JPS5836205B2 - シリンダ−ソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はシリンダー装置に関するもので、構造が簡単
でシリンダー径が小さいにもかかわらず、必要最小限の
行程で大加圧力が得られ、またシリンダー全長が短かく
ても長ストロークを得られるようにしたものである。

従来一般のシリンダー装置、特にエアシリンダーにあっ
ては、ピストンの作動出力を大きくするためには受圧面
積を大きくしなければならず、全体を小形にすると作動
出力も小さ《なる関係にある。

そこでボア径あるいは全体長を短縮し、しかもストロー
ク長の大きい大加圧力のシリンダー装置を得るべく種々
の工夫がなされている。

ところで現在使用されているシリンダー装置を調べると
、その殆んどはピストンロンドの移動距離のうちのごく
限られた位置でしか大加圧力を必要としないものであり
、したがってピストンの作動出力は、希望ストローク位
置において最大となればよいという結論を得た。

この発明は．このような要請にもとすき、径が小さく加
圧力が大きな、また全長が短かくストローク長の大きな
シリンダー装置を提供しようとするものである。

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

まず第１図において１はシリンダーであって、その内部
は小通路部となる小径部２と該小径部２に連通ずる大通
路部となる大径部３との二つの径を有している。

そしてこのシリンダー１には断面十字形のピストン４が
シールリングであるＯリング５ ，６ ，７を介して密
に、しかも摺動自在に嵌合されている。

即ち、ピストン４の小径部８はシリンダー１の小径部２
に、またピストン４の大径部９はシリンダー１の大径部
３にそれぞれ嵌合している。

シリンダー１の小径部２は、その中間部分のみ同一径に
形成されており、その上下部分は斜面２ａ，２ｂに拡開
されており、Ｏリング５が同一径部分をはずれたときに
はこの部分でのシール効果が得られず、したがって小径
部２の上下は連通ずることになる。

シリンダー１の上部にはピストン移動用流体人口１０が
設けられ、中間部には加圧流体人口１１が設けられてい
る。

またシリンダー１の下端近くにもピストン移動用流体人
口１２が設げられており、このピストン移動用流体人口
１２と前述のピストン移動用流体人口１０とのいずれか
にピストン移動用流体を加えることによってピストン４
を上昇あるいは下降させるようになっている。

なおピストン４の下端は延長され、ロンドを形威して負
荷装置（図示せず）に結合されるようになっている。

図中１３は加圧室である。このように構成されたこのシ
リンダー装置は次のように作動する。

すなわち、まず大加圧力を必要としないピストン位置（
負荷装置に対するロンド位置）でのピストン４の移動は
、ピストン移動用流体入口１０，１２のいずれかにたと
えば５ｋｇ／ｃｙｓｔ程度の比較的小さい圧力のピスト
ン移動用流体（空気圧がよい）を加えることによって行
なわれる。

この場合、シリンダー１の上部にあるピストン移動用流
体人口１０にピストン移動用流体を加えればピストン４
は下降し、これとは逆にシリンダー１の下部にあるピス
トン移動用流体人口１２にピストン移動用流体を加えれ
ば、ピストン４は上昇することになる。

ピストン４の動き方は次のようになる。

即ち、ピストン４がシリンダー１に対して充分に上方の
位置にあるときには、Ｏリング５は小径部２の上方にあ
るため、移動用流体人口１０から加えられるピストン移
動用流体はピストン４の小径部８と大径部９０両方に作
用して、この力でピストン４は緩やかな下降を開始する
。

ピストン４の下降が進行して、Ｏリング５が斜面部２ａ
を通過すると、シリンダー１の小径部２より上の部分と
大径部３により構成される加圧室１３とは０リング５に
よってしだいに（徐々に）遮断され、ピストン移動用流
体はピストン４の小径部８にのみ作用することになる。

したがってピストン４がこの位置にあるときには、少量
の流体でピストン４を下降させることになる。

ピストン４がさらに下降して、Ｏリング５が斜面部２ｂ
に差しかかると、シリンダー１の小径２より上の部分と
大径部３により構成される加圧室１３とは再び連通し、
ピストン移動用流体はピストン４の小径部８と大径部９
０両方に作用することになる。

このようにしてピストン４は緩やかに下降するが、その
下降行程中で大きな加圧力を必要とする位置、すなわち
小径部２より上の部分と大径部３により構成される加圧
室１３がＯリング５により遮断された位置では、フース
ターあるいはポンプによる高圧流体を加圧流体人口１１
から加える。

この場合の流体としては油を用いるのが適当である。

加圧流体人口１１から加えられる高圧流体はピストン４
０大径部９に作用し、ピストン４を大きな力で移動させ
ることになる。

第２図に示すものはこの発明の第２の実施例であって、
この場合にはシリンダー１′の内周壁部の形状を全長に
亘って同一半径の筒状にし、ピストン４′の形状をこれ
に適合させるべく変更したものである。

この場合、第１図に示す実施例のピストン４の小径部８
に相当する受圧部はピストン４′の上端環状部８′とい
うことになる。

そしてこの装置の作動は第１図のものと変らないので、
形状あるいは位置が若干異なる部分には、第１図のもの
と同一の符号を附してある。

次に第３図ａｂおよび第４図ａｂに示すものは、いずれ
もこの発明の応用実施例を説明するためのものである。

これらはいずれも第１図に示した型式のものである。

これを説明すると、第３図のものは第１図のピストン４
の上端部と、小径部８の途中の外周部との間を連絡する
流体通路１４を設けたものである。

これは第１図のものが、ピストン４が移動してその小径
部８がシリンダー１の小径部２から抜けたとき、ピスト
ン４が姿勢なくずして小径部８の再度の嵌合に支障を生
ずるものを防止するようにしたものである。

この装置にあっては、シリンダー１の小径部２の端部に
設げる斜面部は下方の斜面部２ｂのみとなっている。

この装置の使用例を、ピストン４の下端ロンド部（図示
せず）に結合した負荷装置が、ピストン４を図における
上方に押圧して一つの作業をなす場合について説明する
と、まず移動用流体人口１０から加えるピストン移動用
流体によって、あるいは外力によって第３図ａの位置ま
で下降したピストン４を、移動用流体人口１０に連結さ
れているバルブ（図示せず）を大気開放すると同時に下
方から上方に押圧すると、ピストン４は上昇する。

そしてこの段階では流体通路１４の下端が加圧室１３に
開口しているので、ピストン４は比較的速く上昇するこ
とになる。

そして流体通路１４の下端が小径部２の斜面部２ｂの上
部に至り、その下のＯリング５が斜面部２ｂを通過する
と（第３図ｂの状態）加圧室１３は密閉状態となり、こ
のとき始めて高圧の加圧流体が加えられ、下端ロンド部
（図示せず）に結合して、負荷装置に大加圧力が加わる
。

第４図に示すものはピストン４の小径部８に設ける流体
通路１４′を、その両端とも小径部８の外周部に開口さ
せている。

この装置にあっては、第３図のものとは逆にピストン４
が下降した位置（第４図ｂの状態）で加圧室１３が密閉
状態となって加圧されることになる。

第４図ａは非加圧状態を示すものである。

なおピストンの動きは一般に、作動流体が空気の場合に
は速く、油の場合には遅くなるものである。

次に第５図について、この発明を抵抗溶接用のスタンド
ガンに応用した例を説明する。

１５は下部定盤であって、その上部にはバック電極１６
が設けられており、その上に被溶接物３８が載置されて
いる。

下部定盤１５にはさらに柱１７が植立されており、その
上部には上部定盤１８が取り付けられている。

そしてこの上部定盤１８には後述するスタツドガン用の
シリンダー１９の上部が取り付げられている。

２０ ２１はマニホールドであって、スタツドガン用の
シリンダー１９の上下に設けられる加圧空気人口２２
２３に加圧空気を加えるためのものである。

第６図は第５図のスタツドガン用のシリンダー１９の縦
断面を示すものである。

これを説明すると、シリンダー１９の内部は第１図に示
したものとほぼ同様の構造となっており、やはり断面十
字形のピストン４が使用される。

そして小径部２の上部に形成される室２４内にはＯリン
グ２５によって気密性を高められた仕切板２６が摺動自
在に嵌められている。

このシリンダー１９の加圧流体人口１１にはブースター
２７の出口２８が接続されている。

このブースター２７は内部にピストン２９が摺動自在に
嵌合してある。

そしてこのピストン２９にはピストンロツド３０が一体
に取り付けられており、ピストン２９が移動するとき一
体に移動して出口２８内を密に摺動するようになってい
る。

３１３２はＯリング、３３ ３４はブースター用の加圧
空気入口である。

ブースター２７のピストンロツド３０の加圧面からシリ
ンダー１９の内部に続く容積には、作動油３５が充填さ
れている。

フースター２７からの作動油通路３６は多数のシリンダ
ー１９ １９・・・・・・を直列に接続している。

したがってフースタ−２７が作動し、ピストン２９が図
の左方に移動するときには、作動油３５を介して多数の
シリンダー１９ １９ ・・・・・・が同時に作動し，
ピストン４の下端に取り付けた電極チツプ３７を強く下
方に押圧することになる。

この装置のバック電極１６上に被溶接物３８を載置し、
まずマニホールド２０から加圧空気を送入するとピスト
ン４、したがって電極チツプ３７が除々に下降し、被溶
接物に近接する。

そのときこの位置を適当な手段によって検出し、ブース
ター２７を作動させ、ブースター内のピストン３０を図
における左方に移動させる。

ブースター内のピストン２９が左方に移動すれば、作動
油３５を介してピストン４が下降し、電極チツプ３７を
被溶接物３８に強く押し付けることになる。

したがってこのとき電極チツプ３７とバック電極１６と
の間に溶接電圧を印加すれば、溶接作業が行なわれるこ
とになる。

なお、第６図に示した、小径部の斜面が小径部の下方に
設けられている型のシリンダー装置にあっては、また別
の使用方法も存在する。

即ち、加圧空気人口２２ ２３に加圧空気の配管を行な
わず、これを空気抜きとして使用することにより、ピス
トン４の位置を加圧時以外には拘束しないようにするの
である。

この場合には下部の定盤が上昇するときにチップと被溶
接物とが接触後すべらず、またチツプ溶着時にシリンダ
ーに横方向の力が作用しないよう、被溶接物がほぼ平面
状である場合に限られることになる。

この発明は上述のように、大通路部と該大通路部に連通
ずる小通路部とを有するシリンダーを設け、該シリンダ
ーには前記大通路部と小通路部とにそれぞれ対応する異
なった二つの受圧面積を有する一つのピストンを嵌挿し
、前記小通路部にてシールリングによる密封をして加圧
流体が流入する加圧室の形成を、前記ピストンが所定位
置にあるときのみ行なうように構成し、前記シリンダー
には前記ピストンの二つの受圧面のそれぞれに移動用流
体を導びく流体入口を設けたものであるから、ピストン
を加圧する流体の量を可及的に小さ《することができ、
したがって容量の小さなフースターで同時に多《のシリ
ンダーを作動させることができる特長がある。

また二つの受圧面積に加える圧力流体の種類、圧力値等
を適当に選定することにより、ピストンの進行速度、作
動力の値と位置との関係等を自由に設定することができ
、しかも、その構造は極めて簡単であり、したがって各
種産業機械に使用して便利である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の縦断面図、第２図はこの
発明の第２の実施例の縦断面図、第３図はこの発明の応
用実施例を示す縦断面図、第４図は第３図とは異なった
応用実施例を示す縦断面図、第５図はこの発明をスタツ
ドガンに応用した例を示す略図的正面図、第６図は第５
図のシリンダーおよびブースタ一部を示す縦断面図であ
る。 １１’ｌ９・・・・・・シリンダー、２・・・・・・小
径部、３・・・・・・大径部、４，４′・・・・・・ピ
ストン、８，８′・・・・・・ピストンの小径部、９・
・・・・・大径部、１０，１２・・・・・・移動用流体
入口、１１・・・・・・加圧流体入口、２２，２３・・
・・・・加圧空気入口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 犬通路部と該大通路部に連通ずる小通路部とを有す
   るシリンダーを設け、該シリンダーには前記大通路部と
   小通路部とにそれぞれ対応する異なった二つの受圧面積
   を有する一つのピストンを嵌挿し、前記小通路部にてシ
   ールリングによる密封をして加圧流体が流入する加圧室
   の形成を、前記ピストンが所定位置にあるときのみ行な
   うように構成し、前記シリンダーには前記ピストンの二
   つの受圧面のそれぞれに移動用流体を導びく流体入口を
   設けたことを特徴とするシリンダー装置。