JPS595205Y2 - 流体圧シリンダ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、ピストンロッドがシリンダ内に退入する際
のその当初における作用力を必要に応じて増大させ得る
ようにした流体圧シリンダ装置に関する。

例えば射出成形機のトグル式型締機構に用いられる従来
の流体圧シリンダ装置としては、一例として第１図に示
すように構成されたものが知られている。

すなわち、シリンダ１の一端側に設けられたポート２か
ら油が圧入されると、ピストン３がロッド側すなわち矢
印Ｘ方向に摺動されてピストンロッド４がシリンダ１か
ら突出され、これによりピストンロッド４の先端に連結
された図示しないトグルリンクが伸び切って型締めが行
なわれ、他方シリンダ１の他端側に設けられたポート５
から油が圧入されると、ピストン３がヘッド側すなわち
矢印Ｙ方向に摺動されてピストンロッド４がシリンダ１
内に退入され、これにより前記トグルリンクが折れ曲が
って型が開かれるようになされている。

ところで、成形機の型締機構にあっては、一般に型開閉
動作が連動的であること、また型締め完了時には成形機
の大きさに見合った型締力が得られること等が要求され
る。

しかるに、上記した従来の流体圧シリンダ装置にあって
は、シリンダ１の内径Ｄ１を得るべき型締力の大きさに
見合う寸法になるように設計することにより、成形機の
大きさに見合った型締力を得ることができるが、一方型
間力の大きさがシリンダ１の内径Ｄ１とピストンロッド
４の直径Ｄ２との差に相当するピストン３の受圧面積に
よって定まるから、型開力が型締力に比べてかなり小さ
くなり、この結果成形条件によって例えばより強力な型
開力を必要とするような場合には、型開力が不足して金
型をスムーズに開くことができず、極端な場合には金型
を開くことができない場合があるという欠点があった。

なお、シリンダ１に圧入される油の圧力を減圧弁によっ
て制御することにより、型締力はそのままで型開力のみ
を増大させる方法が考えられるが、この場合ジャンピン
グ現象等の関係で型締めと減圧のタイミング調整が極め
て難しく、この結果規定以上の型締力が発生してタイバ
ーや金型を破損する場合があるという問題があった。

この考案は上記事情に鑑みてなされたもので、中径中空
部を有する中径シリンダの左右の端部に、小径中空部を
有する小径シリンダと大径中空部を有しかつ上記小径シ
リンダよりも短く形成された大径シリンダどを同軸的に
連設し、上記小径シリンダのヘッド側の端部と上記大径
シリンダのロッド側の端部にヘッドカバーとロッドカバ
ーを取り付けるとともに、上記小径シリンダのヘッド側
の端部及び大径シリンダのヘッド側の端部とロッド側の
端部に作動流体のポートをそれぞれ設け、上記小径シリ
ンダの小径中空部には小径ピストンを挿入する一方、上
記中径シリンダの中径中空部と大径シリンダの大径中空
部内に上記小径ピストンを中径中空部内においてヘッド
側に押圧する補助ピストン部と大径ピストン本体とを有
しかつ上記補助ピストン部のヘッド側から上記大径ピス
トン本体のロッド側にかけて作動流体の通路が形成され
た大径ピストンを、上記補助ピストン部を上記中径中空
部に、また上記大径ピストン本体を上記大径中空部にそ
れぞれ挿入して設け、上記中空部に上記小径ピストンよ
りも径の小さいピストンロッドを上記ロッドカバーと上
記大径ピストンを移動自在に貫通しかつ一端を上記小径
ビス１−ンに固定して挿入するように構成したものであ
って、減圧弁を用いることなく、ピストンロッドがシリ
ンダから突出する際の作用力は常に設計通りのままで、
ピストンロッドがシリンダ内に退入する際そのピストン
ロッドが必要とする作用力を増大させることができる流
体圧シリンダ装置を提供することを目的とする。

以下、この考案の一実施例について第２図を参照して説
明する。

図中１０はシリンダで、小径中空部１１を有する小径シ
リンダ１２のロッド側に中径中空部１３を有する中径シ
リンダ１４を同軸的に連設するとともに、この中径シリ
ンダ１４のロッド側に大径中空部１５を有しかつ上記小
径シリンダ１２よりも短く形成された大径シリンダ１６
を同軸的に連設してなるものであって、その大径シリン
ダ１６のヘッド側にはポートＢが形成されている。

このシリンダ１０のヘッド側にはポー）Ａを有する一＼
ツドカバー１７がボルト１Ｂによって取り付けられてい
る。

また、このシリンダ１０のロッド側にはポートＣ及び通
路１９を有するロッドカバー２０が配設されており、そ
してこのロッドカバー２０とともに前記シリンダ１０は
ボルト２１によってプレート２２に取り付けられている
。

このプレート２２はボルト２３によってフレーム２４に
取り付けられている。

前記小径シリンダ１２の中空部１１には小径ビスＩ・ン
２５が摺動可能に嵌合されている。

このピストン２５にはこれより小径のピストンロッド２
６が一体的に形成されている。

このピストンロッド２６は、前記ロッドカバー２０、前
記プレート２２、このプレート２２に嵌合されたガイド
リング２７、及び前記フレーム２４を順次摺動可能に貫
通して外部に適宜に突出されており、そしてこの突出端
には図示しないトグルリンクが連結されている。

前記ピストンロッド２６には大径ピストン２８が相対摺
動可能に嵌合されている。

この大径ピストン２８は、前記大径シリンダ１６の中空
部１５に摺動可能に嵌合された大径ピストン本体２９と
、前記中径シリンダ１４の中空部１３に摺動可能に嵌合
され上記小径ピストン２５を中径中空部１３内において
ヘッド側に押圧する補助ピストン部３０とからなるもの
であって、その大径ピストン本体２９のロッド側には前
記ピストンロッド２６に相対摺動可能に嵌合されたシー
ル部材３１がボルト３２によって取り付けられている。

また、この大径ピストン２８には、そのヘッド側端面と
そのロッド側端面とを連通ずる通路３３が形成されてい
る。

次に、上記構成装置の作用について説明する。

第２図の２点鎖線は小径ピストン２５と大径ピストン２
８が最大限にヘッド側に移動した状態を示すもので、こ
の状態において、ポートＡ、Ｂから油や空気等の作動流
体が圧入されると、小径ピストン２５及び大径ピストン
２８がともにロッド側すなわち矢印Ｘ方向に摺動され、
同時に小径シリンダ１２のロッド側の中空部１１内の作
動流体が大径ピストン２８の通路３３、大径シリンダ１
６のロッド側の中空部１５及びロッドカバー２０の通路
１９を順次通って大径シリンダ１６のロッド側の中空部
１５内の作動流体とともにロッドカバー２０の通路１９
を通ってポートＣから排出される。

そして大径ピストン２８はそのシール部材３１をロッド
カバー２０に当接させて停止し、また小径ピストン２５
はそのロッド側端面を大径ピストン２８のヘッド側端面
に当接させて停止する（第２図実線参照）。

これによりピストンロッド２６がシリンダ１０から突出
されて、このピストンロッド２６の先端に連結された図
示しないトグルリンクが伸び切って型締めが行なわれる
。

なお、この型締めの状態において、大径ピストン２８に
加わっている油圧はこの大径ピストン２８を矢印Ｘ方向
に押してそのシール部材３１をロッドカバー２０に押圧
させているだけで小径ピストン２５及びピストンロッド
２６には何ら作用しておらず、従ってピストンロッド２
６に作用している力は小径ピストン２５に加わっている
油圧によって決まるから、小径シリンダ１２の内径Ｄ１
を得るべき型締力の大きさに見合う寸法になるように設
計することにより、成形機の大きさに見合った設計通り
の型締力を常に得ることができる。

第２図の実線は上記作動によって小径ピストン２５と大
径ピストン２８がロッド側に移動し終った状態を示すも
ので、この状態においてポートＣからロッドカバー２０
の通路１９に作動流体が圧入されると、作動流体の一部
は、大径シリンダ１６のロッド側の中空部１５及び大径
ピストン２Ｂの通路３３を通って小径ピストン２５に圧
力を及ぼし、小径ピストン２５をピストンロッド２６と
一緒にヘッド側、すなわち第２図の矢印Ｙ方向に移動さ
せる。

この時、小径シリンダ１２のヘッド側の中空部１１内の
作動流体はポートＡから排出される。

また、ポートＣからロッドカバー２０の通路に圧入され
た流動流体の他の一部は、大径ピストン２ＢをＹ方向に
移動させる。

この大径ピストン２８のＹ方向の移動によって大径中空
部１５の一ツド側の作動流体はサポートＢから排出され
る。

上記において、ピストンロッド２６をヘッド側に移動さ
せる力Ｆは次式によって表わされる。

ｐ＝ （Ｓ、十８２） ｐ 但し、Ｓｌ；小径シリンダ１２の内径Ｄ１とピストンロ
ッド２６の直径Ｄ２との差に相当する小径ピストン２５
の受圧面積。

Ｓ２；大径シリンダ１６の内径Ｄ３と中径シリンダ１４
の内径Ｄ４との差に相当する大径ピストン２Ｂの受圧面
積。

ｐ；作動流体の単位面積当りの圧力。

上記作動によってトグルリンクが折り曲がり型開きがな
されるが、ピストンロッド２６の退入力Ｆは上式のよう
に十分大きいので、型開きが円滑に行われることになる
。

上記のようにして大径ピストン２８がヘッド側に移動し
終ると、ポートＣから圧入されたすべての作動流体が小
径ピストン２５の押圧に作用し、上記Ｓ１とｐの積によ
って表わされる比較的弱い力で小径ピストン２５をヘッ
ド側に移動させる。

この時の小径ピストン２５の移動は早送りとなり、型開
きを迅速に行う。

なお、小径ピストン２５のストロークは図示しないトグ
ルリンクを折れ曲がった状態と伸び切った状態とに択一
的に切り換え得る程度に設定する必要があるが、大径ピ
ストン２Ｂのストロークは型開時の初期の段階において
ピストンロッド２６ヲシリンダ１０内に適宜に退入させ
得る程度であればよく、あまり長くする必要はない。

また、上記実施例においては、この考案を射出成形機の
トグル式型締機構に適用した場合について説明したが、
これに限られることなく、ピストンロッドがシリンダ内
に退入する際のその当初における作用力を必要に応じて
増大させる必要がある他の装置にも幅広く適用すること
ができる。

以上説明したように、この考案の流体圧シリンダ装置は
、中径中空部を有する中径シリンダの左右の端部に、小
径中空部を有する小径シリンダと大径中空部を有しかつ
上記小径シリンダよりも短く形成された大径シリンダと
が同軸的に連設され、上記小径シリンダのヘッド側の端
部と上記大径シリンダのロッド側の端部にヘッドカバー
とロッドカバーが取り付けられるとともに、上記小径シ
リンダのヘッド側の端部及び大径シリンダのヘッド側の
端部とロッド側の端部に作動流体のポートがそれぞれ設
けられ、上記小径シリンダの小径中空部には小径ピスト
ンが挿入される一方、上記中径シリンダの中径中空部と
大径シリンダの大径中空部内に、上記小径ピストンを中
径中空部内においてヘッド側に押圧する補助ピストン部
と大径ピストン本体とを有しかつ上記補助ピストン部の
ヘッド側から上記大径ピストン本体のロッド側にかけて
作動流体の通路が形成された大径ピストンが、上記補助
ピストン部を上記中径中空部に、また上記大径ピストン
本体を上記大径中空部にそれぞれ挿入して設けられ、上
記中空部に上記小径ピストンよりも径の小さいピストン
ロッドが上記ロッドカバーと上記大径ピストンを移動自
在に貫通しかつ一端を上記小径ピストンに固定して挿入
された構成となっており、ポートＡ、Ｂから作動流体を
圧入した時には通常のシリンダ装置と同様にピストンロ
ッドがシリンダから外方に突出して所定の仕事をなす一
方、ポートＣから作動流体を圧入した場合には、ピスト
ンロッドは、まず大径ピスト・ンの作用によって強い力
でシリンダ内に退入した後、弱い力で迅速にシリンダ内
に退入するので、これを例えば射出成形機のトグル式型
締機構に適用して、型締め型開きを円滑になすことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の流体圧シリンダ装置の一例を示す縦断側
面図、第２図はこの考案による流体圧シリンダ装置の一
実施例を示す縦断側面図である。 １０・・・・・・シリンダ、１１・・・・・・小径中空
部、１５・・・・・・大径中空部、２５・・・・・・小
径ピストン、２６・・・・・・ピストンロッド、２８・
・・・・・大径ピストン、３３・・・・・・通路、Ａ。 Ｂ、 Ｃ・・・・・・ポート。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 中径中空部１３を有する中径シリンダ１４の左右の端部
   に、小径中空部１１を有する小径シリンダ１２と大径中
   空部１５を有しかつ上記小径シリンダ１２よりも短く形
   成された大径シリンダ１６とが同軸的に連設され、上記
   小径シリンダ１２のヘッド側の端部と上記大径シリンダ
   １６のロッド側の端部にヘッドカバー１７とロッドカバ
   ー２０が取り付けられるとともに、上記小径シリンダ１
   ２のヘッド側の端部及び大径シリンダ１６のヘッド側の
   端部とロッド側の端部に作動流体のポー）Ａ、 Ｂ、
   Ｃがそれぞれ設けられ、上記小径シリンダ１２の小
   径中空部１１には小径ピストン２５が挿入される一方、
   上記中径シリンダ１４の中径中空部１３と大径シリンダ
   １６の大径中空部１５内に、上記小径ピストン２５を中
   径中空部１３内においてヘッド側に押圧する補助ピスト
   ン部３０と大径ピストン本体２９とを有しかつ上記補助
   ピストン部３０のヘッド側から上記大径ピストン本体２
   ９のロッド側にかけて作動流体の通路３３が形成された
   大径ピストン２Ｂが、上記補助ピストン部３０を上記中
   径中空部１３に、また上記大径ピストン本体２９を上記
   大径中空部１５にそれぞれ挿入して設けられ、上記中空
   部１１、１３．１５に上記小径ピストン２５よりも径の
   小さいピストンロッド２６が上記ロッドカバー２０と上
   記大径ピストン２８を移動自在に貫通しかつ一端を上記
   小径ピストン２５に固定して挿入されて戒ることを特徴
   とする流体圧シリンダ装置。