JPH06117420A - 空圧操作形液圧シリンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】本発明はシリンダのピストンの両側に液圧を印
加して中間停止させる場合の同停止操作を確実に惹起さ
せると共に、同液圧シリンダにおけるピストン両側への
液圧供給を構造簡素且つ小形なものにして円滑且つ合理
的に制御できるようにした。 【構成】内側液圧シリンダ１の一端側に第１外側液圧シ
リンダ２を、他端側に第２外側液圧シリンダ３を夫々外
挿し、第１、第２外側液圧シリンダの内端側に給排気口
Ｐ１，Ｐ３を夫々設け、液圧を同各外端側から内側液圧
シリンダ１の両端を通じピストン両側に供給する構成と
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液圧ピストンを内蔵せる
内側液圧シリンダを内挿シリンダとしてその左右に一双
の空圧操作形の液圧シリンダを外挿して二重シリンダ構
造とした空圧操作形液圧シリンダに関する。

【０００２】本発明において、空圧操作形液圧シリンダ
とは液圧ピストンの一方の移動を空圧操作される液圧に
て行ない、他方の移動を空圧にて直接行なうものを意味
しない。本発明において空圧操作形液圧シリンダとは空
圧にて液に直接的に圧力を与え液圧ピストンの一方側へ
該加圧液を供給してこれを往動させると共に、同様に空
圧にて液に直接的に圧力を与え液圧ピストンの他方側へ
加圧液を供給してこれを復動させる形式のものであっ
て、上記各加圧液の給排を一双の二重シリンダ構造内に
おいて行なうようにしたものを意味する。

【０００３】

【従来の技術】空圧にて液圧シリンダのピストン両側へ
の液の給排を行ない、同ピストンの往動と復動を行なう
空圧操作形液圧シリンダとして、空圧シリンダと液圧シ
リンダとを連装し、空圧シリンダのピストンを空圧作動
させて液圧シリンダのピストンを従動させるものが提案
されている。

【０００４】例えば、実開昭６１−１５７７０６号には
空圧シリンダと従動液圧シリンダとを直列に連装し、空
圧シリンダのピストンの作動を従動液圧シリンダのピス
トンに伝達し、該従動液圧ピストンの両側の液をシリン
ダ内に形成した通液間隙を介しシリンダの一端から他端
へと交互に転流させ、該転流量を調整することによりピ
ストンロッドのスピードを調整する技術が開示されてい
る（但し、この先行例は液圧ロックによる中間停止に関
しては何等思考するものではない）。

【０００５】又、例えば特開昭５２−１０６０７７号
（第１図）においては、空圧シリンダと従動液圧シリン
ダとを並列に連装し、空圧シリンダのピストンの空圧作
動を従動液圧シリンダのピストンに伝達し、該従動液圧
ピストンの両側の液をシリンダ外に形成した給排回路を
介して同両側へ転流し従動液圧ピストンの停止位置を設
定している。

【０００６】

【発明が解決しようとする問題点】而して、上記空圧シ
リンダと従動液圧シリンダとを直列に連装したものは、
シリンダ全体が長大となり、ピストンロッドの伸長スペ
ースを加味すると、長さ方向に設置スペースを多く占有
する欠点がある。

【０００７】又上記空圧シリンダと従動液圧シリンダと
を並列に連装したものはシリンダ全体の径方向への大形
化を招来し、加えてストロークの長いピストンロッドを
二連並装し円滑に平行動させねばならない難度の高い製
作技術が要求される。

【０００８】又液圧シリンダ内の液をシリンダ外に形成
した給排回路を介して液圧ピストンの両側へ交互に給排
する構造であると、液の管路内抵抗が著しく増加し空圧
シリンダの特徴である高速特性を大幅に減殺することに
なり、装置も大形となる欠点がある。

【０００９】

【問題点を解決するための手段】本発明は上記現状を技
術的背景として開発されたものであって、上記問題点を
有する空圧シリンダと従動液圧シリンダの直列連装又は
並列連装形を排し、これらとは基本構造を異にする、従
ってこれらの蔵する上記問題点をも解消することができ
る、独自の双頭形二重シリンダ構造にして適正な空・液
圧作動ができるようにした空圧操作形液圧シリンダを提
供するものである。

【００１０】これを要述すれば、液圧ピストンを内蔵す
る内側液圧シリンダを内挿シリンダとしてその左右に一
双の二重シリンダ構造を形成し、その各外挿シリンダを
空圧にて保有液を圧送する第１，第２外側液圧シリンダ
とし、第１外側液圧シリンダから空圧にて保有液を圧送
して内側液圧シリンダの一方側へ供給し液圧ピストンを
往動させると共に、第２外側液圧シリンダから空圧にて
保有液を圧送し内側液圧シリンダの他方側へ供給して液
圧ピストンを復動させ、上記液圧ピストンの両側に液圧
が印加されて制御できる構成とすると共に、上記第１，
第２外側液圧シリンダの空圧操作用の給排気口を各シリ
ンダの内端部に配し、同各外端部において内側液圧シリ
ンダの各端部と連通し第１，第２外側液圧シリンダ内の
保有液を内側液圧シリンダの液圧ピストンの両側へ供給
し液圧を印加するように構成したものである。

【００１１】

【作用】本発明によれば、内側液圧シリンダを内挿シリ
ンダとしてその左右に二重シリンダ構造を形成し、その
各外挿シリンダを空・液圧シリンダたる第１，第２外側
液圧シリンダとして内側液圧シリンダの液圧ピストンを
液圧操作するように構成したので、内側液圧シリンダの
液圧ピストンの両側に液圧を与えてその作動を制御する
機構を簡潔且つ合理的に形成でき、前記空圧シリンダと
液圧シリンダとを直列連装にした場合のようなシリンダ
全体の長大化を招かず、略内側液圧シリンダの長さに留
めることができ、その設置スペースを省約することがで
きる。

【００１２】又空圧シリンダと液圧シリンダと並列連装
した場合のような径方向の大形化を伴なわず、シリンダ
全体の径を外側液圧シリンダの直径の範囲内に縮小する
ことができ、長さ方向ばかりか径方向の設置スペースを
も省約することができる。

【００１３】第１，第２外側液圧シリンダ内に保有され
た液はその内端部から空圧を与えられて各外端側へ流出
されつつ内側液圧シリンダ内の液圧ピストンの左右側へ
夫々圧送されると共に、各圧送に伴なう負圧側液は相互
に第１，第２外側液圧シリンダの外端部から同シリンダ
内へ退流され、該第１，第２外側液圧シリンダと内側液
圧シリンダ間における相乗動作によって液圧ピストンの
両側への液の供給及び退流を適正且つ有効に惹起させ、
目的の動作が簡素な構造にして確実に得られる。

【００１４】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。

【００１５】１は内側液圧シリンダを示す。該内側液圧
シリンダ１は液圧ピストン６を内蔵し、該液圧ピストン
６のピストンロッド６ａを内側液圧シリンダ１の一端又
は両端から突出する。

【００１６】該内側液圧シリンダ１を内挿シリンダとし
てその一方側を二重シリンダ構造として、その外挿シリ
ンダを空圧にて保有液を圧送する第１外側液圧シリンダ
２とすると共に、同様にその他方側を二重シリンダ構造
として、その外挿シリンダを空圧にて保有液を圧送する
第２外側液圧シリンダ３とする。

【００１７】上記内側液圧シリンダ１を内挿シリンダと
して一双の二重シリンダ構造を形成する手段として、例
えば内側液圧シリンダ１を中心として一本の外挿シリン
ダを挿合し、該外挿シリンダを二分する隔壁２７を設
け、該隔壁２７の一方側に第１外側液圧シリンダ２を形
成し、同他方側に第２外側液圧シリンダ３を形成する。

【００１８】第１外側液圧シリンダ２は液を保有する液
室７を有すると共に、該液室７内の保有液に圧送空圧を
与える空圧手段を備え、同様に第２外側液圧シリンダ３
は液を保有する液室８を有すると共に、該液室８内の保
有液に圧送空圧を与える空圧手段を備え、該液室７内の
保有液に空圧を与える圧縮空気の給排気口Ｐ１を例えば
上記隔壁２７に設け、同様に上記液室８内の保有液に空
圧を与える圧縮空気の給排気口Ｐ３を例えば上記隔壁２
７に設ける。即ち、第１，第２外側液圧シリンダ２，３
の隣接する側の各内端部に上記給排気口Ｐ１，Ｐ３を配
する。

【００１９】上記第１，第２外側液圧シリンダ２，３を
別個の外挿シリンダによって形成し、夫々の隣接する側
の内端部に上記圧縮空気の給排気口Ｐ１，Ｐ３を夫々設
けても良い。

【００２０】上記第１，第２外側液圧シリンダ２，３の
保有液に空圧を与える手段として、図１乃至図３に示す
実施例は、各外側液圧シリンダ２、３内に内側液圧シリ
ンダ１の外周を摺動するようにこれを包囲する環状の空
圧ピストン４ａ，５ａを内蔵する。

【００２１】上記内外側液圧シリンダ１，２の外端部の
両シリンダ間をヘッド２５にて密閉し、該ヘッド２５と
上記空圧ピストン４ａの一方側間に上記液室７を形成す
ると共に、該空圧ピストン４ａの他方側空室内に上記圧
縮空気の給排気口Ｐ１から圧縮空気を供給する構成とす
る。

【００２２】同様に上記内外側液圧シリンダ１，３端部
の両シリンダ間をヘッド２６にて密閉し、該ヘッド２６
と上記空圧ピストン５ａの一方側間に上記液室８を形成
すると共に、該空圧ピストン５ａの他方側空室内に上記
圧縮空気の給排気口Ｐ３から圧縮空気を供給する構成と
する。

【００２３】又、図４は上記第１，第２外側液圧シリン
ダ２，３の保有液に空圧を与える手段として、伸縮弾性
を富有する、例えばゴム系の空圧チューブ４ｂ，５ｂを
夫々設けた場合を示す。該空圧チューブ４ｂ，５ｂを各
外側液圧シリンダ２，３内に内挿（内側液圧シリンダ１
に外挿）し、一端を例えば上記隔壁２７に固定し、他端
を上記ヘッド２５，２６に夫々固定し、他は自由可撓性
を有する如く配置する。

【００２４】該各空圧チューブ４ｂ，５ｂの一端側外周
に上記給排気口Ｐ１，Ｐ３を夫々開口させ、同各チュー
ブ４ｂ，５ｂの内周に液室７，８を夫々形成する。該空
圧チューブ４ｂ，５ｂは円筒状のものを用いたが、風船
状チューブを空圧チューブとして第１，第２外側液圧シ
リンダ２，３内に夫々内蔵し、該風船状チューブ内に給
排気口Ｐ１，Ｐ３から圧縮空気を夫々注入し、これを膨
らませることによってその反作用として保有液に空圧を
与え圧送する構成としても良い。

【００２５】又、図５は上記第１外側液圧シリンダ２及
び第２外側液圧シリンダ３の保有液圧送用空圧を各外側
液圧シリンダ２，３内に供給した加圧エアを保有液に直
接作用させて与える構成とした実施例を示す。即ち、第
１，第２外側液圧シリンダ２，３内空間の上部に上記給
排気口Ｐ１，Ｐ３と連通する空圧間隙４ｃ，５ｃを同各
外側液圧シリンダ２，３の略全長に亘って形成してお
き、該空圧間隙４ｃ，５ｃ内に上記給排気口Ｐ１，Ｐ３
から夫々圧縮空気を注入することによって、保有液に空
圧を与える構成とする。

【００２６】上記の如くした第１外側液圧シリンダ２の
液室７と上記内側液圧シリンダ１内蔵の液圧ピストン４
ａの一方側に形成された液室１４とを、即ちシリンダ２
の外端とシリンダ１の一端とを給排流路９を介して連通
すると共に、該連通部に給排液の開閉を掌どる第１切換
開閉弁１１を設ける。

【００２７】同様に第２外側液圧シリンダ３の液室８と
上記内側液圧シリンダ１内蔵の液圧ピストン６の他方側
に形成された液室１３とを、即ちシリンダ３の外端とシ
リンダ１の他端とを、給排流路１０を介して連通すると
共に、該連通部に給排液の開閉を掌どる第２切換開閉弁
１２を設ける。

【００２８】Ｐ２は第２切換開閉弁１２を開閉動させる
ための圧縮空気の給気口であり、Ｐ４は第１切換開閉弁
１１を開閉動させるための圧縮空気の給気口であり、各
圧縮空気の給気口Ｐ４，Ｐ２から圧縮空気を注入するこ
とによって、切換弁１１，１２をバネ３０，３１に抗し
て移動させて給排流路９，１０を開にし（図２参照）、
第１，第２外側液圧シリンダ２，３の液室７，８と内側
液圧シリンダ１の液室１４，１３間における通液を許容
し、又、給気を解除して同切換開閉弁１１，１２をバネ
３０，３１の弾発力により復動させることにより給排流
路９，１０を閉にして（図１，図３参照）、第１，第２
外側液圧シリンダ２，３の液室７，８と内側液圧シリン
ダ１の液室１４，１３間における通液を遮断する。

【００２９】上記第１，第２切換開閉弁１１，１２は内
側液圧シリンダ１の液圧ピストン６の移動時には同時に
開とされ、停止時には同時に閉とされる。

【００３０】上記液室７，８と液室１４，１３の連通及
び第１，第２切換開閉弁１１，１２の設置は上記ヘッド
２５，２６内において行なう。

【００３１】該ヘッド２５，２６には液圧ピストン６両
側の液の補給及び交換を行なう給液口２０，２１を夫々
設けると共に、上記給排流路９，１０において通流する
液の速度を調整する速度調整弁１５，１６を夫々設け
る。

【００３２】図において１７は上記給排気口Ｐ１，Ｐ３
と給気口Ｐ２，Ｐ４への圧縮空気の給排を行なう空気圧
制御回路であって、５ポート３位置切換弁１８と一対の
シャトル弁１９とを組合せて成る。

【００３３】次に本発明の構成を図１乃至図３を参照し
つつその作用面から説明する。

【００３４】先ず、図１の状態において空気圧制御回路
１７の操作により管路２４を通じ給排気口Ｐ１より圧縮
空気を給気し、同時に管路２２，２３を通じ給気口Ｐ
２，Ｐ４へ圧縮空気を給気して第１，第２切換開閉弁１
１，１２を図２に示すように開とし（給排流路９，１０
の通液を可とし）、内側液圧シリンダ１の液室１４と第
１外側液圧シリンダ２の液室７とを給排流路９を介して
連通させると同時に、内側液圧シリンダ１の液室１３と
第２外側液圧シリンダ３の液室８とを給排流路１０を介
して連通させる。

【００３５】同各連通状態においてシリンダ２の内端の
給排気口Ｐ１より圧縮空気が給気され、空圧ピストン４
ａをヘッド２５側に向け前進させる。この結果液室７内
の保有液に空圧が与えられ、該保有液を給排流路９を介
してシリンダ２外端から液圧ピストン６の一方側の液室
１４内に圧送し、液圧ピストン６を往動させる。

【００３６】該液圧ピストン６の往動により同ピストン
他方側の液室１３内の液が給排流路１０を介して第２外
側液圧シリンダ３の外端から液室８内に退流し、空圧ピ
ストン５ａを給排気口Ｐ３側に後退させつつ同給排気口
Ｐ３より排気する。

【００３７】斯くして図３に示すように、内側液圧シリ
ンダ１の液圧ピストン６が所定位置に到達した時、空気
圧制御回路１７の操作により給排気口Ｐ１への給気を停
止し、同時に給気口Ｐ４，Ｐ２への給気を停止する。こ
の結果第１，第２切換弁１１，１２はバネ３０，３１に
より復動して給排流路９，１０を閉とし、前記液室７，
１４及び液室８，１３の通流を遮断する。該遮断によっ
て内側液圧シリンダ１の液圧ピストン６は液を介してロ
ック状態となる、この結果ピストンロッド６ａは中間停
止状態となり、不用意な外力が加わってもガタ又は移動
を生ずることがない。

【００３８】次に液圧ピストン６を復動させる場合につ
いて説明する。

【００３９】図３の中間停止状態において空気圧制御回
路１７の操作により５ポート３位置切換弁１８を切換え
ることにより管路２９を通じ給排気口Ｐ３より圧縮空気
を給気し、同時に管路２３，２２を通じ給気口Ｐ４，Ｐ
２へ圧縮空気を給気して第１，第２切換開閉弁１１，１
２を図２に示すように開とし（給排流路９，１０の通液
を可とし）、内側液圧シリンダ１の液室１４と第１外側
液圧シリンダ２の液室７とを給排流路９を介して連通さ
せると同時に、内側液圧シリンダ１の液室１３と第２外
側液圧シリンダ３の液室８とを給排流路１０を介して連
通させる。

【００４０】同各連通状態においてシリンダ３内端の給
排気口Ｐ３より圧縮空気が給気され、空圧ピストン５ａ
をヘッド２６側に向け前進させる。この結果液室８内の
保有液に空圧が与えられ、該保有液を給排流路１０を介
しシリンダ３外端から液圧ピストン６他方側の液室１３
内に圧送し、液圧ピストン６を復動させる。該液圧ピス
トン６の復動により同ピストン一方側の液室１４内の液
が給排流路９を介して第１外側液圧シリンダ２の外端か
ら液室７内に退流し、空圧ピストン４ａを給排気口Ｐ１
側に後退させつつ同給排気口Ｐ１より排気する。

【００４１】尚、図４の空圧チューブ４ｂ，５ｂを空圧
手段として用いた実施例及び図５の液と接する空圧間隙
４ｃ，５ｃへの給気を空圧手段として用いた実施例にお
いても、その動作は図１乃至図３の空圧ピストン４ａ，
５ａを用いた場合と全く同様である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、内
側液圧シリンダを内挿シリンダとしてその左右に二重シ
リンダ構造を形成し、その各外挿シリンダを空・液圧シ
リンダたる第１，第２外側液圧シリンダとして内側液圧
シリンダの液圧ピストンを液圧操作するように構成した
ので、液圧ピストンの両側に液圧を印加して中間停止さ
せる高精度のシリンダ構造が従来の空圧シリンダと液圧
シリンダとを直列連装にした場合のようなシリンダ全体
の長大化を招かずに、略内側液圧シリンダの長さに留め
且つその設置スペースを著しく省約して容易に形成でき
る。

【００４３】又、従来の空圧シリンダと液圧シリンダと
を並列連装した場合のような径方向の大形化を伴わず、
シリンダ全体の径を外側液圧シリンダの直径の範囲内に
縮小することができ、長さ方向ばかりか径方向の設置ス
ペースをも省約することができる。

【００４４】本発明は第１，第２外側液圧シリンダ内に
保有された液へ各シリンダの内端側から空圧を与えて同
各外端側へ流出させつつ内側液圧シリンダの両端へ流入
し液圧ピストンの左右側へ夫々圧送するように構成する
と共に、各圧送に伴なう負圧側液を相互に第１，第２外
側液圧シリンダの外端から同各シリンダ内へ交互に退流
させるように構成して合理的に液圧ピストンの往復動並
びに中間停止を行なわせることができ、液圧ピストンの
両側への液の供給及び退流を上記の如く第１，第２外側
液圧シリンダと内側液圧シリンダ間において交互に行な
わせる相乗動作により、液圧ピストンを液圧制御する所
期のシリンダが簡潔且合理的に形成でき、簡素にして確
実な動作が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す空圧操作形液圧シリ
ンダの断面図である。

【図２】液圧ピストンを往動させる切換開閉弁の開状態
を示す同断面図である。

【図３】液圧ピストンの中間停止状態を示す同断面図で
ある。

【図４】第２実施例を示す同断面図である。

【図５】第３実施例を示す同断面図である。

【符号の説明】

１ 内側液圧シリンダ ２ 空圧にて液を圧送する第１外側液圧シリン
ダ ３ 同第２液圧シリンダ ４ａ，５ａ 空圧ピストン ４ｂ，５ｂ 空圧チューブ ４ｃ，５ｃ 空圧間隙 ６ 液圧ピストン ７，８，１３，１４ 液室 ９，１０ 給排流路 １１ 第１切換開閉弁 １２ 第２切換開閉弁 Ｐ１，Ｐ３ 給排気口 Ｐ２，Ｐ４ 給気口

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液圧ピストンを内蔵した内側液圧シリンダ
   の一端側を空圧にて保有液を圧送する空圧操作形第１外
   側液圧シリンダに内挿して二重シリンダ構造とすると共
   に、同内側液圧シリンダの他端側を空圧にて保有液を圧
   送する空圧操作形第２外側液圧シリンダに内挿して二重
   シリンダ構造とし、上記第１外側液圧シリンダと内側液
   圧シリンダとを同第１外側液圧シリンダ内保有液を上記
   空圧圧送にて上記液圧ピストンで画成される内側液圧シ
   リンダ内の一方側へ供給する如く連通させ、上記第２外
   側液圧シリンダと内側液圧シリンダとを同第２外側液圧
   シリンダ内保有液を上記空圧圧送にて上記液圧ピストン
   で画成される内側液圧シリンダ内の他方側へ供給する如
   く連通させ、上記第１外側液圧シリンダと第２外側液圧
   シリンダの各内端部に上記空圧用の給排気口を配し、同
   各外端部に上記第１外側液圧シリンダと第２外側液圧シ
   リンダの保有液を上記内側液圧シリンダの液圧ピストン
   の両側へ供給する上記連通部を配したことを特徴とする
   空圧操作形液圧シリンダ。
2. 【請求項２】上記第１外側液圧シリンダ及び第２外側液
   圧シリンダ内保有液の圧送用空圧を各外側液圧シリンダ
   に内蔵した空圧ピストンにて与える構成した請求項１記
   載の空圧操作形液圧シリンダ。
3. 【請求項３】上記第１外側液圧シリンダ及び第２外側液
   圧シリンダ内保有液の圧送用空圧を各外側液圧シリンダ
   に内蔵した空圧チューブにて与える構成とした請求項１
   記載の空圧操作形液圧シリンダ。
4. 【請求項４】上記第１外側液圧シリンダ及び第２外側液
   圧シリンダ内保有液の圧送用空圧を各外側液圧シリンダ
   内に供給した加圧エアを保有液に直接作用させて与える
   構成とした請求項１記載の空圧操作形液圧シリンダ。