JP2674920B2 - Hydro-pneumatic high speed cylinder device - Google Patents
Hydro-pneumatic high speed cylinder deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ストロークの任意位置
で出力を変動させることができる油圧空気圧作動式高速
シリンダー装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydropneumatically actuated high speed cylinder device capable of varying output at any position of a stroke.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の高速シリンダー装置は、たとえば
「塑性と加工」Vol １、No１(1960)の第51頁〜第54頁に
開示されており、この高速シリンダー装置は図６に示す
ように、シリンダー本体８１内にオリフィス板８２を介
して低圧室８３と高圧室８４を設け、低圧室８３側に出
力ロッド８５が接続されたピストン８６の高圧室８４側
の面に、オリフィス板８２のオリフィス孔８２ａの外周
部に当接するリングシール８７を設けるとともに、オリ
フィス板８２にオリフィス孔８２ａの外周でリングシー
ル８７の当接部外側に開口する起動用ノズル孔８８を形
成したものである。2. Description of the Related Art A conventional high-speed cylinder device is disclosed, for example, in "Plasticity and Machining", Vol. 1, No. 1 (1960), pp. 51-54, and this high-speed cylinder device is shown in FIG. The low pressure chamber 83 and the high pressure chamber 84 are provided in the cylinder body 81 via the orifice plate 82, and the orifice of the orifice plate 82 is provided on the surface of the piston 86, to which the output rod 85 is connected, on the high pressure chamber 84 side. A ring seal 87 that abuts on the outer peripheral portion of the hole 82a is provided, and a starting nozzle hole 88 that opens outside the abutting portion of the ring seal 87 on the outer periphery of the orifice hole 82a is formed on the orifice plate 82.
【０００３】上記構成において、ピストン８６の上死点
Ｈ位置でリングシール８７がオリフィス板８２に当接す
る状態では、低圧室８３の流体圧によりピストン８６に
作用する圧力Ｐ1 と、高圧室８４の流体圧によりオリフ
ィス孔８２ａを介してピストン８６に作用する圧力Ｐ2
とが釣り合っている。この状態で起動用ノズル孔８８か
ら流体を供給してピストン８６を下死点Ｌ側に僅かに移
動させることにより、高圧室８４の流体により圧力を受
けるピストン８６の受圧面積が一気に増大し、ピストン
８６を高速高出力で下死点Ｌ側に駆動させることができ
るものであった。In the above structure, when the ring seal 87 is in contact with the orifice plate 82 at the top dead center H position of the piston 86, the pressure P 1 acting on the piston 86 by the fluid pressure of the low pressure chamber 83 and the pressure of the high pressure chamber 84. The pressure P 2 acting on the piston 86 via the orifice hole 82a by the fluid pressure
And are in balance. In this state, by supplying the fluid from the starting nozzle hole 88 and slightly moving the piston 86 to the bottom dead center L side, the pressure receiving area of the piston 86 that receives the pressure by the fluid in the high pressure chamber 84 increases at a dash. The 86 could be driven to the bottom dead center L side with high speed and high output.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】たとえばプレスなどの
塑性加工を行う場合、加工治具の駆動ストローク中に高
速高出力の加工を必要とする区間は限られており、全駆
動ストロークを高速高出力とする必要はなく、また全駆
動ストロークを高速高出力とすると、その緩衝機構の能
力を大幅に増大させる必要がある。ところで、上記高速
シリンダー装置は、低速駆動中に高速駆動に切り換えた
り、下死点手前で高速駆動から低速駆動に切り換えて加
工治具の衝撃を緩衝したりすることができない構造で、
高速と低速、高出力と低出力の切り換えや制御が必要な
駆動機構に組み込むのは困難であった。When performing plastic working such as pressing, for example, the section requiring high-speed and high-output processing is limited during the driving stroke of the processing jig, and the entire driving stroke is high-speed and high-output. In addition, if the entire driving stroke is high speed and high output, the capacity of the buffer mechanism must be greatly increased. By the way, the high-speed cylinder device has a structure in which it is not possible to switch to high-speed drive during low-speed drive, or to switch from high-speed drive to low-speed drive before bottom dead center to buffer the impact of the machining jig.
It was difficult to incorporate it into a drive mechanism that requires switching and control between high speed and low speed and high output and low output.
【０００５】本発明は、上記問題点を解決して、ストロ
ークの任意位置で出力ロッドの移動速度および出力を変
動させることができ、その変動位置の設定変更も容易に
行え、しかも全体をコンパクトにできる油圧空気圧作動
式高速シリンダー装置を提供することを目的とする。The present invention solves the above-mentioned problems, and the moving speed and output of the output rod can be changed at any position of the stroke, the setting of the changing position can be easily changed, and the whole can be made compact. An object of the present invention is to provide a hydraulic / pneumatic actuated high speed cylinder device that can be used.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の油圧空気圧作動式高速シリンダー装置は、
シリンダケーシング内にスライド自在に配置されたピス
トンにより区画される空気圧室と油圧室を設け、前記ピ
ストンに空気圧室側に突出する出力ロッドと油圧室側に
突出する制御ロッドとを相対方向に設け、油圧室側に、
制御ロッドがシール材を介して挿通する弁孔が形成され
た弁板を介して高圧油室を設け、前記制御ロッドの所定
位置に、前記弁孔内に油圧室と高圧油室とを連通する流
入空間を形成する小径部を設け、前記シリンダケーシン
グの周囲に、高圧油室内に高圧の圧油を供給する油圧増
圧機を一体的に設けたものである。In order to solve the above problems, a hydropneumatically actuated high speed cylinder device according to the present invention comprises:
An air pressure chamber and a hydraulic chamber defined by a piston slidably arranged in the cylinder casing are provided, and the piston is provided with an output rod projecting toward the air pressure chamber side and a control rod projecting toward the hydraulic chamber side in the relative direction. On the hydraulic chamber side,
A high-pressure oil chamber is provided through a valve plate having a valve hole formed therein, through which a control rod is inserted through a sealing material, and a hydraulic chamber and a high-pressure oil chamber are communicated in the valve hole at a predetermined position of the control rod. A small diameter portion that forms an inflow space is provided, and a hydraulic pressure booster that supplies high pressure oil into the high pressure oil chamber is integrally provided around the cylinder casing.
【０００７】[0007]
【作用】上記構成において、ピストンを上死点から下死
点側に駆動して出力ロッドを突出移動させる場合、油圧
増圧機を作動して高圧油室に圧油を送り込むとともに、
油圧室に空気圧室のピストン駆動力より大きい駆動力が
得られる圧油を供給する。これにより、ピストンが空気
圧室側に移動されて空気圧室の空気が排出され出力ロッ
ドが突出移動される。そして、弁孔位置に制御ロッドの
小径部が差し掛かると、小径部と弁孔の間に流入空間が
形成され、この流入空間を介して高圧油室の圧油が油圧
室に流入してピストンを駆動し出力ロッドを高速高出力
で突出移動する。さらに、小径部が弁孔を通り過ぎて流
入空間が閉止され油圧室への圧油の供給が停止される
と、出力ロッドの移動速度および出力が低下され、そし
てピストンが下死点で停止される。下死点からの後退移
動は、油圧増圧機を停止して油圧室の油圧を空気圧室よ
り減圧することにより、ピストンを上死点に復帰させる
ことができる。In the above structure, when the piston is driven from the top dead center to the bottom dead center to move the output rod in a protruding manner, the hydraulic pressure booster is operated to send the pressure oil to the high pressure oil chamber,
Pressure oil is supplied to the hydraulic chamber so that a driving force larger than the piston driving force of the pneumatic chamber is obtained. As a result, the piston is moved to the air pressure chamber side, the air in the air pressure chamber is discharged, and the output rod is moved in a protruding manner. Then, when the small diameter part of the control rod approaches the valve hole position, an inflow space is formed between the small diameter part and the valve hole, and the pressure oil in the high pressure oil chamber flows into the hydraulic chamber through this inflow space and the piston Drive the output rod to move at high speed and high output. Further, when the small-diameter portion passes through the valve hole and the inflow space is closed and the supply of pressure oil to the hydraulic chamber is stopped, the moving speed and output of the output rod are reduced, and the piston is stopped at bottom dead center. . For the backward movement from the bottom dead center, the piston can be returned to the top dead center by stopping the hydraulic pressure booster and reducing the hydraulic pressure in the hydraulic chamber from the pneumatic chamber.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、本発明に係る油圧空気圧作動式高速シ
リンダー装置の一実施例を図１に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a hydropneumatically actuated high speed cylinder device according to the present invention will be described below with reference to FIG.
【０００９】１は内シリンダケーシング２内にスライド
自在に配置されたピストンで、空気圧室３と油圧室４と
を区画している。このピストン１には空気圧室３側に出
力ロッド５が設けられるとともに、油圧室４側に制御ロ
ッド６がシリンダー軸心上に相対方向に設けられてい
る。前記内シリンダケーシング２内で油圧室４の端部に
は弁板７を介して高圧油室８が形成されており、前記制
御ロッド６は、弁板７に形成された弁孔９にシール材１
０を介して摺動自在に貫通されている。前記制御ロッド
６には所定位置に長さＬの小径部１１が形成され、この
小径部１１により弁孔９との間に油圧室４と高圧油室８
とを連通する流入空間１２を形成して、高圧油室８内の
圧油を油圧室４に送り込むことができるように構成され
ている。Reference numeral 1 denotes a piston slidably arranged in an inner cylinder casing 2, which defines an air pressure chamber 3 and a hydraulic pressure chamber 4. The piston 1 is provided with an output rod 5 on the pneumatic chamber 3 side and a control rod 6 on the hydraulic chamber 4 side in a relative direction on the cylinder axis. A high pressure oil chamber 8 is formed at an end of the hydraulic chamber 4 in the inner cylinder casing 2 via a valve plate 7, and the control rod 6 is provided with a sealing material in a valve hole 9 formed in the valve plate 7. 1
It is slidably penetrated through 0. A small-diameter portion 11 having a length L is formed at a predetermined position on the control rod 6, and the small-diameter portion 11 allows the hydraulic chamber 4 and the high-pressure oil chamber 8 to be located between the control rod 6 and the valve hole 9.
An inflow space 12 that communicates with and is formed so that the pressure oil in the high pressure oil chamber 8 can be sent to the hydraulic chamber 4.
【００１０】空気圧室３側の端板１３には、出力ロッド
５のガイド孔１４と、空気圧室３内に圧縮空気を給排出
する駆動用空気口１５が形成されている。また高圧油室
８側の端板１６には、制御ロッド６のガイド孔１７が形
成されるとともに、ガイド孔１７の外面に制御ロッド６
を覆うロッドカバー１８が設けられ、このロッドカバー
１８の端部に、制御ロッド６の先端面までの距離を検出
してピストン１の移動限を検知する位置センサー１９が
取り付けられている。この位置センサー１９の検出信号
はシリンダー制御装置２２に入力される。また前記端板
１６には、油圧室４内に駆動用油を給排出する駆動用油
口２０が形成され、この駆動用油口２０は、高圧油室８
を通って弁板７に貫設された油管２１により油圧室４に
接続されている。A guide hole 14 for the output rod 5 and a drive air port 15 for supplying / discharging compressed air into / from the air pressure chamber 3 are formed in the end plate 13 on the air pressure chamber 3 side. A guide hole 17 for the control rod 6 is formed in the end plate 16 on the high-pressure oil chamber 8 side, and the control rod 6 is formed on the outer surface of the guide hole 17.
Is provided, and a position sensor 19 for detecting a distance to the distal end surface of the control rod 6 to detect a movement limit of the piston 1 is attached to an end of the rod cover 18. The detection signal of the position sensor 19 is input to the cylinder control device 22. The end plate 16 is provided with a drive oil port 20 for supplying and discharging drive oil into the hydraulic chamber 4. The drive oil port 20 is connected to the high-pressure oil chamber 8.
And is connected to the hydraulic chamber 4 by an oil pipe 21 penetrating through the valve plate 7.
【００１１】内シリンダケーシング２に外嵌された外シ
リンダケーシング３０には、高圧油室８に圧油を供給す
るための油圧増圧機３１が８〜１６個周方向一定間隔毎
に配設されており、この油圧増圧機３１は、空気圧室３
側に配置された増圧部３２と高圧油室８側に配置された
高圧油貯留室３３とで構成されている。前記増圧部３２
は、シリンダー軸心方向に形成された増圧用シリンダー
室３４に増圧用ピストン３５がスライド自在に嵌合さ
れ、増圧用シリンダー室３４と高圧油貯留室３３との間
に形成された増圧通路３６に、増圧用ピストン３５に連
結された増圧用ロッド３７が摺動自在に嵌合されるとと
もに、高圧油貯留室３３側にのみ流入を許す第１逆止弁
３８が設けられている。また、前記増圧用シリンダー室
３４の戻り室３４ａには増圧用ピストン３５を後退させ
る復帰用ばね３９が増圧用ロッド３７に外嵌して介装さ
れ、増圧用シリンダー室３４の圧縮室３４ｂには、増圧
用ロッド３７を駆動するための作動用空気を給排出する
増圧用空気口４０が形成されている。さらに、増圧通路
３６に増圧用油を供給する増圧用油口４１には、増圧通
路３６側にのみ流入を許す第２逆止弁４２が介在されて
いる。したがって、圧縮室３４ｂに作動用空気の供給排
出を繰り返すことにより、増圧用ロッド３７を往復移動
させて増圧用油口４１からの増圧の油を吸引圧縮し、高
圧油貯留室３３に送り込むことができる。In the outer cylinder casing 30 fitted onto the inner cylinder casing 2, 8 to 16 hydraulic pressure boosters 31 for supplying pressure oil to the high pressure oil chamber 8 are arranged at regular intervals in the circumferential direction. The hydraulic pressure booster 31 is installed in the pneumatic chamber 3
The high-pressure oil storage chamber 33 is disposed on the high pressure oil chamber 8 side. The pressure intensifier 32
A pressure-intensifying piston 35 is slidably fitted in a pressure-increasing cylinder chamber 34 formed in the cylinder axis direction, and a pressure-increasing passage 36 formed between the pressure-increasing cylinder chamber 34 and the high-pressure oil storage chamber 33. Further, a pressure-intensifying rod 37 connected to a pressure-increasing piston 35 is slidably fitted thereto, and a first check valve 38 is provided to allow inflow only to the high-pressure oil storage chamber 33 side. In the return chamber 34a of the pressure-intensifying cylinder chamber 34, a return spring 39 for retreating the pressure-increasing piston 35 is fitted outside the pressure-increasing rod 37, and in the compression chamber 34b of the pressure-intensifying cylinder chamber 34. A pressure-increasing air port 40 for supplying and discharging operating air for driving the pressure-increasing rod 37 is formed. Further, a second check valve 42 that allows inflow only to the pressure-increasing passage 36 is interposed in the pressure-intensifying oil port 41 that supplies the pressure-intensifying oil to the pressure-increasing passage 36. Therefore, by repeatedly supplying and discharging the operating air to and from the compression chamber 34 b, the pressure-intensifying rod 37 is reciprocated to suction-compress the pressure-intensified oil from the pressure-intensifying oil port 41 and send the compressed oil to the high-pressure oil storage chamber 33. Can be.
【００１２】前記増圧部３２の増圧用空気口４０と増圧
用油口４１にはそれぞれ増圧用空気管５１と増圧用油管
５２が接続されている。前記増圧用空気管５１は空気供
給管５３を介して第１空気圧アキュムレーター５６に接
続され、この第１空気圧アキュムレーター５６にはコン
プレッサー５４により第１減圧弁５５を介して圧縮空気
が供給されている。そしてこの増圧用空気管５１には、
第１空気圧アキュムレーター５６側から順に、油圧増圧
機３１を起動停止するための開閉弁５７と、増圧用ピス
トン３５を往復移動させる第１切換弁５８とが介在され
ている。また、前記増圧用油管５２は油圧ポンプ６０に
接続されている。したがって、シリンダー制御装置２２
の信号により開閉弁５７を開状態とし、第１切換弁５８
をＩ位置にして増圧用空気管５１を連通することによ
り、第１空気圧アキュムレーター５６の圧縮空気を作動
用空気として増圧用シリンダー室３４の圧縮室３４ｂに
供給し、第１切換弁５８をII位置にして圧縮室３４ｂ側
の増圧用空気管５１を開放することにより、圧縮室３４
ｂの作動用空気を消音器５９を介して外部に排出し、復
帰用ばね３９により増圧用ピストン３５および増圧用ロ
ッド３７を後退させて、増圧用油管５２から第２逆止弁
４２を介して増圧通路３６に増圧用油を吸引することが
できる。A pressure increasing air pipe 51 and a pressure increasing oil pipe 52 are connected to the pressure increasing air port 40 and the pressure increasing oil port 41 of the pressure increasing portion 32, respectively. The pressure-increasing air pipe 51 is connected to a first pneumatic accumulator 56 via an air supply pipe 53, and compressed air is supplied to the first pneumatic accumulator 56 by a compressor 54 via a first pressure reducing valve 55. I have. And the air tube 51 for pressure intensification
An opening / closing valve 57 for starting and stopping the hydraulic pressure intensifier 31 and a first switching valve 58 for reciprocating the pressure increasing piston 35 are interposed in order from the first pneumatic accumulator 56 side. The pressure-intensifying oil pipe 52 is connected to a hydraulic pump 60. Therefore, the cylinder control device 22
The opening / closing valve 57 is opened by the signal of the first switching valve 58.
Is connected to the pressure increasing air pipe 51 and the compressed air of the first pneumatic accumulator 56 is supplied as operating air to the compression chamber 34b of the pressure increasing cylinder chamber 34, and the first switching valve 58 is set to II. By opening the pressure-increasing air pipe 51 on the compression chamber 34b side by setting
The operating air of b is discharged to the outside through the silencer 59, and the pressure-increasing piston 35 and the pressure-increasing rod 37 are retracted by the return spring 39, and then from the pressure-intensifying oil pipe 52 through the second check valve 42. The pressure increasing oil can be sucked into the pressure increasing passage 36.
【００１３】前記高圧油貯留室３３には、高圧油室８に
連通する高圧油供給孔６１が形成されるとともに、駆動
用油圧管６２が接続される高圧油口６３が形成されてい
る。この駆動用油圧管６２は油圧アキュムレーター６４
に接続され、高圧油貯留室３３の圧油を圧油アキュムレ
ーター６４に蓄えたり、反対に油圧アキュムレーター６
４の圧油を高圧油貯留室３３に供給することができる。
すなわち、この駆動用油圧管６２には、高圧油貯留室３
３と油圧アキュムレーター６４とを連通するＩ位置と、
高圧油貯留室３３の圧油をタンクに排出するII位置との
間で切り換え可能な第２切換弁６６が介在されるととも
に、この第２切換弁６６と高圧油貯留室３３の間の駆動
用油圧管６２に、第２減圧弁６７および絞り弁６８を介
して駆動用油口２０に接続された分岐管６９が設けられ
ている。In the high pressure oil storage chamber 33, a high pressure oil supply hole 61 communicating with the high pressure oil chamber 8 is formed, and a high pressure oil port 63 to which a driving hydraulic pipe 62 is connected is formed. The driving hydraulic pipe 62 is provided with a hydraulic accumulator 64.
To store the pressurized oil in the high-pressure oil storage chamber 33 in the pressurized oil accumulator 64 or, conversely, to the hydraulic accumulator 6.
4 can be supplied to the high-pressure oil storage chamber 33.
That is, the driving hydraulic pipe 62 is provided with the high-pressure oil storage chamber 3.
An I position for communicating the hydraulic fluid with the hydraulic accumulator 64;
A second switching valve 66 that can be switched between a high pressure oil storage chamber 33 and a position II for discharging the pressure oil to the tank is interposed, and a drive between the second switching valve 66 and the high pressure oil storage chamber 33 is provided. The hydraulic pipe 62 is provided with a branch pipe 69 connected to the drive oil port 20 via the second pressure reducing valve 67 and the throttle valve 68.
【００１４】したがって、位置センサー１９の上死点Ｈ
の検出信号に基づいてシリンダー制御装置２２により第
１切換弁５８をＩ位置に切り換えることにより、油圧ア
キュムレーター６４の圧油を高圧油貯留室３３に供給す
るとともに、油圧室４に駆動用油を供給することがで
き、また位置センサー１９の下死点Ｌの検出信号に基づ
いてシリンダー制御装置２２により第２切換弁６６をII
位置に切り換えることにより、油圧室４および高圧油室
８ならびに高圧油貯留室３３の圧油を排出することがで
きる。Therefore, the top dead center H of the position sensor 19
By switching the first switching valve 58 to the I position by the cylinder control device 22 based on the detection signal of the above, the pressure oil of the hydraulic accumulator 64 is supplied to the high-pressure oil storage chamber 33 and the driving oil is supplied to the hydraulic chamber 4. The second switching valve 66 is set to II by the cylinder controller 22 based on the detection signal of the bottom dead center L of the position sensor 19.
By switching to the position, the hydraulic oil in the hydraulic chamber 4, the high-pressure oil chamber 8, and the high-pressure oil storage chamber 33 can be discharged.
【００１５】前記空気圧室３の駆動用空気口１５には空
気供給管５３に連通される駆動用空気管７１が接続さ
れ、この駆動用空気管７１には空気圧室３側にのみ流入
を許す第３逆止弁７２が介在されている。また駆動用空
気管７１とバイパス管７４の接続部には、駆動用空気管
７１の空気圧を蓄圧する第２空気圧アキュムレーター７
５が設けられている。７６はこの駆動用空気管７１に設
けられた安全弁である。A drive air pipe 71 communicating with an air supply pipe 53 is connected to the drive air port 15 of the air pressure chamber 3, and the drive air pipe 71 is allowed to flow into only the air pressure chamber 3 side. A three-way check valve 72 is interposed. A second pneumatic accumulator 7 for accumulating the air pressure of the driving air pipe 71 is provided at the connecting portion between the driving air pipe 71 and the bypass pipe 74.
5 are provided. Reference numeral 76 denotes a safety valve provided in the driving air pipe 71.
【００１６】上記構成における作用を説明する。 （１）図２に示すように、ピストン１が上死点Ｈにあ
り、これを位置センサー１９が制御ロッド６を介して検
出すると、シリンダー制御装置２２から開閉弁５７に開
信号が出力されて増圧用空気管５１に作動用空気が供給
されるとともに、第１切換弁５８に作動信号が出力され
て油圧増圧機３１が起動され、第１切換弁５８の切り換
えを繰り返して増圧用油管５２の圧油を増圧用ロッド３
７により昇圧して高圧油貯留室３３に送り込む。The operation of the above configuration will be described. (1) As shown in FIG. 2, when the piston 1 is at the top dead center H and the position sensor 19 detects this through the control rod 6, an open signal is output from the cylinder controller 22 to the on-off valve 57. The working air is supplied to the pressure boosting air pipe 51, the working signal is output to the first switching valve 58, the hydraulic pressure booster 31 is started, and the switching of the first switching valve 58 is repeated to cause the pressure boosting oil pipe 52 to operate. Rod for increasing pressure oil 3
The pressure is increased by 7 and sent to the high pressure oil storage chamber 33.
【００１７】（２）さらに、シリンダー制御装置２２か
ら第２切換弁６６に信号が出力されてＩ位置に切り換え
られると、駆動用油圧管６２が連通されて油圧アキュム
レーター６４の圧油を高圧油貯留室３３および高圧油室
８に供給するとともに、分岐管６９を介して油圧室４に
駆動用圧油を供給する。これにより、油圧室４の圧力Ｐ
2 が空気圧室３の圧力Ｐ1 より大きくなりピストン１を
下死点Ｌ側に移動させて出力ロッド５を突出移動させ
る。(2) Further, when a signal is output from the cylinder control device 22 to the second switching valve 66 and switched to the I position, the hydraulic pressure pipe 62 for communication is communicated and the pressure oil of the hydraulic accumulator 64 is changed to high pressure oil. The pressure oil for driving is supplied to the hydraulic chamber 4 via the branch pipe 69 while being supplied to the storage chamber 33 and the high pressure oil chamber 8. Thereby, the pressure P of the hydraulic chamber 4
2 is projected move the output rod 5 become large piston 1 than the pressure P 1 of the pressure chamber 3 by moving the bottom dead center L side.
【００１８】（３）図３に示すように、制御ロッド６の
小径部１１が弁板７の弁孔９に達すると、流入空間１２
が形成されて高圧油室８の高圧油が油圧室４に導入さ
れ、ピストン１がこの高圧油に作用されて出力ロッド５
が高速高出力で下死点Ｌ側に突出移動される。この高速
高出力の出力ロッド５の移動は、小径部１１の長さＬに
相当するＬ′の区間続行される。(3) As shown in FIG. 3, when the small diameter portion 11 of the control rod 6 reaches the valve hole 9 of the valve plate 7, the inflow space 12 is formed.
Is formed, high-pressure oil in the high-pressure oil chamber 8 is introduced into the hydraulic chamber 4, and the piston 1 is acted on by this high-pressure oil to output the rod 5
Is projected and moved to the bottom dead center L side at high speed and high output. The movement of the output rod 5 with high speed and high output is continued in a section of L 'corresponding to the length L of the small diameter portion 11.
【００１９】（４）図４に示すように、ピストン１が下
死点Ｌとなる手前位置で、制御ロッド６の小径部１１が
弁孔９を通り過ぎると、流入空間１２が閉止されて高圧
油室８側から油圧室への高圧油の流入が停止され、出力
ロッド５の速度と出力を低下される。(4) As shown in FIG. 4, when the small diameter portion 11 of the control rod 6 passes through the valve hole 9 at the front position where the piston 1 reaches the bottom dead center L, the inflow space 12 is closed and the high pressure oil is discharged. The inflow of high-pressure oil from the chamber 8 side to the hydraulic chamber is stopped, and the speed and output of the output rod 5 are reduced.
【００２０】（５）図５に示すように、ピストン１が下
死点Ｌとなると、これを制御ロッド６を介して位置セン
サー１９で検出し、この検出信号に基づき、シリンダー
制御装置２２から開閉弁５７に閉信号が出力されて増圧
用空気管５１への作動用空気の供給が停止されるととも
に、第１切換弁５８に停止信号が出力されて油圧増圧機
３１が停止される。同時に、シリンダー制御装置２２か
ら第２切換弁６６に信号が出力されてII位置に切り換え
られ、油圧室４および高圧油室８ならびに高圧油貯留室
３３内の圧油が排出される。これにより、空気圧室３の
圧力Ｐ1 が油圧室４の圧力Ｐ2 より大きくなり、ピスト
ン１が上死点Ｈまで移動されて出力ロッド５が復帰され
る。(5) As shown in FIG. 5, when the piston 1 reaches the bottom dead center L, this is detected by the position sensor 19 via the control rod 6, and based on this detection signal, the cylinder controller 22 opens and closes. A closing signal is output to the valve 57 to stop the supply of operating air to the pressure increasing air pipe 51, and a stop signal is output to the first switching valve 58 to stop the hydraulic pressure booster 31. At the same time, a signal is output from the cylinder control device 22 to the second switching valve 66 to switch to the II position, and the hydraulic oil in the hydraulic chamber 4, the high-pressure oil chamber 8, and the high-pressure oil storage chamber 33 is discharged. As a result, the pressure P 1 in the pneumatic chamber 3 becomes higher than the pressure P 2 in the hydraulic chamber 4, the piston 1 is moved to the top dead center H, and the output rod 5 is restored.
【００２１】上記実施例によれば、出力ロッド５の全移
動ストロークＳの内、制御ロッド６の小径部１１が弁孔
９の対応する区間Ｌ′のみ高圧油室８の高圧油を油圧室
４に供給して、ピストン１を高速高出力で駆動し出力ロ
ッド５を突出移動させることができるので、プレス機や
杭打ち機、切断機など、特定の位置で高速度や高出力を
必要とする工具や装置の駆動機構に適用することがで
き、効率のよい駆動を行うことができる。しかも、制御
ロッド６の小径部１１の位置等を設計変更するだけで、
シリンダー装置の出力状態を容易に変化させることがで
き、全ての装置に容易に適用することができる。According to the above-described embodiment, in the entire movement stroke S of the output rod 5, only the section L'where the small diameter portion 11 of the control rod 6 corresponds to the valve hole 9 transfers the high pressure oil in the high pressure oil chamber 8 to the hydraulic chamber 4. , The piston 1 can be driven at a high speed and a high output to move the output rod 5 in a protruding manner, so that a high speed and a high output are required at a specific position such as a press machine, a pile driving machine, or a cutting machine. It can be applied to a driving mechanism of a tool or a device, and efficient driving can be performed. Moreover, by simply changing the design of the position of the small diameter portion 11 of the control rod 6,
The output state of the cylinder device can be easily changed, and it can be easily applied to all devices.
【００２２】また、シリンダー装置に出力を得るための
駆動源を油圧とし、復帰用の駆動源を空気圧としたの
で、大きい駆動力を確実に得ることができ、両方に油圧
を使用するのに比べてコスト的にも有利となる。さらに
油圧増圧機３１を外シリンダケーシング３０内に設けて
内シリンダケーシング２と一体化したので、別に高出力
駆動用の高圧空気を得るための装置も不要で、全体をコ
ンパクト化することができる。Further, since the drive source for obtaining the output to the cylinder device is the hydraulic pressure and the return drive source is the pneumatic pressure, a large driving force can be surely obtained, and compared with the case where the hydraulic pressure is used for both. It is also advantageous in terms of cost. Further, since the hydraulic pressure intensifier 31 is provided in the outer cylinder casing 30 and integrated with the inner cylinder casing 2, a device for separately obtaining high-pressure air for high-output driving is not required, and the whole can be made compact.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上に述べたごとく本発明の油圧空気圧
作動式高速シリンダー装置によれば、ピストン駆動中に
弁孔に制御ロッドの小径部を通過させて流入空間を形成
し、この流入空間を介して高圧油室の高圧油を油圧室に
供給することにより、制御ロッドの小径部形成位置でピ
ストンおよび出力ロッドを高速高出力で駆動することが
できる。したがって、全ストローク中に必要な区間のみ
高速高出力の駆動力が得られ、プレス機などの加工機
械、作業機械など所定位置にのみ高い速度や高出力が必
要な駆動機構の駆動装置として極めて有効に利用するこ
とができる。また、油圧増圧機をシリンダーと一体的に
設けたので、高出力を得る駆動源を同一ケーシング内で
作りだすことができ、全体をコンパクトにすることがで
きる。As described above, according to the hydropneumatically actuated high speed cylinder device of the present invention, the inflow space is formed by passing the small diameter portion of the control rod through the valve hole while the piston is being driven. By supplying the high-pressure oil from the high-pressure oil chamber to the hydraulic chamber via the piston, the piston and the output rod can be driven at high speed and high output at the small diameter portion forming position of the control rod. Therefore, high-speed and high-output driving force can be obtained only in the required section during the entire stroke, and it is extremely effective as a driving device for a driving mechanism that requires high speed and high output only at a predetermined position, such as processing machines such as press machines and work machines. Can be used for. Further, since the hydraulic booster is provided integrally with the cylinder, a drive source for obtaining high output can be created in the same casing, and the overall size can be made compact.
【図１】本発明に係る複動式高速シリンダー装置の一実
施例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a double-acting high-speed cylinder device according to the present invention.
【図２】同シリンダー装置の作用説明図である。FIG. 2 is an operation explanatory view of the cylinder device.
【図３】同シリンダー装置の作用説明図である。FIG. 3 is an operation explanatory view of the cylinder device.
【図４】同シリンダー装置の作用説明図である。FIG. 4 is an operation explanatory view of the cylinder device.
【図５】同シリンダー装置の作用説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory view of the cylinder device.
【図６】従来の高速シリンダーの作用説明図である。FIG. 6 is an explanatory view of the operation of a conventional high speed cylinder.
１ ピストン ２ 内シリンダケーシング ３ 空気圧室 ４ 油圧室 ５ 出力ロッド ６ 制御ロッド ７ 弁板 ８ 高圧油室 ９ 弁孔 10 シール材 11 小径部 12 流入空間 19 位置センサー 22 シリンダー制御装置 30 外シリンダケーシング 31 油圧増圧機 32 増圧部 33 高圧空気貯留部 34 増圧用シリンダー室 36 増圧通路 37 増圧用ロッド 51 増圧用空気管 52 増圧用油管 54 コンプレッサー 58 第１切換弁 60 油圧ポンプ 62 駆動用油圧管 64 油圧アキュムレーター 66 第２切換弁 67 第２減圧弁 69 分岐管 71 駆動用空気管 1 Piston 2 Inner Cylinder Casing 3 Air Pressure Chamber 4 Hydraulic Chamber 5 Output Rod 6 Control Rod 7 Valve Plate 8 High Pressure Oil Chamber 9 Valve Hole 10 Sealing Material 11 Small Diameter 12 Inlet Space 19 Position Sensor 22 Cylinder Controller 30 Outer Cylinder Casing 31 Hydraulic Pressure Pressure booster 32 Pressure booster 33 High pressure air storage 34 Pressure boosting cylinder chamber 36 Pressure boosting passage 37 Pressure boosting rod 51 Pressure boosting air pipe 52 Pressure boosting oil pipe 54 Compressor 58 First switching valve 60 Hydraulic pump 62 Driving hydraulic pipe 64 Hydraulic pressure Accumulator 66 Second switching valve 67 Second pressure reducing valve 69 Branch pipe 71 Driving air pipe
フロントページの続き (72)発明者 酒井 良仁 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 斎藤 年正 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 古川 哲郎 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28 号 日立造船株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−260709（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−82011（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−62682（ＪＰ，Ａ) 実公 昭48−23028（ＪＰ，Ｙ１)Front page continued (72) Inventor Yoshihito Sakai 5-3 28 Nishikujo, Konohana-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Hitachi Shipbuilding Co., Ltd. No. 28 Hitachi Shipbuilding Co., Ltd. (72) Inventor Tetsuro Furukawa 5-3-3 Nishikujo, Konohana-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture No. 28 Hitachi Shipbuilding Co., Ltd. (56) Reference JP-A-60-260709 (JP, A) Kai 61-82011 (JP, A) JP 63-62682 (JP, A) Jitsuko Sho 48-23028 (JP, Y1)
Claims (1)
配置されたピストンにより区画される空気圧室と油圧室
を設け、前記ピストンに空気圧室側に突出する出力ロッ
ドと油圧室側に突出する制御ロッドとを相対方向に設
け、油圧室の端部に、制御ロッドがシール材を介して挿
通する弁孔が形成された弁板を介して高圧油室を設け、
前記制御ロッドの所定位置に、前記弁孔内に油圧室と高
圧油室とを連通する流入空間を形成する小径部を設け、
前記シリンダケーシングの周囲に、高圧油室内に高圧の
圧油を供給する油圧増圧機を一体的に設けたことを特徴
とする油圧空気圧作動式高速シリンダー装置。1. A cylinder casing is provided with an air pressure chamber and a hydraulic chamber defined by a piston slidably arranged, and the piston is provided with an output rod projecting toward the pneumatic chamber side and a control rod projecting toward the hydraulic chamber side. Provided in the relative direction, a high pressure oil chamber is provided at the end of the hydraulic chamber via a valve plate formed with a valve hole through which a control rod is inserted through a sealing material,
At a predetermined position of the control rod, a small diameter portion that forms an inflow space that connects the hydraulic chamber and the high pressure oil chamber is provided in the valve hole,
A hydraulic / pneumatically actuated high-speed cylinder device, characterized in that a hydraulic pressure booster for supplying high-pressure oil into a high-pressure oil chamber is integrally provided around the cylinder casing.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4068923A JP2674920B2 (en) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | Hydro-pneumatic high speed cylinder device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4068923A JP2674920B2 (en) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | Hydro-pneumatic high speed cylinder device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05272507A JPH05272507A (en) | 1993-10-19 |
| JP2674920B2 true JP2674920B2 (en) | 1997-11-12 |
Family
ID=13387661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4068923A Expired - Lifetime JP2674920B2 (en) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | Hydro-pneumatic high speed cylinder device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2674920B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2824016B2 (en) * | 1993-12-14 | 1998-11-11 | 住友金属工業株式会社 | Booster cylinder for hydraulic shaft coupling |
| CN102678654A (en) * | 2012-06-02 | 2012-09-19 | 山西高行液压股份有限公司 | Variable-speed oil cylinder system |
-
1992
- 1992-03-27 JP JP4068923A patent/JP2674920B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05272507A (en) | 1993-10-19 |
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