JPS5827072B2 - 衝撃形シリンダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、片側ロンド形シリンダと、エアータンクを有
する衝撃形シリンダに関するものである。

従来の衝撃形シリンダにおいては、ピストンロッドの高
速打出しの際に、ロッド側シリンダ室の空気が連結され
た制御回路の配管及び制御弁を介して排出されるため、
ピストンに背圧が加わり、ピストンロッドの運動エネル
ギ損失が生じる。

又エアータンク内の空気を１サイクル毎に排出し、その
排気後にピストンロッドを戻す様にしているので空気の
消費量が多く、かつ蓄圧に時間がか＼す、ピストンロッ
ドのサイクルタイムが長くなるという欠点があった。

本発明は、斯かる従来の衝撃形シリンダにおける欠点を
解消するため、衝撃形シリンダのエアータンクをシリン
ダチューブ外周辺に配設し、そのエアータンクとロッド
側シリンダ室を連通させるロンド側通気路を設け、ヘッ
ド側シリンダ室とロッド側シリンダ室をエアータンクを
介して連通させることにより、ピストンロッドの打出し
時に、エアータンク内の圧空がヘッド側シリンダ室へ流
入するのに伴ってロッド側シリンダ室内の圧空をエアー
タンクへ同時に排出し、打出し時のピストンに実質的な
背圧が加わらない様にし、更に、ヘッド側シリンダ室と
エアータンク間のヘッド側通気路にシャット・オフ弁を
付設し、かつ、ヘッド側シリンダ室への給排気穴を設け
、ピストンロッドの没入に先立って前記シャット・オフ
弁を作動させヘッド側通気路を閉塞してヘッド側シリン
ダ室内の空気のみを該給排気穴から排出し、かつ、この
排気中にエアータンクへの空気補給を同時に行なうこと
により、従来のものと異なり、背圧による運動エネルギ
損失及び空気消費が少く、蓄圧時間の極めて短い、コン
パクトな衝撃形シリンダを提供することを目的としたも
のである。

以下、本発明を具体化した衝撃形シリンダの一実施例を
図面によって詳細に説明する。

第１図は本発明を具体化した一実施例を示し、図におい
て１は片側ロンド形シリンダ（以下単にシリンダという
）で、シリンダチューブ２の両端にロッド側カバー３と
ヘッド側カバー４がタイロッド５を介して固着され、そ
のシリンダチューブ２とロッド側カバー３には、ピスト
ン６を一体的に形成した片側ロンド形のピストンロッド
７が摺動可能に嵌装され、その嵌装されたピストン６に
よってシリンダチューブ２内がロッド側シリンダ室８と
ヘッド側シリンダ室９に区画されている。

このシリンダチューブ２の外周辺には、ピストンロッド
７の作動に必要な所定量の圧空を貯溜するに充分な容積
を、該シリンダチューブ２との間に形成し、その両端を
ロッド側カバー３とヘッド側カバー４により密封して構
成したエアータンク１２が設けられ、１３はそのエアー
タンク１２への給気穴で１３ａはその空気供給ポートで
ある。

本実施例では、シリンダチューブ２をエアータンク１２
の内壁として兼用させたものを示したが、本発明はこれ
に限定するものでなく、エアータンクとシリンダチュー
ブを夫々独立した構成とすることも含むものである。

次いで、シリンダチューブ２のロッド側端近傍に、前記
エアータンク１２とロッド側シリンダ室８とを連通させ
る複数個のロッド側通気路１４が開設されている。

尚、このロッド側通気路１４は、後記のヘッド側通気路
１５の断面積と対応し、排気の際実質的な抵抗が生じな
い様な断面積をもって設定されている。

又、ヘッド側カバー４の内端面４ａには、内径断面積を
ピストン６のロッド側端面６ｂの面積よりも小さく設定
した環状のシートパツキン１０が嵌着され、そのシート
パツキン１０に対応するピストンシール面６ｃがピスト
ン６の端面６ａに突設され、蓄圧のための蓄圧弁１１が
構成されている。

更に、ヘッド側カバー４の内側の中心部には、その端面
に嵌着したシートパツキン１０の内径よりも僅かに小径
の開口部１６と、その開口部１６と連通した後述のシャ
ット・オフ弁１７の弁室１８が開設され、かつ、その弁
室１８と前記したエアータンク１２間には、図示の如く
適数個の連通穴１９が開設され、この開口部１６、弁室
１８の通路及び連通穴１９によって、エアータンク１２
内の空気をヘッド側シリンダ室９へ供給するヘッド側通
気路１５が形成されている。

上記弁室１８の開口部１６側の端面１８ａには、環状の
シートパツキン２０が嵌着され、弁室１８内には、スプ
ール２１が第１図における左右方向に摺動可能に嵌挿さ
れており、かつ、ヘッドカバー４の外端部に空気供給ポ
ート２４を設けたキャップ２３が固着され、更にスプー
ル２１とキャップ２３間には摺動抵抗に打勝ってスプー
ル２１を第１図の左方へ摺動させるためのスプリング２
２が介装され、ピストンロッド７の作動に関連して前記
したヘッド側通気路１５を開閉するシャット・オフ弁１
７が構成されている。

更に又、ヘッド側カバー４には、その内端面４ａに嵌着
したシートパツキン１０の外周側に開口し、外側に設け
た空気供給ポート２７と連通したヘッド側シリンダ室９
への給排気穴２６が開設されている。

次に本実施例における制御回路の一例を第２図によって
説明すればエアータンク１２へノ空気供給ポート１３ａ
は空気源３０と直接配管され常時、所定圧の圧空が供給
されている。

又、ヘッド側シリンダ室９への空気供給ポート２７と、
シャット・オフ弁１７への空気供給ポート２４は、２位
置３ポート方向制御弁（以下単に制御弁という）３１及
び３２を介して夫々空気源３０と接続配管され、その制
御弁３１及び３２の切換によって夫々圧空の供給及び排
気が行なわれることになる。

この制御弁３１及び３２は図示の如くスプリングオフセ
ット電磁弁のため、図示しない適宜な電気指令手段と電
気的に接続され、その指令によって作動することになる
。

尚、この制御回路は適宜に変更することが可能であるこ
とは云うまでもない。

以上の様に構成した本実施例の作用効果について次に述
べる。

第１図及び第２図はピストンロッド７の打出し前の状態
を夫々示し、エアータンク１２には空気源３０から所定
圧の圧空が空気供給ポーＮ ３ａを通じて常時供給され
ている。

他方シャット・オフ弁１７内の空気は、空気供給ポート
２４及び制御弁３２のポー）Ｂ２を介して大気と連通し
ており、又、第１図の状態におけるヘッド側シリンダ室
９の空気も同様に給排気穴２６、制御弁３１のポートＢ
１を介して大気と連通している。

したがって空気供給ポート１３ａからエアータンク１２
内に供給された圧空は、ロッド側通気路１４を通じてロ
ッド側シリンダ室８内に入り、ピストン６を第１図にお
ける右方向へ付勢している。

他方エアータンク１２のの圧空はヘッド側通気路１５（
連通穴１９、弁室１８、開口部１６によって形成された
）内にも供給され、ピストン６のピストンシール面６ｃ
にその空圧が作用するが、この位置でのピストンシール
面６ｃの有効面積は、ロッド側端面６ｂの面積よりも小
さく設定されているため、ピストン６はピストンシール
面６Ｃに圧空が作用しても依然として図における右方向
へ付勢され、そのピストンシール面６Ｃをシ一トパツキ
ン１０に押圧し、蓄圧弁１１を密閉状態に保持している
。

又、シャット・オフ弁１７は、エアータンク１２の圧空
が連通穴１９を通って弁室１８内に入り、その空圧によ
ってスプール２１が第１図の右側方向へ押され、スプリ
ング２２の弾力に打勝って第１図に示す開放状態に保持
されている。

次いで、図示しない押釦スイッチ等による適宜な電気指
令手段を介して第２図に示す制御弁３１を図示の左側回
路に切換えると、空気源３０と空気供給ポート２７とが
開通し、給排気穴２６を通じてヘッド側シリンダ室９内
へ所定圧の圧空が供給され、その空圧がピストン６のヘ
ッド側端面６ａに作用し、第１図の右側方向へ付勢され
ていたピストン６を左方へ移動して密閉されていた蓄圧
弁１１を開放する。

この蓄圧弁１１が開放されるとエアータンク１２内の圧
空がヘッド側通気路１５を通ってヘッド側シリンダ室９
へ流入し、ピストン６のヘッド側全面（６ａ及び６ｃ）
に瞬間的に空圧が作用し、その結果、ピストン６及びピ
ストンロッド７は大きな運動エネルギを与えられ図の左
方向へ高速度で打出され、更にこの打出しとともにエア
ータンク１２内の圧空が、ヘッド側通気路１５を通って
ヘッド側シリンダ室９内へ流入し、ピストン６を連続し
て左方へ押圧し、他方ロッド側シリンダ室８内の圧空は
、複数個のロッド側通気路１４を通してエアータンク１
２内へ排出されるため、打出し中にピストン６に実質的
な背圧が作用することがなく、ピストン６及びピストン
ロッド７は運動エネルギを損失することなく加速されて
高速度で打出されることになる。

次に、ピストンロッド７の打出し完了を図示しないタイ
マ、又はリミットスイッチ等を使用して検知し、その検
知指令によって第２図に示す制御弁３２をその左側回路
に切換えると、シャット・オフ弁１７の空気供給ポート
２４と空気源３０とが開通し、シャット・オフ弁１７内
に圧空が送り込まれる。

それによってシャット・オフ弁１７のスプール２１は、
第１図の開放状態から図の左方へ移動して、そのシール
面２１ａが対設したシートパツキン２０のシール面を押
圧し、ヘッド側通気路１５を閉塞する。

次いで上記の制御弁３２の左側回路への切換え後、シャ
ット・オフ弁１７が完全に閉塞した時期に、タイマ等の
指令によって制御弁３１を図示（第２図）の右側回路に
復帰させると、ヘッド側−７ＩＪンダ室９は空気の供給
が停止されると同時に、制御弁３１を介して大気に連通
される。

この場合、前記の如くヘッド側シリンダ室９とエアータ
ンク１２はシャット・オフ弁１７によって既に遮断され
ているため、ヘッド側シリンダ室９内の空気のみが給排
気穴２６から制御弁３１を通じて大気中に放出され、ヘ
ッド側シリンダ室９内のみが大気圧となる。

他方ロンド側シリンダ室８内は所定圧に保たれているた
め、ヘッド側シリンダ室９の内圧が下がると、ピストン
ロッド７は第１図の右方向へ移動しはじめ、これに伴っ
てエアータンク１２内の圧空がロッド側通気路１４から
ロンド側シリンダ室８内へ流入し、ピストンロッド７を
更に右へ移動させ、ピストン６のピストンシール面６ｃ
がヘッド側カバー４のシートパツキン１０のシール面に
圧接されて停止し、第１図の状態となる。

尚、このピストンロッド７の右方向・＼の移動に伴って
、ヘッド側シリンダ室９内の空気も給排気穴２６及び制
御弁３１を介して大気中へ同時に排出され、かつ、この
間エアータンク１２へは空気供給ポート１３ａから圧空
が補給されており、ピストンロッド７が第１図の打出し
前の位置に復帰した時には、エアータンク１２内の空気
は所定圧となっている。

更に、ピストンロッド７は没入の終端で図示しないリミ
ットスイッチ等によって没入端を検知し、その検知指令
によって制御弁３２が第２図１１こ示す右側回路に切換
えられると、シャット・オフ弁１７へ送られていた圧空
は大気中に放出され、一方連通穴１９から弁室１８内へ
エアータンク１２内の圧空が流入してシャット・オフ弁
１７のスプール２１を第１図に示す開放状態に戻す。

これによってピストンロッド７の打出し及び没入の１サ
イクルは終り再び打出し前の第１図の状態となる。

以上の様に本発明の衝撃形シリンダは、エアータンクを
シリンダチューブ外周辺に配設し、そのエアータンクと
ロンド側シリンダ室とを連通させるロッド側通気路を設
け、ヘッド側シリンダ室とロンド側シリンダ室をエアー
タンクを介して連通させたので、ピストンロッドの打出
し時に、ピストンに実質的な背圧が加わることがなく、
大きな衝撃力を得ることができる。

又、ヘッド側シリンダ室とエアータンク間のヘッド側通
気路にシャツト・オフ弁を付設し、かつ、ヘッド側シリ
ンダ室への給排気穴を設け、ピストンロッドの没入に先
立って、そのシャット・オフ弁を作動させてヘッド側通
気路を閉塞し、ヘッド側シリンダ室の空気のみを該給排
穴から排出し、かつ、その排気中にエアータンクへの空
気補給を行なう様にしたので、空気消費量を大巾に節減
することができるとともに、蓄圧時間が短縮されて、ピ
ストンロッドのサイクルタイムを短くすることができる
。

更に、上記した如くシリンダチューブをエアータンクの
内壁として兼用させて構成すれば、極めてコンパクトと
なり、かつ、エアータンクとシリンダ間の通気路を夫々
シリンダチューブの円周上に複数個ずつ適宜な大きさで
設定することができるので、従来のように配管、制御弁
により通気路を制約されることがなく、打出し時のピス
トンに実質的な背圧が加わることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる衝撃形シリンダの一実施例を示
す断面図、第２図はその制御回路の・一例を示す制御回
路図である。 主要部分の符号の説明、１・・・・・一片側ロンド形シ
リンダ、２・・・・・−シリンダチューブ、３・・・・
・・ロッド側カバー ４・・・・・・ヘッド側カバー、
６・・・・・ピストン、７・、、−０，ピストンロッド
、８・・・−・・ロッド側シリンダ室、９・・・・・・
ヘッド側シリンダ゛、１２・・・・・・エアータン久１
４・・・・・・ロッド側通気路、１５・・・・・・ヘッ
ド側通気路、 １７−°−°−シャット・オフ弁、２６
・・・・・・給排気穴、３０・・・・・・空気源、３１
，３２・・・・・・２位置３ポート方向制御弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ヘッド側シリンダ室端面に蓄圧弁を付設した片側ロ
   ンド形シリンダとその蓄圧弁を介してヘッド側シリンダ
   室と連通ずるエアータンクを、シリンダチューブの外周
   辺に配設し、そのエアータンクとロッド側シリンダ室と
   を連通ずるロンド側通気路を設け、かつピストンロッド
   の往復動に関連して、ヘッド側シリンダ室とエアータン
   ク間のヘッド側通気路を開閉するシャット・オフ弁を設
   け、更に、ヘッド側シリンダ室への給排気穴と、エアー
   タンクへの給気穴及びンヤット・オフ弁の空気供給ポー
   トを夫々開設して成る衝撃形シリンダ。 ２ シリンダチューブをエアータンクの内壁として兼用
   させたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の衝
   撃形シリンダ。