WO2023243704A1 - 加圧装置 - Google Patents

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WO2023243704A1
WO2023243704A1 PCT/JP2023/022372 JP2023022372W WO2023243704A1 WO 2023243704 A1 WO2023243704 A1 WO 2023243704A1 JP 2023022372 W JP2023022372 W JP 2023022372W WO 2023243704 A1 WO2023243704 A1 WO 2023243704A1
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WO
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piston
cylindrical body
pressurizing device
diameter portion
pressure
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PCT/JP2023/022372
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French (fr)
Inventor
義博 小川
邦明 三宅
法行 小川
Original Assignee
イーグル工業株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B3/00—Intensifiers or fluid-pressure converters, e.g. pressure exchangers; Conveying pressure from one fluid system to another, without contact between the fluids

Definitions

  • the present invention relates to a pressurizing device that pressurizes a workpiece.
  • pressurizing device that uses a cylinder device to pressurize an object by using the pressure of a fluid, and it is possible to pressurize an object by moving a piston inside the cylinder in response to the pressure of the fluid. ing.
  • the pressurizing device of Patent Document 1 includes a cylinder device, a pump, and an accumulator.
  • a pump When pressurized fluid is supplied to the cylinder device from a pump or an accumulator, the piston moves relatively within the cylinder to pressurize the object to be acted upon.
  • the present invention was made with attention to such problems, and an object of the present invention is to provide a pressurizing device that has a compact structure and can pressurize an object to be acted upon with a substantially constant force.
  • the pressurizing device of the present invention has the following features: a pressure accumulator; a piston having a small diameter portion inserted into the cylinder portion on the pressure accumulating portion side and a large diameter portion disposed on the acted body side; a cylindrical body extending from the large diameter part to the cylinder part, A lubricating fluid is held within the cylindrical body.
  • the pressure in the pressure accumulating part that acts on the small diameter part is dispersed in the large diameter part and transmitted to the actuated object, so it has a compact structure that does not use an accumulator or pump, and the Changes in pressure applied to the body can be reduced.
  • the piston can stroke smoothly due to the lubricating fluid held within the cylindrical body.
  • the cylinder portion and the cylindrical body may be slidable. According to this, the movement of the piston is guided by the small diameter part inside the cylinder part and the cylindrical body outside the cylinder part, so the stroke of the piston is stabilized.
  • a breathing hole may be formed above the cylindrical body. According to this, when the piston moves, the pressure inside the cylindrical body can be prevented from rising or falling due to the breathing hole, so the piston moves smoothly.
  • the breathing hole may be provided at a position where it is not blocked when the cylindrical body is inserted into the cylinder part the most. According to this, the piston moves smoothly over the entire stroke of the piston.
  • It may have a movement restriction part in the insertion direction of the cylindrical body. According to this, the movement of the cylindrical body in the insertion direction is restricted by the movement restricting portion, thereby reliably preventing the breathing hole from being blocked.
  • the lubricating fluid may be maintained such that the liquid level is at least at the height of the small diameter portion when the cylindrical body is inserted most into the cylinder portion. According to this, since the lubricating fluid is supplied to the gap between the cylinder part and the small diameter part, the piston moves smoothly.
  • FIG. 3 is a longitudinal cross-sectional view showing a compressed state of the pressurizing device in Example 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a longitudinal cross-sectional view showing an extended state of the pressurizing device in Example 1.
  • FIG. 7 is a longitudinal cross-sectional view showing the compressed state of the pressurizing device in Example 2 of the present invention.
  • FIG. 3 is a longitudinal cross-sectional view showing an extended state of the pressurizing device in Example 2;
  • a pressurizing device according to Example 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the left side of FIG. 1 will be described as the left side of the pressure device
  • the right side of FIG. 1 will be described as the right side of the pressure device.
  • the pressurizing device 1 pressurizes a workpiece W using fluid pressure.
  • the object W to be applied in this embodiment will be described as being arranged on the right side of the pressurizing device 1, and the position of the pressurized surface W1 changes in the axial direction, that is, in the left-right direction in the plane of FIG. 1, depending on the usage state. .
  • the pressurizing device 1 mainly includes a case 2, a connecting body 3 as a cylinder part, a piston 4 as a pressure transmitting body, and a cylindrical body 5 as a guide body.
  • the case 2 has a cylindrical shape.
  • the right end of the outer peripheral surface of the case 2 has a smaller diameter than the left end. That is, on the outer peripheral surface of the case 2, a step portion 2a serving as a movement restricting portion is formed in an annular shape.
  • a lid member 6 is connected to the inner peripheral surface of the left end portion of the case 2 in a sealed manner by screwing.
  • This lid member 6 has a through hole 6a formed in its center.
  • a plug 7 is attached to the through hole 6a.
  • the case 2 and the lid member 6 may be integrally formed of the same member.
  • the connecting body 3 has a stepped cylindrical shape with a through hole 3A.
  • the left end of the connecting body 3 is screwed onto the inner circumferential surface of the right end of the case 2 to form a sealing connection.
  • the case 2 and the connecting body 3 are separate bodies, but they may be integrally formed of the same member.
  • annular recesses 3c and 3d recessed in the inner diameter direction are provided spaced apart in the axial direction.
  • a seal ring 8 is fitted into the annular recess 3c on the right side.
  • the left annular recess 3d is shallower than the annular recess 3c, and the seal ring 8 is not fitted therein.
  • the seal ring 8 has been explained using an O-ring as an example, it may be of any type such as an X-ring or a lip seal. Further, the annular recess 3d has an oil reservoir function and allows smooth sliding. Note that the annular recess 3d may be provided at any position in the axial direction of the outer circumferential surface 3b of the flange as long as sliding properties can be improved.
  • the piston 4 is composed of a large diameter portion 41 and a small diameter portion 42.
  • the large diameter portion 41 has a disk shape.
  • the small diameter portion 42 has a cylindrical shape and extends from the center of the large diameter portion 41 toward the left side.
  • the diameter L1 of the large diameter portion 41 is larger than the diameter L2 of the small diameter portion 42, and in this embodiment is about three times the diameter L2. Note that the diameter L1 of the large diameter portion 41 may be larger than the diameter L2 of the small diameter portion 42, and preferably the diameter L1 of the large diameter portion 41 is approximately 2 to 5 times the diameter L2 of the small diameter portion 42. It is sufficient if the dimensions are as follows.
  • the large diameter portion 41 has a flat right end surface 41a.
  • This end surface 41a is arranged so as to be able to directly approach and separate from the object W to be acted upon. Specifically, the end surface 41a is configured to come into surface contact with the pressurized surface W1 of the object W to be applied. Note that the end surface 41a may be fixed to the pressurized surface W1 of the object W to be acted upon, and may be configured to move integrally with the object W to be actuated.
  • the small diameter portion 42 is inserted into the through hole 3A of the connecting body 3 so as to be slidable on the inner circumferential surface 3a of the connecting body 3.
  • the leftmost annular recess 42a and the third annular recess 42c from the left are formed shallower than the second annular recess 42b from the left and the rightmost annular recess 42d. Furthermore, seal rings 9 are fitted into the annular recess 42b and the annular recess 42d, respectively. Note that the seal ring 9 is not fitted into the annular recesses 42a and 42c.
  • seal ring 9 has been explained using an X-ring as an example, it may be of any type such as an O-ring or a lip seal. Furthermore, since a plurality of seal rings 9, specifically two seal rings 9, are arranged in the axial direction, there is almost no oil leakage to the pressure accumulating portion 10, and the piston 4 is less likely to tilt when it moves. .
  • annular recesses 42a and 42c have a gas reservoir function and an oil reservoir function, and are designed to prevent gas leakage and allow smooth sliding.
  • the seal ring 9 is slidable in the axial direction on the inner circumferential surface 3a of the connecting body 3, and restricts the movement of fluid in the axial direction.
  • the pressure accumulating portion 10 is configured on the left side of the pressurizing device 1. Specifically, the pressure accumulating portion 10 is a space surrounded by the case 2, the connecting body 3, the piston 4, and the lid member 6. The capacity of the pressure accumulating portion 10 changes as the piston 4 moves as described later (see FIG. 2).
  • High-pressure gas G is sealed into the pressure accumulating portion 10 from the outside through a gas inlet (not shown) of the stopper 7.
  • the pressure accumulator 10 is a cylindrical gas chamber.
  • the diameter D1 of the through hole 3A of the connecting body 3 is smaller than the diameter D2 of the pressure accumulating portion 10, and in this embodiment, it is approximately 1 ⁇ 3 times the diameter D2 (D1 ⁇ D2).
  • the diameter D1 of the through hole 3A may be smaller than the diameter D2 of the pressure accumulating portion 10, and preferably the diameter D1 of the through hole 3A is approximately 1/2 to 1/5 times the diameter D2 of the pressure accumulating portion 10. It is sufficient that the dimensions are approximately the same.
  • the right end portion of the cylindrical body 5 is screwed onto the outer peripheral surface of the large diameter portion 41 to form a sealing connection, and is integrated with the piston 4.
  • the right end surface of this cylindrical body 5 is arranged substantially flush with the right end surface 41a of the large diameter portion 41 or on the left side of the end surface 41a. According to this, the cylindrical body 5 does not interfere with the surface contact between the end surface 41a of the large diameter portion 41 and the pressurized surface W1 of the object W to be applied.
  • cylindrical body 5 is fitted over the connecting body 3, and the inner circumferential surface 5a of the cylindrical body 5 is slidable in the axial direction with respect to the outer circumferential surface 3b of the right end portion of the connecting body 3. ing.
  • a seal ring 8 restricts movement of fluid in the axial direction between the inner circumferential surface 5a of the cylindrical body 5 and the outer circumferential surface 3b of the connecting body 3.
  • a space 11 is formed by the connecting body 3, the large diameter portion 41 of the piston 4, and the cylindrical body 5.
  • the space 11 holds oil F as a lubricating fluid.
  • the capacity of this space 11 changes as the piston 4 moves as described later (see FIG. 2).
  • a breathing hole 51 is formed in the upper right side of the cylindrical body 5. That is, the space 11 communicates with the external atmospheric space through the breathing hole 51.
  • the left end portion 5b of the cylindrical body 5 protrudes toward the inner diameter side.
  • the end portion 5b is connected to the stepped portion 2a of the case 2 when the piston 4 and the cylindrical body 5 move to the leftmost position, in other words, when the cylindrical body 5 is inserted the most into the connecting body 3. They are designed to touch each other.
  • the case 2 is fixed to a fixed body (not shown), and is immovable at least in the axial direction, that is, in the left-right direction.
  • the pressurizing device 1 when the actuated body W is placed at the leftmost position, the pressurizing device 1 is in a contracted state in which the piston 4 and the cylindrical body 5 have moved to the leftmost position.
  • the pressurizing device 1 When the pressurizing device 1 is in the contracted state, the left end 5b of the cylindrical body 5 comes into contact with the step 2a of the case 2, and movement of the piston 4 and the cylindrical body 5 to the left is restricted. .
  • the capacity of the pressure accumulating portion 10 is the smallest in the stroke range of the piston 4, and the gas G is in the most compressed state.
  • the gas G is restricted from moving to the right space 11 by the seal rings 9, 9. Further, the annular recesses 42a and 42c function as gas reservoirs, so that leakage of the gas G can be effectively suppressed.
  • the pressure of the gas G in the pressure accumulator 10 acts on the left surface 42e of the small diameter portion 42 (see arrow L10).
  • the pressure of the gas G acting on the left surface 42e of the small diameter portion 42 is transmitted to the workpiece W as stress dispersed in the large diameter portion 41 (see arrow L20).
  • the breathing hole 51 of the cylindrical body 5 is arranged on the right side of the connecting body 3. That is, the breathing hole 51 is not blocked.
  • a water-repellent ventilation sheet 51s is installed so as to close the breathing hole 51, allowing gas to flow while preventing water from entering the space 11 from the outside.
  • the liquid level of the oil F is located near the bottom of the breathing hole 51.
  • the oil F is supplied to the gap between the outer peripheral surface of the small diameter portion 42 of the piston 4 and the inner peripheral surface 3a of the connecting body 3, and the oil F is prevented from leaking into the atmosphere from the breathing hole 51. do not have.
  • the capacity of the pressure accumulating portion 10 is the largest in the stroke range of the piston 4, and the pressure of the gas G is reduced.
  • the breathing hole 51 moves in a direction away from the connecting body 3, that is, to the right, compared to when the pressurizing device 1 is in the contracted state, so the breathing hole 51 is not blocked. Further, the liquid level of the oil F is located below the through hole 3A of the connecting body 3.
  • the actuated body W can be pressurized with a substantially constant force within the stroke range of the piston 4 without supplying fluid from the outside using an accumulator, a pump, etc., and the pressurizing device 1 can be configured compactly.
  • the stepped piston 4 has a diameter L1 smaller than the diameter L2, and the pressure in the small diameter portion 42 is high and does not change much and is maintained at a high pressure. It can be made smaller than in the case of a piston where the gas G is at a low pressure (same pressure as the space 11, etc.).
  • the stroke of the piston 4 becomes smooth due to the oil F supplied to the gap between the outer peripheral surface of the small diameter portion 42 of the piston 4 and the inner peripheral surface 3a of the connecting body 3. A portion of the oil F remaining in the gap between the outer peripheral surface of the small diameter portion 42 and the inner peripheral surface 3a of the connecting body 3 flows into the annular recesses 42a and 42c, contributing to the lubricity of the stroke of the piston 4.
  • the oil F in the space 11 enters the gap between the outer circumferential surface 3b of the connecting body 3 and the inner circumferential surface 5a of the cylindrical body 5 when the cylindrical body 5 moves to the left as described later.
  • the oil F remaining in the gap allows the cylindrical body 5 to move smoothly.
  • the stroke of the piston 4 is stabilized. According to this, the actuated object W can be pressurized straight to the right by the piston 4 while the end surface 41a of the large diameter portion 41 is in surface contact with the pressurized surface W1 of the actuated object W.
  • the effecting body W can be smoothly deformed or moved.
  • the oil F remaining in the gap between the outer circumferential surface of the small diameter portion 42 and the inner circumferential surface 3a of the connecting body 3 allows the piston 4 to stroke smoothly.
  • the oil F in the space 11 enters the gap between the outer circumferential surface 3b of the connecting body 3 and the inner circumferential surface 5a of the cylindrical body 5, and the movement of the cylindrical body 5 becomes smooth.
  • a portion of the oil F remaining in the gap between the outer circumferential surface 3b of the connecting body 3 and the inner circumferential surface 5a of the cylindrical body 5 flows into the annular recess 3d and contributes to the lubricity of the stroke of the cylindrical body 5.
  • the breathing hole 51 is not blocked throughout the entire stroke of the piston 4, the pressure within the space 11 can be prevented from increasing, and the piston 4 can be stably stroked.
  • the pressure of the pressure accumulating part 10 acting on the small diameter part 42 is dispersed in the large diameter part 41 and transmitted to the actuated body W, so the piston 4 It is possible to reduce the change in the pressing force applied to the object W in the stroke range. Further, oil F is held in a space 11 within the cylindrical body 5, and the oil F allows the piston 4 to stroke smoothly.
  • the cylindrical body 5 is capable of sliding on the outer circumferential surface 3b of the connecting body 3. According to this, the piston 4 is guided in the moving direction by the small diameter portion 42 inside the connecting body 3 and the cylindrical body 5 outside the connecting body 3, so that the stroke of the piston 4 is stabilized.
  • a breathing hole 51 is formed above the cylindrical body 5. According to this, when the piston 4 moves, the pressure in the space 11 can be suppressed from rising or falling due to the breathing hole 51, so the piston 4 moves smoothly.
  • the breathing hole 51 is provided at a position where it will not be blocked when the cylindrical body 5 is inserted into the connecting body 3 the most. According to this, the breathing hole 51 is not blocked throughout the entire stroke of the piston 4, so that the pressure in the space 11 can be prevented from increasing due to the stroke of the piston 4.
  • the oil F is held so that the liquid level of the oil F is at least at the height of the small diameter portion 42 when the cylindrical body 5 is inserted into the connecting body 3 the most. According to this, since the oil F is supplied to the gap between the connecting body 3 and the small diameter portion 42, the piston 4 moves smoothly.
  • the cylindrical body 5 is attached to the large diameter portion 41 and extends parallel to the left side along the small diameter portion 42, the overall length of the pressurizing device 1 is short and compact.
  • the left end of the cylindrical body 50 is connected to the right end of the connecting body 30 in a sealed manner by screwing.
  • the connecting body 30 and the cylindrical body 50 may be integrally formed of the same member.
  • the breathing hole 510 of the cylindrical body 50 is provided at the upper left side of the cylindrical body 50, and is closed by a water-repellent ventilation sheet 510s. Further, an annular lid body 520 is attached to the right end portion of the cylindrical body 50.
  • the piston 40 is composed of a large diameter portion 410, a small diameter portion 420, and a medium diameter portion 430.
  • the medium diameter portion 430 has a cylindrical shape and extends from the center of the large diameter portion 410 toward the right side.
  • the medium diameter portion 430 has a smaller diameter than the large diameter portion 410 and has a larger diameter than the small diameter portion 420.
  • the medium diameter portion 430 is inserted into the through hole 520A of the lid 520.
  • a locking member 12 which is disposed on the right side of the lid body 520 and has a U-shape in cross section and serves as a movement restricting portion, is fitted and fixed to the right end portion of the medium diameter portion 430.
  • the flat right surface 12a of the locking member 12 is in surface contact with the pressurized surface W1 of the object W to be operated.
  • the breathing hole 510 of the cylindrical body 50 is arranged on the left side of the large diameter portion 410 of the piston 40.
  • the oil F can be supplied to the gap between the small diameter portion 420 and the connecting body 30.
  • the oil F enters the gap between the inner circumferential surface of the cylindrical body 50 and the outer circumferential surface of the large diameter portion 410, allowing the piston 40 to stroke smoothly.
  • Examples 1 and 2 a configuration in which gas is accumulated in the pressure accumulator is exemplified, but a liquid such as oil or a mixture of a liquid and a gas may be sealed in the pressure accumulator.
  • the stroke of the piston is guided by the cylindrical body and the small diameter part, but the invention is not limited to this, and another guide body may be provided in addition to the cylindrical body and the small diameter part.
  • another guide body may be provided in addition to the cylindrical body and the small diameter part.
  • a guide hole may be provided in the cylinder portion
  • a guide pin may be provided in the piston
  • the stroke of the piston may be guided by sliding the guide hole and the guide pin in the stroke direction.
  • the cylindrical body may be guided by the outer periphery of the connection body.
  • the large diameter portion of the piston was in direct contact with the object to be actuated, but a separate member may be interposed between the large diameter portion of the piston and the object to be actuated.
  • the breathing holes 51, 510 are provided in the cylindrical bodies 5, 50, but the breathing holes 51, 510 are not provided, and the Alternatively, pressure changes in the space 11 may also be utilized.
  • the annular recess 3d and the annular recesses 42a and 42c are spaces for fluid reservoirs, but there are parts in the space that have a bearing function, parts that improve lubricity, and parts that suppress eccentricity. You may insert parts.

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Abstract

コンパクトな構造で被作用体を略一定の力で加圧できる加圧装置を提供する。　蓄圧部１０と、蓄圧部１０側のシリンダ部３に挿入される小径部４２および被作用体Ｗ側に配置される大径部４１を有するピストン４と、大径部４１からシリンダ部３に延びる筒状体５と、を有し、筒状体５内に潤滑性流体Ｆが保持されている。

Description

加圧装置
　本発明は、被作用体を加圧する加圧装置に関する。
　被作用体を流体の圧力を利用して加圧する加圧装置としてシリンダ装置を用いたものがあり、流体の圧力を受けピストンがシリンダ内を移動することにより被作用体を加圧できるようになっている。
　例えば、特許文献１の加圧装置は、シリンダ装置、ポンプと、アキュムレータと、を備えている。シリンダ装置に、ポンプやアキュムレータから加圧流体が供給されることで、ピストンがシリンダ内で相対移動し被作用体を加圧するようになっている。
特開２０２１－２０２２４号公報（第５頁、第１図）
　しかしながら、特許文献１の加圧装置にあっては、被作用体を略一定の加圧力で加圧するには、シリンダにポンプとアキュムレータを用いて随時適当な流体を供給する必要があり、加圧装置が大型化してしまうといった問題があった。
　本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、コンパクトな構造で被作用体を略一定の力で加圧できる加圧装置を提供することを目的とする。
　前記課題を解決するために、本発明の加圧装置は、
　蓄圧部と、
　前記蓄圧部側のシリンダ部に挿入される小径部および被作用体側に配置される大径部を有するピストンと、
　前記大径部から前記シリンダ部に延びる筒状体と、を有し、
　前記筒状体内に潤滑性流体が保持されている。
　これによれば、小径部に作用する蓄圧部の圧力は大径部で分散されて被作用体に伝達されるので、アキュムレータやポンプなどを用いないコンパクトな構造で、ピストンのストローク範囲における被作用体への加圧力の変化を小さくできる。さらに、筒状体内に保持される潤滑性流体によりピストンのストロークを円滑に行うことができる。
　前記シリンダ部と前記筒状体は摺動可能となっていてもよい。
　これによれば、シリンダ部の内側の小径部と、シリンダ部の外側の筒状体と、によりピストンの移動がガイドされるので、ピストンのストロークが安定する。
　前記筒状体の上方に呼吸孔が形成されていてもよい。
　これによれば、ピストンの移動時に、呼吸孔により筒状体内の圧力が上昇・低下することを抑制できるので、ピストンが円滑に移動する。
　前記呼吸孔は、前記筒状体が前記シリンダ部に最も挿入されたときに塞がれない位置に設けられていてもよい。
　これによれば、ピストンのストローク全体に亘って、ピストンが円滑に移動する。
　前記筒状体の挿入方向への移動規制部を有していてもよい。
　これによれば、筒状体の挿入方向への移動が移動規制部に規制されることで、呼吸孔が塞がれることが確実に防止される。
　前記筒状体が前記シリンダ部に最も挿入されたときに、液面が少なくとも前記小径部の高さ位置となるように前記潤滑性流体が保持されていてもよい。
　これによれば、潤滑性流体がシリンダ部と小径部との隙間に供給されるため、ピストンが円滑に移動する。
本発明の実施例１における加圧装置の収縮状態を示す縦断面図である。 実施例１における加圧装置の伸長状態を示す縦断面図である。 本発明の実施例２における加圧装置の収縮状態を示す縦断面図である。 実施例２における加圧装置の伸長状態を示す縦断面図である。
　本発明に係る加圧装置を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。
　実施例１に係る加圧装置につき、図１および図２を参照して説明する。以下、図１の紙面左側を加圧装置の左側とし、図１の紙面右側を加圧装置の右側として説明する。
　図１に示されるように、加圧装置１は、被作用体Ｗを流体の圧力を利用して加圧するものである。本実施例の被作用体Ｗは、加圧装置１の右側に配置され、かつ使用状態に応じて被加圧面Ｗ１の位置が軸方向、すなわち図１の紙面左右方向に変化するものとして説明する。
　加圧装置１は、ケース２と、シリンダ部としての接続体３と、圧力伝達体としてのピストン４と、ガイド体としての筒状体５と、から主に構成されている。
　ケース２は、筒状をなしている。ケース２の外周面における右端部は、左端部よりも小径となっている。すなわち、ケース２の外周面には、移動規制部としての段部２ａが環状に形成されている。
　また、ケース２の左端部の内周面には蓋部材６が螺合により密封状に接続されている。この蓋部材６は、中心部に貫通孔６ａが形成されている。貫通孔６ａには栓７が取付けられている。尚、ケース２と蓋部材６は同じ部材で一体に形成されていてもよい。
　接続体３は、貫通孔３Ａを有する段付きの筒状を成している。この接続体３は、左端部がケース２の右端部の内周面に螺合して密封状に接続されている。尚、本実施例では、ケース２と接続体３が別体である形態を例示したが、同じ部材で一体に形成されていてもよい。
　接続体３の右端部の外径方向に延びるフランジの外周面３ｂには、内径方向に凹む環状凹部３ｃ，３ｄが軸方向に離間して設けられている。右側の環状凹部３ｃには、シールリング８が嵌合配置されている。左側の環状凹部３ｄは、環状凹部３ｃよりも浅く、シールリング８が嵌合されていない。
　シールリング８はＯリングを例に説明したが、Ｘリング、リップシール等形式を問わない。また、環状凹部３ｄは油溜機能を有しており、円滑な摺動ができるようになっている。尚、環状凹部３ｄは摺動性を高めることができればフランジの外周面３ｂの軸方向位置いずれの位置に設けられていても良い。
　ピストン４は、大径部４１と、小径部４２と、から構成されている。大径部４１は円板状をなしている。小径部４２は、円柱状をなし、大径部４１の中心部から左側に向けて延びている。
　大径部４１の径Ｌ１は、小径部４２の径Ｌ２よりも大径であり、本実施例では径Ｌ２の略３倍程度の寸法となっている。尚、大径部４１の径Ｌ１は、小径部４２の径Ｌ２よりも大径であればよく、好ましくは大径部４１の径Ｌ１は小径部４２の径Ｌ２の略２倍～５倍程度の寸法となっていればよい。
　大径部４１は、平坦な右側の端面４１ａを有している。この端面４１ａは、被作用体Ｗに対して直接接離可能に配置されている。詳しくは、端面４１ａは、被作用体Ｗの被加圧面Ｗ１に対して面当接するようになっている。尚、端面４１ａは、被作用体Ｗの被加圧面Ｗ１に固着され、被作用体Ｗと一体的に移動するようになっていてもよい。
　小径部４２は、接続体３の内周面３ａに摺動可能に接続体３の貫通孔３Ａに挿入配置されている。小径部４２の外周面における左側には、内径方向に凹む４つの環状凹部４２ａ～４２ｄが軸方向に離間して設けられている。
　最も左側の環状凹部４２ａと左側から３つ目の環状凹部４２ｃは、左側から２つ目の環状凹部４２ｂと最も右側の環状凹部４２ｄよりも浅く形成されている。また、環状凹部４２ｂと環状凹部４２ｄには、シールリング９がそれぞれ嵌合配置されている。尚、環状凹部４２ａ，４２ｃにはシールリング９が嵌合されていない。
　シールリング９はＸリングを例に説明したが、Ｏリング、リップシール等形式を問わない。さらに、シールリング９は軸方向に複数、具体的には２つ配置されていることから、蓄圧部１０への油の漏れがほぼ生じないとともに、ピストン４の移動時にピストンが傾きにくくなっている。
　また、環状凹部４２ａ，４２ｃはガス溜機能かつ油溜機能を有しており、ガスの漏れ防止かつ円滑な摺動ができるようになっている。
　シールリング９は、接続体３の内周面３ａに対して軸方向に摺動可能であり、かつ軸方向への流体の移動を規制している。
　小径部４２が接続体３の貫通孔３Ａに挿入されることにより、加圧装置１の左側には蓄圧部１０が構成される。詳しくは、蓄圧部１０は、ケース２と接続体３とピストン４と蓋部材６とにより囲まれた空間である。この蓄圧部１０は、後述のようにピストン４が移動することにより容量が変化する（図２参照）。
　蓄圧部１０には、栓７の図示しないガス導入口を通して外部から高圧のガスＧが封入されている。言い換えれば、蓄圧部１０はシリンダ状のガス室である。
　接続体３の貫通孔３Ａの径Ｄ１は、蓄圧部１０の径Ｄ２よりも小径であり、本実施例では径Ｄ２の略１／３倍程度の寸法となっている（Ｄ１＜Ｄ２）。尚、貫通孔３Ａの径Ｄ１は、蓄圧部１０の径Ｄ２よりも小径であればよく、好ましくは貫通孔３Ａの径Ｄ１は蓄圧部１０の径Ｄ２の略１／２倍～１／５倍程度の寸法となっていればよい。
　筒状体５は、右端部が大径部４１の外周面に螺合して密封状に接続されており、ピストン４と一体化されている。この筒状体５の右端面は、大径部４１の右側の端面４１ａと略面一または端面４１ａよりも左側に配置されている。これによれば、筒状体５が大径部４１の端面４１ａと被作用体Ｗの被加圧面Ｗ１との面当接を阻害しない。
　また、筒状体５は、接続体３に外挿されており、筒状体５の内周面５ａは、接続体３の右端部の外周面３ｂに対して軸方向に摺動可能となっている。筒状体５の内周面５ａと接続体３の外周面３ｂとの間はシールリング８により軸方向への流体の移動が規制されている。
　加圧装置１の右側には、接続体３と、ピストン４の大径部４１と、筒状体５とにより空間部１１が構成される。空間部１１には、潤滑性流体としての油Ｆが保持されている。この空間部１１は、後述のようにピストン４が移動することにより容量が変化する（図２参照）。
　筒状体５の右側上部には、呼吸孔５１が形成されている。すなわち、空間部１１は、呼吸孔５１を通じて外部の大気空間に連通している。
　また、筒状体５の左側の端部５ｂは、内径側に張り出している。後述のように端部５ｂは、ピストン４および筒状体５が最も左側まで移動したとき、言い換えれば、筒状体５が最も接続体３に挿入されたときに、ケース２の段部２ａに当接するようになっている。
　次いで、加圧装置１の収縮状態と伸長状態について図１および図２を用いて説明する。尚、ケース２は、図示しない被固定体に固定されており、少なくとも軸方向すなわち左右方向に不動状態となっている。
　図１に示されるように、被作用体Ｗが最も左側に配置された状態にあっては、ピストン４および筒状体５が最も左側まで移動した加圧装置１の収縮状態となる。加圧装置１の収縮状態にあっては、筒状体５の左側の端部５ｂがケース２の段部２ａに当接し、ピストン４および筒状体５の左側への移動が規制されている。
　加圧装置１の収縮状態にあっては、ピストン４のストローク範囲において蓄圧部１０の容量が最も小さくなり、ガスＧが最も圧縮された状態となる。ガスＧは、シールリング９，９により右側の空間部１１に移動することが規制されている。また、環状凹部４２ａ，４２ｃがガス溜として機能することによりガスＧの漏れを効果的に抑制できる。
　蓄圧部１０のガスＧの圧力は、小径部４２の左面４２ｅに作用する（矢印Ｌ１０参照）。小径部４２の左面４２ｅに作用したガスＧの圧力は、大径部４１で分散された応力として被作用体Ｗに伝達される（矢印Ｌ２０参照）。
　また、加圧装置１の収縮状態において、筒状体５の呼吸孔５１は、接続体３よりも右側に配置されている。すなわち、呼吸孔５１は閉塞されていない。
　さらに、呼吸孔５１を塞ぐように撥水通気シート５１ｓが設置されており、外部から空間部１１への水の侵入を防ぎつつ気体の流通を可能としている。
　また、油Ｆの液面が呼吸孔５１の下方近傍に位置している。これにより、油Ｆは、ピストン４の小径部４２の外周面と接続体３の内周面３ａとの隙間に供給されるようになるとともに、油Ｆが呼吸孔５１から大気空間に漏れることがない。
　図２に示されるように、被作用体Ｗの被加圧面Ｗ１の位置が最も右側に配置された状態にあっては、ピストン４および筒状体５が最も右側まで移動した加圧装置１の伸長状態となる。加圧装置１の伸長状態にあっては、筒状体５の左側の端部５ｂが接続体３の段部３ｅに当接し、ピストン４および筒状体５の右側への移動が規制されている。
　加圧装置１の伸長状態にあっては、ピストン４のストローク範囲において蓄圧部１０の容量が最も大きくなり、ガスＧの圧力が低下した状態となる。
　また、加圧装置１の伸長状態にあっては、加圧装置１の収縮状態よりも呼吸孔５１が接続体３から離れる方向、すなわち右側に移動するため、呼吸孔５１は閉塞されない。また、油Ｆの液面が接続体３の貫通孔３Ａよりも下方に位置する。
　図１の加圧装置１の収縮状態から図２の加圧装置１の伸長状態に向けてピストン４が右側に移動するときについて説明する。接続体３の貫通孔３Ａの径Ｄ１が蓄圧部１０の径Ｄ２よりも小径であることから、ピストン４が右側に移動するにつれてガスＧの圧力が急激に低下することが防止される。
　言い換えれば、ピストン４が右側に移動するにつれてガスＧの圧力が緩やかに低下することに加え、大径部４１においては小さな応力に分散されて被作用体Ｗに伝達されることから、ピストン４のストローク範囲における被作用体Ｗへの加圧力、すなわち被作用体Ｗを加圧する力の変化を小さくできる。したがって、外部からアキュムレータやポンプなどで流体を供給しなくても、ピストン４のストローク範囲において被作用体Ｗを略一定の力で加圧できるため、加圧装置１をコンパクトに構成できる。つまり、径Ｌ１が径Ｌ２より小さい段状ピストン４であり、小径部４２の圧力は高圧で大きくは変化せず高圧が保たれるため、蓄圧部１０の必要容量を、例えば同単一径のピストンであってガスＧが低圧（空間部１１と同じ圧力等）の場合に比べ、小さくできる。
　また、ピストン４の小径部４２の外周面と接続体３の内周面３ａとの隙間に供給された油Ｆによりピストン４のストロークが円滑となる。尚、小径部４２の外周面と接続体３の内周面３ａとの隙間に残存する油Ｆの一部は、環状凹部４２ａ，４２ｃに流入し、ピストン４のストロークの潤滑性に寄与する。
　また、空間部１１内の油Ｆは、後述するように筒状体５が左側に移動するときに接続体３の外周面３ｂと筒状体５の内周面５ａとの隙間に入り込んでおり、該隙間に残存する油Ｆにより筒状体５の移動が円滑となる。
　また、ピストン４は、接続体３の内側の小径部４２と、接続体３の外側の筒状体５と、により移動方向にガイドされるので、ピストン４のストロークが安定する。これによれば、大径部４１の端面４１ａが被作用体Ｗの被加圧面Ｗ１との面当接した状態で、ピストン４により被作用体Ｗを右側にまっすぐ加圧することができるため、被作用体Ｗを円滑に変形乃至移動させることができる。
　また、図２の加圧装置１の伸長状態から図１の加圧装置１の収縮状態に向けてピストン４が左側に移動するときには、ピストン４が左側に移動するにつれて蓄圧部１０の容量が小さくなること、すなわち小径部４２の左面４２ｅの面積とピストン４の移動距離の積に応じてガスＧの圧力が上昇する。
　図２の状態より被作用体Ｗから大径部４１の端面４１ａに作用する応力が大きくなると、ピストン４が左側に移動するにつれてガスＧの圧力が上昇することでピストン４を右側に押す力と、左側に押す力がバランスする。つまり、外部にガスＧを排出しなくてもピストン４のストローク量を確保できる。
　また、小径部４２の外周面と接続体３の内周面３ａとの隙間に残存する油Ｆによりピストン４のストロークを円滑に行うことができる。
　また、空間部１１の容量が漸次小さくなり、油Ｆの液面が接続体３の貫通孔３Ａに到達すると、油Ｆがピストン４の小径部４２の外周面と接続体３の内周面３ａとの隙間に供給される。
　また、空間部１１内の油Ｆは、接続体３の外周面３ｂと筒状体５の内周面５ａとの隙間に入り込み、筒状体５の移動も円滑となる。接続体３の外周面３ｂと筒状体５の内周面５ａとの隙間に残存する油Ｆの一部は、環状凹部３ｄに流入し、筒状体５のストロークの潤滑性に寄与する。
　また、ピストン４のストローク全体に亘って呼吸孔５１は閉塞されないため、空間部１１内の圧力が上昇することを防止でき、ピストン４を安定してストロークさせることができる。
　以上説明したように、小径部４２に作用する蓄圧部１０の圧力は大径部４１で分散されて被作用体Ｗに伝達されるので、アキュムレータやポンプなどを用いないコンパクトな構造で、ピストン４のストローク範囲における被作用体Ｗへの加圧力の変化を小さくできる。さらに、筒状体５内である空間部１１内に油Ｆが保持されており、油Ｆによりピストン４のストロークを円滑に行うことができる。
　また、筒状体５は接続体３の外周面３ｂに対して摺動可能となっている。これによれば、ピストン４は、接続体３の内側の小径部４２と、接続体３の外側の筒状体５と、により移動方向にガイドされるので、ピストン４のストロークが安定する。
　また、筒状体５の上方に呼吸孔５１が形成されている。これによれば、ピストン４の移動時に、呼吸孔５１により空間部１１内の圧力が上昇・低下することを抑制できるので、ピストン４が円滑に移動する。
　また、呼吸孔５１は、筒状体５が接続体３に最も挿入されたときに塞がれない位置に設けられている。これによれば、ピストン４のストローク全体に亘って呼吸孔５１が閉塞されないため、ピストン４のストロークによって空間部１１内の圧力が上昇することを防止できる。
　また、筒状体５が最も接続体３に挿入されたときに、ケース２の段部２ａに当接し、筒状体５の挿入方向への移動が規制されることで、呼吸孔５１が塞がれることが確実に防止される。
　また、筒状体５が接続体３に最も挿入されたときに、油Ｆの液面が少なくとも小径部４２の高さ位置となるように油Ｆが保持されている。これによれば、油Ｆが接続体３と小径部４２との隙間に供給されるため、ピストン４が円滑に移動する。
　また、筒状体５が大径部４１に取付けられ、小径部４２に沿って平行に左側に延びていることから、加圧装置１の全長が短くコンパクトである。
　次に、実施例２に係る加圧装置につき、図３および図４を参照して説明する。尚、前記実施例１と同一構成で重複する構成の説明を省略する。
　図３に示されるように、実施例２の加圧装置１００は、接続体３０の右端部に筒状体５０の左端部が螺合により密封状に接続されている。尚、接続体３０と筒状体５０とは同じ部材で一体に形成されていてもよい。
　筒状体５０の呼吸孔５１０は、筒状体５０の左側上部に設けられており、撥水通気シート５１０ｓにより閉塞されている。また、筒状体５０の右端部には、環状の蓋体５２０が取付けられている。
　ピストン４０は、大径部４１０と、小径部４２０と、中径部４３０と、から構成されている。中径部４３０は、円柱状をなし、大径部４１０の中心部から右側に向けて延びている。中径部４３０は、大径部４１０よりも小径であり、小径部４２０よりも大径である。
　中径部４３０は、蓋体５２０の貫通孔５２０Ａに挿通されている。中径部４３０の右端部には蓋体５２０よりも右側の位置に配置されており、断面視Ｕ字状を成す移動規制部としての係止部材１２が嵌合固定されている。
　係止部材１２の平坦な右面１２ａは、被作用体Ｗの被加圧面Ｗ１に対して面当接している。
　図３に示される加圧装置１００の収縮状態にあっては、係止部材１２が蓋体５２０に当接し、ピストン４０の左側への移動が規制されている。
　また、筒状体５０の呼吸孔５１０は、ピストン４０の大径部４１０よりも左側に配置されている。
　また、油Ｆの液面は接続体３０の貫通孔３０Ａよりも上方にあるため、小径部４２０と接続体３０との隙間に油Ｆを供給できる。
　図４に示される加圧装置１００の伸長状態にあっては、加圧装置１００の収縮状態よりもピストン４０が右側に移動するため、ピストン４０の大径部４１０により呼吸孔５１０は閉塞されていない。
　すなわち、ピストン４０のストローク全体に亘って呼吸孔５１０が閉塞されないため、ピストン４０のストロークによって空間部１１０内の圧力が上昇することを防止できる。
　また、ピストン４０が左右に移動するときには、油Ｆが筒状体５０の内周面と大径部４１０の外周面との隙間に入り込むことで、ピストン４０のストロークを円滑に行うことができる。
　以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
　また、前記実施例１，２では、蓄圧部にガスが蓄圧される形態を例示したが、油などの液体や、液体と気体との混合物が蓄圧部に封入されていてもよい。
　また、前記実施例１，２では、筒状体と小径部によりピストンのストロークがガイドされる形態を例示したが、これに限られず、筒状体と小径部以外に別のガイド体を設けてもよい。例えば、シリンダ部にガイド孔を設け、ピストンにガイドピンを設け、ガイド孔とガイドピンがストローク方向に摺動することでピストンのストロークがガイドされてもよい。さらに、筒状体は蓄圧部のケース外周にガイドされる例について説明したが、筒状体は接続体の外周にガイドされるものであってもよい。
　また、前記実施例１，２では、ピストンの大径部が被作用体と直接接触していたが、ピストンの大径部と被作用体との間に別部材が介在していてもよい。
　また、前記実施例１，２では、筒状体５，５０に呼吸孔５１，５１０が設けられている形態を例示したが、呼吸孔５１，５１０を設けず、蓄圧部１０の圧力変化に加えて、空間部１１の圧力変化も利用するようにしてもよい。
　また、前記実施例１，２では、環状凹部３ｄ、環状凹部４２ａ，４２ｃが流体溜の空間である形態を例示したが、空間内に軸受機能を有する部品、潤滑性を高める部品、偏心を抑える部品を挿入してもよい。
１　　　　　　　　加圧装置
２ａ　　　　　　　段部（移動規制部）
３　　　　　　　　接続体（シリンダ部）
４　　　　　　　　ピストン（圧力伝達体）
５　　　　　　　　筒状体
１０　　　　　　　蓄圧部
１１　　　　　　　空間部
１２　　　　　　　係止部材（移動規制部）
３０　　　　　　　接続体（シリンダ部）
４０　　　　　　　ピストン（圧力伝達体）
４１　　　　　　　大径部
４２　　　　　　　小径部
５０　　　　　　　筒状体
５１　　　　　　　呼吸孔
１００　　　　　　加圧装置
１１０　　　　　　空間部
４１０　　　　　　大径部
４２０　　　　　　小径部
４３０　　　　　　中径部
５１０　　　　　　呼吸孔
Ｆ　　　　　　　　油
Ｇ　　　　　　　　ガス
Ｗ　　　　　　　　被作用体

Claims (6)

  1. 　蓄圧部と、
    　前記蓄圧部側のシリンダ部に挿入される小径部および被作用体側に配置される大径部を有するピストンと、
    　前記大径部から前記シリンダ部に延びる筒状体と、を有し、
    　前記筒状体内に潤滑性流体が保持されている加圧装置。
  2. 　前記シリンダ部と前記筒状体は摺動可能となっている請求項１に記載の加圧装置。
  3. 　前記筒状体の上方に呼吸孔が形成されている請求項１に記載の加圧装置。
  4. 　前記呼吸孔は、前記筒状体が前記シリンダ部に最も挿入されたときに塞がれない位置に設けられている請求項３に記載の加圧装置。
  5. 　前記筒状体の挿入方向への移動規制部を有している請求項４に記載の加圧装置。
  6. 　前記筒状体が前記シリンダ部に最も挿入されたときに、液面が少なくとも前記小径部の高さ位置となるように前記潤滑性流体が保持されている請求項１に記載の加圧装置。
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JP3034293U (ja) * 1996-08-01 1997-02-14 セイコーエプソン株式会社 エアーシリンダー
CN105545858A (zh) * 2016-02-03 2016-05-04 山东科技大学 一种气-液增压缸专用气控阀及气-液增压缸
WO2021246214A1 (ja) * 2020-06-04 2021-12-09 イーグル工業株式会社 流体制御装置

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