JP2002005117A - 流体圧シリンダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】保持動作を行うことができ、しかも装置の小型
化および省エネルギー化を図ること。 【解決手段】油圧シリンダ１１、油圧シリンダ１１に対
して圧流体を供給するポンプユニット１２、油圧シリン
ダ１１のポートに対し、当該ポートに向かう方向に自由
流となるように接続されたパイロットチェック弁５３，
５４、ポートに接続されたアキュムレータ１５，１６を
有し、油圧シリンダ１１、ポンプユニット１２、パイロ
ットチェック弁５３，５４、およびアキュムレータ１
５，１６が一体化されてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧流体供給装置が
一体となった流体圧シリンダ装置に関し、特に、押し付
け動作または保持動作の可能な流体圧シリンダ装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来において、装置のコンパクト化を図
るために、油圧シリンダと油圧ユニットとが一体となっ
た油圧シリンダ装置が提案されている。

【０００３】例えば、実開昭６０−９９３０４号には、
油圧シリンダユニットのヘッドカバーに油圧ポンプユニ
ットを一体的に連結し、さらに電動機を油圧ポンプユニ
ットに連結してなる油圧シリンダ装置が開示されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上に述べた従来の油圧
シリンダ装置によると、それによってワークを基台に押
し付けて一時的に固定したり、ワークを加圧したりする
場合に、電動機を回転させたままとし、これによって油
圧ポンプユニットを駆動した状態を維持する必要があ
る。

【０００５】そのため、電動機および油圧ポンプユニッ
トの発熱によって温度が上昇するので、そのような発熱
を考慮して、各部の寸法、材質、および使用部品を選定
しておく必要があった。その結果、油圧シリンダ装置の
全体の小型化という点で必ずしも最良のものとは言えな
かった。

【０００６】しかも、そのような保持動作を行っている
間中、実際には油圧シリンダ装置によって何も動かすの
ではないので、省エネルギーという観点からも問題であ
った。

【０００７】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
ので、保持動作を行うことができ、しかも装置の小型化
および省エネルギー化を図ることのできる流体圧シリン
ダ装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る装置は、流
体圧シリンダと、前記流体圧シリンダに対して圧流体を
供給する圧流体供給装置と、前記流体圧シリンダのポー
トに対し、当該ポートに向かう方向に自由流となるよう
に接続されたパイロットチェック弁と、前記ポートに接
続されたアキュムレータとを有し、前記流体圧シリン
ダ、前記圧流体供給装置、前記パイロットチェック弁、
および前記アキュムレータが一体化されてなる。

【０００９】アキュムレータの実施形態によると、シリ
ンダの内周面を摺動して前記シリンダの内周面に形成さ
れる蓄圧室の容積を可変する可変ピストンと、前記可変
ピストンを前記蓄圧室の方向に付勢する付勢手段と、前
記可変ピストンの位置を検知する位置センサとを有す
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る油圧シリンダ
装置１の正面図、図２は油圧シリンダ装置１の背面図、
図３は油圧シリンダ装置１の回路図、図４はアキュムレ
ータ１５，１６の断面図である。

【００１１】これらの図において、油圧シリンダ装置１
は、油圧シリンダ１１、油圧シリンダ１１に対して油圧
を供給するポンプユニット１２、ポンプユニット１２内
に組み込まれたアキュムレータ１５，１６、およびバル
ブユニット１７などからなる。

【００１２】油圧シリンダ１１は、シリンダチューブ２
１、シリンダチューブ２１の内周面を摺動するピストン
２２、ピストン２２に連結されたピストンロッド２３、
ロッドカバー２４、ヘッドカバー２５、およびタイボル
ト２７などからなる。

【００１３】油圧シリンダ１１には、ピストン２２のス
トローク位置を検知するために、ピストン２２に装着さ
れた図示しない永久磁石の磁気を感知して動作する位置
センサ６１，６２が設けられている。

【００１４】なお、油圧シリンダ装置１の全体的な構成
は、従来から公知のものと同様であり、図１に示す以外
の種々の構造または形式のものとすることができる。ポ
ンプユニット１２は、ポンプ３１、モータ３２、タンク
３３、およびマニホールド３４などからなる。

【００１５】ポンプ３１として、ギヤポンプ、トロコイ
ドポンプ、ベーンポンプ、ピストンポンプなど、種々の
形式のものを用いることが可能である。モータ３２とし
て、例えば、誘導形モータ、直流モータなどが用いられ
る。

【００１６】タンク３３は、油圧シリンダ１１の伸縮の
両ストローク端における排油量の相違による油の過不
足、アキュムレータ１５による蓄圧分、漏れによるロス
分などを補う程度の小型のものでよい。

【００１７】マニホールド３４は、図３に示す回路が構
成されるように、公知の工作機械によって流路および取
り付け穴などが設けられたものである。なお、マニホー
ルド３４と油圧シリンダ１１のポートＰＴ２との接続の
ために、配管部材６３が別途設けられている。しかし、
このような配管部材６３を設けることなく、それに代わ
る流路をマニホールド３４または油圧シリンダ１１の中
に組み込むことも可能である。

【００１８】アキュムレータ１５，１６は、それぞれ、
油圧シリンダ１１のポートＰＴ１，ＰＴ２に接続されて
いる。これらアキュムレータ１５，１６は同じ構造であ
るので、一方の構造についてのみ以下に説明する。

【００１９】図４に示すように、アキュムレータ１５
は、シリンダ４１、シリンダ４１の内周面を摺動してシ
リンダ４１の内面に形成される蓄圧室４２の容積を可変
する可変ピストン４３、可変ピストン４３を蓄圧室４２
の方向に付勢する圧縮バネ４４、およびカバー４５，４
６からなる。蓄圧室４２がポートＰＴ１に連通するよう
に取り付けられる。

【００２０】シリンダ４１の外周面には、可変ピストン
４３に装着された永久磁石４８の磁気を感知して作動
し、可変ピストン４３の位置を検知する位置センサ４７
が設けられている。

【００２１】可変ピストン４３は、蓄圧室４２内の圧力
が高くなるにつれて図４の左方に移動するので、可変ピ
ストン４３のストローク位置を検知することによって蓄
圧室４２の圧力を検知することができる。図４および図
３に示すように、蓄圧室４２は、油圧シリンダ１１のポ
ートＰＴ１に通じているので、位置センサ４７によって
油圧シリンダ１１に供給される圧力を検知することとな
る。

【００２２】バルブユニット１７として、方向切り換え
弁５１、リリーフ弁５２、およびパイロットチェック弁
５３，５４が設けられている。方向切り換え弁５１は、
油圧シリンダ１１への圧油の供給または停止、および、
供給の場合の油圧シリンダ１１の動作の方向を切り換え
る。リリーフ弁５２は回路の圧力を調整する。

【００２３】パイロットチェック弁５３，５４は、それ
ぞれ、油圧シリンダ１１のポートＰＴ１，ＰＴ２に対
し、ポートＰＴ１，ＰＴ２に向かう方向に自由流となる
ように接続されている。一方のパイロット流路は、他方
のメイン流路の一次側に接続されている。

【００２４】したがって、方向切り換え弁５１を介して
一方の回路に圧油が供給されると、それによって他方の
回路に接続されるパイロットチェック弁５３，５４が開
く。これによって、油圧シリンダ１１への圧油の供給と
排出とが正常に行われ、油圧シリンダ１１は伸長方向ま
たは収縮方向に駆動する。

【００２５】方向切り換え弁５１が中立ポジションとな
って回路がタンク３３に開放されると、パイロットチェ
ック弁５３，５４が閉じられるので、そのときに油圧シ
リンダ１１に加えられていた圧油はタンク３３に戻るこ
とができず、アキュムレータ１５，１６に蓄圧されるこ
ととなる。

【００２６】これら、油圧シリンダ１１、ポンプユニッ
ト１２、アキュムレータ１５，１６、およびバルブユニ
ット１７は、ボルトなどによって互いに連結され、油圧
シリンダ装置１の全体が１つのユニットとして一体に構
成されている。

【００２７】次に、上のように構成された油圧シリンダ
装置１の作用について説明する。モータ３２に電源を供
給して回転させることにより、ポンプ３１が回転し、油
圧が発生する。その圧力の最大値は、リリーフ弁５２に
より設定された圧力となる。リリーフ弁５２および方向
切り換え弁５１を介して戻ってくる圧油は、タンク３３
に入る。

【００２８】方向切り換え弁５１が切り換えられると、
圧油はパイロットチェック弁５３または５４を介してポ
ートＰＴ１またはＰＴ２に供給される。このとき、パイ
ロットチェック弁５３，５４の一方は順方向であり、他
方はパイロット圧により開く。

【００２９】油圧シリンダ１１は、いずれかのポートＰ
Ｔ１またはＰＴ２に圧油が供給されることにより、ピス
トンロッド２３が伸長方向または収縮方向に駆動され
る。油圧シリンダ１１の負荷の大きさに応じて、供給側
の圧力が上昇する。圧力が上昇すると、それに応じて圧
油がアキュムレータ１５または１６に流入する。

【００３０】油圧シリンダ１１の最大推力によってワー
クを基台に押し付けたり加圧したりした場合、つまり保
持動作を行った場合には、リリーフ弁５２の設定圧力に
見合った圧力の圧油がアキュムレータ１５または１６に
蓄圧される。

【００３１】その状態で、モータ３２を停止し、または
方向切り換え弁５１を中立ポジションとしても、いずれ
のパイロットチェック弁５３，５４も閉じられるため、
アキュムレータ１５，１６および油圧シリンダ１１内の
圧油はその状態で閉じ込められたままとなり、保持動作
が維持される。

【００３２】このように、モータ３２を停止して圧油の
供給を停止しても油圧シリンダ１１による保持動作を維
持することができるので、発熱量が抑えられ、油圧シリ
ンダ装置１の全体を小型化することができる。

【００３３】しかも、電力または油圧などのエネルギー
を無駄に消費しないので、省エネルギーという観点から
も優れている。また、保持動作時に位置センサ４７が可
変ピストン４３を検知するように設定しておくことによ
り、それによって油圧シリンダ１１が保持動作になった
ことを検知することができ、検知したタイミングでモー
タ３２を停止しまたは方向切り換え弁５１のソレノイド
への給電を停止することができる。

【００３４】そして、圧油の漏れなどによって可変ピス
トン４３が移動し、位置センサ４７が可変ピストン４３
を検知しなくなると、それによって圧力の低下を検知す
ることができ、モータ３２を再起動しまたは方向切り換
え弁５１のソレノイドへ再給電すればよい。それに代え
て、またはそれとともに、油圧の低下の警報を発するよ
うにしてもよい。

【００３５】したがって、油圧シリンダ装置１による
と、保持動作の自動運転を容易に且つ確実に行うことが
可能である。さらに、油圧シリンダ装置１の全体が一体
化されているので、配管部分を短くすることができ、そ
れだけ配管の容量が低減し、保持力の維持に有効であ
り、パイロットチェック弁５３，５４の応答性も速い。

【００３６】上の実施形態において、ポンプ３１として
双方向形のポンプを用いることにより、方向切り換え弁
５１を省略することができる。不必要であれば、アキュ
ムレータ１５，１６およびパイロットチェック弁５３，
５４のそれぞれの一方を省略してもよい。油圧シリンダ
１１として、単動形のシリンダを用いることも可能であ
る。

【００３７】上の実施形態では、油圧シリンダ１１の上
にポンプユニット１２を連結した併置形としたが、油圧
シリンダ１１の端面にポンプユニット１２を連結した一
直線形としてもよい。ヘッドカバー２５内にポンプを形
成してもよい。油圧シリンダ１１のシリンダチューブ２
１を二重構造として、そこにタンクを形成してもよい。

【００３８】その他、油圧シリンダ装置１の全体または
各部の構成、形状、寸法、および回路などは、本発明の
趣旨に沿って上述した以外の種々のものとすることがで
きる。

【００３９】油圧シリンダ装置１は、ワークの位置決め
またはクランプ、インジェクションマシンのノズルの駆
動、材料供給ホッパの開閉など、種々の用途に適用する
ことができる。

【００４０】

【発明の効果】本発明によると、保持動作を行うことが
でき、しかも装置の小型化および省エネルギー化を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る油圧シリンダ装置の正面図であ
る。

【図２】油圧シリンダ装置の背面図である。

【図３】油圧シリンダ装置の回路図である。

【図４】アキュムレータの断面図である。

【符号の説明】

１ 油圧シリンダ装置（流体圧シリンダ装置） １１ 油圧シリンダ（流体圧シリンダ） １２ ポンプユニット（圧流体供給装置） １５，１６ アキュムレータ ４１ シリンダ ４２ 蓄圧室 ４３ 可変ピストン ４４ 圧縮バネ（付勢手段） ４７ 位置センサ ５３，５４ パイロットチェック弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H081 AA03 BB01 CC23 CC28 DD36 DD37 DD38 FF12 FF23 FF26 FF27 GG04 GG15 3H089 AA61 BB01 BB27 CC01 DA02 DA04 DA14 DB03 DB33 DB46 DB49 DB55 EE31 FF03 FF12 GG01 HH29

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流体圧シリンダと、 前記流体圧シリンダに対して圧流体を供給する圧流体供
   給装置と、 前記流体圧シリンダのポートに対し、当該ポートに向か
   う方向に自由流となるように接続されたパイロットチェ
   ック弁と、 前記ポートに接続されたアキュムレータとを有し、 前記流体圧シリンダ、前記圧流体供給装置、前記パイロ
   ットチェック弁、および前記アキュムレータが一体化さ
   れてなる、 ことを特徴とする流体圧シリンダ装置。
2. 【請求項２】前記アキュムレータは、シリンダの内周面
   を摺動して前記シリンダの内周面に形成される蓄圧室の
   容積を可変する可変ピストンと、前記可変ピストンを前
   記蓄圧室の方向に付勢する付勢手段と、前記可変ピスト
   ンの位置を検知する位置センサとを有する、 請求項１記載の流体圧シリンダ装置。