JP2000314405A - 加圧シリンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】二段ストローク式加圧シリンダの推力を必要に
応じて可変させることを目的とする。 【構成】 小径ピストンシリンダ１と大径ピストンシリ
ンダ２とが連結され，前記二つのシリンダ内にはそれぞ
れ大小ピストン３，４が配置され，前記大小ピストンは
前記シリンダと同心上に配置されたピストンロッド５に
それぞれ連結された複合シリンダであって，前記大ピス
トン４はワンウエイクラッチ６により加圧時にのみ前記
ピストンロッドと一体的に連結され，それ以外は大ピス
トンが前記ピストンロッドから解除される。こうするこ
とで，大シリンダの標準ユニット化と，組立て工数とコ
ストの削減，圧縮エア消費量の削減による作業環境の改
善及びメンテナンス作業の容易化を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明に属する利用分野】本発明は，流体圧シリンダに
関し，さらに限定して言えば，たとえば抵抗溶接機等の
電極加圧装置に使用される二段ストローク式の加圧シリ
ンダに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，抵抗溶接機等に使用される電極加
圧装置には，溶接ストロークと開放ストロークとに分け
た二段ストローク式の加圧シリンダが使用されている。
この溶接ストロークは溶接タクトを早めるため加圧シリ
ンダのストローク量は短く，また開放ストロークは電極
チップを大きく開放してワークの出し入れがしやすくす
るために変化させている。

【０００３】従来，この種のシリンダは図４に示すよう
に，一般にシリンダケース３０内における大径の第一ピ
ストン３１で隔離された作動室３２の流体圧によって相
対する電極チップ間の長い解放ストロークが制御され
る。また第一ピストン３１の内径には小径の第二ピスト
ン３３によって隔離された加圧室３４と戻し室３５への
流体圧操作によって作業時の短いストロークが制御され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，従来の
この種のシリンダは，上記のストロークを確保するため
に，大径の第一ピストンを長く作製する必要があり，実
際にはその都度ストロークに合わせて作らねばならな
い。このため，部品点数が多くなり標準化が難しく，コ
ストアップになっていた。

【０００５】また第一ピストンは電極加圧時に短い溶接
ストロークを確保するため電極の加圧力に耐え得る加圧
力を保持した状態で第二ピストンを移動させるために断
面積を必大きくする必要があり，ためにシリンダ本体ケ
ースの径が大きくなり，電極チップを移動するのに圧縮
エアの消費量が多くなり，省エネルギー効果が少ない。

【０００６】

【発明の目的】本発明は，たとえば抵抗溶接機等に使用
される加圧装置において通電加圧時のストロークには溶
接に必要な大きな推力を発生し，電極開放時のストロー
クには小さな推力が得られるように，すなわち単なる移
動時には容量的に少ない小径のシリンダを使用し，通電
加圧時には大径のシリンダが作動し得るようにした。そ
れによって，目的に応じた推力を可変させることで，な
お流体圧消費量を減少させること及び二段ストローク式
シリンダの標準ユニット化を実現させることを主要な目
的とする。

【０００７】

【問題点を解決するための手段】そこで，本発明は上記
目的を達成するために次のような技術的手段を講じてあ
る。すなわち，請求項１の発明は，小径ピストンシリン
ダと大径ピストンシリンダとが連結され，前記二つのシ
リンダ内にはそれぞれ大小ピストンが配置され，前記大
小ピストンは前記シリンダと同心上に配置されたピスト
ンロッドにそれぞれ連結された複合シリンダであって，
前記大ピストンは加圧時にのみ前記ピストンロッドと一
体的に連結され，それ以外は大ピストンが前記ピストン
ロッドから解除され，それによって，当該加圧シリンダ
の推力を必要に応じて可変させるようにしたことを条件
とする加圧シリンダを提供する。

【０００８】次の請求項２の発明は，前記大ピストンに
は一方向の加圧力にのみ前記ピストンロッドに対し着脱
作動するワンウエイクラッチが装着され，それによっ
て，前記可変推力の切替えが行われるようにしたことを
条件とする加圧シリンダを提供する。

【０００９】

【発明の実施の態様】図１の符号１は，小径ピストンシ
リンダの本体ケース（以下 小シリンダという），２は
大径ピストンシリンダの本体ケース（以下 大シリンダ
という）を示す。３は小シリンダの内壁を摺動し，作動
室Ｃと戻し室Ｄを形成する小ピストン。４は大シリンダ
の内壁を摺動し，加圧室Ａと戻し室Ｂを形成する大ピス
トンを示す。小ピストン３は小シリンダと同心上に配置
されたピストンロッド５に固定され，大ピストン４は前
記ピストンロッドと同心上に装着されたクラッチ６を介
して前記ピストンロッド５と着脱が可能な構造になって
いる。

【００１０】図２及び図３は前記クラッチ構造の実施例
を示す。この場合，大シリンダ２の加圧室Ａに圧縮エア
が供給されると，その一方向からのエア圧により大ピス
トン４が押圧され，常時スプリングＳの力を一方向に受
けている球７または鋼球の働きで前記ピストンロッド５
と前記大ピストン４との間に形成されたテーパ面に球７
が挟まれ，そのクサビ作用で摩擦力が増大し，前記ピス
トンロッドと一体的に連結される。それによって,大ピ
ストン４と前記ロッドとが一体に駆動される。

【００１１】一方，戻し室Ｂに供給される反対方向から
のエア圧力では球７または鋼球は働かず，クラッチリリ
ーサ８が球７および前記ピストンロッド５を開放しフリ
ー状態となり，小ピストンにより加わるエア圧のみでピ
ストンロッドが移動する。

【００１２】なお，本実施例では球または鋼球，カム等
を使用した機械的構造によるワンウエイクラッチについ
て説明したが，外部からの電気信号で動作する電磁クラ
ッチなどの各種機類の使用も本発明思想の基に容易に考
えられることは言うまでもない。

【００１３】前記ピストンロッド５と小シリンダ本体
は，二段ストロークのバリエーションに合わせて自由に
設計変更できるようにし，いかなるストローク長でも必
要なストロークにあわせて対応することができる。した
がって大シリンダ本体２はユニット品として標準化する
ことができる。

【００１４】かかる構成からなる本発明装置の動作につ
いて説明する。まず，加圧シリンダの移動時には，ポー
トＰ１から作動室Ｃに圧縮エアが供給され，小ピストン
３を前進させる。この時,大シリンダ２のクラッチ６は
動作せず大ピストン４と前記ピストンロッド５との間は
フリーの状態となっている（図３）。

【００１５】前記ピストンロッドが目的のストローク位
置に到達した後，なおポートＰ１とポートＰ２から圧縮
エアが供給されると，この時大ピストン４は僅かに前進
してクラッチの球７がテーパ面に押圧され，そのクサビ
面により発生する強大な摩擦力で前記ピストンロッド５
と大ピストン４とが一体的に連結される（図２）。

【００１６】これによって前記大ピストン４が受ける加
圧面積と小ピストンの受ける加圧面積により加圧力が増
大し，電極チップ間で挟みつけられたワークに溶接に必
要な加圧力が発生し，次いで電極チップ間に溶接電流が
供給され，スポット溶接が行われる。このスポット溶接
時の連続した動作は短い溶接ストロークで行われる。

【００１７】電極チップを開放する場合は，ポートＰ１
とポートＰ２を開放し，大小シリンダの加圧室Ａと作動
室Ｃから圧縮エアが排出され，ポートＰ３とポートＰ４
から大小シリンダの各戻し室Ｂと戻し室Ｄに圧縮エアが
供給される。

【００１８】このとき,大ピストン４と小ピストン３は
後退を始め，クラッチリリーサ８が大シリンダの後端に
当たって前記クラッチリリーサ８がクラッチ内の球７を
前方に押し出す。

【００１９】これによって，球７したがってカムクラッ
チ６は解除され，ピストンロッド５と大ピストンはフリ
ーとなりピストンロッド５のみ後退することが可能とな
る。小ピストン３およびピストンロッド５は開放ストロ
ークの後端まで移動し，それによって電極チップ間が大
きく開放される。

【００２０】

【発明の効果】以上，説明したように本発明によれば，
大加圧力が必要なときにのみクラッチが動作し大ピスト
ンとピストンロッドとを一体的に連結させることになる
から，とくに抵抗スポット溶接ガンの場合は，チップの
減り代，電極の撓み量，ワークの位置ズレ量などの補正
量をも含め，どのようなストローク量でも対応すること
ができ，したがって，この大シリンダ部分はユニット品
として標準化することができる。

【００２１】また，小シリンダは目的位置までの空間移
動時にのみ作動し，つまり抵抗溶接機の場合は電極間の
開閉移動時にのみ作動することになるから，小ピストン
とピストンロッドの部品のみ必要なストローク量に合わ
せて製作することになる。また前記小シリンダ部分は抵
抗スポット溶接ガンのガンブラケットまたはガンアーム
などの本体連結部との取付け部に利用するように適時設
計することができる。

【００２２】したがって，以上の発明効果を総合して，
従来の二段ストローク式加圧シリンダーと比較すると，
従来のこの種のシリンダは，二段ストローク量を確保す
るために，大径シリンダの第一ピストンを長く作製する
必要があり，その都度ストロークに合わせて作らねばな
らない。このため，部品点数が多くなり標準化が難し
く，コストアップになっていたのに対し，本発明では，
大シリンダを標準ユニットとして製作することになるか
ら，組立て工数の削減を図ることができ，構造がシンプ
ルで小型でかつ安価に製作することができ，しかも，圧
縮エア消費量の削減により作業環境の改善及びメンテナ
ンス作業の容易化にも寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加圧シリンダの実施例を示す断面図で
ある。

【図２】本発明にかかる大シリンダ部分のクラッチ機構
の実施例を示すクランプ時の部分拡大断面図である。

【図３】本発明にかかる大シリンダ部分のクラッチ機構
の実施例を示す開放時の部分拡大断面図である。

【図４】従来の二段ストローク式加圧シリンダの実施例
を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 小シリンダ ２ 大シリンダ ３ 小ピストン ４ 大ピストン ５ ピストンロッド ６ クラッチ ７ 球または鋼球 ８ クラッチリリーサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 小径ピストンシリンダと大径ピストンシ
   リンダとが連結され，前記二つのシリンダ内にはそれぞ
   れ大小ピストンが配置され，前記大小ピストンは前記シ
   リンダと同心上に配置されたピストンロッドにそれぞれ
   連結された複合シリンダであって，前記大ピストンは加
   圧時にのみ前記ピストンロッドと一体的に連結され，そ
   れ以外は大ピストンが前記ピストンロッドから解除さ
   れ，それによって，当該加圧シリンダの推力を必要に応
   じて可変させるようにしたことを条件とする加圧シリン
   ダ。
2. 【請求項２】 請求項１の加圧シリンダにおいて，前記
   大ピストンには一方向の加圧力にのみ前記ピストンロッ
   ドに対し着脱作動するワンウエイクラッチが装着され，
   それによって，前記可変推力の切替えが行われるように
   したことを条件とする加圧シリンダ。