JP2002147404A - 流体圧シリンダ装置 - Google Patents
流体圧シリンダ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】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、しかも必要な動力が少なく且
つ小型であり、油量調整機構を簡素化しまたは省略して
回路構成を簡単化できること。 【解決手段】流体圧シリンダ１１、双方向ポンプ１２、
モータＭを有しており、流体圧シリンダ１１は、シリン
ダチューブ３１、シリンダチューブ３１内を摺動するピ
ストン３２、シリンダチューブ３１の両端面を閉塞する
カバー３４，３５、ピストン３２に連結されて一方のカ
バーを貫通するロッド３３を有し、流体圧シリンダの往
動側のシリンダ室は、復動側シリンダ室ＣＡとほぼ同じ
有効受圧面積を有する高速用シリンダ室ＡＡと、残りの
有効受圧面積を有する高出力用シリンダ室ＢＡとに区分
されており、双方向ポンプ１２から供給される流体を、
選択的に高出力用シリンダ室ＢＡに供給するように切り
換えるためのシーケンスバルブ１３が設けられてなる。
力駆動を行うことができ、しかも必要な動力が少なく且
つ小型であり、油量調整機構を簡素化しまたは省略して
回路構成を簡単化できること。 【解決手段】流体圧シリンダ１１、双方向ポンプ１２、
モータＭを有しており、流体圧シリンダ１１は、シリン
ダチューブ３１、シリンダチューブ３１内を摺動するピ
ストン３２、シリンダチューブ３１の両端面を閉塞する
カバー３４，３５、ピストン３２に連結されて一方のカ
バーを貫通するロッド３３を有し、流体圧シリンダの往
動側のシリンダ室は、復動側シリンダ室ＣＡとほぼ同じ
有効受圧面積を有する高速用シリンダ室ＡＡと、残りの
有効受圧面積を有する高出力用シリンダ室ＢＡとに区分
されており、双方向ポンプ１２から供給される流体を、
選択的に高出力用シリンダ室ＢＡに供給するように切り
換えるためのシーケンスバルブ１３が設けられてなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速駆動と高出力
駆動（高圧駆動）とを行うことのできる流体圧シリンダ
装置に関し、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。
駆動（高圧駆動）とを行うことのできる流体圧シリンダ
装置に関し、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。
【０００２】
【従来の技術】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。１つの油圧シリ
ンダで駆動するとすると、金型がワークに当たるまでの
間において、油圧シリンダは高速で金型を移動させ、金
型がワークに当たった後は、高出力で金型をワークに押
し付ける。
どのために油圧シリンダが用いられる。１つの油圧シリ
ンダで駆動するとすると、金型がワークに当たるまでの
間において、油圧シリンダは高速で金型を移動させ、金
型がワークに当たった後は、高出力で金型をワークに押
し付ける。
【０００３】その場合に、油圧シリンダに圧油を供給す
るための動力は、金型の移動時に必要な吐出量Ｑと、金
型を押しつけるために必要な高出力Ｐとの両方を満足す
る必要がある。
るための動力は、金型の移動時に必要な吐出量Ｑと、金
型を押しつけるために必要な高出力Ｐとの両方を満足す
る必要がある。
【０００４】例えば、最大速度を５００ｍｍ／ｓｅｃ、
最大推力を３ｔｏｎとした場合には、汎用のモータを使
うと、１４．７ＫＷ（Ｗ＝Ｆ・Ｖ［Ｎ］［ｍ／ｓｅｃ］
＝２９．４［ＫＮ］×５００×ｌ０-3＝１４７００Ｎ‐
ｍ／ｓｅｃ＝１４．７ＫＷ）もの大きな動力が必要とな
る。
最大推力を３ｔｏｎとした場合には、汎用のモータを使
うと、１４．７ＫＷ（Ｗ＝Ｆ・Ｖ［Ｎ］［ｍ／ｓｅｃ］
＝２９．４［ＫＮ］×５００×ｌ０-3＝１４７００Ｎ‐
ｍ／ｓｅｃ＝１４．７ＫＷ）もの大きな動力が必要とな
る。
【０００５】しかし、金型がワークに当たるまでの間に
おいては金型を移動させるだけの僅かな出力でよく、金
型でワークを押し付けるときには高出力が必要であるが
移動量は僅かである。そこで、そのような駆動のため
に、高速用と高出力用との２つの油圧シリンダを用いる
と次のようになる。
おいては金型を移動させるだけの僅かな出力でよく、金
型でワークを押し付けるときには高出力が必要であるが
移動量は僅かである。そこで、そのような駆動のため
に、高速用と高出力用との２つの油圧シリンダを用いる
と次のようになる。
【０００６】高速用として、ユニット圧力が１０Ｍｐ
ａ、内径がφ３２（断面積が８ｃｍ2）の油圧シリンダ
を選定すると、吐出量が２４リットル／ｍｉｎのポンプ
を用いることとなり、４ＫＷの少ない動力でよいことに
なる。この場合に、型締め用（高出力用）の油圧シリン
ダは、３０ＫＮ／１０Ｍｐａ＝３０ｃｍ2 が必要である
ので、内径をφ６３とする必要がある。
ａ、内径がφ３２（断面積が８ｃｍ2）の油圧シリンダ
を選定すると、吐出量が２４リットル／ｍｉｎのポンプ
を用いることとなり、４ＫＷの少ない動力でよいことに
なる。この場合に、型締め用（高出力用）の油圧シリン
ダは、３０ＫＮ／１０Ｍｐａ＝３０ｃｍ2 が必要である
ので、内径をφ６３とする必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この場合に
は、大小２つの油圧シリンダを用いるので、装置構造が
複雑となり、設置スペースも増大する。
は、大小２つの油圧シリンダを用いるので、装置構造が
複雑となり、設置スペースも増大する。
【０００８】そこで、例えば双方向ポンプを用い、双方
向ポンプによって１つの油圧シリンダを駆動し、回路を
切り換えて高速駆動と高出力駆動とを行うことが考えら
れる。
向ポンプによって１つの油圧シリンダを駆動し、回路を
切り換えて高速駆動と高出力駆動とを行うことが考えら
れる。
【０００９】図５は回路を切り換えて高速駆動と高出力
駆動とを行う油圧シリンダ装置８０の回路を示す図であ
る。図５において、油圧シリンダ装置８０は、油圧シリ
ンダ８１、双方向ポンプ８２、バルブ８３、アキュムレ
ータ８４、バルブ８５、アキュムレータ８６、コントロ
ーラ８７、およびモータＭなどからなる。
駆動とを行う油圧シリンダ装置８０の回路を示す図であ
る。図５において、油圧シリンダ装置８０は、油圧シリ
ンダ８１、双方向ポンプ８２、バルブ８３、アキュムレ
ータ８４、バルブ８５、アキュムレータ８６、コントロ
ーラ８７、およびモータＭなどからなる。
【００１０】油圧シリンダ８１は、シリンダチューブ、
ピストン、ピストンに連結されてカバーを貫通するロッ
ドなどを有する。ロッドには中空部が設けられ、そこに
高速用シリンダ室ＡＣが形成されている。通常、ロッド
の径はシリンダチューブに比べてかなり小さいので、高
速用シリンダ室ＡＣの有効受圧面積は小さい。ピストン
の左側には、高出力用シリンダ室ＢＣが形成されてい
る。
ピストン、ピストンに連結されてカバーを貫通するロッ
ドなどを有する。ロッドには中空部が設けられ、そこに
高速用シリンダ室ＡＣが形成されている。通常、ロッド
の径はシリンダチューブに比べてかなり小さいので、高
速用シリンダ室ＡＣの有効受圧面積は小さい。ピストン
の左側には、高出力用シリンダ室ＢＣが形成されてい
る。
【００１１】また、ピストンの右側には復動側シリンダ
室ＣＣが形成されている。復動側シリンダ室ＣＣは、ロ
ッドの外周に形成されるものであり、その有効受圧面積
は高速用シリンダ室ＡＣよりもかなり大きい。
室ＣＣが形成されている。復動側シリンダ室ＣＣは、ロ
ッドの外周に形成されるものであり、その有効受圧面積
は高速用シリンダ室ＡＣよりもかなり大きい。
【００１２】油圧シリンダ８１が往動するときには、双
方向ポンプ８２から吐出される圧油が、高速駆動の場合
にはバルブ８３がオンして高速用シリンダ室ＡＣに流入
し、高出力駆動の場合にはバルブ８３がオフして高速用
シリンダ室ＡＣおよび高出力用シリンダ室ＢＣの両方に
流入する。
方向ポンプ８２から吐出される圧油が、高速駆動の場合
にはバルブ８３がオンして高速用シリンダ室ＡＣに流入
し、高出力駆動の場合にはバルブ８３がオフして高速用
シリンダ室ＡＣおよび高出力用シリンダ室ＢＣの両方に
流入する。
【００１３】アキュムレータ８４は、油圧シリンダ８１
の復動時には、バルブ８３がオンして高出力用シリンダ
室ＢＣから排出される圧油を蓄え、油圧シリンダ８１の
往動時には、高速駆動の場合にはバルブ８３がオンして
蓄えた圧油を高出力用シリンダ室ＢＣに供給し、高出力
駆動の場合にはバルブ８３がオフして双方向ポンプ８２
の吸入側に圧油を供給する。
の復動時には、バルブ８３がオンして高出力用シリンダ
室ＢＣから排出される圧油を蓄え、油圧シリンダ８１の
往動時には、高速駆動の場合にはバルブ８３がオンして
蓄えた圧油を高出力用シリンダ室ＢＣに供給し、高出力
駆動の場合にはバルブ８３がオフして双方向ポンプ８２
の吸入側に圧油を供給する。
【００１４】また、アキュムレータ８６は、往動時の高
速駆動の場合に、バルブ８５がオンして高速用シリンダ
室ＡＣと復動側シリンダ室ＣＣとの有効受圧面積の差に
応じて余った圧油を蓄え、復動時に、バルブ８５がオフ
して蓄えた圧油を双方向ポンプ８２の吸入側に供給す
る。
速駆動の場合に、バルブ８５がオンして高速用シリンダ
室ＡＣと復動側シリンダ室ＣＣとの有効受圧面積の差に
応じて余った圧油を蓄え、復動時に、バルブ８５がオフ
して蓄えた圧油を双方向ポンプ８２の吸入側に供給す
る。
【００１５】しかし、この油圧シリンダ装置８０では、
高速用シリンダ室ＡＣと復動側シリンダ室ＣＣとの容積
差分の油量を調整するために、バルブ８５およびアキュ
ムレータ８６からなる油量調整機構ＹＴが必要であり、
それだけ回路構成が複雑となる。
高速用シリンダ室ＡＣと復動側シリンダ室ＣＣとの容積
差分の油量を調整するために、バルブ８５およびアキュ
ムレータ８６からなる油量調整機構ＹＴが必要であり、
それだけ回路構成が複雑となる。
【００１６】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
ので、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、しかも必要な動力が少なく且つ
小型であり、油量調整機構を簡素化しまたは省略して回
路構成を簡単化す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。
ので、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、しかも必要な動力が少なく且つ
小型であり、油量調整機構を簡素化しまたは省略して回
路構成を簡単化す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。
【００１７】
【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、前記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、を有しており、
前記流体圧シリンダは、シリンダチューブと、前記シリ
ンダチューブ内を摺動するピストンと、前記シリンダチ
ューブの両端面を閉塞するカバーと、前記ピストンに連
結されて一方の前記カバーを貫通するロッドと、を有
し、前記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、
前記双方向ポンプから供給される流体を、選択的に前記
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なる。
体圧シリンダと、前記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、前記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、を有しており、
前記流体圧シリンダは、シリンダチューブと、前記シリ
ンダチューブ内を摺動するピストンと、前記シリンダチ
ューブの両端面を閉塞するカバーと、前記ピストンに連
結されて一方の前記カバーを貫通するロッドと、を有
し、前記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、
前記双方向ポンプから供給される流体を、選択的に前記
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なる。
【００１８】好ましくは、前記高速用シリンダ室は、前
記ロッドの内部に設けられてる。また、前記バルブは、
前記高速用シリンダ室に供給する流体の圧力が所定以上
になったときに前記双方向ポンプから供給される流体を
前記高出力用シリンダ室に供給するように構成される。
記ロッドの内部に設けられてる。また、前記バルブは、
前記高速用シリンダ室に供給する流体の圧力が所定以上
になったときに前記双方向ポンプから供給される流体を
前記高出力用シリンダ室に供給するように構成される。
【００１９】また、前記双方向ポンプから前記高出力用
シリンダ室に流体が供給されているときには前記復動側
シリンダ室に接続され、前記双方向ポンプから前記高出
力用シリンダ室に流体が供給されていないときには前記
高出力用シリンダ室に接続されるアキュムレータが設け
られてなる。
シリンダ室に流体が供給されているときには前記復動側
シリンダ室に接続され、前記双方向ポンプから前記高出
力用シリンダ室に流体が供給されていないときには前記
高出力用シリンダ室に接続されるアキュムレータが設け
られてなる。
【００２０】また、前記ロッドの内部には、当該ロッド
のストローク位置を検出するための位置検出センサが設
けられる。
のストローク位置を検出するための位置検出センサが設
けられる。
【００２１】
【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の回路を示す図、図２は油圧シリンダ１１の実施
形態を示す断面正面図である。
装置１の回路を示す図、図２は油圧シリンダ１１の実施
形態を示す断面正面図である。
【００２２】図１において、油圧シリンダ装置１は、油
圧シリンダ１１、ポンプ１２、シーケンスバルブ１３、
アキュムレータ１４、およびコントローラ１５などから
なる。
圧シリンダ１１、ポンプ１２、シーケンスバルブ１３、
アキュムレータ１４、およびコントローラ１５などから
なる。
【００２３】図２に示すように、油圧シリンダ１１は、
シリンダチューブ３１、シリンダチューブ３１内を摺動
するピストン３２、シリンダチューブ３１の両端面をそ
れぞれ閉塞するカバー３４，３５、ピストン３２に連結
されて一方のカバー３４を密に貫通して摺動するロッド
３３、カバー３４，３５を互いに締結するタイボルト３
６，３６…などからなる。
シリンダチューブ３１、シリンダチューブ３１内を摺動
するピストン３２、シリンダチューブ３１の両端面をそ
れぞれ閉塞するカバー３４，３５、ピストン３２に連結
されて一方のカバー３４を密に貫通して摺動するロッド
３３、カバー３４，３５を互いに締結するタイボルト３
６，３６…などからなる。
【００２４】ロッド３３には、軸心に沿って孔４１が設
けられ、孔４１の内部に高速用シリンダ室ＡＡが形成さ
れる。カバー３５には、ピストン３２を密に貫通して摺
動する送油管３７が設けられる。送油管３７の内側に
は、一端がカバー３５に固定された固定側センサ３８ａ
と一端がロッド３３に固定された可動側センサ３８ｂと
からなり、ロッド３３のストローク位置を計測するため
の位置センサ３８（３８ａ，３８ｂ）が設けられる。位
置センサ３８の検出信号ＳＧＬは、コネクタＣＮを介し
てコントローラ１５に送られる。
けられ、孔４１の内部に高速用シリンダ室ＡＡが形成さ
れる。カバー３５には、ピストン３２を密に貫通して摺
動する送油管３７が設けられる。送油管３７の内側に
は、一端がカバー３５に固定された固定側センサ３８ａ
と一端がロッド３３に固定された可動側センサ３８ｂと
からなり、ロッド３３のストローク位置を計測するため
の位置センサ３８（３８ａ，３８ｂ）が設けられる。位
置センサ３８の検出信号ＳＧＬは、コネクタＣＮを介し
てコントローラ１５に送られる。
【００２５】ピストン３２、カバー３５、シリンダチュ
ーブ３１、および送油管３７で囲まれる空間には、高出
力用シリンダ室ＢＡが形成される。これら、高速用シリ
ンダ室ＡＡおよび高出力用シリンダ室ＢＡは、油圧シリ
ンダ１１の往動側のシリンダ室が区分されて形成された
ものと考えればよい。
ーブ３１、および送油管３７で囲まれる空間には、高出
力用シリンダ室ＢＡが形成される。これら、高速用シリ
ンダ室ＡＡおよび高出力用シリンダ室ＢＡは、油圧シリ
ンダ１１の往動側のシリンダ室が区分されて形成された
ものと考えればよい。
【００２６】他方、ピストン３２、カバー３４、シリン
ダチューブ３１、およびロッド３３で囲まれる空間に
は、復動側シリンダ室ＣＡが形成される。復動側シリン
ダ室ＣＡと高速用シリンダ室ＡＡとは、有効受圧面積が
互いに同一となっている。したがって、ピストン３２が
移動するとき、これらの一方の室から出る油量と他方の
室に入る油量とは同じである。
ダチューブ３１、およびロッド３３で囲まれる空間に
は、復動側シリンダ室ＣＡが形成される。復動側シリン
ダ室ＣＡと高速用シリンダ室ＡＡとは、有効受圧面積が
互いに同一となっている。したがって、ピストン３２が
移動するとき、これらの一方の室から出る油量と他方の
室に入る油量とは同じである。
【００２７】なお、高速用シリンダ室ＡＡには、カバー
３５に設けられた図示しないポートＰＴＡが連通し、高
出力用シリンダ室ＢＡには、カバー３５に設けられたポ
ートＰＴＢが連通し、復動側シリンダ室ＣＡには、カバ
ー３４に設けられたポートＰＴＣが連通する。
３５に設けられた図示しないポートＰＴＡが連通し、高
出力用シリンダ室ＢＡには、カバー３５に設けられたポ
ートＰＴＢが連通し、復動側シリンダ室ＣＡには、カバ
ー３４に設けられたポートＰＴＣが連通する。
【００２８】ポンプ１２は、正逆の両方向に回転可能な
双方向ポンプであり、油圧シリンダ１１の往動側のポー
トＰＴＡ，ＰＴＢ、および復動側のポートＰＴＣに対し
て油圧を給排する２つの給排ポートＰＡ，ＰＢを備え
る。ポンプ１２の給排ポートＰＡの側の回路の圧力は、
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１５に送られる。
双方向ポンプであり、油圧シリンダ１１の往動側のポー
トＰＴＡ，ＰＴＢ、および復動側のポートＰＴＣに対し
て油圧を給排する２つの給排ポートＰＡ，ＰＢを備え
る。ポンプ１２の給排ポートＰＡの側の回路の圧力は、
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１５に送られる。
【００２９】モータＭは、ポンプ１２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Ｍとし
て、直流サーボモータまたは交流サーボモータなどが用
いられる。
方向のいずれかに選択的に回転駆動する。モータＭとし
て、直流サーボモータまたは交流サーボモータなどが用
いられる。
【００３０】シーケンスバルブ１３は、調整バネを調整
することによって所定の動作圧となるように設定されて
おり、ポンプ１２から供給される圧油を、パイロット圧
に応じて選択的に高出力用シリンダ室ＢＡに供給するよ
うに切り換える。すなわち、パイロット圧が所定圧以下
の状態では、ポンプ１２の給排ポートＰＡからの圧油
は、高速用シリンダ室ＡＡのみに供給され、高出力用シ
リンダ室ＢＡには供給されない。その状態では、高出力
用シリンダ室ＢＡはアキュムレータ１４に接続される。
することによって所定の動作圧となるように設定されて
おり、ポンプ１２から供給される圧油を、パイロット圧
に応じて選択的に高出力用シリンダ室ＢＡに供給するよ
うに切り換える。すなわち、パイロット圧が所定圧以下
の状態では、ポンプ１２の給排ポートＰＡからの圧油
は、高速用シリンダ室ＡＡのみに供給され、高出力用シ
リンダ室ＢＡには供給されない。その状態では、高出力
用シリンダ室ＢＡはアキュムレータ１４に接続される。
【００３１】シーケンスバルブ１３のパイロット圧が所
定圧以上になると、シーケンスバルブ１３が切り換わ
り、ポンプ１２の給排ポートＰＡからの圧油は高出力用
シリンダ室ＢＡにも供給される。その状態では、アキュ
ムレータ１４はポンプ１２の給排ポートＰＢの側に接続
される。
定圧以上になると、シーケンスバルブ１３が切り換わ
り、ポンプ１２の給排ポートＰＡからの圧油は高出力用
シリンダ室ＢＡにも供給される。その状態では、アキュ
ムレータ１４はポンプ１２の給排ポートＰＢの側に接続
される。
【００３２】コントローラ１５は、位置センサ３８およ
び圧力センサから出力される検出信号、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１１
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。
び圧力センサから出力される検出信号、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１１
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。
【００３３】これら、油圧シリンダ１１、ポンプ１２、
シーケンスバルブ１３、およびアキュムレータ１４など
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。
シーケンスバルブ１３、およびアキュムレータ１４など
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。
【００３４】なお、各部の接続のために配管部材が設け
られているが、このような配管部材を設けることなく、
それに代わる流路を形成したマニホールドを設け、また
はそのような流路を油圧シリンダ１１の中に組み込むこ
とも可能である。その際に、シーケンスバルブ１３およ
びアキュムレータ１４をマニホールドに一体的に組み込
んでもよい。
られているが、このような配管部材を設けることなく、
それに代わる流路を形成したマニホールドを設け、また
はそのような流路を油圧シリンダ１１の中に組み込むこ
とも可能である。その際に、シーケンスバルブ１３およ
びアキュムレータ１４をマニホールドに一体的に組み込
んでもよい。
【００３５】次に、油圧シリンダ装置１の動作および作
用について説明する。モータＭによってポンプ１２が駆
動され、給排ポートＰＡから圧油が出力されると、その
圧油はポートＰＴＡから高速用シリンダ室ＡＡに入る。
これによって、ピストン３２が往動し、例えばロッド３
３の先端に取り付けられた金型を移動させる。金型が容
易に移動し、負荷が軽い場合には、ポートＰＴＡの圧力
は低くなり、シーケンスバルブ１３のパイロット圧は所
定圧以下となるので、圧油は高出力用シリンダ室ＢＡに
は供給されない。
用について説明する。モータＭによってポンプ１２が駆
動され、給排ポートＰＡから圧油が出力されると、その
圧油はポートＰＴＡから高速用シリンダ室ＡＡに入る。
これによって、ピストン３２が往動し、例えばロッド３
３の先端に取り付けられた金型を移動させる。金型が容
易に移動し、負荷が軽い場合には、ポートＰＴＡの圧力
は低くなり、シーケンスバルブ１３のパイロット圧は所
定圧以下となるので、圧油は高出力用シリンダ室ＢＡに
は供給されない。
【００３６】つまり、油圧シリンダ１１は、高速用シリ
ンダ室ＡＡに供給される圧油のみで作動する。したがっ
て、油圧シリンダ１１の出力は小さいが、ピストン３２
は高速で移動する。
ンダ室ＡＡに供給される圧油のみで作動する。したがっ
て、油圧シリンダ１１の出力は小さいが、ピストン３２
は高速で移動する。
【００３７】ピストン３２の移動によって、復動側シリ
ンダ室ＣＡ内の圧油がポートＰＴＣから排出され、排出
された圧油がポンプ１２によってポートＰＴＡから高速
用シリンダ室ＡＡ内に送られる。つまり、高速用シリン
ダ室ＡＡと復動側シリンダ室ＣＡとの有効受圧面積が等
しいので、上に述べたような油量調整機構ＹＴなどを設
けなくとも、油量に過不足が生じず、正常に作動する。
ンダ室ＣＡ内の圧油がポートＰＴＣから排出され、排出
された圧油がポンプ１２によってポートＰＴＡから高速
用シリンダ室ＡＡ内に送られる。つまり、高速用シリン
ダ室ＡＡと復動側シリンダ室ＣＡとの有効受圧面積が等
しいので、上に述べたような油量調整機構ＹＴなどを設
けなくとも、油量に過不足が生じず、正常に作動する。
【００３８】ピストン３２の移動にともなって高出力用
シリンダ室ＢＡ内に圧油を供給する必要があるが、その
ためには、アキュムレータ１４に蓄えられていた圧油が
供給される。
シリンダ室ＢＡ内に圧油を供給する必要があるが、その
ためには、アキュムレータ１４に蓄えられていた圧油が
供給される。
【００３９】金型がワークに当接するに至ってロッド３
３の負荷が増大すると、ポートＰＴＡの圧力が高くな
り、パイロット圧が所定圧以上となってシーケンスバル
ブ１３が切り換わる。これによって、ポンプ１２の給排
ポートＰＡからの圧油は高出力用シリンダ室ＢＡにも流
入する。そうすると、油圧シリンダ１１の出力が大きく
なり、金型による型締めを行うことができる。
３の負荷が増大すると、ポートＰＴＡの圧力が高くな
り、パイロット圧が所定圧以上となってシーケンスバル
ブ１３が切り換わる。これによって、ポンプ１２の給排
ポートＰＡからの圧油は高出力用シリンダ室ＢＡにも流
入する。そうすると、油圧シリンダ１１の出力が大きく
なり、金型による型締めを行うことができる。
【００４０】その際に、ピストン３２が移動するとそれ
に応じた油量を高出力用シリンダ室ＢＡにも供給する必
要がある。しかし、復動側シリンダ室ＣＡから排出され
る油量だけでは不足するので、アキュムレータ１４に蓄
えられた圧油がポンプ１２を介して高出力用シリンダ室
ＢＡに供給される。
に応じた油量を高出力用シリンダ室ＢＡにも供給する必
要がある。しかし、復動側シリンダ室ＣＡから排出され
る油量だけでは不足するので、アキュムレータ１４に蓄
えられた圧油がポンプ１２を介して高出力用シリンダ室
ＢＡに供給される。
【００４１】モータＭが逆転し、ポンプ１２が逆方向に
回転駆動されると、今度は給排ポートＰＢから圧油が出
力される。そのときは、シーケンスバルブ１３のパイロ
ット圧はゼロになるので、アキュムレータ１４は高出力
用シリンダ室ＢＡに接続される。
回転駆動されると、今度は給排ポートＰＢから圧油が出
力される。そのときは、シーケンスバルブ１３のパイロ
ット圧はゼロになるので、アキュムレータ１４は高出力
用シリンダ室ＢＡに接続される。
【００４２】ポンプ１２の給排ポートＰＢから出力され
る圧油は復動側シリンダ室ＣＡに入り、ピストン３２を
復動させる。復動側シリンダ室ＣＡの有効受圧面積は小
さいので、ピストン３２は高速で移動する。
る圧油は復動側シリンダ室ＣＡに入り、ピストン３２を
復動させる。復動側シリンダ室ＣＡの有効受圧面積は小
さいので、ピストン３２は高速で移動する。
【００４３】そのとき、高速用シリンダ室ＡＡ内の圧油
は、ポンプ１２を介して復動側シリンダ室ＣＡ内に送ら
れる。これら高速用シリンダ室ＡＡと復動側シリンダ室
ＣＡとの有効受圧面積が等しいので、油量に過不足が生
じず、正常に作動する。高出力用シリンダ室ＢＡからは
多量の圧油が排出されるが、排出された圧油はアキュム
レータ１４に蓄えられる。
は、ポンプ１２を介して復動側シリンダ室ＣＡ内に送ら
れる。これら高速用シリンダ室ＡＡと復動側シリンダ室
ＣＡとの有効受圧面積が等しいので、油量に過不足が生
じず、正常に作動する。高出力用シリンダ室ＢＡからは
多量の圧油が排出されるが、排出された圧油はアキュム
レータ１４に蓄えられる。
【００４４】上に述べた油圧シリンダ装置１によると、
１つの油圧シリンダ１１によって、高速駆動と高出力駆
動とを切り換えて行うことができる。その切り換え動作
が、シーケンスバルブ１３によって自動的に行われる。
１つの油圧シリンダ１１によって、高速駆動と高出力駆
動とを切り換えて行うことができる。その切り換え動作
が、シーケンスバルブ１３によって自動的に行われる。
【００４５】したがって、油圧シリンダ１１によって、
例えば金型がワークに当たるまでの間において高速で金
型を移動させ、金型がワークに当たった後は高出力で金
型をワークに押し付けることができる。
例えば金型がワークに当たるまでの間において高速で金
型を移動させ、金型がワークに当たった後は高出力で金
型をワークに押し付けることができる。
【００４６】しかも、高速用シリンダ室ＡＡと復動側シ
リンダ室ＣＡとの有効受圧面積を互いに等しくしたこと
によって、油量調整機構が不要となり、回路構成が簡単
となる。
リンダ室ＣＡとの有効受圧面積を互いに等しくしたこと
によって、油量調整機構が不要となり、回路構成が簡単
となる。
【００４７】位置センサ３８の検出信号に基づき、コン
トローラ１５によって油圧シリンダ１１の位置決め制御
を高精度に行うことができる。コントローラ１５は、モ
ータＭを駆動するだけでよいので、制御が容易である。
トローラ１５によって油圧シリンダ１１の位置決め制御
を高精度に行うことができる。コントローラ１５は、モ
ータＭを駆動するだけでよいので、制御が容易である。
【００４８】ポンプ１２によって直接に油圧シリンダ１
１を駆動するので、油タンクが不要であり、油圧シリン
ダ装置１の全体を小型化することができる。したがっ
て、油圧シリンダ装置１によると、省スペース化および
省エネ化を図ることができ、装置をコンパクトに構成す
ることができる。
１を駆動するので、油タンクが不要であり、油圧シリン
ダ装置１の全体を小型化することができる。したがっ
て、油圧シリンダ装置１によると、省スペース化および
省エネ化を図ることができ、装置をコンパクトに構成す
ることができる。
【００４９】次に、他の実施形態の油圧シリンダ１１Ｂ
について説明する。図３は油圧シリンダ１１Ｂの他の実
施形態を示す断面正面図である。図３に示す油圧シリン
ダ１１Ｂは、基本的な構成は上の油圧シリンダ１１と同
じであるが、センサ５８の構成が異なっている。
について説明する。図３は油圧シリンダ１１Ｂの他の実
施形態を示す断面正面図である。図３に示す油圧シリン
ダ１１Ｂは、基本的な構成は上の油圧シリンダ１１と同
じであるが、センサ５８の構成が異なっている。
【００５０】すなわち、送油管３７の内周面には、ロッ
ド３３に取り付けられた保護パイプ５１が摺動可能に挿
入されている。保護パイプ５１の根元には、内周面と外
周面とを連通するための孔が設けられている。保護パイ
プ５１の先端部には、リング状の永久磁石５２が取り付
けられており、永久磁石５２の中心部を、一端がカバー
３５に取り付けられた位置センサ５８が貫通して移動す
る。
ド３３に取り付けられた保護パイプ５１が摺動可能に挿
入されている。保護パイプ５１の根元には、内周面と外
周面とを連通するための孔が設けられている。保護パイ
プ５１の先端部には、リング状の永久磁石５２が取り付
けられており、永久磁石５２の中心部を、一端がカバー
３５に取り付けられた位置センサ５８が貫通して移動す
る。
【００５１】したがって、ロッド３３の移動とともに永
久磁石５２が移動し、位置センサ５８に対して相対移動
する。ここに用いられる位置センサ５８は磁歪センサで
あり、永久磁石５２の相対位置に応じた検出信号ＳＧＬ
を出力する。
久磁石５２が移動し、位置センサ５８に対して相対移動
する。ここに用いられる位置センサ５８は磁歪センサで
あり、永久磁石５２の相対位置に応じた検出信号ＳＧＬ
を出力する。
【００５２】このように、ロッド３３に保護パイプ５１
を取り付け、その先端にリング状の永久磁石５２を取り
付けることにより、永久磁石５２と位置センサ５８との
間隙を小さくして検出感度を高めることができる。しか
も、高速用シリンダ室ＡＡの有効受圧面積を充分に大き
くとることができる。
を取り付け、その先端にリング状の永久磁石５２を取り
付けることにより、永久磁石５２と位置センサ５８との
間隙を小さくして検出感度を高めることができる。しか
も、高速用シリンダ室ＡＡの有効受圧面積を充分に大き
くとることができる。
【００５３】ところで、上に述べたように、油圧シリン
ダ装置１では、高速用シリンダ室ＡＡと復動側シリンダ
室ＣＡとの有効受圧面積を等しくしたので、油量調整機
構を要しない。しかし、有効受圧面積を完全に等しくす
るのは容易ではない。また、実質的に等しくした場合で
も、ポンプ１２の内部漏れなどによって吸入油量と排出
油量とに差が生じることがある。したがって、上に述べ
た油圧シリンダ装置１において、そのような不平衡分を
補うための簡便な補給装置を設けるのが望ましい。
ダ装置１では、高速用シリンダ室ＡＡと復動側シリンダ
室ＣＡとの有効受圧面積を等しくしたので、油量調整機
構を要しない。しかし、有効受圧面積を完全に等しくす
るのは容易ではない。また、実質的に等しくした場合で
も、ポンプ１２の内部漏れなどによって吸入油量と排出
油量とに差が生じることがある。したがって、上に述べ
た油圧シリンダ装置１において、そのような不平衡分を
補うための簡便な補給装置を設けるのが望ましい。
【００５４】次に、そのような補給装置ＨＫを設けた油
圧シリンダ装置の他の実施形態について説明する。図４
は本発明に係る他の実施形態の油圧シリンダ装置１Ｃの
回路を示す図である。
圧シリンダ装置の他の実施形態について説明する。図４
は本発明に係る他の実施形態の油圧シリンダ装置１Ｃの
回路を示す図である。
【００５５】図４において、図１に示す油圧シリンダ装
置１と同じ機能を有する要素については同じ符号を付
し、説明を省略または簡略化する。図４において、シー
ケンスバルブ１３Ｃは、上のシーケンスバルブ１３とポ
ート数が異なるが、その作用は同様である。シーケンス
バルブ１３Ｃのパイロット回路には、リリーフバルブ１
６ａおよびチェックバルブ１６ｂが設けられ、また、給
排ポートＰＢからシーケンスバルブ１３Ｃのポートに至
る回路にはチェックバルブ１６ｃが設けられている。
置１と同じ機能を有する要素については同じ符号を付
し、説明を省略または簡略化する。図４において、シー
ケンスバルブ１３Ｃは、上のシーケンスバルブ１３とポ
ート数が異なるが、その作用は同様である。シーケンス
バルブ１３Ｃのパイロット回路には、リリーフバルブ１
６ａおよびチェックバルブ１６ｂが設けられ、また、給
排ポートＰＢからシーケンスバルブ１３Ｃのポートに至
る回路にはチェックバルブ１６ｃが設けられている。
【００５６】また、給排ポートＰＡ，ＰＢの間には、パ
イロットチェック弁１７，１８およびタンク１９からな
る補給装置ＨＫ１が設けられている。パイロットチェッ
ク弁１７，１８は、２つの給排ポートＰＡ，ＰＢとタン
ク１９との間において、タンク１９からそれぞれの給排
ポートＰＡ，ＰＢに向かう方向に自由流となるようにそ
れぞれ接続され、それぞれ他方の給排ポートＰＢ，ＰＡ
の圧力によって開く。
イロットチェック弁１７，１８およびタンク１９からな
る補給装置ＨＫ１が設けられている。パイロットチェッ
ク弁１７，１８は、２つの給排ポートＰＡ，ＰＢとタン
ク１９との間において、タンク１９からそれぞれの給排
ポートＰＡ，ＰＢに向かう方向に自由流となるようにそ
れぞれ接続され、それぞれ他方の給排ポートＰＢ，ＰＡ
の圧力によって開く。
【００５７】タンク１９は、油圧シリンダ１１の高速用
シリンダ室ＡＡと高出力用シリンダ室ＢＡとの有効受圧
面積の誤差による油量の過不足、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補う圧油を
収容する。
シリンダ室ＡＡと高出力用シリンダ室ＢＡとの有効受圧
面積の誤差による油量の過不足、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補う圧油を
収容する。
【００５８】次に、油圧シリンダ装置１Ｃの動作および
作用について説明する。モータＭによってポンプ１２が
駆動され、給排ポートＰＡから圧油が出力されると、そ
の圧油はポートＰＴＡから高速用シリンダ室ＡＡに入
る。これによって、ピストン３２が高速で移動する。
作用について説明する。モータＭによってポンプ１２が
駆動され、給排ポートＰＡから圧油が出力されると、そ
の圧油はポートＰＴＡから高速用シリンダ室ＡＡに入
る。これによって、ピストン３２が高速で移動する。
【００５９】ポートＰＴＡの圧力が高くなり、パイロッ
ト圧が所定圧以上となると、まず、シーケンスバルブ１
３Ｃが切り換わる。これによって、アキュムレータ１４
の接続が、ポートＰＴＢからチェックバルブ１６ｃの側
へ切り換わる。
ト圧が所定圧以上となると、まず、シーケンスバルブ１
３Ｃが切り換わる。これによって、アキュムレータ１４
の接続が、ポートＰＴＢからチェックバルブ１６ｃの側
へ切り換わる。
【００６０】パイロット圧がさらに高くなると、リリー
フバルブ１６ａが作動し、パイロット回路の圧油がポー
トＰＴＢから高出力用シリンダ室ＢＡに流れ込む。これ
によって、高出力駆動が行われる。
フバルブ１６ａが作動し、パイロット回路の圧油がポー
トＰＴＢから高出力用シリンダ室ＢＡに流れ込む。これ
によって、高出力駆動が行われる。
【００６１】また、いずれかの給排ポートＰＡ，ＰＢの
側の圧油の不足分は、タンク１９からパイロットチェッ
ク弁１７または１８を介して他方の給排ポートＰＢ，Ｐ
Ａに吸入される。
側の圧油の不足分は、タンク１９からパイロットチェッ
ク弁１７または１８を介して他方の給排ポートＰＢ，Ｐ
Ａに吸入される。
【００６２】いずれかの給排ポートＰＡ，ＰＢの側の圧
油の過剰分は、いずれかのパイロットチェック弁１７ま
たは１８を介してタンク１９に戻る。なお、このとき
に、他方の側の圧力により、パイロット流路を介してそ
のパイロットチェック弁１７または１８が開く。
油の過剰分は、いずれかのパイロットチェック弁１７ま
たは１８を介してタンク１９に戻る。なお、このとき
に、他方の側の圧力により、パイロット流路を介してそ
のパイロットチェック弁１７または１８が開く。
【００６３】上の実施形態において、パイロットチェッ
ク弁１７，１８を用いて補給装置ＨＫ１を構成したが、
上に述べたような機能を有したものであれば、種々のチ
ェック弁、リリーフ弁、および切り換え弁などを組み合
わせて構成することが可能である。
ク弁１７，１８を用いて補給装置ＨＫ１を構成したが、
上に述べたような機能を有したものであれば、種々のチ
ェック弁、リリーフ弁、および切り換え弁などを組み合
わせて構成することが可能である。
【００６４】上の実施形態において、油圧シリンダ１１
の上にポンプ１２を連結して併置形としてもよい。ま
た、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。カバー３５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
３１を二重構造として、そこにタンクを形成してもよ
い。シーケンスバルブ１３に代えて、パイロット圧で動
作する切り換えバルブ、電気的に切り換える電磁式切り
換えバルブなどを用いてもよい。
の上にポンプ１２を連結して併置形としてもよい。ま
た、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。カバー３５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
３１を二重構造として、そこにタンクを形成してもよ
い。シーケンスバルブ１３に代えて、パイロット圧で動
作する切り換えバルブ、電気的に切り換える電磁式切り
換えバルブなどを用いてもよい。
【００６５】その他、油圧シリンダ装置１，１Ｃ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。
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。
【００６６】油圧シリンダ装置１，１Ｃは、圧入のため
のワークの移動および圧入、金型の移動および型締めな
どの他、カシメ、粉末成型など、種々の用途に適用する
ことができる。
のワークの移動および圧入、金型の移動および型締めな
どの他、カシメ、粉末成型など、種々の用途に適用する
ことができる。
【００６７】
【発明の効果】本発明によると、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、しか
も必要な動力が少なく且つ小型であり、油量調整機構を
簡素化しまたは省略して回路構成を簡単化することがで
きる。
によって高速駆動と高出力駆動を行うことができ、しか
も必要な動力が少なく且つ小型であり、油量調整機構を
簡素化しまたは省略して回路構成を簡単化することがで
きる。
【図１】本発明に係る油圧シリンダ装置の回路を示す図
である。
である。
【図２】油圧シリンダの実施形態を示す断面正面図であ
る。
る。
【図３】油圧シリンダの他の実施形態を示す断面正面図
である。
である。
【図４】本発明に係る他の実施形態の油圧シリンダ装置
の回路を示す図である。
の回路を示す図である。
【図５】回路を切り換えて高速駆動と高出力駆動とを行
う油圧シリンダ装置の回路の例を示す図である。
う油圧シリンダ装置の回路の例を示す図である。
１，１Ｃ 油圧シリンダ装置 １１，１１Ｂ 油圧シリンダ（流体圧シリンダ） １２ ポンプ（双方向ポンプ） １３，１３Ｃ シーケンスバルブ（バルブ） １４ アキュムレータ ３１ シリンダチューブ ３２ ピストン ３３ ロッド ３４，３５ カバー ３８，５８ 位置センサ（位置検出センサ） ＡＡ 高速用シリンダ室（往動側のシリンダ室） ＢＡ 高出力用シリンダ室（往動側のシリンダ室） ＣＡ 復動側シリンダ室 ＰＡ，ＰＢ 給排ポート Ｍ モータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H081 AA03 BB01 BB02 CC23 CC25 DD13 DD32 FF26 GG04 GG15 GG22 HH04 3H089 AA32 BB15 BB27 CC01 CC17 DA02 DA04 DA14 DB03 DB06 DB33 EE36 FF03 GG01 GG02 HH29 JJ03
Claims (6)
- 【請求項１】流体圧シリンダと、 前記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、 前記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、を有しており、 前記流体圧シリンダは、 シリンダチューブと、 前記シリンダチューブ内を摺動するピストンと、 前記シリンダチューブの両端面を閉塞するカバーと、 前記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、を有し、 前記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、 前記双方向ポンプから供給される流体を、選択的に前記
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なる、 ことを特徴とする流体圧シリンダ装置。 - 【請求項２】前記高速用シリンダ室は、前記ロッドの内
部に設けられている、 請求項１記載の流体圧シリンダ装置。 - 【請求項３】前記バルブは、前記高速用シリンダ室に供
給する流体の圧力が所定以上になったときに前記双方向
ポンプから供給される流体を前記高出力用シリンダ室に
供給するように構成されている、 請求項１または２記載の流体圧シリンダ装置。 - 【請求項４】前記双方向ポンプから前記高出力用シリン
ダ室に流体が供給されているときには前記復動側シリン
ダ室に接続され、前記双方向ポンプから前記高出力用シ
リンダ室に流体が供給されていないときには前記高出力
用シリンダ室に接続されるアキュムレータが設けられて
なる、 請求項１ないし３のいずれかに記載の流体圧シリンダ装
置。 - 【請求項５】前記ロッドの内部には、当該ロッドのスト
ローク位置を検出するための位置検出センサが設けられ
てなる、 請求項２記載の流体圧シリンダ装置。 - 【請求項６】シリンダチューブと、 前記シリンダチューブ内を摺動するピストンと、 前記シリンダチューブの両端面を閉塞するカバーと、 前記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、を有し、 往動側のシリンダ室は、前記ロッドの内部に設けられて
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、前記ピスト
ンの往動側に設けられた高出力用シリンダ室とに区分さ
れてなる、 ことを特徴とする流体圧シリンダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000339927A JP3775982B2 (ja) | 2000-11-08 | 2000-11-08 | 流体圧シリンダ装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002147404A true JP2002147404A (ja) | 2002-05-22 |
| JP3775982B2 JP3775982B2 (ja) | 2006-05-17 |
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ID=18814921
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|---|---|---|---|
| JP2000339927A Expired - Fee Related JP3775982B2 (ja) | 2000-11-08 | 2000-11-08 | 流体圧シリンダ装置 |
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| JP2005106282A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-04-21 | Caterpillar Inc | 内部プッシュロッドを有するシリンダ |
| WO2006095578A1 (ja) * | 2005-03-10 | 2006-09-14 | Taiyo, Ltd. | 切換弁装置および流体圧シリンダ装置 |
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| WO2011079333A2 (de) | 2009-12-17 | 2011-07-07 | Trumpf Maschinen Austria Gmbh & Co. Kg. | Antriebsvorrichtung für eine biegepresse |
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-
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- 2000-11-08 JP JP2000339927A patent/JP3775982B2/ja not_active Expired - Fee Related
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