JP2010180913A - Single rod double-acting cylinder and testing machine - Google Patents

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Kojiro Toryo
宏二郎 東良
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Shimadzu Corp
株式会社島津製作所
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a single rod double-acting cylinder capable of equalizing thrust in contraction and in expansion without requiring pressure control. <P>SOLUTION: An in-rod pressure chamber C1 is formed in a piston rod 120, and an out-rod pressure chamber C2 is formed around the piston rod 120. In a cylinder tube 110, a fixed plunger 140 is disposed to project toward the piston rod 120, and is fitted in the in-rod pressure chamber C1. When working fluid such as pressure oil is introduced into an inside of the in-rod pressure chamber C1 and a pressure is applied, the pressure acts on a pressure receiving surface S1 of the in-rod pressure chamber C1, and the piston rod 120 is expanded. When the working fluid is introduced into an inside of the out-rod pressure chamber C2 and the pressure is applied, the pressure acts on a pressure receiving surface S2 of the out-rod pressure chamber C2, and the piston rod 120 is contracted. Areas F1 and F2 of the pressure receiving surfaces S1 and S2 are set to be equal, and the thrust in expansion and the thrust in contraction of the piston rod 112 are equal. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、片ロッド複動シリンダ、および片ロッド複動シリンダを備えた試験機に関する。   The present invention relates to a single rod double acting cylinder and a testing machine equipped with a single rod double acting cylinder.

片ロッド複動シリンダは、ピストンロッド周囲のロッド室への作動流体導入によって縮退動作を行い、ピストン底面側のボトム室への作動流体導入によって伸長動作を行うものであり、両ロッド複動シリンダに比較して、その全長が短いという利点がある。   A single rod double acting cylinder performs a contracting operation by introducing working fluid into the rod chamber around the piston rod, and performs an extending operation by introducing working fluid into the bottom chamber on the piston bottom surface side. In comparison, there is an advantage that the total length is short.

そして、片ロッド複動シリンダを、供試体に繰り返し負荷を与える材料試験機、耐久試験機、疲労試験機等(例えば特許文献1参照)に適用した場合、試験機をコンパクトに構成し得る。   When the single rod double acting cylinder is applied to a material testing machine, a durability testing machine, a fatigue testing machine, etc. (for example, see Patent Document 1) that repeatedly applies a load to the specimen, the testing machine can be configured compactly.

特開平6−345392号公報JP-A-6-345392

従来、片ロッド複動シリンダは、ロッド室の受圧面積とボトム室の受圧面積とが異なるため、作動流体圧を一定にすると、縮退時、伸長時の推力が異なり、推力を等しくすることはできない。そこで、推力を等しくする場合には、縮退時、伸長時の作動流体圧を変化させなければならない。
すなわち、従来の片ロッド複動シリンダでは、縮退時、伸長時の推力を等しくするための圧力制御回路が必要となり、その構成、動作が複雑化した。
Conventionally, since the pressure receiving area of the rod chamber and the pressure receiving area of the bottom chamber are different in the single rod double acting cylinder, if the working fluid pressure is made constant, the thrust at the time of degeneracy and extension will be different and the thrust cannot be equalized . Therefore, in order to make the thrusts equal, the working fluid pressure at the time of retraction and extension must be changed.
In other words, the conventional single rod double acting cylinder requires a pressure control circuit for equalizing the thrust force when retracting and when extending, and its configuration and operation are complicated.

特許文献1記載の試験機では、片ロッド複動シリンダのロッド室およびボトム室をそれぞれサーボ弁を介して油圧源またはタンクに接続し、サーボ弁の切換によりロッド室およびボトム室への圧油の供給を制御して疲労試験を行う。この場合、シリンダ縮退時の最大推力(駆動力)を基準にしてロードセルの容量などを決定していた。   In the testing machine described in Patent Document 1, the rod chamber and bottom chamber of a single rod double-acting cylinder are connected to a hydraulic source or a tank via servo valves, respectively, and the pressure oil is supplied to the rod chamber and bottom chamber by switching the servo valves. Conduct fatigue tests with controlled supply. In this case, the capacity of the load cell is determined based on the maximum thrust (driving force) when the cylinder is retracted.

しかし、ロッド室がボトム室よりも受圧面積が小さく、シリンダ縮退時の最大推力はシリンダ伸張時の最大推力よりも小さくなるため、例えば、シリンダ伸張時にサーボ弁が故障してしまうと、ロードセルの容量を超えた推力(駆動力)が発生するおそれがある。   However, since the rod chamber has a smaller pressure receiving area than the bottom chamber and the maximum thrust when the cylinder is retracted is smaller than the maximum thrust when the cylinder is extended, for example, if the servo valve fails during cylinder extension, the capacity of the load cell There is a risk of generating a thrust (driving force) exceeding.

本発明による片ロッド複動シリンダは、第1端部および第2端部を有するシリンダチューブと、前記シリンダチューブの第1端部を封止的かつ摺動可能に貫通するとともに、前記第2端部に向かって開口するロッド内圧力室用空所を設けたピストンロッドと、前記シリンダチューブの内部でピストンロッドの端部に設けられ、かつ前記シリンダチューブ内面に封止的に摺接することによって、前記第1端部の間でピストンロッド周囲にロッド外圧力室を形成するピストンと、前記シリンダチューブ内で前記第2端部から前記ピストンロッドに向かって突設され、かつ前記ロッド内圧力室用空所に封止的かつ摺動可能に嵌入されてロッド内圧力室を形成する固定プランジャと、前記ロッド内圧力室に作動流体を供給する第1供給路と、前記ロッド外圧力室に作動流体を供給する第2供給路とを備え、前記ロッド外圧力室の受圧面積は、前記ロッド内圧力室の受圧面積と等しいことを特徴とする。
前記第2供給路は、前記固定プランジャを通過するように形成され、あるいは前記ピストンロッドを通過するように形成されてもよい。
A single rod double acting cylinder according to the present invention has a cylinder tube having a first end and a second end, and penetrates the first end of the cylinder tube in a sealing and slidable manner. A piston rod provided with a space for the pressure chamber in the rod that opens toward the portion, and provided at the end of the piston rod inside the cylinder tube, and in sliding contact with the inner surface of the cylinder tube in a sealing manner, A piston that forms a rod external pressure chamber around the piston rod between the first ends, and projects from the second end toward the piston rod in the cylinder tube, and for the rod internal pressure chamber A fixed plunger that is inserted in the space in a sealing and slidable manner to form a pressure chamber in the rod, a first supply passage that supplies a working fluid to the pressure chamber in the rod, and the lock And a second supply path for supplying working fluid to outside the pressure chamber, the pressure receiving area of the rod outer pressure chamber, characterized in that equal to the pressure receiving area of the rod in the pressure chamber.
The second supply path may be formed to pass through the fixed plunger, or may be formed to pass through the piston rod.

本発明による試験機は、前記片ロッド複動シリンダと、作動流体源から前記第1供給路および前記第2供給路への作動流体の供給を制御するサーボ弁と、前記片ロッド複動シリンダを介して供試体に負荷される試験力および供試体の変位のいずれか一方を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果にしたがって前記サーボ弁を駆動制御する制御手段とを備えることを特徴とする。   The testing machine according to the present invention includes the single rod double acting cylinder, a servo valve that controls supply of the working fluid from the working fluid source to the first supply passage and the second supply passage, and the single rod double acting cylinder. A detecting means for detecting any one of a test force applied to the specimen through the test piece and a displacement of the specimen, and a control means for driving and controlling the servo valve according to a detection result of the detecting means. To do.

本発明による片ロッド複動シリンダは、ピストンロッド縮退時推力とピストンロッド伸張時推力とを、圧力制御を要することなく、等しくし得る。
本発明による試験機は、ピストンロッド縮退時推力とピストンロッド伸張時推力とを、圧力制御を要することなく、等しくでき、さらに、サーボ弁の故障等に起因した損傷を防止し得る。
The single rod double acting cylinder according to the present invention can equalize the thrust when the piston rod retracts and the thrust when the piston rod extends without requiring pressure control.
The testing machine according to the present invention can equalize the thrust at the time of piston rod retracting and the thrust at the time of piston rod extension without requiring pressure control, and can further prevent damage due to a servo valve failure or the like.

本発明に係る片ロッド複動シリンダの第1の実施形態を示す縦断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The longitudinal cross-sectional view which shows 1st Embodiment of the single rod double acting cylinder which concerns on this invention. 本発明に係る片ロッド複動シリンダの第2の実施形態を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows 2nd Embodiment of the single rod double acting cylinder which concerns on this invention. 図1の片ロッド複動シリンダを適用した試験機を示す正面図。The front view which shows the testing machine to which the single rod double acting cylinder of FIG. 1 is applied.

−第1の実施形態−
以下、図1を参照して本発明による片ロッド複動シリンダの第1の実施形態について説明する。
-First embodiment-
A first embodiment of a single rod double acting cylinder according to the present invention will be described below with reference to FIG.

図1において、片ロッド複動シリンダ100は、シリンダチューブ110と、シリンダチューブ110の端部(「第1端部」という)110Aを封止的かつ摺動可能に貫通するピストンロッド120と、シリンダチューブ110内でピストンロッド120の端部に設けられ、かつシリンダチューブ110の内面に封止的に摺接するピストン130とを有する。   In FIG. 1, a single rod double acting cylinder 100 includes a cylinder tube 110, a piston rod 120 penetrating through an end portion (referred to as a “first end portion”) 110A of the cylinder tube 110 in a sealing manner, and a cylinder. A piston 130 is provided at the end of the piston rod 120 in the tube 110 and sealably slidably contacts the inner surface of the cylinder tube 110.

ピストンロッド120には、シリンダチューブ110の他端部(「第2端部」という)110Bに向かって開口するように、ロッド内圧力室用空所C1が形成され、一方、ピストンロッド120の周囲には、ピストン130と第1端部110Aの間に、ロッド外圧力室C2が形成される。   The piston rod 120 is formed with a pressure chamber space C1 in the rod so as to open toward the other end portion (referred to as “second end portion”) 110B of the cylinder tube 110. On the other hand, The rod external pressure chamber C2 is formed between the piston 130 and the first end portion 110A.

シリンダチューブ110内には、第2端部110Bからピストンロッド120に向かって固定プランジャ140が突設されている。固定プランジャ140は、ロッド内圧力室用空所に封止的かつ摺動可能に嵌入され、これにより、後述するように、ピストンロッド120内にロッド内圧力室C1が形成される。   A fixed plunger 140 projects from the second end 110 </ b> B toward the piston rod 120 in the cylinder tube 110. The fixed plunger 140 is fitted into the space for the pressure chamber in the rod in a sealing and slidable manner, thereby forming a pressure chamber C1 in the rod in the piston rod 120 as will be described later.

図中、122、124はピストンロッド120の外周とシリンダ第1端部110Aの内面との隙間を封止するオイルシール、パッキン、Oリング等の封止部材、132、134、136はピストン130の外周とシリンダチューブ110の内周の隙間を封止する同様の封止部材、144は固定プランジャ140の外周とロッド内圧力室C1の内面との隙間を封止する同様の封止部材である。   In the figure, 122 and 124 are sealing members such as an oil seal, packing, and O-ring that seal the gap between the outer periphery of the piston rod 120 and the inner surface of the cylinder first end portion 110 </ b> A, and 132, 134, and 136 are pistons of the piston 130. A similar sealing member 144 for sealing the gap between the outer periphery and the inner periphery of the cylinder tube 110 is a similar sealing member for sealing the gap between the outer periphery of the fixed plunger 140 and the inner surface of the rod internal pressure chamber C1.

固定プランジャ140は、第2端部110Bに形成された貫通孔118に挿通され、先端がピストン120のロッド内圧力室用空所に嵌入されてロッド内圧力室C1を形成している。また、固定プランジャ140の第2端部110B側の端部にはフランジ146が設けられている。固定プランジャ140は、フランジ146を第2端部110Bにボルト148等によって固定することによって、シリンダチューブ110に対して固定される。   The fixed plunger 140 is inserted into a through-hole 118 formed in the second end portion 110B, and the tip is inserted into a space for the rod pressure chamber in the piston 120 to form a rod pressure chamber C1. A flange 146 is provided at the end of the fixed plunger 140 on the second end 110B side. The fixed plunger 140 is fixed to the cylinder tube 110 by fixing the flange 146 to the second end 110B with a bolt 148 or the like.

ロッド内圧力室C1の内部に圧由等の作動流体が導入され、加圧されたときには、ロッド内圧力室C1の第1端部110A側の底面が駆動圧の受圧面S1となり、一方、ロッド外圧力室C2の内部に作動流体が導入され、加圧されたときには、ロッド外圧力室C2の第2端部110B側の面が駆動圧の受圧面S2となる。   When working fluid such as pressure is introduced into the pressure chamber C1 within the rod and pressurized, the bottom surface on the first end 110A side of the rod pressure chamber C1 becomes the pressure receiving surface S1 for the driving pressure, while the rod When the working fluid is introduced into the external pressure chamber C2 and pressurized, the surface on the second end 110B side of the rod external pressure chamber C2 becomes the pressure receiving surface S2 for driving pressure.

ロッド内圧力室C1が作動流体によって加圧されたときは、ピストンロッド120は第1端部110Aの方向に押し出され、シリンダ100は伸張動作をする。すなわち、ピストンロッド120がシリンダチューブ110から伸張する。一方、ロッド外圧力室C2が作動流体によって加圧されたときは、ピストンロッド120は第2端部110B方向に引き込まれ、シリンダ100は縮退動作をする。すなわち、ピストンロッド120がシリンダチューブ110に縮退する。   When the pressure chamber C1 in the rod is pressurized by the working fluid, the piston rod 120 is pushed out in the direction of the first end portion 110A, and the cylinder 100 performs an extending operation. That is, the piston rod 120 extends from the cylinder tube 110. On the other hand, when the pressure chamber C2 outside the rod is pressurized by the working fluid, the piston rod 120 is pulled in the direction of the second end portion 110B, and the cylinder 100 is retracted. That is, the piston rod 120 is retracted to the cylinder tube 110.

すなわち、受圧面S1はシリンダ伸張時の駆動圧受圧面であり、受圧面S2はシリンダ縮退時の駆動圧受圧面である。シリンダチューブ110、ピストンロッド120、固定プランジャ140の断面を円形とし、シリンダチューブ11の内径をD1、ピストンロッド120の外径をD2、固定プランジャ140の外径をD3とするとき、
面S1、S2の面積F1、F2は、
F1=π(D3)/4 式(1)
F2=π{(D1)−(D2)}/4 式(2)
であり、実質的に、
F1=F2 式(3)
となるように、D1、D2、D3の寸法が設定されている。すなわち、
(D3)=(D1)−(D2) 式(4)
である。
That is, the pressure receiving surface S1 is a driving pressure receiving surface when the cylinder is extended, and the pressure receiving surface S2 is a driving pressure receiving surface when the cylinder is retracted. When the cylinder tube 110, the piston rod 120, and the fixed plunger 140 are circular in cross section, the inner diameter of the cylinder tube 11 is D1, the outer diameter of the piston rod 120 is D2, and the outer diameter of the fixed plunger 140 is D3.
The areas F1 and F2 of the surfaces S1 and S2 are
F1 = π (D3) 2/ 4 Equation (1)
F2 = π {(D1) 2 − (D2) 2 } / 4 Formula (2)
And, in effect,
F1 = F2 Formula (3)
The dimensions of D1, D2, and D3 are set so that That is,
(D3) 2 = (D1) 2- (D2) Formula 2 (4)
It is.

このような受圧面積設定によって、圧力制御を要することなく、シリンダ縮退動作時の推力とシリンダ伸張動作時の推力とを等しくすることができる。また、試験機においては、縮退時、伸長時の推力を等しくすることによって、ロードセル700の容量を超えた試験力が負荷されることはなく、ロードセル700や油圧部品等の破損、供試体TPの破損を防止できる。   By setting the pressure receiving area as described above, the thrust during the cylinder retracting operation and the thrust during the cylinder extending operation can be made equal without requiring pressure control. In the testing machine, by making the thrust at the time of contraction and extension equal, the test force exceeding the capacity of the load cell 700 is not applied, the load cell 700 or hydraulic parts are damaged, the specimen TP Damage can be prevented.

シリンダチューブ110には、ロッド外圧力室C2に連通するポート112、シリンダチューブ110内の第2端部110B側のボトム室C3に連通するポート114が設けられている。さらに、固定プランジャ140には、ロッド内圧力室C1に連通する作動流体経路142が穿設され、シリンダチューブ110には、作動流体経路142に連通するポート116が設けられている。   The cylinder tube 110 is provided with a port 112 communicating with the rod external pressure chamber C2 and a port 114 communicating with the bottom chamber C3 on the second end 110B side in the cylinder tube 110. Further, the fixed plunger 140 is provided with a working fluid path 142 communicating with the in-rod pressure chamber C1, and the cylinder tube 110 is provided with a port 116 communicating with the working fluid path 142.

ポート112、116はサーボ弁200に接続され、サーボ弁200には、ポンプ210、タンク220が接続されている。サーボ弁200の切換え動作により、第1供給路FP1および第2供給路FP2を介して、ロッド内圧力室C1、ロッド外圧力室C2に作動流体が供給されるとともに、ロッド内圧力室C1、ロッド外圧力室C2から作動流体が排出される。   The ports 112 and 116 are connected to the servo valve 200, and a pump 210 and a tank 220 are connected to the servo valve 200. By the switching operation of the servo valve 200, the working fluid is supplied to the rod internal pressure chamber C1 and the rod external pressure chamber C2 through the first supply passage FP1 and the second supply passage FP2, and the rod internal pressure chamber C1, rod The working fluid is discharged from the external pressure chamber C2.

第1供給路FP1は、ポート116から、固定プランジャ140内の作動流体経路142を通過して、ロッド内圧力室C1に至る。ポート114はタンク220に接続され、ボトム室C3の容量の変化に応じて、漏れ出た作動流体が排出される。ポンプ210からサーボ弁200に至る管路にはリリーフ弁230が接続され、所定圧以上の作動流体をタンク220に排出することによって、管路の上限圧力を規制し、サーボ系の損傷を防止している。   The first supply path FP1 passes from the port 116 through the working fluid path 142 in the fixed plunger 140 to reach the rod pressure chamber C1. The port 114 is connected to the tank 220, and the leaked working fluid is discharged according to the change in the capacity of the bottom chamber C3. A relief valve 230 is connected to the pipe line from the pump 210 to the servo valve 200, and the upper limit pressure of the pipe line is regulated by discharging the working fluid having a predetermined pressure or higher to the tank 220, thereby preventing the servo system from being damaged. ing.

サーボ弁200は、コントローラ300からの信号により切り換わる3位置切換弁であり、図1の中立位置では、ロッド内圧力室C1、ロッド外圧力室C2はポンプ210およびタンクからブロックされている。   The servo valve 200 is a three-position switching valve that is switched by a signal from the controller 300. In the neutral position in FIG. 1, the rod internal pressure chamber C1 and the rod external pressure chamber C2 are blocked from the pump 210 and the tank.

サーボ弁200がイ位置に切り換わると、ロッド内圧力室C1はポンプ210に連通し、ロッド外圧力室C2はタンク220に連通する。これによって、シリンダ100は伸長動作する。一方、サーボ弁200がロ位置に切り換わると、ロッド内圧力室C1はタンク220に連通し、ロッド外圧力室C2はポンプ210に連通する。これによって、シリンダ100は縮退動作する。   When the servo valve 200 is switched to the A position, the rod internal pressure chamber C1 communicates with the pump 210, and the rod external pressure chamber C2 communicates with the tank 220. As a result, the cylinder 100 is extended. On the other hand, when the servo valve 200 is switched to the low position, the pressure chamber C1 in the rod communicates with the tank 220 and the pressure chamber C2 outside the rod communicates with the pump 210. As a result, the cylinder 100 is degenerated.

なお、片ロッド複動シリンダ100の作動流体としては、圧油、圧空、その他種々の流体を採用し得る。   Note that as the working fluid of the single rod double acting cylinder 100, pressurized oil, pressurized air, and other various fluids can be employed.

[試験機]
図3において、第1の実施形態の片ロッド複動シリンダ100を適用した試験機500では、基台600によって支持されたテーブル610下面に片ロッド複動シリンダ100が取り付けられている。
[testing machine]
In FIG. 3, in the testing machine 500 to which the single rod double acting cylinder 100 of the first embodiment is applied, the single rod double acting cylinder 100 is attached to the lower surface of the table 610 supported by the base 600.

テーブル610の上面には、一対の支柱620が立設され、支柱620には、図示しない油圧シリンダによりクロスヘッド630が昇降可能に支持されている。基台600、テーブル610、支柱620、クロスヘッド630によって、供試体TPに加える負荷の反力を負担する反力フレームが構成される。   A pair of support columns 620 are erected on the upper surface of the table 610, and a cross head 630 is supported on the support columns 620 by a hydraulic cylinder (not shown) so as to be movable up and down. The base 600, the table 610, the column 620, and the cross head 630 constitute a reaction force frame that bears a reaction force of a load applied to the specimen TP.

クロスヘッド630にはロードセル700を介して上つかみ具800が取り付けられ、上つかみ具800により供試体TPの上端部が把持されている。上つかみ具800の下方には下つかみ具820が設けられ、供試体TPの下端部は下つかみ具820により把持されている。   An upper grip 800 is attached to the crosshead 630 via a load cell 700, and the upper end of the specimen TP is gripped by the upper grip 800. A lower grip 820 is provided below the upper grip 800, and the lower end of the specimen TP is gripped by the lower grip 820.

片ロッド複動シリンダ100は、ピストンロッド120がテーブル610を貫通しつつ鉛直方向に伸縮可能となっており、ピストンロッド120の上端部に下つかみ具820が固定されている。   In the single rod double acting cylinder 100, the piston rod 120 can extend and contract in the vertical direction while passing through the table 610, and a lower grip 820 is fixed to the upper end portion of the piston rod 120.

片ロッド複動シリンダ100をサーボ弁200によって制御し、伸縮させることによって、下つかみ具820が昇降し、供試体TPに試験力が負荷される。
なお、片ロッド複動シリンダ100は両ロッドシリンダと異なり、ピストン130の下端面にピストンロッドが突設されないため、全長が短く、コンパクトに試験機を構成できる。
When the single rod double acting cylinder 100 is controlled by the servo valve 200 and expanded and contracted, the lower gripping tool 820 moves up and down, and a test force is applied to the specimen TP.
Unlike the double rod cylinder, the single rod double acting cylinder 100 does not project a piston rod on the lower end surface of the piston 130, so that the overall length is short and the testing machine can be configured compactly.

片ロッド複動シリンダ100の駆動量は変位センサ900により検出される。変位センサ900は、例えば、磁歪線を発生させるプローブ(図示省略)の周囲に磁石(図示省略)を設け、磁石に沿って非接触でプローブが移動することで、磁歪線上にねじり歪を発生させ、その歪の伝播時間を測定することによって磁石位置を測定する周知の磁歪式リニア変位センサである。磁石は、プローブを包囲するように、ピストンロッド120やピストン130等の可動部に固着される。   The driving amount of the single rod double acting cylinder 100 is detected by a displacement sensor 900. In the displacement sensor 900, for example, a magnet (not shown) is provided around a probe (not shown) that generates a magnetostrictive line, and the probe moves in a non-contact manner along the magnet, thereby generating a torsional strain on the magnetostrictive line. This is a known magnetostrictive linear displacement sensor that measures the position of the magnet by measuring the propagation time of the strain. The magnet is fixed to movable parts such as the piston rod 120 and the piston 130 so as to surround the probe.

なお、図3では、説明の都合上、変位センサ900を片ロッド複動シリンダ100の下端面に設けているが、実際は、上記構成に沿って適宜の箇所に設置される。また、変位センサ900の形式は上記のものに限定されない。   In FIG. 3, the displacement sensor 900 is provided on the lower end surface of the single rod double acting cylinder 100 for convenience of explanation, but in actuality, it is installed at an appropriate location along the above-described configuration. Moreover, the format of the displacement sensor 900 is not limited to the above.

ロードセル700によって検出された試験力信号と、変位センサ900によって検出された変位信号はコントローラ300に入力され、コントローラ300はこれらの入力信号に基づきサーボ弁200を制御し、片ロッド複動シリンダ100の駆動を制御する。   The test force signal detected by the load cell 700 and the displacement signal detected by the displacement sensor 900 are input to the controller 300, and the controller 300 controls the servo valve 200 based on these input signals, and the one-rod double-acting cylinder 100. Control the drive.

試験機を用いて疲労試験を行う場合、片ロッド複動シリンダ100を所定の周期で伸縮して、供試体TPに繰り返し荷重を与え、ロードセル700の出力が一定のサイン波となるようにサーボ弁200をフィードバック制御する。
−第2の実施形態−
When performing a fatigue test using a testing machine, the servo valve is adjusted so that the single rod double-acting cylinder 100 is expanded and contracted at a predetermined cycle, a load is repeatedly applied to the specimen TP, and the output of the load cell 700 becomes a constant sine wave. 200 is feedback-controlled.
-Second Embodiment-

以下、図2を参照して本発明による片ロッド複動シリンダの第2の実施形態について説明する。図中、第1の実施形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。   Hereinafter, a second embodiment of a single rod double acting cylinder according to the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, the same or corresponding parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

第2の実施形態は、第1供給路FP1を、固定プランジャ140内を通過させず、ピストンロッド120を通過するように形成したものである。   In the second embodiment, the first supply path FP1 is formed so as not to pass through the fixed plunger 140 but to pass through the piston rod 120.

図2において、ピストンロッド120には、ピストンロッド120軸心に沿って、ロッド内圧力室C1から第1端部110Aの方向に延びてシリンダチューブ110の外部に至る作動流体経路126が穿設され、さらに、ピストンロッド120には、シリンダチューブ110外部の側面に、作動流体経路126に連通するポート128が形成されている。   In FIG. 2, a working fluid path 126 extending from the in-rod pressure chamber C <b> 1 toward the first end 110 </ b> A and extending to the outside of the cylinder tube 110 is drilled in the piston rod 120 along the axial center of the piston rod 120. Furthermore, the piston rod 120 is formed with a port 128 communicating with the working fluid path 126 on the side surface outside the cylinder tube 110.

第1供給路FP1は、ポート128から、作動流体経路126を通過して、ロッド内圧力室C1に至る。   The first supply path FP1 passes from the port 128 through the working fluid path 126 to reach the rod pressure chamber C1.

すなわち、第1供給路FP1は、固定プランジャ140、ピストンロッド120のいずれを通過してもよい。   That is, the first supply path FP1 may pass through either the fixed plunger 140 or the piston rod 120.

本実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
(1)ロッド内圧力室C1の受圧面積と、ロッド外圧力室C2の受圧面積を等しくすることにより、圧力を制御することなく、縮退時、伸長時の推力を均一化し得る。
(2)片ロッド複動シリンダ100を適用した試験機500において、圧力を制御することなく、縮退時、伸長時の推力を均一化でき、さらに、サーボ弁200の故障等に起因した損傷を防止し得る。
According to the present embodiment, the following operational effects can be achieved.
(1) By making the pressure receiving area of the pressure chamber C1 in the rod equal to the pressure receiving area of the pressure chamber C2 outside the rod, the thrust at the time of degeneration and extension can be made uniform without controlling the pressure.
(2) In the testing machine 500 to which the single-rod double-acting cylinder 100 is applied, it is possible to equalize the thrust at the time of retraction and expansion without controlling the pressure, and further prevent damage due to the failure of the servo valve 200, etc. Can do.

(3)本発明による片ロッド複動シリンダ100は、復動式シリンダに比べると小型化を図ることができるが、その小型化を阻害することなく、また、回路や構成を複雑化することなく、すなわち、コストアップを伴うことなく、ピストン伸張動作時と縮退動作時の推力を等しくすることができる。 (3) The single rod double acting cylinder 100 according to the present invention can be reduced in size as compared with the reverse acting cylinder, but without hindering the downsizing and without complicating the circuit and the configuration. That is, the thrust during the piston extending operation and the retracting operation can be made equal without increasing the cost.

上記実施の形態では、シリンダ100を鉛直方向に伸縮する縦型の試験機として構成する例を説明したが、横型の試験機として構成することもできる。また、反力フレームを有さない耐久試験用加振機としても使用できる。また、本発明による片ロッド復動シリンダは、上記試験機以外の各種装置に使用することができる。さらに、受圧面S1とS2の面積F1,F2を等しくしてシリンダ伸張動作時およびシシリンダ縮退動作時の両推力を等しくしたが、片ロッド復動シリンダが使用される機器や装置が許容する範囲内であれば、上記両推力が一致しないものも本発明の技術的範囲内である。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の片ロッド復動シリンダおよびそのシリンダを用いた試験機に限定されない。   In the above-described embodiment, the example in which the cylinder 100 is configured as a vertical tester that expands and contracts in the vertical direction has been described. However, the cylinder 100 may be configured as a horizontal tester. It can also be used as a vibration tester for durability tests that does not have a reaction force frame. Further, the single rod return cylinder according to the present invention can be used in various devices other than the above-described testing machine. Further, the areas F1 and F2 of the pressure receiving surfaces S1 and S2 are made equal to make both thrusts during the cylinder extension operation and the cylinder retraction operation equal, but within the range allowed by the equipment or device in which the single rod return cylinder is used. If so, it is within the technical scope of the present invention that the two thrusts do not match. In other words, as long as the features and functions of the present invention can be realized, the present invention is not limited to the single rod return cylinder according to the embodiment and the testing machine using the cylinder.

C1 ロッド内圧力室
C2 ロッド外圧力室
FP1 第1供給路
FP2 第2供給路
S1、S2 受圧面
100 片ロッド複動シリンダ
110 シリンダチューブ
110A 第1端部
110B 第2端部
120 ピストンロッド
130 ピストン
140 固定プランジャ
C1 Rod inner pressure chamber C2 Rod outer pressure chamber FP1 First supply path FP2 Second supply path S1, S2 Pressure receiving surface 100 Single rod double acting cylinder 110 Cylinder tube 110A First end 110B Second end 120 Piston rod 130 Piston 140 Fixed plunger

Claims (4)

  1. 第1端部および第2端部を有するシリンダチューブと、
    前記シリンダチューブの第1端部を封止的かつ摺動可能に貫通するとともに、前記第2端部に向かって開口するロッド内圧力室用空所を設けたピストンロッドと、
    前記シリンダチューブ内でピストンロッドの端部に設けられ、かつ前記シリンダチューブ内面に封止的に摺接することによって、前記第1端部の間でピストンロッド周囲にロッド外圧力室を形成するピストンと、
    前記シリンダチューブの内部で前記第2端部から前記ピストンロッドに向かって突設され、かつ前記ロッド内圧力室用空所に封止的かつ摺動可能に嵌入されロッド内圧力室を形成する固定プランジャと、
    前記ロッド内圧力室に作動流体を供給する第1供給路と、
    前記ロッド外圧力室に作動流体を供給する第2供給路とを備え、
    前記ロッド外圧力室の受圧面積は、前記ロッド内圧力室の受圧面積と等しいことを特徴とする片ロッド複動シリンダ。
    A cylinder tube having a first end and a second end;
    A piston rod that penetrates the first end of the cylinder tube in a sealing and slidable manner, and that is provided with a space for the pressure chamber in the rod that opens toward the second end;
    A piston that is provided at an end of a piston rod in the cylinder tube and forms a rod external pressure chamber around the piston rod between the first ends by sealingly slidingly contacting the inner surface of the cylinder tube; ,
    A fixed portion that protrudes from the second end toward the piston rod inside the cylinder tube and is fitted in the pressure chamber space in the rod in a sealing and slidable manner to form a pressure chamber in the rod. A plunger,
    A first supply path for supplying a working fluid to the pressure chamber in the rod;
    A second supply path for supplying a working fluid to the pressure chamber outside the rod,
    A single rod double acting cylinder, wherein the pressure receiving area of the rod outer pressure chamber is equal to the pressure receiving area of the rod inner pressure chamber.
  2. 請求項1記載の片ロッド複動シリンダにおいて、
    前記第1供給路は、前記固定プランジャを通過するように形成されていることを特徴とする片ロッド複動シリンダ。
    In the single rod double acting cylinder according to claim 1,
    The single rod double acting cylinder, wherein the first supply path is formed to pass through the fixed plunger.
  3. 請求項1記載の片ロッド複動シリンダにおいて、
    前記第1供給路は、前記ピストンロッドを通過するように形成されていることを特徴とする片ロッド複動シリンダ。
    In the single rod double acting cylinder according to claim 1,
    The one-rod double acting cylinder, wherein the first supply path is formed to pass through the piston rod.
  4. 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の片ロッド複動シリンダと、
    作動流体源から前記第1供給路および前記第2供給路への作動流体の供給を制御するサーボ弁と、
    前記片ロッド複動シリンダを介して供試体に負荷される試験力および前記供試体の変位のいずれかを検出する検出手段と、
    前記検出手段の検出結果にしたがって前記サーボ弁を駆動制御する制御手段とを備えることを特徴とする試験機。
    The single rod double acting cylinder according to any one of claims 1 to 3,
    A servo valve for controlling the supply of the working fluid from the working fluid source to the first supply path and the second supply path;
    Detecting means for detecting either the test force applied to the specimen via the single rod double acting cylinder or the displacement of the specimen;
    And a control unit that drives and controls the servo valve according to a detection result of the detection unit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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