JPS62155308A - ピストン・シリンダ・ユニツト - Google Patents

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、端部が端キャップにより閉じられ、かつ円形
断面を有する中空円筒状部材からなるピストン・シリン
ダ・ユニットに関する。

円筒状部材の内部には、その孔面と密接状態を保ち、か
つ軸方向に摺動する円形断面を有するピストンが設けら
れている。ピストンロッドは、ピストンに固着され、か
つ円筒状部材から出されたり、引っ込められたりするよ
う、円筒状部材の片方ノ端キャップを貫通し、ピストン
から円筒状部材の外方へ伸びている。また、ピストンロ
ッドと円筒状部材との間にもたらされる捩れを防止する
手段が設けられる。

〔従来の技術と問題点］ この種のピストン・シリンダ・ユニットにおいて、ピス
トンロッドと円筒状部材との間にもたらされる回転力を
排除するための装置は、通常、一方の端キャップに装着
される部分の孔を貫通させるため、固定されたロンドを
設け、かつピストンロッドと平行にするという複雑な構
成になっている。

しかし、このような捩れ防止用装置は、利用できるスペ
ースが挾いため、ユニットを相当圧縮してつくらなけれ
ばならない場合でも、前記捩れ防止装置によると、ピス
トンロッドの前進方向と直交する方向に設けられる部分
が必要であり、装置の幅が相当広くなってしまい、きわ
めて使用しにくくなる。

また、ピストンロッドが相当に伸び、可成りの捩り力が
それに作用する時、捩れ防止装置の正確度に問題が生じ
る。つまり、受入れがたいバックラッシュがあり、この
構成は非実用的である。

そこで、捩れ防止装置が、大きな負荷を受けるような時
、設計者は、円形構造から離れ、どうしてもピストン若
しくはピストンロッドの輪郭に頼らざるを得なくなる。

しかし、ピストン・シリンダの配置をそのようにすると
、製造の複雑化による費用がかさみ、そのため、採算的
な理由から、捩れ防止装置を必要としている多くのシス
テムに使用することはできなくなる。

本発明は第１の目的は、従来のものより簡単に製造しう
るピストン・シリンダ・ユニットを提供することである
。

本発明の第２の目的は、従来より安価に製造しうるピス
トン・シリンダ・ユニットを提供することである。

本発明の第３の目滝は、ピストンロッドに捩れを与えな
い、言い換えれば、ピストンとシリンダとの間の捩れ作
用が全くない、極めて精緻なアクチュエータを提供する
ことである。

本発明の第４目的は、完全な捩れ防止装置を提供するこ
とである。

〔問題点を解決するための手段〕

上述した目的、及びそれ以外の目的を達成するため、円
筒状部材から突出するピストンロッドの一部は、ピスト
ンロッドの伸びの程度によらず、円筒状部材の周囲を包
囲している滑動式支持部材に固着される。

円筒状部材の中央面即ち矢状面の両側において、支持部
材は、円筒状部材の畏手方向に延びる２つの支持平面上
で動きうる滑り支持面としての対称配置支持部を有して
いる。この支持平面は、少なくともピストンのストロー
ク動作中、支持部上のそれぞれの滑り支持面と係合しう
るよう１円筒状部材と空間的位置関係を保って取り付け
られているベースに設けられている。

本発明によるピストン・シリンダ・ユニットの利点は、
支持部材における滑り支持面と、ベースの滑動面との間
に、連続的な協働性があるため、ピストンロッドのスト
ロークが長くなっている際でも、完全にバックラッシュ
のない、つまり、非常に正確な捩れ防止案内動作が保証
される。円筒状部材の軸の回りの双方の回転方向で作用
している広い面にわたって支持作用があり、この作用は
、ピストンロッドに作用するどんなに大きな捩れ力にも
完全に対抗できる。

また、本発明による装置は、小型につくることができ、
かつ邪魔な突出部分が全くない。

更に、本発明による装置は、ピストンロッドの捩れを防
止するために、円筒状部材自体に何ら変更を加える必要
がないので、簡単に、しかも安くつくることができる。

そのため、捩れ防止装置を備えていない既存のピストン
・シリンダ装置でも、高価な部品を使用せずに１本発明
を用いて安く改変することができる。

本発明の利点は、特許請求の範囲からも理解されよう。

ベースに設けられた支持平面は、互いに同一平面上にあ
り、かつ円筒状部材の外面に対する接線方向の面内にあ
る。この面は、円筒状部材の外面に対する接線方向であ
るとともに、当該面から離隔している面と平行な面とし
てもよい。

更に、ベースは、一つのプレート面を円筒状部材と向か
い合うようにさせ、かつ前記プレート面に支持面を設け
るようにして、円筒状部材に固着されるプレート状部材
とすることができる。本発明のこれらの特徴により、滑
動面を特に安く製造できる。

ベースがプレート状であることが、設計上も有利であり
、かつ円筒状部材ならびにプレート状ベースを、所望の
場所に簡単に取り付けることができるので、ピストン・
シリンダ・ユニットに有利に使用できる。

本発明によれば、ピストンロッドの軸に対する捩れを防
止するため、ピストンロッドに固着される支持部材は、
円筒状部材の軸線と平行な軸を有する断面が円孤状の円
形シリンダからなり、また、支持部材は、２つの長手方
向縁、円孤状の周端部。

および滑り支持面を備えている。

それにより、２つの支持部の間には、相当に大きい間隔
が設けられるので、支持部は、強い応力に耐えられ、か
つ過酷な条件の下で作動する時でも、ピストンロッドの
捩れを阻止し正確な案内を保証する。また１円筒状の支
持部材は、特に費用をかけずに製作でき、かつ全体の構
成もすっきりする。

支持部材には、横方向に出っ張ったり、邪魔になるもの
がない。従って、ピストン・シリンダ・ユニットを小型
にしうるとともに、作動時の危険災害を最低に抑えるこ
とができる。

本発明の別の実施態様によれば、支持部材の内面の少な
くとも一部が、例えば、円筒状部材自体の外面のように
、円筒状部材の外周支持面上で滑動しうる。支持部材は
、動かされる部分に亘って。

円筒状部材の外径とほぼ等しい直径を有する円孤状の中
空円形シリンダからなっている。円孤状断面の支持部材
は、円筒状部材の周囲を半分以上覆っている。

本発明は、支持部材の内径寸法が、円筒状部材の外周部
に対し相補的であることから分かるように、高度に小型
化しうる点に特徴がある。

また、支持部材が、円筒状部材の外周面の大部分に亘っ
て摺動状態を形成するので、ピストンロッドの捩れを阻
止するとともに、優れた案内動作を確保しうる。支持部
材が円筒状部材の周囲を半分以上に亘って延在している
ため、横方向の大きい力に抗することができる。

円筒状部材の長手方向における支持部材の長さが、少な
くとも、ピストンロッドの長さに等しくなっていれば、
円筒状部材は、大部分を支持部材によって遮蔽される。

また、円筒状部材の長手方向におけるベースの長さが、
少なくとも、ピストンロッドの長さと等しくなっていれ
ば、支持部材の滑り支持面が、ベースの滑動面と係合す
るので。

支持部材に対する案内が確実になる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の好適実施例を、添付の図面を参照して詳
細に説明する。

第１図示のピストン・シリンダ・ユニットは、細長い中
空円筒状部材（５）を備えている。その両端は、特に説
明しない端キャップによって閉じられている。

シリンダ用端キャップの一方には、シール状態で、その
中央を貫通しているピストンロッド（６）が取り付けら
れる。円筒状部材（５）の内部において、ピストンロッ
ド（６）は、前記円筒状部材を２つのピストン空間に分
けるようにして、孔面、即ち円筒状部材の内面と密接状
態で係合する図示してない円柱状ピストンに連結されて
いる。

孔には、ピストンを往復動させて、ピストンロッド（６
）が円筒状部材から出たり、引っ込んだりするよう、加
圧流体が供給され、かつ抜き取られる。

円筒状部材（５）の外面の部分（７）は、全長に亘゛す
、ベース（８）（第２図参照）固着されている。このベ
ース（８）は１機械の一部であってもよく、また、本実
施例に示すように、８！械の一部に取り付けられる別の
部材であってもよい。

円筒状部材（５）は１本実施例に示すように、例えば溶
接によって直接ベース（８）に固着するか、第４図に示
すように、円筒状部材（５）の両端に設けたラグへ挿入
したねじによって、ベース（８）に螺着される。

本実施例において、ベースは、プレート状若しくは管状
の部材（９）からなり、その片方の平面（１０）は、円
筒状部材（５）がその部分（７）で支持されるよう、円
筒状部材（５）に接している。

プレート状部材（９）の長さは、円筒状部材（５）の長
さとほぼ等しいか１円筒状部材（５）の端部から、その
方向へ若干突出する程度にすることができる。俯敞する
と、ベース（８）は、概ね長方形を呈している。

ベース（８）、即ちプレート状部材（９）は、ピストン
ロッド（６）の円筒状部材（５）に対する捩れを防止さ
せる装置の一部をなしている。

この装置は、更に、支持部材（１４）を備えている。

この部材（１４）は、ピストンロッド（６）の位置がど
こへきても１円筒状部材（５）から外側へ出ているピス
トンロッド部分（１５）に、　（１６）のところで固着
されている。このように支持部材（１４）とピストンロ
ッド（６）を連結することにより、支持部材（１４）は
、ピストンロッド（６）に対して滑るとか、捩れを起こ
すことはなくなる。

従って、ピストンロッド（６）が円筒状部材（５）から
出たり、引っ込んだりすると、支持部材（１４）は、ピ
ストンロッド（６）の動きと連動する。また、支持部材
（１４）は、ピストンロッド（６）のあらゆる位置にお
いて、円筒状部材（５）の殆んどを覆うようになってい
る。

第１図乃至第３図に示すように、支持部材（１４）は、
円孤状の細長い中空シリンダ、即ち円形断面を有する円
筒体（つまり、支持部材（１４）の断面が、円弧の形状
を呈している。）からなり、その長手方向の軸は、円筒
状部材（５）の長手方向軸と平行になっており、またそ
の内湾曲面は、円筒状部材（５）およびピストンロッド
（６）に対向している。

断面として左右に示されている支持部材（１４）の長手
方向終端部（１８）（１８″）は、それぞれ、滑り支持
面（２１）（２２）に対する支持部（１９）　（２０）
になっている。２つの面（２１）　（２１）は、円筒状
部材（５）の周面で対向しており、また、ピストンロッ
ド（６）の位置に応じ、支持面（２１）　（２２）の全
部か、単にその一部が、プレート状部材（９）、即ちベ
ース（８）の滑動面（２３）（２４）上で、プレート状
部材（９）と滑動係合する。

第２図および第３図に示すように、円筒状部材（５）は
、一部を支持部材（１４）により、他部をベース（８）
によって、周囲を完全に囲まれている。２つの滑り支持
面（２１）　（２２）は、円筒状部材（５）の長手方向
軸を含む中央面即ち矢状面（２５）の両側に位置してい
る。

実施態様によれば、矢状面（２５）は、而（１０）に対
しピストン・シリンダ・ユニットを対称的に配置させる
べく、ベース（８）の面（１０）に直角になっており、
また、滑り支持面（２１）　（２２）は、プレート状部
材（９）の長手方向縁部に、それぞれ設けられる。

従って、支持部材（１４）の滑り支持面（２１）（２２
）は、部材（１４）の長手方向に伸びるとともに、プレ
ート状部材（９）の対応する滑動面（２３）　（２４）
上で、隙間嵌め式に動く。また、これらの滑動面（２３
）　（２４）は、前記中央面（２５）の両側にそれぞれ
位置し、好ましくは、共通面内とする。つまり、それら
は、同一平面上にあり、かつベース（８）の而（１０）
に載るようにするのがよい。

滑動面（２３）　（２４）は、ベース（８）の面（１０
）に、単一面研削により簡単に作ることができる。すな
わち、容易にベース（８）面の一部として形成しうる。

この場合、プレート状部材の面は、プレート面（１０ａ
）を構成し、滑動面（２３）　（２４）は同時に、第１
図乃至第３図から分かるように、円筒状部材（５）の周
囲に対して接線方向を向いている。

しかし、円筒状部材（５）は、プレート状ベース（８）
の而（１０）から成る程度離隔させて配置することもあ
り、また、而（１０）に、円筒状部材（５）の周辺部と
相補的な窪みを形成し、その窪みに、円筒状部材（５）
を据えることもあるにのような場合。

２つの滑動面（２３）　（２４）を含む面は、円筒状部
材（５）を割線のように切る面となる。

円筒状部材（５）の長手方向における支持部材（１４）
の長さは、少なくともピストンロッド（６）のストロー
クの長さと等しく、かつピストンロッド（６）が引っ込
められた状態において、円筒状部材（５）を全長にねた
って覆いうる程度でよい。

引っ込めた状態において、滑り支持面（２１）　（２２
）は、滑動面（２３）（２４）と全面的に係合する。こ
の状態を、第１図に破線で示しである。

円筒状部材（５）の内部のピストン空間の片側に流体が
供給され、ピストンロッドが伸びていけば、支持部材（
１４）は、矢印（２９）で示す方向に動かされる。また
、あるストロークの動作中、ロッドがその位置を逐次変
えていくと、ピストンロッドの部分（１５）で取り付け
られた支持部材の部分は１次第にベース（８）と重合し
て行く。

中間状態を第１図に実線で示す。この場合、滑り支持面
（２１）　（２２）は、部分的に滑動面（２３）　（２
４）と係合している。しかし、この状態は、支持部材の
面と、プレート状ベース（８）との間に有効な協働作用
が残されるよう、ピストンロッド（６）が完全に伸びた
段階に相当する。

第１図および第２図示のピストン・シリンダ・ユニット
によれば、支持部材（１４）は、長手方向の半中空シリ
ンダからなっている。言い換えれば、中空シリンダを直
径面で分割してできたものである。この中空シリンダの
内径は、円筒状部材（５）の外径より相当に大きく、か
つ第２図に示すように、支持部材（１４）は、円筒状部
材（５）にアーチ状に架設される。

２つの滑り支持面（２１）　（２２）は、円筒状部材（
５）に対する接線方向の共通面内にあり、かつ前記中央
面（２５）から相当に離隔している。従って、大きなて
こが形成され、支持部材（１４）は、プレート状ベース
（８）の面（１０）を支持することにより、ピストンロ
ッド（６）に作用する捩り荷重に有効に抵抗しうる。従
って、ピストンロッドは、相当に長く伸ばされている時
でも、捩れないよう確実に保持される。

第１図および第２図示の実施例とは異なり、第３図示の
実施例の場合、片側が開口した中空シリンダからなる支
持部材（１４）は、円筒状部材（５）の方を向いている
内面（３０）の一部が、部材（５）の外面（３１）と摺
動するようになっている。

この面は、円筒状部材（５）自体の外面であるが、別の
形式でも実施できるので１円筒状部材（５）の周辺から
離隔させることができる。例えば、半径方向突出部に環
状体を形成させることができる。

第３図示の実施例による支持部材（１４）の内径は、円
筒状部材（５）の外径と概ね等しく、従って、支持部材
（１４）は、円筒状部材（５）に対し摺動しうるように
なっている。また、中空円筒状支持部材の弧長は、１８
０度以上の角度で展開しているので、円筒状部材（５）
の周囲の半分以上と当接している。

有効な捩れ防止作用のほか、第３図示の実施例では、ピ
ストンロッド（６）は、支持部材（１４）により案内さ
れる。また支持部材（１４）の一部が円筒状部材（５）
を包囲しているため、横方向の力に対して、ユニットを
適切な位置に保つことができる。

これは、ピストンロッド（６）が相当に長く伸ばされた
場合、特に有効である。

支持部材（１４）のピストンロッド（６）への取付けは
、ピストンロッド部（１５）に隣接する支持部材（１４
）の端部に蓋板（３５）を装着し、それに、ピストンロ
ッド（６）が通る孔を開け、ピストンロッドをねじ込む
ようにして行なう。また、適宜なりランプ手段による連
結具（１６）を用いて行なうこともできる。

第４図は、ピストン・シリンダ・ユニットが機械要素（
３２）に取り付けられ、ベース（８）と前記要素とが（
３３）で螺着された様子を示す。

この取り付けを可能にするため、ベース（８）には、ね
じを通すことができる孔（３４）（第１図参照）を多数
設けることが好ましい。

第３図は、ベース（８）を貫通するねじにより機械部（
３２）に螺着されたピストン・シリンダ・ユニットを示
す。

支持部材（１４）が円筒状部材（５）に対し同軸状に配
置されている第３図示の実施例には１円筒状部材（５）
の長手方向に直交する方向を挾くできることや、円筒状
部材の周囲寸法を大きくさせないという使用面での有利
点がある。これは、明らかに中央面（２５）の側に入っ
ている際、滑り支持面（２１）（２２）および滑動面（
２３）　（２４）が、ベース（８）に隣接する円筒状部
材（５）の下方で部分的に広がっていることに立脚して
いる。従って、プレート状部材（９）の幅は、円筒状部
材（５）の外径寸法に対応して制限される。

図示しないが、このほか１円筒状部材（５）に架設され
る単一ランナー、即ちアーチにもっと似るよう、円筒状
部材（５）の軸方向に測って長さが相当に短かいサドル
の形にして、支持部材を容易につくることができる。

また、本発明の使用上の特徴は、第１図乃至第４図示の
実施例の場合、もし、支持部材（１４）が。

それに設けられた滑り支持面と、ベース（８）における
滑動面との間で当接しうる長さを有していれば、プレー
ト状ベース（８）の長さは、円筒状部材（５）の長さ以
下になるよう短縮できる。

本発明による捩れ防止機構は、いずれにせよ、ピストン
ロッド（６）を殆ど変える必要がないという理由から、
ピストンロッドの捩れ防止装置を持たなかった既存のピ
ストン・シリンダ・ユニットを改良するためにも都合よ
く使用できる。また、中空シリンダ状の支持部材（１４
）は、低コストで製造ができる。更に、本発明の利点は
、ピストン・シリンダ・ユニットを相当に短かい寸法で
つくりうることである。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の第１の実施例によるピストン・シリ
ンダ・ユニットの斜視図である。 第２図は、第１図の線■−Ｈにおける縦断面図である。 第３図は、本発明の第２の実施例によるピストン・シリ
ンダ・ユニットの縦断面図である。 第４図は、本発明によるピストン・シリンダ・ユニット
の使用状態を示す側面図である。

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. （１）断面が円形の中空円筒状部材と、 前記円筒状部材の両端を閉じるための端キャップと、 前記円筒状部材の内部で、その孔面と液密係合しながら
   、軸方向に動きうる断面が円形のピストンと、 前記ピストンに固着させるとともに、一方の端キャップ
   を通って円筒状部材から外方へ伸び、かつ前記円筒状部
   材から出されたり、引っ込められるピストンロッドと、 前記円筒状部材の外側においてピストンロッドの一部に
   固着されている支持部材と、 前記円筒状部材に固定されているベース とからなり、 前記支持部材は、ピストンロッドと並進的に動き、前記
   ピストンロッドの突出および引っ込みの程度いかんにか
   かわらず、円筒状部材の周方向の大部分を包囲し、かつ
   、円筒状部材の軸線を含む中央面に対して対称的に設け
   られる２つの支持部を備え、 前記各支持部は、滑り支持面を備え、 前記ベースは、円筒状部材の長手方向へ伸びる２つの支
   持平面を備え、それら各面は、ピストンの少なくとも部
   分的ストローク動作の間、支持部に設けられた前記滑り
   支持面と、それぞれ係合しうるようになっていることを
   特徴とするピストン・シリンダ・ユニット。
2. （２）ベースにおける支持平面が、互いに同一平面上に
   あることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載
   のピストン・シリンダ・ユニット。
3. （３）２つの支持平面を含む面が、円筒状部材の外面に
   対して接線方向を向いていることを特徴とする特許請求
   の範囲第（２）項に記載のピストン・シリンダ・ユニッ
   ト。
4. （４）２つの支持平面を含む面が、円筒状部材の外面に
   対する接線方向と平行であり、かつ前記円筒状部材から
   離隔していることを特徴とする特許請求の範囲第（２）
   項に記載のピストン・シリンダ・ユニット。
5. （５）ベースが、円筒状部材に固着されたプレート状部
   材であり、かつ、前記円筒状部材の方に向けられている
   一つのプレート面を有するとともに、支持面を備えてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（２）項に記載の
   ピストン・シリンダ・ユニット。
6. （６）ベースが、長方形の輪郭を有し、かつ機械類に取
   り付けられるようになっており、また、円筒状部材の外
   面が、前記ベースと当接していることを特徴とする特許
   請求の範囲第（５）項に記載のピストン・シリンダ・ユ
   ニット。
7. （７）ピストンロッドが、その両端部間の長さに対応す
   る一定距離を動き、その際、支持部材が、円筒状部材の
   長手方向に沿って、前記一定距離に対応する距離を移動
   するようになっていることを特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項に記載のピストン・シリンダ・ユニット。
8. （８）支持部材が、当該部材とピストンロッドとの間で
   、ピストンロッドの軸の周りの捩れを排除するべく、ピ
   ストンロッドに固着され、かつ前記支持部材は、円筒状
   部材の軸線と平行な長手方向軸を有する、断面が円孤状
   の中空シリンダからなり、更に、２つの長手方向縁、円
   孤状の周端部、および滑り支持面を有していることを特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載のピストン・
   シリンダ・ユニット。
9. （９）支持部材は、少なくとも一部が、円筒状部材の周
   りに配列された外周支持面と摺動する内面を有している
   こと特徴とする特許請求の範囲第（８）項に記載のピス
   トン・シリンダ・ユニット。
10. （１０）支持部材は、少なくとも一部が、円筒状部材の
    上に形成された外周支持面と摺動する内面を有している
    ことを特徴とする特許請求の範囲第（８）項に記載のピ
    ストン・シリンダ・ユニット。
11. （１１）円孤状の中空シリンダからなる支持部材が、当
    該部材によって摺動される円筒状部材の部分の外径とほ
    ぼ等しい直径を有していることを特徴とする特許請求の
    範囲第（９）項に記載のピストン・シリンダ・ユニット
    。
12. （１２）断面が円孤状の支持部材が、円筒状部材の周囲
    のおよそ半分以上を包囲していることを特徴とする特許
    請求の範囲第（１１）項に記載のピストン・シリンダ・
    ユニット。
13. （１３）支持部材が、当該部材によって摺動される円筒
    状部材の部分の外径より大きい内径を有していることを
    特徴とする特許請求の範囲第（８）項に記載のピストン
    ・シリンダ・ユニット。
14. （１４）支持部材が、当該部材によって摺動される円筒
    状部材の外径より大きい内側半径を有していることを特
    徴とする特許請求の範囲第（１３）項に記載のピストン
    ・シリンダ・ユニット。
15. （１５）支持部材が、円筒状部材と同軸状に配列されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第（８）項に記載
    のピストン・シリンダ・ユニット。
16. （１６）支持部材が、円筒状部材に当接しうるランナー
    を形成するべく、サドル状になっていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第（８）項に記載のピストン・シリン
    ダ・ユニット。
17. （１７）円筒状部材の長手方向におけるベースの長さが
    、少なくとも、ピストンロッドのストローク長と同じで
    あることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載
    のピストン・シリンダ・ユニット。
18. （１８）円筒状部材の長手方向における支持部材の長さ
    が、少なくともピストンロッドの長さと同じであること
    を特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載のピスト
    ン・シリンダ・ユニット。