JP2006105391A - Cylinder with guide - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、案内部材が進退動作しながらピストンロッドを案内するガイド付シリンダに関する。 The present invention relates to a cylinder with a guide that guides a piston rod while a guide member moves back and forth.
流体圧シリンダは、一般に、内孔が設けられたシリンダチューブと、該内孔内にて圧縮空気や圧油等の圧力流体で動作するとともに該内孔から一端部が突出したピストンロッドとを有する。 A fluid pressure cylinder generally has a cylinder tube provided with an inner hole, and a piston rod that operates with a pressure fluid such as compressed air or pressurized oil in the inner hole and protrudes at one end from the inner hole. .
ここで、ピストンロッドは、通常、その軸方向に沿って進退動作する長尺物である。このため、軸方向に直交する方向の荷重(以下、横荷重という)がピストンロッドにおける前記内孔から突出した側の先端部に加わると、該ピストンロッドにおける前記内孔に挿入された側の他端部が横荷重の方向と逆方向に変位することがある。すなわち、例えば、ピストンロッドが水平方向に延在する場合、該ピストンロッドの先端部に対して鉛直下方に指向する横荷重が加えられると、横荷重の大きさによっては、該ピストンロッドの他端部が、シリンダチューブ内で鉛直上方に若干量変位することがある。 Here, the piston rod is usually a long object that moves forward and backward along its axial direction. For this reason, when a load in the direction orthogonal to the axial direction (hereinafter referred to as a lateral load) is applied to the tip of the piston rod on the side protruding from the inner hole, the other side of the piston rod inserted into the inner hole The end may be displaced in the direction opposite to the direction of lateral load. That is, for example, when the piston rod extends in the horizontal direction, if a lateral load directed vertically downward is applied to the tip of the piston rod, the other end of the piston rod depends on the magnitude of the lateral load. The portion may be slightly displaced vertically upward within the cylinder tube.
このような事態が生じると、ピストンロッドの他端部が内孔を形成する側周壁に当接し、その結果、ピストンロッドの進退動作が困難になる、いわゆるスティックスリップ現象が起こることが懸念される。さらに、より大きな荷重が加わると、ピストンロッドが永久変形を起こすこともある。 When such a situation occurs, the other end of the piston rod comes into contact with the side peripheral wall forming the inner hole, and as a result, there is a concern that a so-called stick-slip phenomenon may occur in which the piston rod is difficult to advance and retract. . Furthermore, when a larger load is applied, the piston rod may be permanently deformed.
また、流体圧シリンダには、ピストンロッドが進退動作を行っている最中にピストンロッドの円周方向に沿う揺らぎが少ないこと、換言すれば、いわゆる不回転精度が優れていることが希求される。 In addition, the fluid pressure cylinder is required to have less fluctuation along the circumferential direction of the piston rod while the piston rod is moving back and forth, in other words, to have excellent non-rotational accuracy. .
以上の不具合を解消するべく、例えば、特許文献1に記載されているように、ピストンロッドを2本のガイドロッドで挟むようにして、これらピストンロッド及びガイドロッドを並列したガイド付シリンダが広汎に採用されるに至っている。なお、ガイド付シリンダでは、ピストンロッドが挿入された前記内孔の近傍に2つの内孔が設けられ、各内孔には、ブッシュを介してガイドロッドが進退動作可能に挿入されている。また、ピストンロッド及びガイドロッドにおける各内孔から突出した先端部同士は、プレート等の連結部材で連結されており、このため、ピストンロッドの進退動作に追従してガイドロッド及びプレートも進退動作する。
In order to solve the above problems, for example, as described in
この種のガイド付シリンダでは、ピストンロッドが連結部材を介してガイドロッドと連結されることにより、横荷重が加わった際でも変位や変形が起こり難くなる。また、ピストンロッドが回転することが著しく困難となるので、不回転精度も向上するという利点がある。 In this type of cylinder with guide, the piston rod is connected to the guide rod via the connecting member, so that displacement and deformation are less likely to occur even when a lateral load is applied. Further, since it is extremely difficult for the piston rod to rotate, there is an advantage that non-rotation accuracy is improved.
ところで、液滴水が飛散する環境下や、水蒸気が充満するような環境下で上記したような構成のガイド付シリンダを使用すると、ピストンロッドの進退動作に伴って、液滴水や水蒸気がシリンダチューブに滲入・排出される。このような水分の入出によって、ガイドロッドとブッシュとの間に介在された潤滑剤(グリース等)が流出してしまうことがある。この場合、ガイドロッドとブッシュとの間の摩擦抵抗が大きくなるので、両者間の潤滑が不良となり、焼き付けが生じることが懸念される。 By the way, if a cylinder with a guide as described above is used in an environment where droplet water scatters or an environment where water vapor is filled, droplet water or water vapor will enter the cylinder tube as the piston rod moves forward and backward. Infiltrate / discharge. Due to the entry and exit of such moisture, a lubricant (such as grease) interposed between the guide rod and the bush may flow out. In this case, since the frictional resistance between the guide rod and the bush increases, there is a concern that the lubrication between the two becomes poor and seizure occurs.
また、ガイド付シリンダにおいては、焼き付きが生じることを可及的に回避するべく、ブッシュの材質として銅や鉄が選定される。しかしながら、この場合、水が存在する環境下での耐食性が良好であるとはいい難い側面がある。また、樹脂からなるブッシュも存在するものの、金属に比して耐摩耗性が小さい。 In the cylinder with guide, copper or iron is selected as the bushing material in order to avoid the occurrence of seizure as much as possible. However, in this case, there is an aspect in which it is difficult to say that the corrosion resistance in an environment where water is present is good. In addition, although there are bushes made of resin, they have less wear resistance than metals.
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、潤滑剤が流出した場合でも焼き付けが起こることを回避可能であり、しかも、ブッシュが腐食することも回避可能なガイド付シリンダを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and provides a guided cylinder capable of avoiding seizure even when a lubricant flows out and avoiding corrosion of the bush. For the purpose.
前記の目的を達成するために、本発明は、シリンダチューブの第1内孔に挿入されたピストンロッドが進退動作することに伴って前記シリンダチューブの第2内孔を進退動作しながら前記ピストンロッドを案内する案内部材を有し、前記ピストンロッドと前記案内部材との先端部同士が連結部材を介して互いに連結されたガイド付シリンダであって、
前記案内部材が金属材からなり、
且つ前記第2内孔に挿入されるとともに、前記案内部材が通される貫通孔が設けられたブッシュを有し、
前記ブッシュが金属材からなるとともに、前記貫通孔の内壁に窒化物セラミックス、炭化物セラミックス又はダイヤモンドライクカーボンからなる皮膜がコーティングされたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, the piston rod is moved while the second inner hole of the cylinder tube is moved forward and backward as the piston rod inserted into the first inner hole of the cylinder tube moves forward and backward. A cylinder with a guide, wherein the piston rod and the guide member are connected to each other through a connecting member.
The guide member is made of a metal material,
And having a bush provided in the second inner hole and provided with a through hole through which the guide member is passed,
The bush is made of a metal material, and an inner wall of the through hole is coated with a film made of nitride ceramics, carbide ceramics or diamond-like carbon.
また、本発明は、シリンダチューブの第1内孔に挿入されたピストンロッドが進退動作することに伴って前記シリンダチューブの第2内孔を進退動作しながら前記ピストンロッドを案内する案内部材を有し、前記ピストンロッドと前記案内部材との先端部同士が連結部材を介して互いに連結されたガイド付シリンダであって、
前記案内部材は、外壁面に窒化物セラミックス、炭化物セラミックス、ダイヤモンドライクカーボン又はクロムメッキからなる皮膜がコーティングされた金属材からなり、
且つ前記第2内孔に挿入されるとともに、前記案内部材が通される貫通孔が設けられたブッシュを有し、
前記ブッシュが金属材からなることを特徴とする。
Further, the present invention has a guide member for guiding the piston rod while moving the second inner hole of the cylinder tube forward and backward as the piston rod inserted into the first inner hole of the cylinder tube moves forward and backward. And a cylinder with a guide in which tip portions of the piston rod and the guide member are connected to each other via a connecting member,
The guide member is made of a metal material whose outer wall surface is coated with a film made of nitride ceramics, carbide ceramics, diamond-like carbon, or chrome plating,
And having a bush provided in the second inner hole and provided with a through hole through which the guide member is passed,
The bush is made of a metal material.
さらに、本発明は、シリンダチューブの第1内孔に挿入されたピストンロッドが進退動作することに伴って前記シリンダチューブの第2内孔を進退動作しながら前記ピストンロッドを案内する案内部材を有し、前記ピストンロッドと前記案内部材との先端部同士が連結部材を介して互いに連結されたガイド付シリンダであって、
前記案内部材は、外壁面に窒化物セラミックス、炭化物セラミックス、ダイヤモンドライクカーボン又はクロムメッキからなる皮膜がコーティングされた金属材からなり、
且つ前記第2内孔に挿入されるとともに、前記案内部材が通される貫通孔が設けられたブッシュを有し、
前記ブッシュが金属材からなるとともに、前記貫通孔の内壁に窒化物セラミックス、炭化物セラミックス又はダイヤモンドライクカーボンからなる皮膜がコーティングされたことを特徴とする。
Furthermore, the present invention has a guide member for guiding the piston rod while the piston rod inserted into the first inner hole of the cylinder tube moves back and forth in the second inner hole of the cylinder tube. And a cylinder with a guide in which tip portions of the piston rod and the guide member are connected to each other via a connecting member,
The guide member is made of a metal material whose outer wall surface is coated with a film made of nitride ceramics, carbide ceramics, diamond-like carbon, or chrome plating,
And having a bush provided in the second inner hole and provided with a through hole through which the guide member is passed,
The bush is made of a metal material, and an inner wall of the through hole is coated with a film made of nitride ceramics, carbide ceramics or diamond-like carbon.
本発明においては、ブッシュ及び案内部材の材質として金属材を選定しているので、液滴水が飛散する環境下や水蒸気が充満する環境下でガイド付シリンダを使用する場合であっても、これらブッシュ及び案内部材が腐食することを回避することができる。すなわち、ブッシュ及び案内部材の耐食性が極めて良好となる。 In the present invention, since the metal material is selected as the material of the bush and the guide member, even if the cylinder with a guide is used in an environment where droplet water scatters or an environment where water vapor is filled, these bushes are used. And it can avoid that a guide member corrodes. That is, the corrosion resistance of the bush and the guide member is extremely good.
しかも、本発明では、案内部材に摺接するブッシュの内壁に皮膜を設け、これにより潤滑性を付与するようにしている。このため、ブッシュ及び案内部材の耐摩耗性が向上するとともに、銅や鉄に比して焼き付きが生じ易いステンレス鋼からなるブッシュを用いても焼き付きが生じることを回避することができる。 Moreover, in the present invention, a coating is provided on the inner wall of the bush that is in sliding contact with the guide member, thereby providing lubricity. For this reason, the wear resistance of the bush and the guide member is improved, and it is possible to avoid the occurrence of seizure even when a bush made of stainless steel, which tends to seize as compared with copper or iron, is used.
又は、案内部材の外壁面に窒化物セラミックス、炭化物セラミックス、ダイヤモンドライクカーボン又はクロムメッキをコーティングするようにしてもよい。これにより、案内部材の耐食性も向上する。しかも、ブッシュ及び案内部材の双方が金属材から構成されていても、皮膜が存在するので焼き付きが生じることが一層回避される。 Alternatively, the outer wall surface of the guide member may be coated with nitride ceramics, carbide ceramics, diamond-like carbon, or chrome plating. Thereby, the corrosion resistance of the guide member is also improved. In addition, even when both the bush and the guide member are made of a metal material, the occurrence of seizure is further avoided due to the presence of the coating.
コーティング膜の材質となる窒化物セラミックスの好適な例としては、CrN、TiN、TiCN、TiAlNのいずれかが挙げられる。また、炭化物セラミックスの好適な例としては、TiC、Cr2C3のいずれかが挙げられる。 As a suitable example of the nitride ceramic used as the material of the coating film, any of CrN, TiN, TiCN, and TiAlN can be cited. Moreover, as a suitable example of carbide ceramics, either TiC or Cr 2 C 3 can be cited.
いずれの場合においても、案内部材又はブッシュを構成する金属材の好適な例としては、ステンレス鋼を挙げることができる。ステンレス鋼には、耐食性が極めて良好であるという利点がある。 In any case, stainless steel can be mentioned as a suitable example of the metal material constituting the guide member or the bush. Stainless steel has the advantage of very good corrosion resistance.
案内部材及びブッシュは、他の金属材、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金から構成されていてもよい。この場合、案内部材及びブッシュ、ひいてはガイド付シリンダの軽量化を図ることができる。 The guide member and the bush may be made of another metal material, for example, aluminum or an aluminum alloy. In this case, it is possible to reduce the weight of the guide member and the bush, and thus the guide cylinder.
本発明によれば、ブッシュ及び案内部材を金属材で構成するようにしているので、液滴水が飛散する環境下や水蒸気が充満する環境下でガイド付シリンダを使用する場合であっても、これらブッシュ及び案内部材が腐食することを回避することができる。この効果は、金属材としてステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金を選定した際に特に顕著となる。 According to the present invention, since the bush and the guide member are made of a metal material, even if the guided cylinder is used in an environment where droplet water scatters or an environment where water vapor is filled, Corrosion of the bush and the guide member can be avoided. This effect is particularly remarkable when stainless steel, aluminum, or an aluminum alloy is selected as the metal material.
しかも、案内部材又はブッシュの内壁の少なくともいずれか一方に皮膜が設けられることによって潤滑性が付与されているので、ブッシュ及び案内部材の耐摩耗性を確保することができるとともに、焼き付きが生じることを回避することができる。 In addition, since lubricity is imparted by providing a film on at least one of the guide member and the inner wall of the bush, it is possible to ensure wear resistance of the bush and the guide member and to cause seizure. It can be avoided.
以下、本発明に係るガイド付シリンダにつき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a cylinder with a guide according to the present invention will be described and described in detail with reference to the accompanying drawings.
本実施の形態に係るガイド付シリンダの軸方向に沿う概略全体断面図を図1に示す。このガイド付シリンダ10は、シリンダチューブ12と、該シリンダチューブ12に設けられた中央内孔14に進退動作可能に挿入されたピストンロッド16と、前記中央内孔14を挟むようにしてその近傍に設けられた第1側方内孔18、第2側方内孔20のそれぞれに進退動作可能に挿入されたステンレス鋼製の第1ガイドロッド22及び第2ガイドロッド24(ともに案内部材)とを有する。なお、ピストンロッド16、第1ガイドロッド22及び第2ガイドロッド24の一端部は、中央内孔14、第1側方内孔18及び第2側方内孔20のそれぞれから突出しており、その先端部同士は、連結部材としての連結プレート26によって互いに連結されている。なお、図1は、ピストンロッド16、第1ガイドロッド22及び第2ガイドロッド24が最後端に位置している状態を示す。
FIG. 1 shows a schematic overall cross-sectional view along the axial direction of the cylinder with guide according to the present embodiment. The
中央内孔14、第1側方内孔18及び第2側方内孔20は、シリンダチューブ12を貫通するように設けられている。そして、これら内孔14、18、20の図1における下開口部は、第1キャップ部材28、第2キャップ部材30、第3キャップ部材32によって閉塞されている。なお、第2キャップ部材30及び第3キャップ部材32における第1ガイドロッド22及び第2ガイドロッド24を臨む面には凹部34、36がそれぞれ形成されており、これにより、最前端まで前進動作した第1ガイドロッド22及び第2ガイドロッド24の各先端面が、第2キャップ部材30及び第3キャップ部材32に当接することが回避される。
The central
シリンダチューブ12には、第1側方内孔18と中央内孔14とを連通させる第1連通路38と、中央内孔14と第2側方内孔20とを連通させる第2連通路40とが設けられている。さらに、第2側方内孔20には、ねじ部が刻設されて大気に開放された開放ポート42が連通している。すなわち、第1側方内孔18、中央内孔14及び第2側方内孔20は、開放ポート42を介して大気に開放されている。
The
なお、第1側方内孔18に連通するポート44は、ボルト46によって閉塞されている。
The
中央内孔14において、第1連通路38及び第2連通路40の近傍には、第1環状溝48が形成されており、この第1環状溝48の図1における若干上方には第2環状溝50が設けられている。第1環状溝48には断面略C字状のシール部材52が嵌合されており、一方、第2環状溝50にはOリング54が挿入されている。そして、第2環状溝50を閉塞するように、略円盤形状の閉塞部材56が位置決めされている。
In the central
中央内孔14に挿入されたピストンロッド16は、第1連通路38及び第2連通路40側から連結プレート26側に向かう順に、小径部58と、長尺な大径部60とを有し、このうちの小径部58の先端側周壁には、略円盤形状のピストン62が連結されている。
The
このピストン62には、前記閉塞部材56に臨む側の端面に、断面逆L字状の第1収納用環状溝64が設けられている。そして、この第1収納用環状溝64には、断面逆L字状の第1ゴム製ダンパ66が設置されている。第1ゴム製ダンパ66の水平部は第1収納用環状溝64の水平部に嵌合されており、これにより、第1ゴム製ダンパ66の第1収納用環状溝64からの抜け止めがなされている。なお、第1ゴム製ダンパ66の先端部は、第1収納用環状溝64から若干突出している。また、ピストン62の側周壁に設けられた環状凹部には、Oリング67が収容されている。
The
ピストン62と大径部60との間には、受圧部材68が挟持されている。この受圧部材68における小径部は、磁石70a、70bの貫通孔に嵌合されている。この嵌合により、磁石70a、70bが受圧部材68の小径部に保持されている。
A
中央内孔14の上開口部近傍には、ねじ部が刻設されている。このねじ部には、中央内孔14を閉塞する第4キャップ部材72のねじ部が螺合している。なお、第4キャップ部材72の上端面は、中央内孔14から突出している。
A screw portion is engraved in the vicinity of the upper opening of the central
第4キャップ部材72の受圧部材68を臨む側の端面には、ピストン62と同様に、断面逆L字状の第2収納用環状溝74が設けられており、この第2収納用環状溝74には、断面逆L字状の第2ゴム製ダンパ76が設置されている。第2ゴム製ダンパ76も、第1ゴム製ダンパ66と同様にして第2収納用環状溝74に収容されており、且つ該第2収納用環状溝74から若干突出している。
Similar to the
ピストンロッド16の軸方向に沿う第4キャップ部材72の略中腹部には、ピストンロッド16に臨むように環状切欠部77が設けられており、該環状切欠部77にはシール部材78が収容されている。
An
また、第4キャップ部材72の大径部の側周壁にも環状溝79が形成されており、この環状溝79には、Oリング80が挿入されている。さらに、中央内孔14から突出した第4キャップ部材72の上端面には凹部が設けられており、該凹部には、シールとしても機能する第1スクレイパ81が収容されている。
An
一方、第1側方内孔18には第1ブッシュ82a、第2ブッシュ84aが位置決め固定されており、第1ガイドロッド22は、これら第1ブッシュ82a、第2ブッシュ84aの貫通孔に通されている。従って、第1ガイドロッド22が進退動作する際、該第1ガイドロッド22の側周壁は、これら第1ブッシュ82a及び第2ブッシュ84aの内周壁に摺接する。
On the other hand, a
ここで、第1ブッシュ82aの内壁部と、第1ガイドロッド22の側周壁部とを拡大して図2に示す。この図2から諒解されるように、第1ガイドロッド22の側周壁部及び第1ブッシュ82aの内壁部には、それぞれ、皮膜86、88がコーティングされている。
Here, the inner wall portion of the
これら皮膜86、88の材質としては、硬質でありながら潤滑性に優れるもの、具体的には、窒化物セラミックス、炭化物セラミックス又はダイヤモンドライクカーボン(DLC)が選定される。窒化物セラミックスの好適な例としては、CrN、TiN、TiCN、TiAlN等を挙げることができ、炭化物セラミックスの好適な例としては、TiC、Cr2C3等を挙げることができるが、特にこれらに限定されるものではない。
As the material of these
皮膜86、88は、例えば、イオンプレーティング法によって設けることができ、その膜厚を2〜5μm程度と極めて小さく設定することもできる。
The
一方、第2ブッシュ84aの内周壁にも、第1ブッシュ82aと同様に皮膜88がコーティングされている。
On the other hand, the
図1に示すように、第1側方内孔18は、シリンダチューブ12の図1における上方で開口しており、この開口部には、第2スクレイパ89aが収容されている。
As shown in FIG. 1, the first side
残余の第2側方内孔20は、第1側方内孔18と同様に構成されており、従って、第2側方内孔20に収容された第3ブッシュ及び第4ブッシュ、開口部に収容された第3スクレイパの参照符号を、第1ブッシュ82a、第2ブッシュ84a及び第2スクレイパ89aの参照符号の添字aをbに置き換えた82b、84b、89bとし、その詳細な説明を省略する。勿論、第2ガイドロッド24の側周壁と、第2側方内孔20に収容された第3ブッシュ82b及び第4ブッシュ84bの内周壁にも、皮膜86、88がコーティングされている(図2参照)。
The remaining second side
以上の構成において、シリンダチューブ12には、閉塞部材56とピストン62との間に形成される第1室に圧力流体を供給・排出するための第1ポート90及び第1通路92と、受圧部材68と第4キャップ部材72との間の第2室に圧力流体を供給・排出するための第2ポート94及び第2通路96が設けられている(図1参照)。
In the above configuration, the
そして、連結プレート26には第1貫通孔98及び第2貫通孔100が設けられており、この第1貫通孔98及び第2貫通孔100に通されたボルト102、104が第1ガイドロッド22及び第2ガイドロッド24の先端部のボルト穴に螺合されることによって、第1ガイドロッド22及び第2ガイドロッド24が連結プレート26に連結されている。
The connecting
なお、連結プレート26とピストンロッド16とは、連結プレート26に設けられたボルト穴と、ピストンロッド16の端面に設けられたボルト穴とに螺合されたヘッドレスボルト106を介して連結されている。
The connecting
そして、シリンダチューブ12の外壁には、図示しない変位センサが設置される。
A displacement sensor (not shown) is installed on the outer wall of the
本実施の形態に係るガイド付シリンダ10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。
The
このガイド付シリンダ10は、例えば、食品加工ライン等、液滴水が飛散したり水蒸気が発生したりする作業場に設置される。
The
このような作業場において、図1に示す状態からピストンロッド16を降下させて図3に示す状態とする場合、換言すれば、ピストンロッド16を前進動作させる場合には、第2ポート94から第2通路96を介して第2室に流体圧力が供給される。そして、受圧部材68がこの流体圧力による押圧を受け、その結果、受圧部材68、ひいては該受圧部材68を保持するピストンロッド16が降下し、最終的に、ピストンロッド16を構成する小径部58の先端部に保持されたピストン62が降下する。
In such a work place, when the
ピストン62は、閉塞部材56の近傍まで降下する。この際、ピストン62の降下速度が著しく大きく、閉塞部材56に第1ゴム製ダンパ66が当接した場合であっても、該第1ゴム製ダンパ66が緩衝材として機能するので、当接の際の衝撃が大幅に緩和される。
The
なお、第1室内の圧力流体は、ピストン62の降下に伴い、第1通路92及び第1ポート90を介してシリンダチューブ12の外部に排出される。
The pressure fluid in the first chamber is discharged to the outside of the
また、ピストン62の降下に追従して、連結プレート26を介してピストンロッド16に連結された第1ガイドロッド22及び第2ガイドロッド24が降下する。これにより押圧された第1側方内孔18及び第2側方内孔20内の空気は、第1連通路38、中央内孔14における第1キャップ部材28と閉塞部材56との間の室、第2連通路40、開放ポート42を介して、大気に排出される。
Further, following the lowering of the
この際、第1ガイドロッド22の側周壁が第1ブッシュ82a及び第2ブッシュ84aの各内周壁に摺接する一方、第2ガイドロッド24の側周壁が第3ブッシュ82b及び第4ブッシュ84bの各内周壁に摺接する。
At this time, the side peripheral wall of the
一方、図3に示す状態からピストンロッド16を上昇させ図1の状態に復元させる(ピストンロッド16を後退動作させる)場合、第1ポート90から第1通路92を介して第1室に流体圧力が供給される。ピストン62の図3における下端面がこの流体圧力による押圧を受けることにより、最終的に、ピストンロッド16が上昇する。この際、第2室内の圧力流体は、第2通路96及び第2ポート94を介してシリンダチューブ12の外部に排出される。
On the other hand, when the
ピストン62が上昇すると、連結プレート26を介してピストンロッド16に連結された第1ガイドロッド22及び第2ガイドロッド24も上昇する。これにより、シリンダチューブ12の外方の大気と、液滴水DWや水蒸気とが、第1連通路38、中央内孔14における第1キャップ部材28と閉塞部材56との間の室、第2連通路40、開放ポート42を介して、第1側方内孔18及び第2側方内孔20内に導入され、液滴水DWや水蒸気が第1ガイドロッド22及び第2ガイドロッド24の側周壁に付着する。第1ガイドロッド22及び第2ガイドロッド24の側周壁は、この状態で、第1ブッシュ82a〜第4ブッシュ84bの内周壁に摺接する。
When the
しかしながら、本実施の形態においては、第1ガイドロッド22及び第2ガイドロッド24がともにステンレス鋼から形成されている。ステンレス鋼は、水に対して著しく優れた耐久性を示す。すなわち、優れた耐食性を示す。このため、滲入した液滴水DWや水蒸気によって第1ガイドロッド22及び第2ガイドロッド24が腐食することを回避することができる。
However, in the present embodiment, both the
なお、ピストンロッド16、第1ガイドロッド22及び第2ガイドロッド24の側周壁に塵等が付着している場合、この塵等は、第1スクレイパ81、第2スクレイパ89a及び第3スクレイパ89bによって脱離される。また、ピストン62の上昇速度が著しく大きく、第4キャップ部材72に第2ゴム製ダンパ76が当接した場合であっても、該第2ゴム製ダンパ76が緩衝材として機能するので、当接の際の衝撃が大幅に緩和される。
In addition, when dust etc. are adhering to the side peripheral walls of the
以上の動作において、ピストンロッド16の降下及び上昇は、ピストンロッド16に追従して磁石70a、70bが変位したことを前記変位センサが感知することによってモニタリングされる。
In the above operation, the lowering and raising of the
ピストンロッド16、第1ガイドロッド22及び第2ガイドロッド24が再度降下されると、第1側方内孔18及び第2側方内孔20に滲入した液滴水DWや水蒸気の一部が開放ポート42から流出される。この際、第1側方内孔18及び第2側方内孔20に導入された潤滑剤の一部が同伴されるので、ピストンロッド16が上記したような進退動作を繰り返すことにより、多量の潤滑剤が流失することが懸念される。
When the
しかしながら、この場合、上記したように第1ガイドロッド22及び第2ガイドロッド24の側周壁部、及び第1ブッシュ82a〜第4ブッシュ84bの内壁部には、皮膜86、88がそれぞれコーティングされている(図2参照)。これら皮膜86、88によって潤滑性が保持されるので、仮に多くの潤滑剤が流失した場合であっても、焼き付きが生じることを回避することができる。
However, in this case, as described above, the
ここで、ステンレス鋼からなるプレート部材及びブロック部材の双方に膜厚2〜3μmとして各種のコーティングを施し、負荷30N(面圧3.1×10-4N/m2)、移動距離50mとしてプレート部材の上端面にブロック部材を摺接させ、摺接前後における最大高さRz(JIS B0601参照)の変化を調査した結果を図4に示す。この図4から、皮膜を設けることによってRzの変化を抑制することができること、換言すれば、摩耗を抑制することができることが明らかである。 Here, various coatings with a film thickness of 2 to 3 μm are applied to both the plate member and the block member made of stainless steel, the plate has a load of 30 N (surface pressure 3.1 × 10 −4 N / m 2 ), and a moving distance of 50 m. FIG. 4 shows the result of investigating the change in the maximum height Rz (see JIS B0601) before and after sliding contact with the block member on the upper end surface of the member. From FIG. 4, it is clear that the change in Rz can be suppressed by providing a film, in other words, wear can be suppressed.
また、この試験における摩擦係数の経時変化を測定した。結果を図5に併せて示す。この試験では、皮膜を設けなかった場合、試験開始直後に摩擦係数が急激に上昇し、摺動距離が10mを超えた時点で、異常摩擦音が発生した。なお、TiAlN膜を設けた場合も摩擦係数は上昇したものの、図4に示すように、摩耗は認められなかった。 Moreover, the change with time of the friction coefficient in this test was measured. The results are also shown in FIG. In this test, when no film was provided, the friction coefficient increased rapidly immediately after the start of the test, and abnormal friction noise was generated when the sliding distance exceeded 10 m. Even when the TiAlN film was provided, the friction coefficient increased, but no wear was observed as shown in FIG.
以上の図4及び図5に示す試験結果から、焼き付けが起こる頻度が銅や鉄に比して多いステンレス鋼を第1ガイドロッド22、第2ガイドロッド24及び第1ブッシュ82a〜第4ブッシュ84bの材質として採用しても、皮膜86、88を設けることによって潤滑性が付与され、このために焼き付けが起こることを回避できることが諒解される。
From the test results shown in FIG. 4 and FIG. 5, the
また、比較のため、第1ブッシュ82a〜第4ブッシュ84bの材質としてステンレス鋼以外のものを使用するとともに皮膜88を設けず、且つ第1ガイドロッド22及び第2ガイドロッド24に皮膜86としてクロムメッキを設けたことを除いては上記ガイド付シリンダ10と同様の構成であるガイド付シリンダを作製した。このように構成された各種のガイド付シリンダと、本実施の形態に係るガイド付シリンダ10との性能を対比して図6に示す。
Further, for comparison, the
図6において、「作動安定性」はスティックスリップ現象が起こり易いか否かで判断され、「×」はスティックスリップ現象が起こり易く動作安定性が良好でないことを意味し、「△」「○」「◎」の順にスティックスリップ現象が起こり難く動作安定性が良好であることを表す。また、「耐横荷重」は、上記した横荷重によって変位し易いか否かで判断され、「×」「△」「○」「◎」の順に変位し難くなることを示す。 In FIG. 6, “operation stability” is determined based on whether or not the stick-slip phenomenon is likely to occur, and “×” means that the stick-slip phenomenon is likely to occur and the operation stability is not good. In the order of “現象”, stick-slip phenomenon hardly occurs and the operational stability is good. The “lateral load resistance” is determined based on whether or not it is easily displaced by the above-described lateral load, and indicates that it is difficult to displace in the order of “×”, “Δ”, “◯”, and “◎”.
さらに、「プレート先端振れ量」は、ガイド付シリンダを軸方向が水平方向となるようにして取り付けた際におけるプレートの鉛直方向の変位量の大きさを示し、「×」「△」「○」「◎」の順に変位量が小さくなることを意味する。残余の「不回転精度」は、ピストンロッドの回転方向の揺らぎの大きさを示し、「×」「△」「○」「◎」の順に揺らぎ量が小さくなること、換言すれば、不回転精度が向上することを意味する。 Further, “plate tip deflection” indicates the amount of displacement in the vertical direction of the plate when the cylinder with guide is mounted so that the axial direction is horizontal, and “×”, “△”, “○” This means that the amount of displacement decreases in the order of “◎”. The remaining “non-rotating accuracy” indicates the magnitude of fluctuation in the rotational direction of the piston rod, and the amount of fluctuation decreases in the order of “×”, “△”, “○”, “◎”, in other words, non-rotating accuracy. Means improved.
この図6から、第1ブッシュ82a〜第4ブッシュ84b、第1ガイドロッド22及び第2ガイドロッド24の材質をステンレス鋼とし、且つ互いの摺接部に皮膜86、88を形成することによって、上記の各性能に優れたガイド付シリンダ10を構成することができることが明らかである。
From FIG. 6, the
このように、本実施の形態では、第1ガイドロッド22、第2ガイドロッド24、及び第1ブッシュ82a〜第4ブッシュ84bの材質としてステンレス鋼を選定しているので、液滴水DWが飛散する環境下や水蒸気が充満する環境下でガイド付シリンダ10を使用する場合であっても、これら第1ガイドロッド22、第2ガイドロッド24、及び第1ブッシュ82a〜第4ブッシュ84bが腐食することを回避することができる。
Thus, in this Embodiment, since the stainless steel is selected as a material of the
また、第1ガイドロッド22及び第2ガイドロッド24の側周壁と、第1ブッシュ82a〜第4ブッシュ84bの内周壁、すなわち、互いの摺接部に皮膜86、88をコーティングしているので、鉄や銅に比して焼き付きが生じ易いステンレス鋼を第1ガイドロッド22、第2ガイドロッド24、及び第1ブッシュ82a〜第4ブッシュ84bの材質として選定しても、焼き付きが生じることを回避することができる。
Further, since the side peripheral walls of the
なお、上記した実施の形態においては、第1ガイドロッド22及び第2ガイドロッド24の側周壁に窒化物セラミックス、炭化物セラミックス、ダイヤモンドライクカーボンからなる皮膜86を設ける場合を例示したが、図6から諒解されるように、これらに代替してクロムメッキからなる皮膜86を形成するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the
また、ガイドロッドは、1本であってもよく、3本以上であってもよい。 Further, there may be one guide rod or three or more guide rods.
さらにまた、第1ガイドロッド22、第2ガイドロッド24、第1ブッシュ82a、第2ブッシュ84a、第3ブッシュ82b及び第4ブッシュ84bをステンレス鋼で形成するようにしているが、これらの部材はステンレス鋼製のものに限定されるものではなく、金属材で形成されていればよい。他の好適な例としては、アルミニウム又はアルミニウム合金を挙げることができる。
Furthermore, the
10…ガイド付シリンダ 12…シリンダチューブ
14、18、20…内孔 16…ピストンロッド
22、24…ガイドロッド 26…連結プレート
28、30、32、72…キャップ部材 38、40…連通路
42…開放ポート 56…閉塞部材
62…ピストン 66、76…ゴム製ダンパ
68…受圧部材 70a、70b…磁石
81、89a、89b…スクレイパ
82a、82b、84a、84b…ブッシュ 86、88…皮膜
90、94…ポート 92、96…通路
DW…液滴水
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記案内部材が金属材からなり、
且つ前記第2内孔に挿入されるとともに、前記案内部材が通される貫通孔が設けられたブッシュを有し、
前記ブッシュが金属材からなるとともに、前記貫通孔の内壁に窒化物セラミックス、炭化物セラミックス又はダイヤモンドライクカーボンからなる皮膜がコーティングされたことを特徴とするガイド付シリンダ。 A guide member that guides the piston rod while advancing and retracting the second inner hole of the cylinder tube as the piston rod inserted into the first inner hole of the cylinder tube moves forward and backward; The guide cylinder is a guide-equipped cylinder in which tip portions of the guide member are connected to each other via a connecting member,
The guide member is made of a metal material,
And having a bush provided in the second inner hole and provided with a through hole through which the guide member is passed,
A cylinder with a guide, wherein the bush is made of a metal material, and an inner wall of the through hole is coated with a film made of nitride ceramics, carbide ceramics, or diamond-like carbon.
前記案内部材は、外壁面に窒化物セラミックス、炭化物セラミックス、ダイヤモンドライクカーボン又はクロムメッキからなる皮膜がコーティングされた金属材からなり、
且つ前記第2内孔に挿入されるとともに、前記案内部材が通される貫通孔が設けられたブッシュを有し、
前記ブッシュが金属材からなることを特徴とするガイド付シリンダ。 A guide member that guides the piston rod while advancing and retracting the second inner hole of the cylinder tube as the piston rod inserted into the first inner hole of the cylinder tube moves forward and backward; The guide cylinder is a guide-equipped cylinder in which tip portions of the guide member are connected to each other via a connecting member,
The guide member is made of a metal material whose outer wall surface is coated with a film made of nitride ceramics, carbide ceramics, diamond-like carbon, or chrome plating,
And having a bush provided in the second inner hole and provided with a through hole through which the guide member is passed,
The guide cylinder, wherein the bush is made of a metal material.
前記案内部材は、外壁面に窒化物セラミックス、炭化物セラミックス、ダイヤモンドライクカーボン又はクロムメッキからなる皮膜がコーティングされた金属材からなり、
且つ前記第2内孔に挿入されるとともに、前記案内部材が通される貫通孔が設けられたブッシュを有し、
前記ブッシュが金属材からなるとともに、前記貫通孔の内壁に窒化物セラミックス、炭化物セラミックス又はダイヤモンドライクカーボンからなる皮膜がコーティングされたことを特徴とするガイド付シリンダ。 A guide member that guides the piston rod while advancing and retracting the second inner hole of the cylinder tube as the piston rod inserted into the first inner hole of the cylinder tube moves forward and backward; The guide cylinder is a guide-equipped cylinder in which tip portions of the guide member are connected to each other via a connecting member,
The guide member is made of a metal material whose outer wall surface is coated with a film made of nitride ceramics, carbide ceramics, diamond-like carbon, or chrome plating,
And having a bush provided in the second inner hole and provided with a through hole through which the guide member is passed,
A cylinder with a guide, wherein the bush is made of a metal material, and an inner wall of the through hole is coated with a film made of nitride ceramics, carbide ceramics, or diamond-like carbon.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014059000A (en) * | 2012-09-14 | 2014-04-03 | Ihi Corp | Slide structure and method for manufacturing the same |
US10323660B2 (en) | 2014-07-09 | 2019-06-18 | Smc Corporation | Cylinder guide mechanism and cylinder with guide mechanism |
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