JPH108901A - デュアルストロークエァシリンダ。 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】（１）、廉価で小型のデュアルストロークエァ
シリンダを提供する。 （２）、短ストローク間を増力した、廉価で小型のデュ
アルストロークエァシリンダを提供する。 （３）、エァシリンダ以外と連動したデュアルストロー
クエァシリンダ。 【構成】（１）、エァシリンダのピストンロッドを径違
いロッドとし、小径部にフローティングピストンを嵌合
させる。 （２）、前記フローティングピストンを支点としてわず
かに回転でき、前記ピストンロッドと部分的に嵌合する
クラッチ部材を取り付ける。 （３）、前記、径違いピストンロッドの代わりに、同一
外径のピストンロッドとし、該ピストンロッドをエァシ
リンダ以外で操作する場合のクラッチ付きエァシリン
ダ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［産業上の利用分野］かしめ、打ち抜き、
刻印、スポット溶接、圧着等に於て、極めて短いストロ
ークで作業をし、作業中断時にワークの脱着等のための
長いストロークを必要とする分野。

【０００２】［従来の技術］ （１）増圧型流体圧シリンダ（特開平６−４２５０
７）。 （２）デュアル行程シリンダ。

【０００３】［発明が解決しようとする課題］エァシリ
ンダによる作業を、ストロークを２段階に分けて作動さ
せることにより、高サイクル化を可能にする、特に廉価
で且つ小型の装置を提供する。

【０００４】［課題を解決しようとするための手段］ （１）、エァシリンダのピストンロッドの径を２段に
し、小径部にフローティングピストンを嵌合させる。 （２）、前記フローティングピストンにクラッチ部材を
取り付ける。

【０００５】［作用］図面に従って説明する。図１は、
本願発明の請求項１の軸方向断面図であり、径違いピス
トンロッド（１）の大径部端にピストン（３）を固定
し、ピストン（３）は長ストロークシリンダ（９）の内
面をパッキン（１０）によりシールされて摺動する。フ
ローティングピストン（４）は短ストロークシリンダ
（５）の内面と径違いピストンロッド（１）の小径部外
面をそれぞれパッキン（１１）と（１２）によりシール
されて摺動する。次に、動作について述べる、まづ、ポ
ート３２及び３３より排気し、ポート３１より給気する
と、径違いピストンロッド（１）の大径部端によりフロ
ーティングピストン（４）を押してピストンロッド
（１）はフルストローク出る。次に、ポート３１より給
気したまま、ポート３２及びポート３３より給気する
と、ピストンロッド（１）はフローティングピストン
（４）の短ストロークだけ引っ込む、この状態で、ポー
ト３２及び３３より排気するとピストンロッド（１）は
フルストローク出た状態になる。このように、ポート３
１より給気したままで、ポート３２及び３３より給排気
を繰り返すことにより短ストロークを繰り返す。次に、
ポート３２及び３３より給気しポート３１より排気する
とピストンロッド（１）はフルストローク引っ込む。次
に、請求項２について述べる。図１は本願発明の請求項
２の軸方向断面図であり、図２に示したフローティング
ピストン（４）に支点（７）を設け、ピストンロッド
（１）の小径部に部分的に接触する嵌合面を有するクラ
ッチ部材（６）を嵌合させ、且つ、該クラッチ部材
（６）に初期回転力を与えるスプリング（２０）が組み
込まれている。更に、中間ブロック（１５）にはポート
３３のほかにポート３４が設けられている。次に、動作
について述べる。ポート３２より給気した状態でポート
３１より給気するとピストンロッド（１）は長ストロー
ク端で負荷力により停止する。次に、この状態でポート
３２より排気しポート３４より給気すると、フローティ
ングピストン（４）が動くにつれてクラッチ部材（６）
にスプリング（２０）により支点（７）を支点とした回
転力が加わる。この回転力の反力により、ピストンロッ
ド（１）の小径部とクラッチ部材（６）の嵌合面に摩擦
力が生じ、両者を連結する。更に、フローティングピス
トン（４）にかかる推力は支点（７）によりクラッチ部
材（６）に伝達される、この際、この推力に比例した回
転力がクラッチ部材（６）に生じ、この回転力の反力に
よる摩擦力がピストンロッド（１）とクラッチ部材
（６）を確実に連結する。そうすると、ピストンロッド
（１）はピストン（３）による推力のみならずフローテ
ィングピストン（４）による推力も加わり短ストローク
を動く。次に、ポート３１より給気したままでポート３
２及びポート３３より給気し、且つ、ポート３４より排
気するとピストンロッド（１）は短ストロークだけ引っ
込む。このように、ポート３１より給気したままで、ポ
ート３２及び３３とポート３４とで給排気を繰り返すピ
ストンロッド（１）が短ストーロークを往復する、この
際、ピストンロッド（１）が出る場合は増力された推力
となる。次に、ポート３２及び３３より給気し、ポート
３４より排気した場合はクラッチ部材（６）が中間ブロ
ック（１５）に押し付けられて軸方向と直角になりクラ
ッチ解除の状態となり、ここで、ポート３４を閉状態と
しポート３１より排気するとピストンロッド（１）はフ
ルストローク引っ込む。本願発明の請求項２を完成する
ためには、クラッチ部材（６）とピストンロッド（１）
の嵌合部の形状が重要な要因となる。以下、この点につ
いて述べる。図３は、クラッチ部材（６）とピストンロ
ッド（１）の嵌合部の形状を表す断面図である。本願発
明のクラッチの原理は、ピストンロッド（１）にかかる
推力によりクラッチ部材（６）に回転力がかかり、その
際の両者間の反力（垂直抗力）に摩擦係数を乗じた値が
クラッチ力となります、又、このとき、回転力の反力
は、（回転力に平行な抗力）と（回転力に垂直な抗力×
摩擦係数）との和に回転半径（クラッチ部材の肉厚に準
じた値）を乗じた値となります。故に、上記反力の内、
回転力に平行な抗力をできるだけ少なくし、回転力に垂
直な抗力を増大させたほうがクラッチ力が増大すること
になります。このことを実現する一方法として図３に示
すような形状で、部分的に嵌合する方法があります。こ
の技術思想を、簡潔に（極論的に）述べると、クラッチ
部材（６）に生じる回転力をクラッチ部材とピストンロ
ッド間の摩擦力から取り出せば、その摩擦力自体がその
ままクラッチ力となると言うことである。次に、請求項
３について述べる。請求項２のクラッチ機構は、ピスト
ンロッド（１）がエァシリンダ（９）の代わりに他の方
法（電動、手動あるいは、レバー操作）により駆動され
たとしても、それなりの特有の効果を発揮する。この場
合の構成に関しては、当業者にとって全く自明のもので
あり省略する。次に、請求項４は、通常のエァシリンダ
の複動と単動の関係に類似した技術内容であり、当業者
にとっては自明なことで省略する。次に、請求項５につ
いて述べる、請求項５の発明は、ピストンロッド（１）
をエァシリンダ以外で操作するときの、即ちクラッチ部
材（６）がオフの状態にある場合のピストンロッド
（１）にかかる摩擦抵抗を極力小さくしようとするため
のであり、フローティングピストンの内側のパッキンの
抵抗をピストンロッド（１）から切り離すためのもので
ある。この際には、支点（７）はクラッチ部材（６）を
押すために、且つ、クラッチ部材（６）をフローティン
グピストン（４）側に傾斜するように設けねばならな
い。更に、この場合は、クラッチを解除するための適当
なストッパーを設けねばならない。

【０００６】［実施例］シリンダ内径６３ｍｍ、ピスト
ンロッド小径部径２０ｍｍ、クラッチ部材切り欠き幅１
８ｍｍ。以上の寸法で実施した結果、本願発明の技術思
想を裏付ける明確な結果が出ている。

【０００７】［発明の効果］本願発明の効果は、 （１）、エァシリンダのストロークを、二段階にするこ
とによって高サイクルで使用可能にする装置を極めて廉
価で小型にできる。 （２）、前（１）項の短ストローク間を増力する極めて
廉価で小型の装置ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の請求項２の軸方向断面図。

【図２】本願発明の請求項１の軸方向断面図。

【図３】本願発明のクラッチ部材とピストンロッドの嵌
合部の形状を表す断面図。

【符号の説明】

（１）は、径違いピストンロット。（３）は、ピスト
ン。（４）は、フローティングピストン。（５）は、短
ストロークシリンダ。（６）は、クラッチ部材。（７）
は、支点。（９）は、長ストロークシリンダ。（１
０）、（１１）、（１２）、（１８）、（２１）はパッ
キン。（１６）は、ガスケット。（２０）は、スプリン
グ。（１７）は、滑り軸受。３１、３２、３３、３４は
給排気口。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エァシリンダのピストンロッドを、先端側
   の外径よりピストン側の外径が大なる、径違いピストン
   ロッド（１）とし、該径違いピストンロッド（１）の小
   径部に嵌合するフローティングピストン（４）を設け、
   該フローティングピストン（４）の外周に嵌合するシリ
   ンダ（５）をエァシリンダの先端に取り付けたことを特
   徴とするデュアルストロークエァシリンダ。
2. 【請求項２】請求項１の径違いピストンロッド（１）の
   小径部にその外周に部分的に接する嵌合面を有するクラ
   ッチ部材（６）を嵌合し、且つ、該フローティングピス
   トン（４）に該クラッチ部材（６）がわずかに傾斜する
   ための支点（７）を、軸心から偏心した位置に設け、且
   つ、該クラッチ部材（６）の非接触面の方向を該支点
   （７）の方向に合わせて組込んだことを特徴とする請求
   項１記載のデュアルストロークエァシリンダ。
3. 【請求項３】請求項２の径違いピストンロッド（１）を
   小径部のみの同一外径ピストンロッドとし、且つ、長ス
   トロークエァシリンダにのみ関する部分（９）、
   （３）、（１０）、（１３）、（３１）、（３３）を取
   り除くとともに、該同一外径ピストンロッドをエァシリ
   ンダ以外で操作することを特徴とするデュアルストロー
   クエァシリンダ。
4. 【請求項４】請求項３のフローティングピストン（４）
   の片側にスプリングを設け、該フローティングピストン
   （４）を単動型ピストンとしたことを特徴とするデュア
   ルストロークエァシリンダ。
5. 【請求項５】請求項４のフローティングピストン（４）
   のスプリング側にクラッチ部材（６）を設け、且つ、該
   クラッチ部材（６）が該フローティングピストン（４）
   側に傾斜するように支点（７）を設け、且つ、該フロー
   ティングピストン（４）の内側のシール面をピストンロ
   ッド（１）以外に設けたことを特徴とするデュアルスト
   ロークエァシリンダ。