(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外管と内管との間に複数個のリブが配設されて、内管と外管との間に間隙が維持され、
上記内管内と上記隙間内を空気の流路として、それらの流路を空気圧源から切換弁を介して空気圧システムにおける空気の供給側及び排出側に接続する可変容積二重チューブであって、
上記内管が膨張・収縮可能とされ、内管内と間隙内とを流れる流入空気と排出空気との圧力差に応じて内管が膨張又は収縮し、内管及び間隙の容積が可変とされ、
上記内管内又は隙間内が空気圧システムにおける空気の排出側に接続されている状態から空気の供給側に切り換えられた後、ストロークの前半の該内管内又は隙間内の断面積が小さいときに、流入空気が絞られて該内管内又は隙間内がメータイン方式の回路として機能し、一方、上記隙間内又は内管内が空気の供給側に接続されている状態から空気の排出側に切り換えられた後、ストロークの後半の該隙間内又は内管内の断面積が小さくなったときに、排出空気が絞られて該隙間内又は内管内がメータアウト方式の回路として機能するものとして構成されている、
ことを特徴とする空気圧システム用可変容積二重チューブ。
【請求項２】
外管と内管とが同一の材料で形成され、リブが軸線方向に連続的に形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の空気圧システム用可変容積二重チューブ。
【請求項３】
外管と内管とが一体化して形成され、リブが複数個とされ、リブの内端を相互に接続する壁部によって内管が構成されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の空気圧システム用可変容積二重チューブ。
【請求項４】
外管と内管とが別材料で形成され、リブが軸線方向に連続的又は断続的に形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の空気圧システム用可変容積二重チューブ。
【請求項５】
外管とリブとが一体化して形成され、リブの内側に内管が挿入されている、
ことを特徴とする請求項４に記載の空気圧システム用可変容積二重チューブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気圧システムにおいてエアを送るために用いられる可変容積二重チューブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エアシリンダ、配管、流体分配器（切換弁）からなる空気圧システムにおいて、配管として外管及び内管からなる二重チューブを用いることが知られている（特開平８−３２６７１０号公報参照）。この従来例では、小型エアシリンダのヘッドブロックに袋ナットを用いて二重チューブの一端が連結され、二重チューブの内管内は小型エアシリンダの一方の作動室に連通され、内管と外管との間の間隙は小型エアシリンダの他方の作動室に連通されている。二重チューブの他端は流体分配器のヘッドロックに袋ナットを用いて接続され、流体分配器（切換弁）の操作によって小型エアシリンダの作動室のどちらかにエアが供給され、反対側の作動室のエアは排出される。なお、二重チューブは、可撓性を有するが膨張収縮はしないものである。
【０００３】
エアシステムのエアシリンダを作動させると、流入（充填，エア供給）側では切換弁等の絞り部分で、また排出（放出，流出）側ではシリンダ・配管全体で、ともに圧力が降下して断熱変化により空気温度が低下し、霧状ミストが発生することがある。霧状ミストの密度は空気の密度よりも大きいので、ミストと空気とは異なる速度で移動し、流入側では空気の減速過程でミストは空気よりも先に進み、排出側では加速過程でミストは空気よりも遅れ、その結果、ミストはシリンダ側へ徐々に移行し蓄積される傾向にある。前記の従来例は、配管容積が大きくエアシリンダが小型であるので、新空気と元空気と交換ができず、シリンダ側へ移行したミストにより空気の湿度が高まって結露を起こし、錆の発生や潤滑油の流出等によりシリンダの作動不良を起こすことがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、二重チューブの内管内又は間隙内にそれぞれ流入空気又は排出空気を流した場合に、二重チューブの内管内及び間隙内に高湿の空気及びミストが蓄積しないようにすることにより結露を防止することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る空気圧システム用可変容積二重チューブは、外管と内管との間に複数個のリブが配設されて、内管と外管との間に間隙が維持され、上記内管内と上記隙間内を空気の流路として、それらの流路を空気圧源から切換弁を介して空気圧システムにおける空気の供給側及び排出側に接続する可変容積二重チューブであって、上記内管が膨張・収縮可能とされ、内管内と間隙内とを流れる流入空気と排出空気との圧力差に応じて内管が膨張又は収縮し、内管及び間隙の容積が可変とされ、上記内管内又は隙間内が空気圧システムにおける空気の排出側に接続されている状態から空気の供給側に切り換えられた後、ストロークの前半の該内管内又は隙間内の断面積が小さいときに、流入空気が絞られて該内管内又は隙間内がメータイン方式の回路として機能し、一方、上記隙間内又は内管内が空気の供給側に接続されている状態から空気の排出側に切り換えられた後、ストロークの後半の該隙間内又は内管内の断面積が小さくなったときに、排出空気が絞られて該隙間内又は内管内がメータアウト方式の回路として機能するものとして構成されていることを特徴とするものである。
上記空気圧システム用可変容積二重チューブにおいては、外管と内管とが同一の材料で形成され、リブが軸線方向に連続的に形成されたものとすることができ、その場合に、外管と内管とが一体化して形成され、リブが複数個とされ、リブの内端を相互に接続する壁部によって内管が構成されたものとすることができる。
また、上記可変容積二重チューブにおいては、外管と内管とが別材料で形成され、リブが軸線方向に連続的又は断続的に形成され、この場合に、外管とリブとが一体化して形成され、リブの内側に内管が挿入されたものとすることができる。
なお、本発明の空気圧システム用可変容積二重チューブにおいては、二重管継手付切換弁の二重管差込口に可変容積二重チューブの一端が装着され、可変容積二重チューブの他端が三叉式管継手の二重管差込口に装着され、三叉式管継手の２個の単管ポートとエアシリンダの２個の給排ポートとが単管又は流路によって連通され、切換弁の一方の出力ポートが二重管差込口、可変容積二重チューブ、三叉式管継手の二重管差込口、二叉式管継手の一方の単管ポート、単管又は流路を通してエアシリンダの一方の給排ポートに接続され、切換弁の他方の出力ポートが同様にしてエアシリンダの他方の給排ポートに連通された結露防止機能を有するエアシステムとすることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の可変容積二重チューブの実施の形態第１を示す。図１において、外管11と内管12との間に３個（複数個）の半径方向のリブ13が配設され、外管11、内管12、リブ13が一体化されている。内管12は肉厚のリブ13の内端を肉薄の壁部14で接続することにより形成され、内管12と肉厚の外管11の間には３個（複数個）の間隙15が形成されている。なお、図１(a) では、２つのリブ13の内端の間を接続する肉薄の壁部14が直線状態とされているが、円弧状態で接続してもよい。可変容積二重チューブ10は各種の合成樹脂・合成ゴムを押出成形して製造（外管11、内管12、リブ13が同一材料で製造）され、肉薄の内管12が膨張又は収縮可能とされるが、肉厚の外管11はほとんど膨張、収縮を行わない。間隙15内と内管12内との圧力差に応じて内管12が膨張又は収縮し、内管12及び間隙15の容積が可変とされている。可変容積二重チューブ10は押出成形により製造されるので、図１(a) の断面のものが軸線方向に連続して形成されている。
【０００７】
図１(a) は内管12内と間隙15内との圧力差がない状態を示し、このとき内管12は略三角形となっているが、不図示の二重管継手に接続すると、内管12が変形して二重管継手内の断面円形のインナコネクタに嵌合される。図１(b) は内管12内の圧力が間隙15内の圧力よりも相当高い状態（例えば内管12内を流入側とし間隙15内を排出側にしたときのピストンストロークの後半）を示している。このとき、内管12は相当膨張しているが、更に膨張可能である。図１(c) は間隙15内の圧力が内管12内の圧力よりも非常に高い状態（例えば間隙15内を流入側とし内管12内を排出側にしたときのピストンストローク端）を示し、このとき内管12は完全に収縮している。
【０００８】
図２は本発明の可変容積二重チューブの実施の形態第２を示す。図２において、外管11の内側に半径方向に突出した４個（複数個）のリブ13が形成され、外管11とリブ13とは一体化されて形成されている。リブ13の内側に内管12が挿入され、リブ13の内端と内管12の外周面とは離隔され又は接触され、外管11と内管12とは別材料で製造されている。外管11・リブ13と内管12とはともに押出成形により製造され、内管12は膨張収縮し易い材料で製造され、外管11・リブ13は比較的膨張収縮し難い材料で製造されている。なお、図２ではリブ13は軸線方向に連続して形成されているが、リブ13を軸線方向に断続的に（リブを所定の長さにして）形成してもよい。
【０００９】
図３は本発明の可変容積二重チューブ10を空気圧システムに適用した状態を示す。二重管継手付電磁切換弁17の二重管継手18に可変容積二重チューブ10の一端が差し込まれて接続され、可変容積二重チューブ10の他端は三叉式管継手19の二重管差込部20に差し込まれて接続されている。エアシリンダ27の両端部には第１単管継手25，第２単管継手26がそれぞれ連結され、第１単管継手25と三叉式管継手19の第１単管差込部21との間は第１単管23により接続され、第２単管継手26と三叉式管継手19の第２単管差込部22との間は第２単管24により接続されている。ここでは、二重管継手18によって、電磁切換弁17の出力ポートＡが可変容積二重チューブ10の間隙15に連通され、かつ電磁切換弁17の出力ポートＢが可変容積二重チューブ10の内管12に連通されることとする。また、三叉式管継手19によって、可変容積二重チューブ10の間隙15が第１単管23に連通され、可変容積二重チューブ10の内管12が第２単管24に連通されることとする。
【００１０】
電磁切換弁17を一方へ切り換えると、空気圧源が出力ポートＢに連通され、かつ出力ポートＡが大気に連通され、他方へ切り換えると空気圧源が出力ポートＡに連通され、出力ポートＢが大気に連通され、この切り換えが繰り返されることとする。電磁切換弁17を一方へ切り換えたとき、圧力空気は出力ポートＢ、可変容積二重チューブ10の内管12、三叉式管継手19、第２単管24、第２単管継手26を通ってエアシリンダ27のヘッド側作動室に流入する。エアシリンダ27のロッド側作動室の空気は第１単管継手25、第１単管23、三叉式管継手19、可変容積二重チューブ10の間隙15、出力ポートＡ、電磁切換弁17を通って大気に排出される。
【００１１】
電磁切換弁17を一方へ切り換えた直後において、可変容積二重チューブ10は図１(c) の状態であり、間隙15内の方が内管12内よりも圧力が非常に高い。その後、内管12内に流入空気が流れ、間隙15内の空気が大気へ排出され、かつ間隙15にエアシリンダ27からの排出空気が流れると、圧力が逆転して、内管12内が間隙15内よりも高圧となる。内管12は図１(c) の状態から膨張して図１(b) の状態にいたり、ヘッド側作動室へ流入する空気によりピストンが前進し、ピストンが前進ストローク端にいたると内管12は更に膨張する。内管12の膨張により間隙15の容積が減少し、間隙15内の排出側の空気が押し出されて（ポンプ作用により）大気に排出され、間隙15内に空気が残らない。
【００１２】
電磁切換弁17を一方へ切り換えた後に、内管12は断面積の小さい状態から断面積の大きい状態へ変化するので、内管12の断面積の小さいとき（ピストンの前進ストロークの前半）に流入空気は絞られてメータイン方式の回路と同様の機能を奏する。このとき、間隙15の断面積は図１(c) の大きい状態から図１(b) の小さい状態へ変化するので、間隙15の断面積が小さくなったとき（ピストンの前進ストロークの後半）に排出空気は絞られてメータアウト方式の回路と同様の機能を奏する。
【００１３】
電磁切換弁17を他方へ切り換えると、その直後において、可変容積二重チューブ10は図１(b) よりも膨張した状態であり、その後、間隙15内に流入空気が流れ、内管12に排出空気が流れると、圧力が逆転し、間隙15内が内管12内よりも高圧となる。内管12は図１(b) の状態を経てさらに収縮し、ロッド側作動室へ流入する空気によりピストンが後退し、ピストンが後退ストローク端にいたると内管12は更に収縮して図１(c) の状態となる。内管12の収縮により内管12の容積が減少し、内管12内の排出側の空気が押し出されて（ポンプ作用により）大気に排出され、内管12内に空気が残らない。このように、電磁切換弁17の切り換えに応じて、内管12内の排出側空気も間隙15内の排出側空気も、ともにピストンが後退ストローク端にいたるまでに排出され、可変容積二重チューブ10の内管12内及び間隙15内にミストが蓄積しない。
【００１４】
電磁切換弁17を他方へ切り換えた後に、間隙15は断面積の小さい状態から断面積の大きい状態へ変化するので、間隙15の断面積の小さいとき（ピストンの後退ストロークの前半）に流入空気は絞られてメータイン方式の回路と同様の機能を奏する。このとき、内管12の断面積は図１(b) のような大きい状態から図１(c) の小さい状態へ変化するので、内管12の断面積が小さくなったとき（ピストンの後退ストロークの後半）に排出空気は絞られてメータアウト方式の回路と同様の機能を奏する。このように、スピードコントローラ（絞りとチェック弁とを並列に接続したもの）を用いることなく、流入側及び排出側にスピードコントローラを配設したときと同様の機能を奏する。
【００１５】
図３では、三叉式管継手19をエアシリンダ27の長手方向の中間位置に配置したので、三叉式管継手19と単管継手25、26との間を２本の単管23、24で接続した。
しかし、三叉式管継手19をエアシリンダ27の長手方向のどちらかの端部に配置すれば、一方の作動室と三叉式管継手19との間をエアシリンダ27のボディ内の通路で連通させ、単管は１本だけ用いることとなる。また、エアシリンダ27のボディ内に軸線方向の通路を形成すれば、単管は不要となる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の可変容積二重チューブは、内管内と間隙内の圧力差に応じて内管が膨張又は収縮し、内管及び間隙の容積が可変とされている。従って、二重チューブの内管又は間隙にそれぞれ流入空気又は排出空気を流した場合に、流入空気と排出空気との圧力差によって、排出空気の流れる流路（内管又は間隙）の容積が常に小さくなり、排出空気が完全に排出され、二重チューブの内管内及び間隙内にミストが蓄積しない。空気圧システムのエアシリンダと切換弁との間にこの可変容積二重チューブを配設すると、二重チューブの内管内及び間隙内にミストが蓄積しないので、結露が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の可変容積二重チューブの実施の形態第１の断面図であり、図１(a) は内管内と間隙内との圧力が同一の状態を示し、図１(b) は内管内の圧力が間隙内の圧力よりも相当高い状態を示し、図１(c) は間隙内の圧力が内管内の圧力よりも非常に高い状態を示す。
【図２】本発明の可変容積二重チューブの実施の形態第２の斜視図である。
【図３】本発明の可変容積二重チューブを空気圧システムに適用した状態を示す概要図である。
【符号の説明】
10  可変容積二重チューブ
11  外管
12  内管
13  リブ
14  壁部
15  間隙
【図１】
0004623245.tif 000002
【図２】
0004623245.tif 000003
【図３】
0004623245.tif 000004