JPS6367404A - ピストンシリンダ装置 - 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） 本発明は、たとえばプレス機械の作動装置に組み込まれ
システムコストの低減を図り得るようにしたピストンシ
リンダ装置に関する。

（従来の技術） 従来、ワークをプレス加工するプレス機械では、ワーク
に接する直前までは大きな力を必要としないので、稼動
効率を上げる観点からパンチを高速（低圧）移動させる
が、プレス加工時には大きな加圧力を必要とし且つ加工
精度を上げるため、低速高圧の状思に速度と圧力の切換
えを行なう必要がある。

一方プレス機械の作動装置に用いられる従来のピストン
シリンダ装置１は、第９図に示すように、同一内径のシ
リンダ２と、このシリンダ２内に摺動自在に設けられる
ピストン３とから構成されているが、ここでピストン３
が受ける圧力をＰ、ピストン受圧面積をＡ、ピストン出
力をＦとすれば、Ｆ＝ＦＡの関係式が成立する。すなわ
ちピストンの受圧面１ｔｉＡはピストンの全工程間じで
あるから、ポンプ出力が一定であれば、ピストン３の出
力も全工程一定となる。

またシリンダ２に供給する流体の流量をＱ、ピストンの
動作速度をＶとすれば、Ｖ＝＆とな−る。

したがってシリンダピストン装置において速度と圧力を
切換えるには、シリンダ２に供給する圧力Ｐと、流量Ｑ
を変える必要がある。

そこで、第９図に示すように、ピストンシリンダ装置ｆ
とポンプ装置５とを方向制御弁４を介して管路６で順次
接続した回路において、シリンダ２の一方の室７と方向
制御弁４の間に速度切換装置８を設けるとともに、方向
制御弁４とポンプ装置５の間に圧力切換装置９を設けて
、シリンダ２への供給Ｐおよびシリンダへの供給流量Ｑ
を制御するようにしている。

上記速度切換装置８は、各々並列接続したソレノイドバ
ルブｌＯ１絞り弁１１と逆止弁１２を有し、ピストン３
に設けた位置検出用ドグ１３の動きを検出する検出器１
４から出る検出信号により、ソレノイドバルブＩＯをブ
ロックし、絞り弁１１をメーターアウトで絞ることでピ
ストン３を低速動作させる作用をする。

他方、上記圧力切換装置９は、ソレノイドバルブ１３と
、並列配置した２つのリリーフ弁１４゜１５を有し、リ
リーフ弁１４．１５の設定圧を変えることで、ピストン
出力を可変するようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した如く、上記形式のシリンダピストン装置を用い
て速度、圧力の切換えを行なうには、多くの制御用機器
を必要とし、また電気的制御も複雑となり、システムコ
ストが高くなってしまうという難点がある。

そこで本発明は、上記した点に鑑みてなされたもので、
制御系の簡素化を図り、システムコストを低減せしめる
ようにしたピストンシリンダ装置を提供することを目的
とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成すべく本発明は、ピストンシリンダ組立
体を方向制御弁を介して駆動源に連通せしめたピストン
シリンダ装置において、上記ピストンシリンダ組立体は
、シリンダ内周に絞り部を設けて互いに隣連通する大径
室と小径室の二基に区画形成されたシリンダと、小径軸
部の途中に大径ランド部を突設して第一小径軸部と第二
小径軸部に区分形成されたピストンから成り、前記ピス
トンの第一小径軸部は前記シリンダの小径室と大径室と
の間を往復動すると共に、ピストンの大径ランド部が往
復動するシリンダの大径室は該大径ランド部によって第
一大径室と第二大径室の二基に区分されてそれぞれ駆動
源に連通せしめられ、さらに上記ピストンシリンダ組立
体にはシリンダの小径室と大径室との間を逆止弁を介し
て連通される排出手段を付設した。

（作　　　用） 本発明のピストンシリンダ装置においては、ピストンが
下死点にある場合、すなわちシリンダの小径室内にピス
トンの第一小径軸部が嵌入している状態で該第−大径室
内に流体を供給すると、第一大径室から小径室側への流
体の流れは逆止弁によって完全にロックされているため
、第一大径ランドの下面に流体圧が作用してピストン低
圧高速の状態で上昇する０次いでピストンの第一小径軸
部が小径室から離脱すると、シリンダ内の小径室と第一
大径室とは相互に連通し、これによってピストンの大径
ランド部のみならず小径軸部の下面にも流体圧が作用す
ることから、ピストンは低圧高速から高圧低速の状態に
切換わる。

これに対し、ピストンが上死点に到達した場合において
、シリンダの第二大径室内に流体を供給すると、当該流
体圧は大径ランド部の上面に作用してピストンを降下さ
せる。ここで、ピストンの第一小径軸部が再度シリンダ
の小径室内に嵌入すると、当該小径室内の流体はピスト
ンシリンダ組立体に設けられた排出手段を介して第一大
径室側へ流れ、この第一大径室からシリンダ外部へ排出
される。

（実　施　例） 以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明に係るピストンシリンダ装置に組み込ま
れるピストンシリンダ組立体２０を示し、このピストン
シリンダ組立体２０は、シリンダ内周に絞り部２１を設
けて互いに連通ずる大径室２２と小径室２３の２室を区
画形成したシリンダ２４と、小径軸部２５の途中に大径
ランド部２６を突設して第１小径軸部２５ａと第２小径
軸部２５ｂに区分形成したピストン２７とから構成され
ている。

上記ピストン２７は、上記シリンダ２４内に摺動自在に
装着され、ピストン２７の大径ランド部２６が往復動す
るシリンダ２４の大径室２２は。

この大径ランド部２６により第１大径室２２ａと第２大
径室２２ｂの２室に区分されている。

一方上記シリンダ２４には、小径室２３に連通する配管
ボー）２８．２９が、第１大径室２２ａに連通ずる配管
ボート３０．３１が、第２大径室２２ｂに連通ずる配管
ボート３２が、それぞれ穿設されている。

なおｆｆ１１図中符号３３はシリンダ２４の開口端に封
着されたパツキンホルダである。

第２図は本発明に係るピストンシリンダ装置の全体図を
示し、ピストンシリンダ組立体２０、方向制御弁３４．
駆動源３５から構成されている。

駆動源３５のタンク３６に一端を接続した供給配管３７
はポンプ装置３８．方向制御弁３４を介してシリンダ２
４の第１大径室２２ａに連通ずる配管ボート３０に接続
されている。またタンク３６に一端を接続した排出配管
３９は方向制御弁３４を介してシリンダ２４の第２大径
室２２ｂに連通ずる配管ボート３２に接続されている。

一方上記ピストンシリンダ組立体２０のシリンダ２４の
小径室２３に連通する配管ボート２９と第１大径室２２
ａに連通する配管ボート３１とは逆止弁４０を設けた配
管４１で接続されていて、小径室２３内の流体を第１大
径室２２ａに排出するようにしている。またシリンダ２
４の小径室２３に連通ずる配管ボート２８と駆動源３５
のタンク３６とは逆止弁４２を設けた配管４３で接続さ
れている。

なお第２図中符号４４は、タンク３６と供給配管３７の
ポンプ装置３８と方向制御弁３４の間を結ぶ配管４５に
設けたリリーフ弁である。

次に作用を説明する。

第２図に示す、ピストンシリンダ組立体２０のピストン
２７が下死点にある状況下、すなわちシリンダ２４の小
径室２３内にピストン２７の第１小径軸部２５ａが嵌入
している状態において、ポンプ装置３８を作動させると
、タンク３６内の流体は、方向制御弁３４を介して供給
配管３７を通り、配管ボート３０より第１大径室２２ａ
に供給される。第１大径室２２ａに流体が供給されると
、流体圧がピストン２７の大径ランド部２６の下面に作
用し、ピストン２７は低圧高速の状態で上昇する。この
場合第１大径室２２ａから小径室２３への流体の流れは
、逆止弁４０により阻止されピストン２７の第１小径軸
部２５ａの下面に作用しない。

ンおよびシリンダの各部位の直径を、第３図に示すよう
に、ピストンの第１小径軸部径をｄｌ、ピストンの大径
ランド部枠をｄ２．　ピストンの第２小径軸径をｄ３　
、とすれば、 Ｆ＋　＝　Ｐ　ａ−（ｄ２２−　ｄＩすここでＰ：リリ
ーフ弁設定圧 Ｑ：ポンプ吐出量 さらにポンプ装置３８の作動を続けると、ピストン２７
は、上方に動き、第４図に示す状態になる。

第４図に示す状態では、ピストン２７の第１小径軸部２
５ａがシリンダ２４の小径室２３から離脱し、シリンダ
２４の第１大径室２２ａと小径室２３が相互に連通ずる
。その結果第１大径室２２ａに供給された流体がピスト
ン２７の第１小径軸部２５ａの下面にも作用し、ピスト
ン２７が低圧高速から、高圧低速に切換えられることに
なる。

すなわち第４図に示す条件下では、 Ｆ２　＝　Ｐ　＊−ｄ２２ Ｆｌ　＜Ｆ２　　、ｖＩ＞Ｖ２　となる。

これに対してピストン２７が上死点に到達した場合にお
いて、ピストン２７を下降させるには、第５図に示すよ
うに、方向制御弁３４を切換えることにより、シリンダ
２４の第２大径室２２ｂに流体を供給する。第２大径室
２２ｂに供給された流体圧は、ピストン２７の大径ラン
ド部２６の上面に作用し、ピストン２７を下降させる。

ピストン２７が下降を続け、ピストン２７の：５１小径
軸部２５ａがシリンダ２４の小径室２３に嵌入するが、
小径室２３内の流体は配管４１を通り、第１大径室２２
ａ側に流れ、第１大径室２２ａからシリンダ外部へ排出
される。

第６図ないし第８図は本発明の他の実施例を示すもので
あって、第６図に示す実施例では、ピストンシリンダ組
立体２０のピストン２７の第１小径軸部２５ａに、一端
を小径室２３に他端を第１大径室２２ａに開口するよう
な通路５０を設け、ｉｆ大径室２２ａと小径室２３を連
通自在とするとともに、通路５０に逆止弁５１を設け、
第１大径室２２ａから小径室２３への流体の流れを阻止
するようにしている。この場合にはシリンダ２４に、第
４図に示すような、配管ボート２９゜３１およびこれを
結ぶ配管４１が不要となる。

第７図に示す実施例では、配管ボート２９と、配管ボー
ト３１を結ぶ配管４１に、逆止弁４０と並列に切換弁６
０を設けることにより、ピストン２７の第１小径軸部２
５ａが小径室２３から抜ける前の任意の位置で、小径室
２３と第１大径室２２ａを連通せしめ、これによりピス
トンの位置に応じた速度、圧力の切換えを可能にしてい
る。

さらに第８図に示す実施例では、小径室２３に嵌入する
第１小径軸部７０がピストン２７と別体であり、ｉｆ小
径軸部７０に突設したねじ杆７１をピストン２７の大径
ランド部２６の下面中心に設けたねじ孔７２に螺着する
ようにしている。この場合第１小径軸部７０のねじ杆７
１の大径ランド部２６への螺結長さを可変することによ
り、第１小径軸部７０の下面と、大径ランド部２６の下
面との距離を調節でき、これによりピストンのストロー
クにおける出力の切換え位置を調節できることになる。

なお上記実施例では、シリンダ２４に１つの絞り部を設
けたものについて説明したが、絞り部を複数設け、これ
に応じてピストンの小径軸部を形成すれば、複数段の出
力が得られることになる。

（発明の効果） 以上述べたように本発明によれば、従来のピストンシリ
ンダ装置のように速度切換装置や圧力切換装置を別途設
ける必要がないので、従来のピストンシリンダ装はに比
較して制ｇ４装盾を大幅に削減できるとともに、電気的
制御を簡単に行ない得、したがってシステムコストの低
下を図り得るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるピストンシリンダ装置に組込まれ
るピストンシリンダ組立体の断面図、第２図は本発明に
よるピストンシリンダ装置の概略図、第３図はピストン
シリンダ組立体のピストンに加えられる流体圧の関係を
示す図、第４図と第５図は本発明によるピストンシリン
ダ組立体の作動状態を示す図、第６図ないし第８図は本
発明の他の実施例を示す図、第９図は従来のピストンシ
リンダ装置を示す図である。 符号の説明 ２０・・・ピストンシリンダ組立体 ２１・・・絞り部　　　　　２２・・・大径室２２ａ・
・・第１大径室　　２２ｂ・・・第２大径室２３・・・
小径室　　　　　２４・・・シリンダ２５・・・小径軸
部　　　　２５ａ・・・第１小径軸部２５ｂ・・・第２
小径軸部　２６・・・大径ランド部２７・・・ピストン ４０・・・逆止弁　　　　　４１・・・配管第１図 ｊ 第２図 第５図 第６図 第９図 手糸売損ｊ正書（自発） 昭和６２年　５月１４日 特許庁長官　　黒　１）明　雄　殿 ２、発明の名称 ピストンシリンダ装置 ３、補正をする者 名　称　　（４３８）エヌオーケー株式会社代表者　鶴
　正立 ■　明細書第３頁第１５行目の 「供給Ｐ」を 「供給圧力Ｐ」と補正する。 ■　明細書第６頁第３行目の 「ピストン低圧高」を 「ピストンは、低圧高」と補正する。 （２）図面中、第４図を別紙の通り補正する。 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ピストンシリンダ組立体を方向制御弁を介して駆動源
   に連通せしめたピストンシリンダ装置において、上記ピ
   ストンシリンダ組立体は、シリンダ内周に絞り部を設け
   て互いに隣連通する大径室と小径室の二室に区画形成さ
   れたシリンダと、小径軸部の途中に大径ランド部を突設
   して第一小径軸部と第二小径軸部に区分形成されたピス
   トンから成り、前記ピストンの第一小径軸部は前記シリ
   ンダの小径室と大径室との間を往復動すると共に、ピス
   トンの大径ランド部が往復動するシリンダの大径室は該
   大径ランド部によって第一大径室と第二大径室の二室に
   区分されてそれぞれ駆動源に連通せしめられ、さらに上
   記ピストンシリンダ組立体にはシリンダの小径室と大径
   室との間を逆止弁を介して連通される排出手段を付設し
   たことを特徴とするピストンシリンダ装置。