JPH01299305A - スイッチ機構内蔵式シリンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はスイッチ機構内蔵式シリンダに係り、より詳細
には金型付属用シリンダ等に適用され、ストローク位置
をスイッチ機構で検出し、該シリンダまたは他のアクチ
ュエータ等のシーケンス制御信号を得ることか可能なシ
リンダに関する。

［従来の技術］ シリンダにおいては、ピストンがシリシダチューブ内を
往復運動する行程において、そのストローク位置を検出
する必要がある場合が少なくない。

特に、プラスチック成型に用いられる金を付属用シリン
ダにおいては、行程がシメシロに達したときに、そのシ
リンダの作動圧を変化させたり他のアクチュエータを作
動させたりすることが多く、ストローク位置を正確に検
出する必要がある。

従来から、この種のストローク位置検出手段としては、
第４図や第５図に示されるようなシリンダ装置が提案さ
れている。

第４図は実開昭５０−４３１９４等に開示されたストロ
ーク位置検出機構を示すものであり、シリンダチューブ
５１の側部にピストンロット５２と平行にストロークす
るバー５３を設け、シリンダカバー５４の前方でピスト
ンロッド５２とバー５３とを板５５で連結すると共に、
バー５３の所定位置にはドッグ５６が固定されており、
ピストンロッド５２のストローク、即ち連動したバー５
３のストロークにより、所定位置に固定されたリミット
スイッチ５７をドッグ５６でオン／オフさせてピストン
ロッド５２のストローク位置を検出する。尚、実機では
、リミットスイッチ５７とドッグ５６が取付けられてい
る部分は箱体５８内に収納されていることが多い。

第５図は磁気近接スイッチを用いてピストンのストロー
ク位置を検出するものである。このシリンダにおいては
、ピストン６１に磁石６１ａが装着されており、一方、
アルミニウム等の非磁性体からなるシリンダチューブ６
２の外周面の所定位置にリードスイッチ・保護回路・動
作確認ランプ等を組込んだ磁気近接スイッチ６３が取付
けられており、ピストン６１が同スイッチ６３の位置に
近接したときにリードスイッチが切換わることによりピ
ストン６１のストローク位置を検出する。

［発明が解決しようとする課題］ 前記のように、第４図に示す装置は機械的に、第５図に
示す装置は磁気的に、それぞれピストンのストローク位
置を検出するものであるが、次のような問題点を有して
いる。

■一般にシリンダを各種装置に固定する場合には、その
取付はスペースや取付は手段に制限を伴うことが多く、
シリンダチューブの側面やシリンダカバーの前面に大き
な装置が取付けられることは好ましくない、即ち、シリ
ンダは単体として柱体状の形状を有していることが理想
的であり、特に、金型駆動用シリンダにおいては、金型
の内部に組込まれることが多く、シリンダの外部に大き
な装置が取付けられていると金型側に余分な加工を施す
必要が生じ、金型の加工工数が多くなり、コスト高にな
る。

従って、従来技術におけるシリンダ装置は、双方ともこ
の欠点を有していることになる。

■第５図に示した磁気的なストローク位置検出手段にお
いては、次のような欠点がある。

ａ、ピストン６１に磁石６１ａを装着しなければならず
、ピストン６１に余分な加工を要すると共に、ピストン
６１自体も非磁性材料を用いる必要があり、コスト高に
なる。また、素材の異なる部材をアッセンブリ化するた
め電食等の問題が生じる。

ｂ、シリンダチューブ６２にアルミニウム等の非磁性材
料を用いる必要があり、且つスイッチ６３の動作を得る
にはシリンダチューブ６２の肉圧を薄く設計しなければ
ならず、高圧駆動シリンダに適用することができない。

Ｃ，スイッチ６３の動作範囲が最大感度位置を中心に相
当の幅を有しており、またピストン６１の作動方向につ
いて応差があるため、定点での正確なオン／オフ動作を
確保することが困難である。

ｄ、スイッチが本質的に磁気センサであることから温度
の影響を受は易く、高温環境下では使用できない。

一方、最近では小型で且つ高精度の動作位置を有した多
種多様な接触型スイッチが市販されており、また金型駆
動用シリンダ等においてはそのストローク行程の終端部
付近で同シリンダの作動圧を変化させたり他のアクチュ
エータを作動させたりすることが多い。

そこて、本発明は、シリンダカバーにスイッチ機構を内
蔵することにより、前記の課題を解消したシリンダを提
供することを目的として創作された。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、その基本的構成が第１図に示され、シリンダ
カバー１に対してピストンロッド２と略平行方向に嵌挿
され、一方の端面がシリンダカバー１のシリンダ室側面
３から突出可能なストローク長をもって作動する検出ロ
ッド４と、シリンダカバー１に取付けられ、検出口・ン
ト４をシリンダ室５側へ付勢するバネ６と、検出ロッド
４の他端の作動によりオン／オフされる接触型スイッチ
７を具備したスイッチ機構内蔵式シリンダに係る。

［作用］ 本発明において、バネ６は検出ロット４を常にシリンダ
室５側へ付勢しており１通常の状態では同ロッド４の端
部をシリンダ室５へ突出させている。

ここで、シリンダ室８に圧力がかかり、ピストン９かシ
リンダカバー１側へ作動すると、ピストン９が検出ロッ
ド４の先端を押圧し、同ロッド４をシリンダカバー１側
へ移動させる。

ピストン９のこのストローク行程においては、シリンダ
室５側のボート１０はドレンに設定されており、シリン
ダ室５内の圧力によって検出ロッド４が作動することは
ない、従って、検出ロッド４はピストン９が当接し、シ
リンダカバー１側へ押圧された場合にのみ作動する。

検出ロット４がピストン９により一定距離だけ作動せし
められると、検出ロッド４の他端が接触型スイッチ７を
オンまたはオフさせる。即ち、検出ロッド４のシリンダ
室Ｓ側の端面か、前記のように突出した状態からシリン
ダ室側面３まで作動せしめられる行程間の所定の位置で
接触型スイッチ７がオンまたはオフされることになる。

この接触型スイッチ７のオンまたはオフの信号は、シリ
ンダ室８への圧力供給回路の制御または他のアクチュエ
ータ等の制御に用いられ、ピストンロッド２が所定のス
トローク位置に達したときに、ピストンロッド２の作動
力を変換させたり、他のアクチュエータを作動させたり
することが可能になる。

一方、ボートｌＯからシリンダ室５に圧力が供給される
状態においては、ピストン９が前記と逆側ヘストローク
し、ピストンロッド２が引込まれることになるが、同時
に検出ロッド４にも圧力がかかり、同圧力とバネ６の反
発力との関係において検出ロット４の作動状態は不定に
なる可能性がある。

一般的には、バネ６の反発力より大きいシリンダ室５側
の全圧によって検出ロッド４はシリンダカバー１側へ作
動することになり、接触型スイッチ７を動作させた状態
になる。しかし、この接触型スイッチ７の動作について
は無視し、制御信号として用いないようにすれば問題は
ない。

逆に、検出ロット４の作動はシリンダ室５内の圧力状態
によることから、接触型スイッチ７のオン／オフをピス
トンロット２にかかる一定負荷の検出データとして用い
ることが可能になる。

もっとも、バネ６のバネ定数を検出ロット４にかかる圧
力との関係において接触型スイッチ７を動作させない値
に設定しておけば、前記のように接触型スイッチ７の検
知動作を無視するような制御の必要性がなくなる。

尚、接触型スイッチ７のオンまたはオフのタイミング、
即ちピストン９がどの位置に達したときに接触型スイッ
チ７を動作させるかは、検出ロッド４のシリンダ室５側
への突出量、検出ロッド４の接触型スイッチ７に対する
位置、及び接触型スィッチ７自体の動作点を適宜選択す
ることにより任意に選択・調整することができる。

［実施例］ 以下、第２図及び第３図を用いて本発明の詳細な説明す
る。

第２図は本発明を適用したスイッチ機構内蔵式シリンダ
の断面、同シリンダの駆動用油圧回路、及びシーケンス
制御電気回路の概略を示す図である。

同図において、２１はシリンダ、２２は同シリンダ２１
の駆動用油圧回路、２３はシーケンサ、２４は他のアク
チュエータ（Ａｌ〜Ａｎ）である。

このシリンダ２１は片ロツドシリンダであり、通常のシ
リンダと同様に、ピストン２５、ピストンロッド２６、
フランジ兼押え板２７゜ロットカバー２８、シリンダチ
ューブ２９、ヘッドカバー３０、給油ボート３１．３２
を有するものであるが、フランジ兼押え板２７とロット
カバー２８からなるシリンダカバー、及びヘットカバー
３０側に、それぞれスイッチ機構Ｓｌ、Ｓ２が設けられ
ている点に特徴がある。

スイッチ機構８１は次のような構造からなる。

ロットカバー２８に、ピストンロッド２６の軸方向と略
平行に座グリ部と同座グリ部からシリンダ室側へ穿設さ
れた孔が形成されており。

シールリング３３を有して前記の孔に嵌合して摺動する
検知側ロッド部３４と前記の座グリ部に遊嵌するフラン
ジ部３５とフランジ部３５に連結されている伝達側ロッ
ド部３６からなる検出ロット３７が装着されている。座
グリ部にはコイルバネ３８が装填されており、検出ロッ
ト３７の伝達側ロフト部３６が貫通する孔が形成された
スペーサ２７ａによってコイルバネ３８を係止し、コイ
ルバネ３８で検出ロフト３７のフランジ部３５を弾力的
に押圧させることにより検出ロッド３７をシリンダ室側
へ付勢するようになっている。また、フランジ兼押え板
２フの前記検出ロッド３７と対向する位置にも座ぐり部
が形成されており、同座グリ部にブツシュボタンが検出
ロッド３７の伝達側ロット部３６に対向するようにブツ
シュスイッチ３９が取付けられている。

尚、ブツシュスイッチ３９のリード線は、フランジ兼押
え板２７に形成されているスリットを通じてシリンダ２
１の側部に取付けられているターミナルへ接続されてい
る。

スイッチ機構Ｓ２はへウドカバー３０に設けられており
、図から明らかなように、検出ロット４１、コイルバネ
４２．ブツシュスイッチ４３の関係は前記のスイッチ機
構８１とほぼ同様の構造を有している。ただ、ブツシュ
スイッチ４３がへウドカバ−３０に外股されたブラケッ
ト４４に取付けられており、コイルバネ４２がワッシャ
４５で係止されている点が異なるたけである。もりとも
、このスイッチ機構８２をスイッチ機構Ｓｌと同様にヘ
ッドカバー３０内へ完全に内蔵させてしまうことも可能
である。

尚、ブツシュスイッチ４３のリード線はターミナル４６
へ接続されている。

以下、本シリンダ２１の作動状態とブツシュスイッチ３
９．４３の信号に基づく制御シーケンスを説明する。

先ず、ピストン２５が第２図に示す状態にある場合にお
いて、ブツシュスイッチ３９はオフ、ブツシュスイッチ
４０はオンの状態にある。ここで、シーケンサ２３がこ
のオン／オフ状態を確認して、油圧回路２２の弁２２ａ
をボート３１がドレン状態、ボート３２が圧油供給状態
となるように制御すると、ピストン２５は左方向へ作動
し、ピストンロッド２６が突出し方向へ起動する。

この行程の継続により、ピストン２５はその行程の終端
前の段階で検出ロッド３７の検知側ロッド部３４と当接
し、コイルバネ３８を圧縮しながら検出ロット３７を左
方向へ移動させる。これにより、伝達側ロッド３６がブ
ツシュスイッチ３９のボタンを押すようになり、ピスト
ン２５が終端前の所定のストローク位置まで移動すると
ブツシュスイッチ３９がオンになる。尚、この行程にお
いては、ボート３１がトレン状態になっているため、検
出ロット３７はピストン２５が検知側ロフト部３４と当
接するまで移動せず、それまでにブツシュスイッチ３９
がオンになることはあり得ない。

一方、検出ロッド４１はピストン２５の押圧状態から解
除されて、コイルバネ４２によってシリンダ室側へ付勢
されるが、ピストンロッド２６にかかる負荷に抗してピ
ストン２５を作動させべくボート３２からシリンダ室へ
圧油が供給されているため逆僑へ押圧される。即ち、こ
の場合、ブツシュスイッチ４３は必ずしもオフにはなら
ず、ピストンロット２６にかかる負荷によって状態が定
まる。

従って、前記の行程において、シーケンサ２３はブツシ
ュスイッチ３９の信号のみを監視しており、ブツシュス
イッチ４３の信号は無視する。尚、コイルバネ４２の付
勢力との関係を考慮して、ボート３２から供給される圧
油の圧力、即ちピストンロッド２６にかかる負荷が一定
値以上か否かをブツシュスイッチ４３の信号により検出
することも可能である。

シーケンサ２３はブツシュスイッチ３９から検知したオ
ン信号に基づいて、油圧回路２２のポンプを制御したり
、他のアクチュエータ（Ａ１〜Ａｎ）を起動させるよう
に制御信号を出力することになる。例えば、シリンダ２
１が金型駆動用のものである場合に８いて、スイッチ機
構８１がシメシロに相当するピストンロッド２６のスト
ローク位置を検出するように設定されているときには、
油圧回路２２による圧油の供給圧を増大させる等の切換
えが実行され、また他のアクチュエータＡｉによって他
の金型が起動せしめられることになる。

以上にピストンロッド２６の突出し行程について説明し
たが、引込み行程においては、シーケンサ２３が油圧回
路２２の弁２２ａをボート３１が圧油供給状態、ボート
３２がトレン状態となるように制御する。そして、この
場合には、スイッチ機構Ｓ１と８２の関係が前記と逆に
なるだけで、シーケンサ２３はスイッチ機構Ｓ２側のブ
ツシュスイッチ４３の信号を監視することになる。

スイッチ機構Ｓｌ、Ｓ２の機構は、第３図のような構造
にすることもできる。

同図において、各部に付した符号のうち第２図に付した
符号と同一のものは、第２図におけると同様の部分を示
す。この機構は、伝達側ロッド部３６がテーパー状に形
成されていると共に、押え板２７のスリーブ部２７ａに
取付けられているリミットスイッチ４７のレバ一部４７
ａが伝達側ロッド部３６のテーパー面３６ａに摺接させ
である点に特徴がある。

従って、検出ロット３７の移動に伴い、レバ一部４７ａ
がテーパー面３６ａで上下せしめられ、リミットスイッ
チ４７がオン／オフされることになる。

この構造を採用すると、伝達側ロッド部３６のテーパー
角度を種々に選択することにより、検知側ロフト部３４
の長さを変更することなく、検出されるべきピストン２
５のストローク位置を自由に設定することができるとい
う利点がある。特に、フランジ部３５に対して伝達側ロ
ッド部３６を着脱自在にしておき、テーパー角度の異な
る各種の伝達側ロッド部３６を用意しておくと、伝達側
ロッド部３６を交換するだけで検出されるストローク位
置を自在に変更できることになる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明のスイッチ機構内蔵式シリンダは
、シリンダカバーに検出ロットとバネと接触型スイッチ
からなる極めて簡単な構造のスイッチ機構を設けること
により、接触型スイッチのオン／オフ信号からピストン
のストローク位置の検出を可能にする。

本発明ではシリンダカバー内にスイッチ機構を設けたた
め、シリンダ装置の小型化が図れ、取付はスペースの確
保が容易になる。特に、金型への組込み用シリンダとし
て用いる場合に、金型への余分な加工が不要になるとい
う利点がある。

接触型スイッチを用いていることにより、高温環境下に
おいても安定したオン／オフ動作が得られ、また高精度
のオン／オフ動作位置が設定できるため、正確なストロ
ーク位置の検出が可能になる。また、シリンダやピスト
ンに特殊な材料を用いる必要がなく、通常の強度設計に
よることができるという利点を有している。

更に、本発明のスイッチ機構内蔵式シリンダによれば、
単にピストンのストローク位置の検出だけでなく、逆行
程における加圧側シリンダ室の圧力、即ちピストンロッ
ドにかかる負荷が一定値以上になっているか否かをも検
出させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成を示す図、第２図はスイッ
チ機構内蔵式シリンダの断面、同シリンダの駆動用油圧
回路、及びシーケンス制御電気回路の概略を示す図、第
３図はスイッチ機構の構造を示す断面図、第４図は従来
技術によるストローク位置検出機構を示す正面図、第５
図は従来技術における磁気近接スイッチを用いてストロ
ーク位置を検出するシプンソ城費の断面図である。 １−・・シリンダカバー　２・・・ピストンロット３・
・・シリンダ室側面　４・・・検出ロフト５・・・シリ
ンダ室　６・・・バネ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリンダカバーに対してピストンロッドと略平行方向に
   嵌挿され、一方の端面がシリンダカバーのシリンダ室側
   面から突出可能なストローク長をもって作動する検出ロ
   ッドと、シリンダカバーに取付けられ、検出ロッドをシ
   リンダ室側へ付勢するバネと、検出ロッドの他端の作動
   によりオン／オフされる接触型スイッチを具備したこと
   を特徴とするスイッチ機構内蔵式シリンダ。