JPS6041994B2 - 流体圧シリンダ - Google Patents
流体圧シリンダInfo
- Publication number
- JPS6041994B2 JPS6041994B2 JP50049275A JP4927575A JPS6041994B2 JP S6041994 B2 JPS6041994 B2 JP S6041994B2 JP 50049275 A JP50049275 A JP 50049275A JP 4927575 A JP4927575 A JP 4927575A JP S6041994 B2 JPS6041994 B2 JP S6041994B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- load
- cylinder
- piston
- point
- piston rod
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Actuator (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はシリンダの軸受部に作用する荷重の変動を減小
させるようにした流体圧シリンダに関する。
させるようにした流体圧シリンダに関する。
一般にシリンダのピストンロッドに曲げ荷重などが作用
する場合、ピストンストロークの変位に伴つて軸受部の
荷重は変動する。
する場合、ピストンストロークの変位に伴つて軸受部の
荷重は変動する。
例えば第1図に示すように、振動試験機などに利用され
る両端固定のシリンダについて検討してみるに、シリン
ダ1の基端1aは固定され、ピストンロッド2の先端に
はフレクチヤ部材3(Flexure:可撓部または、
たわみ部、圧縮や引張剛性は高いが曲げ(横)剛性の低
い弾性変形しやすい部材であつて、SNCM(ニッケル
クロムモリブデン鋼鋼材)など機械構造用合金鋼でつく
られたもの、以下同じ)を取付け、このフレクチヤ部材
3の先端に被試験体4を固定し、第1図の中立位置から
ピストン5を左右に移動させ、フレクチヤ部材3の変形
に伴い被試験体4に振巾δの微振動を与える場合、シリ
ンダ1の軸受部6、7に作用する荷重は、ピストンスト
ロークに伴つて大きく変動し、最伸長時と最収縮時ては
3〜4倍の荷重変化がある。(この点に関しては詳細を
後述するが)好ましくは、軸受に作用する荷重変動はで
きる限り小さい方がよく、本発明はかかる要請にもとづ
いて提案されたもので、両端固定されたシリンダの軸受
部に作用する荷重が小さく、かつストローク変化に伴う
荷重変動の小さい流体圧シリンダを提供する。以下実施
例を図面にもとづいて説明する。
る両端固定のシリンダについて検討してみるに、シリン
ダ1の基端1aは固定され、ピストンロッド2の先端に
はフレクチヤ部材3(Flexure:可撓部または、
たわみ部、圧縮や引張剛性は高いが曲げ(横)剛性の低
い弾性変形しやすい部材であつて、SNCM(ニッケル
クロムモリブデン鋼鋼材)など機械構造用合金鋼でつく
られたもの、以下同じ)を取付け、このフレクチヤ部材
3の先端に被試験体4を固定し、第1図の中立位置から
ピストン5を左右に移動させ、フレクチヤ部材3の変形
に伴い被試験体4に振巾δの微振動を与える場合、シリ
ンダ1の軸受部6、7に作用する荷重は、ピストンスト
ロークに伴つて大きく変動し、最伸長時と最収縮時ては
3〜4倍の荷重変化がある。(この点に関しては詳細を
後述するが)好ましくは、軸受に作用する荷重変動はで
きる限り小さい方がよく、本発明はかかる要請にもとづ
いて提案されたもので、両端固定されたシリンダの軸受
部に作用する荷重が小さく、かつストローク変化に伴う
荷重変動の小さい流体圧シリンダを提供する。以下実施
例を図面にもとづいて説明する。
第2図において、10はシリンダ、11はビス”トン、
12はピストンロッドで、ピストンロッド12は軸心に
有底筒状の中空部13が形成され、この中空部13の基
部にフレクチヤ部材14が植設され、フレクチヤ部材1
4の先端をピストンロッド12の先端より外方に突出さ
せる。
12はピストンロッドで、ピストンロッド12は軸心に
有底筒状の中空部13が形成され、この中空部13の基
部にフレクチヤ部材14が植設され、フレクチヤ部材1
4の先端をピストンロッド12の先端より外方に突出さ
せる。
つまり、フレクチヤ部材14を介して作用する荷重の作
用点をピストンロッド12の先端ではなく、これよりピ
ストン11側に近づけるようにしたのである。
用点をピストンロッド12の先端ではなく、これよりピ
ストン11側に近づけるようにしたのである。
この結果、後述するように、ストローク変位に伴う軸受
部15の荷重変動の少ないシリンダを得ることができる
。
部15の荷重変動の少ないシリンダを得ることができる
。
これを従来と比較しつつ証明する。
第3図に従来のシリンダ、第4図に本発明のシリンダを
それぞれあられし、それぞれシリンダ先端のフレクチヤ
部材が変形してピストンロッドに矢印で示すように、せ
ん助力Fと曲げモーメントMが発生すると仮定する。
それぞれあられし、それぞれシリンダ先端のフレクチヤ
部材が変形してピストンロッドに矢印で示すように、せ
ん助力Fと曲げモーメントMが発生すると仮定する。
まず、従来シリンダについて考察すると、軸受部の荷重
支持点Aとピストンの荷重支持点Bに作用する荷重を考
えるに、いまピストンは矢印でで示す方向にXだけ移動
したとして、第1に、曲げモーメントMにより作用する
A,B点の荷重,R6α,RBαは、両端固定の場合の
モーメントMが一定になることから、 暴1 ここで11は初期の支点A,Bの距離、12はロッド先
端と支点Aの距離を示す。
支持点Aとピストンの荷重支持点Bに作用する荷重を考
えるに、いまピストンは矢印でで示す方向にXだけ移動
したとして、第1に、曲げモーメントMにより作用する
A,B点の荷重,R6α,RBαは、両端固定の場合の
モーメントMが一定になることから、 暴1 ここで11は初期の支点A,Bの距離、12はロッド先
端と支点Aの距離を示す。
次にせん断力FによるA点の荷重RAβを求めると、
−尼j−F これよりRAβ−1−ァ ・・・・
(2)同じくB点の荷重RBβは、(12+x) ・F
=ー(11−x)であるから、したがつて、曲げモーメ
ントMとせん断力Fとの合成荷重がA,B点にそれぞれ
作用するから、これらの荷重RAI:.RBは次のよう
になる。
−尼j−F これよりRAβ−1−ァ ・・・・
(2)同じくB点の荷重RBβは、(12+x) ・F
=ー(11−x)であるから、したがつて、曲げモーメ
ントMとせん断力Fとの合成荷重がA,B点にそれぞれ
作用するから、これらの荷重RAI:.RBは次のよう
になる。
以上が従来の場合で、次に本発明の場合について考える
と、上記と同じように、まず曲げモーメントMにもとづ
くA,B点の荷重は、次に、せん断力Fにもとづくそれ
ぞれの荷重R″9βとR″8βは、ロッド先端からフレ
クチヤ部材の基端までの距離をyとして、〔(11−x
)+(12+x)−y〕 ・F=(11−x)・R″9
βであるから、同じく、(1。
と、上記と同じように、まず曲げモーメントMにもとづ
くA,B点の荷重は、次に、せん断力Fにもとづくそれ
ぞれの荷重R″9βとR″8βは、ロッド先端からフレ
クチヤ部材の基端までの距離をyとして、〔(11−x
)+(12+x)−y〕 ・F=(11−x)・R″9
βであるから、同じく、(1。
+x−y) ・F=ー(11−x)R″Bβであるから
、そして、支点AとBとに作用する曲げモーメントMと
せん断力Fとの合成荷重R″ぇとR″Bは、これらのこ
とから、(4)と(9)式とを単純に比較しても、軸受
荷重はR″ぇくRAであることが分かる。
、そして、支点AとBとに作用する曲げモーメントMと
せん断力Fとの合成荷重R″ぇとR″Bは、これらのこ
とから、(4)と(9)式とを単純に比較しても、軸受
荷重はR″ぇくRAであることが分かる。
更に詳細に検討するに、まず曲げモーメントMにもとづ
く支点荷重RAα,R8αとR″9α,R″8αは、(
1)式と(6)式からシリンダの同一ストローク点で同
一となるから、せん断力FにもとづくRAβとR1Aβ
及びRBβとR″Bβについてのみ比較することにする
。
く支点荷重RAα,R8αとR″9α,R″8αは、(
1)式と(6)式からシリンダの同一ストローク点で同
一となるから、せん断力FにもとづくRAβとR1Aβ
及びRBβとR″Bβについてのみ比較することにする
。
尚、ピストンのストロークをSと置いて以下に述べる。
1 (2)式と(7)式から、ROくyく2(11+1
2)Jの範囲内にある限り、ピストンの同一ストローク
点におけるR″9βの絶対値は常にRAβよりも小にな
ると共に、特に(7)式から、yが11+12に近づけ
ば近づく程ピストンの同一ストローク点におけるR′9
βの絶対値は小に、かつ、Rx=SJ点で発生するR″
9βMax.l5rs=0J点のR″9βMinとの差
も小になる。また、Ry=11+12JにおいてはRx
=o−sョに亘りR′9βは常に零となり、その場合の
RR″9βMax一R″Af3minョの値も零になる
。2 (3)式と(8)式から、RO〈y〈2(1。
2)Jの範囲内にある限り、ピストンの同一ストローク
点におけるR″9βの絶対値は常にRAβよりも小にな
ると共に、特に(7)式から、yが11+12に近づけ
ば近づく程ピストンの同一ストローク点におけるR′9
βの絶対値は小に、かつ、Rx=SJ点で発生するR″
9βMax.l5rs=0J点のR″9βMinとの差
も小になる。また、Ry=11+12JにおいてはRx
=o−sョに亘りR′9βは常に零となり、その場合の
RR″9βMax一R″Af3minョの値も零になる
。2 (3)式と(8)式から、RO〈y〈2(1。
+S)Jの範囲内にあるりピストンの同一ストローク点
におけるR″Bβの絶対値は常にRBβよりも小になる
と共に、特に(3)式から、RBβはRx=0〜SJに
亘り常に0マイナスョの値をとりつつxの増加に伴つて
絶対値が増大するのに対し、R″8βは(8)式からJ
ll+12〈y〈2 (12+S)Jの範囲内にとる
ことによりRx=o〜SJに亘つて常に1プラスョの値
を保ちつつxの増加に伴つて増大し、Ry=11+12
Jにおいてxの値に関係なくRR″Bβ=FJとなり、
Rl2+s≦y〈11+12Jの範囲内ではRX=o〜
SJに亘り常に1プラスョの値を保ちつつxの増加に伴
つて減少し、さらに12〈yぐ。+Sjの範囲内にあつ
てはXが零から増大するのに伴いR″Bβは1プラスョ
から0マイナスョに変化しROくy≦1。ョにとればR
X=o〜SJに亘りR″8βは常に1マイナスョの値を
保ちつ一)Xの増加に伴つてその絶対値が増大する。ま
た1R″8βMax−R″8β而NJの値はyがRll
+1。
におけるR″Bβの絶対値は常にRBβよりも小になる
と共に、特に(3)式から、RBβはRx=0〜SJに
亘り常に0マイナスョの値をとりつつxの増加に伴つて
絶対値が増大するのに対し、R″8βは(8)式からJ
ll+12〈y〈2 (12+S)Jの範囲内にとる
ことによりRx=o〜SJに亘つて常に1プラスョの値
を保ちつつxの増加に伴つて増大し、Ry=11+12
Jにおいてxの値に関係なくRR″Bβ=FJとなり、
Rl2+s≦y〈11+12Jの範囲内ではRX=o〜
SJに亘り常に1プラスョの値を保ちつつxの増加に伴
つて減少し、さらに12〈yぐ。+Sjの範囲内にあつ
てはXが零から増大するのに伴いR″Bβは1プラスョ
から0マイナスョに変化しROくy≦1。ョにとればR
X=o〜SJに亘りR″8βは常に1マイナスョの値を
保ちつ一)Xの増加に伴つてその絶対値が増大する。ま
た1R″8βMax−R″8β而NJの値はyがRll
+1。
ョに近づくにしたがつて減少し、Ry=11+I2Jで
零になる。3以上のことから、R″9βについてその絶
対値およびRR″ぇβMax−R″ぇβMinョを小に
するには、yをRIl+12ョにできるだけ近づければ
よい。
零になる。3以上のことから、R″9βについてその絶
対値およびRR″ぇβMax−R″ぇβMinョを小に
するには、yをRIl+12ョにできるだけ近づければ
よい。
4R″Bβについては、RR5Bpmax−R″BβM
inョを小にするにはYf!−Rll+1。
inョを小にするにはYf!−Rll+1。
ョにできるだけ近づければよいが、しかし、R″8βM
axの絶対値とRR″Bf3max−R″Bpminj
とを小にするにはRX=0J点とRX=S.j点におけ
るR″Bβの絶対値をできるだけ等しくしてやればよい
。それにはになることから、結局R″8の方は、yをR
l。+」違V−+yに近づけるにしたがい、R″8が働
く2・11−SFJ部分の最大軸受荷重と軸受荷重の変
動とを小さくすることができる。
axの絶対値とRR″Bf3max−R″Bpminj
とを小にするにはRX=0J点とRX=S.j点におけ
るR″Bβの絶対値をできるだけ等しくしてやればよい
。それにはになることから、結局R″8の方は、yをR
l。+」違V−+yに近づけるにしたがい、R″8が働
く2・11−SFJ部分の最大軸受荷重と軸受荷重の変
動とを小さくすることができる。
また、これまではピストンの全ストロークに亘つてのR
A,R″A,RB,R″8について考えてきたが、たと
えば振動試験機用のシリンダなどのようにピストンが中
立点を境にして1±SJだけ左右に振動する場合には第
5図及び第6図に示すように、前記(1)式からAO式
においてRll=13+SJ,rl2=14−SJと置
き、かつxがRX=0〜2Sョに亘つて変化すると考え
ればよく、したがつから、Y4rI2+塘??ョに近づ
ければよい。
A,R″A,RB,R″8について考えてきたが、たと
えば振動試験機用のシリンダなどのようにピストンが中
立点を境にして1±SJだけ左右に振動する場合には第
5図及び第6図に示すように、前記(1)式からAO式
においてRll=13+SJ,rl2=14−SJと置
き、かつxがRX=0〜2Sョに亘つて変化すると考え
ればよく、したがつから、Y4rI2+塘??ョに近づ
ければよい。
なお、参考のため、11=3へ12=5、x=0〜20
とした場合のyの値によるR″9βとR″8βの変化例
を別表1,■に示す。以上によつて、yの値がR″ぇβ
とR″8βに及ぼす影響が分つた。
とした場合のyの値によるR″9βとR″8βの変化例
を別表1,■に示す。以上によつて、yの値がR″ぇβ
とR″8βに及ぼす影響が分つた。
そこで次にはこれにR″ぇαとR″Bαを加味してyの
値がR″A,R″Bに及ぼす影響を考えてみると、R″
ぇαは常に1プラスョ側に働くのに対し、R″9βはR
y=11+12ョを境にしてRyく11+12Jでは1
プラスョ側に、Ry〉11+12Jでは1マイナスョ側
に働く。したがつて、R″ぇが働く部分の最大軸受荷重
と軸受荷重の変動は、(9)式において、となつてyを
Rll+12+署ョに近づければ近づけるほど小となり
、同様にR′8の方は、GO式においてRX=0j点と
RX=SJ点におけるR″8の絶対値を等しくするには
においてJO<yく2・ (13+14)Jである限り
RlR″9βI<RAf3ョになること、及びROくy
〈2・(14+S)Jで1R″Bf3l<RAβになる
のは勿論、R″9についてその絶対値及びRR″Ama
x一R″Aminョを小にするには、(9)″式から(
13+14−となつて、yをRl3+14+署ョに近づ
けることによりR″ぇが働く部分の最大軸受荷重と軸受
荷重の変動とを小さくできることが分る。
値がR″A,R″Bに及ぼす影響を考えてみると、R″
ぇαは常に1プラスョ側に働くのに対し、R″9βはR
y=11+12ョを境にしてRyく11+12Jでは1
プラスョ側に、Ry〉11+12Jでは1マイナスョ側
に働く。したがつて、R″ぇが働く部分の最大軸受荷重
と軸受荷重の変動は、(9)式において、となつてyを
Rll+12+署ョに近づければ近づけるほど小となり
、同様にR′8の方は、GO式においてRX=0j点と
RX=SJ点におけるR″8の絶対値を等しくするには
においてJO<yく2・ (13+14)Jである限り
RlR″9βI<RAf3ョになること、及びROくy
〈2・(14+S)Jで1R″Bf3l<RAβになる
のは勿論、R″9についてその絶対値及びRR″Ama
x一R″Aminョを小にするには、(9)″式から(
13+14−となつて、yをRl3+14+署ョに近づ
けることによりR″ぇが働く部分の最大軸受荷重と軸受
荷重の変動とを小さくできることが分る。
一方、R″8が働く部分の最大軸受荷重と軸受荷重の変
動を小さくす虎11〒朴月?″谷jこおいてRx,=0
ョ点とョX=2・SJ点におけるR″Bの絶対値が等し
くなるようにしてやればよいことから、まず、R″8β
について考えると、(8Y式において”となり、これを
用いて13=8、14=1へs=2、x=0〜4とした
場合のyの値によるRAβとR″ぇβおよびRBβとR
″8βの変化例を別表■,■に示す。
動を小さくす虎11〒朴月?″谷jこおいてRx,=0
ョ点とョX=2・SJ点におけるR″Bの絶対値が等し
くなるようにしてやればよいことから、まず、R″8β
について考えると、(8Y式において”となり、これを
用いて13=8、14=1へs=2、x=0〜4とした
場合のyの値によるRAβとR″ぇβおよびRBβとR
″8βの変化例を別表■,■に示す。
また、R″Bについては同様に01″式からとなり、こ
れによりyをRl4+虐+署ョに近づるほどR″8が働
く部分の最大軸受荷重と軸受荷重の変動を小さくできる
。以上のことから理解されるように、フレクチヤ部材1
4をピストンロッド12の突出端ではなく、ロッド内部
のなるべくピストン11側に連結することにより、シリ
ンダ10の軸受部A,Bに作用する最大荷重及びストロ
ーク変位に伴う荷重変動を減することができ、したがつ
て、軸受部の摩耗防止、耐久性の向上などが期待できる
。
れによりyをRl4+虐+署ョに近づるほどR″8が働
く部分の最大軸受荷重と軸受荷重の変動を小さくできる
。以上のことから理解されるように、フレクチヤ部材1
4をピストンロッド12の突出端ではなく、ロッド内部
のなるべくピストン11側に連結することにより、シリ
ンダ10の軸受部A,Bに作用する最大荷重及びストロ
ーク変位に伴う荷重変動を減することができ、したがつ
て、軸受部の摩耗防止、耐久性の向上などが期待できる
。
また、このようにフレクチヤ部材14を内蔵することに
より、全長が短かくなりスペース的に有利となる。尚、
両端か固定され、曲け及びせん断荷重が作用するシリン
ダについて、フレクチヤ部材14の代りにロッドを2重
筒状に置換えたものにも本発明は当然適用できるのてあ
り、要するに荷重の入力点をピストンロッド先端からピ
ストン側に移動させることに要旨がある。
より、全長が短かくなりスペース的に有利となる。尚、
両端か固定され、曲け及びせん断荷重が作用するシリン
ダについて、フレクチヤ部材14の代りにロッドを2重
筒状に置換えたものにも本発明は当然適用できるのてあ
り、要するに荷重の入力点をピストンロッド先端からピ
ストン側に移動させることに要旨がある。
第1図は従来のシリンダの断面図、第2図は本発明の断
面図、第3図は荷重の作用関係をあられす従来シリンダ
の説明図、第4図は同じく本発明の説明図、第5図は他
の場合の荷重の作用関係をあられす従来シリンダの説明
図、第6図は同じく本発明の説明図てある。 10・・・・シリンダ、11・・・・・ゼストン、12
・・・・ゼストンロツド、13・・・・・・中空部、1
4・・・・・・フレクチヤ部材、15・・・・・・軸受
部。
面図、第3図は荷重の作用関係をあられす従来シリンダ
の説明図、第4図は同じく本発明の説明図、第5図は他
の場合の荷重の作用関係をあられす従来シリンダの説明
図、第6図は同じく本発明の説明図てある。 10・・・・シリンダ、11・・・・・ゼストン、12
・・・・ゼストンロツド、13・・・・・・中空部、1
4・・・・・・フレクチヤ部材、15・・・・・・軸受
部。
Claims (1)
- 1 一端がシリンダ軸受を介して外方に突出するピスト
ンロッドを有底筒状に形成し、外部荷重を受けるフレク
チヤ部材の基端を上記ピストンロッドの有底筒基部に固
定したことを特徴とする流体圧シリンダ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP50049275A JPS6041994B2 (ja) | 1975-04-23 | 1975-04-23 | 流体圧シリンダ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP50049275A JPS6041994B2 (ja) | 1975-04-23 | 1975-04-23 | 流体圧シリンダ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS51124780A JPS51124780A (en) | 1976-10-30 |
JPS6041994B2 true JPS6041994B2 (ja) | 1985-09-19 |
Family
ID=12826285
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP50049275A Expired JPS6041994B2 (ja) | 1975-04-23 | 1975-04-23 | 流体圧シリンダ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6041994B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4924890U (ja) * | 1972-06-10 | 1974-03-02 |
-
1975
- 1975-04-23 JP JP50049275A patent/JPS6041994B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS51124780A (en) | 1976-10-30 |
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