JP5545855B2 - 駆動シリンダ - Google Patents

Description

本発明は、駆動シリンダ、詳しくは、開閉弁などを開閉させるために用いられる駆動シリンダに関する。

シリンダと、シリンダ内にスライド可能に設けられるピストンロッドとを備え、気流によってピストンロッドをスライドさせるエアシリンダーを、開閉弁などを駆動させるために用いることが知られている。

例えば、粉粒体の流通路を開閉するダンパーに、エアシリンダーを設け、流通路に、ダンパーのスライドを案内するガイドと、ダンパーの先端を収容する溝とを形成し、ダンパーをスライドさせるときに、ガイドおよび溝に流通路内に向けて圧縮気体を供給して、ガイドおよび溝への粉粒体の噛み込みを防止するスライドダンパー装置が提案されている。

実開平３−１１９６７５号公報

しかるに、上記した特許文献１に記載のスライドダンパー装置によれば、ダンパーの外周すべてにわたって圧縮気体を作用させることが困難であり、ダンパーに付着した粉粒体を除去する効率が、部分的に劣る場合がある。

そのため、ダンパーに付着した粉粒体が、ダンパーを収容するカバー内に引き込まれる場合がある。

そこで、本発明の目的は、ピストンロッドに付着した異物がシリンダ内に侵入することを、抑制することができる駆動シリンダを提供することにある。

上記した目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、シリンダと、前記シリンダ内にスライド可能に設けられるピストンロッドとを備え、ロッド挿通部材に形成された第１挿通穴に、前記ピストンロッドがスライド可能に挿通されて用いられる駆動シリンダであって、挿通された前記ピストンロッドの外周面と、前記第１挿通穴の内周面との間に形成される隙間に、前記ピストンロッドの外周すべてにわたって流体を供給する流体供給手段を備え、前記流体供給手段は、外部から流体が供給される第１通路と、前記第１通路に連通され、前記軸方向に沿って、前記ピストンロッドの外周面に対向するように延び、前記軸方向に沿って流体の流れを許容する第２通路と、前記第２通路の前記軸方向一端部に連通される整流通路と、前記整流通路に対して前記軸方向と直交する方向に遊びを有するように、前記整流通路内に配置され、前記軸方向と直交する方向に遊びを有するように、前記ピストンロッドが挿通される第２挿通穴が形成された整流部材とを備えることを特徴としている。

このような構成によれば、流体供給手段により、ピストンロッドの外周面と、第１挿通穴の内周面との間に形成される隙間に、ピストンロッドの外周すべてにわたって流体を供給することができる。

そのため、ピストンロッドに異物が付着している場合でも、流体によって、ピストンロッドに付着した異物を除去することができる。

その結果、ピストンロッドに付着した異物がシリンダ内に侵入することを、抑制することができる。

このような構成によれば、第１通路に供給された流体を、第２通路において、ピストンロッドの外周面に沿って軸方向に流すことができる。

そのため、ピストンロッドに付着した異物がシリンダ内に侵入することを、より抑制することができる。

このような構成によれば、整流通路内に遊びを有するように配置される整流部材の第２挿通穴に、ピストンロッドが、軸方向と直交する方向に遊びを有するように挿通されている。

そのため、整流通路に流体が流されると、流体の流れによって、整流部材がピストンロッドから浮き上がるように離間されることにより、整流部材とピストンロッドとの間隔が、ピストンロッドの外周すべてにわたって、均一に調整される。

その結果、ピストンロッドの外周すべてにわたって、均一に流体を通過させることができる。

また、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、流体により駆動される駆動シリンダであって、前記流体供給手段には、前記駆動シリンダを駆動させるために用いられる流体の一部が分岐されて供給されることを特徴としている。

このような構成によれば、駆動シリンダを駆動させるために用いられる流体を利用して、ピストンロッドに付着した異物を除去することができる。

そのため、別途、流体供給手段に流体を供給するための構成を設けることなく、簡易な構成で、ピストンロッドに付着した異物がシリンダ内に侵入することを、抑制することができる。

また、駆動シリンダが駆動されると同時に、カバー部材とピストンロッドとの間に流体を流すことができる。

そのため、ピストンロッドをスライドさせるタイミングと、カバー部材とピストンロッドとの間に流体を流すタイミングとを、確実に同期させることができる。

その結果、ピストンロッドに付着した異物がシリンダ内に侵入することを、より一層抑制することができる。

請求項１に記載の発明によれば、ピストンロッドに付着した異物がシリンダ内に侵入することを、抑制することができる。

また、ピストンロッドに付着した異物がシリンダ内に侵入することを、より抑制することができる。

また、ピストンロッドの外周すべてにわたって、均一に流体を通過させることができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、ピストンロッドに付着した異物がシリンダ内に侵入することを、より一層抑制することができる。

本発明の駆動シリンダの一実施形態としてのエアシリンダを備えた混合造粒装置を示す側断面図である。 図１に示す開閉機構部の拡大図であって、開閉機構部の開状態を示す。 図２に示すエアシリンダの軸方向一端部であって、気流形成部材が設けられている部分の断面を示す要部断面図である。 図３に示す気流形成部材のＡ−Ａ断面図である。

図１は、本発明の駆動シリンダの一実施形態としてのエアシリンダを備えた混合装置を示す側断面図である。

混合装置１は、図１に示すように、支持フレーム２、タンク３および攪拌羽根４を備えている。混合装置１は、タンク３内に投入された粉粒体などの材料を、攪拌羽根４の回転により混合する。

支持フレーム２は、混合装置１の下側に設けられる略ボックス形状の基体部分であり、タンク３および攪拌羽根４を支持している。また、支持フレーム２内には、攪拌羽根４にモータ（図示せず）からの駆動力を伝達する駆動伝達機構（図示せず）が内装されている。

タンク３は、上方が開放される有底円筒形状をなし、支持フレーム２上に設置されている。また、タンク３は、材料を投入するための投入部５と、材料を排出するための排出部６とを備えている。

投入部５は、タンク３の上端部に設けられている。投入部５には、材料の通過を許容する投入口７が上側に向かって開放されるように形成され、投入口７を開閉する上蓋８が設けられている。

排出部６は、タンク３の下端部に設けられている。排出部６には、材料の通過を許容する排出口９が斜め下側に向かって開放されるように形成され、排出口９を開閉する開閉機構部１０が設けられている。

開閉機構部１０は、後で詳述するが、排出口９を開閉する排出扉１１と、排出扉１１に連結されるエアシリンダ１２（駆動シリンダの一例）とを備えている。開閉機構部１０は、エアシリンダ１２の進退駆動により、排出扉１１を、排出口９を開放する開位置（図２参照）と、排出口９を閉鎖する閉位置（図１参照）とに移動させて、排出口９を開閉する。

攪拌羽根４は、タンク３の中央部に設けられる回転軸１３と、その回転軸１３に設けられる上羽根１４および下羽根１５とを備えている。

回転軸１３は、タンク３の中央部において、タンク３の底壁を上下方向に回転可能に貫通し、その上端部が、タンク３内に突出されるとともに、その下端部が、支持フレーム２に軸受１６を介して回転自在に支持されている。回転軸１３には、モータ（図示せず）からの駆動力が、駆動伝達機構（図示せず）を介して入力される。

上羽根１４は、タンク３内に突出された回転軸１３の上端部において、径方向外側に延びるように設けられている。

下羽根１５は、タンク３内に突出された回転軸１３の下端部において、径方向外側に延びるように設けられている。下羽根１５は、側面視において、回転軸１３から略水平方向に延び、その先端部が、タンク３の内周面に沿ってやや上方に湾曲するように形成されている。

図２は、図１に示す開閉機構部の拡大図であって、開閉機構部の開状態を示す。図３は、図２に示すエアシリンダの軸方向一端部であって、気流形成部材が設けられている部分の断面を示す要部断面図である。

開閉機構部１０は、上述し、図２に示すように、排出扉１１、排出シュート１７（ロッド挿通部材の一例）、エアシリンダ１２および気力供給ライン４１を備えている。

排出扉１１は、閉位置において、排出口９を密閉するように、排出口９に嵌合される平板形状に形成されている。また、排出扉１１の表面は、閉位置において、タンク３の内周面と略面一となるように形成されている。また、排出扉１１は、開位置において、排出口９を開放するように、排出口９から離間され、排出口９に対向配置されている。

排出シュート１７は、排出口９を囲む略筒形状に形成されており、下方に向けて開放され、排出口９から排出された材料を下方に案内する。また、排出シュート１７には、シュート側挿通穴１８（第１挿通穴の一例）が形成されている。

シュート側挿通穴１８は、タンク３の排出口９に対して、排出扉１１の退避方向に間隔を隔てて対向配置されており、エアシリンダ１２のピストンロッド２２（後述）の直径よりもわずかに大径な略円形状に貫通形成されている。

エアシリンダ１２は、シリンダ２０、ピストンロッド２２および気流形成部材２５（流体供給手段の一例）を備えている。

シリンダ２０は、筒部材２１、第１カバー部材２３、第２カバー部材３７を備えている。

筒部材２１は、略円筒形状に形成されている。

第１カバー部材２３は、筒部材２１の軸方向に厚みを有し、筒部材２１の径方向において、筒部材２１の外径よりも幅広な略矩形平板形状に形成され、筒部材２１の軸方向一端部を閉鎖するように、筒部材２１の軸方向一端部に連結されている。

第１カバー部材２３には、筒部材２１の軸方向一端部と連通される図示しない気流通路が形成されている。また、第１カバー部材２３には、エアシリンダ側挿通穴３０が形成されている。

エアシリンダ側挿通穴３０は、第１カバー部材２３と中心軸線を共有するように、軸方向に沿って貫通形成されている。また、エアシリンダ側挿通穴３０の直径は、エアシリンダ１２のピストンロッド２２（後述）の直径よりもわずかに大径である。

第２カバー部材３７は、筒部材２１の軸方向に厚みを有し、筒部材２１の径方向において、筒部材２１の外径よりも幅広な略矩形平板形状に形成され、筒部材２１の軸方向他端部を閉鎖するように、筒部材２１の軸方向他端部に連結されている。

第２カバー部材３７には、筒部材２１の軸方向他端部と連通される図示しない気流通路が形成されている。

ピストンロッド２２は、筒部材２１の軸方向に延び、筒部材２１よりも長尺に形成されている。ピストンロッド２２は、軸方向一端部が、第１カバー部材２３のエアシリンダ側挿通穴３０に挿通されて、シリンダ２０から突出されるように、シリンダ２０内にスライド可能に設けられている。

気流形成部材２５は、第１カバー部材２３と中心軸線を共有するように軸方向に沿って延びる略円筒形状に形成されている。気流形成部材２５は、フレーム２６、パッキン２７、整流部材２８およびジョイント３５を備えている。

フレーム２６は、第１カバー部材２３と中心軸線を共有するように軸方向に沿って延びる略円筒形状に形成されている。また、フレーム２６の軸方向一端部には、軸方向一端部から径方向外側へ向かって突出する鍔部が設けられている。フレーム２６の内径は、その内周面とピストンロッド２２の外周面との間に第２通路３８（後述）が形成されるように、ピストンロッド２２の外径よりも大きく形成されている。

また、フレーム２６には、貫通穴３２（第１通路の一例）、パッキン嵌合溝３３および整流部材収容部３４（整流通路の一例）が形成されている。

貫通穴３２は、フレーム２６の軸方向略中央において、フレーム２６を径方向に貫通形成されている。また、貫通穴３２の内周面には、ねじ山が形成されている。

ジョイント３５は、略円筒形状に形成されており、その一端部の外周面にねじ山が形成されている。ジョイント３５は、貫通穴３２に螺合されている。また、ジョイント３５は、気流形成部材２５とともに流体供給手段を構成する。

パッキン嵌合溝３３は、フレーム２６の軸方向他端部の内周面において、断面略凹字形状に形成されている。

整流部材収容部３４は、フレーム２６の軸方向一端部において、フレーム２６の内周面から径方向外方に向かって切り欠き形成されている。

パッキン２７は、ゴムなどの弾性材料から、パッキン嵌合溝３３の溝幅よりも薄い略円環平板形状に形成され、パッキン嵌合溝３３内に嵌合されている。パッキン２７の内径は、その内周面がピストンロッド２２の外周面に接触するように、ピストンロッド２２の直径よりもわずかに小径に形成されている。また、パッキン２７の外径は、パッキン嵌合溝３３の外径よりもわずかに小径に形成されている。

整流部材２８は、略円環形状に形成されている。整流部材２８の内径は、ピストンロッド２２に遊嵌されるように、ピストンロッド２２の直径よりも大径に形成されている。すなわち、整流部材２８には、径方向に遊びを有するようにピストンロッド２２が挿通される第２挿通穴２４が形成されている。また、整流部材２８の外径は、整流部材収容部３４に遊びを有して嵌合されるように、整流部材収容部３４の外径よりもわずかに小径に形成されている。また、整流部材２８の内周には、テーパ面３９が形成されている。

テーパ面３９は、整流部材２８の軸方向他端面から軸方向一方に向かって、軸方向他方から軸方向一方に向かうに従って縮径されるように、傾斜されている。

そして、エアシリンダ１２は、軸方向一端部において、ピストンロッド２２が、気流形成部材２５、および、排出シュート１７のシュート側挿通穴１８に挿通されるように、略角柱形状の１対のスペーサ２９を介して排出シュート１７に接続されている。

詳しくは、気流形成部材２５は、エアシリンダ１２の第１カバー部材２３と、排出シュート１７との間に配置され、ピストンロッド２２が、パッキン２７、フレーム２６および整流部材２８に挿通されるように、排出シュート１７の軸方向一端部に固定されている。

また、パッキン２７と整流部材２８との間において、フレーム２６の内周面と、ピストンロッド２２の外周面との間に第２通路３８が形成されている。そして、整流部材収容部３４は、第２通路３８の軸方向一端部に連通されている。

また、排出シュート１７のシュート側挿通穴１８の内周面と、ピストンロッド２２の外周面との間にわずかに隙間４０が形成されている。

なお、１対のスペーサ２９は、気流形成部材２５を径方向両側から挟むように、第１カバー部材２３の径方向外側端部と、排出シュート１７との間に配置されている。そして、ジョイント３５は、両スペーサ２９の間から露出されている。

また、ピストンロッド２２の軸方向一端部は、排出扉１１に連結されている。

気力供給ライン４１は、図２に示すように、電磁弁４２、第１気力供給ライン４３、第２気力供給ライン４４、第３気力供給ライン４５および第４気力供給ライン４６を備えており、図示しないエアコンプレッサからの圧縮空気（流体の一例）をエアシリンダ１２に供給する。

電磁弁４２は、気力供給ライン４１の途中に設けられており、圧縮空気を第２気力供給ライン４４へ供給する第１位置と、圧縮空気を第３気力供給ライン４５および第４気力供給ライン４６へ供給する第２位置とに切り替えられる。

第１気力供給ライン４３は、圧縮空気の供給方向（以下、単に供給方向とする）上流側端部がエアコンプレッサ（図示せず）に接続され、供給方向下流側端部が電磁弁４２に接続されている。

第２気力供給ライン４４は、供給方向上流側端部が電磁弁４２に接続され、供給方向下流側端部が第２カバー部材３７の気流通路（図示せず）に接続されている。

第３気力供給ライン４５は、供給方向上流側端部が電磁弁４２に接続され、供給方向下流側端部が第１カバー部材２３の気流通路（図示せず）に接続されている。

第４気力供給ライン４６は、供給方向上流側端部が第３気力供給ライン４５の途中に接続され、供給方向下流側端部が気流形成部材２５のジョイント３５に接続されている。

図４は、図３に示す気流形成部材のＡ−Ａ断面図である。

次いで、開閉機構部１０の開閉動作について、図２〜図４を参照しながら説明する。なお、開閉機構部１０は、排出口９を閉鎖する閉状態（図１参照）となっているものとする。

開閉機構部１０が閉状態となっているときには、電磁弁４２は、第１位置に配置されている。

これにより、エアコンプレッサ（図示せず）からの圧縮空気は、第２気力供給ライン４４、および、第２カバー部材３７の気流通路（図示せず）を介して、筒部材２１の軸方向他端部に供給される。

これにより、ピストンロッド２２は、圧縮空気によって軸方向一方へ向かって押圧され、筒部材２１から軸方向一方へ進出されている。

そして、ピストンロッド２２に連結されている排出扉１１は、タンク３の排出口９を閉鎖する閉位置に配置されている。

このとき、投入口７を介してタンク３内に材料を供給し、モータ（図示せず）を作動させて攪拌羽根４を回転させると、タンク３内において材料を混合することができる。

次いで、エアシリンダ１２を作動させて、開閉機構部１０を開状態にすることにより、混合された材料をタンク３から排出する。

開閉機構部１０を閉状態から開状態にするには、電磁弁４２を第１位置から第２位置へ切り替える。

すると、エアコンプレッサ（図示せず）からの圧縮空気は、第３気力供給ライン４５、および、第１カバー部材２３の気流通路（図示せず）を介して、筒部材２１の軸方向一端部に供給される。

すると、図２に示すように、ピストンロッド２２は、圧縮空気によって軸方向他方へ向かって押圧され、筒部材２１内へ退避される。

そして、ピストンロッド２２に連結されている排出扉１１は、タンク３の排出口９を開放する開位置へ移動される。

すると、タンク３内の材料が、排出口９を介して排出シュート１７内に排出され、排出シュート１７を通過して外部へ排出される。

このとき、排出シュート１７内に配置されるピストンロッド２２（退避途中のピストンロッド２２）には、材料の微粉が付着する場合がある。

一方、第３気力供給ライン４４に供給されたエアコンプレッサ（図示せず）からの圧縮空気は、筒部材２１の軸方向他端部に供給されると同時に、第４気力供給ライン４６を介して、気流形成部材２５のジョイント３５にも供給される。すなわち、気流形成部材２５には、ピストンロッド２２を進退させるために用いられる圧縮空気の一部が分岐されて供給される。

このとき、図３に示すように、ジョイント３５に供給された圧縮空気は、貫通穴３２を通過して、第２通路３８に供給され、第２通路３８内を軸方向に沿って流れる。

そして、第２通路３８内を流れる圧縮空気は、第２通路３８の軸方向一端部において、整流部材２８のテーパ面３９に案内されて、整流部材２８とピストンロッド２２との間に供給される。

すると、図４に示すように、圧縮空気の流れにより、整流部材２８が、ピストンロッド２２から浮き上がるように離間され、整流部材２８とピストンロッド２２との間隔が、ピストンロッド２２の周方向すべてにわたって、均一に調整される。

これにより、整流部材２８とピストンロッド２２との間に、ピストンロッド２２の周方向すべてにわたって、圧縮空気が均一に流れる。

そして、整流部材２８とピストンロッド２２との間を流れる圧縮空気は、排出シュート１７のシュート側挿通穴１８の内周面と、ピストンロッド２２の外周面との間に形成される隙間４０を流れて、排出シュート１７内に排気される。

これにより、ピストンロッド２２を退避させると同時に、ピストンロッド２２に付着した微粉を吹き飛ばす。

このエアシリンダ１２によれば、図３に示すように、気流形成部材２５により、ピストンロッド２２の外周面と、シュート側挿通穴１８の内周面との間に形成される隙間４０に、ピストンロッド２２の外周すべてにわたって圧縮空気を供給することができる。

そのため、ピストンロッド２２に微粉が付着している場合でも、圧縮空気によって、ピストンロッド２２に付着した微粉を除去することができる。

その結果、ピストンロッド２２に付着した微粉がシリンダ２０内に侵入することを、抑制することができる。

また、このエアシリンダ１２によれば、図３に示すように、貫通穴３２に供給された圧縮空気を、第２通路３８において、ピストンロッド２２の外周面に沿って軸方向に流すことができる。

そのため、ピストンロッド２２に付着した微粉がシリンダ２０内に侵入することを、より抑制することができる。

また、このエアシリンダ１２によれば、図３および図４に示すように、整流部材収容部３４内に遊びを有するように配置される整流部材２８に、ピストンロッド２２が、径方向に遊びを有するように挿通されている。

そのため、整流部材収容部３４に圧縮空気が流されると、圧縮空気の流れによって、整流部材２８がピストンロッド２２から浮き上がるように離間されることにより、整流部材２８とピストンロッド２２との間隔が、ピストンロッド２２の外周すべてにわたって、均一に調整される。

その結果、ピストンロッド２２の外周すべてにわたって、均一に圧縮空気を通過させることができる。

また、このエアシリンダ１２によれば、図２に示すように、ピストンロッド２２を進退させるために用いられる圧縮空気を利用して、ピストンロッド２２に付着した微粉を除去することができる。

そのため、別途、気流形成部材２５に圧縮空気を供給するための構成を設けることなく、簡易な構成で、ピストンロッド２２に付着した圧縮空気がシリンダ２０内に侵入することを、抑制することができる。

また、ピストンロッド２２が進退されると同時に、隙間４０に圧縮空気を流すことができる。

そのため、ピストンロッド２２をスライドさせるタイミングと、隙間４０に圧縮空気を流すタイミングとを、確実に同期させることができる。

その結果、ピストンロッド２２に付着した微粉がシリンダ２０内に侵入することを、より一層抑制することができる。

１２ エアシリンダ（駆動シリンダ）
１７ 排出シュート（ロッド挿通部材）
１８ シュート側挿通穴（第１挿通穴）
２０ シリンダ
２２ ピストンロッド
２４ 第２挿通穴
２５ 気流形成部材（流体供給手段）
２８ 整流部材
３２ 貫通穴（第１通路）
３４ 整流部材収容部（整流通路）
３５ ジョイント（流体供給手段）
３８ 第２通路
４０ 隙間

Claims (2)

1. シリンダと、前記シリンダ内にスライド可能に設けられるピストンロッドとを備え、ロッド挿通部材に形成された第１挿通穴に、前記ピストンロッドがスライド可能に挿通されて用いられる駆動シリンダであって、
   挿通された前記ピストンロッドの外周面と、前記第１挿通穴の内周面との間に形成される隙間に、前記ピストンロッドの外周すべてにわたって流体を供給する流体供給手段を備え、
   前記流体供給手段は、
   外部から流体が供給される第１通路と、
   前記第１通路に連通され、前記軸方向に沿って、前記ピストンロッドの外周面に対向するように延び、前記軸方向に沿って流体の流れを許容する第２通路と、
   前記第２通路の前記軸方向一端部に連通される整流通路と、
   前記整流通路に対して前記軸方向と直交する方向に遊びを有するように、前記整流通路内に配置され、前記軸方向と直交する方向に遊びを有するように、前記ピストンロッドが挿通される第２挿通穴が形成された整流部材と
   を備えることを特徴とする、駆動シリンダ。
2. 流体により駆動される駆動シリンダであって、
   前記流体供給手段には、前記駆動シリンダを駆動させるために用いられる流体の一部が分岐されて供給されることを特徴とする、請求項１に記載の駆動シリンダ。

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