JPH04210103A - 複動型エアーシリンダ - 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】

［０００１１

【産業上の利用分野］本発明は、多くの産業分野で使用
される複動型エアーシリンダに係り、特に内筒及び外筒
との可動部分の相互間に接触摩擦が極めて少なく、高速
可動、高頻度使用に好適で低メカニカルロスの複動型エ
アーシリンダに関する。 ［０００２］ 【従来の技術】一般に、従来型のエアーシリンダは、次
の様なものが使用されている。第１の型は内筒可動部に
Ｏリングを使用したものであり、第２の型は内筒可動部
にラビリンス構造を使用し、シリンダの低摩擦化を図っ
たものであり、第３の型はダイヤフラムを内部に設け、
さらに空気を供給し給排気を行って低摩擦シリンダとし
たものである。 ［０００３］

【発明が解決しようとする課題】黙しながらこれら従来
型のエアーシリンダには次の如き欠点があった。第１の
型はＯリングを使用しているため、空気の漏れは発生し
にくい利点があるが、０リングは摩擦により損傷しやす
く、寿命が短くこれの保守及び交換には時間と費用を必
要とする。又この型は内筒と外筒とがＯリングに接触し
ているため摩擦によるメカニカルロスが大きいので、高
速可動、高頻度使用、低メカニカルロス（小さい接触摩
擦）の要求やこれらの用途には、不向きである。第２の
型はラビリンス構造部分では非接触で摩擦はないが、ピ
ストンロッド摺動部分は従来構造と何ら変りはなく摩擦
構造となっている。第３の型はシリンダロッド摺動部分
が従来構造と何ら変りはなく摩擦構造である。さらに、
図１４の如き形式のものであると、シリンダ本体３４の
内面にピストン３５の周面がピストンパツキン３６を介
して摺接し、該シリンダ本体３４内をピストン３５にて
２分し、一方の空気室３７に給気口３８からエアーを圧
送すると、ピストン３５が一方向に移動し、又他方の空
気室３９に給気口４０からエアーを圧送するとピストン
３５が他方に向けて移動するものである。従って、この
移動時にはピストンパツキン３６がシリンダ本体３４の
内面に摺接させるものであるから、該ピストン３５に大
きな摩擦抵抗が加わり、ピストン３５に移動力を与える
エアー圧も大きな圧力値を必要とし、微小に変化するエ
アー圧に応動させる制御用などに利用するには不向きで
ある。 ［０００４１本発明は前記の問題点を解決するためにな
されたもので、従来の如き、シリンダロッドの摩擦摺動
部分やＯリングやダイヤフラムを使用することがなく、
しかも、内情、外筒とのそれぞれの間の接触摩擦が極め
て少ない、高速可動、高頻度使用、低メカニカルロスの
複動型エアーシリンダを提供することを目的とするもの
である。 ［０００５］

【課題を解決するための手段１本発明は、上記目的を達
成すべくなされたもので、一端が閉塞するピストン部付
の外筒と、該外筒内で通気可能な隙間を保有させて出入
り方向に可動自在でかつ一端が閉塞する内情を有し、内
筒にピストン部を通気可能な隙間を保有させて可動自在
に内挿し、内筒の他端には内筒内と外筒内とを仕切りか
つピストン部のロッド部が可動自在に挿通される挿通孔
を備えた隔壁を設け、上記内筒にはピストン部で仕切ら
れる内筒内の一方の第１のチャンバーに連通ずる第１の
給排気口と、ピストン部で仕切られる他方の第２のチャ
ンバーと連通ずる第２の給排気口とをそれぞれ設け、か
つピストン部とロッド部とには、上記第２のチャンバー
と上記内筒の他端の隔壁で仕切られる外筒内の第３のチ
ャンバーとを連通させる連通孔を設けたことを特徴とす
る複動型エアーシリンダとした。 ［０００６］ 【作用】各々一端が閉塞されてかつ相互間が通気可能な
隙間を保有させて嵌入させた内筒及びロッド部を介して
ピストン部が一体に設けられた外筒を有し、一方の第１
の給排気口にエアーを供給すると、第１のチャンバーに
供与されて、ピストン部が外筒と共に可動し、この可動
に伴い第２のチャンバーのエアーが第２の給排気口から
排出されると共に、ロッド部及びピストン部に設けた連
通孔を介して第３のチャンバーに供与される。一方、第
２の給排気口から第２のチャンバーにエアーを供給すれ
ば、ピストン部が外筒と共に上記とは逆方向に可動し、
この可動で第１のチャンバーのエアーが第１の給排気口
から排出され、文筆２のチャンバーのエアーが連通孔を
介して第３のチャンバーに供与される。ピストン部と内
筒との間及び内筒と外筒との間に、それぞれ通気可能な
隙間を保有させたので、各隙間にエアーが流れて、この
エアーの存在で接触摩擦が極めて小さい状態で、ピスト
ン部を含む外筒と内筒との相互間において可動し得るよ
うにしたものである。 ［０００７］

【実施例】以下に、本発明に係る複動型エアーシリンダ
の実施例を図面に基づき説明する。図１乃至図６は第１
実施例を示し、図中１は外筒、２は内筒である。外筒１
は一端が基部３で閉塞されており、該基部３の中央部に
は外筒１内に延出するロッド部４の基端が固設されてい
る。基部３の外面には、複動型エアーシリンダを利用す
べき機構を取付けるための取付は部５を有している。ロ
ッド部４の先端には他の部分より径大で内筒２の内面に
対して通気可能な隙間６を保有させて該内筒２内に嵌入
されるピストン部７を有している。ロッド部４及びピス
トン部７には、一端が外筒１内でかつロッド部４の基端
側で開口し、他端がピストン部７の先端面に開口する連
通孔８を穿設する。一方、内筒２も一端が閉塞されてあ
って、その閉塞端１９に複動型エアーシリンダを利用す
る機構が取付けられる取付は部９を有している。内筒２
は外筒１内に通気可能な隙間１０を保有させて嵌入され
るものである。該内筒２の他端には内筒２内と外筒１内
とを仕切る隔壁１１を有しており、該隔壁１１の中央部
に挿通孔１３を穿設させてあって、該挿通孔１３に上記
ロッド部４を挿通させである。内筒２の閉塞端１９に第
１の給排気口１４を開口させてあり、第１の給排気口１
４は、内筒２の周壁に穿設した連通孔１５を介してピス
トン部７と隔壁１１との間に形成される第１のチャンバ
ー１６に連通させる。又内筒２の閉塞端１９に、該閉塞
端１９とピストン部７との間に形成される第２のチャン
バー１７と連通ずる第２の給排気口１８を開口させであ
る。上記ロッド部４とピストン部７との境界の段差部分
に緩衝リング２０を被着させてあり、又外筒１の基部３
の内面にも緩衝リング２１を被着させである。緩衝リン
グ２０はピストン部７の接触時の衝撃を緩衝し、又緩衝
リング２１は隔壁１１の接触時の衝撃を緩衝するもので
ある。更に各緩衝リング２０．２１は、第１のチャンバ
ー１６及び隔壁１１と基部３との間で外筒１内に形成さ
れる第３のチャンバー２２が上記各接触時においてエア
ーの供給によって動作し易い最小の有効面積を保有させ
るための機能をも持たせである。尚、上記連通孔１５は
１本に限らず複数本を穿設して、各連通孔１５により第
１の給排気口１４と第１のチャンバー１６とを連通させ
ることも可能である。 ［０００８］次に、上記構成の第１実施例の複動型エア
ーシリンダの動作について説明すれば、まず図１に示す
状態の位置関係にあるとして、内筒２に対して外筒１を
矢印に示す往動方向に可動させるには第１の給排気口１
４にエアー（コンプレッサからの圧縮空気）を供給する
。第１の給排気口１４に供給されたエアーは、連通孔１
５を経て第１のチャンバー１６に流入して、ピストン部
７を加圧する。この加圧で図２及び図３に示す如く、ピ
ストン部７と共に外筒１全体が往動する。この往動に伴
い第２のチャンバー１７が加圧されてその内部のエアー
が第２の給排気口１８から外部に排出されると共に、第
３のチャンバー２２も加圧されてその内部のエアーが連
通孔８及び第２のチャンバー１７を経て第２の給排気口
１８から外部に排出される。第１のチャンバー１６内の
エアーの極く一部は隙間６を経て第２のチャンバー１７
内に流入するので、隙間６内へのエアーの存在でピスト
ン部７が内筒２の内面と接触することなく可動する。 更に第３のチャンバー２２内のエアーの極く一部は隙間
１０を経て外部に放出されるので、該隙間へのエアーの
存在で外筒１が内筒２の外面へ接触することなく可動す
る。つまり、外筒１の往動時には、ロッド部４及びピス
トン部７はもとより外筒１の各部が内筒２の各部との間
に対し低メカニカルロスで可動する。一方、図４の位置
関係にあって内筒２に対して外筒１を復動させる時には
、第２の給排気口１８にエアーを供給する。このエアー
の供給で、図５で示す如く第２のチャンバー１７にエア
ーが流入してピストン部７を押圧すると共に、第２のチ
ャンバー１７内のエアーが連通孔８を介して第３のチャ
ンバー２２内に流入して基部３を押圧して、ピストン部
７はもとより外筒１の全体を図６で示す如く復動させる
。この時第１のチャンバー１６内のエアーは連通孔１５
及び第１の給排気口１４を介して外部に排出される。 上記復動時においても、第２のチャンバー１７内のエア
ーの極く一部が隙間６を経て第１のチャンバー１６に流
入し、又、第３のチャンバー２２内のエアーの極く一部
が隙間１０を経て外部に放出され、従って各隙間６．１
０にエアーが存在して、内筒２の各部に対してピストン
部７及びロッド部４はもとより外筒１の全体が接触する
ことなく復動する。 ［０００９１図７乃至図１２は、本発明の第２実施例を
示し、上記第１実施例の連通孔１５に代えて連通パイプ
２３を設けたものである。該連通パイプ２３は、基端を
第１の給排気口１４と連通させた状態で閉塞端１９に固
定し、先端を隔壁１１に固定すると共に、隔壁１１の内
面に近い箇所に開口２４を開設しである。又連通パイプ
２３はピストン部７ａに穿設した挿通孔２５内に隙間２
６を保有させて遊挿させである。隙間２６はピストン部
７ａの往復動によっても連通パイプ２３と接触しない程
度の径であればよい。その他は第１実施例と同じ構成で
ある。第２実施例においても図７乃至図１２に示す如く
第１実施例と全く同一の動作をする。即ち図７に示す状
態で第１の給排気口１４にエアーを供給すれば、図８に
示す状態を経て図９に示す状態に至る如くピストン部７
ａはもとより外筒１全体が往動し、文筆２の給排気口１
８にエアーを供給すれば、図１０に示す状態から図１１
に示す状態を経て図１２に示す状態に至る如く復動する
。この外筒１の往復動時にあっては、上記第１実施例と
同様に各隙間６．１０にエアーが存在して、内筒２の各
部に対して接触することなく可動する。又連通パイプ２
３も隙間２６の存在でピストン部７ａと接触することが
ない。 ［００１０１上記第１実施例及び第２実施例において、
径方向に偏加重が加わった場合の対策として各隙間６．
１０．２６にリニアウェーモーションのボールベアリン
グ、その他の摺動部材の装着、又はコーティング、メツ
キ処理が可能であり、エアーシリンダの断面形状も、多
角形や長方形でも可能である。 ［００１１１図１３は本発明の複動型エアーシリンダの
一使用例を示したものである。連続シートの素材から磁
気テープ等を製造する際、この連続シートの搬送面に弛
みが発生すると、このシートが、搬送のガイドをしてい
るロールに対して蛇行したり、スリップしたりして搬送
が良好に行えず、又シート面を損傷する。これを防止す
るために、図１３のように、連続シート３０の搬送路の
一部にガイドロール２７．２８を若干の間隔で配置し、
この間の下方には同様のダンサ−ロール２９を配置して
、連続シート３０をこのダンサ−ロール２９に掛回させ
て搬送するとともに、このダンサ−ロール２９は、中途
に支点軸３１を設は他端にはウェイト３２を取付けたレ
バー３３の先端で支承し、かつこの先端側を、その上方
から摩擦抵抗によるピストン動作の損失が少ない複動型
エアーシリンダＡで押下げる動作を与えることにより、
ダンサ−ロール２９の位置で連続シート３０のテンショ
ンの不用意な変動を解消していた。しかし、従来のシリ
ンダは、ピストンの操作時における機械的な摩擦が高ま
り、これによってダンサ−ロールによる連続シートに対
するテンションの調整動作が円滑性を欠く等の多くの不
祥事が発生した。 ［００１２］上記の使用例における複動型エアーシリン
ダＡにおいても、内筒若しくは外筒の何れかに加わるテ
ンションを調整すべく制御、又は防振装置として利用で
き、さらに使用例の複動型エアーシリンダＡをエアー圧
によって内情若しくは外筒を変位させるアクチューエー
タとしての利用も可能である。 ［００１３］

【発明の効果】本発明は、前述したように構成されてい
るので、ロッド摩擦摺動部分が無く、０リングを使用せ
ず、内筒、外筒とのそれぞれ間の隙間を流体膜にて浮か
すことから、内筒、外筒との間が無接触となって、摩擦
が極めて少なく良好なエアーシリンダの機能が発揮され
て、負荷側に対するテンションを微調整して高性能のも
とで使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る複動型エアーシリンダの実施第１
例の断面図である。

【図２】実施第１例の往動動作状態の断面図である。

【図３】実施第１例の往動終了状態の断面図である。

【図４】実施第１例の復動動作開始状態の断面図である
。

【図５】実施第１例の復動動作状態の断面図である。

【図６】実施第１例の復動終了状態の断面図である。

【図７】実施第２例の往動動作開始時の断面図である。

【図８】実施第２例の往動動作状態の断面図である。

【図９】実施第２例の往動動作終了時の断面図である。

【図１０】実施第２例の復動動作開始状態の断面図であ
る。

【図１１］実施第２例の復動動作状態の断面図である。 【図１２】実施第２例の復動動作終了状態の断面図であ
る。

【図１３】使用例の概略説明図。

【図１４】従来例の断面図である。

【符号の説明】

１　外筒 ２　内筒 ４　ロット部 ６．１０．１２．２６　隙間 ８．１５　連通孔 １１　隔壁 １３　挿通孔 １４　第１の給排気口 １６　第１のチャンバー １７　第２のチャンバー １８　第２の給排気口 ２２　第３のチャンバー ２３　連通パイプ

【図１】

【図７】

【図１４】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端が閉塞するピストン部付の外筒と、該
   外筒内で通気可能な隙間を保有させて出入り方向に可動
   自在でかつ一端が閉塞する内筒を有し、ピストン部を通
   気可能な隙間を保有させて内筒に可動自在に内挿し、内
   筒の他端には内筒内と外筒内とを仕切りかつピストン部
   のロッド部が可動自在に挿通される挿通孔を備えた隔壁
   を設け、上記内筒にはピストン部で仕切られる内筒内の
   一方の第１のチャンバーに連通する第１の給排気口と、
   ピストン部で仕切られる他方の第２のチャンバーと連通
   する第２の給排気口とをそれぞれ設け、かつピストン部
   とロッド部とには、上記第２のチャンバーと上記内筒の
   他端の隔壁で仕切られる外筒内の第３のチャンバーとを
   連通させる連通孔を設けたことを特徴とする複動型エア
   ーシリンダ。