JPS61244901A

JPS61244901A - リモ−ト操作形ピストン装置

Info

Publication number: JPS61244901A
Application number: JP8462685A
Authority: JP
Inventors: Akio Mito; 水戸　昭夫; Saburo Yajima; 矢島　三郎; Kiyoshi Hayashi; 林　喜與志; Kazuyuki Kihara; 木原　和之; Takeshi Ando; 毅安藤
Original assignee: Tokyo Keiki Co Ltd
Current assignee: Tokyo Keiki Inc
Priority date: 1985-04-22
Filing date: 1985-04-22
Publication date: 1986-10-31
Also published as: JPS6361521B2

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、リモート操作形ピストン装置、特に手動あ
るいは比例ソレノイドやステッピングモータ等の電磁ア
クチュエータにより位置制御されるリモート操作形の油
圧ピストン装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のリモート操作形ピストン装置としては。

例えば第１０図に示すようなものがある。

この装置は、シリンダ本体１の摺動孔１ａ内を摺動する
ピストン２のピストンロッド２ａと反対側にノズル３を
突設してスプリング室１ｂ内に突出させ、このノズル３
に対向してフラッパ４を比例ソレノイド５の出力ロット
５ａの先端に固着して配設し、スプリング６によって負
荷を与える。

そして、圧油を圧油供給ロアからシリンダ本体１のピス
トン２の小面積側の油室Ａに供給すると共にオリフィス
８を介して大面積側の油室Ｂに供給し、さらにその圧油
をノズル３からスプリング室１ｂ内に噴出させ、フラッ
パ４との間隙を通してタンク９へ戻すようになっている
。

なお、１０は調整部ハウジングで、ロックナツト１２を
有する調整ねじ１１を後端面に螺着し。

その調整ねじ１１と比例ソレノイド５の出力ロット５ａ
の後方突出部５ｂとの間に、定常状態でノズル３からの
噴出力に対抗するバイアススプリング１３を係着してい
る。

したがって、比例ソレノイド５の出力に比例してフラッ
パ４を左方へ動かすと、ノズル３との間隙がせばまるた
め油室Ｂ内の油圧が高まってピストン２が左方へ移動す
る。すなわち、ピストン２はノズル３とフラッパ４との
間に所定の間隙を形成するように、フラッパ４に自動的
に追従して位置決めされる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来のリモート操作形ピスト
ン装置では、比例ソレノイド５の出力ロット５ａのスト
ロークによってピストン２のストロークが決ってしまう
ため、小形ソレノイドを使用した場合、ストロークが３
〜５■にすぎなかった。

そのため、大きいストロークを必要とする場合には、余
り精度を必要とせず低速作動でもよい場合であっても、
例えば第１１図に示すように、ピストンロッド２ａに一
体的にラック棒１４を固設して、そのラックに噛み合う
ピニオンギア１５の回転をポテンショメータ等の位置検
出器１６によって検出し、その検出値をサーボアンプ１
７に入力して指令値と比較し、その差に応じてサーボ弁
１８を制御してピストン２の両側の油室の油圧を制御す
るというクローズトループ制御を行なわざるを得なかっ
た。

そのため、システム的に高価になるばかりか、サーボ弁
等は油による汚染の影響を受けやすいという問題点があ
った。

この発明は、これらの問題点を解決して、第１０図に示
したようなノズル・フラッパ機構によって、手動あるい
は電動による小さな入力変位でピストンを大きな変位ス
トロークでリモート操作できるようにすることを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため、この発明によるリモート操作形ピストン装置
は、第１０図に示したような装置！（但し、フラッパの
位置を設定する入力手段は比例ソレノイドに限らない）
におけるノズルをピストンから切り離して可動ノズルと
し、ピストンとの間にピストンの変位を機械的に縮小す
るピストン変位縮小機構を設け、この機構によって可動
ノズルが変位されるようにしたものである。

〔作　用〕

このように構成することにより、入力手段によってフラ
ッパを可動ノズルに接近させる方向に変位させると、両
者の間隙が小さくなるためノズル背圧が高まり、それが
シリンダのピストンの大面積側の油室に伝達されてピス
トンを移動させ、それによって可動ノズルが上記間隙を
広げる方向に変位するが、その変位量はピストン変位縮
小機構によって機械的に縮小されるため、ピストンの変
位量より小さくなる。

したがって、可動ノズルがフラッパの入力変位に対応す
るだけ変位してバランスするには、それより大きなピス
トンの変位を必要とし、その結果ピストンの大きな変位
ストロークが得られる。

〔実　施　例〕

以下、この発明の各種実施例を図面の第１図乃至第９図
に基づいて説明するが、これらの図中。

第１０図と同様な部分には同一符号を付してあり、それ
らの説明は省略する。

里１末鳳Ｍ第１図はこの発明の第１実施例を示す、このリモート操
作形ピストン装置は、シリンダ本体２１に形成した摺動
孔２１ａにピストン２２を摺動自在に収納し、図で左端
面にピストンロッド（出力ロッド）２２ａを一体に固設
してシリンダ本体２１から外部に突出させ、負荷Ｗを駆
動する。

ピストン２２の図で右端面にはピストンロッド２２ａよ
り小径のカムロッド２５を一体的に突設して、シリンダ
本体２１に形成したロンド室２１Ｃ内に突出させ、その
先端部下面にピストン２２の摺動方向（矢示方向）に対
して緩やかに傾斜した傾斜面（カム面）を形成している
。

なお、ピストン２２の図で左側の端面と右側の端面の有
効作用面積はｌ：２になっており、シリンダ本体２１の
摺動孔２１ａとピストン２２によって形成される左側の
油室を小面積側の油室Ａ、右側の油室を大面積側の油室
Ｂと称する。

一方、可動ノズル２３をピストン２２の摺動方向に対し
て直角な方向に摺動自在にシリンダ本体２１に挿着し、
ノズル部２３ａを形成した先端側をスプリング室２１ｂ
内に突出させ、後端にブラケット２３ｂを設けてそこに
ローラ２６を軸支し。

そのローラ２６をカムロッド２５の傾斜面２Ｓａに転接
させている。この可動ノズル２３はシリンダ本体２１の
フランジ部２１ｄとの間に係着したスプリング２７によ
って常に図で上方に付勢されている。

なお、カムロッド２５とローラ２６とによって、ピスト
ンの変位を機械的に縮小するピストン変位縮小機構を構
成している。

可動ノズル２３のノズル部２３．に対向して、第１０図
の従来例と同様なフラッパ２４が比例ソレノイド５の出
力ロット５ａに固着されて配設され、フランジ部２１ｄ
との間に係着したスプリング２８によって負荷を与えら
れており、比例ソレノイド５の出力に比例して変位する
。

そして、圧油源２０から供給される圧油をシリンダ本体
２１の圧供給ロアから油路２９．を通して油室Ａに供給
すると共に、油路２９ｂを通して流量制御部であるオリ
フィス８を介し油室Ｂへも供給する。さらに、この油室
Ｂの圧油を油路２９Ｃを通して可動ノズル２３に供給し
て、その内部油路を通してノズル部２３ａから噴出させ
、フラッパ２４との間隙を通してスプリング室２１ｂ内
へ流出させる。そして、排出用油路２９ｄを通してタン
ク９へ戻す。

また、ロンド室２１ｃ内に流入した圧油も、油路２９８
及び排出用油路２９ｄを通してタンクＳへ戻す。

次に、このように構成した第１実施例の作用について説
明する。

図示のバランス状態から、入力手段である比例ソレノイ
ド５を駆動してフラッパ２４を上方に移動させると、ノ
ズル部２３．との間隙がせばまる。

それによって、可動ノズル２３の背圧が高くなり、それ
が油室Ｂに伝わり、ピストン２２を左方に押圧する力が
増加するため、ピストン２２が左方へ移動する。

このピストン２２の左行に同動してカムロッド２５も左
行するため、その傾斜面に転接するローラ２６が傾斜面
の移動に追従して可動ノズル２３を伴って上昇する。可
動ノズル２３が上昇するとフラッパ２４との間隙が広が
り、所定の間隙（ギャップ）を形成して新らたな位置決
め状態を作ってバランスする。

この場合、カムロッド２５の傾斜面の勾配がｌ／２０で
あれば、比例ソレノイドＳの出力ロット５ａのストロー
クが５閣であっても、ピストン２２（７）Ｘ）０−’７
ｇ！５　Ｘ２０＝　１００ｔｍトｆｔル。

可動ノズル２３はピストン変位縮小機構を介してピスト
ン２２によって駆動されるため、スプリング２７は強い
ものでよく、したがって油の汚染によるロック現象は発
生しない、また、比例ソレノイド５にはスプリング２８
によって負荷されたフラッパ２４が装着されているだけ
であり、この部分は油圧によるロックとは無縁である。

したがって、作動油にごみの粒子が混入していてもその
影響が少ない。仮にノズル部２３．とフラッパ２４との
間にごみが蓄積されると、背圧が高まるためピストン２
２が移動し、可動ノズル２３をフラッパ２４から離して
ごみを流し去る。

星λ大施且第２図はこの発明の第２実施例を示す。この実施例は、
第１実施例においてピストン２２に突設したカムロッド
２５の短縮を計るか、又はその傾斜面の勾配を一層緩や
かにしてピストン変位の縮小率を大きくするためのもの
で、第２図では後者の場合を示している。

すなわち、ピストン２２の右端面に突設したカムロッド
３５には、傾斜面３５．を、その移動ストローク中に油
室Ｂ内に臨んでしまう程ピストン２２に近い位置まで形
成しである。したがって、ロッド室２１ｅは油室Ｂと連
通している。

そのため、ロンド室２１ｃ内の油圧が可動ノズル３３の
後端ロッド部３′５ｃにその断面積に応じて作用し、押
下げ力が発生する。

この押下げ力を打消すため、可動ノズル３３に小径部３
３ｄを設け、上記ロッド部３３ｃの断面積と同じ作用面
積で可動ノズル３３に油圧が作用する油室ａを形成し、
そこに油路２９ｆを通してロッド室２１ｃの圧油を導び
き、油路２９ｇによって油室Ｂとも連通させている。

なお、この可動ノズル３３の後部に形成した油室すは、
油路２９ｈを通して排出用油路２Ｓｄ八連通させている
。

その他の構成及び作用は第１実施例と同様であるから、
その説明を省略する。

夏主失１■ 第３図はこの発明の第３実施例を示すにの実施例は、第
２実施例における入力手段である比例ソレノイドに代え
て１手動入力手段を設けたものである。

すなわち、固定部材であるシリンダ本体２１の可動ノズ
ル３３の移動方向の端部に形成した雌ネジ部２１．に手
動調整ネジ４０を螺合させ、シリンダ本体２１の摺動面
との間に０リング４１を介装して油密を保っている。

そして、この手動調整ネジ４０を賞通してプッシュロッ
ド４２を摺動可能に設け、その大径部４２ａの先端にフ
ラッパ２４を固着している。

また、手動調整ネジ４０に形成した中空部に、スプリン
グ２Ｂより強いスプリング４３を係着して、ワッシャ４
４を介してプッシュロッド４２を内方へ押圧している。

４５はロックナツトである。

したがって１手動調整ネジ４０を回転することによって
それが軸線方向に移動し、スプリング４３を介してプッ
シュロッド４２も移動するので、フラッパ２４の位置を
手動で設定することができる。また、プッシュロッド４
２の押し込みあるいは引き出しによって、ピストン２２
の速やかな駆動を行なうことができる。

その他の構成及び作用は第２実施例と同様であるので、
その説明を省略する。

策土太凰■ 第４図はこの発明の第４実施例を示す。この実施例は、
第１実施例における入力手段である比例ソレノイド５に
代えて、ステッピングモータによる入力手段を設けてデ
ィジタル入力を可能にしたものである。

すなわち、ステッピングモータ５０と、その回転を直線
変位に変換する例えばラック・ピニオン機構のような回
転量−直線電変換機構５１を設け、ステッピングモータ
５０のステップ回転によって。

回転量−直線電変換機構５１を介してフラッパ２４を直
線変位させる。

その他の構成及び作用は第１実施例と同様であるので、
その説明を省略する。

１１失庫■ 第５図はこの発明の第５実施例を示す、この実施例は負
荷変動等による位置決め変動を少なくして精度を向上さ
せたものである。

すなわち、可動ノズル２３とフラッパ２４との間隙を常
に一定にするため、圧油の供給流量を一定にする必要が
あり、流量制御部としてオリフィス８に代えて、圧油供
給ロアと油室Ｂとの間の油路２９ｂに一定流量制御井８
０を介挿し、油室Ｂと可動ノズル２３との間の油路２９
Ｃに減圧弁８１を介挿して設けている。

減圧弁８１の効果としては、高精度となるほかに可動ノ
ズル２３に高圧を作用させず、スティック現象を皆無に
することである。

なお、減圧弁８１のスプリング室を油路２９＋によって
ノズル・フラッパ機構のスプリング室２１ｂに連通させ
ている。

第６図は、これまで説明した各実施例におけるピストン
２２とカムロッド２５又は３５との接合構造の他の例を
示す。

すなわち、ピストン２２の端面に埋設たスラストベアリ
ング５５を介して、カムロッド２５又は３５をピストン
２２に対して軸線方向には一体化すると共に相対回転可
能に結合している。

したがて、ピストンロッド２２ａを回転させた方が負荷
との接合が容易な場合に使用すると便利である。

ＩＪＪＬ匠第７図はこの発明の第６実施例を示す、この実施例では
、ピストンと同動するカムロッド（この例ではカム板）
をシリンダ本体の外部に設けている。

すなわち、シリンダ本体６０内を摺動するピストン２２
のピストンロッド２２ａの先端に直角に固設した連結部
材６３を介して、カム板６５をピストンロッド２２．と
平行に取付け、その下面に傾斜面６５．を形成している
。

シリンダ本体６０にはその軸線方向に対して直交する方
向に制御部本体６１が連結部材６２によって連結されて
おり、カム板６５がその連結空間に挿入されている。

シリンダ本体６０の下面に固設したブラケット６日に軸
支したローラ６７がカム板６５の上面に転接し、制御部
本体６１に挿着された可動ノズル２３の後端に軸支され
たローラ２６がカム板６５の傾斜面６５ａに転接してい
る。

その他の構成及び作用は第１実施例と略同様であるので
、その説明を省略する。

星り叉庭班第８図はこの発明の第７実施例を示す。

この実施例では、第６実施例におけるカム板６５に代え
てラック捧７５を連結部材６３を介してピストンロッド
２２ａに平行に取付け、そのラックに噛み合うビニオン
ギア７６の回転によって。

連結軸７７を介して制御部本体７１の後端部に軸支され
たカム板７８を回転させるようにしている。

そして、このカム板７８のカム面に可動ノズル２３の後
端に軸支されたローラ２６を転接させ、これらによって
ピストン変位縮小機構を構成しており、ピストン２２の
変位により可動ノズル２３を縮小変位させるようになっ
ている。

エエ叉履Ｍ第Ｓ図はこの発明の第８実施例を示す。

この実施例では、第７実施例におけるラック捧７５をラ
ックを手前側に向けて取付け、そのラックに噛み合うピ
ニオンギア７６に雄ネジ部材７７を同心一体に固設し、
これを制御部本体９１の後端部に形成した雌ネジ部９１
ａに螺合させ、この雄ネジ部材７７の先端を可動ノズル
２３の後端に設けた当接部材２３ｃに当接させ、これら
によってピストン変位縮小機構を構成している。

したがって、ピストン２２が移動するとラック捧７５も
それに同動し、それによってピニオンギア７６が雄ネジ
部材７７と共に回転するため、その雄ネジ部材７７が制
御部本体Ｓ１の雌ネジ部９１、内を進退し、可動ノズル
２３を縮小変位させる。

一１辺１！すＬ１五上述した比例ソレノイドを入力手段とする各実施例にお
いて、その比例ソレノイドに位置検出器を設けて、クロ
ーズトループ制御を行なうようにすれば、さらに高精度
のピストン位置制御が可能である。その場合も、第１１
図に示した従来例のようにピストンによって駆動される
機械装置に位置検出器を設けなくてよいので、構造的に
簡単になる。

また、上述の各実施例では、ピストンの両側の油圧が作
用する小面積と大面積の比をｌ：２にしたが、これは外
部負荷の状態により適宜変更でき、例えば負荷からピス
トンに常に押込み力が作用する場合には、小面積部がな
い所謂ラムシリンダ形のピストンを用いるようにしても
よい。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、この発明によるリモート操作
形ピストン装置を用いれば１手動でも電動でも、小さな
入力変位によってピストンを大きな変位ストロークでリ
モート操作することができる。その変位ストロークの比
は、ピストン変位縮小機構の縮小比、例えばカムロッド
の傾斜面の勾配）を選択することによって任意に設定す
ることができる。

しかも、油の汚染に対して強く、高価な部品を必要とし
ないので安価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図はそれぞれこの発明の第１実施例〜第
５実施例の構造を示す概略断面図である。第６図は同じくそのピストンとカムロッドとの接合構造
の他の例を示す要部を断面にした部分的正面図である。第７図乃至第Ｓ図はそれぞれこの発明の第６実施例〜第
８実施例の構造を示す概略断面図である。第１０図及び第１１図はそれぞれ従来のリモート操作形
ピストン装置の異なる例を示す概略断面図及びシステム
構成図である。５・・・比例ソレノイド　　　　７・・・圧油供給口８
・・・オリフィス（流量制御部）２１．６０・・・シリンダ本体２２・・・ピストン　　　　２２ａ・・・ピストンロッ
ド２３．３’３・・・可動ノズル　　２４・・・フラッ
パ２５．３５・・・カムロッド２５、．３Ｓａ・・・傾斜面　　２６．６７・・・ロー
ラ２７．２Ｂ・・・スプリング　　４０・・・手動調整
ネジ４２・・・プッシュロッド５０・・・ステッピングモータ５１・・・回転量−直線量変換機構６１．７１．９１・・・制御部本体　　６５・・・カム
板７５・・・ラック捧　　　　　　７６・・・ピニオン
ギア７７・・・雄ネジ部材　　　　　７８・・・カム板
８０・・・一定流量制御弁　　　８１・・・減圧弁Ｗ・
・・負荷第７１１第８図第９図第１０図第１１図手続補正書（０劃昭和６１年３月２７日特許庁長官　宇　賀　道　部　殿１、事件の表示特願昭６０−８４６２６号２、Ｊ！明の名称リモート操作形ピストン装置３、補正をする者事件との関係　　特許出願人東京都大田区南蒲田２丁目１６番４６号（３３８）　　
株式会社　東　京　計　器４、代　理　人　　　　（電
話９８６−２３８０）東京都豊島区ヌ池袋１丁目２０番
地５（１）明細書の発明の詳細な説明の欄〜６、補正の内容（１）明細書第１０頁第３行の「圧供給口」を「圧油供
給口」と訂正する。（２）同書第２０頁第１７行の「縮小比１例えば」を「
縮小比、（例えば」と訂正する。（３）図面の「第４図」を別紙訂正図面のとおり訂正す
る。以上

Claims

【特許請求の範囲】１　シリンダ内を摺動するピストンと、該ピストンの変
位を機械的に縮小するピストン変位縮小機構と、該ピス
トン変位縮小機構によつて変位される可動ノズルと、該
可動ノズルに対向するフラツパと、該フラツパの位置を
設定する入力手段とを設け、圧油供給口より流量制御部
を介して前記シリンダのピストンの大面積側の油室に圧
油を供給すると共に、該油室の圧油を前記可動ノズルか
ら噴出させ、前記フラツパとの間隙を通してタンクへ戻
すようにしたことを特徴とするリモート操作形ピストン
装置。２　ピストン変位縮小機構が、前記ピストンに一体的に
固設されて該ピストンの摺動方向に対して緩やかに傾斜
した傾斜面を有するロッドと、該ロッドの傾斜面に転接
するローラとからなり、該ローラが前記可動ノズルに軸
支されている特許請求の範囲第１項記載のリモート操作
形ピストン装置。３　ピストン変位縮小機構が、前記ピストンに一体的に
固設されて該ピストンの摺動方向に沿うラックを形成し
たラック棒と、該ラック棒のラックに噛み合うピニオン
ギアと、該ピニオンギアと一体に回転するカム板と、該
カム板のカム面に転接するローラとからなり、該ローラ
が前記可動ノズルに軸支されている特許請求の範囲第１
項記載のリモート操作形ピストン装置。４　ピストン変位縮小機構が、前記ピストンに一体的に
固設されて該ピストンの摺動方向に沿うラックを形成し
たラック棒と、該ラック棒のラックに噛み合うピニオン
ギアと、該ピニオンギアと一体に回転し固定部材に形成
された雌ネジ部に螺合する雄ネジ部材とからなり、該雄
ネジ部材が前記可動ノズルの後端に当接している特許請
求の範囲第１項記載のリモート操作形ピストン装置。５　入力手段が比例ソレノイドである特許請求の範囲第
１項乃至第４項のいずれかに記載のリモート操作形ピス
トン装置。６　入力手段が、固定部材に形成された雌ネジ部に螺合
する手動調整ネジと、該手動調整ネジを摺動自在に貫通
するプッシュロッドとからなる特許請求の範囲第１項乃
至第４項のいずれかに記載のリモート操作形ピストン装
置。７　入力手段が、ステッピングモータと、その回転を直
線変位に変換する回転量−直線量変換機構とからなる特
許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載のリモ
ート操作形ピストン装置。８　流量制御部がオリフィスである特許請求の範囲第１
項乃至第７項のいずれかに記載のリモート操作形ピスト
ン装置。９　流量制御部が、一定流量制御弁と減圧弁とによつて
構成されている特許請求の範囲第１項乃至第７項のいず
れかに記載のリモート操作形ピストン装置。