特許 7373886 シリンダ装置

(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】

(24)【登録日】2023-10-26

(45)【発行日】2023-11-06

(54)【発明の名称】シリンダ装置

(51)【国際特許分類】

   F15B 15/14 20060101AFI20231027BHJP

   F15B 15/06 20060101ALI20231027BHJP

【ＦＩ】

F15B15/14 Z

F15B15/06 E

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020559205

(86)(22)【出願日】2019-12-03

(86)【国際出願番号】 JP2019047152

(87)【国際公開番号】W WO2020116421

(87)【国際公開日】2020-06-11

【審査請求日】2022-08-26

(31)【優先権主張番号】P 2018227980

(32)【優先日】2018-12-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005175

【氏名又は名称】藤倉コンポジット株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004185

【氏名又は名称】インフォート弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100121049

【弁理士】

【氏名又は名称】三輪 正義

(72)【発明者】

【氏名】金澤 治

(72)【発明者】

【氏名】宮森 賢蔵

【審査官】所村 陽一

(56)【参考文献】

【文献】実開昭４９－１１５５３０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特公昭３８－０１８００８（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２０１７－１３３５９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１５Ｂ １５／１４

Ｆ１５Ｂ １５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリンダ本体と、前記シリンダ本体内に支持された軸部材と、を有するシリンダ装置であって、
前記シリンダ本体には、前記軸部材の軸周りの外周面に通じ、流体の給排に基づいて前記軸部材を回転させるための回転用ポートが設けられており、
前記軸部材は、ストローク可能に支持されており、
前記軸部材は、軸方向の中間の前記外周面に回転部を備え、
前記回転部の前方及び後方の前記シリンダ本体に、流体の給排により前記軸部材をストロークさせるためのストローク用ポートが設けられており、前記ストローク用ポートの間に、前記回転部に通じる前記回転用ポートが設けられる、
ことを特徴とするシリンダ装置。

【請求項2】

前記軸部材は、前記外周面に沿って凹部と凸部とが交互に連続する前記回転部を有し、前記回転用ポートが、前記回転部に通じていることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。

【請求項3】

前記回転用ポートは、複数設けられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシリンダ装置。

【請求項4】

前記軸部材は、流体軸受を備えており、前記軸部材は、前記シリンダ本体内で浮いた状態で支持されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のシリンダ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転機構を備えるシリンダ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献には、シリンダ本体内に収容された軸部材を回転させる機構を備えたシリンダ装置が開示されている。

【0003】

特許文献１では、軸部材を回転させる回転駆動モータ（ブラシレスＤＣモータ）が開示されている。

【0004】

特許文献２では、軸部材を所定角度で回転させる回転駆動部を備える。回転駆動部は、ステッピングモータやサーボモータ等の回転モータを有している。

【0005】

特許文献３では、軸部材に回転駆動部が取り付けられている。回転駆動部は、ロータと、ロータの周囲を囲むステータとを有している。ロータにはマグネットが配置され、ステータにはコイルが配置される。電磁気的な作用により、軸部材を回転駆動させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１１－６９３８４号公報

【文献】特開２０１７－１３３５９３号公報

【文献】特開２０１７－９０６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、従来のように、軸部材をモータ等で回転させる構成では、消費電力の増大や、コンパクト化を適切に図ることができない問題があった。すなわち、モータを使用することで、熱の発生により、消費電力が増大しやすい。また、機械的に軸部材を回転させるため、回転機構が煩雑化し、コンパクト化を適切に図ることができない。加えて、回転ムラを抑制することが要求される。

【0008】

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、特に、電力消費の低減及びコンパクト化を図りつつ、回転ムラを抑制することが可能なシリンダ装置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】

【0009】

本発明は、シリンダ本体と、前記シリンダ本体内に支持された軸部材と、を有するシリンダ装置であって、前記シリンダ本体には、前記軸部材の軸周りの外周面に通じ、流体の給排に基づいて前記軸部材を回転させるための回転用ポートが設けられており、前記軸部材は、ストローク可能に支持されており、前記軸部材は、軸方向の中間の前記外周面に回転部を備え、前記回転部の前方及び後方の前記シリンダ本体に、流体の給排により前記軸部材をストロークさせるためのストローク用ポートが設けられており、前記ストローク用ポートの間に、前記回転部に通じる前記回転用ポートが設けられる、ことを特徴とする。

【0010】

本発明では、前記軸部材は、前記外周面に沿って凹部と凸部とが交互に連続する回転部を有し、前記回転用ポートが、前記回転部に通じていることが好ましい。

【0013】

本発明では、前記回転用ポートは、複数設けられることが好ましい。

【0014】

本発明では、前記軸部材は、流体軸受を備えており、前記軸部材は、前記シリンダ本体内で浮いた状態で支持されることが好ましい。

【発明の効果】

【0015】

本発明のシリンダ装置によれば、電力消費の低減及びコンパクト化を図りつつ、回転ムラを抑制することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施形態のシリンダ装置の外観斜視図である。

【図2】本実施形態のシリンダ装置を軸方向に沿って切断した断面図である。

【図3】本実施形態のシリンダ装置を構成する軸部材の斜視図である。

【図4】図２に示すシリンダ装置の部分拡大断面図である。

【図5】図２の状態から軸部材を前方へストロークさせた状態を示す断面図である。

【図6】図２の状態から軸部材を後方へストロークさせた状態を示す断面図である。

【図7】本実施形態のシリンダ装置を、軸方向と直交する方向に沿って切断した断面図である。

【図8】図７とは別の実施形態の断面図である。

【図9】図７とは別の実施形態の断面図である。

【図10】図７とは別の実施形態の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の一実施の形態（以下、「実施形態」と略記する。）について、詳細に説明する。

【0018】

図１、図２等に示すシリンダ装置１は、シリンダ本体２と、シリンダ本体２内に支持された軸部材３と、を有して構成される。

【0019】

本実施形態では、軸部材３は、回転可能に支持される。一方、軸部材３のストロークは、任意である。すなわち、本実施形態のシリンダ装置１は、軸部材３の回転のみが可能な構成であってもよいし、軸部材３の回転とストロークの双方を可能とする構成であってもよい。ただし、以下では、軸部材３を回転させながら、軸方向へのストロークを可能とするシリンダ装置１について説明する。

【0020】

なお、「回転」とは、軸部材３の軸中心Ｏ（図４参照）を回転中心として回転することを指す。「ストローク」とは、軸部材３が、軸方向（Ｘ１－Ｘ２方向）へ移動することを指す。Ｘ１方向は、シリンダ装置１の前方側であり、Ｘ２方向は、シリンダ装置１の後方側である。

【0021】

図３に示すように、本実施形態の軸部材３は、所定の径で形成され且つ、軸方向（Ｘ１―Ｘ２方向）に所定の長さ寸法Ｌ１で形成されたピストン４と、ピストン４の前端面４ａに設けられ、ピストン４よりも径の小さいピストンロッド５と、を有して構成される。

【0022】

なお、図２、図４に示すように、ピストン４、及び、ピストンロッド５は、一体化されていることが好ましい。図４に示すように、ピストン４、及びピストンロッド５の軸中心Ｏは、一直線上に揃っている。

【0023】

図２、図４に示すように、ピストン４の後端面４ｂには、ピストンロッド５の方向に向けて、軸中心Ｏに沿う孔８が形成されている。

【0024】

図３に示すように、ピストン４は、前方部４ｃ、中間部４ｄ及び後方部４ｅを有し、中間部４ｄは、外周面に沿って、凹部９と凸部１０とが交互に連続する回転部（歯車部）１１を構成している。ここで、「中間」とは、前方及び後方に挟まれた間の位置であり、真ん中を意味するものではない。

【0025】

回転部１１を構成する凹部９及び凸部１０は、周方向に一定の間隔で形成されている。また、凹部９及び凸部１０は、軸方向（Ｘ１－Ｘ２方向）に、所定の幅を有して形成されている。凹部９及び凸部１０は、後述する回転用ポート３１、３２の径よりも大きい幅を有している。本実施形態のように、軸部材３がストロークする構成では、軸部材３のストローク量に応じて、回転部１１の軸方向の幅が設定される。

【0026】

なお、ピストン４の前方部４ｃ及び後方部４ｅは、中間部４ｄと違って、円柱状で形成されている。これにより、前方部４ｃ及び後方部４ｅに、後述するエアベアリング２１～２３を配置し、ピストン４を安定してシリンダ本体２内で浮かせることができる。

【0027】

本実施形態のシリンダ装置１は、軸部材３の軸周りの外周面に配置された回転部１１に流体を作用させることで、軸部材３が、軸中心Ｏを回転中心として回転可能とされた構成である。

【0028】

シリンダ本体２の内部には、シリンダ室１２が設けられている。また、シリンダ室１２からシリンダ本体２の前端面２ａにまで貫通し、シリンダ室１２と連続した挿通部１３が設けられている。

【0029】

図２、図４に示すように、軸部材３のピストン４は、シリンダ室１２に収容されている。また、軸部材３のピストンロッド５は、挿通部１３に挿通されている。

【0030】

なお、シリンダ室１２は、ピストン４の径よりもやや大きい径を有する略円筒空間である。また、シリンダ室１２のＸ１―Ｘ２方向への長さ寸法は、ピストン４の長さ寸法Ｌ１よりも長く形成されている。したがって、ピストン４は、シリンダ室１２にて軸方向（Ｘ１－Ｘ２方向）に移動自在に収容される。

【0031】

図２、図４の状態では、ピストン４が、シリンダ室１２のＸ１－Ｘ２方向の中央付近に収まっている。このため、ピストン４の前方（Ｘ１側）及び後方（Ｘ２側）には夫々空間が空いている。ここで、前方側の空間を第１流体室１４、後方側の空間を第２流体室１５と称することとする。第１流体室１４と第２流体室１５とは夫々区画されており、互いに干渉することはない。

【0032】

図２、図４に示すように、シリンダ本体２には、第１流体室１４及び第２流体室１５に通じるストローク用ポート２５、２６が形成されている。

【0033】

また、図２、図４に示すように、シリンダ本体２には、ストローク用ポート２５、２６の間の位置に、回転用ポート３１、３２が形成されている。回転用ポート３１、３２は、軸部材３の回転部１１に通じている。

【0034】

本実施形態のシリンダ装置１は、エアベアリング式であり、軸部材３とシリンダ本体２の内部空間との間には、複数のエアベアリング空間１６、１７、１８が設けられている。図４に示すように、第１エアベアリング空間１６は、ピストンロッド５の位置に形成されている。第２エアベアリング空間１７は、ピストン４の前方部４ｃの位置に形成される。第３エアベアリング空間１８は、ピストン４の後方部４ｅの位置に設けられる。

【0035】

図２、図４に示すように、エアベアリング２１が、第１エアベアリング空間１６内であって、ピストンロッド５の外周を囲むように配置されている。また、エアベアリング２２が、第２エアベアリング空間１７内であって、ピストン４の前方部４ｃの外周を囲むように配置されている。また、エアベアリング２３が、第３エアベアリング空間１８内であって、ピストン４の後方部４ｅの外周を囲むように配置されている。

【0036】

各エアベアリング２１～２３は、限定されるものではないが、例えば、焼結金属やカーボンを用いた多孔質材をリング状に形成したもの、或いは、オリフィス絞りタイプのもの等を使用できる。

【0037】

図２、図４に示すように、シリンダ本体２には、シリンダ本体２の外周面から各エアベアリング空間１６、１７、１８にまで通じるエアベアリング加圧ポート２７、２８、２９が設けられている。

【0038】

圧縮エアを、各エアベアリング加圧ポート２７～２９に供給することで、圧縮エアが、各エアベアリング２１～２３を通じて、ピストン４、及び、ピストンロッド５の表面に均一に吹き出す。これにより、ピストン４、及びピストンロッド５が、夫々、シリンダ室１２内、及び挿通部１３内で浮いた状態にて支持される。

【0039】

本実施形態のシリンダ装置１では、軸部材３の回転部１１に対向する回転用ポート３１、３２から圧縮エアを給排する。これにより、回転部１１に流体が作用して、回転力を生じさせ、軸部材３を、軸中心Ｏを回転中心として回転させることができる。このとき、本実施形態では、軸部材３を、シリンダ本体２内で浮かせた状態のまま回転させることができる。軸部材３とシリンダ本体２とは非接触であるため、回転抵抗を小さくすることができ、高精度な回転が可能になる。

【0040】

図４に示す回転用ポート３１は、例えば、圧縮エアの供給ポートであり、回転用ポート３２は、圧縮エアの排気ポートである。図４では、各回転用ポート３１、３２が、回転部１１を介して、反対側に配置されるが、好ましい回転用ポート３１、３２の形態については後述する。これにより、圧縮エアを、回転用ポート３１の供給位置から回転部１１の表面に、回転用ポート３２まで導くことができ、圧縮エアのロスを少なくすることができる。

【0041】

また、本実施形態では、エアベアリング式により、軸部材３のピストン４は、シリンダ本体２のシリンダ室１２内で浮いた状態で支持されており、したがって、図４に示すように、回転用ポート３１、３２と回転部１１との間に微小な隙間３０が生じる。これにより、隙間３０から圧縮エアを通しながら気流を形成し、回転部１１を効率よく回転させることができる。また、本実施形態では、回転時に、軸部材３のピストン４は浮いた状態であり、軸部材３全体が非接触のまま回転するため、回転音を小さくすることができる。

【0042】

また、本実施形態では、軸部材３を、シリンダ本体２内で浮かせた状態で、シリンダ室１２に通じるストローク用ポート２５、２６からの圧縮エアの給排を利用し、第１流体室１４と第２流体室１５との間で差圧を生じさせる。これにより、ピストン４を軸方向（Ｘ１－Ｘ２方向）にストロークさせることができる。図示しないが、各ストローク用ポート２５、２６に通じるサーボバルブにより、シリンダ制御圧を適切に調圧することができる。

【0043】

図２、図４の状態から、第１流体室１４の圧縮エアを、サーボバルブによりストローク用ポート２５を通じて吸引する。一方、サーボバルブによりストローク用ポート２６を通じて圧縮エアを、第２流体室１５内に供給する。これにより、第１流体室１４と第２流体室１５との間で差圧が生じ、図５に示すように、ピストン４を前方（Ｘ１）に移動させることができる。これにより、ピストンロッド５を、シリンダ本体２の前端面２ａから前方に突出させることができる。

【0044】

シリンダ室１２と挿通部１３との間には、前方壁４０が設けられており、ピストン４は、前方壁４０よりも前方に移動することができないように規制されている。また、図４に示すように、前方壁４０には弾性リング４１が設けられていることが好ましい。弾性リング４１は、ピストン４が前方壁４０に接触したときの緩衝材として作用する。

【0045】

或いは、図２、図４の状態から、第２流体室１５の圧縮エアを、サーボバルブによりストローク用ポート２６を通じて吸引する。一方、サーボバルブによりストローク用ポート２５を通じて圧縮エアを、第１流体室１４内に供給する。これにより、第１流体室１４と第２流体室１５との間で差圧が生じ、図６に示すように、ピストン４を後方（Ｘ２）に移動させることができる。このように、ピストンロッド５を、シリンダ本体２の前端面２ａから後方に引込めることができる。

【0046】

シリンダ室１２の後方壁４２は、ピストン４の後方（Ｘ２）への移動を規制する規制面であり、ピストン４は、後方壁４２よりも後方に移動することはできない。また、図４に示すように、後方壁４２には弾性リング４３が設けられていることが好ましい。弾性リング４３は、ピストン４が後方壁４２に接触したときの緩衝材として作用する。

【0047】

図１、図２、図４等に示すように、ピストン４の後端面４ｂに形成された孔８内には、センサ（ストロークセンサ）５０が、ピストン４に非接触にて設けられる。センサ５０は、シリンダ本体２の後端部側で固定支持されている。

【0048】

本実施形態では、ピストン４の位置を、孔８内に配置されたセンサ５０にて測定することができる。センサ５０には、既存のセンサを適用することができ、例えば、磁気式センサや、過電流式センサ、光学式センサ等を用いることができる。

【0049】

センサ５０にて測定された位置情報は、ケーブル５１（図４参照）を通じて図示しない制御部に送信される。センサ５０にて測定された位置情報に基づいて、第１流体室１４及び第２流体室１５のシリンダ制御圧を調圧し、ピストンロッド５の突出量を制御することができる。

【0050】

また、センサ５０にて、軸部材３の回転数を測定することも可能である。センサ５０の回転情報に基づいて、回転圧を調圧し、回転部１１の回転数を制御することができる。

【0051】

次に、回転部１１を回転しやすくするための回転用ポート３１、３２の形態について説明する。以下で説明する図面は、全て、軸方向（Ｘ１－Ｘ２方向）に対し直交する方向から切断した部分断面図である。

【0052】

例えば、図７に示すように、回転用ポート３１と、回転用ポート３２は、軸部材３を介して反対側に設けられているが、各回転用ポート３１、３２の貫通方向が、軸部材３の軸中心Ｏを通って一直線上に並ばないように、各回転用ポート３１、３２の一方、或いは両方の角度を変えることが好ましい。図７では、回転用ポート３１の貫通方向を、軸中心Ｏを通る直線方向Ｓから傾くように設けた。矢印Ａは、圧縮エアの流れの向きを示しており、圧縮エアが回転用ポート３１からシリンダ本体２内に斜めに入り込み、回転部１１の片側方向に流れやすくなる。この結果、回転部１１を適切に回転させることができる。

【0053】

図８では、回転用ポート３１を、軸中心Ｏを通る直線方向Ｓから外れた位置に配置した。すなわち、回転用ポート３１、３２は、軸中心Ｏを通る直線上に揃っておらず、ずれた配置となる。このとき、供給側である回転用ポート３１側をずらして配置することが好ましい。これにより、回転用ポート３１から供給された圧縮エアは、矢印Ａに示すように、回転部１１の片側方向に流れやすくなる。この結果、回転部１１を適切に回転させることができる。

【0054】

図７、図８では、各回転用ポート３１、３２を、軸部材３を介して略反対側に配置していたが、図９に示すように、各回転用ポート３１、３２を、軸部材３から見て同じ側に配置してもよい。図９に示すように、各回転用ポート３１、３２を、軸中心Ｏを通る直線方向Ｓに対して左右にずらして配置することが好ましい。これにより、回転用ポート３１から供給された圧縮エアは、矢印Ａに示すように、回転部１１の片側方向から流れ、半周以上回って、回転用ポート３２から外部に排出される。図９では、各回転用ポート３１、３２が近い位置に配置されるため、各回転用ポート３１，３２間の短い距離間に圧縮エアの流れが極力生じないようにすべく、側のシリンダ本体２の本体厚ｔ１を、各回転用ポート３１，３２間の長い距離側のシリンダ本体２の本体厚ｔ２よりも厚くすることが好ましい。これにより、本体厚ｔ１の位置では、本体厚ｔ２の位置よりも、回転部１１との間の空間を狭くでき、各回転用ポート３１，３２間の短い距離間に圧縮エアが極力流れないように制御できる。したがって、圧縮エアを、回転用ポート３１から、回転部１１に対し距離の長い側を通って、回転用ポート３２から排出させることが可能になる。この結果、回転部１１を適切に回転させることができる。

【0055】

図１０では、回転用ポート３１、３２の貫通方向を、軸中心Ｏを通る直線方向Ｓに沿って設けているが、回転用ポート３１、３２の片側のシリンダ本体２の本体厚ｔ３を、もう一方のシリンダ本体２の本体厚ｔ４よりも厚くした。これにより、本体厚ｔ３の位置では、本体厚ｔ４の位置よりも、回転部１１との間の空間を狭くでき、本体厚ｔ３の部分には、圧縮エアが極力流れないように制御できる。したがって、回転用ポート３１から供給された圧縮エアを、矢印Ａに示すように、回転部１１とシリンダ本体２との間の空間が広い片側にのみ流れやすくなり、この結果、回転部１１を適切に回転させることができる。

【0056】

本実施形態の特徴的部分について説明する。
本実施形態は、シリンダ本体２と、シリンダ本体２内に支持された軸部材３と、を有するシリンダ装置１であって、シリンダ本体２には、軸部材３の軸周りの外周面に通じ、流体の給排に基づいて軸部材３を回転させるための回転用ポート３１、３２が設けられていることを特徴とする。

【0057】

このように、本実施形態では、軸部材３の外周面に流体を作用させて、軸部材３を回転させるように、シリンダ本体２に、軸部材３の外周面へ通じる回転用ポート３１、３２を設けた。この構成によれば、従来のように、ステッピングモータやサーボモータ等の回転モータを用いた構成に比べて、電力消費の低減及びコンパクト化を図ることができる。

【0058】

更に、本実施形態では、回転ムラを抑制することが可能である。「回転ムラの抑制」について詳しく説明する。本実施形態では、軸部材３の回転方向に一致する外周面に回転部１１を構成した。このため、回転部１１と回転用ポート３１、３２との距離は、回転部１１の回転や、軸部材３のストロークによっても変化せず、常に、略一定とすることができる。例えば、軸部材３のストロークにより、回転部と、回転用ポートとの距離が変化するような構成では、回転圧が変ってしまうため、回転ムラが生じる。これに対し、本実施形態では、回転部１１と回転用ポート３１、３２との距離を略一定に保つことができるため、回転圧が変化せず、回転ムラを抑制することができる。

【0059】

また、本実施形態では、軸部材３の回転方向に一致する外周面に回転部１１を構成したため、回転部１１の回転に基づき、軸部材３に、軸方向（Ｘ１－Ｘ２方向）への推力が生じるのを抑制することができる。したがって、軸部材３が勝手に軸方向に動いたり、或いは、軸部材３のストローク量がばらつくことを抑制でき、回転に起因するストローク量の制御手段を特段必要としない。

【0060】

また、本実施形態では、軸部材３は、外周面に沿って凹部９と凸部１０とが交互に連続する回転部１１を有する。そして、回転用ポート３１、３２が、回転部１１に通じるように形成されている。回転用ポート３１、３２と、回転部１１とは対向していることが好ましい。

【0061】

この構成により、軸部材３とは別に回転部１１を設ける必要がなく、回転部１１をシンプルな形状で形成できる。したがって、シリンダ装置１をコンパクト化でき、且つ製造コストを抑制することができる。

【0062】

また、本実施形態では、軸部材３は、ストローク可能に支持されることが好ましい。これにより、軸部材３を回転させながら、ストロークさせることができる。

【0063】

また、本実施形態では、軸部材３は、軸方向（Ｘ１－Ｘ方向）の中間の外周面に回転部１１を備える。回転部１１の前方（Ｘ１側）及び後方（Ｘ２側）のシリンダ本体２に、流体の給排により、軸部材３をストロークさせるためのストローク用ポート２５、２６が設けられている。そして、ストローク用ポート２５、２６の間に、回転部１１に通じる回転用ポート３１、３２が設けられることが好ましい。

【0064】

このように、本実施形態では、軸部材３の中間に回転部１１を設けることで、回転機構を別個に設ける必要がなく、コンパクト化できる。また、シリンダ本体２に、回転部１１へ通じる回転用ポート３１、３２を設けるとともに、回転用ポート３１、３２の前後に、ストローク用ポート２５、２６を設ける。これにより、簡単な構造で、軸部材３を回転させながら、ストロークさせることができるシリンダ装置１を製造することができる。

【0065】

また、本実施形態では、回転用ポートは１つであってもよいが、その場合は、１つの回転用ポートで、流体の供給と排出を担うことが必要になり、供給時間と排出時間とを分けたり、回転用ポートを大きくする等の工夫が必要である。流体制御を簡単にでき、且つスムースな流体の流れを実現するには、回転用ポート３１、３２を複数設けることが好ましい。

【0066】

また、本実施形態では、軸部材３は、流体軸受を備えており、軸部材３は、シリンダ本体２内で浮いた状態で支持されることが好ましい。これにより、高精度なストローク及び回転が可能になる。流体軸受には、エアベアリングを用いることが好ましい。これにより、ストローク及び回転の際の摺動抵抗を、効果的に小さくすることができる。

【0067】

なお、本発明は上記の実施形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記の実施形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

【0068】

例えば、センサ５０の位置は、図２、図４等の配置に限定されるものではなく、センサ５０を、ピストンロッド５の位置を直接測定できるように配置してもよい。

【0069】

ただし、図２、図４等のように、センサ５０を、ピストン４の後端面４ｂに形成された孔８内に配置することで、センサ５０を無理なく、ピストン４に非接触で配置できると共にコンパクト化を促進でき、また位置及び回転測定の精度を向上させることができる。

【0070】

シリンダ本体２は、複数に分割したものを組み立てて形成されてもよいし、一体化したものであってもよい。

【0071】

なお、シリンダ本体２や軸部材３は、例えば、アルミ合金等で形成されるが、材質を限定するものではなく、使用用途や設置場所等で種々変更可能である。

【0072】

上記したように、本実施形態では、シリンダ装置１として、エアベアリング式シリンダのみならず、エア以外の流体の作用により駆動させることもでき、例えば、油圧シリンダを例示することができる。

【産業上の利用可能性】

【0073】

本発明によれば、電力消費の低減及びコンパクト化を図りつつ、回転ムラを抑制することが可能なシリンダ装置を実現することができる。本発明では、回転のみが可能なシリンダ装置であっても、回転且つストロークの双方が可能なシリンダ装置であっても、どちらでもよい。本発明では、優れた回転精度や回転ストローク精度を得ることができる。このように、高い回転精度や回転ストローク精度が求められる用途等に、本発明のシリンダ装置を適用することで、高い精度と合わせて消費電力の低減且つコンパクト化を促進することができる。

【0074】

本出願は、２０１８年１２月５日出願の特願２０１８－２２７９８０号に基づく。この内容は全てここに含めておく。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】