JPS63111301A - 多段式複動シリンダ - 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〕 本発明は、各種機械装置に用いる流体圧シリンダに係り
、多段式に伸縮する複動シリンダに関する。

〔従来の技術〕

一従来のシリンダは１周知のようにシリンダ番＝ピスト
ンを進退自在に挿入し、シリンダの往動用流体入口から
シリンダ内に流体圧をかけることによりピストン部を前
進させてピストンロッドをシリンダから伸長せしめ、一
方、シリンダの復動用流体入口からシリンダ内に流体圧
をかけることによりピストン部を後退させてピストンロ
ッドをシリンダ内に没入せしめるものであった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記従来のシリンダでは、単一のピストンが単一のシリ
ンダ内で所定ストローク進退する構成であるため、シリ
ンダの軸長寸法よりも大きなストロークにてピストンロ
ッドを伸縮させることは不可能であった。

従って、大きなストロークによる動力を必要とする場合
は、これに応じてシリンダの全長を長くせざるを得ず、
大型化してしまう問題がある。

その結果、シリンダを装備すべき機械装置に大なる取付
スペースを必要とし、装置全体にも大型化を招来する問
題がある。因に、このような大型化を回避するため、各
種ロボット装置等ではシリンダの運動ストロークを増幅
するための関節等を用いた回動機構が構成されているが
。

機構が複雑であるばかりか、迅速な動きを期待すること
ができない。

ところで、上記問題を解決するために２本出願人は、先
に特願昭６１−１０３２９６号（昭和６１年５月６日出
願）に係る多段式複動シリンダを提案したところである
が、このシリンダは、親シリンダと子シリンダとピスト
ンとを入れ子穴に構成することにより、小型としつつも
シリンダの進退運動ストロークを大ならしめることに成
功する一方、シリンダを復動するための流体人口を、親
シリンダと各子シリンダにそれぞれ設け、このため復動
用の配管を複数本設けなければならないという新たな問
題を提起するに至った。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記の問題を全て解決するためになされたもの
であり、その手段として構成した処は、親シリンダに子
シリンダを進退自在に挿入した入れ子穴シリンダを構成
すると共に、子シリンダにピストンを進退自在に挿入し
て成り：前記親シリンダの内室から子シリンダの内室を
介してピストンのピストン部に至る往動流体圧室を構成
し、該流体圧室に流体を導入する往動用°流体入口を該
親シリンダに設けて成り；前記説シリンダと子シリンダ
との内外周間に子シリンダ用後動流体圧室を構成すると
共に、子シリンダの径大ピストン部により該流体王室を
閉塞し、該流体圧室に流体を導入する復動用流体入口を
親シリンダに設けて成り；前記子シリンダとピストンと
の内外周間にピストン用復動流体圧室を構成すると共に
、ピストンの径大ピストン部により該流体圧室を閉□塞
し、該流体圧室を子シリンダの周壁に設けた復動用流路
を介して前記子シリンダ用復動流体王室に連通して成る
；点にある。

この結果、シリンダ装置は多段式とされ、親シリンダの
軸長寸法に拘わらず大きな進退・伸縮ストローク運動を
可能とすることができ、しかも、単動式シリンダではな
く、前進と後退の両方にて駆動力を有する複動式シリン
ダとする　・ことができたものであり、更に、復動用の
流体人口を親シリンダに一個所設け、該入口に対する一
本の配管だけで、子シリンダ及びピストンを復動せしめ
ることができたものである。

〔実　施　例〕

以下図面に基づいて本発明の実施例を詳述する。

（第１実施例） 観シリンダ１は、シリンダチューブ２の尾端にヘッドカ
バー３を端面シール４を介して装着すると共に、シリン
ダチューブ２の先端にシリンダカバー５を端面シール６
を介して装着している。シリンダカバー５の前面には押
え板７が重合され、該押え板７からシリンダカバー５を
経てヘッドカバー３に貫通するタイロッド８が設けられ
、該タイロッド８の両端よりナツト９を締着することに
より親シリンダｌが形成されている。

前記親シリンダｌには子シリンダ１０が進退自在に挿入
され、これにより入れ子穴シリンダを構成している。子
シリンダＩＯは親シリンダ１に前記シリンダカバー５を
貫通して挿入され。

挿入端である尾端を開口１１する一方、先端にロッドカ
バー１２を端面シール２１を介して装着しており、核子
シリンダ１０の先端近傍部の内周にストッパ１３を突設
している。ロッドカバー１２は例えばネジ結合１４によ
って子シリンダ１０に固着され、該ロッドカバー１２の
前面に押え板１５を重合すると共にボルト１６によって
固着している。子シリンダ１０の尾端外周には、径大と
なるピストン部１７が設けられており、該ピストン部１
７の外周にはウェアリング１８及びピストンパツキン１
９．２０が装着されている。而して、子シリンダ１０の
周壁には軸方向に貫通する復動用流路Ｃが形成され。

該流路Ｃの両端はそれぞれパツキン２１．２２により閉
塞されている。即ち、パツキン２１は子シリンダ１０の
先端とロッドカバー１２との間に挟着され、パツキン２
２は子シリンダ１０の尾端とピストン部１７の内周に螺
合された押え片２３との間に挟着されている。尚、押え
片２３の内周にはストッパ２４が設けられている。

前記復動用流路Ｃは、第３図示のように、子シリンダ１
０の周方向に間隔をおいた複数個所。

図例では三個所にて形成されていることが望ましいが、
−個所にのみ形成しても良い。

前記子シリンダｌＯにはピストン２５が進退自在に挿入
され、ピストン２５のピストンロッド２６を前記ロッド
カバー１２に貫通して挿入し、挿入端である尾端に設け
たピストン部２７の外周にウェアリング２８及びピスト
ンパツキン２９．３０を装着している。ピストンロッド
２６の先端には金具用ロックナツト３１が設けられてい
る。ピストン部２７はストッパ１３゜２４の間で子シリ
ンダ１０内を摺動自在である。

而して、前記親シリンダ１の内室から子シリンダ１０の
内室を経てピストン２５のピストン部２７に至っては、
往動流体圧室Ａが構成され。

該流体圧室Ａに流体を導入する往動用流体入口３２が親
シリンダ１のヘッドカバー３に設けられている。従って
、該往動用流体入口３２から。

親シリンダ】の内室に向けて流体を圧入すると。

ピストン２５がピストン部２７を子シリンダ１０内で前
進して伸長すると共に、子シリンダｌＯが親シリンダｌ
内で前進して伸長し、第２図の状態より第１図の状態に
往動する。

一方、Ｉｌシリンダｌと子シリンダ１０との内外周間に
は子シリンダ用後動流体圧室Ｂが構成され、該流体圧室
Ｂに流体を導入する復動用流体入口３３が親シリンダ１
のシリンダカバー５に設けられている。また、子シリン
ダｌＯとピストンロッド２６との内外周間にはピストン
用復動流体圧室りが構成されている。

尚１図面に於いて、シリンダカバー５にはブツシュ３４
が介装され、押え板７とシリンダカバー５との間には子
シリンダｌＯの外周を支持するパツキンハウジング３５
が介装されている同様に、ロフトカバー１２にもブツシ
ュ３６が介装され、押え板１５とロッドカバー１２との
間にはピストンロッド２６の外周を支持するパツキンハ
ウジング３７が介装されている。

而して、子シリンダ１０の復動用流路Ｃは。

一端を子シリンダ用復動流体圧室Ｂに開口３８すると共
に、他端をピストン用復動流体圧室りに開口３９してお
り、これにより復動用流体入口３３．子シリンダ用復動
流体圧室Ｂ、復動用流路Ｃ，ピストン用復動流体圧室り
が順次連通されている。

本発明が図示の実施例に限定されないことは勿論であり
、上記に対し種々の変更又は付加が可能である０例えば
２図例では、ｅｔシリンダ１と子シリンダ１０の二つの
シリンダによる入れ子穴シリンダを示したが、これを親
シリンダ。

子シリンダ、孫シリンダのような三つ以上のシリンダに
よる入れ子穴シリンダとし、子シリンダ及び孫シリンダ
に上記のような復動用流路Ｃを夫々設け、孫シリンダに
前記ピストンを挿入することにより、四段式又はそれ以
上の多段式シリンダとすることができる。また、シリン
ダの駆動源は、エアー圧、油圧その他の任意の流体圧を
用いることができる。

（第１実施例の作用） 上記第１実施例に係る複動シリンダの作用を説明する。

シリンダを往動して伸張せしめるには、往動用流体入口
３２から流体圧力を作用させれば良く、流体圧は２　ピ
ストン部２７に作用してピストン２５を押し出すと共に
、ピストン部１７に作用して子シリンダ１０を押し出し
、第１図示のように伸張する。

一方、伸長したシリンダを復動して収縮せしめるには、
前記往動用流体入口３２に対する流体圧力を解除し２反
対に、復動用流体入口３３から流体圧力を作用させる。

これにより子シリンダ用復動流体圧室Ｂに圧入された流
体がピストン部１７を押し戻して子シリンダ１ｏを復動
せしめる。また、前記圧入された流体は復動用流ＰｔＣ
を経てピストン用後動流体圧室りに送られ、そこでピス
トン部２７を押し戻してピストン２５を復動せしめる。

従って、シリンダは第２図示のように収縮する。

（第２実施例） 第４図及び第５図は、第２実施例の要部を示している。

シリンダが伸張された状Ｍ（第４図）に於いて、子シリ
ンダ１０に設けた復動用流路Ｃの一方の開口３８は、子
シリンダ用復動流体圧室Ｂに連通ずることなく、ブツシ
ュ３４の内周部に位置しており、該ブツシュ３４によっ
て該開口３８を閉塞されている。その他の構成は上記第
１実施例と同様であり、同一符号で示している。

従って、復動用流路Ｃの他端の開口３９はピストン用復
動流体圧室りに連通されている。

而して、この第２実施例では、伸張したシリンダを復動
して収縮せしめるに際し、復動用原体入口３３より圧入
された流体は、直ちに復動用流路Ｃには送られることが
ない、即ち、先ず子シリンダ用復動流体圧室Ｂにのみ流
体圧が作用して子シリンダｌＯが復動を開始する。第５
図示のように子シリンダ１０が若干復動して位置を変じ
た状態で復動用流路Ｃの開口３８が前記流体圧室Ｂに連
通せしめられ、これにより初めて流体が復動用流路Ｃに
浸入し、上記のようにピストンを復動せしめるものであ
る。

このように、第２実施例によれば、伸張したシリンダを
復動せしめるに際し、先ず子シリンダ１０が復動し、そ
の後、ピストンが復動するものである。従って、上記第
１実施例が子シリ　　４ンダとピストンとを同時に復動
せしめるため。

シリンダ全体の収縮速度が大となるのに対し。

この第２実施例では、子シリンダとピストンとの復動開
始のタイミング差に比例してシリンダ収縮速度を遅いも
のにすることができる。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成した結果、多段式のシリンダ
装置として、親シリンダの軸長寸法にかかわらず大きな
進退・伸縮ストローク運動を可能にすることができ、可
動ストロークに比較して装置全体をコンパクトにできる
効果がある。しかも、単動式シリンダではなく、前進と
後退の両方にて駆動力を有する複動式シリンダであるか
ら、その利用範囲が広く有用であり。

更に、復動用の流体入口を親シリンダに一個所設け、該
入口に対する一本の配管だけで、子シリンダ及びピスト
ンを復動せしめることができるので、従来の非多段式シ
リンダと同様に配管が簡単であるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例に係るシリンダの伸長状態を
示す断面図、第２図は同収縮状態を示す断面図、第３図
は第１図のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。 第４図は第２実施例に係るシリンダの要部であって伸張
状態を示す拡大縦断面図、第５図は同伸張状態から子シ
リンダが復動を開始した後の状態を示す拡大縦断面図で
ある。 １・・・親シリンダ、１０・・・子シリンダ、１７・・
・ピストン部、２５・・・ピストン、２６・・・ピスト
ンロッド、２７・・・ピストン部、３２・・・往動用流
体式０．３３・・・復動用流体式０．３８．３９・・・
復動用流路の開口、Ａ・・・往動流体圧室、Ｂ・・・子
シリンダ用復動流体圧室、Ｃ・・・復動用流路、Ｄ・・
・ピストン用復動流体圧室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、親シリンダ１に子シリンダ１０を進退自在に挿入し
   た入れ子式シリンダを構成すると共に、子シリンダにピ
   ストン２５を進退自在に挿入して成り：前記親シリンダ
   の内室から 子シリンダの内室を介してピストンのピストン部に至る
   往動流体圧室Ａを構成し、該流体圧室に流体を導入する
   往動用流体入口３２を該親シリンダに設けて成り；前記
   親シリン ダと子シリンダとの内外周間に子シリンダ用復動流体圧
   室Ｂを構成すると共に、子シリンダの径大ピストン部１
   ７により該流体圧室を閉塞し、該流体圧室に流体を導入
   する復動用流体入口３３を親シリンダに設けて成り； 前記子シリンダとピストンとの内外周間にピストン用復
   動流体圧室Ｄを構成すると共に、ピストンの径大ピスト
   ン部２７により該流体圧室を閉塞し、該流体圧室を子シ
   リンダの周壁に設けた復動用流路Ｃを介して前記子シリ
   ンダ用復動流体圧室Ｄに連通して成る；こ とを特徴とする多段式複動シリンダ。