JP2018123885A - シリンダ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ハウジング(3)内に筒状の第1ピストン(6)と筒状の第2ピストン(7)とが上下方向に移動可能に挿入される。前記第1ピストン(6)の上面と前記第2ピストン(7)の下端面が当接可能となっている。前記第1ピストン(6)の筒孔(8)に第3ピストン(9)が上下方向に移動可能に挿入され、その第3ピストン(9)に出力ロッド(10)が上方に突設される。その出力ロッド(10)の外周面と前記第2ピストン(7)の筒孔(11)との間に形成された環状隙間(13)によって、前記第1ピストン(6)の上側の第1リリース室(18)と前記第2ピストン(7)の上側の第2リリース室(19)とが連通される。
【選択図】 図1
Description
ハウジング内に筒状の第1ピストンが水平方向(軸方向)に移動可能で保密状に挿入される。ハウジング内で第1ピストンの左側(先端側)に筒状の第2ピストンが水平方向へ移動可能で保密状に挿入される。第1ピストンの筒孔に第3ピストンが水平方向に移動可能で保密状に挿入される。その第3ピストンから左方に突設される出力ロッドが、第2ピストンの筒孔に保密状に挿入されると共に、ハウジングの左端壁に保密状に挿入される。第1ピストンおよび第3ピストンとハウジングの右端壁との間にロック室が形成される。第1ピストンおよび第3ピストンと第2ピストンとの間に第1リリース室が形成される。第2ピストンとハウジングの左端壁との間に第2リリース室とが形成される。出力ロッドを進出位置(左側限界位置)から退入方向(右方)へリリース駆動させるときに、ロック室から圧縮エア(圧力流体)が排出されると共に、第2リリース室に圧縮エアが供給される。すると、まず、第2リリース室の圧縮エアが第2ピストンを右方へ移動させることにより、第1リリース室内の圧縮エアの圧力が増圧される。次いで、その増圧された第1リリース室の圧縮エアが第1ピストンおよび第3ピストンを退入方向へ移動させる。
上記の従来のシリンダ装置では、出力ロッドの退入動作時に、第2リリース室の圧縮エアが第2ピストンを退入方向へ移動させることにより、第1リリース室の圧縮エアの圧力が十分に増圧される。増圧された第1リリース室の圧縮エアが第1ピストンおよび第3ピストンを介して出力ロッドを退入方向へ移動させる。このため、第1リリース室の圧力が増圧されるまでに時間がかかる。従って、出力ロッドを退入方向へ迅速に移動させることができない。
本発明の目的は、シリンダ装置の出力ロッドを迅速に退入動作させるシリンダ装置を提供することにある。
ハウジング3に形成された第1シリンダ孔4に、筒状の第1ピストン6が軸方向に移動可能に挿入される。前記第1シリンダ孔4の先端側に形成される第2シリンダ孔5が、基端側から順に形成される小径孔5aと大径孔5bとを有する。前記第1ピストン6に第2ピストン7が先端側から当接可能となっている。その第2ピストン7は、前記第2シリンダ孔5の前記小径孔5aに軸方向へ移動可能で保密状に挿入される小径部7aと、前記第2シリンダ孔5の前記大径孔5bに軸方向へ移動可能で保密状に挿入される大径部7bとを有する。前記第1ピストン6の筒孔8に第3ピストン9が軸方向に移動可能に挿入される。前記第3ピストン9から先端側に突設される出力ロッド10が、前記第2ピストン7の筒孔11に所定の隙間13をあけて挿入される。前記第1ピストン6および前記第3ピストン9の基端側にロック室15が設けられる。前記第1ピストン6および前記第3ピストン9の先端側に第1リリース室18が設けられる。前記第2ピストン7の先端側に第2リリース室19が設けられる。前記所定の隙間13を含む流路21によって、前記第1リリース室18と前記第2リリース室19とが連通される。
上記のシリンダ装置の出力ロッドを先端側へ進出させたロック状態から、その出力ロッドを基端側へリリース駆動(退入)させるときには、ロック室から圧力流体を排出すると共に、第1リリース室および第2リリース室に圧力流体を供給する。すると、第1リリース室の圧力流体の圧力が小径部に先端側へ作用すると共に、第2リリース室の圧力流体の圧力が大径部に基端側へ作用する。ここで、第2ピストンの大径部の受圧面積が小径部の受圧面積よりも大きいので、第2リリース室の圧力流体が大径部を基端側へ押す力は、第1リリース室の圧力流体が小径部を先端側へ押す力よりも大きくなる。このため、その大径部を基端側へ押す力と小径部を先端側へ押す力との差力が、第2ピストンに基端側へ作用し、第2ピストンが第1ピストンを基端側へ直接押動させる。これと同時に、第1リリース室の圧力流体が第1ピストン及び第3ピストンを基端側へ押動する。これにより、第2ピストンと第1ピストンとが一体となって、第3ピストンを基端側へ強力かつ迅速に移動させる。次いで、第1ピストン及び第2ピストンがハウジングに受け止められる。これにより、第1リリース室の圧力流体が第3ピストンを基端側へ迅速に移動させる。その結果、シリンダ装置がロック状態からリリース状態へ切換えられる。
ハウジング3に第1シリンダ孔4が形成される。前記第1シリンダ孔4に軸方向に移動可能に挿入される筒状の第1ピストン6が、基端側から順に形成されるピストン本体6aとピストンロッド6bとを有する。前記第1シリンダ孔4の先端側に形成される第2シリンダ孔5が、基端側から順に形成される小径孔5aと大径孔5bとを有する。前記第2シリンダ孔5と前記ピストンロッド6bとの間に所定の隙間25をあけて第2ピストン7が軸方向に移動可能に挿入され、その第2ピストン7が前記ピストン本体6aに先端側から当接可能となっている。その第2ピストン7が、前記第2シリンダ孔5の前記小径孔5aに保密状に挿入される小径部7aと、前記第2シリンダ孔5の前記大径孔5bに保密状に挿入される大径部7bとを有する。前記第1ピストン6の筒孔8に第3ピストン9が軸方向に移動可能に挿入される。前記第3ピストン9から先端側に突設される出力ロッド10が、前記第1ピストン6の筒孔8に保密状に挿入される。前記第1ピストン6および前記第3ピストン9の基端側にロック室15が設けられる。前記第1ピストン6の先端側に第1リリース室18が設けられる。前記第2ピストン7の先端側に第2リリース室19が設けられる。前記第3ピストン9の先端側に第3リリース室26が設けられる。前記所定の隙間25を含む流路21によって、前記1リリース室18と前記第2リリース室19と前記第3リリース室26とが連通される。
上記のシリンダ装置の出力ロッドを先端側へ進出させたロック状態から、その出力ロッドを基端側へリリース駆動させるときには、ロック室から圧力流体を排出すると共に、第1リリース室および第2リリース室に圧力流体を供給する。すると、第1リリース室の圧力流体の圧力が小径部に先端側へ作用すると共に、第2リリース室の圧力流体の圧力が大径部に基端側へ作用する。ここで、第2ピストンの大径部の受圧面積が小径部の受圧面積よりも大きいので、第2リリース室の圧力流体が大径部を基端側へ押す力は、第1リリース室の圧力流体が小径部を先端側へ押す力よりも大きくなる。このため、その大径部を基端側へ押す力と小径部を先端側へ押す力との差力が、第2ピストンに基端側へ作用し、第2ピストンが第1ピストンを基端側へ直接押動させる。これと同時に、第1リリース室の圧力流体が第1ピストンを基端側へ押すと共に、第3リリース室の圧力流体が第3ピストンを基端側へ押す。これにより、第2ピストンと第1ピストンとが一体となって、第3ピストンを強力かつ迅速に基端側へ移動させる。次いで、第1ピストン及び第2ピストンがハウジングに受け止められる。これにより、第3リリース室の圧力流体が第3ピストンを基端側へ迅速に移動させる。その結果、シリンダ装置がロック状態からリリース状態へ切換えられる。
図1から図3は、本発明の第1実施形態を示し、ダイカスト用金型1内に挿入および取り出しする中子2を備えるシリンダ装置に適用した場合を例示している。主として図1に基づいて上記シリンダ装置の構造を説明する。
図1の初期状態(リリース状態)では、ロック室15から圧油が排出されると共に、第1リリース室18及び第2リリース室19に圧油が供給されている。第2リリース室19の圧油が第2ピストン7を下方へ押圧し、その第2ピストン7が第2シリンダ孔5の段差部5cに下方から受止められている。前記の第1リリース室18の圧油が第1ピストン6および第3ピストン9を下限位置へ移動させ、その第1ピストン6および第3ピストン9がハウジング3の下端壁3aに下方から受止められている。
すると、まず、ロック室15の圧油が第3ピストン9を上方へ移動させていく。次いで、図2に示すように、その第3ピストン9の上面が第1ピストン6の段差部23に上方から受け止められ、第1ピストン6と第3ピストン9とが一体となって上昇していく。さらに、第1ピストン6の上端面が第2ピストン7の下端面に当接され、第1ピストン6が第2ピストン7を上方に押動していく。これにより、図3に示すように、中子2のフランジ部2aの上端面が金型1の係止部1bに受け止められる。その結果、シリンダ装置は、図1のリリース状態から図3のロック状態に切換えられる。
すると、まず、第2リリース室19の油圧力が第2ピストン7の大径部7bに下方に作用すると共に、第1リリース室18の油圧力が第2ピストン7の小径部7aに上方に作用する。ここで、大径部7bの受圧面積が小径部7aの受圧面積よりも大きいので、第2リリース室19の圧油が大径部7bを下方へ押す力が、第1リリース室18の圧油が小径部7aを上方へ押す力よりも大きくなる。このため、大径部7bを下方へ押す力と小径部7aを上方へ押す力との差力が、第2ピストン7を下方へ押動するように作用する。これと同時に、第1リリース室18の圧油が第1ピストン6および第3ピストン9を下方へ移動させる。これにより、上記の第2ピストン7が第1ピストン6を下方へ押すと共に、第1ピストン6が第3ピストン9を下方へ押す。その結果、第2ピストン7を下方へ押す力と、第1ピストン6を下方へ押す力と、第3ピストン9を下方へ押圧する力との合力によって、金型1内で凝固された中子2を下方に強力に引き抜くことができる。
引き続いて、第2ピストン7が第1ピストン6を下方へ押動させていくと、第2ピスト7が段差部5cに受け止められる。次いで、第1ピストン6の下端部がハウジング3の下端壁3aに受け止められる。その後、第1リリース室18の圧油が、第3ピストン9を迅速に下降させていくと、その第3ピストン9の下端面がハウジング3の下端壁3aに下方から受け止められる。シリンダ装置は、図3のロック状態から図1のリリース状態に切換えられる。
上記のシリンダ装置をロック状態からリリース状態へリリース駆動させる工程の前半では、第2ピストン7に作用する上記の差圧力が、第2ピストン13に下方へ作用し、第2ピストン7が第1ピストン6を下方へ直接押動させる。これと同時に、第1リリース室18の圧油が第1ピストン6を下方へ押動する。このため、第2ピストン7と第1ピストン6とが一体となって、第3ピストン9を下方へ強力かつ迅速に移動させる。また、リリース駆動工程の後半では、第1ピストン6及び第2ピストン7がハウジング3に下方から受け止められるので、圧油供給源から圧油が第1リリース室18に集中して供給される。これにより、第1リリース室18の圧油が第3ピストン9を下限位置へ迅速に移動させる。その結果、シリンダ装置がロック状態からリリース状態へ迅速に切換えられる。
ハウジング3の第1シリンダ孔4に筒状の第1ピストン6が上下方向(軸方向)に移動可能に挿入される。その第1ピストン6は、下方から順に形成されるピストン本体6aとピストンロッド6bとを有する。そのピストン本体6aが第1シリンダ孔4に保密状に挿入されると共に、ピストンロッド6bがハウジング3の上端壁3cに保密状に挿入される。そのピストン本体6aの上側で第2シリンダ孔5内に筒状の第2ピストン7が上下方向に移動可能に挿入される。そのピストンロッド6bの外周面と第2ピストン7の筒孔11との間に環状隙間(所定の隙間)25が形成される。第2ピストン7は、下側から順に形成される小径部7aと大径部7bとを有する。その小径部7aが第2シリンダ孔5の小径孔5aに保密状に挿入されると共に、大径部7bが第2シリンダ孔5の大径孔5bに保密状に挿入される。小径部7aの下端面が第1ピストン6の上端面に当接可能に所定の距離をあけて対面されている。
前記の第1ピストン6と第2ピストン7との間に第1リリース室18が形成される。第2ピストン7とハウジング3の上端壁3cとの間に第2リリース室19が形成される。ピストンロッド6bの外周面と第2ピストン7の筒孔11の内周面との間に環状隙間(所定の隙間)25が形成される。その環状隙間25と第1リリース室18とを連通させる溝20が、第2ピストン7の下端部に形成される。その溝20と環状隙間25とによって第1リリース室18と第2リリース室19とが連通される。
また、第1ピストン6の筒孔8内で第3ピストン9の上側に第3リリース室26が形成される。ピストンロッド6bの周壁内に形成される連通路27によって第1リリース室18と第3リリース室26とが連通される。
なお、本実施形態では、流路21が溝20と環状隙間25と連通路27とによって構成される。
図4Aの初期状態(リリース状態)では、ロック室15から圧油が排出されると共に、第1リリース室18と第2リリース室19と第3リリース室26に圧油が供給されている。第2リリース室19の圧油が第2ピストン7を下方へ押し、その第2ピストン7が第2シリンダ孔5の段差部5cに下方から受止められている。前記の第1リリース室18の圧油が第1ピストン6を下限位置へ移動させ、その第1ピストン6がハウジング3の下端壁3aに下方から受止められている。第3リリース室26の圧油が第3ピストン9を下限位置に移動させ、その第3ピストン9がハウジング3の下端壁3aに下方から受け止められている。
すると、まず、ロック室15の圧油が第3ピストン9を上方へ移動させていく。次いで、図4Aに示すように、その第3ピストン9の上面が第1ピストン6の段差部23に上方から受け止められ、第1ピストン6と第3ピストン9とが一体となって上昇していく。さらに、第1ピストン6の上端面が第2ピストン7の下端面に当接され、第1ピストン6が第2ピストン7を上方に押動していく。引き続いて、第1ピストン6の上端面が第1シリンダ孔4の上端部4aに上方から受け止められる。その結果、シリンダ装置は、図4Aのリリース状態から図4Bのロック状態に切換えられる。
すると、まず、第2リリース室19の油圧力が第2ピストン7の大径部7bに下方へ作用すると共に、第1リリース室18の油圧力が第2ピストン7の小径部7aに上方へ作用する。ここで、大径部7bの受圧面積が小径部7aの受圧面積よりも大きいので、第2リリース室19の圧油が大径部7bを下方へ押す力が、第1リリース室18の圧油が小径部7aを上方へ押す力よりも大きくなる。このため、大径部7bを下方へ押す力と小径部7aを上方へ押す力との差力が、第2ピストン7を下方へ押動するように作用する。これと同時に、第1リリース室18の圧油が第1ピストン6を下方へ移動させる。また、第3リリース室26の圧油が第3ピストン9を下方へ移動させる。その結果、上記の第2ピストン7が第1ピストン6を介して第3ピストン9を下方へ押す力と、第1ピストン6が第3ピストン9を下方へ押圧する力と第3リリース室26の圧油が第3ピストン9を下方へ押す力との合力によって、出力ロッド10を下方に強力に移動させることができる。引き続いて、第2ピストン7がハウジング3内の段差部5cに受け止められる。次いで、第1ピストン6の下端部がハウジング3の下端壁3aに受け止められる。その後、第3リリース室26の圧油が第3ピストン9を迅速に下降させていく。これにより、第3ピストン9の下端面がハウジング3の下端壁3aに下方から受け止められる。その結果、シリンダ装置は、図4Bのロック状態から図4Aのリリース状態に切換えられる。
上記のシリンダ装置をロック状態からリリース状態へリリース駆動させる工程の前半では、第2ピストン7に作用する上記の差圧力が、第2ピストン13に下方へ作用し、第2ピストン7が第1ピストン6を下方へ直接押動させる。これと同時に、第1リリース室18の圧油が第1ピストン6を下方へ押動すると共に、第3リリース室26の圧油が第3ピストン9を下方へ押動する。このため、第2ピストン7と第1ピストン6とが一体となって、第3ピストン9を下方へ強力かつ迅速に移動させる。また、リリース工程の後半では、第1ピストン6及び第2ピストン7がハウジング3に下方から受け止められるので、圧油供給源から圧油が第3リリース室26に集中して供給される。これにより、第3リリース室26の圧油が第3ピストン9を下限位置へ迅速に移動させる。その結果、シリンダ装置がロック状態からリリース状態へ迅速に切換えられる。
上記の圧力流体は、例示した圧油に代えて、圧縮空気等であってもよい。
上記の第1ピストン6は、例示したように、前記ロック室15と前記第1リリース室18に給排される圧油によって往復駆動される構成に代えて、前記ロック室に装着したロックバネによってロック駆動されると共に前記第1リリース室に給排される圧油によってリリース駆動される構成であってもよい。
その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行えることは勿論である。
Claims (2)
- ハウジング(3)に形成された第1シリンダ孔(4)と、
前記第1シリンダ孔(4)に軸方向に移動可能に挿入される筒状の第1ピストン(6)と、
前記第1シリンダ孔(4)の先端側に形成される第2シリンダ孔(5)であって、基端側から順に形成される小径孔(5a)と大径孔(5b)とを有する第2シリンダ孔(5)と、
前記第1ピストン(6)に先端側から当接可能となっている第2ピストン(7)であって、前記第2シリンダ孔(5)の前記小径孔(5a)に軸方向へ移動可能で保密状に挿入される小径部(7a)を有すると共に、前記第2シリンダ孔(5)の前記大径孔(5b)に軸心方向へ移動可能で保密状に挿入される大径部(7b)を有する第2ピストン(7)と、
前記第1ピストン(6)の筒孔(8)に軸方向に移動可能に挿入される第3ピストン(9)と、
前記第3ピストン(9)から先端側に突設されると共に、前記第2ピストン(7)の筒孔(11)に所定の隙間(13)をあけて挿入される出力ロッド(10)と、
前記第1ピストン(6)および前記第3ピストン(9)の基端側に設けられるロック室(15)と、
前記第1ピストン(6)および前記第3ピストン(9)の先端側に設けられる第1リリース室(18)と、
前記第2ピストン(7)の先端側に設けられる第2リリース室(19)と、
前記所定の隙間(13)を含む流路(21)であって、前記第1リリース室(18)と前記第2リリース室(19)とを連通させる流路(21)と、を備える、
ことを特徴とするシリンダ装置。 - ハウジング(3)に形成された第1シリンダ孔(4)と、
前記第1シリンダ孔(4)に軸方向に移動可能に挿入される筒状の第1ピストン(6)であって、基端側から順に形成されるピストン本体(6a)とピストンロッド(6b)とを有する第1ピストン(6)と、
前記第1シリンダ孔(4)の先端側に形成される第2シリンダ孔(5)であって、基端側から順に形成される小径孔(5a)と大径孔(5b)とを有する第2シリンダ孔(5)と、
前記第2シリンダ孔(5)と前記ピストンロッド(6b)との間に所定の隙間(25)をあけて軸方向に移動可能に挿入されると共に、前記ピストン本体(6a)に先端側から当接可能となっている第2ピストン(7)であって、前記第2シリンダ孔(5)の前記小径孔(5a)に保密状に挿入される小径部(7a)を有すると共に、前記第2シリンダ孔(5)の前記大径孔(5b)に保密状に挿入される大径部(7b)を有する第2ピストン(7)と、
前記第1ピストン(6)の筒孔(8)に軸方向に移動可能に挿入される第3ピストン(9)と、
前記第3ピストン(9)から先端側に突設されると共に、前記第1ピストン(6)の筒孔(8)に保密状に挿入される出力ロッド(10)と、
前記第1ピストン(6)および前記第3ピストン(9)の基端側に設けられるロック室(15)と、
前記第1ピストン(6)の先端側に設けられる第1リリース室(18)と、
前記第2ピストン(7)の先端側に設けられる第2リリース室(19)と、
前記第3ピストン(9)の先端側に設けられる第3リリース室(26)と、
前記所定の隙間(25)を含む流路(21)あって、前記1リリース室(18)と前記第2リリース室(19)と前記第3リリース室(26)とを連通させる流路(21)と、を備える、
ことを特徴とするシリンダ装置。
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