JP4213614B2 - ２重圧力シリンダ装置およびそれを備えた繊維機械の負荷装置 - Google Patents

Description

本発明は、第１の圧力シリンダと第２の圧力シリンダが間隔を置いて且つ軸を平行にした状態で、キャリヤ支柱の両端の底部に結合して取り付けられてなる２重圧力シリンダ装置に関する。また、本発明は、該２重圧力シリンダ装置を備えた繊維機械の牽伸装置のための負荷装置に関する。

いわゆる２重圧力シリンダ装置は、繊維機械工業において好ましく用いられている。繊維材料の牽伸装置においては、２重圧力シリンダ装置が負荷装置のために用いられる。牽伸装置は、複数の上部ローラと下部ローラの対が直列に結合した装置から本質的に構成されており、各上部ローラは、下部ローラに押圧されるために２重圧力シリンダ装置によって圧力を付加されている。したがって、通常、上ローラは浮き支持されている。繊維材料は、各上下ローラ対の間を連続的に通されて、通常、直列に結合した複数の牽伸装置によって牽伸され連続的に引き伸ばされる。この目的のために、各牽伸装置は、それぞれ異なった速度で運転される。

特許文献１には、２重圧力シリンダ装置を備えた負荷装置を有する上記のような牽伸装置が記載されている。負荷装置は、牽伸装置の上部ローラを支持するための負荷アームを本質的に有する。３個の上部ローラは、それぞれ連動する下部ローラに隣接している。上部ローラは、両端を軸受けで回転可能に支持されており、通過する繊維材料と恒久的な摩擦係合を生じるように、負荷装置によって下部ローラに押圧されており、その結果、繊維材料は、牽伸装置を通過する際に引き伸ばされる。上部ローラの間隔は、牽伸される繊維材料に応じて異なった間隔が必要とされるので、上部ローラの間隔は調整可能にされている。負荷装置によって上部ローラに加えられる押圧力は、適切な圧力配管を経て負荷装置に加えられる圧縮空気の圧力により調整される。負荷アームは、枢着点において回転可能であり、その結果、新たな繊維材料を導入したり作動不良を修正する場合には、負荷アームを開放して、牽伸装置における上部ローラと下部ローラ間の領域で作業を行うことができる。

圧縮空気は、ピストンから離れた側面より負荷装置である２重圧力シリンダ装置に供給され、付加される圧力は、軸を平行にする２つのピストンロッドを介して各上部ローラの２個所の端部に伝達される。各上部ローラは、連動する別々の２重圧力シリンダ装置を有する。

公知の２重圧力シリンダ装置は、２個の同一の標準シリンダからなり、それらシリンダは、連動する上部ローラに平行に間隔をおいて必要な圧力を生ずるために、各シリンダ底部においてボルトでキャリヤ支柱に取り付けられている。キャリヤ支柱は、曲がった板状の金属であり、製作のためには非常にコストがかかる。さらに、従来用いられている標準シリンダは、構造が長いので、２重圧力シリンダ装置全体が牽伸装置から伸び出るために邪魔になる。このようにかさばった大きさのために、回転可能な負荷アームは操作し難い。そのうえ、標準シリンダでは、電気配線や圧力配管が露出しているため、引きちぎられる危険性がある。また、公知の２重圧力シリンダ装置の各部材は組み立てることが難しい。

欧州特許公開ＥＰ０９３９１５１ Ａ２

本発明の目的は、上記の従来技術とは異なった２重圧力シリンダ装置を創出することであり、この装置は使用し易く、構成要素の数が少いので作動の信頼性が高い。

本発明は下記の通りである。
１．第１の圧力シリンダ（３）と第２の圧力シリンダ（５）が間隔を置いて且つ軸を平行にした状態でキャリヤ支柱（６）に取り付けられてなり、キャリヤ支柱（６）の底部に２個の圧力シリンダ（３、５）が結合している２重圧力シリンダ装置であって、Ｕ字型ハウジング要素（１）が２個の脚部（２、４）を有し、各脚部が圧力シリンダ（３、５）のためのシリンダハウジングを形成しており、２個の圧力シリンダ（３、５）を駆動するためのそれぞれの配管及び配線が、キャリヤ支柱（６）を形成する中空の中間部（７）の内に一体化されていることを特徴とする２重圧力シリンダ装置。

２．解除可能な固定手段（１１）が、圧力シリンダ（３）と隣接したハウジング要素（１）の一方の脚部（２）の領域で一体化されてキャリヤ構造部に設けられていることを特徴とする上記１記載の２重圧力シリンダ装置。
３．圧力シリンダ（３、５）に流体及び／又は電気を供給するための接続手段（１０）が、圧力シリンダ（５）と隣接したハウジング要素（１）の少なくとも一方の脚部（４）の領域に一体化されて設けられていることを特徴とする上記１または２記載の２重圧力シリンダ装置。

４．接続手段（１０）が、ハウジング要素（１）の脚部（４）の底面に設けられており、そこに圧力媒体配管又は電気配線が結合していることを特徴とする上記３記載の２重圧力シリンダ装置。
５．圧力シリンダ（３、５）に流体及び／又は電気を供給するための接続手段（１０）と、キャリヤ構造部に設けられている解除可能な固定手段（１１）が、それぞれ、ハウジング要素（１）の一方の脚部（２、４それぞれ）に専用的（exclusively）に結合していることを特徴とする上記１〜４のいずれかに記載の２重圧力シリンダ装置。

６．一方では、圧力シリンダ（３、５）に流体及び／又は電気を供給するための接続手段（１０）が、そして他方では、キャリヤ構造部に設けられている解除可能な固定手段（１１）が、それぞれ、圧力シリンダ（３、５）に隣接する脚部（２、４それぞれ）の外側に位置する領域に設けられていることを特徴とする上記５記載の２重圧力シリンダ装置。
７．ハウジング要素（１）の中間部（７）の内に一体化されている配管及び配線が、一方は、２個の圧力シリンダ（３、５）を駆動する圧力媒体配管であり、他方は、各圧力シリンダ（３、５それぞれ）に連結している位置センサー（１５、１６）のための電気信号配線であることを特徴とする上記１〜６のいずれかに記載の２重圧力シリンダ装置。

８．配管及び配線が、中間部（７）の頂部（１９）に沿って延在し、且つ、ハウジング要素（１）に取り外し可能にクリップ留めで取り付けられているカバー（８）を経て操作可能であることを特徴とする上記１〜７のいずれかに記載の２重圧力シリンダ装置。
９．少なくともハウジング要素（１）及びカバー（８）が、射出成形によるプラスチック材料で作られた構成物であることを特徴とする上記１〜８のいずれかに記載の２重圧力シリンダ装置。
１０．２個の圧力シリンダ（３、５）が、単動式であり、本質的に同時にピストンロッド（１７、１８それぞれ）を駆動するように圧力媒体である圧縮空気が供給されることを特徴とする上記１〜９のいずれかに記載の２重圧力シリンダ装置。

１１．各圧力シリンダ（３、５）が、シリンダカバー（２０、２１）により蓋をされており、ピストンロッド（１７、１８）がシリンダカバーを貫通して突出しており、シリンダカバー（２０、２１）は、シリンダカバー（２０、２１）とハウジング要素（１）との間を連結するボルト（２２、２３）によって所定の位置に固定されていることを特徴とする上記１０記載の２重圧力シリンダ装置。
１２．繊維機械の牽伸装置のための負荷装置であって、繊維材料を牽伸するため各上部ローラに負荷をかける目的で、上記１〜１１のいずれかに記載の２重圧力シリンダ装置を有する負荷装置。

１３．２重圧力シリンダ装置がキャリヤ構造部に枢着されており、少なくとも１個の気体圧力スプリングが、２重圧力シリンダ装置とキャリヤ構造部との間における跳ね返り安全装置として設置されていることを特徴とする上記１２記載の負荷装置。
１４．２重圧力シリンダ装置の中間部（７）の上に、牽伸装置の吸引板をクリップ留めするための凹部が複数設けられていることを特徴とする上記１２記載の負荷装置。

２重圧力シリンダ装置をはじめ、上記の目的は、前記１項の前提部と特徴要件の結合に従って達成される。それに続く従属項は、本発明のさらに有利な発展的態様を提供するものである。繊維機械の牽伸装置のための負荷装置に関しては、前記の１２項によってその目的が達成される。

また本発明は、２重圧力シリンダ装置において、それぞれ圧力シリンダのシリンダハウジングを形成する２個の脚部を持った本質的にＵ字型ハウジング要素を有し、２個の圧力シリンダを駆動するためのそれぞれの配管及び配線が、キャリヤ支柱を形成する中空の中間部の内に収納されているという、技術的背景を包含するものである。

本発明による利点は、特に、個々のハウジング構成部材が機能的に統合されているため、構成部材の数が少ないということである。キャリヤ支柱の組み立てにはコストを要するが、それが完全に不要である。標準的なシリンダを用いた公知の設計とは異なり、２重圧力シリンダ装置の全体のサイズは最小になる。キャリヤ支柱を形成する中間部の内に配管及び配線を収納することにより、いずれの配管及び配線も引きちぎられる危険性が回避され、信頼性が向上する。本発明に従い機能的に統合することによって、他の構成部材と接するシールの必要な面が少なくなり、装置の寿命において、誤作動を引き起こすことがない。このことは、従来の２重圧力シリンダ装置と比較して、寿命のうえで更なる信頼性のある作動を保証するものである。

また２重圧力シリンダ装置は、牽伸装置の負荷装置として、キャリヤ構造部に解除可能な固定手段を有していてもよく、キャリヤ構造部は、ハウジング要素の少なくとも１個の脚部の領域において圧力シリンダに隣接して一体化して設けられている。牽伸装置の負荷装置として用いられる場合は、反対側の脚部の領域に回転軸を有し、必要な回転運動を行うことができ、また、操作位置で解除可能な固定を確実に行うことができることによって目的が達成される。これは、例えば、脚部の領域に一体化されたバネで負荷されたプッシュボタンなどの手段による構造的な事柄で達成される。

２個の圧力シリンダに供給される流体及び／又は電気の接続手段は、圧力シリンダに隣接するハウジング要素の１方の脚部の領域に一体化して設置されていることが好ましい。牽伸装置の負荷装置として２重圧力シリンダ装置を用いる場合は、枢動するベアリングの領域にある脚部の内部に一体化して設置することが適切である。配管及び配線の出口は、ハウジング要素の脚部の底面であることが好ましい。２個の圧力シリンダを駆動するための圧力媒体の配管及び／又は電気の配線は、センサー素子などと連結するためにさらに延長することも容易である。配管及び配線が、２重圧力シリンダ装置を解除可能に固定する手段と組み合わせて設置されている場合は、圧力シリンダに供給される流体及び／又は電気の配管や配線と、キャリヤ構造部に設けられている解除可能な固定手段とは、それぞれ、ハウジング要素の１方の脚部と適切に且つ専用的（exclusively）に結合している。このことにより、Ｕ字型ハウジング要素における各構成部材をスペースを節約して均一に組み立てることができる。

一方では、圧力シリンダに流体及び／又は電気を供給するための接続手段、及び、他方では、キャリヤ構造部に設けられている解除可能な固定手段が、それぞれ、各内側の圧力シリンダに隣接し、かつ、脚部の外側の領域に設けられていると、特にスペースを節約した組み立てが達成される。これは、装置全体の高さには影響を及ぼさないので、これらの付加的な構成部材を一体化して設置しても２重圧力シリンダ装置のコンパクト化には影響がない。

本発明のさらなる改良によれば、ハウジング要素の中間部に一体的に収納されている配管及び配線は、一方は２個の圧力シリンダを駆動するために一体的に収納されている配管であり、他方は各圧力シリンダに接続している位置センサーの電気信号配線であって、それら配管及び配線はハウジング要素の中間部に並行して収納され、一種のケーブルダクトを形成している。また、ハウジング要素の中間部に、少なくとも圧力媒体の配管を、対応する導管として一体的に収納することもありうる。配管と配線を別々に設置する場合には、中間部の頂部に沿って延び且つハウジング要素にクリップ留め具で着脱可能に取り付けられているカバーを経て操作し得るので便利である。このクリップ留め具は、ボルト等の追加的な固定手段を用いて固定することができる。これにより、全ての配管及び配線は、組み立て又は修理のために、着脱可能なカバーを経て容易に操作することができる。

カバーとハウジング要素は共に、射出成形によるプラスチック材料で作製されていることが特に有利である。ハウジング要素をプラスチック材料で作製するということは知られており、それが静止状態で効率的に使用されるものである場合には、作製が簡単である。

本発明のさらなる改良によれば、各圧力シリンダはシリンダカバーによって蓋をされており、ピストンロッドはシリンダカバーを貫通して突出している。シリンダカバーとハウジング要素の間には、シリンダカバーをハウジング要素に確実に保持させるために、ボルトを挿入する。特に、本発明の２重圧力シリンダ装置が牽伸装置の負荷装置として用いられる場合には、圧力シリンダが単動型でありシリンダカバーの部分においてシールの問題が生じないから、単純な取り付け方法でよい。

本発明の２重圧力シリンダ装置を牽伸装置の負荷装置として用いる場合に、軸の周りの回転を調節して止める気体圧力バネをＵ字型ハウジング要素に設置して、負荷アームが予想外に後方に振れることに対処するための跳ね返り安全装置として活用してもよい。この場合、気体圧力バネは、一方の２重圧力シリンダ装置と他方のキャリヤ構造部との間に設置する。

また、複数の凹部あるいはそれに類するものが、２重圧力シリンダ装置の中間部に設けられ、牽伸装置の吸引板をクリップ留めするために用いられる。ボルトは、比較的高価であるから、この場所には用いられない。
本発明のさらなる改良を、好ましい具体例の記述と共に次の図を参照しつつさらに詳細に示す。

図１は、２重圧力シリンダ装置の見取図である。
図２は、２重圧力シリンダ装置のカバーの長手方向から見た断面図である。
図３は、図１の２重圧力シリンダ装置を底方向から見た図である。
図４は、図１の２重圧力シリンダ装置の長手方向から見た断面図である。

図１において、２重圧力シリンダ装置は、本質的にＵ字型ハウジング要素１、圧力シリンダのシリンダハウジングを形成する第１の脚部２、もう一方の圧力シリンダ５のシリンダハウジングを形成する反対側の第２の脚部４を有する。キャリヤ支柱６はその底部で、第１の圧力シリンダ３及び第２の圧力シリンダ５とそれぞれ結合している。その結果、２個の圧力シリンダ３及び５の配置は、軸を平行にして間隔を置いた関係にある。キャリヤ支柱６は、共通のＵ字型ハウジング要素１の中空である中間部７を形成している。

図２に示すように、Ｕ字型ハウジング要素１は、Ｕ字型ハウジング要素１の中間部７の上に適合するカバー８が取り付けられ蓋をされている。Ｕ字型ハウジング要素１への取り付けは、カバー８の両側に設けられた正の係合手段９ａ及び９ｂによって行われる。カバー８及びＵ字型ハウジング要素１の残りの部分は、プラスチック材料からなり、射出成型法により製造される。

図３において、２個の圧力シリンダ３及び５に共通の媒体及び電気を供給するための接続手段１０が、圧力シリンダ５の側の底面領域に設けられている。他方の圧力シリンダ３の側には、キャリヤ構造部（図示されていない）（例えば、牽伸装置の負荷装置など）を解除可能に固定する手段１１が、２重圧力シリンダ装置３の側の底面領域に設けられている。接続手段１０は、２個の圧力シリンダ３及び５に圧力を付与する圧力媒体配管のための流体接続部１２、及びそれに隣接して、位置センサー（図示されていない）の電気配線のための電気接続部１３からなる。接続手段１０は、圧力シリンダ５に隣接して共通のハウジング要素１の脚部４に一体化されている。他方では、解除可能に固定するための手段１１は、圧力シリンダ３に隣接して共通のハウジング要素１の脚部２に一体化されている。

図４において、強化材で補強されている中間部７は、２個の圧力シリンダ３及び５に対してシリンダの底部に圧力を同時に付与するために、流体接続部１２から圧力シリンダ５及び圧力シリンダ３へ加圧空気を送るための圧力媒体配管１４ａ及び１４ｂを有する。電気配線（図示されていない）は、電気接続部１３から位置センサー１５及び１６へ延びており、その位置センサーは圧力シリンダ３及び５と一体化されて、連動するピストンロッド１７及び１８の位置をそれぞれ検知する。配管及び配線は、中間部７の頂部１９に沿って延在し、ボルトで確保されたクリップ留めによってハウジング要素１に取り付けられており、カバー８を経て中間部７の領域で操作可能である。また、圧力シリンダ３及び５は、周囲のゴミから保護するためにシリンダカバー２０及び２１によって蓋をされており、ピストンロッド１７及び１８はそれぞれ各シリンダカバーを貫通して突出している。２個のシリンダカバー２０及び２１はそれぞれ、各シリンダカバー２０及び２１とハウジング要素との間に挿入された少なくとも１個のボルト２２及び２３によって所定の位置に固定されている。

好ましい典型的な例として上記で説明した２重圧力シリンダ装置は、欧州特許公開ＥＰ０９３９１５１ Ａ２に記載されているような繊維機械の牽伸装置のための負荷装置の一部として好ましく、また、繊維材料を引き伸ばすために各々の上部ローラに負荷をかける目的のために好ましい。

このような好ましい用途に応用する場合、２重圧力シリンダ装置の中間部７は、牽伸装置において遊離した繊維を吸い上げるための吸引板をクリップ留めするのに役立つ。その際、吸引板は、凹部２４によって中間部７に取り付けることができる。
本発明の２重圧力シリンダ装置は、これら好ましい用途に限られず、さらに他の適切な用途にも用いられる。

本発明の２重圧力シリンダ装置は、構成部材の数が少なく、それらが機能的に統合されているため全体のサイズが小さい。また、配管及び配線が、キャリヤ支柱を形成する中間部の内に収納されているため、配管及び配線が引きちぎられる危険性がなく、作動の信頼性が高い。
本発明の２重圧力シリンダ装置は、繊維機械の牽伸装置のための負荷装置として有用である。

２重圧力シリンダ装置の見取図である。 ２重圧力シリンダ装置のカバーの長手方向から見た断面図である。 図１の２重圧力シリンダ装置を底方向から見た図である。 図１の２重圧力シリンダ装置の長手方向部から見た断面図である。

符号の説明

１…ハウジング要素
２…脚部
３…圧力シリンダ
４…脚部
５…圧力シリンダ
６…キャリヤ支柱
７…中間部
８…カバー
９…係合手段
１０…接続手段
１１…固定手段
１２…流体接続部
１３…電気接続部
１４…圧力媒体配管
１５…位置センサー
１６…位置センサー
１７…ピストンロッド
１８…ピストンロッド
１９…頂部表面
２０…シリンダカバー
２１…シリンダカバー
２２…ボルト
２３…ボルト
２４…凹部

Claims (12)

1. キャリヤ支柱（６）と、その両端に脚部のハウジング（２、４）を有するＵ字型の２重圧力シリンダ装置であって、下記（ａ）及び（ｂ）を特徴とする２重圧力シリンダ装置。
   （ａ）該脚部のハウジング（２、４）内には、圧力シリンダ、解除可能な固定手段（１１）、及び、該圧力シリンダに流体及び／又は電気を供給するための接続手段（１０）が一体化して収納されており、及び、
   （ｂ）該配管及び配線の延長部は、キャリヤ支柱（６）の中間部（７）に形成された中空部内に収納されている。
2. 接続手段（１０）が、ハウジング要素（１）の脚部（４）の底面に設けられており、そこに圧力媒体配管又は電気配線が結合していることを特徴とする請求項１記載の２重圧力シリンダ装置。
3. 圧力シリンダ（３、５）に流体及び／又は電気を供給するための接続手段（１０）と、キャリヤ構造部に設けられている解除可能な固定手段（１１）が、それぞれ、ハウジング要素（１）の一方の脚部（２、４それぞれ）に結合していることを特徴とする請求項１又は２に記載の２重圧力シリンダ装置。
4. 一方では、圧力シリンダ（３、５）に流体及び／又は電気を供給するための接続手段（１０）が、そして他方では、キャリヤ構造部に設けられている解除可能な固定手段（１１）が、それぞれ、圧力シリンダ（３、５）に隣接する脚部（２、４それぞれ）の外側に位置する領域に設けられていることを特徴とする請求項３記載の２重圧力シリンダ装置。
5. ハウジング要素（１）の中間部（７）の内に一体化されている配管及び配線が、一方は、２個の圧力シリンダ（３、５）を駆動する圧力媒体配管であり、他方は、各圧力シリンダ（３、５それぞれ）に連結している位置センサー（１５、１６）のための電気信号配線であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の２重圧力シリンダ装置。
6. 配管及び配線が、中間部（７）の頂部（１９）に沿って延在し、且つ、ハウジング要素（１）に取り外し可能にクリップ留めで取り付けられているカバー（８）を取り外すことで、取り扱うことが可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の２重圧力シリンダ装置。
7. 少なくともハウジング要素（１）及びカバー（８）が、射出成形によるプラスチック材料で作られた構成物であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の２重圧力シリンダ装置。
8. ２個の圧力シリンダ（３、５）が、単動式であり、本質的に同時にピストンロッド（１７、１８それぞれ）を駆動するように圧力媒体である圧縮空気が供給されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の２重圧力シリンダ装置。
9. 各圧力シリンダ（３、５）が、シリンダカバー（２０、２１）により蓋をされており、ピストンロッド（１７、１８）がシリンダカバーを貫通して突出しており、シリンダカバー（２０、２１）は、シリンダカバー（２０、２１）とハウジング要素（１）との間を連結するボルト（２２、２３）によって所定の位置に固定されていることを特徴とする請求項８記載の２重圧力シリンダ装置。
10. 繊維機械の牽伸装置のための負荷装置であって、繊維材料を牽伸するため各上部ローラに負荷をかける目的で、請求項１〜９のいずれかに記載の２重圧力シリンダ装置を有する負荷装置。
11. 牽伸装置の負荷装置として用いる場合に、負荷アームの異常な振れを防止するための安全装置として、少なくとも１個の気体圧力バネが設置されていることを特徴とする請求項１０記載の負荷装置。
12. ２重圧力シリンダ装置の中間部（７）の上に、牽伸装置において遊離した繊維を吸い上げるための吸引具をクリップ留めするための凹部が複数設けられていることを特徴とする請求項１０記載の負荷装置。

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