JPS596250Y2 - step cylinder - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、ステップシリンダーに関し、特に工作機械等
の作動部を加圧することにより、被加工物を位置決めす
る場合に使用されるステップシリンダーに関するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a step cylinder, and particularly to a step cylinder used for positioning a workpiece by pressurizing an operating part of a machine tool or the like.

一般に、プレス、切断機等の加圧機械にあっては、該機
械を作動させるための加圧源を要することは当然であり
、そのための加圧媒体として油、空気及び空気と油等を
使用することにより、力の増巾作用を利用した作動手段
が使用されている。In general, pressurized machines such as presses and cutting machines naturally require a pressurizing source to operate the machine, and oil, air, air and oil, etc. are used as pressurizing media for this purpose. By doing so, an actuation means that utilizes a force amplification effect is used.

しかしながら加圧媒体として空気を使用するエアーシリ
ンダー等にあっては、該媒体の圧縮性が禍いし、シリン
ダーの中間位置におけるロツドの定点停止は不可能であ
り、なかんずく負荷変動によっても影響を受けるのであ
る。However, in air cylinders and the like that use air as the pressurizing medium, the compressibility of the medium is poor, making it impossible to stop the rod at a fixed point in the middle of the cylinder, and above all, it is affected by load fluctuations. be.

即ち、シリンダー内における中間位置でロツドを停止さ
せるということは、ピストンによって分割された各室同
志の圧力バランスがロツドの停止位置を決定することか
ら考えても当然のことであり、このことは圧縮媒体とし
て空気を使用する以上、避けがたい必然性なのである。In other words, stopping the rod at an intermediate position within the cylinder is natural considering that the pressure balance between the chambers divided by the piston determines the stopping position of the rod. As long as air is used as a medium, this is an inevitable necessity.

したがって空気油圧変換等種々なる手段が考えられてい
るが、機構的な複雑さに加えて価格の高さが原因し、利
用しにくいものなのである。Therefore, various means such as air-hydraulic conversion have been considered, but they are difficult to use due to mechanical complexity and high cost.

本考案は上記エアーシリンダーの欠点を解決するために
なされたものであり、そのための手段として従来使用さ
れていたシリンダーの内部に更に、ピストンシリンダー
を介在させて、前記シリンダーを２重構造とすると共に
２重に装着されたピストンシリンダー自体のストローク
と該シリンダー内にあるピストン自体のストロークとの
各位置変動の組合せによって、ロツドを多段的に位置決
めさせることを目的としているのである。The present invention was made in order to solve the above-mentioned drawbacks of the air cylinder, and as a means for that purpose, a piston cylinder is further interposed inside the conventionally used cylinder, and the cylinder is made into a double structure. The purpose is to position the rod in multiple stages by combining the strokes of the piston cylinder itself, which is doubly mounted, and the stroke of the piston itself inside the cylinder.

図面を参照しつつ実施例を説明すると、第１図は従来型
のエアーシリンダーの断面図を示し、ａはピストンスト
ローク０の状態を示し、ｂはピストンストローク１の状
態を示している。An embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a sectional view of a conventional air cylinder, in which a shows a state with a piston stroke of 0, and b shows a state with a piston stroke of 1.

図において１は円筒状をなすシリンダーであって内部に
はシリンダーの内壁径には・゛合せて加工されたピスト
ンがあり、該ピストンにはピストンロツド３が一体に嵌
着されている。In the figure, reference numeral 1 denotes a cylindrical cylinder, and inside thereof there is a piston machined to match the diameter of the inner wall of the cylinder, and a piston rod 3 is integrally fitted into the piston.

４，４′はスペーサーであってピストン２０両側面に夫
々もうけられている。Spacers 4 and 4' are provided on both sides of the piston 20, respectively.

５はピストンシールでありピストン周縁にもうけられて
いて、シリンダー内壁とピストンとを密接させるもので
ある。A piston seal 5 is provided on the circumference of the piston to bring the inner wall of the cylinder and the piston into close contact with each other.

５′はロツドシールであってピストンロツドとシリンダ
ーとを密接させ、夫々のシリンダー内室を気密にしてい
る。5' is a rod seal that brings the piston rod and cylinder into close contact and makes the interior of each cylinder airtight.

６，６′は給排気口であり、図示しない電磁弁等を介し
て夫々圧縮空気供給源に接続されている。Reference numerals 6 and 6' denote supply and exhaust ports, which are respectively connected to a compressed air supply source via a solenoid valve (not shown) or the like.

以上概略説明したものが従来型エアーシリンダーの構戒
である。What has been outlined above is the structure of a conventional air cylinder.

したがって、今、ストロークσの状態（第１図ａ参照）
から作動させると、まず給排気口６の電磁弁を開放し、
圧縮空気がシリンダー内に供給され、電磁弁６′が排気
口として作用するので、給排気口６から圧入された空気
は、ピストン側面にあるスペーサ−４とシリンダー側壁
及びピストンシール５とで囲まれている気密室７ （以
下室７という）内に侵入し、該空気圧によってピストン
２を右方に移動させ、よってロツド３を突出移動させる
。Therefore, now the state of stroke σ (see Figure 1 a)
When activated, first open the solenoid valve of the supply/exhaust port 6,
Compressed air is supplied into the cylinder, and the solenoid valve 6' acts as an exhaust port, so the air that is forced in from the supply/exhaust port 6 is surrounded by the spacer 4 on the side of the piston, the cylinder side wall, and the piston seal 5. The piston 2 enters the airtight chamber 7 (hereinafter referred to as chamber 7) in which the piston 2 is located, and the piston 2 is moved to the right by the air pressure, thereby causing the rod 3 to protrude and move.

そして前記加圧状態を継続させると、ピストン２と共に
ピストンロツドはますます右へ突出移動し、ついにはス
ペーサ−４′によって形威された気密室７′（以下室７
′という）を残してシリンダー右端にて停止する。When the pressurized state is continued, the piston rod together with the piston 2 moves further and further to the right, and finally the airtight chamber 7' (hereinafter referred to as chamber 7) formed by the spacer 4'
′) and stops at the right end of the cylinder.

（第１図ｂ参照）なお、スペーサ−４，４′はシリンダ
ー内の左右端にピストン２が夫々位置した場合にも、該
ピストンによって給排気口を閉塞することなく、しかも
最初からピストンの加圧操作が充分可能なためなのであ
る。(Refer to Fig. 1b) Furthermore, even when the piston 2 is located at the left and right ends of the cylinder, the spacers 4 and 4' prevent the piston from blocking the air supply and exhaust ports, and furthermore, the spacers 4 and 4' prevent the piston from being applied from the beginning. This is because it allows sufficient pressure manipulation.

更に、前記電磁弁と給排気口との関係を反対にすればピ
ストンロツドは没入移動を開始し、やがて左側位置にま
で至って没入動作を終了する。Furthermore, if the relationship between the electromagnetic valve and the air supply/exhaust port is reversed, the piston rod will start retracting, and will eventually reach the left-hand position and end the retracting movement.

したがってストロークＯ及び１の位置は正確な位置決め
が可能であるが、もしもその中間位置で停止したい場合
の作用を考えると、ロツドの突出位置を監視しつつ、給
排気を司る電磁弁（図示せず）を操作し、室７，７′の
圧力バランスを考えて停止作動を行なわなければならな
いが、前記した如く圧力媒体が圧縮した空気である上に
負荷変動が加わるため、定位置でのロツドの停止は困難
を極め、精度ある位置決停止は不可能なのである。Therefore, it is possible to accurately position strokes O and 1, but if you want to stop at an intermediate position, it is necessary to monitor the protruding position of the rod and use the solenoid valve (not shown) that controls air supply and exhaust. ) and must be operated while considering the pressure balance in chambers 7 and 7', but as mentioned above, the pressure medium is compressed air and load fluctuations are added, so it is difficult to stop the rod in a fixed position. Stopping is extremely difficult, and accurate positioning and stopping is impossible.

次に第２図以下を参照して本考案を説明すると、第２図
は本考案になるエアーシリンダーの断面図を示し、第３
図ａ， ｌ）， ｃは夫々の位置決めが正確にでき
ることを示すための断面図を示している。Next, the present invention will be explained with reference to Figure 2 and subsequent figures. Figure 2 shows a sectional view of the air cylinder of the present invention, and
Figures a, l), and c show cross-sectional views to show that each position can be accurately determined.

しかも図示された符号は従来装置と対比しつつ１〜７ま
では同一である。Moreover, the illustrated symbols 1 to 7 are the same as in the conventional device.

第２図から理解できるように、外側シリンダー１内に外
側シリンダー１の内径に合せた内側ピストンシリンダー
８を挿入し、更に内側ピストンシリンダー８内にピスト
ン２を挿入し、全体を２重構造とすると共に、見かけ上
ピストンを２個有し、しかもそれらは多段移動する如き
作用としている点に特徴を有するのである。As can be understood from Fig. 2, the inner piston cylinder 8 matching the inner diameter of the outer cylinder 1 is inserted into the outer cylinder 1, and the piston 2 is further inserted into the inner piston cylinder 8, making the whole a double structure. In addition, it is characterized by having two apparently two pistons, and moreover, they act as if they move in multiple stages.

第１図同様、９は外側シリンダー１の内部に挿入されて
いるピストンシリンダー８の外側端部にもうけられたス
ペーサーであって気密室１０（以下室１０という）を構
戒するためのものであり、１１もスペーサーである。As in FIG. 1, numeral 9 is a spacer provided at the outer end of the piston cylinder 8 inserted into the outer cylinder 1 to guard against an airtight chamber 10 (hereinafter referred to as chamber 10). , 11 are also spacers.

１２， １２’は新たに外側シリンダー側壁にもうけら
れた給排気口であり、夫々対応する室に連通している。Reference numerals 12 and 12' designate air supply and exhaust ports newly provided in the side wall of the outer cylinder, each of which communicates with the corresponding chamber.

１３． １３’， １３“はピストンシリンダー８と外
側シリンダー１の内壁との間を気密にするためのピスト
ンシリンダーシールであって、前記ピストンシリンダー
周縁３ケ所にもうけられている。13. Piston cylinder seals 13' and 13'' are provided at three locations around the piston cylinder periphery to make the space between the piston cylinder 8 and the inner wall of the outer cylinder 1 airtight.

１４はピストンシリンダーの室である。14 is a chamber of the piston cylinder.

今、第２図を用いてロツドの最終没入位置における各室
７． ７’， １０． １４と各給排気口との連通関係
を整理すると次のようになる。Now, using Figure 2, each room 7. at the final immersion position of the rod. 7', 10. The communication relationship between 14 and each air supply/exhaust port is summarized as follows.

（イ）給排気口６はピストンシリンダー８の端部側壁と
ピストンシリンダーシール１３とで囲まれ、しかもスペ
ーサ−９と外側シリンダー内側とで構威される室１０に
連通している。(a) The supply/exhaust port 6 is surrounded by the end side wall of the piston cylinder 8 and the piston cylinder seal 13, and communicates with a chamber 10 defined by the spacer 9 and the inside of the outer cylinder.

（ロ）給排気口１２は外側シリンダー内壁及びピストン
シリンダー周縁にもうけられたピストンシリンダーシー
ル１３， １３’によってできる空隙及びピストンシリ
ンダーの給排気口１５を介して室７に連通している。(b) The supply/exhaust port 12 communicates with the chamber 7 via the gap formed by the piston cylinder seals 13, 13' provided on the inner wall of the outer cylinder and the circumference of the piston cylinder, and the supply/exhaust port 15 of the piston cylinder.

（ハ）給排気口１２′は外側シリンダー内壁及びピスト
ンシリンダー周縁にもうけられたピストンシリンダーシ
ール１３’， １３”によってできる空隙及びピストン
シリンダーの給排気口１５′を介して室１４に連通して
いる。(c) The supply/exhaust port 12' communicates with the chamber 14 via the air gap formed by the piston cylinder seals 13', 13'' provided on the inner wall of the outer cylinder and the periphery of the piston cylinder, and the supply/exhaust port 15' of the piston cylinder. .

（ニ）給排気口６′は外側シリンダー内壁とピストンシ
リンダ一端部及びピストンシリンダーシール１３″で囲
まれた室７′に連通している。(d) The supply/exhaust port 6' communicates with a chamber 7' surrounded by the inner wall of the outer cylinder, one end of the piston cylinder, and the piston cylinder seal 13''.

次に作動についての説明であるが、第２図において、図
示されない給排気口６の電磁弁を圧縮空気供給源に接続
し、６′を開放すると、各給排気口の関係は上記（イ）
の通りであるため圧縮空気は室１０に圧入し、ピストン
シリンダ一端部で受圧され、前記ピストンシリンダー８
を右方に移動する。Next, regarding the operation, in Fig. 2, when the solenoid valve of the supply/exhaust port 6 (not shown) is connected to a compressed air supply source and 6' is opened, the relationship between each supply/exhaust port is as shown in (a) above.
Since the compressed air is pressurized into the chamber 10, the pressure is received at one end of the piston cylinder 8.
Move to the right.

この場合、給排気口１２． １２’へは圧縮空気が供給
されないため、室７及び１４は加圧されず、ピストンシ
リンダー８だけの動きと共に、ロツド３はｌ０だけの突
出移動を行うことになる。In this case, the supply/exhaust port 12. Since compressed air is not supplied to 12', the chambers 7 and 14 are not pressurized, and along with the movement of only the piston cylinder 8, the rod 3 makes a protruding movement by 10.

（第３図ａ参照、これをストローク１という） 次に第２図において、図示されない給排気口１２の電磁
弁を圧縮空気供給源に接続し、１２′を開放すると、各
給排気口の関係は上記（ロ）の通りであるため圧縮空気
は室７に圧入し、ピストン２で受圧され、前記ピストン
２を右方へ移動する。(See Fig. 3a, this is called stroke 1.) Next, in Fig. 2, when the solenoid valve of the supply/exhaust port 12 (not shown) is connected to a compressed air supply source and 12' is opened, the relationship between each supply/exhaust port is As described in (b) above, the compressed air is forced into the chamber 7, is received by the piston 2, and moves the piston 2 to the right.

この場合、給排気口、１２以外は加圧されていないため
、ピストン２だけの動きと共に、ロツド３はｌ２だけの
突出移動を行うことになる。In this case, since no pressure is applied except for the supply/exhaust port 12, the piston 2 moves and the rod 3 protrudes by 12.

（第３図ｂ参照、これをストローク２という） 同じく第２図において、図示されない給排気口６，１２
の電磁弁を圧縮空気供給源に接続し、６′，１２′を開
放すると、各給排気口の関係は上記（イ），（ロ）の通
りであるため、圧縮空気は室７及び１０に圧入し、ピス
トン２及びピストンシリンダー８で夫々受圧され、前記
ピストン２とピストンシリンダー８の両方を右方へ移動
する。(See Fig. 3b, this is called stroke 2) Also in Fig. 2, the supply and exhaust ports 6, 12, which are not shown,
When the solenoid valve is connected to the compressed air supply source and ports 6' and 12' are opened, compressed air will flow into chambers 7 and 10 because the relationship between the supply and exhaust ports is as shown in (a) and (b) above. It is press-fitted, pressure is received by the piston 2 and the piston cylinder 8, respectively, and both the piston 2 and the piston cylinder 8 are moved to the right.

この場合、給排気口６’， １２’は開放されているた
めスムースな移動が可能である。In this case, the air supply and exhaust ports 6' and 12' are open, allowing smooth movement.

（第３図Ｃ参照これをストローク３という） 更に第３図Ｃの状態、即ちストローク３から第２図、即
ちストロークＯの状態に戻すためには、図示されない給
排気口６’， １２’の電磁弁を圧縮空気供給源に接続
し、６，１２を開放すると、各給排気口の関係は上記（
ハ），（ニ）の通りであるため、圧縮空気は室７′及び
１４に圧入し、ピストン２及びピストンシリンダー８で
夫々受圧され、上記ピストン２及びピストンシリンダー
８の両方を夫々左方へ移動する。(See FIG. 3C, this is called stroke 3.) Furthermore, in order to return from the state of FIG. 3C, that is, stroke 3, to the state of FIG. When the solenoid valve is connected to a compressed air supply source and ports 6 and 12 are opened, the relationship between each supply and exhaust port is as described above (
As shown in c) and (d), the compressed air is forced into the chambers 7' and 14, is received by the piston 2 and the piston cylinder 8, and moves both the piston 2 and the piston cylinder 8 to the left. do.

この場合、給排気口６，１２は開放されているため左方
へのスムースな移動が可能である。In this case, since the air supply and exhaust ports 6 and 12 are open, smooth movement to the left is possible.

（第２図参照、これをストローク０という）上記は、そ
の作用を２重構造のシリンダーとしての正確な位置決め
動作をしてきたわけであるが、前記シリンダーを更に多
重構造とすることによって、多段停止動作もできること
は当然である。(Refer to Figure 2, this is called stroke 0.) In the above, the action is performed as a cylinder with a double structure for accurate positioning, but by making the cylinder further have a multilayer structure, multi-stage stopping operation can be achieved. Of course, you can also do it.

そして、第３図ａに示されるように１２’ｉ’ｌｓ ；
Ｖ！１なる関係内においては、ストローク１， ２．
３のいかなる比のシリンダーも製作が可能なのであ
る。Then, as shown in Figure 3a, 12'i'ls;
V! Within the relationship 1, strokes 1, 2.
It is possible to manufacture cylinders with any ratio of 3.

以上要するに本考案のものは、外側シリンダー内部にピ
ストン及ピストンロッドを有するピストンシリンダーが
嵌挿されてシリンダーを２重構造とすると共に、ピスト
ンシリンダーとピストンとが夫々独立して移動可能であ
るため、前記各部分への給排気口を開閉する電磁弁操作
シーケンスの組合せ操作によって極めて精度の良い多段
停止による位置決めと停止順組合せが可能であるという
優れた効果を奏するものである。In summary, in the present invention, a piston cylinder having a piston and a piston rod is fitted inside the outer cylinder, making the cylinder a double structure, and the piston cylinder and piston are movable independently. By combining the electromagnetic valve operation sequences for opening and closing the air supply and exhaust ports to each of the parts, it is possible to achieve highly accurate positioning by multi-stage stopping and combinations of stopping orders, which is an excellent effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は従来型のエアーシリンダーの断面図を示し、ａ
はピストンストローク０の状態を示し、ｂは１の状態を
示す。 第２図は本考案になるエアーシリンダーの断面図を示し
、第３図ａ，ｂ，Ｃは夫々の多段的な位置決めができる
ことを示すための作用断面図を示している。 図中、１：シリンダー ２：ピストン、３：ピストンロ
ツド、４， ４’， ９， １１ ：スペーサー、５：
ピストンシール、５′：ロツドシール、６， ６’，
１２，１２’， １５， １５’ ：給排気口、７，
７’， １０， １４ ：室、１３，１３’， １３”
：ピストンシリンダーシール。Figure 1 shows a cross-sectional view of a conventional air cylinder, a
indicates a state where the piston stroke is 0, and b indicates a state where the piston stroke is 1. FIG. 2 shows a sectional view of the air cylinder according to the present invention, and FIGS. 3A, 3B, and 3C show functional sectional views showing that the air cylinder can be positioned in multiple stages. In the figure, 1: cylinder, 2: piston, 3: piston rod, 4, 4', 9, 11: spacer, 5:
Piston seal, 5': Rod seal, 6, 6',
12, 12', 15, 15': Supply and exhaust port, 7,
7', 10, 14: chamber, 13, 13', 13"
: Piston cylinder seal.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 複数個の給排気口を有する外側シリンダーと、前記外側
シリンダー内に挿通され前記各給排気口と連通ずる複数
個の給排気口を有する内側ピストンシリンダーとからな
り、前記内外部にもうけた各給排気口の組合せにより、
ピストンロツドの２段階突出及び没入操作の可能なステ
ップシリンダーにおいて、上記外側シリンダーは前後端
の各周面位置にもうけた給排気口と、中間位置に互いに
間隔を有してもうけた２個の給排気口との４個の給排気
口をそなえると共に、上記内側ピストンシリンダーは、
前後端側壁に夫々突出してもうけたスペーサーと、前後
端の各周面位置に夫々もうけた給排気口と、前記した前
後端の各給排気口位置より更に外側に夫々もうけたピス
トンシリンダーシールと、中間位置にもうけたピストン
シリンダーシールと、前記内側ピストンシリンダー内に
挿通されたピストンの前後端に夫々突出してもうけたス
ペーサーと、前記ピストン周面にもうけたピストンシー
ルとを夫々そなえ前記外側シリンダーにもうけた給排気
口と内側シリンダーにもうけた給排気口との組合せ開閉
制御により加圧媒体の圧入を介してピストンロツドの多
段停止を可能にすることを特徴とするステップシリンダ
ーIt consists of an outer cylinder having a plurality of supply/exhaust ports, and an inner piston cylinder having a plurality of supply/exhaust ports inserted into the outer cylinder and communicating with each of the supply/exhaust ports. Depending on the combination of exhaust ports,
In a step cylinder in which the piston rod can be extended and retracted in two stages, the outer cylinder has an air supply/exhaust port provided at each peripheral surface position at the front and rear ends, and two air supply/exhaust ports provided at an intermediate position with a gap between them. The inner piston cylinder is equipped with four air supply and exhaust ports.
Spacers protruding from the front and rear end side walls, air supply and exhaust ports formed at each circumferential position at the front and rear ends, and piston cylinder seals formed further outward from the positions of the air supply and exhaust ports at the front and rear ends, respectively; A piston cylinder seal provided at an intermediate position, spacers projecting from the front and rear ends of the piston inserted into the inner piston cylinder, and a piston seal provided on the peripheral surface of the piston are provided in the outer cylinder. A step cylinder characterized in that a piston rod can be stopped in multiple stages through the pressurized injection of pressurized medium by controlling the opening and closing of a combination of an air supply and exhaust port provided in the inner cylinder and an air supply and exhaust port provided in the inner cylinder.