JP2010261487A - 流体圧シリンダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ピストン・ロッドの中間停止位置を簡単な操作で変更設定できる流体圧シリンダ装置を提供する。
【解決手段】小径ピストン11のロッド12に大径フリーピストン15が外嵌摺動するピストン-ロッド構成とし、シリンダチューブ17は大径フリーピストン15の内嵌摺動区間と調整作動部30に外嵌する区間とからなる。調整作動部30は筒部31と桿部32からなり、筒部31は小径ピストン11を内嵌させると共に、後端側外周面の雄ねじ35に環状の調整操作部39の雌ねじ40が螺合しており、桿部32はヘッドカバー42の孔に内嵌貫通している。ヘッドカバー42は調整操作部39をシリンダチューブ17との間に挟装し、調整操作部39の外側でスペーサを介してシリンダチューブ17に連結されている。調整操作部39の回動によって移動する調整作動部30の筒部31の前端面がロッド12の中間停止位置となる。
【選択図】図１

Description

本発明は流体圧シリンダ装置に係り、ピストン・ロッドを両ストローク端だけでなく中間位置でも正確に停止させる機能を備えたシリンダ装置の改良的構成に関する。

射出成形においては一対の金型間に形成されたキャビティ内にバルブゲートを介して溶融樹脂を注入するが、従来からバルブゲートの開放／閉鎖を行う可動ピン（バルブピン）の駆動には流体圧シリンダ装置が用いられている。

すなわち、溶融樹脂のキャビティ内への注入時には可動ピンを引き込んでバルブゲートを開放させ、注入が完了すると可動ピンを突き出させてバルブゲートを閉じるが、溶融樹脂の大きな注入圧力に抗して可動ピンを正確に動作させる必要があるために流体圧シリンダ装置が適用される。

そして、この種の流体圧シリンダ装置は金型内部に直接構成されるか又はユニットとして組み込まれるため、簡素で小型であると共に、強力な駆動力が得られることが必要であり、下記特許文献１の「バルブゲート装置のピン駆動装置」では、単一のロッドに２つのピストンを設け、それぞれのピストンが隔壁部によって独立させた各シリンダ室内を作動するように構成し、各シリンダ室の前方シリンダ室同士及び後方シリンダ室同士をそれぞれ連通路で接続させたものが開示されている。

また、下記特許文献２の「射出成形金型」では、外側シリンダロッドの内部にシリンダ室を構成して内側シリンダロッドを内装せしめ、可動ピンに外側シリンダロッドと内側シリンダロッドの前進力の合力が作用するように構成したものが開示されている。
尚、前記の各特許文献に開示されている流体圧シリンダ装置は金型内部に直接構成されるタイプのものであるが、当然にシリンダ装置ユニットとして同様の機能のものを構成することもできる。

特開２０００−２５０７２号公報 特開２００２−２１０７８８号公報

ところで、前記のように射出成形ではバルブゲートの開放／閉鎖によって溶融樹脂のキャビティ内への注入／停止を行っているが、注入開始時に開放させて終了時に閉鎖させるという単純な開閉制御だけでなく、注入の開始から終了までの間に所定のタイミングでバルブゲートの開放／閉鎖を繰り返すような制御を行うことが少なくなく、それにより樹脂製品の仕上がり具合が向上する。
たとえば、一つのキャビティに対する溶融樹脂の注入口が複数ある場合において、キャビティ内での溶融樹脂の流れを考慮しながらそれぞれの注入口からタイミングを見計らって一定時間分の注入を何度か行う制御により、良好な樹脂製品を得られることは経験的に知られている。

そして、更なる現場的要望として、前記のようにバルブゲートの開放／閉鎖という２状態だけでなく、中間開放状態も設定できれば様々な射出成形条件に応じたきめ細かな溶融樹脂の注入制御が可能になり、更に樹脂製品の仕上がり具合の良化が見込めることから、バルブゲートの中間開放状態も設定可能とする流体圧シリンダ装置の適用が検討されている。

この中間開放状態を設定できる流体圧シリンダ装置としては、従来からピストン・ロッドを中間位置で停止することが必要とされる各種用途に利用されているものであるが、図１３（ａ）に示すような構成の流体圧シリンダ装置を適用できる。
具体的には、小径ピストン101とそのロッド102、前記ロッド102に外嵌して摺動する大径フリーピストン103、及び前記小径ピストン101の移動区間と前記大径フリーピストン103の移動区間とが連続したシリンダ室が形成されているシリンダ本体104を備え、シリンダ本体104の外部から前記シリンダ室における大径フリーピストン103の前進限位置と前記各ピストン101,103の移動区間の境界位置と小径ピストン101の後退限位置にそれぞれ通じる作動流体の給排ポート105,106,107が形成されている流体圧シリンダ装置100が適用される。
そして、給排ポート105には４ポート２位置切換弁108を介して、給排ポート106,107に対しては４ポート３位置切換弁109を介して、それぞれ作動流体の供給源（図示せず）とドレーン回路（図示せず）が接続されて、作動流体の給排制御が行われる。
尚、バルブゲートを開放／閉鎖するための可動ピン110はロッド102に挿通させて螺着固定されている。

前記流体圧シリンダ装置の作動状態は図１３（ａ）〜（ｅ）に示される。
先ず、図１３（ａ）の状態では、切換弁108を給排ポート105が作動流体の供給状態となるように設定し、また切換弁109については給排ポート106が作動流体の供給状態となり、給排ポート107がドレーン状態となるように設定して、大径フリーピストン103と小径ピストン101を後退限位置にロックさせているが、その状態から、切換弁108はそのままにして、切換弁109を給排ポート106がドレーン状態に、給排ポート107が作動流体の供給状態になるように切り換えると、図１３（ｂ）に示すように小径ピストン101が前進して大径フリーピストン103に当接するまで移動する。
そして、その時点では大径フリーピストン103に係る前方シリンダ室111が作動流体の供給状態になっているため、大径フリーピストン103はその後退限を規定するシリンダ室の段差部分112に押し付けられており、小径ピストン101は大径フリーピストン103との当接によって停止せしめられ、小径ピストン101はその停止位置でロックされる。

次に、小径ピストン101の停止状態において、切換弁109をそのままにして、切換弁108を給排ポート105がドレーン状態になるように切り換えると、大径フリーピストン103に係る前方シリンダ室111の圧力が低下し、小径ピストン101に係る前方シリンダ室はドレーン状態に、後方シリンダ室は作動流体の供給状態になっているため、大径フリーピストン103のロック状態は解除されて、図１３（ｃ）に示すように大径フリーピストン103と小径ピストン101が一緒にシリンダ室内を前進限まで移動する。
また、この前進限まで移動した状態では給排ポート105,106がドレーン状態で給排ポート107が作動流体の供給状態にあることから、大径フリーピストン103と小径ピストン101はその前進限位置でロックされる。

逆に、ロッド102を前進限から後退させるには、図１３（ｄ）に示すように、切換弁109をニュートラル状態（給排ポート106,107が共にドレーン状態）とし、切換弁108を作動流体の供給状態とする。
すると、小径ピストン101に係る前方シリンダ室と後方シリンダ室は共にドレーン状態となるために小径ピストン101は自由に移動でき、一方、大径フリーピストン103についてはその前方シリンダ室111が作動流体の供給状態に、後方シリンダ室がドレーン状態となるため、大径フリーピストン103は小径ピストン101を伴ってシリンダ室の段差部分112に当接する後退限まで移動する。

また、大径フリーピストン103が段差部分112に当接した段階で、切換弁108はそのままにして、切換弁109を給排ポート106が作動流体の供給状態となり、給排ポート107がドレーン状態となるように切り換えると、図１３（ｅ）に示すように小径ピストン101が後退限まで後退して元の状態［図１３（ａ）］に戻る。

以上から、この流体圧シリンダ装置では、切換弁108,109の切り換え制御により、小径ピストン101とロッド102を後退限でのロック状態［図１３（ａ）］と、中間位置での停止・ロック状態［図１３（ｂ）］と、前進限でのロック状態［図１３（ｃ）］とをそれぞれ実現でき、ロッド102に固定された可動ピン110でバルブゲートを制御することにより、バルブゲートに対して開放／中間開放／閉鎖の３状態を持たせることができる。

ところで、図１３の流体圧シリンダ装置によると前記のとおりバルブゲートの中間開放状態を実現できるが、その開放の度合いは図１３（ｂ）におけるロッド102の停止・ロック位置に対応することは当然である。
一方、上記のように射出成形における溶融樹脂の注入制御は金型の構成等の具体的条件によって様々に変化するものであり、バルブゲートを中間開放状態とする場合の最適な開放率も前記具体的条件により異なることは当然である。

しかしながら、図１３の流体圧シリンダ装置ではロッド102を常に一定の中間位置でしか停止・ロックできないため、射出成形条件に応じて個別に中間停止位置を設定したバルブゲート制御用の流体圧シリンダ装置を用意する必要がある。
尤も、構造上ではシリンダチューブの変更（段差112の位置を変更）だけで足りるために、段差112の位置が異なる多数のシリンダチューブを用意しておいて交換対応するという方法も考えられるが、実際には極めて非現実的である。
一方、溶融樹脂の単位時間当たりの注入量をどのタイミングでどの程度に制御すれば良好な樹脂製品が得られるかは、従来から殆ど現場的・経験的な考察に頼っているため、もし事前にバルブゲートを様々な開放率に設定した実験を行って樹脂製品が最良の仕上がりとなる開放率が求まり、その最適設定条件でそのまま商品の生産へ移行できるとすれば極めて都合が良い。

本発明は、前記問題点に鑑みて創作されたものであり、ピストン・ロッドを両ストローク端だけでなく中間位置でも停止・ロックできる流体圧シリンダ装置において、その中間位置を簡単な操作で自由に変更調整できるようにし、以って、射出成形におけるバルブゲート制御に最適な流体圧シリンダを提供することを目的とする。

本発明は、一体で作動する小径ピストンとロッドからなるピストン−ロッドユニットと、前記小径ピストンより大きい外径を有する環状体であり、前記ロッドに外嵌して摺動する大径フリーピストンと、前記小径ピストンが内嵌して摺動する筒部と前記筒部の後端面に筒軸と平行に立設形成された桿部とからなり、前記筒部の前端側一定区間の外径が前記大径フリーピストンの外径より小さく形成されており、前記筒部の後端側一定区間の外周面に雄ねじが形成されており、前記筒部の中間の一定区間の外周面が最大外径部分として形成されていると共に、前記筒部の前端面に切欠を形成するか又は前端面近傍に外周側と内周側を連通させる孔を形成した調整作動部と、内周面に前記調整作動部の雄ねじと螺合する雌ねじが形成された環状体であり、前記調整作動部の筒部に螺嵌される調整操作部と、前記大径フリーピストンが内嵌して摺動できるシリンダ室区間と、前記調整作動部の最大外径部分が内嵌して摺動できる案内区間とが形成されていると共に、外部から前記シリンダ室区間の前端位置へ通じる第１の給排路と前記案内区間の前端位置へ通じる第２の給排路がそれぞれ形成されているシリンダチューブと、前記ロッドを貫通させて前記シリンダチューブの前端側を閉じるロッドカバーと、前記調整作動部の筒部に後端側から内嵌して前記小径ピストンの後方シリンダ室を画すると共に、前記調整作動部を摺動自在に保持する軸柱部と前記調整作動部の桿部が嵌入して摺動する孔又は前記桿部の後退限に対応する深さの深穴が形成されている端板部とからなり、外部から前記軸部の前端面へ通じる第３の給排路が形成されているヘッドカバーと、前記シリンダチューブの後端面と前記ヘッドカバーの端板部を前記調整操作部の厚さより僅かに大きい間隔に保ち、且つ前記シリンダチューブと前記ヘッドカバーの相対的回転を拘束するように、前記調整操作部の外周面より外側において前記シリンダチューブと前記ヘッドカバーを連結する連結機構とを具備したことを特徴とする流体圧シリンダ装置に係る。

本発明によれば、第１の給排路を作動流体の供給状態として大径フリーピストンを調整作動部の筒部の前端面に当接した後退限に位置させ、また第２の給排路を作動流体の供給状態、第３の給排路をドレーン状態としてピストン−ロッドユニットを小径ピストンがヘッドカバーの軸柱部に当接する後退限に位置させておき、その状態から、第３の給排路を作動流体の供給状態に、第２の給排路をドレーン状態に切り換えると、ピストン−ロッドユニットが前進する。
その場合、小径ピストンと大径フリーピストンとの間にある作動流体は調整作動部の筒部に形成されている切欠又は孔を通じて筒部の前端側一定区間の外側へ流出した後、第２の給排路へ流出する。
ピストン−ロッドユニットは小径ピストンが大径フリーピストンに当接するまで前進して停止する。
そして、その停止状態から、第１の給排路をドレーン状態に切り換えると、ピストン−ロッドユニットは大径フリーピストンと一緒に前進限位置まで移動する。
逆に、大径フリーピストンとピストン−ロッドユニットが前進限位置にある状態で、第１の給排路を作動流体の供給状態とし、第２の給排路と第３の給排路をドレーン状態として大径フリーピストンを後退限位置へ戻した後、第２の給排路を作動流体の供給状態とするとピストン−ロッドユニットも後退限位置まで戻り、全大径フリーピストンとピストン−ロッドユニットの双方が元の位置に戻る。
尚、この過程においても、大径フリーピストンと小径ピストンの間の作動流体の流出／流入は、調整作動部の筒部に形成されている切欠又は孔を通じて行われる。

ところで、ピストン−ロッドユニットの停止位置は大径フリーピストンが当接している調整作動部の前端面の位置に相当するが、本発明ではその位置を移動させることができる。
調整操作部を回動させると、（１）調整操作部の内周面の雌ねじと調整作動部の筒部の雄ねじとが螺合関係にあること、（２）調整作動部の桿部とそれが嵌入して摺動するヘッドカバー側の孔又は深穴とが調整作動部の回動に関して係合関係にあること、（３）連結機構により、ヘッドカバーとシリンダチューブは調整操作部の厚さより僅かに大きい間隔に保たれており、且つ相対的に回転できない拘束関係にあることに基づいて、調整作動部が調整操作部の回動角度に応じて前進又は後退する。
したがって、調整操作部を回動させるだけで、ストローク途中でのロッドの停止位置を任意に設定することができる。
尚、本発明の流体圧シリンダ装置に用いる作動流体は、油に限らず、エアーであってもよい。

本発明の連結機構としては、前記シリンダチューブの横断面形状と前記ヘッドカバーの平面形状を方形とし、前記調整操作部の外周面より外側における前記シリンダチューブと前記ヘッドカバーの４隅の対向面間に前記調整操作部の厚さより僅かに長い管状スペーサをそれぞれ介在させて、４本の各ボルトを前記ヘッドカバーに穿設された孔から前記管状スペーサの管内を通して前記シリンダチューブの端面に形成したねじ孔に締着することにより、前記シリンダチューブと前記ヘッドカバーを連結する機構を採用すると、装置を大型化することなく合理的に機構を組み込むことができる。

また、前記ヘッドカバーの端板部における前記調整操作部の側面に対応する位置にねじ孔を形成し、前記ねじ孔にねじを締着することにより前記調整操作部の回動位置をロックするようにすれば、大径フリーピストンの衝突や押圧力によって調整操作部が移動してピストン−ロッドユニットの停止位置が変化してしまうことを防止できる。

また、調整操作部の外周面に一定深さの穴を周方向に沿って所定間隔で形成しておけば、その穴に棒材を差し込んで、それをレバーとして調整操作部を回動させることができるため、調整作業が容易になる。

更に、前記調整作動部の桿部の長さを、前記調整作動部が最も前方に位置する場合においても前記ヘッドカバーの端板部の孔を貫通する長さに設定しておけば、ヘッドカバーからの桿部の突き出し長さを計測又は目視することによりピストン−ロッドユニットの停止位置を確認できる。

本発明は、小径ピストンとロッドからなるピストン−ロッドユニットと大径フリーピストンを用いてピストン−ロッドユニットを工程の中間位置で停止させる流体圧シリンダ装置において、停止位置を簡単な調整操作で変更設定できるようにし、その利便性と用途の拡張を実現する。
特に、射出成形におけるバルブゲートの駆動制御に適用することにより、バルブゲートを開放／閉鎖だけでなく所要の中間的開放状態を高精度に設定して良好な樹脂製品を得ることを可能にする。

本発明の実施形態に係る油圧シリンダ装置の軸断面図と同装置を作動させるための油圧回路図である。 油圧シリンダ装置の平面図である。 油圧シリンダ装置の左側面図（ロッドカバー側の側面）である。 油圧シリンダ装置の右側面図（ヘッドカバー側の側面）である。 シリンダチューブの左側面図（ａ）と正面図（ｂ）である。 調整作動部の右側面図（ａ）と同図におけるＦ-Ｆ矢視断面図である。 調整操作部の左側面図（ａ）と同図におけるＦ-Ｆ矢視断面図である。 図１におけるＡ-Ａ矢視断面図である。 図１におけるＢ-Ｂ矢視断面図である。 図１におけるＣ-Ｃ矢視断面図である。 図４におけるＤ-Ｄ矢視断面図である。 図４におけるＥ-Ｅ矢視断面図である。 従来の流体圧シリンダ装置の構成と作動状態を示す断面図及び油圧回路図である。

以下、本発明の実施例に係る油圧シリンダ装置を図１から図１２に基づいて詳細に説明する。
先ず、図１は射出成形におけるバルブゲートを開閉制御する油圧シリンダ装置の軸断面図とその装置を作動させるための油圧回路図であり、図２は油圧シリンダ装置の平面図、図３はロッドカバー側から見た図である左側面図、図４はヘッドカバー側から見た図である右側面図である。
図１において、11は小径ピストン、12はロッドであり、それらは一体成形された両ロッド形のピストン−ロッドユニット10として構成されており、ロッド12はバルブゲート開閉用の可動ピン（図示せず）を内嵌挿着させるために軸方向に貫通孔13が形成されており、またロッド12にはその後端部に形成された雌ねじ部14によって可動ピンの後端部を螺着・固定できるようになっている。
そして、ピストン−ロッドユニット10の前方側のロッド12には大径フリーピストン15が外嵌して摺動するようになっており、大径フリーピストン15の外径は小径ピストンの外径より大きくなっている。

次に、16はロッドカバーであり、17はシリンダチューブである。
ロッドカバー16は前方側のロッド12を内嵌させて摺動自在に保持するスリーブ部とリテーナ部とから構成されている。
シリンダチューブ17には、大径フリーピストン15が内嵌して摺動できるシリンダ室区間18と後記の調整作動部30の最大外径部分が内嵌して摺動できる案内区間19とが形成されており、シリンダ室区間18の前端位置に通じる給排ポート20と、案内区間19の前端位置に通じる給排ポート21とがそれぞれ形成されている。
したがって、シリンダチューブ17の内径はシリンダ室区間18と案内区間19とで異なっており、この実施形態ではシリンダ室区間18の内径よりも案内区間19の内径の方が大きくなっている。
このようにシリンダ室区間18と案内区間19とで内径に差があると、その内径の相違による段差部分に後記の調整作動部30に対する前進限ストッパーとしての機能を持たせることができて都合がよいが、小径ピストン12の外径が小さい場合には必ずしも前記の大小関係にする必要はなく、ストッパーとしての機能を別の方式で持たせて、逆の大小関係又は同一の内径にすることも可能である。

また、図３に示すようにロッドカバー16のリテーナ部の平面形状が方形であるのに対し、図５に示すようにシリンダチューブ17の前端側一定区間の外形は方形から４隅部分を切除した８角形の形状になっており、図３及び図５に示すように、シリンダチューブ17の前端面に形成した８個のねじ孔22を用いて、８本のボルト23によりロッドカバー16をシリンダチューブ17に締着・固定させている。
一方、ロッドカバー16の四隅部分に形成されている孔24は、シリンダチューブ17の４隅部分が切除されていることを利用して、この油圧シリンダ装置を金型（図示せず）へ４本のボルトで固定させるためのものである。
尚、図３及び図５における25,26はシリンダチューブ17の肉厚内に形成されている通水路であり、図１と図３に示すように、ロッドカバー16に形成されている通水路27,28,29に連通させて装置の冷却を行うようになっている。

次に、30は調整作動部であり、図６に示すような形状を有し、ピストン−ロッドユニット10の小径ピストン11が内嵌して摺動する筒部31とその筒部31の後端面に筒軸と平行に立設形成された４本の桿部32とで構成されている。
そして、筒部31については、その前端側一定区間33の外径が大径フリーピストン15の外径より小さく形成されており、後端側一定区間34の外周面には雄ねじ35が形成されており、また各区間33,34の中間にある一定区間36の外周面が最大外径部分として形成されていると共に、同区間36には周方向へパッキン用の溝37が形成されている。
更に、筒部31の前端面には中心角で９０°毎に切欠38が施されており、前端面が大径フリーピストン15に当接していても内周側と外周側との間に流路が確保できるようになっている。

図１に戻って、調整作動部30は、筒部31の内周面を小径ピストン11に外嵌させると共に、筒部31の最大外径部分である区間36（溝37のパッキンでシール）をシリンダチューブ17の案内区間19に内嵌させているが、後端側の区間34の雄ねじ35［図６（ｂ）も参照］には調整操作部39が螺着されている。
ここに、調整操作部39は、図７に示すように環状体であり、その内周面に調整操作部39の後端側一定区間34の雄ねじ35に螺合する雌ねじ40が形成されており、また外周面には周方向に沿って中心角にして２２.５°間隔で一定深さの穴41が形成されている。
尚、筒部31の前端側一定区間33の外径は、前記のように大径フリーピストン15の外径より小さいため、当然にシリンダチューブ17のシリンダ室区間18の内径よりも小さくなっている。

そして、図１に示すようにヘッドカバー42が調整操作部39をシリンダチューブ17の後端面との間に挟装する態様で取り付けられているが、通常のシリンダ装置におけるヘッドカバーとは異なる構成と機能を備えている。
先ず、ヘッドカバー42は軸柱部43と端板部44とからなり、軸受部分に螺着したブッシュ45によってピストン−ロッドユニット10の後方側のロッド12と軸柱部43との間にシール機構を持たせてロッド12を後方へ貫通させている。

軸柱部43については、シリンダチューブ17に内嵌するのではなく、調整作動部30の筒部31に後端側から内嵌して小径ピストン11の後方シリンダ室を画すると共に、パッキンによるシール機構を介在させて調整作動部30を内側から摺動自在に保持する機能を備えている。
端板部44については、図４に示すように、シリンダチューブ17の後端面と同様に平面形状が方形であり、調整作動部30の桿部32が嵌入して摺動する孔46が形成されていると共に、図２及び図４に示すように、４隅部分にボルト用の孔47が穿設されており、その各孔47の位置はシリンダチューブ17の後端面の４隅に形成されているねじ孔48（図２及び図５を参照）の位置に対応している。
また、端板部44における調整操作部39との対向領域（円環状領域）には中心角にして９０°間隔でねじ孔49が形成されている。
尚、図１に示されるように、端板部44の側面には給排ポート50が形成されており、同給排ポート50は端板部44と軸柱部43の内部に形成されている流路51を介して軸柱部43の前端面に連通している。

そして、図２及び図４に示すように、ヘッドカバー42とシリンダチューブ17とは、ヘッドカバー42側の４隅部分の孔47とシリンダチューブ17側の４隅部分のねじ孔48の間に管状スペーサ52を介在させ、ボルト53のねじ部を孔47から管状スペーサ52の内部を貫通させてねじ孔48に締着させることにより連結されるが、この連結機構で用いられる管状スペーサ52は調整操作部39の厚さよりも僅かに長く設定してあるため、ボルト53の締着により調整操作部39が回動できなくなることはない。
この構成は図１におけるＡ-Ａ矢視断面図である図８も参照すると理解しやすく、この実施形態では管状スペーサ52を完全な円管とせずに、調整操作部39と抵触する部分が切り欠かれている。

この連結機構によると、調整操作部39を回動自在としながらヘッドカバー42とシリンダチューブ17の間隔を固定すると共に、ヘッドカバー42とシリンダチューブ17が相対的に回転できない拘束関係が成立していることになる。
一方、調整作動部30の各桿部32がヘッドカバー42の各孔46に嵌入して摺動する条件によって、調整操作部39は軸方向への移動は可能であるが回動が拘束されるようになっている。
その結果、調整操作部39を回動させると、その回動角度に応じて調整作動部30を前進／後退させることができる。
そして、その回動操作に際しては、図８に示すように、調整操作部39の外周面の対称位置に形成されている孔41に適当な棒材54を差し込んで回動させるようにすれば作業が容易になる。

次に、調整操作部39の雌ねじ40と調整作動部30の雄ねじとの螺合関係はそれほど大きなリード角によるものではないが、大径フリーピストン15が調整作動部30の筒部31の前端面に当たると調整操作部39が回転して調整作動部30の位置がずれる可能性がある。
そのため、この実施形態ではヘッドカバー42の端板部44に形成してあるねじ孔49にボルト55を締着して調整操作部39の回転止めを行うことにより、調整作動部30が確実に固定されて移動しないようにしている。
尚、ボルト55には予め弛緩止め用ナット56を螺着させておき、ボルト55を締着した後にナット56でロックしておくことが望ましい。

図９は図１におけるＢ-Ｂ矢視断面図であるが、シリンダチューブ17のシリンダ室区間18に内嵌している大径フリーピストン15と調整作動部30（区間33）と小径ピストン11の径方向の関係を示し、前記のように調整作動部30の前端側一定区間33の外径は大径フリーピストン15の外径よりも小さく設定されており、調整作動部30が前進した際に調整作動部30の前端面がシリンダチューブ17のシリンダ室区間18へ進入し得るようになっている。

その他に、図１だけでは理解しづらい油圧シリンダ装置の細部の構造に関して、図１０から図１２で明らかにしておく。
図１０は図１におけるＣ-Ｃ矢視断面図であるが、シリンダチューブ17とロッドカバー16に形成された水冷用の通水路25-27,28-26の配置を明らかにする。
図１１は図４におけるＤ-Ｄ矢視断面図であるが、調整作動部30の筒部31と桿部32の装置内での組み込み態様を明らかにする。
図１２は図４におけるＥ-Ｅ矢視断面図であるが、ボルト55がヘッドカバー42のねじ孔49に螺合して調整操作部39の側面を押圧するように締着せしめられており、ナット56で弛緩止めがなされている状態を明らかにする。

再び図１に戻って、この実施形態の油圧シリンダ装置も図１３に示した従来の流体圧シリンダ装置と同様の油圧回路（４ポート２位置切換弁108と４ポート３位置切換弁109）を用いて作動油供給源200からの各ポート20,21,50に対する作動油の給排制御がなされ、油圧シリンダ装置を作動させるための各切換弁108,109の切換え方も図１３で説明した手順と同様であるため、ここでは詳細な説明は省略する。
この実施形態の油圧シリンダ装置においては、図１３の流体圧シリンダ装置と異なり、前記のように調整操作部39を回動させることにより調整作動部30の筒部31の前端面を前後方向へ移動させることができ、それによって大径フリーピストン15の後退限位置を変更することができる。

そして、図１に示す状態、即ち、大径フリーピストン15とピストン−ロッドユニット10とが後退限にあるロック状態（大径フリーピストン15は調整作動部30の筒部31の前端面に当接している）から切換弁108を作動油の供給状態とし、切換弁109を給排ポート50が作動油の供給状態で給排ポート21がドレーン状態となるように設定すると、小径ピストン11が調整作動部30内を大径フリーピストン15と当接するまで前進してロッド12が突き出される。
この時、大径フリーピストン15は調整作動部30の筒部31の前端面に押し付けられているが、小径ピストン11の前方シリンダ室に相当する大径フリーピストン15と小径ピストン11の間にある作動油は筒部31の前端面に形成されている切欠38（図６参照）を流通して給排ポート21からドレーン回路へ排出されるため、ピストン−ロッドユニット10の前進が妨げられることはない。

次に、小径ピストン11が大径フリーピストン15と当接すると、大径フリーピストン15の受圧面積の方が小径ピストン11の受圧面積より大きいため、ピストン−ロッドユニット10はその位置で停止してロックされる。
即ち、調整操作部39を回動させて調整された調整作動部30の前端面位置で停止することになる。
また、更にロッド12を突き出すには切換弁108をドレーン状態に切り換えればよく、それによってピストン−ロッドユニット10は前記停止状態が解除されて大径フリーピストン15と共に前進する。
そして、大径フリーピストン15がロッドカバー16に当接した前進限でロッド12の最大突き出し状態となり、ピストン−ロッドユニット10はその状態でロックされる。

また、大径フリーピストン15とピストン−ロッドユニット10を元の後退限まで戻すには、切換弁108を作動油の供給状態に、切換弁109をニュートラル状態にそれぞれ切り換えて大径フリーピストン15を調整作動部30の筒部31の前端面と当接する後退限まで戻し、その段階で、給排ポート21を作動油の供給状態に、給排ポート50をドレーン状態になるように切換弁109を切り換えればよい。
尚、小径ピストン11の後退過程においても、調整作動部30の筒部31の前端面に形成されている切欠38が小径ピストン11の前方シリンダ室に対して作動油を円滑に流入させる。

このように、この実施形態の油圧シリンダ装置では、調整操作部39の回動操作によってピストン−ロッドユニット10の停止位置を調整変更でき、またその位置がずれないようにボルト55でロックすることができるため、射出成形におけるバルブゲートの中間的開放状態を高精度に設定することが可能になる。
そして、調整作動部30の桿部32がヘッドカバー42の孔46を貫通して後端面より突出しているため、その突出量を確認することで前記停止位置を容易に知ることができる。
尤も、必ずしも調整作動部30の桿部32を前記のように後端面から突出させておく必要はなく、ヘッドカバー42に形成する孔を貫通させずに桿部32のストローク量に対応した深穴とし、単に調整作動部30の桿部32の回動方向に対する係止要素としてのみ機能させるようにしてもよい。

その他、この実施形態では調整作動部30の筒部31の前端面が大径フリーピストン15と当接した状態での作動油の流路を前記筒部31の前端面に形成されている切欠38で確保させているが、切欠38とせずに、前端面の近傍に内周側と外周側とを連通させる孔を形成しておくようにしてもよい。
また、この実施形態ではピストン−ロッドユニット10が両ロッド形であるが、片ロッド形のものであってもよく、その場合にはヘッドカバー42にブッシュ45を設ける必要はなく、軸柱部43が閉じた構成となる。

本発明は、射出成形におけるバルブゲートの作動制御（可動ピンの前進／後退）等に用いられる油圧シリンダ装置のように、ピストン・ロッドを工程中の所定位置で正確に停止させることが要求される流体圧シリンダ装置に適用できる。

10…ピストン−ロッドユニット、11…小径ピストン、12…ロッド、13…貫通孔、14…雌ねじ部、15…大径フリーピストン、16…ロッドカバー、17…シリンダチューブ、18…シリンダ室区間、19…案内区間、20,21…給排ポート、22…ねじ孔、23…ボルト、24…孔、25,26,27,28,29…通水路、30…調整作動部、31…筒部、32…桿部、33…前端側一定区間、34…後端側一定区間、35…雄ねじ、36…中間区間、37…パッキン用の溝、38…切欠、39…調整操作部、40…雌ねじ、41…穴、42…ヘッドカバー、43…軸柱部、44…端板部、45…ブッシュ、46…孔、47…孔、48…ねじ孔、49…ねじ孔、50…給排ポート、51…流路、52…管状スペーサ、53…ボルト、54…棒材、55…ボルト、56…弛緩止め用ナット、100…流体圧シリンダ装置、101…小径ピストン、102…ロッド、103…大径フリーピストン、104…シリンダ本体、105,106,107…給排ポート、108…４ポート２位置切換弁、109…４ポート３位置切換弁、110…可動ピン、111…前方シリンダ室、112…段差部分。

Claims (5)

1. 一体で作動する小径ピストンとロッドからなるピストン−ロッドユニットと、
   前記小径ピストンより大きい外径を有する環状体であり、前記ロッドに外嵌して摺動する大径フリーピストンと、
   前記小径ピストンが内嵌して摺動する筒部と前記筒部の後端面に筒軸と平行に立設形成された桿部とからなり、前記筒部の前端側一定区間の外径が前記大径フリーピストンの外径より小さく形成されており、前記筒部の後端側一定区間の外周面に雄ねじが形成されており、前記筒部の中間の一定区間の外周面が最大外径部分として形成されていると共に、前記筒部の前端面に切欠を形成するか又は前端面近傍に外周側と内周側を連通させる孔を形成した調整作動部と、
   内周面に前記調整作動部の雄ねじと螺合する雌ねじが形成された環状体であり、前記調整作動部の筒部に螺嵌される調整操作部と、
   前記大径フリーピストンが内嵌して摺動できるシリンダ室区間と、前記調整作動部の最大外径部分が内嵌して摺動できる案内区間とが形成されていると共に、外部から前記シリンダ室区間の前端位置へ通じる第１の給排路と前記案内区間の前端位置へ通じる第２の給排路がそれぞれ形成されているシリンダチューブと、
   前記ロッドを貫通させて前記シリンダチューブの前端側を閉じるロッドカバーと、
   前記調整作動部の筒部に後端側から内嵌して前記小径ピストンの後方シリンダ室を画すると共に、前記調整作動部を摺動自在に保持する軸柱部と前記調整作動部の桿部が嵌入して摺動する孔又は前記桿部の後退限に対応する深さの深穴が形成されている端板部とからなり、外部から前記軸部の前端面へ通じる第３の給排路が形成されているヘッドカバーと、
   前記シリンダチューブの後端面と前記ヘッドカバーの端板部を前記調整操作部の厚さより僅かに大きい間隔に保ち、且つ前記シリンダチューブと前記ヘッドカバーの相対的回転を拘束するように、前記調整操作部の外周面より外側において前記シリンダチューブと前記ヘッドカバーを連結する連結機構と
   を具備したことを特徴とする流体圧シリンダ装置。
2. 前記連結機構が、前記シリンダチューブの横断面形状と前記ヘッドカバーの平面形状を方形とし、前記調整操作部の外周面より外側における前記シリンダチューブと前記ヘッドカバーの４隅の対向面間に前記調整操作部の厚さより僅かに長い管状スペーサをそれぞれ介在させて、４本の各ボルトを前記ヘッドカバーに穿設された孔から前記管状スペーサの管内を通して前記シリンダチューブの端面に形成したねじ孔に締着することにより、前記シリンダチューブと前記ヘッドカバーを連結する機構である請求項１に記載の流体圧シリンダ装置。
3. 前記ヘッドカバーの端板部における前記調整操作部の側面に対応する位置にねじ孔を形成し、前記ねじ孔にねじを締着することにより前記調整操作部の回動位置をロックすることとした請求項１又は請求項２に記載の流体圧シリンダ装置。
4. 前記調整操作部が、その外周面に一定深さの穴を周方向に沿って所定間隔で形成したものである請求項１、請求項２、又は請求項３に記載の流体圧シリンダ装置。
5. 前記調整作動部の桿部の長さを、前記調整作動部が最も前方に位置する場合においても前記ヘッドカバーの端板部の孔を貫通する長さに設定した請求項１、請求項２、請求項３、又は請求項４に記載の流体圧シリンダ装置。

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