JPS59219501A - 流体作動装置 - 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】 技術分野 この発明は流体作動装置に関するものであって、一層詳
細には、気体・液体等の圧力流体を作動媒体として使用
し、前記流体の圧力差により複数の作動機構（シリンダ
）を互に適宜のタイミングで作動させて、これら複数の
作動機構に夫々連繋接続した被作動体を、その固有の目
的および機能に応じて独自の動作をさせるよう構成した
新規な流体作動装置に関するものである。

目的 本発明は、同一または別異の作動目的をもつ複数のシリ
ンダを、コンプレッサその他ポンプの如き共通の圧力流
体供給機構に管路を介して連通接続し、一方のシリンダ
の作動時の圧力変化を利用して他方のシリンダを作動さ
せることにより、各シリンダに配設したピストンに連繋
接続した被作動体を互に時間差作動または同期作動なし
得るよう構成した装置を提供することを目的とし、併せ
てこのように近接した時間内に複数の動作を行う装置の
小型化および簡略化を図って、各種産業機器の駆動源と
して広範囲の用途に供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明に係る流体作動装置は、
圧力流体の供給機器側に供給管路を介して連通された第
１シリンダと、前記第１シリンダに流通管路を介して連
通された第２シリンダとからなり、前記第１シリンダ中
に配設したピストンを前記供給機器から圧力供給される
流体の１次圧により常には所定位置に押圧付勢して当該
ピストンに連結した被作動体を作動位置に保持し、前記
被作動体が負荷を受けて前記ピストンを変位させるに伴
い第１シリンダ中の流体圧力を１次圧から２次圧に増大
させてこれを前記流通管路を介して第２シリンダへ供給
するよう構成し、また前記第２シリンダ中に配設し′た
ピストンおよびこれに連結した被作動体を前記１次圧よ
り大きくしかも２次圧より小さい作用力のもとに常には
休止位置に保持し、前記第１シリンダから適時供給され
る前記２次圧を受けろことにより前記ピストンおよび被
作動体を前記作用力に抗して所定の作動位置へ変位させ
ろよう構成したことを特徴とする。

実施例 次に本発明に係る流体作動装置につき、好適な実施例を
挙げて、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。

本実施例では、適宜の定置部材Ｆに設置される第１およ
び第２のシリンダＭ、、Ｋを共通の加圧エア供給機構Ｓ
に系統付けて、前記シリンダＭ、、Ｍ２を互に適宜の時
間差をもって作動させる型式の装置について示すものと
する。先ず第１図および第２図において、エア供給構構
Ｓは、コンプレッサ１．レギュレータ２および逆止弁４
を第１管路３を介して連通した圧力供給系として構成さ
れ、前記第１管路３の先端には、３方向切換弁５が所定
ポートを介して接続されている。またこの切換弁５の他
方のポートには、後述する第１シリンダに管端接続する
第２管路６の他端部が連通されている。そして前記コン
プレッサ１から３− 第１管路３を介して圧送されるエアは、レギュレータ２
で適宜の圧力（例えば１次圧Ｐ、として、０　、５　”
　２　、５ｋｇ／ｃＪ）に調節された後、切換弁５の切
換操作により第２管路６側へ供給される。なお第２管路
６には、適宜開放して圧力制御を行う逆止弁を必要に応
じて組込むことが可能である。

前記エア供給機構Ｓには同一の構成を有する２基の第１
シリンダが管路を介して連通接続され、ともに１次圧Ｐ
、で作動されるようになっている。

すなわち２基のシリンダＭ、、Ｍ、が、フレーム等から
なる定置部材Ｆに設置され、該シリンダのヘッド側にお
いて前記第２管路６が連通接続されている。前記シリン
ダ阿、中にはピストン８が密着的に嵌挿され、これに連
結したロッド９の下端部に、所要の動作を行う第１被作
動体ｍ、が接続固定されている。そして第２管路６を介
してシリンダ阿、に１次圧Ｐ、の加圧エアが供給される
と、前記ピストン８は圧力下にシリンダ内の所定位置へ
移動し、前記第１被作動体ｍ１　を作動位置に保持する
。なお前記第１被作動体ｍ、がその実作動時に１次圧Ｐ
１４− 以−にの外力負荷を受けると、ピストン８は第１被作動
体ｍ、と共に押返えされ逆方向へ移動するように設定さ
れている。またピストン８の有効移動量は、前記ロッド
９上端に設けた調節ナツト１０を操作して、該ナツト１
０とシリンダヘッド上端との間隔調節を行うことにより
設定し得る。なお図において参照符号１１は、各シリン
ダ門、の胴部外周に一体的に形成された放熱用フィンを
示す。

一方前記第２シリンダＨ・は、図示の実施例では１基配
設したものとして示されており、前述の２基の第１シリ
ンダＭ、、Ｍ、から供給される加圧エアにより作動され
るものである。すなわち前記第１シリンダＭ１の各ヘッ
ドに管端接続した流通管路１２．１２の各端部は、定置
部材Ｆに設置した第２シリンダ＋１ｚのヘラ１−器側に
連通接続され、また該シリンダ門、に嵌挿したピストン
１４に接続するロッド１５の下端部には、第２被作動体
Ｉｎ２が連結支持されている。そして前記ピストン１４
は、前記エア供給機構Ｓから第１シリンダＭ、、Ｍ、を
介して供給されるエアの１次圧Ｐ、を受けながらも、所
定の引張弾力（以下作用力という）Ｐ′をもつばねＩ６
し；より常には作動前の休止位置（シリンダＭ２のヘッ
ド側）へ付勢保持されている。そして第１シリンダＭ、
、Ｍ、におけるピストン８の押返しに伴い増圧された２
水圧Ｐ２としてのエアは、管路１２を介して第２シリン
ダ外に供給されて前記ピストン１４に作用し、前記ばね
１６の作用力Ｐ′に打ち克って該ピストン１４を変位さ
せ、ロッド】５に接続する第２被作動体ｍ２を作動位置
に保持するようになっている。従って各圧力および作用
力の強弱関係は、ｐ、　＜　ｐ　’　＜　ｐ、となって
いる。なお各シリンダＭ、、Ｋが設置される定置部材Ｆ
は、図示の実施例の如く一体である必要はなく、夫々別
個離隔した別部材であってもよい。

図示の流体作動装置では、エア供給機構Ｓから加圧供給
されるエアが各シリンダＭ、、Ｍ、に圧入されることに
より、最初は第１シリンダ閃、が作動状態に置かれ、こ
の作動位置にある第１被作動体ｍ。

が実作動時に）φ方向からの負荷（圧力Ｐ１より大きい
）を受けると、夫々の第１シリンダＭ、における各ビス
１−ン８は１水圧Ｐ１に抗して強制的に押返えされる。

これにより各シリンダ内部内の容積減少変化が生じてエ
アは前記２次圧Ｐ２まで加圧され、この加圧エアは各流
通管路１２を介して、未作動状態にある第２シリンダＭ
２に圧入される。これによりピストン１４は２次圧Ｐ、
を受け、前記ばね１６の作用力Ｐ′に抗して（Ｐ　’　
＜　Ｐ、であるから）被作動体ｍ。

を作動位置にまで移動させて、所期の作動を行わせる。

そして前記第１シリンダＭ、において被作動体ｍ、の負
荷が、例えば実作動の終了に伴い解除されると、シリン
ダ門・内の２次圧Ｐ、によりピストン８は再び所定位置
にまで復帰し、シリンダ内部の容積増大変化を伴って１
水圧Ｐ１に戻る。このため被作動体ｍ１は、再び元の作
動位置に復帰する。

−に連した第１シリンダＭ、側での減圧変化に対応して
、第２シリンダｈ内の加圧エアは各流通管路１２を介し
て第１側のシリンダＭ＋に逃出し、これにより内部圧は
１水圧Ｐ１に戻される。この結果。

前記１次圧Ｐ、より大きい力Ｐ′を有するばね１６の作
用下に、ピストン１４および被作動体ｍ７は復帰７− して元の休止位置に保持される。そして以下同様に第１
シリンダｈ、第２シリンダ外の時間差作動が反復されて
、対応の被作動体ｍ＋　、ｍ＊も所期の目的に応じた作
動を行う。なお各シリンダ河１．ｈのエアは、切換弁５
を操作することにより適宜外部へ排出可能である。

変更例 なお流体作動装置は、必要に応じてその形態を適宜選択
することができる。例えば、各シリンダ阿、、阿２を夫
々１基づつ設けるようにしてもよく、また第３図に示す
ように、第１シリンダＭ１同志、第２シリンダト同志を
相互に管路で連通し、第１シリンダＭ１側を第２管路６
に連通接続すると共に、第２シリンダＭ２側を第１シリ
ンダＭ、側に各々管路接続する形態としてもよい。また
第４図に示す如く、第１シリンダ阿８．第２シリンダＭ
２を夫々第２管路６に連通ずると共に、第２シリンダ側
を第１シリンダ側に管路接続する形態も好適に使用され
る。この場合の管路接続形態は、図示の方法以外に第２
シリンダＨ３の胴部に直接連通ずるようにし８− でもよい。いずれの場合であっても、各シリンダＭ、、
には連続使用時の空気圧縮により高温に発熱するので、
放熱冷却手段としてシリンダ胴部外周に冷却媒体用の管
材を巻装したり、胴部に形成した孔に水等の冷却媒体を
流通させる対策をとることが推奨される。なお各形態中
第２シリンダＭ２については、ピストン１４を休止位置
に保持するばね手段１６に替えて、第５図のようにエア
供給機器Ｓに接続する制御機器１９から、ばね１６の作
用力Ｐ′に相応する圧力Ｐ′をビス１〜ン１４下方から
作用させて平衡をとる形式としてもよい。また第６図の
ように、ロッド１５の各上下端部に調節片１７．１８を
配置して、ストローク量を調節し得るようにしておくの
が好ましい。このとき流通管路１２は、ヘッド側ではな
くシリンダ胴部側方から接続させる。各機構の作動媒体
（圧力流体）として、エア以外に他の気体・液体が使用
可能である。

液体の場合、非圧縮性であるため応答性に優れ、第１シ
リンダＨ１の被作動体ｍ、が実働すると殆んど同時に第
２シリンダ外の被作動体ｍ２も作動可能であるので、両
波作動体の同期作動が実現される。

従って被作動体の作動条件（時間差・同期）に応じて、
圧力流体を選定使用すればよい。

応用分野 ちなみに前述の流体作動装置の応用分野として、例えば （１）箱、カートン、封筒、袋等の製造。

（２）各種物品、材料の包装。

（３）びん、容器に対する材料の充填。

（４）ラベル、タッグの貼合せや取付け。

（５）各種シート状材料の加工や裁断。

（６）合成樹脂の成型や型抜。

（７）各種素材に対する切断、切込み、穿孔、折曲。

（８）ワークのクランプや移動。

（９）ワークの位置決め、検出、送別。

（１０）ワークへのマーク入れ。

等があり、この種の作業を実施する各種機器・装置の作
動手段として好゛適に応用される。

また各シリンダＭ、、Ｍ、に連結される夫々の被作動体
には、例えば、 １１− （１）押込み、挾持、固定。

（２）シール、溶断、結束、締付、密閉。

（３）切断、切込み、穿孔、押抜、切抜、打抜。

（４）押し印、刻印。

（５）鳩目、かしめ、綴合せ。

等の目的・機能をもつ適宜形状の部材が適宜選定使用さ
れる。

応用例 次に前述した流体作動装置の一応用例として、製袋充填
包装機（一般的な横型ピロー包装機）のシール装置に対
する実施形態を示す。ただし流体作動装置は、前述と同
様のエア駆動形態とし、同一符号を用いて説明する。

第７図乃至第８図に示すシール装置では、両側−組の下
クランク体２１．２１間に連節された支枠２２に下シー
ル体２３が設置され、また」ニクランク体２４．２４間
に連節された支枠２５側に、本発明に係る流体作動装置
を介して」−シール体２６およびナイフ３０が装着され
ている。なお各シール体２３．２６のシール面２３ａ、
２６ａには、１２− 夫々ナイフ用の受溝２７．挿通口２８が形成されると共
に、内蔵のヒータＨにより該シール面が加熱されるよう
になっている。上の支枠２５には。

エア供給機構Ｓに連通ずる２基の第１シリンダ阿、。

Ｍ、と、該シリンダに連通ずる１基の第２シリンダにが
夫々設置され１両第１シリンダＭ、、Ｍ、のピストンロ
ッド９，９の各下端には上シール体２６が着脱可能に連
結されている。そしてエア供給機構Ｓからのエア（１水
圧Ｐ、）によりピストン８は下死点にあって、上シール
体２６を作動位置に抑圧保持している。また第２シリン
ダＭ２のピストンロッド１５下端には、支杆３１を介し
てナイフ３０が着脱可能に連結され、該ナイフは上シー
ル体２６に設けた案内枠２９に案内されて挿通口２８に
摺動自在に臨んでいる。このシリンダ１は供給されるエ
アの１水圧Ｐ、を受けているが、第８図に示すように支
枠２５と支杆３１との間に弾力的に介装されたばね３２
の作用力Ｐ′により、ナイフ３０はピストン１４と共に
休止位置に保持されている。

該シール装置では、第９図の如く公知のクランク運動に
基いて、両シール体２３．２６が筒状包装材ｆの連続移
送速度に調時して互いのシール面２３ａ、２６ａを所定
の軌跡Ｐ、、Ｒ，に指向させつつ公転し、−公転毎に加
熱シールを行う。そして包装材のシールに必要な区間し
、すなわち双方の軌跡Ｐ、、Ｒ，が干渉するＡ、Ｃ点間
の角度範囲に亘ってシール面２３ａ、２６ａを整合当接
させる。その際シール体の少なくとも一方（図示の」下
シール体２６）が、シール面２６ａを当該軌跡Ｐ、から
変移させつつ、下シール体２３の軌跡Ｐ、に沿って区間
り内に亘り移行するように設定されている。

このようなシール装置にあって１本発明に係る前述の流
体作動装置は次のように作動する。いま供給機構Ｓから
のエアにより、各シリンダ阿、陀のピストン８．１４に
は１水圧Ｐ１が作用しているものとすると、上シール体
２６は作動位置に保持された状態で下シール体２３と共
に公転される。

そして実質的な作動となるシール作動区間りの移行過程
において、前半のＡ−Ｂ間では上シール体２６が、他方
の軌跡Ｐ８に沿って漸次上動変移することにより逆方向
の負荷を受ける。これに対応して第１シリンダＭ、のピ
ストン８が、強制的に押返えされつつ上シール体２６の
変移を吸収し、中央点Ｂで最上限に達する。これにより
シリンダ閃、内の容積減少が生じ、エアが増圧される。

これにより上シール体２６は最も強く押圧されてシール
縁部を強固に挾持し、また加圧されたエアは前述のよう
に流通管路１２を介して第２シリンダＭ７に圧送される
。

第２シリンダＭ２では、供給された加圧エアの２水圧Ｐ
、がばね３２の作用力Ｐ′より優勢であるため、ピスト
ン１４は押動付勢され、ナイフ３０を作動位置に移動さ
せる。これにより包装材ｆのシール縁部は、両シール体
２３．２６による挾持中に切断される。ちなみに、前記
上シール体２６が中央点Ｂで最大変移することに対応し
て２水圧Ｐ２が最大圧となるため、ナイフ３０はこの時
点で最も強力に押下げられることになる。すなわちナイ
フ３０は、両シール体２３．２６のシール開始から適宜
時間差（Ａ、Ｂ点間の移行時間）を以って作動すること
から、前記縁部が充分かつ確実にシールされた後、該シ
ール部を強力に切断するものである。そしてシール作動
区間りの後半Ｂ−Ｃ間では、前記上シール体２６が漸次
下降変移して負荷を解放されるに伴い、第１シリンダｈ
のピストン８がエア圧（２水圧Ｐ、）で再び元の作動位
置に押戻される。これによりシリンダ内の容積増大変化
が生じ。

エア圧は１水圧Ｐ１に漸減される。また第２シリンダＭ
２では、該シリンダ中の加圧エアは第１シリンダ阿、に
流入することにより、元の１水圧Ｐ、に復帰する。この
結果ピストン１４は、ばね３２の作用下に元の位置に押
戻され、ナイフ３０を休止位置に上昇復帰させる。ちな
みに、後半では上シール体２６の下降と、ナイフ３０の
上昇とのタイミングが同期的とされ、そして０点で上シ
ール体２６゜ナイフ３０の双方が元位置に同調復帰する
と考察される。

上述した応用例から理解できるように１本発明に係る流
体作動装置は、加熱シールおよび切断という２つの作動
タイミング条件に充分対応した作１５− 動を適確に行い得るものであり、シール装置の望ましい
作動手段の一つとして適用し得る。

なお包装分野にあっては、包装素材加工機、内装包装機
、外装包装機に大別される多くの機械があり、そして被
作動体にあっては、その作動形態を、公転式、揺動式、
循環移動式（ボックスモーション式）、対向移動式、ワ
ーク同調移動式等に分類できる。また用途別として第１
、第２被作動体について、抑圧、押込み、固定の機能を
もつ保持体と刃、保持体と溶断シール体、保持体とシー
ル体、保持体と押印具等の組合せで使用される。流体作
動装置は、上記いずれの機種、形態、用途にも適用する
ことができる。

本発明に係る流体作動装置では、コンプレッサーまたは
ポンプ等を使用する圧力流体供給機器側に、供給管路を
介して第１シリンダが連通され、この第１シリンダに第
２シリンダが流通管路を介して連通されることにより、
双方のシリンダへの流体供給機構を一基共有とし、装置
全体を小型かつ簡素化し得るものである。とくに各側の
シリン１６− ダの互の連動を適確に図り得るので、個有の機能をもつ
夫々の被作動体を互に調時作動させることができる。ま
た作動媒体である圧力流体に気体、液体の何れも使用し
可能である。しかも各側のシリンダを同一部位または離
隔位置に設置し得ることにより、装置を種々の型式に構
成することもでき、各被作動体の作動条件に鑑みて多く
の産業分野に亘り流体作動装置として多目的、広範囲に
使用できるものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すもので、第１図は本発明装置
を略示する正面図、第２図は各作動機構（シリンダ）の
作動状態を略示する正面図、第３図乃至第４図は共に装
置の別個を略示する説明図、第５図乃至第６図は共に第
２作動機構（シリンダ）の変更例を略示する正面図、第
７図は装置の応用例を略示する正面図、第８図は同じく
側面図、第９図は応用例における被作動体の動きを示す
説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 圧力流体の供給機器側に供給管路を介して連通された第
   １シリンダと、前記第１シリンダに流通管路を介して連
   通された第２シリンダとからなり。 前記第１シリンダ中に配設したピストンを前記供給機器
   から圧力供給される流体の１次圧により常には所定位置
   に押圧付勢して当該ピストンに連結した被作動体を作動
   位置に保持し、前記被作動体が負荷を受けて前記ピスト
   ンを変位させるに伴い第１シリンダ中の流体圧力を１次
   圧から２次圧に増大させてこれを前記流通管路を介して
   第２シリンダへ供給するよう構成し、また前記第２シリ
   ンダ中に配設したピストンおよびこれに連結した被作動
   体を前記１次圧より大きくしかも２次圧より小さい作用
   力のもとに常には休止位置に保持し。 前記第１シリンダから適時供給される前記２次圧を受け
   ることにより前記ピストンおよび被作動体を前記作用力
   に抗して所定の作動位置へ変位させるよう構成したこと
   を特徴とする流体作動装置。