JP3782601B2 - シリンダ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、径方向荷重にも十分耐えうるシリンダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９、１０に、従来例のシリンダ装置を示す。
アウターチューブ１の基端を、ボトム部材２によって支持している。すなわち、ボトム部材２の上面側に支持穴３を形成し、この支持穴３に、上記アウターチューブ１の基端を挿入固定している。そして、このボトム材２に給排通路４を形成し、アウターチューブ１内に流体を供給したり、アウターチューブ１内の流体を排出したりするようにしている。
【０００３】
上記アウターチューブ１内には、同軸上にインナーチューブ５を挿入している。このインナーチューブ５の基端には、ふた状のピストン部材６を設け、この基端開口を塞いでいる。そして、このピストン部材６の外周面にすべり軸受け７を設け、ピストン部材６がアウターチューブ１の内周面に対して摺動するようにしている。また、このインナーチューブ５の先端開口には、キャップ８を挿入固定し、この先端開口を塞いでいる。
【０００４】
上記のようにアウターチューブ１内にインナーチューブ５を組み込むとき、アウターチューブ１の先端開口に、シリンダヘッド９を組み付けている。そして、このシリンダヘッド９の内周面にすべり軸受け１０を設け、インナーチューブ５の外周面を摺動自在に支持している。また、シリンダヘッド９の内周面にシール部材１１を設け、アウターチューブ１内からの流体の漏れを防ぐようにしている。
【０００５】
このようにしたアウターチューブ１内には、ピストン部材６とボトム部材２とが相まって圧力室１２を形成する。
上記圧力室１２の流体が排出されているときは、図９に示すように、ボトム部材２上にピストン部材６が載って、インナーチューブ５が最も下降した状態となっている。
【０００６】
その状態で、上記給排通路４から圧力室１２に流体が導かれると、その圧力がピストン部材６に作用し、このピストン部材６がボトム部材２から離れて、インナーチューブ５が上昇する。そして、図１０に示すように、ピストン部材６がシリンダヘッド９の挿入端部に当接すると、インナーチューブ５が最も上昇した状態となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例のようなシリンダ装置では、その使用目的によって、インナーチューブ５に径方向への荷重が作用することがある。
例えば、上記シリンダ装置を、高齢者等の被介護者を入浴させるための入浴用リフタに用いる場合がある。
入浴用リフタでは、シリンダ装置を浴室の床に突設するとともに、インナーチューブ５先端のキャップ８に、具体的には図示しないが、水平に配置したアームを取り付ける。そして、そのアームに先端に椅子をつり下げ、この椅子に、被介護者を座らせる。
かかる入浴用リフタでは、インナーチューブ５を上昇・下降させることで、被介護者を座らせた椅子を上下させるため、インナーチューブ５にはアームを介して径方向荷重が作用することになる。
【０００８】
上記のようにインナーチューブ５に径方向荷重が作用する場合、その荷重に耐えようにするには、インナーチューブ５とアウターチューブ１との嵌合長さＬを長くすることが要求される。
ここで、嵌合長さＬとは、上記従来例のシリンダ装置では、すべり軸受け７、１０間の長さをいう。この嵌合長さＬは、図９、１０に示すように、インナーチューブ５が上昇するにつれて短くなる。そのため、図１０に示すように、インナーチューブ５が最も上昇した状態において、上記径方向荷重に耐えるような嵌合長さＬを決めなければならない。
【０００９】
ところが、図１０に示すように、インナーチューブ５が最も上昇した状態における嵌合長さＬ、言い換えれば、すべり軸受け７、１０間の長さは、インナーチューブ５のストロークに対してデッドスペースとなってしまう。そのため、アウターチューブ１の長さが決められた状況では、そのデッドスペースが長くなれば、それだけインナーチューブ５のストロークが短くなってしまう。
すなわち、嵌合長さＬを長くしようとすると、それだけストロークが短くなってしまい、逆に、ストロークを確保しようとすると、それだけ嵌合長さＬが短くなってしまうといった二律背反的な関係がある。
この発明の目的は、インナーチューブ５のストロークを確保することができ、径方向荷重にも十分に耐えうるシリンダ装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、シリンダ装置に係り、アウターチューブと、アウターチューブ内に同軸上に挿入したインナーチューブと、インナーチューブの先端開口を塞ぐ閉塞部材と、アウターチューブの先端開口に設け、インナーチューブの外周面を摺動自在に支持するシリンダヘッドと、インナーチューブ内に同軸上に挿入したガイドロッドと、インナーチューブの内周面あるいはガイドロッドの先端側のいずれか一方に固定し、インナーチューブの内周面とガイドロッドとの間を、これらインナーチューブとガイドロッドとの軸方向相対移動を可能としながら支持する第１支持機構と、この第１支持機構との間に嵌合長さｌを有するとともに、インナーチューブの基端内周面に固定し、インナーチューブの基端内周面とガイドロッドとの間を、これらインナーチューブとガイドロッドとの軸方向相対移動を可能としながら支持する中間支持機構と、ガイドロッドの基端側に固定し、ガイドロッドとアウターチューブの内周面との間を、これらガイドロッドとアウターチューブとの軸方向相対移動を可能としながら支持する第２支持機構と、インナーチューブの内周面あるいはガイドロッドの先端側のいずれか他方に設けた第１ストッパと、アウターチューブの内周面に設けた第２ストッパとを備え、アウターチューブ内に流体を導くと、その流体圧が閉塞部材に作用して、インナーチューブを突出方向に移動させ、インナーチューブが突出方向に移動すると、第１支持機構と第１ストッパとが当接して、インナーチューブはガイドロッドを引っ張りながら移動し、しかも、インナーチューブがさらに突出方向に移動すると、第２支持機構と第２ストッパとが当接して、ガイドロッドを介してインナーチューブの移動を規制するとともに、シリンダの最大伸長時に、第２支持機構と上記中間支持機構との間に嵌合長さＬを有する構成にした点に特徴を有する。
なお、上記嵌合長さとは、第１支持機構と中間支持機構との間または、中間支持機構と第２支持機構との間において、径方向荷重が作用しても、インナーチューブとガイドチューブがまっすぐな状態を維持することができる十分な長さをいう。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１、２に、この発明のシリンダ装置の第１実施例を示す。以下では、上記従来例のシリンダ装置との相違点を中心に説明するとともに、従来例と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
アウターチューブ１内にインナーチューブ５を組み込むことは上記従来例と同じであるが、このインナーチューブ５には、ピストン部材６を設けず、その内部にガイドチューブ１３を同軸上に挿入している。なお、このガイドチューブ１３が、この発明でいうガイドロッドを構成するものである。
【００１３】
ガイドチューブ１３の先端には第１フランジ１４を設け、この第１フランジ１４の周囲に、等間隔に配置した４つの第１ローラ１５を取り付けている。そして、これら４つの第１ローラ１５を、インナーチューブ５の内周面に接触させている。
なお、これら第１フランジ１４と第１ローラ１５とが相まって、この発明でいう第１支持機構を構成する。
【００１４】
同じく、ガイドチューブ１３の基端にも第２フランジ１６を設け、この第２フランジ１６の周囲に、等間隔に配置した４つの第２ローラ１７を取り付けている。
ただし、このガイドチューブ１３の基端をインナーチューブ５の基端より突出させておき、上記第２フランジ１６の径をインナーチューブ５の径より大きくしている。したがって、この第２フランジ１６上に、インナーチューブ５の基端が載るようになっている。そして、上記４つの第２ローラ１７を、アウターチューブ１の内周面に接触させている。
なお、これら第２フランジ１６と第２ローラ１７とが相まって、この発明でいう第２支持機構を構成する。
【００１５】
さらに、インナーチューブ５の基端にはリング状の保持部材１８を固定し、この保持部材１８の内周面に、等間隔に配置した４つのローラ１９を取り付けている。そして、保持部材１８の内周面に上記ガイドチューブ１３を貫通させるとともに、上記４つのローラ１９を、ガイドチューブ１３の外周面に接触させている。
なお、これら保持部材１８とローラ１９とが相まって、この発明でいう中間支持機構を構成する。
【００１６】
一方、インナーチューブ５の内周面には環状溝２０を形成し、この環状溝２０に、リング状の第１ストッパ２１をはめ込んでいる。そして、図１に示すように、インナーチューブ５が最も下降した状態にあるとき、この第１ストッパ２１が、上記ガイドチューブ１３の先端の第１フランジ１４より下方に位置するようにしている。
また、アウターチューブ１の内周面には先端に近い位置で環状溝２２を形成し、この環状溝２２に、リング状の第２ストッパ２３をはめ込んでいる。
【００１７】
次に、この第１実施例のシリンダ装置の作用を説明する。
アウターチューブ１内の流体が排出されているときは、図１に示すように、ガイドチューブ１３の基端の第２フランジ１６がボトム部材２上に載って、インナーチューブ５が最も下降した状態となっている。
【００１８】
その状態で、ボトム部材２に形成した給排通路４からアウターチューブ１内に流体が導かれると、この流体は、各ローラ１５、１７、１９の隙間を通過してインナーチューブ５内に導かれる。そして、その流体圧がインナーチューブ５の先端のキャップ８に作用して、インナーチューブ５を上昇させることになる。なお、キャップ８の抜けを防止するために、図示しないが、このキャップ８をアウターチューブ１の先端開口に螺合させる等しておくのが望ましい。
インナーチューブ５が上昇すると、その内周面に設けた第１ストッパ２１が、ガイドチューブ１３の先端の第１フランジ１４に当接する。したがって、そのままインナーチューブ５が上昇すれば、ガイドチューブ１３も引っ張り上げられることになる。
【００１９】
さらにインナーチューブ５が上昇すると、図２に示すように、今度は、ガイドチューブ１３の基端の第２フランジ１６が、アウターチューブ１の内周面に設けた第２ストッパ２３に当接して、ガイドチューブ１３の上昇が規制される。そして、ガイドチューブ１３の上昇が規制されれば、上記第１フランジ１４と第１ストッパ２１とを介してインナーチューブ５の上昇も規制されるので、インナーチューブ５が最も上昇した状態となる。
【００２０】
このようにした第１実施例のシリンダ装置では、インナーチューブ５とアウターチューブ１との直接的な嵌合長さは、図２に示すように、シリンダヘッド９の内周面のすべり軸受け１０の長さだけとなっている。したがって、上記従来例のように、すべり軸受け７、１０間のデッドスペースは形成されず、インナーチューブ５のストロークを十分に確保できるようになっている。
【００２１】
一方、インナーチューブ５とガイドチューブ１３とは、第１ローラ１５とローラ１９との間の長さだけの十分な嵌合長さｌを有する。したがって、インナーチューブ５に径方向荷重が作用しても、このインナーチューブ５は、その十分な嵌合長さｌによって支持され、ガイドチューブ１３に対して傾いてしまうようなことがない。
すなわち、インナーチューブ５とガイドチューブ１３とは、インナーチューブ５に径方向荷重が作用しても、１本の棒材のごとく、まっすぐな状態を維持することができる。
【００２２】
そして、上記まっすぐな状態を維持するインナーチューブ５とガイドチューブ１３とは、アウターチューブ１に対して、インナーチューブ５側ですべり軸受け１０によって、また、ガイドチューブ１３側で第２ローラ１７によって支持される。すなわち、まっすぐな状態を維持するインナーチューブ５とガイドチューブ１３とは、これらすべり軸受け１０から第２ローラ１７までの間の十分な嵌合長さＬによって支持されていることになる。したがって、インナーチューブ５に径方向荷重が作用しても、まっすぐな状態を維持するインナーチューブ５とガイドチューブ１３とが、アウターチューブ１に対して傾いてしまうことがない。
【００２３】
図３に示す第２実施例のシリンダ装置では、上記第１実施例のように、アウターチューブ１の内周面にリング状の第２ストッパ２３を設けるのではなく、シリンダヘッド９の挿入端部９ａを垂下させ、この挿入端部９ａを、第２ストッパとして機能させるようにしている。
このようにした第２実施例では、インナーチューブ５が上昇すると、図３に示すように、ガイドチューブ１３の基端の第２フランジ１６が上記シリンダヘッド９の挿入端部９ａに当接して、ガイドチューブ１３の上昇が規制されることになる。
【００２４】
図４に示す第３実施例のシリンダ装置では、上記第１実施例のように、アウターチューブ１の内周面にリング状の第２ストッパ２３を設けるのではなく、ガイドチューブ１３の基端の第２フランジ１６に載せたスリーブ２４を、第２ストッパとして機能させるようにしている。
このようにした第３実施例では、インナーチューブ５が上昇すると、図４に示すように、上記スリーブ２４がシリンダヘッド９の挿入端部に当接して、ガイドチューブ１３の上昇が規制されることになる。
【００２５】
図５に示す第４実施例のシリンダ装置では、上記第３実施例と同じく、ガイドチューブ１３の基端の第２フランジ１６に載せたスリーブ２４を、第２ストッパとして機能させている。
そして、同様にして、インナーチューブ５の基端の保持部材１８に載せたスリーブ２５を、第１ストッパとして機能させるようにしている。
このようにした第４実施例では、インナーチューブ５が上昇すると、上記スリーブ材２５がガイドチューブ１３の先端の第１フランジ１４に当接する。したがって、そのままインナーチューブ５が上昇すれば、ガイドチューブ１３も引っ張り上げられることになる。
そして、さらにインナーチューブ５が上昇すると、前述した第３実施例と同じく、図５に示すように、スリーブ２４がシリンダヘッド９の挿入端部に当接して、ガイドチューブ１３の上昇が規制されることになる。
【００２６】
図６に示す第５実施例のシリンダ装置では、上記第１実施例のように、ガイドチューブ１３の先端に第１フランジ１４を設けるのではなく、インナーチューブ５の基端に組み付けたリング状の保持部材１８をインナーチューブ５内部まで長くしている。そして、この保持部材１８の両端に４つずつの第１ローラ１５、ローラ１９を設け、それぞれをガイドチューブ１３の外周面に接触させている。
また、ガイドチューブ１３の先端外周面に環状溝２０を形成し、この環状溝２０に、リング状の第１ストッパ２１をはめ込んでいる。
【００２７】
このようにした第５実施例では、インナーチューブ５が上昇すると、このインナーチューブ５内の保持部材１８の先端が、ガイドチューブ１３の先端の第１ストッパ２１に当接する。したがって、そのままインナーチューブ５が上昇すれば、ガイドチューブ１３も引っ張り上げられることになる。
そして、さらにインナーチューブ５が上昇すると、図６に示すように、ガイドチューブ１３の基端の第２フランジ１６が、アウターチューブ１の内周面に設けた第２ストッパ２３に当接して、ガイドチューブ１３の上昇が規制されることになる。
【００２８】
図７、８に示す第６実施例のシリンダ装置は、上記第１〜第５実施例で説明した第１ローラ１５、第２ローラ１７、ローラ１９の代わりに、第１すべり軸受け２６、第２すべり軸受け２８、すべり軸受け２７を使用したものである。なお、この第６実施例のシリンダ装置の基本的な構造は、上記第５実施例のものと同じなので、以下では、この第５実施例と比較しつつ説明する。
上記第５実施例で説明した保持部材１８と同じように、インナーチューブ５内にスリーブ状の保持部材２９を組み込み、この保持部材２９をインナーチューブ５の基端側で固定している。そして、保持部材２９の両端外周面に、上記第５実施例でいう第１ローラ１５、ローラ１９の代わりに第１すべり軸受け２６、すべり軸受け２７を設け、これらすべり軸受け２６、２７を、それぞれガイドチューブ１３の外周面に接触させている。
【００２９】
一方、ガイドチューブ１３の基端外周面には、リング状のピストン部材３０を固定している。そして、このピストン部材３０の外周面に、上記第５実施例でいう第２フランジ１６の代わりに第２すべり軸受け２８を設け、この第２すべり軸受け２８を、アウターチューブ１の内周面に接触させている。
なお、この第６実施例のシリンダ装置の作用については上記第５実施例とほぼ同じなので、その説明は省略する。
【００３２】
【発明の効果】
第１の発明によれば、インナーチューブが上昇した状態で、インナーチューブとガイドロッドとは、第１支持機構と中間支持機構との間の長さだけの十分な嵌合長さを有する。したがって、インナーチューブとガイドロッドとは、インナーチューブに径方向荷重が作用しても、１本の棒材のごとく、まっすぐな状態を維持することができる。
さらに、上記まっすぐな状態を維持するインナーチューブとガイドロッドとは、アウターチューブに対して、インナーチューブ側でシリンダヘッドによって、また、ガイドロッド側で第２支持機構によって支持される。すなわち、シリンダヘッドと第２支持機構との間の長さだけの嵌合長さを有することになり、インナーチューブに径方向荷重が作用しても、まっすぐな状態を維持するインナーチューブとガイドロッドとが、アウターチューブに対して傾いてしまうことがない。
そして、上記のようにインナーチューブがガイドロッドを介して支持されるので、インナーチューブとアウターチューブとを直接的に勘合させる嵌合長さは不要となり、デッドスペースができることなく、インナーチューブのストロークを十分に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施例のシリンダ装置を示す断面図で、インナーチューブ５が最も下降した状態を示す。
【図２】 第１実施例のシリンダ装置を示す断面図で、インナーチューブ５が最も上昇した状態を示す。
【図３】 第２実施例のシリンダ装置を示す断面図で、インナーチューブ５が最も上昇した状態を示す。
【図４】 第３実施例のシリンダ装置を示す断面図で、インナーチューブ５が最も上昇した状態を示す。
【図５】 第４実施例のシリンダ装置を示す断面図で、インナーチューブ５が最も上昇した状態を示す。
【図６】 第５実施例のシリンダ装置を示す断面図で、インナーチューブ５が最も上昇した状態を示す。
【図７】 第６実施例のシリンダ装置を示す断面図で、インナーチューブ５が最も下降した状態を示す。
【図８】 第６実施例のシリンダ装置を示す断面図で、インナーチューブ５が最も上昇した状態を示す。
【図９】 従来例のシリンダ装置を示す断面図で、インナーチューブ５が最も下降した状態を示す。
【図1０】 従来例のシリンダ装置を示す断面図で、インナーチューブ５が最も上昇した状態を示す。
【符号の説明】
１ アウターチューブ
５ インナーチューブ
９ シリンダヘッド
１０ すべり軸受け
１４ 第１フランジ
１５ 第１ローラ
１６ 第２フランジ
１７ 第２ローラ
１８ 保持部材
１９ ローラ
２１ 第１ストッパ
２３ 第２ストッパ
２４ スリーブ
２５ スリーブ
２６ 第１すべり軸受け
２７ すべり軸受け
２８ 第２すべり軸受け
２９ 保持部材
３０ ピストン部材

Claims (1)

1. アウターチューブと、アウターチューブ内に同軸上に挿入したインナーチューブと、インナーチューブの先端開口を塞ぐ閉塞部材と、アウターチューブの先端開口に設け、インナーチューブの外周面を摺動自在に支持するシリンダヘッドと、インナーチューブ内に同軸上に挿入したガイドロッドと、インナーチューブの内周面あるいはガイドロッドの先端側のいずれか一方に固定し、インナーチューブの内周面とガイドロッドとの間を、これらインナーチューブとガイドロッドとの軸方向相対移動を可能としながら支持する第１支持機構と、この第１支持機構との間に嵌合長さｌを有するとともに、インナーチューブの基端内周面に固定し、インナーチューブの基端内周面とガイドロッドとの間を、これらインナーチューブとガイドロッドとの軸方向相対移動を可能としながら支持する中間支持機構と、ガイドロッドの基端側に固定し、ガイドロッドとアウターチューブの内周面との間を、これらガイドロッドとアウターチューブとの軸方向相対移動を可能としながら支持する第２支持機構と、インナーチューブの内周面あるいはガイドロッドの先端側のいずれか他方に設けた第１ストッパと、アウターチューブの内周面に設けた第２ストッパとを備え、アウターチューブ内に流体を導くと、その流体圧が閉塞部材に作用して、インナーチューブを突出方向に移動させ、インナーチューブが突出方向に移動すると、第１支持機構と第１ストッパとが当接して、インナーチューブはガイドロッドを引っ張りながら移動し、しかも、インナーチューブがさらに突出方向に移動すると、第２支持機構と第２ストッパとが当接して、ガイドロッドを介してインナーチューブの移動を規制するとともに、シリンダの最大伸長時に、第２支持機構と上記中間支持機構との間に嵌合長さＬを有する構成にしたことを特徴とするシリンダ装置。

Images