特許ウォッチ

公開番号2024093124
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-09
出願番号2022209299
出願日2022-12-27
発明の名称ピストン構造
出願人旭精工株式会社
代理人個人
主分類F15B 15/14 20060101AFI20240702BHJP(流体圧アクチュエータ;水力学または空気力学一般)
要約【課題】ピストンの戻しバネを備えるピストン構造でありながら、戻しバネの保持金具の省略を可能とし、これによりピストンストロークの増大、及び部品点数の低減を可能とする。
【解決手段】シリンダー10と、当該シリンダー10内に両方向に移動可能に配置され、一方の方向に強制駆動されるピストン20と、当該ピストン20の駆動方向側のシリンダー10内に配置されて、当該ピストン20を反駆動方向へ復帰させる戻しバネ30とを備える。前記戻しバネ30として、線材が巻き径を徐々に縮小させながら巻回された円錐バネが、その小径側を前記ピストン20に向けて配置される。当該円錐バネの最大径側の1巻31が外力を受けない状態で、当該1巻31が前記シリンダー10の内周面に形成された周溝11に嵌合することにより、当該戻しバネ30が前記シリンダー10内に保持される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
シリンダーと、当該シリンダー内に両方向に移動可能に配置され、一方の方向に強制駆動されるピストンと、当該ピストンの駆動方向側のシリンダー内に配置されて、当該ピストンを反駆動方向へ復帰させる戻しバネとを備えたピストン構造において、
前記戻しバネとして、線材が巻き径を徐々に縮小させながら巻回された円錐バネが、その小径側を前記ピストンに向けて配置され、
当該円錐バネの最大径側の１巻が外力を受けない状態で、当該１巻の外径が前記シリンダーの内径より大とされて、当該１巻が前記シリンダーの内周面に形成された周溝に嵌合することにより、当該戻しバネが前記シリンダー内に保持されることを特徴とするピストン構造。
続きを表示（約 800 文字）【請求項２】
請求項１に記載のピストン構造において、
前記円錐バネの最大径側の１巻が外力を受けない状態で、当該１巻の外径が前記周溝の内径より大であることにより、当該戻しバネが前記シリンダー内に弾性的に保持されるピストン構造。
【請求項３】
第１シリンダーと、当該第１シリンダー内に両方向に移動可能に配置され、一方の方向に強制駆動される第１ピストンと、当該第１ピストンの駆動方向側に配置されて、当該第１ピストンを反駆動方向へ復帰させる戻しバネと、当該戻しバネの前記駆動方向側の第１シリンダー内に配置された第２シリンダーと、当該第２シリンダー内に移動可能に配置され、前記第１ピストンと同じ方向に強制駆動される第２ピストンとを備えた２段構造のピストン構造であって、
前記戻しバネとして、線材が巻き径を徐々に縮小させながら巻回された円錐バネが、その小径側を前記第１ピストンに向けて配置され、
当該円錐バネの最大径側の１巻が外力を受けない状態で、当該１巻の外径が前記第１シリンダーの内径より大とされて、当該１巻が前記第１シリンダーの内周面に形成された周溝に嵌合することにより、当該戻しバネが前記第１シリンダー内に保持されることを特徴とするピストン構造。
【請求項４】
請求項３に記載のピストン構造において、
前記円錐バネの最大径側の１巻が外力を受けない状態で、当該１巻の外径が前記周溝の内径より大であることにより、当該戻しバネが前記第１シリンダー内に弾性的に保持されるピストン構造。
【請求項５】
請求項３に記載のピストン構造において、
前記円錐バネの最大径側の１巻が前記周溝に嵌合した状態で、当該１巻の内径が前記第１シリンダーの内径より小とされることにより、前記１巻が前記第２シリンダーのストッパーを兼ねるピストン構造。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダー内にピストンが両方向に移動可能に配置され、当該ピストンが一方の方向に強制駆動される一方、前記ピストンの駆動方向側のシリンダー内に保持された戻しバネにより前記ピストンが他方の方向に自動復帰する戻しバネ付きのピストン構造に関し、特にその戻しバネが縮小したときのバネ長を小さく抑制でき、且つその戻しバネの固定構造を簡素化できるピストン構造に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
戻しバネを備えた自動復帰式のピストン構造は、各種産業機器用エアシリンダー、ソレノイド等のアクチュエータに広く使用されている（特許文献１）。その構造の一つを図２に示す。
【０００３】
図２のピストン構造においては、一端が閉止され、他端が開放されたシリンダー１０内にピストン２０及び戻しバネ３０が重ねて配置されている。そして、ピストン２０とシリンダー１０の閉止端との間に加圧流体を注入することにより、ピストン２０が戻しバネ３０の弾性力に抗してシリンダー１０の開放端側へ強制駆動される。加圧流体を排出すると、ピストン１０が戻しバネ３０の弾性力により元の位置に自動復帰する。
【０００４】
ここで、戻しバネ３０としては、線材が巻き径を徐々に縮小させながら巻回された円錐バネが使用されており、その円錐バネは、シリンダー１０内のピストン２０と、保持金具９０（止め輪９１及びリングスペーサ９０）との間に、小径側をピストン１０に向けて保持されている。
【０００５】
このような戻しバネ付きのピストン構造においては、戻しバネ３０として円錐バネが使用されているため、戻しバネ３０が縮小したとき、特にピストン１０がストロークエンドまで移動したときに、そのバネ３０の各巻き輪が同一平面上に重なり合う。このため、最大縮小時のバネ長（最小バネ長）が小さく抑制され、その分、ピストンストロークを大きくできる。
【０００６】
しかし、そのバネ３０をシリンダー１０内に保持するための保持用金具９０として、止め輪９１及びスペーサーリング９２が使用されているために、これらの厚み分はピストンストロークが制限されるのを避けることができない。また、止め輪９１及びスペーサーリング９２の使用による部品点数の増加を避けることもできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特許第５６８９６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、ピストンの駆動方向側のシリンダー内に戻しバネを備える自動復帰構造でありながら、戻しバネの保持金具を省略でき、これによりピストンストロークの増大、及び部品点数の低減を可能とするピストン構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明のピストン構造は、シリンダーと、当該シリンダー内に両方向に移動可能に配置され、一方の方向に強制駆動されるピストンと、当該ピストンの駆動方向側のシリンダー内に配置されて、当該ピストンを反駆動方向へ復帰させる戻しバネとを備えたピストン構造において、
前記戻しバネとして、線材が巻き径を徐々に縮小させながら巻回された円錐バネが、その小径側を前記ピストンに向けて配置され、
当該円錐バネの最大径側の１巻が外力を受けない状態で、当該１巻の外径が前記シリンダーの内径より大とされて、当該１巻が前記シリンダーの内周面に形成された周溝に嵌合することにより、当該戻しバネが前記シリンダー内に保持されることを構造上の特徴点とする。
【００１０】
かかる構造によると、止め輪やスペーサーリングといった保持金具を使用することなく、当該戻しバネが小径側をピストンに向けてシリンダー内に保持固定される。ピストンは当該戻しバネの弾性力に抗して強制駆動され、復帰時には当該戻しバネの弾性力により元の位置に自動復帰する。戻しバネが縮小するときには、最大径の巻き輪の内側に各巻き輪が順番に嵌まり込み、最終的に同一平面上に重なり合う。その結果、保持金具の厚みに相当する分、ピストンストロークを増大させることができ、ピストンストロークを一定とすれば、その分、シリンダー長を縮小することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許