JPS585506A - ピストン・シリンダアセンブリ - 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】 本発明は、細長いピストンを含み、かつ使用中ロッドの
長手方向ヘアセンブリのピストン中シリンダとピスト／
ロッドとの間において相対運動がなされるピストン豐シ
リンダアセンブリに関する。

多くの工業装置においては、直線的かつ限られた範囲に
おいて負荷を移動することが必要である。

この目的のためにラムの形式におけるピストン・シリン
ダ装置が、しばしば用いられて−る。ピストン・シリン
ダ装置を使用する際の一つの困難なことは、通常の環境
ではピストン・シリンダのストロークがそこを通って負
荷が移動されるはずである距離だけ少くとも長くなけれ
ばならないことである。ピストン・シリンダ装置のスト
ロークがほぼ１ｍ越えるやいなやその装置のピスト／ロ
ッドを支持することにおいて困難が生じ、かかる装置の
コストがその長さの増加につれて急速に上昇する。そこ
でピストン中シリンダ装置がほとんど無限のストローク
を有することが非常に望ましいこととなるであろう。

本発明の第１の態様によれば、ロッドと、このロッド上
を摺動自在でかつフラング手段を有し、それによって流
体圧に応答して上記ピストンが上記ロッドにクランプさ
れるところのピストンと、上記ロッドの長手方向に７リ
ンダと上記ピストン間における相対運動をするため上記
ピストンの少くとも一部を含みかつその１つが上記シリ
ンダの各端と隣接している２つの流体ボートを含むシリ
ンダとから構成されたピストン雫シリンダアセンブリが
得られる。

使用中、このアセンブリは、２つの異ったモードのいず
れかで動作されうる。第１にそのロッドが固定され、か
つピストンとシリンダとはその長手方向に該ロッドに関
して動かしめられうる。第２にそのシリンダが固定され
、かつ該ロッドがロッドの長手方向に該シリンダに関し
て動かしめられうる。これらの両動作モードにおいては
、該アセンブリは、負荷を動かすために用いることがで
きる。

上記第１の動作モードにおいては、低圧流体は、ボート
の一つを通ってシリンダ内へ導入されてピストンをシリ
ンダの対向端へ付勢する。そしてこのピストンは、流体
圧によってロッドにクランプされ、かつ高圧流体がシリ
ンダをして静止ロッドとピストンに関して動かしめる他
のボートを通ってシリンダ内に導入される。シリンダが
十分に動かされてピストンがシリンダの他端に到達する
と、高圧流体が除去され、ピストンはロッドから離され
、低圧流体がシリンダ内に導入され、次の動作シーフェ
ンスのために準備中のシリンダの対向端へピストンを後
退せしめる。

第２の動作モードにおいては、シリンダが固定される。

ピストンとロッドとをロッドの長手方向に変位せしめる
ロッドにピストンがクランプされた後、高圧流体がシリ
ンダの第１の端部に導入される。ピストンがシリンダの
対向端に到達すると、高圧流体が除去される。ピストン
はロッドから離されて低圧流体が対向ポートを通って導
入されロッドに沿ってシリンダの第１端へピストンを後
退せしめる。

両動作モードにおいて、運動が間欠的であり、かつこれ
はある装置には満足すべきものであるかも知れないが他
の装置では満足ではない。

本発明の第二の態様によれば、ロッドと、このロッド上
にあシかつそれぞれがクランプ手段とを有しそれによっ
て流体圧力に応答してピストンがロッドにクランプされ
うる少くとも２つのピストンと、ロッドの長さ方向への
シリンダとピストンとの間の相対的運動をするために設
けられた各分離シリンダに含まれた少くとも各ピストン
の部分とから構成され、かつ上記シリンダが共に接続さ
れかつその一つが上記シリンダの各端部と隣接している
２つの流体ボートを有しているピストン・シリンダアセ
ンブリが得られる。

再びこのアセンブリが２つの異ったモードのいずれかに
おいて動作されることが可能である。第一にロッドが固
定され、かつ２つのシリンダに連続的に流体を供給する
ことによってシリンダとピストンとは、ロッドに沿って
それら自身を引っばる。第二に２つのシリンダが固定さ
れかつ流体を２つのシリンダへ連続的に供給することに
よってピストンはロッドをアセンブリを介して引かしめ
る。両動作モードにおいて負荷は可動部品に接続されロ
ッドの長手方向に変位されりる。

両動作モードにおいて、ピストンを順々にロッドヘクラ
ンプせしめることは必要であるが、しかしながらたえず
一方のピストンもしくは他方のピストンがロツドヘクラ
ンプされ、かつ一方のピストンは他方のピストンがロツ
ドヘクランプされるまでロッドから離されないようにさ
れている。シリンダへの高圧および低圧流体の供給を制
御することによってアセンブリの運動が連続的になされ
うる。

各シリンダは、好ましくはロッドに合うスリーブ部を有
し、上記スリーブ部を包囲する環状部はシリンダ壁に関
してシールされている。クランプ手段は圧力下に流体の
作用によって作動される。

そしてクランプ手段は、好ましくは、ロッドを包囲しか
つスリーブ内に形成された四部を閉成しているフレキシ
ブルシースによって構成される。高圧流体は、いつもシ
リンダの外にある穴への入目を備えたピストン内の穴を
通って四部に導入されうる。それともこの四部は、シリ
ンダと連通ずることが可能である。このシリンダ内にお
いてピストンが増圧器によって含まれ、それによって予
め定められた値を越えた圧力下においてシリンダ内の流
体は、シースをしてロッドをグリップし、かつピストン
をクランプせしめるように凹部内の流体圧を作動せしめ
る。

圧力下に水性流体を２つのシリンダへ供給する動作のシ
ーフェンスは、好ましくはスプール弁によって制御され
、かつスプール弁を作動せしめる電気信号は、位置検出
器のような手段から得られる。かかる手段は、シリンダ
内に位置し、シリンダ内のピストンの位置を検出するか
もしくはリミットスイッチに可動シリンダかもしくは可
動ロッドのいずｉｔかであるアセンブリの可動部品にょ
っで動作されるために位置せしめられている。

２つのピストンが用いられるときは、それらは同一構成
で別々に同じシリンダ内にマウントされうる。しかしな
がらもしもピストンが同一でなくかつそれらの一つが運
動中細のものとオーバーラツプするのを許容するように
形づくられるならば、よシコンパクトな装置が得られる
。

さらに他の実施例では、３本のピストンがロッド上にマ
ウントされうる。そして各ピストンは分離したシリンダ
内に位置した部分を有する。そして流体は、いかなると
きでも２本のピストンがロッドとシリンダ間の相関連動
をもたらすロッドにクランプされるように供給される。

そして１本のピストンが離されると、前に離されたピス
トンはロッドにクランプされる。再びこれが連続運動を
し、かつ当該システムの容蓋がその連動するシリンダ内
の各ピストンのほぼ２倍となる。

作動流体が水であるのが好ましいが、しかし必要ならば
圧力空気であってもよい。

ピストンとロッドとの間に必要とされる流体シールは全
くないのでロッドの面は非常に高度な公差に壕で加工さ
れる必要はない。実際ロッドは、ある程度の可撓性とス
ムーズな外面とを有するケーブルであってもよい。

以下添付図面を鯵照して本発明の実施例を詳述する。図
において、ロッド２は、はぼ水平に設けられ、かつ（図
示しない）手段によって固定される。管状スリーブ６か
らなるピストン４は、ロッド２を包囲し、かつその長さ
の途中に細長い環状部８によって形成されている。ピス
トン４に形成された凹部１０は、ロッド２と係合する黄
銅シース１２によって閉鎖される。圧力下の流体が四部
１０に導入されると、黄銅シース１２は内方へ変形され
、それによってロッド２に密接部を形成する。かくして
ピストン４はロッド２に沿って摺動するが、しかしなが
ら四部１０内の流体を加圧することによってロッド上の
いかなる所望の位置にもまた保持されうる。ピストン４
０嬢状部８は、シリンダ壁とのシール関係においてピス
トン４の外周面とともにスリーブ乙の外周面上を摺動自
在のハウジング１５によって形成されるシリンダ内に位
置している。チャンバ（ｃｈａｍｂｅｒ）へ通シるボー
ト１６は、ハウジング１５の一端壁内に設けられ、かつ
同様のボート１８は、ハウジング１５０他端壁内に設け
られている。ハウジング１５は、その１つが２０で示さ
れている接続バーによって同様なハウジング２２に機械
的に接続されている。

そしてこのハウジング２２は、シリンダ２６を形成し、
かつロッド２上に次々に摺動自在なピスト／２４上を自
由に摺動することができる。ピストン２４は、黄銅シー
ス２８を包囲する四部６０によって形成される管状スリ
ーブ２６を有する。圧力下に流体を四部６０へ導入する
ことによって、黄銅シース２８は、内方へ変形され、ロ
ッド２上に密接部を形成し、かくしてロッド２にピスト
ン２４をクランプする。ハウジング２２内のボート６２
と３４とは圧力下の流体がピストン２４の拡大管状部６
６のいずれかの側のシリンダ２６に導入されることを可
能としている。かかるピストン２４の外周面は、シリン
ダ壁に対して接触している。

ピストン２４の管状部６６とピストン４の’１部８とに
は、管状部６６もしくは８のいずれか一方の側にシリン
ダから通じて−る一対の流体増圧器が夫々あり、それら
は黄銅シースの背後の四部に達している。シリンダ内の
流体が加圧されると、増圧器は、凹部内の流体圧を増加
せしめて黄銅シースは、ロッド上の密接部を形成すべく
変形せしめられてピスト／の運動を防止する。

ピストン−シリンダアセンブリへの流体接続は次のとお
シである。

３断面スプール弁Ｘは、各シリンダの左側端壁と連動さ
れた検出器すによって発生された電気信号によるその動
作セクションのそれぞれを介して変位自在である。同様
に検出器ａは、４！ｒ”リンダの右側端壁に取付けられ
る。検出器ａとｂとからの電気信号は、切換スイッチＣ
を介して弁Ｘのンレノイドと接続する。一対の他の切換
弁Ｙが設けられかつ一方の動作位置から他方の動作位置
への切換が（図示しない）電気的手段がもしくは手動に
よってなされる。

高圧すなわち約１４０　Ｋｇ／ａｌ　（２０００ｌｂｓ
／ｓｑ、ｉｎ、　）の流体が弁Ｘの第１部内において弁
Ｙの一つを通ってシリンダ１４の右側ボート１６へ供給
される。

シリンダ２６の右側端におけるボート６２は、他の弁Ｙ
と弁Ｘの第１の位置とを通って、タンクＴへ接続される
。

低圧すなわち約：ｌＩ５１僧（５０１ｂｓ／ｓｑ、ｉｎ
、　）　流体源が並列接続された一対の非復帰弁７．ｏ
を介してシリンダの左側端の各ボートに接続される。各
弁ＺＯに並列に弁ＺＯに供給される圧力よシ大きなある
都合のよい値に調整されうるとともに、そうなるように
設けられた圧力で排出する排出弁ｚ１がおる。

ビスレバシリンダアセンブリの動作は、添付図面を参照
して述べられるであろう。

約３５　Ｋｇ／ｃＪ　（５０ｌｂｓ／ｓｑ、ｉｎ、　）
の圧力の流体が非復帰弁ＺＯを通ってボート１８へ供給
され、そしてシリンダ６４は、２本のピストンを各シリ
ンダの右側端へ変位せしめる。第１図に示された位置に
おける弁Ｘに関して、高圧すなわち約１４０　Ｋｇ’ｒ
、ｒｌ　（２０００１ｂｓ／ｓｑ、ｉｎ、）の流体がボ
ート１６を通ってシリンダ１４の右側端へ供給される。

ピストン４は、非復帰弁ＺＯによってシリンダの左側端
においてロックされる流体によって左へ動くことが阻止
される。排出弁ｚ１はセットされて十分な時間シリンダ
内にピストンを静止的に維持し、シース１２が凹部１０
内の高圧流体によって変位されてロッドとしつか９と係
合することを可能とする。そしてシリンダの右側の高圧
流体は、ノヘウジング１５がピストンに関して右に変位
せしめ、ノ１ウジング２２はそれによって変位される。

なせならば２本のハウジングは機械的に共に接続されて
いるからでおる。このときピストン２４は、そのスリー
ブ２８によってロッド２にクランプされず、７リンダ２
６の左側部分における流体圧力は、シリンダの右側端に
ピストン２４を維持し、そこでシリンダ２６とピストン
２４とは、共に右へ動く。シリンダ１４の左側端壁が静
止ピストン方向に動くにつれてピストンの左側の流体は
、十分に圧縮されて、弁Ｚｌが流体が逃げるのを許容す
る。この位置は、第３図に示されている。

シリンダ１４の端壁がピストンにさらに接近するにつれ
て、これは弁をその中間位置に動かしめる弁Ｘに供給さ
れた信号を発生する検出器すによって検出されるであろ
う。この位置において、シリンダ１４の右側への流体圧
力がシリンダをピストンに関して動き続けるように維持
される。しかしながら同時に高圧流体がボート６２とシ
リンダ２６へ供給される。シリンダ２６へ供給された高
圧流体は、シリンダ２６内のピストンをスリーブ２８に
よってロツドヘクランプせしめ、そうしてこのとき両ピ
ストンはロツドヘクランプされる。

この位置は、第４図に示されている。第５図に示された
ようにピストン４にシリンダ１４の端壁がさらに接近す
るにつれて、シリンダ１４と連動する検出器すは、弁Ｘ
の第３セクシヨンを作動せしめる信号を発生し、かつこ
のセクションにおいて、シリンダ１４の右側端がタンク
に接続されるがしかしながら圧力下の流体は、シリンダ
とそのシリンダがロッドに固着されてたままであるピス
ト／とに供給され続ける。従ってシリンダ２６は、シリ
ンダ１４をまた右に動かしめるピストンに関して右側に
動かされる。このようにして２本のシリンダは、ロッド
の長さ方向に沿って右へ一緒に動く。ピストン４は、第
６図に示すように７リング内の低圧流体にぶつてシリン
ダの右側端に変位せしめられる。シリンダ２乙の左側端
壁がシリンダ内の固定ピスト／に接近すると、シリンダ
２６上の検出器すは、弁Ｘを圧力下の流体が両シリンダ
に供給されるその中間位置へ後退せしめる。この位置で
両ピストンがそれらの各シースにぶってロッドにクラン
プされる。最後にピストン２４がそのシリンダのに側端
に接近するにつれて、検出器すは、そこにおいてシリン
ダ１４の右側端が高圧流体を受け、かつシリンダの右側
端がタンクに接続されでいるもとの位置へ作動せしゆら
れる。ピストン２４の左側端に低圧があると、ピストン
はシリンダ内を変位されて右側端へ変位され、そして次
の動作サイクル用に準備されている第７図に示された位
置を占める。

全ての場合において、シリンダに連続的に供給された低
圧は、ピストンがロッドにクランプさせられるためには
十分ではないが、しかしながらバッファとして作用して
シリンダの動きとともにロッドに沿ってピスト／を変位
せしめる。

第８図に示された実施例において、２本のシリンダ８１
．８２は、静止サポートに固定され、かつ各々はピスト
ン８４．８５を含む。２本のビストンは、ロッド８６に
マウントされかつ各シリンダは、各端において流体ボー
トを有する。各ピストンは、圧力下の流体によって付勢
されてロッド８６をグリップするクランプシース８７を
有する。

この実施例では、クランプ機構を作動せしめる圧力下の
流体は、各ピストンの一端に位置せしめられ、かつシリ
ンダに関するピストンの全位置内におけるシリンダの外
側に位置する開口８８によって供給される。このように
してシリンダの内部とクランプシースとによって閉成さ
れた四部との間のいかなる形態の接続をも全く必要とし
なくなる。

この装置の動作は、上述したとおりであるのでシリンダ
が静止のま筐で圧力下の流体を連続的にシリンダ内に導
入しかつピストンを順々にロツドヘクランプすることに
よってロッドが固定シリンダに関して長手方向に連続的
に動かされうる。ロッドの運動方向を逆にしたいときに
は、高圧流体がシリンダの対向端に供給され、かつ低圧
流体は、高圧流体が予め供給されているシリンダの端部
に供給されればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による装置の概略断面図である。 第２図は、第１図の実施例に用いられる増圧器の図であ
る。 第３図〜第７図は、相対的運動がいかにしてなされるか
を示す第１図に示された装置の夫々同じ部分であるが、
しかしながら異なった位置にある状態を示す図である。 第８図は、本発明の他の実施例の部分横断面図である。 特許出願人　　　　　ディビイートウィ９リミテッド手
続補正書（自発） １．事件の表示 昭和５７　年特許願第　１０４６４２　　号２、発明の
名称 ピストン・シリンダ　ア七ンプリ ３、補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 住　　所 氏　名（名称）　ディビイ−ローライ・リミテッド４、
代理人 住　　所　〒１５１東京都渋谷区代々本２丁目１１番１
２号木村ビル７階５、補正命令の日付 昭和　　　年　　　月　　　日　（発送）図面の沖１（
内容（：変更がし） ３４−

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）ロッドと、このロッド上を摺動自在でかつり２ン
   ブ手段を有しそれによって流体圧に応答して上記ピスト
   ンが上記ロッドにクランプされるところのピストンと、
   上記ロッドの長手方向にシリンダと上記ピストン間にお
   ける相対運動をするため上記ピストンの少くとも一部を
   含みかつその１つが上記シリンダの各端と隣接している
   ２つの流体ボートを含むシリンダと、から構成されてな
   るピストン幸シリンダ　アセンブリ。
2. （２）ロッドと、このロッド上にあシかつそれぞれがク
   ランプ手段を有しそれＫよって流体圧力に応答してピス
   トンが上記ロッドにクランプされうる少くとも２つのピ
   ストンと、上記ロッドの長さ方向へのシリンダとピスト
   ンとの間の相対的運動をするために設けられた各分離シ
   リンダに含まれた少くとも各ピストンの部分とから構成
   され、かつ上記シリンダが共に接続されかつその１つが
   上記シリンダの各端部と隣接している２つの流体ポート
   を有してなるピストン・シリンダ　アセンブリ。
3. （３）上記ピストンが上記ロッドとスリーブ部を包囲す
   る環状部に合うスリーブ部を有して−る特許請求の範囲
   第１項もしくは第２項に記載されたピストン嗜シリンダ
   　アセンブリ。
4. （４）上記ピストン用のクランプ手段が上記ロッドを包
   囲し、かつ上記ピストン内の四部を閉成するフレキシブ
   ルシースと、圧力下に流体を上記四部に導入するための
   手段とから構成されてなる特許請求の範囲第１項〜＃、
   ３項のいずれかに記載されたピストン嗜シリンダ　アセ
   ンブリ。
5. （５）上記フレキシブルシースが黄銅である特許請求の
   範囲第４項記載のピストン・シリンダ　アセンブリ。
6. （６）上記ピストン内の四部へ圧力下に流体を導入する
   ための手段が、上記ピストンが連動しているシリンダと
   上記凹部を接続せしめる穴と、上記シリンダ内の流体が
   、所定の値を越える圧力において、上記シースをして上
   Ｈ己ロッドをグリップして上記ピストンをそれにクラン
   プせしめるように上員己凹部内の流体圧を作動せしめる
   ように上記大円に位置した増圧器とからなる特許請求の
   範囲第４項もしくは第５項記載のピストン・シリンダ　
   アセンブリ。
7. （７）上記シリンダに関して上記ピストンの位置を検出
   するための手段を含む特許請求の範囲第１項〜第６項の
   いずれかに記載されたピストン−シリンダ　アセンブリ
   。
8. （８）上記ロッドは固定されかつ上記シリンダは上記ロ
   ッドに関して共に変位自在である特許請求の範囲８２項
   記載のピストンや７す／ダ　アセンブリ。
9. （９）上記シリンダが固定されかつ上記ロッドが７す／
   ダに関してその長手方向に可動自在である特許請求の範
   囲第２項記載のピストン・シリンダアセンブリ。 ［相］２つのピストンと２′：）のシリンダとがあシ、
   かつ各シリンダは、上記シリンダ内のピストンの位置を
   検出するための手段と、各シリンダ上のボートの対応す
   るものに低圧流体を導入するだめのバルブ手段と、およ
   び各シリンダ上のボートの対応するものに高圧流体を導
   入するだめのバルブ手段とを有する特許請求の範囲第８
   項および第９項記載のピストン中シリンダ　アセンブリ
   。 （ロ）そこを通って高圧流体が上記シリンダ内へ導入さ
   れるバルブ手段が動作シーフェンス中流体が１つのシリ
   ンダ、両シリンタ゛、および他のシリンダへ供給されて
   上記ロッドとシリンダとの間の連続的相関連動をもたら
   すように上記検出手段によって動作自在である３つの位
   置バルブを含む特許請求の範囲第１０項記載のピストン
   中シリンダ　アセンブリ。