本実施形態によれば、切換弁４０が、スライド棒４８と、その一端の第１弁５０と、他端の第２弁５２と、を有して構成されているので、切換弁４０を所定位置に移動させるだけで、第１弁５０のみを閉じる、第２弁５２のみを閉じる、または第１弁５０及び第２弁５２の両方を開く、という開弁状況を作ることができる。したがって、簡単な構造で、所望の油圧切換動作を実現することができる。

更に、本実施形態の保持ばね５４は、戻しばね２３によってピストン８が正常に初期位置に戻る場合には第１弁５０及び第２弁５２の両方を開くような付勢力であって、且つ、ピストン８が何らかの不具合によって戻しばね２３によって初期位置に戻らない場合には第２弁５２を閉じるような付勢力、に設定されている。これにより、切換弁４０による切換動作が、保持ばね５４の付勢力と戻しばね２３の付勢力及びピストン８の移動速度等とのバランスによって行われ、不具合が生じた場合でも自動的に切換弁４０の切換動作が行われる。したがって、例えば正常に運転しているか否かの検出等が不要であり、簡単な構造で通常運転中及び不具合が生じた場合の両方に対応することができる。

また、本実施形態によれば、切換弁４０の下方にストッパ５５及びキックスプリング５６が設けられているので、ピストン８が下死点に達したとき自動的に切換弁４０の切換動作が行われる。したがって、簡単な構造で切換弁４０の切換タイミングを管理することができる。

また、本実施形態によれば、第１の油供給路２４が２つ設けられ、第２の油供給路２６は１つ設けられているので、ピストン８を下方へ移動させて孔あけ等の作業を行う際には２つの第１の油供給路２４から作動油を供給して迅速かつ確実に作業を行うことができる。一方、何らかの不具合があってピストン８を上方へ戻す際には、必要以上の力も速度も必要がないので、１つの第２の油供給路２６を用いてピストン８を移動させる。これにより、必要最小限の作動油の供給で効率よくパンチャー１を作動させることができる。

そして、前述した通り、本実施形態では、ピストン８の軸線方向に沿った径方向室２０ｒの長さ、すなわち、第１大径部４４ａの下端部と第２大径部４４ｂの上端部との間の距離を、ピストン８の移動ストロークに依存しないで設計することができる。これにより、ピストンヘッド８ｈの小型化を実現することができる。

本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

例えば、前述の実施形態では、切換弁４０の切換を保持ばね５４の付勢力の設定によって自動的に行っていたが、これに限らず、構造はより複雑にはなるが、例えばピストンの位置を検出してピストンが上死点あるいは下死点に達したことを検出したとき、またはピストンが戻しばねの付勢力によって初期位置に戻らないことを検出したときに切換を行うように構成してもよい。

また、切換弁は、スライド棒、第１弁、及び第２弁を一体で有する構造に限らず、例えば第１弁及び第２弁を別々に有し、それぞれを必要に応じて開閉制御するものであってもよい。

また、第１シリンダ室に第１の油供給路が２つ接続され、第２シリンダ室に第２の油供給路が１つ接続されていたが、これに限らず、第１及び第２の油供給路の設置数は任意である。また、油排出路の設置数も任意である。

１ パンチャー
２ ポンチ
４ 油圧作動装置
６ シリンダ本体（シリンダの一部）
７ ヘッド（シリンダの一部）
８ ピストン
８ｈ ピストンヘッド（ピストンの一部）
８ｒ ピストンロッド（ピストンの一部）
８ｓ 摺動用貫通穴
１２ 油排出路
１４ａ 第１シリンダ室
１４ｂ 第２シリンダ室
１４ｃ 円錐台形領域
２０ 油排出室
２０ｃ 筒状室
２０ｒ 径方向室
２２ Ｏリング
２３ 戻しばね
２４ 第１の油供給路
２６ 第２の油供給路
２８ プランジャ
３０ プランジャ
３２ 作動油量調整室
３８ エアパック
４０ 切換弁
４２ 連通孔
４４ａ 第１大径部
４４ｂ 第２大径部
４８ スライド棒
５０ 第１弁
５２ 第２弁
５２ａ 突出部
５３ 凹部
５４ 保持ばね
５５ ストッパ
５６ キックスプリング
７１ 中空シャフト
７２ Ｏリング

Claims (4)

1. シリンダと、
   前記シリンダ内に摺動可能に配置されるピストンと、
   前記シリンダ内にて前記ピストンの一方側に形成される第１シリンダ室と、
   前記シリンダ内にて前記ピストンの他方側に形成される第２シリンダ室と、
   前記シリンダ内面で前記第１シリンダ室に開口する第１の油供給路と、
   前記シリンダ内面で前記第２シリンダ室に開口する第２の油供給路と、
   前記ピストン内部に形成され、前記第１シリンダ室及び前記第２シリンダ室に連通可能な油排出室と、
   前記第１シリンダ室及び／又は前記第２シリンダ室と前記油排出室との連通状態を切り換えるための切換弁と、
   前記ピストンを前記第１シリンダ室側に付勢する戻しばねと、
   を備え、
   前記切換弁は、通常運転時、前記ピストンを前記第２シリンダ室側に移動させるとき、前記第２シリンダ室と前記油排出室とを連通し前記第１シリンダ室と前記油排出室との連通を遮断し、前記ピストンを前記第１シリンダ室側に移動させるとき、前記第１シリンダ室及び前記第２シリンダ室と前記油排出室とを連通するように作動し、
   前記戻しばねの付勢力により前記ピストンが前記第１シリンダ室側に戻らない場合、前記切換弁は、前記ピストンを前記第１シリンダ室側に移動させるように、前記第１シリンダ室と前記油排出室とを連通し前記第２シリンダ室と前記油排出室との連通を遮断するように作動し、
   前記油排出室は、前記ピストンの軸線方向に延びる筒状室と、当該筒状室から径方向外側に延びる径方向室と、を有しており、
   前記シリンダには、当該シリンダ内の油排出路に接続された中空シャフトの一端側が固定されており、
   前記中空シャフトの他端側は、前記油排出室の前記筒状室の内部に延びており、
   前記ピストンは、前記中空シャフトに対して摺動移動するようになっており、
   前記ピストンの前記中空シャフトに対する摺動移動の間、前記中空シャフトの他端側の内部と前記油排出室の前記筒状室の内部との連通状態が維持されるようになっている
   ことを特徴とする油圧作動装置
   を備えたことを特徴とするパンチャー。
2. 前記ピストンには、前記第１シリンダ室と前記第２シリンダ室とを連通するとともに前記油排出室と連通する連通孔が形成され、
   前記切換弁は、
   前記連通孔を貫通するスライド棒と、
   前記スライド棒の一端に設けられ前記連通孔の前記第１シリンダ室側の開口を塞ぐ第１弁と、
   前記スライド棒の他端に設けられ前記連通孔の前記第２シリンダ室側の開口を塞ぐ第２弁と、
   を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のパンチャー。
3. 前記切換弁には、前記切換弁を前記第１シリンダ室側に付勢する保持ばねが設けられており、
   前記保持ばねの付勢力は、前記ピストンが前記戻しばねの付勢力によって前記第１シリンダ室側に移動している際に、前記切換弁の前記第１弁及び前記第２弁の両方を開き、前記ピストンが前記戻しばねの付勢力によって前記第１シリンダ室側に移動しないときには、前記第２弁を閉じるように設定されている
   ことを特徴とする請求項２に記載のパンチャー。
4. 前記第２シリンダ室には、前記ピストンが前記第２シリンダ室側端部までに移動したときに、前記切換弁に当接するストッパと、前記切換弁を押圧して前記第１シリンダ室側に移動させるためのキックスプリングと、が設けられている
   ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のパンチャー。

Images