JPS6136801Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は装置の遠隔駆動あるいは位置制御等に
採用されるメカニカルフイードバツク機構内蔵の
油圧サーボシリンダに係り、特にストロークの短
いサーボシリンダにおいて、変圧室から外部へス
プールを介して戻り油を流通させる流路を入力伝
達手段としての送りネジ内に形成することなく、
差動ピストンとシリンダ周壁のピストン摺接部と
に形成して、送りネジを縮径化すると共に戻り油
の流路を短縮するようにしたサーボシリンダに関
する。

［従来の技術］ 一般に、この種のサーボシリンダは第１図に示
す如く、シリンダ１内に設けられ、一端にシリン
ダ１から突出して出力軸となるピストンロツド２
を一体的に連設した筒状の差動ピストン３と、そ
の内部に設けられたスプール４と、そのスプール
４を軸方向へ移動させる入力伝達手段としての送
りネジ５とを備えており、送りネジ５を電気パル
スモータあるいはDCサーボモータ等の入力手段
６により回転させ、スプール４を移動させること
で、差動ピストン３とスプール４との相対位置に
より定圧室７から変圧室８へ圧油を流通させる流
路９と変圧室８から外部へ戻り油を流通させる流
路１０とを開閉操作し、変圧室８の圧力を変化さ
せて差動ピストン３をスプール４の移動に追従し
て移動させるように構成されている。尚、１１は
定圧室７を常時所定圧に維持すべく供給圧油源か
らの圧油を定圧室７へ供給するための供給口であ
る。また、１４は変圧室８からの戻り油の排出口
である。

［考案が解決しようとする問題点］ ところが、従来では変圧室８から外部へスプー
ル４を介して戻り油を流通させる流路１０が差動
ピストン３のピストンロツド２内及び送りネジ５
内に形成されていた。そのため、ピストンロツド
２及び送りネジ５の外径が大きくなるばかりでな
く、流路１０が長くなり、その圧力損失が大きく
なつて、差動ピストン３の応答速度が制限される
欠点があつた。

そこで、上記流路１０を送りネジ５内に形成す
るかわりに、差動ピストン３のピストンロツド２
に可撓性を有するホースを連結して、変圧室８か
らの戻り油を差動ピストン３のピストンロツド２
及びホースによつて形成された流路に流通させて
外部へ戻すことも考えられるが、可動部である差
動ピストン３のピストンロツド２にホースを連結
することは実用上不可能又は大きな制約があつ
た。

以上の問題を有効に解決すべく本考案を創案す
るに至つた。

本考案の目的とするところは、ピストンロツド
及び送りネジの直径を小さくすることができると
共に差動ピストンの応答速度の向上を図ることが
できるサーボシリンダを提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本考案は、その実施
例図面第２図に示す如くサーボシリンダにおける
差動ピストン３の外周壁にそのストローク寸法以
上の範囲で流体排出溝１２を形成し、差動ピスト
ン３内の変圧室８と上記流体排出溝１２とをスプ
ール４を介して連通する流路１０を形成し、シリ
ンダ１の側壁に上記流体排出溝１２と外部とを連
通する排出口１４を形成したものである。

［作用］ 変圧室８側を低圧にすべくスプール４を移動さ
せた時に、変圧室８からの戻り流体がスプール４
を介して差動ピストン３内の流路１０を通り差動
ピストン３外周の流体排出溝１２に導かれ、これ
よりシリンダ１側壁の排出口１４を通つて外部に
直接排出される。

従つて、戻り流体を外部に導くためにピストン
ロツド２内及び送りネジ５内に従来のサーボシリ
ンダの如く流路を形成する必要はない。

［実施例］ 次に本考案の好適一実施例を添付図面に従つて
説明する。

第２図及び第３図に示す如く、シリンダ１内を
定圧室７と変圧室８とに仕切る筒状の差動ピスト
ン３内周壁にはスプール４が摺動自在に嵌挿され
ると共に、差動ピストン３内には定圧室７と変圧
室８とをスプール４を介して連通する流路９及び
変圧室８と後述する流体排出溝１２とをスプール
４を介して連通する流路１０がそれぞれ形成され
ている。そして、上記シリンダ１の側壁には定圧
室７と外部の図示しない流体供給源とを連通する
流体供給口１１及び上記流体排出溝１２と外部と
を連通する排出口１４がそれぞれ形成されてい
る。差動ピストン３の定圧室側端部には出力軸と
してのピストンロツド２が一体形成されてシリン
ダ１の先端部より突出されており、シリンダ１の
基端部に取付けられたパルスモータ等の入力手段
６に連結された入力伝達手段である送りネジ５に
は上記スプール４が螺合されている。

上記流体排出溝１２は差動ピストン３の外周壁
に沿つて環状に形成されると共にそのストローク
寸法より大きな軸方向に延びる長さ乃至幅を有し
ており、差動ピストン３がシリンダ１内に自由に
移動しても上記排出口１４と流体排出溝１２とは
常に連通されるように構成されている。上記流体
排出溝１２と変圧室８とを連通する流路１０は差
動ピストン３内に変圧室８から軸方向に所定長さ
形成された軸方向流路１６と、この軸方向流路１
６の先端から半径方向内方へ形成されて、スプー
ル４に対して定圧室７側の差動ピストン３の中空
部１５に開口した半径方向流路１６と、その中空
部１５から半径方向外方へ形成され上記流体排出
溝１２に開口すると共にスプール４によつて開閉
操作される通孔１７とから形成されている。

一方、スプール４にはこれを送りネジ５の回転
により軸方向へ移動させる送りネジ用受部１８が
形成されている。この送りネジ用受部１８は第４
図及び第５図に示す如く、筒状に形成されたスプ
ール４の内壁に送りネジ５のネジ溝の条数に応じ
て球体用受部１９を同一面上に配設し、ネジ溝に
係合可能な球体２０を上記球体用受部１９に挿入
た構造にしてある。

以上の如き構成によるサーボシリンダの作動を
説明する。

先ず、差動ピストン３の位置が安定した状態で
は流路９及び１０はスプール４により閉塞されて
おり、この時定圧室７と変圧室８との圧力はそれ
ぞれから圧力を受ける差動ピストン３の各有効受
圧面積の逆比で平衡している。この状態におい
て、入力手段６により送りネジ５を所定回転角だ
け回転させると、スプール４は回転角に応じた量
だけ軸方向へ移動する。例えば、図においてスプ
ール４が左へ移動すると、流路９が開放され定圧
室７から変圧室８へ圧油が流入し、変圧室８の圧
力が上昇する。すると、差動ピストン３はその定
圧室７側より有効受圧面積の大きい変圧室８側に
大きな圧力を受けて左へ移動し、流路９を閉塞し
たところで、変圧室８への圧油の流入を止めて停
止する。送りネジ５を逆回転させてスプール４を
右へ移動させると、流路１０が開放され、変圧室
８からの戻り油が流路１０を通つて流体排出溝に
導かれ、これより排出口１４を通つて外部へ排出
され、変圧室８の圧力が降下する。すると、差動
ピストン３は右へ移動し、流路１０を閉塞したと
ころで変圧室８からの圧油の排出を止めて停止す
る。従つて、差動ピストン３はスプール４の移動
に追従して移動する。このように、変圧室８から
の戻り油は差動ピストン３の外周部に形成された
流体排出溝１２に流路１０を通つて導かれ、この
流体排出溝１２から排出口１４を通つて直接外部
へ排出されるため、ピストンロツド２内及び送り
ネジ５内に戻り油の流路を形成する必要がなく、
ピストンロツド２及び送りネジ５を縮径化でき
る。また、戻り油の流路１０が短縮するため、そ
の圧力損失を低減してスプール４の移動に追従す
る差動ピストン３の応答速度を向上させることが
できる。実施例のようにスプール４と送りネジ５
との係合手段として、送りネジ５のネジ溝にスプ
ール４の同一断面に配設した球体２０を係合させ
たことより、三角ネジ又は台形ネジ等に比して接
触抵抗を小さくすることができる。スプール４
に、送りネジ５のネジ溝にかみ合う螺旋溝を形成
する必要がないため、加工が容易になるばかりか
安価になる。送りネジ５とスプール４との接触が
同一断面における点接触であるため、スプール４
の軸と送りネジ５の軸との傾きに対する拘束条件
が緩和され、差動ピストン３３と送りネジ５との
平衡度の誤差に対する許容範囲が増加する。

［考案の効果］ 以上要するに本考案によれば、次の効果を発揮
できる。

(1) 差動ピストンの外周壁にそのストローク寸法
以上の範囲で流体排出溝を形成すると共に差動
ピストン内に変圧室と上記流体排出溝とをスプ
ールを介して連通する流路を形成し、シリンダ
の側壁に上記流体排出溝と外部とを連通する排
出口を形成した構成としたので、変圧室からの
戻り流体を外部に導くために従来のサーボシリ
ンダの如くピストンロツド内及び送りネジ内に
流路を形成する必要はなく、従つて、ピストン
ロツド及び送りネジの直径を小さくすることが
できる。

(2) ピストンロツド内及び送りネジ内の分だけ流
路が短縮されるので、その圧力損失を低減で
き、スプールの移動に追従する差動ピストン３
の応答速度を向上させることができる。

(3) またピストンロツド内及び送りネジ内に流路
を形成する必要がないので、加工が容易にな
り、コストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のサーボシリンダの一実施例を示
す側断面図、第２図は本考案に係るサーボシリン
ダの一実施例を示す側断面図、第３図はその要部
拡大側断面図、第４図はスプールと送りネジとの
係合手段を示す側断面図、第５図は第４図の−
線断面図である。 図中、１はシリンダ、３は差動ピストン、７は
定圧室、８は変圧室、４はスプール、５は入力伝
達手段、９，１０は流路、１２は流体排出溝、１
４は排出口である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダ内に設けられ、一端部に出力軸となる
   ピストンロツドを有する筒状の差動ピストンと、
   該差動ピストンにより仕切られシリンダ内に形成
   された定圧室及び変圧室と、上記差動ピストン内
   に設けられたスプールと、該スプールを軸方向へ
   移動させる入力伝達手段と、上記定圧室から変圧
   室へ上記スプールを介して流体を流通させる流路
   と、上記変圧室から外部へ上記スプールを介して
   戻り流体を流通させる流路とから成り、上記スプ
   ールの移動に追従して差動ピストンを移動させる
   ように構成したサーボシリンダにおいて、上記差
   動ピストンの外周壁にそのストローク寸法以上の
   範囲で流体排出溝を形成すると共に上記差動ピス
   トン内に上記変圧室と上記流体排出溝とを上記ス
   プールを介して連通する流路を形成し、シリンダ
   の側壁に上記流体排出溝と外部とを連通する排出
   口を形成したことを特徴とするサーボシリンダ。