JPH03260402A - 小型シリンダー装置 - Google Patents

小型シリンダー装置

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JPH03260402A
JPH03260402A JP5757190A JP5757190A JPH03260402A JP H03260402 A JPH03260402 A JP H03260402A JP 5757190 A JP5757190 A JP 5757190A JP 5757190 A JP5757190 A JP 5757190A JP H03260402 A JPH03260402 A JP H03260402A
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JP
Japan
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piston
stem
cylinder
synthetic resin
groove
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JP5757190A
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JP2784831B2 (ja
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Hideo Tamura
秀夫 田村
Jinichi Kamei
亀井 仁一
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Hitachi Valve Ltd
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Hitachi Valve Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/02Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member
    • F15B15/06Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement
    • F15B15/066Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement the motor being of the scotch yoke type

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Actuator (AREA)

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、例えばバルブをエアー駆動で開閉するために
用いる小型シリンダー装置の改良に関する。
〔従来の技術〕
従来第7図と第8図で示すごとく、特開昭561414
06号公報で開示された小型シリンダー装置がある。
このものはシリンダー1に内装されるアル烏合金製のピ
ストン2,3および回動ステム4よりなり、シリンダー
1の中央部上下に第8図のごとく貫通孔5,6を有し、
この貫通孔5,6に縦嵌挿入した円柱状の回動ステム4
を嵌合し、ステムの頂部4cをシリンダー1から突出さ
せてバルブの弁軸に結合しトルクを伝達する。
回動ステム4はステムの軸方向中央部分を上下2段に内
径方向へ削られた空間SI+ s2を有し、Slと52
との間に盤状部14を有す。この盤状部14に外面が開
口した外側から内側へ深さをもった溝15を盤状部14
の円周方向対向位置に2組設けである。ピストン2.3
は同じ形状で、圧力流体の圧力を受ける受圧部2a、3
aと該受圧部の側部から中央側へ延びるロフト2b、3
bを有し、ロッドの外面がシリンダー1の内面と摺接す
る。
ロッド2b、3bの端部には一対のブラケット16.1
6.17.17が一体に突設され、このブラケットに軸
18.19を架は渡し、軸18゜19にベアリング機能
を有すローラを回転可能に遊嵌しである。このピストン
2,3はシリンダー1の両側開口端より挿入してブラケ
ット16゜17を回転ステム4の空間S、、 S2に嵌
め込み、軸18.19をステム4の1ll15に挿入し
てシリンダー1内に組立てられ、中央室Aと左室B、右
室Cに区分けされる。シリンダー1の表面には圧力流体
用ボー)P、、 P、を有し、ボートP、はシリンダー
1内の中央室A内に直接開口し、ボートP2はシリンダ
ーの壁部内を縦貫する通路と連通し該通路はシリンダー
1の内部両端に開口してピストンの受圧部で区分けされ
た左室B、右室Cに通じている。
ボートP1から圧力エアーを供給するとピストンの受圧
部2a、3aの内面への圧力作用によってピストン2,
3は拡張方向へ直線運動し、回動ステム4ばピストンの
軸18.19からステムの溝15を介して盤状部14に
回転運動が伝達され回動する。ボートP2からエアが供
給された場合は、上記と逆の方向に回動ステム4が回動
し、2個のボートP、、 piを切り換え供給すること
により、ステム4と結合したバルブを開閉作動するよう
になっている。
〔発明が解決しようとする課題〕
このようにピストン2.3の往復運動に応してピストン
のロッド端部に装着した軸18.19が回動ステム4の
溝15内で摺動して回動ステム4の回転運動に変換して
バルブの弁軸を回動するが、バルブの弁軸を回転するた
め回動ステム4の回動トルクは大きく、又ステム4の軸
芯から溝15までの半径距離はシリンダー1内に装着す
る限られたスペースに納まる様に設計される関係上大き
くすることが出来ず、このためピストンの軸1819と
回動ステムの溝15の連結保合部に大きな力が加わり、
軸18.19の外面に回転自在なローラを挿入してあっ
ても又回動ステムがアルミ合金製であっても、特にステ
ムの溝15が変形や摩耗して初期の溝15形状を保てな
くなり、ピストン2,3が運動しても回動ステム4が回
動しなくなる現象が少ない回動回数の間で生し、頻繁に
バルブの開閉作動を行わねばならない個所に使用された
場合は寿命が短く大きな問題となっていた。
本発明は上記の課題を解決して、且つ軽量で応答性にす
ぐれたシリンダー装置を提供するものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の要旨は、シリンダーの中央部に回動ステムをピ
ストンの移動方向と直角に内装し、且つ前記シリンダー
の両側に前記回動ステムと連結される2個のピストンを
内装し、該2個のピストンによってシリンダー内室を左
室、中央室、右室に区画して、中央室と左右室への圧力
流体の切換えによってピストンの直線運動を回動ステム
の回転運動に変換するようにしたシリンダー装置におい
て、前記回動ステムは、前記ピストンと連結される部分
に半径方向へ凹んだ溝を有す耐摩耗性金属の盤状体を一
体戒形した合成樹脂で形成し、前記ピストンは、流体圧
力を受ける受圧部と該受圧部から中央側へ延びるロッド
と該ロッドの端部に前記盤状体の溝に嵌合して摺動係合
する金属製の軸とを設けた合成樹脂で形成したものから
なることを特徴とする小型シリンダー装置である。
また前記回動ステムは、前記ピストンと連結される部分
に表面に耐摩耗性金属の薄板が貼着された径方向へ凹ん
だ溝を有す合成樹脂で形成し、前記ピストンは、流体圧
力を受ける受圧部と該受圧部から中央側へ延びるロッド
と該ロッドの端部に前記表面に耐摩耗性金属の薄板が貼
着された溝に嵌合して摺動係合する金属製の軸とを有す
る合成樹脂で形成したものであってもよい。
〔作 用〕
本発明は上記の構成であるから、回動ステムとピストン
の本体は合成樹脂で両者の連結係合部である回動ステム
の溝およびピストンの軸は耐摩耗性金属で構成されてピ
ストンの直線運動が回動ステムの回転運動に変換される
。従って特に大きな力が加わって摺動係合が行われる連
結保合部は耐摩耗性金属同士で摺動係合されるので、溝
と軸に摩耗や変形が生しずシリンダー〇回動回数寿命を
大巾に向上させることができる。また回動ステムとピス
トンの本体は合成樹脂で形成されているから軽量で、シ
リンダー内に内装されて圧力流体の作用により運動する
圧力流体を作用した際の応答性に秀れ、更にシリンダー
装置全体としての軽量化も計れるものである。
〔実施例〕
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は第1実施例の回動ステム20の斜視図であって
、この回動ステム20は前記従来技術の項で説明したシ
リンダー内の中央部でシリンダー上下面に穿設された貫
通孔軸に添って装着され、回動ステム20の上下端部に
形成された角穴2■を介してバルブの弁軸等に連結され
駆動される。軸方向中央部分には第2.3図で示す盤状
体22を設けてあり、盤状体22は鋼製で切削又はプレ
ス加工によって形成され、穴23.23とこの穴23の
直角方向には対向して一対の溝25.25を設けである
。穴23.23には全体を形成するポリエチレン等の樹
脂を射出成形した際に上下の空間s、、 S!を形成す
る梁24,24,24.24の樹脂が流れて一体的に結
合されて成形される。
第4図はピストン30を示す斜視図であって、前記従来
技術の項で説明したシリンダーの両側に同し形状のピス
トン30が2個装着される。ピストン30はポリエチレ
ン等の樹脂で形成され、圧力流体の圧力を受ける受圧部
31の外周にOリング32を装着してシリンダーの内壁
と密封して摺動される。33は受圧部31の側部より中
央側へ延びるロフトで、ロッド33の端部に内径側に突
出する一対のブラケット34.34が形成され、ブラケ
ッh34.34には軸受35,35が嵌着され、この軸
受35に回転自在に鋼製の軸36を挿通しである。
この様に形成された回動ステム20とピストン30は回
動ステム20の上下の空間St、 Szにピストン30
のブラケット34.34を嵌め込み、盤状体22の溝2
5.25にブラケットに挿通された軸36を嵌合してシ
リンダー内に組付けされる。
回動ステム20とピストン30が連結される溝25と軸
36は鋼製であるから耐摩耗および耐変形に対して秀れ
ており摩擦抵抗が小さく、又適宜、熱処理や表面処理を
行うことによって一層秀れたものとすることができる。
このため連結係合部の寿命を大きく向上させることがで
きるとともに大部分が合成樹脂で成形されているため軽
く、シリンダー内での運動が容易に行われる。
第5図、第6図は別の実施例の回動ステム40を示すも
ので、本実施例では軸方向中央部の盤状部41も含めて
あらかしめ本体46をポリエチレン等の樹脂で射出成形
によって成形したのち、盤状部41の側部表面に鋼製の
薄板42.42を貼着してステム40の盤状部41に前
記実施例と同様の溝43.43を形成しである。薄板4
2.42ばあらかしめ盤状部41の溝表面と合致する様
にブレス成形で形成してあり、この両端44.44は盤
状部の溝43と直角方向に設けた穴45゜45内に嵌入
し固定しである。尚薄板42の溝表面への固定は上記実
施例に限らず、溝の底面と両側面を覆う様にU字形の薄
板42を用いて接着剤で貼合せてもよく、更に又、本体
46を射出成形で形成する際、この射出成形金型内に薄
板42を装着しておき、本体46と一体で成形して溝4
3の表面が鋼製の薄板42となるようにしてもよい。
この場合薄板42.42は環状にすることが可能で、接
着剤等の固定手段を用いなくとも一体成形できる。本実
施例の場合も前記実施例と同様溝43の表面は耐摩耗性
を有する鋼製であるから、耐摩耗耐変形に対して秀れる
と共に摩擦抵抗が小さく、前記ピストン30の鋼製の軸
36と連結係合された場合の寿命を太き(向上させるこ
とができる。更に大部分が合成樹脂で底形されているた
め軽く、従来のものと比較してシリンダー内での圧力流
体による運動が容易に行われ、応答性が良い。
〔効 果〕
以上説明のごとく、本発明の小型シリンダー装置は、軽
量で圧力流体による応答性が良く、更にピストンと回動
ステムとの連結結合部の耐摩耗性、耐変形性に秀れると
ともに摩擦抵抗が少ないので寿命が長く、従来のものと
比べて非常に高性能のものが得られた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す回動ステムの斜視図、第
2図は第1図の盤状体を示す平面図、第3図は第2図の
正面図、第4図は本発明の実施例を示すピストンの斜視
図、第5図は別の実施例の回動ステムの正面図、第6図
は第5図のA−A線断面図、第7図は従来技術を示す分
解斜視図、第8図は従来技術を示す組立断面図である。 付号の説明 20.40・・・回動ステム、22・・・盤状体、23
・・・穴、24・・・梁、25.43・・・溝、30・
・・ピストン、31・・・受圧部、33・・・ロッド、
34・・・ブラケット、35・・・軸受、36・・・軸
、41・・・盤状部、42・・・鋼製薄板、45・・・
穴、46・・・本体第8図 第5図 21−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)シリンダーの中央部に回動ステムをピストンの移動
    方向と直角に内装し、且つ前記シリンダーの両側に前記
    回動ステムと連結される2個のピストンを内装し、該2
    個のピストンによってシリンダー内室を左室、中央室、
    右室に区画して、中央室と左右室への圧力流体の切換え
    によりピストンの直線運動を回動ステムの回転運動に変
    換するようにしたシリンダー装置において、 前記回動ステムは、前記ピストンと連結される部分に半
    径方向へ凹んだ溝を有す耐摩耗性金属の盤状体を一体成
    形した合成樹脂で形成し、前記ピストンは流体圧力を受
    ける受圧部と該受圧部から中央側へ延びるロッドと該ロ
    ッドの端部に前記盤状体の溝に嵌合して摺動係合する金
    属製の軸とを有する合成樹脂で形成したものからなるこ
    とを特徴とする小型シリンダー装置。 2)特許請求の範囲第1項記載において、前記回動ステ
    ムは、前記ピストンと連結される部分に表面に耐摩耗性
    金属の薄板が貼着された径方向へ凹んだ溝を有す合成樹
    脂で形成し、前記ピストンは、流体圧力を受ける受圧部
    と該受圧部から中央側へ延びるロッドと該ロッドの端部
    に前記表面に耐摩耗性金属の薄板が貼着された溝に嵌合
    して摺動係合する金属製の軸とを有する合成樹脂で形成
    したものからなることを特徴とする小型シリンダー装置
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