JPH094606A - 液体中で用いるエアシリンダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水中にて長期間使用可能な短尺のエアシリン
ダ装置を提供する。 【構成】 シリンダ１内に、外周部に段付部６を設け且
つロッド４と反対側の内部を空胴にして筒状部７として
なるピストン５を摺動自在に収納する。ピストン５の外
周部に自動バック用のスプリング８を配し、ピストン５
の段付部６とシリンダ１の端面板２との間に介装する。
ピストン５の筒状部７内にベローズ１２を配し、ピスト
ン５とシリンダ１との間に気密に取り付ける。シリンダ
１のヘッド側端面に、ピストン５を前進させるための圧
縮エアをベローズ１２内に給排するエア流路１３を形成
する。シリンダ１の端面板２とピストン５の筒状部７に
それぞれ外側の水抜き孔１６と内側の水抜き孔１７を設
け、シリンダ１の内外へ水が自由に流出入できるように
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液体中で用いて長期的に
作動可能なエアシリンダ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来の流体シリンダ装置の一例と
して単動型のエアシリンダ装置の概略を示すもので、シ
リンダａ内にロッドｂ付きのピストンｃを摺動自在に収
納して、該ピストンｃのロッドｂをシリンダａのロッド
側端面の開口部ｄを貫通させるようにし、且つシリンダ
ａのヘッド側にエア配管ｅを接続してピストンｃのヘッ
ド側にエア溜りｆを形成すると共に、上記ロッドｂの周
囲にピストンｃの自動バック用のスプリングｇを、シリ
ンダａとピストンｃとの間に介在させ、上記エア配管ｅ
を通して上記エア溜りｆ内へ圧縮エアを注入することに
より上記自動バック用のスプリングｇを圧縮しながらピ
ストンｃを前進させて伸長動作し、又、上記エア配管ｅ
を通して上記エア溜りｆ内に注入された圧縮エアを外部
へ排出することにより上記自動バック用のスプリングｇ
の弾性力にてピストンｃを後退させて収縮動作するよう
にしてある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した如
き単動式のエアシリンダ装置を液体中、たとえば水中で
用いるようにする場合には、図中二点鎖線で示す如く、
シリンダａのロッド側端面に設けた開口部ｄの内周面に
シールリングｈをロッドｂと摺動自在となるように設け
てシリンダａ内部に防水処理を施すようにすることによ
り水中にて使用することが可能となるが、実際には、シ
リンダａに完全防水を施すことは非常に困難であり、か
かる防水処理を施したエアシリンダ装置を水中にて長期
間に亘って使用した場合には、シリンダａ内のエア溜り
ｆ及びエア配管ｅ中に水が溜ってしまってシリンダスト
ロークに支障が生じてしまうことを防止できず、又、シ
リンダａ内のエア溜りｆやエア配管ｅ中に水が溜った場
合にもシリンダストロークに何ら支障が生じないように
するために、シリンダの作動流体として圧縮エアに代え
て当初から水を使用することも考えられるが、この場合
には水をシリンダａ内へ注入するためのポンプ等の周辺
機器がエアを用いた場合と比較して大変高価になってし
まう、という問題がある。更に、自動バック用のスプリ
ングｇをロッドｂの外周に配してシリンダａとピストン
ｃとの間に介在させるようにしてあることから、装置自
体の全長が長尺となってしまい、高低幅の狭い個所にて
使用した場合にはシリンダのストローク長を短くせざる
を得ない、という問題もある。

【０００４】そこで、本発明は、液体中にて長期間に亘
って使用可能であり、しかも全長の短いエアシリンダ装
置を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、一端にピストンのロッドを貫通させるよ
うにした端面板を有するシリンダの内部に、中央部にロ
ッドを固定し且つ反ロッド固定側の端部を除き外周部の
径を小さくして段付部を設けると共に該反ロッド固定側
の内部を空胴にして筒状部としてなるピストンを、摺動
自在に収納し、上記ピストンの外周部に配した自動バッ
ク用のスプリングを、上記シリンダの端面板とピストン
の外周段付部との間に介装させ、且つ上記ピストンの筒
状部内に配したベローズを、ピストンとシリンダとの間
に気密に取り付けて、該ベローズ内へのエアの給排を行
わせる流路をシリンダに設け、更に、上記シリンダの端
面板にシリンダの内外を連通させる液抜き孔を、又、上
記ピストンの筒状部の側壁に内外に連通させる液抜き孔
をそれぞれ設けてなる構成とする。

【０００６】又、一端にピストンのロッドを貫通させる
ようにした端面板を有するシリンダの内部に、中央部に
ロッドを固定したピストンを摺動自在に収納し、且つ上
記ピストンとシリンダの端面板との間に、ロッドを中心
とする径の異なる内外２つのベローズを配して、各ベロ
ーズをシリンダの端面板とピストンに気密に取り付ける
と共に、上記ピストンの反ロッド固定側とシリンダのヘ
ッド側端面との間に配したベローズを、ピストンとシリ
ンダのヘッド側端面に気密に取り付けて、上記シリンダ
のロッド側に配した２つのベローズ間と、シリンダのヘ
ッド側に配したベローズ内にそれぞれエアの給排を行わ
せる流路をシリンダに設け、更に、上記シリンダのロッ
ド側に配した内側のベローズの内側とシリンダ外部とを
連通させる液抜き孔を端面板に、又、シリンダのロッド
側に配した外側のベローズの外側及びシリンダのヘッド
側に配したベローズの外側とシリンダ外部とを連通させ
る液抜き孔をシリンダ側部にそれぞれ設けるようにする
こともできる。

【０００７】

【作用】エアシリンダ装置が収縮している状態において
ベローズ内に圧縮エアを注入すると、圧縮エアの圧力に
よってピストンが自動バック用のスプリングを圧縮しな
がら摺動してエアシリンダ装置は伸長動作をし、一方、
エアシリンダ装置が伸長している状態においてベローズ
内の圧縮エアを外部へ排出すると、自動バック用のスプ
リングの弾性力によってエアシリンダ装置は収縮動作を
することになるが、この際、シリンダのヘッド側とピス
トンとの間にベローズを気密に取り付けると共に、シリ
ンダの端面板及びピストンの筒状部にそれぞれ液抜き孔
を設けてシリンダの内外に液体が自由に流出入できるよ
うにしてあることから、ベローズ内への液体の浸入を防
ぐことができてシリンダストロークに何らかの支障が生
じてしまうことを防止でき、更に、ピストンの外周部に
自動バック用のスプリングを配したことにより、装置自
体の全長を短尺にすることができる。

【０００８】又、シリンダのロッド側端面とピストンと
の間に内外のベローズを気密に取り付けて、２重に配し
た内外のベローズ同士の間にシリンダを収縮動作させる
ための圧縮エアを供給するようにすると、複動型にでき
て自動バック用のスプリングを不要にし、圧縮エアの給
排で作動させることができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１０】図１の（イ）（ロ）は本発明の一例として
単動型のエアシリンダ装置を液体としての水中で用いる
場合の実施例を示すもので、ピストンのロッドを貫通さ
せるように開口部３を備えた端面板２を一端に有するシ
リンダ１の内部に、中央部にロッド４を固定し且つ該ロ
ッド４を固定した側とは反対側の端部を除いて外周部の
径を所要量小さくして段付部６を設けると共にロッド４
を固定した側とは反対側の内部を空胴にして筒状部７を
形成してなるピストン５を、該ピストン５のロッド４が
上記端面板２の開口部３を出入されるようにして摺動自
在に収納し、該ピストン５の筒状部７の外周面とシリン
ダ１の内周面との間隙を利用してピストン５の外周部に
配した該ピストン５の自動バック用のスプリング８を、
上記シリンダ１の端面板２とピストン５の段付部６との
間に介装させるようにする。且つ該ピストン５の筒状部
７内に円板形状のピストン側ベローズ取り付け用プレー
ト９を固定すると共に、シリンダ１内のヘッド側端面に
はピストン５の筒状部７の内径よりも幾分小径とした凸
形状のシリンダ側ベローズ取り付け用プレート１０をエ
アシール用のＯリング１１を介して固定して、該ピスト
ン側ベローズ取り付け用プレート９とシリンダ側ベロー
ズ取り付け用プレート１０との間に所要サイズのベロー
ズ１２を気密に取り付け、該ベローズ１２内へ圧縮エア
の給排を行わせるためのエア流路１３を、上記シリンダ
側ベローズ取り付け用プレート１０の中心部よりシリン
ダ１のヘッド側端部及び側壁部内を通してシリンダ１の
周壁及びロッド側端面にそれぞれ設けた複数のエア注入
排出口１４まで導設して、ベローズ１２とピストン側及
びシリンダ側のベローズ取り付け用プレート９と１０に
よって包囲された水密なエア溜り１５を区画形成するよ
うにする。更に、上記シリンダ１の端面板２には、シリ
ンダ１の内外を連通させるための水抜き孔１６を周方向
に所要間隔を隔てて複数設けると共に、上記ピストン５
の筒状部７の周壁にはシリンダ１の内部を水が自由に流
動できるようにするための水抜き孔１７を周方向の適宜
間隔位置に複数設けるようにする。

【００１１】なお、上記複数のエア注入排出口１４に
は、エアシリンダ装置の使用状態によってエア配管１８
をその中の１つに適宜継ぎ変えるようにし、エア配管１
８を接続していないエア注入排出口１４はシールテープ
を巻いた目くら蓋１９によって閉塞するようにする。

【００１２】図１の（イ）に示すようにエアシリンダ装
置が収縮している状態において、エア配管１８よりエア
流路１３を通してエア溜り１５内へ圧縮エアを注入する
と、注入された圧縮エアの圧力により、ピストン５が上
記自動バック用のスプリング８を圧縮しながら前進して
図１の（ロ）の如く伸長動作するが、この際、シリンダ
１内のピストン５のロッド側に溜まっていた水は、ピス
トン５が前進するのに伴って水抜き孔１７を通ってベロ
ーズ１２の周囲に流れ込んだり、あるいは、水抜き孔１
６や端面板２の開口部３とロッド４との隙間を通ってシ
リンダ１の外部へ排出されることになる。一方、図１の
（ロ）に示すようにエアシリンダ装置が伸長している状
態において、エア溜り１５内に注入された圧縮エアをエ
ア流路１３からエア配管１８を通して外部に排出する
と、圧縮されていた自動バック用のスプリング８の弾性
力によってピストン５が後退されて図１の（イ）の如く
収縮動作し、シリンダ１内のロッド側には、ピストン５
が後退するのに伴ってベローズ１２周囲の水が水抜き孔
１７を通ってピストン５の外へ流出したり、又、水抜き
孔１６を通して外部の水がシリンダ１内へ流入すること
になる。

【００１３】このように、本発明においては、エアシリ
ンダ装置が伸縮動作するのに伴ってシリンダ１内外に水
が自由に出入りできるようにしてあり、しかも、ベロー
ズ１２とピストン側及びシリンダ側ベローズ取り付け用
プレート９と１０によってエア溜り１５を水密に区画形
成してあることから、エア溜り１５やエア配管１８中へ
の浸水を完全に防ぐことができてシリンダストロークに
何らかの支障が生じることを防止でき、水中にて長期間
に亘って使用を続けることができる。

【００１４】更に、自動バック用のスプリング８をピス
トン５の筒状部７の外周に配して、ピストン５とスプリ
ング８とを並列配置するようにしてあることから、エア
シリンダ装置自体の全長を短尺にすることができ、高低
幅の狭い個所での使用であってもエアシリンダ装置のス
トローク長を充分に長くすることができる。

【００１５】次に、図２の（イ）（ロ）は複動型のエア
シリンダ装置を液体としての水中で用いるようにした本
発明の他の実施例を示すもので、一端にピストンのロッ
ドを貫通させるような開口部３を有する端面板２を備え
たシリンダ１の内部に、中央部にロッド４を固定した円
板状のピストン５′を摺動自在に収納し、該ピストン
５′とシリンダ１のヘッド側端面との間にベローズ１２
を配して、該ベローズ１２の一端をピストン側のベロー
ズ取付用プレート９を介して気密に取り付けると共に、
他端をシリンダ側のベローズ取付用プレート１０、Ｏリ
ング１１を介してシリンダ１のヘッド側端面に気密に取
り付け、該ヘッド側端面に設けたエア流路１３を通して
ベローズ１２に圧縮エアを給排させるようにし、且つ該
ピストン５のロッド側のロッド４周囲位置及び外周部付
近位置に径の異なる内外のベローズ２５，２６を配し
て、各一端を内外のベローズ取り付け用リング２０，２
１、エアシール用のＯリング２２を介してピストン５に
２重に固定すると共に、各他端を内外のベローズ取り付
け用リング２３，２４、Ｏリング２２を介してシリンダ
１の端面板に２重に固定し、又、端面板２に設けたロッ
ド側のエア流路２７を上記内側のベローズ２５と外側の
ベローズ２６との間に区画形成されたエア溜り３０に開
口させて連通させると共に、該エア流路２７をシリンダ
１の周壁に設けたロッド側のエア注入排出口２８まで導
設して、該エア注入排出口２８に接続したロッド側のエ
ア配管２９からエアの給排を行うようにし、一方、ヘッ
ド側のベローズ１２内に形成されるエア溜り１５には、
図１の場合と同様にエア流路１３を開口させて連通し
て、エア配管１８からエアの給排を行うようにし、更
に、端面板２の開口部３の内周面適宜間隔位置に複数の
水抜き孔３１を設けて上記内側のベローズ２５の内側と
シリンダ１の外部とを連通させると共に、シリンダ１周
壁のロッド側及びヘッド側端部位置にも周方向に所要間
隔を隔てて複数のロッド側の水抜き孔３２及びヘッド側
の水抜き孔３３をそれぞれ設けて、上記外側のベローズ
２６の外側及びヘッド側のベローズ１２の外側とシリン
ダ１の外部とを連通させるようにする。

【００１６】図２の（イ）に示すようにエアシリンダ装
置が収縮している状態において、ヘッド側のエア流路１
３よりヘッド側のベローズ１２内のエア溜り１５へ圧縮
エアを注入すると共に、ロッド側のベローズ２５と２６
間のエア溜り３０の圧縮エアをロッド側のエア流路２７
及びエア配管２９を通して外部へ排出すると、ヘッド側
のベローズ１２内へ注入された圧縮エアの圧力によって
ピストン５′が図上上昇されて伸長動作させられる。こ
の際、ロッド側のベローズ２５の内側及びベローズ２６
の外側に溜っていた水は水抜き孔３１及び３２を通して
シリンダ１の外部へ排出されると共に、ヘッド側のベロ
ーズ１２の周囲には水抜き孔３３を通して水が流入する
ことになる。一方、図２の（ロ）に示すようにエアシリ
ンダ装置が伸長している状態において、ロッド側のエア
流路２７よりロッド側のベローズ２５と２６との間に圧
縮エアを注入すると共にヘッド側のベローズ１２内の圧
縮エアをヘッド側のエア流路１３及びエア配管１８を通
して排出させると、上述した場合と逆作動によって収縮
動作させられることになる。したがって、図２の（イ）
（ロ）に示す実施例においても、シリンダ１内を水が自
由に流出入できるようにし、且つヘッド側のベローズ１
２によるエア溜り１５及びロッド側の内外のベローズ２
５，２６間によるエア溜り３０が水密に区画形成してあ
ることから、エア溜り１５，３０やエア配管１８，２９
中への浸水を完全に防止することができて、シリンダス
トロークに何ら支障が生じることなく水中にて長期間に
亘って使用を続けることができ、更に、図１の（イ）
（ロ）の実施例にて用いた自動バック用のスプリング８
を不要にして圧縮エアのみによってシリンダを伸縮動作
させることができる。

【００１７】なお、上記各実施例では、いずれもエアシ
リンダ装置を水中にて用いるようにした場合を示した
が、液体であれば水中に限らず、油中等においても全く
同様にして用いることができること、又、シリンダ１の
内面とピストン５，５′との間にベローズ１２，２５と
２６を取り付けるためにベローズ取り付け用プレート
９，１０やベローズ取り付け用リング２０，２１，２
３，２４を用いるようにした場合を示したが、プレート
９，１０やリング２０，２１，２３，２４は省略するこ
ともでき、要は、ベローズ１２，２５と２６によってピ
ストン５，５′の下方や上方に水密なエア溜り１５，３
０を区画形成することができればよく、その他本発明は
要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得るこ
とは勿論である。

【００１８】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の液体中で用い
るエアシリンダ装置によれば、シリンダ内に、外周部に
段付部を設け、且つ内部を空胴としたピストンを摺動自
在に収納して、該ピストンの外周部に自動バック用のス
プリングを配すると共に、ピストンの筒状部内に配した
ベローズをピストンとシリンダとの間に気密に取り付け
て、該ベローズ内に給排される圧縮エアの圧力と上記自
動バック用のスプリングの弾性力とによってエアシリン
ダ装置が伸縮動作できるようにし、且つシリンダの端面
板とピストンの筒状部の側壁にそれぞれ液抜き孔を設け
てベローズ内を除きシリンダの内外へ液体が自由に流動
できるようにしてあることから、シリンダストロークに
何らかの支障が生じてしまうことを防止できて液体中に
て長期間に亘って使用を続けることができ、しかも、装
置自体を短尺にすることができて高低幅の狭い個所での
使用であってもシリンダのストローク長を充分に長くす
ることができることから、液体中でのエアシリンダ装置
の利用を促進することができ、又、シリンダのロッド側
端面とピストンとの間に内外２重のベローズを気密に取
り付けて、２重に配した内外のベローズ同士の間にシリ
ンダを伸縮動作させる圧縮エアを給排させるようにする
と共に、シリンダの周壁に設けた液抜き孔によってシリ
ンダの内外へ液体が自在に流出入できるようにすると、
エアシリンダ装置を液体中にて長期間に亘って使用可能
となることに加え、自動バック用のスプリングを不要に
することができて圧縮エアの給排のみでシリンダを伸縮
動作させることができる、という優れた効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液体中で用いるエアシリンダ装置の一
実施例として単動型のものを示すもので、（イ）はエア
シリンダ装置が収縮した状態を、（ロ）はエアシリンダ
装置が伸長した状態をそれぞれ示す断面図である。

【図２】本発明の他の実施例として複動型のものを示す
もので、（イ）はエアシリンダ装置が収縮した状態を、
（ロ）はエアシリンダ装置が伸長した状態をそれぞれ示
す断面図である。

【図３】単動型のエアシリンダ装置の一例を示す概略図
である。

【符号の説明】

１ シリンダ ２ 端面板 ４ ロッド ５，５′ ピストン ６ 段付部 ７ 筒状部 ８ スプリング １２ ベローズ １３ エア流路 １６ 水抜き孔（液抜き孔） １７ 水抜き孔（液抜き孔） ２５ 内側のベローズ ２６ 外側のベローズ ２７ エア流路 ３１，３２，３３ 水抜き孔（液抜き孔）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端にピストンのロッドを貫通させるよ
   うにした端面板を有するシリンダの内部に、中央部にロ
   ッドを固定し且つ反ロッド固定側の端部を除き外周部の
   径を小さくして段付部を設けると共に該反ロッド固定側
   の内部を空胴にして筒状部としてなるピストンを、摺動
   自在に収納し、上記ピストンの外周部に配した自動バッ
   ク用のスプリングを、上記シリンダの端面板とピストン
   の外周段付部との間に介装させ、且つ上記ピストンの筒
   状部内に配したベローズを、ピストンとシリンダとの間
   に気密に取り付けて、該ベローズ内へのエアの給排を行
   わせる流路をシリンダに設け、更に、上記シリンダの端
   面板にシリンダの内外を連通させる液抜き孔を、又、上
   記ピストンの筒状部の側壁に内外に連通させる液抜き孔
   をそれぞれ設けてなることを特徴とする液体中で用いる
   エアシリンダ装置。
2. 【請求項２】 一端にピストンのロッドを貫通させるよ
   うにした端面板を有するシリンダの内部に、中央部にロ
   ッドを固定したピストンを摺動自在に収納し、且つ上記
   ピストンとシリンダの端面板との間に、ロッドを中心と
   する径の異なる内外２つのベローズを配して、各ベロー
   ズをシリンダの端面板とピストンに気密に取り付けると
   共に、上記ピストンの反ロッド固定側とシリンダのヘッ
   ド側端面との間に配したベローズを、ピストンとシリン
   ダのヘッド側端面に気密に取り付けて、上記シリンダの
   ロッド側に配した２つのベローズ間と、シリンダのヘッ
   ド側に配したベローズ内にそれぞれエアの給排を行わせ
   る流路をシリンダに設け、更に、上記シリンダのロッド
   側に配した内側のベローズの内側とシリンダ外部とを連
   通させる液抜き孔を端面板に、又、シリンダのロッド側
   に配した外側のベローズの外側及びシリンダのヘッド側
   に配したベローズの外側とシリンダ外部とを連通させる
   液抜き孔をシリンダ側部にそれぞれ設けてなることを特
   徴とする液体中で用いるエアシリンダ装置。