JP2002168206A - 流体圧シリンダ - Google Patents

流体圧シリンダ

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JP2002168206A
JP2002168206A JP2000361041A JP2000361041A JP2002168206A JP 2002168206 A JP2002168206 A JP 2002168206A JP 2000361041 A JP2000361041 A JP 2000361041A JP 2000361041 A JP2000361041 A JP 2000361041A JP 2002168206 A JP2002168206 A JP 2002168206A
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rod
cylinder
guide rod
moving body
piston portion
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Toru Kano
徹 加納
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 肉薄であるにもかかわらず高出力の流体圧シ
リンダを提供すること。 【解決手段】 この流体圧シリンダ1のシリンダ本体2
には、複数の挿通孔3,4が連設されている。第1の挿
通孔3には、ロッド部11及びピストン部12を備える
移動体5が挿通されている。第2の挿通孔4には、移動
体5と一体移動可能に連結されたガイドロッド6が軸受
23を介して挿通されている。ピストン部12が区画し
ている圧力作用室R1,R2へ駆動流体を給排すると、
移動体5及びガイドロッド6が往復動を行う。ガイドロ
ッド6にピストン部22を設ける。そのピストン部22
が区画しているヘッド側の圧力作用室R3へ駆動流体を
供給するためのポート25をシリンダ本体2に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガイドロッドを備
えた流体圧シリンダに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ガイドロッドを備えたエアシリン
ダが提案されている。図3にその一例を示す。この従来
のエアシリンダ41においては、シリンダ本体42に3
つの挿通孔43,44が連設されている。第1の挿通孔
43には、ロッド部45及びピストン部46を備える移
動体47が挿通されている。第2の挿通孔44には、移
動体47と一体移動可能に連結されたガイドロッド48
が軸受49を介して挿通されている。シリンダ本体42
には一対のポート50,51が設けられており、それら
のポート50,51を介して圧力作用室へ駆動流体を給
排することにより、移動体47及びガイドロッド48が
往復動を行うようになっている。
【0003】ところで、この種のエアシリンダ41に
は、狭いスペースに設置可能な薄さを有することに加
え、ロッド部45の突出時に高出力が得られること等が
要求されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図3の
エアシリンダ41の場合、シリンダ本体42を同図の紙
面垂直方向に肉薄化しようとすると、各挿通孔43,4
4の内径(即ちボア径)を小さくせざるを得なくなる。
従って、推力が不足して高出力を達成することができな
くなる。
【0005】ここで、図4に示されるようなマニホール
ドシリンダ(いわゆるツインロッドシリンダ)61であ
れば、2つある移動体47の各々に推力が与えられるた
め、全体として大きい推力を得ることが可能であると考
えられる。
【0006】ところが、このマニホールドシリンダ61
の場合、移動体47のロッド部45の外周面と挿通孔4
3の内周面との間のシールを図るために、ロッドパッキ
ン62が配設されている。そして、このようなロッドパ
ッキン62を組み付けるために、図4のものにおいては
ロッドメタル63を用いている。即ち、ロッドメタル6
3の内周面にパッキン収容溝64を設け、そこにロッド
パッキン62を収容するようにしている。しかし、この
場合にはロッドパッキン62よりも大径のロッドメタル
63を使用しなければならず、それを収容できるだけの
肉厚がシリンダ本体42に必要とされる。即ち、従来の
マニホールドシリンダ61は、構造的にみて高出力化に
向く反面、肉薄化には不向きである。
【0007】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、肉薄であるにもかかわらず高出力
の流体圧シリンダを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1に記載の発明では、シリンダ本体に連設
された複数の挿通孔のうちの一部のものに、ロッド部及
びピストン部を備える移動体が挿通され、前記複数の挿
通孔のうちの残りのものに、前記移動体と一体移動可能
に連結されたガイドロッドが軸受を介して挿通され、前
記ピストン部が区画している圧力作用室への駆動流体の
給排により前記移動体及び前記ガイドロッドが往復動を
行うように構成された流体圧シリンダにおいて、前記ガ
イドロッドにピストン部を設けるとともに、そのピスト
ン部が区画しているヘッド側の圧力作用室へ駆動流体を
供給するためのポートを前記シリンダ本体に設けたこと
を特徴とする流体圧シリンダをその要旨とする。
【0009】請求項2に記載の発明は、請求項1におい
て、前記移動体が挿通されている前記挿通孔の開口部内
周面にロッドパッキンを配設するとともに、そのロッド
パッキンを前記シリンダ本体のロッド側端面に設けられ
たパッキン押え部材により抜け出し不能に保持した。
【0010】請求項3に記載の発明は、請求項1または
2において、前記移動体におけるヘッド側の圧力作用室
へ駆動流体を供給するためのポートは、前記ガイドロッ
ドにおけるヘッド側の圧力作用室へ駆動流体を供給する
ためのポートと共通であるとした。
【0011】以下、本発明の「作用」について説明す
る。請求項1に記載の発明によると、ピストン部が区画
しているヘッド側の圧力作用室へポートを介して駆動流
体が供給される結果、その駆動流体の圧力がガイドロッ
ドのピストン部のヘッド側端面に作用する。ゆえに、移
動体の突出時には、移動体のピストン部に推力が与えら
れるばかりではなく、ガイドロッドのピストン部にも推
力が与えられる。このため、シリンダの肉薄化に伴って
ボア径が小さくなったとしても、高出力を達成すること
ができる。
【0012】請求項2に記載の発明によると、パッキン
押え部材によりロッドパッキンが挿通孔内の所定の位置
に保持されるため、ロッドパッキンよりも大径のロッド
側封止部材を挿通孔内に収容しなくてもよくなる。ゆえ
に、ロッド側封止部材を収容できるだけの肉厚をシリン
ダ本体に確保しておく必要がなくなり、結果としてより
確実に肉薄化を達成することができる。
【0013】請求項3に記載の発明によると、これらの
ポートを個別に設けた構成に比べ、ポート数が少なくて
済むため、構造の簡単な流体圧シリンダとすることがで
きる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態のエアシリンダを図1に基づき詳細に説明する。
【0015】このエアシリンダ1を構成するシリンダ本
体2は筒状の金属製部材である。本実施形態のシリンダ
本体2は、アルミニウム合金からなる筒状の押出成形品
となっている。シリンダ本体2には3つの挿通孔3,4
が連設されている。これらの挿通孔3,4は、互いに平
行な位置関係にあり、いずれもシリンダ本体2の長手方
向(図1の左右方向)に沿って延びるように形成されて
いる。これらの挿通孔3,4は断面円形状であって、と
もにシリンダ本体2のロッド側端面2aのみにおいて開
口している。即ち、前記挿通孔3,4は非貫通孔となっ
ている。本実施形態では、第1の挿通孔3のほうが第2
の挿通孔4に比べて若干浅くなっている。
【0016】第1の挿通孔3の開口部内周面には、ロッ
ド側封止部材としての筒状のロッドメタル7が嵌着され
ている。ロッドメタル7の内周面には環状のパッキン収
容溝8が設けられている。このパッキン収容溝8内に
は、環状のロッドパッキン9が収容されている。本実施
形態では、いわゆる略Y字状の断面形状を有するロッド
パッキン9が使用されている。
【0017】第1の挿通孔3内には、移動体5がシリン
ダ本体2の長手方向に沿って往復動可能に挿通されてい
る。移動体5はロッド部11とピストン部12とを備え
ている。ロッド部11の先端部(ロッド側端部)はロッ
ドメタル7を貫通してシリンダ本体2の外部に突出して
いる。ロッド部11の基端部(ヘッド側端部)には、ピ
ストン部12が一体的に形成されている。ピストン部1
2のヘッド側端面には取付凹部13が形成されるととも
に、その取付凹部13にはゴムクッション14が嵌着さ
れている。また、前記ピストン部12の外周面には、ピ
ストンパッキン15及びピストンウェアリング16がそ
れぞれ装着されている。
【0018】前記ピストン部12は第1の挿通孔3の内
部を2つの空間に区画している。ピストン部12のヘッ
ド側及びロッド側に区画される空間のことを、それぞれ
ヘッド側の圧力作用室R1及びロッド側の圧力作用室R
2と呼ぶことにする。
【0019】第2の挿通孔4内には、ガイドロッド6が
シリンダ本体2の長手方向に沿って往復動可能に挿通さ
れている。本実施形態のガイドロッド6は、ロッド部2
1のみならず、ピストン部22を備えている。ロッド部
21の先端部(ロッド側端部)は軸受23を貫通してシ
リンダ本体2の外部に突出している。ロッド部21の基
端部(ヘッド側端部)には、ピストン部22が一体的に
形成されている。ピストン部22のヘッド側端面には取
付凹部13が形成されるとともに、その取付凹部13に
はゴムクッション14が嵌着されている。また、前記ピ
ストン部12の外周面には、ピストンパッキン15及び
ピストンウェアリング16がそれぞれ装着されている。
【0020】前記ピストン部22は第2の挿通孔4の内
部を2つの空間に区画している。ピストン部22のヘッ
ド側及びロッド側に区画される空間のことを、それぞれ
ヘッド側の圧力作用室R3及びロッド側室R4と呼ぶこ
とにする。なお、シリンダ本体2における2箇所には、
シリンダ本体2の外部とロッド側室R4とを連通するエ
ア抜き孔28がそれぞれ形成されている。
【0021】シリンダ本体2の外周面においてヘッド側
端に近い位置には、第1のエア給排ポート25が形成さ
れている。同面においてロッド側端に近い位置には、第
2のエア給排ポート26が形成されている。これらのエ
ア給排ポート25,26は、図示しない電磁弁を介し
て、図示しないエア供給源に接続されている。
【0022】第1のエア給排ポート25は、2つのヘッ
ド側の圧力作用室R3のうちの一方のものに連通してい
る。当該一方の圧力作用室R3と圧力作用室R1とは第
1連通路25aを介して連通され、他方の圧力作用室R
3と圧力作用室R1とは第2連通路25bを介して連通
されている。つまり、ヘッド側の圧力作用室R1へ駆動
エアを供給するための第1のエア給排ポート25は、ヘ
ッド側の圧力作用室R3へ駆動エアを供給するためのポ
ートと共通化されている。
【0023】第2のエア給排ポート26は、第3連通路
26a及び第4連通路26bを介してロッド側の圧力作
用室R2に連通している。エア給排構造の一部をなす第
3連通路26aは、本実施形態では、軸受23の外周面
に形成された環状の溝となっている。軸受23の外周面
において前記溝の両側の位置には、シールパッキン27
が装着されている。これらのシールパッキン27の存在
により、第3連通路26aからのエア漏れが回避される
ようになっている。
【0024】ピストン部12,22におけるロッド側端
面には、衝撃緩衝体としてのゴム製のクッションリング
24が装着されている。軸受23のヘッド側端面は、ロ
ッドメタル7のヘッド側端面よりも内側(図1における
右側)に位置している。従って、移動体5及びガイドロ
ッド6がロッド側ストロークエンド付近に達すると、ピ
ストン部22に装着されたクッションリング24のみが
軸受23のヘッド側端面に当接するようになっている。
【0025】連結体としての連結板29の一端面におけ
る3箇所には、嵌着凹部30が設けられている。これら
の嵌着凹部30には、シリンダ本体2から突出する各ロ
ッド部11,21の先端が嵌着されている。そして、こ
れらのロッド部11,21は、ボルト31を用いてそれ
ぞれ連結板29に固定されている。従って、1つの移動
体5及び2つのガイドロッド6が一体移動可能となって
いる。
【0026】次に、このよう構成されたエアシリンダ1
の動作を説明する。電磁弁を介して第1のエア給排ポー
ト25に駆動エアを供給すると、駆動エアの圧力がピス
トン部12のヘッド側端面ばかりでなく、ピストン部2
2のヘッド側端面にも作用する。従って、このとき3つ
あるピストン部12,22の全てに推力が与えられる。
ゆえに、前記推力が働く結果、各ピストン部12,22
が図1の左側方向(即ちロッド側)に押圧され、移動体
5及びガイドロッド6が当該方向に向かって一体移動を
開始する。このような突出ストローク時において圧力作
用室R2内のエアは、第2のエア給排ポート26を介し
てシリンダ本体2の外部に速やかに排出される。また、
ロッド側室R4内のエアは、エア抜き孔28を介してシ
リンダ本体2の外部に速やかに排出される。
【0027】移動体5及びガイドロッド6がロッド側ス
トロークエンド付近に達すると、ピストン部22に装着
されたクッションリング24のみが軸受23のヘッド側
端面に当接する。その結果、クッションリング24の弾
力性によって衝撃が緩衝され、移動体5及びガイドロッ
ド6がスムーズに停止するようになっている。
【0028】次いで、電磁弁を切り換えて第2のエア給
排ポート26に駆動エアを供給すると、駆動エアの圧力
がピストン部12のロッド側端面のみに作用し、前記ピ
ストン部12のみに推力が与えられる。ゆえに、前記推
力が働く結果、ピストン部12が図1の右側方向(即ち
ヘッド側)に押圧され、移動体5及びガイドロッド6が
当該方向に向かって一体移動を開始する。このような没
入ストローク時において圧力作用室R1,R3内のエア
は、第1のエア給排ポート25を介してシリンダ本体2
の外部に速やかに排出される。また、ロッド側室R4に
は、エア抜き孔28を介してシリンダ本体2の外部のエ
アが取り込まれる。
【0029】移動体5及びガイドロッド6がヘッド側ス
トロークエンド付近に達すると、ピストン部12に装着
されたゴムクッション14が第1の挿通孔3の底面に当
接する。その結果、ゴムクッション14の弾力性によっ
て衝撃が緩衝され、移動体5及びガイドロッド6がスム
ーズに停止するようになっている。
【0030】従って、本実施形態によれば以下のような
効果を得ることができる。 (1)本実施形態のエアシリンダ1によると、ピストン
部22が区画しているヘッド側の圧力作用室R3へ第1
のエア給排ポート25を介して駆動エアが供給される。
この結果、駆動エアの圧力がガイドロッド6のピストン
部22のヘッド側端面に作用する。ゆえに、移動体5の
突出時には、移動体5のピストン部12に推力が与えら
れるばかりではなく、ガイドロッド6のピストン部22
にも推力が与えられる。このため、エアシリンダ1の肉
薄化に伴ってボア径が小さくなったとしても、高出力を
達成することができる。即ち、このエアシリンダ1の構
造は肉薄化に適したものとなっている。
【0031】(2)従来技術のマニホールドシリンダ6
1の場合、ロッドメタル63と軸受49とがロッド軸線
方向に沿って直列に配設されているため、長大化しやす
いという問題があった。しかしながら、本実施形態のエ
アシリンダ1では、ロッドメタル7と軸受23とがロッ
ド軸線方向に沿って直列に配設されていない。ゆえに、
全体の長大化を防止することができる。
【0032】(3)このエアシリンダ1によると、両エ
ア給排ポート25,26を個別に設けた構成に比べ、ポ
ート数が少なくて済む。このため、構造の簡単なエアシ
リンダ1とすることができる。
【0033】(4)このエアシリンダ1では、シリンダ
本体2にロッド側室R4に連通するエア抜き孔28が設
けられている。従って、移動体5及びガイドロッド6の
突出動作をよりスムーズに行わせることができる。
【0034】(5)このエアシリンダ1では、ピストン
部12が区画しているロッド側の圧力作用室R2への駆
動エアの給排を行うための構造の一部(即ち第3連通路
26a )を、軸受23の外周面に形成している。従っ
て、上記エア給排構造を設けるためのスペースをシリン
ダ本体2側に確保する必要がなくなる。このため、より
確実に肉薄化を達成することができる。
【0035】(6)このエアシリンダ1では、上記のよ
うなクッションリング24を衝撃緩衝体として備えてい
る。そして、ガイドロッド6がロッド側ストロークエン
ド付近に達したときに、クッションリング24が軸受2
3のヘッド側端面に当接することにより、ガイドロッド
6が停止するように構成されている。従って、好適な衝
撃緩衝作用を維持しつつ移動体5用の軸受23を省略す
ることができる。
【0036】なお、本発明の実施形態は以下のように変
更してもよい。 ・ 図2に示される別例のエアシリンダ1のように構成
してもよい。即ち、移動体5が挿通されている挿通孔3
の開口部内周面には、ロッドパッキン9が配設されてい
る。そのロッドパッキン9はシリンダ本体2のロッド側
端面2aに設けられたパッキン押えプレート33により
抜け出し不能に保持されている。なお、図2においてパ
ッキン押え部材としてのパッキン押えプレート33は、
複数個のボルト34を用いてロッド側端面2aに固定さ
れている。ロッドパッキン9の内側には、当該ロッドパ
ッキン9とほぼ同径のスペーサ35が配設されている。
以上のような構成にした場合には、前記実施形態におけ
る作用効果に加え、次の作用効果を奏する。つまり、パ
ッキン押えプレート33がある結果、ロッドパッキン9
が挿通孔3内の所定の位置に確実に保持される。このた
め、ロッドパッキン9よりも大径のロッドメタル7を挿
通孔3内に収容しなくてもよくなる。ゆえに、ロッドメ
タル7を収容できるだけの肉厚をシリンダ本体2に確保
しておく必要がなくなり、結果としてより確実に肉薄化
を達成することができる。
【0037】・ 移動体5の数及びガイドロッド6の本
数は、任意に変更することが可能である。例えば、1つ
の移動体5と1本のガイドロッド6とを用いた構成、2
つの移動体5と1本のガイドロッド6とを用いた構成、
2つの移動体5と2本のガイドロッド6とを用いた構
成、2つの移動体5と3本のガイドロッド6とを用いた
構成等を採用してもよい。
【0038】・ 移動体5におけるヘッド側の圧力作用
室R1へ駆動エアを供給するためのポートと、ガイドロ
ッド6におけるヘッド側の圧力作用室R3へ駆動エアを
供給するためのポートとを、それぞれ別個に形成しても
よい。
【0039】・ 本発明はエアシリンダ1に具体化され
るばかりでなく、油圧等を用いたその他の流体圧シリン
ダに具体化することが可能である。次に、特許請求の範
囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態
によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【0040】(1) 請求項1乃至3のいずれか1つに
おいて、前記ガイドロッドのピストン部が区画している
ロッド側室に連通する孔を、前記シリンダ本体に設けた
こと。従って、この技術的思想1に記載の発明によれ
ば、移動体及びガイドロッドの突出動作をよりスムーズ
に行わせることができる。
【0041】(2) 請求項1乃至3、技術的思想1の
いずれか1つにおいて、前記ピストン部が区画している
ロッド側の圧力作用室への駆動流体の給排を行うための
構造の一部を、前記軸受の外周面に形成したこと。従っ
て、この技術的思想2に記載の発明によれば、上記流体
給排構造を設けるためのスペースをシリンダ本体側に確
保する必要がなくなるため、より確実に肉薄化を達成す
ることができる。
【0042】(3) 請求項1乃至3、技術的思想1,
2のいずれか1つにおいて、前記ガイドロッドの前記ピ
ストン部のロッド側端面に衝撃緩衝体を配設するととも
に、前記ガイドロッドがロッド側ストロークエンド付近
に達したときその衝撃緩衝体が前記軸受のヘッド側端面
に当接することにより同ガイドロッドが停止するように
構成されていること。従って、この技術的思想3に記載
の発明によれば、好適な衝撃緩衝作用を維持しつつ移動
体用軸受を省略することができる。
【0043】(4) 請求項1乃至3、技術的思想1乃
至3のいずれか1つにおいて、前記移動体及び前記ガイ
ドロッドは交互に配置されていること。 (5) 請求項1乃至3、技術的思想1乃至3のいずれ
か1つにおいて、前記ガイドロッドは前記移動体の両側
に位置していること。
【0044】(6) 請求項1乃至3、技術的思想1乃
至5のいずれか1つにおいて、前記移動体の数は前記ガ
イドロッドの本数よりも少ないこと。 (7) 請求項1乃至3、技術的思想1乃至6のいずれ
か1つにおいて、前記移動体及び前記ガイドロッドの総
数は3以上5以下であること。
【0045】(8) シリンダ本体に連設された3つの
挿通孔のうちの中央に位置するものに、ロッド部及びピ
ストン部を備える移動体が挿通され、前記3つの挿通孔
のうちの外側に位置する2つのものに、前記移動体と一
体移動可能に連結されたガイドロッドが軸受を介して挿
通され、前記ピストン部が区画しているヘッド側及びロ
ッド側の圧力作用室への駆動エアの給排により前記移動
体及び前記ガイドロッドが往復動を行うように構成され
たエアシリンダにおいて、前記ガイドロッドにピストン
部を設けるとともに、そのピストン部が区画しているヘ
ッド側の圧力作用室内へ駆動エアを供給するためのポー
トを設けたことを特徴とするエアシリンダ。
【0046】(9) シリンダ本体に連設された複数の
挿通孔に、ロッド部及びピストン部を備える移動体がそ
れぞれ挿通され、前記ピストン部が区画している圧力作
用室への駆動流体の給排により前記各移動体が往復動を
行うように構成された流体圧シリンダであって、前記複
数の挿通孔のうちの一部のものの開口部内周面に軸受を
設けるとともに、前記複数の挿通孔のうちの残りのもの
の開口部内周面にロッド側封止部材を用いることなくロ
ッドパッキンを設けたことを特徴とする流体圧シリン
ダ。
【0047】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1〜3に記
載の発明によれば、肉薄であるにもかかわらず高出力の
流体圧シリンダを提供することができる。
【0048】請求項2に記載の発明によれば、より確実
に肉薄化を達成することができる。請求項3に記載の発
明によれば、より構造が簡単な流体圧シリンダとするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を具体化した第1実施形態のエアシリン
ダの断面図。
【図2】第2実施形態のエアシリンダの断面図。
【図3】従来のエアシリンダの断面図。
【図4】従来の別のエアシリンダの断面図。
【符号の説明】 1…流体圧シリンダ、2…シリンダ本体、2a…シリン
ダ本体のロッド側端面、3,4…挿通孔、5…移動体、
6…ガイドロッド、9…ロッドパッキン、11…(移動
体の)ロッド部、12…(ガイドロッドの)ロッド部、
12…(移動体の)ピストン部、22…(ガイドロッド
の)ピストン部、23…軸受、25…ポート、33…パ
ッキン押え部材、R1,R2,R3…圧力作用室。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリンダ本体に連設された複数の挿通孔の
    うちの一部のものに、ロッド部及びピストン部を備える
    移動体が挿通され、前記複数の挿通孔のうちの残りのも
    のに、前記移動体と一体移動可能に連結されたガイドロ
    ッドが軸受を介して挿通され、前記ピストン部が区画し
    ている圧力作用室への駆動流体の給排により前記移動体
    及び前記ガイドロッドが往復動を行うように構成された
    流体圧シリンダにおいて、 前記ガイドロッドにピストン部を設けるとともに、その
    ピストン部が区画しているヘッド側の圧力作用室へ駆動
    流体を供給するためのポートを前記シリンダ本体に設け
    たことを特徴とする流体圧シリンダ。
  2. 【請求項2】前記移動体が挿通されている前記挿通孔の
    開口部内周面にロッドパッキンを配設するとともに、そ
    のロッドパッキンを前記シリンダ本体のロッド側端面に
    設けられたパッキン押え部材により抜け出し不能に保持
    したことを特徴とする請求項1に記載の流体圧シリン
    ダ。
  3. 【請求項3】前記移動体におけるヘッド側の圧力作用室
    へ駆動流体を供給するためのポートは、前記ガイドロッ
    ドにおけるヘッド側の圧力作用室へ駆動流体を供給する
    ためのポートと共通であることを特徴とする請求項1ま
    たは2に記載の流体圧シリンダ。
JP2000361041A 2000-11-28 2000-11-28 流体圧シリンダ Pending JP2002168206A (ja)

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