JP2005282644A

JP2005282644A - 油圧シリンダ装置

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Publication number: JP2005282644A
Application number: JP2004094368A
Authority: JP
Inventors: Morimasa Yokoyama; 守政横山
Original assignee: TOKO SEISAKUSHO KK
Current assignee: TOKO SEISAKUSHO KK
Priority date: 2004-03-29
Filing date: 2004-03-29
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2024-03-29
Also published as: JP4565871B2

Abstract

【課題】油圧シリンダ内が急激に高圧となって発生する異常圧を適切に解消し得る油圧シリンダ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】油圧シリンダ６のシリンダチューブ２の壁部に、ヘッド側圧力室１０と連通する第三ポート１３を新たに設けた。そして、この第三ポート１３に連通する作動油排出油路１５に、ヘッド側圧力室１０の内圧を測定する圧力センサ２２と、当該作動油排出油路１５を流れる作動油の流量を変更する流量制御電磁弁２３とを設けた。さらに、圧力センサ２２、流量制御電磁弁２３、及びポンプ２１とに接続されたシリンダ内圧制御装置２５が、圧力センサ２２が測定したヘッド側圧力室１０の内圧に基づいて、流量制御電磁弁２３に作動油の流量を所定量だけ増大させ、ヘッド側圧力室１０の内圧を低圧化するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、シリンダチューブと、これに摺動可能に内嵌されたピストン部と、一端がピストン部に、他端がワークに固定されたピストンロッドとを備えた油圧シリンダを適正に作動させる油圧シリンダ装置に関するものである。

中空円筒形状のシリンダチューブと、シリンダチューブの中空部に摺動可能に内嵌されたピストン部と、一端がピストン部に、他端がワークが固定されたピストンロッドとを具備し、シリンダチューブ内に、ピストン部によりヘッド側圧力室とキャップ側圧力室とが画成された油圧シリンダは、良く知られている（例えば、特許文献１参照。）。この油圧シリンダは、ワークを曲げ加工するベンダー機にも用いられており、油圧シリンダにより一定の引張力でワークを引張しながら、型に沿って所定形状に沿ってワークを湾曲状に曲げ加工するものである。

特開２００４−０４４７０５号公報

しかしながら、ワークを曲げ加工する過程にあっては、ワークの湾曲部に多大な引張力が作用し、ワークがその湾曲部で切断してしまう場合があった。これは、ワークがピストンロッドを急激に引張することによりヘッド側圧力室が急激に高圧化し、油圧シリンダ内に異常圧が発生することにより招来するものであることがわかってきた。

そこで、本発明は、油圧シリンダ内に発生する異常圧を適切に解消し得る油圧シリンダ装置を提供することを目的とする。

本発明は、シリンダチューブと、該シリンダチューブに摺動可能に内嵌されたピストン部と、一端がピストン部に、他端がワークに固定されたピストンロッドとを具備し、さらにシリンダチューブ内に、ピストン部によりヘッド側圧力室とキャップ側圧力室とが画成され、シリンダチューブの壁部に、ヘッド側圧力室と連通する第一ポートと、キャップ側圧力室と連通する第二ポートとが夫々設けられてなる油圧シリンダと、第一ポートを介してヘッド側圧力室に、又は第二ポートを介してキャップ側圧力室に夫々作動油を供給する作動油供給手段とを備えた油圧シリンダ装置において、シリンダチューブの壁部にヘッド側圧力室と連通する第三ポートを設け、作動油を貯留可能な作動油貯留部に連通した作動油排出油路の一端を第三ポートに連通すると共に、ヘッド側圧力室の内圧を測定する内圧測定手段と、作動油排出油路を流れる作動油の流量を変更する流量変更手段と、前記ワークがピストンロッドを引張することによりヘッド側圧力室が高圧となって内圧測定手段が予め定められた基準内圧よりも高い内圧を測定した場合に、作動油供給手段に一定量の作動油をヘッド側圧力室に供給させ、かつ流量変更手段に作動油の流量を所定量だけ増大させ、ヘッド側圧力室の内圧を基準内圧に保持するようにしたシリンダ内圧制御手段とを備えたことを特徴とする油圧シリンダ装置である。

かかる構成にあって、油圧シリンダに一定の引張力が作用している状況では、ヘッド側圧力室の内圧は、基準内圧に保持されている。一方、油圧シリンダに急激に大きな引張力が作用すると、ピストン部がヘッド側に付勢されてヘッド側圧力室が高圧となり、油圧シリンダにいわゆる異常圧が発生する。ここで、かかる異常圧を内圧測定手段が測定し、流量変更手段が所定量の作動油をヘッド側圧力室から排出する構成とすることにより、ヘッド側圧力室の内圧が低下し、高圧化が緩和されることとなる。一方、作動油供給手段が一定量の作動油を供給することにより、ヘッド側圧力室の内圧を基準内圧に保持することが可能となる。

また、かかる構成にあっては、作動油貯留部が、キャップ側圧力室であって、一端が第三ポートに連通した作動油排出油路の他端が、第二ポートに連通してなる構成が提案される。

かかる構成とすることにより、ヘッド側圧力室の高圧化を緩和するために排出した作動油が、負圧化したキャップ側圧力室内に供給されることとなり、油圧シリンダの内圧バランスを保つことができる。

また、本発明は、メインシリンダチューブと、該メインシリンダチューブに摺動可能に内嵌されたメインピストン部と、一端がメインピストン部に、他端がワークに固定されたメインピストンロッドとを具備し、さらにメインシリンダチューブ内に、メインピストン部によりヘッド側圧力室とキャップ側圧力室とが画成され、メインシリンダチューブの壁部に、ヘッド側圧力室と連通する第一ポート及び第三ポート、並びにキャップ側圧力室と連通する第二ポートが夫々設けられてなる油圧シリンダと、補助シリンダチューブと、該補助シリンダチューブに摺動可能に内嵌された補助ピストン部と、一端が補助ピストン部に固定された補助ピストンロッドとを具備し、さらに補助シリンダチューブ内に、補助ピストン部によりヘッド側補助圧力室とキャップ側補助圧力室とが画成され、補助シリンダチューブの壁部に、ヘッド側補助圧力室と連通する第六ポート、並びにキャップ側補助圧力室と連通する第四ポート及び第五ポートが夫々設けられてなる補助シリンダとを備え、第三ポートと第六ポートとが第一油路により接続され、該第一油路から分岐した第一分岐油路が第二ポートと連通し、かつ該第一分岐油路内に、補助ピストンロッドの他端に固定された流量制御弁が配設され、かつ第二ポートと流量制御弁の配設位置との間に、作動油の流れを第二ポートへの一方向流とする逆支弁が配設され、かつ第一ポートと第五ポートとが第二油路により連通し、かつ第四ポートが、作動油をヘッド側圧力室に供給する作動油供給手段の供給口と連通すると共に、ワークがメインピストンロッドを引張してヘッド側圧力室が高圧となると、ヘッド側補助圧力室も高圧となって補助ピストン部が後退し、これに伴う補助ピストン部に接続された補助ピストンロッドの後退により流量制御弁が遮断解除されて、第三ポートと第二ポートとが連通状態となることを特徴とする油圧シリンダ装置である。

かかる構成にあって、油圧シリンダに一定の引張力が作用している状況では、ヘッド側圧力室の内圧は、一定に保持されている。ここで、ヘッド側圧力室と補助シリンダのキャップ側圧力室とは、第一ポート及び第五ポートを介して連通しているため、同圧である。さらにヘッド側圧力室は、第三ポート及び第六ポートを介してヘッド側補助圧力室とも連通しているため、ヘッド側補助圧力室も同圧である。一方、油圧シリンダに急激に大きな引張力が作用してヘッド側圧力室が高圧化すると、ヘッド側補助圧力室も高圧となって、作動供給手段によって供給される作動油の流れに抗して、補助ピストン部と補助ピストンロッドとがキャップ側へ後退することとなる。これにより、補助ピストンロッドの先端に固定された流量制御弁が連動して第三ポートと第二ポートとが開通状態となると、高圧化したヘッド側圧力室からキャップ側圧力室に作動油が移行し、ヘッド側圧力室の内圧が低下して異常圧の発生が解消されることとなる。なお、上述のように第二ポートと流量制御弁の配設位置との間に、逆支弁を設けることにより、キャップ側圧力室内の作動油は、ヘッド側圧力室内に流入することがない。

また、弁復帰用シリンダチューブと、該弁復帰用シリンダチューブに摺動可能に内嵌された弁復帰用ピストン部と、一端が弁復帰用ピストン部に接続され、他端が補助ピストンロッドのピストン部に、補助シリンダのキャップ側から当接する弁復帰用ピストンロッドとを具備し、さらに弁復帰用シリンダチューブ内に、弁復帰用ピストン部によりキャップ側弁復帰用圧力室が画成され、弁復帰用シリンダチューブの壁部に、キャップ側弁復帰用圧力室と連通する第七ポートと第八ポートとが夫々設けられた弁復帰用シリンダを備え、
第七ポートと作動油供給手段とが連通すると共に、第二ポートと流量制御弁の配設位置との間から分岐した第二分岐油路が第八ポートに連通してなり、
第三ポートと第二ポートとが第一油路及び第一分岐油路を介して連通した状態で、作動油供給手段が、第七ポートを介してキャップ側弁復帰用圧力室に作動油を供給すると、弁復帰用ピストン部が前進することにより補助ピストン部が弁復帰用ピストンロッドに押圧されて前進し、これに伴う補助ピストンロッドの前進により流量制御弁が遮断状態となって、第三ポートと第二ポートとが非連通状態となる
構成が提案される。

かかる構成にあっては、第三ポートと第二ポートとが開通状態のときに作動油供給手段が第七ポートを介してキャップ側弁復帰用圧力室に作動油を供給すると、キャップ側弁復帰用圧力室が高圧となって、弁復帰用ピストン部が補助ピストン部側に前進することとなる。そうすると、これに伴って補助ピストンロッドも弁復帰用ピストンロッドに押圧されて前進することとなる。さらに、キャップ側弁復帰用圧力室への作動油の供給が続けられると、終局的には、流量制御弁が連動して第三ポートと第二ポートとが遮断状態となる。これにより、流量制御弁を元の位置に復帰させることが可能となる。

本発明の油圧シリンダ装置は、シリンダチューブの壁部にヘッド側圧力室と連通する第三ポートを設けると共に、内圧測定手段が基準内圧よりも高い内圧を測定した場合に、シリンダ内圧制御手段が、作動油供給手段に一定量の作動油をヘッド側圧力室に供給させ、かつ流量変更手段に作動油の流量を所定量だけ増大させ、ヘッド側圧力室の内圧を基準内圧に保持するようにした構成としたため、油圧シリンダに異常圧が発生した場合であっても、作動油がヘッド側圧力室から排出されることによりヘッド側圧力室の高圧化が緩和されることとなる。したがって、本発明は油圧シリンダに発生した異常圧を解消し得る優れた効果がある。また、作動油供給手段を制御することにより、ヘッド側圧力室の内圧を基準内圧に保持することが可能となり、安定した曲げ工程を実現でき、ワークの破断を防止できる利点がある。

また、作動油貯留部がキャップ側圧力室である構成とした場合は、ヘッド側圧力室の高圧化を緩和するために排出した作動油を負圧化したキャップ側圧力室内に供給することが可能となり、油圧シリンダの内圧バランスを保つことができる利点がある。

また、本発明の油圧シリンダ装置は、油圧シリンダと、流量制御弁が固定された補助ピストンロッドを備えた補助シリンダとを備え、ワークがシリンダピストンロッドを引張してヘッド側圧力室が高圧となると、ヘッド側補助圧力室も高圧となって補助ピストンロッドが後退し、該補助ピストンロッドの後退に伴って流量制御弁が遮断解除されて、第三ポートと第二ポートとが連通状態となる構成としたため、油圧シリンダに急激に大きな引張力が作用してヘッド側圧力室に高圧化となっても、高圧化したヘッド側圧力室からキャップ側圧力室に作動油が移行することとなり、ヘッド側圧力室の内圧を低下させて異常圧の発生を解消できる優れた効果がある。

また、弁復帰用ピストンロッドを具備する弁復帰用シリンダを備え、作動油供給手段が、キャップ側弁復帰用圧力室に作動油を供給すると、弁復帰用ピストンロッドが前進することにより補助ピストンロッドが押圧されて前進し、該補助ピストンロッドの前進に伴って流量制御弁が遮断状態となる構成とした場合は、作動油の供給により、遮断解除された流量制御弁を元の位置に復帰させて遮断状態とすることが可能となる利点がある。

<第一実施形態例>
第一実施形態例にかかる油圧シリンダ装置１は、図１に示されるように、油圧シリンダ６、電磁比例流量制御バルブ２０、ポンプ２１、及びタンク２４等を備えている。そして、ワークＷを、当該油圧シリンダ６により一定の引張力で引張しながら、所定形状の型に沿わせて曲げ加工するものである。

油圧シリンダ６は、中空円筒状のシリンダチューブ２と、このシリンダチューブ２に摺動可能に内嵌される円板状のピストン部４と、ピストン部４に端部が接続された棒状のピストンロッド５とを備えている。さらに、このピストンロッド５の先端には、曲げ加工の対象となるワークＷがチャック等（図示省略）を介して固定されている。また、シリンダチューブ２内には、ピストン部４によりヘッド側圧力室１０とキャップ側圧力室１１とが画成されている。

一方、シリンダチューブ２の壁部には、ヘッド側圧力室１０と連通する第一ポート１２と、キャップ側圧力室１１と連通する第二ポート１４とが設けられている。

そして、第一ポート１２は第一ポート用油路１２ａにより、第二ポート１４は第二ポート用油路１４ａにより、それぞれ電磁比例流量制御バルブ２０と連通している。さらに、この電磁比例流量制御バルブ２０は、作動油を供給するポンプ２１の供給口２１ａとバルブ−ポンプ油路２０ａを介して連通している。ここで、電磁比例流量制御バルブ２０は、前記第一ポート用油路１２ａと第二ポート用油路１４ａとのうち、いずれかを選択して作動油の流路を確保すると共に、その作動油の流量を調整するものである。

かかる構成にあって、電磁比例流量制御バルブ２０を所定態様で駆動制御して、電磁比例流量制御バルブ２０に連通する油路１２ａ，１４ａを切り替えることにより、第一ポート１２又は第二ポート１４を介して、ポンプ２１からヘッド側圧力室１０又はキャップ側圧力室１１に作動油を供給することができる。一方、電磁比例流量制御バルブ２０には、作動油を貯留できるタンク２４もバルブ−タンク油路２０ｂを介して連通しており、シリンダチューブ２内の作動油をタンク２４に排出することもできる。なお、本実施形態例にかかるポンプ２１により、本発明にかかる作動油供給手段が構成され、前記タンク２４により、本発明にかかる作動油貯留部が構成される。

次に、本発明の要部について説明する。
本発明にかかる油圧シリンダ６のシリンダチューブ２壁部には、ヘッド側圧力室１０と連通する第三ポート１３も設けられている。そして、一端がこの第三ポート１３に、他端が前記タンク２４のタンク口２４ａにそれぞれ連通した作動油排出油路１５が備えられている。

ここで、この作動油排出油路１５には、デジタルプレッシャモニタ（図示省略）を備えた圧力センサ２２が配設されている。この圧力センサ２２は、作動油排出油路１５の内圧を測定することにより、ヘッド側圧力室１０の内圧を測定するものであって、所定タイミングで測定データを発信し得る構成としている。なお、この圧力センサ２２は、例えば半導体により構成されてなる公知の圧力センサが好適に用いられ得る。ここで、本実施形態例にかかる圧力センサ２２により、本発明にかかる内圧測定手段が構成される。

また、この作動油排出油路１５には、流量制御電磁弁２３が設けられ、当該作動油排出油路１５を流れる作動油の流量を変更し得る構成としている。なお、この流量制御電磁弁２３は、公知品が好適に用いられ得る。この流量制御電磁弁２３により、本発明にかかる流量変更手段が構成される。

さらに、本発明にかかる油圧シリンダ装置１は、シリンダ内圧制御装置２５を備えている。このシリンダ内圧制御装置２５は、上記電磁比例流量制御バルブ２０、ポンプ２１、圧力センサ２２、及び流量制御電磁弁２３とそれぞれ電気的に接続され、互いにデータ等をやり取りする等して、電磁比例流量制御バルブ２０、流量制御電磁弁２３、及びポンプ２１を所定態様で駆動させるものである。

ここで、シリンダ内圧制御装置２５は、、電磁比例流量制御バルブ２０、流量制御電磁弁２３及びポンプ２１に駆動信号を送信して駆動制御等する基板回路（図示省略）を備えている。さらにこの基板回路上には、中央制御装置ＣＰＵが配設されている。この中央制御装置ＣＰＵには、演算処理に用いる制御プログラムを格納する記憶装置ＲＯＭと、圧力センサ２２から入力される測定データ等を随時読み書きできる記憶装置ＲＡＭとが、データを読み書きするアドレスを指定する情報を一方的に伝えるアドレスバス（図示省略）と、データのやり取りを行うデータバス（図示省略）を介して接続され、シリンダ内圧制御装置２５の基板回路を構成している。

かかる構成にあって、油圧シリンダ６のピストンロッド５に固定されたワークＷを曲げ加工する際には、ヘッド側圧力室１０の内圧が、例えば７０ｋｇ／ｃｍ²（基準内圧）で維持されるように、ポンプ２１から所定量の作動油がヘッド側圧力室１０に継続的に供給される。このとき、電磁比例流量制御バルブ２０、及び流量制御電磁弁２３により、第二ポート１４及び第三ポート１３から作動油が排出されないようにしている。

そして、かかる加工工程の中で、大きな角度でワークＷを曲げ加工する等して急激に引張力が大きくなると、ワークＷがピストンロッド５を急激に引張し、これに伴いピストン部４が前進してヘッド側圧力室１０が前記基準内圧に比して高圧化し（例えば１００ｋｇ／ｃｍ²）、油圧シリンダ６に異常圧が発生する。

ここで、シリンダ内圧制御装置２５が、圧力センサ２２から送信される測定データに基づいてヘッド側圧力室１０が高圧（１００ｋｇ／ｃｍ²）となったことを検出すると、ポンプ２１に、一定量の作動油をヘッド側圧力室１０に継続して供給させる駆動信号を送信すると共に、流量制御電磁弁２３に作動油排出油路１５を流れる作動油の流量を所定量だけ増大させるための駆動信号を送信する。一方、第二ポート１４からは作動油が排出されないようにする。

このように、作動油が作動油排出油路１５を流れ、ヘッド側圧力室１０からタンク２４に排出されると、ヘッド側圧力室１０の内圧が低圧化することとなる。具体的には、シリンダ内圧制御装置２５は、ヘッド側圧力室１０の内圧が３０ｋｇ／ｃｍ²だけ減少するような駆動信号を流量制御電磁弁２３に送信し、駆動させる。

これにより、油圧シリンダ６内に発生する異常圧は解消し、さらに、ヘッド側圧力室１０の内圧は基準内圧（７０ｋｇ／ｃｍ²）に保持され、安定した曲げ加工を実現でき、ワークＷの破断を防止できる。

なお別構成として、図２に示されるように、作動油排出油路１５ａの一端を第三ポート１３に連通し、他端を第二ポート１４と連通する第二ポート用油路１４ａに接続した構成としても良い。これにより、第二ポート１４と第三ポート１３とが連通することとなり、ワークＷに引張されて負圧の状態であるキャップ側圧力室１１に、作動油排出油路１５ａを介して作動油を供給することが可能となる。したがって、油圧シリンダ６の内圧バランスを好適に保つことができる。

なお、前記シリンダ内圧制御装置２５に外部入力手段を設け、作業者が所望のヘッド側圧力室１０の内圧を外部入力手段により数値入力等すると、予め組み込まれたシリンダ内圧制御装置２５の制御プログラムに従って自動にポンプ２１及び流量制御電磁弁２３を駆動制御して、ヘッド側圧力室１０の内圧を基準内圧に保持する構成も考えられ得る。

<第二実施形態例>
第二実施形態例にかかる油圧シリンダ装置１ａを、図３に従って説明する。なお、本実施形態例にかかる油圧シリンダ６’の基本的な構成は、第一実施形態例にかかるものと同様である。以下、簡単に説明すると、先端にワークＷが固定されたメインピストンロッド５’が接続されたメインピストン部４’がメインシリンダチューブ２’に摺動可能に内嵌されると共に、メインシリンダチューブ２’内に、ヘッド側圧力室１０’とキャップ側圧力室１１’とが画成されている。また、メインシリンダチューブ２’の壁部には、ヘッド側圧力室１０’と連通する第一ポート１２’及び第三ポート１３’が、並びにキャップ側圧力室１１’と連通する第二ポート１４’がそれぞれ設けられている。

次に、要部について説明する。
本実施形態例にかかる油圧シリンダ装置１ａは、ポンプ２１と油圧シリンダ６’との間に、補助シリンダ２９が介装されてなることを特徴としている。

補助シリンダ２９は、中空円筒形状の補助シリンダチューブ３０と、この補助シリンダチューブ３０に摺動可能に内嵌される円板状の補助ピストン部３５と、補助ピストン部３５に端部が接続された補助ピストンロッド３６とで構成されている。さらに、補助シリンダチューブ３０内には、補助ピストン部３５によりヘッド側補助圧力室５３とキャップ側補助圧力室５２とが画成されている。

そしてさらに補助シリンダチューブ３０内には、ヘッド側補助圧力室５３より径小の絞り弁用円筒空部３４が形成され、この絞り弁用円筒空部３４とヘッド側補助圧力室５３とが連通している。なお、絞り弁用円筒空部３４には、前記補助ピストンロッド３６の先端に固定されたニードル形状の絞り弁３７が挿通されている。なお、本実施形態例にかかる絞り弁３７により、本発明にかかる流量制御弁が構成される。

また、補助シリンダチューブ３０内の絞り弁用円筒空部３４近傍位置には、逆Ｌ字状に交差する流入油路４５ａと排出油路４６ａとが形成され、絞り弁用円筒空部３４が、流入油路４５ａと排出油路４６ａの交差点Ｘで互いに連通している。すなわち、流入油路４５ａと排出油路４６ａとで構成される油路内に、絞り弁３７が配設される構成である。

ここで、補助シリンダチューブ３０の壁部に設けられた、流入油路４５ａの開放端を第九ポート４５とし、これに対し排出油路４６ａの開放端を第十ポート４６としている。

また、補助シリンダチューブ３０の壁部には、ヘッド側補助圧力室５３と連通する第六ポート４２が設けられており、この第六ポートが第一油路５７を介して油圧シリンダ６’の第三ポート１３’に連通している。また、この第一油路５７の第一分岐点５５から分岐する第一中継分岐油路５８が、前記第九ポート４５と連通している。

さらに、第十ポート４６と油圧シリンダ６’の第二ポート１４’とが第二中継分岐油路５９を介して連通している。また、第二中継分岐油路５９には、逆支弁３１が配設されており、作動油が第二ポート１４’へのみ一方向へ流れるようにしている。なお、本実施形態例にかかる第一中継分岐油路５８、流入油路４５ａ、排出油路４６ａ、及び第二中継分岐油路５９により、本発明にかかる第一分岐油路が構成される。

また、補助シリンダチューブ３０の壁部には、キャップ側補助圧力室５２と連通する第四ポート４０と第五ポート４１とがそれぞれ設けられている。そして、この第四ポート４０は、ポンプ２１とタンク２４とが連通した電磁比例流量制御バルブ２０と第四油路４０ａを介して連通している。これに対し、第五ポート４１は、油圧シリンダ６’の第一ポート１２’と第二油路６０を介して連通している。

また、本実施形態例にかかる油圧シリンダ装置１ａにあっては、補助シリンダ２９のキャップ側に、弁復帰用シリンダ２８が隣接している。なお、両者の位置関係は、弁復帰用シリンダ２８のヘッド側と補助シリンダ２９のキャップ側とが対向するような関係としている。なお、補助シリンダ２９と弁復帰用シリンダ２８とは、固定ロッド（図示省略）等で相互を固定しても良い。

弁復帰用シリンダ２８は、中空円筒形状の弁復帰用シリンダチューブ２７と、これに摺動可能に内嵌される弁復帰用ピストン部３２と、補助シリンダ２９側に延出された弁復帰用ピストンロッド３３とを備えている。そして、弁復帰用シリンダチューブ２７内には、弁復帰用ピストン部３２によりヘッド側弁復帰用圧力室５１とキャップ側弁復帰用圧力室５０とが画成されている。

ここで、弁復帰用シリンダチューブ２７の壁部には、キャップ側弁復帰用圧力室５０と連通する第七ポート４３と第八ポート４４とが設けられている。そして、第七ポート４３が前記電磁比例流量制御バルブ２０に第三油路４３ａを介して連通すると共に、第八ポート４４が、第二中継分岐油路５９にある第二分岐点６１から分岐した弁復帰用分岐管６２と連通している。

一方、ヘッド弁復帰用圧力室５１から延出された弁復帰用ピストンロッド３３の先端５４ｂは、前記補助ピストン部３５と当接している。さらに詳述すると、弁復帰用ピストンロッド３３の先端５４ｂは、補助ピストン部３５の円板部から補助シリンダチューブ３０のキャップ側へ延出された弁復帰用補助シリンダ側ピストンロッド３５ａの先端５４ａと当接している。

かかる構成にあって、油圧シリンダ６’のメインピストンロッド５に固定されたワークＷを曲げ加工する際には、ヘッド側圧力室１０’の内圧が７０ｋｇ／ｃｍ²（基準内圧）で維持されるように、ポンプ２１から所定量の作動油がヘッド側圧力室１０’に継続的に供給される。このとき、弁復帰用シリンダ２８には供給されない。なお、かかる状態にあっては、キャップ側補助圧力室５２にポンプ２１から作動油が流入しているため、補助ピストン部３５はヘッド側に付勢されており、先端の絞り弁３７が絞り弁用円筒空部３４の突き当り面に付勢されて当接している。すなわち、絞り弁３７が遮断状態となって、流入油路４５ａ及び排出油路４６ａが、非連通状態となっている。

ここで、ヘッド側圧力室１０’と補助シリンダ２９のキャップ側補助圧力室５２とは、第二油路６０を介して連通しているため、相互に同圧である。さらに、ヘッド側圧力室１０’は、第一油路５７によりヘッド側補助圧力室５３とも連通しているため、かかるヘッド側補助圧力室５６とも同圧である。

そして、かかる曲げ加工工程の中で、油圧シリンダ６’内に異常圧が発生すると、メインピストンロッド５’がワークＷ側に引張されてメインピストン部４’が急激に前進し、ヘッド側圧力室１０’が基準内圧に比して高圧化する（例えば１００ｋｇ／ｃｍ²）。

一方、ヘッド側補助圧力室５３も相俟って高圧となり、キャップ側補助圧力室５２へ流入する作動油の流れに抗して、補助ピストン部３５及び補助ピストンロッド３６がキャップ側へ後退することとなる。

このように、補助ピストンロッド３６が後退すると、先端に固定された絞り弁３７が絞り弁用円筒空部３４内で後退し、流入油路４５ａ及び排出油路４６ａが開通状態となる。すなわち、第三ポート１３’と第二ポート１４’とが、第一中継分岐油路５８、流入油路４５ａ、排出油路４６ａ、及び第二中継分岐油路５９を介して開通状態となる。

かかる状態にあって、高圧化したヘッド側圧力室１０’内の作動油は、第三ポート１３’から、第一分岐点５５を経由して第一中継分岐油路５８に流入することとなり、これによりヘッド側圧力室１０’の内圧が低下して異常圧の発生が解消されることとなる。

なお、第一中継分岐油路５８に流入した作動油は、流入油路４５ａ及び排出油路４６ａを経由して第二中継分岐油路５９に流入し、その後第二ポート１４’を介してキャップ側圧力室１１’に案内される。これは、ワークＷに引張されて負圧の状態であるキャップ側圧力室１１’に作動油が供給されることとなり、油圧シリンダ６’の内圧バランスが保たれることとなる。ここで、作動油は、逆支弁３１の機能により第二中継分岐油路５９を逆流することなくキャップ側圧力室１１’に案内されることとなる。

一方、ポンプ２１からは、一定の作動油を供給し続けることにより、ヘッド側圧力室１０’の内圧は基準内圧に保持され、安定した曲げ加工を実現できる。

ところで、上記構成とは逆に、ヘッド側圧力室１０’からの作動油の排出を阻止する場合は、電磁比例流量制御バルブ２０により第三油路４３ａを選択し、ポンプ２１から第七ポート４３を介してキャップ側弁復帰用圧力室５０に作動油を供給する。

このようにキャップ側弁復帰用圧力室５０に作動油を供給すると、弁復帰用ピストン部３２及び弁復帰用ピストンロッド３３がヘッド側に前進し、補助ピストン部３５の弁復帰用補助シリンダ側ピストンロッド３５ａが、当接部５４で弁復帰用ピストンロッド３３に押圧されて前進することとなる。さらに、これに伴って絞り弁３７が絞り弁用円筒空部３４内で前進して遮断状態となり、流入油路４５ａと排出油路４６ａとが遮断されて第三ポート１３’と第二ポート１４’とが非連通状態となる。

このような状態となると、ヘッド側圧力室１０’から作動油が流出されないため、電磁比例流量制御バルブ２０により第三油路４３ａから第四油路４０ａに油路を切り替えて作動油を第一ポート１２’から供給することにより、ヘッド側圧力室１０’の内圧を所定圧まで高めることができる。

なお、上記絞り弁３７は、その形状に限定されるものでなく、様々な形状のものが採用され得る。

また、これまでに述べた第一、第二実施形態例にあって、図４に示されるように、第三ポート１３，１３’を、第一孔部７１を備えた円筒状のカラー７０を、第二孔部７２を備えたシリンダチューブ２，２’に、両孔部７１，７２が同じ位置となって通孔するように外嵌させて構成しても良い。

第一実施形態例にかかる油圧シリンダ装置１の概要説明図である。第一実施形態例にかかる別構成の油圧シリンダ装置１’の概要説明図である。第二実施形態例にかかる油圧シリンダ装置１ａの概要説明図である。第三ポート１３を構成するカラー７０が装着されたシリンダチューブ２（２’）の縦断側面図である。

符号の説明

１，１’，１ａ油圧シリンダ装置
２シリンダチューブ
２’メインシリンダチューブ
４ピストン部
４’メインピストン部
５ピストンロッド
５’メインピストンロッド
６，６’油圧シリンダ
１０，１０’ヘッド側圧力室
１１，１１’キャップ側圧力室
１２，１２’第一ポート
１３，１３’第三ポート
１４，１４’第二ポート
１５，１５ａ作動油排出油路
２１ポンプ
２１ａ供給口
２２圧力センサ（内圧測定手段）
２３流量制御電磁弁（流量変更手段）
２５シリンダ内圧制御装置（シリンダ内圧制御手段）
２７弁復帰用シリンダチューブ
２８弁復帰用シリンダ
２９補助シリンダ
３０補助シリンダチューブ
３１逆支弁
３２弁復帰用ピストン部
３３弁復帰用ピストンロッド
３５補助ピストン部
３６補助ピストンロッド
３７絞り弁（流量制御弁）
４０第四ポート
４１第五ポート
４２第六ポート
４３第七ポート
４４第八ポート
５０キャップ側弁復帰用圧力室
５２キャップ側補助圧力室
５３ヘッド側補助圧力室
５７第一油路
５８第一分岐油路
６０第二油路
６２第二分岐油路
Ｗワーク

Claims

シリンダチューブと、該シリンダチューブに摺動可能に内嵌されたピストン部と、一端がピストン部に、他端がワークに固定されたピストンロッドとを具備し、さらにシリンダチューブ内に、ピストン部によりヘッド側圧力室とキャップ側圧力室とが画成され、シリンダチューブの壁部に、ヘッド側圧力室と連通する第一ポートと、キャップ側圧力室と連通する第二ポートとが夫々設けられてなる油圧シリンダと、
第一ポートを介してヘッド側圧力室に、又は第二ポートを介してキャップ側圧力室に夫々作動油を供給する作動油供給手段と
を備えた油圧シリンダ装置において、
シリンダチューブの壁部にヘッド側圧力室と連通する第三ポートを設け、作動油を貯留可能な作動油貯留部に連通した作動油排出油路の一端を第三ポートに連通すると共に、
ヘッド側圧力室の内圧を測定する内圧測定手段と、
作動油排出油路を流れる作動油の流量を変更する流量変更手段と、
前記ワークがピストンロッドを引張することによりヘッド側圧力室が高圧となって内圧測定手段が予め定められた基準内圧よりも高い内圧を測定した場合に、作動油供給手段に一定量の作動油をヘッド側圧力室に供給させ、かつ流量変更手段に作動油の流量を所定量だけ増大させ、ヘッド側圧力室の内圧を基準内圧に保持するようにしたシリンダ内圧制御手段と
を備えたことを特徴とする油圧シリンダ装置。
作動油貯留部が、キャップ側圧力室であって、
一端が第三ポートに連通した作動油排出油路の他端が、第二ポートに連通してなることを特徴とする請求項１記載の油圧シリンダ装置。
メインシリンダチューブと、該メインシリンダチューブに摺動可能に内嵌されたメインピストン部と、一端がメインピストン部に、他端がワークに固定されたメインピストンロッドとを具備し、さらにメインシリンダチューブ内に、メインピストン部によりヘッド側圧力室とキャップ側圧力室とが画成され、メインシリンダチューブの壁部に、ヘッド側圧力室と連通する第一ポート及び第三ポート、並びにキャップ側圧力室と連通する第二ポートが夫々設けられてなる油圧シリンダと、
補助シリンダチューブと、該補助シリンダチューブに摺動可能に内嵌された補助ピストン部と、一端が補助ピストン部に固定された補助ピストンロッドとを具備し、さらに補助シリンダチューブ内に、補助ピストン部によりヘッド側補助圧力室とキャップ側補助圧力室とが画成され、補助シリンダチューブの壁部に、ヘッド側補助圧力室と連通する第六ポート、並びにキャップ側補助圧力室と連通する第四ポート及び第五ポートが夫々設けられてなる補助シリンダとを備え、
第三ポートと第六ポートとが第一油路により接続され、該第一油路から分岐した第一分岐油路が第二ポートと連通し、かつ該第一分岐油路内に、補助ピストンロッドの他端に固定された流量制御弁が配設され、かつ第二ポートと流量制御弁の配設位置との間に、作動油の流れを第二ポートへの一方向流とする逆支弁が配設され、かつ第一ポートと第五ポートとが第二油路により連通し、かつ第四ポートが、作動油をヘッド側圧力室に供給する作動油供給手段の供給口と連通すると共に、
ワークがメインピストンロッドを引張してヘッド側圧力室が高圧となると、ヘッド側補助圧力室も高圧となって補助ピストン部が後退し、これに伴う補助ピストン部に接続された補助ピストンロッドの後退により流量制御弁が遮断解除されて、第三ポートと第二ポートとが連通状態となることを特徴とする油圧シリンダ装置。
弁復帰用シリンダチューブと、該弁復帰用シリンダチューブに摺動可能に内嵌された弁復帰用ピストン部と、一端が弁復帰用ピストン部に接続され、他端が補助ピストンロッドのピストン部に、補助シリンダのキャップ側から当接する弁復帰用ピストンロッドとを具備し、さらに弁復帰用シリンダチューブ内に、弁復帰用ピストン部によりキャップ側弁復帰用圧力室が画成され、弁復帰用シリンダチューブの壁部に、キャップ側弁復帰用圧力室と連通する第七ポートと第八ポートとが夫々設けられた弁復帰用シリンダを備え、
第七ポートと作動油供給手段とが連通すると共に、第二ポートと流量制御弁の配設位置との間から分岐した第二分岐油路が第八ポートに連通してなり、
第三ポートと第二ポートとが第一油路及び第一分岐油路を介して連通した状態で、作動油供給手段が、第七ポートを介してキャップ側弁復帰用圧力室に作動油を供給すると、弁復帰用ピストン部が前進することにより補助ピストン部が弁復帰用ピストンロッドに押圧されて前進し、これに伴う補助ピストンロッドの前進により流量制御弁が遮断状態となって、第三ポートと第二ポートとが非連通状態となることを特徴とする請求項３記載の油圧シリンダ装置。