JP3589607B2

JP3589607B2 - 流体の圧力制御装置

Info

Publication number: JP3589607B2
Application number: JP2000052910A
Authority: JP
Inventors: 良男村尾; 克明亀井
Original assignee: 太陽鉄工株式会社
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2000-02-29
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2020-02-29
Also published as: JP2001242941A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧などの流体の圧力を制御する装置に関し、例えば油圧式のかしめ装置の圧力制御に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
従来において、小物部品をかしめて他の部品やフレームなどと連結するために、機械式のかしめ装置が用いられている。
【０００３】
機械式のかしめ装置は、小物部品などのワークを載置するテーブル、テーブルの上方に配置されて上下方向に移動するプランジャ、作業者が足で踏むためのペダル、ペダルの踏み込みによってプランジャを下降させ且つ増力するように構成されたリンク機構などから構成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上に述べた従来の機械式のかしめ装置では、機構が複雑であり、操作音が大きく、また、かしめが完了したタイミングを容易に確認することができない。
【０００５】
そのため、従来のかしめ装置を油圧式にすることが考えられる。その場合に、油圧式のかしめ装置は、ペダル、ペダルに連結された油圧発生用のシリンダ、ホースなどの配管材、および油圧シリンダなどから構成することとなる。作業者がペダルを踏むことによって油圧を発生させ、発生した油圧をホースを介して油圧シリンダに送り、油圧シリンダによってプランジャを作動させる。
【０００６】
これによって、機構が簡素となり、操作音も低減されるが、上に述べた構成だけでは、かしめが完了したタイミングを作業者が容易に確認することができない。
【０００７】
すなわち、作業者がペダルを踏み込んでいくことによって油圧が発生し、油圧シリンダの作動によってプランジャがワークを押すが、プランジャが所定の力でワークを押したかどうかは、作業者のペダルを踏む感覚に頼らざるを得ない。プランジャの押圧力が少な過ぎればかしめが充分に行われないし、プランジャの押圧力が多過ぎればかしめ部分が潰れてしまう可能性があり、いずれも不良品の原因となる。
【０００８】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、例えば油圧式のかしめ装置などに用いた場合にかしめが完了したタイミングを容易に確認することができるよう、流体の圧力制御を行う装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る装置は、流入点における流体の圧力が設定圧力以上になったときに開口して当該流体を流出点に流出させ且つ開口を続ける圧力調整弁と、前記流出点に流出した流体を蓄圧し且つ畜圧した流体に前記設定圧力よりも低い予圧を加えるためのアキュムレータと、前記流入点における流体の圧力が前記予圧よりも低下したときに前記アキュムレータに畜圧された流体を前記アキュムレータから前記流入点に向かって流すためのチェック弁と、を有してなる。
【００１０】
請求項２の発明に係る装置では、前記圧力調整弁および／または前記アキュムレータは、径小の円柱状の第１流体室と、前記第１流体室と同心状に設けられ前記第１流体室よりも径が大きい第２流体室と、前記第１流体室と前記第２流体室との間を開閉するために前記第１流体室の端面を塞ぐように設けられた弁体と、前記第２流体室の内周面と密に摺接し前記弁体と一体的に移動するように設けられたピストンと、前記弁体が前記第１流体室の端面を塞ぐ方向に前記ピストンを付勢するバネ部材と、を有する。
【００１１】
請求項３の発明に係る装置は、本体と、前記本体に設けられたポートと、前記ポートに連通する径小の円柱状の第１流体室と、前記第１流体室と隣接して同心状に設けられ前記第１流体室よりも径が大きく、流入した流体を畜圧可能であってアキュムレータの機能を果たす第２流体室と、前記第１流体室と前記第２流体室との間を開閉するために前記第１流体室の端面を塞ぐように設けられた弁体と、前記第２流体室の内周面と密に摺接し前記弁体と一体的に移動するように設けられたピストンと、前記弁体が前記第１流体室の端面を塞ぐ方向に前記ピストンを付勢するバネ部材と、前記第２流体室から前記第１流体室に向かう方向に自由流となるチェック弁と、を有する。
【００１２】
本発明において、弁体とピストンとは、一体に形成することも可能である。つまり、弁としての機能を果たす部分が弁体であり、第２流体室内を摺動する機能を果たす部分がピストンであると考えればよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る流体の圧力制御装置１３を用いたかしめ装置１の油圧回路図、図２はシリンダ１２のストロークと管路ＨＳの圧力の変化との関係を示す図である。
【００１４】
図１において、かしめ装置１は、ペダル１１、シリンダ１２、管路ＨＳ、圧力制御装置１３、油圧シリンダ１４、プランジャ１５、バネ１６、およびテーブル１７などからなる。
【００１５】
圧力制御装置１３は、圧力調整弁２１、アキュムレータ２２、およびチェック弁２３からなる。
圧力調整弁２１は、管路ＨＳの圧力が設定圧力以上になったときに、圧油をアキュムレータ２２に流出させる。設定圧力は可変調整することができる。
【００１６】
作業者がペダル１１を踏むことによって、シリンダ１２のロッドおよびピストンが移動し、これによって油圧を発生させて管路ＨＳに圧油を送り出す。管路ＨＳを介して送られた圧油は油圧シリンダ１４に流入し、そのピストンおよびピストンロッドを下方へ移動させる。
【００１７】
油圧シリンダ１４のピストンロッドの移動によって、それに押されてプランジャ１５が下方へ移動し、その先端で、テーブル１７の上にセットされたワークＷＫをかしめる。
【００１８】
圧力制御装置１３において、アキュムレータ２２は、圧力調整弁２１から流出する圧油を蓄圧する。また、蓄圧した圧油には常に所定の予圧が加わるようになっており、管路ＨＳの圧力がそれよりも低下したときには、その予圧によって、アキュムレータ２２内の圧油はチェック弁２３を介して管路ＨＳに戻される。
【００１９】
ここで、圧力制御装置１３の設定圧力Ｐ１を、油圧シリンダ１４によってワークＷＫが丁度旨くかしめられ、そこでかしめを完了すればよいような圧力に調整しておく。
【００２０】
図２の実線で示されるように、作業者がペダル１１を踏み、そのストロークが深くなるにしたがって、油圧は徐々に上昇する。この間は、プランジャ１５の下降にともなうバネ１６による反力の増加に対応する圧力が発生する。プランジャ１５がワークＷＫに当たると、かしめが開始され、圧力は急激に上昇する。
【００２１】
圧力が上昇し、管路ＨＳの圧力が設定圧力Ｐ１になったときに、プランジャ１５による実際のかしめが完了するとともに、管路ＨＳの圧油は圧力制御装置１３を介してアキュムレータ２２に流れ込む。その結果、管路ＨＳの圧力は急激に低下し、アキュムレータ２２の予圧力Ｐ２まで低下する。
【００２２】
なお、予圧力Ｐ２は、後述する圧力制御装置１３Ｂにおいて、弁体受圧面積とピストン受圧面積との合計面積、すなわち第２流体室４２の面積に作用し、弁体５１を開口させ続ける。
【００２３】
これによって、ペダル１１が急に軽くなり、まるでペダル１１がフリーになったように感じるので、作業者はかしめが完了したことを容易に知ることができる。そこで、作業者は、ペダル１１を緩める。なお、かしめが完了した後にペダル１１をさらに踏んでも、管路ＨＳの圧力は上昇しないため、過剰にかしめられることがない。
【００２４】
作業者がペダル１１を緩めると、アキュムレータ２２内の圧油は、予圧力Ｐ２により、チェック弁２３を介して管路ＨＳに戻される。同時に、プランジャ１５はバネ１６によって上昇され、油圧シリンダ１４内の圧油も管路ＨＳに戻される。アキュムレータ２２の予圧力Ｐ２は、バネ１６による油圧シリンダ１４からの戻り油圧（背圧）よりも大きいので、アキュムレータ２２内の圧油はほとんどが管路ＨＳに戻り、アキュムレータ２２も初期状態に戻る。
【００２５】
なお、管路ＨＳ内の圧油を余分目に入れておき、シリンダ１２のピストンがストローク端にまで戻っても油圧シリンダ１４のピストンはそのストローク端まで戻らないようにしておく。これによって、管路ＨＳ内に常にある程度の低い圧力（予圧力Ｐ２よりも低い圧力）を発生させ、遊びやガタのない状態とすることができる。
【００２６】
このように、圧力制御装置１３によれば、設定圧力Ｐ１になると、管路ＨＳの圧力が急激に低下するので、作業者はかしめが完了したタイミングを容易に確認することができる。
【００２７】
したがって、従来のように設定圧力Ｐ１に達する前にペダル１１をやめることによってかしめが不十分になったりすることが防止される。また、かしめが完了した後にペダル１１を踏んでも、圧力が上昇しないので、過剰にかしめられたり、かしめ部分が潰れてしまうおそれがない。
【００２８】
このように、圧力制御装置１３は、管路ＨＳの最大圧力の設定と、その圧力に達したことの検知との２つの機能を果たす。
次に、圧力制御装置１３の構造の例を説明する。
【００２９】
図３は具体的な圧力制御装置１３Ｂの例を示す断面図、図４は圧力制御装置１３Ｂの右側面図である。
図３および図４において、圧力制御装置１３Ｂは、ブロック３１にカバー３２がボルトによって取り付けられ、一体化されている。カバー３２には、ネジ軸３３がネジ込まれ、ハンドル３４を回すことによってネジ軸３３がカバー３２に対して軸方向に移動する。ネジ軸３３の先端に回転可能に当接するバネ受け３５と調整体３６のバネ受け５３との間には、バネ３７が装着されている。
【００３０】
ブロック３１には、径小の円柱状の第１流体室４１、第１流体室４１と同心状に設けられ第１流体室４１よりも径が大きい第２流体室４２、第１流体室４１に連通する連通路４３、ポートＰＴ１、および、第２流体室４２から第１流体室４１に向かって自由流となるチェック弁４４が設けられている。
【００３１】
調整体３６は、先端に設けられた円錐状の弁体５１、円柱状のピストン５２、およびバネ受け５３からなる。
弁体５１は、第１流体室４１の端面の縁部に当接することによって第１流体室４１の端面を密閉するように設けられ、その移動によって第１流体室４１と第２流体室４２との間を開閉する。
【００３２】
ピストン５２にはパッキン５８が設けられており、これによって第２流体室４２の内周面と密に摺接して移動する。
バネ受け５３は、上に述べたようにバネ３７により付勢され、これによって調整体３６の全体が図の左方向に付勢されている。その付勢力の大きさに応じて、つまりネジ軸３３の軸方向位置に応じて、弁体５１が開くときの圧力（設定圧力Ｐ１）が設定される。
【００３３】
したがって、ポートＰＴ１を管路ＨＳに接続することにより、圧油は連通路４３を通って第１流体室４１に流入する。ポートＰＴ１または連通路４３が本発明における流入点に相当する。
【００３４】
管路ＨＳの圧力が設定圧力Ｐ１に達すると、弁体５１が開き、圧油は第２流体室４２に流入する。第２流体室４２の入口が本発明における流出点に対応する。弁体５１およびピストン５２が移動することにより、第２流体室４２に流入可能な圧油の容積は増大し、ここに圧油が蓄圧される。
【００３５】
第２流体室４２内においては、第１流体室４１よりも弁体５１の有効受圧面積が増大するので、圧油の圧力は低下する。そのため、管路ＨＳの圧力は予圧力Ｐ２まで低下する。設定圧力Ｐ１と予圧力Ｐ２との比は、第１流体室４１の断面積と第２流体室４２の断面積との比に等しい。したがって、例えば、第２流体室４２の断面積を第１流体室４１の断面積の４倍としておけば、予圧力Ｐ２は設定圧力Ｐ１の４分の１となる。
【００３６】
弁体５１およびピストン５２の移動に応じて第２流体室４２内に圧油が蓄積され、第２流体室４２がアキュムレータの機能を果たす。
ペダル１１を緩めた場合には、管路ＨＳの圧力が予圧力Ｐ２よりも低下するので、調整体３６はバネ３７に押されて元の位置に戻り始め、第２流体室４２内の圧油は、第１流体室４１またはチェック弁２３を経て、ポートＰＴ１から管路ＨＳに戻る。
【００３７】
このように、圧力制御装置１３Ｂによると、１つの装置で上に述べた圧力制御装置１３の機能の全部を果たすことになる。
特に、ポートＰＴ１の圧力が設定圧力Ｐ１を越えた場合に、その圧油をアキュムレータに逃がすとともに逃がした圧油をアキュムレータから再び戻す必要があるので、従来のリリーフ弁を使用することはできない。しかし、上に述べた圧力制御装置１３Ｂであれば、その目的のために使用することができ、しかも、ハンドル３４を回すことによって設定圧力Ｐ１を簡単に調整することができる。
【００３８】
上に述べた実施形態において、連通路４３の端部をスチールボールで塞いでいるが、塞ぐことに代えて、そこにポートを設けて管路ＨＳに接続してもよい。その他、圧力制御装置１３Ｂ，１３、またはかしめ装置１の各部の構造、形状、個数、材質、寸法、回路などは、上述した以外の種々のものとすることができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によると、設定圧力に達したとき以降アキュムレータに流体が流入するので、例えば油圧式のかしめ装置などに用いた場合にかしめが完了したタイミングを容易に確認することができる。
【００４０】
請求項２または３の発明によると、設定圧力に達したときに圧力が急激に低下するので、例えば油圧式のかしめ装置などに用いた場合にかしめが完了したタイミングを容易に確認することができ、また、圧力制御装置を簡単な構成によって一体的に形成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る流体の圧力制御装置を用いたかしめ装置の油圧回路図である。
【図２】シリンダのストロークと管路の圧力の変化との関係を示す図である。
【図３】具体的な圧力制御装置の例を示す断面図である。
【図４】圧力制御装置の右側面図である。
【符号の説明】
１３，１３Ｂ圧力制御装置
２１圧力調整弁
２２アキュムレータ
２３チェック弁
３１ブロック（本体）
３７バネ部材
４１第１流体室
４２第２流体室
４４チェック弁
５１弁体
５２ピストン
ＰＴ１ポート

Claims

流入点における流体の圧力が設定圧力以上になったときに開口して当該流体を流出点に流出させ且つ開口を続ける圧力調整弁と、
前記流出点に流出した流体を蓄圧し且つ畜圧した流体に前記設定圧力よりも低い予圧を加えるためのアキュムレータと、
前記流入点における流体の圧力が前記予圧よりも低下したときに前記アキュムレータに畜圧された流体を前記アキュムレータから前記流入点に向かって流すためのチェック弁と、
を有してなることを特徴とする流体の圧力制御装置。
前記圧力調整弁および／または前記アキュムレータは、
径小の円柱状の第１流体室と、
前記第１流体室と同心状に設けられ前記第１流体室よりも径が大きい第２流体室と、
前記第１流体室と前記第２流体室との間を開閉するために前記第１流体室の端面を塞ぐように設けられた弁体と、
前記第２流体室の内周面と密に摺接し前記弁体と一体的に移動するように設けられたピストンと、
前記弁体が前記第１流体室の端面を塞ぐ方向に前記ピストンを付勢するバネ部材と、
を有する請求項１記載の流体の圧力制御装置。
本体と、
前記本体に設けられたポートと、
前記ポートに連通する径小の円柱状の第１流体室と、
前記第１流体室と隣接して同心状に設けられ前記第１流体室よりも径が大きく、流入した流体を畜圧可能であってアキュムレータの機能を果たす第２流体室と、
前記第１流体室と前記第２流体室との間を開閉するために前記第１流体室の端面を塞ぐように設けられた弁体と、
前記第２流体室の内周面と密に摺接し前記弁体と一体的に移動するように設けられたピストンと、
前記弁体が前記第１流体室の端面を塞ぐ方向に前記ピストンを付勢するバネ部材と、
前記第２流体室から前記第１流体室に向かう方向に自由流となるチェック弁と、
を有することを特徴とする流体の圧力制御装置。