JP5483024B2 - 空気圧シリンダ - Google Patents

Description

本発明は、空気圧シリンダであって、シリンダハウジング、シリンダハウジング内で縦方向に可動な中心ピストン、中心ピストンの第１の牽引ストッパ及びシリンダハウジングにある第１の位置ぎめストッパと共同作用するように形成されている第１の牽引ピストン及び中心ピストンの第２の牽引ストッパ及びシリンダハウジングにある第２の位置ぎめストッパと共同作用するように形成されている第２の牽引ピストンを有するものに関する。

このような空気圧シリンダは、本体及び本体の両側に設けられる２つのシリンダカバーを持っている。公知の空気圧シリンダを製造するため、まず中心ピストンと牽引ピストンが本体に取付けられる。それから本体の両側にシリンダカバーがねじ止めされ、それぞれ密閉手段により本体に対して密閉される。

公知の空気圧シリンダの欠点は、その製造に費用がかかることである。すなわち本体の所で２つのシリンダカバーを調節し、それぞれ１つの密閉片を設けねばならない。

本発明の基礎になっている課題は、一層簡単で一層確実な過程で製造可能な空気圧シリンダを提供することである。

本発明は、最初にあげた種類の空気圧シリンダにおいて、シリンダハウジングが、中で動く第１の牽引ピストンを持つ本体、中で動く第２の牽引ピストンを持つシリンダカバー及び第１の位置ぎめストッパ及び第２の位置ぎめストッパが形成されている中間円板を含み、中心ピストンがシリンダカバー内面へ当たるまで縦方向に可動であることによって、問題を解決する。

この利点は簡単な製造である。そのためまず本体が製造される。続いて中心ピストンと第１及び第２の牽引ピストンが本体へ入れられる。続いて中間円板が本体へ載せられ、これら両者がシリンダカバーで覆われる。従ってシリンダハウジングの結合は１つの段階で行われ、公知の空気圧シリンダにおけるように２つの段階で行われるのではない。更に本発明による空気圧シリンダは、１つの密閉素子しか必要でないように形成可能であり、それにより材料が節約される。別の利点は、本発明による空気圧シリンダのシリンダハウジングがアンダカットのない部品から成ることである。これらの部品は非常に簡単に製造されるので、製造費が低下する。別の利点は、本発明による空気圧シリンダが誤動作の場合容易に分解可能であり、再び組立て可能なことである。

この明細書の範囲内で、中間円板は数学的な意味で円板の形状を持つことができるが、これは必要ではない。中間円板の高さつまり中心ピストンの縦方向におけるその寸法はその幅即ちピストンの縦方向に対して直角なその寸法より著しく小さい。例えば中間円板の高さはその幅の４分の１特にその幅の８分の１より小さい。

好ましい実施形態では、空気圧シリンダが、シリンダカバーを中間円板へ締付けかつ中間円板を本体へ締付ける少なくとも１つの結合素子を含んでいる。換言すれば、少なくとも１つの結合素子が中間円板を本体とシリンダカバーとの間に締付ける。結合素子は例えばねじであり、このねじによりシリンダカバーが本体に締付けられる。本体とシリンダカバーとの間に設けられる中間円板は、半径方向に複数の結合素子の間にあるか、又はこれらの結合素子により少なくとも部分的に貫通される。その利点は、簡単な組立ての可能性、及び従来の空気圧シリンダに比べて結合素子の数を少なくできることである。

結合素子が、本体及びシリンダカバーにあるそれぞれ１つの心出し穴へはめ込まれている心出しスリーブを含んでいるのが特に好ましい。場合によっては心出しスリーブが中間円板にある穴を貫通するか、又はこの穴にはめ込まれている。心出しスリーブにより本体とシリンダカバーが互いに正確に調節可能にされ、それにより同時に簡単で速やかな製造で中心ピストンの摩耗の少ない動きを可能にする。

シリンダカバーが密閉素子によりシリンダハウジングに対して密閉されているのが特に好ましい。その際密閉素子とシリンダハウジングとの間及び同時に密閉素子とシリンダカバーとの間の接触が行われる。従ってシリンダカバーを本体に対して密閉するのに、ただ１つの密閉素子しか必要としない。それは、例えば密閉素子が中心ピストンの縦軸線に関して中間円板の半径方向外側に設けられていることによって行われる。こうして１つの密閉素子だけで足りる特に簡単な構造が得られる。その代りに中間円板が、例えば中間円板の両側に接触する２つの密閉素子を介して密閉されている。

好ましい実施形態によれば、中間円板が、両側に少なくとも１つの密閉部分特に加硫されたゴム密閉部分を持っている。換言すれば、中間円板が、中間円板を本体に対して密閉する第１の密閉部分と、中間円板をシリンダカバーに対して密閉する第２の密閉部分とを持っている。その利点は、中間円板を本体に当て、続いてシリンダカバーを本体に取付けることによって、本体及びシリンダカバーの心出しとすべての部品の密閉が同時に行われることである。こうして特に簡単な製造が可能になる。

中間円板が、本体にある本体凹所に遊隙なしにはめ込まれていると、本体に対する中間円板の心出しが特に簡単である。このような遊隙なしはめ合い部は、特に簡単に製造可能である。なぜならば、その場合中間円板及び本体凹所は、旋削により非常に高い精度で製造可能な円形構造だからである。

中間円板が、シリンダカバーにあるシリンダカバー凹所へ遊隙なしにはめ込まれ、それによりシリンダカバーが、中心ピストンの縦方向に対して直角に遊隙なしにかつ本体に移動不可能に固定されているのが特に好ましい。換言すれば、中間円板が本体及びシリンダカバーに遊隙なしに支持されている。その結果シリンダカバーは本体に対して半径方向に移動不可能である。こうして特に簡単な製造が行われる。即ち中間円板が凸な半径方向縁を持っていると、中間円板を本体に載せかつシリンダカバーを中間円板へ載せるだけで、本体及びシリンダカバーを形成することができる。それにより中間円板、本体及びシリンダカバーが自己心出しされる。万一の製造公差は、中心ピストンの縦方向における部品の移動を生じるだけである。続いてシリンダカバー及び本体の締付けの際、中間円板が弾性変形し、シリンダカバーの中心ピストン用収容穴が、本体の中心ピストン用収容穴に対して一直線にされる。

第１の牽引ストッパ及び第１の位置ぎめストッパが、中心ピストンの縦軸線に関して、空気圧シリンダの中間位置において、ほぼ１つの高さに設けられているのが特に好ましい。換言すれば、第１の牽引ストッパ及び第１の位置ぎめストッパが、中間位置でほぼ半径方向において接続している。

同様に第２の牽引ストッパ及び第２の位置ぎめストッパが、中間位置において、中心ピストンの縦軸線に関して１つの高さに設けられているのが好ましい。従って中間位置において、一方では第１の牽引ストッパ及び第１の位置ぎめストッパが、他方では第２の牽引ストッパ及び第２の位置ぎめストッパが、同時に半径方向において隣接している。換言すれば、第１の牽引ストッパと第２の牽引ストッパとの間隔が、第１の位置ぎめストッパと第２の位置ぎめストッパとの間隔とほぼ同じ大きさである。

本発明の実施例が添付図面により以下に詳細に説明される。

従来技術による空気圧シリンダを示す。 本発明の第１実施例による空気圧シリンダの断面を示す。 本発明の第２実施例による空気圧シリンダを示す。 本発明による空気圧シリンダの分解図を示す。

図１は、３つのシリンダハウジング部分１４ａ，１４ｂ，１４ｃを含むシリンダハウジング１２を持つ、従来技術による空気圧シリンダ１０を示す。シリンダハウジング１２内で中心ピストン１６が動く。空気圧シリンダ１０は更に第１の牽引ピストン１８及び第２の牽引ピストン２０を含んでいる。組立てのため、第１のシリンダハウジング部分１４ａ及び第３のシリンダハウジング部分１４ｃが中間のシリンダハウジング部分１４ｂに取付けられ、それぞれの密閉素子２２ａ，２２ｂにより互いに密閉される。

図２は、本体２４、中間円板２６及びシリンダカバー２８から構成されるシリンダハウジング１２を持つ、本発明による空気圧シリンダ１０の断面を示す。中心ピストン１６は、第１の牽引ピストン１８が当たることができる第１の牽引ストッパ３０を持っている。中心ピストン１６は更に、第２の牽引ピストン２０が当たることができる第２の牽引ストッパ３２を持っている。

第１の牽引ピストン１８は第１の密閉片３４を介して中心ピストン１６に対して密閉され、第２の密閉片３６により本体２４に対して密閉されている。同様に第２の牽引ピストン２０は第３の密閉片３８により中心ピストン１６に対して密閉され、第４の密閉片４０によりシリンダカバー２８に対して密閉されている。

本体シリンダ４２への圧縮空気の導入により第１の牽引ピストン１８が、中間円板２６の第１の位置ぎめストッパ４４へ当たるまで、シリンダカバー２８の方へ動く。空気圧シリンダ１０が中間位置にあるこの瞬間に、第１の牽引ストッパ３０と第１の位置ぎめストッパ４４は、中心ピストン１６の縦軸線Ｌに関して１つの高さに設けられている。同時に第２の牽引ストッパ３２は第２の位置ぎめストッパ４６と共に、縦軸線Ｌに関して１つの高さに設けられている。上述したことからわかるように、第１の位置ぎめストッパ４４と第２の位置ぎめストッパ４６との間隔Ａ_ｐは、第１の牽引ストッパ３０と第２の牽引ストッパ３２との間隔Ａ_ｓに等しい。ここでストッパとは、常に当たる面を意味する。これらの面は特別に処理され、例えば硬化されるが、そうしなくてもよい。

本体シリンダ４２へのみ圧縮空気が供給されると、この圧縮空気は、中心ピストン１６がシリンダカバー２８の内面４８へ当たるまで、この中心ピストンを図２において右方へ押す。シリンダカバー２８のカバーシリンダ５２にのみ圧縮空気が供給されると、中心ピストン１６が同じように第２の内面５０の所まで押される。カバーシリンダ５２内に本体シリンダ４０内と同じ圧力が存在すると、中心ピストン１６は図２に示す中間位置をとる。

本体２４とシリンダカバー２８は、図２には示してないねじの形の結合素子を介して互いに結合され、Ｏリングの形の密閉素子５４を介して互いに密閉されている。

中間円板２６は本体凹所５６に遊隙なしに収容されている。シリンダカバー２８にはシリンダカバー凹所５８が設けられ、この凹所にも中間円板２６が同様に遊隙なしに収容されている。こうしてシリンダカバー２４と本体２４は、縦軸線Ｌに対して直角かつ平行に遊隙なしに互いに結合されている。

図３は本発明による空気圧シリンダ１０の第２実施例を示し、本体２４とシリンダカバー２８が機械ねじの形の結合素子６０．１，６０．２を介して互いに結合されている。中間円板２６は、両側を加硫された２つのゴム密閉部分６４．１，６４．２の形の密閉素子６２を持っている。

図４は、上述したように、本体２４に対して中心ピストン１６の３つの固定的に規定された位置を取ることができるので、３位置シリンダとも称することができる空気圧シリンダ１０の分解図を示す。心出し穴にはめ込まれる心出しスリーブ６６を介して結合素子６０．１が中間円板２６にある心出し穴７０を通って延びて、本体２４にある別の心出し穴７２へはまることがわかる。空気圧シリンダ１０が４つ又はそれ以上の所定の位置へもたらされるように、適当なばね装置により空気圧シリンダに予荷重をかけることはもちろん可能である。

Claims (8)

1. 空気圧シリンダ（１０）であって、
   （ａ）シリンダハウジング（１２）、
   （ｂ）シリンダハウジング（１２）内で縦方向に可動な中心ピストン（１６）、
   （ｃ）中心ピストン（１６）の第１の牽引ストッパ（３０）及びシリンダハウジング（１２）にある第１の位置ぎめストッパ（４４）と共同作用するように形成されている第１の牽引ピストン（１８）及び
   （ｄ）中心ピストン（１６）の第２の牽引ストッパ（３２）及びシリンダハウジング（１２）にある第２の位置ぎめストッパ（４６）と共同作用するように形成されている第２の牽引ピストン（２０）
   を有するものにおいて、
   （ｅ）シリンダハウジング（１２）が、
   （ｉ）中で動く第１の牽引ピストン（１８）を持つ本体（２４）、
   （ｉｉ）中で動く第２の牽引ピストン（２０）を持つシリンダカバー（２８）及び
   （ｉｉｉ）第１の位置ぎめストッパ（４４）及び第２の位置ぎめストッパ（４６）が形成されている中間円板（２６）
   を含み、
   （ｆ）中心ピストン（１６）がシリンダカバー（２８）の内面（４８）へ当たるまで縦方向に可動である
   ことを特徴とする、空気圧シリンダ。
2. シリンダカバー（２８）を中間円板（２６）へ締付けかつ中間円板（２６）を本体（２４）へ締付ける少なくとも１つの結合素子（６０）を有することを特徴とする、請求項１に記載の空気圧シリンダ。
3. 結合素子（６０）が、本体（２４）及びシリンダカバー（２８）にあるそれぞれ１つの心出し穴（６８）へはめ込まれている心出しスリーブ（６６）を含んでいることを特徴とする、請求項２に記載の空気圧シリンダ。
4. シリンダカバー（２８）が密閉素子（５４）によりシリンダハウジング（１２）に対して密閉されていることを特徴とする、請求項１〜３の１つに記載の空気圧シリンダ。
5. 中間円板（２６）が、両側に少なくとも１つの密閉部分（６４）を持っていることを特徴とする、請求項１〜４の１つに記載の空気圧シリンダ。
6. 中間円板（２６）が、本体（２４）にある本体凹所（５６）に遊隙なしにはめ込まれていることを特徴とする、請求項１〜５の１つに記載の空気圧シリンダ。
7. 中間円板（２６）が、シリンダカバー（２８）にあるシリンダカバー凹所へ遊隙なしにはめ込まれ、それによりシリンダカバー（２８）が、中心ピストン（１６）の縦方向に対して直角に遊隙なしにかつ本体（２４）に移動不可能に固定されていることを特徴とする、請求項６に記載の空気圧シリンダ。
8. 中間円板（２６）が凸な半径方向縁を持っていることを特徴とする、請求項１〜７の１つに記載の空気圧シリンダ。

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