JPH01312207A

JPH01312207A - ばね復帰シリンダアクチュエータ

Info

Publication number: JPH01312207A
Application number: JP1089549A
Authority: JP
Inventors: William J Roettger; ウィリアム　ジェイ　レットガー
Original assignee: General Signal Corp
Current assignee: SPX Technologies Inc
Priority date: 1988-04-08
Filing date: 1989-04-07
Publication date: 1989-12-18
Also published as: GB8907749D0; CA1302207C; GB2218738A; US4885981A; AU3096289A; GB2218738B; AU607381B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は一般的にはばね復帰シリンダアクチュエータに
関し、特に可逆ばね復帰シリンダアクチュエータに関す
る。

（従来の技術）ばね復帰シリンダアクチュエータは一般に、連結された
ピストンロッドを、ポートの圧力に基づいて伸ばしたり
引っ込めたりするピストンをシリンダ内に備えている。

復帰ばねは、ピストンを無圧位置に復帰させるのに用い
られる。ばね復帰シリンダアクチュエータは、そのピス
トンロッドによって作動装置の位置を制御する。弁に連
結させたときには、シリンダアクチュエータは、弁の位
置を開弁位置と閉弁位置に制御し、又はそれらの間の様
々な位置に弁を制御することができる。シリンダアクチ
ュエータの流体圧力系統が故障すると、それが油圧式で
あれ空気圧式であれ、復帰ばねはピストンロッド、その
結果、制御すべき装置を一定の無圧位置に押す。例えば
弁を使用した場合、弁の望ましい故障、即ち弁のシリン
ダアクチュエータの無圧位置は、弁を取り付ける系統に
応じて、開弁位置か閉弁位置であろう。かくして、シリ
ンダアクチュエータの復帰ばねは、アクチュエータによ
って制御されるべき装置がピストンロッドの伸長位置か
引込み位置で故障するように、その系統用に特別に設計
されなければならない。

従来技術では、使用者は２つのタイプのばね復帰シリン
ダアクチュエータ、即ち１つは伸長したピストンロッド
位置で故障するもの、そしてもう１つは引っ込んだピス
トンロッド位置で故障するものを在庫としてもっていな
ければならながった。

在庫量を減らそうとして、可逆ばね復帰シリンダアクチ
ュエータが設計された。これらの装置で作動を逆にする
ために、シリンダ自身を分解して、ピストン、ピストン
ロッド及びばねを取り外し、互いに関して異なる順序で
配置し、次いでシリンダに再び挿入して、無圧伸長状態
と無圧引込み状態との間で変換しなければならない。こ
の組立及び再組立は時間がかかるだけでなく、シリンダ
及びピストンのシールを損傷する機会を与える。また、
状況によっては、腐食のためシリンダを分解することが
大変困難であるかもしれない。

強力な復帰ばねが使用されれば、不均一なばね力がピス
トンにかかることになり、ピストンを傾かせてしまう。

この傾きはピストンシールの寿命を縮め、また流体信号
に応答するアクチュエータの位置でヒステリシスを与え
る。

（発明の目的）かくして、本発明の目的は、シリンダーピストン組立体
を分解することなく、無圧の伸長位置と無圧の引込み位
置との間で変換することができるばね復帰シリンダアク
チュエータを提供することである。

本発明のもう１つの目的は、寿命がより長いばね復帰シ
リンダアクチーユエータを提供することである。

本発明の更に別の目的は、ヒステリシスが最少のばね復
帰シリンダアクチュエータを提供することである。

本発明の別の目的は、可能ばね力が最大でピストンの側
荷重が最少のばね復帰シリンダアクチュエータを提供す
ることである。

（発明の概要）これらの目的及び他の目的は、ピストンに連結され、か
つハウジングの外に延びた一対のピストンロッドと、ピ
ストンを無圧位置に付勢するばねとを設けることによっ
て達成される。シリンダハウジングの各端部に取付部を
設けるとともに、各ロッドの外端部に取付具を設けるこ
とによって、装置を、いずれのピストンロッドで、ハウ
ジングのいずれの端部において取り付けることができ、
その結果、どちらのピストンロッドを作動装置に取り付
けるかによって、伸長無圧ばね復帰シリンダアクチュエ
ータか引込み無圧ばね復帰シリンダアクチュエータのい
ずれかが構成される。

ハウジングの２つの端壁は各々、それぞれのピストンロ
ッドが貫通して延びるブツシュを備えている。これはピ
ストンを安定させ、また強いばね荷重による傾きを防止
し、それにより寿命を延ばすとともにヒステリシスを減
する。ブツシュの一方は無圧位置を定めるストップを備
えている。このストップはその端壁にねじ込まれ、ばね
の予荷重又は予圧縮力を調節する。取付部で作動装置を
取り付けないハウジングの端部にはロッドカバーが取り
付けられ、作動装置と連結されないピストンロッドを覆
う。取付部はハウジングの両側で同一であり、ハウジン
グを作動装置に取り付け、及びピストンロッドカバーを
ハウジングに取り付ける締付具を受け入れるために同じ
様式のねじ穴を備えている。ピストンロッドは、ピスト
ンが無圧位置にあるとき、ピストンロッドの一方がハウ
ジングを越えてピストンロッドの他方よりも実質的にも
っと先まで延びるような寸法になっている。

本発明の他の目的、利点及び新規な特徴は、添付図面と
関連して考慮されるとき、発明の以下の詳細な説明から
明らかになるであろう。

（実施例）従来技術のばね復帰シリンダアクチュエータが第１図及
び第２図に示されており、端壁１２及び１４を有するシ
リンダ１０を備えている。ポート１６及び１８が、シリ
ンダ１０の内部への流体出入口を作る。締付具２０が端
壁１２及び１４を互いに保持する。０リング２３をもつ
ピストン２２とスペーサー２４が、単一のピストンロッ
ド２６に締付具２８で取り付けられている。ピストンロ
ッド２６は、端壁１４の開口を貫通して延び、Ｏリング
シール３０を備えている。ピストンロッド２６を作動装
置に取り付ける手段が孔３２として示されている。ピス
トン２２を押し、また装置を伸長又は引込み無圧アクチ
ュエータとして作動させるかによって、ばね３４が、第
１図に示すように端壁１２と或いは第２図に示すように
端壁１４とピストン２２とで圧縮する。端壁１４は、無
圧伸長及び無圧引込みの両モードとも、図示しない装置
によって作動装置に取り付けられる。

第１図の伸長モードから第２図の引込みモードに変換す
るには、ばね３４、締付具２８、スペーサー２４及びピ
ストン２２に近づくために、まず端壁１２を取り外さな
ければならない。端壁１２を取り外した後、ばね３４を
取り出す。次に、締付具２８を取り外し、そしてスペー
サー２４及びピストン２２をピストンロッド２６から取
り外す。

ピストン２２の前にスペーサー２４及びばね３４を元に
戻し、次にピストン２２を元に戻す。次いで締付具２８
を再び取り付ける。次いで、端壁１２を締付具２０で再
び取り付ける。かくして、作動装置に連結するのに単一
のピストンが使用され、またシリンダを作動装置に取り
付けるのに７１ウジングの同じ端部が使用される。

本発明は、第３図及び第４図に、それぞれ伸長及び引込
み無圧モードにあるものが示されている。

第１図及び第２図の従来技術の装置と同じ機能を有する
それらの部分は、同じ単位で同じ十進法の参照番号をも
つ。

シリンダは側壁１１０と、端壁１１２及び１１４とを備
えている。一対のポート１１６及び１１８が、シリンダ
１１０の内部への出入口を作る。締付具１２０が端壁１
１２及び１１４を互いに固定している。シール１２３を
もつピストン１２２がシリンダの壁に沿って摺動する。

一対のピストンロッド１２６及び１２７がそれぞれ、端
壁１１２及び１１４を貫通して延びている。ピストンロ
ッド１２６及び１２７は、相補的なねじ部分で互いにか
つピストン１２２に一緒に接合されている。ピストンロ
ッド１２６及び１２７はブツシュ１３６及び１３５をそ
れぞれ貫通して延び、ブツシュ１３６及び１３５はそれ
ぞれ、端壁１１４及び１１２にねじ込まれ、かつＯリン
グ１３０及び１３１を備えている。ブツシュ１３６は、
ピストン１２２の無圧位置及びばね１３４の予荷重又は
予圧縮力を定める、延長された円筒状のストップを備え
ている。ピストンロッド１２６及び１２７の各々はそれ
ぞれ、ばね復帰シリンダアクチュエータで作動される装
置に取り付けるための取付装置１３２及び１３３を備え
ている。

ばね１３４は、ストップブツシュ１３６によって、円周
状のシート１２５をもつピストン１２２と端壁１１２の
凹所１１３との間であらかじめ圧縮されている。ばね１
３４、ピストン１２２と端壁１１２及び１１４との間の
関係が、第３図と第一で＋□ ４図で同じであることに注目すべきである。

端壁１１２及び１１４は各々、それぞれ複数のねじ穴１
３７及び１３９を備えている。これらの穴は、端壁の円
周方向に同じ様式及び位置をもつ。

締付具１４０が、作動装置の静止部分の部分１３８を貫
通して延びて、第３図では端壁１１４のねじ穴１３９の
中に、第４図では端壁１１２のねじ穴１３７の中に延び
ている。ハウジングの反対側の端壁では、締付具１４４
が、ピストンロッドカバー１４２を貫通して延びており
、第３図ではねじ穴１３９に、第４図ではねじ穴１３７
にねじ込まれることによって、ピストンロッドカバー１
４２を、第３図では端壁１１２に、第４図では端壁１１
４に固定している。端壁１１−２と１１４は同一であり
、各々流体−ポート１１６．１１８と、ばね受け用の凹
所１１３と、ブツシュ１３５．１３６用のボアと、複数
のねじ穴１３７．１３９とを備えていることに注目すべ
きである。

第３図及び第４図でわかるように、ピストン１２２がそ
の無圧位置で付勢ばね１３４の作用を受けてストップブ
ツシュ１３６に当接するとき、ピストンロッド１２７が
そのそれぞれの端壁１１２を越えて延びるよりも、ピス
トンロッド１２６はそのそれぞれの端壁１１４を越えて
もっと先まで延びている。かくして、ピストンロッド１
２７を引込みモードのピストンロッドに選定することが
でき、またピストンロッド１２６を伸長モードのピスト
ンロッドに選定することができる。

ばね復帰シリンダアクチュエータを伸長位置で使用する
ために、作動装置がその取付部１３８によって壁１１４
に取り付けられ、ピストンロッド１２６が作動装置の中
に延び、制御される適切な要素に孔１３２で連結される
。反対側の壁１１２では、壁１１２は作動装置に取り付
けられず、そこにピストンカバー１４２が取り付けられ
る。

この配置を逆にするには、まず締付具１４０を取り外し
て、ばね復帰シリンダアクチュエータ全体を、取り付け
ようとする作動装置から取り外す。

同様に、締付具１４４を取り外してカバー１４２を取り
外す。次いで、壁１１２が作動装置の取付は部１３８に
隣接するように、アクチュエータを基本的に１８０度回
転させる。次いで、締付具１４０を壁１１２の穴１３７
の中に延ばしてそこに作動装置を取り付ける。次いで、
引っ込んだピストンロッド１２７が延び、制御される装
置に孔１３３で連結することができる。次いで、ねじ穴
１３９に受け入れられる締付具１４４でピストンカバー
１４２を壁１１４に取り付ける。

かくして、伸長モードから引込みモードへのシリンダの
逆転には、締付具１４０及び１４４を取り外し、アクチ
ュエータを回転し、そしてこれらの締付具を再び取り付
けることだけで良いことが明らかである。シリンダ及び
端キャップだけでなく、ばね、ピストンロッド及びピス
トンも分解されず、それらの内部の関係も変化しない。

一対のピストンロッド１２６及び１２７を使用し、それ
が両方ともそれぞれの端壁１１２及び１１４を貫通して
延びていることに注目すべきである。ピストン１２２は
ハウジングの両端部で案内され、実質的に片持ばりには
ならない。このことは、強いばね力によるピストン１２
２のいかなるねじれ又は傾きも実質的に除去し、それに
よりピストンシールの寿命を延ばし、ヒステリシスを実
質的に除去する。かくして、側荷重が減少し、即ちピス
トンロッド１２６及び１２７によってそれらのそれぞれ
の端壁で支持されるので、より強力なばねを使用するこ
とができる。

本発明のばね復帰シリンダアクチュエータは、回転して
作動する弁だけでなく直線的に作動する弁についても使
用することができる。それはまた、シリンダの直線運動
によって制御することができる他の装置についても使用
することができる。

本発明を詳細に本文で説明し図面に示したが、それは例
示としてのものであって実施例に過ぎず、限定として解
釈されないことを明確に理解すべきである。本発明の精
神及び範囲は、請求の範囲の用語によってのみ限定され
るべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、第１図の伸長無圧位置と第２図の
引込み無圧位置との間で変換できる、従来技術のばね復
帰シリンダアクチュエータの断面図である。第３図及び第４図は、第３図が伸長無圧位置、第４図が
引込み無圧位置にある、本発明によるばね復帰シリンダ
アクチュエータの断面図である。１１２．１１４・・・端壁、１１６．１１８　・　・　・ポート、１２２・・・ピストン、１２６．１２７・・・ピストンロッド、１３２．１３３
・・・取付装置（ロッド取付装置）、１３４・・・ばね、１３５．１３６・・・ブツシュ、１３７．１３９・・・ねじ穴、 −１４０，１４４・―・締付具、１４２・・・ピストンロッドカバー。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）内部のボアに連通する第１及び第２の流体ポート
を有するハウジングと、前記ボア内に設けられ、前記第１及び第２のポートの間
を移動可能なピストンと、前記ハウジング内に設けられ、前記ピストンを無圧位置
に向かう第１の方向に付勢するばね装置と、前記ピストンから前記ハウジングの外まで軸線方向に互
いに反対の方向に延びた第１及び第２のピストンロッド
とを有し、前記ピストンの前記無圧位置において、前記
第１のピストンロッドが前記第２のピストンロッドより
も前記ハウジングからもっと遠くまで延び、更に、各ピ
ストンロッドの外端部に設けられ、前記ピストンロッド
のいずれか一方を作動装置に取り付けるロッド取付装置
と、前記ハウジングの各端部に設けられ、前記ハウジングを
該ハウジングのいずれか一方の端部において作動装置に
取り付ける取付装置と、を備えることを特徴とするばね
復帰シリンダアクチュエータ。
（２）前記ハウジングが、２つの端壁と、該端壁の各々
に設けられ、ピストンロッドが貫通して延びるブッシュ
とを備えることを特徴とする、請求項（１）に記載のば
ね復帰シリンダアクチュエータ。
（３）前記ハウジングを前記作動装置に取り付けるのに
用いられない取付装置で前記ハウジングの端部に取外し
自在に取り付けられたロッドカバーを備えることを特徴
とする、請求項（１）に記載のばね復帰シリンダアクチ
ュエータ。
（４）前記取付装置が同一であることを特徴とする、請
求項（３）に記載のばね復帰シリンダアクチュエータ。
（５）前記取付装置は各々、前記ハウジングを作動装置
に取り付け、及び前記ピストンロッドカバーを前記ハウ
ジングに取り付ける締付具を受け入れるために同じ様式
のねじ穴を備えることを特徴とする、請求項（４）に記
載のばね復帰シリンダアクチュエータ。
（６）前記取付装置が同一であることを特徴とする、請
求項（１）に記載のばね復帰シリンダアクチュエータ。
（７）前記取付装置の各々が、前記ハウジングを作動装
置に取り付けるために同じ様式のねじ穴を備えることを
特徴とする、請求項（６）に記載のばね復帰シリンダア
クチュエータ。
（８）前記ばね装置が、前記ボア内の、前記ピストンと
前記ハウジングの第１の端壁との間に設けられたばねで
あることを特徴とする、請求項（１）に記載のばね復帰
シリンダアクチュエータ。
（９）前記無圧位置を定めるために、前記ハウジングに
設けられ、第２の端壁から前記ボアの中に軸線方向に延
びるストップを備えることを特徴とする、請求項（８）
に記載のばね復帰シリンダアクチュエータ。
（１０）前記ばね装置の予荷重を決めるために、前記ス
トップが前記第２の端壁に対して調整可能であることを
特徴とする、請求項（９）に記載のばね復帰シリンダア
クチュエータ。