JPH02253003A - 無給油流体圧シリンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、従来必要とされたグリース潤滑を必要としな
い無給油流体圧シリンダに関する。

（従来の技術〕 近時、潤滑剤を頻繁に補給する必要の無い無給油流体圧
シリンダが、取扱いの容易なこと、給油装置を必要とし
ない等の利点を有することから広く使用されている。

従来、無給油流体圧シリンダとしては、アルミニウム製
シリンダチューブの内周面に陽極酸化処理にて硬質酸化
アルミニウム皮膜を形成するとともに、炭素鋼製ピスト
ンロッドの外周面にめっき処理にて硬質クロム皮膜を形
成したものが一般的に使用されている。

かかる無給油流体圧シリンダは、ピストンとシリンダチ
ューブとの間のシール性を保持するために、ピストンの
外周にピストンパツキンが外嵌されている。

またピストンロッドのグランド部には、塵埃がシリンダ
室内へ混入するのを防止するためのダストワイパと、シ
リンダ室と外部とをシールするためのロンドパッキンと
、ピストンロッドの横荷重を受けるためのブシュとが装
着されている。

しかして、シリンダ作動時のピストンパツキンとシリン
ダチューブとの間の潤滑、及び、ブシュ、口・ントハ・
ンキン、ダストワイパ等とピストンロッドとの間の潤滑
は、グリース潤滑により行われていた。すなわち、従来
の無給油流体圧シリンダは無給油とは言っても、潤滑剤
としてグリースを用いて摺動部の潤滑を行っていたので
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の無給油流体圧シリンダでは、
グリースが漏洩することがあり、かかる場合、潤滑不良
が生し、最悪の場合、シリンダの損傷等の事故につなが
ることがあった。

また、漏洩したグリースは、シリンダの外部に漏出して
周囲の汚染源となっていた。

このような環境汚染は、製造環境の美化　衛生が特に期
待される食品分野、衛生が厳しく要求される医療分野等
においては、断してあってはならないことである。

さらに、ピストンパツキン、ロッドパンキン等に汎用さ
れているニトリルゴムはグリースにより膨潤劣化するこ
とがあり、かかる場合、ニトリルゴムがシール部材とし
ての機能を充分に果たし得えなくなるという問題もあっ
た。

またさらに、従来のシリンダは、炭素鋼母材からなる重
たいピストンロッドを用いており、ピストンの慣性力が
大きいため、応答スピードが遅い等の欠点を有していた
。

その他、圧縮空気に含まれる水分が、硬質クロム皮膜に
多数存在するピンホールに侵入してピストンロッドの母
材たる炭素鋼を腐食し流体圧シリンダの寿命を短くして
しまうという問題も指摘されていた。

本発明は、上述の問題に鑑みなされたものであって、グ
リースを用いる必要がなく、しかも応答スピードの速い
無給油流体圧シリンダを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上述の課題を総て解決するため、グリース潤
滑に代えて、潤滑性を有する樹脂を摺動面に配して潤滑
させるようにするとともに、ピストンロッド及びシリン
ダチューブの材料として硬質酸化皮膜処理を施されたア
ルミニウム又はアルミニウム合金を用いて無給油流体圧
シリンダを構成する。

すなわち、請求項１記載の発明は、無給油流体圧シリン
ダにおいて、アルミニウム又はアルミニウム合金を母材
とする、シリンダチューブ及びピストンロッドの各摺動
面に、潤滑性を有する樹脂と硬質酸化アルミニウムとか
らなる複合体皮膜を形成したものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の無給油流体圧シ
リンダにおいて、前記潤滑性を有する樹脂として、フッ
ソ系樹脂、アセタール系樹脂及びアクリル系樹脂の中か
ら選ばれた合成樹脂を用いて構成したものである。

〔作　用〕

アルミニウム製シリンダチューブの摺動面に形成された
複合体皮膜中の潤滑性を有する樹脂は、シリンダチュー
ブの摺動摩擦の潤滑剤として作用し、またアルミニウム
製ピストンロッドの摺動面に形成された複合体皮膜中の
潤滑性を有する樹脂は、ピストンロッドの摺動摩擦の潤
滑剤として作用する。

［実施例］ 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図は、本発明に係る無給油流体圧シリンダの断面正
面図である。

第１図において、空気圧シリンダ１は、シリンダチュー
ブ２、シリンダチューブ２内を摺動するピストン３、ピ
ストン３に連結されてピストン３の往復動を出力として
取り出すピストンロッド４、シリンダチューブ２の両端
面を閉塞するヘッドカバー５及びロッドカバー６、ブシ
ュ、ロッドパツキン、ダストワイパの三つを一体に形成
した硬質の弾性部材（例えば硬質ポリウレタン）からな
るシール７等から構成されている。

ピストン３の両側にはクツションポス８９が設けられて
おり、ピストン３の外周面には合成樹脂からなる摺動用
のウェアリング３１が装着され、また、シール用のピス
トンパツキン３３が外嵌されている。

ヘッドカバ−５にはクツションボス８が嵌入ずべきクツ
ション穴１０が形成されており、クツション穴１０の入
口には、クツション工程の際に、クツションボス８とク
ンジョン穴１０との間が密閉されるように、クンジョン
パツキン１２が装着されている。

同様に、ロッドカバ−６にはクツションボス９が嵌入す
べきクツション穴１１が形成されており、クツション穴
］】の入口には、クツション工程の際に、クツションボ
ス９とクツション穴１１との間が密閉されるように、ク
ツションパン−Ｖン１３が装着されている。

ヘッドカバー５及びロッドカバ−６には、クツション穴
１０．１１と外部配管（図示せず）とを連通ずる空気出
入口１４，１．５がそれぞれ穿設されている。

また、ピストン３とへンドカハ−５との間に形成される
クツション室２１は、クツション工程の際に、クツショ
ン流路１６を介してクツション穴１０と連通して構成さ
れている。

同様に、ピストン３とロッドカバー６とで形成されるク
ンジョン室２２もまた、クツション流路１７を介してり
・ッション穴１１と連通して構成されている。なお、図
示は省略したが、各クツション流路１６．１７と並列に
チエツク弁が設けられている。

シリンダチューブ２は、アルミニウム又はアルミニウム
合金母材からなり、その内周面には、潤滑性を有する樹
脂と硬質酸化アルミニウムとの複合体皮膜が従来既知の
表面改質法を用いて形成されている。

ピストンロッド４もまた、アルミニウム又はアルミニウ
ム合金母材からなり、その外周面にも、前記と同様の複
合体皮膜が同様の方法により形成されている。

第２図は、シリンダチューブ２及びピストンロッド４の
摺動面の断面模式図である。

第２図において、アルミニウム又はアルミニウム合金か
らなる母材２３上には、硬質酸化皮膜２４が形成されて
いる。硬質酸化皮膜２４は、陽極酸化により形成された
多孔性皮膜であり、その無数の細孔（ピンホール）には
、潤滑性を有する樹脂２５が含浸及びコーティングされ
た後、融着されていて、皮膜全体が複合体皮１りとして
構成されている。

上記複合体皮膜の膜厚は厚い程、空気圧シリンダの寿命
は長くなる。所望する耐久性に応して適宜の厚みに形成
すればよい。必要とされる複合体皮膜の膜厚は、シリン
ダの仕様及び作動条件によって異なるが、−船釣には、
５〜５０μｍの厚みに形成する。通常、シリンダチュー
ブの場合では２０μｍ程度であり、ピストンロッドの場
合では５０μｍ程度である。

上記潤滑性を有する樹脂としては、圧縮熱により融解し
て潤滑性を発揮し得る従来既知の樹脂を用いることがで
きる。例えば、フッソ系樹脂、アセタール系樹脂及びア
クリル系樹脂等の各種合成樹脂が挙げられる。

上記フッソ系樹脂として市販されているものとして、例
えばポリテトラフルオロエチレン（デ工ボン社製、商品
名「テフロン」）が挙げられる。

また、上記アセタール系樹脂として市販されているもの
として、ジュラコン（商品名）が挙げられる。

これら潤滑性を有する樹脂は、一種単独で用いてもよく
、また二種以上併用してもよい。樹脂の硬質酸化アルミ
ニウム皮膜に対する複合割合は、シリンダの形状、構造
、寸法等に応して設定すればよい。

なお、アルミニウム又はアルミニウム母材に陽極酸化処
理を施して硬質酸化アルミニウム皮膜を形成し、その皮
膜に生成する無数の細孔を、フッ素系樹脂を用いて封孔
処理することにより、樹脂含浸硬質酸化アルミニウム皮
膜をアルミニウム母材表面に形成した材料（又はその処
理施工）が市販されている（日本真空技術社製、商品名
「タフラム」等）ので、これを成形加工すれば、容易に
本発明に係る無給油流体圧シリンダ用部材を得るこ七が
可能である。また、皮膜形成法は現在公表されてはいな
いが、アルミニウム母材に、アクリル系樹脂と硬質酸化
アルミニウムとからなる複合体皮膜を形成した材料が市
販されている（タイヨー創研社製、商品名「タフコーＩ
・」）ので、この材料を用いることも可能である。

本発明においては、シリンダチューブ及びピストンロッ
ド以外の他の部材の材質、例えばシール７やウェアリン
グ３１等の材質は何ら限定されるものではない。

しかし、硬質酸化アルミニウム皮膜に配合される樹脂と
の潤滑性等の相性を考慮するならば、ソール７やウェア
リング３１など摺動材の材質としては合成樹脂が好まし
く、中でも耐磨耗性に優れるウレタン樹脂やポリテトラ
フルオロエチレン樹脂などが特に好ましい。

以上の構成の空気圧シリンダ１の動作については、従来
の空気圧シリンダの動作と何ら相違する所はない。すな
わち、第１図において、ヘッドカバー５に設けられた空
気出入口１４から圧縮空気をシリンダチューブ２内に流
し込め、ピストン３に圧力をかけるとその力でピストン
３が動き、ピストンロッド４が突出方向へ移動する。次
いで、空気出入口１４から、導入した圧縮空気を開放す
るとともに、ロッドカバー６に設けられた空気出入口１
５から圧縮空気をシリンダチューブ２内に流し込むと、
ピストン３は前と逆の方向へ動いてピストンロッド４が
弓っ込む。

上述の実施例において、シール７に代えて、フシュ、ロ
ッドパツキン、ダストワイパをそれぞれ別個に設けるよ
うにしてもよい。

本発明において、空気圧シリンダの構造、形状、材質等
は、上述以外の種々のものとすることができるとともに
、本発明は空気圧シリンダ以外の流体圧シリンダ、例え
ば水圧シリンダ等にも適用し得ることはもとよりである
。

［発明の効果］ 本発明に係る無給油流体圧シリンダによれば、潤滑性を
有する樹脂が潤滑剤として働くので、グリースを用いる
必要がない。それゆえまた、グリスの漏洩により周囲を
汚染することもない。

また、ピストンロッドの材料として軽量なアルミニラム
を用いたので応答スピードが速い。

さらに、シリンダチューブ及びピストンロッドとして、
摺動面が不働態化されたものを用いたので錆びが発生し
にくく、耐久性に優れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る無給油流体圧シリンダの断面正面
図、第２回はシリンダチューブ及びピストンロッドの摺
動面部分の断面模式図である。 １・・・空気圧シリンダ（流体圧シリンダ）、２・・・
シリンダチューブ゛、４・・・ピストンロッド、２３ア
ルミニウム又はアルミニウム合金母材、２４・・・硬質
酸化皮膜（複合体皮膜）、２５・・・潤滑性を有する樹
脂。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウム又はアルミニウム合金を母材とする
   、シリンダチューブ及びピストンロッドの各摺動面に、
   潤滑性を有する樹脂と硬質酸化アルミニウムとからなる
   複合体皮膜が形成されていることを特徴とする無給油流
   体圧シリンダ。
2. （２）前記潤滑性を有する樹脂は、フッソ系樹脂、アセ
   タール系樹脂及びアクリル系樹脂の中から選ばれた合成
   樹脂である請求項１記載の無給油流体圧シリンダ。