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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024051404
(43)【公開日】2024-04-11
(54)【発明の名称】シリンダ装置
(51)【国際特許分類】
F15B 15/28 20060101AFI20240404BHJP
B23Q 3/06 20060101ALI20240404BHJP
【ＦＩ】
F15B15/28 C
B23Q3/06 304F
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022157558
(22)【出願日】2022-09-30
(71)【出願人】
【識別番号】391003989
【氏名又は名称】株式会社コスメック
(74)【代理人】
【識別番号】100091719
【弁理士】
【氏名又は名称】忰熊 嗣久
(72)【発明者】
【氏名】長尾 哲也
【テーマコード（参考）】
3C016
3H081
【Ｆターム（参考）】
3C016CA03
3H081AA03
3H081CC29
3H081DD22
3H081DD24
3H081GG05
3H081GG17
3H081HH04
(57)【要約】
【課題】
出力部材のピストンロッドの外周と、ハウジングの内壁を利用して出力部材の位置を３段階で検出する機構を設けたシリンダ装置を提供すること。
【解決手段】
ハウジング２には、圧縮気体を供給するＡ通路Ａｐと、大気に排出する排出するＢ通路Ｂｐが設けられている。ピストンロッド３にはシール部材１１と環状弁部材１０を引き連れて押し下げる突起１２ａが設けられている。ハウジング内の中空内壁には、シール部材１１ａが当接してシール機能が有効に働くような内径を有する摺面領域１３と、シール部材１１ａのシール機能が一切働かないような大きな内径を有する遊挿領域１４と、環状弁部材１０が上下動可能な大きな内径を持つとともに上側をリング面２ｄで囲って環状弁部材１０を収容し、かつＢ通路Ｂｐに連通する弁部材領域１８が設けられている。
【選択図】 図１
出力部材のピストンロッドの外周と、ハウジングの内壁を利用して出力部材の位置を３段階で検出する機構を設けたシリンダ装置を提供すること。
【解決手段】
ハウジング２には、圧縮気体を供給するＡ通路Ａｐと、大気に排出する排出するＢ通路Ｂｐが設けられている。ピストンロッド３にはシール部材１１と環状弁部材１０を引き連れて押し下げる突起１２ａが設けられている。ハウジング内の中空内壁には、シール部材１１ａが当接してシール機能が有効に働くような内径を有する摺面領域１３と、シール部材１１ａのシール機能が一切働かないような大きな内径を有する遊挿領域１４と、環状弁部材１０が上下動可能な大きな内径を持つとともに上側をリング面２ｄで囲って環状弁部材１０を収容し、かつＢ通路Ｂｐに連通する弁部材領域１８が設けられている。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ハウジング内を圧力流体により上下動するピストンを有するシリンダ装置において、
前記ピストンに固定されたピストンロッドと、
前記ピストンロッドの外周壁のシール溝に取り付けられたシール部材と、
前記ピストンロッドが上下動する前記ハウジング内の中空内壁とを有し、
前記ハウジングには、前記中空内壁の内側に圧縮気体を供給する供給通路と、前記中空内壁の内側に供給された圧縮気体を大気に排出する排出通路と、前記中空内壁の内側に供給された圧縮気体を前記供給通路及び排出通路よりも大きな圧力損失で通過させ、前記排出通路に連通する圧力損失通路が設けられ、
前記ハウジング内の中空内壁には、前記シール部材が当接してシール機能が有効に働くような内径を有する摺面領域と、シール部材のシール機能が一切働かないような大きな内径を有する遊挿領域であって、１つの遊挿領域を２つの摺面領域が上下に挟み、さらに当該２つの摺面領域の上と下に夫々遊挿領域が挟むように設けられており、
前記供給通路、排出通路、圧力損失通路の夫々は、いずれか１つの別々の前記遊挿領域に接続しており、かつ、前記供給通路が接続された遊挿領域は前記供給通路が接続された遊挿領域と上下に隣り合っていることを特徴とするシリンダ装置。
前記ピストンに固定されたピストンロッドと、
前記ピストンロッドの外周壁のシール溝に取り付けられたシール部材と、
前記ピストンロッドが上下動する前記ハウジング内の中空内壁とを有し、
前記ハウジングには、前記中空内壁の内側に圧縮気体を供給する供給通路と、前記中空内壁の内側に供給された圧縮気体を大気に排出する排出通路と、前記中空内壁の内側に供給された圧縮気体を前記供給通路及び排出通路よりも大きな圧力損失で通過させ、前記排出通路に連通する圧力損失通路が設けられ、
前記ハウジング内の中空内壁には、前記シール部材が当接してシール機能が有効に働くような内径を有する摺面領域と、シール部材のシール機能が一切働かないような大きな内径を有する遊挿領域であって、１つの遊挿領域を２つの摺面領域が上下に挟み、さらに当該２つの摺面領域の上と下に夫々遊挿領域が挟むように設けられており、
前記供給通路、排出通路、圧力損失通路の夫々は、いずれか１つの別々の前記遊挿領域に接続しており、かつ、前記供給通路が接続された遊挿領域は前記供給通路が接続された遊挿領域と上下に隣り合っていることを特徴とするシリンダ装置。
【請求項2】
ハウジング内を圧力流体により上下動するピストンを有するシリンダ装置において、
前記ピストンに固定されたピストンロッドと、
前記ピストンロッドの外周壁の上下に間隔を開けたシール溝の夫々に取り付けられたシール部材と、
前記ピストンロッドが上下動する前記ハウジング内の中空内壁とを有し、
前記ハウジングには、前記中空内壁の内側に圧縮気体を供給する供給通路と、前記中空内壁の内側に供給された圧縮気体を大気に排出する排出通路と、前記中空内壁の内側に供給された圧縮気体を前記供給通路及び排出通路よりも大きな圧力損失で通過させ、前記排出通路に連通する圧力損失通路が設けられ、
前記ハウジング内の中空内壁には、前記シール部材が当接してシール機能が有効に働くような内径を有する摺面領域と、シール部材のシール機能が一切働かないような大きな内径を有する遊挿領域であって、１つの遊挿領域を２つの摺面領域が上下に挟み、さらに当該２つの摺面領域の上と下に夫々遊挿領域が挟むように設けられており、
前記供給通路、排出通路、圧力損失通路の夫々は、いずれか１つの別々の前記遊挿領域に接続し、かつ、前記供給通路が接続された遊挿領域は前記供給通路が接続された遊挿領域と上下に隣り合っており、
前記ピストンロッドが上下する過程で、上下の前記シール部材が夫々上下の前記摺面領域の位置に同時に位置付くように取り付けられていることを特徴とするシリンダ装置。
前記ピストンに固定されたピストンロッドと、
前記ピストンロッドの外周壁の上下に間隔を開けたシール溝の夫々に取り付けられたシール部材と、
前記ピストンロッドが上下動する前記ハウジング内の中空内壁とを有し、
前記ハウジングには、前記中空内壁の内側に圧縮気体を供給する供給通路と、前記中空内壁の内側に供給された圧縮気体を大気に排出する排出通路と、前記中空内壁の内側に供給された圧縮気体を前記供給通路及び排出通路よりも大きな圧力損失で通過させ、前記排出通路に連通する圧力損失通路が設けられ、
前記ハウジング内の中空内壁には、前記シール部材が当接してシール機能が有効に働くような内径を有する摺面領域と、シール部材のシール機能が一切働かないような大きな内径を有する遊挿領域であって、１つの遊挿領域を２つの摺面領域が上下に挟み、さらに当該２つの摺面領域の上と下に夫々遊挿領域が挟むように設けられており、
前記供給通路、排出通路、圧力損失通路の夫々は、いずれか１つの別々の前記遊挿領域に接続し、かつ、前記供給通路が接続された遊挿領域は前記供給通路が接続された遊挿領域と上下に隣り合っており、
前記ピストンロッドが上下する過程で、上下の前記シール部材が夫々上下の前記摺面領域の位置に同時に位置付くように取り付けられていることを特徴とするシリンダ装置。
【請求項3】
ハウジング内を圧力流体により上下動するピストンを有するシリンダ装置において、
前記ピストンに固定されたピストンロッドと、
前記ピストンロッドの外周壁の上下に間隔を開けたシール溝の夫々に取り付けられたシール部材と、
前記ピストンロッドが上下動する前記ハウジング内の中空内壁とを有し、
前記ハウジングには、前記中空内壁の内側に圧縮気体を供給する供給通路と、前記中空内壁の内側に供給された圧縮気体を大気に排出する排出通路と、前記中空内壁の内側に供給された圧縮気体を前記供給通路及び排出通路よりも大きな圧力損失で通過させ、前記排出通路に連通する圧力損失通路が設けられ、
前記ハウジング内の中空内壁には、前記シール部材が当接してシール機能が有効に働くような内径を有する摺面領域と、シール部材のシール機能が一切働かないような大きな内径を有する遊挿領域であって、１つの遊挿領域を２つの摺面領域が上下に挟み、さらに当該２つの摺面領域の上と下に夫々遊挿領域が挟むように設けられており、
前記供給通路、排出通路、圧力損失通路の夫々は、いずれか１つの別々の前記遊挿領域に接続し、かつ、前記供給通路が接続された遊挿領域は前記供給通路が接続された遊挿領域と上下に隣り合っており、
前記ピストンロッドが上下する過程で、一方の前記シール部材が上下いずれかの前記摺面領域の位置に位置付くとき、他方の前記シール部材はいずれかの前記遊挿領域の位置に位置付くように取り付けられていることを特徴とするシリンダ装置。
前記ピストンに固定されたピストンロッドと、
前記ピストンロッドの外周壁の上下に間隔を開けたシール溝の夫々に取り付けられたシール部材と、
前記ピストンロッドが上下動する前記ハウジング内の中空内壁とを有し、
前記ハウジングには、前記中空内壁の内側に圧縮気体を供給する供給通路と、前記中空内壁の内側に供給された圧縮気体を大気に排出する排出通路と、前記中空内壁の内側に供給された圧縮気体を前記供給通路及び排出通路よりも大きな圧力損失で通過させ、前記排出通路に連通する圧力損失通路が設けられ、
前記ハウジング内の中空内壁には、前記シール部材が当接してシール機能が有効に働くような内径を有する摺面領域と、シール部材のシール機能が一切働かないような大きな内径を有する遊挿領域であって、１つの遊挿領域を２つの摺面領域が上下に挟み、さらに当該２つの摺面領域の上と下に夫々遊挿領域が挟むように設けられており、
前記供給通路、排出通路、圧力損失通路の夫々は、いずれか１つの別々の前記遊挿領域に接続し、かつ、前記供給通路が接続された遊挿領域は前記供給通路が接続された遊挿領域と上下に隣り合っており、
前記ピストンロッドが上下する過程で、一方の前記シール部材が上下いずれかの前記摺面領域の位置に位置付くとき、他方の前記シール部材はいずれかの前記遊挿領域の位置に位置付くように取り付けられていることを特徴とするシリンダ装置。
【請求項4】
ハウジング内を圧力流体により上下動するピストンを有するシリンダ装置において、
前記ピストンに固定されたピストンロッドと、
前記ピストンロッドの外周壁のシール溝に取り付けられたシール部材と、
前記ピストンロッドが上下動する前記ハウジング内の中空内壁と、
前記ピストンロッドに外挿される環状弁部材とを有し、
前記ハウジングには、前記中空内壁の内側に圧縮気体を供給する供給通路と、前記中空内壁の内側に供給された圧縮気体を大気に排出する排出通路が設けられ、
前記ピストンロッドの前記シール溝の下側に前記環状弁部材を引き連れて押し下げる突起が設けられ、
前記ハウジング内の中空内壁には、前記シール部材が当接してシール機能が有効に働くような内径を有する摺面領域と、シール部材のシール機能が一切働かないような大きな内径を有する遊挿領域と、前記環状弁部材が上下動可能な大きな内径を持つとともに上側をリング面で囲って前記環状弁部材を収容し、かつ前記排出通路に連通する弁部材領域とが、摺面領域、遊挿領域、弁部材領域が連続して上下に設けられており、
前記ピストンロッドが上下する過程で、前記シール部材が上側の前記摺面領域の位置、前記シール部材が前記遊挿領域の位置、前記突起が前記環状弁部材を引き連れて押し下げる位置に設けられていることを特徴とするシリンダ装置。
前記ピストンに固定されたピストンロッドと、
前記ピストンロッドの外周壁のシール溝に取り付けられたシール部材と、
前記ピストンロッドが上下動する前記ハウジング内の中空内壁と、
前記ピストンロッドに外挿される環状弁部材とを有し、
前記ハウジングには、前記中空内壁の内側に圧縮気体を供給する供給通路と、前記中空内壁の内側に供給された圧縮気体を大気に排出する排出通路が設けられ、
前記ピストンロッドの前記シール溝の下側に前記環状弁部材を引き連れて押し下げる突起が設けられ、
前記ハウジング内の中空内壁には、前記シール部材が当接してシール機能が有効に働くような内径を有する摺面領域と、シール部材のシール機能が一切働かないような大きな内径を有する遊挿領域と、前記環状弁部材が上下動可能な大きな内径を持つとともに上側をリング面で囲って前記環状弁部材を収容し、かつ前記排出通路に連通する弁部材領域とが、摺面領域、遊挿領域、弁部材領域が連続して上下に設けられており、
前記ピストンロッドが上下する過程で、前記シール部材が上側の前記摺面領域の位置、前記シール部材が前記遊挿領域の位置、前記突起が前記環状弁部材を引き連れて押し下げる位置に設けられていることを特徴とするシリンダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、シリンダ装置に関し、特に、クランプ対象物を固定するシリンダ装置等に適用されるシリンダに関する。
【背景技術】
【0002】
出力部材の上下動により、シリンダ装置はアンクランプ状態からクランプ状態へ移行する。各状態におけるピストン部の位置を検出する機構が特許文献１に開示されている。特許文献１では、ハウジング内を圧力流体により上下に可動される出力部材を有するシリンダが開示されている。ハウジングの下壁と前記出力部材の間には第１弁室が設けられている。また、ピストン部にはくりぬき状に第２弁室が設けられて、第１弁室側に開放されている。ハウジングの下壁から弁ロッドが突出して第２弁室に挿入されている。出力部材を駆動する圧力流体の経路とは別にこれら第１弁室、弁ロッド、第２弁室を利用して、位置検出用の圧縮気体を１系統配置する。この系統に圧縮気体を送ったときの当該系統の圧力が、高い状態か、低い状態か、中間の状態かにより、出力部材の位置検出を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－２１５０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１の出力部材の位置を検出する機構は、第２弁室は出力部材をくりぬき状にして設けたものであり、その中にハウジングの下壁から突出した弁ロッドが挿入されている。このため、小型のシリンダ装置には、適用しにくい構成である。
本発明の目的は、出力部材のピストンロッドの外周と、ハウジングの内壁を利用して出力部材の位置を３段階で検出する機構を設けたシリンダ装置を提供することにある。
本発明の目的は、出力部材のピストンロッドの外周と、ハウジングの内壁を利用して出力部材の位置を３段階で検出する機構を設けたシリンダ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明では、ハウジング内を圧力流体により上下動するピストンを有するシリンダ装置において、
前記ピストンに固定されたピストンロッドと、
前記ピストンロッドの外周壁のシール溝に取り付けられたシール部材と、
前記ピストンロッドが上下動する前記ハウジング内の中空内壁とを有し、
前記ハウジングには、前記中空内壁の内側に圧縮気体を供給する供給通路と、前記中空内壁の内側に供給された圧縮気体を大気に排出する排出通路と、前記中空内壁の内側に供給された圧縮気体を前記供給通路及び排出通路よりも大きな圧力損失で通過させ、前記排出通路に連通する圧力損失通路が設けられ、
前記ハウジング内の中空内壁には、前記シール部材が当接してシール機能が有効に働くような内径を有する摺面領域と、シール部材のシール機能が一切働かないような大きな内径を有する遊挿領域であって、１つの遊挿領域を２つの摺面領域が上下に挟み、さらに当該２つの摺面領域の上と下に夫々遊挿領域が挟むように設けられており、
前記供給通路、排出通路、圧力損失通路の夫々は、いずれか１つの別々の前記遊挿領域に接続しており、かつ、前記供給通路が接続された遊挿領域は前記供給通路が接続された遊挿領域と上下に隣り合っていることを特徴とする。
前記ピストンに固定されたピストンロッドと、
前記ピストンロッドの外周壁のシール溝に取り付けられたシール部材と、
前記ピストンロッドが上下動する前記ハウジング内の中空内壁とを有し、
前記ハウジングには、前記中空内壁の内側に圧縮気体を供給する供給通路と、前記中空内壁の内側に供給された圧縮気体を大気に排出する排出通路と、前記中空内壁の内側に供給された圧縮気体を前記供給通路及び排出通路よりも大きな圧力損失で通過させ、前記排出通路に連通する圧力損失通路が設けられ、
前記ハウジング内の中空内壁には、前記シール部材が当接してシール機能が有効に働くような内径を有する摺面領域と、シール部材のシール機能が一切働かないような大きな内径を有する遊挿領域であって、１つの遊挿領域を２つの摺面領域が上下に挟み、さらに当該２つの摺面領域の上と下に夫々遊挿領域が挟むように設けられており、
前記供給通路、排出通路、圧力損失通路の夫々は、いずれか１つの別々の前記遊挿領域に接続しており、かつ、前記供給通路が接続された遊挿領域は前記供給通路が接続された遊挿領域と上下に隣り合っていることを特徴とする。
【0006】
また、本発明では、ハウジング内を圧力流体により上下動するピストンを有するシリンダ装置において、
前記ピストンに固定されたピストンロッドと、
前記ピストンロッドの外周壁の上下に間隔を開けたシール溝の夫々に取り付けられたシール部材と、
前記ピストンロッドが上下動する前記ハウジング内の中空内壁とを有し、
前記ハウジングには、前記中空内壁の内側に圧縮気体を供給する供給通路と、前記中空内壁の内側に供給された圧縮気体を大気に排出する排出通路と、前記中空内壁の内側に供給された圧縮気体を前記供給通路及び排出通路よりも大きな圧力損失で通過させ、前記排出通路に連通する圧力損失通路が設けられ、
前記ハウジング内の中空内壁には、前記シール部材が当接してシール機能が有効に働くような内径を有する摺面領域と、シール部材のシール機能が一切働かないような大きな内径を有する遊挿領域であって、１つの遊挿領域を２つの摺面領域が上下に挟み、さらに当該２つの摺面領域の上と下に夫々遊挿領域が挟むように設けられており、
前記供給通路、排出通路、圧力損失通路の夫々は、いずれか１つの別々の前記遊挿領域に接続し、かつ、前記供給通路が接続された遊挿領域は前記供給通路が接続された遊挿領域と上下に隣り合っており、
前記ピストンロッドが上下する過程で、上下の前記シール部材が夫々上下の前記摺面領域の位置に同時に位置付くように取り付けられていることを特徴とする。
前記ピストンに固定されたピストンロッドと、
前記ピストンロッドの外周壁の上下に間隔を開けたシール溝の夫々に取り付けられたシール部材と、
前記ピストンロッドが上下動する前記ハウジング内の中空内壁とを有し、
前記ハウジングには、前記中空内壁の内側に圧縮気体を供給する供給通路と、前記中空内壁の内側に供給された圧縮気体を大気に排出する排出通路と、前記中空内壁の内側に供給された圧縮気体を前記供給通路及び排出通路よりも大きな圧力損失で通過させ、前記排出通路に連通する圧力損失通路が設けられ、
前記ハウジング内の中空内壁には、前記シール部材が当接してシール機能が有効に働くような内径を有する摺面領域と、シール部材のシール機能が一切働かないような大きな内径を有する遊挿領域であって、１つの遊挿領域を２つの摺面領域が上下に挟み、さらに当該２つの摺面領域の上と下に夫々遊挿領域が挟むように設けられており、
前記供給通路、排出通路、圧力損失通路の夫々は、いずれか１つの別々の前記遊挿領域に接続し、かつ、前記供給通路が接続された遊挿領域は前記供給通路が接続された遊挿領域と上下に隣り合っており、
前記ピストンロッドが上下する過程で、上下の前記シール部材が夫々上下の前記摺面領域の位置に同時に位置付くように取り付けられていることを特徴とする。
【0007】
また、本発明では、ハウジング内を圧力流体により上下動するピストンを有するシリンダ装置において、
前記ピストンに固定されたピストンロッドと、
前記ピストンロッドの外周壁の上下に間隔を開けたシール溝の夫々に取り付けられたシール部材と、
前記ピストンロッドが上下動する前記ハウジング内の中空内壁とを有し、
前記ハウジングには、前記中空内壁の内側に圧縮気体を供給する供給通路と、前記中空内壁の内側に供給された圧縮気体を大気に排出する排出通路と、前記中空内壁の内側に供給された圧縮気体を前記供給通路及び排出通路よりも大きな圧力損失で通過させ、前記排出通路に連通する圧力損失通路が設けられ、
前記ハウジング内の中空内壁には、前記シール部材が当接してシール機能が有効に働くような内径を有する摺面領域と、シール部材のシール機能が一切働かないような大きな内径を有する遊挿領域であって、１つの遊挿領域を２つの摺面領域が上下に挟み、さらに当該２つの摺面領域の上と下に夫々遊挿領域が挟むように設けられており、
前記供給通路、排出通路、圧力損失通路の夫々は、いずれか１つの別々の前記遊挿領域に接続し、かつ、前記供給通路が接続された遊挿領域は前記供給通路が接続された遊挿領域と上下に隣り合っており、
前記ピストンロッドが上下する過程で、一方の前記シール部材が上下いずれかの前記摺面領域の位置に位置付くとき、他方の前記シール部材はいずれかの前記遊挿領域の位置に位置付くように取り付けられていることを特徴とする。
前記ピストンに固定されたピストンロッドと、
前記ピストンロッドの外周壁の上下に間隔を開けたシール溝の夫々に取り付けられたシール部材と、
前記ピストンロッドが上下動する前記ハウジング内の中空内壁とを有し、
前記ハウジングには、前記中空内壁の内側に圧縮気体を供給する供給通路と、前記中空内壁の内側に供給された圧縮気体を大気に排出する排出通路と、前記中空内壁の内側に供給された圧縮気体を前記供給通路及び排出通路よりも大きな圧力損失で通過させ、前記排出通路に連通する圧力損失通路が設けられ、
前記ハウジング内の中空内壁には、前記シール部材が当接してシール機能が有効に働くような内径を有する摺面領域と、シール部材のシール機能が一切働かないような大きな内径を有する遊挿領域であって、１つの遊挿領域を２つの摺面領域が上下に挟み、さらに当該２つの摺面領域の上と下に夫々遊挿領域が挟むように設けられており、
前記供給通路、排出通路、圧力損失通路の夫々は、いずれか１つの別々の前記遊挿領域に接続し、かつ、前記供給通路が接続された遊挿領域は前記供給通路が接続された遊挿領域と上下に隣り合っており、
前記ピストンロッドが上下する過程で、一方の前記シール部材が上下いずれかの前記摺面領域の位置に位置付くとき、他方の前記シール部材はいずれかの前記遊挿領域の位置に位置付くように取り付けられていることを特徴とする。
【0008】
また、本発明では、ハウジング内を圧力流体により上下動するピストンを有するシリンダ装置において、
前記ピストンに固定されたピストンロッドと、
前記ピストンロッドの外周壁のシール溝に取り付けられたシール部材と、
前記ピストンロッドが上下動する前記ハウジング内の中空内壁と、
前記ピストンロッドに外挿される環状弁部材とを有し、
前記ハウジングには、前記中空内壁の内側に圧縮気体を供給する供給通路と、前記中空内壁の内側に供給された圧縮気体を大気に排出する排出通路が設けられ、
前記ピストンロッドの前記シール溝の下側に前記環状弁部材を引き連れて押し下げる突起が設けられ、
前記ハウジング内の中空内壁には、前記シール部材が当接してシール機能が有効に働くような内径を有する摺面領域と、シール部材のシール機能が一切働かないような大きな内径を有する遊挿領域と、前記環状弁部材が上下動可能な大きな内径を持つとともに上側をリング面で囲って前記環状弁部材を収容し、かつ前記排出通路に連通する弁部材領域とが、摺面領域、遊挿領域、弁部材領域が連続して上下に設けられており、
前記ピストンロッドが上下する過程で、前記シール部材が上側の前記摺面領域の位置、前記シール部材が前記遊挿領域の位置、前記突起が前記環状弁部材を引き連れて押し下げる位置に設けられていることを特徴とする。
前記ピストンに固定されたピストンロッドと、
前記ピストンロッドの外周壁のシール溝に取り付けられたシール部材と、
前記ピストンロッドが上下動する前記ハウジング内の中空内壁と、
前記ピストンロッドに外挿される環状弁部材とを有し、
前記ハウジングには、前記中空内壁の内側に圧縮気体を供給する供給通路と、前記中空内壁の内側に供給された圧縮気体を大気に排出する排出通路が設けられ、
前記ピストンロッドの前記シール溝の下側に前記環状弁部材を引き連れて押し下げる突起が設けられ、
前記ハウジング内の中空内壁には、前記シール部材が当接してシール機能が有効に働くような内径を有する摺面領域と、シール部材のシール機能が一切働かないような大きな内径を有する遊挿領域と、前記環状弁部材が上下動可能な大きな内径を持つとともに上側をリング面で囲って前記環状弁部材を収容し、かつ前記排出通路に連通する弁部材領域とが、摺面領域、遊挿領域、弁部材領域が連続して上下に設けられており、
前記ピストンロッドが上下する過程で、前記シール部材が上側の前記摺面領域の位置、前記シール部材が前記遊挿領域の位置、前記突起が前記環状弁部材を引き連れて押し下げる位置に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、ピストンロッドの外周とハウジングの内壁を利用して、出力部材の位置を３段階で検出することができるため、シリンダ装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図3】実施例１のシリンダ装置の断面図（クランプ状態）である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
シリンダ装置の全体構造を説明する。シリンダ装置は、ハウジングと、出力部材とを有している。出力部材は、ハウジング内の中空内壁内を上下動するピストンロッドと、ピストンロッドにより駆動されるクランプロッドと、掴み部材とを有している。ピストンロッドの上下する方向を軸線ｃ方向と呼び、「上」若しくは「下」と言う場合には、重力の方向を示すものでは無く、軸線ｃ方向で出力部材をハウジングに引き込む方向を「下」と呼び、ハウジングから繰り出す方向を「上」と呼ぶことにする。また、ピストン、ピストンロッド、クランプロッドを合わせて出力部材と呼ぶ。
【0012】
本発明のシリンダ装置は、出力部材の位置を３段階で検出するために、圧縮気体を利用する。圧縮気体は、出力部材を上下動させる圧力流体とは別の系統でシリンダ装置に与えられる。圧縮気体として、空気、窒素ガス等が利用できる。ハウジングには、圧縮気体を供給する通路と、大気に排出する通路が設けられる。２つの通路を夫々、供給通路と排出通路とする。供給通路と排出通路は、ハウジング内の中空とピストンロッドとの間を経由してつながっているが、供給通路と排出通路の間は、ピストンロッドの上下位置により閉鎖、中閉鎖、開放のいずれかの状態になる。ピストンロッドの上下位置の検出は、圧縮気体を供給する側の通路の圧力を測定することにより行われる。
【0013】
供給通路と排出通路の間が閉鎖状態の時、圧縮気体の漏れがないため、圧力測定をすると「高圧力」になる。供給通路と排出通路の間が中閉鎖状態の時、圧縮気体は中程度に漏れるため、圧力測定をすると「中圧力」になる。供給通路と排出通路の間が開放状態の時、圧縮気体は大気に開放されるため、圧力測定をすると「低圧力」になる。尚、「低圧力」は、圧力センサで検出された圧力が、第１閾値以下の場合に「低圧力」、その第１閾値よりも高圧な第２閾値以上の場合に「高圧力」、第１閾値と第２閾値の間の場合に「中圧力」と定義することができる。１つの圧力センサに第１閾値、第２閾値を設定してもよい。１つの通路中に２つの圧力センサを設けても良い。２つの圧力センサを設ける場合、一方の圧力センサに第１閾値を設定し、他方の圧力センサに第２閾値を設定するようにしてもよい。圧力センサが、圧力値を数値にて取得するものであれば、比較器に第１閾値、第２閾値を設定し、圧力センサの出力を「高圧力」「中圧力」「低圧力」に分類しても良い。
【0014】
閉鎖、中閉鎖、開放の状態の状態変化をさせるのは、ピストンロッドの外周壁構造とハウジングの中空内壁構造である。また、必要に応じて、環状弁部材が用いられる。環状弁部材は、ピストンとは別に、ハウジングの中空内壁とピストンロッドの外周壁の間を移動する部材である。また、ピストンロッドが上昇位置の時点、途中位置の時点、下降位置の時点において、どのような圧力を検出できるようにするかで、これらの組み合わせが選択される。
【0015】
すなわち、上昇位置の時点で、「高圧力」を検出できるようにするか、「中圧力」を検出できるようにするか、「低圧力」を検出できるようにするかである。途中位置の時点、下降位置の時点においても同様であり、順列組み合わせを考慮すると、６パターンが存在する。この６パターンについて実施例１－６で説明する。
【0016】
また、ピストンロッドの外周壁とハウジングの中空内壁は、上下方向にいくつかの区画、領域が組み合わさって形成されている。
【0017】
まず、ピストンロッドの外周壁はほぼ同一径であるが、ピストンロッドの外周壁の限られた範囲には、以下の区画がある。
１）１周に渡ってシール部材が装着されたＳシール区画(以下、各実施例において引用符号を共通の「１１」とする)。シール部材として、Ｏリング、パッキンが用いられる。
２）ピストンロッドが下降する際に、環状弁部材を引き連れて押し下げるプッシュ区画(同上 引用符号「１２」)。
Ｓシール区画１１の１つ又は２つ、又はＳシール区画１１の１つとプッシュ区画１２とが組み合わされてピストンロッドの外周壁に実装される。
１）１周に渡ってシール部材が装着されたＳシール区画(以下、各実施例において引用符号を共通の「１１」とする)。シール部材として、Ｏリング、パッキンが用いられる。
２）ピストンロッドが下降する際に、環状弁部材を引き連れて押し下げるプッシュ区画(同上 引用符号「１２」)。
Ｓシール区画１１の１つ又は２つ、又はＳシール区画１１の１つとプッシュ区画１２とが組み合わされてピストンロッドの外周壁に実装される。
【0018】
Ａ通路とＢ通路のいずれか一方の通路が圧縮気体を供給される供給通路であり、他方の通路が大気に開放されている排出通路であるとして説明すると、ハウジングの中空内壁の領域としては、以下のものがある。
１）ピストンロッドのシール部材が当接してシール機能が有効に働くような内径を有する摺面領域(以下、各実施例において引用符号を共通の「１３」とする)。ここで、摺面領域では、シール部材が当接していない範囲では、ピストンロッドの外周壁との間には隙間が空いている。
２）ピストンロッドのシール部材のシール機能が一切働かないような大きな内径を有する遊挿領域(同上 引用符号「１４」)。
３）遊挿領域にＡ通路が接続されたＡ通路接続領域(同上 引用符号「１５」)。
４）遊挿領域にＢ通路が接続されたＢ通路接続領域(同上 引用符号「１６」)。
５）遊挿領域に圧力損失通路が接続された圧力損失通路接続領域(同上 引用符号「１７」) 。遊挿領域は、圧力損失通路を介して、Ｂ通路若しくはＡ通路に連通している。ここで、圧力損失通路とは、Ａ通路とＢ通路の何れよりも、圧力損失の大きな通路である。具体的には、孔径を小さくしたり、障害物を入れたりして絞ることができる。
６）大きな内径を有し、上側をリング面で囲って、環状弁部材を収容可能とした弁部材領域(同上 引用符号「１８」)。ここで、弁部材領域内で環状弁部材は上下動可能である。また、弁部材領域は、Ｂ通路に連通している。
これらは選択的に組み合わされてハウジングの中空内壁に実装される。ただし、遊挿領域は、Ａ通路接続領域、Ｂ通路接続領域、圧力損失通路接続領域の一部として実装される。
１）ピストンロッドのシール部材が当接してシール機能が有効に働くような内径を有する摺面領域(以下、各実施例において引用符号を共通の「１３」とする)。ここで、摺面領域では、シール部材が当接していない範囲では、ピストンロッドの外周壁との間には隙間が空いている。
２）ピストンロッドのシール部材のシール機能が一切働かないような大きな内径を有する遊挿領域(同上 引用符号「１４」)。
３）遊挿領域にＡ通路が接続されたＡ通路接続領域(同上 引用符号「１５」)。
４）遊挿領域にＢ通路が接続されたＢ通路接続領域(同上 引用符号「１６」)。
５）遊挿領域に圧力損失通路が接続された圧力損失通路接続領域(同上 引用符号「１７」) 。遊挿領域は、圧力損失通路を介して、Ｂ通路若しくはＡ通路に連通している。ここで、圧力損失通路とは、Ａ通路とＢ通路の何れよりも、圧力損失の大きな通路である。具体的には、孔径を小さくしたり、障害物を入れたりして絞ることができる。
６）大きな内径を有し、上側をリング面で囲って、環状弁部材を収容可能とした弁部材領域(同上 引用符号「１８」)。ここで、弁部材領域内で環状弁部材は上下動可能である。また、弁部材領域は、Ｂ通路に連通している。
これらは選択的に組み合わされてハウジングの中空内壁に実装される。ただし、遊挿領域は、Ａ通路接続領域、Ｂ通路接続領域、圧力損失通路接続領域の一部として実装される。
【0019】
また、必要に応じて適用される環状弁部材には、上面に溝を設けている。上面に溝を設けた環状弁部材の上面が、弁部材領域の上側のリング面と面接触したときには、リング面と溝により圧力損失通路を形成し、この圧力損失通路を介してＢ通路に連通する。
以下の実施例においては、Ａ通路が供給通路であり、Ｂ通路が排出通路であるとして説明する。
［実施例１］
以下の実施例においては、Ａ通路が供給通路であり、Ｂ通路が排出通路であるとして説明する。
［実施例１］
【0020】
【0021】
図１Ｂにハウジング２のみを取り出して示している。ハウジング２は、固定台としてのテーブルＴに固定される。ハウジング２は中空の筒状であり、中空内壁は上からカラー部２ａと圧力検出部２ｂとシリンダ部２ｃとを備える。
【0022】
図１Ｃに出力部材６のみを取り出して示している。出力部材６は、ピストン７、ピストンロッド３、クランプロッド４と、ワークを掴む一対のスライダ駒５とを具備している。ピストンロッド３は筒状であり、下端側の外周面にピストン７が固定されている。ピストン７は、シリンダ部２ｃに内挿される箇所である。ピストンロッド３の中空内壁には、下側からクランプロッド４が挿入されて上端内縁に設けられた鍔部３ａで止まるようになっている。ピストンロッド３の下側からスペーサ８が中空部に挿入され、ストップリング８ａにより中空部から脱落しないように固定される。ピストンロッド３の外周には、Ｓシール区画１１が設けられている。Ｓシール区画１１には、リング溝１１ｂにシール部材１１ａとしてＯリングが装着される。シール部材１１ａは、ピストンロッド３の外周を１周に渡ってシールする。
【0023】
また、Ｓシール区画１１の下に外周を一周する突起部１２ａが設けられる。この突起部１２ａは、環状弁部材１０を引き連れて押し下げる突起であり、突起部１２ａが設けられた領域がプッシュ区画１２である。これら２つの領域以外のピストンロッド３の領域は、概ねシール部材１１ａの外径より小さい同一径になっている。
【0024】
クランプロッド４の先端部分の斜視図を図１Ｄに示す。クランプロッド４の先端部分には、カム部４ａが設けられている。カム部４ａには、下側に向けて軸線ｃに近づくような傾斜面４ｂが軸線を挟んで２面設けられている。ピストン７、ピストンロッド３、スペーサ８の間には、これらの部材の隙間を埋めるように、多数のシール部材が配置されている。
【0025】
図１Ａに戻り、ハウジング２のカラー部２ａは、上下方向に移動可能なように軸線ｃ方向に出力部材６を支持する。シリンダ部２ｃは、上下動可能にピストン７を収容する。
【0026】
出力部材６の上下には、ハウジング２との間に、夫々ＯリングＳ１、Ｓ２が配置され、圧縮気体が漏れないようにしている。圧力検出部２ｂは、ハウジング２のＡ通路Ａｐに連通するＡ通路接続領域１５と、Ｓシール区画１１のシール部材１１ａによりシール可能な内径を有する摺面領域１３と、Ｓシール区画１１のシール部材１１ａではシールできない大きな内径を有する遊挿領域１４と、遊挿領域より大きな内径を持ち、その中を環状弁部材１０が摺動可能な弁部材領域１８とを上から順に連続的に有している。弁部材領域１８の上側の天井面がリング面２ｄである。
【0027】
環状弁部材１０は、プッシュ区画１２の下側のピストンロッド３の外周を上下に摺動可能になっており、環状弁部材１０の上面１０ａには溝１０ｂが設けられている（図２Ｂ参照）。溝１０ｂは、環状弁部材１０の上面１０ａの一部に軸線ｃの半径方向に設けられている。環状弁部材１０の上面１０ａとリング面２ｄが互いに面接触したとき、溝１０ｂとリング面２ｄにより圧力損失の大きい圧力損失通路が形成される。弁部材領域１８は、環状弁部材１０の上面１０ａとリング面２ｄが面接触しているときは、溝１０ｂによる圧力損失通路のみによりＢ通路Ｂｐに連通する。環状弁部材１０が下降すると、環状弁部材１０の上面１０ａとリング面２ｄの間が開き、圧力損失通路を維持できなくなる。
【0028】
ハウジング２の上端側には、マウント部９が設けられている。マウント部は、ワークを積載する着座面９ａ、スライダ駒５を軸線ｃの半径方向に案内する案内部９ｂとを有している。スライダ駒５の外周とマウント部９の間には、塵芥の侵入を防止するパッキン９ｃが配置されている。マウント部９の上側には、必要に応じてキャップ９ｄが被せられる。
【0029】
次に、出力部材６を上下動させる圧力流体の経路について説明する。クランプ側の圧力流体は、テーブルＴの経路Ｔｈ１、ハウジング２の経路Ｈｈを経て、ピストン７の上側に供給される。ピストン７の上側の空間は、シリンダ装置１がワークをクランプするときに圧力流体が流入するクランプ室ＣＬであり、ピストン７の上面、シリンダ部２ｃ、環状弁部材１０の下面で囲まれている。
【0030】
シリンダ装置１がワークをアンクランプするときの圧力流体は、テーブルＴの経路Ｔｈ２を経て、ピストン７の下側に供給される。アンクランプ室ＵＣは、ピストン７の下側、シリンダ部２ｃ、ピストンロッド３の下面、スペーサ８の下面で囲まれている。
【0031】
シリンダ装置のクランプ動作について説明する。
図１Ａに図示されたシリンダ装置１は、アンクランプ状態である。クランプ室ＣＬから圧力流体が排出されており、アンクランプ室ＵＣへ経路Ｔｈ２を介して圧力流体が供給されている。出力部材６は上昇位置である。
図１Ａに図示されたシリンダ装置１は、アンクランプ状態である。クランプ室ＣＬから圧力流体が排出されており、アンクランプ室ＵＣへ経路Ｔｈ２を介して圧力流体が供給されている。出力部材６は上昇位置である。
【0032】
図２Ａに図示されたシリンダ装置１は、クランプ状態である。ワークＷには把持孔ＷＨが穿孔されている。把持孔ＷＨにスライダ駒５を挿入する。クランプ状態へ切換えるときには、経路Ｔｈ１、Ｈｈを介して圧力流体をクランプ室ＣＬに供給し、アンクランプ室ＵＣから経路Ｔｈ２を介して圧力流体を排出する。出力部材６が下降すると、クランプロッド４の先端に設けられたカム面５ａが、スライダ駒５を軸線ｃ半径方向に押し出して、把持孔ＷＨの内側から把持する。クランプ状態からアンクランプ状態へ切り換えるときには、アンクランプ室ＵＣへ圧力流体を供給し、クランプ室ＣＬの圧力流体を排出する。
【0033】
図３に図示されたシリンダ装置１は、クランプ状態であるが、何らかの理由により、出力部材６が下降し過ぎているオーバーストローク状態である。例えば、把持孔ＷＨの大きさが大きすぎた場合、スライダ駒５が摩耗して、小径になってしまった場合などである。このような場合には、シリンダ装置１はクランプ状態であるが、実際にはワークＷは正確に掴めていない。
【0034】
次に、出力部材６の位置を検出する圧縮気体の経路について説明する。テーブルＴからの圧縮気体の通路Ｔｐは、ハウジング２の経路Ｈｐに連通し、マウント部９への通路Ｍｐ、Ａ通路Ａｐの２つに分岐する。マウント部９への通路は、大気に開放されている。Ａ通路Ａｐは、圧力検出部２ｂのＡ通路接続領域１５に接続されている。
【0035】
圧縮気体を用いた出力部材６の位置の検出について説明する。尚、図面上において、圧縮気体が流れる経路には、薄墨を施してある。
図１において、圧縮気体は、マウント部９の経路Ｍｐを経て大気に開放されている。このため、圧縮気体を供給する位置（図示せず）で圧縮気体の圧力を測定すると、低圧力の状態になっている。図１のシリンダ装置１にワークＷを搭載すると、マウント部９の経路ＭｐがワークＷにより塞がれる。一方で、Ｓシール区画１１は摺面領域１３の位置にあってシール機能が働いている。よって、Ａ通路Ａｐの先には圧縮気体の出口が無い状態である。このため、Ａ通路Ａｐの圧縮気体の圧力は維持される。圧縮気体を供給する位置での圧力を測定すれば、高圧力が検出され、ワークＷの搭載／非搭載を判断することができる。この状態が、アンクランプ状態である。なお、ワークＷが搭載されていても斜めに搭載されている場合には、ワークＷは着座面９ａに密着しておらず、圧縮気体が漏れることになる。この場合も、適切に搭載されていないと判断することができる。
図１において、圧縮気体は、マウント部９の経路Ｍｐを経て大気に開放されている。このため、圧縮気体を供給する位置（図示せず）で圧縮気体の圧力を測定すると、低圧力の状態になっている。図１のシリンダ装置１にワークＷを搭載すると、マウント部９の経路ＭｐがワークＷにより塞がれる。一方で、Ｓシール区画１１は摺面領域１３の位置にあってシール機能が働いている。よって、Ａ通路Ａｐの先には圧縮気体の出口が無い状態である。このため、Ａ通路Ａｐの圧縮気体の圧力は維持される。圧縮気体を供給する位置での圧力を測定すれば、高圧力が検出され、ワークＷの搭載／非搭載を判断することができる。この状態が、アンクランプ状態である。なお、ワークＷが搭載されていても斜めに搭載されている場合には、ワークＷは着座面９ａに密着しておらず、圧縮気体が漏れることになる。この場合も、適切に搭載されていないと判断することができる。
【0036】
図２において、圧力流体により出力部材６を下降移動させると、Ｓシール区画１１は、摺面領域１３を外れてシール部材が機能しなくなり、圧縮気体は遊挿領域１４、弁部材領域１８へ供給される。供給された圧縮気体は、溝１０ｂとリング面２ｄによる圧力損失通路を経て、Ｂ通路Ｂｐから大気に開放される。このため、圧縮気体の圧力を外部の圧縮気体供給口から測定すると、図１のワークＷを搭載していない状態ほど、圧力は低くなってはいないものの、圧力損失通路により圧力が低下している状態を検出することが出来る。圧縮気体を供給する位置で圧力を測定すれば、中圧力が検出され、シリンダ装置１がワークＷをクランプしているクランプ状態であることを判断することが出来る。
【0037】
図３において、出力部材６がさらに下降すると、Ｓシール区画１１の下側のプッシュ区画１２の突起部１２ａが、環状弁部材１０に突き当たり、環状弁部材１０を下降させる。その結果、環状弁部材１０の上面１０ａとリング面２ｄとの間隔が開く。この状態においては、Ｂ通路Ｂｐへの圧縮気体の通り道は、圧力損失通路だけではなくなり、大気に開放された状態になる。圧縮気体を供給する位置で圧力を測定すれば、低圧力が検出され、シリンダ装置１の出力部材６が下がり過ぎたオーバーストローク状態であると判断することが出来る。
【0038】
本実施例では、環状弁部材１０に溝１０ｂを設け、環状弁部材１０が移動することにより、溝１０ｂがリング面２ｄと協働して圧力損失通路を形成する場合と、環状弁部材１０の上面１０ａとリング面２ｄが離れる場合の場合分けすることにより、中圧力を検出する場合と、低圧力を検出する場合の２つを作り出した。これに、圧縮気体を漏らさない状態を加えて、３つの状態を検出することができる。
【0039】
本実施例では、テーブルＴの圧縮気体を２つに分岐して１つをマウント部９に供給し、１つを圧力検出部２ｂに供給していたが、テーブルＴに２系統の圧縮気体を用意して、１つをマウント部９へ他の１つを圧力検出部２ｂに別々に送っても良い。
【0040】
本実施例によれば、ピストンロッド３の外周とハウジング２の内壁を利用して、出力部材６の位置を３段階で検出することができるため、シリンダ装置１の小型化を図ることができる。
［実施例２］
［実施例２］
【0041】
図４に実施例２のシリンダ装置２０を示す。
シリンダ装置２０は、出力部材６の上昇位置の時点で「高圧力」、途中位置の時点で「低圧力」、下降位置の時点で「中圧力」になるシリンダ装置である。
シリンダ装置２０は、出力部材６の上昇位置の時点で「高圧力」、途中位置の時点で「低圧力」、下降位置の時点で「中圧力」になるシリンダ装置である。
【0042】
実施例１との相違点は、出力部材６のピストンロッドとハウジングの圧力検出部の構造である。実施例１の圧力検出部２ｂは、上からＡ通路接続領域１５、摺面領域１３、遊挿領域１４、弁部材領域１８の順であったが、実施例２の圧力検出部２ｂは、上からＡ通路接続領域１５、上側の摺面領域１３、圧力損失通路接続領域１７、下側の摺面領域１３、Ｂ通路接続領域１６となっており、弁部材領域１８を有していない。圧力損失通路接続領域１７は、Ｂ通路Ｂｐに連通する圧力損失通路Ｎｐが設けられている。
【0043】
また、実施例２では弁部材領域と環状弁部材１０を有さない代わりに、環状弁部材１０に相当する部分がハウジング２の一部で、ハウジング２とピストンロッド３がＯリングＳ３により直接シールされている。よって、圧力検出部２ｂの上下は、ＯリングＳ１とＳ３により、圧縮気体が大気やクランプ室ＣＬに漏れないようにしている。実施例２のピストンロッド３の外周には、プッシュ区画１２は設けられておらず、１つのＳシール区画１１が設けられている。
【0044】
また、実施例１では、テーブルＴの１系統の圧縮気体を２つに分岐して１つをマウント部９に１つを圧力検出部２ｂに供給していたが、テーブルＴに２系統の圧縮気体を用意して、１つをマウント部９へ他の１つをＡ通路Ａｐに別々に送っている。但し、図４では、圧縮気体をＡ通路Ａｐへ送るテーブルＴ側の通路は図示していない。以上が実施例１のシリンダ装置１との相違で有り、他の構成は同じであるので説明は省略する。
【0045】
次にシリンダ装置２０の動作について説明する。図４Ａのアンクランプ状態においては、ピストンロッド３のＳシール区画１１のシール部材１１ａは、上側の摺面領域１３に位置している。圧縮気体は、この摺面領域１３においてシールされて、下に続く圧力損失通路接続領域１７へ漏れることができない。よって、Ａ通路Ａｐへの圧縮気体の供給位置での圧力を測定すれば、高圧力を検出することができる。
【0046】
図４Ｂのクランプ状態においては、出力部材６は下降して上側の摺面領域１３から外れる。Ｓシール区画１１のシールが機能せずに上側の摺面領域１３と圧力損失通路接続領域１７、下側の摺面領域１３及びＢ通路接続領域１６は連通する。圧力損失通路接続領域１７では、圧力損失通路Ｎｐを経由してＢ通路Ｂｐに連通する。また、圧縮気体は下側の摺面領域１３を経由して通路接続領域１６に連通する。よって、圧縮気体の供給位置での圧力を測定すれば、低圧力を検出することができる。
【0047】
図４Ｃのクランプ状態においては、出力部材６はさらに下降し、Ｓシール区画１１は下側の摺面領域１３に到達して、シール機能を発揮する。その結果、圧縮気体は下側の摺面領域１３を通ることができず、圧力損失通路接続領域１７を経由するのみである。このため、圧縮気体の供給位置での圧力を測定すれば、圧力損失通路Ｎｐによる中圧力を検出することができる。
【0048】
［実施例３］
図５に、実施例３のシリンダ装置３０を示す。シリンダ装置は、出力部材６の上昇位置の時点で「中圧力」、途中位置の時点で「高圧力」、下降位置の時点で「低圧力」になるシリンダ装置である。
図５に、実施例３のシリンダ装置３０を示す。シリンダ装置は、出力部材６の上昇位置の時点で「中圧力」、途中位置の時点で「高圧力」、下降位置の時点で「低圧力」になるシリンダ装置である。
【0049】
実施例１との相違点は、出力部材６のピストンロッド３とハウジング２の圧力検出部２ｂの構造である。実施例３の圧力検出部２ｂは、上からＢ通路接続領域１６、摺面領域１３、Ａ通路接続領域１５、摺面領域１３、圧力損失通路接続領域１７となっており、実施例１と違って、弁部材領域１８を有しておらず、また、環状弁部材１０も有さない。その代わりに、環状弁部材１０に相当する部分がハウジング２の一部になっている。
【0050】
また、実施例３のピストンロッド３の外周には、実施例１のプッシュ区画１２は設けられておらず、上下に２つのＳシール区画１１を有している。２つのＳシール区画１１の夫々が、同時に上下の摺面領域１３との間でシール機能を発揮することができるように、間隔が決められている。すなわち、シール機能を発揮した２つのＳシール区画１１でＡ通路接続領域１５を挟むことにより、Ａ通路Ａｐの圧縮気体を遮断する配置になっている。以上が実施例１のシリンダ装置１との相違で有り、他の構成は同じであるので説明は省略する。
【0051】
次にシリンダ装置２０の動作について説明する。
図５Ａのアンクランプ状態においては、上側のＳシール区画１１はＢ通路接続領域１６に、下側のＳシール区画１１は上側の摺面領域１３に存在している。よって、Ａ通路接続領域１５、下側の摺面領域１３、圧力損失通路接続領域１７が連通している状態である。このため、圧縮気体の供給位置で圧力を測定すれば、圧力損失通路Ｎｐによる中圧力を検出することができる。
図５Ａのアンクランプ状態においては、上側のＳシール区画１１はＢ通路接続領域１６に、下側のＳシール区画１１は上側の摺面領域１３に存在している。よって、Ａ通路接続領域１５、下側の摺面領域１３、圧力損失通路接続領域１７が連通している状態である。このため、圧縮気体の供給位置で圧力を測定すれば、圧力損失通路Ｎｐによる中圧力を検出することができる。
【0052】
図５Ｂのクランプ状態においては、出力部材６は下降し、Ａ通路接続領域１５を２つのＳシール区画１１で挟み、夫々が上側、下側の摺面領域１３に存在している。よって、圧縮気体の供給口での圧力を測定すれば、高圧力を検出することができる。
【0053】
図５Ｃのクランプ状態においては、出力部材６はさらに下降し、上側のＳシール区画１１は、下側の摺面領域１３に存在している。よって、Ａ通路接続領域１５、上側の摺面領域１３、Ｂ通路接続領域１６が連通している状態である。このため、圧縮気体の供給口で圧力を測定すれば、低圧力を検出することができる。
【0054】
［実施例４］
図６に、実施例４のシリンダ装置４０を示す。シリンダ装置４０は、出力部材６の上昇位置の時点で「中圧力」、途中位置の時点で「低圧力」、下降位置の時点で「高圧力」になるシリンダ装置である。
図６に、実施例４のシリンダ装置４０を示す。シリンダ装置４０は、出力部材６の上昇位置の時点で「中圧力」、途中位置の時点で「低圧力」、下降位置の時点で「高圧力」になるシリンダ装置である。
【0055】
実施例１との相違点は、出力部材６のピストンロッド３とハウジング２の圧力検出部２ｂの構造である。実施例４の圧力検出部２ｂは、上からＡ通路接続領域１５、摺面領域１３、圧力損失通路接続領域１７、摺面領域１３、Ｂ通路接続領域１６となっており、実施例１と違って、弁部材領域１８を有しておらず、また、環状弁部材１０も有さない。その代わりに、実施例４では環状弁部材１０に相当する部分がハウジング２の一部になっている。
【0056】
また、実施例４のピストンロッド３の外周には、実施例１のプッシュ区画１２は設けられておらず、上下に２つのＳシール区画１１を有している。２つのＳシール区画１１の夫々が、同時に上下の摺面領域１３との間でシール機能を発揮することが無いように、間隔が決められている。以上が実施例１のシリンダ装置１との相違で有り、他の構成は同じであるので説明は省略する。
【0057】
図６Ａのアンクランプ状態のときにおいては、下側のＳシール区画１１のシール部材１１ａは、上側の摺面領域１３に存在している。よって、Ｂ通路接続領域１６のみが他の領域と分離され、Ａ通路接続領域１５、下側の摺面領域１３、圧力損失通路接続領域１７が連通している状態である。圧縮気体の供給口で圧力を測定すれば、圧力損失通路Ｎｐによる中圧力を検出することができる。
【0058】
図６Ｂのクランプ状態のときにおいては、出力部材６は下降し、上側のＳシール区画１１のシール部材１１ａはＡ通路接続領域１５に、下側のＳシール区画１１のシール部材１１ａはＢ通路接続領域１６に夫々存在している。よって、Ａ通路接続領域１５、圧力損失通路接続領域１７、Ｂ通路接続領域１６は、連通されている状態である。このため、圧縮気体の供給口で圧力を測定すれば、低圧力を検出することができる。
【0059】
図６Ｃのクランプ状態においては、出力部材６はさらに下降し、上のＳシール区画１１のシール部材１１ａは、上側の摺面領域１３に存在している。Ａ通路接続領域１５のみが他の領域と分離されている状態である。このため、圧縮気体供給口での圧力を測定すれば、高圧力を検出することができる。
【0060】
［実施例５］
図７に、実施例５のシリンダ装置５０を示す。シリンダ装置は、出力部材６の上昇位置の時点で「低圧力」、途中位置の時点で「高圧力」、下降位置の時点で「中圧力」になるシリンダ装置である。
図７に、実施例５のシリンダ装置５０を示す。シリンダ装置は、出力部材６の上昇位置の時点で「低圧力」、途中位置の時点で「高圧力」、下降位置の時点で「中圧力」になるシリンダ装置である。
【0061】
実施例１との相違点は、出力部材６のピストンロッド３とハウジング２の圧力検出部２ｂの構造である。実施例５の圧力検出部２ｂは、上から圧力損失通路接続領域１７、摺面領域１３、Ａ通路接続領域１５、摺面領域１３、Ｂ通路接続領域１６となっており、実施例１と違って、弁部材領域１８を有しておらず、また環状弁部材１０も有さない。その代わりに、実施例５では環状弁部材１０に相当する部分がハウジング２の一部になっている。
【0062】
一方、実施例５のピストンロッド３の外周には、実施例１のプッシュ区画１２は設けられておらず、上下に２つのＳシール区画１１を有している。上下２つのＳシール区画１１の夫々が、同時に上下の摺面領域１３との間でそれぞれシール機能を発揮することができるように、間隔が決められている。すなわち、Ａ通路接続領域１５を２つのＳシール区画１１で挟むことにより、Ａ通路Ａｐの圧縮気体を遮断する配置になっている。以上が実施例１のシリンダ装置１との相違で有り、他の構成は同じであるので説明は省略する。
【0063】
次にシリンダ装置５０の動作について説明する。
図７Ａのアンクランプ状態においては、下側のＳシール区画１１は、上側の摺面領域１３に存在している。よって、圧力損失通路接続領域１７が他の領域から分離され、一方Ａ通路接続領域１５、下側の摺面領域１３、Ｂ通路接続領域１６が連通している状態である。このため、圧縮気体の供給口で圧力を測定すれば、低圧力を検出することができる。
図７Ａのアンクランプ状態においては、下側のＳシール区画１１は、上側の摺面領域１３に存在している。よって、圧力損失通路接続領域１７が他の領域から分離され、一方Ａ通路接続領域１５、下側の摺面領域１３、Ｂ通路接続領域１６が連通している状態である。このため、圧縮気体の供給口で圧力を測定すれば、低圧力を検出することができる。
【0064】
図７Ｂのクランプ状態においては、出力部材６は下降し、Ａ通路接続領域１５を２つのＳシール区画１１で挟む状態である。圧縮気体は、Ａ通路接続領域１５から漏れることができない。よって、圧縮気体の供給口での圧力を測定すれば、高い圧力を検出することができる。
【0065】
図７Ｃのクランプ状態においては、出力部材６はさらに下降し、上側のＳシール区画１１は、下側の摺面領域１３に存在している。よって、Ａ通路接続領域１５、摺面領域１３、圧力損失通路接続領域１７が連通している状態である。このため、圧縮気体の供給口での圧力を測定すれば、圧力損失通路Ｎｐによる中圧力を検出することができる。
【0066】
［実施例６］
図８に、実施例６のシリンダ装置６０を示す。シリンダ装置６０は、出力部材６の上昇位置の時点で「低圧力」、途中位置の時点で「中圧力」、下降位置の時点で「高圧力」になるシリンダ装置である。
図８に、実施例６のシリンダ装置６０を示す。シリンダ装置６０は、出力部材６の上昇位置の時点で「低圧力」、途中位置の時点で「中圧力」、下降位置の時点で「高圧力」になるシリンダ装置である。
【0067】
実施例１との相違点は、出力部材６のピストンロッド３とハウジング２の圧力検出部２ｂの構造である。実施例６の圧力検出部２ｂは、上からＡ通路接続領域１５、摺面領域１３、圧力損失通路接続領域１７、摺面領域１３、Ｂ通路接続領域１６となっている。実施例１と違って、弁部材領域１８を有しておらず、また、環状弁部材１０も有さない。その代わりに、実施例６では環状弁部材１０に相当する部分がハウジング２の一部になっている。
【0068】
実施例６のピストンロッド３の外周には、実施例１のプッシュ区画１２は設けられておらず、上下に２つのＳシール区画１１を有している。２つのＳシール区画１１の夫々が、同時に上下の摺面領域１３との間でシール機能を発揮することが無いように、間隔が決められている。以上が実施例１のシリンダ装置１との相違で有り、他の構成は同じであるので説明は省略する。
【0069】
図８Ａのアンクランプ状態のときにおいては、上側のＳシール区画１１のシール部材１１ａはＡ通路接続領域１５に、下側のＳシール区画１１のシール部材１１ａは圧力損失通路接続領域１７に存在している。よって、Ａ通路接続領域１５、摺面領域１３、Ｂ通路接続領域１６が連通している状態である。よって、圧縮気体の供給口で圧力を測定すれば、低圧力を検出することができる
【0070】
図８Ｂのクランプ状態のときにおいては、出力部材６は下降し、下側のＳシール区画１１のシール部材１１ａは下側の摺面領域１３に存在する。上側のＳシール区画１１のシール部材１１ａはＡ通路接続領域１５に存在している。このため、Ｂ通路接続領域１６のみが他の領域から分離され、圧縮気体の供給口で圧力を測定すれば、圧力損失通路Ｎｐによる中圧力を検出することができる。
【0071】
図８Ｃのクランプ状態においては、出力部材６はさらに下降し、上側のＳシール区画１１のシール部材１１ａは上側の摺面領域１３に存在している。このため、Ａ通路接続領域１５は、他の領域から分離されるため、圧縮気体の供給口での圧力を測定すれば、高圧力を検出することができる。
【0072】
実施例１とは違い、実施例６では、弁部材領域１８を有しておらず、また環状弁部材１０も有していない。実施例１の上昇位置の時点で「高圧力」、途中位置の時点で「中圧力」、下降位置の時点で「低圧力」の状態を、弁部材領域１８と環状弁部材１０を利用せずに実現することも可能である。
【0073】
［実施例７］
実施例７は、弁部材領域１８と環状弁部材１０を利用せずに実現する。この場合、圧力検出部２ｂは、上からＡ通路接続領域１５、摺面領域１３、圧力損失通路接続領域１７、摺面領域１３、Ｂ通路接続領域１６とする。また、ピストンロッド３の外周には、１つのＳシール区画１１を設ける。
実施例７は、弁部材領域１８と環状弁部材１０を利用せずに実現する。この場合、圧力検出部２ｂは、上からＡ通路接続領域１５、摺面領域１３、圧力損失通路接続領域１７、摺面領域１３、Ｂ通路接続領域１６とする。また、ピストンロッド３の外周には、１つのＳシール区画１１を設ける。
【0074】
アンクランプ状態においては、Ｓシール区画１１が上側の摺面領域１３に存在するようにして、Ａ通路接続領域１５のみを他の領域から分離することにより、高圧力を検出することができる。
【0075】
次に、出力部材が下降したとき、Ｓシール区画１１が下側の摺面領域１３に存在するようにして、Ａ通路接続領域１５、上側の摺面領域１３、圧力損失通路接続領域１７を連通させる。これにより、圧力損失通路Ｎｐによる中圧力を検出することができる。
【0076】
そして、出力部材６がさらに下降したとき、Ｓシール区画１１がＢ通路接続領域１６に存在するようにさせる。Ａ通路接続領域１５、上側の摺面領域１３、圧力損失通路接続領域１７、下側の摺面領域１３、Ｂ通路接続領域１６が連通している状態である。このため、圧縮気体の供給口での圧力を測定すれば、低圧力を検出することができる。
【0077】
このようにすれば、弁部材領域１８や環状弁部材１０を利用しないので、シリンダ装置のコストを低減することができる。
【0078】
実施例２－７によれば、ハウジング２には、位置検出部２ｂ（ハウジング２の中空内壁）の内側に圧縮気体を供給する供給通路（Ａ通路Ａｐ）と、位置検出部２ｂの内側に供給された圧縮気体を大気に排出する排出通路（Ｂ通路Ｂｐ）と、位置検出部２ｂの内側に供給された圧縮気体を供給通路（Ａ通路Ａｐ）と排出通路（Ｂ通路Ｂｐ）よりも大きな圧力損失で通過させ、排出通路（Ｂ通路Ｂｐ）に連通する圧力損失通路Ｎｐが設けられる。そして、位置検出部２ｂには、シール部材１１ａが当接してシール機能が有効に働くような内径を有する摺面領域１３と、シール部材１１ａのシール機能が一切働かないような大きな内径を有する遊挿領域１４が設けられる。
【0079】
これらの実施例においては、遊挿領域１４は、Ａ通路接続領域１５、Ｂ通路接続領域１６、圧力損失通路接続領域１７の一部になっているため、１つの遊挿領域１４を２つの摺面領域１３が上下に挟み、さらにこの２つの摺面領域１３の上と下に夫々遊挿領域１４が挟むようになっている。
【0080】
実施例２と７が、ピストンロッド３に１つのシール部材１１ａを設けた例（以下、タイプ１）である。実施例３と５が、ピストンロッド３に２つのシール部材１１ａを設けた第１の例（以下、タイプ２）である。実施例４と６が、ピストンロッド３に２つのシール部材１１ａを設けた第２の例（以下、タイプ３）である。
【0081】
タイプ２の例においては、上下のシール部材１１ａが夫々上下の摺面領域１３の位置に同時に位置付くようにされている。
【0082】
タイプ３の例においては、ピストンロッド３が上下する過程で、一方のシール部材１１ａが上下いずれかの摺面領域１３の位置に位置付くとき、他方のシール部材１１ａはいずれかの遊挿領域１４（Ａ通路接続領域１５、Ｂ通路接続領域１６、圧力損失通路接続領域１７）の位置に位置付くように取り付けられている。
【0083】
タイプ１－３の何れにおいても、Ａ通路接続領域１５と圧力損失通路接続領域１７は、隣同士になっている。そして、１つ（タイプ１）又は２つ（タイプ２、３）のシール部材１１ａが、上下いずれかの摺面領域１３若しくは上下の摺面領域１３と協働してシール機能を発揮し、Ａ通路接続領域１５を他の通路から孤立させたとき、検出される圧縮気体の圧力は「高圧力」になる。また、１つのシール部材１１ａが上下いずれかの摺面領域１３と協働してシール機能を発揮し、Ａ通路接続領域１５と圧力損失通路接続領域１７が連通状態でＢ通路接続領域１６を孤立させたとき、検出される圧縮気体の圧力は「中圧力」になる。そして、１つのシール部材１１ａが上下いずれかの摺面領域１３と協働してシール機能を発揮し、Ａ通路接続領域１５とＢ通路接続領域１６が連通状態で圧力損失通路接続領域１７を孤立させたとき、または、上下シール部材１１ａが上下いずれかの摺面領域１３と協働することなくシール機能が発揮されないときに、検出される圧縮気体の圧力は「低圧力」になる。
【0084】
Ａ通路接続領域１５が圧縮気体を供給する供給通路であるときＡ通路接続領域１５と圧力損失通路接続領域１７が隣同士にすること以外は、Ａ通路接続領域１５とＢ通路接続領域１６と圧力損失通路接続領域１７の上下の並びは如何様でも良い。Ｂ通路接続領域１６が圧縮気体を供給する供給通路であるときＢ通路接続領域１６と圧力損失通路接続領域１７が隣同士にすること以外は、Ａ通路接続領域１５とＢ通路接続領域１６と圧力損失通路接続領域１７の上下の並びは如何様でも良い。また、シール部材１１ａが摺面領域１３に存在する位置を上下の端の位置にするのか、シール部材１１ａが遊挿領域１４（Ａ通路接続領域１５とＢ通路接続領域１６と圧力損失通路接続領域１７いずれかの）に存在する位置を上下の端の位置にするには、「高圧力」「中圧力」「低圧力」の３条件が検出することができるように選択すれば良い。例えば、実施例４と６は、Ａ通路接続領域１５とＢ通路接続領域１６と圧力損失通路接続領域１７の上下の並びは同じであるが、実施例４では下側のシール部材１１ａが下側の摺面領域１３を上限の位置としていることに対して、実施例６では下側のシール部材１１ａが遊挿領域１４（圧力損失通路接続領域１７）を上限の位置としている。その結果、ピストンロッド３の位置における「高圧力」「中圧力」「低圧力」の３条件の発生順序が、異なるものとなっている。
【0085】
上記実施例においては、圧力損失通路接続領域１７は、圧力損失通路Ｎｐを介して、Ｂ通路Ｂｐに連通したもののみを示したが、Ａ通路Ａｐに連通させてもよい。また、Ａ通路Ａｐを供給通路、Ｂ通路Ｂｐを排出通路として説明したが、Ａ通路Ａｐを排出通路、Ｂ通路Ｂｐを供給通路としても良い。また、出力部材６を上下動させる圧力流体として、油圧、水等の液体や、空気、窒素等の気体を利用することができる。
【符号の説明】
【0086】
１、２０、３０、４０、５０、６０ シリンダ装置
２ ハウジング
２ａ カラー部
２ｂ 圧力検出部
２ｃ シリンダ部
２ｄ リング面
３ ピストンロッド
３ａ 鍔部
４ クランプロッド
４ａ カム部
４ｂ 傾斜面
５ スライダ駒
５ａ カム面
６ 出力部材
７ ピストン
８ スペーサ
８ａ ストップリング
９ マウント部
９ａ 着座面
９ｂ 案内部
９ｃ パッキン
９ｄ キャップ
１０ 環状弁部材
１０ａ 上面
１０ｂ 溝
１１ Ｓシール区画
１１ａ シール部材
１１ｂ リング溝
１２ プッシュ区画
１２ａ 突起部
１３ 摺面領域
１４ 遊挿領域
１５ Ａ通路接続領域
１６ Ｂ通路接続領域
１７ 圧力損失通路接続領域
１８ 弁部材領域
２ ハウジング
２ａ カラー部
２ｂ 圧力検出部
２ｃ シリンダ部
２ｄ リング面
３ ピストンロッド
３ａ 鍔部
４ クランプロッド
４ａ カム部
４ｂ 傾斜面
５ スライダ駒
５ａ カム面
６ 出力部材
７ ピストン
８ スペーサ
８ａ ストップリング
９ マウント部
９ａ 着座面
９ｂ 案内部
９ｃ パッキン
９ｄ キャップ
１０ 環状弁部材
１０ａ 上面
１０ｂ 溝
１１ Ｓシール区画
１１ａ シール部材
１１ｂ リング溝
１２ プッシュ区画
１２ａ 突起部
１３ 摺面領域
１４ 遊挿領域
１５ Ａ通路接続領域
１６ Ｂ通路接続領域
１７ 圧力損失通路接続領域
１８ 弁部材領域
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
