JP2005048925A - シリンダ - Google Patents
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Abstract
【課題】ロッドの伸縮ストロークを二段階に分けて動作することができるシリンダを、部品点数、封止箇所の少ない簡単な構造とし、低コストで提供可能とする。
【解決手段】シリンダ本体1内に、第1ピストン4を摺動可能に配すると共に、第1ピストン4の摺動に伴いロッド6が伸縮するよう形成する。シリンダ本体1内に第2ピストン7を摺動可能に配して、第1ピストン4を、ロッド6の伸縮ストロークが第一段階の長さになる第一の停止位置と、第二段階の長さになる第二の停止位置とで停止可能に形成する。
【選択図】 図1
【解決手段】シリンダ本体1内に、第1ピストン4を摺動可能に配すると共に、第1ピストン4の摺動に伴いロッド6が伸縮するよう形成する。シリンダ本体1内に第2ピストン7を摺動可能に配して、第1ピストン4を、ロッド6の伸縮ストロークが第一段階の長さになる第一の停止位置と、第二段階の長さになる第二の停止位置とで停止可能に形成する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、ダイカストマシーン、射出成形装置、プレス装置、その他の工作機械などに使用される油圧シリンダ、エアーシリンダ、水圧シリンダなどのシリンダに関し、詳しくは、ロッドの伸縮ストロークを二段階に分けて動作することができるシリンダに関する。
従来、ロッドの伸縮ストロークを二段階に分けて動作することができるシリンダとして、例えば特許文献1、特許文献2に記載されたものが知られている。
特許文献1のシリンダは、第一シリンダの内部に第二シリンダを摺動可能に配し、該第二シリンダの内部にピストンを摺動可能に配し、ピストンに接続された駆動ロッドが、第二シリンダの摺動による第一の伸長段階と、ピストンの摺動による第二の伸長段階との二段階に分けて伸縮するようになっている。
しかし、この特許文献1のシリンダは、密閉筒状の第一シリンダの内部に密閉筒状の第二シリンダを配するため、構造が複雑で部品点数、封止箇所が多くなり、コスト高となる不具合があった。
しかし、この特許文献1のシリンダは、密閉筒状の第一シリンダの内部に密閉筒状の第二シリンダを配するため、構造が複雑で部品点数、封止箇所が多くなり、コスト高となる不具合があった。
一方、特許文献2の加圧機構は、コアプラーシリンダとスクイズシリンダの二つのシリンダを同軸状に連結して、コアプラーシリンダの作動による第一の伸長段階と、スクイズシリンダの作動による第二の伸長段階との二段階に分けて動作するようになっている。
よって、この特許文献2の構成では、シリンダが2つ必要であるばかりかこれらシリンダを同軸状に連結する構造が必要であり、構造が複雑で部品点数、封止箇所が多くなり、コスト高となる不具合があった。
よって、この特許文献2の構成では、シリンダが2つ必要であるばかりかこれらシリンダを同軸状に連結する構造が必要であり、構造が複雑で部品点数、封止箇所が多くなり、コスト高となる不具合があった。
本発明はこのような従来事情に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、前述の従来技術の問題点を解消し、ロッドの伸縮ストロークを二段階に分けて動作することができるシリンダを、部品点数、封止箇所の少ない簡単な構造体とし、低コストにて提供可能とすることにある。
以上の目的を達成するために、本発明の請求項1では、シリンダ本体内に、第1ピストンを摺動可能に配すると共に、該第1ピストンの摺動に伴いロッドが伸縮するよう形成し、且つ前記シリンダ本体内に第2ピストンを摺動可能に配して、前記第1ピストンを、前記ロッドの伸縮ストロークが第一段階の長さになる第一の停止位置と、第二段階の長さになる第二の停止位置とで停止可能に形成したことを特徴とする。
請求項2では、前記第2ピストンを、前記第一の停止位置と第二の停止位置の間を摺動可能に配すると共に、該第2ピストンが、前記第一の停止位置で前記第1ピストンの摺動を停止させ、且つ該第1ピストンと共に前記第二の停止位置まで摺動するよう形成したことを特徴とする。
請求項3では、前記第2ピストンを、前記ロッドの伸縮ストロークが最短になる位置と、前記第一の停止位置の間を摺動可能に配すると共に、該第2ピストンが、前記第一の停止位置まで前記第1ピストンを摺動させ、且つ前記第二の停止位置まで第1ピストンのみが摺動するよう形成したことを特徴とする。
処で、この種シリンダにおいては通常、前記ロッドが、前記シリンダ本体の軸方向一側に突出するよう形成されており、本発明の請求項1〜3においては、このような態様を含んでいる。
一方、本発明の請求項4では、前記ロッドが、前記シリンダ本体の軸方向両側に突出するよう形成したことを特徴とする。
また、本発明の請求項5では、請求項3において、第2ピストンにおける前記第一の停止位置を調節可能に形成したことを特徴とする。
(請求項1)
一つのシリンダ本体内に、ロッドと共に摺動する第1ピストンと、該第1ピストンの摺動を制御する第2ピストンを配して、ロッドの伸縮ストロークを段階的に調整し得るようにしたので、シリンダ本体内にもう一つ別のシリンダを配したり二つのシリンダを連結するような、部品点数、封止箇所の多い複雑な構成を採用すること無く、ロッドの伸縮ストロークを二段階に調整でき、且つ簡単な構造で低コストにて製造可能なシリンダを提供することができた。
また、このような効果を有することから、例えばアルミニウムダイカスト等の局部加圧時における引け巣の除去を低コストで可能として、アルミニウム合金等をダイカスト法によって局部加圧して製造する際に好適に用いることができる。
一つのシリンダ本体内に、ロッドと共に摺動する第1ピストンと、該第1ピストンの摺動を制御する第2ピストンを配して、ロッドの伸縮ストロークを段階的に調整し得るようにしたので、シリンダ本体内にもう一つ別のシリンダを配したり二つのシリンダを連結するような、部品点数、封止箇所の多い複雑な構成を採用すること無く、ロッドの伸縮ストロークを二段階に調整でき、且つ簡単な構造で低コストにて製造可能なシリンダを提供することができた。
また、このような効果を有することから、例えばアルミニウムダイカスト等の局部加圧時における引け巣の除去を低コストで可能として、アルミニウム合金等をダイカスト法によって局部加圧して製造する際に好適に用いることができる。
(請求項2)
ロッドと共に摺動する第1ピストンが、ロッドの伸縮ストロークが最短になる位置と第一段階の長さになる位置(第一の停止位置)の間を単独で摺動し、該第一の停止位置で第2ピストンに密着するようにして停止するので、前記最短になる位置と第一の停止位置との間において、動作速度を損なうことなく、ロッドを第一段階の長さにて精度良く、確実に停止させることができる。
ロッドと共に摺動する第1ピストンが、ロッドの伸縮ストロークが最短になる位置と第一段階の長さになる位置(第一の停止位置)の間を単独で摺動し、該第一の停止位置で第2ピストンに密着するようにして停止するので、前記最短になる位置と第一の停止位置との間において、動作速度を損なうことなく、ロッドを第一段階の長さにて精度良く、確実に停止させることができる。
(請求項3)
ロッドと共に摺動する第1ピストンが、ロッドの伸縮ストロークが第一段階の長さになる位置(第一の停止位置)と第二段階の長さになる位置(第二の停止位置)の間を単独で摺動するので、前記第一の停止位置と第二の停止位置の間において、動作速度を損なうことなく、ロッドを第一段階から第二段階の長さまで精度良く、確実に伸縮させることができる。
ロッドと共に摺動する第1ピストンが、ロッドの伸縮ストロークが第一段階の長さになる位置(第一の停止位置)と第二段階の長さになる位置(第二の停止位置)の間を単独で摺動するので、前記第一の停止位置と第二の停止位置の間において、動作速度を損なうことなく、ロッドを第一段階から第二段階の長さまで精度良く、確実に伸縮させることができる。
(請求項4)
ロッドがシリンダ本体の軸方向両側に突出するので、どちらか一方の側の突出部分を作業部とし、他方の側の突出部分は、第一,第二の停止位置にて停止するためのストッパー部とするなどの機能を持たせるなどして、動作速度を損なうことなく、ロッドの伸縮ストロークを二段階に調整し得るなどの効果がある。
ロッドがシリンダ本体の軸方向両側に突出するので、どちらか一方の側の突出部分を作業部とし、他方の側の突出部分は、第一,第二の停止位置にて停止するためのストッパー部とするなどの機能を持たせるなどして、動作速度を損なうことなく、ロッドの伸縮ストロークを二段階に調整し得るなどの効果がある。
(請求項5)
ロッドの伸縮ストロークの第一段階の長さを任意に調節できるため、一つのシリンダで使用できる用途が広がり、ひいては、コストのさらなる低減が図れる。
ロッドの伸縮ストロークの第一段階の長さを任意に調節できるため、一つのシリンダで使用できる用途が広がり、ひいては、コストのさらなる低減が図れる。
以下、本発明に係るシリンダの実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図1〜図3には、請求項2に係るシリンダの実施形態の一例を表し、図中の符号1はシリンダ本体、4は第1ピストン、6はロッド、7は第2ピストンを夫々示す。
シリンダ本体1内には、第1ピストン4と第2ピストン7が、同軸状で摺動可能に配されている。
シリンダ本体1内には、第1ピストン4と第2ピストン7が、同軸状で摺動可能に配されている。
シリンダ本体1の軸方向両端は封止部2、3によって封止されており、シリンダ本体1,封止部2,第1ピストン4で流体圧室8が形成され、シリンダ本体1,第1ピストン4,第2ピストン7で流体圧室9が形成され、シリンダ本体1,封止部3,第2ピストン7で流体圧室10が形成されている。封止部2はシリンダ本体1と一体に形成しても良い。
第1ピストン4と第2ピストン7の間にはストッパ管5が配設されている。
ストッパ管5は、第1ピストン4が流体ポートbを塞ぐことのないように設けたもので、本例では第2ピストン7に固定されているが、第1ピストン4に固定しても良い。
ストッパ管5は、第1ピストン4が流体ポートbを塞ぐことのないように設けたもので、本例では第2ピストン7に固定されているが、第1ピストン4に固定しても良い。
ロッド6は、第1ピストン4に連結されると共に、ストッパ管5、第2ピストン7、封止部3を貫通してシリンダ本体1の軸方向一側へ突出しており、第1ピストン4の摺動に伴い伸縮作動し、且つその伸縮ストロークが第一段階の長さになる第一の停止位置(図2の位置)と、第二段階の長さ(最長)になる第二の停止位置(図3の位置)で停止するようになっている。
第2ピストン7は、大径部7aと小径部7bを有するよう形成され、シリンダ本体1,封止部3,大径部7aで前記流体圧室10を形成するよう配置されている。
シリンダ本体1の内壁にも、前記大径部7a、小径部7bに合わせて、大径部1a、小径部1b、係止段部1cが設けられ、第2ピストン7を、前記第一の停止位置(図2の位置)で停止し、且つ前記第二の停止位置(図3の位置)まで摺動するよう形成されている。
また、第2ピストン7の大径部7aと、シリンダ本体1の係止段部1cの間に流体圧室11が形成されるようになっている。
流体圧室8は流体ポートaと連通し、流体圧室9は流体ポートbと連通し、流体圧室10は流体ポートcと連通し、流体圧室11は流体ポートdと連通している。
各流体ポートa〜dは、第1ピストン4、第2ピストン7を適時に摺動させるための作動流体を各流体圧室8〜11に流入/流出させるために設けた開口部である。
シリンダ本体1の内面と摺接する第1ピストン4,第2ピストン7の外面にはシール部材20が装着されているが、これらシール部材20が、各流体圧室8〜11における各流体ポートa〜dの開口縁にかかると削れてしまいシール機能が低下する恐れがあるため、各シール部材20は前記開口縁にかからないように配設されている。
各流体ポートa〜dには、第1ピストン4、第2ピストン7を適時に摺動させるための作動流体(例えば作動油)を圧送可能なよう、不図示の配管が接続されている。
その配管は、前記作動流体を圧送する装置と各流体ポートa〜dを連絡させる圧送側(流入側)の管路と、ほぼ大気圧に保たれているタンクと各流体ポートa〜dを連絡させる開放側(流出側)の管路とを備え、これら各管路と各流体ポートa〜dとの連絡は、バルブにより適時に切換え可能になっている。
今後の説明では、各流体ポートa〜dが圧送側の管路に連絡する状態を圧送、開放側の管路に連絡する状態を開放と呼ぶ。
その配管は、前記作動流体を圧送する装置と各流体ポートa〜dを連絡させる圧送側(流入側)の管路と、ほぼ大気圧に保たれているタンクと各流体ポートa〜dを連絡させる開放側(流出側)の管路とを備え、これら各管路と各流体ポートa〜dとの連絡は、バルブにより適時に切換え可能になっている。
今後の説明では、各流体ポートa〜dが圧送側の管路に連絡する状態を圧送、開放側の管路に連絡する状態を開放と呼ぶ。
第2ピストン7の大径部7aが流体圧室10に流入した作動流体から受ける受圧面積S1は、第1ピストン4が流体圧室8に流入した作動流体から受ける受圧面積S2より大きくなるよう形成されている。
以上の構成になる本例のシリンダの作動について以下に説明する。
図1には、シリンダ本体1から突出したロッド6の長さ(伸縮ストローク)が最短である状態を示す。
この状態では、流体ポートb,cが圧送に、流体ポートa,dが開放になっており、第1ピストン4が流体圧室9に流入した作動流体により封止部2に向けて押圧され、封止部2に接触した位置で停止している。
また、第2ピストン7は、流体圧室9,10に流入した作動流体により両方向から力が加わるが、小径部7bの受圧面積S3に対し大径部7aの受圧面積S1の方が大きいため封止部2に向けて押圧される力が上回っており、封止部2側へ摺動する。そして、第2ピストン7は、シリンダ本体1の係止段部1cで係止され、ロッド6の第一の停止位置で第1ピストン4の摺動を停止し得る位置に停止している。
図1には、シリンダ本体1から突出したロッド6の長さ(伸縮ストローク)が最短である状態を示す。
この状態では、流体ポートb,cが圧送に、流体ポートa,dが開放になっており、第1ピストン4が流体圧室9に流入した作動流体により封止部2に向けて押圧され、封止部2に接触した位置で停止している。
また、第2ピストン7は、流体圧室9,10に流入した作動流体により両方向から力が加わるが、小径部7bの受圧面積S3に対し大径部7aの受圧面積S1の方が大きいため封止部2に向けて押圧される力が上回っており、封止部2側へ摺動する。そして、第2ピストン7は、シリンダ本体1の係止段部1cで係止され、ロッド6の第一の停止位置で第1ピストン4の摺動を停止し得る位置に停止している。
図2には、ロッド6の伸縮ストロークが第一段階の長さになる位置で停止した状態を示す。
すなわち、図1の状態から、流体ポートaを圧送に、流体ポートbを開放に夫々切換えると、第1ピストン4が第2ピストン7側へ摺動し、ストッパ管5に接触した位置で停止する。
この時、第2ピストン7は第1ピストン4によって封止部3の方向に押されることになるが、大径部7aの受圧面積S1が第1ピストン4の受圧面積S2より大きく、流体圧室8,9に夫々同じ圧力の作動流体が流入すると、その受圧面積差によって封止部3側への摺動が防止される。よって、第1ピストン4、第2ピストン7を、ロッド6の伸縮ストロークが第一段階の長さになる第一の停止位置で停止させることができる。
このようにして、ロッド6が第一段階の長さで停止する。
すなわち、図1の状態から、流体ポートaを圧送に、流体ポートbを開放に夫々切換えると、第1ピストン4が第2ピストン7側へ摺動し、ストッパ管5に接触した位置で停止する。
この時、第2ピストン7は第1ピストン4によって封止部3の方向に押されることになるが、大径部7aの受圧面積S1が第1ピストン4の受圧面積S2より大きく、流体圧室8,9に夫々同じ圧力の作動流体が流入すると、その受圧面積差によって封止部3側への摺動が防止される。よって、第1ピストン4、第2ピストン7を、ロッド6の伸縮ストロークが第一段階の長さになる第一の停止位置で停止させることができる。
このようにして、ロッド6が第一段階の長さで停止する。
図3には、ロッド6の伸縮ストロークが第二段階の長さになる位置で停止した状態を示す。
すなわち、図2の状態から、流体ポートdを圧送に、流体ポートcを開放に夫々切換えると、第1ピストン4と第2ピストン7が共に封止部3に向けて摺動し、第2ピストン7の大径部7aが封止部3に接触した位置で停止する。
この時、シリンダ本体1から突出したロッド6の長さ(伸縮ストローク)は最長となる。
すなわち、図2の状態から、流体ポートdを圧送に、流体ポートcを開放に夫々切換えると、第1ピストン4と第2ピストン7が共に封止部3に向けて摺動し、第2ピストン7の大径部7aが封止部3に接触した位置で停止する。
この時、シリンダ本体1から突出したロッド6の長さ(伸縮ストローク)は最長となる。
この状態から、流体ポートa,dを開放に、流体ポートb,cを圧送に夫々切換えると、第1ピストン4と第2ピストン7が図1の状態に戻り、ロッド6の伸縮ストロークは最短となる。
ロッド6の伸縮ストロークが最長となる状態(図3)から最短となる状態(図1)に戻す際、該伸縮ストロークが前記第一段階の長さになる位置で、ロッド6を一旦停止させることができる。
すなわち、図3の状態から流体ポートa,b,dを開放とし、流体ポートcを圧送とすると、第1ピストン4と第2ピストン7が図2の状態(第一の停止位置)で停止し、ロッド6が、前記第一段階の長さになる位置で停止する。
この時、流体ポートaが圧送であってもよいが、その場合、流体圧室8に作動流体圧がかかって第1ピストン4が第2ピストン7と密着した状態で摺動するようになり、第一の停止位置で精度良く確実に停止するが、第1,第2ピストン4,7の封止部2側への摺動を妨げる力が働き、動作速度は遅くなる。
すなわち、図3の状態から流体ポートa,b,dを開放とし、流体ポートcを圧送とすると、第1ピストン4と第2ピストン7が図2の状態(第一の停止位置)で停止し、ロッド6が、前記第一段階の長さになる位置で停止する。
この時、流体ポートaが圧送であってもよいが、その場合、流体圧室8に作動流体圧がかかって第1ピストン4が第2ピストン7と密着した状態で摺動するようになり、第一の停止位置で精度良く確実に停止するが、第1,第2ピストン4,7の封止部2側への摺動を妨げる力が働き、動作速度は遅くなる。
尚、上記説明では、第2ピストン7を封止部3側に摺動させるとき、流体ポートdを圧送としたが、その際、第2ピストン7は第1ピストン4で押されるので、流体ポートdを圧送にしなくとも支障はない。その場合においても、前述したシール部材20の劣化などにより作動流体が漏れ出る虞れがあるため、開放側の管路に連絡しておくことが好ましい。
図4〜図6には、請求項3に係るシリンダの実施形態の一例を表す。
この例では、図1〜図3で説明したシリンダにおいて、ロッド6をストッパ管5、第2ピストン7、封止部3を貫通させず、封止部2を貫通してシリンダ本体1の軸方向他方へ突出するよう構成すると共に、ストッパ管5を第2ピストン7と一体に形成し、さらに、第2ピストン7を、ロッド6の伸縮ストロークが最短になる位置と、前記第一の停止位置の間を摺動可能とし、該第2ピストン7が、前記第一の停止位置まで第1ピストン4を摺動させ、且つ前記第二の停止位置まで第1ピストン4のみが摺動するよう形成したものである。
この例では、図1〜図3で説明したシリンダにおいて、ロッド6をストッパ管5、第2ピストン7、封止部3を貫通させず、封止部2を貫通してシリンダ本体1の軸方向他方へ突出するよう構成すると共に、ストッパ管5を第2ピストン7と一体に形成し、さらに、第2ピストン7を、ロッド6の伸縮ストロークが最短になる位置と、前記第一の停止位置の間を摺動可能とし、該第2ピストン7が、前記第一の停止位置まで第1ピストン4を摺動させ、且つ前記第二の停止位置まで第1ピストン4のみが摺動するよう形成したものである。
尚、ストッパ管5は、第1ピストン4と一体に形成しても良い。
それ以外の構成部分は図1〜図3に示すシリンダと同様のため、図中に前記と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
それ以外の構成部分は図1〜図3に示すシリンダと同様のため、図中に前記と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
この例のシリンダの作動について以下に説明する。
図4には、シリンダ本体1から突出したロッド6の長さ(伸縮ストローク)が最短である状態を示す。
この状態では、流体ポートa,dが圧送に、流体ポートb,cが開放になっており、第2ピストン7が流体圧室11に流入した作動流体により封止部3に向けて押圧され、封止部3に接触した位置で停止している。
また、第1ピストン4は、流体圧室8に流入した作動流体により第2ピストン7に向けて押圧され、ストッパ管5に接触した位置で停止している。
図4には、シリンダ本体1から突出したロッド6の長さ(伸縮ストローク)が最短である状態を示す。
この状態では、流体ポートa,dが圧送に、流体ポートb,cが開放になっており、第2ピストン7が流体圧室11に流入した作動流体により封止部3に向けて押圧され、封止部3に接触した位置で停止している。
また、第1ピストン4は、流体圧室8に流入した作動流体により第2ピストン7に向けて押圧され、ストッパ管5に接触した位置で停止している。
図5には、ロッド6の伸縮ストロークが第一段階の長さになる位置で停止した状態を示す。
すなわち、図4の状態から、流体ポートcを圧送に、流体ポートa,b,dを開放に夫々切換えると、第2ピストン7が封止部2側へ摺動し、シリンダ本体1の係止段部1cに第2ピストン7の大径部7aが接触した位置で停止する。またこの時、第1ピストン4は第2ピストン7に押されることによって封止部2に向けて摺動し、第2ピストン7の停止と共に停止する。
このようにして、ロッド6が、その伸縮ストロークが第一段階の長さになる位置で停止する。
すなわち、図4の状態から、流体ポートcを圧送に、流体ポートa,b,dを開放に夫々切換えると、第2ピストン7が封止部2側へ摺動し、シリンダ本体1の係止段部1cに第2ピストン7の大径部7aが接触した位置で停止する。またこの時、第1ピストン4は第2ピストン7に押されることによって封止部2に向けて摺動し、第2ピストン7の停止と共に停止する。
このようにして、ロッド6が、その伸縮ストロークが第一段階の長さになる位置で停止する。
尚、この時、流体ポートa,cを圧送とし、流体ポートb,dを開放としても、図5の状態でロッド6を停止させることができる。
しかし、このように動作させると、第1ピストン4が第2ピストン7と密着した状態で摺動するようになり、第一の停止位置で精度良く確実に停止するが、流体圧室8に作動流体の圧力がかかっている分だけ摺動を妨げる力が働き、動作速度は遅くなる。
しかし、このように動作させると、第1ピストン4が第2ピストン7と密着した状態で摺動するようになり、第一の停止位置で精度良く確実に停止するが、流体圧室8に作動流体の圧力がかかっている分だけ摺動を妨げる力が働き、動作速度は遅くなる。
図6には、ロッド6の伸縮ストロークが第二段階の長さになる位置で停止した状態を示す。
すなわち、図5の状態から、流体ポートb,cを圧送に、流体ポートa,dを開放に夫々切換えると、第1ピストン4が封止部2側に摺動し、封止部2と接触する位置で停止する。
この時、シリンダ本体1から突出したロッド6の突出長さ(伸縮ストローク)は最長となる。
すなわち、図5の状態から、流体ポートb,cを圧送に、流体ポートa,dを開放に夫々切換えると、第1ピストン4が封止部2側に摺動し、封止部2と接触する位置で停止する。
この時、シリンダ本体1から突出したロッド6の突出長さ(伸縮ストローク)は最長となる。
この状態から、流体ポートa,dを圧送に、流体ポートb,cを開放に夫々切換えると、第1ピストン4と第2ピストン7が図4の状態に戻り、ロッド6の伸縮ストロークは最短となる。
ロッド6の伸縮ストロークが最長となる状態(図6)から最短となる状態(図4)に戻す際に、流体ポートa,cを圧送に、流体ポートb,dを開放に夫々切換える状態を経ると、伸縮ストロークが前記第一段階の長さになる位置でロッド6を一旦停止させることができる(図5)。
この時、前述した伸び動作(図4から図5)において第一段階に停止させる場合と異なり、動作速度を損なわず、精度良く確実に停止させることができる。すなわち、ロッドの縮み動作において第一段階に停止させる場合、動作速度を損なわず、精度良く確実に停止させることができる。
この時、前述した伸び動作(図4から図5)において第一段階に停止させる場合と異なり、動作速度を損なわず、精度良く確実に停止させることができる。すなわち、ロッドの縮み動作において第一段階に停止させる場合、動作速度を損なわず、精度良く確実に停止させることができる。
図7〜図9には、請求項3に係るシリンダの実施形態の他例を表す。
この例では、図4〜図6で説明したシリンダにおいて、流体圧室9と流体圧室11を連通する流体通路15を第2ピストン7に設け、流体ポートbを排除して流体ポートdで兼用するように構成したものである。
尚、流体通路15は、第2ピストン7の小径部7bとシリンダ本体1の間に形成した隙間で構成しても良い。
それ以外の構成部分は前述のシリンダと同様のため、図中に前記と同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
この例では、図4〜図6で説明したシリンダにおいて、流体圧室9と流体圧室11を連通する流体通路15を第2ピストン7に設け、流体ポートbを排除して流体ポートdで兼用するように構成したものである。
尚、流体通路15は、第2ピストン7の小径部7bとシリンダ本体1の間に形成した隙間で構成しても良い。
それ以外の構成部分は前述のシリンダと同様のため、図中に前記と同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
この例のシリンダの作動について以下に説明する。
図7には、シリンダ本体1から突出したロッド6の長さ(伸縮ストローク)が最短である状態を示す。
この状態では、流体ポートaが圧送に、流体ポートc,dが開放になっており、第2ピストン7が流体圧室11に流入した作動流体により封止部3に向けて押圧され、封止部3に接触した位置で停止している。また、第1ピストン4は、流体圧室8に流入した作動流体により第2ピストン7に向けて押圧され、ストッパ管5に接触した位置で停止している。
図7には、シリンダ本体1から突出したロッド6の長さ(伸縮ストローク)が最短である状態を示す。
この状態では、流体ポートaが圧送に、流体ポートc,dが開放になっており、第2ピストン7が流体圧室11に流入した作動流体により封止部3に向けて押圧され、封止部3に接触した位置で停止している。また、第1ピストン4は、流体圧室8に流入した作動流体により第2ピストン7に向けて押圧され、ストッパ管5に接触した位置で停止している。
図8には、ロッド6の伸縮ストロークが第一段階の長さになる位置で停止した状態を示す。
すなわち、図7の状態から、流体ポートcを圧送に、流体ポートa,dを開放に夫々切換えると、第2ピストン7が流体圧室10に流入した作動流体によって封止部2側へ摺動し、シリンダ本体1の係止段部1cに第2ピストン7の大径部7aが接触した位置で停止する。またこの時、第1ピストン4は第2ピストン7に押されることによって封止部2に向けて摺動し、第2ピストン7の停止と共に停止する。
このようにして、ロッド6が、その伸縮ストロークが第一段階の長さになる位置で停止する。
すなわち、図7の状態から、流体ポートcを圧送に、流体ポートa,dを開放に夫々切換えると、第2ピストン7が流体圧室10に流入した作動流体によって封止部2側へ摺動し、シリンダ本体1の係止段部1cに第2ピストン7の大径部7aが接触した位置で停止する。またこの時、第1ピストン4は第2ピストン7に押されることによって封止部2に向けて摺動し、第2ピストン7の停止と共に停止する。
このようにして、ロッド6が、その伸縮ストロークが第一段階の長さになる位置で停止する。
尚、この時、流体ポートaを圧送とすると、流体圧室8に流入した作動流体により第1ピストン4は第2ピストン7と密着した状態で移動するため、精度良く確実に第一の停止位置で停止するが、流体圧室8の圧力が摺動の妨げになり、動作速度は遅くなる。
図8の状態から、流体ポートc,dを圧送に、流体ポートaを開放に夫々切換えると、第1ピストン4が封止部2側に摺動し、封止部2と接触する位置で停止する。
この時、シリンダ本体1から突出したロッド6の突出長さ(伸縮ストローク)は最長となる。
この時、シリンダ本体1から突出したロッド6の突出長さ(伸縮ストローク)は最長となる。
ロッドの伸び動作における第一段階の停止位置(図8)、又は第二段階の停止位置(図9)から、ロッド6の伸縮ストロークが最短となる状態(図7)に戻す場合は、流体ポートaを圧送に、流体ポートc,dを開放に夫々切換えれば、図7の状態に戻る。
この時、流体ポートaから流体圧室8に流入した作動流体により、第1ピストン4は封止部3側に摺動して第2ピストン7に接触し、第2ピストン7を封止部3側に押しながらさらに摺動し、第2ピストン7が封止部3に接触した状態で停止する。図4〜図6に示すシリンダとは、第2ピストン7が第1ピストン4に押されることによって摺動する点で異なっている。
ロッドの伸縮ストロークが最長の状態(図9)から、第一段階の停止位置(図8)まで戻す場合、流体ポートa,cを圧送に、流体ポートdを開放に夫々切換える。この時、第1ピストン4は第2ピストン7によって停止させられ、且つ流体圧室8に流入した作動流体により第2ピストン7に密着させられているため、確実に第一段階の停止位置で停止する。
前述した実施例1〜3において、図示しないが、ロッド6を、封止部2、ストッパ管5、第2ピストン7、封止部3を貫通させ、シリンダ本体1の軸方向両側にロッド6が突出するよう形成しても良い。
この場合、どちらか一方の側の突出部分を作業部とし、他方の側の突出部分は、第一又は第二の停止位置にて停止するためのストッパー部とするなどの機能を持たせるなどして、動作速度を損なうことなく、ロッドの伸縮ストロークを二段階に調整し得る。
この場合、どちらか一方の側の突出部分を作業部とし、他方の側の突出部分は、第一又は第二の停止位置にて停止するためのストッパー部とするなどの機能を持たせるなどして、動作速度を損なうことなく、ロッドの伸縮ストロークを二段階に調整し得る。
図10〜図13には、請求項5に係るシリンダの実施形態の一例を表す。
この例においては、前述の第2ピストン7に代えて、第2ピストン14をシリンダ本体1内に摺動可能に配すると共に、該第2ピストン14と一体に第2ロッド13が摺動するよう形成してある。
この例においては、前述の第2ピストン7に代えて、第2ピストン14をシリンダ本体1内に摺動可能に配すると共に、該第2ピストン14と一体に第2ロッド13が摺動するよう形成してある。
第1ピストン4と一体に摺動するロッド6は、封止部3を貫通してシリンダ本体1の軸方向一側に突出しており、第2ロッド13は、シリンダ本体1と一体に設けた封止部2を貫通してシリンダ本体1の軸方向他側に突出している。
第2ロッド13のシリンダ本体1の外部に突出した部分の端部には、ストッパ12をロッド13の長手方向に対し、その位置を調節可能に固定されている。
図示例では、ストッパ12にナットを使用すると共に、第2ロッド13の端部に雄ねじ部15を形成し、この雄ねじ部15上の任意の位置でストッパ12が止まるように形成されている。
図示例では、ストッパ12にナットを使用すると共に、第2ロッド13の端部に雄ねじ部15を形成し、この雄ねじ部15上の任意の位置でストッパ12が止まるように形成されている。
シリンダ本体1,封止部2,第2ピストン14で流体圧室8が形成され、シリンダ本体1,第1ピストン4,第2ピストン14で流体圧室9が形成され、シリンダ本体1,第1ピストン4,封止部3で流体圧室10が形成されるようになっている。
流体圧室8は流体ポートaに連通し、流体圧室9は第2ピストン14と第2ロッド13の内部を通り流体ポートbに連通し、流体圧室10は流体ポートcに連通している。
流体圧室8は流体ポートaに連通し、流体圧室9は第2ピストン14と第2ロッド13の内部を通り流体ポートbに連通し、流体圧室10は流体ポートcに連通している。
第2ピストン板14は、前記した大径部、小径部を備えず、第1ピストン板と同じ大きさに形成されており、ストッパ12が封止部2に係合する状態で、前記第一の停止位置にて停止するよう構成されている。
シリンダ本体1も、前記した大径部、小径部を備えず、第1,第2ピストン板4,14が摺動可能な内径をもって形成されている。
それ以外の構成部分は前述のシリンダと同様のため、図中に前記と同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
シリンダ本体1も、前記した大径部、小径部を備えず、第1,第2ピストン板4,14が摺動可能な内径をもって形成されている。
それ以外の構成部分は前述のシリンダと同様のため、図中に前記と同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
この例のシリンダの作動について以下に説明する。
図10には、シリンダ本体1から突出したロッド6の長さ(伸縮ストローク)が最短である状態を示す。
この状態では、流体ポートa,bが開放に、流体ポートcが圧送になっており、第1ピストン4が流体圧室10に流入した作動流体により封止部2に向けて押圧され、第2ピストン14に接触した位置で停止している。また、第2ピストン14は、第1ピストン4により封止部2に向けて押圧され、封止部2に接触した位置で停止している。
図10には、シリンダ本体1から突出したロッド6の長さ(伸縮ストローク)が最短である状態を示す。
この状態では、流体ポートa,bが開放に、流体ポートcが圧送になっており、第1ピストン4が流体圧室10に流入した作動流体により封止部2に向けて押圧され、第2ピストン14に接触した位置で停止している。また、第2ピストン14は、第1ピストン4により封止部2に向けて押圧され、封止部2に接触した位置で停止している。
図11には、ロッド6の伸縮ストロークが第一段階の長さになる位置で停止した状態を示す。
すなわち、図10の状態から、流体ポートaを圧送に、流体ポートb,cを開放に切換えると、第2ピストン14が封止部3側へ摺動し、ストッパ12がシリンダ本体1の封止部2に接触した位置で停止する。第1ピストン4は第2ピストン14に押されることによって、前記第一の停止位置で停止する。
このようにして、ロッド6が、その伸縮ストロークが第一段階の長さになる位置で停止する。
すなわち、図10の状態から、流体ポートaを圧送に、流体ポートb,cを開放に切換えると、第2ピストン14が封止部3側へ摺動し、ストッパ12がシリンダ本体1の封止部2に接触した位置で停止する。第1ピストン4は第2ピストン14に押されることによって、前記第一の停止位置で停止する。
このようにして、ロッド6が、その伸縮ストロークが第一段階の長さになる位置で停止する。
図12には、ロッド6の伸縮ストロークが第二段階の長さになる位置で停止した状態を示す。
すなわち、図11の状態から、流体ポートa,bを圧送に、流体ポートcを開放に切換えると、第1ピストン4が封止部3側に摺動し、封止部3に接触する位置で停止する。この時、流体圧室8,9に作動流体が流入し作動流体の圧力が第1,第2ピストン4,14にかかっている。
そして、第2ピストン14が作動流体で加圧される力が、流体圧室8側と流体圧室9側で異なり、流体圧室8側の受圧面積S4流体圧室9側の受圧面積S5より小さいため、第2ピストン14は封止部2側に摺動し、封止部2に接触する位置(図13の位置)で停止する。
すなわち、図11の状態から、流体ポートa,bを圧送に、流体ポートcを開放に切換えると、第1ピストン4が封止部3側に摺動し、封止部3に接触する位置で停止する。この時、流体圧室8,9に作動流体が流入し作動流体の圧力が第1,第2ピストン4,14にかかっている。
そして、第2ピストン14が作動流体で加圧される力が、流体圧室8側と流体圧室9側で異なり、流体圧室8側の受圧面積S4流体圧室9側の受圧面積S5より小さいため、第2ピストン14は封止部2側に摺動し、封止部2に接触する位置(図13の位置)で停止する。
ロッド6の伸縮ストロークが最長となる状態(図13)から、第一段階(図11)に戻すには、流体ポートaを圧送に、流体ポートbを開放に夫々切換え、第2ピストン14を図12の位置に戻した後、流体ポートcを圧送に切換え、第1ピストン4を第一の停止位置まで摺動させる。
ロッド6の伸縮ストロークが最長となる状態(図13)又は前記第一段階の状態(図11)から、最短となる状態(図10)に戻すには、流体ポートa,bを開放に、流体ポートcを圧送に夫々切換える。
以上、本発明に係るシリンダの実施形態の例を図面を参照して説明したが、本発明は図示例に限定されるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に記載された技術的思想の範疇において、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
1:シリンダ本体
2,3:封止部
4:第1ピストン
6:ロッド
7,14:第2ピストン
8,9,10,11:流体圧室
12:ストッパ
13:第2ロッド
2,3:封止部
4:第1ピストン
6:ロッド
7,14:第2ピストン
8,9,10,11:流体圧室
12:ストッパ
13:第2ロッド
Claims (5)
- シリンダ本体内に、第1ピストンを摺動可能に配すると共に、該第1ピストンの摺動に伴いロッドが伸縮するよう形成し、且つ前記シリンダ本体内に第2ピストンを摺動可能に配して、前記第1ピストンを、前記ロッドの伸縮ストロークが第一段階の長さになる第一の停止位置と、第二段階の長さになる第二の停止位置とで停止可能に形成したシリンダ。
- 前記第2ピストンを、前記第一の停止位置と第二の停止位置の間を摺動可能に配すると共に、該第2ピストンが、前記第一の停止位置で前記第1ピストンの摺動を停止させ、且つ該第1ピストンと共に前記第二の停止位置まで摺動するよう形成したことを特徴とする請求項1記載のシリンダ。
- 前記第2ピストンを、前記ロッドの伸縮ストロークが最短になる位置と、前記第一の停止位置の間を摺動可能に配すると共に、該第2ピストンが、前記第一の停止位置まで前記第1ピストンを摺動させ、且つ前記第二の停止位置まで第1ピストンのみが摺動するよう形成したことを特徴とする請求項1記載のシリンダ。
- 前記ロッドが、前記シリンダ本体の軸方向両側に突出するよう形成したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載のシリンダ。
- 前記第2ピストンにおける前記第一の停止位置を調節可能に形成したことを特徴とする請求項3記載のシリンダ。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2003
- 2003-07-31 JP JP2003283943A patent/JP2005048925A/ja active Pending
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