特許 5948278 流体圧シリンダ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5948278

(24)【登録日】2016年6月10日

(45)【発行日】2016年7月6日

(54)【発明の名称】流体圧シリンダ

(51)【国際特許分類】

   F15B 15/14 20060101AFI20160623BHJP

【ＦＩ】

   F15B15/14 335B

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-92473(P2013-92473)

(22)【出願日】2013年4月25日

(65)【公開番号】特開2014-214807(P2014-214807A)

(43)【公開日】2014年11月17日

【審査請求日】2014年12月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000106760

【氏名又は名称】ＣＫＤ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 文人

【審査官】 冨永 達朗

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−０９９２０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２２９０１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１５Ｂ １５／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリンダ本体には円孔状の収容孔が形成されるとともに、前記収容孔にはピストンが前記シリンダ本体の軸方向に移動可能に収容されており、前記ピストンにより前記収容孔内に圧力作用室が区画されており、前記シリンダ本体には、前記圧力作用室に連通する流体導通孔が形成されており、前記ピストンには、前記シリンダ本体に対して出没可能なピストンロッドが一体的に設けられており、前記ピストンロッドは、前記流体導通孔を介した前記圧力作用室に対する流体の供給により前記シリンダ本体の軸方向一端側に移動するとともに、前記流体導通孔を介した前記圧力作用室に対する流体の吸引により前記シリンダ本体の軸方向他端側に移動し、前記ピストンロッドにおける前記シリンダ本体からの突出端部に連結部材が連結される流体圧シリンダであって、
前記シリンダ本体には、前記シリンダ本体と前記連結部材とを結合する結合部材が挿入可能な挿入凹部が形成されており、
該挿入凹部は前記ピストンの中心軸線周りに複数形成されており、
前記連結部材には、前記結合部材を支持可能な支持凹部が形成されており、
前記支持凹部に支持された前記結合部材が前記挿入凹部に挿入されるか、又は、前記挿入凹部に支持された前記結合部材が前記支持凹部に挿入されることによって、前記連結部材は前記ピストンの周方向に対して位置決めされており、
前記結合部材は、前記シリンダ本体と前記連結部材が連結されている状態で、前記挿入凹部に挿入されている位置と挿入されていない位置を変更できるか、又は、前記支持凹部に挿入されている位置と挿入されていない位置を変更できることを特徴とする流体圧シリンダ。

【請求項2】

前記結合部材による前記シリンダ本体と前記連結部材との結合を維持する維持部材をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の流体圧シリンダ。

【請求項3】

前記維持部材は、前記支持凹部又は前記挿入凹部において、前記結合部材を底上げすることを特徴とする請求項２に記載の流体圧シリンダ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シリンダ本体に形成された流体導通孔を介した圧力作用室に対する流体の供給によりピストンロッドがシリンダ本体の軸方向一端側に移動するとともに、流体導通孔を介した圧力作用室に対する流体の吸引によりピストンロッドがシリンダ本体の軸方向他端側に移動する流体圧シリンダに関する。

【背景技術】

【0002】

この種の流体圧シリンダとしては、例えば特許文献１のものがある。このような流体圧シリンダのシリンダ本体には、円孔状の収容孔が形成されている。収容孔にはピストンがシリンダ本体の軸方向に移動可能に収容されている。そして、ピストンにより収容孔内に圧力作用室が区画されている。シリンダ本体には、圧力作用室に連通する流体導通孔が形成されている。さらに、ピストンにはピストンロッドが一体的に設けられている。ピストンロッドは、流体導通孔を介した圧力作用室に対する流体の供給によりシリンダ本体の軸方向一端側に移動するとともに、流体導通孔を介した圧力作用室に対する流体の吸引によりシリンダ本体の軸方向他端側に移動する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平５−９９２０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、このような流体圧シリンダにおいては、ピストンロッドにおけるシリンダ本体からの突出端部に連結部材が連結される。ここで、ピストンが円孔状の収容孔に収容されている構成では、連結部材に対してピストンの中心軸線を回動中心として回動させようとする力が作用すると、連結部材がピストンの中心軸線を回動中心として回動してしまう。連結部材がピストンの中心軸線を回動中心として回動すると、連結部材及び連結部材に取り付けられた治具等が周囲の装置・部品に干渉してしまう虞がある。

【0005】

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ピストンの中心軸線を回動中心とした連結部材の回動を規制することができる流体圧シリンダを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決する流体圧シリンダは、シリンダ本体には円孔状の収容孔が形成されるとともに、前記収容孔にはピストンが前記シリンダ本体の軸方向に移動可能に収容されており、前記ピストンにより前記収容孔内に圧力作用室が区画されており、前記シリンダ本体には、前記圧力作用室に連通する流体導通孔が形成されており、前記ピストンには、前記シリンダ本体に対して出没可能なピストンロッドが一体的に設けられており、前記ピストンロッドは、前記流体導通孔を介した前記圧力作用室に対する流体の供給により前記シリンダ本体の軸方向一端側に移動するとともに、前記流体導通孔を介した前記圧力作用室に対する流体の吸引により前記シリンダ本体の軸方向他端側に移動し、前記ピストンロッドにおける前記シリンダ本体からの突出端部に連結部材が連結される流体圧シリンダであって、前記シリンダ本体には、前記シリンダ本体と前記連結部材とを結合する結合部材が挿入可能な挿入凹部が形成されており、該挿入凹部は前記ピストンの中心軸線周りに複数形成されており、前記連結部材には、前記結合部材を支持可能な支持凹部が形成されており、前記支持凹部に支持された前記結合部材が前記挿入凹部に挿入されるか、又は、前記挿入凹部に支持された前記結合部材が前記支持凹部に挿入されることによって、前記連結部材は前記ピストンの周方向に対して位置決めされており、前記結合部材は、前記シリンダ本体と前記連結部材が連結されている状態で、前記挿入凹部に挿入されている位置と挿入されていない位置を変更できるか、又は、前記支持凹部に挿入されている位置と挿入されていない位置を変更できる。

【0007】

上記流体圧シリンダにおいて、前記結合部材による前記シリンダ本体と前記連結部材との結合を維持する維持部材をさらに備えることもできる。
上記流体圧シリンダにおいて、前記維持部材は、前記支持凹部又は前記挿入凹部において、前記結合部材を底上げする。

【発明の効果】

【0008】

この発明によれば、ピストンの中心軸線を回動中心とした連結部材の回動を規制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態におけるピストンロッドが突出方向へ移動した状態を示すエアシリンダ及び連結部材の断面図。

【図2】ピストンロッドが没入方向へ移動した状態を示す断面図。

【図3】エアシリンダ及び連結部材を示す底面図。

【図4】結合ピンが挿入凹部から抜けた状態を示す部分断面図。

【図5】別の実施形態におけるエアシリンダ及び連結部材を示す底面図。

【図6】別の実施形態における結合ピン周りを示す部分断面図。

【図7】別の実施形態におけるエアシリンダ及び連結部材を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、流体圧シリンダをエアシリンダに具体化した一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。
図１に示すように、エアシリンダ１０のシリンダ本体１１は、円孔状の収容孔１２がシリンダ本体１１の軸方向に貫通形成された筒状である。収容孔１２は、大径孔１２ａと、大径孔１２ａに連続するとともに大径孔１２ａよりも小径の小径孔１２ｂとから形成されている。大径孔１２ａには、流体としてのエアによりシリンダ本体１１の軸方向に移動可能な円環状のピストン１３が収容されている。ピストン１３には、シリンダ本体１１の軸方向に沿って延びるピストンロッド１５が一体的に設けられている。ピストンロッド１５は、小径孔１２ｂを通過してシリンダ本体１１に対して出没可能になっている。

【0011】

収容孔１２内には、ピストン１３により圧力作用室１４が区画されている。大径孔１２ａには、環状に延びるシール保持溝１６が形成されている。シール保持溝１６には、ピストン１３と大径孔１２ａとの間をシールして圧力作用室１４からのエアの漏れを防止する円環状のシール部材１６ｓが保持されている。また、小径孔１２ｂには、環状に延びるシール保持溝１７が形成されている。シール保持溝１７には、ピストンロッド１５と小径孔１２ｂとの間をシールして圧力作用室１４からのエアの漏れを防止する円環状のシール部材１７ｓが保持されている。ピストン１３及びピストンロッド１５には、軸方向に沿って延びる軸内通路１９が形成されている。

【0012】

シリンダ本体１１には、圧力作用室１４に連通する流体導通孔１８（図１において二点鎖線で示す）が形成されている。流体導通孔１８は、圧力作用室１４にエアを供給するエア供給部（図示せず）に接続されるとともに、圧力作用室１４に充填されているエアを吸引するエア吸引部（図示せず）に接続されている。なお、流体導通孔１８とエア供給部との接続、及び流体導通孔１８とエア吸引部との接続は、切換部（図示せず）により切換可能になっている。シリンダ本体１１の外面には取付部１１ａが突設されている。

【0013】

ピストンロッド１５におけるシリンダ本体１１からの突出端部には、ブロック状の連結部材２０が連結されている。連結部材２０におけるシリンダ本体１１側の端面には、嵌合凹部２０ａが形成されており、この嵌合凹部２０ａにピストンロッド１５の突出端部が嵌合されている。さらに、連結部材２０には、嵌合凹部２０ａに連通するとともに軸内通路１９に対して直交する方向に延びる供給通路２１が形成されており、供給通路２１の一端が軸内通路１９に連通している。供給通路２１の他端には、配管接続用の継手２２等が接続される。軸内通路１９から供給通路２１には、電線（図示せず）を通したり、継手２２により配管２８等が接続されたりする。なお、連結部材２０には治具（図示せず）等が取り付けられる。

【0014】

図２に示すように、流体導通孔１８を介した圧力作用室１４に対するエアの供給が行われると、圧力作用室１４に供給されたエアの圧力により、ピストン１３が小径孔１２ｂから離間する側へ押圧され、ピストンロッド１５が大径孔１２ａ側（シリンダ本体１１の軸方向一端側）に移動してシリンダ本体１１に対して没入する。すると、ピストン１３における小径孔１２ｂとは反対側が、大径孔１２ａからシリンダ本体１１に対して突出する。

【0015】

また、図１に示すように、流体導通孔１８を介した圧力作用室１４に対するエアの吸引が行われると、ピストン１３が小径孔１２ｂに接近する側へ移動するとともに、ピストンロッド１５が小径孔１２ｂから突出する側（シリンダ本体１１の軸方向他端側）に移動してシリンダ本体１１に対して突出する。

【0016】

図３に示すように、シリンダ本体１１における連結部材２０が配置される側の端面には、シリンダ本体１１の軸方向に沿って直線状に延びる挿入凹部３０が複数（本実施形態では３つ）形成されている。各挿入凹部３０は、ピストン１３の中心軸線Ｌ周りに配置されている。各挿入凹部３０は円孔状である。

【0017】

図１に示すように、連結部材２０におけるシリンダ本体１１側の端面には、結合部材としての円柱状の結合ピン３１が支持される支持凹部２０ｈが形成されている。支持凹部２０ｈは、ピストンロッド１５の軸方向に沿って直線状に延びるとともに、ピストン１３の中心軸線Ｌ周りにおいて、各挿入凹部３０を通過する同心円上に配置されている。そして、支持凹部２０ｈに支持された結合ピン３１が複数の挿入凹部３０のうちの一つに挿入されることで、連結部材２０がピストン１３の周方向に対して位置決めされた状態で、シリンダ本体１１と連結部材２０とが結合ピン３１を介して結合される。

【0018】

連結部材２０には、支持凹部２０ｈにおけるシリンダ本体１１とは反対側に連通する雌ねじ孔３５が形成されている。雌ねじ孔３５は、支持凹部２０ｈに対して直交する方向に延びている。雌ねじ孔３５には止めネジ３６が螺着されている。

【0019】

止めネジ３６は、結合ピン３１を、ピストンロッド１５の作動方向において、挿入凹部３０の方向へ底上げしている。さらに、連結部材２０がシリンダ本体１１に対して最も離間した状態において、結合ピン３１が自重により挿入凹部３０から抜けないように、結合ピン３１の長さ、及び止めネジ３６における雌ねじ孔３５に対する螺着位置（雌ねじ孔３５の形成位置）が設定されている。よって、止めネジ３６は、結合ピン３１によるシリンダ本体１１と連結部材２０との結合を維持する維持部材に相当する。

【0020】

図４に示すように、止めネジ３６が雌ねじ孔３５に対して取り外されると、結合ピン３１は、結合ピン３１の自重により支持凹部２０ｈの底部まで落下する。このとき、連結部材２０がシリンダ本体１１に対して最も離間した状態において、結合ピン３１が挿入凹部３０から抜けるように、結合ピン３１の長さ、及び支持凹部２０ｈの深さが設定されている。

【0021】

次に、本実施形態の作用について説明する。
上記構成のエアシリンダ１０においては、ピストンロッド１５が大径孔１２ａ側に移動したり、小径孔１２ｂから突出する側に移動したりする際に、電線や配管２８から連結部材２０に対して引っ張り力が作用する。この引っ張り力は、連結部材２０及び連結部材２０に取り付けられた治具を、ピストン１３の中心軸線Ｌを回動中心として回動させようとする。

【0022】

しかし、本実施形態では、挿入凹部３０に挿入される結合ピン３１により、シリンダ本体１１と連結部材２０とが、ピストン１３の中心軸線Ｌからピストン１３の径方向に離間した位置で結合されている。このため、連結部材２０に対してピストン１３の中心軸線Ｌを回動中心として回動させようとする力が作用したとしても、ピストン１３の中心軸線Ｌを回動中心とした連結部材２０の回動が規制される。その結果、連結部材２０がピストン１３の中心軸線Ｌを回動中心として回動して、連結部材２０及び治具が周囲の装置・部品に干渉してしまうことが回避される。

【0023】

また、図４に示すように、連結部材２０がシリンダ本体１１に対して最も離間した状態において、止めネジ３６が雌ねじ孔３５に対して取り外されると、結合ピン３１は、結合ピン３１の自重により支持凹部２０ｈの底部まで落下する。すると、結合ピン３１が挿入凹部３０から抜けて、連結部材２０におけるピストン１３の周方向に対して位置決めが解除される。これにより、ピストン１３の中心軸線Ｌを回動中心とした連結部材２０の回動が許容される。

【0024】

そして、連結部材２０におけるピストン１３の周方向に対する姿勢が所望の姿勢になるように、結合ピン３１を複数の挿入凹部３０のうちの一つに挿入するとともに、止めネジ３６を雌ねじ孔３５に螺着する。このように、結合ピン３１が挿入される挿入凹部３０を複数の中から適宜選択することで、連結部材２０におけるピストン１３の周方向に対する姿勢が所望の姿勢となる。

【0025】

上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）シリンダ本体１１における連結部材２０が配置される側の端面に、シリンダ本体１１と連結部材２０とを結合する結合ピン３１が挿入可能な挿入凹部３０を形成した。これによれば、挿入凹部３０に挿入された結合ピン３１によるシリンダ本体１１と連結部材２０との結合により、ピストン１３の中心軸線Ｌを回動中心とした連結部材２０の回動を規制することができる。

【0026】

（２）シリンダ本体１１における連結部材２０が配置される側の端面に、挿入凹部３０を、ピストン１３の中心軸線Ｌ周りに複数形成した。これによれば、結合ピン３１を複数の挿入凹部３０のうちの一つに挿入することで、連結部材２０がピストン１３の周方向に対して位置決めされる。すなわち、結合ピン３１が挿入される挿入凹部３０を複数の中から適宜選択することで、連結部材２０におけるピストン１３の周方向に対する姿勢を所望の姿勢にすることができる。

【0027】

（３）エアシリンダ１０は、結合ピン３１における挿入凹部３０への挿入状態を維持する止めネジ３６をさらに備える。これによれば、結合ピン３１と挿入凹部３０との挿入状態を維持し易くすることができる。

【0028】

（４）止めネジ３６が雌ねじ孔３５に対して取り外されると、結合ピン３１が挿入凹部３０から抜けて、結合ピン３１による連結部材２０のピストン１３の周方向に対して位置決めが解除される。これにより、ピストン１３の中心軸線Ｌを回動中心とした連結部材２０の回動を許容することができる。そして、結合ピン３１が挿入される挿入凹部３０を複数の中から適宜選択することで、連結部材２０におけるピストン１３の周方向に対する姿勢を所望の姿勢に変更することができる。

【0029】

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 図５に示すように、シリンダ本体１１の外周面に、シリンダ本体１１における連結部材２０が配置される側の端面に開口する挿入凹部としての切欠部４０を複数形成してもよい。各切欠部４０は、ピストン１３の中心軸線Ｌ周りに配置されている。各切欠部４０は半円状である。また、この場合、結合ピン３１は、連結部材２０に固定されている必要がある。

【0030】

・ 図６に示すように、止めネジ３６が螺着される雌ねじ孔３５Ａが、支持凹部２０ｈの延設方向と同じ方向に延びていてもよい。雌ねじ孔３５Ａは、支持凹部２０ｈにおけるシリンダ本体１１とは反対側に連通している。

【0031】

・ 実施形態において、雌ねじ孔３５が、支持凹部２０ｈに対して交差する方向に延びていてもよい。
・ 図７に示すように、エアシリンダ１０及び連結部材２０の相対位置を逆にしてもよい。さらに、シリンダ本体１１に、挿入凹部３０における連結部材２０とは反対側に連通する雌ねじ孔３５Ｂを形成してもよい。雌ねじ孔３５Ｂは、挿入凹部３０に対して直交する方向に延びている。雌ねじ孔３５Ｂには止めネジ３６が螺着されている。止めネジ３６は、結合ピン３１が自重により挿入凹部３０の底部側へ落下しようとしても、結合ピン３１が止めネジ３６に当接することにより、結合ピン３１を重力方向下側で支持している。さらに、連結部材２０がシリンダ本体１１に対して最も離間した状態において、結合ピン３１が自重により支持凹部２０ｈから抜けないように、結合ピン３１の長さ、及び止めネジ３６における雌ねじ孔３５Ｂに対する螺着位置（雌ねじ孔３５Ｂの形成位置）が設定されている。このように、結合ピン３１によるシリンダ本体１１と連結部材２０との結合を維持する止めネジ３６をシリンダ本体１１に設けてもよい。

【0032】

・ 実施形態において、連結部材２０に、支持凹部２０ｈにおけるシリンダ本体１１とは反対側に連通する連通孔を形成するとともに、連通孔に、割りピン等の止め具や、連通孔の内径よりも外径が大きいゴム部材等を設けてもよい。これによれば、割りピン等の止め具や、連通孔の内径よりも外径が大きいゴム部材等は、結合ピン３１によるシリンダ本体１１と連結部材２０との結合を維持する維持部材として機能する。

【0033】

・ 実施形態において、ピストン１３の中心軸線Ｌ周りに形成される挿入凹部３０の数は特に限定されるものではない。
・ 実施形態において、全ての挿入凹部３０に結合ピン３１を挿入してもよい。これによれば、結合ピン３１によるシリンダ本体１１と連結部材２０との結合箇所を増やすことができ、ピストン１３の中心軸線Ｌを回動中心とした連結部材２０の回動に対する規制力を増大させることができる。

【0034】

・ 実施形態において、連結部材２０に、支持凹部２０ｈにおけるシリンダ本体１１とは反対側に連通するとともに、支持凹部２０ｈの延設方向と同じ方向に延びる貫通孔を形成してもよい。貫通孔の内径は、支持凹部２０ｈの内径よりも小さくなっている。また、この貫通孔にはピンが挿通可能になっている。これによれば、結合ピン３１の自重により支持凹部２０ｈの底部まで落下した結合ピン３１を、貫通孔に挿通されるピンによって、挿入凹部３０側へ持ち上げることができ、結合ピン３１における挿入凹部３０への挿入作業を容易なものとすることができる。

【0035】

・ 実施形態において、ピストンロッド１５におけるシリンダ本体１１からの突出端部に、例えば、ワークを搬送可能なテーブルを連結部材として連結してもよい。
・ 実施形態において、エア以外の流体を用いてピストン１３を移動させるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0036】

１０…流体圧シリンダとしてのエアシリンダ、１１…シリンダ本体、１２…収容孔、１３…ピストン、１４…圧力作用室、１５…ピストンロッド、１８…流体導通孔、２０…連結部材、３０…挿入凹部、３１…結合部材としての結合ピン、３６…維持部材に相当する止めネジ、４０…挿入凹部としての切欠部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】