JPH0710081Y2

JPH0710081Y2 - エアシリンダ

Info

Publication number: JPH0710081Y2
Application number: JP1283688U
Authority: JP
Inventors: 雄二和知
Original assignee: 自動車機器株式会社
Priority date: 1988-02-02
Filing date: 1988-02-02
Publication date: 1995-03-08
Anticipated expiration: 2003-02-02
Also published as: JPH01116202U

Description

【考案の詳細な説明】産業上の利用分野本考案は、例えば自動車の排気ブレーキ装置や車高調整
装置などのアクチュエーターに使用するエアシリンダの
改良に関する。

従来の技術この種のエアシリンダについては、従来からすでに種々
の型式のものが提案されている。第４図はその一例を示
す断面図であって、このエアシリンダ100は、作動ロッ
ド101の一端101aに摺動部材102を一体的に嵌着して成る
摺動体103をシリンダ本体104内に摺動自在に配設して成
るものである。この摺動体103は、作動ロッド101に挿通
配置されたフランジ付きの筒状部材105と上記摺動部材1
02との間に配設されたリターンスプリング106によって
第４図において矢印Ｄ方向に常時附勢されている。ま
た、シリンダ本体104の一端に嵌着固定された嵌着部材1
07には圧縮エアー導入口108及びエアー通路109が形成さ
れると共に、その他端部には通気孔110が形成されてい
る。そして、このエアー導入口108は電磁弁を介してエ
アーリザーバに接続され、シリンダ本体104内の圧力室1
04aに圧縮空気が流入し、その流体圧が摺動部材102に作
用するように構成されている。なお、第４図において、
111は両端がシリンダ本体104の下端と作動ロッド101と
にそれぞれ止着されたダストブーツ、112,113はエアー
シリンダの両端部を他の装置の連結部材と連結するジョ
イントである。

いま、上記電磁弁を開弁して圧縮空気をシリンダ本体10
4内の圧力室104aに供給すると、摺動部材102がリターン
スプリング106の付勢力に抗して図中Ｄ‖方向に往動す
る。次いで、電磁弁を切換えて圧力室104aを大気側に開
弁すると、圧力室104a内の圧縮空気が大気中に流出し、
その圧力の低下にともなって、摺動部材102はリターン
スプリング106の付勢力により図中Ｄ方向に複動する。

考案が解決しようとする課題しかし上記構成のエアシリンダにあっては、摺動部材10
2をこれに作用する摩擦力に抗して迅速に復動させるに
大きな戻し力を要するため、直径の大きなリターンスプ
リング106をシリンダ本体104内に配設せざるを得ず、装
置の小型化が困難であるという問題点があった。また、
シリンダ本体104の端部に設けた通気孔110から泥水など
がシリンダ本体88内部に侵入するという欠点もあった。

本考案は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的
は、シリンダ内の大気圧室に圧縮空気を導入した後、そ
の空気圧力がピストンの複動力として作用するように構
成することにより、リターンスプリングの直径を小さく
してアクチュエータの小型軽量化を図ることができるエ
アシリングを提供することにある。

課題を解決するための手段上記問題点を解決するために、本考案は、シリンダー
と、該シリンダ内に往復動可能に配設されたピストン
と、該ピストンを圧力室側に付勢するために大気圧室に
配設されたスプリングとを具備し、上記シリンダ内の圧
力室に圧縮空気を供給して上記ピストンを往動させ該圧
力室から圧縮空気を排出して上記ピストンを復動させる
ように構成してなるエアシリンダにおいて、上記大気圧
室を密封して密閉室を構成し、上記ピストン内に、所定
の圧力差で開弁する両方向の弁機能を有する弁手段を配
設し、該弁手段を上記圧力室に接続させる圧力室側オリ
フィスと上記密閉室に接続させる密閉室側オリフィスと
の両オリフィスを設け、上記弁手段には、ピストンの往
動時に作動し該両オリフィスを通じて圧力室から圧縮空
気の一部を上記密閉室に導入するための第１の弁部材
と、上記ピストンの復動時に遅れて作動し上記両オリフ
ィスを通じて上記密閉室内の圧縮空気を排出し該密閉室
内の圧力を大気圧よりも高く保持するための第２の弁部
材とを備えたことを特徴とする。

作用本考案は、大気圧室を密封して密閉室を構成しピストン
内に、所定の圧力差で開弁する両方向の弁機能を有する
弁手段を配設し、該弁手段を圧力室に接続させる圧力室
側オリフィス密閉室に接続させる密閉室側オリフィスと
を設けてあり、ピストンの往動時には、圧力室から圧力
室側オリフィスを通過してくる空気と、ピストンのスト
ロークに伴い密閉室のボリュームが減少して密閉室から
密閉室側オリフィスを通過してくる空気とが、弁手段に
設けた第１の弁部材及び第２の弁部材によってバランス
しながら密閉室の圧力が上昇し、圧力室の圧力よりも低
い状態で往動が終了し、ピストンの復動時には、圧力室
の圧力が先に降下し、圧力室側オリフィス及び密閉室側
オリフィスによって２室間に圧力差が生じ圧力室より密
閉室の圧力が高いため、ピストンに対して複動力が働く
ので、リターンスプリングの付勢力を小さくしても、ピ
ストンの復動に支障がなく、リターンスプリングの直径
を小さくしてエアシリンダ全体の小型化を可能にする。

実施例以下、本考案に係るエアシリンダの一実施例を、添付図
面を参照しながら詳細に説明する。

第１図はこのエアシリンダの縦断面図、第２図は第１図
に示した点線枠Ｆ内の詳細を示す拡大図である。

まず、その概要を述べると、このエアシリンダは、シリ
ンダ１内に摺動自在に配設されたピストン２と、このピ
ストン２によってシリンダ１内に区画形成される圧力室
３及び密閉室４と、これら室間を密閉室側オリフィス16
及び圧力室側オリフィス19を介して接続するためにピス
トン２内に配設した弁手段５と、ピストン２を複動方向
（図中Ｄ方向）に付勢するために密閉室４内に配設した
リターンスプリング６とから構成されている。なお、上
記密閉室４は大気圧室の端部にある通気孔を閉塞して形
成する。

上記ピストン２は摺動部材７とピストン固定部材８とか
らなり、ナット９の締結によりピストンロッド10に固定
されている。上記摺動部材７の内部には、第１の弁部材
11がピストンロッド10の軸方向に摺動自在に配設されて
おり、この弁部材11は、そのフランジ部11aとピストン
固定部材８のフランジ部8aとの間に配設したスプリング
12によって復動方向（図中Ｄ方向）に付勢されており、
常時はそのフランジ部11aは、弁体として摺動部材７の
段部に設けた固定弁座7aに圧着している。すなわち上記
摺動部材７の内部空間には、この弁部材11によって第１
及び第２の圧力室13,14が区画形成されることになる。

第１の弁部材11の内周面と固定部材８の外周面との間に
は、ピストンロッド軸方向に延びる通路15が形成されて
いる。またピストン固定部材８のフランジ部8aにも、第
２の圧力室14と密閉室４を連通する密閉室側オリフィス
16が形成されている。上記第１の圧力室13には、環状を
なす第２の弁部材17が配設されており、この弁部材17
は、これと上記摺動部材７との間に設けられたスプリン
グ18により往動方向（図中Ｄ′方向）に付勢されてお
り、常時はその側面に設けた弁座17aが第１の弁部材11
とピストン固定部材８の端面に弁体として圧着してい
る。すなわち第２の弁部材17は、上記通路15の開口を閉
塞するようになっている。また上記摺動部材７には、そ
の内部を軸方向に貫通する圧力室側オリフィス19が形成
されており、その開口には、端面7bに設けられたスリッ
ト20が延設されている。21は圧縮エア供給口22と上記圧
力室３を連通する通路である。なを、第２図に示すよう
にピストン２がストロークの始点にあるときには、圧力
室３は図示しない通路を介してエア供給口22に連通して
いる。23は摺動部材７の外周に設けたシール部材、24,2
5は他の装置の連結部材と連結するためのボールジョイ
ント、26はシリンダ１とピストンロッド10とにそれぞれ
止着されたダストブーツである。なを、上記エア供給口
22は図示しない電磁弁を介してエアリザーバに接続され
るようになっている。

次に、本実施例のエアシリンダの作用を説明する。

第３図はこのエアシリンダの動作を説明するための動作
特性図であって、横軸は時間を、縦軸は圧力室３と密閉
室４の圧力（図中実線A,B）及びピストン２のストロー
ク（図中点線Ｃ）を示すものである。

いま、上記電磁弁を開弁してエアリザーバ内の圧縮空気
をエア供給口22に供給すると、圧力室３に圧縮空気が導
入され、ピストン２に作用する圧力差がリターンスプリ
ング６の付勢力より大きくなると、ピストン２が図中
Ｄ′方向に往動する。

第１圧力室13には圧力室側オリフィス19を通って圧縮空
気が導入されるため、この圧力室13内の圧力上昇速度は
圧力室３よりも遅れる。そして、第１圧力室13と密閉室
４との圧力差がスプリング12の付勢力より大きくなる
と、第１の弁部材11が弁座7aから離座し、第２の圧力室
14を経て密閉室４へ圧縮空気が導入されるが、これは密
閉室側オリフィス16を通過するため、密閉室４の圧力上
昇速度は第２圧力室14の圧力上昇速度よりも更に遅れる
（図中ａ点）。その後、圧縮空気圧が上限に達っし（図
中点ｂ）｀圧力室３と密閉室４との圧力差によりピスト
ン２は往動を続けてフルストロークを終える（図中ｃ
点）。そのさい、第１及び第２の圧力室13,14間の圧力
差が低下し、第１の弁部材11が弁座7aに圧着するように
なるため、これら圧力室13,14は所定圧P₁，P₂に到達す
る。

そして、上記電磁弁を大気側に開弁すると、圧力室３内
の圧縮空気が大気中に放出され、ピストン２に作用する
圧力差がリターンスプリング６の付勢力よりも小さくな
ったとき（図中ｄ点）、ピストン２は図中Ｄ方向に復動
をはじめる。そのさい、第１の圧力室13内の圧縮空気は
圧力室側オリフィス19を介して放出されるため、その圧
力低下速度は圧力室３のそれよりも遅れる。そして、ピ
ストン２にリターンスプリング６の付勢力と密閉室４の
圧力P₂とが作用して、これを図中Ｄ方向に復動させる。
そして、第１の圧力室13の圧力が所定値まで下降したと
き（図中ｅ点近傍）、第２の弁部材17の弁座17aが離座
し、密閉室４内の空気を上記通路15及び各オリフィス1
6,19を通じて外部に放出し、ピストン２のストロークが
完了したのち、その圧力をほぼ大気圧まで低下させる。

考案の効果本考案は、ピストン内に、所定の圧力差で開弁する両方
向の弁機能を有する弁手段を配設し、該弁手段を圧力室
に接続させる圧力室側オリフィスと大気圧室を密封して
構成した密閉室に接続させる密閉室側オリフィスとを設
けてあり、ピストンの往動時には、圧力室から圧力室側
オリフィスを通過してくる空気と、ピストンのストロー
クに伴い密閉室のボリュームが減少して密閉室から密閉
室側オリフィスを通過してくる空気とが、弁手段に設け
た第１の弁部材及び第２の弁部材によってバランスしな
がら密閉室の圧力が上昇し、圧力室の圧力よりも低い状
態で往動が終了し、ピストンの復動時には、圧力室の圧
力が先に降下し、圧力室側オリフィス及び密閉室側オリ
フィスによって２室間に圧力差が生じ圧力室より密閉室
の圧力が高いため、ピストンに対して復動力が働くの
で、リターンスプリングの付勢力を小さくしてもピスト
ンの復動に何ら支障を来すことはない。このため、スプ
リングの直径を小さくしてアクチュエータの小型軽量化
を図ることが可能となる。

さらに、大気圧室を密閉するので、シリンダ内に泥水等
が侵入するのを防止できるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本考案に係るエアシリンダの一実
施例を示し、第１図はその縦断面図縦第２図は第１図に
示した点線枠Ｆ内の拡大図、第３図は同エアシリンダの
動作を説明するための動作特性図、第４図は第１図と対
応する従来のエアシリンダを示す縦断面図である。１……シリンダ、２……ピストン、３……圧力室、４…
…密閉室、５……弁手段、６……リターンスプリング、
7a……第１の弁座、11……第１の弁部材、12……スプリ
ング、15……通路、16……密閉室側オリフィス、17……
第２の弁部材、17a……第２の弁座、18……スプリン
グ、19……圧力室側オリフィス。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】シリンダーと、該シリンダ内に往復動可能
に配設されたピストンと、該ピストンを圧力室側に付勢
するために大気圧室に配設されたスプリングとを具備
し、上記シリンダ内の圧力室に圧縮空気を供給して上記
ピストンを往動させ該圧力室から圧縮空気を排出して上
記ピストンを復動させるように構成してなるエアシリン
ダにおいて、上記大気圧室を密封して密閉室を構成し、
上記ピストン内に、所定の圧力差で開弁する両方向の弁
機能を有する弁手段を配設し、該弁手段を上記圧力室に
接続させる圧力室側オリフィスと上記密閉室に接続させ
る密閉室側オリフィスとの両オリフィスを設け、上記弁
手段には、ピストンの往動時に作動し該両オリフィスを
通じて上記圧力室から圧縮空気の一部を上記密閉室に導
入するための第１の弁部材と、上記ピストンの復動時に
遅れて作動し上記両オリフィスを通じて上記密閉室内の
圧縮空気を排出し該密閉室内の圧力を大気圧よりも高く
保持するための第２の弁部材とを備えたことを特徴とす
るエアシリンダ。