(57)【要約】【課題】  低推力で高速度や低速度で高推力が必要なプレス機械等に用いられ、螺子式シリンダと液圧式シリンダとを組み合わせてポンプや制御弁等から成るパワーユニットを用いずにモータに依り作動する螺子・液圧両用のサーボジャッキ装置に於て、寿命を延伸させると共に、構造の簡単化とコストの低減を図る。【解決手段】  本体２、モータ３、螺子棒４、螺子駒５、第一ピストン６、第一シリンダ７、第一液圧室８、第二ピストン９、第二シリンダ１０、第二液圧室１１、第三液圧室１２、第一通路１３、第二通路１４、切換弁手段１５とで構成し、とりわけ第一通路１３と第二通路１４を択一的に開閉する切換弁手段１５を設ける。つまり、第一ピストン６と第一シリンダ７を液圧的にロックできる様にし、従来の機械的な連結機構を不要にする。【選択図】        図１
2006153137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、本体に設けられたモータと、本体に回転可能に設けられてモータに依り回転される螺子棒と、螺子棒に螺合されて直動し得る螺子駒と、螺子駒に設けられて螺子棒を収容し得る第一ピストンと、第一ピストンに摺動可能に外嵌された第一シリンダと、第一ピストンと第一シリンダとに依り形成されて第一ピストンの直動に依り内蔵された液体を加圧し得る第一液圧室と、第一シリンダに設けられて出力軸を備えた第二ピストンと、本体に設けられて第一シリンダと第二ピストンに摺動可能に外嵌された第二シリンダと、第一シリンダと第二ピストンと第二シリンダとに依り形成された第二液圧室と、第二ピストンと第二シリンダとに依り形成されて蓄圧機能を有する第三液圧室と、第一シリンダに設けられて第一液圧室と第二液圧室とを連通する第一通路と、第二ピストンに設けられて第二液圧室と第三液圧室とを連通する第二通路と、第一通路と第二通路を択一的に開閉する切換弁手段と、から構成した事を特徴とするサーボジャッキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば低推力で高速度や低速度で高推力が必要なプレス機械等に用いられ、螺子式シリンダと液圧式シリンダとを組み合わせてポンプや制御弁等から成るパワーユニットを用いずにモータに依り作動する螺子・液圧両用のサーボジャッキ装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のサーボジャッキ装置としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。
これは、ボールねじの回転軸とナットからなる回転／直動変換機構と、回転軸を内部に有しかつナットの上端側に直結した直結機構によりナットの直動に応じて出力軸を直動するねじ送りシリンダー機構と、該ねじ送りシリンダー機構とは別機構からなる、ナットの下端に一体化した第１ピストンと、該第１ピストンの付勢をパスカルの原理で伝達する油圧機構と、該油圧機構による付勢の第２ピストンと、該第２ピストンの下端に一体化した出力軸からなる高推力で直動する油圧シリンダー機構からなり、これら両機構の択一的切換機構をナットの上端側と直結する該直結機構に設けた電磁連結器と該油圧機構に設けた電磁弁から構成してねじ送りシリンダー機構及び油圧シリンダー機構を一体化したものである。
【０００３】
【特許文献１】特許第３４３４７７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、この様なものは、択一的切換機構として、連結器と弁とが必要であり、とりわけ連結器は、回転／直動変換機構からねじ送りシリンダー機構への動力を機械的に断続するものであったので、損耗が激しく寿命が短い難点があった。
加えて、連結器と弁は、夫々個別のソレノイド等のアクチェータが必要であったので、コストが高く付くと共に、配線等も複雑化する難点があった。
【０００５】
本発明は、叙上の問題点に鑑み、これを解消する為に創案されたもので、その課題とする処は、寿命を延伸させると共に、構造の簡単化とコストの低減を図る様にしたサーボジャッキ装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のサーボジャッキ装置は、基本的には、本体と、本体に設けられたモータと、本体に回転可能に設けられてモータに依り回転される螺子棒と、螺子棒に螺合されて直動し得る螺子駒と、螺子駒に設けられて螺子棒を収容し得る第一ピストンと、第一ピストンに摺動可能に外嵌された第一シリンダと、第一ピストンと第一シリンダとに依り形成されて第一ピストンの直動に依り内蔵された液体を加圧し得る第一液圧室と、第一シリンダに設けられて出力軸を備えた第二ピストンと、本体に設けられて第一シリンダと第二ピストンに摺動可能に外嵌された第二シリンダと、第一シリンダと第二ピストンと第二シリンダとに依り形成された第二液圧室と、第二ピストンと第二シリンダとに依り形成されて蓄圧機能を有する第三液圧室と、第一シリンダに設けられて第一液圧室と第二液圧室とを連通する第一通路と、第二ピストンに設けられて第二液圧室と第三液圧室とを連通する第二通路と、第一通路と第二通路を択一的に開閉する切換弁手段と、から構成した事に特徴が存する。
【０００７】
モータが伸長方向に回転されると、螺子棒と螺子駒に依り回転運動が直線運動に変換されて第一ピストンが伸長方向に直動される。この時、切換弁手段に依り第一通路が閉じられて第二通路が開かれると、先ず、切換弁手段に依り第一通路が閉じられているので、第一液圧室の液体がここに封入されて第一通路を経て第二液圧室へ流出する事ができず、この為、第一ピストンと第一シリンダとが第一液圧室の液体に依り所謂液圧的にロックされる。その結果、第一ピストンの直動に応じて第一シリンダと出力軸を備えた第二ピストンが伸長方向に直動される。第一シリンダと第二ピストンが伸長方向に直動されると、第二ピストンに依り第三液圧室の液体が加圧されるが、第二通路が開かれているので、ここを通って第三液圧室の液体が第二液圧室へ移行される。従って、第二シリンダに対して第一シリンダと出力軸を備えた第二ピストンとが支障なく伸長方向に直動される。
モータが伸長方向に回転されると、螺子棒と螺子駒に依り回転運動が直線運動に変換されて第一ピストンが伸長方向に直動される。この時、切換弁手段に依り第一通路が開かれて第二通路が閉じられると、先ず、切換弁手段に依り第一通路が開かれているので、第一ピストンの直動に依り第一液圧室の液体が加圧されて第一通路を経て第二液圧室に送られると共に、切換弁手段に依り第二通路が閉じられているので、第二液圧室の加圧液体が第二通路を経て第三液圧室に移行できない。その結果、第一液圧室から第二液圧室に送られる加圧液体に依り第二シリンダに対して第一シリンダと出力軸を備えた第二ピストンが伸長方向に直動される。第一シリンダと第二ピストンが伸長方向に直動されると、第二ピストンに依り第三液圧室の液体が加圧されるが、第三液圧室は蓄圧機能を有しているので、蓄圧される。従って、第二シリンダに対して第一シリンダと出力軸を備えた第二ピストンとが支障なく伸長方向に直動される。
モータが短縮方向に回転された場合は、前述とは逆の要領で作動される。
【０００８】
第三液圧室は、これの外側に蓄圧機能を有するアキュムレータを備えているのが好ましい。この様にすると、任意の蓄圧機能のものに容易に変更できる。
【０００９】
切換弁手段は、第一通路を開閉する第一弁体と、第一通路の開閉とは逆に第二通路を開閉する第二弁体と、両弁体を同時に作動させるアクチェータとを備えているのが好ましい。この様にすると、アクチェータを兼用できるので、それだけ構造が簡単化されてコストを低減でき、配管や配線等も容易となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に依れば、次の様な優れた効果を奏する事ができる。
（１）  本体、モータ、螺子棒、螺子駒、第一ピストン、第一シリンダ、第一液圧室、第二ピストン、第二シリンダ、第二液圧室、第三液圧室、第一通路、第二通路、切換弁手段とで構成し、とりわけ第一通路と第二通路を択一的に開閉する切換弁手段を設けたので、第一ピストンと第一シリンダを液圧的にロックでき、従来の機械的な連結機構が不要になる。その結果、寿命を延伸できると共に、構造の簡単化とコストの低減を図る事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明のサーボジャッキ装置の最短状態を示す縦断正面図。図２は、切換弁手段を拡大して示す図１の拡大要部正面図。図３は、最長手前状態を示す図１と同様図。図４は、最長状態を示す図１と同様図である。
【００１２】
サーボジャッキ装置１は、本体２、モータ３、螺子棒４、螺子駒５、第一ピストン６、第一シリンダ７、第一液圧室８、第二ピストン９、第二シリンダ１０、第二液圧室１１、第三液圧室１２、第一通路１３、第二通路１４、切換弁手段１５とからその主要部が構成されて居り、例えばプレス機械等に適用される。サーボジャッキ装置１は、この例では、各図の上方を上として縦向きに設置されている。
【００１３】
本体２は、サーボジャッキ装置１の基本部分を為すもので、この例では、平板状を呈している。
【００１４】
モータ３は、本体２に設けられたもので、この例では、電動機であるサーボモータにしてあり、回転軸１６を上にして本体２に取付けられている。モータ３は、図略しているが、制御器を介して電源に接続されて居り、制御器に依り回転方向と回転速度が制御される様になっている。
【００１５】
螺子棒４は、本体２に回転可能に設けられてモータ３に依り回転されるもので、この例では、ボール螺子にしてあり、本体２にベアリング１７を介して縦軸廻りに回転可能に設けられている。螺子棒４の上部とモータ３の回転軸１６との間には、プーリとベルトから成るベルト伝動機構１８が介設されている。
【００１６】
螺子駒５は、螺子棒４に螺合されて直動し得るもので、この例では、第一ピストン６及び第一シリンダ７の軸線に対して螺子棒４及び螺子駒５の軸線を偏芯させる事に依り廻止されて直動する様にしてある。
【００１７】
第一ピストン６は、螺子駒５に設けられて螺子棒４を収容し得るもので、この例では、下側にはピストンロッド１９を備えて居り、全体が円筒状を呈し、内部には螺子棒４と螺子駒５が収容されてその上部が螺子駒５に取付けられている。
【００１８】
第一シリンダ７は、第一ピストン６に摺動可能に外嵌されたもので、この例では、円筒状を呈し、第一ピストン６やピストンロッド１９との摺動箇所には、シール材２０が介設されている。
【００１９】
第一液圧室８は、第一ピストン６と第一シリンダ７とに依り形成されて第一ピストン６の直動に依り内蔵された液体を加圧し得るもので、この例では、第一ピストン６とピストンロッド１９と第一シリンダ７とで囲まれる部分に形成されている。
【００２０】
第二ピストン９は、第一シリンダ７に設けられて出力軸２１を備えたもので、この例では、下側には第一シリンダ７に連なって出力軸２１を為すピストンロッドを備えて居り、全体が円筒状を呈し、内部には螺子棒４が収容されると共に、出力軸２１の下端には取付フランジ２２を備えている。
【００２１】
第二シリンダ１０は、本体２に設けられて第一シリンダ７と第二ピストン８に摺動可能に外嵌されたもので、この例では、本体２の下部に適数の連結棒２３を介して取り付けられて居り、第一シリンダ７や第二ピストン８や出力軸２１を為すピストンロッドとの摺動箇所にはシール材２４が介設されている。
【００２２】
第二液圧室１１は、第一シリンダ７と第二ピストン９と第二シリンダ１０とに依り形成されたもので、この例では、第二ピストン９の上側に形成されている。
【００２３】
第三液圧室１２は、第二ピストン９と第二シリンダ１０とに依り形成されて蓄圧機能を有するもので、この例では、第二ピストン９と出力軸２１を為すピストンロッドと第二シリンダ１０とに依り第二ピストン９の下側に形成されて居り、内部には蓄圧機能を有していないと共に、これの外部に蓄圧機能を有するアキュムレータ２５を備えている。アキュムレータ２５は、蓄圧室２６を備えて居り、これが第二シリンダ９の下部に形成した通路２７を介して第三液圧室１２に接続されている。
【００２４】
第一通路１３は、第一シリンダ７に設けられて第一液圧室８と第二液圧室１１とを連通するもので、この例では、第二ピストン９の上側近傍に位置する第一シリンダ７の円周等分箇所に複数（二つ）だけ軸直角方向に穿設されている。
【００２５】
第二通路１４は、第二ピストン９に設けられて第二液圧室１１と第三液圧室１２とを連通するもので、この例では、第二ピストン９の円周等分箇所に複数（二つ）だけ軸方向に穿設されている。
【００２６】
切換弁手段１５は、第一通路１３と第二通路１４を択一的に開閉するもので、この例では、第一通路１３を開閉する第一弁体２８と、第一通路１３の開閉とは逆に第二通路１４を開閉する第二弁体２９と、両弁体２８，２９を同時に作動させるアクチェータ３０とを備えている。
第一弁体２９は、スライド弁形式にしてあり、環状を呈し、第一シリンダ７の外側に摺動可能に外嵌されて第一通路１３を開放する開弁位置と第一通路１３を閉塞する閉弁位置とをとり得る様にしてあり、摺動箇所にはシール材３１が介設されている。
第二弁体２９は、グローブ弁形式にしてあり、第一弁体２９の下部に第二通路１２に対向してこれと同数（二つ）だけ設けられて居り、第一弁体２９が閉弁位置の時には第二通路１２を開放する開弁位置と第一弁体２９が開弁位置の時には第二通路１２を閉塞する閉弁位置とをとり得る様にしてある。
アクチェータ３０は、エアシリンダにしてあり、第一シリンダ７の上部に第二弁体２９と同数（二つ）だけ設けられて居り、そのピストンロッド３２には、弁棒３３が連設されている。弁棒３３は、第二シリンダ１０の上部を上下に摺動可能に貫通してその下部には第一弁体２８及び第二弁体２９が連結されて居り、摺動箇所には、シール材３４が介設されている。アクチェータ３０は、図略しているが、制御弁を介して加圧空気発生源に接続されて居り、制御弁に依り制御される様になっている。
【００２７】
而して、第一液圧室８、第二液圧室１１、第三液圧室１２、第一通路１３、第二通路１４、通路２７、アキュムレータ２５の蓄圧室２６には、作動油等の液体が満たされている。
モータ３、螺子棒４、螺子駒５、第一ピストン６、第一シリンダ７、第二ピストン９は、螺子式シリンダ（電動シリンダ）を為していると共に、第一ピストン６、第一シリンダ７、第一液圧室８、第二ピストン９、第二シリンダ１０、第二液圧室１１、第三液圧室１２は、液圧式シリンダを為して居り、第一通路１３、第二通路１４、切換弁手段１５は、螺子式シリンダと液圧式シリンダを択一的に切換える択一的切換機構を為している。
【００２８】
次に、この様な構成に基づいてその作用を述解する。
図１の最短状態で、モータ３が伸長方向に回転されると、ベルト伝動機構１８を介して螺子棒４が回転され、螺子棒４と螺子駒５に依り回転運動が直線運動に変換されて第一ピストン６が伸長方向つまり図１の下方向に直動される。
この時、第１図及び第２図の左半に示す如く、切換弁手段１５のアクチェータ３０が作動されて弁棒３３を介して第一弁体２８に依り第一通路１３が閉じられると共に、第二弁体２９に依り第二通路１４が開かれると、先ず、第一通路１３が閉じられているので、第一液圧室８の液体がここに封入されて第一通路１３を経て第二液圧室１１へ流出する事ができず、この為、第一ピストン６と第一シリンダ７とが第一液圧室８の液体に依り所謂液圧的にロックされる。
その結果、第一ピストン６の直動に応じて第一シリンダ７と出力軸２１を備えた第二ピストン９とが伸長方向に直動される。
第一シリンダ７と第二ピストン９が伸長方向に直動されると、第二ピストン９に依り第三液圧室１２の液体が加圧されるが、第二通路１４が開かれているので、ここを通って第三液圧室１２の液体が第二液圧室１１へ移行される。
従って、第二シリンダ１０に対して第一シリンダ７と出力軸２１を備えた第二ピストン９とが支障なく伸長方向に直動される（図３参照）。
【００２９】
図３の状態で、更にモータ３が伸長方向に回転されると、螺子棒４と螺子駒５に依り回転運動が直線運動に変換されて第一ピストン６が伸長方向に直動される。
この時、第４図及び第２図の右半に示す如く、切換弁手段１５のアクチェータ３０が作動されて弁棒３３を介して第一弁体２８に依り第一通路１３が開かれると共に、第二弁体２９に依り第二通路１４が閉じられると、先ず、第一通路１３が開かれているので、第一ピストン６の直動に依り第一液圧室８の液体が加圧されて第一通路１３を経て第二液圧室１１に送られると共に、第二通路１４が閉じられているので、第二液圧室１１の加圧液体が第二通路１４を経て第三液圧室１２に移行できない。
その結果、第一液圧室８から第二液圧室１１に達した加圧液体に依り第二シリンダ１０に対して第一シリンダ７と出力軸２１を備えた第二ピストン９が伸長方向に直動される。
第一シリンダ７と第二ピストン９が伸長方向に直動されると、第二ピストン９に依り第三液圧室１２の液体が加圧されるが、その加圧液体は、通路２７を経てアキュムレータ２５の蓄圧室２６に送られて蓄圧される。
従って、第二シリンダ１０に対して第一シリンダ７と出力軸２１を備えた第二ピストン９とが支障なく伸長方向に直動される（図４参照）。
【００３０】
この例では、出力軸２１が図１の最短状態から図３の最長手前状態までは、所謂螺子式シリンダに依る低推力で高速度の移動つまり早送りが行われると共に、図３の最長手前状態から図４の最長状態までは、所謂液圧式シリンダに依る低速度で高推力の移動が行われる様にしてある。これらのストロークは、切換弁手段１５の作動時期に依り任意に変える事ができる。
【００３１】
モータ３が短縮方向に回転された場合は、前述とは逆の要領で作動されるので、詳細な説明は割愛する。
【００３２】
尚、サーボジャッキ装置１は、先の例では、縦向きであったが、これに限らず、例えば横向きや斜め向き等でも良い。
モータ３は、先の例では、電動機であったが、これに限らず、例えばエアモータ等でも良い。
第三液圧室１２は、先の例では、第三液圧室１２の外部に蓄圧機能を有するアキュムレータ２５を備えていたが、これに限らず、例えば第三液圧室１２の内部に蓄圧機能を内蔵したものでも良い。
第二通路１４、第二弁体２９、アクチェータ３０、弁棒３３は、先の例では、二つであったが、これに限らず、例えば一つや三つ以上でも良い。
アクチェータ３０は、先の例では、エアシリンダであったが、これに限らず、例えばソレノイド等でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のサーボジャッキ装置の最短状態を示す縦断正面図。
【図２】切換弁手段を拡大して示す図１の拡大要部正面図。
【図３】最長手前状態を示す図１と同様図。
【図４】最長状態を示す図１と同様図。
【符号の説明】
【００３４】
１…サーボジャッキ装置、２…本体、３…モータ、４…螺子棒、５…螺子駒、６…第一ピストン、７…第一シリンダ、８…第一液圧室、９…第二ピストン、１０…第二シリンダ、１１…第二液圧室、１２…第三液圧室、１３…第一通路、１４…第二通路、１５…切換弁手段、１６…回転軸、１７…ベアリング、１８…ベルト伝動機構、１９…ピストンロッド、２０…シール材、２１…出力軸（ピストンロッド）、２２…取付フランジ、２３…連結棒、２４…シール材、２５…アキュムレータ、２６…蓄圧室、２７…通路、２８…第一弁体、２９…第二弁体、３０…アクチェータ、３１…シール材、３２…ピストンロッド、３３…弁棒、３４…シール材。
【図１】
2006153137.tif 000003
【図２】
2006153137.tif 000004
【図３】
2006153137.tif 000005
【図４】
2006153137.tif 000006