(57)【要約】【課題】  より高圧エアーが漏れにくいエアシリンダを提供する。【解決手段】  ピストンロッド３ａと、ピストンロッド３ａと接続している第１のピストンリング３ｂと、第１のピストンリング３ｂを挟んで設けている第２及び第３のピストンリング３ｃ，３ｄと、を有するピストン３と、第１のピストンリング３ｂを隔てて複数の圧力室を形成し、ピストン３がピストンロッド３ａの軸方向に移動可能にもうけられている支持孔２ａと、支持孔２ａ内に設けられ、Ｏリング４を介して第２及び第３のピストンリング３ｃ，３ｄと接することが可能となるように形成されている複数の凸部２ｂと、圧力室の一方と他方とにそれぞれ設けられ、圧力室内へと高圧エアーを供給及び圧力室外へと前記高圧エアーを排気する第１及び第２の給排部２ｃ，２ｄと、前記ピストンロッド３ａを支持するための支持孔２ｅとを有するシリンダとを備えていることを特徴としている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンロッドと、前記ピストンロッドと接続している第１のピストンリングと、前記第１のピストンリングを挟んで設けている第２及び第３のピストンリングと、を有するピストンと、
前記第１のピストンリングを隔てて複数の圧力室を形成し、前記ピストンが前記ピストンロッドの軸方向に移動可能に設けられているシリンダ孔と、前記シリンダ孔内に設けられ、Ｏリングを介して前記第２及び第３のピストンリングと接することが可能となるように形成されている複数の凸部と、前記圧力室の一方と他方とにそれぞれ設けられ、前記圧力室内へと高圧エアーを供給する及び前記圧力室外へと前記高圧エアーを排気する第１及び第２の給排部と、前記ピストンロッドを支持するための支持孔と、を有するシリンダと、
を備えていることを特徴とするエアシリンダ。
【請求項２】
更に、前記ピストンは、前記ピストンロッドに接続し、軸方向に対し前記第１，第２，第３のピストンリングのいずれにも間隔を設けて配置されている第４のピストンリングを有し、
前記シリンダには、前記第４のピストンリングが前記第４のピストンリング上に設けられている前記Ｏリングを介して側面に接することが可能な凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエアシリンダ。
【請求項３】
前記複数の凸部はテーパ形状であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエアシリンダ。
【請求項４】
前記凹部の側面の端部がテーパ形状であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のエアシリンダ。
【請求項５】
前記第１のピストンリングは、第２及び第３のピストンリングの直径よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載のエアシリンダ。
【請求項６】
前記第４のピストンリングは、第２及び第３のピストンリングの直径よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載のエアシリンダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、エアシリンダに関する。
【背景技術】
【０００２】
エアシリンダは、圧縮空気の流体エネルギーをピストンの運動エネルギーに変換することによりピストンロッドに連結された被加工物や治具等を駆動するために用いられている。
【０００３】
従来のエアシリンダには、ピストンに形成されているピストンリングの両側に圧縮室が形成された複動形のエアシリンダがあり、一方の圧力室に高圧エアーを供給してピストンロッドを一方に移動させる際には他方の圧力室は排気側となりこの内部の空気は排気される。ピストンロッドを逆方向に移動させる際には他方の圧力室に圧縮空気が供給され、一方の圧力室は排気側になり内部の空気は排気される。また、ピストンとシリンダとのとの間には空気が漏れないようにＯリングが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２７０６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のエアシリンダでは、ピストンロッドの移動にともない、ピストンとシリンダとの間に設けられているＯリングが摩擦により磨耗してしまい、一方の圧力室に供給された高圧エアーが他方の圧力室へと漏れてしまうことがあった。そのため、エアシリンダが動かなくなることがあった。
【０００６】
そこで本発明では、より高圧エアーが漏れにくいエアシリンダの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、実施形態のエアシリンダは、ピストンロッドと、ピストンロッドと接続している第１のピストンリングと、第１のピストンリングを挟んで設けている第２及び第３のピストンリングと、を有するピストンと、第１のピストンリングを隔てて複数の圧力室を形成し、ピストンがピストンロッドの軸方向に移動可能に設けられている支持孔と、支持孔内に設けられ、Ｏリングを介して第２及び第３のピストンリングと接することが可能となるように形成されている複数の凸部と、圧力室の一方と他方とにそれぞれ設けられ、圧力室内へと高圧エアーを供給及び圧力室外へと高圧エアーを排気する第１及び第２の給排部と、ピストンロッドを支持するための支持孔と、を有するシリンダとを備えていることを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係るエアシリンダを示す断面図。
【図２】本発明の応用例に係るエアシリンダを示す断面図。
【図３】本発明の実施形態に係るエアシリンダの動きを示す断面図であり、（ａ）は第２のＯリングと凸部とが接している状態の断面図、（ｂ）は第３のＯリングと凸部とが接している状態の断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態に係るエアシリンダを、図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１に示すように、エアシリンダ１は、シリンダ２、ピストン３、Ｏリング４とから構成されている。
【００１１】
シリンダ２は、直方体形状のブロック材を形成しており、シリンダ孔２ａ、複数の凸部２ｂ、第１，第２の給排部２ｃ，２ｄ、支持孔２ｅ、溝２ｆ、凹部２ｇを有している。
【００１２】
そして、ピストン３はピストンロッド３ａ、第１，第２，第３，第４のピストンリング３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅを有している。また、第１，第２，第３，第４のピストンリング３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅの外周にはそれぞれ第１，第２，第３，第４の環状溝Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４が形成されている。
【００１３】
Ｏリング４は、第１，第２，第３，第４の環状溝Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４と、溝２ｆ上に設けられている。第１，第２，第３，第４の環状溝Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４に設けられているＯリングは、それぞれ第１，第２，第３，第４のＯリング４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄであり、溝２ｆに設けられているＯリングは第５のＯリング４ｅである。
【００１４】
シリンダ孔２ａは、シリンダ２内に形成された圧力室を形成しており、ピストン３の移動と、高圧エアーの給排が可能な空間が形成された孔である。また、圧力室はピストン３の第１のピストンリング３ｂを隔てて複数の圧力室が形成されている状態になっている。
【００１５】
複数の凸部２ｂは、シリンダ孔２ａ内に形成されている。そして、ピストン３の第２，第３のピストンリング３ｃ，３ｄに設けられている、第２，第３のＯリング４ｂ，４ｃに接することが可能となるような厚みＴに設けられている。
【００１６】
このような厚みＴに形成することにより、第１のピストンリング３ｂのＯリングが摩擦により磨耗しても、複数の凸部２ｂと、第２，第３のＯリング４ｂ，４ｃが接するため、高圧エアーが一方の圧力室に供給されても他方の圧力室に漏れることを抑制することができる。
【００１７】
また、複数の凸部２ｂは、第１のピストンリング３ｂの一部と当接し、ピストン３の移動範囲を制御する役割も果たしている。そのため、できるだけ複数の凸部２ｂは、第１のピストンリング３ｂの一部と当接する間隔Ｗができるだけ長くなるように設けるとよい。
【００１８】
更に、本実施形態では複数の凸部２ｂの形状は柱形状に形成されているが、これに限られることはなく、図２に示すようにテーパ形状の凸部２ｂ´が設けられているエアシリンダ１´であってもよい。これにより、第１のピストンリング３ｂが接する際に、衝撃を緩和することが可能となる。また、第２，第３のＯリング４ｂ，４ｃが角で削れる事が抑制されるため、よりエアーが漏れにくくなる。
【００１９】
図１に示すように、第１，第２の給排部２ｃ，２ｄは、シリンダ孔２ａ内の複数の圧力室内へとそれぞれ高圧エアーを供給する場合、及び圧力室内のエアーを排気するためのものである。また、第１，第２の給排部２ｃ，２ｄは、例えば第１の給排部２ｃが高圧エアーを供給する場合、第２の給排部２ｄはエアーを排気し、第２の給排部２ｄが高圧エアーを供給する場合、第１の給排部２ｃはエアーを排気している。
【００２０】
支持孔２ｅは、ピストン３のピストンロッド３ａを支持するためのものであり、ピストンロッド３ａの軸方向に孔が形成されている。また、支持孔２ｅの一部に、溝２ｆが形成され、ピストンロッド３ａ接するように第５のＯリング４ｅが設けられている。
【００２１】
このように支持孔２ｅの溝２ｆに第５のＯリング４ｅを設け、ピストンロッド３ａと接することにより、シリンダ孔２ａ内に供給される高圧エアーが支持孔２ｅを通って外部に漏れることを抑制することができる。
【００２２】
凹部２ｇは、ピストン３の第４のピストンリング３ｅを受けるために形成されており、第４のピストンリング３ｅが凹部２ｇに当接した際に、第４のＯリング４ｅも凹部２ｇの側面と接することが可能な形状に形成されている。なお、本実施形態では、第４のピストンリング３ｅが凹部２ｇに当接した際に、第４のＯリング４ｅも凹部２ｇの側面と接することが可能な形状に形成されているが、これに限られることはなく、少なくとも第３のＯリング４ｃとが第１のピストンリングの３ａの一部が凸部２ｂと接している状態で、第４のＯリング４ｅが凹部２ｇの側面と接することが可能な形状に形成されていればよい。
【００２３】
このような形状に形成することにより、シリンダ孔２ａ内に供給される高圧エアーが支持孔２ｅを通って外部に漏れることを更に抑制することができる。
【００２４】
また、本実施形態では、凹部２ｇの側面の端部が略直角形状となっているが、これに限られることなく、図２に示すようにテーパ形状を有する凹部２ｇ´であってもよい。これにより、第４のＯリング４ｄが削れることを抑制するため、よりエアーがもれにくくなる。
【００２５】
ピストンロッド３ａは、第１，第２，第３，第４のピストンリング３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅと接続して設けられており、軸方向に往復して動いている。
【００２６】
第１，第２，第３，第４のピストンリング３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅは、それぞれリング状の形状をしている。
【００２７】
そして、第１のピストンリング３ｂは、第２，第３のピストンリング３ｃ，３ｄで挟んで設けられている。もし、第１のピストンリング３ｂと第２，第３のピストンリング３ｃ，３ｄとを間隔を設けて形成した場合、凸部２ｂと第２，第３のＯリング４ｂ，４ｃが接するための距離を長くしなければならないが、本実施形態のように第２，第３のピストンリング３ｃ，３ｄで第１のピストンリング３ｂを挟んで設けていることにより、第２，第３のＯリング４ｂ，４ｃが複数の凸部２ｂと接する距離を減らすことができ、第２，第３のＯリング４ｂ，４ｃの磨耗を抑制することができる。
【００２８】
更に、第２，第３のＯリング４ｂ，４ｃが複数の凸部２ｂと接する距離を減らすことが可能となることから、凸部２ｂと第１のピストンリング３ｂの一部が当接する間隔Ｗを長くすることが出来るため、ピストン３のストロークを長くし、効率良く動かすことが可能となる。
【００２９】
第４のピストンリング３ｅは、ピストンロッド３ａの軸方向に対して第１，第２，第３のピストンリング３ｂ，３ｃ，３ｄのいずれに対しても間隔を設けて配置されている。
【００３０】
第１のピストンリング３ｂの直径は、第２，第３のピストンリング３ｃ，３ｄの直径よりも大きく、また第４のピストンリング３ｅは、第２，第３のピストンリング３ｃ，３ｄの直径よりも小さくなるように形成されている。
【００３１】
なお、本実施形態では、第４のピストンリング３ｅは、第２，第３のピストンリング３ｃ，３ｄの直径よりも小さくなるように形成されているが、これに限られることはなく、第２，第３のピストンリング３ｃ，３ｄの直径と同じ直径でもよい。しかし、第２，第３のピストンリング３ｃ，３ｄの直径よりも小さくなるように形成されている方が望ましく、凸部２ｂと第４のＯリング４ｅが接しないため、第４のＯリング４ｅの磨耗を低減させることができる。
【００３２】
シリンダ２及びピストン３の材質としては金属から形成されている。また、Ｏリング４の材質は、樹脂性の材料から形成されている。
【００３３】
次に、エアシリンダ１の動きについて図３を用いて説明する。図３（ａ）に示すように、ピストン３は第１のピストンリング３ａの一部と、第２のＯリング４ｂが凸部２ｂに接している状態である。このとき、第１の給排部２ｃから高圧エアーが供給され、第２のピストンリング３ｃを圧力によりピストンロッド３ａの軸方向へと押し出す。そして、 第２の給排部２ｄからは圧力室内のエアーが排気される。一端ピストン３が動いてしまえば、動摩擦係数は静止摩擦係数よりも小さいため、ピストン３は第３のＯリング４ｃが凸部２ｂと第１のピストンリングの３ａの一部が凸部２ｂと接する状態となるまで動く。
【００３４】
図３（ｂ）に示すように、ピストン３は第３のＯリング４ｃが凸部２ｂに接して移動速度を減少させ、やがてピストン３は第１のピストンリングの３ａの一部が凸部２ｂと接して止まる。また、第４のＯリングも凹部２ｇの側面に接して移動速度を減少させ、やがて第４のピストンリング３ｅが凹部２ｇに接して止まる。
【００３５】
なお、本実施形態では第１のピストンリングの３ａの一部が凸部２ｂと接して止まる際に、第４のピストンリング３ｅも凹部２ｇに接して止まっているが、これに限られることはなく、第４のピストンリング３ｅが凹部２ｇに接していなくてもよい。
【００３６】
このように、ピストン３は移動を停止させる際には第１，第３，第４のＯリング４ａ，４ｃ，４ｄの摩擦により移動速度を減少させてから停止をおこなっている。これにより、ピストン３を停止させるために第１，第４のピストンリング３ｂ，３ｅがそれぞれ凸部２ｂ，凹部２ｇに接する際の衝撃を減少させることが可能となる。また、ピストン３への負荷も軽減するため、長寿命化することも可能となる。
【００３７】
そして、再び図３（ａ）に示す状態にピストン３を移動させるには、まず第２の給排部２ｄから高圧エアーが供給され、第３のピストンリング３ｄを圧力によりピストンロッド３ａの軸方向へと押し出す。そして、第１の給排部２ｄからは圧力室内のエアーが排気される。
【００３８】
その後、ピストン３は第２のＯリング４ｂが凸部２ｂに接して移動速度を減少させ、やがてピストン３は第１のピストンリングの３ａの一部が凸部２ｂと接して止まる。このように、ピストン３は移動を停止させる際には第１，第２のＯリング４ａ，４ｂの摩擦により移動速度を減少させてから停止をおこなっている。
【００３９】
以上、本実施形態によれば、シリンダ２内に複数の凸部２ｂが設けられ、ピストン３には第１のピストンリング３ｂが第２，第３のピストンリング３ｃ，３ｄに挟んで設けられている。また、第２，第３のＯリング４ｂ，４ｃが複数の凸部２ｂと接することができるように設けられている。これにより、第１のＯリング４ａが磨耗しても、第２，第３のＯリング４ｂ，４ｃが複数の凸部２ｂと接しているため、一方の圧力室から他方の圧力室へとエアーが漏れることを抑制することができる。
【００４０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４１】
１…エアシリンダ
２…シリンダ
２ａ…シリンダ孔
２ｂ，２ｂ´…凸部
２ｃ…第１の給排部
２ｄ…第２の給排部
２ｅ…支持孔
２ｆ…溝
２ｇ，２ｇ´…凹部
３…ピストン
３ａ…ピストンロッド
３ｂ…第１のピストンリング
３ｃ…第２のピストンリング
３ｄ…第３のピストンリング
３ｅ…第４のピストンリング
４…Ｏリング
４ａ…第１のＯリング
４ｂ…第２のＯリング
４ｃ…第３のＯリング
４ｄ…第４のＯリング
４ｅ…第５のＯリング
Ｍ１…第１の環状溝
Ｍ２…第２の環状溝
Ｍ３…第３の環状溝
Ｍ４…第４の環状溝
Ｔ…厚み
Ｗ…間隔
【図１】
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【図２】
2013079657.tif 000004
【図３】
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