JPH07224807A - シリンダ装置 - Google Patents

シリンダ装置

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JPH07224807A
JPH07224807A JP1678894A JP1678894A JPH07224807A JP H07224807 A JPH07224807 A JP H07224807A JP 1678894 A JP1678894 A JP 1678894A JP 1678894 A JP1678894 A JP 1678894A JP H07224807 A JPH07224807 A JP H07224807A
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JP
Japan
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piston
cylinder
air
outer peripheral
piston rod
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JP1678894A
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Shunsuke Ito
俊介 伊藤
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Denso Corp
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NipponDenso Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】より低い推力でより高速度の動作が可能なシリ
ンダ装置を提供する。 【構成】このシリンダ装置は、シリンダ1内に摺動可能
に嵌挿されたピストン2と、ピストン2の外周部に設け
られ、シリンダ1内に供給された圧力空気をシリンダ内
周面に噴出して静圧軸受を形成する静圧軸受部10とを
有する。さらに、ピストン2に連結されたピストンロッ
ド3には、静圧軸受部10から噴出した静圧軸受用の空
気を排出するための排気通路14が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、比較的低い推力で、且
つ高速度で動作する静圧軸受型のシリンダ装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】この種のシリンダ装置として、従来、ピ
ストンの外周部に静圧軸受部を設け、ピストンの摺動部
分に空気の静圧を印加して摺動抵抗を減少させ、比較的
低い推力で動作する静圧軸受型のシリンダ装置が知られ
ている。
【0003】このシリンダ装置は、図5に示すように、
シリンダチューブ31内に嵌挿されたピストン32内
に、静圧軸受用の通気室33を設けると共に、ピストン
32の外周部に多孔質金属等からなるポーラス円筒34
を配設し、ピストン32に連結されたピストンロッド3
5内に、静圧軸受用の給気通路36を設けて構成され
る。
【0004】そして、このシリンダ装置は、シリンダチ
ューブ31の両端を閉鎖するエンドカバー37、ロッド
カバー38に設けた給排気ポート39、40から給排気
を行うことによって、ピストン32が移動し、このと
き、ピストンロッド35内の給気通路からピストン32
内の通気室33及びポーラス円筒34内を通して、ピス
トン32の周囲に空気が噴出され、これによって、ピス
トン32の外周部に静圧軸受を生じさせ、摺動抵抗を減
少させるように動作する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この種の従来
のシリンダ装置は、静圧軸受用の給気をピストンロッド
内に設けた給気通路36を通して行うため、ピストンロ
ッド35の先端に給気用ホースが接続され、この給気用
ホースが、低推力で動くピストンロッド35の高速運動
を阻害する問題があった。
【0006】また、静圧軸受用の圧力空気は、ポーラス
円筒34からシリンダ室内に流入し、給排気ポート39
又は40から排気されることになるため、給排気ポート
の排気圧力が増大して排気効率が悪化し、ピストンロッ
ドの高速動作が阻害される問題があった。
【0007】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、より低い推力でより高速度の動作が可能なシリンダ
装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のシリンダ装置は、シリンダと、シリンダ内
に摺動可能に嵌挿されたピストンと、ピストンの外周部
に設けられ、シリンダ内に供給された圧力空気をシリン
ダ内周面に噴出して静圧軸受を形成する静圧軸受部と、
静圧軸受部から噴出した空気を排出するための排気通路
を設けたピストンロッドと、を備えて構成される。
【0009】ここで、静圧軸受部は、ピストンの外周部
に凹部を形成し、その凹部にシリンダ内の圧力空気を絞
り孔を通して流す通気路を設けて構成することができ、
或はピストンの外周部に多孔質の筒体を固着し、筒体に
シリンダ内の圧力空気を供給する通気路を設けて構成す
ることができる。
【0010】
【作用・効果】このような構成のシリンダ装置では、シ
リンダ内に供給される圧力空気に応じてピストンが移動
するが、このとき、シリンダ内の圧力空気がピストン外
周部の静圧軸受部にも供給され、ピストン外周部からシ
リンダ内周面に圧力空気が噴出し、ピストン外周面とシ
リンダ内周面の間に静圧軸受が形成される。これによ
り、ピストンの摺動抵抗が減少し、ピストンが低い推力
で良好に移動する。
【0011】このシリンダ装置は、上述のような従来の
ものと比べ、ピストンロッドに静圧軸受用の給気ホース
を接続する必要がないため、ピストンロッドの運動が給
気ホースによって阻害されることがなく、低い推力で効
率良く作動させることができる。
【0012】さらに、静圧軸受用の圧力空気は、ピスト
ンロッドに設けた排気通路を通して排気され、シリンダ
内の給排気ポートから排気されることがないため、給排
気ポートの排気圧力が増大して排気効率が悪化すること
がなく、低推力且つ高速度でピストンを動作させること
ができる。
【0013】また、静圧軸受用の圧力空気が給排気ポー
トの排気圧力を増大させることがないため、ピストン外
周面とシリンダ内周面間の空気洩れは、低推力且つ高速
度で動作するピストンにあまり影響を与えない。このた
め、ピストン外周面とシリンダ内周面の間隙はそれ程小
さくする必要がなく、ピストンやシリンダを高精度に加
工する必要がないため、それらを合成樹脂で形成して軽
量化を図ることができる。また、ピストン外周面とシリ
ンダ内周面にパッキン等のシール部材を設ける必要もな
い。
【0014】したがって、ピストンを合成樹脂で形成す
ることにより、金属製のピストンに比べ、より軽量化す
ることができ、摺動部分にシール部材を使用しないこと
によって摺動抵抗より減少させ、ピストンをより低い推
力で、より高速度に動作させることができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0016】図1はシリンダ装置の断面図を示し、図2
はそのII−II断面図を、図3はそのIII− III断面図を
示している。このシリンダ装置は、両端を閉鎖したシリ
ンダ1内に、ピストン2が移動可能に嵌挿され、ピスト
ン2とピストンロッド3は合成樹脂により一体成形さ
れ、ピストンロッド3の先端はシリンダ1のロッドカバ
ー部から突出する。
【0017】ピストン2の外周部の前部と後部には、各
々約90°の円周間隔で4個の凹部4、5がシリンダ1
の内周面に対向して各々形成される。さらに、ピストン
2の前端と後端には、4本づつの通気路6、7がシリン
ダ内に連通して設けられ、各凹部4はそれらの通気路6
に細い絞り孔8を介して連通し、同様に各凹部5は通気
路7に細い絞り孔9を介して連通する。
【0018】これらの凹部4、5、絞り孔8、9、及び
通気路6、7から、静圧軸受部10が形成され、作動
時、ピストン2の外周部とシリンダ内周面との間に、静
圧軸受を発生させる。また、ピストン2の外周部の中間
部つまり凹部4と凹部5との間に排気溝12が形成され
ると共に、ピストンロッド3からピストン2にかけての
内部に排気通路14が形成され、排気溝12はピストン
2内の連通路13を介してその排気通路14に接続され
る。そして、排気通路14はピストンロッド3の先端部
で開口する。
【0019】一方、シリンダ1の前部のロッドカバー部
にも、静圧軸受部が形成され、4個の凹部17が約90
°の間隔で設けられると共に、各凹部17は細い絞り孔
18を介してシリンダ室内に連通する4本の通気路19
と各々接続される。シリンダ1の前部と後部には、給排
気ポート15と16が設けられ、給排気ポート15、1
6には図示しない圧力空気の給排気ホースが接続され
る。
【0020】なお、シリンダ1の内周面とピストン2の
外周面との間隙は、図1では誇張して作図してあるが、
実際には、約0.03mm〜0.05mm程度とすればよ
い。このシリンダ内周面とピストン外周面との間隙
(0.03mm〜0.05mm程度)は、通常のシリンダ装
置に比べ大きいが、このシリンダ装置は低推力で作動さ
せるため、また、静圧軸受用の圧力空気をピストンロッ
ド3内の排気通路14を通して外部に放出するため、ピ
ストン2の前後で空気の漏洩が発生したとしても、ピス
トン2の作動に影響は殆ど生じない。また、ピストンの
摺動部にパッキン等のシール部材を必要としないため、
シール部材によるピストン2の摺動抵抗をなくすことが
できる。
【0021】さらに、上記のような理由から、シリンダ
1の内周面とピストン2の外周面間の間隙を一般のシリ
ンダ装置より広くラフに製作できるため、シリンダ1及
びピストン2を高精度に加工する必要がなく、それらを
合成樹脂で製作することが可能となり、金属に比べ軽量
化することができる。
【0022】このように構成されたシリンダ装置は、前
部の給排気ポート15から排気を行うと共に、後部の給
排気ポート16から圧力空気をシリンダ1内に供給する
と、その圧力によりピストン2が図1の左方向に押され
て移動し、ピストンロッド3が押出し作動する。
【0023】このとき、シリンダ内後部の圧力空気は、
ピストン2内の通気路7から絞り孔9を通ってピストン
外周の凹部5に噴出するため、この部分つまりピストン
外周面とシリンダ内周面間に静圧軸受が発生し、これに
よって、その間の摺動抵抗は非常に小さくなる。
【0024】また、ピストンロッド3の軸受部において
も、ロッドカバー部の通気路19から絞り孔18を通っ
て凹部17に空気が噴出するため、この部分つまりピス
トンロッド外周面とロッドカバー部の軸受面間に、静圧
軸受が発生し、これによって、その間の摺動抵抗は非常
に小さくなる。
【0025】このとき、凹部5から噴出する圧力空気
は、排気溝12から連通路13及びピストンロッド3内
の排気通路14を通って外部に排気され、凹部17から
噴出する空気は、ピストンロッド外周面とロッドカバー
部の軸受面の間隙から外部に排気されるため、ピストン
前部のシリンダ1内に静圧軸受用の空気圧が印加される
ことはない。
【0026】したがって、ピストン2及びピストンロッ
ド3が静圧軸受で支持されると共に、ピストン前部のシ
リンダ内に空気圧が殆ど印加されないため、低推力且つ
高速度でピストン2及びピストンロッド3は前進移動す
ることができる。
【0027】一方、後部の給排気ポート16から排気を
行うと共に、前部の給排気ポート15から圧力空気をシ
リンダ1内に供給すると、その圧力によりピストン2が
図1の右方向に押されて移動し、ピストンロッド3が引
き戻される。
【0028】このとき、シリンダ内前部の圧力空気は、
ピストン2内の通気路6から絞り孔8を通ってピストン
外周の凹部4に噴出するため、この部分つまりピストン
外周面とシリンダ内周面間に静圧軸受が発生し、これに
よって、その間の摺動抵抗は非常に小さくなる。
【0029】また、ピストンロッド3の軸受部において
も、ロッドカバー部の通気路19から絞り孔18を通っ
て凹部17に空気が噴出するため、この部分つまりピス
トンロッド外周面とロッドカバー部の軸受面間に、静圧
軸受が発生し、これによって、その間の摺動抵抗は非常
に減少する。
【0030】このとき、凹部4から噴出する圧力空気
は、排気溝12から連通路13及びピストンロッド3内
の排気通路14を通って外部に排気され、凹部17から
噴出する空気はピストンロッド外周面とロッドカバー部
の軸受面の間隙から外部に排気されるため、ピストン後
部のシリンダ1内に静圧軸受用の空気圧が印加されるこ
とはない。
【0031】したがって、上記と同様に、ピストン2及
びピストンロッド3が静圧軸受によって良好に支持さ
れ、ピストン後部のシリンダ内に空気圧が殆ど印加され
ないため、ピストン2及びピストンロッド3は低推力且
つ高速度で後退移動することができる。
【0032】図4は他の実施例を示し、ここでは、上記
の凹部4、5を有する静圧軸受部10に代えて、多孔質
の筒体を有する静圧軸受部20がピストン2の外周部に
設けられる。即ち、図4に示すように、ピストン2の外
周部には、上記絞り孔と凹部の代わりに、ポーラス状
(多孔質)の筒体24、25が、ピストン2の前部と後
部に形成された凹部に嵌込むように取付けられ、筒体2
4、25の背面側には通気路26、27が設けられ、通
気路26、27の端部はピストン2の前部と後部のシリ
ンダ1内に開口する。
【0033】また、ピストンロッド3を支持するロッド
カバー部の支持部分にも、ポーラス状(多孔質)筒体2
7が取付けられ、筒体27の背面側に通気路29が形成
され、通気路29の端部はシリンダ内に開口する。
【0034】このシリンダ装置も上記実施例と同様に動
作し、作動時、シリンダ内に供給された圧力空気は、ピ
ストン2内の通気路27又は26を通って多孔質の筒体
25又は24から噴出するため、この部分つまりピスト
ン外周面とシリンダ内周面間に静圧軸受が発生し、これ
によって、その間の摺動抵抗は非常に小さくなる。この
ときの静圧軸受用の圧力空気は、排気溝12、連通路1
3からピストンロッド3内の排気通路14を通り外部に
排気される。
【0035】また、ピストンロッド3の軸受部において
も、ロッドカバー部の通気路29から多孔質の筒体27
を通って空気が噴出するため、この部分つまりピストン
ロッド外周面とロッドカバー部の軸受面間に、静圧軸受
が発生し、これによって、その間の摺動抵抗は非常に小
さくなる。
【0036】このように、ピストン2及びピストンロッ
ド3が静圧軸受で支持されると共に、ピストンの移動側
のシリンダ内に静圧軸受用の空気圧が殆ど印加されない
ため、低推力且つ高速度でピストン2及びピストンロッ
ド3は移動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すシリンダ装置の断面図
である。
【図2】図1のII−II断面図である。
【図3】図1の III− III断面図である。
【図4】他の実施例のシリンダ装置の断面図である。
【図5】従来のシリンダ装置の断面図である。
【符号の説明】
1−シリンダ、 2−ピストン、 3−ピストンロッド、 4、5−凹部、 6、7−通気路、 8、9−絞り孔、 10−静圧軸受部、 14−排気通路。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダと、 該シリンダ内に摺動可能に嵌挿されたピストンと、 該ピストンの外周部に設けられ、該シリンダ内に供給さ
    れた圧力空気をシリンダ内周面に噴出して静圧軸受を形
    成する静圧軸受部と、 該静圧軸受部から噴出した空気を排出するための排気通
    路を設けたピストンロッドと、 を備えたことを特徴とするシリンダ装置。
  2. 【請求項2】 前記静圧軸受部は、該ピストンの外周部
    に凹部が形成され、該凹部に該シリンダ内の圧力空気を
    絞り孔を通して流す通気路を備えている請求項1記載の
    シリンダ装置。
  3. 【請求項3】 前記静圧軸受部は、該ピストンの外周部
    に多孔質の筒体が固着され、該筒体に該シリンダ内の圧
    力空気を供給する通気路を備えている請求項1記載のシ
    リンダ装置。
JP1678894A 1994-02-10 1994-02-10 シリンダ装置 Pending JPH07224807A (ja)

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