JP3216294U - ガススプリング、アクチュエーターまたはダンパー向けピストンロッドカバー - Google Patents
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Abstract
【課題】ピストンロッドの可動範囲への影響が最小となり、不純物に対する保護機能が最大となる、ピストンロッドカバーを提供する。【解決手段】シリンダー10内部で可動するピストンロッド用のピストンロッドカバー2であって、ピストンロッドカバー2は、形状とサイズがシリンダー10端部に取り付けられるように設計された基台取付部21と、形状とサイズがピストンロッドの自由端部に取り付けられるように設計されたピストンロッド取付部22と、該基台取付部21と柔軟な薄厚材料で構成されるピストンロッド取付部22との間に伸長する保護材料23とから構成される。カバー2は、周囲の粒子が保護材料23に侵入するのを防ぐように設計されたフィルターも含む。【選択図】図1
Description
本書では、不要な粒子や物質によるピストンロッドや関連ガイドの損傷を防ぐことを目的とする機器である、ピストンロッドカバーについて引用する。
ピストンロッドカバーは、ガススプリングや空気圧アクチュエーター等の空気圧機器で使用する。ピストンロッドカバーは、油圧アクチュエーターでも使用できる。
ガススプリングは、幅広い分野で知られ、使用されている。ガススプリングには、オープンエンド型のシリンダーと、シリンダー基台付きクローズドエンド型を含めることができる。シリンダー基台は、シリンダーケースで統合することができる。クローズドエンド型では、ガス充填機器を取り付けることができる。
オープンエンド型ではガイドを取り付けることができる。ガイドにはピストンロッド用にシールとベアリングが付いている。ピストンは、ピンストンロッドの近接端部にピストンを取り付けることができる。シリンダーケース、シリンダー基台およびピストンがスプリングチャンバーを構成し、該チャンバーの中には、ガス、好ましくは窒素等の不活性ガスを封入する。
ガススプリングを使用する用途によっては、ガススプリングが、例えば、粒子および/または液体によりガススプリングが汚染され、続いてピストンロッドやシールが汚染される、最悪の場合はシールを超えガスチャンバーが汚染される環境に入れられている場合がある。
ガススプリングを使用する分野の1つに、金属板形成がある。ここではガススプリングは金属板を支えるのに使用され、またこれ以外ではガススプリングは鋳型から一定形状の金属を取り出すのに使用される。これらのガススプリングは、プロセスが正常に作動するように、それぞれの特性を保持していることが重要になる。
金属板成形にはオイルがよく使用され、金属板の形状を整えるのに使用される。このオイルは偶然、ガススプリング上で終了になる可能性がある。ピストンロッドに該オイルが混入した場合、ガススプリングに引き込まれ、スプリングに含まれるシールを超え、ガススプリングの特性に影響を及ぼすことがある。この結果、ガススプリングのプロセスおよび/または寿命や強度に副作用が発生する可能性がある。
また、ガススプリングは、例えば、研磨作業が含まれるプレス工具での修理作業および/またはメンテナンス作業の結果生じる汚染粒子に触れることがある。
他の汚染物は、熱生成物質、工具部品の洗浄による水や洗剤に混入する酸化物である可能性がある。
ピストンロッドカバーは、これらの問題にも対処するように設計されている。この対処例のいくつかは、EP2570712A1、EP2160538B1、DE102008059518B4 および WO2012069667A1で紹介されている。
上記により、既存のピストンロッドカバーは、不純物に対しては保護が十分にできないことが分かっている。また、既存のピストンロッドカバーは、ピストンの可動範囲にも制限があることが分かっている。
そのため、ピストンロッドカバーには改善の余地がある。
目的は最終的に、ピストンロッドカバーの改善にある。ピストンロッドの可動範囲への影響が最小となり、不純物に対する保護機能が最大となる、ピストンロッドカバーの提供が特に望ましい。
本考案に関する定義は、付属の独立実用新案登録請求項で行う。実施形態は、下記の説明と付属の図面とにより、付属の実用新案登録請求項で示す。
第一に、スプリングやアクチュエーター等、シリンダー内で可動するピストンロッドのピストンロッドカバーを提供する。前記カバーは、形状とサイズがシリンダーに固定できるように設計された基台取付部と、形状とサイズが前記ピストンロッドの未制限端部に固定できるように設計されたピストンロッド取付部と、該基台取付部と柔軟な薄厚材料で形成されるピストンロッド取付部との間に延伸された保護材料とで構成される。前記カバーには、周囲の粒子が前記保護材料に侵入するのを防ぐように設計された少なくとも1つのフィルターも含まれる。
フィルターを提供することで、粒子の保護材料への侵入、ピストンロッドおよび該ガイドへの到達を防止でき、同時に、前記保護材料に含まれる媒体(通常は空気)が、圧縮時に押し出されるか、あるいはシリンダー内の該ピストンロッドによる拡張時に引き出すことができる。
フィルターは、保護材料で構成される可能性がある。この目的のため、前記保護材料は、前記ピストンが最外部の位置にあるときに該材料により混入されたガス量が、該ピストンが最内部の位置に押し込まれたときに該材料の中を通ることができるように十分なガス浸透性があり、また、シリンダーの使用が可能な環境にある不純物が該ピストンロッド内に浸透するのを防ぐのに十分高密度にする必要がある。
必要な粒子密度とガス浸透率は、前記カバーを使用する環境、シリンダー/ピストンロッドのサイズとストロークと、ピストンロッドの移動速度とを考え、テストすることで決定できる。
フィルターは、例えば、規格EN779 にしたがって、G1、G2、G3、G4 等の粗フィルターを透過する粒子の透過性を示すことがある。
前記フィルターは、EN24920にしたがって、少なくとも80、可能な場合は少なくとも90の耐湿性を示すことがある。
該フィルターは、規格EN20811にしたがって、少なくとも150mmのH2Oの耐水性を示すことがある。
特に、前記保護材料は、繊維やガーゼおよび/またはポリマー膜等の織物材料で製造される可能性がある。
該保護材料には、耐液性やガス浸透膜が付いていることがある。
前述のピストンロッド取付部は、前記保護材料に固定でき、該ピストンロッドに取り付け可能な構造を有することがある。
前記構造は、外向きに放射状に開いた溝を有し、その中に保護材料を固定できる。
該保護材料の前記ピストンロッドへの前記固定方法には、不純物を侵入させないシールを含めることができる。
前記基台取付部には、該保護材料を前記シリンダーの周囲表面に留めることを目的とする留め具が含まれる可能性がある。
該基台取付部には、前記保護材料と当該シリンダー上の周囲表面との間に取付可能な取付部が少なくとも1つ含めることができる。
第二に、スプリングシリンダー、該スプリングシリンダー内で可動のピストンと、上記のピストンロッドカバーが該ピストンロッドの末端部に固定されたピストンロッド取付部と、スプリングシリンダーに固定された基台取付部とで調整された、該スプリングシリンダーの軸端部から突出している該ピストンに接続されたピストンロッドとを有するガススプリングで構成されるガススプリングシステムを提供する。
第三に、アクチュエーターシリンダー、該アクチュエーターシリンダー内で可動のピストンと、上記のピストンロッドカバーが該ピストンロッドの末端部に固定されたピストンロッド取付部と、アクチュエーターシリンダーに固定された基台取付部とで調整された、該アクチュエーターシリンダーの軸端部から突出している該ピストンに接続されたピストンロッドとを有する給液アクチュエーターで構成されるアクチュエーターシステムを提供する。
前記アクチュエーターシステムは、加圧ガス源と加圧液源とからなる群から選択された液源も含む可能性がある。
第四に、ダンパーシリンダー、該ダンパーシリンダー内で可動のピストンと、上記のピストンロッドカバーが該ピストンロッドの末端部に固定されたピストンロッド取付部と、ダンパーシリンダーに固定された基台取付部とで調整された、該ダンパーシリンダーの軸端部から突出している該ピストンに接続されたピストンロッドとを有するダンパー装置で構成されるダンパーシステムを提供する。
上述のシステムで、前記ピストンロッド取付部は、該ピストンロッドに対して回転することができる。
上述のピストンロッドカバーに付属のガススプリング、アクチュエーターあるいはダンパーは、各種用途で使用することができる。
最初に記載のとおり、ピストンロッドカバーは、金属板プレスでガススプリング用に使用することができる。
同様に、ピストンロッドカバーは、例えば、産業ロボットの平衡スプリングとして使用されるガススプリング用に使用することができる。
下記の実施形態は、ガススプリング(1)を参照にして示す。
ガススプリング(1)には、オープンエンド(10a)とクローズドエンド(10b)を有するシリンダー(10)、該シリンダー(10)のオープンエンド(10a)を閉じ、該シリンダー内外で該ピストンロッド(11)の移動用シールおよびベアリングを作成するピストンロッド(11)とガイド(12)が含まれる。
前記シリンダー(10)には、前記オープンエンド(10a)にある上部取付部が付けることができる。該取付部には、放射線状に開いた円形の溝(101)を付けることができる。該溝(101)は、例えば、ロックリング(102)、Oリング、あるいは同種を収納するように設計できる。
クローズドエンド(10b)には、同種の取付部を付けることができる。
前記ガススプリング(1)には、好ましくは該クローズドエンドに充填および/または給送接続部(14)を付属できる。
該ガススプリングの設計と機能は、専門家には既知かもしれない。前記シリンダー(11)および少なくとも前記ピストンロッド(11)は全体的に、金属物質製である。前記ガイド(12)も、金属材料製とすることができる。ベアリングおよびシールは、ポリマー材料製とすることができる。
図1ー4は、ガススプリング(1)に取り付けた、第一実施形態にしたがった、ピストンロッドカバー(2)を示す。前記ピストンロッドカバーは、基台取付部(21)、ピストンロッド取付部(22)と、該2つの間から延伸する保護材料(23)とで構成される。
前記保護材料(23)は、該スプリングをいっしょに押したときに逃がされる、該ガススプリング(1)と該ピストンロッドカバー(2)とにより形成された隙間に入ったガスが十分浸透する、および埃、汚れや液体が該隙間(S)から侵入するのを防ぐのに十分な密度がある、織物、繊維、ガーゼあるいは膜等、柔軟な薄厚材料で構成される。
例えば、前記保護材料(23)は、粒子や液が該材料から侵入するのを防ぐのに十分小さな穴を有する、繊維あるいはガーゼで構成できる。上記材料は、例えば、水あるいは油性物質の吸収力を落とすために、含浸できる。
上記の代わりに、あるいは補填する形で、前記保護材料(23)には、膜材料を含めることができる。前記膜材料は単独で使用、あるいは上述のとおり、繊維またはガーゼとしてラミネート加工することができる。
前記材料は、一方で、粒子と液体の該材料からの侵入防止機能と、他方で、十分な気流の確保機能との間のバランスが保たれるように、選択することができる。
粒子の侵入防止に関連する点からは、該材料は、規格EN779によるG1、G2、G3、G4等、粗フィルターと同等物であると記載できる。
該材料は、規格EN24920による少なくとも80、好ましくは90の耐湿性も実証する。
上記の代わりに、あるいは補填する形で、該材料は、規格EN20811による少なくとも150、好ましくは200、500、2000または5000mmH2Oの耐水性を有することができる。
該材料の穴のサイズは、例えば、該材料の成分であるフィラメント繊維で調節でき、異なる方向および/または層に調整できる。
また、該材料は化学処理により穴のサイズを縮小および/または該材料の液浸透性および/または保湿性を抑えることができる。
前記保護材料(23)は、本質的には数層で構成でき、該材料は、少なくとも1つの支持層と少なくとも1つの膜層で構成することができる。
前記保護材料(23)と特に支持層とは、繊維(織物またはガーゼ/不織物)等の織物材料で、機織、編み、開放、かぎ針編みあるいは結束により制作できる。
また、前記保護材料は、例えば、折込み、プリーツ等により、その形状を調節できる設計にできる。この形状変更は、例えば、該材料の熱成形により実現できる。
前記保護材料は、溶接スプレーあるいは溶接スパーク等の溶接時に発生する可能性がある熱に耐用するために処理することもできる。前記処理には、難燃剤あるいは高耐熱性材料を使用した塗装またはラミネート加工を含めることができる。
前記保護材料(23)は、厚さ0.2から1.5mm、好ましくは0.4から0.6mm、あるいは0.5mm以上にすることができる。
該保護材料(23)の前記シリンダー(10)への取付は、前記ガススプリングに合わせて調節できる。図1−4は、シリンダーのオープンエンド(10a)の周囲にロックリング溝(101)を有する一般タイプのガススプリングの取付を示す。
図1−4の基台取付部(21)は、該取付部溝(101)にある該ロックリング(102)の軸上で反対側に取り付けられた1対のフランジ(211、212)で構成でき、前記ロックリング(102)を該フランジ(211、212)の間に留められる。
前記フランジ(211、212)を同時に支えるため、留め具を使用できる。ここではボルト付き接合部(213)で示す。
該フランジは、前記ピストンロッドカバーを取り付けるための個別締付器具でもよい。上記の代わりに、該フランジとボルト付き接合部(213)は、1つ以上のガススプリングを取り付けるための取付器具(ここでは表示していない)の一部とすることができる。
さらに、前記保護材料(23)の一方を、例えば、ボルト付き接合部(213)を締め付けることで留め具を有効にするときに留め板(214)と前記フランジの上部(211)との間に留めることができるように、留め板(214)を使用できる。
前記ピストンロッド取付部(22)は、前記板(221)で構成でき、該板は前記ピストンロッドの未制限端部に取り付けることができる。前記取付方法は、前記ガススプリングに合わせて適合できる。
図1−4は、前記ピストンロッドの未制限端部に、該ピストンロッドの未制限端部の軸面にネジ留め可能な取付穴(111)があるガススプリングを示す。前記板(221)はここで調整し、該ピストンロッドの未制限端部の軸面で途切れ、封印し、ネジ(222)で固定するか、前記穴(111)にボルト付けする。
前記保護材料(23)の上部は、Oリング、ケーブルクランプ、クランプリング、タイストラップ、ホースクランプ(223)、あるいは同等の当該器具等の留め具を使用して、前記板(221)の周囲に取り付けることができる。
該板の外部には、前記保護材料(23)と前記留め具を収納するための周囲が外向き放射状に開いた溝を有することができる。
該板(221)は、前記ピストンロッドより長い半径にできる。例えば、該板は円形にでき、直径を該ピストンロッド直径以上の直径にすることができる。また、該板は、前記シリンダーの外径より小さい場合があるため、前記ピストンロッドカバーは円錐台状の隙間を覆う。
組み立てた状態では、前記板(221)は、前記ピストンロッド(11)に対して回転できるため、該ピストンロッドとピストンロッドカバーは互いに対して回転できる。シール(225)は、ネジ(222)と板(221)との間に設置することができる。シール(25)は、Oリングあるいは同等物にできる。
図5−6は、ピストンロッドカバーの第二実施形態を示す。ここでは、前記保護材料は前記シリンダーのケース外装部周辺に固定し、クランプリング、Oリング、ケーブルクランプ、ホースクランプ、あるいは同等物等のロック器具を使用して、正位置に固定する。
前記保護材料(23)は、例えば、前記シリンダーのケース外装部に直接固定できる。
また、前記保護材料(23)は、前記シリンダーにある締付用溝(101)で直接ロック器具を使用して、固定することもできる。
図5−6は、前記材料(23)と前記留め具を収納するための、周囲が外向き放射状に開いた溝がさらに深い前記ピストンロッド取付部の代替実施形態も示す。
ここでは、前記保護材料は、クランプリング、Oリング、ケーブルクランプ、ホースクランプ、あるいは同等物等のロック器具を使用して固定できる。
上述のとおり、前記保護材料(23)は、例えば、該図に示したオープンエンド(10a)、クローズドエンド(10b)、またはその間のいずれかの箇所で、前記シリンダー(10)の一部に取り付けることができる。
前記シリンダー(10)への取付は、図5−6を参照に記載どおりに直接取付、あるいは該シリンダー(10)に取り付けられ、該保護材料(23)の取付先となる、別の部分を使用して間接取付ができる。
前記ピストンロッド取付部(22)は、前記ピストンロッド(11)の未制限端部への取付、例えば、ここに軸固定した部分(221)への取付により、提供できる。
前記部分(221)は、他の方法、例えば、プレス固定によって、前記ピストンロッドに取り付けできる。
図7は、前記ピストンロッド取付部と基台取付部の代替版を示す。
図7で、前記ピストンロット取付部は、軸上で接合された2枚の板(221a、221b)で構成され、ここで、前記保護材料の軸末端部(23a)をそれらの間に留める。該板(221a、221b)は、ネジ(222)を使用して、あるいは別の軸上で作用する留め具(ここでは示していない)を使用して、接合できる。
図7で、前記ピストンロッド取付部は、シリンダー(10)および/またはガイド(12)内で形成された軸方向に開いた溝(121)に挿入可能な近接端部(23b)で構成される。例えば、前記溝(121)は、前記溝には前記シリンダー(10)が形成した境界領域を少なくとも1つと、前記ガイドが形成した境界領域を少なくとも1つとを有するように、前記シリンダー(10)と前記ガイド(12)の間で形成できる。
前記溝(121)は、下部を完全または一部切り取った境界領域を少なくとも1つ有することができる。
ロック部分(13)は、前記端部(23b)が該溝と該ロック部分(13)との間で留められるように、該溝に差し込むことができる。前記ロック部分は、Oリングあるいは内側または齟齬向きに放射状に事前荷重したロックリングまたは同等物等の弾性機器であることができる。前記溝(121)にはめ込むロック部分(13)の提供も可能である。
図8および9aー9bは、前記保護材料が大部分で、好ましくは、前記シリンダーのケース外装部の軸長の少なくとも50%、少なくとも70%あるいは少なくとも90%伸長することもある代替の実施形態を示す。
図8は、ピストンロッドカバーの代替の実施形態を示す。この実施形態では、前記保護材料(23)は、前記シリンダー(10)上を延長し、前記シリンダーのクローズドエンド(10b)に対して、該シリンダーのオープンエンド(10a)より近くに取り付けてある。前記基台取付部は、図5−6を参照にして説明した部分、つまり、ホースクランプ(213、216)に対応する。ここで、該保護材料(23)の近接部分は、該ホースクランプと前記シリンダー(10)の外表面との間で留められる。
図8の前記ピストンロッド取付部は、図1−4で示したものと同等のタイストラップを使用して提供する。
図9a−9bは、図8に示した前記ピストンロッドカバーの変種を示す。ここで、前記基台取付部(21)は、前記保護材料の前記近接部を、クローズドエンド(10a)で提供した外向きに放射状に開いた溝(102)に固定することで提供される。
前記溝(102)の固定は、タイストラップ(103)を使用して、つまり、タイストラップを図1−4の前記ピストンロッド取付部で使用するのと同じ方法で、ここで行う。
上記の前記ピストンロッド取付部のそれぞれは、上記の基台取付部のそれぞれと組み合わせることができることが分かる。
Claims (16)
- スプリング、ダンパーあるいはアクチュエーター等のシリンダー(10)内部で可動のピストンロッド(11)用のピストンロッドカバー(2)であって、
形状とサイズが前記シリンダー(10)端部に取り付けるように設計された基台取付部(21)と、
形状とサイズが前記ピストンロッドの自由端部に取り付けるように設計されたピストンロッド取付部(22)と、
該基台取付部と該ピストンロッド取付部との間で伸長する、柔軟な薄厚材料で構成される保護材料(23)と、を備え、
フィルターが、周囲の粒子が該保護材料(23)に侵入するのを防ぐように設計され、
該フィルターに、規格EN779によるG1、G2、G3、G4等の粗フィルターに対応する粒子について濾過性がある、ピストンロッドカバー。 - 請求項1に記載のピストンロッドカバーであって、前記フィルターが前記保護材料で構成されることと、
該ピストンが最外部の位置にあるときに該材料により取り込まれたガス量が該ピストンを最内部の位置にある場合に該材料を通過できるように、前記保護材料(23)に十分なガス浸透性があることと、
該シリンダーを使用する環境において、いずれの不純物も該ピストンロッド内を侵入するのを防ぐように、該保護材料(23)が十分高密度である、ピストンロッドカバー。 - 請求項1または2に記載のピストンロッドカバーであって、該フィルターに、EN24920規格による少なくとも80、好ましくは90の耐湿性がある、ピストンロッドカバー。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載のピストンロッドカバーであって、該フィルターに、規格EN20811による少なくとも150mmH2Oの耐湿性がある、ピストンロッドカバー。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載のピストンロッドカバーであって、前記保護材料(23)が、繊維あるいはガーゼおよび/またはポリマー膜等の織物材料で構成される、ピストンロッドカバー。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載のピストンロッドカバーであって、前記保護材料(23)が液体密封止剤およびガス浸透膜で構成される、ピストンロッドカバー。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載のピストンロッドカバーであって、前記ピストンロッド取付部(22)に、前記保護材料(23)を固定でき、前記ピストンロッドに取り付けることができる構造(221)を有する、ピストンロッドカバー。
- 請求項7に記載のピストンロッドカバーであって、前記構造(221)に、前記保護材料(23)を固定できる、外向きに放射線状に開いた溝を有する、ピストンロッドカバー。
- 請求項7または8に記載のピストンロッドカバーであって、前記ピストンロッドへの該取付部が不純物を侵入させないように設計されたシール(225)で構成される、ピストンロッドカバー。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載のピストンロッドカバーであって、前記基台取付部(21)が、前記シリンダー(10)上の周囲面に前記保護材料(23)を留めるように設計された留め具(215、216)で構成される、ピストンロッドカバー。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載のピストンロッドカバーであって、前記基台取付部(21)が、前記保護材料(23)と前記シリンダー(10)上の周囲面との間で取付可能な少なくとも1つの取付部(211、212、213、214)で構成される、ピストンロッドカバー。
- スプリングシリンダー(10)と該スプリングシリンダー内で可動のピストンと、該スプリングシリンダーの軸端部から突出したピストンに接続されたピストンロッド(11)とを有するガススプリング(1)で構成されるガススプリングシステムであって、請求項1〜11のいずれか一項に記載のピストンロッドカバー(2)と、該ピストンロッド(11)の末端部に固定された前記ピストンロッド取付部(22)と、該スプリングシリンダー(10)に固定された基台取付部(21)とを提供する、ガススプリングシステム。
- アクチュエーターシリンダーとアクチュエーターシリンダー内で可動のピストンと、該アクチュエーターシリンダーの軸端部から突出したピストンに接続されたピストンロッドとを有する給液アクチュエーターで構成されるアクチュエーターシステムであって、請求項1〜11のいずれか一項に記載のピストンロッドカバーに、該ピストンロッドの末端部に固定されたそのピストンロッド取付部と、該アクチュエーターシリンダーに固定されたその基台取付部とを提供する、アクチュエーターシステム。
- 請求項13に記載のアクチュエーターシステムであって、加圧ガス源と加圧液体源とで構成される群から選択された液体源も含む、アクチュエータシステム。
- ダンパーシステムであって、ダンパーシリンダーと、ダンパーシリンダー内で可動のピストンと、該ダンパーシリンダーの軸端部から突出したピストンに接続されたピストンロッドとを有するダンパー装置で、請求項1〜11のいずれか一項に記載のピストンロッドカバーに、該ピストンロッドの末端部に固定されたそのピストンロッド取付部と、該ダンパーシリンダーに固定されたその基台取付部とを提供するダンパー装置とで構成される、ダンパーシステム。
- 請求項12〜15のいずれか一項に記載のシステムであって、前記ピストンロッド取付部(22)が前記ピストンロッド(11)に対して回転できる、システム。
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