(57)【要約】【課題】ダイヤフラムやベローズを使ったシリンダやアクチュエータで、シリンダやピストン・シール・ロッド等を省いて直に、一容器自体が繰り返し伸縮往復運動することを課題とする。【解決手段】ダイヤフラムやベローズの特性である加減圧流体の漏れのない密閉性と伸縮性を活かし、座屈範囲内で使用すれば両端支持のみでも繰り返し伸縮往復運動する事が出来、単純作動・以外にはガイド等の構成部品が無く、一体容器のみで磨耗部品も無い利点がある。【選択図】図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤフラムやベローズにトップキャップと、供給ポートを持つエンドキャップを一体容器に接合し、又は、一体容器に組立られた容器を加減圧流体により伸縮往復運動をするようにした加減圧伸縮器。
【請求項２】
鏡板のあるダイヤフラムやベローズに供給ポートを持つエンドキャップを一体容器に接合し加減圧流体により伸縮往復運動をするようにした加減圧伸縮器。
【請求項３】
ダイヤフラムやベローズにガイドされたトップキャップと、供給ポートを持つ固定されたエンドキャップを一体容器に接合し加減圧流体により一定ストローク・一定支持力を持って伸縮往復運動をするようにした加減圧伸縮器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮空気などの流体によって、シリンダケース等を介さずトップキャップと供給ポートを持つエンドキャップを伸縮性のあるベローズで一体に接合し伸縮往復運動をするようにした加減圧伸縮器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のダイヤフラムシリンダやベローズシリンダではダイヤフラムやベローズの特性として、ガイドやシリンダは不用にも拘らず、ガイド・シャフトを使ったり、シリンダケース内を摺動して往復運動するものがほとんどである。
また、簡便な一方向のみ加圧するタイプのピストンシリンダでも構成する部品点数は５，６点有り、また、戻し用の圧縮コイルばね等が用いられ構成部品を減らす事にはなっていない。
【０００３】
【特許文献１】特開Ｈ８−１８９５０４号公報
【特許文献２】特開２０００−３０４１３１号公報
【特許文献３】特開２００５−２３７６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする問題点は、ダイヤフラムやベローズを使ったシリンダやアクチュエータで、シリンダやピストン・シール・ロッド等の構成部品を省いて直に、一容器自体が伸縮往復運動することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、ダイヤフラムやベローズの特性である加減圧流体の漏れのない密閉性と伸縮性を最大限活かす方法として、密閉性は現在の製造方法でも十分満足できると思われるが、伸縮性を活かそうとして活かしきれず、ガイド・シャフトをガイドとして使ったり、シリンダケース内を摺動させて構成部品を多用して伸縮・往復運動するものがほとんどである。伸縮性を最大限活かすには、最も身近な圧宿コイルばねの特性を参考にして観れば明白である。
【０００６】
圧宿コイルばねの特性を観れば外径・線径及び巻数に対し長さの比率が長いと座屈を起こすが、座屈範囲内で使用すればコイル両端支持のみで繰り返し伸縮往復運動する事が出来る。結果として、金属ベローズ（弾性金属等）においても、適宜な外径・内径及び板厚のリングを層状に内と内、外と外が接合された構成のものが座屈を起こさない範囲をストロークとして伸縮往復運動することを最も主要な特徴とする。
【０００７】
勿論、金属ベローズでも、パイプ等からの転造成形も種々・色々出来る。また、使用目的に合わせ弾力と剛性のバランスのある可撓性樹脂を使い、反力に対し圧力損失の少ないベローズ形状に一体成型も可能である。現在の技術力を十分活かし、溶接もレーザ溶接や摩擦溶接等を使い薄板溶接を可能にし、また素材の貼り合せや混合、熱処理等にも微調整が可能であり安定した品質が得られる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のベローズ伸縮器は、鏡板のあるダイヤフラムやベローズにエンドキャップを接合した２部品構成もしくは、ダイヤフラムやベローズにトップキャップとエンドキャップの３部品構成で簡素に一体の容器を形成しただけのアクチュエータであり、室内に加減圧流体が出入する事により繰り返しダイヤフラムやベローズが伸縮往復運動するという単純作動のほかにはガイド等の構成部品が無く、一体容器のみで磨耗部品も無い利点があり、伸縮往復運動する駆動体として最小にして高出力が得られる。
【０００９】
又、圧宿コイルばねの螺旋形状と比較するよりも皿ばねが向き合わせで接続された様な形態で、ベローズの形状は均等に積層が出来るので座屈を起こす可能性は、圧縮コイルばねより、かなり低く出来る。それらことから、クッションとして使用する場合など、圧縮コイルばねより長いストロークが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
ダイヤフラムやベローズにトップキャップと供給ポートを持つエンドキャップを一体容器に接合し加減圧流体により伸縮往復運動する時、その室内の受圧方向はトップキャップとエンドキャップが一線の軌跡上で繰り返し伸縮往復運動する様、ダイヤフラムやベローズを整える。
以下図面に基づき説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の１実施例であり、収縮時の断面図であって、（１）〜（４）は、図２の伸長時も同様である。また図中に在る、矢印は流体の流れ方向を示す。
図1と図２では同一容器内に、流体の減圧時のベローズ（３）の収縮状態と加圧時のベローズ（３）の伸長状態を比較した断面図を示す。
【００１２】
図３は、産業上身近なエアーニッパーに活用した状態を示し、トップキャップ（１）とエンドキャップ（２）に歯部 
A （６），B （７）の一端それぞれを接続ピン（５）で接続し、歯部中央に支点ピン（８）で歯部 A （６），B 
（７）を支持する機構を形成し、供給口（４）より加圧エアーを供給する事でベローズ（３）が伸び、支点ピン（８）を中心に回転が起きる様子を想像線で示す。
【００１３】
また、歯部を物を掴む爪にする事でエアーチャック等も同様の機構で形成できる。ニッパーやチャックは小ストロークでも、より大きいパワーが要求され且つ繰り返す使用頻度は多いので、磨耗部の無いダイヤフラムやベローズの伸縮器の最も実用的な例を示す。
【実施例２】
【００１４】
図４は、１個、または、多数個を連動あるいは、単独で作動した使用状態を示し、ベローズ伸縮器を用いたクランプ仕様の断面図であって、トップキャップ（１）の先端で製品を押え、且つメタルブシュ（１２）等でガイドされ太矢印範囲を一定ストロークすると、固定部 
B （１１）により制限される、エンドキャップ（２）は固定部 A 
（９）に固定ボルト（１０）により完全固定支持されているので二点破線の製品位置では、一定ストローク・一定クランプ力が保証される事を示す。
【実施例３】
【００１５】
図５は、本発明の１実施例であり、収縮時の断面図であって（１）、（２）、（４）は、図６の伸長時も同様である。また他の図中に在る、矢印は流体の流れ方向を示す。図５と図６では同一容器内に流体の減圧時のダイヤフラム（１３）の状態と加圧時のダイヤフラム（１３）の状態を比較した断面図である。
【実施例４】
【００１６】
それから、図７、図８は、本発明の１実施例であり、トップキャップ（１）を省き、鏡板（１４）にする事で低コストと、より小さいコンパクトなダイヤフラムやベローズの伸縮器が得られる。
【００１７】
そして、勿論、図３で支点ピン（８）を中心に回転が起きるが、ベローズ（３）の製作段階で同一円弧状に稼動する様、個々のベローズの部位で膜圧を変えた特性を持たすことで、接続ピン（５）を省略する事も出来る。また、図４の実施例を発展させ、両端をガイドして精度の良い平行チャック等に使用展開できる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
産業上身近なエアーニッパーやメカチャック、クランプの様な小ストロークで大トルクが必要な駆動法としてほとんどが、ピストンの有るシリンダが使用されているが、構成部品は長いストロークでも同じ点数で構成される。小ストロークで、より大きいパワーが要求され、且つ、繰り返し使用頻度が頻繁な器具では、磨耗部の無いダイヤフラムやベローズの伸縮器が最も実用的である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ベローズ伸縮器の実施方法を示した収縮時の断面図である。（実施例１）
【図２】ベローズ伸縮器の実施方法を示した伸長時の断面図である。（実施例１）
【図３】ベローズ伸縮器の実施方法をニッパで示した収縮時の一部断面図である。（実施例１）
【図４】ベローズ伸縮器の実施方法をクランプで示した伸縮時の比較断面図である。（実施例２）
【図５】ダイヤフラム伸縮器の実施方法を示した収縮時の断面図である。（実施例３）
【図６】ダイヤフラム伸縮器の実施方法を示した伸長時の断面図である。（実施例３）
【図７】ダイヤフラム伸縮器の実施方法を示した伸長時の断面図である。（実施例４）
【図８】ベローズ伸縮器の実施方法を示した伸長時の断面図である。（実施例４）
【符号の説明】
【００２０】
１    トップキャップ
２    エンドキャップ
３    ベローズ
４    供給口
５    接続ピン
６    歯部 
A
７    歯部 B
８    支点ピン
９    固定部 A
１０    固定ボルト
１１    固定部 
B
１２    メタルブシュ
１３    ダイヤフラム
１４    鏡板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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