JP2514345Y2 - 液体とエアとを併用したシリンダ― - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、流体とエアとの特徴を有効に利用し、かつ
伸縮袋状のアクチュエータ（以下、単にアクチュエータ
とする。）を活用した流体とエアとを併用したシリンダ
ーに関する。

「従来の技術並びにその問題点」 この種シリンダーには各種、各形態のシリンダーが存
在する。そして、これらを大別すると流体シリンダー
（流体圧シリンダー、液体圧シリンダー、油圧シリンダ
ー）と空気圧シリンダー（エアシリンダー）とに区別さ
れ、それぞれの特徴を利用して各方面で利用されてい
る。具体的には、流体シリンダーの場合は、精緻なピス
トンロッドの移動が確保されこと、制御性が比較的簡易
であること等の特徴があり、精密性が要求される分野で
大いに利用される。他方、エアシリンダーの場合は、瞬
時的な移動が確保されること、またその取り扱いの簡便
さがあること、また装置の低価格化等が確保されこと等
の特徴があり、簡易かつ低コストが要求される分野で大
いに利用されている。しかしながら、前述の如く、流体
シリンダー並びにエアシリンダーは、それぞれ一長一短
があって前述の各種条件を、満足するに到っていないの
が現況である。

尚、前記流体シリンダーとエアシリンダーとを組合せ
て、それぞれ特徴を発揮する先行技術文献として、下記
のような考案・発明が挙げられる。（１）特開昭47−35
677号のハイドロチェッカー付エヤーシリンダー、
（２）実公昭48−2958号のハイドロチェックシリンダ
ー、等の文献がある。これらの文献は、何れもピストン
とシリンダーチューブとの組合せ構造となっている。し
たがって、シリンダチューブとピストンとの摺接抵抗
（摺動抵抗）が生じ、これによって、動作力の減殺が発
生し、効率的な動力伝達がされないこと、換言すればパ
ワー不足となること、またこれをカバーするには、より
大きな油圧・空圧及び管路等の確保が必要となり、合理
性、経済性等の面での課題と、設備費の増大をもたらす
等の課題が考えられる。

「問題点を解決するための手段」 上記に鑑み、本考案では、流体の精緻な動きと、エア
の瞬時の動きを協調すること、またアクチュエータを利
用して動作力の減殺を無くし、かつ効率的な動作力伝達
が達成されること、さらに低コスト化、設備の小型化、
又は合理性、経済性等の実用面に於て優れたシリンダー
を提供すること、等を目的として、下記の個性を採用し
た。

即ち、本考案の流体とエアとを併用したシリンダー
は、 ヘッドカバー及びロッドカバーに架承された内側シリ
ンダチューブと、 この内側シリンダーチューブ及び前記ヘッドカバー並
びにロッドカバーとで構成される内側チャンバー内に挿
設されたピストンロッドと、 このピストンロッドの先端に設け、かつ前記内側チャ
ンバーをエア室と流体室に区画するとともに、当該内側
チャンバー内に摺動自在に設けられる作動用ピストン
と、 前記内側チャンバーのエア室にエアを供給する前記ロ
ッドカバーに設けた内側チャンバー側エアポートと、 前記内側チャンバーに適宜間隔を於て設け、かつ前記
ヘッドカバー及びロッドカバーに架承された外側シリン
ダチューブと、 この外側シリンダーチューブ及び前記ヘッドカバー並
びにロッドカバーとで構成される外側チャンバーと、 この外側チャンバー内に設け、当該外側チャンバーを
流体室とエア室とに区画するとともに、前記ヘッドカバ
ーに一端側を取付けた伸縮袋状のアクチュエータと、 この伸縮袋状のアクチュエータと前記内側チャンバー
の流体室とを連通する前記ヘッドカバーに設けた流体通
路と、 前記外側チャンバーのエア室にエアを供給する前記ロ
ッドカバーに設けた外側チャンバー側エアポートと、 で構成されており、前記エア室に圧送されたエア圧を
直接伸縮袋状のアクチュエータの流体に付与し、エア圧
を直ちに流体圧に変換するとともに、前記伸縮袋状のア
クチュエータに対する大きな受圧面積を利用して前記ピ
ストンロッドを作動させることを特徴とする構造であ
る。

「作用」 次に本考案の作用（ピストン及びピストンロッドの摺
動、並びにアクチュエータの動き）を説明する。

先ず、外側チャンバー側エアポートを介してエアが圧
送されると、エア通路を介して外側チャンバーのエア室
内に圧送される。このエア圧は、当該外側チャンバーに
挿設されたアクチュエータのブラダ全体に大きな受圧面
積（押圧力）して作用するとともに、当該アクチュエー
タのブラダ内の作動油に圧力がかかり、かつ一端側固定
のアクチュエータのブラダ（以下、単に原則としてアク
チュエータのブラダとする。）全体が縮小される。そし
て、このエア圧により押圧された作動油は、内側チャン
バーとの間に設けた流体通路及び外側チャンバー側絞り
弁を経由して内側チャンバーの流体室に流れ、ここに位
置する作動用ピストンを左方向（図面上向かって左方向
への移動、以下同じ）に移動する。これによって、ピス
トンロッドが第１図に示すＡ方向に移動する。この作動
用ピストンの左方向への移動に伴って、内側チャンバー
のエア室の空気が押圧され、内側チャンバー側エアポー
トより排気される。いわゆるピストンロッドは前進限に
達する。

以上のようにして、前進限に達したピストンロッドを
後退させる為には、内側チャンバー側エアポートを介し
てエアが内側チャンバーに向かって圧送されると、エア
通路を介してエア室内に圧送される。これにより、内側
チャンバーの動用ピストンが図面上向かって右方向へ押
圧されるとともに、流体室内に充填されている圧油が、
内側チャンバー側絞り弁を有する流体通路を介して外側
チャンバーのアクチュエータのブラダ内に戻り、当該ア
クチュエータのブラダが膨張されるとともに、ピストン
ロッドが右方向（図面上向かって右方向への移動、以下
同じ）に移行し、第１図に示すＲ方向への後退となっ
て、究極的には、ピストンロッドが後退限に達する。

尚、前進後退にスピードコントロールをつける場合
は、ヘッドカバー側に設けた二段送りポートよりエアを
圧入して制御弁体を前後動させる。具体的には、制御弁
体が前進限に位置するときは、ヘッドカバーに設けた早
送り絞り弁を閉塞する。これによって、流体室と内側チ
ャンバーの流体室とを連通する流体通路の流量を制御
し、作動用ピストンにかかる圧油力を制限する。

その一例を説明する。例えば、二段送りポートにエア
が圧送されていると、制御弁体が前進限にあり、早送り
絞り弁を閉塞していることから、外側チャンバーの流体
室の油は、外側チャンバー側絞り弁を経由して所定量圧
送される。また逆に早送りポートにエアが圧送されてい
ると、制御弁体が後退限にあり、早送り絞り弁は開放さ
れているので、外側チャンバーの流体室より、外側チャ
ンバー側絞り弁並びに早送り絞り弁の双方を経由して多
量の油が圧送される。いわゆる、早送り又は速やかな後
退が可能となる。

「実施例」 以下本考案の一実施例を図面を参照しながら説明す
る。

本考案のシリンダーは、外側シリンダーチューブ１に
適宜の間隔を於て設けられた内側シリンダーチューブ２
と、この内外側シリンダーチューブ２、１の一端に設け
たロッドカバー３と、前記内外側シリンダーチューブ
２、１の他端に設けたヘッドカバー４と、構成され、か
つ前記内外側シリンダーチューブ２、１の間に形成され
た内外側チャンバーＸ、Ｙとで構成されている。そし
て、前記内側チャンバーＸ内には作動用ピストン５が摺
動自在に嵌挿され、この作動用ピストン５に嵌着された
ピストンロッド６が前記ロッドカバー３を貫通し、その
外部に延設されている。またこの内側チャンバーＸ内は
ピストン５を介してエア室8bと流体室8cに区画される。
一方、前記外側チャンバーＹには一端側をヘッドカバー
４に固定したアクチュエータ７のブラダ（以下、単に原
則としてアクチュエータ７とする。）が設けられ、当該
外側チャンバーＹはアクチュエータ７を介して流体室８
と、エア室8aとに区画されている。尚、アクチュエータ
７と前記内側チャンバーの流体室8cは、ヘッドカバー４
に穿設した流体通路９、9aを介して連通しており、この
アクチュエータ７に押圧力がかかると、ヘッドカバー４
に一端側を固定したアクチュエータ７のブラダ7a（以
下、単に原則としてアクチュエータ７のブラダ7aとす
る。）内の流体は押圧され流体室8cに圧送される構成と
なっている。また流体は図示しない流体供給口より、適
宜供給される。

図中10は流体通路９に設けた外側チャンバー側絞り弁
で、この外側チャンバー側絞り弁10は外側チャンバーＹ
のブラダ7aの油（送り用の油、以下同じ）の通過を許
す。また10aは流体通路9aに設けた内側チャンバー側絞
り弁で、この内側チャンバー側絞り弁10aは内側チャン
バーＸの流体室8cの油（戻り用の油、以下同じ）の通過
を許す。尚、内側チャンバー側絞り弁10aを省略する場
合も有り得る。尚、説明及び図面は、内外側チャンバー
Ｘ・Ｙ及びアクチュエータ７のブラダ7aを単室・単頭構
造を採用したが、両室・双頭構造でも同様に本考案の技
術的範囲に含まれる。

図中11はロッドカバー３に設けた外側チャンバーＹの
エア室8aにエアを圧送する外側チャンバー側エアポー
ト、11aはロッドカバー３に設けた外側チャンバーＹの
エア室8aのエアを排気する内側チャンバー側エアポート
である。

図中16は前記二段送りポート12に圧送される流体で前
進し、早送りポート15に圧送される両体により後退する
するアクチュエータ装置である。このアクチュエータ装
置16には制御弁体13が設けられており、この制御弁体13
は二段送りポート12に圧送された流体で、当該アクチュ
エータ装置16が前進されたときに、ヘッドカバー４に設
けた早送り弁14に接触し、流体通路９を閉塞する。又逆
にこの制御弁体13は早送りポート15に圧送された流体に
より後退し、ヘッドカバー４に設けた早送り弁14より離
間し、流体通路９を開放する。17は前記二段送りポート
12に連通される配管である。18は前記早送りポート15連
通される配管である。

「考案の効果」 本考案は、以上で詳述したように、エアーポートを有
するロッドカバー、流体通路を有するヘッドカバー並び
に内外側シリンダーチューブとで内外側チャンバーを形
成し、この内側チャンバー内に移動可能に設けられたピ
ストンロッドを有する作動用ピストンと、前記外側チャ
ンバー内に設けた前記ヘッドカバーに一端側を取付けた
アクチュエータと、で構成されており、前記エア室に圧
送されたエア圧を直接伸縮袋状のアクチュエータの流体
に付与し、エア圧を直ちに流体圧に変換するとともに、
前記伸縮袋状のアクチュエータに対する大きな受圧面積
を利用して前記ピストンロッドを作動させることを特徴
とする構造である。

したがって、本願発明は、外側シリンダーチューブ内
に伸縮袋状のアクチュエイターを設けたことによって、
エア圧をこのアクチュエイターによって油圧の形に変換
してから、ピストンを押圧する構成となるため、従来の
エア圧と油圧とを個別に作用させるシリンダーによるピ
ストンの押圧に比べて、エア圧から直に油圧に変換する
際の微調整の押圧の伝達が可能となって、摺動抵抗が少
ない押圧が可能となり、動作力の減殺を無くす効果があ
ること、並びに効率的な動作力を確保できること、等の
効果を有する。

また本考案は、ブラダの流体（作動油）に付加された
圧力を、エア室内のエアの押圧力に変換して、当該エア
を押圧し、前記作動用ピストンを動作させる構成である
ので、流体の精緻な動き及びエアの瞬時の動きを有効利
用でき、もって、ピストンロッドの動作の信頼性並びに
スムーズな動きが期待できること、また低馬力のポンプ
で効率的なピストン動作力を出力できること、機構の簡
易化、低コスト等が図れること、等の効果がある。さら
に作業の正確性並びに迅速化が期待できる。

【図面の簡単な説明】 図面は本考案の一実施例を示すものであって、第１図は
本考案の一例を示す断面図、第２図は側面図、第３は多
段送り機構を説明する断面図である。 1:外側シリンダーチューブ、2:内側シリンダーチューブ 3:ロッドカバー、4:ヘッドカバー 5:作動用ピストン、6:ピストンロッド 7:アクチュエータ、7a:ブラダ ８、8c:流体室、8b:エア室 ９、9a:流体通路、10:外側チャンバー側絞り弁 10a:内側チャンバー側絞り弁、11:外側チャンバー側エ
アポート 11a:内側チャンバー側エアポート、12:二段送りポート 13:制御弁体、14:早送りポート 16:アクチュエータ装置、17、18:配管 X:内側チャンバー、Y:外側チャンバー

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ヘッドカバー及びロッドカバーに架承され
   た内側シリンダチューブと、 この内側シリンダーチューブ及び前記ヘッドカバー並び
   にロッドカバーとで構成される内側チャンバー内に挿設
   されたピストンロッドと、 このピストンロッドの先端に設け、かつ前記内側チャン
   バーをエア室と流体室に区画するとともに、当該内側チ
   ャンバー内に摺動自在に設けられる作動用ピストンと、 前記内側チャンバーのエア室にエアを供給する前記ロッ
   ドカバーに設けた内側チャンバー側エアポートと、 前記内側チャンバーに適宜間隔を於て設け、かつ前記ヘ
   ッドカバー及びロッドカバーに架承された外側シリンダ
   チューブと、 この外側シリンダーチューブ及び前記ヘッドカバー並び
   にロッドカバーとで構成される外側チャンバーと、 この外側チャンバー内に設け、当該外側チャンバーを流
   体室とエア室とに区画するとともに、前記ヘッドカバー
   に一端側を取付けた伸縮袋状のアクチュエータと、 この伸縮袋状のアクチュエータと前記内側チャンバーの
   流体室とを連通する前記ヘッドカバーに設けた流体通路
   と、 前記外側チャンバーのエア室にエアを供給する前記ロッ
   ドカバーに設けた外側チャンバー側エアポートと、 で構成されており、前記エア室に圧送されたエア圧を直
   接伸縮袋状のアクチュエータの流体に付与し、エア圧を
   直ちに流体圧に変換するとともに、前記伸縮袋状のアク
   チュエータに対する大きな受圧面積を利用して前記ピス
   トンロッドを作動させることを特徴とする流体とエアと
   を併用したシリンダー。