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技術 シリンダ

出願人 株式会社ジェイ・クリエイト堀内政晴
発明者 加藤静夫堀内政晴
出願日 2018年9月7日 (2年8ヶ月経過) 出願番号 2018-168296
公開日 2020年3月19日 (1年1ヶ月経過) 公開番号 2020-041576
状態 特許登録済
技術分野 アクチュエータ
主要キーワード 軸端開口 防爆施設 内側リング部材 外側リング部材 係止部品 金属製筒体 塞ぎ体 給水ポート
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年3月19日)のものです。
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図面 (13)

課題

簡易且つ安価な構造のシリンダを提供する。

解決手段

本シリンダ1Aは、伸縮可能なケーシング2を備え、ケーシングは、テレスコープ状に連結された複数の筒体3〜5と、最内側及び最外側の筒体の軸端開口を塞ぐ一対の塞ぎ体6、7と、を備える。そして、ケーシングには、少なくとも最内側の筒体の内周面と一対の塞ぎ体の各内面とで囲まれるケーシング内部空間Sに対して流体(例えば、水)を給排するためのポート14が形成されており、ポートを介してケーシング内部空間に流体を供給することでケーシングが伸長し、ポートを介してケーシング内部空間から流体を排出することでケーシングが短縮する。

概要

背景

従来のシリンダとして、ピストンロッドを備えるシリンダ(例えば、特許文献1〜3等参照)やピストンロッドを備えないロッドレスシリンダが一般に知られている。この種のシリンダでは、ピストンロッドの有無にかかわらず、シリンダチューブ内ピストン又はピストンに代わる部品を備えている。そして、シリンダチューブは、ピストン又はピストンに代わる部品に推力を与えるために注入される液体又は気体容器役割を果たしている。

概要

簡易且つ安価な構造のシリンダを提供する。本シリンダ1Aは、伸縮可能なケーシング2を備え、ケーシングは、テレスコープ状に連結された複数の筒体3〜5と、最内側及び最外側の筒体の軸端開口を塞ぐ一対の塞ぎ体6、7と、を備える。そして、ケーシングには、少なくとも最内側の筒体の内周面と一対の塞ぎ体の各内面とで囲まれるケーシング内部空間Sに対して流体(例えば、水)を給排するためのポート14が形成されており、ポートを介してケーシング内部空間に流体を供給することでケーシングが伸長し、ポートを介してケーシング内部空間から流体を排出することでケーシングが短縮する。

目的

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、簡易且つ安価な構造のシリンダを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

伸縮可能なケーシングを備えるシリンダであって、前記ケーシングは、テレスコープ状に連結された複数の筒体と、前記複数の筒体のうちの最内側及び最外側の筒体の軸端開口を塞ぐ一対の塞ぎ体と、を備え、前記ケーシングには、前記複数の筒体のうちの少なくとも最内側の筒体の内周面と前記一対の塞ぎ体の各内面とで囲まれるケーシング内部空間に対して流体を給排するためのポートが形成されており、前記ポートを介して前記ケーシング内部空間に流体を供給することで前記ケーシングが伸長し、前記ポートを介して前記ケーシング内部空間から流体を排出することで前記ケーシングが短縮することを特徴とするシリンダ。

請求項2

前記複数の筒体のそれぞれは、合成樹脂により形成されている請求項1記載のシリンダ。

請求項3

前記流体は、液体であり、前記ケーシングには、前記ケーシング内部空間内のエアを抜くためのエア抜弁が設けられている請求項1又は2に記載のシリンダ。

請求項4

前記一対の塞ぎ体の間には、前記ケーシングを短縮する方向に付勢する付勢体介装されている請求項1乃至3のいずれか一項に記載のシリンダ。

請求項5

前記一対の塞ぎ体のうちの一方の塞ぎ体には、前記筒体の軸端開口に連なり且つ該筒体の軸方向から見て該軸端開口の外周側に広がる空間が形成されている請求項1乃至4のいずれか一項に記載のシリンダ。

請求項6

前記複数の筒体のうちの内外に隣り合う内側及び外側の筒体において、前記内側の筒体の軸端側には、前記外側の筒体の外周面圧接するシール部材を備える内側リング部材が設けられており、前記外側の筒体の軸端側には、前記内側の筒体の外周面に圧接するシール部材を備える外側リング部材が設けられており、前記外側リング部材及び/又は前記外側の筒体には、前記シール部材により仕切られる前記内側の筒体と前記外側の筒体との間の空間を外部に開放する開口部が設けられている請求項1乃至5のいずれか一項に記載のシリンダ。

請求項7

前記ケーシングの伸長時に前記内側リング部材及び前記外側リング部材が当接することで前記内側の筒体及び前記外側の筒体の相対移動規制される請求項6記載のシリンダ。

技術分野

0001

本発明は、シリンダに関し、更に詳しくは、伸縮可能なケーシングを備えるシリンダに関する。

背景技術

0002

従来のシリンダとして、ピストンロッドを備えるシリンダ(例えば、特許文献1〜3等参照)やピストンロッドを備えないロッドレスシリンダが一般に知られている。この種のシリンダでは、ピストンロッドの有無にかかわらず、シリンダチューブ内ピストン又はピストンに代わる部品を備えている。そして、シリンダチューブは、ピストン又はピストンに代わる部品に推力を与えるために注入される液体又は気体容器役割を果たしている。

先行技術

0003

特開2001−012415号公報
特開2003−004008号公報
実開昭56−056902号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかし、上記従来のシリンダでは、シリンダチューブ内にピストン又はピストンに代わる部品を備えているので、部品点数が多く、複雑且つ高価な構造となってしまう。

0005

なお、上記特許文献1には、樹脂製のシリンダ4とシリンダを覆うカバー27、28により、シリンダの変形を抑える水圧シリンダが記載されている。また、上記特許文献2には、樹脂製シリンダチューブ2aの内側に金属製筒体を設けた水圧シリンダが記載されている。さらに、上記特許文献3には、鋼管シリンダの内面エポキシ粉体塗装することで腐食を防止する水圧シリンダ装置が記載されている。

0006

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、簡易且つ安価な構造のシリンダを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

上記問題を解決するために、請求項1に記載の発明は、伸縮可能なケーシングを備えるシリンダであって、前記ケーシングは、テレスコープ状に連結された複数の筒体と、前記複数の筒体のうちの最内側及び最外側の筒体の軸端開口を塞ぐ一対の塞ぎ体と、を備え、前記ケーシングには、前記複数の筒体のうちの少なくとも最内側の筒体の内周面と前記一対の塞ぎ体の各内面とで囲まれるケーシング内部空間に対して流体を給排するためのポートが形成されており、前記ポートを介して前記ケーシング内部空間に流体を供給することで前記ケーシングが伸長し、前記ポートを介して前記ケーシング内部空間から流体を排出することで前記ケーシングが短縮することを要旨とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記複数の筒体のそれぞれは、合成樹脂により形成されていることを要旨とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記流体は、液体であり、前記ケーシングには、前記ケーシング内部空間内のエアを抜くためのエア抜弁が設けられていることを要旨とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の発明において、前記一対の塞ぎ体の間には、前記ケーシングを短縮する方向に付勢する付勢体介装されていることを要旨とする。
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の発明において、前記一対の塞ぎ体のうちの一方の塞ぎ体には、前記筒体の軸端開口に連なり且つ該筒体の軸方向から見て該軸端開口の外周側に広がる空間が形成されていることを要旨とする。
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の発明において、前記複数の筒体のうちの内外に隣り合う内側及び外側の筒体において、前記内側の筒体の軸端側には、前記外側の筒体の外周面圧接するシール部材を備える内側リング部材が設けられており、前記外側の筒体の軸端側には、前記内側の筒体の外周面に圧接するシール部材を備える外側リング部材が設けられており、前記外側リング部材及び/又は前記外側の筒体には、前記シール部材により仕切られる前記内側の筒体と前記外側の筒体との間の空間を外部に開放する開口部が設けられていることを要旨とする。
請求項7に記載の発明は、請求項6記載の発明において、前記ケーシングの伸長時に前記内側リング部材及び前記外側リング部材が当接することで前記内側の筒体及び前記外側の筒体の相対移動規制されることを要旨とする。

発明の効果

0008

本発明のシリンダによると、ケーシングは、テレスコープ状に連結された複数の筒体と、複数の筒体のうちの最内側及び最外側の筒体の軸端開口を塞ぐ一対の塞ぎ体と、を備える。そして、ケーシングには、複数の筒体のうちの少なくとも最内側の筒体の内周面と一対の塞ぎ体の各内面とで囲まれるケーシング内部空間に対して流体を給排するためのポートが形成されており、ポートを介してケーシング内部空間に流体を供給することでケーシングが伸長し、ポートを介してケーシング内部空間から流体を排出することでケーシングが短縮する。このように、ケーシング内部空間に対する流体の給排によりケーシングを伸縮させるようにしたので、従来のようにケーシング内にピストン又はピストンに代わる部品を備える必要がなく、簡易且つ安価な構造のシリンダを提供することができる。
また、前記複数の筒体のそれぞれが、合成樹脂により形成されている場合は、軽量化を図り得るとともに、更に簡易且つ安価な構造にできる。
また、前記流体が、液体であり、前記ケーシングに、前記ケーシング内部空間内のエアを抜くためのエア抜弁が設けられている場合は、ケーシング内部空間内に液体を供給する際に、エア抜弁によりケーシング内部空間内のエアが排気されるため、ほぼ液体のみによる加圧となり、ケーシングの伸長動作が安定的に行われる。
また、前記一対の塞ぎ体の間に、付勢体が介装されている場合は、付勢体の付勢力によりケーシングの短縮動作が円滑に行われる。
さらに、前記一対の塞ぎ体のうちの一方の塞ぎ体に、前記筒体の軸端開口に連なり且つ該筒体の軸方向から見て該軸端開口の外周側に広がる空間が形成されている場合は、比較的小径の筒体を採用することでケーシングの伸縮スピードが高められるとともに、塞ぎ体において流体圧がかかる面域を広く確保できる。
さらに、前記複数の筒体のうちの内外に隣り合う内側及び外側の筒体において、前記内側の筒体の軸端側に、特定の内側リング部材が設けられており、前記外側の筒体の軸端側に、特定の外側リング部材が設けられており、前記外側リング部材及び/又は前記外側の筒体に、開口部が設けられている場合は、ケーシングが伸長する際にシール部材により仕切られる内側及び外側の筒体の間の空間の空気が開口部を介して外部へ排気され、ケーシングが短縮する際に開口部を介して空間内へ空気が吸引される。よって、ケーシング内部空間の密封性が高められるとともに、ケーシングの伸長動作が円滑に行われる。
さらに、前記ケーシングの伸長時に前記内側リング部材及び前記外側リング部材が当接することで前記内側の筒体及び前記外側の筒体の相対移動が規制される場合は、ケーシングの伸長時の内側及び外側の筒体の連結解除が規制される。

図面の簡単な説明

0009

本発明について、本発明による典型的な実施形態の非限定的な例を挙げ、言及された複数の図面を参照しつつ以下の詳細な記述にて更に説明するが、同様の参照符号は図面のいくつかの図を通して同様の部品を示す。
実施例1に係るシリンダ(ケーシングの短縮状態)の縦断面図である。
上記シリンダ(ケーシングの伸長状態)の縦断面図である。
上記シリンダの斜視図であり、(a)はケーシングの短縮状態を示し、(b)はケーシングの伸長状態を示す。
図1の要部拡大図であり、(a)はエア抜きの途中の状態を示し、(b)はエア抜きの完了した状態を示し、(c)はケーシングの伸長の初期状態を示す。
実施例2に係るシリンダ(ケーシングの短縮状態)の縦断面図である。
実施例3に係るシリンダ(ケーシングの短縮状態)の縦断面図である。
実施例4に係るシリンダ(ケーシングの短縮状態)の縦断面図である。
上記シリンダの用途(物品昇降装置)を説明するための説明図であり、(a)は物品下降状態を示し、(b)は物品の上昇状態を示す。
上記シリンダの他の用途(物品昇降装置)を説明するための説明図であり、(a)は物品の下降状態を示し、(b)は物品の上昇状態を示す。
上記シリンダの更なる他の用途(入浴補助装置)を説明するための説明図である。
他の形態に係るシリンダを説明するための説明図である。
更なる他の形態に係るシリンダを説明するための説明図である。

0010

ここで示される事項は例示的なものおよび本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。

0011

本実施形態に係るシリンダは、伸縮可能なケーシング(2)を備えるシリンダ(1A〜1D)であって、ケーシング(2)は、テレスコープ状に連結された複数の筒体(3、4、5)と、複数の筒体(3〜5)のうちの最内側及び最外側の筒体(3、5)の軸端開口を塞ぐ一対の塞ぎ体(6、7)と、を備える(例えば、図1図3等参照)。そして、ケーシング(2)には、複数の筒体(3〜5)のうちの少なくとも最内側の筒体(3)の内周面と一対の塞ぎ体(6、7)の各内面とで囲まれるケーシング内部空間(S)に対して流体を給排するためのポート(14)が形成されており、ポート(14)を介してケーシング内部空間(S)に流体を供給することでケーシング(2)が伸長し、ポート(14)を介してケーシング内部空間(S)から流体を排出することでケーシング(2)が短縮する。

0012

上記複数の筒体(3〜5)の材質、大きさ、個数等は特に問わない。これら各筒体は、例えば、合成樹脂により形成されていることができる。この合成樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂ポリエステル樹脂ポリアミド樹脂ポリ塩化ビニル樹脂ABS樹脂AES樹脂、AAS樹脂繊維強化樹脂等が挙げられる。これらのうち、成形性、剛性、価格等の点でポリ塩化ビニル樹脂、ABS樹脂、AES樹脂、AAS樹脂が好ましく、特にポリ塩化ビニル樹脂が好ましい。

0013

上記一対の塞ぎ体(6、7)の材質、大きさ、形状等は特に問わない。この塞ぎ体は、例えば、合成樹脂により形成されていることができる。この合成樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ABS樹脂、AES樹脂、AAS樹脂、繊維強化樹脂等が挙げられる。これらのうち、成形性、剛性、価格等の点でポリ塩化ビニル樹脂、ABS樹脂、AES樹脂、AAS樹脂が好ましく、特にポリ塩化ビニル樹脂が好ましい。

0014

上記ポート(14)の構造、配置場所、個数等は特に問わない。このポート(14)は、例えば、一対の塞ぎ体(6、7)のうちの一方の塞ぎ体(7)に形成されていることができる。さらに、上記流体の種類は特に問わず、液体であっても、気体であってもよい。この流体は、利用性の観点から、水(特に水道水)であることが好ましい。

0015

本実施形態に係るシリンダとしては、例えば、上記流体は、液体であり、ケーシング(2)には、ケーシング内部空間(S)内のエアを抜くためのエア抜弁(21)が設けられている形態(例えば、図4等参照)が挙げられる。このエア抜弁(21)の種類、配置場所、個数等は特に問わない。このエア抜弁(21)は、通常、ケーシング(2)の伸長状態でケーシング内部空間(S)の最上位に配置されている。このエア抜弁(21)としては、例えば、フロート式ベローズ式等が挙げられる。さらに、エア抜弁(21)は、例えば、一対の塞ぎ体(6、7)のうちの一方の塞ぎ体(6)に設けられていることができる。

0016

本実施形態に係るシリンダとしては、例えば、上記一対の塞ぎ体(6、7)の間には、ケーシング(2)を短縮する方向に付勢する付勢体(31)が介装されている形態(例えば、図5等参照)が挙げられる。この付勢体(31)の種類、配置場所、個数等は特に問わない。この付勢体としては、例えば、バネゴム等が挙げられる。

0017

本実施形態に係るシリンダとしては、例えば、上記一対の塞ぎ体(6、7)のうちの一方の塞ぎ体(6)には、筒体(3)の軸端開口に連なり且つ該筒体(3)の軸方向から見て該軸端開口の外周側に広がる空間(33)が形成されている形態(例えば、図6等参照)が挙げられる。

0018

本実施形態に係るシリンダとしては、例えば、上記複数の筒体(3〜5)のうちの内外に隣り合う内側及び外側の筒体(3、4)において、内側の筒体(3)の軸端側には、外側の筒体(4)の外周面に圧接するシール部材(11a)を備える内側リング部材(11)が設けられており、外側の筒体(4)の軸端側には、内側の筒体(3)の外周面に圧接するシール部材(12a)を備える外側リング部材(12)が設けられており、外側リング部材(12)及び/又は外側の筒体(4)には、シール部材(11a、12a)により仕切られる内側の筒体(3)と外側の筒体(4)との間の空間(U)を外部に開放する開口部(9)が設けられている形態(例えば、図1図3等参照)が挙げられる。この場合、開口部(9)の設定の容易性の観点から、開口部(9)が外側リング部材(12)に設けられていることが好ましい。なお、上記シール部材としては、例えば、OリングVリング等が挙げられる。

0019

上述の形態の場合、例えば、上記ケーシング(2)の伸長時に内側リング部材(11)及び外側リング部材(12)が当接することで内側及び外側の筒体(3、4)の相対移動が規制されることができる(例えば、図1図3等参照)。

0020

本実施形態に係るシリンダとしては、例えば、上記ポート(14)には、一端側が水道水の蛇口(15)に接続された接続管(16)の他端側が接続されており、接続管(16)には、ポート(14)へ水を給水する状態と、ポート(14)から水を排水する状態と、ポート(14)に対する給水及び排水を停止する状態と、に切替可能な切替弁(17)が備えられている形態(例えば、図1等参照)が挙げられる。これにより、低圧の水道水を利用してシリンダ(1A〜1D)を作動できる。

0021

なお、上記実施形態で記載した各構成の括弧内の符号は、後述する実施例に記載の具体的構成との対応関係を示すものである。

0022

以下、図面を用いて実施例1〜4により本発明を具体的に説明する。なお、本実施例1〜4では、ケーシングの伸縮方向を上下方向としたシリンダを例示する。さらに、本実施例1〜4では、水(本発明に係る「流体」として例示する。)により作動されるシリンダを例示する。

0023

<実施例1>
(1)シリンダの構成
本実施例に係るシリンダ1Aは、図1図3に示すように、上下方向Pに伸縮可能なケーシング2を備えている。このケーシング2は、テレスコープ状(即ち、入れ子状)に連結された径の異なる複数(図中3つ)の筒体3、4、5と、複数の筒体3〜5のうちの最内側(即ち、最小径)の筒体3の軸端開口を塞ぐ塞ぎ体6と、複数の筒体3〜5のうちの最外側(即ち、最大径)の筒体5の軸端開口を塞ぐ塞ぎ体7と、を備えている。

0024

上記各筒体3〜5は、合成樹脂により円筒状に形成されている。また、塞ぎ体6は、合成樹脂により円板状に形成されており、塞ぎ体7は、合成樹脂により角板状に形成されている(図3参照)。さらに、各塞ぎ体6、7は、筒体3、5の軸端側に対して、ネジ止め等により取り付けられている。さらに、塞ぎ体7は、台座として機能する。

0025

上記複数の筒体3〜5のうちの内外に隣り合う内側及び外側の筒体3、4において、内側の筒体3の軸端側には、外側の筒体4の外周面に圧接するシール部材11aを備える合成樹脂製の内側リング部材11が設けられている。この内側リング部材11は、ネジ止め等により筒体3に取り付けられている。また、外側の筒体4の軸端側には、内側の筒体3の外周面に圧接するシール部材12aを備える合成樹脂製の外側リング部材12が設けられている。この外側リング部材12は、ネジ止め等により筒体4に取り付けられている。そして、ケーシング2の伸長時に、内側及び外側の筒体3、4のリング部材11、12同士が当接することで内側及び外側の筒体3、4の相対移動(すなわち、内側及び外側の筒体3、4の連結解除)が規制される(図2参照)。

0026

上記外側リング部材12には、シール部材11a、12aにより仕切られる内側の筒体3と外側の筒体4との間の空間Uを外部に開放する開口部9が設けられている。この開口部9は、一端側が空間Uに面して開口し且つ他端側が外部に面して開口する通路状に形成されている。そして、ケーシング2が伸長する際に空間Uの空気が開口部9を介して外部に排気されるため、空間Uの空気が圧縮されて内気圧が上昇してしまうことが防止される。また、ケーシング2が短縮する際に開口部9を介して空間U内に外部の空気が吸引されるため、空間U内が負圧とならない。なお、本実施例では、外側リング部材12に開口部9を設けるようにしたが、これに限定されず、例えば、筒体4における外側リング部材12との接合付近に開口部9を設けてもよい。

0027

なお、上記複数の筒体3〜5のうちの内外に隣り合う内側及び外側の筒体4、5においても、上述と略同様にして、内側の筒体4の軸端側には、外側の筒体5の外周面に圧接するシール部材11aを備える合成樹脂製の内側リング部材11が設けられている。さらに、外側の筒体5の軸端側には、内側の筒体4の外周面に圧接するシール部材12aを備える合成樹脂製の外側リング部材12が設けられている。この外側リング部材12には、シール部材11a、12aにより仕切られる内側の筒体4と外側の筒体5との間の空間Tを外部に開放する開口部9が設けられている。

0028

上記塞ぎ体7には、複数の筒体3〜5のうちの少なくとも最内側の筒体3の内周面と一対の塞ぎ体6、7の各内面とで囲まれるケーシング内部空間Sに対して水を給排するためのポート14が形成されている。このケーシング内部空間Sは、該ケーシング2の短縮状態(図1参照)においては、複数の筒体3〜5のうちの主に最内側の筒体3の内周面と一対の塞ぎ体6、7の各内面とで囲まれて形成される一方、該ケーシング2の伸長状態(図2参照)においては、複数の筒体3〜5の各内周面と一対の塞ぎ体6、7の各内面とで囲まれて形成される。すなわち、ケーシング内部空間Sは、ケーシング2の伸縮動作に応じて伸縮される。

0029

上記ポート14は、一端側が塞ぎ体7の側面に開口しており、他端側が塞ぎ体7にケーシング内部空間Sに面して開口している。このポート14には、一端側が水道水の蛇口15に接続されたホース等の接続管16の他端側が接続されている(図1参照)。この接続管16の途中には、手動により操作可能な切替弁17が備えられている。この切替弁17は、ポート14へ水を給水する状態と、給水ポート14から水を排水する状態と、ポート14に対する給水及び排水を停止する状態と、に切替可能とされている。

0030

上記塞ぎ体6には、図4に示すように、ケーシング内部空間S内のエアを抜くためのフロート式のエア抜弁21がケーシング内部空間Sの最上位に設けられている。このエア抜弁21は、塞ぎ体6にケーシング内部空間Sに面して配置されている。またエア抜弁21は、本体22と、本体22内に昇降自在に設けられるフロート23と、を備えている。この本体22は、ネジ止め等により塞ぎ体6に取り付けられている。また、本体22には、塞ぎ体6に形成された排気路24とケーシング内部空間Sとを連絡する第1連絡路25と、本体22内のフロート23の下側空間とケーシング内部空間Sとを連絡する第2連絡路26と、が形成されている。

0031

上記エア抜弁21によると、ケーシング2の短縮状態でケーシング内部空間S内に水が供給される際に、自重(あるいはバネの付勢力)によりフロート23が下降端に位置することで、第1連絡路25及び排気路24を介してケーシング内部空間S内のエアが外部に排気される(図4(a)参照)。一方、ケーシング内部空間S内に水が満杯に満たされるときに、第2連絡路26に流入する水によりフロート23が浮上することで、第1連絡路25が閉鎖される(図4(b)参照)。

0032

(2)シリンダの作用
次に、上記構成のシリンダ1Aの作用について説明する。図1に示すように、ケーシング2の短縮状態で、切替弁17を切替えてケーシング内部空間S内に水道水を供給する。すると、エア抜弁21によりケーシング内部空間S内のエアが外部に排気される(図4(a)参照)。そして、ケーシング内部空間S内に水が満杯に満たされると、その水圧により、中間側及び最外側の筒体4、5に対して最内側の筒体3が上昇する。その後、最外側の筒体5に対して最内側及び中間側の筒体3、4が一体的に上昇する。その結果、図2に示すように、ケーシング2が伸長状態となる。

0033

図2に示すように、ケーシング2の伸長状態で、切替弁17を切替えてケーシング内部空間S内の水を排出する。すると、筒体3、4の自重により、最外側の筒体5に対して最内側及び中間側の筒体3、4が随時または適宜一体的に下降する。その後、中間側の筒体4が最下降すると、中間側及び最外側の筒体4、5に対して最内側の筒体3が下降する。その結果、図1に示すように、ケーシング2が短縮状態となる。

0034

(3)実施例の効果
本実施例のシリンダ1Aによると、ケーシング2は、テレスコープ状に連結された複数の筒体3〜5と、複数の筒体3〜5のうちの最内側及び最外側の筒体3、5の軸端開口を塞ぐ一対の塞ぎ体6、7と、を備える。そして、ケーシング2には、複数の筒体3〜5のうちの少なくとも最内側の筒体3の内周面と一対の塞ぎ体6、7の各内面とで囲まれるケーシング内部空間Sに対して水を給排するためのポート14が形成されており、ポート14を介してケーシング内部空間Sに水を供給することでケーシング2が伸長し、ポート14を介してケーシング内部空間Sから水を排出することでケーシング2が短縮する。このように、ケーシング内部空間Sに対する水の給排によりケーシング2を伸縮させるようにしたので、従来のようにケーシング内にピストン又はピストンに代わる部品を備える必要がなく、簡易且つ安価な構造のシリンダ1Aを提供することができる。

0035

特に、本実施例のシリンダ1Aでは、水道水を利用して作動されるため、電気油類が使用できない場所や使用したくない場所での安全・安心アクチュエータとして利用できる。具体的に、動力源が水道水のみであるため、電源不要で電気代ゼロであり、省エネとなる。また、感電漏電心配がなく、安全である。また、振動が少なく、音が静かで昇降時に急激な落下がなく、安心である。また、油漏れグリス飛散の心配がなく、CO2の排出量が少なく、環境保全を図り得る。さらに、シンプルな構造で軽量且つコンパクトである。さらに、屋外、水中、防爆施設クリーンルーム等で利用可能である。

0036

また、本実施例では、複数の筒体3〜5のそれぞれは、合成樹脂により形成されている。これにより、軽量化を図り得るとともに、更に簡易且つ安価な構造にできる。

0037

また、本実施例では、ケーシング2には、エア抜弁21が設けられている。これにより、ケーシング内部空間S内に水を供給する際に、エア抜弁21によりケーシング内部空間S内のエアが排気されるため、ほぼ水のみによる加圧となり、ケーシング2の伸長動作が安定的に行われる。

0038

また、本実施例では、複数の筒体3〜5のうちの内外に隣り合う内側及び外側の筒体3、4において、内側の筒体3の軸端側には、外側の筒体4の外周面に圧接するシール部材11aを備える内側リング部材11が設けられており、外側の筒体4の軸端側には、内側の筒体3の外周面に圧接するシール部材12aを備える外側リング部材12が設けられており、外側リング部材12に、開口部9が設けられている。これにより、ケーシング2が伸長する際にシール部材11a、12aにより仕切られる内側及び外側の筒体3、4(4、5)の間の空間U(T)の空気が開口部9を介して外部へ排気され、ケーシング2が短縮する際に開口部9を介して空間U(T)内へ空気が吸引される。よって、ケーシング内部空間Sの密封性が高められるとともに、ケーシング2の伸長動作が円滑に行われる。

0039

さらに、本実施例では、ケーシング2の伸長時に内側リング部材11及び外側リング部材12が当接することで内側及び外側の筒体3、4の相対移動が規制される。これにより、ケーシング2の伸長時の内側及び外側の筒体3、4の連結解除が規制される。

0040

さらに、本実施例では、ポート14には、一端側が水道水の蛇口15に接続された接続管16の他端側が接続されており、接続管16には、ポート14へ水(水道水)を給水する状態と、ポート14から水を排水する状態と、ポート14に対する給水及び排水を停止する状態と、に切替可能な切替弁17が備えられている。これにより、低圧の水道水を利用してシリンダ1Aを作動できる。

0041

<実施例2>
次に、実施例2に係るシリンダ1Bについて説明する。なお、本実施例2のシリンダ1Bにおいて、上記実施例1のシリンダ1Aと略同じ構成部位には同じ符号を付けて詳説を省略し、両者の相違点について説明する。

0042

本実施例のシリンダ1Bでは、図5に示すように、一対の塞ぎ体6、7の間に、ケーシング2を短縮する方向に付勢するコイルバネ31(本発明に係る「付勢体」として例示する。)がケーシング2と同軸に介装されている。具体的に、コイルバネ31は、その一方の軸端側が塞ぎ体6に取り付けられた係止部品39aに係止されるとともに、その他方の軸端側が塞ぎ体7に取り付けられた係止部品39bに係止されることで、一対の塞ぎ体6、7の間に介装されている。このコイルバネ31は、ケーシング2の短縮動作(すなわち、筒体3、4の下降動作)を補助する機能を発揮する。

0043

本実施例のシリンダ1Bによると、実施例1のシリンダ1Aと略同等の作用効果を奏することに加えて、一対の塞ぎ体6、7の間には、コイルバネ31が介装されているので、コイルバネ31の付勢力によりケーシング2の短縮動作が円滑に行われる。

0044

<実施例3>
次に、実施例3に係るシリンダ1Cについて説明する。なお、本実施例3のシリンダ1Cにおいて、上記実施例1のシリンダ1Aと略同じ構成部位には同じ符号を付けて詳説を省略し、両者の相違点について説明する。

0045

本実施例のシリンダ1Cでは、図6に示すように、塞ぎ体6に、筒体3の軸端開口に連なる空間33が形成されている。この空間33は、筒体3の軸方向から見て筒体3の軸端開口の外周側に広がる円形状に形成されている。また、空間33においては、ケーシング内部空間Sへ給水する際に均等に水圧がかかる。なお、エア抜弁21は、塞ぎ体6の空間33を形成する内面側に設けられている。

0046

本実施例のシリンダ1Cによると、実施例1のシリンダ1Aと略同等の作用効果を奏することに加えて、一対の塞ぎ体6、7のうちの他方の塞ぎ体6には、筒体3の軸端開口に連なり且つ該筒体3の軸方向から見て該軸端開口の外周側に広がる空間33が形成されているので、比較的小径の筒体3〜5を採用することでケーシング2の伸縮スピードが高められるとともに、塞ぎ体6において水圧がかかる面域を広く確保できる。

0047

<実施例4>
次に、実施例4に係るシリンダ1Dについて説明する。なお、本実施例4のシリンダ1Dにおいて、上記実施例1のシリンダ1Aと略同じ構成部位には同じ符号を付けて詳説を省略し、両者の相違点について説明する。

0048

本実施例のシリンダ1Dでは、図7に示すように、最内側の筒体3の軸端側に塞ぎ体7が取り付けられており、最外側の筒体5の軸端側に塞ぎ体6が取り付けられている。そして、ケーシング2の伸長状態では、最外側の筒体5が上部となり、最内側の筒体3が下部となる。

0049

本実施例のシリンダ1Dによると、実施例1のシリンダ1Aと略同等の作用効果を奏することに加えて、ケーシング2の伸長状態では、最外側の筒体5が上部となり、最内側の筒体3が下部となるので、最外側の筒体5に取り付けられる塞ぎ部6において水圧がかかる面域を比較的大きく確保できる。

0050

<シリンダの用途について>
上記実施例1(2〜4)のシリンダ1A(1B〜1D)を用いた物品昇降装置35について説明する。この物品昇降装置35は、図8に示すように、走行可能な台車36と、台車36に対して支持部37を介して昇降自在に支持されるテーブル38と、台車36上に立ち上げられて上端がテーブル38に連結されるシリンダ1A(1B〜1D)と、を備えている。この物品昇降装置35によると、シリンダ1A(1B〜1D)の伸縮によりテーブル38上の物品が昇降される。

0051

上記実施例1(2〜4)のシリンダ1A(1B〜1D)を用いた他の物品昇降装置41について説明する。この物品昇降装置41は、図9に示すように、走行可能な台車42と、台車42に対して支持部43を介して昇降自在に支持されるテーブル44と、台車42上に立ち上げられて上端がテーブル44に連結されるシリンダ1A(1B〜1D)と、を備えている。この物品昇降装置41によると、シリンダ1A(1B〜1D)の伸縮によりテーブル44上の物品が昇降される。

0052

上記実施例1(2〜4)のシリンダ1A(1B〜1D)を用いた入浴補助装置46について説明する。この入浴補助装置46は、図10に示すように、浴槽47の外側の床面上に立ち上げられるシリンダ1A(1B〜1D)と、シリンダ1A(1B〜1D)の上端に対して支持部48を介して支持される座席49と、を備えている。この入浴補助蔵置46によると、シリンダ1A(1B〜1D)の伸縮により座席49に座る使用者が浴槽47に対して昇降される。

0053

ここで、上記実施例1〜4のシリンダ1A〜1Dの用途としては、例えば、家庭用入浴リフト施設向け入浴補助リフト昇降式車椅子動力食品加工工場食品施設給食センター等のリフトや設備ガソリンスタンド等の昇降機ペット昇降テーブル生鮮食料品を取り扱う店舗加工場等に利用する昇降装置果樹園農家作業台昇降リフト機器キャンプ場屋外施設等の電源入手の困難な場所での荷物昇降リフト、家庭用簡易作業台の昇降、便座・流台・洗面台等の昇降装置、有料駐車場フラップ昇降装置、プール床深さの上下駆動装置、屋外・水中で使用する昇降装置、停電時の非常用動力装置防爆仕様(電気・油が使えない設備・施設・部屋)での動力、災害時のジャッキ(屋外、水中での使用)、津波洪水時の水圧を利用したジャッキ・昇降装置、住宅・施設での段差解消装置、屋外・屋内での作業台の昇降やパレット昇降装置自動車用ジャッキ昇降式洗車台、防爆装置LPプロパンガス石油類)用ダンパー等の駆動、車両止めポール等の昇降装置、テーブル・作業台・カウンター等の昇降装置、駐車場輪止めフラップ、テーブル・作業台・カウンター等の昇降装置などが挙げられる。

0054

尚、本発明においては、上記実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。すなわち、上記実施例1〜4では、3本の筒体3〜5を備えるケーシング2を例示したが、これに限定されず、例えば、図11に示すように、4本以上の筒体を備えるケーシング2としたり、2本の筒体を備えるケーシング2としたりしてもよい。

0055

また、上記実施例1〜4では、ケーシング2の伸縮方向が上下方向Pとなるシリンダ1A〜1Dを例示したが、これに限定されず、例えば、図12に示すように、ケーシング2の伸縮方向が水平方向Qとなるシリンダ1A〜1Dとしたり、ケーシング2の伸縮方向が上下方向Pに対して傾斜する方向となるシリンダ1A〜1Dとしたりしてもよい。このように、シリンダ1A〜1Dを横向きや傾斜した向きで使用する場合には、エア抜弁21は、ケーシング内部空間Sの最も高い位置に設けられる。

0056

また、上記実施例1〜4では、合成樹脂製のケーシング2(筒体3〜5及び塞ぎ体6、7)を例示したが、これに限定されず、例えば、ステンレスアルミニウム等の金属製のケーシング2としてもよい。また、上記実施例1〜4では、円筒状の筒体3〜5を例示したが、これに限定されず、例えば、角筒状の筒体3〜5としてもよい。

0057

また、上記実施例1〜4では、ケーシング内部空間Sに対して水道水を供給するようにしたが、これに限定されず、例えば、図11に示すように、ケーシング内部空間Sに対してポンプ51の圧送により貯留部52内の水を供給するようにしてもよい。さらに、水以外の液体で作動するシリンダ1A〜1Dとしたり、エア等の気体で作動するシリンダ1A〜1Dとしたりしてもよい。

0058

また、上記実施例1〜4では、塞ぎ体7にポート14を設定するようにしたが、これに限定されず、例えば、最内側又は最外側の筒体3、5の外周面の軸端側にポート14を設定するようにしてもよい。さらに、上記実施例1〜4では、塞ぎ体6にエア抜弁21を設定するようにしたが、これに限定されず、例えば、最内側又は最外側の筒体3、5の外周面の軸端側にエア抜弁21を設定するようにしてもよい。

0059

また、上記実施例1〜4では、水の供給及び排出を兼用する一本のポート14を設定するようにしたが、これに限定されず、例えば、水の供給用のポートと水の排出用のポートとをそれぞれ設定するようにしてよい。

実施例

0060

さらに、上記実施例1〜4においては、各シリンダ1A〜1Dの特徴的な構成を自由に組み合わせることができる。例えば、実施例2のシリンダ1Bにおいて、図5中に仮想線で示すように、塞ぎ体6にエア抜弁21を設けるようにしてもよい。この場合、例えば、エア抜弁21の本体22と塞ぎ体7との間にコイルバネ31を介装してもよい。

0061

本発明は、水圧を利用してケーシングを伸縮させるシリンダとして広く利用される。特に、物品や人等の対象物を昇降させる昇降装置の動力となるシリンダとして好適に利用される。

0062

1A,1B,1C,1D;シリンダ、2;ケーシング、3,4,5;筒体、6,7;塞ぎ体、11、内側リング部材、11a;シール部材、12;外側リング部材、12a;シール部材、14;ポート、21;エア抜弁、31;コイルバネ(付勢体)、33;塞ぎ体の空間、S;ケーシング内部空間。

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