JP3434778B2

JP3434778B2 - ねじ・油圧両用パワーシリンダー機構

Info

Publication number: JP3434778B2
Application number: JP2000115977A
Authority: JP
Inventors: 治柳本; 一興杉森
Original assignee: 株式会社ファルコム
Priority date: 2000-04-18
Filing date: 2000-04-18
Publication date: 2003-08-11
Anticipated expiration: 2020-04-18
Also published as: JP2001295805A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】板金加工の切断や塑性加工に
おける金型の加圧あるいは金型鋳造や射出成型における
金型移動などの装置に使用する推力を付与するシリンダ
ー機構に関し、特に低推力だが早送り移動可能かつ低速
移動だが高推力を出力可能とす推力付与シリンダー機構
に関する。

【０００２】

【従来の技術】板金加工の切断や塑性加工における金型
の加圧あるいは金型鋳造や射出成型における金型移動な
どの機構において、低推力だが早送り移動と低速度だが
高推力を必要とする作動行程がある。これらの移動推力
を付与するものとしてねじによる送り機構あるいは油圧
式シリンダーが用いられている。しかし、同一容量のモ
ータで作動するとき、これらの機構は推力を大きくする
と送りが遅くなり、送りを早くすると大きな推力が十分
得られないという構造的問題を含んでいる。

【０００３】上記のように金型を移動させる機構や締め
付ける機構には、ねじによる送り機構によるもの、カム
や倍力機構によるもの、あるいは油圧シリンダーによる
ものがある。

【０００４】ねじによる送り機構によるものは任意移動
距離の制御が容易にできる。この場合、高推力を得る方
法としては、モータの出力トルクを減速機で高トルクに
変換し、さらにねじピッチを小さくすることで相乗作用
により可能となる。しかし、高推力を得ることができる
反面、ナットの移動速度を高速度対応にすることができ
ない問題点を有する。

【０００５】カムや倍力機構による場合は、移動区間が
固定化されているので移動距離の変動を任意に制御でき
ない問題がある。

【０００６】油圧シリンダーによるものは、ピストンロ
ッドの駆動方式に２方式がある。その一つは油圧ポンプ
を利用して、油圧をシリンダー中のピストンに作用して
ロッドを移動させ、ピストンに作用する反対の油を自然
排出させる複動ピストン形機構による方式のものと、他
の一つはピストンを境界としてシリンダーの両側の２室
の油を油圧ポンプで移動させる複動両ロッド形による方
式のものである。これらの２つの方式において、油圧ポ
ンプの能力は発生圧力×吐出速度で一定であるため、ピ
ストンに高出力を要求するとき、ピストンの送り速度は
低下することとなる問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】金型を利用した機械加
工の行程において、金型を移動する往行程と復行程の折
り返し点近傍は低速度であるが高出力を必要とし、その
他の行程においては生産性の観点から早送りが必要とな
る。この要求に応えるものとして、折り返し近傍で必要
な高推力を発生させる機能を有する機構として油圧シリ
ンダーを作用させ、往行程の前段及び戻り行程の後段の
高速度送りを必要とする行程では、ねじ送り機構を直接
作用させて、ねじ送りシリンダーと油圧シリンダーを結
合して一体化して両機構の特徴を生かした機構を提供す
ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明の手段は、請求項１の発明では、ボールねじ
の回転軸６とナット１１からなる回転／直動変換機構
と、回転軸６を内部に有しかつナット１１の上端側に直
結した直結機構によりナット１１の直動に応じて出力軸
１９を直動するねじ送りシリンダー機構と、該ねじ送り
シリンダー機構とは別機構からなる、ナット１１の下端
に一体化した第１ピストン１３と、該第１ピストン１３
の付勢をパスカルの原理で伝達する油圧機構と、該油圧
機構による付勢の第２ピストン１８と、該第２ピストン
１８の下端に一体化した出力軸１９からなる高推力で直
動する油圧シリンダー機構からなり、これら両機構の択
一的切換機構をナット１１の上端側と直結する該直結機
構に設けた電磁連結器９と該油圧機構に設けた電磁弁３
１から構成してねじ送りシリンダー機構及び油圧シリン
ダー機構を一体化したことを特徴とするねじ・油圧両用
のパワーシリンダー機構である。

【０００９】請求項２の発明では、ナット１１の上端側
に直結する直結機構に設けた電磁連結器９は、ナット１
１の上端側に設けた電磁吸着盤１２と電気信号により自
在に結合分離する継手機構をなし、ナット１１の下端に
一体化した第１ピストン１３による油圧機構は、第１ピ
ストン１３を収容する第１シリンダー１４中の油圧をそ
れより大きい断面積の第２シリンダー２１に及ぼして第
２シリンダー２１に収容の第２ピストン１８に大きな推
力を与える流体継手機構をなし、油圧機構に設けた電磁
弁は該流体継手機構に配設され、電磁弁３１の開・閉切
換えにより流体移動を規制して油圧を調節することを特
徴とする請求項１の手段におけるねじ・油圧両用のパワ
ーシリンダー機構である。

【００１０】請求項３の発明では、ナット１１は、上端
にボールねじ回転軸６の軸芯に対して偏芯したナット回
転防止偏芯防止盤１０を有しかつ下端に一体化した第１
ピストン１３を有し、ナット１１の直動行程及びナット
回転防止盤１０の回転を規制しかつボールねじの軸芯に
対して偏芯した電磁連結器支持偏芯筒７を該ナット回転
防止偏芯防止盤１０の外周に有し、該ナット回転防止偏
芯防止盤１０は電磁連結器支持偏芯筒７の内壁で拘束案
内されて直動することを特徴とする請求項１又は２の手
段におけるねじ・油圧両用のパワーシリンダー機構であ
る。

【００１１】請求項４の発明では、電磁連結器支持偏芯
筒７は上端が電磁連結器用基盤８で蓋され、電磁連結器
支持偏芯筒７の直動行程及び回転を規制しかつボールね
じの軸芯に対して偏芯した１５を電磁連結器支持偏芯筒
７の外周に有し、電磁連結器支持偏芯筒７は偏芯筒１５
の内壁で拘束案内されて直動することを特徴とする請求
項１〜３のいずれか１項の手段におけるねじ・油圧両用
のパワーシリンダー機構である。

【００１２】請求項５の発明では、電磁弁３１の開にお
ける第１シリンダー１４と第２シリンダー２１間の流体
の移動に伴う畜油容器として、第２シリンダー２１と同
軸かつ外周に環状の第３シリンダー２３を設け、第２シ
リンダー２１と第３シリンダー２３の間に可動環状ピス
トン２６を摺動自在に配設して可動環状ピストン上部を
第３シリンダー容積２９としたことを特徴とする請求項
１〜４のいずれか１項の手段におけるねじ・油圧両用の
パワーシリンダー機構である。である。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して以下に説明する。図１において、１はサーボモー
タ、２はプーリ、３はタイミングベルトを示す。この場
合、便宜上プーリ２の側を本実施の形態のねじ・油圧両
用のパワーシリンダー機構の上部とし、縦型に配置した
ものとして説明する。しかし、配置状態は自由で、横置
きあるいは斜め置きにもできることはいうまでもない。
サーボモータ１の動力により本発明のねじ・油圧両用の
パワーシリンダーは駆動される。本発明のねじ・油圧両
用のパワーシリンダーは、ボールねじの回転軸６とナッ
ト１１からなる回転／直動変換機構と、回転軸６を内部
に有しかつナット１１の上端側に直結した直結機構によ
りナット１１の直動に応じて出力軸１９を直動するねじ
送りシリンダー機構と、ナット１１の下端に一体化した
第１ピストン１３と、該第１ピストン１３の付勢をパス
カルの原理で伝達する油圧機構と、該油圧機構による付
勢の第２ピストン１８と、該第２ピストン１８の下端に
一体化した出力軸１９からなる高推力で直動する油圧シ
リンダー機構からなる。本発明においてナットの直動に
単なる回転軸との組合わせでなく、ボールねじとしたの
は回転がスムースでかつ速度も速く、さらに直動の信頼
性が高いことによる。

【００１４】このねじ送りシリンダー機構は、円筒体か
らなる電磁連結器支持偏芯筒７を有し、上端は電磁連結
器用基盤８で蓋され、下端は第１シリンダー１４を一体
に有する。電磁連結器支持偏芯筒７の筒内は中心からや
や偏芯した位置にボールねじ回転軸６を通している。回
転軸６にはボールねじを内蔵するナット１１が螺合され
ている。このナット１１にはナット回転防止偏芯盤１０
がその周囲に一体的に形成されている。この回転防止偏
芯盤１０は円盤からなるが、円盤の中心から偏芯した位
置にナット１１を有する。ナット１１の下端には内部に
ボールねじ回転軸６を自由に回転可能に内在させた第１
ピストン１３が取り付けられている。第１ピストン１３
の下半部は外径が細くなり、電磁連結器支持偏芯筒７の
下端の筒底部から一体に下方に延びる第１シリンダー１
４との間で、第１シリンダー容積２７を形成している。
そして第１ピストン１３は電磁連結器支持偏芯筒７の下
端底部と及び第１シリンダー１４と液蜜用リングで液蜜
に摺動する。さらにナット１１の上端には電磁吸着盤１
２を一体的に有する。一方、電磁連結器支持偏芯筒７の
蓋体を形成している電磁連結器用基盤８にボールねじ回
転軸６を自由に通す孔を有し、電磁連結器用基盤８の内
側は電磁石からなる電磁連結器９を有し、この電磁連結
器９は電磁吸着盤１２と電磁的に自在に直結される。

【００１５】電磁連結器支持偏芯筒７の筒底部に一体化
した第１シリンダー１４は円盤状のシリンダー／ボール
ねじ連結基板１７を偏芯した位置で液蜜リングにより液
蜜に摺動して貫通しており、その下端に円盤状の第２ピ
ストン１８を一体化して接続している。さらに第２ビス
トン１８の下端は出力を外部に働かすピストンロッドで
ある出力軸１９に接続され一体化されている。出力軸１
９の内部は筒状空洞部２０が形成されている。筒状空洞
部２０中の第１ピストン１３の下端に第２ビストン１８
を上方に引き込むための第２ピストン引き込み端子２５
がねじ止めされている。

【００１６】さらに、シリンダー／ボールねじ連結基板
１７の上端外周には偏芯筒１５を一体化して有する。こ
の偏芯筒１５の中には電磁連結器支持偏芯筒７が上下直
動自在に摺動可能に嵌合されており、偏芯筒１５の筒の
長さはほぼ電磁連結器支持偏芯筒７の２倍の長さとなっ
て電磁連結器支持偏芯筒７の直動行程を規制している。
しかし、この偏芯筒１５の筒の長さは上記の２倍に限る
ものでなく、電磁連結器支持偏芯筒７の直動行程を幾ら
にするか、換言すると直動するねじ送りシリンダー機構
の直動量により適宜定める。偏芯筒１５の上端は円盤状
のボールねじ回転軸支承基板１６で一体的に閉止されて
いる。ボールねじ回転軸支承基板１６の円盤の偏芯した
位置にボールねじ回転軸６を通す貫通孔を有し、ベアリ
ングで回転軸６を支承している。ボールねじ回転軸支承
基板１６の上側に突出した回転軸６にはプーリ４を有
し、プーリ４の下側の歯車で隣接のボールねじ回転角検
出器５の歯車とかみ合っている。そしてボールねじ回転
角検出器５はボールねじ回転軸支承基板１６の一端に軸
支されている。このボールねじ回転角検出器５は出願人
の発明の特願２０００−８１３７５号に係る装置でボー
ルねじの回転軸６の回転角を検出して、回転軸６の回転
により直動するナット１１の位置を検出するための装置
で、またナット１１の直動する距離を予め設定すること
がある。

【００１７】シリンダー／ボールねじ連結基盤１７その
下端外側部に二重の環状の内筒及び外筒からなる第２シ
リンダー２１及び第３シリンダー２３が連結され、第２
シリンダー２１及び第３シリンダー２３の下端はそれぞ
れシリンダー取付け基盤２４に一体化して接合されてい
る。第２シリンダー２１の内周は液密リングで液密に第
２ピストン１８と摺動自在に接している。第２シリンダ
ー２１及び第３シリンダー２３の長さは、第２ピストン
１８の直動行程の長さすなわちねじ送りシリンダー機構
による電磁連結器支持偏芯筒７の直動行程の長さと、油
圧シリンダー機構のナット１１の電磁連結器支持偏芯筒
７内での直動によ第１ピストン１３で加圧された油圧で
推されて直動する第２ピストン１８の直動行程の長さを
合わせた長さを保証するものとする。第２シリンダー２
１及び第３シリンダー２３の間には環状の可動環状ピス
トン２６が液蜜に摺動自在に嵌合されている。そして可
動環状ピストン２６の上部はシリンダー／ボールねじ連
結基盤１７との間で第３シリンダー容積２９を形成し、
可動環状ピストン２６の下部はシリンダー取付基盤２４
との間で空気シリンダー３０を形成して可動環状ピスト
ン２６を空気圧で上方に弾撥している。この空気シリン
ダー３０の空気圧に替えて、可動環状ピストン２６とシ
リンダー取付基盤２４との間に弾撥状にコイルばねとす
ることもできる。さらに、第２ピストン１８の下降によ
り第２シリンダー容積２８の容量が第１シリンダー１４
と第２シリンダー２１の間で増加して、その増加分第３
シリンダー容積２９が減量すると自動的に減圧されるの
で可動環状ピストン２６は上昇することとなる。従って
可動環状ピストン２６の下側の空気シリンダー３０に空
気圧で弾撥しなくともよく、この部分は外部に連通した
単なる空所とすることもできる。

【００１８】以上において、第１シリンダー１４と第１
ピストン１３の下部の細径部との間形成の第１シリンダ
ー容積２７は第１シリンダー１４の下端に設けた油道穴
２２により第１シリンダー１４と第２シリンダー２１の
間の第２シリンダー容積２８に連通しており、さらにシ
リンダー／ボールねじ連結器盤１７中の第２シリンダー
容積２８の上部の油道に電磁弁３１を介在して第２シリ
ンダー２１と第３シリンダー２３の間の第３シリンダー
容積２９に連通している。電磁弁３１は電気信号により
開・閉が自在に形成されている。

【００１９】以上の本発明のねじ・油圧両用のパワーシ
リンダー機構では、ボールねじの回転軸６とナット１１
からなる回転／直動変換機構として、ボールねじ回転軸
６を回転してもナット、電磁連結器支持偏芯筒７及び偏
芯筒１５は断面真円としながらそれらをそれぞれ回転す
ることなく、回転軸６に沿って直動するように、ナット
１１と一体化したナット回転防止偏芯盤１０の中心から
偏位した位置に回転軸６を配設し、さらに、これらを収
容する電磁連結器支持偏芯筒７及び偏芯筒１５もその中
心から偏位した位置に回転軸６、第１ピストン１３ある
いは第１シリンダー１４を位置せしめている。しかし、
回転軸を回転してナットや電磁連結器支持偏芯筒７や偏
芯筒１５を回転しないようにするためには断面真円でな
く異形とするか、あるいはそれぞれの間に回転を防止す
るガイドを設けることで可能である。しかし、本発明の
回転軸６を偏芯して配置する構造とすることが最も構造
が簡明でコストを抑えることができる。

【００２０】以上説明したとおり、本発明における直結
機構とはナット１１の上端に一体化したナット回転防止
偏芯盤１０とその上に一体化した電磁吸着盤１２と、こ
の電磁吸着盤１２を電磁石で結合する電磁連結器９と電
磁連結器９に一体化した電磁連結器用基盤８とこれと一
体化し下方に第１シリンダー１４を有する電磁吸着器偏
芯筒７と、第１シリンダー１４の下端に一体化した第２
ピストン１８とこの第２ピストン１８の下端に接続され
た推力を作用するピストンロッドである出力軸１９から
なるものであり、出力軸１９はシリンダー取付基盤２４
と液密に摺動する。

【００２１】以下に本発明のねじ・油圧両用のパワーシ
リンダー機構の作動を説明する。先ず図１の状態におい
て、電源のスイッチをオンとし、次いで、電磁弁３１は
オフとして開き、電磁連結器をオンとして励磁してナッ
ト回転防止偏芯盤１０の電磁吸着盤１２を結合し、サー
ボモータ１の電源をオンとする。サーボモータ１の電源
オンによりサーボモータ１の正方向の回転をプーリ２か
らタイミングベルト３によりプーリ４に伝え、ボールね
じ回転軸６を正回転する。ところで図１に示すように、
予めボールねじ回転角検出器５でナット１１の直動距離
を設定しておく。そこで回転軸６の回転によりこれとか
み合うボールねじナット１１は偏芯防止盤１０と電磁連
結器支持偏芯筒７とにより回転が阻止されているので、
ナット１１はボールねじで直動して対偶の下方に移動す
ることとなるが、電磁連結器用基盤８と一体の電磁連結
器支持偏芯筒７もナット１１の直動に連れて下方のシリ
ンダー／ボールねじ連結基盤１７側に直動する。従っ
て、この場合ナット１１は電磁連結器支持偏芯筒７の上
部に存在したままである。この電磁連結器支持偏芯筒７
の直動下降により第１シリンダー１４がシリンダー／ボ
ールねじ連結基盤１７中を下降して第２ピストン１８を
第２シリンダー２１内を直動して下降し、第２ピストン
１８の下端に一体化した出力軸１９に推力を与えてシリ
ンダー取付基板２４から突出させる。このとき第２ピス
トン１８の下降により第２シリンダー容積２８が容積拡
大され第３シリンダー容積２９の油が電磁弁３１を経て
拡大された第２シリンダー容積２８に移行する。そして
図２に示す状態になる。以上においてサーボモータ１の
回転は高速で回転軸６に伝えられ、回転軸６は高速回転
するので、ナット１１及び電磁連結器支持偏芯筒７等の
直結機構により直結した外部に推力を作用する出力軸１
９は高速度で前進することとなる。以上は第１段階の低
推力ながら高速で推力するねじ送りシリンダー機構によ
る作用である。

【００２２】次いで、第２段階の出力軸１９を高推力で
直動する油圧シリンダー機構に移行する。これは第１段
階で電磁連結器支持偏芯筒７がその上端側に電磁連結器
９によりナット１１を結合して位置せしめたままの状態
で下方のシリンダー／ボールねじ連結基盤１７側に直動
降下し、図２に示す状態にある。第２段階はこの図２に
示す状態から継続して開始する。即ち、図２の位置に電
磁連結器支持偏芯筒７が到達すると、予めボールねじ回
転角検出器５で設定した距離だけナット１１が移動し
て、電磁連結器９がオフとなり励磁がなくなり、電磁連
結器９からナットが開放される。一方、電磁弁３１はオ
フで閉じられ、第３シリンダー容積２９に油が移行でき
なくされている。この状態でさらにサーボモータ１が正
方向に回転して回転軸６を正回転すると、電磁連結器支
持偏芯筒７から結合が解かれて電磁連結器支持偏芯筒７
中をナット１１が直動して降下する。このナット１１の
直動下降につれてナット１１と一体化した第１ピストン
１３が下方に直動する。第１ピストン１３の下半部は細
径となってその外周側の第１シリンダー１４との間で第
１シリンダー容積２７を形成して油を収容している。従
って、第１ピストン１３が下方に直動するにつれて、第
１シリンダー容積２７の上方の径大部の第１ピストン１
３の下降に圧されて第１シリンダー容積２７が減少して
油が加圧されて左右にある２個の油道穴２２から第２シ
リンダー容積２８に移動される。このとき電磁弁３１は
オンで閉じられているので、油は第３シリンダー容積２
９には移行することはない。そして第１ピストン１３の
径小部の先端の第２ピストン引き込み端子２５が出力軸
１９の上部の筒状空洞部２０に進入する。そして第１ピ
ストン１３の加圧により第２シリンダー容積部２８の油
がバスカルの原理で第２ピストン１８をさらに下方に高
推力で推し、同時に第１シリンダー１４が下方に少し移
動し、かつ、第２ピストン１８に推されて一体化した出
力軸１９がより下方に高推力を及ぼして下方に進出して
図３の状態となる。以上において第１ピストン１３は高
速で直動する早送りピストンとなっている。一方、この
時点で予め設定したボールねじ回転角検出器５によりサ
ーボモータ１の回転が停止され、出力軸１９の進出は停
止される。勿論、手動により出力軸１９の進出途中でサ
ーボモータ１の電源をオフとすることで停止することも
できる。以上で第２段階の出力軸１９の高推力による加
圧は終了する。

【００２３】出力軸１９を上昇させて引き込める時は、
全ての機構を上記の動きと反対の動きをするものとす
る。先ず、図３の状態において、電磁弁３１はオン閉じ
られている。この状態から、停止したサーボモータ１を
逆転にオンするとナット１１が電磁連結器支持偏芯筒７
中を急速上昇し、ナット１１の上端のナット回転防止偏
芯盤１０の電磁吸着盤１２が電磁連結器支持偏芯筒７の
蓋である電磁連結器用基盤８の電磁連結器９に当接す
る。このとき第２シリンダー容積２８の油は油道穴２２
を通って第１シリンダー容積２７に移行する。この移行
により第２ピストン１８は第２シリンダー容積２８の減
少分だけ少し上昇し同時に出力軸１９も少し上昇して後
退し、、つれて電磁連結器支持偏芯筒７も少し上昇す
る。この場合ナット１１の上昇速度は高速であるが、こ
の出力軸１９の後退の速度はゆっくりとしている。第１
ピストン１３の先端の第２ピストン引込み端子２５が出
力軸１９の筒状空洞部２０内を上昇して第２ビストン１
８の下端に当接する。そして図２の状態となる。図２の
状態になると、電磁弁３１はオフとなり開となり第２シ
リンダー容積２８から第３シリンダー容積２９が連通す
る。この図２の状態で出力軸１９をさらに後退させるこ
とができ、回転軸６の逆回転によりナット１１が高速上
昇して直動する。この場合、電磁連結器９は励磁しなく
とも良いが、励磁してもよい。ナット１１の高速上昇に
つれて電磁連結器用基盤８が上昇されるのでこれと一体
の電磁連結器支持偏芯筒７も急速に上昇し、従って第１
シリンダー１４、これと一体化した第２ピストン１８及
び一体化した出力軸１９が急速上昇して引込められる。
このとき第２ピストン１８の上昇により第２シリンダー
容積２８の油は蓄油槽である第３シリンダー容積２９へ
開いた電磁弁を通って移動される。これは第１シリンダ
ー容積２７の容積が第３シリンダー容積２９に比して少
ないからである。以上のようにして第２ピストン１８の
上端がシリンダー／ボールねじ連結器盤１７に当接する
まで直動上昇し、当接すると同時に予め設定したボール
ねじ回転角検出器５によりサーボモーター１の電源が切
られて回転が停止されて図１の状態となる。

【００２４】以上第１段階のねじ送りシリンダー機構に
おける状態では出力軸１９はナット１１と等速運動をし
て高速に移動する。一方第２段階の油圧シリンダー機構
では高速移動するナット１１の動きに比して出力軸１９
はゆっくりと移動するが、その出力は高推力である。

【００２５】上記の作動において、第１シリンダー容積
２７の油を後者の第２段階の機能のために第２シリンダ
ー容積２８に封じ込めると、前者の第１段階は運動不能
となり実現できなくなる。そこで、前者の第１段階にお
いてナット１１と出力軸１９と同体運動をさせるとき、
第２ピストン１８が第２シリンダー容積２８中の流体を
排出あるいは吸入移動させる予備室を準備する必要があ
る。そのために移動する流体の蓄油器とアキュムレータ
の機能を満たすために、第２シリンダー２１と同軸の外
周円筒である第３シリンダー２３を設けて第３シリンダ
ー容積２９とする。

【００２６】第２段階の高推力を得るために第３シリン
ダー容積２９のの流体移動を封じる必要性から、４〜６
個の電磁弁３１をシリンダー／ボールねじ連結盤１３の
外周に配置して、第１段階の作動と第２段階の作動の目
的に応じて電磁弁３１の開閉と電磁吸着盤１２のオンオ
フを電気的に制御する。

【００２７】ナット１１及び出力軸１９の一体運動は電
磁弁３１が開でかつ電磁吸着盤１２がオンで成立する。
一方、ナット１１の移動を油圧により高推力変換機能を
させるときは電磁弁３１を閉にしてかつ電磁吸着盤１２
をオフに切り換えることで実現できる。

【００２８】出力軸１９の位置決めについては、ボール
ねじ中のナット１１の可動範囲を回転角検出器５で検出
し、同時にサーボモータ１の回転角センサー（図示しな
い）とを併用する。ナット１１の１回転当たりのねじ直
接送り機構と油圧送り機構による出力軸１９の移動量の
違いはサーボ用制御装置の位置決め演算の異なる計算ル
ーチンの切換えで補正可能とする。

【００２９】早送り用、高推力用２段切換えで位置決め
制御を可能とするねじ送り油圧パワーシリンダーが得ら
れる。

【００３０】

【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明はボール
ねじの回転軸とナットからなる回転／直動変換機構と、
ボールねじ回転軸を内部に有しかつナットの上端側に直
結した直結機構により、ナットの直動に応じて出力軸１
９を直動するねじ送りシリンダー機構と、ナットの下端
に一体化した第１ピストンと、この第１ピストンの付勢
をパスカルの原理で伝達する油圧機構により付勢する第
２ピストン１８と、この第２ピストン１８に一体化した
ピストンロッドである出力軸１９からなる装置とするこ
とで、本発明は、金型を利用した機械加工の行程などに
おいて、金型を移動する往行程と復行程の折り返し点近
傍では、低速度であるが高推力を出力でき、その他の行
程では生産性の観点から早送りができるなど低コストで
生産性の高い従来にない優れた効果を奏する装置であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のねじ・油圧両用のパワーシリンダー機
構の始動待機状態を一部断面で示す側面図

【図２】本発明のねじ・油圧両用のパワーシリンダー機
構のねじ送りシリンダー機構の作動終了状態かつ油圧シ
リンダー機構の始動待機状態を一部断面で示す側面図

【図３】本発明のねじ・油圧両用のパワーシリンダー機
構の油圧シリンダー機構の作動終了状態を一部断面で示
す側面図

【符号の説明】

１サーボモータ２プーリ３タイミングベルト４プーリ５ボールねじ回転角検出器６ボール
ねじ回転軸７電磁連結器支持偏芯筒８電磁連
結器用基盤９電磁連結器１０ナット
回転防止偏芯盤１１ナット１２電磁吸
着盤１３第１ビストン１４第１シ
リンダー１５偏芯筒１６ボール
ねじ回転軸支承基盤１７シリンダー／ボールねじ連結基盤１８第２ビ
ストン１９出力軸２０筒状空
洞部２１第２シリンダー２２油道穴２３第３シリンダー２４シリン
ダー取付け基盤２５第２ピストン引込み端子２６可動環
状ピストン２７第１シリンダー容積２８第２シ
リンダー容積２９第３シリンダー容積３０空気シ
リンダー３１電磁盤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F15B 15/02 F15B 15/14 F16H 25/20

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ボールねじの回転軸６とナット１１から
なる回転／直動変換機構と、回転軸６を内部に有しかつ
ナット１１の上端側に直結した直結機構によりナット１
１の直動に応じて出力軸１９を直動するねじ送りシリン
ダー機構と、該ねじ送りシリンダー機構とは別機構から
なる、ナット１１の下端に一体化した第１ピストン１３
と、該第１ピストン１３の付勢をパスカルの原理で伝達
する油圧機構と、該油圧機構による付勢の第２ピストン
１８と、該第２ピストン１８の下端に一体化した出力軸
１９からなる高推力で直動する油圧シリンダー機構から
なり、これら両機構の択一的切換機構をナット１１の上
端側と直結する該直結機構に設けた電磁連結器９と該油
圧機構に設けた電磁弁３１から構成してねじ送りシリン
ダー機構及び油圧シリンダー機構を一体化したことを特
徴とするねじ・油圧両用のパワーシリンダー機構。
【請求項２】ナット１１の上端側に直結する直結機構
に設けた電磁連結器９は、ナット１１の上端側に設けた
電磁吸着盤１２と電気信号により自在に結合分離する継
手機構をなし、ナット１１の下端に一体化した第１ピス
トン１３による油圧機構は、第１ピストン１３を収容す
る第１シリンダー１４中の油圧をそれより大きい断面積
の第２シリンダー２１に及ぼして第２シリンダー２１に
収容の第２ピストン１８に大きな推力を与える流体継手
機構をなし、油圧機構に設けた電磁弁３１は該流体継手
機構に配設され、電磁弁３１の開・閉切換えにより流体
移動を規制して油圧を調節することを特徴とする請求項
１記載のねじ・油圧両用のパワーシリンダー機構。
【請求項３】ナット１１は、上端にボールねじ回転軸
６の軸芯に対して偏芯したナット回転防止偏芯防止盤１
０を有しかつ下端に一体化した第１ピストン１３を有
し、ナット１１の直動行程及びナット回転防止偏芯防止
盤１０の回転を規制しかつボールねじの軸芯に対して偏
芯した電磁連結器支持偏芯筒７を該ナット回転防止偏芯
防止盤１０の外周に有し、該ナット回転防止偏芯防止盤
１０は電磁連結器支持偏芯筒７の内壁で拘束案内されて
直動することを特徴とする請求項１又は２記載のねじ・
油圧両用のパワーシリンダー機構。
【請求項４】電磁連結器支持偏芯筒７は上端が電磁連
結器用基盤８で蓋され、電磁連結器支持偏芯筒７の直動
行程及び回転を規制しかつボールねじの軸芯に対して偏
芯した偏芯筒１５を電磁連結器支持偏芯筒７の外周に有
し、電磁連結器支持偏芯筒７は偏芯筒１５の内壁で拘束
案内されて直動することを特徴とする請求項１〜３のい
ずれか１項に記載のねじ・油圧両用のパワーシリンダー
機構。
【請求項５】電磁弁３１の開における第１シリンダー
１４と第２シリンダー２１間の流体の移動に伴う畜油容
器として、第２シリンダー２１と同軸かつ外周に環状の
第３シリンダー２３を設け、第２シリンダー２１と第３
シリンダー２３の間に可動環状ピストン２６を摺動自在
に配設して可動環状ピストン上部を第３シリンダー容積
２９としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１
項に記載のねじ・油圧両用のパワーシリンダー機構。