特許 7565414 空気圧シリンダ及びそれを備えた測定装置

(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】2024-10-02

(45)【発行日】2024-10-10

(54)【発明の名称】空気圧シリンダ及びそれを備えた測定装置

(51)【国際特許分類】

   F15B 15/14 20060101AFI20241003BHJP

   G01B 21/00 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

F15B15/14 345Z

G01B21/00 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023110845

(22)【出願日】2023-07-05

(62)【分割の表示】P 2019003524の分割

【原出願日】2019-01-11

(65)【公開番号】P2023134568

(43)【公開日】2023-09-27

【審査請求日】2023-07-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000151494

【氏名又は名称】株式会社東京精密

(74)【代理人】

【識別番号】110003535

【氏名又は名称】スプリング弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 愼弥

【審査官】北村 一

(56)【参考文献】

【文献】実開昭６３－０２８９０１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】国際公開第２０１８／０７０８８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００１－０２７５０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１５Ｂ １５／００－１５／２８

Ｇ０１Ｂ ５／００－ ５／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部まで貫通する貫通孔を有するシリンダと、
前記シリンダの前記内部を第１室及び第２室に区画し、前記シリンダの軸方向に移動可能に配設されたピストンと、
前記第１室及び前記第２室間を前記ピストンの推力低下を生じさせないように一方向連通に接続する結露防止手段と、を備え、
前記結露防止手段は、前記第１室側に開口する開口部又は前記第２室側に開口する開口部を一方向連通に覆う弾性体を有する、ことを特徴とする空気圧シリンダ。

【請求項2】

前記結露防止手段は、前記第１室及び前記第２室を連通する連通孔と前記連通孔及び前記開口部を接続する小孔とを有し、
前記連通孔は、前記ピストン又は前記シリンダの内側に形成され、
前記小孔は、前記連通孔よりも小径である、
請求項１に記載の空気圧シリンダ。

【請求項3】

前記貫通孔は、前記第１室に貫通する第１貫通孔と、前記第２室に貫通する第２貫通孔を有する、請求項１又は２に記載の空気圧シリンダ。

【請求項4】

前記弾性体で覆われる前記開口部が形成された溝は、前記弾性体の移動を案内する傾斜面又はテーパ面を有する、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空気圧シリンダ。

【請求項5】

一端側に測定子が連結され、他端側に測定ヘッドが接続されたアームと、
前記アームを揺動させるように前記測定ヘッドに搭載された空気圧シリンダと、を備え、
前記空気圧シリンダは、
内部まで貫通する貫通孔を有するシリンダと、
前記シリンダの前記内部を第１室及び第２室に区画し、前記シリンダの軸方向に移動可能に配設されたピストンと、
前記第１室及び前記第２室間を前記ピストンの推力低下を生じさせないように一方向連通に接続する結露防止手段と、を備え、
前記結露防止手段は、前記第１室側に開口する開口部又は前記第２室側に開口する開口部を一方向連通に覆う弾性体を有する、ことを特徴とする測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、測定装置のセンサ部の駆動等に用いられる空気圧シリンダ及びそれを備えた測定装置に係り、特に結露防止に好適な空気圧シリンダ及びそれを備えた測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

測定装置のセンサの可動部等を駆動するのに、既存空気源や可搬式の圧縮機等を使用できる利点を有する小型の空気圧シリンダが多用される。空気圧シリンダの作動に用いる圧縮空気は、空気源から空気圧シリンダまで、または空気圧シリンダ自体において、経路の途中に膨張過程が含まれると、断熱膨張により作動空気内の水分が凝縮して結露を生じる場合がある。このような結露は空気圧シリンダの作動不良や空気圧シリンダを備える制御系で使用されるグリースの劣化の一因になるので、発生を止めるかまたは発生の初期段階で、空気圧シリンダを備えるシステムの外部へ排出する必要がある。

【0003】

結露防止を目的とした従来の空気圧シリンダの例が、特許文献１に記載されている。この公報に記載の空気圧シリンダでは、シリンダチューブ内を摺動するピストンに、一対の圧力室を連通させる小径の連通孔を設け、供給側の圧力室に供給された圧縮空気の一部を連通孔から排出側の圧力室に流入させ、この流入空気によって排出側の圧力室の冷えた空気を完全に外部に排出させるとともに、排出側の圧力室を加温している。

【0004】

結露防止を目的とした空気圧配管部品の例が、特許文献２に記載されている。この公報に記載の管継手は、空気圧シリンダで構成されるシステムの結露防止回路の簡素化を図って２個の管継手から構成され、各管継手のボディに二重チューブが接続可能になっている。そして、各管継手のボディ内に、二重チューブの間隙通路に接続可能な外側流路と、二重チューブの内管通路に接続可能な内側流路を形成している。単管またはポートと接続可能な接続部が形成され、管継手の外側流路には間隙通路から連絡流路への流れのみを許す第１チェック弁が配設され、管継手の内側流路には内管通路から連絡流路への流れのみを許す第２チェック弁が配設されている。

【0005】

さらに、空気圧シリンダの近傍に取付けスペースを必要としない空気圧シリンダ用の結露防止回路の例が、特許文献３に記載されている。この公報に記載の結露防止回路は、空気圧シリンダのヘッド側ポートと切換弁のＡポートが第１の配管により連通され、空気圧シリンダのロッド側ポートＤと切換弁のＢポートとが第２配管により連通されている。第１配管の２つの位置間には第１バイパス管が並列に配設され、第２配管の２つの位置間には第２バイパス管が並列に配設されている。第１配管の２つの位置間及び第２配管の２つの位置間には給気の流れのみを許容するチェック弁がそれぞれ配設され、第１バイパス管と第２バイパス管には排気の流れのみを許容するチェック弁がそれぞれ配設されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】実開平５－９２５０７号公報

【文献】特開２００１－３１７６７６号公報

【文献】特開平１０－９２０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記特許文献１に記載の従来の空気圧シリンダにおいては、２つの作動室間を仕切るピストンに両室間を連通する小孔を設けているので、熱い空気により冷たい空気を加温して結露の防止が期待される。しかしながらこの公報に記載の空気圧シリンダでは、小孔により常時２つの作動空間が連通しているので、空気源から供給される加圧空気の一部が常に漏れた状態にある。そのため、空気圧シリンダ内に保持されるピストンに対する所期の推力が得られない恐れが生じる。空気圧シリンダのピストンをシリンダ内で往復動させる推力が不十分であれば、空気圧シリンダに動作遅れや動作不全が生じ、空気圧制御系の制御が機能しなくなる。

【0008】

また上記特許文献２には、空気圧シリンダそのものではないものの、空気圧制御系において空気圧シリンダとともに用いる管継手の結露防止が開示されている。この公報に記載の二重チューブ用管継手は、空気圧シリンダと併用されるものであるから空気圧シリンダとは別部品となり、空気圧制御系の部品点数を増加させる。また、この管継手は二重管を採用する上にチェック弁をも含むので構成が複雑であり、汎用の測定器のセンサ部に用いるためには小型化が必須であるが、複雑な構造ゆえ小型化が困難になる。

【0009】

特許文献３には、空気圧シリンダ近傍に取付けスペースを設ける必要が無い、結露防止回路が開示されている。この公報に記載の結露防止回路は、バイパス配管を設けることにより排気時の膨張音の伝搬を低減しているが、空気圧シリンダの近傍ではないとしてもいずれかの場所に複数のバイパス配管と切換弁を設ける必要があり、空気圧制御系が複雑化する。小型化が求められる汎用の測定器では、センサ部及びセンサ部と測定器本体間をできるだけ簡素にして計測しやすくすることが求められているが、この公報に記載の結露防止回路ではその様な要求を実現することが容易ではない。

【0010】

本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、空気圧制御系において空気圧シリンダに配管や排気弁を付加することなく、空気圧シリンダ自身で空気圧シリンダ内に発生する恐れのある結露を防止する、および万一結露が生じたら結露を即座に空気圧シリンダ外へ排出することにある。また上記目的において、空気圧シリンダ内の内部漏れを低減して、ピストンの推力低下を生じさせない結露防止手段を得ることにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記目的を達成する本発明の特徴は、以下のとおりである。
［１］ 内部まで貫通する貫通孔を有するシリンダと、上記シリンダの上記内部を第１室及び第２室に区画し、上記シリンダの軸方向に移動可能に配設されたピストンと、上記第１室及び上記第２室間を接続する結露防止手段と、を備え、上記結露防止手段は、上記第１室又は上記第２室側の開口部を覆う弾性体を有する、ことを特徴とする空気圧シリンダ。
［２］ 上記結露防止手段は、上記シリンダ又は上記ピストンに形成された上記第１室及び上記第２室を連通する連通孔を有する、［１］に記載の空気圧シリンダ。
［３］ 上記貫通孔は、上記第１室に貫通する第１貫通孔と、上記第２室に貫通する第２貫通孔を有する、［１］又は［２］に記載の空気圧シリンダ。
［４］ 上記弾性体で覆われる上記開口部が形成された溝は、上記弾性体の移動を案内する傾斜面又はテーパ面を有する、ことを特徴とする［１］乃至［３］のいずれかに記載の空気圧シリンダ。
［５］ 一端側に測定子が連結され、他端側に測定ヘッドが接続されたアームと、上記アームを揺動させるように上記測定ヘッドに搭載された空気圧シリンダと、を備え、上記空気圧シリンダは、内部まで貫通する貫通孔を有するシリンダと、上記シリンダの上記内部を第１室及び第２室に区画し、上記シリンダの軸方向に移動可能に配設されたピストンと、上記第１室及び上記第２室間を接続する結露防止手段と、を備え、上記結露防止手段は、上記第１室又は上記第２室側の開口部を覆う弾性体を有する、ことを特徴とする測定装置。

【0012】

本発明の他の特徴は、シリンダと、このシリンダの内部を第１室と第２室に区画し、前記シリンダの軸方向に移動可能に配設されたピストンとを備え、前記シリンダ内へ加圧空気を供給する及び前記シリンダ内から空気を排出するために前記シリンダの外壁に形成された第１、第２の空気出入り口を有する空気圧シリンダにおいて、前記ピストンまたは前記シリンダの内側に前記第１室と前記第２室間を一方向連通する結露防止手段を設けることにある。

【0013】

そしてこの特徴において、前記第１室と前記第２室間を一方向連通する前記結露防止手段は、前記第１室と前記第２室間を一方向連通する連通孔と前記連通孔の一方の開口部が面する溝を覆う弾性体を備えるのが好ましく、前記連通孔の一方の開口部が面する溝を覆う前記弾性体は、Ｏリングであることが望ましい。さらに、前記連通孔の一方の開口部が面する溝を覆う弾性体用の溝を前記開口部の先端部に設け、該溝に前記弾性体を嵌合するとともに、該溝の少なくとも一面を前記弾性体の移動を案内する傾斜面またはテーパ面に形成するのがよく、前記第１、第２の空気出入り口からの空気の流れの向きを切替えることにより前記弾性体が伸縮して、前記結露防止手段が前記第１室と第２室を一方向連通することが望ましい。

【0014】

上記目的を達成する本発明の他の特徴は、測定装置が、ワークに当接する測定子と、この測定子に一端側が連結され他端側が作動トランスを含む測定ヘッドに接続されたアームと、前記アームを揺動可能に保持する保持台と、前記アームを揺動させる揺動手段を備え、前記揺動手段は付勢手段と上記いずれかの特徴を有する空気圧シリンダを含むことにある。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、空気圧シリンダの２つの作動室を区画するピストン内部に、２つの作動室間を連通する空気経路を設け、その空気経路の一方の出口を弾性材で覆うようにしたので、弾性材が逆止弁として一方向連通するように作用して、結露防止手段を空気圧シリンダ内に形成する。これにより、空気圧制御系において空気圧シリンダに配管や排気弁を付加することなく、空気圧シリンダ自身で空気圧シリンダ内に発生する恐れのある結露を防止できる。また万一結露が生じても結露を即座に空気圧シリンダ外へ排出できる。さらに、空気圧シリンダ内の内部漏れを低減してピストンの推力低下を生じさせない結露防止手段が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明に係る空気圧シリンダを備えたセンサの使用例を示す図である。

【図2】図１に示したセンサの縦断面図である。

【図3】本発明に係る結露防止手段を備えた空気圧シリンダの一実施例の縦断面図及びその一部拡大図である。

【図4】本発明に係る結露防止手段を備えた空気圧シリンダの他の実施例の縦断面図である。

【図5】本発明に係る結露防止手段を備えた空気圧シリンダのさらに他の実施例の縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下本発明の実施例を、図面を用いて説明する。図１は、本発明に係る外径測定装置６０を用いてワークＷの外径を測定する様子を示す模式斜視図であり、外径測定装置６０は一対の汎用測定ヘッド５０と制御器２０や圧縮空気源１０を含む。各測定ヘッド５０には２つの配管系があるが、図１では図面を明瞭化するため、１系統のみ示している。各配管系では、チューブ１４および切換弁（例えば三方弁）１２を介して圧縮空気源１０から加圧空気が供給される。後述するように測定前または測定後に測定子３００をワークＷから引き離すために空気圧シリンダ１００が、各測定ヘッド５０に搭載されている。なお、測定時には、測定ヘッド５０に信号線２２を介して接続された制御器２０が、測定ヘッド５０の端部に設けた測定子３００を制御してワークＷに当接させて測定を実行する。

【0018】

測定ヘッド５０の詳細を図２に縦断面図で示す。測定ヘッド５０は、ほぼ直方体のケース１９０内に空気圧シリンダ１００と作動トランス１８０を収容しており、ケース１９０からは測定子３００にアーム２３４を介して接続される軸１３２が延在している。ケース１９０と軸１３２は、軸１３２の味噌すり運動を可能にするベローズ２３０を介して封止されている。ケース１９０内には、揺動軸１４０が軸１３２に実質的に直角方向に配置されており、揺動軸１４０は軸１３２の長手方向中間部に配設された保持台１４２に設けた貫通穴１４４に嵌合している。従って軸１３２は揺動軸１４０周りに揺動可能になっている。

【0019】

ケース１９０の一側面１９２には開口１９４が形成されており、この開口１９４に上述したベローズ２３０の一端側が気密に保持されている。ベローズ２３０の他端側は軸１３２の端部１３２ｂに気密に接続されている。軸１３２のベローズ２３０取付け側端部１３２ｂは、連結具２３２を介してアーム２３４に位置調整可能に接続されている。軸１３２に接続する側とは反対側のアーム２３４の端部には、測定子３００を保持する測定子ホルダ２３６が取付けられている。測定子ホルダ２３６に係止する留めネジ２３８が、測定子３００の先端部にある接触子部２４０を、図２では縦方向に位置調整可能としている。図１に示したような外径測定の場合には、上側に配置した本例の接触子部２４０を下方に押し付け、下側に配置した本例の接触子部２４０を上方に押し付けて、挟み込んで測定する。

【0020】

以下、上側の測定ヘッド５０について説明するが、下側の測定ヘッド５０でも上下反対になる以外は上側の測定ヘッド５０と同じである。接触子部２４０を下方に押し付けるために、ケース１９０内であって軸１３２の保持台１４２よりも反測定子側１３２ａに引張りバネ１４６が配設されている。引張りバネ１４６の一端側は、ケース１９０の内側に突出した支軸１４８に係止しており、引張りバネ１４６の他端側は、軸１３２の長手方向中間部に設けた係止具１３４に係止している。従って引張りバネ１４６はその位置で軸１３２を引き寄せるように作用し、その結果軸１３２は揺動軸１４０を中心に揺動し、次いでアーム２３４を下方に押し付ける。これにより計測が可能になる。以下に詳細を示す作動トランス１８０と、引張りバネ１４６及び揺動軸１４０は、揺動手段を構成する。

【0021】

軸１３２の反測定子側１３２ａの端部近傍には、軸１３２に垂直な変位軸１８２が軸１３２に取付けられており、この変位軸１８２を取り囲むようにコイル１８４が巻回されて作動トランス１８０を構成している。作動トランス１８０の信号線２２は、まとめて気密に端子処理された端子処理部１８６として制御器２０に接続される（図１参照）。

【0022】

測定終了時や測定準備時には、接触子部２４０とワークＷの双方を保護するために、接触子部２４０をワークＷから遠ざける。そのため、軸１３２の長手方向であって引張りバネ１４６と作動トランス１８０の間に、空気圧シリンダ１００が配設されている。空気圧シリンダ１００は、キャップ１１０を備える密封形状のシリンダ１１２とシリンダ１１２内を摺動可能なピストン１１８を主要構成としている。ピストン１１８の一端側はシリンダ１１２内に収容され、他端側はシリンダ１１２から下方に延在している。シリンダ１１２の下端面は、軸１３２に設けた当接部１３０に対向している。

【0023】

測定時のように引張りバネ１４６の付勢力を作用させる場合には、空気圧シリンダ１００は、ピストン１１８が当接部１３０から遠ざかるように、ピストン１１８をシリンダ１１２の内側へ引き込むように作用する。一方非測定時には、空気圧シリンダ１００は、引張りバネ１４６の付勢力に抗してピストン１１８の下端が軸１３２の当接部１３０に当接するよう、下方へ押し下げる。

【0024】

ところで、空気圧シリンダ１００のシリンダ１１２内をピストン１１８が往復動すると、シリンダ１１２内に形成される２つの部屋、すなわち第１室１７０と第２室１７２の容積が変化する。その際、これら２つの室１７０、１７２に導入された加圧空気が局所的に断熱膨張し、加圧空気に含まれる水分が結露として発生する場合がある。また加圧空気の空気源と空気圧シリンダ１００の間の配管系でも加圧空気の断熱膨張現象が生じると結露が生じる。上述したように結露は、汚染の元となったりグリースの流出および劣化を引き起こしたりして、空気圧シリンダ１００の動作を遅延させる要因となり得る。従来から結露を防止する手段が設けられているが、確実に結露を防止できるものは装置が大型化する一方、小型化したものや簡素なものは信頼性に乏しい。しかも本発明に係る汎用測定ヘッド５０は小型であることが必須要件であるので、小型および簡単な構成で信頼性に富む結露防止手段が必要になっている。このような汎用測定ヘッド５０用の空気圧シリンダ１００の結露防止手段１５０について、図３ないし図５を用いて詳述する。

【0025】

図３は、本発明に係る汎用測定ヘッド５０に用いる空気圧シリンダ１００の一実施例を示す図であり、同図（ａ）は空気圧シリンダ１００の主要部の縦断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ部拡大図である。キャップ１１０を備えるシリンダ１１２は円筒状に形成されており、その下部には内径が縮径された縮径部１１５が形成されている。縮径部１１５の中央部には、ピストン１１８の軸部１１９が往復動可能に嵌合する貫通穴１１３が形成されている。ピストン１１８の軸部１１９とシリンダ１１２を気密に封止するため、シリンダ１１２の縮径部１１５にはパッキン１２８、１２９が１個または複数個、シリンダ１１２の軸方向に間隔を置いて配設されている。シリンダ１１２の上面にはキャップ１１０が嵌合されており、キャップ１１０とシリンダ１１２はニトリルゴムまたはフッ素樹脂等の樹脂製Ｏリング１２２により気密に封止されている。

【0026】

ピストン１１８の上部はシリンダ１１２の内径より僅かに小径の摺接部１２０として形成されており、摺接部１２０の軸方向中間部にはパッキン１２６を収容する環状溝１２１が形成されている。環状溝１２１にはパッキン１２６が収容されて、シリンダ１１２内でピストン１１８を気密に封止する。以上説明したパッキン１２８、１２９とＯリング１２２によりシリンダ１１２は外部に対して気密に封止され、一方パッキン１２６によりシリンダ１１２内部では、ピストン１１８の摺接部１２０で区画された２つの室１７０、１７２が気密に封止される。

【0027】

シリンダ１１２の軸方向２カ所には、間隔を置いて空気出入り口１１４、１１６が形成されており、これらの空気出入り口１１４、１１６は、シリンダの内部空間である第１室１７０と第２室１７２にそれぞれ連通している。空気出入り口１１４、１１６のシリンダ１１２外表面側は、ネジ穴に形成されており、ホースエルボウが取り付け可能になっている。ホースエルボウをシールテーブ等を介して空気出入り口１１４、１１６に取付けることにより、外部空気源１０から切換弁１２やチューブ１４を介して加圧空気が第１室１７０および第２室１７２に選択的に供給される（図１参照）。下側の第２の空気出入り口１１６は、第２室１７２とシリンダ１１２の縮径部１１５の境目に形成されており、詳細を後述する結露防止手段１５０の一部を形成する連通孔１６０に連接している。

【0028】

ピストン１１８の上端部近傍は、摺接部１２０よりも小径に形成されており、その小径部にはＯリング溝１２３ａが形成されている。Ｏリング溝１２３ａには、弾性体であるフッ素樹脂またはニトリルゴム等の樹脂製のＯリング１２４が嵌合される。ここで、Ｏリング１２４はピストン１１８の軸方向に直角な方向に微小距離移動可能であり、移動した後にすぐ元の位置に戻るよう案内するために、Ｏリング溝１２３ａの上下いずれかの面、図３では下側の面が、傾斜面またはテーパ面１２５ａで形成されている。Ｏリング溝１２３ａの背面側の円筒面の周方向１カ所には、小孔１６２が形成されている。小孔１６２の直径は、φ０．２ｍｍ程度である。第１室１７０と第２室１７２が均圧の場合、または第１室１７０の圧力が第２室１７２の圧力より高い場合には、Ｏリング１２４はその弾性力により、Ｏリング溝１２３ａの背面側側壁面を覆って閉塞しており、結果としてＯリング溝の背面側壁面に形成された小孔１６２の一方の開口部からの空気の漏出を防止している。

【0029】

小孔１６２に連接するように、ピストン１１８の摺接部１２０には、ピストン１１８の軸方向に延びる連通孔１６０が形成されている。連通孔１６０はピストン１１８の軸部１１９よりも外径側であって、周方向に１カ所だけ形成される。連通孔１６０の直径はφ１ｍｍ程度である。さらに、この連通孔１６０に下側の空気出入り口１１６が連通するように、ピストン１１８の摺接部１２０の下端面には周方向１カ所だけ連通溝１１７が形成されている。これらの連通溝１１７や連通孔１６０、１６２により、下側の空気出入り口１１６からＯリング１２４に当接する小孔１６２までの空気流路が形成され、Ｏリング１２４とともに結露防止手段１５０を構成する。

【0030】

次にこのように構成した結露防止手段１５０の作用を説明する。図２に示した汎用測定ヘッド５０の計測時には、測定子３００をワークＷに当接させるため空気圧シリンダ１００のピストン１１８の先端部（下端部）は、軸１３２に設けた当接部１３０から離れるように動かされる。そのため、ピストン１１８を上方に動かすように、空気源１０からの加圧空気が切換弁１２とチューブ１４を介して第２の空気出入り口１１６へ供給され、次いで第２の空気出入り口１１６から第２室１７２への流路である連通穴１１６ａを介して第２室１７２へ供給される。

【0031】

一方、第１室１７０およびチューブ１４内に残留していた冷えた加圧空気または圧力が低下した空気は、第１の空気出入り口１１４に連通する通路から、チューブ１４と切換弁１２を介して大気もしくは環境に排気される。この一連の動作において、第２室１７２に流入した加圧空気は、この加圧空気の圧力によりピストン１１８を付勢し、速やかにピストン１１８を上方に押し上げるとともに第２室１７２の容積を増大させる。

【0032】

ここで、第２の空気出入り口１１６から第２室１７２に流入した加圧空気のごく一部を、シリンダ１１２の縮径部１１５の上面に形成した連通穴１１６ａとピストン１１８の摺接部１２０の底面に形成した連通溝１１７を介して、ピストン１１８の軸線方向に延びる連通穴１６０から小孔１６２へ導く。小孔１６２に導かれた加圧空気は、小孔１６２の端面を塞いでいたＯリング１２４を第１室１７０の圧力に抗して、小孔１６２部において半径方向に押し出し、Ｏリング１２４との間に隙間を形成する。小孔１６２に導かれた加圧空気は、この隙間から第１室１７０に漏れ出る。

【0033】

第１室１７０に存在していた冷えた空気は、ピストン１１８の上方への動きによる第１室１７０の容積低下に応じて押し出されて第１の空気出入り口１１４を通って外部へ排出される。それとともに、第１室に漏れ出た小孔１６２に供給された加圧空気も、第１室１７０の冷えた残留空気とともに空気圧シリンダ１００外へ排出される。ここで、第２室１７２から連通孔１６０を介して漏れ出した加圧空気は、ピストン１１８による第１室１７０内の空気の排出を促進する。

【0034】

なお、小孔１６２の直径は上述したとおり０．２ｍｍ程度であるから、ピストン１１８の外径に比して十分小さいので、小孔１６２を通って漏れる加圧空気量は微量である。そのため、第２室１７２の期待圧力からの圧力低下は無視できる程度であり、第２室１７２に導かれた加圧空気がピストン１１８を付勢する付勢力が低下する恐れはない。従って加圧空気の供給時に、切換弁１２の切換によりピストン１１８の応答性を低下させる恐れがなく、空気圧シリンダの制御性が確保される。

【0035】

汎用測定ヘッド５０を用いる計測前や計測後に、切換弁１２を切替えてピストン１１８を下方に押し出し、軸１３２に設けた当接部１３０に当接させる場合には、加圧空気源１０からの加圧空気を第１の空気出入り口１１４に導く。一方第２の空気出入り口１１６はチューブ１４および切換弁１２を介して空気圧シリンダ１００の外部に開放されている。このとき、Ｏリング１２４が嵌合されたＯリング溝１２３ａでは、加圧空気によりＯリング１２４が小孔１６２に押し当てられ、小孔１６２への流路を遮断する。

【0036】

汎用測定ヘッド５０に空気圧シリンダ１００を設けて測定する場合には、測定子３００とワークＷを保護するために、測定終了直後または測定前の応答性が測定への移行時よりも重視される。そのため、本実施例の空気圧シリンダでは測定終了後または測定前の切換弁１２の切換時には、従来の空気圧シリンダ１００と同様の構成となるようにして空気圧シリンダ１００の応答性を確保し、測定移行時には第１室１７０の冷えた残留空気を加圧空気で加熱するとともに、連通孔１６０を通る漏れた加圧空気とともに第１室１７０の残留空気を空気圧シリンダ１００外に排出して、空気圧シリンダ１００の障害となる結露の発生の防止しまたは結露を第１室１７０から無くしている。このように、本実施例による結露防止手段１５０は、Ｏリング１２４の伸縮により、第１室１７０と第２室１７２の間を一方向連通する逆止弁の作用をする。

【0037】

次に本発明に係る空気圧シリンダ１００ｂの他の実施例を、図４に示す。図４は空気圧シリンダ１００ｂの縦断面図であり、図３（ａ）に対応する図である。本実施例が図３に示した実施例と異なるのは、結露防止手段１５０をピストン１１８ｂの摺接部１２０の下部に設けたことにある。すなわち結露防止手段１５０を構成するＯリング溝１２３ｂを摺接部１２０とシリンダ１１２の内壁をシールするパッキン１２６よりも、ピストン１１８ｂの軸線方向において下方に配置したことにある。それとともに、Ｏリング溝１２３ｂを形成する上下壁面の内の下方の壁面を傾斜面またはテーパ面１２５ｂとし、上方の面を水平面としたことにある。

【0038】

この場合、上記実施例とは異なり、第１室１７０に導かれた加圧空気の一部が連通孔１６０ｂ、小孔１６２ｂを介してＯリング１２４の背面に導かれる。そして、Ｏリング１２４を小孔１６２ｂ部で伸ばしてＯリング１２４と小孔１６２ｂ間に隙間を形成し、第２室１７２内に残留する冷えた空気を空気圧シリンダ１００外に排出するのを促進する。

【0039】

本実施例の空気圧シリンダ１００では、ピストン１１８ｂの上方への動きは従来の空気圧シリンダと同様であるので、上方へのピストン１１８ｂの応答性が重視される場合に用いて、好適である。なお小孔１６２ｂの直径はシリンダ１１２の内径に比べて十分小さいので、ピストン１１８ｂの下方への応答性の劣化や付勢力の低下は無視できる。本実施例においても、結露防止手段１５０は、Ｏリング１２４の伸縮により、第１室１７０と第２室１７２の間を一方向連通する逆止弁の作用をする。

【0040】

次に本発明に係る空気圧シリンダのさらに他の実施例を、図５を用いて説明する。図５は空気圧シリンダ１００ｃのさらに他の実施例の縦断面図である。本実施例では、上記各実施例とは異なり、冷えた残留空気を加熱する加圧空気の経路をピストン１１８ｃ側ではなくシリンダ１１２ｃ側に設けている。小型化を維持する構造上、第１の空気出入り口１１４をキャップ１１０ｃに設け、第１の空気出入口１１４から第１室に連通する空気通路１１４ｃをキャップ１１０ｃ内に曲がった流路で形成している。

【0041】

シリンダ１１２ｃの外周壁を２重壁構造とし、内壁１６５と外壁１６４間に連通空間１６２ｃを設け、この連通空間１６２ｃと第２室１７２間を連通する連通孔１６０ｃを内壁１６５に形成している。さらに、内壁１６５の上部にはＯリング溝１２３ｃが形成されていて、Ｏリング１２４が嵌合されている。Ｏリング溝１２３ｃの上下壁面ともに傾斜面またはテーパ面１２５ｃ、１２５ｄに形成されており、シリンダの内壁１６５の周方向１カ所であってＯリング溝１２３ｃ形成部のＯリング１２４の背面側には小孔１６２ｄが形成されている。

【0042】

本実施例においても、図３に示した実施例と同様に第２の空気出入り口１１６に導かれた加圧空気で第１室１７０に残留する冷えた空気を確実に排出することが可能になる。本実施例は、図３の実施例と同様にピストン１１８ｃの下方への動きは従来通りであるから、ピストン１１８ｃの上方への応答性が重視される場合に好適である。なお本実施例でも、結露防止手段１５０は、Ｏリング１２４の伸縮により、第１室１７０と第２室１７２の間を一方向連通する逆止弁の作用をする。

【0043】

上記各実施例では２室から構成される空気圧シリンダについて、一方の室に供給される加圧空気を用いて他方の室に残留する冷えた空気を加熱するので、空気圧シリンダ内に結露が発生する恐れがないかまたは結露の残留を無くすことが可能になる。それにより、空気圧シリンダで使用されるグリース等の劣化を防止することができる。また、一方の室に導入された加圧空気を他方の室に供給するのは、小孔とＯリングを介してのいわゆる逆止弁的作用であるから、ピストンの一方向の動きの応答性は従来通りに確保されるとともに、他方向への動きは小孔からの漏れ量が僅かであるので、応答性を損ねることがない。

【0044】

従って上記各実施例によれば、簡単な構成で信頼性が高く、空気圧シリンダの応答性を確保できる結露防止手段が得られる。

【符号の説明】

【0045】

１０…空気源、１２…切換弁（三方弁）、１４…チューブ、２０…制御器、２２…信号線、１４…チューブ、５０…汎用測定ヘッド、６０…測定装置、１００、１００ｂ、１００ｃ…空気圧シリンダ、１１０、１１０ｃ…キャップ、１１２、１１２ｃ…シリンダ、１１３…貫通穴、１１４…（第１の）空気出入り口（ホースエルボウ取付け部）、１１４ｃ…空気通路、１１５…縮径部、１１６…（第２の）空気出入り口（ホースエルボウ取付け部）、１１６ａ…連通穴、１１７…連通溝、１１８、１１８ｂ、１１８ｃ…ピストン、１１９…軸部、１２０…摺接部、１２１…環状溝、１２２…Ｏリング、１２３ａ～１２３ｃ…Ｏリング溝、１２４…Ｏリング、１２５ａ～１２５ｄ…傾斜面（テーパ面）、１２６…パッキン、１２８、１２９…パッキン、１３０…当接部、１３２…軸、１３２ａ…反測定子側、１３２ｂ…（側）端部、１３４…係止具、１４０…揺動軸、１４２…保持台、１４４…貫通穴、１４６…引張りバネ、１４８…支軸、１５０…結露防止手段、１６０、１６０ｂ、１６０ｃ…連通孔、１６２、１６２ｂ…小孔、１６２ｃ…連通空間、１６２ｄ…小孔、１６４…外壁、１６５…内壁、１７０…第１室、１７２…第２室、１８０…差動変圧器部、１８２…変位軸、１８４…コイル、１８６…端子処理部、１９０…ケース、１９２…側面、１９４…開口、２３０…ベローズ、２３２…連結具、２３４…アーム、２３６…測定子ホルダ、２３８…留めネジ、２４０…接触子部、３００…測定子、Ｗ…ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】