JP5050025B2

JP5050025B2 - 液圧シリンダ装置

Info

Publication number: JP5050025B2
Application number: JP2009226512A
Authority: JP
Inventors: 正治菅野; 守井上; 浩樹辻; 耕平細井
Original assignee: 株式会社堀内機械
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2029-09-30
Also published as: JP2011073255A

Description

本発明は、ダイカストマシンや射出成形機などに使用される金型などの負荷を駆動する液圧シリンダ装置に係り、特に、皿バネなどの弾性体の復元力により、金型などの負荷に作用させる引き側の開始時の力を増強するようにした液圧シリンダ装置に関する技術である。

従来、図６に示すダイカストマシンや射出成形機などに使用される金型などの負荷を駆動する油圧シリンダ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
図６において、５は油圧シリンダ装置であり、ピストン５１、ピストンロッド５２、ヘッド側油圧室５３及びロッド側油圧室５４を備えている。

また、ヘッド側油圧室５３及びロッド側油圧室５４には、油圧回路（図示せず）からの油圧管路５５、５６の一端が接続されている。
ピストンロッド５２の端部には、可動金型６１を支持する可動プラテン６２からなる負荷が接続されている。

そして、可動プラテン６２と対向して、固定金型６３を支持する固定プラテン６４が配設されている。
固定プラテン６４は射出成形機のフレーム（図示せず）に固定されており、可動プラテン６２はガイド部材（図示せず)に沿って、図における横方向に移動可能に取付けられている。

また、可動金型６１と固定金型６３との間には、可動金型６１と固定金型６３とを離間させる型開用バネ６５が配設されている。

特開２００３−７１８９６号公報

特許文献１に記載された油圧シリンダ装置５は、ヘッド側油圧室５３に油圧力を作用させることにより、負荷となる可動プラテン６２に押し側の力を作用させ、ロッド側油圧室５４に油圧力を作用させることにより、負荷となる可動プラテン６２に引き側の力を作用させるようにしている。
しかしながら、押し側の力は、ピストン５１の面積に油の圧力を乗じた値であるのに対し、引き側の力は、ピストン５１の面積からピストンロッド５２の断面積を差引いた値に油の圧力を乗じた値となる。

したがって、油圧シリンダ装置５で駆動する可動プラテン６２からなる負荷が要求する引き側の力が、押し側の力よりも大きい場合には、引き側の力に見合う大型の油圧シリンダ装置としなければならない問題があった。
特に、射出成形機やダイカストマシンなどに使用される金型などの負荷を駆動する油圧シリンダ装置においては、溶融樹脂又は溶解金属を金型内に注入して固化又は鋳造後に、固化・収縮して金型に固着した成形品を金型から取出す際の、可動金型と固定金型との型開工程では、大きな引き側の力が必要となっていた。

なお、特許文献１に記載された可動金型６１と固定金型６３との間には、可動金型６１と固定金型６３とを離間させる型開用バネ６５が配設されており、引き側の力を型開用バネ６５で増強しているが、可動金型６１と固定金型６３の合わせ面に多数の型開用バネ６５を配設する必要があり、両金型６１、６５の構造が複雑になるとともに、大型となる新たな問題が生じていた。
また、複数の金型を取替えて一基の油圧シリンダ装置で駆動する場合には、各金型に多数の型開用バネを配設することが必要となる問題もあった。

本発明は、このような従来の構成が有していた課題を解決しようとするものであり、ヘッド側液圧室に液体圧力を作用させて金型などの負荷に押し側の力を作用させるピストンの往ストロークの終端側で皿バネなどの弾性体を収縮させ、ロッド側液圧室に液体圧力を作用させて負荷に引き側の力を作用させるピストンの復ストロークの始端側で弾性体の復元力を発生させることにより、負荷に作用させる引き側の開始時の力を増強するようにした液圧シリンダ装置とすることを目的としている。

請求項１に係る本発明の液圧シリンダ装置は、シリンダチューブと、ヘッドカバーと、ロッドカバーと、ピストンと、ピストンロッドとを備えるとともに、ロッドカバーの外側のピストンロッドに負荷を連結して、ヘッド側液圧室に液体圧力を作用させることにより負荷に押し側の力を作用させ、ロッド側液圧室に液体圧力を作用させることにより負荷に引き側の力を作用させるようにした液圧シリンダ装置において、
皿バネ又はコイルバネからなる弾性体をピストンロッドを軸芯としてロッドカバー側のシリンダチューブ又はロッドカバーに設け、
ヘッド側液圧室に液体圧力を作用させて負荷に押し側の力を作用させるピストンの往ストロークの終端側で弾性体を収縮させる押圧部をピストンロッド又はピストンに設けて、
ロッド側液圧室に液体圧力を作用させて負荷に引き側の力を作用させるピストンの復ストロークの始端側で弾性体の復元力を発生させることにより、負荷に作用させる引き側の開始時の力を増強し、
ピストンロッドにおける負荷との連結部に、連結位置を調節可能な位置調節手段を設けて、位置調節手段を調節することにより、弾性体の収縮又は復元の時期と、ピストンの往ストローク終端又は復ストローク始端の時期とのタイミングを調節可能としたものである。

請求項２に係る本発明の液圧シリンダ装置は、シリンダチューブと、ヘッドカバーと、ロッドカバーと、ピストンと、ピストンロッドとを備えるとともに、ロッドカバーの外側のピストンロッドに負荷を連結して、ヘッド側液圧室に液体圧力を作用させることにより負荷に押し側の力を作用させ、ロッド側液圧室に液体圧力を作用させることにより負荷に引き側の力を作用させるようにした液圧シリンダ装置において、
皿バネ又はコイルバネからなる弾性体をピストンロッドを軸芯としてピストン側のピストンロッド又はピストンに設け、
ヘッド側液圧室に液体圧力を作用させて負荷に押し側の力を作用させるピストンの往ストロークの終端側で弾性体を収縮させる押圧部をシリンダチューブ又はロッドカバーに設けて、
ロッド側液圧室に液体圧力を作用させて負荷に引き側の力を作用させるピストンの復ストロークの始端側で弾性体の復元力を発生させることにより、負荷に作用させる引き側の開始時の力を増強したものである。

請求項３に係る本発明の液圧シリンダ装置は、請求項２に係る本発明の構成に加え、ピストンロッドにおける負荷との連結部に、連結位置を調節可能な位置調節手段を設けて、位置調節手段を調節することにより、弾性体の収縮又は復元の時期と、ピストンの往ストローク終端又は復ストローク始端の時期とのタイミングを調節可能としたものである。

請求項４に係る本発明の液圧シリンダ装置は、シリンダチューブと、ヘッドカバーと、ロッドカバーと、ピストンと、ピストンロッドとを備えるとともに、ロッドカバーの外側のピストンロッドに負荷を連結して、ヘッド側液圧室に液体圧力を作用させることにより負荷に押し側の力を作用させ、ロッド側液圧室に液体圧力を作用させることにより負荷に引き側の力を作用させるようにした液圧シリンダ装置において、
ピストンにおける反ピストンロッド側にヘッドカバーを貫通して延びる第二ロッドを設け、
皿バネ又はコイルバネからなる弾性体を第二ロッドを軸芯としてヘッドカバーの外側に設け、
ヘッド側液圧室に液体圧力を作用させて負荷に押し側の力を作用させるピストンの往ストロークの終端側で弾性体を収縮させる押圧部を第二ロッドにおける端部側に設けて、
ロッド側液圧室に液体圧力を作用させて負荷に引き側の力を作用させるピストンの復ストロークの始端側で弾性体の復元力を発生させることにより、負荷に作用させる引き側の開始時の力を増強したものである。

請求項５に係る本発明の液圧シリンダ装置は、請求項４に係る本発明の構成に加え、第二ロッドに、押圧部の軸方向位置を調節可能な位置調節手段を設けて、位置調節手段を調節することにより、弾性体の収縮又は復元の時期と、ピストンの往ストローク終端又は復ストローク始端の時期とのタイミングを調節可能としたものである。

請求項６に係る本発明の液圧シリンダ装置は、請求項１〜５のいずれかに係る本発明の構成に加え、弾性体は、傾斜方向が交互になるように積層した皿バネとしたものである。

請求項７に係る本発明の液圧シリンダ装置は、請求項１〜６のいずれかに係る本発明の構成に加え、負荷は、射出成形用金型のうちの中子としたものである。

請求項１、２及び４に係る本発明の液圧シリンダ装置は、ヘッド側液圧室に液体圧力を作用させて負荷に押し側の力を作用させるピストンの往ストロークの終端側で弾性体を収縮させ、ロッド側液圧室に液体圧力を作用させて負荷に引き側の力を作用させるピストンの復ストロークの始端側で弾性体の復元力を発生させることにより、負荷に作用させる引き側の開始時の力を増強したから、要求される引き側の力が押し側の力よりも大きくなる金型などの負荷を駆動する液圧シリンダ装置の容量を小さいものとすることができるのである。
さらに、請求項１に係る本発明の液圧シリンダ装置は、位置調節手段を調節することにより、弾性体の収縮又は復元の時期と、ピストンの往ストローク終端又は復ストローク始端の時期とのタイミングを調節可能としたから、弾性体の復元力を要求される引き側の力が最大となるタイミングに合わせることができるのである。

請求項３及び請求項５に係る本発明の液圧シリンダ装置は、請求項２又は４に係る本発明の効果に加え、位置調節手段を調節することにより、弾性体の収縮又は復元の時期と、ピストンの往ストローク終端又は復ストローク始端の時期とのタイミングを調節可能としたから、弾性体の復元力を要求される引き側の力が最大となるタイミングに合わせることができるのである。

請求項６に係る本発明の液圧シリンダ装置は、請求項１〜５のいずれかに係る本発明の効果に加え、弾性体を傾斜方向が交互となる積層した皿バネとしたから、コンパクトな弾性体でありながら大きな弾性力（復元力）を得ることができるのである。

請求項７に係る本発明の液圧シリンダ装置は、請求項１〜６のいずれかに係る本発明の効果に加え、負荷を射出成形用金型のうちの中子としたから、中子のセット工程であるピストンの往ストロークにおいては押し側の要求される力が小さく、中子の取出し工程であるピストンの復ストロークにおいては引き側の要求される力が大きくなることに合致させることができるのである。

本発明の第一の実施の形態に係る液圧シリンダ装置を用いた概略油圧回路図である。本発明の第一の実施の形態に係る液圧シリンダ装置の断面図である。本発明の第二の実施の形態に係る液圧シリンダ装置の断面図である。本発明の第三の実施の形態に係る液圧シリンダ装置の部分断面図である。本発明の第四の実施の形態に係る液圧シリンダ装置の断面図である。従来の油圧シリンダ装置の説明図である。

以下、本発明の実施の形態を添付した図面により詳細に説明する。
図１及び図２は、本発明の第一の実施の形態に係る図面であり、図１は液圧シリンダ装置を用いた概略油圧回路図、図２は液圧シリンダ装置の断面図である。図３は本発明の第二の実施の形態に係る液圧シリンダ装置の断面図である。図４は本発明の第三の実施の形態に係る液圧シリンダ装置の部分断面図である。図５は本発明の第四の実施の形態に係る液圧シリンダ装置の断面図である。

本発明の第一の実施の形態の形態に係る液圧シリンダ装置について図１及び図２に基づき説明する。
図１において、１は作動液体として油を用いた液圧シリンダ装置、３は油圧回路、４は液圧シリンダ装置１の負荷であって、例えば、射出成形機の金型のうちの中子である。

油圧回路３は、油圧ポンプ３１、油圧ポンプ３１を駆動する電動機３２、リリーフ弁３３、流量弁３４、方向切替弁３５、油タンク３６を備え、これら機器３１、３３〜３６を油配管３７で接続している。
液圧シリンダ装置１は、図１及び図２に示すように、ピストン１１、ピストンロッド１２、シリンダチューブ１３、反ピストンロッド側のシリンダチューブ１３の端部に設けたヘッドカバー１４、ピストンロッド１２側のシリンダチューブ１３の端部に設けたロッドカバー１５を備えている。

また、シリンダチューブ１３、ヘッドカバー１４及びロッドカバー１５により形成されるシリンダ室１６は、往復動するピストン１１により図面上で左右に仕切られ、ヘッドカバー１４側にヘッド側液圧室１６ａ及びロッドカバー１５側にロッド側液圧室１６ｂをそれぞれ形成している。
そして、図１に示すように、方向切替弁３５の第一切替ポート３５ａと、ヘッドカバー１４に穿設した油出入口通路１４ａとをヘッド側油配管３８ａで接続するとともに、方向切替弁３５の第二切替ポート３５ｂと、ロッドカバー１５に穿設した油出入口通路１５ａとをロッド側油配管３８ｂで接続している。

また、油圧ポンプ３１の出口を流量弁３４を介して方向切替弁３５の入口ポート３５ｃに接続するとともに、方向切替弁３５の出口ポート３５ｄを油タンク３６に接続している。
入口ポート３５ｃと第一切替ポート３５ａとが連通し、出口ポート３５ｄと第二切替ポート３５ｂとが連通するように方向切替弁３５を切替えることにより、ヘッド側液圧室１６ａに油圧ポンプ３１からの油の供給を行なうとともに、ロッド側液圧室１６ｂから油タンク３６への油の戻りを行なうようにしている。

また、入口ポート３５ｃと第二切替ポート３５ｂとが連通し、出口ポート３５ｄと第一切替ポート３５ａとが連通するように方向切替弁３５を切替えることにより、ロッド側液圧室１６ｂに油圧ポンプ３１からの油の供給を行なうとともに、ヘッド側液圧室１６ａから油タンク３６への油の戻りを行なうようにしている。
２は、８枚の皿バネ２１を傾斜方向が図面上で左側と右側に交互に傾斜するように積層した弾性体であり、ピストンロッド１２を軸芯としてロッドカバー１５側のシリンダチューブ１３の内側に、円筒状部材２２を介して設けている。

また、ピストン１１側のピストンロッド１２には、環状の押圧部２３を設け、この押圧部２３を積層した皿バネ２１に重ねて設けた環状の押圧板２４を介して弾性体２を収縮させるようにしている。
なお、弾性体２は、ロッドカバー１５側のシリンダチューブ１３の内側に円筒状部材２２を介して設けたが、ロッドカバー１５に設けてもよく、ロッドカバー１５及びシリンダチューブ１３の双方に設けるようにしてもよく、さらに、押圧部２３が弾性体２に当接していない状態において弾性体２がシリンダチューブ１３、ロッドカバー１５に固定されずに自由状態として、ピストン１１の往ストロークの終端側で押圧部２３が弾性体２に当接し、シリンダチューブ１３、ロッドカバー１５と押圧部２３とで弾性体２を収縮するようにしてもよい。

また、押圧部２３は、ピストン１１側のピストンロッド１２に設けたが、ピストン１１に設けてもよく、ピストン１１及びピストンロッド１２の双方に固定して設けるようにしてもよい。
上記の押圧部２３で弾性体２を収縮させるタイミングは、ヘッド側液圧室１６ａに油の圧力を作用させて負荷４に押し側の力を作用させるピストン１１の往ストロークの終端側であり、換言すれば、負荷４に押し側の力を作用させて、負荷４を所定の位置に保持するようにしたときに、押圧部２３により弾性体２に設定された収縮が生ずるようにするのである。

そして、図示しない射出成形機において、溶融樹脂をキャビティ内に充填し、樹脂が固化した後に、方向切替弁３５を切替えて、ヘッド側液圧室１６ａを油タンク３６に連通させ、ロッド側液圧室１６ｂに油の圧力を作用させるのである。
上記の方向切替弁３５を切替えてロッド側液圧室１６ｂに油の圧力を作用させると、負荷４に引き側の力が作用すると同時に、弾性体２の復元力が生ずるのであり、この弾性体２の復元力を発生させることにより、負荷４に作用させる引き側の開始時の力を復元力の値だけ増強できるのである。

なお、図１及び図２において、１２ａはピストンロッド先端ネジ部、１７ａはリテーナ、１７ｂは軸受、１７ｃはタイロッド、１７ｄはタイナット、１７ｅはピストン部シール材、１７ｆは軸受部シール材、１７ｇ、１７ｈ、１７ｉ及び１７ｊはＯリング、１７ｋはダストシール材、４１は負荷４とシリンダロッド１２との連結部である。
次に、上記のように構成した第一の実施の形態に係る液圧シリンダ装置１の作用について説明する。

まず、液圧シリンダ装置１のピストン１１が図１において右端に位置する状態で、油圧ポンプ３１を駆動するとともに、入口ポート３５ｃと第一切替ポート３５ａとが連通し、出口ポート３５ｄと第二切替ポート３５ｂとが連通するように方向切替弁３５を切替え、ヘッド側液圧室１６ａに油圧ポンプ３２からの油の供給を行ない、ロッド側液圧室１６ｂから油タンク３６への油の戻りを行なうようにすることにより、ピストンロッド１２により負荷４に押し側の力が作用する。
ピストン１１の往ストロークの終端側で、ピストン１１側のピストンロッド１２に設けた押圧部２３が皿バネ２１に重ねて設けた押圧板２４に当接し、さらにピストン１１が往ストロークの終端まで進むのであるが、弾性体２はロッドカバー１５側のシリンダチューブ１３の内側に円筒状部材２２を介して設けられて不動であるから、押圧部２３により押圧板２４を介して収縮させられるのである。

そして、ピストン１１の往ストロークの終端において、ピストンロッド１２に連結した負荷４は所定の位置に保持されるのである。
このように、ピストン１１の往ストロークの終端側では、押圧部２３の押圧板２４への当接が始まるピストン１１の位置から往ストロークの終端の位置までの距離が、弾性体２のたわみ（収縮）量となるのである。

次に、図示しない射出成形機において、溶融樹脂をキャビティ内に充填し、樹脂が固化した後に、方向切替弁３５を切替えて、ヘッド側液圧室１６ａを油タンク３６に連通させ、ロッド側液圧室１６ｂに油の圧力を作用させるのである。
ロッド側液圧室１６ｂに油の圧力を作用させると、負荷４に引き側の力が作用すると同時に、ヘッド側液圧室１６ａには油の圧力が作用しないので弾性体２の復元力が生ずるのであり、この弾性体２の復元力を発生させることにより、負荷４に作用させる引き側の開始時の力を復元力の値だけ増強できるのである。

そして、この負荷４に作用させる引き側の開始時の力は、樹脂の固着に伴う要求される引き側の力の増大に打ち勝つためであるから、負荷４を引き側に例えば１０ｍｍ程度移動する間だけ作用すればよいのである。

以下、本発明の第一の実施の形態に係る液圧シリンダ装置１の実施例１を説明する。

ピストン１１の外径は１００mm、ピストンロッド１２の外径は５６mm、油圧ポンプ３１によるヘッド側液圧室１６ａ又はロッド側液圧室１６ｂへの油の供給圧力は１６MPaGであり、油圧による押し側の最大の力は１２５．６kN、引き側の最大の力は８６．３kNである。
また、弾性体２については、８枚の皿バネ２１を積層しており、各皿バネ２１は、材質がSUP10で、板厚が６．５mm、外径が９９mm、内径が６０mm、高さが８．４mmであり、皿バネ２１を８枚積層した弾性体２の自由高さは６７．２mmである。

そして、弾性体２の設計最大荷重は６３kNにしており、この設計最大荷重を弾性体２に作用させたときの弾性体２の最大たわみ（収縮）は１１．２mmであり、このときの弾性体２の高さは５６mmである。
したがって、この実施例１では、負荷４に作用する押し側の最大の力は、弾性体２に押圧部２３が当接していないとき１２５．６kNであり、弾性体２の最大たわみ時に６２．６kNとなるのである。

また、負荷４に作用する引き側の最大の力は、弾性体２の復元開始時で１４９．３kNであり、弾性体２が自由高さの状態では、８６．３kNである。
このように、実施例１では、負荷４に作用する引き側の最大の力を、油圧のみによる引き側の最大の力よりも７３％も大きくすることができるのである。

次に、本発明の第二の実施の形態に係る液圧シリンダ装置について、図３に基づき説明する。
第二の実施の形態は、第一の実施の形態における弾性体２及び押圧部２３の構成を変えたものである。

以下、第一の実施の形態と同様な構成については、同一の符号を付して説明を省略ないし簡略にして説明する。

図３において、２ａは、８枚の皿バネ２１ａを傾斜方向が図面上で左側と右側に交互に傾斜するように積層した弾性体であり、ピストンロッド１２を軸芯としてピストン１１側のシリンダロッド１２の外側に円筒状部材２２ａを介して設けている。
また、ロッドカバー１５には、環状の押圧部２３ａを一体に形成し、この押圧部２３ａを積層した皿バネ２１に重ねて設けた環状の押圧板２４ａを介して弾性体２ａを収縮させるようにしている。

なお、押圧部２３ａはロッドカバー１５に一体に形成しているが、ロッドカバー１５と別に形成してロッドカバー１５又はシリンダチューブ１３に設けてもよい。
また、弾性体２ａは、ピストン１１側のシリンダロッド１２の外側に円筒状部材２２ａを介して設けたが、ピストン１１に設けてもよく、ピストン１１及びピストンロッド１２の双方に設けるようにしてもよく、さらに、押圧部２３ａが弾性体２ａに当接していない状態において弾性体２ａがピストン１１、ピストンロッド１２に固定されずに自由状態として、ピストン１１の往ストロークの終端側で押圧部２３ａが弾性体２ａに当接し、ピストン１１、ピストンロッド１２と押圧部２３ａとで弾性体２ａを収縮するようにしてもよい。

上記の押圧部２３ａで弾性体２ａを収縮させるタイミングは、ヘッド側液圧室１６ａに油の圧力を作用させて負荷４に押し側の力を作用させるピストン１１の往ストロークの終端側であり、換言すれば、負荷４に押し側の力を作用させて、負荷４を所定の位置に保持するようにしたときに、押圧部２３ａにより弾性体２ａに設定された収縮が生ずるようにするのである。

次に、上記のように構成した第二の実施の形態に係る液圧シリンダ装置１ａの作用について説明する。この説明においては、図１に示す第一の実施の形態における液圧シリンダ装置１を第二の実施の形態における液圧シリンダ装置１ａに置換した概略油圧回路図を形成し、この置換後の図１も参照する。
まず、液圧シリンダ装置１ａのピストン１１が図４において右端に位置する状態で、油圧ポンプ３１を駆動するとともに、入口ポート３５ｃと第一切替ポート３５ａとが連通し、出口ポート３５ｄと第二切替ポート３５ｂとが連通するように方向切替弁３５を切替え、ヘッド側液圧室１６ａに油圧ポンプ３２からの油の供給を行ない、ロッド側液圧室１６ｂから油タンク３６への油の戻りを行なうようにすることにより、ピストンロッド１２により負荷４に押し側の力が作用する。

ピストン１１の往ストロークの終端側で、ピストン１１側のピストンロッド１２の外側の皿バネ２１ａに重ねて設けた押圧板２４ａが、ロッドカバー１５に一体に形成した押圧部２３ａに当接し、さらにピストン１１が往ストロークの終端まで進むのであるが、押圧部２３ａはロッドカバー１５に一体に形成されシリンダチューブ１３に設けられて不動であるから、弾性体２ａは押圧部２３ａにより押圧板２４ａを介して収縮させられるのである。
そして、ピストン１１の往ストロークの終端において、ピストンロッド１２に連結した負荷４は所定の位置に保持されるのである。

このように、ピストン１１の往ストロークの終端側では、押圧板２４ａの押圧部２３ａへの当接が始まるピストン１１の位置から往ストロークの終端の位置までの距離が、弾性体２ａのたわみ量となるのである。
次に、図示しない射出成形機において、溶融樹脂をキャビティ内に充填し、樹脂が固化した後に、方向切替弁３５を切替えて、ヘッド側液圧室１６ａを油タンク３６に連通させ、ロッド側液圧室１６ｂに油の圧力を作用させるのである。

ロッド側液圧室１６ｂに油の圧力を作用させると、負荷４に引き側の力が作用すると同時に、ヘッド側液圧室１６ａには油の圧力が作用しないので弾性体２ａの復元力が生ずるのであり、この弾性体２ａの復元力を発生させることにより、負荷４に作用させる引き側の開始時の力を復元力の値だけ増強できるのである。
そして、この負荷４に作用させる引き側の開始時の力は、樹脂の固着に伴う要求される引き側の力の増大に打ち勝つためであるから、負荷４を引き側に例えば１０ｍｍ程度移動する間だけ作用すればよいのである。

以下、本発明の第２の実施の形態に係る液圧シリンダ装置１ａの実施例２を説明する。

ピストン１１の外径は１００mm、ピストンロッド１２の外径は５６mm、油圧ポンプ３１によるヘッド側液圧室１６ａ又はロッド側液圧室１６ｂへの油の供給圧力は１６MPaGであり、油圧による押し側の最大の力は１２５．６kN、引き側の最大の力は８６．３kNであり、実施例１と同じである。
また、弾性体２ａについては、８枚の皿バネ２１ａを積層しており、各皿バネ２１ａは、材質がSUP10で、板厚が６．３mm、外径が９３mm、内径が６０mm、高さが８mmであり、皿バネ２１ａを８枚積層した弾性体２ａの自由高さは６４mmである。

そして、弾性体２ａの設計最大荷重は６３kNにしており、この設計最大荷重を弾性体２ａに作用させたときの弾性体２ａの最大たわみは１０mmであり、このときの弾性体２ａの高さは５４mmである。
したがって、この実施例２では、実施例１と同様に、負荷４に作用する押し側の最大の力は、弾性体２ａに押圧部２３ａが当接していないとき１２５．６kNであり、弾性体２ａの最大たわみ時に６２．６kNとなるのである。

また、負荷４に作用する引き側の最大の力は、弾性体２ａの復元開始時で１４９．３kNであり、弾性体２ａが自由高さの状態では、８６．３kNである。
このように、実施例２においても、実施例１と同様に、負荷４に作用する引き側の最大の力を、油圧のみによる引き側の最大の力よりも７３％も大きくすることができるのである。

次に、本発明の第三の実施の形態に係る液圧シリンダ装置について、図４に基づき説明する。
第三の実施の形態は、第一及び第二の実施の形態における液圧シリンダ装置１、１ａについてのピストンロッド１２と負荷４との連結部４１（図１参照）の構成に係り、他の構成は第一及び第二の実施の形態と同様である。

図４において、４１ａはハウジングであり、ハウジング４１ａの中心にネジ孔４１ｂを形成し、ネジ孔４１ｂにピストンロッド先端ネジ部１２ａを螺合している。
４１ｃは間座であり、間座４１ｃは一端を負荷４に連結し、他端を締付けボルト４１ｄによりハウジング４１ａに連結している。

４１ｅはロックナットであり、ロックナット４１ｅを緩めた状態で、ハウジング４１ａ、間座４１ｃ、締付けボルト４１ｄ及び負荷４を回転させることにより、ピストンロッド１２と負荷４との距離を図４において左右に変更することが可能である。
なお、４１ｆ及び４１ｇは工具差込用の六角穴である。

このように、第三の実施の形態では、ピストンロッド１２における負荷４との連結部４１に、ハウジング４１ａ、間座４１ｃ、締付けボルト４１ｄ、ピストンロッド先端ネジ部１２ａ、ロックナット４１ｅなどで、連結位置を調節可能な位置調節手段４２を設けており、位置調節手段４２を調節することにより、第一及び第二の実施の形態における弾性体２、２ａの収縮又は復元の時期と、ピストン１１の往ストローク終端又は復ストローク始端の時期とのタイミングを調節可能としたのである。

次に、本発明の第四の実施の形態に係る液圧シリンダ装置について、図５に基づき説明する。
第四の実施の形態は、第一の実施の形態における弾性体２及び押圧部２３の構成を変えたものである。

図５において、ピストン１１における反ピストンロッド側にヘッドカバー１４を貫通して延びる第二ロッド１８を設け、８枚の皿バネ２１ｂを傾斜方向が図面上で左側と右側に交互に傾斜するように積層した弾性体２ｂを、第二ロッド１８を軸芯としてヘッドカバー１４の外側に円筒状部材２２ｂを介して設けている。
また、第二ロッド１８の端部側にネジ部１８ａを形成し、このネジ部１８ａに押圧部２３ｂを２個の位置調節ナット１８ｂで挟んで、押圧部２３ｂの第二ロッド１８における位置を調節可能に設け、第二ロッド１８に設けたネジ部１８ａ及び２個の位置調節ナット１８ｂにより、押圧部２３ｂの軸方向位置を調節可能な位置調節手段１８ｃとしている。

そして、この押圧部２３ｂを積層した皿バネ２１ｂに重ねて設けた環状の押圧板２４ｂを介して弾性体２ｂを収縮させるようにしている。
また、位置調節手段１８ｃを調節することにより、弾性体２ｂの収縮又は復元の時期と、ピストン１１の往ストローク終端又は復ストローク始端の時期とのタイミングを調節可能としている。

上記の押圧部２３ｂで弾性体２ｂを収縮させるタイミングは、ヘッド側液圧室１６ａに油の圧力を作用させて負荷４に押し側の力を作用させるピストン１１の往ストロークの終端側であり、換言すれば、負荷４に押し側の力を作用させて、負荷４を所定の位置に保持するようにしたときに、押圧部２３ｂにより弾性体２ｂに設定された収縮が生ずるようにするのであり、位置調節手段１８ｃによりタイミングを調節することができる。
なお、１９は側板である。

次に、上記のように構成した第四の実施の形態に係る液圧シリンダ装置１ｂの作用について説明する。この説明においては、図１に示す第一の実施の形態における液圧シリンダ装置１を第四の実施の形態における液圧シリンダ装置１ｂに置換した概略油圧回路図を形成し、この置換後の図１も参照する。
まず、液圧シリンダ装置１ｂのピストン１１が図５において右端に位置する状態で、油圧ポンプ３１を駆動するとともに、入口ポート３５ｃと第一切替ポート３５ａとが連通し、出口ポート３５ｄと第二切替ポート３５ｂとが連通するように方向切替弁３５を切替え、ヘッド側液圧室１６ａに油圧ポンプ３１からの油の供給を行ない、ロッド側液圧室１６ｂから油タンク３６への油の戻りを行なうようにすることにより、ピストンロッド１２により負荷４に押し側の力が作用する。

ピストン１１の往ストロークの終端側で、第二ロッド１８における端部側に設けた押圧部２３ｂがヘッドカバー１４の外側の皿バネ２１ｂに重ねて設けた押圧板２４ｂに当接し、さらに、ピストン１１が往ストロークの終端まで進むのであるが、弾性体２ｂはヘッドカバー１４の外側に円筒状部材２２ｂを介して設けられて不動であるから、押圧部２３ｂにより押圧板２４ｂを介して収縮させられるのである。
そして、ピストン１１の往ストロークの終端において、ピストンロッド１２に連結した負荷４は所定の位置に保持されるのである。

このように、ピストン１１の往ストロークの終端側では、押圧部２３ｂの押圧板２４ｂへの当接が始まるピストン１１の位置から往ストロークの終端の位置までの距離が、弾性体２ｂのたわみ量となるのである。
次に、図示しない射出成形機において、溶融樹脂をキャビティ内に充填し、樹脂が固化した後に、方向切替弁３５を切替えて、ヘッド側液圧室１６ａを油タンク３６に連通させ、ロッド側液圧室１６ｂに油の圧力を作用させるのである。

ロッド側液圧室１６ｂに油の圧力を作用させると、負荷４に引き側の力が作用すると同時に、ヘッド側液圧室１６ａには油の圧力が作用しないので弾性体２ｂの復元力が生ずるのであり、この弾性体２ｂの復元力を発生させることにより、負荷４に作用させる引き側の開始時の力を復元力の値だけ増強できるのである。
そして、この負荷４に作用させる引き側の開始時の力は、樹脂の固着に伴う要求される引き側の力の増大に打ち勝つためであるから、負荷４を引き側に例えば１０ｍｍ程度移動する間だけ作用すればよいのである。

以下、本発明の第四の実施の形態に係る液圧シリンダ装置１ｂの実施例３を説明する。

ピストン１１の外径は１００mm、ピストンロッド１２の外径は５６mm、第二ロッド１８の外径は３０mm、油圧ポンプ３１によるヘッド側液圧室１６ａ又はロッド側液圧室１６ｂへの油の供給圧力は１６MPaGであり、油圧による押し側の最大の力は１１４．４kN、引き側の最大の力は８６．３kNである。
また、弾性体２ｂについては、実施例１と同様に、８枚の皿バネ２１ｂを積層しており、各皿バネ２１ｂは、材質がSUP10で、板厚が６．５mm、外径が９９mm、内径が６０mm、高さが８．４mmであり、皿バネ２１ｂを８枚積層した弾性体２の自由高さは６７．２mmである。

そして、弾性体２ｂの設計最大荷重は６３kNにしており、この設計最大荷重を弾性体２ｂに作用させたときの弾性体２ｂの最大たわみは１１．２mmであり、このときの弾性体２ｂの高さは５６mmである。
したがって、この実施例３では、負荷４に作用する押し側の最大の力は、弾性体２ｂに押圧部２３ｂが当接していないとき１１４．４kNであり、弾性体２ｂの最大たわみ時に５１．４kNとなるのである。

また、負荷４に作用する引き側の最大の力は、弾性体２ｂの復元開始時で１４９．３kNであり、弾性体２ｂが自由高さの状態では、８６．３kNである。
このように、実施例３においても、実施例１と同様に、負荷４に作用する引き側の最大の力を、油圧のみによる引き側の最大の力よりも７３％も大きくすることができるのである。

以上の第一〜第四の実施の形態では、弾性体として、積層した皿バネを用いたが、皿バネに換えてコイルバネを用いることもできる。
皿バネは復元力による引き側の力の大きな増強が要求されるときに適し、コイルバネは復元力による引き側の力の増強は小さくてもよいが、増強の要求されるストロークが大きいときに適する。

また、以上の第一〜第四の実施の形態では、作動液体として油を用いたが、油に換えて水や水グリ（水−グリコール系作動液）などを用いることもできる。
さらに、以上の第一〜第四の実施の形態では、負荷として射出成形機の金型のうちの中子の例を説明したが、射出成形機に換えてダイカストマシンでもよく、中子に換えて可動金型でもよく、要はロッド側液圧室に液圧を作用させた際に引き側の力を増強することが望ましい負荷に適用できるのである。

１、１ａ、１ｂ液圧シリンダ装置
１１ピストン
１２ピストンロッド
１３シリンダチューブ
１４ヘッドカバー
１５ロッドカバー
１６ａヘッド側液圧室
１６ｂロッド側液圧室
１８第二ロッド
１８ｃ位置調節手段
２、２ａ、２ｂ弾性体
２１、２１ａ、２１ｂ皿バネ
２３、２３ａ、２３ｂ押圧部
２４、２４ａ、２４ｂ押圧板
４１連結部
４２位置調節手段

Claims

シリンダチューブと、ヘッドカバーと、ロッドカバーと、ピストンと、ピストンロッドとを備えるとともに、ロッドカバーの外側のピストンロッドに負荷を連結して、ヘッド側液圧室に液体圧力を作用させることにより負荷に押し側の力を作用させ、ロッド側液圧室に液体圧力を作用させることにより負荷に引き側の力を作用させるようにした液圧シリンダ装置において、
皿バネ又はコイルバネからなる弾性体をピストンロッドを軸芯としてロッドカバー側のシリンダチューブ又はロッドカバーに設け、
ヘッド側液圧室に液体圧力を作用させて負荷に押し側の力を作用させるピストンの往ストロークの終端側で弾性体を収縮させる押圧部をピストンロッド又はピストンに設けて、
ロッド側液圧室に液体圧力を作用させて負荷に引き側の力を作用させるピストンの復ストロークの始端側で弾性体の復元力を発生させることにより、負荷に作用させる引き側の開始時の力を増強し、
ピストンロッドにおける負荷との連結部に、連結位置を調節可能な位置調節手段を設けて、位置調節手段を調節することにより、弾性体の収縮又は復元の時期と、ピストンの往ストローク終端又は復ストローク始端の時期とのタイミングを調節可能としたことを特徴とする液圧シリンダ装置。
シリンダチューブと、ヘッドカバーと、ロッドカバーと、ピストンと、ピストンロッドとを備えるとともに、ロッドカバーの外側のピストンロッドに負荷を連結して、ヘッド側液圧室に液体圧力を作用させることにより負荷に押し側の力を作用させ、ロッド側液圧室に液体圧力を作用させることにより負荷に引き側の力を作用させるようにした液圧シリンダ装置において、
皿バネ又はコイルバネからなる弾性体をピストンロッドを軸芯としてピストン側のピストンロッド又はピストンに設け、
ヘッド側液圧室に液体圧力を作用させて負荷に押し側の力を作用させるピストンの往ストロークの終端側で弾性体を収縮させる押圧部をシリンダチューブ又はロッドカバーに設けて、
ロッド側液圧室に液体圧力を作用させて負荷に引き側の力を作用させるピストンの復ストロークの始端側で弾性体の復元力を発生させることにより、負荷に作用させる引き側の開始時の力を増強したことを特徴とする液圧シリンダ装置。
ピストンロッドにおける負荷との連結部に、連結位置を調節可能な位置調節手段を設けて、位置調節手段を調節することにより、弾性体の収縮又は復元の時期と、ピストンの往ストローク終端又は復ストローク始端の時期とのタイミングを調節可能としたことを特徴とする請求項２に記載の液圧シリンダ装置。
シリンダチューブと、ヘッドカバーと、ロッドカバーと、ピストンと、ピストンロッドとを備えるとともに、ロッドカバーの外側のピストンロッドに負荷を連結して、ヘッド側液圧室に液体圧力を作用させることにより負荷に押し側の力を作用させ、ロッド側液圧室に液体圧力を作用させることにより負荷に引き側の力を作用させるようにした液圧シリンダ装置において、
ピストンにおける反ピストンロッド側にヘッドカバーを貫通して延びる第二ロッドを設け、
皿バネ又はコイルバネからなる弾性体を第二ロッドを軸芯としてヘッドカバーの外側に設け、
ヘッド側液圧室に液体圧力を作用させて負荷に押し側の力を作用させるピストンの往ストロークの終端側で弾性体を収縮させる押圧部を第二ロッドにおける端部側に設けて、
ロッド側液圧室に液体圧力を作用させて負荷に引き側の力を作用させるピストンの復ストロークの始端側で弾性体の復元力を発生させることにより、負荷に作用させる引き側の開始時の力を増強したことを特徴とする液圧シリンダ装置。
第二ロッドに、押圧部の軸方向位置を調節可能な位置調節手段を設けて、位置調節手段を調節することにより、弾性体の収縮又は復元の時期と、ピストンの往ストローク終端又は復ストローク始端の時期とのタイミングを調節可能としたことを特徴とする請求項４に記載の液圧シリンダ装置。
弾性体は、傾斜方向が交互になるように積層した皿バネであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液圧シリンダ装置。
負荷は、射出成形用金型のうちの中子であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の液圧シリンダ装置。