JPH0637607U - ダイアフラムアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロッドの作動力を大きくすることができるダ
イアフラムアクチュエータを提供する。 【構成】 圧力口８を有する上ケース２と、挿通孔４を
有する下ケース３とでケース１を形成する。圧力口８と
挿通孔４とを区画した状態でダイアフラム５を設け、ケ
ース１内に圧力室１１と開放室１２とを形成する。圧力
口８は第１圧力口９ａと第２圧力口９ｂとからなる。第
２圧力室９ｂに連通するベローズ６を、ダイアフラム５
に接離可能に設ける。開放室１２には、ダイアフラム５
を付勢するスプリング７を設ける。挿通孔４より出没自
在なロッド１０をダイアフラム５に連結する。ベローズ
６内に負圧を作用させると、ベローズ６が縮んでダイア
フラム５から離れる。このとき、第１圧力口９ａから負
圧を印加すると、その負圧力と、スプリング７の付勢力
とが相作用してダイアフラム５が変位するため、ロッド
１０が挿通孔４から没入する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案はダイアフラムアクチュエータに関し、特に、ダイアフラムに作用す る圧力に応じてロッドを出没させるダイアフラムアクチュエータに関するもので ある。

【０００２】

【従来の技術およびその問題点】

従来、この種のダイアフラムアクチュエータとして、図３に示すようなものが 既に知られている。 すなわち、図３に示すダイアフラムアクチュエータは、圧力口２８を有する上 ケース２２と、挿通孔２４を有する下ケース２３とで形成されるケース２１内に 、圧力口２８と挿通孔２４とを区画した状態で配設されるダイアフラム２５を設 け、このダイアフラム２５に、挿通孔２４より出没可能なロッド３０を連結した もので、圧力口２８より圧力が導入・放出されることにより、その圧力の作用に よって、ロッド３０が挿通孔２４より出没するようになっている。

【０００３】 図３において、ケース２１は、上ケース２２と下ケース２３とからなり、これ らが合致することにより内部に密閉された空所を形成し、全体として略円柱状に 形成されているもので、上ケース２２には圧力口２８が、また下ケース２３の中 央部には挿通孔２４がそれぞれ形成されることにより、ケース２１の内部空所が 圧力口２８および挿通孔２４を介して外部と導通するようにしている。

【０００４】 このケース２１の内部空所にはダイアフラム２５が配設される。このダイアフ ラム２５は、可撓性を有する略円板状をなし、作用する圧力に応じて中央部が軸 線方向に変位可能となっているもので、この周縁部が上ケース２２と下ケース２ ３とで挟持されることにより、ケース２１の内部空所が圧力室３１と開放室３２ との２室に区画されることとなる。

【０００５】 このとき、ケース２１内の圧力室３１は上ケース２２の圧力口２８と連通させ 、また、開放室１２は下ケース２３の挿通孔２４と連通させるようにしておき、 これにより、圧力室３１は、圧力口２８から圧力の導入・放出がなされるように し、また、開放室３２は挿通孔２４を介して常に大気圧が作用するようにしてあ る。

【０００６】 下ケース２３の挿通孔２４にはロッド３０が出没自在な状態で挿通され、その 一端がケース２１内のダイアフラム２５の中央部に連結される。このとき、ダイ アフラム２５の圧力室３１側の面には上リテーナ３３が、またダイアフラム２５ の開放室３２側の面には下リテーナ３４がそれぞれ配設され、この上下リテーナ ３３、３４でダイアフラム２５を挟持した状態で、ロッド３０の一端が上下リテ ーナ３３、３４およびダイアフラム２５と一体に固着され、これにより、ロッド ３０がダイアフラム２５と一体に軸線方向へ移動可能となっている。

【０００７】 以上のような構成により、圧力口２８より圧力が導入・放出されると、この圧 力の作用でダイアフラム２５が変位し、これに伴って、ダイアフラム２５に連結 されたロッド３０が挿通孔２４より出没するようになっている。

【０００８】 まず、圧力口２８からケース２１の圧力室３１の圧力を外部に放出して、圧力 室３１に負圧を印加すると、この負圧力の作用によって、ダイアフラム２５が圧 力室３１側に撓むようにして変位するため、このダイアフラム２５の変位に伴っ て、ダイアフラム２５と連結されたロッド３０が下ケース２３の挿通孔２４から 没入するように移動することになる。

【０００９】 次いで、圧力口２８からケース２１の圧力室３１に圧力が導入されて、圧力室 ３１に正圧を印加すると、この正圧力の作用によって、ダイアフラム２５が開放 室３２側に撓むようにして変位するため、このダイアフラム２５の変位に伴って 、ロッド３０が挿通孔２４から突出するように移動することになる。

【００１０】 しかしながら、このような従来のダイアフラムアクチュエータにあっては、ロ ッド３０の作動力を大きくすることが難しいものであった。

【００１１】 すなわち、圧力口２８より導入・放出される圧力の大きさが一定である場合に は、ロッド３０の作動力は、ダイアフラム２５の受圧面積の大きさに応じて決定 されるようになっているため、ロッド３０の作動力を大きくするには、ダイアフ ラム２５の受圧面積を大きく設定する必要があり、従って、ケース２１が全体的 に大きくなってしまう。

【００１２】 つまり、ダイアフラム２５の受圧面積を大きくするということは、ケース２１ の外径を大きくしなければならないため、ダイアフラムアクチュエータの全体的 な大きさが大きくなり、取り付けスペースを大きく取らなければならなくなると いう問題がある。

【００１３】 特に、ロッド３０の作動初期にあっては、ダイアフラム２５にロッド３０の負 荷が作用するために、大きな作動力が必要であり、圧力源を一定にした状態で、 かつ全体的な大きさを大きくすることなく作動力を高めることは非常に難しいこ とであった。

【００１４】 この考案は上記の問題点を解消し、圧力源を変更することなく、また全体的な 大きさを大きくすることなく、大きな作動力が得られるダイアフラムアクチュエ ータを提供することを目的とする。

【００１５】

【問題点を解決するための手段】

この考案は上記の問題点を解決するために、圧力口を有する上ケースと、挿通 孔を有する下ケースとで形成されるケースに、前記圧力口と挿通孔とを区画した 状態でダイアフラムを設け、このダイアフラムに、前記挿通孔より出没可能なロ ッドを連結したダイアフラムアクチュエータであって、前記圧力口を、第１圧力 口と第２圧力口とで形成し、さらに、前記ケース内に、前記第１圧力口と第２圧 力口とを区画するとともに、前記ダイアフラムに当接自在な状態で設けられるベ ローズと、このベローズの付勢力に抗して前記ダイアフラムを付勢するスプリン グとを設けたという構成を有しているものである。

【００１６】

【作用】

この考案は上記の手段を採用したことにより、圧力口より圧力を導入・放出す ることによって、この圧力の作用でダイアフラムを変位させ、これによって、ダ イアフラムに連結されたロッドが挿通孔より出没するようになっている。

【００１７】 そして、この考案にあっては、ロッドの作動力を増加させることができるよう になっている。

【００１８】 すなわち、ケース内には、ダイアフラムを付勢するスプリングが配設されてい るため、圧力の作用時には、ダイアフラムの推力とスプリングの付勢力とが相作 用することとなり、この結果、ロッドの作動力が増加するようになっている。

【００１９】 まず、第２圧力口からベローズ内に負圧を作用させると、ベローズが、縮むよ うに変位してダイアフラムに対する付勢力を解除するようになる。次いで、第１ 圧力口からケース内に負圧を印加して、ダイアフラムに負圧力を作用させると、 この負圧力によってダイアフラムに推力が得られるようになり、これによって、 ダイアフラムがロッドの没入方向へ変位することになる。

【００２０】 このとき、ダイアフラムは、ベローズの付勢力が解除されることにより、スプ リングのみが付勢することになるため、ダイアフラムには、第１圧力口から印加 された負圧力で得られるダイアフラムの推力に、スプリングの付勢力が加わった 力が作用することとなり、この結果、没入時のロッドの作動力が増加するように なっている。

【００２１】 従って、ロッドの初期作動時に必要な大きな作動力が、スプリングの付勢力で 得られることとなり、これにより、特に、ロッドの作動初期において、作用する 圧力の絶対値が小さい状態にあるときでも、大きな作動力を確保することができ 、ロッドの応動を良好にすることができるようになっている。

【００２２】

【実施例】

以下、図面に示すこの考案の実施例を説明する。

【００２３】 図１は、この考案によるダイアフラムアクチュエータの一実施例を示す図であ る。 すなわち、図１に示すダイアフラムアクチュエータは、圧力口８を有する上ケ ース２と、挿通孔４を有する下ケース３とで形成されるケース１内に、圧力口８ と挿通孔４とを区画した状態でダイアフラム５を設け、このダイアフラム５に、 挿通孔４より出没可能なロッド１０を連結したもので、圧力口８を第１圧力口９ ａと第２圧力口９ｂとで形成し、さらに、ケース１内に、第１圧力口９ａと第２ 圧力口９ｂとを区画するとともに、ダイアフラム５に接離自在な状態で設けられ るベローズ６と、このベローズ６の付勢力に抗してダイアフラム５を付勢するス プリング７とを設けている。

【００２４】 そして、圧力口８より圧力が導入・放出されることにより、その圧力の作用に よって、ロッド１０が挿通孔４より出没するようになっているもので、特に、ケ ース１内に、ダイアフラム５を付勢するベローズ６とスプリング７とを設けたこ とにより、没入時のロッド１０の作動力を大きくすることができるものである。

【００２５】 図１において、ケース１は、上ケース２と下ケース３とからなり、これらを合 致することにより内部に密閉された空所を形成し、全体として略円柱状に形成さ れているもので、上ケース２には、第１圧力口９ａと第２圧力口９ｂとからなる 圧力口８が形成され、また、下ケース３の底面中央部には挿通孔４が形成される ことにより、ケース１の内部空所が圧力口８および挿通孔４を介して外部と導通 するようにしている。

【００２６】 このケース１の内部空所にはダイアフラム５が配設される。このダイアフラム ５は、可撓性を有する略円板状をなし、作用する圧力に応じて中央部が軸線方向 に変位可能となっているもので、この周縁部が上ケース２と下ケース３とで挟持 されることにより、ケース１の内部空所が圧力室１１と開放室１２との２室に区 画されることとなる。

【００２７】 このとき、ケース１内の圧力室１１は上ケース２の圧力口８と連通させ、また 、開放室１２は下ケース３の挿通孔４と連通させるようにしておき、これにより 、圧力室１１は、圧力口８から圧力の導入・放出がなされるようにし、また、開 放室１２は挿通孔４を介して常に大気圧が作用するようにしてある。

【００２８】 下ケース３の挿通孔４にはロッド１０が出没自在な状態で挿通され、その一端 がケース１内のダイアフラム５の中央部に連結される。このとき、ダイアフラム ５の圧力室１１側の面には上リテーナ１３が、またダイアフラム５の開放室１２ 側の面には下リテーナ１４がそれぞれ配設され、この上下リテーナ１３、１４で ダイアフラム５を挟持した状態で、ロッド１０の一端が上下リテーナ１３、１４ およびダイアフラム５と一体に固着され、これにより、ロッド１０がダイアフラ ム５と一体に軸線方向へ移動可能となっている。

【００２９】 そして、ケース１内の圧力室１１にはベローズ６が設けられる。このベローズ ６は、全体として一方が閉塞された金属製の筒状をなすもので、外部から作用す る圧力の大きさに応じて弾性変形して伸縮し、これによって、軸線方向の変位を 可能としている。そして、このベローズ６は、その先端部がダイアフラム５の中 央部に接離可能な状態で配設され、これにより、ダイアフラム５がベローズ６で 付勢されるようにしている。

【００３０】 このとき、ベローズ６は、圧力室１１を２室に区画した状態で配設され、さら に、ベローズ６の内部の圧力室１１ｂが第２圧力口９ｂと、また、ベローズ６の 外部の圧力室１１ａが第１圧力口９ａとそれぞれ連通するようにしておく。

【００３１】 また、ケース１内の開放室１２にはスプリング７が設けられる。このスプリン グ７は、所謂圧縮コイルばねであって、その軸線をダイアフラム５の軸線と一致 させた状態で、かつ一端をダイアフラム５の中央部に当接した状態で配設し、こ れにより、ダイアフラム５がスプリング７の弾性力で付勢されるようにしている 。 なお、１５は止め輪であり、ベローズ６をケース１内に固定するものである。

【００３２】 次に、上記のもののもつ作用を説明する。

【００３３】 以上のような構成により、このダイアフラムアクチュエータは、圧力口８より 圧力が導入・放出されると、この圧力の作用でダイアフラム５が変位し、これに 伴って、ダイアフラム５に連結されたロッド１０が挿通孔４より出没するように なっている。

【００３４】 まず、常態にあっては、圧力室１１は圧力口８を介して大気に開放され、また 開放室１２も挿通孔４を介して大気に開放されてあって、さらに、ベローズ６の ダイアフラム５に対する付勢力と、スプリング９のダイアフラム５に対する付勢 力とが釣り合った状態となっていて、これにより、ダイアフラム５はケース１内 で静止し、ロッド１０の作動力はゼロとなっている。

【００３５】 この状態から、第２圧力口９ｂよりベローズ６内の圧力室１１ｂの圧力を外部 に放出して、圧力室１１ｂに負圧を印加すると、この負圧力の作用によって、図 ２に示すように、ベローズ６が縮むように変位し、これに伴って、ベローズ６の 先端部がダイアフラム５から離間するようになる。次いで、第１圧力口９ａから ベローズ６の外側の圧力室１１ａから圧力を外部に放出して、圧力室１１ａに負 圧を印加すると、この負圧力がダイアフラム５の受圧面に吸引力として作用し、 ダイアフラム５の中央部が圧力室１１側に撓むようにして変位するため、このダ イアフラム５の変位によって、ロッド１０の作動力が得られるようになり、これ によって、ダイアフラム５と連結されたロッド１０が下ケース３の挿通孔４から 没入するように移動することになる。

【００３６】 これに続いて、負圧の作用している圧力室１１が圧力口８を介して大気に開放 されると、圧力口８から圧力室１１に大気圧が導入されて、ベローズ６が、その 弾性力で復元するようになるため、このベローズ６の弾性力によって、スプリン グ７の付勢力に抗しながら、ダイアフラム５が開放室１２側に撓むようにして変 位するようになり、このダイアフラム５の変位に伴って、ロッド１０が挿通孔４ から突出するように移動することになる。

【００３７】 そして、上記のダイアフラムアクチュエータにあっては、ロッド１０の作動力 を大きくすることができるようになっている。

【００３８】 すなわち、ケース１内には、ロッド１０の没入方向へダイアフラム５を付勢す るスプリング７が設けられているため、圧力室１１に負圧を印加した際の吸引力 によるダイアフラム５の推力と、スプリング７の付勢力との相乗作用で、ロッド １０の没入時の作動力を大きくすることができるようになっている。

【００３９】 つまり、常態にあっては、ベローズ６の付勢力とスプリング７の付勢力とは釣 り合った状態となっているが、第２圧力口９ｂより圧力室１１ｂに印加した負圧 力の作用によって、ベローズ６を縮めて、ベローズ６の先端部をダイアフラム５ から離間させると、ダイアフラム５に対するベローズ６の付勢力が解除されて、 スプリング７の付勢力がダイアフラム５に作用することになるため、この結果、 とりわけロッド１０を没入する際には、スプリング７の付勢力と、第１圧力口９ ａより圧力室１１ａに印加した負圧力をダイアフラム５の受圧面に作用させた際 に得られるダイアフラム５の推力とが相作用することとなり、これよって、得ら れるロッド１０の作動力を大きくするようになっている。

【００４０】 従って、一般的には、圧力口８より印加される圧力の大きさが一定である場合 には、ロッド１０の作動力は、ダイアフラム５の受圧面積の大きさに応じて決定 されるようになっているので、従来では、ロッド３０の作動力を大きくするには 、ダイアフラム２５の受圧面積を大きく設定する必要があったために、ケース２ １を全体的に大きくしなければならなかったが、上記のダイアフラムアクチュエ ータにあっては、ロッド１０を没入させる際に、ケース１内に印加される負圧力 に加えて、スプリング７の付勢力をダイアフラム５に作用させることによって、 ロッド１０の作動力を得るようになっているため、従来のようにダイアフラム５ の受圧面積を大きくすることなくロッド１０の作動力を大きくすることができる ようになり、この結果、ケース１の全体的な大きさは従来のままで済ませること ができることとなる。

【００４１】 特に、ロッド１０を作動させるには、初速を得るためにロッド１０に対して大 きな力が必要となるが、ダイアフラム５に推力を与える負圧力は急に作用するも のではないので、従来でのロッド３０の応動は遅いものであったが、上記のダイ アフラムアクチュエータにあっては、第１圧力口９ａからの負圧力に加えてスプ リング７の付勢力をダイアフラム５に作用させることにより、ロッド１０の作動 初期に、ロッド１０の初速を得るために必要な大きい力が得られることとなるた め、ロッド１０の応動が非常に良好になるものである。

【００４２】

【考案の効果】

以上のようにこの考案によれば、ケース内に、ダイアフラムに対して当接自在 に付勢するベローズと、このベローズの付勢力に抗してダイアフラムを付勢する スプリングとを設けたので、ダイアフラムに対するベローズの付勢力を解除する と、スプリングがダイアフラムを付勢するようになり、これによって、スプリン グの付勢力と、圧力の作用で生じる推力とが同時にダイアフラムに作用するよう になるため、この結果、ロッドの作動力を大きくすることができるようになり、 品質の向上を図ることができるという効果がある。

【００４３】 従って、特に、ロッドの作動初期において大きな作動力が必要なときに、ダイ アフラムに作用する圧力が小さい場合でも、スプリングの付勢力をダイアフラム に作用させることができるので、ロッドの応動を良好にすることができる。

【００４４】 そして、この場合、圧力源の圧力値を高くすることなく、また、ダイアフラム の受圧面を大きくするためにダイアフラムアクチュエータの外径を大きくするこ となく、ロッドの作動力を増加することができるため、この結果として、コスト 的な面での効果を期待することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案によるダイアフラムアクチュエータの
一実施例を示す図である。

【図２】図１に示すダイアフラムアクチュエータの動作
を説明する図である。

【図３】従来例を示す図である。

【符号の説明】

１、２１……ケース ２、２２……上ケース ３、２３……下ケース ４、２４……挿通孔 ５、２５……ダイアフラム ６……ベローズ ７、２７……スプリング ８、２８……圧力口 ９ａ……第１圧力口 ９ｂ……第２圧力口 １０、３０……ロッド １１、１１ａ、１１ｂ、３１……圧力室 １２、３２……開放室 １３、３３……上リテーナ １４、３４……下リテーナ １５……止め輪

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力口（８）を有する上ケース（２）
   と、挿通孔（４）を有する下ケース（３）とで形成され
   るケース（１）に、前記圧力口（８）と挿通孔（４）と
   を区画した状態でダイアフラム（５）を設け、このダイ
   アフラム（５）に、前記挿通孔（４）より出没可能なロ
   ッド（１０）を連結したダイアフラムアクチュエータで
   あって、前記圧力口（８）を、第１圧力口（９ａ）と第
   ２圧力口（９ｂ）とで形成し、さらに、前記ケース
   （１）内に、前記第１圧力口（９ａ）と第２圧力口（９
   ｂ）とを区画するとともに、前記ダイアフラム（５）に
   当接自在な状態で設けられるベローズ（６）と、このベ
   ローズ（６）の付勢力に抗して前記ダイアフラム（５）
   を付勢するスプリング（７）とを設けたことを特徴とす
   るダイアフラムアクチュエータ。