JP2014095391A - Cylinder device with booster mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、倍力機構を付設したシリンダ装置に関し、より詳しく言えば、ワークや金型等の被駆動部材を、強力に倍力駆動した後に大きいストロークで移動させる技術に関する。 The present invention relates to a cylinder device provided with a booster mechanism. More specifically, the present invention relates to a technique for moving a driven member such as a workpiece or a mold with a large stroke after a powerful boost drive.
従来の倍力機構付きシリンダ装置には、特許文献1(日本国・特開2001−25932号公報)に記載されたものがある。その従来技術は、次のように構成されている。 A conventional cylinder device with a booster mechanism is described in Patent Document 1 (Japan, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-25932). The prior art is configured as follows.
ハウジングの右部内に主ピストンが配置されると共に上記ハウジングの左部内に副ピストンが配置され、主ピストンのピストンロッドに副ピストンの筒孔が外嵌めされる。その副ピストンの左外側の空間に、レバー式の倍力機構のレバーが搖動可能に支持される。そのレバーの半径方向の外側に設けた入力部が副ピストンの外周部の左面に接当され、上記レバーの半径方向の内側に設けた出力部が主ピストンのピストンロッドに連結される。 A main piston is disposed in the right portion of the housing, a sub piston is disposed in the left portion of the housing, and a cylinder hole of the sub piston is fitted on a piston rod of the main piston. A lever of a lever type booster mechanism is supported in a space on the left outer side of the sub-piston so as to be capable of sliding. An input portion provided on the outer side in the radial direction of the lever is brought into contact with the left surface of the outer peripheral portion of the sub-piston, and an output portion provided on the inner side in the radial direction of the lever is connected to the piston rod of the main piston.
そして、上記の主ピストンと副ピストンとの間に形成した駆動室に圧縮空気を供給すると、左方へ駆動される副ピストンが前記レバーを介してピストンロッド(及び主ピストン)を右方へ倍力駆動する。 When compressed air is supplied to the drive chamber formed between the main piston and the sub piston, the sub piston driven to the left doubles the piston rod (and the main piston) to the right through the lever. Power driven.
上記の従来技術は、ワークや金型等の被駆動部材を上記レバーのレバー比に応じて強力に倍力駆動できるが、その駆動ストロークが短いという問題があった。 Although the above-described prior art can strongly drive a driven member such as a workpiece or a mold according to the lever ratio of the lever, there is a problem that the driving stroke is short.
また、上記従来技術では、主ピストンと副ピストンとを直列状に配置したので、ハウジングの寸法が長くなり、シリンダ装置が大型になるという問題があった。 Moreover, in the said prior art, since the main piston and the subpiston were arrange | positioned in series, there existed a problem that the dimension of a housing became long and a cylinder apparatus became large.
一方、被駆動部材を倍力駆動した後に大きいストロークで移動させたいという要望も存在する。 On the other hand, there is also a desire to move the driven member with a large stroke after boost driving.
本発明の目的は、シリンダ装置をコンパクトにすると共に、被駆動部材を倍力駆動した後に大きいストロークで移動させるようにすることにある。 An object of the present invention is to make the cylinder device compact and to move the driven member with a large stroke after the driven drive is boosted.
上記の課題を解決するために、本発明に係る倍力機構付きシリンダ装置は、例えば、図1〜図2D、又は図3〜図4Dに示すように、次のように構成される。 In order to solve the above problems, a cylinder device with a booster mechanism according to the present invention is configured as follows, for example, as shown in FIGS. 1 to 2D or FIGS. 3 to 4D.
即ち、ハウジング2,2Aに挿入された第1ピストン10と、前記第1ピストン10を軸方向に貫通する筒孔14に挿入される第2ピストン20,20Aと、前記第1ピストン10と前記第2ピストン20,20Aとの間に介在される倍力機構Mとを備え、前記第1ピストン10が前記第2ピストン20,20Aの出力方向へ移動して前記倍力機構Mにより前記第2ピストン20,20Aを前記出力方向へ倍力駆動した後に、前記第2ピストン20,20Aが圧力流体によって前記出力方向へ低負荷駆動される、ことを特徴とする。
That is, the
ここで、前記出力方向とは、ワークや金型などの被駆動部材(負荷)を第2ピストンが当該負荷に抗して駆動する方向をいう。 Here, the output direction refers to a direction in which the second piston drives a driven member (load) such as a workpiece or a mold against the load.
この特徴により、本願発明は次の作用効果を奏する。 Due to this feature, the present invention has the following effects.
第1ピストンを軸方向に貫通する筒孔に第2ピストンを挿入する並列構成により、ハウジングの背丈を小さくできると共に、第1ピストンが第2ピストンを倍力駆動した後で当該第2ピストンを低負荷駆動する。このため、シリンダ装置をコンパクトにすると共に、被駆動部材を倍力駆動した後に大きいストロークで移動させることができる。 The parallel configuration in which the second piston is inserted into the cylindrical hole penetrating the first piston in the axial direction can reduce the height of the housing and lower the second piston after the first piston has driven the second piston. Drive the load. For this reason, it is possible to make the cylinder device compact and to move the driven member with a large stroke after being driven with a boost.
本発明に係る倍力機構付きシリンダ装置では、前記倍力機構Mは、前記出力方向へ向うにつれて軸心から離れるように前記第2ピストン20,20Aの入力部28に形成したカム面62と、前記出力方向へ移動した第1ピストン10により押圧されて前記カム面62を倍力駆動する係合ボール58とを含み、前記入力部28には、前記カム面62を倍力駆動した係合ボール58の半径方向の内方への移動を阻止すると共に前記低負荷駆動時の前記第2ピストン20,20Aの移動を許容するガイド面68が、前記カム面62に対して前記出力方向とは反対側に形成されていることが好ましい。
In the cylinder device with a booster mechanism according to the present invention, the booster mechanism M includes a
上記構成によれば、第1ピストンを前記出力方向へ移動させると、まず、係合ボールがカム面を介して第2ピストンを倍力駆動し、その後、圧力流体が第2ピストンを低負荷で迅速に移動させる。その低負荷ストローク状態では、入力部に形成したガイド面は、係合ボールが半径方向の内方へ移動するのを阻止すると共に、当該係合ボールを置き残して移動するので、圧力流体によって第2ピストンが円滑に移動する。 According to the above configuration, when the first piston is moved in the output direction, the engagement ball first boosts the second piston via the cam surface, and then the pressure fluid causes the second piston to be loaded at a low load. Move quickly. In the low-load stroke state, the guide surface formed on the input portion prevents the engagement ball from moving inward in the radial direction and moves while leaving the engagement ball unattended. Two pistons move smoothly.
この結果、シリンダ装置をコンパクトに構成しながら、第2ピストンを確実に倍力駆動した後に大きいストロークで円滑に移動させることができる。 As a result, it is possible to smoothly move the second piston with a large stroke after the second piston is surely boosted and driven while the cylinder device is compact.
本発明に係る倍力機構付きシリンダ装置では、前記第1ピストン10を前記出力方向に移動させるためのバネ47を設け、前記バネ47が前記第1ピストン10と前記倍力機構Mとを介して前記第2ピストン20,20Aを前記出力方向へ付勢するように構成することが好ましい。
In the cylinder device with a booster mechanism according to the present invention, a
上記構成によれば、第1ピストンを前記出力方向へ確実に移動させることができる。 According to the said structure, a 1st piston can be reliably moved to the said output direction.
本発明に係る倍力機構付きシリンダ装置では、前記第1ピストン10及び第2ピストン20,20Aを前記出力方向に移動及び復帰移動可能にするための圧力流体を供給および排出する給排路48,50を設けることが好ましい。
In the cylinder device with a booster mechanism according to the present invention, the supply /
上記構成によれば、簡単な構成により、第1及び第2ピストンを出力方向へ移動及び復帰移動させることができる。 According to the above configuration, the first and second pistons can be moved and returned in the output direction with a simple configuration.
本発明に係る倍力機構付きシリンダ装置では、前記第1ピストン10を前記出力方向に移動させるためのバネ47を設け、前記バネ47が前記第1ピストン10と前記倍力機構Mとを介して前記第2ピストン20,20Aを前記出力方向へ付勢するように構成し、前記第1ピストン10及び第2ピストン20,20Aを前記出力方向に移動および復帰移動可能にするための圧力流体を供給および排出する給排路48,50を設けることが好ましい。
In the cylinder device with a booster mechanism according to the present invention, a
上記構成によれば、何らかの原因で圧力流体の圧力が低下または消失した場合でも、バネの付勢力が倍力機構を介して第2ピストンを倍力駆動位置に保持することが可能となる。 According to the above configuration, even when the pressure of the pressure fluid decreases or disappears for some reason, the urging force of the spring can hold the second piston at the boost drive position via the boost mechanism.
本発明に係る倍力機構付きシリンダ装置では、前記第2ピストン20,20Aを駆動する圧力流体が供給される駆動室40が、前記ハウジング2,2Aの両端壁2a,2Aa,2b,2Abのうちの前記出力方向とは反対側の端壁(2b,2Aa)と前記第2ピストン20,20Aとの間に形成されることが好ましい。
In the cylinder device with a booster mechanism according to the present invention, the
上記構成によれば、前記第2ピストンを簡単な構成で圧力流体により駆動することができる。 According to the above configuration, the second piston can be driven by the pressure fluid with a simple configuration.
本発明に係る倍力機構付きシリンダ装置では、前記第1ピストン10と前記第2ピストン20,20Aとの両者を前記出力方向とは反対側の方向に移動させた復帰移動状態において、前記第1ピストン10は、当該第1ピストン10に対向する前記ハウジング2の第1端面S1,S1Aにより受け止められており、前記第2ピストン20,20Aは、当該第2ピストン20,20Aに対向する前記ハウジング2の第2端面S2,S2Aにより受け止められていることが好ましい。
In the cylinder device with a booster mechanism according to the present invention, in the return movement state in which both the
上記構成によれば、復帰移動状態において、第1ピストン及び第2ピストンは、それぞれ、ハウジングの端面により受け止められているので、第1ピストン及び第2ピストンを受け止めるための専用のストッパ部をハウジングの内周面に形成する必要がなくなる。このため、ハウジングの加工が容易になり、倍力機構付きシリンダ装置の製作コストを低減することができる。 According to the above configuration, in the return movement state, the first piston and the second piston are received by the end surfaces of the housing, respectively, so that a dedicated stopper portion for receiving the first piston and the second piston is provided on the housing. There is no need to form the inner peripheral surface. For this reason, processing of a housing becomes easy and the manufacturing cost of a cylinder apparatus with a booster mechanism can be reduced.
本発明に係る倍力機構付きシリンダ装置では、前記倍力機構Mは、前記出力方向へ向うにつれて前記軸心から離れるように前記第1ピストン10に形成された倍力面64と、前記入力部28が挿入されるように前記ハウジング2に形成されたガイド筒6の支持孔56とをさらに含み、前記係合ボール58は前記支持孔56に挿入されていることが好ましい。
In the cylinder device with a booster mechanism according to the present invention, the booster mechanism M includes a
上記構成によれば、簡素な構成により楔式の倍力機構を実現することができる。 According to the above configuration, a wedge-type booster mechanism can be realized with a simple configuration.
以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
(第1実施形態)
図1〜図2Dは、本発明の第1実施形態を示し、ワークや金型等の被駆動部材を負荷に抗して上方へ駆動する構造を例示している。まず、図1により、倍力機構付きシリンダ装置1の構成を説明する。
(First embodiment)
1 to 2D show a first embodiment of the present invention, and illustrate a structure in which a driven member such as a work or a mold is driven upward against a load. First, the configuration of the
(シリンダ装置1の構成)
図1は、第1実施形態に係る倍力機構付きシリンダ装置1を示す正面断面図であって、後述する図2Bに対応する図である。
(Configuration of cylinder device 1)
FIG. 1 is a front sectional view showing a
上記シリンダ装置1は、ハウジング2を有し、そのハウジング2が上端壁2aと下端壁2bと胴部2cとを備える。上記ハウジング2は複数のボルト(図示せず)によってワークパレット等の固定側部材Fに固定されている(図2A〜図2D参照)。
The
上記ハウジング2内にシリンダ孔4が上下方向(軸方向)に形成され、そのシリンダ孔4内で、上記の上端壁2aからガイド筒6が下方へ一体的に突出する。
A
上記シリンダ孔4に、倍力用の第1ピストン10が外封止部材12を介して上下方向へ保密移動可能に挿入される。上記第1ピストン10には筒孔14が上下方向へ貫通され、その筒孔14に第2ピストン20が上下方向へ移動可能に挿入される。
The
上記第2ピストン20は、上記筒孔14に内封止部材22を介して保密状に挿入されるピストン本体24と、そのピストン本体24から上方へ一体的に突出された円柱状の入力部28と、その入力部28からさらに上方へ一体的に突出された出力ロッド30とを備える。入力部28はピストン本体24よりも小径に形成されており、出力ロッド30は入力部28よりも小径に形成されている。
The
入力部28の外周面32が前記ガイド筒6の筒孔に挿入される。上記ピストン本体24の外径寸法は、上記ガイド筒6の内径寸法よりも大きい値に設定される。また、上記の出力ロッド30は、前記の上端壁2aよりも上方へ突出されると共に、その上端壁2aの貫通孔34に上封止部材36を介して保密状に挿入される。その上封止部材36は、スクレーパの機能も備えている。上記出力ロッド30の上部が、出力部30aとして構成されている。
The outer
上記第1ピストン10及び第2ピストン20が、ハウジング2の内部空間を、下側の駆動室40と上側のリリース室42との2つの室に区画している。
The
上記駆動室40は、第1ピストン10の下側の第1駆動室40aと第2ピストン20の下側の第2駆動室40bとに区分けされる。これら2つの駆動室40a,40bは、第1ピストン10の下端面に形成した横溝44によって連通可能になっている(後述の図2A参照)。
The
前記リリース室42は、第1ピストン10の上側の第1リリース室42aと、ピストン本体24の上側の第2リリース室42bとを備える。これら2つのリリース室42a,42bは、ガイド筒6の上部に形成した横孔46によって連通されている。
The
なお、第1駆動室40aにはバネ47が装着され、そのバネ47が第1ピストン10を上方へ付勢している。
A
上記駆動室40及びリリース室42に対して、それぞれ、圧力流体としての圧縮空気が供給および排出される。即ち、駆動室40には、駆動用圧縮空気の給排路48を介してロックポート(図示せず)が連通される。また、リリース室42には、リリース用圧縮空気の給排路50を介してリリースポート(図示せず)が連通される。なお、リリース室42に供給された圧縮空気により、第2ピストン20は、内封止部材22の装着部分におけるピストン本体24の受圧断面積から上封止部材36の装着部分における出力ロッド30の受圧断面積を差し引いた環状断面積に作用する圧力を受けて、下降される。
Compressed air as pressure fluid is supplied to and discharged from the
上記リリース室42内に倍力機構Mが配置される。上記の倍力機構Mは、駆動室40に供給された圧縮空気とバネ47とが第1ピストン10を上方(リリース室42側)へ押す力を倍力変換して第2ピストン20に伝達するように構成される。
A booster mechanism M is disposed in the
倍力機構Mは、次のように構成される。 The booster mechanism M is configured as follows.
ガイド筒6の下部に、4つの支持孔56が、周方向へ所定の間隔をあけて形成されると共に半径方向へ貫通される。各支持孔56に係合ボール58が挿入される。上記係合ボール58に対応させて入力部28の外周にカム溝Cが形成される。そのカム溝Cの底壁に形成したカム面62は、上方へ向かうにつれて軸心から離れるように形成されている。換言すると、上記カム面62は、下方の駆動室40へ向かうにつれて小径になるように形成されている。そして、上記の各カム面62に係合ボール58が係合可能になっている。
Four support holes 56 are formed in the lower part of the
また、前記第1ピストン10の前記筒孔14の上半部分に倍力面64が形成される。その倍力面64は、テーパ面からなり、上方へ向かうにつれて軸心から離れるように形成されている。
A boosting
第2ピストン20の軸心に対するカム面62の傾斜角度は、20度以上60度以下の範囲が好ましく、25度から45度の範囲がさらに好ましい。また、第1ピストン10の軸心に対する倍力面64の傾斜角度は、5度以上15度以下の範囲が好ましい。
The inclination angle of the
入力部28には、横断面視で円弧状のガイド面68が上下方向に形成されている。このガイド面68は、カム面62の下側に連ねて形成されており、そのカム面62を倍力駆動した係合ボール58が半径方向の内方へ移動するのを阻止すると共に前記第2ピストン20が上昇するのを許容するように形成されている。
An
(シリンダ装置1の動作)
図2Aから図2Dは、上記倍力機構付きシリンダ装置1の動作説明図である。上記構成のシリンダ装置1は、図2A〜2Dに示すように、次のように動作する。
(Operation of cylinder device 1)
2A to 2D are operation explanatory views of the
図2Aのリリース状態では、駆動室40の圧縮空気が排出されるとともにリリース室42に圧縮空気が供給されている。これにより、リリース室42に供給された圧縮空気が第1ピストン10を下降させると共に第2ピストン20を下降させ、そのピストン本体24の下側の端面24aが前記第2端面S2に接当されている。
In the release state of FIG. 2A, the compressed air in the
図2Aのリリース状態においては、係合ボール58は、倍力面64と支持孔56の内周面とカム面62とによって囲まれて、脱落が防止されている。
In the released state of FIG. 2A, the
上記リリース状態で、出力ロッド30の出力部30aに、負荷としての被駆動部材Lが接当(又は連結)される。
In the released state, the driven member L as a load is contacted (or coupled) to the
上記シリンダ装置1を駆動するときには、図2Aのリリース状態において、リリース室42の圧縮空気を排出すると共に駆動室40に圧縮空気を供給する。
When the
すると、まず、第1駆動室40aの圧縮空気とバネ47とが第1ピストン10を上方へ押す。これにより、シリンダ装置1が、図2Aのリリース状態から図2Bに示す高負荷ストロークの終期状態へ移行する。即ち、第1ピストン10が、倍力面64と係合ボール58とカム面62とを介して入力部28を上方へ倍力駆動する。その倍力駆動力と、第2駆動室40bの圧縮空気から第2ピストン20に作用する上向き力との合力により、出力ロッド30が被駆動部材Lを強力に上昇させる。
Then, first, the compressed air in the
次いで、図2C(低負荷ストローク駆動の初期状態)に示すように、第1ピストン10が上端壁2aに受け止められる。これと同時に、駆動室40の圧縮空気が第2ピストン20を介して上記出力ロッド30を大きいストロークで迅速に上昇させる。このとき、カム面62の下側に形成したガイド面68は、係合ボール58が半径方向の内方へ移動することを阻止すると共に、当該係合ボール58をその位置に保持しながら、その係合ボール58を置き残して上昇していく。
Next, as shown in FIG. 2C (initial state of low load stroke driving), the
引き続いて、図2D(低負荷ストローク駆動の終期状態)に示すように、上記出力ロッド30が被駆動部材Lを速やかに上昇させ、低負荷ストローク駆動が終了する。この場合、入力部28の上端面とハウジング2の上端壁2aとの間には隙間が空いている。
Subsequently, as shown in FIG. 2D (the final state of the low load stroke drive), the
図2Cから図2Dの低負荷ストローク状態では、前記の係合ボール58は、上記ガイド面68と支持孔56の内周面と前記筒孔14の途中高さ部の内周面とによって囲まれて、脱落が防止されている。この場合、係合ボール58の上下方向の少なくとも一方と、上記係合ボール58の水平方向の少なくとも一方には、所定の隙間が形成可能になっている。これにより、出力ロッド30が円滑に上昇される。
2C to 2D, the
図2Dの状態において、何らかの原因で駆動室40の圧縮空気の圧力が低下または消失し、被駆動部材Lの重量により、出力ロッド30が上記図2Dの状態から図2Bの状態へ下降した場合でも、上記バネ47の付勢力が倍力機構Mの楔作用と協働することにより、出力ロッド30が図2Bの上昇位置に保持される。
2D, even when the pressure of the compressed air in the
上記シリンダ装置1を図2Dの状態から図2Aのリリース状態へ切り換えるときには、上記図2Dにおいて、駆動室40の圧縮空気を排出すると共にリリース室42に圧縮空気を供給する。
When the
そうすると、図2Cに示すように、第2ピストン20が、バネ47によって上昇位置に保持された第1ピストン10を置き残して下降していく。次いで、図2Bに示すように、第2ピストン20のカム面62が係合ボール58を介して支持孔56の内周面に受け止められる。その後、図2Aに示すように、バネ47の付勢力に抗して第1ピストン10が下降して、係合ボール58が半径方向の外方へ移動可能となり、第2ピストン20も下降する。
Then, as shown in FIG. 2C, the
(変形例)
前述した倍力機構付きシリンダ装置1は、第1駆動室40aのバネ47により第1ピストン10を上方へ付勢し、かつ、第1駆動室40aに供給した圧縮空気によって第1ピストン10を上方へ加圧するように構成していた。しかしながら、本発明はこれに限定されない。
(Modification)
The above-described
即ち、第1駆動室40aにバネ47を設けず、圧縮空気のみにより第1ピストン10を上昇させるように構成してもよい。この場合は、より簡単な構成により第1ピストン10を上昇させることができる。
That is, the
また、倍力機構Mの係合ボール58が、第2ピストン20の入力部28に作用して倍力駆動し、出力ロッド30を間接的に倍力駆動している例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、出力ロッド30を係合ボール58により、直接、倍力駆動するように構成してもよい。
Moreover, although the
(効果)
上記の第1実施形態は次の効果を奏する。
(effect)
The first embodiment has the following effects.
第1ピストン10を軸方向に貫通する筒孔14に第2ピストン20を挿入するという並列構成により、第2ピストン20を倍力駆動した後、その第2ピストン20を低負荷駆動できる。このため、シリンダ装置1をコンパクトにしながら、被駆動部材Lを倍力駆動した後に大きいストロークで移動させることができる。
With the parallel configuration in which the
また、第1ピストン10は第2ピストン20の出力方向に移動して倍力駆動するので、第1ピストン10と第2ピストン20とが同じ方向に移動し、第1ピストン10及び第2ピストン20の制御が容易であり、構造も簡易化することができる。
Further, since the
この結果、シリンダ装置1をコンパクトにし、第1ピストン10及び第2ピストン20の制御及び構造を簡素にしながら、被駆動部材Lを倍力駆動した後に大きいストロークで移動させるようにすることができる。
As a result, the
また、係合ボール58がカム面62を倍力駆動した後、圧縮空気が第2ピストン20を介して出力ロッド30を迅速に移動させ、その低負荷ストローク状態では、カム面62の下側に形成したガイド面68は、係合ボール58が半径方向の内方へ移動するのを阻止すると共に、その係合ボール58を置き残して上昇するので、第2ピストン20の上昇が許容される。
In addition, after the
この結果、シリンダ装置1をコンパクトに構成しながら、出力ロッド30は、被駆動部材Lを倍力駆動した後に大きいストロークで移動される。
As a result, the
さらに、何らかの原因で圧縮空気の圧力が消失し、出力ロッド30が下降した場合でも、バネ47の付勢力が倍力機構Mの楔作用と協働することにより、係合ボール58がカム面62を倍力駆動する図2Bの上昇位置に出力ロッド30を保持することが可能となる。
Further, even when the pressure of the compressed air disappears for some reason and the
また、第1ピストン10と第2ピストン20との両者を下降させた復帰駆動状態において、第1ピストン10及び第2ピストン20は、それぞれ、ハウジング2の端面S1,S2により受け止められている。従って、第1ピストン10及び第2ピストン20を受け止めるためのストッパー部をハウジング2の内周面に形成する必要がなくなる。このため、ハウジング2の加工が容易になり、倍力機構付きシリンダ装置1の製作コストを低減することができる。
In the return drive state in which both the
(第2実施形態)
図3〜図4Dは、第2実施形態を示し、被駆動部材を負荷に抗して下方へ駆動する構造を例示している。まず、図3により、倍力機構付きシリンダ装置1Aの構成を説明する。
(Second Embodiment)
3 to 4D illustrate a second embodiment, and illustrate a structure in which a driven member is driven downward against a load. First, the configuration of the
(シリンダ装置1Aの構成)
図3は、第2実施形態に係る倍力機構付きシリンダ装置1Aを示す正面断面図であって、後述する図4Bに対応する図である。この第2実施形態では、第1実施形態で前述した構成要素には同一の参照符号を付し、これらの構成要素の詳細な説明は繰り返さない。
(Configuration of
FIG. 3 is a front sectional view showing a
前記の第1実施形態のシリンダ装置1ではピストン本体24の下側の端面24aとは反対側に出力ロッド30を配置していたが、第2実施形態のシリンダ装置1Aではピストン本体24の上側の端面24a側に出力ロッド30を配置している。
In the
上記シリンダ装置1Aは、ハウジング2Aを有し、そのハウジング2Aが上端壁2Aaと下端壁2Abと胴部2cとを備える。上記ハウジング2Aが複数のボルト(図示せず)によってワークパレット等の固定側部材Fに固定されている(図4A〜図4D参照)。
The
上記ハウジング2A内にシリンダ孔4が上下方向(軸方向)に形成され、そのシリンダ孔4内で、上記の下端壁2Abからガイド筒6が上方へ一体的に突出される。
A
上記シリンダ孔4に、倍力用の第1ピストン10が外封止部材12を介して上下方向へ保密移動可能に挿入される。上記第1ピストン10には筒孔14が上下方向へ貫通され、その筒孔14に第2ピストン20Aが上下方向へ移動可能に挿入される。
The
上記第2ピストン20Aは、上記筒孔14に内封止部材22を介して保密状に挿入されるピストン本体24と、そのピストン本体24から下方へ一体的に突出された円柱状の入力部28と、ピストン本体24から上方へ一体的に突出された出力ロッド30とを備える。入力部28はピストン本体24よりも小径に形成されており、出力ロッド30は入力部28よりも小径に形成されている。
The
入力部28の外周面32が前記ガイド筒6の筒孔に挿入される。上記ピストン本体24の外径寸法は、上記ガイド筒6の内径寸法よりも大きい値に設定される。また、上記の出力ロッド30は、前記の上端壁2Aaよりも上方へ突出されると共に、その上端壁2Aaの貫通孔34に上封止部材36を介して保密状に挿入される。その上封止部材36は、スクレーパの機能も備えている。上記出力ロッド30の上端に雄ネジ部30bが形成されている。
The outer
上記第1ピストン10及び第2ピストン20Aが、ハウジング2Aの内部空間を、上側の駆動室40と下側のリリース室42との2つの室に区画している。
The
上記駆動室40は、第1ピストン10の上側の第1駆動室40aと第2ピストン20Aの上側の第2駆動室40bとに区分けされる。これら2つの駆動室40a,40bは、第1ピストン10の上端面に形成した横溝44によって連通可能になっている(後述の図4A参照)。
The
前記リリース室42は、第1ピストン10の下側の第1リリース室42aと、ピストン本体24の下側の第2リリース室42bとを備える。これら2つのリリース室42a,42bは、ガイド筒6の下部に形成した横孔46によって連通されている。
The
なお、第1駆動室40aにはバネ47が装着され、そのバネ47が第1ピストン10を下方へ付勢している。
A
上記駆動室40及びリリース室42に対して、それぞれ、圧力流体としての圧縮空気が供給および排出される。即ち、駆動室40には、ロック用圧縮空気の給排路50を介してロックポート(図示せず)が連通される。また、リリース室42には、リリース用圧縮空気の給排路48を介してリリースポート(図示せず)が連通される。
Compressed air as pressure fluid is supplied to and discharged from the
上記リリース室42内に楔式の倍力機構Mが配置される。上記の倍力機構Mは、駆動室40に供給された圧縮空気とバネ47とが第1ピストン10を下方(リリース室42側)へ押す力を倍力変換して第2ピストン20に伝達し、第2ピストンを下方へ押すように構成される。
A wedge-type booster mechanism M is disposed in the
倍力機構Mは、次のように構成される。 The booster mechanism M is configured as follows.
ガイド筒6の上部に、4つの支持孔56が、周方向へ所定の間隔をあけて形成されると共に半径方向へ貫通される。各支持孔56に係合ボール58が挿入される。上記係合ボール58に対応させて入力部28の外周にカム溝Cが形成される。そのカム溝Cの底壁に形成したカム面62は、下方へ向かうにつれて軸心から離れるように形成されている。換言すると、上記カム面62は、上方の駆動室40へ向かうにつれて小径になるように形成されている。そして、上記の各カム面62に係合ボール58が係合可能になっている。
Four support holes 56 are formed in the upper part of the
また、前記第1ピストン10の前記筒孔14の下半部分に倍力面64が形成される。その倍力面64は、テーパ面からなり、下方へ向かうにつれて軸心から離れるように形成されている。
A boosting
入力部28には、前記ガイド面68が上下方向に形成されている。このガイド面68は、カム面62の上側に連ねて形成されており、そのカム面62を倍力駆動した係合ボール58が半径方向の内方へ移動するのを阻止すると共に前記第2ピストン20が下降するのを許容するように形成されている。
In the
(シリンダ装置1Aの動作)
図4Aから図4Dは、上記倍力機構付きシリンダ装置1Aの動作説明図である。上記構成のシリンダ装置1Aは、図4A〜4Dに示すように、次のように動作する。
(Operation of
4A to 4D are operation explanatory views of the
図4Aのリリース状態では、駆動室40の圧縮空気が排出されるとともにリリース室42に圧縮空気が供給されている。これにより、リリース室42に供給された圧縮空気が第1ピストン10を上昇させると共に第2ピストン20Aを上昇させている。
In the release state of FIG. 4A, the compressed air in the
図4Aのリリース状態においては、係合ボール58は、倍力面64と支持孔56の内周面とカム面62とによって囲まれて、脱落が防止されている。
In the released state of FIG. 4A, the
上記リリース状態で、出力ロッド30の雄ネジ部30bに、負荷としての被駆動部材(図示せず)が連結される。即ち、この被駆動部材には、雄ネジ部30bに対応する雌ネジ部が形成されており、この雌ネジ部と雄ネジ部30bとを螺合させることにより、出力ロッド30と被駆動部材とを連結する。
In the released state, a driven member (not shown) as a load is connected to the
上記シリンダ装置1Aを駆動するときには、図4Aのリリース状態において、リリース室42の圧縮空気を排出すると共に駆動室40に圧縮空気を供給する。
When the
すると、まず、第1駆動室40aの圧縮空気とバネ47とが第1ピストン10を下方へ押す。これにより、シリンダ装置1Aが、図4Aのリリース状態から図4Bに示す高負荷ストロークの終期状態へ移行する。即ち、第1ピストン10が、倍力面64と係合ボール58とカム面62とを介して入力部28を下方へ倍力駆動し、その倍力駆動力と、第2駆動室40bの圧縮空気から第2ピストン20Aに作用する下向き力との合力により、出力ロッド30が被駆動部材(図示せず)を強力に下降させる。
Then, first, the compressed air in the
次いで、図4C(低負荷ストローク駆動の初期状態)に示すように、第1ピストン10が下端壁2Abに受け止められる。これと同時に、駆動室40の圧縮空気がピストン本体24を介して上記出力ロッド30を大きいストロークで迅速に下降させる。このとき、カム面62の上側に形成したガイド面68は、係合ボール58が半径方向の内方へ移動することを阻止すると共に、当該係合ボール58をその位置に保持しながら、その係合ボール58を置き残して下降していき、第2ピストン20Aの下方への移動を許容する。
Next, as shown in FIG. 4C (initial state of low load stroke driving), the
引き続いて、図4D(低負荷ストロークの終期状態)に示すように、上記出力ロッド30が被駆動部材(図示せず)を速やかに下降させた後、低負荷ストローク駆動が終了する。この場合、入力部28の下端面とハウジング2の下端壁2Abとの間には隙間が空いている。
Subsequently, as shown in FIG. 4D (the final state of the low load stroke), after the
図4Cから図4Dの低負荷ストローク状態では、前記の係合ボール58は、上記ガイド面68と支持孔56の内周面と前記筒孔14の途中高さ部の内周面とによって囲まれて、脱落が防止されている。この場合、係合ボール58の上下方向の少なくとも一方と、上記係合ボール58の水平方向の少なくとも一方には、所定の隙間が形成可能になっている。これにより、出力ロッド30が円滑に下降する。
4C to 4D, the
図4Dの状態において、何らかの原因で駆動室40の圧縮空気の圧力が低下または消失し、被駆動部材(図示せず)の動作により、出力ロッド30が上記図4Dの状態から図4Bの状態へ戻った場合でも、上記バネ47の付勢力が倍力機構Mの楔作用と協働することにより、出力ロッド30が図4Bの下降位置に保持される。
In the state of FIG. 4D, the pressure of the compressed air in the
上記シリンダ装置1Aを図4Dの状態から図4Aのリリース状態へ切り換えるときには、上記図4Dにおいて、駆動室40の圧縮空気を排出すると共にリリース室42に圧縮空気を供給する。
When the
そうすると、図4Cに示すように、第2ピストン20Aが、バネ47によって下降位置に保持された第1ピストン10を置き残して上昇していく。次いで、図4Bに示すように、第2ピストン20Aのカム面62が係合ボール58を介して支持孔56の内周面に受け止められる。その後、図4Aに示すように、バネ47の付勢力に抗して第1ピストン10が上昇して、係合ボール58が半径方向の外方へ移動可能となり、第2ピストン20Aも上昇する。
Then, as shown in FIG. 4C, the
(変形例)
前述した倍力機構付きシリンダ装置1Aは、第1駆動室40aのバネ47により第1ピストン10を下方へ付勢し、かつ、第1駆動室40aに供給した圧縮空気によって第1ピストン10を下方へ加圧するように構成していた。しかしながら、本発明はこれに限定されない。
(Modification)
The
即ち、第1実施形態と同様に、第1駆動室40aにバネ47を設けず、圧縮空気のみにより第1ピストン10を下降させるように構成してもよい。この場合は、より簡単な構成により第1ピストン10を下降させることができる。
That is, similarly to the first embodiment, the
(効果)
上記の第2実施形態は次の効果を奏する。
(effect)
Said 2nd Embodiment has the following effect.
第1ピストン10を軸方向に貫通する筒孔14に第2ピストン20Aを挿入するという並列構成により、第2ピストン20Aを倍力駆動した後、その第2ピストン20Aを低負荷駆動できる。このため、シリンダ装置1Aをコンパクトにしながら、被駆動部材を倍力駆動した後に大きいストロークで移動させることができる。
With the parallel configuration in which the
また、係合ボール58がカム面62を倍力駆動した後、圧力流体が第2ピストン20Aを介して出力ロッド30を迅速に移動させ、その低負荷ストローク状態では、カム面62の上側に形成したガイド面68は、係合ボール58が半径方向の内方へ移動するのを阻止すると共に、この係合ボール58を置き残して下降するので第2ピストンの下降が許容される。
In addition, after the
また、第1ピストン10を軸方向に貫通する筒孔14に第2ピストン20Aを挿入することにより、上記2つのピストン10,20Aを並列に配置したので、2つのピストンを直列に配置した上記従来技術とは異なり、ハウジング2Aの高さを大幅に小さくしてシリンダ装置1Aをコンパクトに造ることができる。
In addition, since the two
この結果、シリンダ装置1Aをコンパクトに構成しながら、出力ロッド30は、被駆動部材を倍力駆動した後に大きいストロークで移動される。
As a result, the
(各実施形態の変更例)
上記の各実施形態や変形例は、さらに次のように変更可能である。
(Modification example of each embodiment)
Each of the above embodiments and modifications can be further modified as follows.
倍力機構付きシリンダ装置1,1Aの配置姿勢は、図示の姿勢とは、上下逆にしたり、横向きにしたり、斜め向きにしてもよい。
The arrangement posture of the
また、倍力機構付きシリンダ装置1,1Aに使用するための圧力流体は、例示の圧縮空気に代えて、他の圧縮気体や圧油等の液体であってもよい。
Further, the pressure fluid for use in the
前記第1リリース室42aと第2リリース室42bとの少なくとも一方は、リリース用圧縮流体を供給及び排出可能に構成することに代えて、又は、これに加えて、戻しバネを装着するようにしてもよい。
At least one of the
前記カム面62と係合ボール58と支持孔56とガイド面68とは、周方向に3つ又は4つ設けることが好ましいが、2つ又は5つ以上設けてもよい。
Three or four
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
1 シリンダ装置
2,2A ハウジング
2a,2Aa 上端壁(端壁)
2b,2Ab 下端壁(端壁)
6 ガイド筒
10 第1ピストン
14 筒孔
20,20A 第2ピストン
28 入力部
30 出力ロッド
40 駆動室
47 バネ
48 給排路
50 給排路
56 支持孔
58 係合ボール
62 カム面
64 倍力面
68 ガイド面
M 倍力機構
S1,S1A 第1端面
S2,S2A 第2端面
1
2b, 2Ab Lower end wall (end wall)
6
Claims (8)
前記第1ピストン(10)を軸方向に貫通する筒孔(14)に挿入される第2ピストン(20,20A)と、
前記第1ピストン(10)と前記第2ピストン(20,20A)との間に介在される倍力機構(M)とを備え、
前記第1ピストン(10)が前記第2ピストン(20,20A)の出力方向へ移動して前記倍力機構(M)により前記第2ピストン(20,20A)を前記出力方向へ倍力駆動した後に、前記第2ピストン(20,20A)が圧力流体によって前記出力方向へ低負荷駆動される、ことを特徴とする倍力機構付きシリンダ装置。 A first piston (10) inserted in the housing (2, 2A);
A second piston (20, 20A) inserted into a cylindrical hole (14) penetrating the first piston (10) in the axial direction;
A booster mechanism (M) interposed between the first piston (10) and the second piston (20, 20A);
The first piston (10) is moved in the output direction of the second piston (20, 20A), and the second piston (20, 20A) is boosted in the output direction by the boost mechanism (M). The cylinder device with a booster mechanism, wherein the second piston (20, 20A) is driven with a low pressure in the output direction later by a pressure fluid.
前記入力部(28)には、前記カム面(62)を倍力駆動した係合ボール(58)の半径方向の内方への移動を阻止すると共に前記低負荷駆動時の前記第2ピストン(20,20A)の移動を許容するガイド面(68)が、前記カム面(62)に対して前記出力方向とは反対側に形成されている、請求項1の倍力機構付きシリンダ装置。 The booster mechanism (M) has a cam surface (62) formed on the input part (28) of the second piston (20, 20A) so as to be away from the axis as it goes in the output direction, and in the output direction. An engagement ball (58) that is pressed by the moved first piston (10) to double-drive the cam surface (62);
The input portion (28) is configured to prevent the engagement ball (58) that has double-driven the cam surface (62) from moving inward in the radial direction and the second piston ( The cylinder device with a booster mechanism according to claim 1, wherein a guide surface (68) that allows movement of 20, 20 </ b> A) is formed on a side opposite to the output direction with respect to the cam surface (62).
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104373413A (en) * | 2014-10-09 | 2015-02-25 | 吴贤卜 | Mechanical self-locking oil cylinder |
CN112756942A (en) * | 2020-12-31 | 2021-05-07 | 无锡灵德自动化科技有限公司 | High-intelligent servo press-mounting machine |
JP7437741B2 (en) | 2020-02-25 | 2024-02-26 | 株式会社コスメック | Cylinder device with boost mechanism |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0642507A (en) * | 1992-07-20 | 1994-02-15 | Akio Matsui | Pressure intensifying fluid pressure cylinder |
JPH11173307A (en) * | 1997-12-09 | 1999-06-29 | Ihara Science Corp | Boosting mechanism of small actuator |
JP2001025932A (en) * | 1999-07-12 | 2001-01-30 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | Tool holder clamping mechanism |
JP2012112532A (en) * | 2012-02-13 | 2012-06-14 | Kosmek Ltd | Cylinder apparatus with booster mechanism |
-
2012
- 2012-11-07 JP JP2012245432A patent/JP6026856B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0642507A (en) * | 1992-07-20 | 1994-02-15 | Akio Matsui | Pressure intensifying fluid pressure cylinder |
JPH11173307A (en) * | 1997-12-09 | 1999-06-29 | Ihara Science Corp | Boosting mechanism of small actuator |
JP2001025932A (en) * | 1999-07-12 | 2001-01-30 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | Tool holder clamping mechanism |
JP2012112532A (en) * | 2012-02-13 | 2012-06-14 | Kosmek Ltd | Cylinder apparatus with booster mechanism |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104373413A (en) * | 2014-10-09 | 2015-02-25 | 吴贤卜 | Mechanical self-locking oil cylinder |
JP7437741B2 (en) | 2020-02-25 | 2024-02-26 | 株式会社コスメック | Cylinder device with boost mechanism |
CN112756942A (en) * | 2020-12-31 | 2021-05-07 | 无锡灵德自动化科技有限公司 | High-intelligent servo press-mounting machine |
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