JP2671229B2 - 可変速型シリンダ - Google Patents
可変速型シリンダInfo
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- JP2671229B2 JP2671229B2 JP2055912A JP5591290A JP2671229B2 JP 2671229 B2 JP2671229 B2 JP 2671229B2 JP 2055912 A JP2055912 A JP 2055912A JP 5591290 A JP5591290 A JP 5591290A JP 2671229 B2 JP2671229 B2 JP 2671229B2
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- piston rod
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ピストンロッドの作動速度を変えることの
できる可変速型シリンダに関する。
できる可変速型シリンダに関する。
［従来の技術］ 従来、油圧シリンダあるいは空気圧シリンダとして使
用されるシリンダは、第２図に示したように両端をロッ
ドヘッド31aとシリンダヘッド31bで施蓋されたチューブ
31と、該チューブ31内に摺動可能に収容され、かつチュ
ーブ31内を伸側室42と縮側室43とに画成するピストン33
と、該ピストン33に一端が固定され他端がロッドヘッド
31aを貫通して外部に突出するピストンロッド32とから
構成され、チューブ31内の各室42と43に流体を交互に給
排することにより、ピストン33を介してピストンロッド
32が移動するようになっている。
用されるシリンダは、第２図に示したように両端をロッ
ドヘッド31aとシリンダヘッド31bで施蓋されたチューブ
31と、該チューブ31内に摺動可能に収容され、かつチュ
ーブ31内を伸側室42と縮側室43とに画成するピストン33
と、該ピストン33に一端が固定され他端がロッドヘッド
31aを貫通して外部に突出するピストンロッド32とから
構成され、チューブ31内の各室42と43に流体を交互に給
排することにより、ピストン33を介してピストンロッド
32が移動するようになっている。
このようなシリンダに置いては、伸側室42の断面積A1
は円形であり、縮側室43の断面積A2はリング上となり、
圧力P,流量Ｑの流体圧が上記各室42,43に交互に流入し
たとき、伸時にはF1＝A1×P,V1＝Q/A1となり、推力F1と
速度V1が得られる。縮時にはF2＝A2×P,V2＝Q/A2の推力
F2と速度V2が得られ、断面積の大きさA1＞A2の関係から
当然F1＞F2,V1＜V2となる。
は円形であり、縮側室43の断面積A2はリング上となり、
圧力P,流量Ｑの流体圧が上記各室42,43に交互に流入し
たとき、伸時にはF1＝A1×P,V1＝Q/A1となり、推力F1と
速度V1が得られる。縮時にはF2＝A2×P,V2＝Q/A2の推力
F2と速度V2が得られ、断面積の大きさA1＞A2の関係から
当然F1＞F2,V1＜V2となる。
［発明が解決しようとする課題］ しかるに上記従来のシリンダにおいては、チューブ31
内に画成された伸側室42と縮側室43の断面積A1,A2が常
に一定なため、圧力Ｐ及び流量Ｑが一定であれば伸時及
び縮時の推力F1,F2及び速度V1,V2は常に一定となる。
内に画成された伸側室42と縮側室43の断面積A1,A2が常
に一定なため、圧力Ｐ及び流量Ｑが一定であれば伸時及
び縮時の推力F1,F2及び速度V1,V2は常に一定となる。
そのため、特に推力を必要としない場合であって速度
を速めたいときも、ピストンロッド32の速度を速くする
ことができない。
を速めたいときも、ピストンロッド32の速度を速くする
ことができない。
この問題を解決するために従来の油圧システムでは可
変ポンプを用い、低圧時に流量Ｑを増加させているが、
チューブ31の断面積が一定のためピストンロッド32の最
大速度は流量の最大値Qmaxにより決定され、その最大速
度を可変とすることができなかった。
変ポンプを用い、低圧時に流量Ｑを増加させているが、
チューブ31の断面積が一定のためピストンロッド32の最
大速度は流量の最大値Qmaxにより決定され、その最大速
度を可変とすることができなかった。
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、
ピストンロッドの作動速度を随時切換変速できるように
した可変速型シリンダを提供することを目的とする。
ピストンロッドの作動速度を随時切換変速できるように
した可変速型シリンダを提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明の可変速型シリンダ
は、 片ロッド形シリンダにおいて、管状のチューブ両端が
それぞれロッドヘッド及びシリンダヘッドで施蓋される
と共に、前記ロッドヘッド及びシリンダヘッドには貫通
孔が設けられたシリンダケースと、前記チューブ内を２
室に画成するピストンと、該ピストンに一端が固着さ
れ、他端が前記ロッドヘッドの貫通孔を摺動自在にかつ
シール状態で貫通し、かつ軸心を通る中空室が前記ピス
トンに固着された一端で開放されたピストンロッドと、
パイプ状で、前記ピストンロッド内の中空室に一方の解
放端がピストン側から挿入され、他方の解放端が前記シ
リンダヘッドに固定されたインナーロッドと、空圧・油
圧等のパワーユニットに接続され、シリンダヘッド側ポ
ート及びロッドヘッド側ポートにそれぞれ接続された伸
側管路及び縮側管路と、前記インナーロッドの他方の開
放端と前記伸側管路及び縮側管路とをそれぞれ切換え接
続する２位置切換弁とよりなり、前記インナーロッドは
その外周を前記ピストンロッドの解放端でシールされて
いることを特徴とする第１の請求項と、 前記インナーロッドはその外周をピストンロッドの中
空室内壁との間に摺動自在にシールされていることを特
徴とする第２の請求項とより成る。
は、 片ロッド形シリンダにおいて、管状のチューブ両端が
それぞれロッドヘッド及びシリンダヘッドで施蓋される
と共に、前記ロッドヘッド及びシリンダヘッドには貫通
孔が設けられたシリンダケースと、前記チューブ内を２
室に画成するピストンと、該ピストンに一端が固着さ
れ、他端が前記ロッドヘッドの貫通孔を摺動自在にかつ
シール状態で貫通し、かつ軸心を通る中空室が前記ピス
トンに固着された一端で開放されたピストンロッドと、
パイプ状で、前記ピストンロッド内の中空室に一方の解
放端がピストン側から挿入され、他方の解放端が前記シ
リンダヘッドに固定されたインナーロッドと、空圧・油
圧等のパワーユニットに接続され、シリンダヘッド側ポ
ート及びロッドヘッド側ポートにそれぞれ接続された伸
側管路及び縮側管路と、前記インナーロッドの他方の開
放端と前記伸側管路及び縮側管路とをそれぞれ切換え接
続する２位置切換弁とよりなり、前記インナーロッドは
その外周を前記ピストンロッドの解放端でシールされて
いることを特徴とする第１の請求項と、 前記インナーロッドはその外周をピストンロッドの中
空室内壁との間に摺動自在にシールされていることを特
徴とする第２の請求項とより成る。
［作 用］ 通常時はピストンロッドの中空部と伸側管路が連通し
ているため、伸時にはパワーユニットからの流体はチュ
ーブ内の伸側室とピストンロッドの中空部に流入し、ま
た縮時には縮側室に流入するので、ピストンロッドは通
常のシリンダと同じ推力及び速度で動く。
ているため、伸時にはパワーユニットからの流体はチュ
ーブ内の伸側室とピストンロッドの中空部に流入し、ま
た縮時には縮側室に流入するので、ピストンロッドは通
常のシリンダと同じ推力及び速度で動く。
切換弁が切換わると、ピストンロッドの中空部と縮側
管路が連通するため、伸時には流体は伸側室のみに流入
するが、インナーロッドの分だけ伸側室の断面積が減少
しているためピストンロッドの推力は減少するが、速度
は速くなる。また縮時にはパワーユニットからの流体は
縮側室とピストンロッドの中空部に流入するが、縮側室
の断面積の方がピストンロッドの中空部の断面積より大
きいためピストンロッドは縮む方向に動く。そのときピ
ストンロッドの中空室の流体も縮側管路に放出されるた
め、操作流量に合流して縮側室に流入し、ピストンロッ
ドの縮み速度は速くなる。
管路が連通するため、伸時には流体は伸側室のみに流入
するが、インナーロッドの分だけ伸側室の断面積が減少
しているためピストンロッドの推力は減少するが、速度
は速くなる。また縮時にはパワーユニットからの流体は
縮側室とピストンロッドの中空部に流入するが、縮側室
の断面積の方がピストンロッドの中空部の断面積より大
きいためピストンロッドは縮む方向に動く。そのときピ
ストンロッドの中空室の流体も縮側管路に放出されるた
め、操作流量に合流して縮側室に流入し、ピストンロッ
ドの縮み速度は速くなる。
［実施例］ 第1a図は本発明の一実施例として油圧シリンダを示し
たものである。
たものである。
図中、１はチューブでその両端はシール14を設けたロ
ッドヘッド1a及びシリンダヘッド1bにより施蓋され、チ
ューブ1,ロッドヘッド1a及びシリンダヘッド1bでシリン
ダケース20を形成する。該チューブ１内には伸側室12お
よび縮側室13を画成するピストン３が摺動可能に収容さ
れており、そのピストン３に一端が開口した中空状のピ
ストンロッド２の一端がナット５により固定され、ピス
トンロッド２の他端はロッドヘッド1aを貫通して外部に
突出しており、ピストンロッド２の外周はシール14によ
りシールされている。
ッドヘッド1a及びシリンダヘッド1bにより施蓋され、チ
ューブ1,ロッドヘッド1a及びシリンダヘッド1bでシリン
ダケース20を形成する。該チューブ１内には伸側室12お
よび縮側室13を画成するピストン３が摺動可能に収容さ
れており、そのピストン３に一端が開口した中空状のピ
ストンロッド２の一端がナット５により固定され、ピス
トンロッド２の他端はロッドヘッド1aを貫通して外部に
突出しており、ピストンロッド２の外周はシール14によ
りシールされている。
４はパイプ状のインナーロッドで、その一端はピスト
ンロッド２の中空部にシールケース６およびシール７を
介して摺動可能に挿入され、ピストンロッド２内に中空
室16を画成している。またインナーロッド４の他端は、
シリンダヘッド1bを貫通しており、シリンダヘッドキャ
ップ1cにより、前記シリンダヘッド1bに固定されてい
る。
ンロッド２の中空部にシールケース６およびシール７を
介して摺動可能に挿入され、ピストンロッド２内に中空
室16を画成している。またインナーロッド４の他端は、
シリンダヘッド1bを貫通しており、シリンダヘッドキャ
ップ1cにより、前記シリンダヘッド1bに固定されてい
る。
第２の請求項は第1a図におけるナット５及びシール７
をなくし、インナーロッド４の外周をピストンロッド２
の内壁とすり合せ程度の嵌合状態にし、インナーロッド
４の外周とピストンロッド２の内壁の間に摺動自在にシ
ールするものである。
をなくし、インナーロッド４の外周をピストンロッド２
の内壁とすり合せ程度の嵌合状態にし、インナーロッド
４の外周とピストンロッド２の内壁の間に摺動自在にシ
ールするものである。
そして、上記中空室16はインナーロッド４の中空部4a
及びシリンダヘッドキャップ1cに設けた油路11を介し
て、該油路11の出口部に取り付けた２位置の電磁切換弁
10に連通している。この電磁切換弁10は、通常時（OFF
時）には油路11と伸側管路９とを連通させ（第１図）、
外部信号15による通電時（ON時）には油路11と縮側管路
８とを連通させるものである。
及びシリンダヘッドキャップ1cに設けた油路11を介し
て、該油路11の出口部に取り付けた２位置の電磁切換弁
10に連通している。この電磁切換弁10は、通常時（OFF
時）には油路11と伸側管路９とを連通させ（第１図）、
外部信号15による通電時（ON時）には油路11と縮側管路
８とを連通させるものである。
この実施例では、電磁切換弁10はシリンダヘッドキャ
ップ1cに直接取り付けてあるが、シリンダヘッドキャッ
プ1cをなくし、電磁切換弁10をシリンダヘッド1bに直接
取り付けるか、シリンダヘッド1b内に組み込むこともで
きるし、また電磁切換弁10をシリンダヘッドキャップ1c
に直接取り付けずに別に切り離し、油路11と電磁切換弁
10のポートを管路で連結しても良い。
ップ1cに直接取り付けてあるが、シリンダヘッドキャッ
プ1cをなくし、電磁切換弁10をシリンダヘッド1bに直接
取り付けるか、シリンダヘッド1b内に組み込むこともで
きるし、また電磁切換弁10をシリンダヘッドキャップ1c
に直接取り付けずに別に切り離し、油路11と電磁切換弁
10のポートを管路で連結しても良い。
次に、この油圧シリンダの作動を説明する。
なお、チューブ１内の断面積をA1,インナーロッド４
と中空室16の断面積をそれぞれA1a（第1c図）とする
と、伸側室12の断面積はA1−A1a（第1c図）となり、ま
た縮側室13の断面積は従来型（第２図）と同じくA2（第
1b図）とする。
と中空室16の断面積をそれぞれA1a（第1c図）とする
と、伸側室12の断面積はA1−A1a（第1c図）となり、ま
た縮側室13の断面積は従来型（第２図）と同じくA2（第
1b図）とする。
まず第1a図のように切換弁10のOFFの通常時において
は、油路11と伸側管路９とが連通しているため、伸時に
は流体は伸側室12と中空室16とに流入して断面積A1−A
1aと断面積A1aとに圧力が作用する結果、（A1−A1a）＋
A1a＝A1となり、結局、従来型シリンダ（第２図）と同
じ推力及び速度でピストンロッド２は左方へ移動する。
このとき縮側室13の流体は縮側管路８へ排出される。
は、油路11と伸側管路９とが連通しているため、伸時に
は流体は伸側室12と中空室16とに流入して断面積A1−A
1aと断面積A1aとに圧力が作用する結果、（A1−A1a）＋
A1a＝A1となり、結局、従来型シリンダ（第２図）と同
じ推力及び速度でピストンロッド２は左方へ移動する。
このとき縮側室13の流体は縮側管路８へ排出される。
また縮時には流体は縮側室13に流入して断面積A2に圧
力が作用しピストンロッド２は右方へ移動する。このと
き伸側室12及び中空室16の流体は、伸側管路９に排出さ
れる。このように通常時においは、ピストンロッド２は
従来型シリンダと同じ推力及び速度で動く。
力が作用しピストンロッド２は右方へ移動する。このと
き伸側室12及び中空室16の流体は、伸側管路９に排出さ
れる。このように通常時においは、ピストンロッド２は
従来型シリンダと同じ推力及び速度で動く。
次に外部信号15により切換弁10に通電した場合には、
油路11は縮側管路８に連通する。従って、伸時には流体
は伸側室12にのみ流入して断面積A1−A1aに圧力が作用
するため、ピストンロッド２の推力は通常時に比べ減少
するが、伸速度はA1/A1−A1aの比だけ速くなる。このと
き縮側室13の流体圧は縮側管路８に排出される。なお、
中空室16内には縮側管路８から油を吸い込むため、負圧
にはならない。
油路11は縮側管路８に連通する。従って、伸時には流体
は伸側室12にのみ流入して断面積A1−A1aに圧力が作用
するため、ピストンロッド２の推力は通常時に比べ減少
するが、伸速度はA1/A1−A1aの比だけ速くなる。このと
き縮側室13の流体圧は縮側管路８に排出される。なお、
中空室16内には縮側管路８から油を吸い込むため、負圧
にはならない。
また、縮時には流体圧は縮側管路８から縮側室13及び
中空室16に流入し、A1aには断面積A2と反対方向の圧力
が作用する。このとき生ずる力は、それぞれFA2＝Ｐ×A
2及びFA1a＝Ｐ×A1aであるが、A2＞A1aであるためFA2＞
FA1aとなりピストンロッド２は右方へ動くことになる。
これにより中空室16の油は逆に縮側管路８に放出され、
操作流量Ｑに合流して縮側室13に再生流入する。従って
縮時には、通常時に比べ推力はA2−A1a/A2の比だけ減少
するが、速度はA2/A2−A1aの比だけ速くなる。
中空室16に流入し、A1aには断面積A2と反対方向の圧力
が作用する。このとき生ずる力は、それぞれFA2＝Ｐ×A
2及びFA1a＝Ｐ×A1aであるが、A2＞A1aであるためFA2＞
FA1aとなりピストンロッド２は右方へ動くことになる。
これにより中空室16の油は逆に縮側管路８に放出され、
操作流量Ｑに合流して縮側室13に再生流入する。従って
縮時には、通常時に比べ推力はA2−A1a/A2の比だけ減少
するが、速度はA2/A2−A1aの比だけ速くなる。
なお、切換弁は前記電磁切換弁10に限られるものでは
なく、油圧または空圧切換弁等、外部信号により流路が
切換わるものであればよい。また、手動で流路が切換わ
るものであっても良い。
なく、油圧または空圧切換弁等、外部信号により流路が
切換わるものであればよい。また、手動で流路が切換わ
るものであっても良い。
［発明の効果］ 以上のように本発明の可変速型シリンダによれば次の
ような効果を達成することができる。
ような効果を達成することができる。
（１）外部信号により切換弁を切換えることにより、通
常の作動速度よりも速い速度でピストンロッド即ちシリ
ンダを作動させることができ、作業の高速化、能率化を
図ることができる。
常の作動速度よりも速い速度でピストンロッド即ちシリ
ンダを作動させることができ、作業の高速化、能率化を
図ることができる。
（２）外部信号によりシリンダの作動速度を随時切換変
速できるため、負荷に応じた変速操作が可能となり、操
作性が向上する。
速できるため、負荷に応じた変速操作が可能となり、操
作性が向上する。
（３）変速時の縮操作持においては、ピストンロッドの
中空室の流体が縮側室に再生流入するため省エネルギー
化を図ることができる。
中空室の流体が縮側室に再生流入するため省エネルギー
化を図ることができる。
第1a図は本発明の可変速型シリンダの一実施例を示す断
面図、第1b図及び第1c図はそれぞれ同可変速型シリンダ
の縮側室及び伸側室の面積を示す図、第２図は従来のシ
リンダの断面図である。 １……チューブ、1a……ロッドヘッド、 1b……シリンダヘッド、 1c……シリンダヘッドキャップ、 ２……ピストンロッド、３……ピストン、 ４……インナーロッド、4a……中空部、 7,14……シール、８……縮側管路、 ９……伸側管路、10……電磁切換弁、 12……伸側室、13……縮側室、 15……外部信号、16……中空室、 20……シリンダケース。
面図、第1b図及び第1c図はそれぞれ同可変速型シリンダ
の縮側室及び伸側室の面積を示す図、第２図は従来のシ
リンダの断面図である。 １……チューブ、1a……ロッドヘッド、 1b……シリンダヘッド、 1c……シリンダヘッドキャップ、 ２……ピストンロッド、３……ピストン、 ４……インナーロッド、4a……中空部、 7,14……シール、８……縮側管路、 ９……伸側管路、10……電磁切換弁、 12……伸側室、13……縮側室、 15……外部信号、16……中空室、 20……シリンダケース。
Claims (2)
- 【請求項１】片ロッド形シリンダにおいて、 管状のチューブ両端がそれぞれロッドヘッド及びシリン
ダヘッドで施蓋されると共に、前記ロッドヘッド及びシ
リンダヘッドには貫通孔が設けられたシリンダケース
と、 前記チューブ内を２室に画成するピストンと、 該ピストンに一端が固着され、他端が前記ロッドヘッド
の貫通孔を摺動自在にかつシール状態で貫通し、かつ軸
心を通る中空室が前記ピストンに固着された一端で開放
されたピストンロッドと、 パイプ状で、前記ピストンロッド内の中空室に一方の解
放端がピストン側から挿入され、他方の解放端が前記シ
リンダヘッドに固定されたインナーロッドと、 空圧・油圧等のパワーユニットに接続され、シリンダヘ
ッド側ポート及びロッドヘッド側ポートにそれぞれ接続
された伸側管路及び縮側管路と、 前記インナーロッドの他方の開放端と前記伸側管路及び
縮側管路とをそれぞれ切換え接続する２位置切換弁とよ
りなり、 前記インナーロッドはその外周を前記ピストンロッドの
解放端でシールされていることを特徴とする可変速型シ
リンダ。 - 【請求項２】第１の請求項において、前記インナーロッ
ドはその外周をピストンロッドの中空室内壁との間に摺
動自在にシールされていることを特徴とする可変速型シ
リンダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2055912A JP2671229B2 (ja) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | 可変速型シリンダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2055912A JP2671229B2 (ja) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | 可変速型シリンダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03260403A JPH03260403A (ja) | 1991-11-20 |
| JP2671229B2 true JP2671229B2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=13012329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2055912A Expired - Fee Related JP2671229B2 (ja) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | 可変速型シリンダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2671229B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2391844A1 (fr) * | 1977-05-25 | 1978-12-22 | Manceau Marcel | Verin hydraulique a courses differentielles |
-
1990
- 1990-03-07 JP JP2055912A patent/JP2671229B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03260403A (ja) | 1991-11-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |