JPS604668Y2 - 流体圧シリンダ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は流体圧シリンダに関し、ピストンの移動開始時
には小さな推力で前進し、ストローク終端付近では大き
な推力で前進するようにしたものである。

機械で加工される部材を保持・固定する締具として流体
圧シリンダが用いられているが、第１図のようにピスト
ンロッドＲで工作物ＷをクランプしてドリルＤで加工す
るような場合、人体に対する安全性などの見地から、工
作物ＷにピストンロッドＲが当接するまでは、ピストン
の推力は人力によっても押戻せる程度の小さな推力であ
ることが望ましい。

従来シリンダをこのように制御するには、第２図のよう
な複雑な制御装置を必要とする。

即ち、シリンダＣに流体圧を供給する供給部は、低圧側
Ａと高圧側Ｂの２系統に分けられ、それぞれ低圧側バル
ブａと高圧側バノσ′ブｂはリミットスイッチＳＷに接
続されている。

このリミットスイッチＳＷは、ピストンロッドＲがスト
ローク終端付近まで前進した時に、ピストンロッドＲに
押されて切換わり、低圧側バルブａを閉じて高圧側バル
ブｂを開く。

この制御装置によって、シリンダＣはピストン移動開始
時には低圧側Ａの流体圧を供給されて小さな推力で前進
し、ストローク終端付近でピストンロッドＲがリミット
スイッチＳＷに当接すると、低圧側バルブａが閉じ高圧
側バルブｂが開いてシリンダＣに高圧流体が供給され、
以後大きな推力で前進する。

しかし、このような制御装置は流体回路を低圧と高圧の
２系統設け、さらに低圧と高圧を切換えるリミットスイ
ッチを設けねばならない等装置が複雑であり、締具とし
ての流体圧シリンダに使用するには不経済であった。

本考案はこのような制御装置を用いずにシリンダ自体で
同様の低推力と高推力を得ることを目的とし、そのため
にピストン内に、ピストンの摺動方向と同方向の小シリ
ンダ室を設け、この小シリンダ室と対向したヘッドカバ
ーに固定ピストンを設けると共に、固定ピストン先端に
流体を給排する連通孔を開口させた流体圧シリンダにお
いて、小シリンダ室内壁と固定ピストンとの間は実質的
にシールされていて、前記固定ピストン先端の開口から
の流入流体の圧力でピストンが前進すると、所定位置で
前記シール部が外れて、固定ピストン先端の開口からの
流入流体がピストンとへラドカバー間シリンダ室にも流
入するように構成している。

この構成によれば、流体は初めは小シリンダ室だけに供
給されて、ピストンは小さな推力で前進し、ストローク
終端付近では固定ピストンと小シリンダ室とのシールが
外れて、流体圧は小シリンダ室だけでなくピストン全面
にも作用するので、以後大きな推力でピストンは前進す
る。

次に本考案による流体圧シリンダの実施例を詳細に説明
する。

第３図、第４図は本考案による流体圧シリンダのピスト
ン作動前とピストン作動完了後の縦断面図である。

１はシリンダチューブで、ヘッドカバー２およびロッド
カバー３とでシリンダ室を猛威しその中にピストン４が
摺動可能に内装されている。

ピストン４にはピストンロッド５が一体に猛威され、こ
のピストンロッド５はロッドカバー３を貫通して外部に
突出している。

ピストン４とロッドカバー３間には、復帰バネ６が介在
されていて、ピストン４をヘッドカバー２側へ押圧して
いる。

ピストン４およびピストンロッド５のへラドカバー２側
の面には、ピストン４の摺動方向へ小シリンダ室７があ
けである。

ヘッドカバー２のこの小シリンダ室７に対応した位置に
は、ピストン４のストロークＬ。

よりやや短かい長さしの固定ピストン８が突設されてい
る。

固定ピストン８はピストン４の摺動に従って小シリンダ
室７内に出入りし、小シリンダ室７開ロ付近内壁に設け
たパツキン９により、固定ピストン８が小シリンダ室７
内にあるときは、小シリンダ室７とシリンダ室ＩＬを分
離し、ピストン４の前進で固定ピストン８が小シリンダ
室７から抜けると、小シリンダ室７とシリンダ室ＩＬと
が連通ずる。

固定ピストン８には、ヘッドカバー２の給排気ポート１
０からの流体圧を導入する連通孔１１があけられており
、連通孔１１は固定ピストン８先端の開口１１′に連通
している。

この連通孔１１は、チェック弁１２を介してシリンダ室
ＩＬと連通している。

チェック弁１２は、ピストン４復帰時に押開かれてシリ
ンダ室ＩＬ内の流体を連通孔１１方向に排出し、給排気
ポート１０からの給気時には閉止する。

ヘッドカバー２に設けた他のチェック弁１３は、大気と
シリンダ室１１間に介在し、ピストン４の初期動作時に
シリンダ室ＩＬ内が負圧になることによって開かれ、シ
リンダ室ＩＬ内に大気を導入する。

右側のシリンダ室ＩＲは、ロッドカバー３にあけられた
ポート１４で大気に開放されている。

この構成による本考案の流体圧シリンダの動作を説明す
る。

給排気ポート１０に流体を供給すると、チェック弁１２
は閉止しているので、流体は連通孔１１を通って小シリ
ンダ室７内に流入する。

このとき、小シリンダ室７内周面と固定ピストン８外周
面はパツキン９でシールされているので、流体圧は小シ
リンダ室７内にのみ作用し、ピストン４は小推力で右方
へ動き、ピストンロッド５がシリンダチューブ１から押
出される。

ピストン４が右方へ動く際に、ピストン４で分割された
左側のシリンダ室ＩＬは負圧となるが、チェック弁１３
が開いて大気が流入する。

右側のシリンダ室ＩＲの空気は、ポート１４から外部へ
押出される。

ピストン４が移動を続け、小シリンダ室７のパツキン９
が固定ピストン８の先端部８１を越えると、流体は左側
のシリンダ室ＩＬにも流れ込む。

そのためシリンダ室ＩＬ内は大気圧より高くなり、チェ
ック弁１３は閉じて、流体圧はピストン４全面と小シリ
ンダ室７の両方に作用するので受圧面積が増大し、ピス
トン４は大推力で前進する。

この大推力で、ピストンロッド５は工作物Ｗを支持台１
５に押圧しクランプする。

アンクランプの際は、給排気ポート１０を大気に開放す
ると、ピストン４は復帰バネ６のバネ圧で、左のシリン
ダ室ＩＬと小シリンダ室７の流体を連通孔１１より排出
しながら、左方へ押戻される。

パツキン９が固定ピストン８の先端部８１に接してシー
ルすると、小シリンダ室７内の流体は固定ピストン先端
の開口１１′および連通孔１１から排出され、給排気ポ
ート１０へ排出される。

一方、小シリンダ室７とはパツキン９で分離された左の
シリンダ室ＩＬの流体は、チェック弁１２を押し開いて
連通孔１１に流入し、給排気ポート１０より排出される
。

結局本考案によれば、パツキン９が小シリンダ室７とシ
リンダ室ＩＬを分離しているストロークｈの区間では、
流体圧は小シリンダ室７にだけ作用するので、ピストン
４は開口１１′の面積に相当する小推力で押され、小シ
リンダ室７とシリンダ室ＩＬが連通している区間は、流
体圧はピストン４と小シリンダ室７の全面（＝：＝開口
１１′の面積＋固定ピストン８の断面積）に作用して、
大推力で押される。

以上の図示実施例からも明らかなように、ピストン４に
小シリンダ室７を設け、・この小シリンダ室７にピスト
ン４の摺動により出入りする、ピストン４のストローク
Ｌ。

より短かい長さＬの固定ピストン８をヘッドカバー２に
設け、この固定ピストン８の先端部８１に、流体を給排
する連通孔１１を開口させ、小シリンダ室７内壁と固定
ピストン８間をパツキン９でシールしている。

このため、従来のように高圧流体と低圧流体を制御して
、シリンダに供給する制御装置を必要とせず、シリンダ
のみで一定圧の流体を供給するだけで、ピストンは始め
は小推力で前進し、ストローク終端では大推力で前進す
る。

この場合、小シリンダ室７の受圧面積を小さくしておけ
ば、ピストン作動前を人力で戻せるので極めて安全性が
高い。

なお、ヘッドカバー２に固定ピストン８の可変長機構を
設けることにより、小推力時のストロークＬを工作物Ｗ
の大きさに合せて調整することができる。

また、シリンダ両室ＩＬ・１Ｒは大気に開放され、ピス
トン３の復帰は復帰バネ６を用いて説明したが、メータ
イン制御によりシリンダ両室ＩＬ・ＩＲに流体を導入す
るシリンダでも本考案は実施可能である。

このように本考案によれば、第２図のような複雑な回路
を要しないばかりか、ピストンが前進すると、所定位置
から固定ピストンが小シリンダ室から外れて自動的にピ
ストン側にも流体を供給する構成になっており、シリン
ダ自体の構成も簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図は流体圧シリンダにより工作物Ｗを固定する状態
の側面図、第２図は従来の流体圧シリンダの制御装置の
回路図、第３図、第４図は本考案による流体圧シリンダ
の実施例を示す縦断面図で、第３図はピストン作動前の
状態、第４図はピストン作動完了後の状態である。 図において、４はピストン、７は小シリンダ室、８は固
定ピストン、９はパツキン、１１は連通孔、１１′は開
口、Ｌｏはピストン４のストローク、Ｌｌは小シリンダ
室７がシールされている間のストローク、Ｌ２は小シリ
ンダ室７がシリンダ室ＩＬと連通している間のストロー
クである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ピストン内に、ピストンの摺動力向と同方向の小シリン
   ダ室を設け、この小シリンダ室と対向したヘッドカバー
   に固定ピストンを設けると共に、固定ピストン先端に流
   体を給排する連通孔を開口させた流体圧シリンダにおい
   て、小シリンダ室内壁と固定ピストンとの間は実質的に
   シールされていて、前記固定ピストン先端の開口からの
   流入流体の圧力でピストンが前進すると、所定位置で前
   記シール部が外れて、固定ピストン先端の開口からの流
   入流体がピストンとへラドカバー間シリンダ室にも流入
   するように構成されたことを特徴とする流体圧シリンダ
   。