JPS63225709A - 空圧操作形液圧シリンダ - 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】 産業上の利用分野 本発明は液圧ピストンを内蔵せる内側液圧シリンダを内
挿シリンダとしてその左右に一双の空圧操作形の液圧シ
リンダを外挿して二重シリンダ構造とした空圧操作形液
圧シリンダに関する。

本発明において、空圧操作形液圧シリンダとは液圧ピス
トンの一方の移動を空圧操作される液圧にて行い、他方
の移動を空圧にて直接行うものを意味しない。本発明に
おいて空圧操作形液圧シリンダとは空圧にて液に直接的
に圧力を与え液圧ピストンの一方側へ該加圧液を供給し
てこれを往動させると共に、同様に空圧にて液に直接的
に圧力を与え液圧ピストンの他方側へ加圧液を供給して
これを復動させる形式のものであって、上記各加圧液の
給排を一双の二重シリンダ構造内において行うようにし
たものを意味する。

従来技術 空圧にて液圧シリンダのピストン両側への液の給排を行
い、同ピストンの往動と復動を行う空圧操作形液圧シリ
ンダとして、空圧シリンダと液圧シリンダとを連装し、
空圧シリンダのピストンを空圧作動させて液圧シリンダ
のピストンを従動させるものが提案されている。

例えば、実開昭６１−第１５７７０６号には空圧シリン
ダと従動液圧シリンダとを直列に連装し、空圧シリンダ
のピストンの作動を従動液圧シリンダのピストンに伝達
し、該従動液圧ピストンの両側の液をシリンダ内に形成
した通液間隙を介しシリンダ一端から他端へと交互に転
流させ、該転流量を調整することによりピストンロッド
のスピードを調整する技術が開示されている（但し。

この先行例は液圧ロックによる中間停止に関しては何等
思考するものではない）。

又、例えば特開昭５２−第１０６０７７号（第１図）に
おいては、空圧シリンダと従動液圧シリンダとを並列に
連装し、空圧シリンダのピストンの空圧作動を従動液圧
シリンダのピストンに伝達し、該従動液圧ピストンの両
側の液をシリンダ外に形成した給排回路を介して同両側
へ転流し従動液圧ピストンの停止位置を設定している。

発明が解決しようとする問題点 而して、上記空圧シリンダーと従動液圧シリンダとを直
列に連装したものは、シリンダ全体が長大となり、ピス
トンロッドの伸長スペースを加味すると、長さ方向の設
置スペースを多く占有する欠点がある。

又上記空圧シリンダと従動液圧シリンダとを並列に連装
したものはシリンダ全体の径方向への大形化を招来し、
加えてストロークの長いピストンロッドを二連並製し円
滑に平行動させねばならない難度の高い製作技術が要求
される。

又液圧シリンダ内の液をシリンダ外に形成した給排回路
を介して液圧ピストンの両側へ交互に給排する構造であ
ると、液の管路内抵抗が著しく増加し空圧シリンダの特
徴である高速特性を大幅に減殺することになり、装置も
大形となる欠点がある。

問題点を解決するための手段 本発明はＦ記現状を技術的背景として開発されたもので
あって、を記間屈点を有する空圧シリンダと従動液圧シ
リンダの直列連装又は並列連装形を排し、これらとは基
本構造を異にする、従ってこれらの蔵する上記問題点を
も解消することができる、独自の双頭形二重シリンダ構
造にして適正な空・液圧作動ができるようにした空圧操
作形液圧シリンダを提供するものである。

これを要述すれば、液圧ピストンを内蔵する内側液圧シ
リンダを内挿シリンダとしてその左右に一双の二重シリ
ンダ構造を形成し、その各外挿シリンダを空圧にて保有
液を圧送する第１．第２外側液圧シリンダとし、第１外
側液圧シリンダから空圧にて保有液を圧送して内側液圧
シリンダの一方側へ供給し液圧ピストンを往動させると
共に、第２外側液圧シリンダから空圧にて保有液を圧送
し内側液圧シリンダの他方側へ供給して液圧ピストンを
復動させる構成とし、更に第１外側液圧シリンダと内側
液圧シリンダとの連通部と、第２外側液圧シリンダと内
側液圧シリンダとの連通部に液の通流を開閉する第１．
第２切換開閉弁を夫々設け、第１外側液圧シリンダの空
・液圧にて内側液圧シリンダの液圧ピストンが往動する
ときには、該液圧ピストンの他方側に保有された液を第
２切換開閉弁を介して第２外側液圧シリンダ内へ返流さ
せると共に、第２外側液圧シリンダの空・液圧にて内側
液圧シリンダの液圧ピストンが復動するときには、該液
圧ピストンの一方側に保有された液を第１切換開閉弁を
介して第１外側液圧シリンダ内へ返流させるように構成
し、第１．第２切換開閉弁の閉鎖によって内側液圧シリ
ンダの液圧ピストンを左右液圧によって任意の適正位置
に停止し得るように構成したものである。

作用 本発明によれば、内側液圧シリンダを内挿シリンダとし
てその左右に二重シリンダ構造を形成し、その外挿シリ
ンダを空・液圧シリンダたる第１、第２外側液圧シリン
ダとして内側液圧シリンダの液圧ピストンを空・液圧操
作するように構成したので、前記空圧シリンダと液圧シ
リンダとを直列連装にした場合のようなシリンダ全体の
長大化を招かず、略内側液圧シリンダの長さに留めるこ
とができ、その設置スペースを省約することができる。

又、空圧シリンダと液圧シリンダと並列連装した場合の
ような径方向の大形化を伴なわず、シリンダ全体の径を
外側液圧シリンダの直径の範囲内に縮小することができ
、長さ方向ばかりか径方向の設置スペースをも省約する
ことができる。

又、第１．第２外側液圧シリンダ内に保有された液へ直
接的に空圧を与えて内側液圧シリンダの左右側へ夫々圧
送するように構成すると共に、各圧送に伴なう負圧側液
を第１．第２外側液圧シリンダ内へ返流させるように構
成し、液圧ピストンの両側への液の供給及び返流をシリ
ンダ内において交互に行う構成としたので、液の給排を
シリンダ外に形成した給排回路を介して行う場合に比べ
、管路内抵抗を著しく軽減して応動性（液圧ピストンの
作動スピード）を高めることができ、給排回路を要しな
いので装置の小形化を達成できる。

実施例 以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。

１は内側液圧シリンダを示す、該内側液圧シリンダ１は
液圧ピストン６を内蔵し、該液圧ピストン６のピストン
ロッド６ａを内！液圧シリンダ１の一端又は両端から突
出する。

該内側液圧シリンダ１を内挿シリンダとしてその一方側
を二重シリンダ構造として、その外挿シリンダを空圧に
て保有液を圧送する第１外側液圧シリンダ２とすると共
に、同様にその他方側を二重シリンダ構造として、その
外挿シリンダを空圧にて保有液を圧送する第２外側液圧
シリンダ３とする。上記内側液圧シリンダ１を内挿シリ
ンダとして一双の二重シリンダ構造を形成する手段とし
て１例えば内側液圧シリンダ１を中心として一本の外挿
シリンダを挿合し、該外挿シリンダを二重する隔壁２７
を設け、該隔壁２７の一方側に第１外側液圧シリンダ２
を形成し、同他方側に第２外側液圧シリンダ３を形成す
る。

第１外側液圧シリンダ２は液を保有する液室７を有する
と共に、該液室７内の保有液に圧送空圧を与える空圧手
段を備え、同様に第２外側液圧シリンダ３は液を保有す
る液室８を有すると共に、該液室８内の保有液に圧送空
圧を与える空圧手段を備え、該液室７内の保有液に空圧
を与える圧縮空気の給排気口Ｐ１を例えば上記隔壁２７
に設け、同様に上記液室８内の保有液に空圧を与える圧
縮空気の給排気口Ｐ３を例えば１記隔壁２７に設ける。

上記第１．第２外側液圧シリンダー２．３を別個の外挿
シリンダによって形成し、夫々の隣接する側の端部に上
記圧縮空気の給排気口ＰＩ、Ｐ３を夫々設けても良い。

上記第１．第２外側液圧シリンダ２．３の保有液に空圧
を与える手段として、第１図乃至第３図に示す実施例は
、各外側液圧シリンダ２．３内に内側液圧シリンダ１の
外周を摺動するようにこれを包囲する環状の空圧ピスト
ン４ａ、５ａを内蔵する。

上記内外側液圧シリンダ１．２ｉ１１部の両シリンダ間
をヘッド２５にて密閉し、該ヘッド２５と上記空圧ピス
トン４ａの一方側間に上記液室７を形成すると共に、該
空圧ピストン４ａの他方側空室内に上記圧縮空気の給排
気口Ｐ１から圧縮空気を供給する構成とする。同様に上
記内外側液圧シリンダ！、３端部の両シリンダ間をヘッ
ド２６にて密閉し、該ヘッド２６と上記空圧ピストン５
ａの−・方側間に上記液室８を形成すると共に、該空圧
ピストン５ａの他方側空室内に上記圧縮空気の給排気口
Ｐ３から圧縮空気を供給する構成とする。

又、第４図は上記第１．第２外側液圧シリンダ２．３の
保有液に空圧を与える手段として、伸縮弾性を富存する
、例えばゴム系の空圧チューブ４ｂ、５ｂを夫々設けた
場合を示す。該空圧チューブ４ｂ、５ｂを各外側液圧シ
リンダ２．３内に内挿（内側液圧シリンダ１に外挿）し
、−ｉを例えば上記隔壁２７に固定し、他端を上記ヘッ
ド２５．２６に夫々固定し、他は自由可撓性を有する如
く配置する。該各空圧チューブ４ｂ、５ｂの一端側外周
に上記給排気口ＰＩ、Ｐ３を夫々開口させ、同各チュー
ブ４ｂ、５ｂの内周に液室７゜８を夫々形成する。該空
圧チューブ４ｂ、５ｂは円筒状のものを用いたが、風船
状チューブを空圧チューブとして第１．第２外側液圧シ
リンダ２゜３内に夫々内蔵し、該風船状チューブ内に給
排気口Ｐｉ、Ｐ３から圧縮空気を夫々注入し、これを膨
らませることによってその反作用として保有液に空圧を
与え圧送する構成としても良い。

又、第５図は上記第１外側液圧シリンダ２及び第２外側
液圧シリンダ３の保有液圧送用空圧を各外側液圧シリン
ダ２，３内に供給した加圧エアを保有液に直接作用させ
て与える構成とした実施例を示す。即ち、第１．第２外
側液圧シリンダ２゜３内空間の上部に上記給排気口ＰＩ
、Ｐ３と連通する空圧間隙４ｃ、５ｃを同各外側液圧シ
リンダ２．３の略全長に亘って形成しておき、該空圧間
隙４ｃ、５ｃ内に上記給排気口ＰＩ、Ｐ３から夫々圧縮
空気を注入することによって、保有液に空圧を与える構
成とする。

上記の如くした第１外側液圧シリンダー２の液室７と上
記内側液圧シリンダー１内蔵の液圧ピストン４ａの一方
側に形成された液室１４とを給排流路９を介して連通ず
ると共に、該連通部に給排液の開閉を掌どる第１切換開
閉弁１１を設ける。

同様に第２外側液圧シリンダー３の液室８と上記内側液
圧シリンダー１内蔵の液圧ピストン６の他方側に形成さ
れた液室１３とを給排流路１０を介して連通ずると共に
、該連通部に給排液の開閉を掌どる第２切換開閉弁１２
を設ける。

Ｐ２は第２切換開閉弁１２を開閉動させるための圧縮空
気の給気口であり、Ｐ４は第１切換開閉弁１１を開閉動
させるための圧縮空気の給気口であり、各圧縮空気の給
気口Ｐ４．Ｐ２から圧縮空気を注入することによって、
切換開閉弁１１゜１２をバネ３０．３１に抗して移動さ
せて給排流路９．１０を開にしく第２図参照）、第１．
第２外側液圧シリンダ２．３の液室７，８と内側液圧シ
リンダ１の液室１４，１３間における通液を許容し、又
、給気を解除して同切換開閉弁１１゜１２をバネ３０．
３１の弾発力により復動させることにより給排流路９，
１０を閉にして（第１図、第３図参照）、第１．第２外
側液圧シリンダー２．３の液室７．８と内側液圧シリン
ダ１の液室１４，１３間における通液を遮断する。

上記第１．第２切換開閉弁１１．１２は内側液圧シリン
ダ１の液圧ピストン６の移動時には同時に開とされ、停
止時には同時に閉とされる。

上記液室７，８と液室１４．１３の連通及び第１、第２
切換開閉弁１１．１２の設置は上記ヘッド２５．２６内
において行う。

該ヘッド２５．２６には液圧ピストン６両側の液の補給
及び交換を行う給液口２０．２１を夫々設けると共に、
上記給排流路９．１０において通流する液の速度を調整
する速度調整弁１５゜１６を夫々設ける。

図において１７は上記給排気口ＰＩ、Ｐ３と給気口Ｐ２
．Ｐ４への圧縮空気の給排を行う空気圧制御回路であっ
て、５ボ一ト３位置切換弁１８と一対のシャトル弁１９
とを組合せて成る。

次に本発明の構成を第１図乃至第３図を参照しつつその
作用面から説明する。

先ず、第１図の状態において空気圧制御回路１７の操作
により管路２４を通し給排気口Ｐ１より圧縮空気を給気
し、同時に管路２２，２３を通し給気口Ｐ２　、Ｐ４へ
圧縮空気を給気して第１゜第２切換開閉弁１１．１２を
第２図に示すように開としく給排流路９，１０の通液を
可とし）、内側液圧シリンダ１の液室１４と第１外側液
圧シリンダ２の液室７とを給排流路９を介して連通させ
ると同時に、内側液圧シリンダ１の液室１３と第２外側
液圧シリンダ３の液室８とを給排流路１０を介して連通
させる。同各連通状態において給排気口ＰＩより圧縮空
気が給気され、空圧ピストン４ａをヘッド２５側に向は
前進させる。この結果液室７内の保有液に空圧が与えら
れ、該保有液を給排流路９を介して液圧ピストン６一方
側の液室１４内に圧送し、液圧ピストン６を往動させる
。該液圧ピストン６の往動により同ピストン他方側の液
室１３内の液が給排流路ｌＯを介して第２外側液圧シリ
ンダ３の液室８内に退流し、空圧ピストン５ａを給排気
口Ｐ３側に後退させつつ同給排気口Ｐ３より排気する。

斯くして第３図に示すように、内側液圧シリンダ１の液
圧ピストン６が所定位置に到達した時、空気圧制御回路
１７の操作により給排気口ＰＩへの給気を停止し、同時
に給気口Ｐ４　、Ｐ２への給気を停止する。この結果第
１．第２切換開閉弁１１．１２はバネ３０．３１により
復動して給排流路９．１０を閉とし、前記液室７．１４
及び液室８．１３の通流を遮断する。該遮断によって内
側液圧シリンダ１の液圧ピストン６は液を介してロック
状態となる。この結果ピストンロッド６ａは中間停止状
態となり、不用意な外力が加わってもガタ又は移動を生
ずることがない。

次に液圧ピストン６を復動させる場合について、説明す
る。

第３図の中間停止状態において空気圧制御回路１７の操
作により５ボ一ト３位置切換弁１８を切換えることによ
り管路２９を通じ給排気口Ｐ３より圧縮空気を給気し、
同時に管路２３，２２を通し給気口Ｐ４　、Ｐ２へ圧縮
空気を給気して第１゜第２切換開閉弁１１．１２を第２
図に示すように開としく給排流路９，１０の通液を可と
し）、内側液圧シリンダｌの液室１４と第１外側液圧シ
リンダ２の液室７とを給排流路９を介して連通させると
同時に、内側液圧シリンダ１の液室１３と第２外側液圧
シリンダ３の液室８とを給排流路ｌＯを介して連通させ
る。同各連通状態において給排気口Ｐ３より圧縮空気が
給気され、空圧ピストン５ａをヘッド２６側に向は前進
させる。この結果液室８内の保有液に空圧が与えられ、
該保有液を給排流路１０を介して液圧ピストン６他方側
の液室１３内に圧送し、液圧ピストン６を復動させる。

該液圧ピストン６の復動により同ピストン他方側の液室
１４内の液が給排流路９を介して第１外側液圧シリンダ
２の液室７内に退流し、空圧ピストン４ａを給排気口Ｐ
ｌ側に後退させつつ同給排気口ＰＩより排気する。

尚、第４図の空圧チューブ４ｂ、５ｂを空圧手段として
用いた実施例及び第５図の液と接する空圧間隙４ｃ、５
ｃへの給気を空圧手段として用いた実施例においても、
その動作は第１図乃至第３図の空圧ピストン４ａ、５ａ
を用いた場合と全く同様である。

発明の詳細 な説明したように本発明によれば、内側液圧シリンダを
内挿シリンダとしてその左右に二重シリンダ構造を形成
し、その外挿シリンダを空・液圧シリンダたる第１．第
２外側液圧シリンダとして内側液圧シリンダの液圧ピス
トンを空・液圧操作するように構成したので、従来のよ
うに空圧シリンダと液圧シリンダとを直列連装にした場
合のようなシリンダ全体の長大化を招かず、略内側液圧
シリンダの長さに留めることができ、その設置スペース
を著しく省約することがセきる。

又、従来の空圧シリンダと液・圧シリンダとを並列連装
した場合のような径方向の大形化を伴なわず、シリンダ
全体の径を外側液圧シリンダの直径の範囲内に縮小する
ことができ、長さ方向ばかりか径方向の設置スペースを
も省約することができる。

又、第１．第２外側液圧シリンダ内に保有された液へ直
接的に空圧を与えて内側液圧シリンダの左右側へ夫々圧
送するように構成すると共に、各圧送に伴なう負圧側液
を第１．第２外側液圧シリンダ内へ交互に返流させるよ
うに構成して合理的に液圧ピストンの往復動並びに中間
停止を行わせることができ、液圧ピストンの両側への液
の供給及び返流を上記の如くしてシリンダ内において交
互に行わせることにより、液の給排をシリンダ外に形成
した給排回路を介して行う場合等に比べ、管路内抵抗を
著しく軽減して応動性（液圧ピストンの作動スピード）
を高めることができ、給排回路をシリンダ内に形成して
装置の小形化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す空圧操作形液圧シリ
ンダの断面図、第２図は液圧ピストンを往動させる場合
の切換開閉弁の開状態を示す同断面図、第３図は液圧ピ
ストンの中間停止状態を示す同断面図、第４図は第２実
施例を示す同断面図、第５図は第３実施例を示す同断面
図である。 ！−・内側液圧シリンダ、２・−空圧にて液を圧送する
第１外側液圧シリンダ、３・・・同第２外側液圧シリン
ダ、４ａ、５ａ−・空圧ピストン、４ｂ。 ５　ｂ−・・空圧チューブ、４ｃ、５ｃ・・・空圧間隙
、６・・・液圧ピストン、７，８，１３．１４・・・液
室、９．１０−・給排流路、１１・・・第１切換開閉弁
、１２・・・第２切換開閉弁、Ｐｌ、Ｐ３−給排気口、
Ｐ２　、　Ｐｌ　−・・給気口。 −１１，・、−一

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）液圧ピストンを内蔵した内側液圧シリンダの一端
   側を空圧にて保有液を圧送する空圧操作形第１外側液圧
   シリンダに内挿して二重シリンダ構造とすると共に、同
   内側液圧シリンダの他端側を空圧にて保有液を圧送する
   空圧操作形第２外側液圧シリンダに内挿して二重シリン
   ダ構造とし、上記第１外側液圧シリンダと内側液圧シリ
   ンダとを同第１外側液圧シリンダ内保有液を上記空圧圧
   送にて上記液圧ピストンで画成される内側液圧シリンダ
   内の一方側へ供給する如く連通させ、該連通部に該液の
   通流を開閉する第１切換開閉弁を設けると共に、上記第
   ２外側液圧シリンダと内側液圧シリンダとを同第２外側
   液圧シリンダ内保有液を上記空圧圧送にて上記液圧ピス
   トンで画成される内側液圧シリンダ内の他方側へ供給す
   る如く連通させ、該連通部に該液の通流を開閉する第２
   切換開閉弁を設けたことを特徴とする空圧操作形液圧シ
   リンダ。
2. （２）上記第１外側液圧シリンダ及び第２外側液圧シリ
   ンダ内保有液の圧送用空圧を各外側液圧シリンダに内蔵
   した空圧ピストンにて与える構成とした特許請求の範囲
   第１項記載の空圧操作形液圧シリンダ。
3. （３）上記第１外側液圧シリンダ及び第２外側液圧シリ
   ンダ内保有液の圧送用空圧を各外側液圧シリンダに内蔵
   した空圧チューブにて与える構成とした特許請求の範囲
   第１項記載の空圧操作形液圧シリンダ。
4. （４）上記第１外側液圧シリンダ及び第２外側液圧シリ
   ンダ内保有液の圧送用空圧を各外側液圧シリンダ内に供
   給した加圧エアを保有液に直接作用させて与える構成と
   した特許請求の範囲第１項記載の空圧操作形液圧シリン
   ダ。