JPS58149404A - Hydraulic cylinder - Google Patents

Hydraulic cylinder

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Publication number
JPS58149404A
JPS58149404A JP3274682A JP3274682A JPS58149404A JP S58149404 A JPS58149404 A JP S58149404A JP 3274682 A JP3274682 A JP 3274682A JP 3274682 A JP3274682 A JP 3274682A JP S58149404 A JPS58149404 A JP S58149404A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piston
shaft
nut
threaded shaft
screw shaft
Prior art date
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Pending
Application number
JP3274682A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Kuroda
武 黒田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KOWA SHOJI KK
Original Assignee
KOWA SHOJI KK
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Filing date
Publication date
Application filed by KOWA SHOJI KK filed Critical KOWA SHOJI KK
Priority to JP3274682A priority Critical patent/JPS58149404A/en
Publication of JPS58149404A publication Critical patent/JPS58149404A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/28Means for indicating the position, e.g. end of stroke
    • F15B15/2815Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT
    • F15B15/2823Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT by a screw mechanism attached to the piston

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Actuator (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make a precise sensing of a piston stroke by a method wherein a nut is engaged with the piston in a main body of the cylinder by screw, the threaded shaft of the nut is rotatably and slidably fitted to the main body of the cylinder to restrict the same, and means for sensing an amount of rotation of the shaft is cooperatively coupled to the threaded shaft. CONSTITUTION:A piston 9 is integrally formed with the piston rod 10 and the threaded shaft 14 of the nut means 24 extends through the piston. The nut means 24 holds several balls 26 rotating in the helical groove of the threaded shaft 14, both of them are combined to constitute a ball screw 27. An output shaft 17 of the threaded shaft 14 is coupled to an operated part 38 of the sensor means 29 for the amount of rotation through a flexible coupling 39. Both the piston 8 and the nut 25 are integrally moved and the threaded shaft 14 is rotated along with their movement. The amount of rotation is sensed by the detector 29.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流体圧シリンダに関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to fluid pressure cylinders.

本発明が対敵とする流体圧シリンダは、油圧シリンダも
空圧シリンダも含むし、単動式のものも複動式のものも
含む。
The fluid pressure cylinders to which the present invention is directed include both hydraulic cylinders and pneumatic cylinders, as well as single-acting and double-acting cylinders.

従来、流体圧シリンダについてそれのストローク運動の
変位をとらえるのに、ピストンロッド又はこれに連結さ
れた適当な部材との当接又は近接によってとらえるリミ
ットスイッチなり近接スイッチあるいは光電スイッチな
りを用いている。 この場合、スイッチのオン又はオフ
1¥(1により制@l装置を介して作動流体(油、工Y
)の回路の電磁パルプを閉動めるいは#4動さ?ている
。 ここで間萌となっているのは、ストローク運動の変
位をとらえるのに1鉦に(ストローク運動の変位そのも
のを)とらえているために、却って、きめ細かな検出が
むずかしく、積度が低いということである。 又、それ
らのスfソチがシリンダとは別個にあって実装箇所では
じめて取付けられるものであり、その取付は作業を要す
るうえ、取付は精度に狂いを生じやすい。
Conventionally, a limit switch, a proximity switch, or a photoelectric switch, which is detected by contact with or proximity to a piston rod or a suitable member connected thereto, is used to detect the displacement of a stroke motion of a hydraulic cylinder. In this case, the working fluid (oil,
) Can you close the electromagnetic pulp of the circuit or #4? ing. The problem here is that because the displacement of the stroke movement is captured in one gong (the displacement of the stroke movement itself), it is rather difficult to detect in detail and the integration is low. It is. In addition, these slots are separate from the cylinder and are only installed at the mounting location, and their installation requires work and is likely to result in inaccurate installation.

本発明の目的は、F記問題の解決を図ることである。An object of the present invention is to solve the F problem.

そのために本発明が講じた手段(要旨構成)は、次項〔
I〕および〔口〕のとおりである。
The measures (gist structure) taken by the present invention for this purpose are described in the following section [
I] and [mouth].

(1〕  シリンダ本体にピストン体が装着さnている
。  ここでピストン体とは、ピストンおよびピストン
ロッドの全体をさす。 このピストン体にナンド体が固
定されている。
(1) A piston body is attached to the cylinder body. Here, the piston body refers to the entire piston and piston rod. A NAND body is fixed to this piston body.

その固定Qゴ、ナツト体の、ひいては後記螺軸の軸芯方
向をピストン体の運動方向と平行にする状態で行われて
いる。 ここで平行とは、螺軸軸、&とピストン体軸芯
が一致する場会を含む。
The fixing Q is carried out in such a manner that the axial direction of the nut body, and thus of the screw shaft described later, is parallel to the moving direction of the piston body. Here, "parallel" includes the case where the helical axis and the axis of the piston body coincide with each other.

(n)  U記ナツト体を一合する螺軸がシリンダ本体
に対して回転自在・摺動硯制状頓に装着されている。 
この螺軸に回転量検出器が連係されている。  (以)
、) この〔I〕および〔口〕の構成の作用は次のとおり。
(n) The screw shaft that connects the U nut body is rotatably and slidably attached to the cylinder body.
A rotation amount detector is linked to this screw shaft. (hereinafter)
,) The functions of this [I] and [mouth] structure are as follows.

(Al  流体圧を印加するなり除去するなりしてピス
トン体を運動させると、ナツト体も一緒に連動する。 
これに伴って螺軸がいわばしごかれるようにして回転す
る。
(Al) When the piston body is moved by applying or removing fluid pressure, the nut body also moves together.
Along with this, the screw shaft rotates as if being squeezed.

螺軸螺旋溝のピッチをP、ピストン体の運動量をLとす
ると螺軸回転角θは、 θ=860°X− 11==pのとき θ= a a o’回転蝋検出諾の
分解能の角度がψであると(7て、これに対応するピス
トン体の運動量をXとすると、 たとえばψ= 10’であるとす扛ば、Pの1/&1も
の轍少変位がとらえられる。 ψ=1’であれば、−M
にPの1/360もの超鍬少変位をもとらえることが可
能である。 Pr1−概には定型らないが、ピストン体
の全ストローク8に比べて大幅に小さいことに父わりは
ない。
If the pitch of the helical groove is P and the momentum of the piston body is L, then the helical rotation angle θ is as follows: θ = 860° If is ψ (7), and the corresponding momentum of the piston body is X, for example, if ψ = 10', then a displacement as small as 1/&1 of P can be captured. ψ = 1 ', then -M
It is possible to capture ultra-small hoe displacements as small as 1/360 of P. Pr1-Although it does not have a standard shape, it is certainly much smaller than the total stroke 8 of the piston body.

(均 ピストン体のストローク運動の変位を(同・唸曖
に変喚して)とらえる憎出浦がシリンダ本体とともに装
備さnている。 したがって初期の組付けを良好に打っ
ておけばそれですみ、実装段階での面憎1な作業を要し
ない。
(The cylinder body is equipped with a trap that captures the displacement of the stroke motion of the piston body (in a similar way). Therefore, if the initial assembly is done well, it is sufficient. , no tedious work is required at the implementation stage.

かくして本発明の’41果は次のようにいうことができ
る。
Thus, the '41 results of the present invention can be described as follows.

(イ)  シリンダ本体に討するピストン体の変位をf
jh積度に検出できる。 この結果、このシリンダ11
本の郁」−ないしはこのシリンダと関係して動作する他
の機構の制御を高精度に行わせることがg易となる。
(b) The displacement of the piston body on the cylinder body is f
It can be detected at jh integration. As a result, this cylinder 11
It becomes easy to control the cylinder or other mechanisms that operate in conjunction with this cylinder with high precision.

(ロ) 廻装に際して、従来要求された面倒な手間を省
略できる。
(b) The troublesome effort required in the past can be omitted when installing the equipment.

次に本発明の実施例を図面に基づいて説明しよう。Next, embodiments of the present invention will be described based on the drawings.

シリンダ本体(1)は、シリンダチューブ(り、ヘッド
カバー(3)、ロッドカバー(4)などからなる。
The cylinder body (1) consists of a cylinder tube, a head cover (3), a rod cover (4), etc.

filはタイロッド、+61 、 telは作動流体(
油、エア)の出入口である。  ピストン体181rt
ピストン(9)およびピストンロッド(lO)の全体を
さす。  ピストン体+81 ri、このシリンダを他
物に取付けることによってシリンダ本体(1)に対して
回転規制されることとなる。 Hは螺合状態のピストン
(9)とピストンロッド叫を固定するピン、II′4r
jヒストンパツキン、131dピストンガスケツトであ
る。
fil is the tie rod, +61, tel is the working fluid (
This is the entrance/exit for oil, air). Piston body 181rt
Refers to the entire piston (9) and piston rod (lO). The rotation of the piston body +81 ri with respect to the cylinder body (1) is restricted by attaching this cylinder to another object. H is a pin that fixes the screwed piston (9) and piston rod, II'4r
j histone gasket, 131d piston gasket.

螺軸Q41ri、その−四がヘッドカバー(3)に他側
がピストンロッド叫の軸、&孔側に支承されている。
The screw shaft Q41ri is supported on the head cover (3) on the other side by the piston rod shaft and the hole side.

螺軸Iは螺軸部傾こ出力軸部U力とからなっている。 
両者はキー州とビン帽とで一体的に結合されている。 
・鯛は0リングである。 出力軸、%lγ)がヘッドカ
バー(3)しこ討しベアリングa:を介1.〔k承され
ている。 nはパンキンである。
The screw shaft I consists of a screw shaft part and an output shaft part U force.
Both are integrally joined by the key state and bottle cap.
・The sea bream is 0 ring. The output shaft (%lγ) is connected to the head cover (3) through the bearing a: 1. [k has been accepted. n is punkin.

出J)軸部同ンまべ1リング1211 、1211間に
位1置する縛Z9をもら、この縛Iaによって螺軸Iの
、シリンダ本体[1)に対する摺動が規制されている。
Exit J) Shaft part has a lock Z9 located between the first and second rings 1211 and 1211, and this lock Ia restricts the sliding of the screw shaft I with respect to the cylinder body [1].

螺軸114Iに蝶片L−(いるナツト体(2)は、ピス
トン(9)の後4部に螺嵌され、ビスらにて固゛1セさ
れCいる。 このナツト体Q#は、螺軸04)の螺旋溝
を転動する多数のボール邊・を保持している。
A nut body (2) with a butterfly piece L- (located on the screw shaft 114I) is screwed into the rear 4 portions of the piston (9) and fixed with screws C. This nut body Q# is It holds a large number of ball parts that roll in the spiral groove of the shaft 04).

ボール・’lJA 8f r1ナツト体は内で循環する
。 すなわちこの例では、螺軸04)とナンド体@の姐
今せかボー!レヌクリユ−の1となっている。
Ball 'lJA 8f r1 nut body circulates within. In other words, in this example, Rajiku 04) and Nando body @'s sister Ima Sekabo! It is one of Renukuriyu.

忍は回転1慣出器(2)のホルダーである。 ヘッドカ
バー+31にボルト測で敢杓けた仮の11にボルト溺が
植tさ扛、これに螺合したナンド調でホルタームが収付
けられている。 −1ri藺カバーである。
Shinobu is the holder of the rotation 1 trainer (2). A temporary 11 bolt was installed on the head cover +31 using a bolt measurement, and a Holterm was installed in a Nando style screwed onto this. -1ri cover.

螺軸+ (141の出JJ軸部1171rまヘッドカバ
ー(3)および仮1J11をに曲しCいる。 このに連
軸部位が四転嫌t<【r出に’t4殴の受動部、匈に対
し可焼性継手(□□□)を介して連結されている。 回
転量検出器−はその固定部t4Iにおい−Cホルダーα
に固定されている。
Spiral shaft The rotation amount detector is connected via a flammable joint (□□□) to its fixed part t4I - C holder α
is fixed.

回転を検出器−にパルスエンコーダを用いている。A pulse encoder is used as a rotation detector.

蓮υはチューブがスケット′、−はクンジョンリング、
(口はロッドパツキン、Iはダストワイパーである。
The tube of lotus υ is sket′, - is kungjong ring,
(The mouth is Rod Patsukin, and I is Dust Wiper.

乍@ri概ね次のとおり。乍@ri Generally as follows.

出入口(6)より流体を注入すると、ピストン体(8)
およびナツト体内が左方へ移動する。 これに伴い螺軸
04が回転され、これの四転緻を検出器−がとらえる。
When fluid is injected from the inlet/outlet (6), the piston body (8)
and the inside of the body moves to the left. Along with this, the screw shaft 04 is rotated, and the detector detects the rotation of the screw shaft 04.

  ピストン体(8)の変位量と検出した回転1との闇
には方向を含めてIX#1の対応関係がある。 そして
電位ikxが大きく増幅されたかたちで回転量θとなる
There is a correspondence relationship of IX#1 between the displacement amount of the piston body (8) and the detected rotation 1, including the direction. Then, the potential ikx is greatly amplified and becomes the rotation amount θ.

出入口(7)より流体を注入すると、螺軸(14)tj
先の場合とは逆方向に回転し、それのIF1転教を検出
器(291がとらえる。
When fluid is injected from the inlet/outlet (7), the spiral shaft (14) tj
It rotates in the opposite direction to the previous case, and the detector (291) picks up its IF1 transfer.

次に別の実施例を説明する。 図示省略。Next, another embodiment will be described. Illustration omitted.

■ ピストン体(8)をシリンダ本体(1)に対して回
転規制する手段について。
■ Regarding the means for regulating the rotation of the piston body (8) relative to the cylinder body (1).

(1)ヒストン体(8)をKmするロッドをシリンダ本
1本il+に架設する。。
(1) A rod extending Km from the histone body (8) is installed in one cylinder il+. .

(II)  ピストンロッド「10)とロンドカt< 
−141トノ表片を異径嵌合とする。
(II) Piston rod “10) and Rondokat<
-141 Tonneau surface piece is fitted with different diameters.

(fill  ピストン19)とチューブ(2)との嵌
合を異径嵌合とする。
The fitting between the (fill piston 19) and the tube (2) is a different diameter fitting.

■ ナツト体゛Aのピストン体(8)に対する取付けに
ついて。
■ Regarding the attachment of the nut body A to the piston body (8).

(1)  ピストン体(8)の軸、&とナツト体(2)
の軸芯とをずらせる。 ただし平行性は保つ、。
(1) Piston body (8) shaft, & and nut body (2)
Align the axis of the However, parallelism is maintained.

(II)  ピストンロッド(10)の方にナンド体@
を取付ける。
(II) NAND body @ toward the piston rod (10)
Install.

(リ ナツト体@として補形ねじ用のものを用いること
。  この場合、リード角を46°近くをこすると抵抗
が少なくてよい。
(Use a linut body for complementary screws. In this case, the resistance will be less if the lead angle is close to 46°.

(リ 回転1慣出器・四としてはパルスエンコーダLL
外回でもよい。  メカニックな出力形陽をとるもので
もよい。
(Revolution 1 accumulator, 4 pulse encoder LL
It can be done externally. It may also be something that takes a mechanical output form.

(リ 同転唸検出器剛を入力とするコントローラは、何
を制一対嫁としてもよい。
(Li) A controller that takes the rotary whine detector as an input may use anything as a constraint or a constraint.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本宅明に係る流体圧シリンダの冑竜例を示す断面
図である。 (1)・・・・・・シリンダ本体、(2)・・・・・・
シリンダチューブ、(3)・・・・・・ヘッドカバー、
(8)・・・・・・ピストン体、(9)・・・・・・ピ
ストン、+101・・・・・・ピストンロッド、(14
)・・・・・・螺軸、+16)・・・・・・軸、&孔、
(至)・・・・・・ナツト体、@・・・・・・ホルダー
、翰・・・・・・回転1慣出器、Cη・・・・・・葭通
軸部、(綱・・・・・・受動部、明・・・・・・固定部
The drawing is a sectional view showing an example of a hydraulic cylinder according to Akira Honyaku. (1)...Cylinder body, (2)...
Cylinder tube, (3)...Head cover,
(8)... Piston body, (9)... Piston, +101... Piston rod, (14
)...Spiral shaft, +16)...Shaft, &hole,
(To) Nut body, @...Holder, Hanging...Rotation 1 adjuster, Cη...Yoshiro shaft, (rope...・・・Passive part, light ・・・Fixed part.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (0シリンダ本体filに装着されたピストン体(8)
にナツト体(2)がぞの軸芯方向をピストン体(8)の
運動方向と平行とする状態に固定されており、このナツ
ト体制を螺合する螺軸041が前記シリンダ本体il+
に対して回転自在・摺動規制状態に装着され、この螺軸
Iに回転量検出器−が連係されている流体圧シリンダ。 において同芯状に固定され、かつ前記螺軸(I4)はそ
の−側がへラドカバー(3;に他側がピストンロッドu
01の軸芯孔−に支承されている特許請求の範囲第0項
に記載の流体圧シリンダ。 (3ン  前記螺軸(141はその一側がヘッドカバー
(3)を貫通しており、そのvt通軸部6りに1lil
紀回転盪検出器四の受動部端が連係され、かつその固定
部顛がヘッドカバー(3)に連設のホルダーGに取付け
られている特許請求の範囲第0項に記載の流体圧シリン
ダ。 ■ 前記ナツト体@と螺軸04の組合せがボールスクリ
ューである特許請求の範囲第0項に記載の流体圧シリン
ダ。 ■ 前記回転曖検出′n@がパルスエンコーダである特
許請求の範囲第0項1(記載の流体圧シリンダ。
[Claims] (Piston body (8) attached to the 0 cylinder body fil)
The nut body (2) is fixed in such a state that its axial direction is parallel to the movement direction of the piston body (8), and the threaded shaft 041 that screws this nut system is connected to the cylinder body il+.
A fluid pressure cylinder is mounted in a freely rotatable/sliding condition on a screw shaft I, and a rotation amount detector is linked to this screw shaft I. The screw shaft (I4) is fixed concentrically at
01. The fluid pressure cylinder according to claim 0, which is supported in the shaft center hole of No. 01. (3) One side of the screw shaft (141) passes through the head cover (3), and 1 liter is inserted into the Vt shaft passage part 6.
2. The fluid pressure cylinder according to claim 0, wherein the passive end of the rotational vibration detector (4) is linked, and its fixed part is attached to a holder (G) connected to the head cover (3). (2) The fluid pressure cylinder according to claim 0, wherein the combination of the nut body @ and the screw shaft 04 is a ball screw. (2) A fluid pressure cylinder according to claim 0, wherein the rotational ambiguity detection 'n@ is a pulse encoder.
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Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117167362A (en) * 2023-10-19 2023-12-05 常州斯曼特电器有限公司 Position detection system for cylinder piston rod

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