JPWO2006095578A1 - 切換弁装置および流体圧シリンダ装置 - Google Patents

Abstract

双方向ポンプを使用した場合であっても他に圧力源を要することなく、大流量を流すことができ、且つ流体圧シリンダの設計を制約しないことを目的とする。往復移動可能な移動弁体と、移動弁体が一方の移動端にあるときに、移動弁体の移動路の一部を流路の一部としポートＰＴ２とＰＴ１とを連通するように設けられた第１の流路と、移動弁体が他方の移動端にあるときに、移動弁体に設けられた内部流路を流路の一部としポートＰＴ２とＰＴ３とを連通するように設けられた第２の流路と、移動弁体を一方の移動端側に付勢するバネとを有し、移動弁体には、内部流路におけるポートＰＴ３からＰＴ２への流れのみを許容する第１のチェック弁が設けられ、ポートＰＴ３に流体圧が加えられたときに、流体圧によって移動弁体が他方の移動端に移動して第１の流路を閉じ、第１の流路が閉じられた後に第１のチェック弁が開となって第２の流路を開けるように構成される。

Description

本発明は、少なくとも３つのポートを備えた切換弁装置、および、その切換弁装置を用いて高速駆動と高出力駆動（高圧駆動）とを行うことができる流体圧シリンダ装置に関する。本発明は、例えば、金型の型締め装置、圧入装置、カシメ機、刻印装置などに利用される。

従来より、プレス装置の金型の型締めなどのために油圧シリンダが用いられる。金型の型締めは、生産の効率化のために、金型がワークに当たるまでは金型を高速で移動させ、金型がワークに当たった後に、高出力で金型をワークに押し付けるのが一般的である。そのようなプレス装置に使用される油圧シリンダは、金型を移動させる時は比較的小さな出力でよく、押し付け時にのみ高出力が必要となる。したがって、金型の移動用と加圧用とにそれぞれ専用の油圧シリンダを設けるか、または、ロッドに移動用として受圧面積の小さなラムを内蔵させるなどして金型の移動時の高速化を実現している。

いずれの場合においても、高速での移動時には加圧用のシリンダ室の容積増加に対してタンクから直接に圧油を補給する必要があり、加圧時には、加圧用の圧油がタンクに逃げないようにする必要がある。さらに、金型を型締めから待機位置まで復帰させるときには、加圧用のシリンダ室の大量の圧油がタンクに排出されるようにしておく必要がある。

これらの要求に対して、移動用と加圧用の油圧シリンダを別個に備えた場合には、例えば、図１０に示されるような、低圧損で大流量の得られるプロフィル弁８１を使用した油圧シリンダ装置８が提案されている（非特許文献１）。

また、本出願人は、１つの流体圧シリンダによって高速駆動と高出力駆動を行うことができる流体圧シリンダ装置を先に提案して公開した（特許文献１）。

その流体圧シリンダ装置は、流体圧シリンダと、流体圧シリンダを往復駆動するために流体を給排する２つの給排ポートを有した双方向ポンプと、双方向ポンプを正方向および逆方向のいずれかに選択的に回転駆動するモータとを有する。流体圧シリンダは、シリンダチューブと、シリンダチューブ内を摺動するピストンと、シリンダチューブの両端面を閉塞するカバーと、ピストンに連結されて一方の前記カバーを貫通するロッドとを有する。流体圧シリンダの往動側のシリンダ室は、復動側のシリンダ室である復動側シリンダ室とほぼ同じ有効受圧面積を有する高速用シリンダ室と、残りの有効受圧面積を有する高出力用シリンダ室とに区分されており、双方向ポンプから供給される流体を、選択的に高出力用シリンダ室に供給するように切り換えるためのバルブが設けられている。
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｙｕｋｅｎ．ｃｏ．ｊｐ／ｊａｐａｎｅｓｅ／ｐｄｆ／Ｅ４０７．ｐｄｆ 特開２００２−１４７４０４号公報

しかし、非特許文献１で提案されたようなプロフィル弁８１を使用する方式を、双方向ポンプにより実施しようとすると、双方向ポンプが同一方向に回転する場合であっても移動時と押し付け時でプロフィル弁の開閉を行う必要があり、プロフィル弁８１を動作させるパイロット圧を発生させるためのポンプを別途準備しなければならないという問題がある。

また、特許文献１の流体圧シリンダ装置では、高速用シリンダ室と復動側シリンダ室との有効受圧面積を等しくする必要があるので、それだけ油圧シリンダの設計に制約が加わり、製造コストを押し上げるという問題がある。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、双方向ポンプを使用した場合であっても他に圧力源を要することなく、大流量を流すことができ、且つ流体圧シリンダの設計を制約することのない切換弁装置、およびそれを用いた流体圧シリンダ装置を提供することを目的とする。

本発明の１つの形態に係る装置は、第１のポート、第２のポート、および第３のポートを有し、前記第２のポートが前記第１のポートまたは前記第３のポートのいずれかに連通するように切り換える切換弁装置であって、往復移動可能な移動弁体と、前記移動弁体が一方の移動端にあるときに、前記移動弁体の移動路の一部を流路の一部とし前記第２のポートと前記第１のポートとを連通するように設けられた、第１の流路と、前記移動弁体が他方の移動端にあるときに、前記移動弁体に設けられた内部流路を流路の一部とし前記第２のポートと前記第３のポートとを連通するように設けられた、第２の流路と、前記移動弁体を前記一方の移動端側に付勢する付勢部材と、を有し、前記移動弁体には、前記内部流路における前記第３のポート側から前記第２のポート側への流れのみを許容する第１のチェック弁が設けられ、前記第３のポートに流体圧が加えられたときに、前記流体圧によって前記移動弁体が前記他方の移動端に移動して前記第１の流路を閉じ、前記第１の流路が閉じられた後に前記第１のチェック弁が開となって前記第２の流路を開けるように構成される。

好ましくは、外部から供給される圧流体を遮断するための遮断弁が一体的に設けられ、前記遮断弁の流入側が第４のポートとして設けられ、前記遮断弁の流出側が前記第３のポートに連通される。

また、前記第２の流路内の圧流体を前記第４のポートへ逃がすための第２のチェック弁が設けられる。

他の形態によると、チューブと、前記チューブの一端を閉じる第１のカバーと、前記チューブの他端を閉じる第２のカバーと、前記チューブおよび前記第１のカバーの内部を軸方向に往復移動可能な移動弁体と、前記移動弁体が前記第２のカバー側の移動端にあるときに、前記移動弁体の移動路の一部を流路の一部とし前記第２のポートと前記第１のポートとを連通するように設けられた、第１の流路と、前記移動弁体が前記第１のカバー側の移動端にあるときに、前記移動弁体に設けられた内部流路を流路の一部とし前記第２のポートと前記第３のポートとを連通するように設けられた、第２の流路と、前記移動弁体を前記２のカバー側に付勢するバネ部材と、を有し、前記移動弁体は、前記第１のカバー側の移動端に設けられた弁座に当接して前記第１の流路を閉じるポペット弁体と、前記ポペット弁体と一体に設けられて前記内部流路における前記第３のポート側から前記第２のポート側への流れのみを許容する第１のチェック弁と、を有し、常時は前記バネ部材の付勢によって前記ポペット弁体が前記弁座から離れて前記第１の流路が開かれており、前記第３のポートに流体圧が加えられたときに、前記流体圧により前記移動弁体が移動し前記ポペット弁体が前記弁座に当接して前記第１の流路を閉じ、前記第１の流路が閉じられた後に前記第１のチェック弁が開となって前記第２の流路を開けるように構成されてなる。

本発明に係る１つの形態の流体圧シリンダ装置は、切換弁装置と、往動駆動するために設けられた、第１のシリンダ室および前記第１のシリンダ室よりも大きな有効受圧面積を有する第２のシリンダ室を備えた、復動型の流体圧シリンダと、前記流体圧シリンダに供給するための流体を収容するタンクと、を備え、前記切換弁装置の第４のポートが前記流体圧シリンダの前記第１のシリンダ室に連通するように接続され、前記切換弁装置の第２のポートが前記流体圧シリンダの前記第２のシリンダ室に連通するように接続されてなる。

本発明によると、双方向ポンプを使用した場合であっても他に圧力源を要することなく、大流量を流すことができ、且つ流体圧シリンダの設計を制約することがない。

本発明の一実施形態の切換弁装置の常時における状態を示す断面正面図である。 切換弁装置の一部を断面して示す平面図である。 図１におけるソレノイド弁を取り外した状態を示す右側面図である。 移動弁体の部分断面図である。 切換弁装置の切り換え動作途中の状態を示す図１に対応する図である。 切換弁装置の切り換え動作後の状態を示す図１に対応する図である。 油圧シリンダ装置の回路図である。 他の実施形態の油圧シリンダ装置の正面図である。 油圧シリンダ装置の平面図である。 従来のプロフィル弁を使用したシリンダ装置の回路図である。

図１は本発明の一実施形態の切換弁装置１１の常時における状態を示す断面正面図、図２は切換弁装置１１の一部を断面して示す平面図、図３は図１におけるソレノイド弁２４を取り外した状態を示す右側面図、図４は移動弁体２５の部分断面図、図５は切換弁装置１１の切り換え動作途中の状態を示す図１に対応する図、図６は切換弁装置１１の切り換え動作後の状態を示す図１に対応する図、図７は油圧シリンダ装置１の回路図である。

図１ないし図３に示すように、切換弁装置１１は、第１カバー２１、チューブ２２、第２カバー２３、ソレノイド弁２４、移動弁体２５、およびバネ２６などからなる。

第１カバー２１は、金属材料からなり、形状が略直方体である。第１カバー２１の一方の端面２１１には、断面が円形の穴２１２が開口している。穴２１２には、後述するように移動弁体２５のポペット弁体２５９が摺動可能に挿入されている。したがって、穴２１２はポペット弁体２５９の移動路であり、ポペット弁体２５９が穴２１２の底部に設けられた弁座２１４に当接したときに穴２１２を閉塞する（図５および図６を参照）。

穴２１２の開口部の近傍には、穴２１２よりも径の大きいバネ受け部２１３が設けられる。さらに、穴２１２の開口部に、バネ受け部２１３よりも径の大きな径大部２１５が設けられる。径大部２１５にはチューブ２２が嵌め込まれる。

また、第１カバー２１には、穴２１２に連通して上面に開口する穴２１９、および穴２１２に連通して下面に開口する穴２２０が設けられる。穴２１９の開口部は第１ポートＰＴ１であり、穴２２０の開口部は第２ポートＰＴ２である。第１ポートＰＴ１、穴２１９、穴２１２、穴２２０、および第２ポートＰＴ２からなる流路が、第１流路ＲＲ１である。

第２カバー２３は、金属材料からなり、形状が略直方体である。第２カバー２３の一方の端面２３１には、断面が円形の穴２３２が開口している。穴２３２には、チューブ２２が嵌め込まれる。第２カバー２３には、上面から底面に貫通する穴２３４が設けられ、また、穴２３４と交差して連通するように、一方の端面２３１の穴２３２から他方の端面２３５に貫通する穴２３８が設けられる。

穴２３８の端面２３５への開口部には、ソレノイド弁２４がネジ込まれて取り付けられている。ソレノイド弁２４は、図７に示すように、チェック弁を内蔵した遮断位置と連通位置とに切り換わる２位置２方向弁である。ソレノイド弁２４の弁部２４２によって、穴２３４と穴２３８とが連通されまたは遮断される。つまり、ソレノイド弁２４のソレノイドがオフのときには、穴２３４から穴２３８に向かう流路は閉じられており、ソレノイドがオンすると、穴２３４から穴２３８に向かう流路が開かれる。

穴２３４の下面への開口部は第４ポートＰＴ４である。穴２３４の上面への開口部はプラグ２３９によって閉塞され、穴２３４に連通して穴２３２に開口する穴２３６が設けられる。穴２３４のプラグ２３９で閉塞された側には、穴２３６から穴２３４に向かう方向にのみ自由流となるようにチェック弁体２３７が設けられる。チェック弁体２３７によって第２のチェック弁ＣＨ２が構成される。

なお、上の説明でも理解できることであるが、穴２３６に入った流体は、弁部２４２の開閉状態のいかんに係わらず、穴２３４を経由して第４ポートＰＴ４に流出することができる。

また、第２カバー２３には、移動弁体ガイド２７が装着される。移動弁体ガイド２７は、円柱状のガイド部２７１および円板状のフランジ部２７２からなる。フランジ部２７２は、第２カバー２３の穴２３２に嵌入する。移動弁体ガイド２７の中央部には、軸芯に沿って、穴２３８に連通する穴２７５が設けられる。穴２７５の穴２３８に開口する部分が第３ポートＰＴ３である。フランジ部２７２には、穴２３６に連通する穴２７６が設けられる。

チューブ２２は、金属材料からなり、断面が円環状である。チューブ２２は、一端面が第１カバー２１の径大部２１５に嵌入して閉じられ、他端面が第２カバー２３の穴２３２に嵌入して閉じられている。チューブ２２の他端面と第２カバー２３との間には、上に述べた移動弁体ガイド２７のフランジ部２７２が挟まれて保持される。

これら、第１カバー２１、チューブ２２、および第２カバー２３は、図２および図３に示すように、４本のタイボルト２９によって互いに締め付けられて一体化されている。なお、第１カバー２１とチューブ２２の外周面、第２カバー２３とチューブ２２の外周面との間は、それぞれパッキンによってシールされている。

移動弁体２５は、第１カバー２１およびチューブ２２の内部を軸方向に往復移動可能に設けられている。

図４によく示されるように、移動弁体２５は、本体２５１、保持栓２５２、弁体ガイド２５３、チェック弁体２５４、およびバネ２５５からなる。本体２５１の端部にポペット弁体２５９が形成される。

本体２５１は、金属材料からなり、外形が略円柱状である。本体２５１の内周面２５６には、移動弁体ガイド２７のガイド部２７１が挿入され、本体２５１はガイド部２７１の外周面に対して軸方向に摺動可能である。なお、ガイド部２７１の外周にはＯリング２７４が装着され、ガイド部２７１の外周面と内周面２５６との間がシールされている。

本体２５１の軸方向の中間部の内周面２５６には、隔壁２５８が設けられる。隔壁２５８には、内周面２５６の径よりも径小の弁孔２５７が設けられる。弁孔２５７の周縁は弁座となっている。

本体２５１の一端には径大の鍔部２６３が設けられ、鍔部２６３とバネ受け部２１３との間にバネ２６が圧縮された状態で装着される。バネ２６によって、移動弁体２５は、常時において図１の右端に位置するように付勢される。右端が本発明における一方の移動端に相当する。

本体２５１の他端にはポペット弁体２５９が形成される。ポペット弁体２５９は、その外周部分が本体２５１の他の部分よりも径大となって、そこにランド部２６０が形成されている。ランド部２６０は、第１カバー２１の穴２１２の内径に略等しい外径を有し、穴２１２の内周面に対して摺動可能である。ランド２６０部よりもさらに端の部分はテーパ状に形成されており、テーパ状の部分が弁座２１４に当接して穴２１２を閉塞する。このように、ポペット弁体２５９が第１カバー２１の側の移動端に設けられた弁座２１４に当接したときに、上に述べた第１の流路ＲＲ１が閉じられる。

本体２５１のランド部２６０が設けられた部分の内周面には、ネジ穴２６１が形成され、ネジ穴２６１に保持栓２５２がネジ込まれ、これによって本体２５１の一方の端面が閉塞されている。

保持栓２５２には、その内側の端面に、断面が円形の穴２６５が設けられる。穴２６５には、基台部２６７および弁ガイド部２６６からなる弁体ガイド２５３が嵌まり込んで位置決めされている。

弁体ガイド２５３に設けられた円形の穴２６８には、弁体２５４の脚部２７０が摺動可能に挿入される。弁体ガイド２５３の基台部２６７と弁体２５４の頭部２６９との間に、バネ２５５が圧縮された状態で装着される。

弁体２５４は、バネ２５５によって、頭部２６９が隔壁２５８の弁座に当接するように付勢される。本体２５１の隔壁２５８の近傍において、本体２５１の内外を連通する４つの穴２６２，２６２…が、周方向に互いに９０度おきに設けられる。

これら、弁体２５４、隔壁２５８、およびバネ２５５によって、第１のチェック弁ＣＨ１が構成される。

移動弁体２５の内部に形成される流路は、本発明における内部流路に相当する。つまり、ガイド部２７１の穴２７５、弁孔２５７、および穴２６２などによって内部流路が形成］れる。第１のチェック弁ＣＨ１は、この内部流路において、第３ポートＰＴ３の側から第２ポートＰＴ２の側への流れのみを許容する。この内部流路を含み、第２ポートＰＴ２と第３ポートＰＴ３とを連通する流路が第２の流路ＲＲ２である。

切換弁装置１１は、定常時、つまり第３ポートＰＴ３に流体圧が加わっていない場合は、図１に示すように、移動弁体２５はバネ２６で付勢されて右端に位置し、第１の流路ＲＲ１は開き、第２の流路ＲＲ２は閉じた状態である。動作時、つまり第３ポートＰＴ３に流体圧が加わると、移動弁体２５は左方に移動し、図５に示すようにポペット弁体２５９が弁座２１４に当接し、第１の流路ＲＲ１を閉じる。この間において、第１のチェック弁ＣＨ１は閉じた状態を維持する。つまり、弁体２５４の移動する圧力の方が移動弁体２５の移動する圧力よりも大きくなるように、バネ２５５およびバネ２６の強さが調整されている。具体的には、例えば、弁体２５４は０．３ＭＰａで動作し、移動弁体２５は０．１５ＭＰａで動作する。

移動弁体２５が左方の移動端に達して停止することによって内部流路の圧力が上昇すると、図６に示すように弁体２５４が移動して第１のチェック弁ＣＨ１が開く。これによって第２の流路ＲＲ２が開く。

なお、第３ポートＰＴ３に流体圧を加えるためには、第４ポートＰＴ４に圧流体を接続した状態で、ソレノイド弁２４のソレノイドをオンする。ソレノイドをオフすると、第３ポートＰＴ３に圧流体が流入しなくなるが、第２ポートＰＴ２から流体が流出しない状態であるときは、他に手だてをしない場合には内部流路の流体圧が低下しない。つまりその状態では、ソレノイドをオフしても移動弁体２５が復帰しない。

本実施形態の切換弁装置１１では、第４ポートＰＴ４の流体圧が低下したときに、第２のチェック弁ＣＨ２が開き、内部流路の圧流体は、穴２７６、２３６、第２のチェック弁ＣＨ２、および穴２３４を経由して第４ポートＰＴ４から流出する。これによって内部流路の圧力が低下し、移動弁体２５がバネ２６によって右方の移動端に復帰する（図１の状態）。

次に、切換弁装置１１の動作を、図７に示す油圧シリンダ装置１の動作とともに説明する。まず、油圧シリンダ装置１の回路の説明を行う。

図７において、油圧シリンダ装置１は、切換弁装置１１、油圧シリンダ１２、ポンプ１３、補給装置ＨＫ１、落下防止弁１４、およびコントローラ２０などからなる。

油圧シリンダ１２は、１台で金型の型締めにおける高速駆動と高出力駆動とを行うことができる。つまり、ロッド１２１を高速駆動するための高速用シリンダ室ＡＡ、ロッド１２１を高出力駆動するための高出力用シリンダ室ＢＡ、およびロッド１２１を戻すための復動側シリンダ室ＣＡを有する。また、各シリンダ室ＡＡ，ＢＡ，ＣＡへの圧油の給排は、ポートＰＴＡ，ＰＴＢ，ＰＴＣを経由して行われる。ポートＰＴＢに供給される圧油（圧流体）の圧力は、圧力センサによって検出され、その検出信号ＳＧＰはコントローラ２０に送られる。

ポンプ１３は、モータＭで正転駆動または逆転駆動されることにより両方向に吐出可能な双方向ポンプである。つまり、回転方向に応じて、給排ポートＰＡ，ＰＢのいずれか一方から圧油が吐出され、いずれか他方から吸入される。ポンプ１３から吐出される圧油の圧力は、例えば５〜２０ＭＰａ程度である。給排ポートＰＡ，ＰＢの間には、パイロットチェック弁１５，１６およびタンク１７からなる補給装置ＨＫ１が設けられている。

タンク１７は、高速用シリンダ室ＡＡまたは高出力用シリンダ室ＢＡと復動側シリンダ室ＣＡとの有効受圧面積の相違による圧油の過不足、回路の温度などによる容積変化分、および漏れによるロス分などを調整する圧油を収容する。

落下防止弁１４は、モータＭの停止などによりシリンダ室ＣＡの油圧が低下した場合に、ロッド１２１に取り付けられた金型等の重量により油圧シリンダ１２が往動側に自由落下するのを防止する。

なお、図７の回路図はロッド１２１が下向きの場合に用いられるものであり、ロッド１２１が横向きである場合には落下防止弁１４は不要である。また、ロッド１２１が上向きの場合には、落下防止弁をポートＰＴＡ，ＰＴＢの２ヵ所に接続すればよい。

コントローラは、測長センサ１８および圧力センサから出力される検出信号ＳＧＬ，ＳＧＰ、図示しない設定信号および指令信号などに基づいて、油圧シリンダ１２が所定の動作を行うように、または所定の位置決めを行うように、モータＭの回転方向および回転速度などを制御する。

切換弁装置１１は、その第１ポートＰＴ１がタンク１７に接続され、第２ポートＰＴ２が油圧シリンダ１２のポートＰＴＢに接続され、第４ポートＰＴ４がポンプ１３の給排ポートＰＡおよび油圧シリンダ１２のポートＰＴＡに接続される。

さて、モータＭによってポンプ１３が駆動され、給排ポートＰＡから圧油が出力されると、その圧油は油圧シリンダ１２のポートＰＴＡから高速用シリンダ室ＡＡに入る。これによって、ロッド１２１が高速で移動し、金型を高速で移動させる。

その間において、切換弁装置１１の第４の流路ＲＲ４には給排ポートＰＡからの圧油が供給されるが、ソレノイド弁２４のソレノイドがオフであるため、第３ポートＰＴ３には圧油が加わらない。したがって、第１の流路ＲＲ１は連通状態である（図１に示す状態）。

油圧シリンダ１２のロッド１２１が往動すると、これによって高出力用シリンダ室ＢＡの容積が増加する。その増加分の圧油は、タンク１７から、切換弁装置１１の第１ポートＰＴ１、第１の流路ＲＲ１、および第２ポートＰＴ２を通り、ポートＰＴＢを経由して高出力用シリンダ室ＢＡに補給される。また、給排ポートＰＡから吐出される圧油量と復動側シリンダ室ＣＡから排出される圧油量の差分は、補給装置ＨＫ１から補充される。

ロッド１２１の往動によって金型が型締め位置までくると、ロッド１２１の移動が停止する。コントローラ２０は、その状態になっことを検知し、ソレノイド弁２４のソレノイドをオンする。

なお、ロッド１２１の移動が停止したことを検知する方法として、例えば、測長センサ１８によるロッド１２１の位置の検出信号ＳＧＬを用いる。その他、タイマーによる経時信号、給排ポートＰＡの圧力の上昇を検知した信号、外部からの検知信号など、種々の信号を用いることも可能である。

ソレノイドをオンすることにより、給排ポートＰＡからの圧油が第４のポートＰＴ４から第３のポートＰＴ３に流入し、移動弁体２５を移動させ、第１の流路ＲＲ１を閉じる（図５に示す状態）。そして、第１のチェック弁ＣＨ１が開き、これによって第２の流路ＲＲ２が連通する（図６に示す状態）。第２の流路ＲＲ２の連通によって、給排ポートＰＡからの圧油が、第４ポートＰＴ４、第３ポートＰＴ３、第２の流路ＲＲ２、および第２ポートＰＴ２を通り、ポートＰＴＢを経由して高出力用シリンダ室ＢＡに流入する。これによって、油圧シリンダ１２が高出力駆動を行って金型による型締めが行われる。

型締めが終わると、具体的には例えば型締めに要する時間が経過すると、コントローラ２０はソレノイド弁２４のソレノイドをオフするとともに、モータＭを逆転駆動する。ポンプ１３の給排ポートＰＢから圧油が出力され、その圧油は油圧シリンダ１２のポートＰＴＣから復動側シリンダ室ＣＡに入る。これによってロッド１２１が高速で復動する。

このとき、切換弁装置１１は、第２のチェック弁ＣＨ２が開き、内部流路の圧油が第４ポートＰＴ４から給排ポートＰＡに、またはタンク１７に戻る。これによって移動弁体２５が復帰し、第２の流路ＲＲ２が閉じ、第１の流路ＲＲ１が開く。

したがって、油圧シリンダ１２の高出力用シリンダ室ＢＡ内の圧油は、第１の流路ＲＲ１を通ってタンク１７に戻る。

このように、油圧シリンダ装置１に切換弁装置１１を用いることによって、ポンプ１３の他に圧油原を設けることなく、１つの油圧シリンダ１２で高速駆動と高出力駆動とを行うことができる。油圧シリンダ装置１の全体をコンパクトにすることができる。また、油圧シリンダ装置１の全体を一体化することも容易であり、一体化されたコンパクトな油圧シリンダ装置１とすることができる。油圧シリンダ１２の高速用シリンダ室と復動側シリンダ室との有効受圧面積を等しくする必要がなく、油圧シリンダ１２の設計の自由度が高い。それだけ製造コストを低くできる。

また、切換弁装置１１は、第１の流路ＲＲ１が常時開の状態であるので、大量の圧油を流すことができ、ロッド１２１を高速で移動させることができる。油圧シリンダ装置１の回路構成が簡単になり、動作も安定である。切換弁装置１１の構造も簡単であり全体をコンパクトにすることができる。

次に、他の実施形態の油圧シリンダ装置１Ｂについて説明する。

図８は他の実施形態の油圧シリンダ装置１Ｂの正面図、図９は油圧シリンダ装置１Ｂの平面図である。

油圧シリンダ装置１Ｂは、上に説明した油圧シリンダ装置１の全体を一体化したものであり、その回路構成、機能、動作などについては、油圧シリンダ装置１と同じである。したがって、ここでは、各要素の機械的な配置および接続状態などについてのみ説明する。

図８および図９に示すように、油圧シリンダ装置１Ｂは、モータＭＢ、切換弁装置１１Ｂ、油圧シリンダ１２Ｂ、ポンプ１３Ｂ、タンク１７Ｂ、および補給装置ＨＫ１Ｂなどからなる。

切換弁装置１１Ｂは、第１ポートＰＴ１Ｂが補給装置ＨＫ１Ｂの側に、第２ポートＰＴ２Ｂおよび第３ポートＰＴ３Ｂが油圧シリンダ１２Ｂの側になるように配置され、油圧シリンダ１２Ｂとタンク１７Ｂとに挟まれた状態で連結具３１Ｂａ，ｂにより連通されている。

油圧シリンダ１２Ｂには、軸心に測長センサ１８Ｂが備えられている。ポンプ１３Ｂは、モータＭＢとシャフトが直結され一体化され、ブラケットＳＴＢａ，ｂにより油圧シリンダ１２Ｂに固定されている。タンク１７Ｂには、補給装置ＨＫ１Ｂが構成されたマニホールドが内蔵されている。

このように、油圧シリンダ装置１Ｂは、全体がコンパクトで小型であり、一体化された油圧シリンダ装置１Ｂによって簡単に高速駆動と高出力駆動を行うことができ、使い勝手が極めて良好である。

上述の実施形態において、切換弁装置１１にはソレノイド弁２４を一体的に設けたが、ソレノイド弁２４を別体で設け、それらの間を配管で接続してもよい。その場合には、切換弁装置１１は、第３ポートＰＴ３が表面に露出するように構成すればよい。

その他、第１カバー２１、チューブ２２、第２カバー２３、ソレノイド弁２４、移動弁体２５、バネ２６、切換弁装置１１、および油圧シリンダ装置１，１Ｂの全体または各部の構成、構造、材質、形状、寸法、個数などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。

本発明は、射出成型装置などにおける金型の型締め装置、圧入装置、カシメ機、刻印装置などに利用される。

Claims (5)

1. 第１のポート、第２のポート、および第３のポートを有し、前記第２のポートが前記第１のポートまたは前記第３のポートのいずれかに連通するように切り換える切換弁装置であって、
   往復移動可能な移動弁体と、
   前記移動弁体が一方の移動端にあるときに、前記移動弁体の移動路の一部を流路の一部とし前記第２のポートと前記第１のポートとを連通するように設けられた、第１の流路と、
   前記移動弁体が他方の移動端にあるときに、前記移動弁体に設けられた内部流路を流路の一部とし前記第２のポートと前記第３のポートとを連通するように設けられた、第２の流路と、
   前記移動弁体を前記一方の移動端側に付勢する付勢部材と、を有し、
   前記移動弁体には、前記内部流路における前記第３のポート側から前記第２のポート側への流れのみを許容する第１のチェック弁が設けられ、
   前記第３のポートに流体圧が加えられたときに、前記流体圧によって前記移動弁体が前記他方の移動端に移動して前記第１の流路を閉じ、前記第１の流路が閉じられた後に前記第１のチェック弁が開となって前記第２の流路を開けるように構成されてなる、
   ことを特徴とする切換弁装置。
2. 外部から供給される圧流体を遮断するための遮断弁が一体的に設けられ、
   前記遮断弁の流入側が第４のポートとして設けられ、
   前記遮断弁の流出側が前記第３のポートに連通されてなる、
   請求項１記載の切換弁装置。
3. 前記第２の流路内の圧流体を前記第４のポートへ逃がすための第２のチェック弁が設けられてなる、
   請求項２記載の切換弁装置。
4. 第１のポート、第２のポート、および第３のポートを有し、前記第２のポートが前記第１のポートまたは前記第３のポートのいずれかに連通するように切り換える切換弁装置であって、
   チューブと、
   前記チューブの一端を閉じる第１のカバーと、
   前記チューブの他端を閉じる第２のカバーと、
   前記チューブおよび前記第１のカバーの内部を軸方向に往復移動可能な移動弁体と、
   前記移動弁体が前記第２のカバー側の移動端にあるときに、前記移動弁体の移動路の一部を流路の一部とし前記第２のポートと前記第１のポートとを連通するように設けられた、第１の流路と、
   前記移動弁体が前記第１のカバー側の移動端にあるときに、前記移動弁体に設けられた内部流路を流路の一部とし前記第２のポートと前記第３のポートとを連通するように設けられた、第２の流路と、
   前記移動弁体を前記２のカバー側に付勢するバネ部材と、を有し、
   前記移動弁体は、
   前記第１のカバー側の移動端に設けられた弁座に当接して前記第１の流路を閉じるポペット弁体と、
   前記ポペット弁体と一体に設けられて前記内部流路における前記第３のポート側から前記第２のポート側への流れのみを許容する第１のチェック弁と、を有し、
   常時は前記バネ部材の付勢によって前記ポペット弁体が前記弁座から離れて前記第１の流路が開かれており、
   前記第３のポートに流体圧が加えられたときに、前記流体圧により前記移動弁体が移動し前記ポペット弁体が前記弁座に当接して前記第１の流路を閉じ、前記第１の流路が閉じられた後に前記第１のチェック弁が開となって前記第２の流路を開けるように構成されてなる、
   ことを特徴とする切換弁装置。
5. 請求項２または３記載の切換弁装置と、
   往動駆動するために設けられた、第１のシリンダ室および前記第１のシリンダ室よりも大きな有効受圧面積を有する第２のシリンダ室を備えた、復動型の流体圧シリンダと、
   前記流体圧シリンダに供給するための流体を収容するタンクと、
   を備え、
   前記切換弁装置の第４のポートが前記流体圧シリンダの前記第１のシリンダ室に連通するように接続され、
   前記切換弁装置の第２のポートが前記流体圧シリンダの前記第２のシリンダ室に連通するように接続されてなる、
   流体圧シリンダ装置。