JP2002174206A - 高圧エアシリンダ及びその制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ショートストロークで高速駆動が可能な上げ
底型の軌道に適した高圧エアシリンダを提供する。 【解決手段】 高圧エアを導入可能にされたシリンダ本
体１２と、シリンダ本体１２内に摺動可能に配設され、
高圧エアで駆動可能にされたピストン１４と、ピストン
１４に連結されてシリンダ本体１２から突出し、進退駆
動されるピストンロッド１６とを有し、シリンダ本体１
２には、ピストン１４を高速駆動するための高速排気口
２８とストロークエンド付近でピストン１４の慣性力を
吸収するクッション排気口とが設けられ、ピストン１４
には、ストロークエンド付近で高速排気口２８を閉塞す
るためのポペット４８がばね４４で高速排気口２８側に
突出する方向に付勢され、かつ、高速排気口２８を閉塞
後ピストン１４に形成したばね室４６内に収容可能に設
けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧エアシリンダ
及びその制御回路に関し、特に、ショートストロークで
高速駆動可能な高圧エアシリンダ及びその制御回路に関
する。

【０００２】

【背景技術及び発明が解決しようとする課題】一般に、
ブロー成形装置によって上げ底を有する容器をブロー成
形することが知られている。

【０００３】このような上げ底を有する容器を倒立状態
で成形する場合、上げ底型をブロー成形装置の上部で昇
降、型締めさせる必要がある。

【０００４】また、ブロー成形時には、ブローキャビテ
ィ型内にかなりの高圧がかかるため、通常上げ底型の駆
動手段として油圧シリンダを用いてる。

【０００５】しかし、油圧シリンダをブロー成形装置の
上部に設けると、製品である容器の上部に油を用いる油
圧シリンダが位置することとなり好ましくない。

【０００６】そこで、上げ底型の昇降にエアシリンダを
用いるようにし、ブローキャビティ型を型締めする際に
上げ底型を同時に固定することで型締め力を得るように
することが行われている。

【０００７】しかし、このようにブローキャビティ型の
型締め時に上げ底型を同時に固定すると、ブローキャビ
ティ型が型締めされたときに上げ底型が動かなくなって
しまうこととなる。

【０００８】これでは、上げ底型を上げるタイミングを
ずらして成形したい場合や、ブローキャビティ型の型締
め後に上げ底型を降ろしたい場合等に対応できないこと
となる。

【０００９】また、上げ底型の駆動には、ショートスト
ロークで高速駆動かつ十分な推力が必要とされるが、こ
のようなエアシリンダは存在しなかった。

【００１０】本発明の目的は、ショートストロークで高
速駆動が可能なかつ十分な推力を持つ上げ底型の駆動に
適した高圧エアシリンダ及びその制御回路を提供するこ
とにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の高圧エアシリンダは、高圧エアを導入可能
にされたシリンダ本体と、前記シリンダ本体内に摺動可
能に配設され、前記高圧エアで駆動可能にされたピスト
ンと、前記ピストンに連結されて前記シリンダ本体から
突出し、進退駆動されるピストンロッドとを有し、前記
シリンダ本体には、前記ピストンを高速駆動するための
高速排気口と、ストロークエンド付近で前記ピストンの
慣性力を吸収するクッション排気口とが設けられ、前記
ピストンには、前記高速排気口と対向する位置に配設さ
れてストロークエンド付近で前記高速排気口を閉塞する
ためのポペットと、前記ポペットを前記高速排気口側に
突出する方向に付勢する付勢手段と、前記付勢手段を収
容すると共に前記ポペットにより前記高速排気口を閉塞
後前記ポペットを収容可能にされた収容部とが設けられ
ていることを特徴とする。

【００１２】本発明によれば、シリンダ本体に設けた高
速排気口によってビストンを高速駆動することができ、
しかも、ショートストロークであってもポペットが高速
排気口を常に同じストローク位置で閉塞してクッション
排気口から排気を行うため、確実に減速することがで
き、上げ底型の駆動に適したものとすることができる。

【００１３】さらに、ポペットをピストン内に収容する
ことができるので、シリンダが長くなることもない。

【００１４】また、高圧エアによって十分な型締め力を
も得ることができる。

【００１５】本発明においては、前記シリンダ本体に
は、前記収容部内のエアを急速排気する収容部急速排気
口が設けられるようにするとよい。

【００１６】このような構成とすることにより、ポペッ
トが高速排気口を閉じた後であっても収容部内のエアを
収容部急速排気口から確実に排出することができる。

【００１７】本発明においては、前記高速排気口には、
高速排気口を開閉する高速排気用バルブが設けられ、前
記クッション排気口には、クッションバルブが設けら
れ、前記収容部急速排気口には、前記収容部急速排気口
を開閉する収容部急速排気バルブが設けられているとよ
い。

【００１８】このような構成とすることにより、高速排
気用バルブにより高速排気口を開くことでストロークエ
ンド付近まで高速駆動し、ストロークエンド付近でポペ
ットが高速排気口を閉塞してからは、クッション排気口
からクッションバルブで排気量を調節することで、減速
時の速度を調整し、良好な動作状態を得ることができ
る。

【００１９】そして、ポペットが収容部内に収容された
状態で、収容部急速排気バルブを開けば、収容部内のエ
アを確実に排出できる。

【００２０】また、本発明の高圧エアシリンダの制御回
路は、高圧エアで駆動するピストンによりピストンロッ
ドをシリンダ本体に対し進退駆動する請求項１記載の高
圧エアシリンダと、前記シリンダ本体の進出駆動用の室
に進出駆動用のエアを供給する進出側給気バルブと、前
記シリンダ本体の退行駆動用の室に退行駆動用のエアを
供給する退行側給気バルブと、前記退行駆動時に排気側
のエアを排出する退行側排気バルブとを有し、前記退行
側給気バルブから供給するエアの圧力を可変としたこと
を特徴とする。

【００２１】本発明によれば、退行側給気バルブから供
給するエアの圧力を可変とすることで、退行側排気バル
ブから排出される排気側のエアは、一定量ずつ排出され
るので、ピストンの進出駆動速度を制御して、高速で進
出駆動を行わせることができる。

【００２２】本発明においては、前記進出駆動時に排気
側のエアを高速排気する高速排気バルブと、進出駆動時
のストロークエンド付近で前記ピストンの慣性力を吸収
するクッションバルブとを有するようにするとよい。

【００２３】このような構成とすることにより、高速排
気バルブによって排気側のエアを高速排気することで、
進出駆動を高速に行うことができ、ストロークエンド付
近でクッションバルブを用いてピストンの慣性力を吸収
し、シリンダクッション機能を得ることができ、良好な
駆動状態を得ることができる。

【００２４】本発明においては、前記進出側給気バルブ
は、進出時の駆動用のエアを供給する進出駆動用給気バ
ルブと、進出限位置で進出駆動時のエアの圧力よりも高
い圧力のエアを供給する進出限高圧給気バルブとからな
るようにするとよい。

【００２５】このような構成とすることにより、進出駆
動用給気バルブから進出時の駆動用のエアを供給し、進
出限位置で進出限高圧給気バルブから進出駆動時のエア
の圧力よりも高い圧力のエアを供給することで、上げ底
型の型締め力を容易に得ることができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を参照して詳細に説明する。

【００２７】図１は、本発明の一実施の形態に係る上げ
底型駆動用の高圧エアシリンダを示す図である。

【００２８】この高圧エアシリンダ１０は、シリンダ本
体１２とピストン１４と、ピストンロッド１６とを備え
ている。

【００２９】シリンダ本体１２は、一対のヘッドカバー
１８と、ロッドカバー２４間にシリンダチューブ２２を
配置し、ヘッドカバー１８と取付フランジ２０とをタイ
ロッド２５にて連結し、内部に高圧エアを導入可能にさ
れている。

【００３０】ピストン１４は、シリンダ本体１２内に摺
動可能に配設され、高圧エアで上下方向に駆動可能にさ
れている。

【００３１】ピストンロッド１６は、上端がピストン１
４の上面より突出する状態で上部がピストン１４に連結
され、下部側がロッドカバー２４及び取付フランジ２０
を貫通してシリンダ本体１２から下方に突出し、上下方
向に進退駆動されるようになっており、その下端部には
図２〜図５に示すように上げ底型を取り付ける可動板２
６が固定された状態となっている。

【００３２】また、シリンダ本体１２を構成するロッド
カバー２４のシリンダ本体１２の内部に面してピストン
ロッド１６の周囲から高速排気口２８と、その外側にク
ッション排気口３０及び収容部急速排気口としてのばね
室急速排気口３２とが形成され、高速排気口２８とクッ
ション排気口３０は第１の排気路３４に接続されて排気
可能とされ、ばね室急速排気口３２は、第２の排気路３
６に接続されて排気可能とされている。

【００３３】また、高速排気口２８には、高速排気口２
８を開閉する高速排気バルブ３８（図２〜図５参照）、
ばね室急速排気口３２には、ばね室急速排気口３２を開
閉するばね室急速排気バルブ４２（図２〜図５参照）と
いった電磁弁（ソレノイドバルブ）が設けられ、クッシ
ョン排気口３０には、排気量が調整可能なニードル弁の
クッションバルブ４０が配設されている。

【００３４】また、ピストン１４は、ピストンロッド１
６に沿って摺動するポペット４８と、ポペット４８をピ
ストンロッド１６に設けた段部に押しつけるように下方
に付勢するばね４４をピストンロッド１６の周囲に配置
させ、ピストン１４のロッドカバー２４との対向面には
ポペット４８及びばね４４を収容するばね室４６が凹設
されている。

【００３５】従って、図１に示すように、型締め時以外
のときには、ポペット４８は、ピストン１４の端面から
下方に突出した状態となっており、高速排気口２８から
排気を行ってピストン１４を高速下降駆動させ、ストロ
ークエンド付近でまずポペット４８が高速排気口２８を
閉塞し、その後ポペット４８によって閉塞されない外側
位置にあるクッション排気口からクッション排気バルブ
４０を介してゆっくりと排気を行うことで、シリンダク
ッション機能を働かせるようになっている。

【００３６】そして、ポペット４８がばね室４６内に収
容され、ポペット４８の下端面とピストン１４の下端面
が面一となり、ロッドカバー２４に当接した状態とな
る。

【００３７】この状態で、高圧型締め力を減じさせない
ために、ばね室急速排気バルブ４２を開にして、ポペッ
ト４８によって閉塞されない位置にあるばね室急速排気
口３２からばね室４８などの隙間に多少残った高圧エア
を急速に排気させて下降動作を完了させる。

【００３８】このとき、ばね室急速排気口３２がピスト
ン１４の端面で閉塞されないように、ロッドカバー２４
のシリンダ室内面に溝をつけておくとよい。

【００３９】また、ロッドカバー２４の上面には、合成
樹脂等のクッションパッド５０が配設され、下降端でピ
ストン１４とロッドカバー２４との当接時における金属
音の発生を防止するようにしている。

【００４０】さらに、ヘッドカバー１８の下面には、ピ
ストンロッド１６の上端を受け入れる凹部５２が形成さ
れ、この凹部５２内にクッションパッド５４が配設され
るとともに、ピストン１４の上面にもクッションパッド
５６が配設されている。

【００４１】そして、これらクッションパッド５４、５
６によってピストン１４の上昇時にピストン１４とヘッ
ドカバー１８とが当接して金属音が発生するのを防止す
るようにしている。

【００４２】また、ヘッドカバー１８とピストン１４と
の間には、ピストン１４の下降（進出）駆動用のエアを
供給する下降（進出）駆動用の室５８が形成され、ピス
トン１４とロッドカバー２４との間には、ピストン１４
の上昇（退行）駆動用のエアを供給する上昇（退行）駆
動用の室６０が形成されるようになっている。

【００４３】従って、これら各室５８または６０に高圧
エアを供給することで、ピストン１４を介してピストン
ロッド１６が昇降駆動することとなる。

【００４４】図２〜図５は、図１の高圧エアシリンダの
制御回路を示す図である。

【００４５】この制御回路７０は、高圧エアシリンダ１
０のシリンダ本体１２内の下降駆動用の室５８に、サイ
レンサ７２に接続した上昇（退行）側排気バルブ７４
と、第１の高圧エア源７６に接続された下降（進出）側
給気バルブ７８と、第２の高圧エア源８０に接続された
下降（進出）限高圧給気バルブ８２とがそれぞれ接続さ
れている。

【００４６】なお、下降側給気バルブ７８には、逆流防
止弁８４が接続されている。

【００４７】また、上昇駆動用の室６０には、第３の高
圧エア源８６に接続された上昇側給気バルブ８８と、サ
イレンサ９０に接続されたばね室急速排気バルブ４２
と、サイレンサ９２に接続された高速排気バルブ３８と
がそれぞれ接続されている。

【００４８】ここで、第１の高圧エア源７６は、例えば
１８．５ｋｇｆ／ｃｍ²、第２の高圧エア源８０は、３
５ｋｇｆ／ｃｍ²、そして第３の高圧エア源８６は、３
０〜３５ｋｇｆ／ｃｍ²の高圧エアを供給可能にされて
いる。

【００４９】次に、この制御回路７０によってブロー成
形時の高圧エアシリンダ１０を制御する状態を説明する
と、まず、下降開始時には、図２に示すように、高速排
気バルブ３８及び下降側給気バルブ７８を開にして、他
の上昇側排気バルブ７４、上昇側給気バルブ８８、ばね
室急速排気バルブ４２、下降限高圧給気バルブ８２を閉
にする。

【００５０】これによって、第１の高圧エア源７６から
高圧エアが下降駆動用の室５８内に供給され、高速排気
バルブ３８から室６０内のエアを高速で排気してピスト
ン１４をストロークエンド付近まで高速で下降させ、予
め設定されたストロークエンド付近の減速開始位置でポ
ペット４８が高速排気口２８を閉じると、クッション排
気バルブ４０によってゆっくりと排気されシリンダクッ
ション機能が働くこととなる。

【００５１】次に、ピストン１４が下降限まで下降する
と、図３に示すようにばね室急速排気バルブ４２を開に
する。

【００５２】これによって、ばね室４６内のエアがばね
室急速排気バルブ４２から排気されて下降駆動が終了す
ることとなる。

【００５３】すなわち、可動板２６が下降端まで移動し
て、上げ底型の型閉じが終了することとなる。

【００５４】次いで、例えば０．１秒後に、図４に示す
ように、下降限高圧給気バルブ８２を開にして第２の高
圧エア源８０から室５８内に、より高圧のエアを供給す
る。

【００５５】これによって、第２の高圧エア源８０から
の、より高圧のエアが室５８内に充満すると、上げ底型
の型締め状態となる。

【００５６】従って、ブロー成形時のブローキャビティ
内の高圧エアに対しても十分に型締め状態を維持した状
態とすることができる。

【００５７】次に、ブロー成形終了後、上昇開始時に
は、図５に示すように、上昇側排気バルブ７４及び上昇
側給気バルブ８８を開、他のばね室急速排気バルブ４
２、高速排気バルブ３８、下降側給気バルブ７８、下降
限高圧給気バルブ８２を閉にする。

【００５８】これによって、第３の高圧エア源８６から
上昇駆動用の室６０内に高圧エアが供給され、上昇側排
気バルブ７４から室５８内のエアが排出されてピストン
１４が上昇し型開状態となる。

【００５９】このとき、減圧弁等を用いて、第３の高圧
エア源８６の圧力を調整し、室６０内の圧を調整するこ
とで、下降時の速度を制御することができる。

【００６０】すなわち、室６０内の圧力に応じてエアの
量が変化するためピストン１４の下降速度が変化するこ
ととなる。

【００６１】本発明は、前記実施の形態に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の形態
に変形可能である。

【００６２】例えば、前記実施の形態では、高圧エアシ
リンダをブロー成形装置の上げ底型昇降、型締め用とし
て用いているが、この例に限らず、高圧で、かつ、高速
の駆動を必要とするものであれば、種々の場合に適用す
ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る高圧エアシリンダ
を示す断面図である。

【図２】本発明の一実施の形態に係る高圧エアシリンダ
の制御回路における下降開始時の状態を示す回路図であ
る。

【図３】図２の状態から下降下限に移行した状態を示す
回路図である。

【図４】図２の状態から型締め状態に移行した状態を示
す回路図である。

【図５】図４の状態から上昇時の状態を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

１０ 高圧エアシリンダ １２ シリンダ本体 １４ ピストン １６ ピストンロッド ２８ 高速排気口 ３０ クッション排気口 ３２ ばね室急速排気口 ３８ 高速排気バルブ ４０ クッション排気バルブ ４２ ばね室急速排気バルブ ４４ ばね ４６ ばね室 ４８ ポペット ５８ 下降駆動用の室 ６０ 上昇駆動用の室 ７０ 制御回路 ７４ 上昇側排気バルブ ７６ 第１の高圧用エア源 ７８ 下降側給気バルブ ８０ 第２の高圧エア源 ８２ 下降限高圧給気バルブ ８６ 第３の高圧エア源 ８８ 上昇側給気バルブ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧エアを導入可能にされたシリンダ本
   体と、 前記シリンダ本体内に摺動可能に配設され、前記高圧エ
   アで駆動可能にされたピストンと、 前記ピストンに連結されて前記シリンダ本体から突出
   し、進退駆動されるピストンロッドとを有し、 前記シリンダ本体には、前記ピストンを高速駆動するた
   めの高速排気口と、ストロークエンド付近で前記ピスト
   ンの慣性力を吸収するクッション排気口とが設けられ、 前記ピストンには、前記高速排気口と対向する位置に配
   設されてストロークエンド付近で前記高速排気口を閉塞
   するためのポペットと、前記ポペットを前記高速排気口
   側に突出する方向に付勢する付勢手段と、前記付勢手段
   を収容すると共に前記ポペットにより前記高速排気口を
   閉塞後前記ポペットを収容可能にされた収容部とが設け
   られていることを特徴とする高圧エアシリンダ。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記シリンダ本体には、前記収容部内のエアを急速排気
   する収容部急速排気口が設けられていることを特徴とす
   る高圧エアシリンダ。
3. 【請求項３】 請求項２において、 前記高速排気口には、高速排気口を開閉する高速排気用
   バルブが設けられ、 前記クッション排気口には、クッションバルブが設けら
   れ、 前記収容部急速排気口には、前記収容部急速排気口を開
   閉する収容部急速排気バルブが設けられていることを特
   徴とする高速エアシリンダ。
4. 【請求項４】 高圧エアで駆動するピストンによりピス
   トンロッドをシリンダ本体に対し進退駆動する請求項１
   記載の高圧エアシリンダと、 前記シリンダ本体の進出駆動用の室に進出駆動用のエア
   を供給する進出側給気バルブと、 前記シリンダ本体の退行駆動用の室に退行駆動用のエア
   を供給する退行側給気バルブと、 前記退行駆動時に排気側のエアを排出する退行側排気バ
   ルブとを有し、 前記退行側給気バルブから供給するエアの圧力を可変と
   したことを特徴とする高圧エアシリンダの制御回路。
5. 【請求項５】 請求項４において、 前記進出駆動時に排気側のエアを高速排気する高速排気
   バルブと、 進出駆動時のストロークエンド付近で前記ピストンの慣
   性力を吸収するクッションバルブとを有することを特徴
   とする高圧エアシリンダの制御回路。
6. 【請求項６】 請求項４または５において、 前記進出側給気バルブは、進出時の駆動用のエアを供給
   する進出駆動用給気バルブと、進出限位置で進出駆動時
   のエアの圧力よりも高い圧力のエアを供給する進出限高
   圧給気バルブとからなることを特徴とする高圧エアシリ
   ンダの制御回路。