JP6967888B2 - 安全機構を備えたガスシリンダアクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、安全機構を備えたガスシリンダアクチュエータに関する。

一般的に、ガスシリンダアクチュエータは筒状容器を有し、この筒状容器は、その内部で移動するピストンを有した軸体の通路となる孔のある第１蓋体で一端が封止されると共に、ガスを充填するための逆止弁が設けられた孔または管路を有する第２蓋体で他端が封止されており、筒状容器、第１蓋体及び第２蓋体によってピストンの移動空間が形成されると共に、ピストンが筒状容器及び第１蓋体と共に、筒状容器の内部でガスの圧縮及び膨張を行う部屋を形成する。

このようなガスシリンダアクチュエータは、限定されるものではないが、一般的に金型成形や成形プレスなどにおいて使用される。このような状況においては、ガスシリンダアクチュエータが、損傷を生じうる大きな圧力を受ける可能性があり、この損傷により、ガスシリンダアクチュエータが使用不能となって、交換が必要となったり、機械の作動停止や、機械が設置されて稼働する工場の操業停止が生じたりすることになる。一方、過剰圧力に起因した破裂や、加圧ガスの意図しない漏出を伴う破損などの場合、このような損傷により、たまたま周辺にいた作業者に危害が及ぶといったことにもなりかねない。

損傷の主たる原因の１つは、ピストンと共に軸体の「行程超過」が生じること、即ち個々のガスシリンダアクチュエータが作動において許容されている移動距離を超える引き込み行程の移動が生じることにある。

このような「行程超過」は、例えば、アクチュエータの軸体に加わる荷重の予期しない増加により、この軸体が、予期される程度よりも大きくアクチュエータの中に押し戻されることによって生じる可能性がある。

このような状態は、アクチュエータ全体の構造にとって耐えがたい過剰圧力を、アクチュエータ内部に生じさせる可能性がある。これにより、アクチュエータが膨張したり、破断したりする可能性があり、また結合部分やシール部材に破損が生じる可能性がある。いずれの場合においても、結果として、望ましくなく、危険で、予期されない急激なガスの噴出が生じる可能性がある。

近年では、行程超過のための安全機構が知られており、１箇所または複数箇所においてアクチュエータの一部を変形または破断させることにより、過剰に加圧されたガスを、十分安全に規制しながら流出させるようにしている。

このような安全機構は、よく知られていて普及しているものの、上述したように、第１蓋体、筒状容器、第２蓋体など、ガスシリンダアクチュエータの重要な主要構成部材の少なくとも１つに破損が生じ、結果的に、ガスシリンダアクチュエータ全体の交換、及びそれに伴う交換費用が不可避となる。

本発明は、ピストン・軸体が行程超過となっても、安全で信頼性のある安全機構を備えたガスシリンダアクチュエータを提供することを意図するものである。

このような意図のもと、本発明の目的は、安全機構によって、第１蓋体、筒状容器、第２蓋体などといった重要な主要構成部材に変形または破損を引き起こすことのないガスシリンダアクチュエータを提供することにある。

本発明のもう１つの目的は、安全機構を容易に装備して取り付けることが可能なガスシリンダアクチュエータを提供することにある。

このような意図及び目的、並びに後に明らかとなるような目的は、請求項１に記載の安全機構を備えたガスシリンダアクチュエータによって達成される。

本発明の更なる特徴及び利点は、添付の図面に限定的ではない例を用いて示した、好ましいが限定的ではない本発明の実施形態によって明らかとなる。

本発明に係る安全機構を備えたガスシリンダアクチュエータの断面図である。 本発明に係る安全機構の詳細を示す斜視図である。 本発明に係るガスシリンダアクチュエータを、安全機構が作動した状態で示す断面図である。

図面を参照すると、本発明に係るガスシリンダアクチュエータは、全般に参照符号１０で示されている。

ガスシリンダアクチュエータ１０は、
筒状容器１１と、
ピストン・軸体１５と、
筒状容器１１の両端にそれぞれ設けられ、筒状容器１１との間にシール部材を介して筒状容器１１を封止する第１蓋体１２及び第２蓋体１３であって、ピストン・軸体１５が通過する貫通孔１４が設けられた第１蓋体１２、及びガス充填路１６が設けられた第２蓋体１３と、
筒状容器１１、第１蓋体１２、第２蓋体１３、及びピストン・軸体１５によって形成される加圧ガス室１７と
を備える。

ガスシリンダアクチュエータ１０の特徴は、第２蓋体１３が、ガス充填路１６の流動調整部材１９と、当該流動調整部材１９に対応して設けられるシール部材２０とを収容する取付座１８を有することにある。

流動調整部材１９は、ピストン・軸体１５の引き込み行程を規制する規制タブ２１を備え、この規制タブ２１は、ピストン・軸体１５によって規制タブ２１が押しつぶされた場合に、規制された破断または変形を引き起こす脆弱部２３を有した本体部２２から突設される。

具体的には、本発明の非限定的な例を用いてここで説明する実施形態において、取付座１８は、加圧ガス室１７内に開口しており、流動調整部材１９は、ガス充填路１６を流動調整部材１９のための取付座１８内に連通して第２蓋体１３に形成された貫通孔２５に挿入される心出し軸２４を備える。

この心出し軸２４は、流動調整部材１９の本体部２２における規制タブ２１とは反対側の位置で、本体部２２から延設されている。

本実施形態において、規制タブ２１は、ガスシリンダアクチュエータ１０の対称軸Ｘ、即ち筒状容器１１の中心軸線及びピストン・軸体１５の中心軸線軸に平行な軸線方向に延設される。

具体的には、ガスシリンダアクチュエータ１０の対称軸Ｘと同軸状に、規制タブ２１が延設されている。

流動調整部材１９の本体部２２は、心出し軸２４に対し径方向に延設されて、シール部材２０を押圧する環状面２６を形成する。

このシール部材２０は、例えば、シールリングからなり、流動調整部材１９の取付座１８の底面２７と、流動調整部材１９の本体部２２の環状面２６との間で押圧される。

流動調整部材１９の本体部２２は、実質的に円柱状をなしている。

脆弱部２３は、ガスシリンダアクチュエータ１０の対称軸Ｘと一致する流動調整部材１９の中心軸線周りに、１８０°の角度範囲にわたって形成された径方向凹部２８を備えることにより、行程超過となるピストン・軸体１５の押し込みがあったときに、屈曲して規制タブ２１の方に向けて変形するか、または破断する平坦部２９を本体部２２に形成する。

図３に分かり易く示しているように、行程超過となった場合、ピストン・軸体１５が規制タブ２１に衝突してこれを圧縮し、規制タブ２１が部分的に変形して、流動調整部材１９を下方に押すので、本体部２２の脆弱部２３が変形し、特に平坦部２９に屈曲または破断が生じる。

本体部２２の平坦部２９がこのように屈曲または破断することにより、下方にある本体部２２の環状面２６は、少なくとも屈曲または破断した平坦部２９において、もはやシールリングを圧縮するという役割を十分に果たすことができなくなり、シール部材２０によるシールが行われなくなって、加圧ガス室１７内で過剰圧力となったガスの逃げ道が形成される。

心出し軸２４と、心出し軸２４を収容する貫通孔２５との間には、ガスの通過を可能とする遊びが設けられる。

上述のとおり、所期の意図及び目的に対する方策を本発明によって提供できることが、実際に判明した。

即ち、本発明により、ピストン・軸体が行程超過となっても、安全で信頼性のある安全機構を備えたガスシリンダアクチュエータが提供される。

更に、本発明を適用したガスシリンダアクチュエータは、流動調整部材が、ガスシリンダアクチュエータにおける他の部材に代わって、行程超過の状態となったピストン・軸体に起因して生じる力を吸収するように形成されて配置されると共に、そのような力を受けて変形し、加圧ガスの逃げ道を開放できるようになっていることで、安全機構が、第１蓋体、筒状容器、第２蓋体などのような重要な主要構成部品の変形または破損を引き起こすことがなくなる。

また、本発明を適用したガスシリンダアクチュエータは、安全機構を容易に装備して取り付けることが可能である。

上述した本発明は、様々な修正や変更が可能であり、それらはいずれも添付の特許請求の範囲内に含まれるものである。

使用する部材及び素材、並びに大きさは、具体的な使用に適合するものである限り、必要に応じ、また技術水準に応じて任意に定めることができる。

Claims (10)

1. 安全機構を備えたガスシリンダアクチュエータ（１０）であって、
   筒状容器（１１）と、
   ピストン・軸体（１５）と、
   前記筒状容器（１１）の両端にそれぞれ設けられ、前記筒状容器（１１）との間にシール部材を介して前記筒状容器（１１）を封止する第１蓋体（１２）及び第２蓋体（１３）であって、前記ピストン・軸体（１５）が通過する貫通孔（１４）が設けられた第１蓋体（１２）、及びガス充填路（１６）が設けられた第２蓋体（１３）と、
   前記筒状容器（１１）、前記第１蓋体（１２）、前記第２蓋体（１３）、及び前記ピストン・軸体（１５）によって形成される加圧ガス室（１７）と、を備え、
   前記第２蓋体（１３）は、前記ガス充填路（１６）の流動調整部材（１９）と、前記流動調整部材（１９）に対応して設けられるシール部材（２０）とを収容する取付座（１８）を有し、
   前記流動調整部材（１９）は、前記ピストン・軸体（１５）の引き込み行程を規制する規制タブ（２１）を備え、
   前記規制タブ（２１）は、前記ピストン・軸体（１５）によって前記規制タブ（２１）が押しつぶされた場合に、規制された破断または変形を引き起こす脆弱部（２３）を有した本体部（２２）から突設される
   ことを特徴とするガスシリンダアクチュエータ。
2. 前記取付座（１８）は、前記加圧ガス室（１７）内に開口しており、
   前記流動調整部材（１９）は、前記ガス充填路（１６）を前記流動調整部材（１９）のための前記取付座（１８）内に連通して前記第２蓋体（１３）に形成された貫通孔（２５）に挿入される心出し軸（２４）を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のガスシリンダアクチュエータ。
3. 前記心出し軸（２４）は、前記流動調整部材（１９）の前記本体部（２２）における前記規制タブ（２１）とは反対側の位置で、前記本体部（２２）から延設されていることを特徴とする請求項２に記載のガスシリンダアクチュエータ。
4. 前記規制タブ（２１）は、前記ガスシリンダアクチュエータ（１０）の対称軸（Ｘ）に平行な軸線方向に延設されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のガスシリンダアクチュエータ。
5. 前記規制タブ（２１）は、前記ガスシリンダアクチュエータ（１０）の対称軸（Ｘ）に同軸状に延設されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のガスシリンダアクチュエータ。
6. 前記流動調整部材（１９）の前記本体部（２２）は、前記心出し軸（２４）に対し、径方向に延設されることにより、前記シール部材（２０）を押圧する環状面（２６）を形成することを特徴とする、請求項２と、請求項３と、請求項２または請求項３を引用する請求項４と、請求項２または請求項３を引用する請求項５とのいずれか１項に記載のガスシリンダアクチュエータ。
7. 前記シール部材（２０）は、シールリングからなり、前記流動調整部材（１９）を収容する前記取付座（１８）の底面（２７）と、前記流動調整部材（１９）の前記本体部（２２）の前記環状面（２６）との間で押圧されることを特徴とする請求項６に記載のガスシリンダアクチュエータ。
8. 前記流動調整部材（１９）の前記本体部（２２）は、円柱状をなすことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のガスシリンダアクチュエータ。
9. 前記脆弱部（２３）は、前記流動調整部材（１９）の中心軸線周りに１８０°の角度範囲にわたって形成された径方向凹部（２８）を備えることにより、行程超過となる前記ピストン・軸体（１５）の押し込みがあったときに、屈曲して前記規制タブ（２１）の方に向けて変形するか、または破断する平坦部（２９）を前記本体部（２２）に形成することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のガスシリンダアクチュエータ。
10. 前記心出し軸（２４）と、前記心出し軸（２４）を収容する前記貫通孔（２５）との間には、ガスの通過を可能とする遊びが設けられることを特徴とする、請求項２と、請求項３と、請求項２または請求項３を引用する請求項４と、請求項２または請求項３を引用する請求項５と、請求項６と、請求項７と、請求項２または請求項３を引用する請求項８と、請求項２または請求項３を引用する請求項９とのいずれか１項に記載のガスシリンダアクチュエータ。

Images