JPH06330903A - 押圧用シリンダーにおける押圧方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】押圧用シリンダーにおいて高速動作と高圧性能
を両立して小型でありながら大きい押圧力を得ることが
でき、かつ油漏れの問題のない押圧方法を提供しようと
するものである。 【構成】シリンダーを構成するピストン（１）を第１の
流体の圧力によって押圧するとともに、前記ピストンに
関係付けられたピストンロッド（３）を第２の流体の圧
力によって押圧し、前記ピストンロッド（３）に前記第
１の流体による押圧力と第２の流体による押圧力との加
重力を与えることを特徴とする押圧方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は空気や油を用いた高圧押
圧用シリンダーにおける押圧方法に関し、シリンダーの
外径を変えることなく従来より高い押圧力を得ることの
できる押圧方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より鋳型造型機等の押圧機構におけ
る押圧方法には、一般に押圧用シリンダーによるものが
用いられている。この押圧用シリンダーは図４に示して
いるように、シリンダー４０内にピストン４１が前後動
可能に内装され、このピストン４１に実際に押圧力を伝
えるピストンロッド４２が前記シリンダー４０に対して
出没可能に関係付けられている。そしてこのシリンダー
４０内に供給口４３より押圧力の伝達媒体となる流体を
供給し、ピストン４１を図中左方向に移動させるととも
に流体を排出口４４より排出することによって動作さ
せ、物体４５を押圧するものである。この流体には通常
は空気や油が用いられ、供給口と排出口それぞれにホー
ス等の配管を接続して供給、排出されるのである。従っ
て従来の押圧シリンダーにおける押圧方法は、上述のよ
うに一つのピストンが受ける流体の圧力のみを利用する
ものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところがこのような従
来の押圧方法には、以下に説明するような種々の問題点
があった。先ず第１に流体に空気を用いた場合、ピスト
ンロッドに十分な押圧力が得られないという問題点があ
る。即ち空気を用いる場合、高い押圧力を得るために高
い供給圧を設定しても空気が圧縮されることになり、加
えた供給圧がそのままピストンロッドに伝達されないた
めに十分高い押圧力が得られないということになる。次
に流体に油を用いる場合には、油は液体であるために高
い供給圧を用いても空気のように圧縮されることはない
が、配管に高価な高圧配管を用いなければならず、コス
トが高くなるという点で第２の問題点となるのである。
さらに配管の接続口からの油漏れの可能性もあり、使用
環境への汚染も懸念されるのである。加えて油の場合に
は、空気を用いる場合に比べて動作速度が遅くなるとい
う問題点も挙げられるのである。このように従来の押圧
方法については、高速動作と高圧性能を両立できないと
いう重大な問題点を有しており、シリンダーを用いた装
置設計上の制約にもなっているのである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の問題点を
解決するためになされたものであり、押圧用シリンダー
において高速動作と高圧性能を両立し、かつ油漏れの問
題のない押圧方法を提供しようとするものである。この
ような本発明の押圧方法は、流体を用いたシリンダーに
よる押圧方法であって、前記シリンダーを構成する押圧
用ピストンを第１の流体の圧力によって押圧するととも
に、前記押圧用ピストンに関係付けられたピストンロッ
ドを第２の流体の圧力によって押圧し、前記ピストンロ
ッドに前記第１の流体による押圧力と第２の流体による
押圧力との加重力を与えることを特徴とするものであ
る。

【０００５】

【作用】本発明の押圧方法は、流体を用いたシリンダー
による押圧方法であり、先ず前記シリンダーを構成する
押圧用ピストンを第１の流体の圧力によって押圧し、前
記押圧用ピストンに関係付けられたピストンロッドを別
途の押圧手段で押圧可能に位置付けてこれを第２の流体
の圧力によって押圧するのである。この第２の流体によ
る押圧は別途の押圧用シリンダーでなしても良いし、第
１の流体による押圧機構と一体化しても良い。そして最
終的には前記ピストンロッドに、前記第１の流体による
押圧力と第２の流体による押圧力との加重力が与えるこ
とになるのである。

【０００６】

【実施例】続いて本押圧方法を実現しうる押圧用シリン
ダーの構造をもとにし、本発明の押圧方法について具体
的に説明する。図１には本発明にかかる押圧方法を実現
しうる押圧用シリンダーの一構造例をその断面説明図と
して示している。図中１はシリンダーを構成するピスト
ンであり、物体２を押圧しうるピストンロッド３がピス
トン１の前後動によって出没するように関係付けられ、
このピストンロッド３はピストンの往復運動案内部４の
外部まで延設されている。このような構造において流体
供給口５より第１の流体を供給し、流体排出口６より排
出することにより、ピストンロッド３が出没運動を行う
のである。そして本押圧方法は、図のようにピストンロ
ッド３が物体２を押圧してホールドした状態で、ピスト
ンロッド３に第２の流体によって出没運動を行う第２の
ピストンロッド７の押圧力を加重させることによって実
現できるのである。

【０００７】いま例えば上記第１の流体に空気を、第２
の流体に油を用いたとすると、物体を押圧、ホールドす
るまでの初期動作は空気圧を用いることによって高速で
行うことができ、そこに油圧による高い押圧力を加重す
ることができるので、従来は相反する要因であった高速
動作と高い押圧力とが両立できることになる。

【０００８】さらに本発明の押圧方法は、以下に示す第
２、第３の実施例の如く、一体化された押圧用シリンダ
ーを用いても実現できるのである。続く図２には、本発
明にかかる押圧方法の第２の実施例を実現しうる押圧用
シリンダーの構造が、その断面説明図として示されてい
る。図中１０、１１はシリンダーを構成する２つのピス
トンであり、１０が第１のピストン、１１が第２のピス
トンをそれぞれ示している。そして第１のピストン側の
底部を開放して中空とした第１のピストンロッド１２が
前記第１のピストン１０の前後動に伴って出没可能に関
係付けられるとともに、このピストンロッド１２の中空
部１９には両端を開放した案内筒１３をその一端部側か
ら挿入し、案内筒１３に対して第１のピストンロッド１
２が往復運動可能に関係付けられている。第１のピスト
ンの往復運動案内部１４には、第１の流体供給口１５お
よび排出口１６が設けられている。一方第１のピストン
の往復運動案内部１４の外部には、第２の流体供給口１
７を有する空洞部１８を設け、案内筒１３の他端部を空
洞部１８内まで延設することによって空洞部１８と第１
のピストンロッド１２の中空部１９とを案内筒１３を介
して連通させている。この空洞部１８の内容積は第２の
ピストンロッド２０の出没状態によって変化し、この第
２のピストンロッド２０は前記第２のピストン１１の前
後動によって出没運動を行うのである。そしてこの第２
のピストン１１は、前記空洞部１８の外部に設けられた
第２のピストンの往復運動案内部２１に内装されてい
る。この第２のピストンの往復運動案内部２１には第３
の流体供給口２２および排出口２３が設けられている。

【０００９】次にこの押圧シリンダーの動作を、第１お
よび第３の流体供給口１５、２２より空気を、第２の流
体供給口１７より油を供給する例を用いて詳細に説明す
る。先ず第１の流体供給口１５より高圧空気を供給する
ことにより、第１のピストン１０が前進し、第１のピス
トンロッド１２が前進するとともに第１の流体排出口１
６より供給量に相当する高圧空気が排出される。このと
き第１のピストンロッド１２は中空状態でかつ案内筒１
３に外装状態で位置付けられているため、前進に伴って
中空部１９の内容積は増大することになる。次にこの内
容積の増大分に見合う量の油が第２の流体供給口１７よ
り供給され、案内筒１３、空洞部１８および中空部１９
内に満たされる。この油の供給は別途の適当な圧力で送
り込んでも良いし、第１のピストンロッド１２の前進に
伴う吸引力でもって吸引させても良い。そして第１のピ
ストンロッド１２が物体２４を押しつけて加圧状態にな
ると第３の流体供給口２２より高圧空気を供給し、第２
のピストン１１に前進力が与えられる。これにより第２
のピストンロッド２０が空洞部１８に満たされた油に押
圧力を与え、この油を媒体として結果的に第３の流体供
給口２２に与えられた空気圧が第１のピストンロッド１
２に伝達されることになる。

【００１０】即ち、物体２４を押しつける第１のピスト
ンロッド１２には、最終的に第１の流体供給口１５より
供給される空気圧と第１のピストン１０の断面積を乗じ
た力と、第３の流体供給口１３より供給される空気圧と
第２のピストン１１の断面積を乗じた力との加重力が加
わることになるのである。従って小さい径のシリンダー
であっても、従来にない高い押圧力が得られることにな
る。

【００１１】ここでは第１および第３の流体供給口１
５、２２からは空気を、第２の流体供給口１７からは油
をそれぞれ供給した例として説明したが、この逆あるい
は全ての流体供給口から空気、油のいずれかを供給する
ことも勿論可能である。しかしながら空気による高速動
作と油による高圧性能、そして配管の簡便さ等の種々の
利点からは、本実施例の如き組み合わせで供給すること
が最も好適な使用例であると言える。

【００１２】続く図３には、本発明にかかる押圧方法の
第３の実施例を実現しうる押圧用シリンダーの構造が、
その断面説明図として示されている。図例のものは空洞
部１８内に第３のピストン３０および第４の流体供給口
３１を設けたものであるが、その他の部分は前記第１の
実施例と同一であるため、同符号を付し、特に重複説明
は省略する。この第３のピストン３０は空洞部１８から
中空部１９への油送出用として機能し、後述するように
油供給用の外部配管を簡略化するものである。そしてそ
の動作についての詳細が以下に説明される。

【００１３】前述の第１の実施例と同様、先ず第１の流
体供給口１５より高圧空気を供給することによって第１
のピストン１０が前進し、これに伴い第１のピストンロ
ッド１２が前進するとともに第１の流体排出口１６より
供給量に相当する高圧空気が排出される。このとき第１
のピストンロッド１２の前進と同時に空洞部１８内の第
３のピストン３０が、第４の流体供給口３１より供給さ
れる高圧空気によって図中右方向に移動し、空洞部１８
内の油が押し出されて第１のピストンロッド１２の中空
部１９内に満たされる。この中空部１９への油の送出
は、第２の実施例においては第２の流体供給口１７よ
り、別途の適当な圧力や第１のピストンロッド１２の前
進に伴う吸引力でもって供給されていたが、図例のもの
では第４の流体供給口３１からの高圧空気によって第３
のピストン３０の移動によってなされるのである。この
ような構造とすることにより、第２の流体供給口１７へ
の供給配管が不要となるのである。即ち、第３のピスト
ン３０がその行程の始端側、即ち図中最も左側に位置
し、かつ第２のピストン１１がその行程始端側、即ち図
中最も右側に位置する時の空洞部１８の内容積を、第１
のピストン１０がその行程終端、即ち第１のピストンロ
ッド１２が最も伸びた時の中空部１９の内容積と等しく
しておくことにより、本シリンダー動作時において第２
の流体供給口１７から油を供給する必要が無くなるので
ある。従って第２の流体供給口１７は油の補給口とな
り、通常は密閉しておけば良いことになり、油漏れが懸
念される外部配管を完全に無くすことができるのであ
る。そして第３のピストン３０をその始端側へ弾発しう
るスプリング３２を設けることにより、本シリンダーの
動作後から初期状態への復帰時における第３のピストン
３０の動作をスムースに行うことができるのである。

【００１４】続いて第２の実施例と同様、第１のピスト
ンロッド１２が物体２４を押しつけて加圧状態になる
と、第３の流体供給口２２より高圧空気を供給して第２
のピストン１１に前進力が与えられることになる。これ
により第２のピストンロッド２０が空洞部１８に満たさ
れた油に押圧力を与え、この油を媒体として結果的に第
３の流体供給口２２に与えられた空気圧が第１のピスト
ンロッド１２に伝達されることになるのである。本例に
おいても、流体の組み合わせは以上に説明したものが最
も好適であるが、第２の実施例と同様、４つの流体供給
口に対して空気、油をそれぞれ選択することが可能であ
ることは言うまでもない。また、これら２つの流体の供
給は同時に行っても良く、或いは第１の流体供給口１５
からの流体圧によって物体を押圧と同時にホールドし、
例えば第１のピストン１０の動きが停止したことを検知
した後に、第３の流体供給口２２からの流体圧によって
第１のピストンロッド１２に加重力を付加することもで
きる。この第１のピストン１０の停止は、例えば第１の
ピストンロッド１２の動きを物理的に検知したり、流体
の給排出口の圧力によって検知したりすることができ、
使用状態によって適宜選択すれば良い。

【００１５】

【発明の効果】以上のように本発明の押圧用シリンダー
における押圧方法は、物体を押圧するピストンロッド
に、最終的に２つのピストンが受ける流体の圧力を伝達
することになるので、極めて高い押圧力が得られるので
ある。そして例えば２つのピストンを縦列的に配置する
ことによっても実現可能であるので、従来の押圧用シリ
ンダーと同程度の容積で、ほぼ２倍のピストン径に匹敵
する高い押圧力を得ることができる。さらには、第３の
実施例で示したような構造においても実現できるので、
油圧による高い押圧力を得ながら高価で且つ維持に手間
のかかる油圧配管をなくすことができるのである。即ち
油圧による押圧機構による高い押圧力を有しながら、空
圧配管だけで配管構成を行うことができるシリンダー構
造が可能となるので、油漏れ等の懸念がなくなるのであ
る。さらに空圧と油圧との組合わせも可能となるので、
高い動作速度も維持できることになる。このように本発
明の押圧方法によれば、従来からの押圧用シリンダーが
有していた問題点が一挙に解決されるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を実現する押圧用シリンダ
ーの断面説明図

【図２】本発明の第２実施例を実現する押圧用シリンダ
ーの説明用断面図

【図３】本発明の第３実施例を実現する押圧用シリンダ
ーの説明用断面図

【図４】従来の押圧方法に用いられる押圧用シリンダー
の断面説明図

【符号の説明】

１、４１ ピストン ２、２４ 物体 ３、４２ ピストンロッド ４ ピストンの
往復運動案内部 ５ 流体供給口 ６ 流体排出口 ７、２０ 第２のピストンロッド １０ 第１のピス
トン １１ 第２のピストン １２ 第１のピ
ストンロッド １３ 案内筒 １４ 第１の往
復運動案内部 １５ 第１の流体供給口 １６ 第１の流
体排出口 １７ 第２の流体供給口 １８ 空洞部 １９ 中空部 ２１ 第２の往
復運動案内部 ２２ 第３の流体供給口 ２３ 第３の流
体排出口 ３０ 第３のピストン ３１ 第４の流
体供給口 ３２ スプリング ４０ シリンダ
ー ４３ 供給口 ４４ 排出口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流体を用いたシリンダーによる押圧方法で
   あって、 前記シリンダーを構成するピストンを第１の流体の圧力
   によって押圧するとともに、 前記ピストンに関係付けられたピストンロッドを第２の
   流体の圧力によって押圧し、 前記ピストンロッドに前記第１の流体による押圧力と第
   ２の流体による押圧力との加重力を与えることを特徴と
   する押圧用シリンダーにおける押圧方法。