JP3047243B2 - 倍力機構を有するシリンダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、空圧，油圧，バネ力等によりピストンを動
作するシリンダであって、その内部に倍力機構を有する
シリンダに関する。

［従来の技術］ シリンダとしては、各種形状のものが採用されてい
る。例えば、空圧シリンダの場合にはシリンダ本体内に
摺動自在に支持されるピストンを空圧力により往復動さ
せ、ピストンに連結されるピストンロッドを介して対象
物を移動させるようにしている。その場合、前記対象物
を前記ピストンのそのストロークエンドにおいて大きな
力でロック使用とする場合には、前記形成のシリンダで
は該シリンダ内に導入される空気圧力を高圧にして行う
しか方法がなかった。

［発明が解決しようとする課題］ 前記したように、ストロークエンドでロック力を発揮
させるには、従来のシリンダの形式では導入される油圧
力，空圧力，バネ力等をロック力に見合うものにするこ
とが必要となる。一方、シリンダ内に導入される油およ
び空気の圧力には限度があり、余り大きな圧力の作動媒
体をシリンダ内に導入する場合には、シリンダ本体がそ
れに見合う強度を有するものから形成される必要があ
り、高価なものとなり、かつ信頼性，安全性保持の点か
らも特別の注意をすることが必要となる。更に、大きな
圧力源を必要とし、例えば、大容量のコンプレッサ等が
必要となる。一方、低圧の作動媒体をシリンダ内に導入
し、大きなロック力を得るにはシリンダおよびピストン
を大型なものにする必要がある。従って、高価なものと
なる。バネ力を使用する場合にも、バネ常数が高いもの
を使用することにより大きなロック力を得ることが出来
るが、ピストンの通常時の動作力が大となり、円滑な摺
動運動が出来ない問題点が生ずる。また、バネ力を使用
する場合にはシリンダの全長が長いものとならざるを得
ない。

本発明は、前記の各種の問題点を解決するもので、油
圧，空圧，バネ力等を利用するシリンダであっても、特
に、高圧な作動媒体や、大きなバネ常数のバネを使用す
ることなく、ストロークエンドにおいて大きなロック力
を発揮することが出来ると共に、小型に形成され、省エ
ネルギ化の図れる倍力機構を有する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］ 本願は、以上の目的を達成するために、シリンダ本体
の両端を閉止部材により閉止され、前記シリンダ本体内
に摺動自在に支持されるピストン部材とこれに嵌着され
るピストンロッドとを有するシリンダであって、前記閉
止部材には半径方向によって出入自在に支持され先端に
楔形状部を形成する楔駒が複数個放射状に設けられ、前
記ピストン部材にはピストン移動時において前記楔駒に
当接係合して楔力を生じさせるテーパ面が形成され、前
記ピストンには前記楔駒の係止面に係着して前記楔駒を
前記テーパ面と当接する位置に保持する係止部が形成さ
れる倍力機構を有するシリンダを構成するものである。

［作用］ 油圧，空圧，バネ力等のピストン部材の作動媒体又は
手段により、ピストン部材が移動し、そのストロークエ
ンドに到達すると、ピストン部材の内側に形成されてい
るテーパ面にシリンダの両端の閉止部材に設けられてい
る楔駒の頭部が当接する。楔駒は同時にピストンロッド
の係止部にその係止面を当接するように形成されている
ため前記テーパ面と楔駒との間に楔作用が生ずる。それ
により大きなロック力を得ることが出来る。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

本実施例は、ピストン部材の作動媒体として油圧又は
空圧を用いたシリンダについて説明しているが、勿論、
バネ力等を用いたものに対しても同様に適用されるもの
である。

第１図に示すように、シリンダ１は閉止部材2a,2bに
より両端を閉止されるシリンダ本体３と、シリンダ本体
３内に摺動自在に支持されるピストン部材４と、ピスト
ン部材４に嵌着されるピストンロッド５等とから構成さ
れる。また、シリンダ本体３には作動媒体を搬出入され
る管路6,7を作動媒体源８が連結される。

ピストンロッド５はその中間部に拡径する段付部９が
形成され、段付部９の端部には後に説明する楔駒10aが
係止する係止部11が形成される。また、本実施例ではピ
ストンロッド５の図の右端側には同じく係止部13を形成
する段付部材2a,2bの双方に楔駒10a,10bを配置した場合
について説明するため、ピストンロッド５には段付部お
よび段付部材12が必要となるが、楔駒10a,10bが一方の
みの閉止部材2a,2bにのみ配設される場合には段付部９
又は段付部材12の内のいづれか１つが形成されていれば
よい。ピストンロッド５の図の左端側には、シリンダ１
により動作される対象物（図略）の連結されるねじ部14
が螺刻されている。

ピストン部材４の内側の両端面側にはテーパ面15a,15
bり形成される。テーパ面15a,15bはピストン部材４の中
心部に向かって縮径する形状のものから形成される。

閉止部材2a,2bのピストン部材４側にはピストン部材
４側に向かって縮径すると共に、ピストン部材のテーパ
面15a,15bよりも小径のテーパ部16a,16bが形成される。
また、閉止部材2a,2bにはピストンロッド５の段付部９
および段付部材13の入り込む穴22,23が穿設される。

テーパ部16a,16bには楔駒10a,10bが配設される。な
お、説明の都合上楔駒10b側についてのみ説明する。

第２図にも示すように、テーパ部16bにはその内周上
に沿って６個の楔駒10bが等間隔に配設される。楔駒10b
はテーパ部16bの半径方向に沿って穿設された貫通孔17
内に摺動自在に支持される。楔駒10bはその頭部に前記
楔形状部の１つである半円弧上の弧状当接面18を形成す
ると共に、基部には係止面19を形成される。

係止面19は段付部材12の係止部13に係止するものであ
る。また、楔駒10bの頭部の縮径部20には閉止部材2b側
に一端部を固定したバネ21の他端部が係止し、楔駒10b
を外方に突出させる向きに付勢している。但し、楔駒10
bはバネ21により貫通孔17から飛び出すことはない。

次に、第３図により、本実施例の作用を説明する。

第３図は閉止部材2a側の楔駒10aがピストン部材４の
テーパ面15aに当接係合してロックされた場合を示す。
すなわち、第１図においてピストン部材４が図の左側に
向かって移動し、左側のストローク端に到達した状態を
示したものである。

作動媒体源８からシリンダ本体３内に作動媒体が導入
され、ピストン部材４およびピストンロッド５が第１図
の左方向に移動すると、ピストンロッド５の係止部９が
穴23内に入り込む。更に、ピストンロッド５等が移動
し、ストロークエンドに到達すると、ピストン部材４の
テーパ面15aが楔駒10aの頭部の弧状当接面18に当接す
る。従って、楔駒10aはバネ21のバネ力に抗して貫通孔1
7内を内径方向に沿って下方に移動する。その状態にお
いて段付部９の係止部11が丁度、楔駒10aの係止面19と
接触する位置にあるように形成されるため、楔駒10aは
移動に伴ってその係止面19を係止部11に圧接し支持され
る。その状態で弧状当接面18がピストン部材４のテーパ
面15aに圧接し、両者間には楔作用が生ずる。すなわ
ち、ピストンロッド５の軸線方向に沿う押圧力の数倍の
力が両者の圧接面の法線方向に作用することになる。そ
れにより、ピストン部材４は閉止部材2a側、すなわち、
シリンダ本体３側にロックされることになる。

前記したように、楔駒10aは閉止部材2aの円周方向に
６個配設され、それぞれの楔駒10aがピストン部材４の
テーパ面15aに圧接し、楔作用を発生させるため、極め
て大きなロック力が生ずる。

ロックを解除するには、作動媒体源８から逆向きに作
動媒体をシリンダ本体３内に導入することにより容易に
行われる。すなわち、前記したようにピストンロッド５
の軸線方向に沿う力は小さく、これに打ち勝つだけの作
動力が作用すればピストン部材４等を容易に移動させる
ことが出来るためである。

第３図は、前記したように楔駒10a側について説明し
たが、楔駒10b側についても全く同様なロック力を発生
させることが出来る。

本実施例において、シリンダ本体３の両端側に楔駒10
a,10bを配設し、両ストロークエンドにおいて大きなロ
ック力を得るようにしたが、勿論、いづれか１方向にの
みロック力を発揮させるようなものにしてもよい。ま
た、楔駒10a,10bの形状および数を図示のようなものと
したが、これ等に限定されるものでない。

また、楔駒10a,10bの先端部に形成される楔形状部は
弧状当接面18に限定するものでない。

［発明の効果］ 本発明によれば、次のような顕著な効果を奏する。

１）ピストン部材は比較的小さな押圧力により作動し得
るように形成されるため、作動媒体源を小容量のものを
設置すればよく、かつ比較的小さな作動媒体圧力により
大きなロック力をシリンダ内に発生させることが出来
る。

２）ピストン部材のテーパ面と楔駒との圧接による楔作
用によりロックを発生するように構成されるため、両者
の形状，楔駒の数等を適宜設定することにより、所望の
極めて大きなロック力をストロークエンドにおいて発揮
させることが出来る。

３）作動媒体の圧力が比較的小さくてすむため、シリン
ダ全体が小形化される。

４）ピストン部材のストロークに必要な作動力が比較的
小さくて済むため省エネルギ化が図れる。

５）倍力機構がシリンダ本体の内部に形成されているた
め、シリンダの取り付け可能な場所であれば、どこでも
任意の場所に設置することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の軸断面図、第２図は第１図
のII−II線断面図、第３図は本実施例の作用を説明する
ための拡大軸断面図である。 １……シリンダ、2a,2b……閉止部材、３……シリンダ
本体、４……ピストン部材、５……ピストンロッド、6,
7……配管、８……作動媒体源、９……段付部、10a,10b
……楔駒、11,13……係止部、12……係止部材、14……
ねじ部、15a,15b……テーパ面、16a,16b……テーパ部、
17……貫通孔、18……弧状当接部、19……係止面、20…
…縮径部、21……バネ、22,23……穴。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダ本体の両端を閉止部材により閉止
   され、前記シリンダ本体内に摺動自在に支持されるピス
   トン部材とこれに嵌着されるピストンロッドとを有する
   シリンダであって、前記閉止部材には半径方向によって
   出入自在に支持され先端に楔形状部を形成する楔駒が複
   数個放射状に設けられ、前記ピストン部材にはピストン
   移動時において前記楔駒に当接係合して楔力を生じさせ
   るテーパ面が形成され、前記ピストンロッドには前記楔
   駒の係止面に係着して前記楔駒を前記テーパ面と当接す
   る位置に保持する係止部が形成されることを特徴とする
   倍力機構を有するシリンダ。