JPS60245811A - 三段式シリンダ装置 - 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 この発明は、鋳造加工機械、製鉄関連機械、ｉ！！！搬
機械、その他の多くの分野にお−いて利用されるべき三
段式シリンダ装置に係る。

従来の技術 鋳造加工機械、製鉄関連機械、迂搬機械等においてはそ
の重要な要素としてシリング装置が用いられいるが、圧
油の供給によって単に一定のストロークだけ一定の圧力
で作動する通常のシリンダだけでは不利不便があり、多
段シリング装置の採用が要望されている。例えば、低圧
鋳造機においてはヒ下の金型を押圧しておきなから鋳込
み金属を流し込んで凝固させた後に金型を分離し、に下
の金型を離隔させながらその金型に細首した鋳物を剥離
させるという作業工程か必要となるか、この押圧Φ分離
・離隔・剥離の工程で分離段階ではストロークは極短い
もので足りるが大きな力が必要となり、離隔段階ではス
トロークは比較的長くしなければならないのに対し小さ
な力で足り、剥離段階ではまたストロークは極短いもの
で足りるが大きな力が必要となる。このような作業工程
に通常のシリンダを使用すると、その圧力を分離又は剥
離の段階の所要の最大圧力を基準にしなければならなく
なり５機械が大型化するだけでなく、作業効でａ悪くな
るという欠点があるため多段シリング装置か要望される
のである。ところで、関連した従来技術として昭和５１
年特許願第１３７２０８号（特公昭５６−４８７２３　
、発明の名称；多段シリング装置）がある。該発明は主
に油圧クレーン伸縮用シリンダとして開発されたもので
あり二段シリンタ装置としての機能を有しているが、ピ
ストンやロッドの内部に複雑な流路を構成し、多数のチ
ェック弁を内装しなければならないことから製作−１−
の困難性があり、また作業用口・ンドにポートを設けて
いるため被作動体への取りつけに難点があると共に圧油
漏れの原因になり易いという欠点を有している。

発明が解決しようとする問題点 この発明は、通常の一段シリンダ装置では実現できなか
った機械の小型化及び作業効率の向）二が図れることは
もとより、比較的簡弔な構成によって上記の従来発明の
欠点を解消した三段式シリンダ装置を提供することを特
徴とする特に、低圧鋳造機に最適の作業用シリンダ装置
を提供するものである。

問題点を解決するための手段 この発明は、小径ピストン及び作業用ロンドからなる第
１作動体と、前記小径ピストンが内部を摺動する小径シ
リンダ及び小径シリンダの端部に連結され、小径シリン
ダ内へ連通した穴か形成された中７３＜ピストンからな
り、１つ中径ピストンが後記中径シリンダに嵌装された
ときの中（γシリンダの短縮側シリンダ室側と小径シリ
ンダの短縮側シリンダ室とを連通する流路を小径シリン
ダのチューブ肉厚内に形成したものである第２作動体と
、前記中経ピストンが内部を摺動する中径シリンダ及び
中径シリンダの端部に連結した大径ピストンからなり、
Ｉ」つ大径ピストンか後記大径シリンダに嵌装されたと
きに中径シリンダの大径シリンダから露程している部分
に第１ボート及び第２ポートを設け、第１ボー１から中
径シリンダの内周と小径シリンダの外周との間ｔこ一定
１メ間設けられている間隙を通して中経シリンダの１（
１縮側シリンダ室へ連吐する流路及び第２ポートから中
径シリンダのヂコーブ肉厚内を通して中径シリンダの伸
長側シリンダ室へ連通ずる流路を形成したものである第
３作動体と、前記大径ピストンが内部を摺動し、外部の
第３ボート及び第４ポートから各々短縮側シリンダ室及
び伸長側シリング室へ連通ずる流路を形成した大径シリ
ンダとからなる三段式シリンダ装置に係る。

実施例 以丁、この発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。この実施例はその断面図が第１図に示されるもので
あり、機械的構成要素に大別すると図の切断面に引かれ
たＷ行斜線で区別されるように、第１作動体１．第２作
動体２゜第３作動体３、及び大径シリンダ４に分かれ、
それらの有機的組合せからなる。第１作動体１は、小径
ピストン５及Ｕこれに連結された作業用ロット６からな
るものであり、これらは一般に用いられているピストン
・ロン［・と変るところはない。そして、小径ピストン
５にはそれかシリンダに嵌装された際にシリンダ室を区
画シールのために必要とされるパンキ／・７が装着され
ている。第２作動体は、これを大別すると小径シリンダ
８と中径ピストン９からなる。この小径シリング８は前
記の小径ピストン５がその内部に嵌装されイフ動するよ
うに内径を有しているものであり、また中経ピストン９
は小径シリング８の端部に連結され、小径シリング８内
・＼連通した穴１０か形成されている。そして、小径シ
リング８のチューブ肉厚内には中径ピストン９が後記の
中経シリング１１に嵌装された際の中ｉ；Ｙシリンタ１
１の短縮側シリンダ室側１１ａど小（イシリンタ８の短
縮側シリンダ室８ａとを連通ずる流路１２が形成されて
おり、中径ピストン９にはそれがシリングに嵌装された
際にシリンダ室を区画シールするために必要とされるパ
ンキン１３が装着されている。第３作動体は、これを大
別すると中径シリング１１と大（γピストン１４かもな
る。この中径シリンダ１１は前記中ｔγピヌトン９が内
部に嵌装され摺動中るように内径を有しているものであ
り、また大径ビスＩ・ン１４は中径シリンダ１１の端部
に連結される。そして、大径ピストン１４が後記の大（
￥シリング４に嵌装された際に中径シリンダ１１の大径
シリング４から露程している部分１５に第１ポート１６
及び第２ボート１７７が設けられており、第１ポート１
６からは中径シリンダ１１の内周と小径シリング８の外
周との間に軸方向に　定区間構成されている間隙Ｉ８を
通じて中径シリンダ１１の短縮側シリンダ室１１ａへＩ
ＩＣ通ずる流路１９か形成されており、また第２ボーＩ
・１７からは中径シリング１１のチューブ肉厚内を通し
て中径シリング１１の伸長側シリング室１１ｂへ連通ず
る流路２０が形成されている。尚、大径ピストン］４に
はそれがシリングに嵌装された場合にシリンダ室を区画
シールするために必要とされるパン”Ｆ−７２１が装着
されている。大径シリング４は大径ピストン１４が内部
を摺動するように内径を有しているものであり、外部に
第３ボート２２及び第４ポート２３が設けられており、
第３ボート２２からは短縮側シリング室４ａへ連通ずる
流路２４が、第４ポート２３からは伸長側シリング室４
ｂへ連通ずる流路２５か形成されている。

このように、この三段式シリング装置は第１作動体、第
２作動体、第３作動体、及び大径シリングをハ「１に係
合させつつ連結させた構成により、各ポー・ト１６．１
７．２２．２３からの給油を制御することによってその
作業用ロフト６の１′１動状ＩＬ；か１：、段にすＪり
換わるようにしたものである。次に、この圧設式シリン
ダ装置の各段階における作動状態な、簡略化した装置の
断面図と油圧回路により示した第２図から第５図を用い
て説明する。油圧回路は各図に示すように第１ポート１
６と第２ポート１７、及び第３ボート２２と第４ポート
２３をそれぞれ一組として各組に対して４ポ一ト３位置
切換弁３０゜３１を接続し、一方の管を油圧ポンプ３３
を介して夕〕／り３４内へ、他方の管をドレンとしてタ
ンク３４内へそれぞれ配管したものである。

最初に第１図に示されるように各作動体が最もユυ縮さ
れた状態にあり、この状態で切換弁３０．３１を第２図
に示すように油タンク３４から油圧ポンプ３３により第
２ボート１７から圧油を供給し、第１ポート１６をドレ
ン状態とし、目、つ第３ボート２２及び第４ポート２３
３に対する弁を閉鎖状態とすると、第２ボート１７から
供給された圧油は流路２０を通して中径シリング１１内
の中径ピストン９により区切られた伸長側シリング室１
　ｌ　ｂに高圧力を生じしめて中１子ピストン９を伸長
方向へ押圧し、駆動させる。この場合において、第２作
動体２として中径ピストン９と・体で構成されている小
径シリング８か伸長方向へ駆動することはもとより、小
径シリング８内に嵌装された小径ピストン５及び作業用
ロア　＋”　６からなる第１作動体１も小径ピストン５
が小径シリング８内で中径ピストン９の小径シリング８
側に当接しているため第２作動体２と共に伸長方向へ駆
動することになる。こうして、中径ピストン９が中径シ
リング１１内を伸長方向へ最大限動いて中径シリンダ１
１の壁部３５と当接すると中径ピストン９は中径シリン
グ１１内で停＋Ｊ＝し、第３図に示されるように第２ポ
ート１７から供給される圧油は流路２０．中径シリンダ
１１の伸長側シリンダ室１１ｂ、更に中径ピストン９に
形成された穴１０を通して小径シリンダ８内の伸長側シ
リンダ室８ｂに高圧を生じしめて小径ピストン５を小径
シリフタ８内で伸長方向へ押圧し駆動させることになる
。この第１図及び第２図に示される段階において中径シ
リンダ１１内の短縮側シリング室１１ａ中の油は中径ピ
ストン９の□　動きに対応して中径シリンダ１１の内周
と小径シリンダ８の外周との間に軸方向に一定区間構成
されている間隙１８から流路１９、第１ポー１−１６、
更にドレン回路を通じて油タンク３４へ流出し、また小
径シリンダ８内の短縮側シリツタ室８ａ中の油は小径ピ
ストン５の動きに対応して小径シリンダ８のチューブ肉
厚内に形成された流路１２から前記の間隙１８．流路１
９、第１ポート１６、更にトレン回路を通じて油タンク
３４へ流出する。尚、この過程において、大径ピストン
１４と大径シリング４との関係は第３ボート２２及び第
４ポート２３は弁によって閉鎖状態にあるため、大径ピ
ストン１４が駆動することはない。このようにして小径
シリンダ８内を小径ピストン５が最大限伸長方向へ移動
した段階で切換弁３０．３１を第４図に示されるように
切換えると、第１ボー１−１６及び第２ポート１７は閉
鎖状態となり、一方第３ポート２２はドレン状態に第４
ポート２３は給油状態になる。従って、油タンク３４か
ら油圧ポンプ３３によって第４ポート２３から流路２５
を通じて大径シリフタ４内の伸長側シリンダ室４ｂへ圧
油が供給されることになり、一方大径シリング４内の短
縮側シリング室４ａの油は流路２４から第３ボート２２
、更にトレン回路を通して油タンク３４へ流出すること
になるため大径シリフタ４内の伸長側シリンダ室４ｂ側
に高圧力を生ぜしめて大径ピストン１４を伸長側へ押圧
し駆動させる。この段階で中径シリンダ１１と大径ピス
トン１４からなる第３作動体３に対して小径シリンダ８
と中径ピストン９からなる第２作動体２及び小径ピスト
ン５と作業用ロッド６からなる第１作動体ｌの相対的関
係は、切換弁３０か第１ポート１６及び第２ポート１７
を閉鎖しているため第１作動体ｌが第２作動体２に対し
て最も伸長した固定状態であり、且つ第２作動体２が第
３作動体３に対して最も伸長した固定状態でそのまま第
３作動体３が伸長側へ駆動することになる。このように
して、大径シリンダ４内を大径ピストン１４が伸長側へ
最大限移動すると作業用ロッド６が最も突き出した状態
となる。この作業用ロット６が最も突き出した状態から
短縮段階に移行させるには切換弁３０．３１が第５図に
示されるように切換えられることによって行なわれる。

即ち、第１ボー）１６及び第３ポート２２へ油タンク３
４から油圧ポンプ３３により圧油を供給し、第２ポート
１７及び第４ポート２３をトレン回路に接続するように
すると、第１ポート１６から供給された圧油は流路１９
から間隙１８を通して中径シリンダ１１の短縮側シリン
グ室１１ａへ流入するとともに１間隙１８から小径シリ
ング８のチューブ肉厚内に形成されている流路１２を通
じて小径シリンダ８内の短縮側シリンダ室８ａに流入し
、一方中径シリンタ１１の伸長側シリンダ室ｔｉｂ内の
油は流路２０、第２ポート１７７からドレン回路を通じ
て油タンク３４へ流出するとともに小径シリフタ８内の
伸長側シリンダ室８ｂ内の油も中径ピストン９に形成さ
れている穴１０を通して伸長側シリンダ室１１ｂ内へ流
入し、同様の回路を通じて油タンク３４へ流出するため
、中径ピストン９及び小径ピストン５を短縮方向へ押圧
することとなり、また第３ポート２２から供給された圧
油は流路２４から大径シリンダ４内の短縮側シリンダ室
４ａへ流入し、一方大径シリング４内の伸長側シリンダ
室４ｂ内の油は流路２５、第４ポート２３からドレン回
路を通して油タンク３４へ流出するため、大径シリフタ
４内で大径ピストン１４を短縮方向へ押圧することにな
る。

この過程によって小径ピストン５、中径ピストン９、及
び大径ピストン１４は各シリンタ室内において短縮方向
へ迅速に移行し、最終的に各作動体ｌ、２．３が最も短
縮された状態である第１図の状態に復元する。この場合
に作業用口、１・６が最も引き込まれた状態になること
はいうまでもない。

以Ｈに実施例に係る二段式シリンダ装置の作動状ｆｍに
ついて説明したか、この装置において小径ビスＩ・ン５
、中径ピストン９、及び大径ビスｌン１４の受圧面積を
それぞれＳｔ、３２．及びＳ３とすると、Ｓｌ　＜３２
　＜３３なる関係が成１′／ニジ、また各ピストンの最
大ストローク長をＬｌ、Ｌ２．及びＬ３とするとＬｌ　
＜Ｌ２　＜Ｌ３なる関係が成立するように設計されてい
ることから、この装置は切換弁３０．３１の切換によっ
て一定圧力の圧油の供給を行なえば■中力または強力駆
動・短ストローク、■東方高速駆動・長ストローク、■
強力駆動・短ストロークの三段階に切り換わって作業用
ロッド６が作動することになる。尚、圧油の供給の順序
を変更すれば、■強力駆動・短ストローク、■中力また
は強力駆動・短ストローク、を印東方高速駆動・長スト
ロークのｊｌ「１に作動させることも可能である。また
各シリングのスＩ・ローフ艮は必要に応して設計」−自
由に選択することかｏｒ能である。

発明の効果 この発明は、一定圧力の圧油を供給することにより作業
用ロッドの駆動段階が４段に切り換わるシリンダ装置を
提供し、従来から用いられていた一段シリンタ装置が作
業川口、ンドを必要量ヒの強力な力で長いストローク区
間を低速で駆動させなければならないのに対して、その
区間について作業用ロンドを高速で駆動できるようにし
て作業効率の向−にを図るとともに、装置自体の小型化
を特徴とする特に前記の低圧鋳造記の作業性の効率を飛
躍的に向上させるのに最適の装置を提供するものである
。また、この発明は　シリングやピストンの内部にチェ
ックゴｆ等の機構を設けたり複雑な流路を形成する必要
がないため故障が少なく、更に先行技術の多段シリンダ
装置においてみられた作業用ロットに給油ポートを設け
ていることに伴なう油漏れを生じ易いという欠点もない
。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例装置の断面図、第２図から第５図は同装
置の作動状態を示す簡略断面図及び油月」ワ１路図であ
る。各１Δ中において、数字は　１・・・第１作動体、
２・・・ｆｉＳ２作動体、３・・・第３作動体、４・・
・大径シリング、４ａ・・・大径シリングの１０縮側シ
リンタ室、４ｂ・・・大径シリンダの伸長側シリング室
、５・・・小径シリング、６・・・作業用ロント、７・
・・パツキン、８・・・小径シリング、８ａ・・・小径
シリンダの短縮側シリング室、８ｂ・・・小径シリング
の伸長側シリンダ室、９・・・中径ビス１ン、ｌＯ・・
・穴、１１・・・中径シリンダ、１１ａ・・・中径シリ
ンダの短縮側シリンダ室、ｌｌｂ・・・中径シリンダの
伸長側シリンダ室、１２・・・流路、１３・・・パツキ
ン、１４・・・大径ピストン、１５・・・中径シリレタ
の大径シリンダから露程している部分、１６・・・第１
ポート、１７・・・第２ポート、１８・・・間隙、１９
・・・流路、２０・・・流路、２１・・・パンキン、２
２・・・第３ポート、２３・・・第４ポーｉ・、２４・
・・流路、２５・・・流路、３０．３１・・・４ポ一ト
３位置切換弁、３３・・・油用ポンプ、３４・・・油タ
ンク、３５・・・中経シリンダの壁部を示す。 代理人　弁理士　水　井　利　和

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 小径ピストン及び作業用ロッドからなる第１イ１動体と
   、前記小径ピストンが内部を摺動する小径シリンダ及び
   小径シリンダの端部に連結され、小径シリンタ内へ連通
   した穴が形成された中径ピストンからなり、目、つ中径
   ピストンが後記中径シリングに嵌装されたときの中径シ
   リングの短縮側シリンダ室側と小径シリングの短縮側シ
   リング室とを連通ずる流路を小径シリンダのチューブ肉
   厚内に形成したものである第２作動体と、前記中径ピス
   トンが内部を摺動する中径シリンダ及び中径シリンダの
   端部に連結した大径ピストンからなり、月つ大径ピスト
   ンが後記大径シリングに嵌装されたときに中径シリンダ
   の大径シリングから露程している部分に第１ポート及び
   第２ポートを設け、第１ポートから中径シリンダの内周
   と小径シリンダの外周との間に一定区間設けられている
   間隙を通して中径シリングの短縮側シリング室へ連通ず
   る流路及び第２ボーＩ・から中径シリンダのチューブ肉
   厚内を通じて中径シリンダの伸長側シリング室へ連通ず
   る流路を形成したものである第３作動体と、前記大径ピ
   ストンが内部を摺動し、外部の第３ボート及び第４ポー
   トから各々短縮側シリング室及び伸長側シリンダ室へ連
   通ずる流路を形成した大径シリングとからなる三段式シ
   リング装置。