JP2000027811A - 流体圧シリンダ及びクランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 【解決手段】 シリンダ本体３内に流体圧の作用によっ
て駆動されるピストン９を配設し、そのピストン９にシ
リンダ本体３外に突出するピストンロッド２を設けた。
このピストンロッド２は、ブレーキユニット４によって
その駆動が規制されるように保持される。ここで、ブレ
ーキユニット４によってピストンロッド２を保持してい
る状態で、流体圧が不作用状態となるとピストンロッド
２の保持位置にずれが生じる。このような位置ずれが生
じても、ピストンロッド２に設けたサブロッド２４及び
コイルバネ４２によって、ピストンロッド２の推力が保
持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体圧の作用によ
って駆動されるピストンロッドを備えた流体圧シリンダ
及びピストンロッドの駆動によりワークを保持するクラ
ンプ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、エア等の流体を給排することによ
りその圧力によってピストンロッドを駆動する流体圧シ
リンダが各種提案されている。この流体圧シリンダは、
ピストンロッドの駆動によってワークを保持するクラン
プ装置に用いられている。この場合、ピストンロッドの
先端部には同ロッドの駆動によりワークを押さえ付ける
ためのクランプ部材が設けられている。そして、流体圧
シリンダは、ピストンロッドがストロークエンドに達す
る前にクランプ部材がワークに当接するように設置され
ている。このため、クランプ部材がワークに当接した
後、ピストンロッドの推力でワークはクランプ部材によ
って押さえ付けられる。その結果、ワークが保持される
ようになっている。

【０００３】ところで、ピストンロッドの推力はシリン
ダに供給されている流体の圧力に応じて得られるもので
あり、その推力を得続けるためには常時流体をシリンダ
に供給し続ける必要がある。しかしながら、停電等の予
期せぬ事態の発生によって、流体供給源からの流体の供
給が突然停止してしまうことがある。その場合、流体の
供給が停止されるのに伴ってピストンロッドの推力が喪
失してしまうため、ワークの保持状態を維持することが
できなくなるという不都合が生じる。

【０００４】このような事態を防止するため、流体圧シ
リンダにはピストンロッドを保持するブレーキ装置が設
けられている。この装置は、流体圧シリンダにおけるピ
ストンロッドの落下防止用としても一般的に用いられて
いるもので、ロッドを把持するといった機械的な手段に
よってピストンロッドを保持している。そして、流体が
供給されているときにピストンロッドを自由に駆動させ
るブレーキ解除状態となり、流体の供給が停止されると
ピストンロッドを保持するブレーキ状態となる作用を備
えている。このため、流体の供給が停止してもブレーキ
装置によりピストンロッドが保持され、流体の供給が停
止される前の状態が維持されるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した従
来の流体圧シリンダでは、ブレーキ装置が機械的な手段
を用いてピストンロッドを保持するものであるため、そ
の手段における機械的な誤差、いわゆるガタは避けられ
ない。このため、ブレーキ装置の状態がブレーキ状態で
あっても、シリンダへの流体の供給が停止されてそれま
で発生していた推力が喪失すると、そのピストンロッド
及びクランプ部材の位置に若干のずれが生じる。このず
れは、当然クランプ部材によってワークを押さえ付ける
方向とは逆の方向に生じる。

【０００６】ここで、ワークとピストンロッドとは、共
にゴム等のような一般に弾性体と呼ばれるものとは異な
る剛体であるとする。このとき、上記したようにワーク
を所定の推力で押さえ付けていた位置から、ピストンロ
ッド及びクランプ部材が若干後退すると、それだけでワ
ークを押さえ付ける力は一気に減少し、ほぼ零に近い値
になってしまう。従って、ブレーキ装置を備えていても
シリンダへの流体の供給が停止すると、ワークを確実に
保持することができないという問題を有していた。

【０００７】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので
あって、その目的は、ピストンロッドが若干位置ずれし
てもそれによってピストンロッドの推力が大幅に減少す
ることがなく、所定の推力を保持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。

【０００８】また、別の目的は、上記目的に加え、極め
て汎用性の高い構成と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。さらに、別の目的は、上記目的
に加え、ピストンロッドの軸方向の長さを小さくするこ
とができる流体圧シリンダを提供することにある。

【０００９】さらにまた、別の目的は、ピストンロッド
が若干位置ずれしても、ワークを押さえ付ける力が大幅
に減少することはなく、所定の力を保持することができ
るクランプ装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明では、シリンダ本体内に流体
圧の作用によって駆動されるピストンを配設し、そのピ
ストンにシリンダ本体外に突出するピストンロッドを設
け、そのピストンロッドの駆動を規制するように同ロッ
ドを保持可能なロッド保持手段を備えた流体圧シリンダ
において、前記ロッド保持手段によってピストンロッド
を保持している状態で、流体圧の不作用によりピストン
ロッドの位置がずれた後も同ロッドの推力を保持する推
力保持手段を設けた。

【００１１】従って、請求項１に記載の発明によれば、
ロッド保持手段によってピストンロッドを保持している
状態で、流体圧の作用が停止してピストンロッドの保持
位置にずれが生じても、推力保持手段によってピストン
ロッドの推力は保持される。すなわち、シリンダ本体へ
流体を供給するとともにロッド保持手段によってピスト
ンロッドを保持している状態から、流体の供給を停止す
ると、流体圧によるピストンロッドの推力が喪失する。
このとき、ロッド保持手段の特性によりピストンロッド
の保持位置は若干ずれる。この位置ずれによって、従来
ではピストンロッドの推力がほとんど喪失していた。こ
の発明によれば、ピストンロッドが若干位置ずれしても
それによってピストンロッドの推力が大幅に減少するこ
とはなく、所定の推力が保持される。

【００１２】このため、流体圧シリンダをピストンロッ
ドの駆動によりワークを保持するクランプ装置に適用し
た場合、流体圧によるピストンロッドの推力によってワ
ークを押さえ付けている際に流体の供給が停止しても、
ピストンロッドはその所定の推力が保持される。これに
より、ワークを保持するのに必要な推力が保持されるよ
うにすれば、シリンダ本体への流体の供給が停止しても
ワークは確実に保持される。

【００１３】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の流体圧シリンダにおいて、前記推力保持手段を、ピ
ストンロッドにおける前記ロッド保持手段による保持位
置よりも先端側に設けた。

【００１４】従って、請求項２に記載の発明によれば、
請求項１に記載の発明の作用を得ることができる。それ
に加えて、推力保持手段がピストンロッドに設けられて
いるため、推力保持手段を設けるためにピストンロッド
以外の設計変更を新たに行う必要がない。このため、ピ
ストンロッド以外の構成は従来のまま使用され、極めて
汎用性の高い構成とすることが可能となる。

【００１５】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
２に記載の流体圧シリンダにおいて、前記ピストンロッ
ドの先端部に、同ロッドに対してその軸線方向に相対移
動可能な可動部を設け、その可動部とピストンロッドと
の間に弾性手段を配設して前記推力保持手段を構成し
た。

【００１６】従って、請求項３に記載の発明によれば、
請求項１又は２に記載の発明の作用を得ることができ
る。それに加えて、推力保持手段はピストンロッドの先
端部に可動部を設け、その可動部との間に弾性手段を設
けることにより構成される。このように、推力保持手段
はピストンロッドが加工されて構成されており、推力保
持手段を設けるためにピストンロッド以外の設計変更を
新たに行う必要がない。このため、ピストンロッド以外
の構成は従来のまま使用され、極めて汎用性の高い構成
とすることが可能となる。

【００１７】請求項４に記載の発明では、請求項３に記
載の流体圧シリンダにおいて、前記弾性手段を、可動部
の移動が規制された状態でピストンロッドの推力によっ
て圧縮可能であるとともに、ピストンロッドの位置がず
れた後に所定の推力以上の弾性力を有するものとした。

【００１８】請求項４に記載の発明によれば、請求項３
に記載の発明の作用を得ることができる。それに加え
て、可動部の移動が規制されると、流体圧によってピス
トンロッドが駆動して弾性手段が圧縮される。流体圧に
よるピストンロッドの推力が喪失して、ロッド保持手段
の特性によりピストンロッドが若干位置ずれするとその
ずれた分だけ弾性手段が伸張する。これにより、弾性手
段の弾性力が多少減少するものの、弾性手段は所定の推
力以上の弾性力を有しており、ピストンロッドの推力が
大幅に減少することはない。

【００１９】従って、流体圧シリンダをピストンロッド
の駆動によりワークを保持するクランプ装置に適用した
場合、前記所定の推力を、ワークを押さえ付けるのに必
要な推力とすれば、流体圧によるピストンロッドの推力
が喪失してもワークは確実に保持される。

【００２０】請求項５に記載の発明では、請求項３又は
４に記載の流体圧シリンダにおいて、前記ピストンロッ
ドの先端部又は前記可動部の基端部の一方に収容凹部を
形成し、他方を収容凹部に収容した。

【００２１】従って、請求項５に記載の発明によれば、
請求項３又は４に記載の作用を得ることができる。それ
に加えて、ピストンロッドと可動部とが重なって設けら
れるため、その重なった分だけピストンロッドと可動部
とを合わせたものの軸方向の長さが小さくされる。

【００２２】請求項６に記載の発明では、請求項１乃至
５のいずれか１項に記載の流体圧シリンダを備え、ピス
トンロッドにワークを保持するためのクランプ部材を取
り付けたクランプ装置をその要旨とする。

【００２３】従って、請求項６に記載の発明によれば、
クランプ装置は請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
流体圧シリンダを備えているため、流体圧によるピスト
ンロッドの推力によってワークを押さえ付けている際に
流体の供給が停止しても、ピストンロッドはその所定の
推力が保持される。これにより、ワークを保持するのに
必要な推力が保持される場合、シリンダ本体への流体の
供給が停止してもワークは確実に保持される。

【００２４】請求項７に記載の発明では、流体圧の作用
によって駆動されるピストンロッドを、その駆動を規制
するように保持可能なロッド保持手段を設けた流体圧シ
リンダを備え、ピストンロッドに、ワークを保持するた
めのクランプ部材を取り付けたクランプ装置において、
前記クランプ部材に、前記ロッド保持手段によってピス
トンロッドを保持している状態で、流体圧の不作用によ
りピストンロッドの位置がずれた後もクランプ部材の推
力を保持する推力保持手段を設けた。

【００２５】従って、請求項７に記載の発明によれば、
ロッド保持手段によってピストンロッドを保持している
状態で、流体圧の作用が停止してピストンロッドの保持
位置にずれが生じても、推力保持手段によってクランプ
部材の推力は保持される。すなわち、シリンダ本体へ流
体を供給するとともにロッド保持手段によってピストン
ロッドを保持している状態から、流体の供給を停止する
と、流体圧によるピストンロッドの推力が喪失する。こ
のとき、ロッド保持手段の特性によりピストンロッドの
保持位置は若干ずれる。この位置ずれによって、従来で
はクランプ部材のワークを押さえ付ける力がほとんど喪
失していた。この発明によれば、ピストンロッドが若干
位置ずれしてもそれによってクランプ部材の推力が大幅
に減少することはなく、所定の推力が保持される。この
ため、ワークを保持するのに必要な推力が保持されるよ
うにすれば、シリンダ本体への流体の供給が停止しても
ワークは確実に保持される。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、実施形態を図１及び図２に
従って説明する。図１は、流体圧シリンダ１を示してい
る。この流体圧シリンダ１は、ピストンロッド２の駆動
によりそのロッド２の先端に取り付けられたクランプ部
材（図示しない）によってワークを押し付け保持するク
ランプ装置に用いられる。なお、以下においては、この
クランプ装置はピストンロッド２が前進する際にクラン
プ部材がワーク（図示しない）に当接し、ピストンロッ
ド２の推力によってワークを押さえ付けるように形成さ
れたものとして説明する。

【００２７】流体圧シリンダ１はシリンダ本体３とロッ
ド保持手段としてのブレーキユニット４とから構成され
ている。シリンダ本体３におけるシリンダチューブ５は
筒状に形成され、その両端開口にはロッドカバー６及び
ヘッドカバー７が設けられている。そして、この両カバ
ー６，７によりシリンダチューブ５の両端開口が閉塞さ
れ、シリンダチューブ５内にはシリンダ室８が形成され
ている。

【００２８】シリンダ室８内にはピストン９がシリンダ
チューブ５の長手方向に沿って摺動可能に配設されてい
る。このピストン９によりシリンダ室８は２つの圧力室
に区画されている。ロッドカバー６には同ロッドカバー
６側の圧力室に連通する第１のポート１０が設けられ、
ヘッドカバー７には同ヘッドカバー７側の圧力室に連通
する第２のポート１１が設けられている。従って、この
両ポート１０，１１に流体を給排することにより、ピス
トン９はロッドカバー６又はヘッドカバー７と当接する
範囲内でシリンダ室８内を摺動するようになっている。

【００２９】前記ピストン９にはロッドカバー６からシ
リンダ本体３外へ突出するピストンロッド２の基端部が
固定されている。従って、ピストン９の摺動に伴って、
ピストンロッド２がシリンダチューブ５の長手方向に沿
ってシリンダ本体３から前進し、又はその前進した状態
からシリンダ本体３側へ後退する。

【００３０】前記ブレーキユニット４はロッドカバー６
の先端側に設けられ、ピストンロッド２はそのブレーキ
ユニット４の先端側から突出するように設けられてい
る。このブレーキユニット４は従来公知のもので、ピス
トンロッド２の軸心に対し偏心して設けられた機械式の
把持部材としての偏心リング１２が設けられている。偏
心リング１２の作用によってピストンロッド２は外周側
から把持され、それにより、ピストンロッド２はその駆
動が規制されるように保持される。そして、ハウジング
１３に設けられたポート１４に流体が供給されている間
はその偏心リング１２によるピストンロッド２の把持が
解除され、ピストンロッド２が自由に駆動できるように
構成されている。なお、図１ではブレーキユニット４の
ハウジング１３及びロッドカバー６の両者が一体に形成
されているように示しているが、ハウジング１３とロッ
ドカバー６とを別々に構成してもよい。

【００３１】このように、ブレーキユニット４は機械的
な手段によりピストンロッド２を保持するものであるた
め、機械的な誤差を有している。このため、ブレーキユ
ニット４によってピストンロッド２を保持していても、
流体圧によるピストンロッド２の推力が喪失すると、ピ
ストンロッド２は推力が発生していた方向とは逆の方向
に位置が若干ずれる。すなわち、ピストンロッド２が若
干後退する。

【００３２】なお、流体が作用する各部分にはシール部
材が設けられており、供給された流体の外部への漏れが
防止されている。次に、ピストンロッド２の構成を、図
２を中心に詳述する。

【００３３】図２に示すように、ピストンロッド２の先
端部には収容凹部２１が形成されている。収容凹部２１
はピストンロッド２の先端面で開口し、その開口からピ
ストンロッド２の軸線方向に沿って延設されている。ま
た、収容凹部２１は開口に連通した第１凹部２２とそれ
よりも奥側に位置し第１凹部２２よりも断面積の小さい
第２凹部２３とから構成されている。

【００３４】ピストンロッド２の先端部には可動部とし
てのサブロッド２４が設けられている。サブロッド２４
は断面円形状に形成され、小径部２５と、その小径部２
５の基端側に形成された大径部２６とから構成されてい
る。この大径部２６はその断面積が前記第１凹部２２よ
り若干小さく、かつ前記第２凹部２３よりも大きく形成
されている。そして、サブロッド２４の基端部、すなわ
ちサブロッド２４の大径部２６が前記収容凹部２１に収
容されている。具体的には、第１凹部２２に収容されて
いる。また、サブロッド２４を基端側へ移動させると、
大径部２６の基端面が第１凹部２２と第２凹部２３との
段差部２７に当接し、それによりサブロッド２４の基端
側への移動が規制されている。

【００３５】前記ピストンロッド２の先端部外周には雄
ねじ溝が形成されている。そして、ピストンロッド２の
先端部には、有底筒状に形成され内周面に前記雄ねじ溝
に螺合する雌ねじ溝が形成された連結キャップ２８が設
けられている。連結キャップ２８には、サブロッド２４
の小径部２５より若干大きい径を有し、大径部２６を挿
通不能とする断面円形状の挿通孔２９が形成されてい
る。サブロッド２４の小径部２５はこの挿通孔２９に挿
通されて連結キャップ２８の先端面から突出して設けら
れている。このため、サブロッド２４を先端側へ移動さ
せると小径部２５と大径部２６との段差部３０が連結キ
ャップ２８と当接し、それによりサブロッド２４の先端
側への移動が規制されている。

【００３６】従って、サブロッド２４はその段差部３０
が連結キャップ２８に当接する位置と、基端面、すなわ
ち大径部２６の基端面が段差部２７に当接する位置との
間の範囲で、ピストンロッド２に対してその軸線方向に
相対移動可能に設けられている。また、サブロッド２４
の移動は、大径部２６及び第１凹部２２、小径部２５及
び挿通孔２９によって案内されている。これにより、サ
ブロッド２４のピストンロッド２軸線方向への移動が円
滑に行われるようになっている。

【００３７】サブロッド２４の基端面には位置決め部と
してのバネ受け部４１が形成され、このバネ受け部４１
と収容凹部２１の底面、すなわち第２凹部２３の底面と
の間に弾性手段としてのコイルバネ４２が圧縮されて配
設されている。このため、コイルバネ４２は収容凹部２
１内に配設されている。コイルバネ４２の作用によっ
て、サブロッド２４はピストンロッド２に対し常に先端
側に付勢され、サブロッド２４の段差部３０が連結キャ
ップ２８と当接した状態に保持されている。なお、前記
第２凹部２３はコイルバネ４２の外径に合わせた大きさ
に形成されている。このため、第２凹部２３はバネ受け
部４１と同様コイルバネ４２の位置決め部としての役割
を果たしている。

【００３８】以上の説明から、本実施形態では、サブロ
ッド２４及びコイルバネ４２により推力保持手段が構成
されている。また、サブロッド２４の先端部、すなわち
小径部２５の先端部には、ワーク（図示しない）に当接
して同ワークを押さえ付けるクランプ部材（図示しな
い）を取り付けるための取り付け部４３が形成されてい
る。この取り付け部４３は、本実施形態では雄ねじ溝と
なっている。

【００３９】前記コイルバネ４２としては、ピストンロ
ッド２とサブロッド２４との間に配設された状態での弾
性力が、シリンダ本体３に供給される流体の圧力による
推力よりも小さいものが用いられている。すなわち、ク
ランプ部材がワークに当接してサブロッド２４の移動が
規制された状態で、流体圧によるピストンロッド２の移
動によりコイルバネ４２が圧縮されるようになってい
る。

【００４０】また、コイルバネ４２は、次のような弾性
力を有するものが用いられている。すなわち、上記のよ
うにしてコイルバネ４２が圧縮され、かつピストンロッ
ド２がブレーキユニット４によって保持されている状態
で、ピストンロッド２の推力が喪失すると、上記したブ
レーキユニット４の特性によりピストンロッド２は若干
後退する。すると、その後退した分だけコイルバネ４２
は圧縮された状態から伸張する。この状態でも、ワーク
を押さえ付けて保持し続けるのに必要な推力以上の大き
さの弾性力を有するコイルバネ４２が用いられている。

【００４１】次に、クランプ装置に用いられたこの流体
圧シリンダ１の動作を説明する。この場合、前提として
流体圧シリンダ１は、ピストンロッド２がストロークエ
ンドに達する前にクランプ部材がワークに当接するよう
に配置されている。

【００４２】まず、図１に示したように、ピストン９が
ヘッドカバー７に当接した状態で第２のポート１１に流
体を供給するとともに、ブレーキユニット４のポート１
４に流体を供給する。すると、ブレーキユニット４で
は、ピストンロッド２に対するブレーキが解除され、ピ
ストンロッド２が自由に駆動できるようになっている。
また、ピストン９はロッドカバー６側へ移動して第１の
ポート１０から流体が排出される。それに伴って、ピス
トンロッド２及びサブロッド２４は互いの相対位置関係
を保持したまま前進する。

【００４３】ピストンロッド２及びサブロッド２４が前
進することにより、クランプ部材はピストン９がロッド
カバー６に当接する前にワークに当接する。これによ
り、サブロッド２４の移動が規制される。すると、シリ
ンダ本体３に供給されている流体の圧力によりピストン
ロッド２が駆動し、ピストンロッド２はコイルバネ４２
を圧縮しながら移動する。このため、ピストンロッド２
の推力によってクランプ部材はワークを押さえ付け、そ
れによりワークを保持することができる。

【００４４】ピストンロッド２の推力によってクランプ
部材がワークを一定の推力で押さえ付ける状態となる
と、ブレーキユニット４への流体の供給は停止される。
すると、ブレーキユニット４は機械的な手段によってピ
ストンロッド２を保持し、同ロッド２の移動を規制す
る。それにより、停電等による突然の流体供給停止に備
えている。

【００４５】そして、ワークの保持を止める場合は、ブ
レーキユニット４への流体の供給を再開してピストンロ
ッド２の移動の規制を解除し、シリンダ本体３に対する
流体の給排を切り換える。これにより、ピストン９がヘ
ッドカバー７側へ戻り、それに伴ってピストンロッド２
及びクランプ部材がもとの状態に戻る。

【００４６】ここで、ピストンロッド２の推力によりク
ランプ部材が一定の力でワークを押さえ付けているとと
もに、ブレーキユニット４がピストンロッド２を保持し
ている状態で、停電等によりシリンダ本体３への流体供
給が停止された場合を想定する。この場合、流体が供給
されることで発生していたピストンロッド２の推力が喪
失する。このとき、ブレーキユニット４はピストンロッ
ド２を保持するものの、ブレーキユニット４の機械的誤
差によりピストンロッド２は流体が供給されていた状態
の位置から若干後退する。従来なら、これによってピス
トンロッド２の推力、つまりワークを押さえ付ける推力
がほぼ零に近い値まで一気に減少する。本実施形態の場
合、サブロッド２４及びコイルバネ４２より構成される
推力保持手段により、このような事態が避けられる。

【００４７】すなわち、ピストンロッド２の後退によ
り、コイルバネ４２はもとの圧縮されていた状態から多
少伸張した状態となり、もとの状態と比べて弾性力は減
少する。ここで、コイルバネ４２は、ピストンロッド２
が若干後退した後も引き続きワークを押さえ付けて保持
するのに必要な推力以上の大きさの弾性力を有してい
る。このため、ブレーキユニット４によってピストンロ
ッド２を保持している状態で流体圧によるピストンロッ
ド２の推力が喪失しても、ワークを確実に保持すること
ができる。

【００４８】以下、上記のような実施形態における特徴
的な作用効果を述べる。 （１）ブレーキユニット４によってピストンロッド２を
保持している状態で、流体圧の作用が停止してピストン
ロッド２が後退しても、サブロッド２４及びコイルバネ
４２から構成される推力保持手段によってピストンロッ
ド２の推力は保持される。すなわち、シリンダ本体３へ
流体を供給するとともにブレーキユニット４によってピ
ストンロッド２を保持している状態から、流体の供給を
停止すると、流体圧によるピストンロッド２の推力が喪
失する。このとき、ブレーキユニット４の特性によりピ
ストンロッド２は若干後退する。この後退によって、従
来ではピストンロッド２の推力がほとんど喪失してい
た。この発明によれば、ピストンロッド２が若干後退し
てもそれによってピストンロッド２の推力が大幅に減少
することはなく、ワークを保持するのに必要な推力が保
持される。このため、流体圧によるピストンロッド２の
推力によってワークを押さえ付けている際に流体の供給
が停止しても、ワークを確実に保持することができる。

【００４９】（２）推力保持手段は、ピストンロッド２
に設けられる。すなわち、ピストンロッド２の先端部に
サブロッド２４を設け、そのサブロッド２４との間にコ
イルバネ４２を設けることにより構成される。このよう
に、推力保持手段はピストンロッド２が加工されて構成
されており、推力保持手段を設けるためにピストンロッ
ド２以外の設計変更を新たに行う必要がない。このた
め、ピストンロッド２以外の構成は従来のまま使用する
ことができ、極めて汎用性の高い構成とすることができ
る。

【００５０】（３）サブロッド２４の移動が規制される
と、流体圧によってピストンロッド２が駆動してコイル
バネ４２が圧縮される。流体圧によるピストンロッド２
の推力が喪失して、ブレーキユニット４の特性によりピ
ストンロッド２が若干位置ずれするとそのずれた分だけ
コイルバネ４２が伸張する。これにより、コイルバネ４
２の弾性力が多少減少するものの、コイルバネ４２はワ
ークを引き続き押さえ付けるのに必要な推力以上の弾性
力を有しており、ピストンロッド２の推力が大幅に減少
することはない。従って、流体圧によるピストンロッド
２の推力が喪失してもワークを確実に保持することがで
きる。

【００５１】（４）ピストンロッド２の先端部に収容凹
部２１を形成し、同収容凹部２１にサブロッド２４の基
端部を収容したため、ピストンロッド２とサブロッド２
４とが重なって設けられている。このため、その重なっ
た分だけピストンロッド２とサブロッド２４とを合わせ
たものの軸方向の長さを小さくすることができる。

【００５２】（５）収容凹部２１内にコイルバネ４２を
配設し、そのコイルバネ４２と当接する部分、すなわち
サブロッド２４の基端面に同コイルバネ４２を位置決め
するバネ受け部４１を形成した。これにより、サブロッ
ド２４とピストンロッド２とが相対移動してコイルバネ
４２を圧縮する際、コイルバネ４２はバネ受け部４１に
よって位置決めされているため、コイルバネ４２が位置
ずれすることを防止できる。このため、コイルバネ４２
の弾性力を有効に利用することができる。

【００５３】（６）サブロッド２４のピストンロッド２
軸線方向への移動が、大径部２６と第１凹部２２、及び
小径部２５と連通孔２９によって案内されている。この
ため、大径部２６と第１凹部２２、及び小径部２５と連
通孔２９は案内部として機能している。そして、これに
より、サブロッド２４のピストンロッド２軸線方向への
移動を円滑に行うことができる。

【００５４】尚、上記した実施形態は、例えば次のよう
に変更することも可能である。 ◎ ピストンロッド２に推力保持手段を設ける代わり
に、図５に示すようにクランプ部材４４に推力保持手段
を設けてもよい。すなわち、ピストンロッド２の先端部
に取り付けられたクランプ部材のワークＷと当接する部
分に、ワークＷを押さえ付ける方向に相対移動可能な可
動部４５を設け、その可動部４５とクランプ部材４４と
の間にコイルバネ４６を配設するようにしてもよい。こ
の構成によっても、上記実施形態と同様の作用効果を得
ることができる。また、この構成によれば、流体圧シリ
ンダ全体を設計変更する必要がなくなるため、従来用い
られていた流体圧シリンダをそのまま使用することがで
き、極めて汎用性を高くすることができる。

【００５５】◎ 弾性手段として本実施形態ではコイル
バネ４２を用いたが、コイルバネ４２以外でもよく、例
えばつる巻バネや図３に示すような皿バネ４７としても
よい。なお、コイルバネ４２以外の弾性手段を用いた場
合でも、コイルバネ４２と同様の特性を備えている必要
がある。

【００５６】◎ ピストンロッド２を図４に示すように
構成してもよい。すなわち、サブロッド２４の先端部に
フランジ部４８を形成し、このフランジ部４８の外周に
取り付け部４３を設ける。そして、コイルバネ４２をフ
ランジ部５２と連結キャップ２８の先端面との間に配設
する。この構成によっても、上記実施形態と同様の作用
効果を得ることができる。

【００５７】◎ ピストンロッド２２の先端部に収容凹
部２１を形成する代わりに、サブロッド２４の基端部に
収容凹部を形成し、同収容凹部にピストンロッド２の先
端部を収容するように構成してもよい。すなわち、ピス
トンロッド２の先端部又はサブロッド２４の基端部の一
方に収容凹部を形成し、同収容凹部に他方を収容する構
成とすればよい。

【００５８】◎ ピストンロッド２に対するサブロッド
２４の相対移動を規制するものは、連結キャップ２８や
収容凹部２１の段差部２７に限らず、連結ピン等を用い
て規制してもよい。

【００５９】◎ 本実施形態では収容凹部２１を第１凹
部２２と第２凹部２３とから構成したが、単なる１つの
凹部であってもよい。 ◎ サブロッド２４を断面円形状に形成したが、断面非
円形状に形成してもよい。この場合、連通孔２９の形状
もサブロッド２４の形状に合わせて断面非円形状とする
のが望ましい。この構成によれば、ピストンロッド２に
対してサブロッド２４を相対非回転状態に保持すること
ができる。

【００６０】◎ コイルバネ４２を圧縮させることなく
配設するようにしてもよい。 ◎ クランプ装置は、図５に示すようにクランプ部材４
４が固定式で、クランプ部材とピストンロッド２とが一
体的に駆動するものの他に、リンク式のクランプ部材を
ピストンロッド２に取り付けたものであってもよい。

【００６１】◎ 本実施形態におけるクランプ装置は、
ピストンロッド２を前進させることによりクランプ部材
がワークを押さえ付けるものとして説明したが、それに
限らず図５に示すようにピストンロッド２を後退させる
ことによりクランプ部材がワークを押さえ付けるもので
あってもよい。

【００６２】この場合、例えば図２に示した構成を利用
して説明すれば、コイルバネ４２がサブロッド２４の段
差部３０と連結キャップ２８との間に配設される。 ◎ 本実施形態では、停電等が起こらない限り常時シリ
ンダ本体３に流体を供給する制御を行っているが、流体
の消費を抑えるためにクランプ部材が一定の推力でワー
クを押さえ付ける状態となった後は、ブレーキユニット
４だけでなくシリンダ本体３への流体供給をも停止する
制御を行い、ブレーキユニット４によるピストンロッド
２の保持によってワークの保持状態を保つようにしても
よい。

【００６３】この場合、クランプ部材が一定の推力でワ
ークを押さえ付ける状態となった後、ブレーキユニット
４への流体供給を停止してピストンロッド２を保持する
状態とする。その後、シリンダ本体３への流体供給を停
止する。このとき、上記実施形態の場合と同様に、ブレ
ーキユニット４の機械的誤差によってピストンロッド２
が若干後退するものの、サブロッド２４及びコイルバネ
４２からなる推力保持手段により、このような事態が避
けられる。

【００６４】次に、上記各実施の形態から把握できる請
求項以外の技術思想について、以下にその効果とともに
記載する。 ・請求項３において、可動部の移動を案内する案内部を
設けた流体圧シリンダ。この構成より、可動部のピスト
ンロッド軸線方向への移動が案内部によって案内される
ため、その可動部の移動を円滑に行うことができる。

【００６５】・請求項５において、前記収容凹部内に弾
性手段を配設し、その弾性手段と当接する部分に同弾性
手段を位置決めする位置決め部を形成した流体圧シリン
ダ。この構成よれば、弾性手段が圧縮される際、弾性手
段は位置決め部によって位置決めされているため、弾性
手段の位置ずれを防止することができる。このため、弾
性手段の弾性力を有効に利用することができる。

【００６６】・請求項７において、ワークと当接する部
分に、同ワークを押さえ付ける方向に相対移動可能な可
動部を設け、その可動部とクランプ部材との間に弾性手
段を配設して前記推力保持手段を構成したクランプ装
置。この構成によれば、流体圧シリンダ全体を設計変更
する必要がなくなるため、従来用いられていた流体圧シ
リンダ全体をそのまま使用することができ、極めて汎用
性を高くすることができる。

【００６７】・上記クランプ装置において、前記弾性手
段を、可動部の移動が規制された状態でピストンロッド
及びクランプ部材の推力によって圧縮可能であるととも
に、ピストンロッドの位置がずれた後にワークを押さえ
付けるのに必要な推力以上の弾性力を有するものとした
クランプ装置。この構成によれば、可動部がワークに当
接してその移動が規制されると、流体圧によってピスト
ンロッド及びクランプ部材が移動して弾性手段が圧縮さ
れる。流体圧によるピストンロッドの推力が喪失して、
ロッド保持手段の特性によりピストンロッドが若干位置
ずれすると、そのずれた分だけ弾性手段が伸張する。こ
れにより、弾性手段の弾性力が多少減少するものの、弾
性手段はワークを押さえ付けるのに必要な推力以上の弾
性力を有しており、ワークを確実に保持することができ
る。

【００６８】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１乃至５に
記載の発明によれば、ピストンロッドが若干位置ずれし
てもそれによってピストンロッドの推力が大幅に減少す
ることがなく、所定の推力を保持することができる。

【００６９】特に、請求項２及び３に記載の発明によれ
ば、推力保持手段を設けるためにピストンロッド以外の
設計変更を新たに行う必要がなく、ピストンロッド以外
の構成を従来のまま使用することができるため、極めて
汎用性の高い構成とすることができる。

【００７０】請求項４に記載の発明によれば、クランプ
装置に適用した場合に、所定の推力を、ワークを押さえ
付けるのに必要な推力とすれば、流体圧によるピストン
ロッドの推力が喪失してもワークを確実に保持すること
ができる。

【００７１】請求項５に記載の発明によれば、ピストン
ロッドと可動部とが重なって設けられるため、その重な
った分だけ両者を合わせたものの軸方向の長さを小さく
することができる。

【００７２】請求項６に記載の発明によれば、流体圧に
よるピストンロッドの推力によってワークを押さえ付け
ている際に流体の供給が停止しても、ピストンロッドは
その所定の推力を保持することができる。これにより、
ワークを保持するのに必要な推力で保持される場合、ワ
ークを確実に保持することができる。

【００７３】請求項７に記載の発明によれば、ピストン
ロッドが若干位置ずれしてもクランプ部材の推力が大幅
に減少することはなく、所定の推力を保持することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施形態の流体圧シリンダを示す断面図。

【図２】 図１における要部断面図。

【図３】 別例を示す要部断面図。

【図４】 別例を示す要部断面図。

【図５】 クランプ装置としての別例を示す断面図。

【符号の説明】

２…ピストンロッド、３…シリンダ本体、４…ロッド保
持手段としてのブレーキユニット、９…ピストン、２１
…収容凹部、２４…可動部としてのサブロッド、４２…
弾性手段としてのコイルバネ、４４…クランプ部材、Ｗ
…ワーク。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ本体内に流体圧の作用によって
   駆動されるピストンを配設し、そのピストンにシリンダ
   本体外に突出するピストンロッドを設け、そのピストン
   ロッドの駆動を規制するように同ロッドを保持可能なロ
   ッド保持手段を備えた流体圧シリンダにおいて、 前記ロッド保持手段によってピストンロッドを保持して
   いる状態で、流体圧の不作用によりピストンロッドの位
   置がずれた後も同ロッドの推力を保持する推力保持手段
   を設けた流体圧シリンダ。
2. 【請求項２】 前記推力保持手段を、ピストンロッドに
   おける前記ロッド保持手段による保持位置よりも先端側
   に設けた請求項１に記載の流体圧シリンダ。
3. 【請求項３】 前記ピストンロッドの先端部に、同ロッ
   ドに対してその軸線方向に相対移動可能な可動部を設
   け、その可動部とピストンロッドとの間に弾性手段を配
   設して前記推力保持手段を構成した請求項１又は２に記
   載の流体圧シリンダ。
4. 【請求項４】 前記弾性手段を、可動部の移動が規制さ
   れた状態でピストンロッドの推力によって圧縮可能であ
   るとともに、ピストンロッドの位置がずれた後に所定の
   推力以上の弾性力を有するものとした請求項３に記載の
   流体圧シリンダ。
5. 【請求項５】 前記ピストンロッドの先端部又は前記可
   動部の基端部の一方に収容凹部を形成し、他方を収容凹
   部に収容した請求項３又は４に記載の流体圧シリンダ。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
   流体圧シリンダを備え、ピストンロッドの駆動によりワ
   ークを保持するクランプ部材を設けたクランプ装置。
7. 【請求項７】 流体圧の作用によって駆動されるピスト
   ンロッドを、その駆動を規制するように保持可能なロッ
   ド保持手段を設けた流体圧シリンダを備え、ピストンロ
   ッドに、ワークを保持するためのクランプ部材を取り付
   けたクランプ装置において、 前記クランプ部材に、前記ロッド保持手段によってピス
   トンロッドを保持している状態で、流体圧の不作用によ
   りピストンロッドの位置がずれた後もクランプ部材の推
   力を保持する推力保持手段を設けたクランプ装置。