JP2011075014A

JP2011075014A - 流体圧シリンダ

Info

Publication number: JP2011075014A
Application number: JP2009226827A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Fukamachi; 哲也深町; Yasuaki Kitagawa; 泰章北川
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2011-04-14
Anticipated expiration: 2029-09-30
Also published as: JP5254920B2

Abstract

【課題】使用状況に見合った適正な流体使用量でピストンロッドを移動させることができる流体圧シリンダを提供する。
【解決手段】シリンダボディ１２内には、第１給排孔１２ａ，１２ｂと第１シリンダ室１３及び第２シリンダ室１４とを連通させる第１連通路上に第１切換弁５０が配設されるとともに、第２給排孔１２ｃ，１２ｄと第１シリンダ室１３及び第２シリンダ室１４とを連通させる第２連通路上に第２切換弁６０が配設されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、流体圧により一対のピストンを移動させ、そのピストンの移動によってワークの搬送等を行う流体圧シリンダに関する。

流体圧シリンダは、流体圧の供給に基づいて一対のピストンが直線的に移動され、そのピストンの移動によって、例えばワークを搬送するテーブルが直線的に移動される（例えば特許文献１参照）。特許文献１の空気圧シリンダにおいて、図９に示すように、本体１内にはシリンダ室３ａ，３ｂが形成されるとともに、シリンダ室３ａ，３ｂ内にはピストン４ａ，４ｂが収容されている。ピストン４ａ，４ｂには、本体１から出没する一対のピストンロッド２ａ，２ｂの基端が取着されるとともに、ピストンロッド２ａ，２ｂの先端には図示しないテーブルの先端部材９が取着されている。二つのシリンダ室３ａ，３ｂは、本体１の両端部に形成された連通孔５ａ，５ｂを介して互いに連通している。本体１の両側面には空気給排孔６ａ〜６ｄが開口されている。

そして、例えば、図９に示す状態から空気給排孔６ｃに空気が供給されると、その空気は一方のシリンダ室３ｂ内におけるピストン４ｂよりも引込方向側の第１圧力作用室７ａ及び連通孔５ａを介して他方のシリンダ室３ａ内におけるピストン４ａよりも引込方向側の第１圧力作用室８ａに供給される。そして、シリンダ室３ａ，３ｂ内において、ピストン４ａ，４ｂよりも押出方向側の第２圧力作用室７ｂ，８ｂ内の空気が空気給排孔６ｂ，６ｄを介して外部へ排出される。すると、ピストン４ａ，４ｂがピストンロッド２ａ，２ｂの押出方向へ移動する。一方、空気給排孔６ｄに空気が供給されると、その空気は一方のシリンダ室３ｂの第２圧力作用室７ｂ及び連通孔５ｂを介して他方のシリンダ室３ａの第２圧力作用室８ｂに供給されるとともに、第１圧力作用室７ａ，８ａ内の空気が空気給排孔６ａ，６ｃを介して外部へ排出される。すると、ピストン４ａ，４ｂがピストンロッド２ａ，２ｂの引込方向へ移動する。

特開２００６−４６５００号公報

ところで、特許文献１の空気圧シリンダにおいて、例えば、重量の大きいワークを搬送するため、シリンダ室３ａ，３ｂの双方に空気を供給する場合がある。一方、ワークを搬送した後は、テーブルに取着される保持装置によってワークが保持されていないため、シリンダ室３ａ，３ｂのどちらか一方に供給することができれば十分な場合がある。

しかしながら、特許文献１の空気圧シリンダは、空気給排孔６ａ〜６ｄとシリンダ室３ａ，３ｂとは連通孔５ａ，５ｂを介して常に連通している。このため、一対のピストン４ａ，４ｂを移動させるために用いられる空気は、どのような使用状況であったとしても、例えば、空気給排孔６ｃから供給されてシリンダ室３ｂの第１圧力作用室７ａ及び連通孔５ａを介してシリンダ室３ａの第１圧力作用室８ａの双方に供給されるようになっている。よって、シリンダ室３ａ，３ｂの第１圧力作用室７ａ，８ａのいずれか一方に空気が供給されれば十分である場合であっても、シリンダ室３ａ，３ｂの第１圧力作用室７ａ，８ａの双方に空気が供給されてしまい、使用状況に見合った適正な空気使用量でピストン４ａ，４ｂを移動させることができず、無駄な空気を消費してしまっている。

また、一対のピストンがそれぞれ独立して移動する構成の空気圧シリンダでは、片方のシリンダ室のみに空気を供給して、片方のピストンのみを移動させればよい状況であっても、双方のシリンダ室に空気が供給されてしまうことで、加圧する必要のないピストンまで加圧してしまう場合がある。このように、シリンダ室のいずれか一方に空気が供給されれば十分である状況であっても、シリンダ室の双方に空気を供給してしまい、その結果、使用状況に見合った適正な空気使用量でピストンを移動させることができず、無駄な空気を消費してしまっている。

なお、こうした問題は、空気を用いて一対のピストンを移動させてワークの搬送等を行う空気圧シリンダに限らず、空気以外の流体を用いて一対のピストンを移動させてワークの搬送等を行う流体圧シリンダにおいても、概ね共通したものとなっている。

本発明は、このような従来の技術に存在する問題に着目してなされたものであり、その目的は、使用状況に見合った適正な流体使用量でピストンを移動させることができる流体圧シリンダを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、シリンダボディに一対のピストンがそれぞれ収容される第１シリンダ室及び第２シリンダ室が形成されるとともに、前記第１シリンダ室及び前記第２シリンダ室に対して流体を給排するための給排孔が形成された流体圧シリンダであって、前記シリンダボディには、前記給排孔と前記第１シリンダ室及び前記第２シリンダ室とを連通させる連通路が形成されるとともに、前記連通路上には、流体の供給先を前記第１シリンダ室及び前記第２シリンダ室の少なくとも一方に切り換える切換手段が設けられていることを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記連通路は、前記給排孔に連通する連通通路と、該連通通路に連通するとともに前記切換手段としての切換弁が収容される弁収容空間と、該弁収容空間と前記第１シリンダ室及び前記第２シリンダ室とを連通するように前記弁収容空間から分岐して延びる二つの連通孔とから形成され、前記切換弁は略円筒状に形成されるとともに軸方向の中央部には両端部の外径よりも小径をなす小径部が形成され、前記弁収容空間の内周面と前記小径部の外周面との間には、前記切換弁の全周に亘って延び前記連通通路に連通する隙間が形成されるとともに、前記二つの連通孔は前記弁収容空間の軸方向に互いに位置ずれした位置に形成され、前記弁収容空間の軸方向への前記切換弁の移動により前記隙間に対する連通が前記二つの連通孔の少なくとも一方に切換えられることを要旨とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記切換弁の内周面には雌ねじが形成されるとともに、前記雌ねじには操作用ボルトが螺合可能になっており、前記雌ねじと前記操作用ボルトとを螺合した状態で前記操作用ボルトを前記弁収容空間の軸方向へ移動させることにより前記切換弁を移動させることを要旨とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記第１シリンダ室及び前記第２シリンダ室それぞれには、前記ピストンによって区画される第１圧力作用室及び第２圧力作用室が形成されており、前記シリンダボディには第１給排孔、及び該第１給排孔と前記第１圧力作用室とを連通させる第１連通路が形成されるとともに、第２給排孔、及び該第２給排孔と前記第２圧力作用室とを連通させる第２連通路が形成され、前記第１連通路及び前記第２連通路それぞれに前記切換手段が設けられていることを要旨とする。

この発明によれば、使用状況に見合った適正な流体使用量でピストンを移動させることができる。

実施形態におけるエアシリンダを示す斜視図。エアシリンダの横断面図。エアシリンダ及び切換弁の縦断面図。第１切換弁又は第２切換弁を示す斜視図。第１切換弁又は第２切換弁を拡大した縦断面図。第１切換弁又は第２切換弁の雌ねじに操作用ボルトが螺合された状態を示す縦断面図。第１切換弁又は第２切換弁が第１収容凹部又は第２収容凹部内における中央部まで移動した状態を示す縦断面図。第１切換弁又は第２切換弁が第１収容凹部又は第２収容凹部内における底面まで移動した状態を示す縦断面図。従来例の空気圧シリンダを示す横断面図。

以下、本発明をエアシリンダに具体化した一実施形態を図１〜図８にしたがって説明する。なお、以下の説明において、「前後方向」、「上下方向」及び「左右方向」をいう場合は、特に説明がない限り、図１において矢印で示す「前後方向」、「上下方向」及び「左右方向」をいうものとする。

図１に示すように、エアシリンダ１０の外郭を形成するシリンダボディ１２上にはテーブル１１が設けられるとともに、テーブル１１に例えばワークを保持する保持装置等が取着される。

図２に示すように、シリンダボディ１２内には、第１シリンダ孔Ｈ１及び第２シリンダ孔Ｈ２がシリンダボディ１２における前後方向（軸方向）全体に亘って互いに平行に延びるように形成されている。シリンダボディ１２における後端（軸方向他端）寄りの両側面には、第１給排孔１２ａ，１２ｂが形成されるとともに、シリンダボディ１２の前後方向中央部の両側面には、第２給排孔１２ｃ，１２ｄが形成されている。

第１シリンダ孔Ｈ１及び第２シリンダ孔Ｈ２の前端の内側にはロッドメタル２３，２４が配設されている。ロッドメタル２３，２４は、Ｃ形止め輪２５，２６により、シリンダボディ１２の前後方向に沿ったシリンダボディ１２内からシリンダボディ１２外へ向けた移動が規制されている。ロッドメタル２３，２４の内周面には、ゴム製のロッドパッキン２７，２８が装着されている。また、ロッドメタル２３，２４の外周面にはゴム製のＯリング２９，３０が装着されている。

第１シリンダ孔Ｈ１及び第２シリンダ孔Ｈ２の後端は円柱状の第１封止体３１，３２が配設されることで封止されるとともに、前後方向の中央部には円柱状の第２封止体３３，３４が配設されることで封止されている。第２封止体３３，３４には挿通孔３３ｂ，３４ｂが形成されるとともに、第２封止体３３，３４の後端面には、ゴム等の弾性体からなる円環状のクッション部材３５，３６が設けられている。

第１シリンダ孔Ｈ１及び第２シリンダ孔Ｈ２内において、第１封止体３１，３２と第２封止体３３，３４により区画された空間によって第１シリンダ室１３及び第２シリンダ室１４が区画されている。第１シリンダ室１３及び第２シリンダ室１４には、空気によりシリンダボディ１２の前後方向に沿って移動可能な円環状をなすピストン１７，１８が収容されるとともに、ピストン１７，１８の前端面にはスペーサ１９，２０が取着されている。そして、ピストン１７、スペーサ１９、第１封止体３１及び第２封止体３３により、第１シリンダ室１３内が第１圧力作用室１３ａと第２圧力作用室１３ｂとに区画されている。また、ピストン１８、スペーサ２０、第１封止体３２及び第２封止体３４により、第２シリンダ室１４内が第１圧力作用室１４ａと第２圧力作用室１４ｂとに区画されている。

ピストン１７，１８には、ピストンロッド１５，１６に形成された突起部１５ａ，１６ａが嵌着され、ピストン１７，１８及びスペーサ１９，２０とピストンロッド１５，１６とが一体移動可能になっている。

第１シリンダ孔Ｈ１及び第２シリンダ孔Ｈ２内には、シリンダボディ１２の前後方向に延びるように一対のピストンロッド１５，１６がシリンダボディ１２から出没するように配設されている。ピストンロッド１５は、第２封止体３３の挿通孔３３ｂ及びロッドメタル２３を貫通して、先端がテーブル１１の先端部材１１ａに取着されている。また、ピストンロッド１６は、第２封止体３４の挿通孔３４ｂ及びロッドメタル２４を貫通して、先端がテーブル１１の先端部材１１ａに取着されている。ピストンロッド１５，１６の先端はボルト１１ｂ（図１参照）によって先端部材１１ａに固定され、ピストンロッド１５，１６が先端部材１１ａを介して互いに連結された状態となっている。

ロッドメタル２３，２４と第２封止体３３，３４との間には、ピストンロッド１５，１６を支持するための円筒状の軸受Ｂ１，Ｂ２が設けられている。ピストン１７，１８の外周面にはゴム製のＯリング１７ａ，１８ａが装着されるとともに、スペーサ１９，２０の外周面にはピストン位置検出用の環状のマグネット２１，２２が装着されている。

次に、エアシリンダ１０において、空気の供給先を切換えるための構成について説明する。
第１封止体３１，３２の周面には、第１給排孔１２ａ，１２ｂと連通する連通溝３１ａ，３２ａが全周に亘って形成されている。また、シリンダボディ１２の後側において、二つの第１封止体３１，３２に挟まれた位置には、シリンダボディ１２の左右方向に直線状に延びるように横断路３７が形成されるとともに、横断路３７は連通溝３１ａ，３２ａ同士を連通するように設けられている。

また、シリンダボディ１２における第１シリンダ室１３及び第２シリンダ室１４との間には、シリンダボディ１２の後端面１２ｅから第１シリンダ室１３及び第２シリンダ室１４との間に向かって前方へ延びる通路３８が直線状に形成されている。通路３８は、横断路３７の延在方向における中央部で横断路３７と直交し、連通するように設けられている。通路３８の後端は封止部材Ｆ１によって封止されている。

図１及び図３に示すように、シリンダボディ１２の後側において、第１シリンダ孔Ｈ１及び第２シリンダ孔Ｈ２に挟まれた位置であって、通路３８より前方には、弁収容空間としての第１収容凹部４１がシリンダボディ１２の上面１２ｈから凹設されている。図２に示すように、第１収容凹部４１は断面視円形状に形成されるとともに、この第１収容凹部４１は通路３８と連通している。よって、本実施形態では、連通溝３１ａ，３２ａ、横断路３７及び通路３８は、第１給排孔１２ａ，１２ｂと第１収容凹部４１とを連通する連通通路を形成している。また、シリンダボディ１２には、第１収容凹部４１と第１シリンダ室１３の第１圧力作用室１３ａとを連通可能にする第１連通孔３９が第１収容凹部４１から分岐して形成されるとともに、第１収容凹部４１と第２シリンダ室１４の第１圧力作用室１４ａとを連通可能にする第２連通孔４０が第１収容凹部４１から分岐して形成されている。

図３に示すように、第１連通孔３９は、第１収容凹部４１の内周面において、第１収容凹部４１の底面４１ａ寄りに形成されるとともに、第２連通孔４０は、第１収容凹部４１の内周面において、第１連通孔３９が形成される位置よりも第１収容凹部４１の開口寄りに形成されている。すなわち、第１連通孔３９及び第２連通孔４０は、第１収容凹部４１の軸方向に互いに位置ずれした位置に形成されている。

そして、本実施形態では、連通溝３１ａ，３２ａ、横断路３７、通路３８、第１収容凹部４１、第１及び第２連通孔３９，４０によって、第１給排孔１２ａ，１２ｂと第１シリンダ室１３及び第２シリンダ室１４とを連通させる第１連通路が構成されている。

第１連通路上である第１収容凹部４１内には、第１連通路を流れる空気の供給先を切り換える切換手段としての第１切換弁５０が収容されている。図４に示すように、第１切換弁５０は略円筒状をなしており、第１切換弁５０には、一端面５０ａから他端面５０ｂに向かって軸方向へ直線状に延びるように貫通する貫通孔５１が形成されている。貫通孔５１は第１切換弁５０の中心軸線上に形成されるとともに、貫通孔５１の内周には雌ねじＭが貫通孔５１の内周面全体に形成されている。図６に示すように、第１切換弁５０の雌ねじＭには、第１切換弁５０を操作するための操作用ボルトＢが螺合可能になっている。また、図４に示すように、第１切換弁５０の軸方向における中央部は、第１切換弁５０の両端部５３ａ，５３ｂの外径よりも小径である小径部５２となっている。そして、図３に示すように、小径部５２と第１収容凹部４１の内周面との間に隙間Ｓが形成されるようになっている。

両端部５３ａ，５３ｂの外周面には、図４において斜線で示すゴム製のＯリング５４が装着されている。そして、図３に示すように、Ｏリング５４によって両端部５３ａ，５３ｂの外周面と第１収容凹部４１の内周面との間がシールされ、隙間Ｓ内の空気が両端部５３ａ，５３ｂの外周面と第１収容凹部４１の内周面との間から漏れないようになっている。また、Ｏリング５４によって第１切換弁５０が第１収容凹部４１内で支持されるようになっている。

第１切換弁５０の軸方向への長さは、第１収容凹部４１の軸方向への長さよりも短くなっている。そして、図８に示すように、第１切換弁５０の他端面５０ｂが第１収容凹部４１の底面４１ａに当接するまで第１切換弁５０を移動させたとき、第１収容凹部４１の開口側には第１空間Ｋ１が区画されるようになっている。また、図５に示すように、第１切換弁５０の他端面５０ｂを第１収容凹部４１の底面４１ａから離間させたとき、第１収容凹部４１の底面４１ａ側には第２空間Ｋ２が区画されるようになっている。

第１切換弁５０の軸方向に沿った小径部５２の長さＬ１（図４参照）は、第１収容凹部４１内で第１切換弁５０を移動させたとき、常に隙間Ｓが通路３８と連通するように設定されている。小径部５２の長さＬ１及び第１切換弁５０の軸方向に沿った両端部５３ａ，５３ｂの長さＬ２は、図５に示すように、第２連通孔４０に隙間Ｓを連通させ、且つ隙間Ｓと第１連通孔３９との間にＯリング５４を位置させた状態で、第１連通孔３９が第２空間Ｋ２に連通するように設定されている。また、小径部５２の長さＬ１及び両端部５３ａ，５３ｂの長さＬ２は、図８に示すように、第１連通孔３９に隙間Ｓを連通させ、且つ隙間Ｓと第２連通孔４０との間にＯリング５４を位置させた状態で、第２連通孔４０が第１空間Ｋ１に連通するように設定されている。さらに、小径部５２の長さＬ１は、図７に示すように、第１連通孔３９及び第２連通孔４０の両方を隙間Ｓに連通させたとき、第１連通孔３９及び第２連通孔４０よりも外側にＯリング５４が位置するように設定されている。

図２に示すように、第２封止体３３，３４の周面には、第２給排孔１２ｃ，１２ｄと連通する連通溝３３ａ，３４ａが全周に亘って形成されている。また、シリンダボディ１２の中央部において、二つの第２封止体３３，３４に挟まれた位置には、シリンダボディ１２の左右方向に直線状に延びるように横断路４２が形成されるとともに、横断路４２は連通溝３３ａ，３４ａ同士を連通するように設けられている。

また、シリンダボディ１２における第１シリンダ孔Ｈ１及び第２シリンダ孔Ｈ２との間には、シリンダボディ１２の前端面１２ｆから第１シリンダ室１３及び第２シリンダ室１４との間に向かって後方へ延びる通路４３が直線状に形成されている。通路４３は、横断路４２の延在方向における中央部で横断路４２と直交し、連通するように設けられている。通路４３の前端は封止部材Ｆ２によって封止されている。

図１及び図３に示すように、シリンダボディ１２の中央部において、第１シリンダ孔Ｈ１及び第２シリンダ孔Ｈ２に挟まれた位置であって、通路４３よりも後方には、弁収容空間としての第２収容凹部４４がシリンダボディ１２の上面１２ｈから凹設されている。図２に示すように、第２収容凹部４４は断面視円形状に形成されるとともに、この第２収容凹部４４に通路４３が連通している。よって、本実施形態では、連通溝３３ａ，３４ａ、横断路４２及び通路４３は、第２給排孔１２ｃ，１２ｄと第２収容凹部４４とを連通する連通通路を形成している。また、シリンダボディ１２には、第２収容凹部４４と第１シリンダ室１３の第２圧力作用室１３ｂとを連通する第３連通孔４５が第２収容凹部４４から分岐して形成されるとともに、第２収容凹部４４と第２シリンダ室１４の第２圧力作用室１４ｂとを連通する第４連通孔４６が第２収容凹部４４から分岐して形成されている。

図３に示すように、第３連通孔４５は、第１連通孔３９と同様に第２収容凹部４４の内周面において、第２収容凹部４４の底面４４ａ寄りに形成されるとともに、第４連通孔４６は、第２連通孔４０と同様に第２収容凹部４４の内周面において、第３連通孔４５が形成される位置よりも第２収容凹部４４の開口寄りに形成されている。すなわち、第３連通孔４５及び第４連通孔４６は、第２収容凹部４４の軸方向に互いに位置ずれした位置に形成されている。

そして、本実施形態では、連通溝３３ａ，３４ａ、横断路４２、通路４３、第２収容凹部４４、第３及び第４連通孔４５，４６によって、第２給排孔１２ｃ，１２ｄと第１シリンダ室１３及び第２シリンダ室１４とを連通させる第２連通路が構成されている。

第２連通路上である第２収容凹部４４内には、第２連通路を流れる空気の供給先を切り換える切換手段としての第２切換弁６０が収容されている。第２切換弁６０の構成は第１切換弁５０の構成と同一であるため、第２切換弁６０の構成についての説明を簡略化する。

図４に示すように、第２切換弁６０には一端面６０ａから他端面６０ｂにかけて貫通孔６１が形成されるとともに、軸方向の中央部には両端部６３ａ，６３ｂよりも小径である小径部６２が形成されている。また、両端部６３ａ，６３ｂにはＯリング５４が装着されている。さらに、第２切換弁６０における小径部６２の軸方向の長さＬ１及び両端部６３ａ，６３ｂの長さＬ２は、隙間Ｓと第３連通孔４５又は第４連通孔４６との連通、第４連通孔４６と第１空間Ｋ１との連通、第３連通孔４５と第２空間Ｋ２との連通を、第１切換弁５０のように同様な切換が可能となるように設定されている。

次に、上記構成のエアシリンダ１０において、第１シリンダ室１３及び第２シリンダ室１４の双方に空気を供給して、ピストン１７，１８を押出方向へ移動させて重量の大きいワークを搬送させるとともに、ワークを搬送した後、第２シリンダ室１４のみに空気を供給して、ピストン１７，１８を引込方向へ戻すまでの作用を説明する。なお、以下の説明では、第１給排孔１２ｂ及び第２給排孔１２ｄによって空気を給排してピストン１７，１８を加圧して移動させる場合について説明する。また、第１給排孔１２ａ及び第２給排孔１２ｃによって空気を給排してピストン１７，１８を加圧して移動させる場合については、第１給排孔１２ｂ及び第２給排孔１２ｄによって空気を給排してピストン１７，１８を加圧して移動させる場合と概ね共通しているため、その説明を省略する。

まず、図６に示すように、第１切換弁５０の雌ねじＭに操作用ボルトＢを螺合するとともに、操作用ボルトＢを第１収容凹部４１の底面４１ａ側に向かって押し込む。そして、図７に示すように、隙間Ｓの一端側が第２連通孔４０と連通するとともに、隙間Ｓの他端側が第１連通孔３９と連通するように、第１切換弁５０を第１収容凹部４１内で移動させる。隙間Ｓの一端側が第２連通孔４０と連通するとともに、隙間Ｓの他端側が第１連通孔３９と連通した状態となったら、第１切換弁５０の雌ねじＭから操作用ボルトＢを螺退させて取り外す。一方、第２切換弁６０の雌ねじＭに操作用ボルトＢを螺合するとともに、操作用ボルトＢを操作して、図５に示すように、第２切換弁６０の隙間Ｓが第４連通孔４６と連通するように第２切換弁６０を第２収容凹部４４内で移動させる。第２切換弁６０の隙間Ｓが第４連通孔４６と連通した状態となったら、第２切換弁６０の雌ねじＭから操作用ボルトＢを螺退させて取り外す。

そして、第１給排孔１２ｂから空気が供給されると、図７に示すように、第１給排孔１２ｂから供給された空気が連通溝３２ａ、横断路３７及び通路３８を介して第１収容凹部４１内の隙間Ｓに流入する。そして、隙間Ｓに流入した空気は、隙間Ｓの一端側に向かう空気と他端側に向かう空気とに分かれ、隙間Ｓの一端側に流れた空気は、第２連通孔４０を介して第２シリンダ室１４の第１圧力作用室１４ａ内に供給される。また、隙間Ｓの他端側に流れた空気は、第１連通孔３９を介して第１シリンダ室１３の第１圧力作用室１３ａ内に供給される。

第１圧力作用室１３ａ，１４ａ内に空気が供給されると、ピストン１７，１８が第２封止体３３，３４に向けて移動するとともに、ピストンロッド１５，１６が押出方向へ移動する。すると、図５に示すように、第２シリンダ室１４の第２圧力作用室１４ｂ内の空気が第４連通孔４６を介して第２収容凹部４４内の隙間Ｓに排出されるとともに、通路４３、横断路４２、連通溝３４ａ及び第２給排孔１２ｄを介して外部へ排出される。

一方、第１シリンダ室１３の第２圧力作用室１３ｂ内の空気は、第３連通孔４５を介して第２空間Ｋ２に排出されるとともに、第２空間Ｋ２に排出された空気は、第２切換弁６０の貫通孔６１を介して外部に排出される。

このようにして、第１シリンダ室１３及び第２シリンダ室１４の双方に空気を供給して、ピストン１７，１８を押出方向へ移動させて重量の大きいワークを押出方向へ搬送することができる。

また、ワークを搬送した後、第２給排孔１２ｄから空気が供給されると、図５に示すように、第２給排孔１２ｄから供給された空気が連通溝３４ａ、横断路４２及び通路４３を介して第２収容凹部４４内の隙間Ｓに流入される。そして、隙間Ｓに流入された空気は、第４連通孔４６を介して第２シリンダ室１４の第２圧力作用室１４ｂ内に供給される。このとき、Ｏリング５４により第２切換弁６０の他端部６３ｂの外周面と第２収容凹部４４の内周面との間がシールされているため、隙間Ｓと第３連通孔４５との連通が遮断されており、第１シリンダ室１３の第２圧力作用室１３ｂ内へ空気が供給されない。

第２圧力作用室１４ｂ内に空気が供給されると、ピストン１８が第１封止体３２に向けて移動するとともに、ピストンロッド１６が引込方向へ移動する。すると、図７に示すように、第２シリンダ室１４の第１圧力作用室１４ａ内の空気が第２連通孔４０を介して隙間Ｓの一端側に排出されるとともに、第１収容凹部４１、通路３８、横断路３７、連通溝３２ａ及び第１給排孔１２ｂを介して外部に排出される。

また、ピストンロッド１６の引込方向への移動に同期して、先端部材１１ａを介してピストンロッド１６と連結されたピストンロッド１５も引込方向へ移動するとともに、ピストン１７が第１封止体３１に向けて移動する。そして、第１シリンダ室１３の第１圧力作用室１３ａ内の空気が第１連通孔３９を介して隙間Ｓの他端側に排出されるとともに、第１収容凹部４１、通路３８、横断路３７、連通溝３２ａ及び第１給排孔１２ｂを介して外部に排出される。

このようにして、ワークを搬送した後、第２シリンダ室１４のみに空気を供給して、ピストン１７，１８を引込方向へ戻すことができる。
次に、例えば、第１シリンダ室１３のみに空気を供給して、ピストン１７，１８を押出方向へ移動させて重量の小さいワークを搬送させるとともに、ワークを搬送した後、第１シリンダ室１３のみに空気を供給して、ピストン１７，１８を引込方向へ戻すまでの流れを説明する。

まず、図６に示すように、第１及び第２切換弁５０，６０の雌ねじＭに操作用ボルトＢを螺合するとともに、操作用ボルトＢを第１及び第２収容凹部４１，４４の底面４１ａ，４４ａに向かって、第１及び第２切換弁５０，６０の他端面５０ｂ，６０ｂが第１及び第２収容凹部４１，４４の底面４１ａ，４４ａと当接する位置まで押し込む。そして、図８に示すように、第１及び第２収容凹部４１，４４内の隙間Ｓが第１及び第３連通孔３９，４５と連通するように、第１及び第２切換弁５０，６０を第１及び第２収容凹部４１，４４内で移動させる。第１及び第２収容凹部４１，４４内の隙間Ｓが第１及び第３連通孔３９，４５と連通した状態となったら、第１及び第２切換弁５０，６０の雌ねじＭから操作用ボルトＢを螺退させて取り外す。

そして、第１給排孔１２ｂから空気が供給されると、第１給排孔１２ｂから供給された空気が連通溝３２ａ、横断路３７及び通路３８を介して第１収容凹部４１内の隙間Ｓに流入する。隙間Ｓに流入した空気は第１連通孔３９を介して第１シリンダ室１３の第１圧力作用室１３ａ内に供給される。このとき、Ｏリング５４により第１切換弁５０の一端部５３ａの外周面と第１収容凹部４１の内周面との間がシールされているため、隙間Ｓと第２連通孔４０との連通が遮断されており、第２シリンダ室１４の第１圧力作用室１４ａ内へ空気が供給されない。

第１圧力作用室１３ａ内に空気が供給されると、ピストン１７が第２封止体３３に向けて移動するとともに、ピストンロッド１５が押出方向へ移動する。すると、第２圧力作用室１３ｂ内の空気が第３連通孔４５を介して第２収容凹部４４内の隙間Ｓに排出されるとともに、通路４３、横断路４２、連通溝３４ａ及び第２給排孔１２ｄを介して外部へ排出される。

また、ピストンロッド１５の押出方向への移動に同期して、先端部材１１ａを介してピストンロッド１５と連結されたピストンロッド１６も押出方向へ移動するとともに、ピストン１８が第２封止体３４に向けて移動する。そして、第２シリンダ室１４の第２圧力作用室１４ｂ内の空気が第４連通孔４６を介して第１空間Ｋ１に排出されるとともに、第１空間Ｋ１に排出された空気は外部に排出される。このようにして、第１シリンダ室１３のみに空気を供給して、ピストン１７，１８を押出方向へ移動させて重量の小さいワークを搬送させることができる。

また、ワークを搬送した後、第２給排孔１２ｄから空気が供給されると、第２給排孔１２ｄから供給された空気が連通溝３４ａ、横断路４２及び通路４３を介して第２収容凹部４４内の隙間Ｓに流入される。そして、隙間Ｓに流入された空気は第３連通孔４５を介して第１シリンダ室１３の第２圧力作用室１３ｂ内に供給される。このとき、Ｏリング５４により第２切換弁６０の一端部６３ａの外周面と第２収容凹部４４の内周面との間がシールされているため、隙間Ｓと第４連通孔４６との連通が遮断されており、第２シリンダ室１４の第２圧力作用室１４ｂ内へ空気が供給されない。

第２圧力作用室１３ｂ内に空気が供給されると、ピストン１７が第１封止体３１に向けて移動するとともに、ピストンロッド１５が引込方向へ移動する。すると、第１圧力作用室１３ａ内の空気が第１連通孔３９を介して第１収容凹部４１の隙間Ｓに排出されるとともに、通路３８、横断路３７、連通溝３２ａ及び第１給排孔１２ｂを介して外部へ排出される。

また、ピストンロッド１５の引込方向への移動に同期して、先端部材１１ａを介してピストンロッド１５と連結されたピストンロッド１６も引込方向へ移動するとともに、ピストン１８が第１封止体３２に向けて移動する。そして、第２シリンダ室１４の第１圧力作用室１４ａ内の空気が第２連通孔４０を介して第１空間Ｋ１に排出されるとともに、第１空間Ｋ１に排出された空気は外部に排出される。

このようにして、ワークを搬送した後、第１シリンダ室１３のみに空気を供給して、ピストン１７，１８を引込方向へ戻すことができる。
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。

（１）シリンダボディ１２には、第１給排孔１２ａ，１２ｂと第１シリンダ室１３及び第２シリンダ室１４とを連通させる第１連通路上に第１切換弁５０が配設されるとともに第２給排孔１２ｃ，１２ｄと第１シリンダ室１３及び第２シリンダ室１４とを連通させる第２連通路上に第２切換弁６０が配設されている。そして、第１及び第２切換弁５０，６０により、第１及び第２給排孔１２ｂ，１２ｄから供給された空気を第１シリンダ室１３及び第２シリンダ室１４の双方、又は一方のみに供給されるようにすることができる。よって、第１及び第２切換弁５０，６０により空気の供給先を切り換えることで、常に両シリンダ室に空気が供給される場合と異なり、使用状況に見合った適正な空気使用量でピストン１７，１８を移動させることができる。

（２）第１及び第２切換弁５０，６０の軸方向中央部には小径部５２，６２が形成されるとともに、第１及び第２収容凹部４１，４４の内周面と小径部５２，６２の外周面との間には隙間Ｓが形成されている。また、第１及び第３連通孔３９，４５、及び第２連通孔４０及び第４連通孔４６は、第１及び第２収容凹部４１，４４の軸方向に互いに位置ずれした位置に形成されている。このため、第１及び第２切換弁５０，６０を第１及び第２収容凹部４１，４４の軸方向に沿って移動させることで、第１及び第３連通孔３９，４５、及び第２及び第４連通孔４０，４６に対し隙間Ｓを連通させたり、非連通にさせたりすることができ、空気の供給先を容易に切り換えることができる。

（３）第１及び第２切換弁５０，６０に貫通孔５１，６１を形成するとともに、貫通孔５１，６１の内周面に雌ねじＭを形成して、操作用ボルトＢと螺合可能とした。よって、操作用ボルトＢを雌ねじＭに螺合して、操作用ボルトＢを押し込んだり、引いたりすることで、第１及び第２収容凹部４１，４４内における第１及び第２切換弁５０，６０の位置を変更することができる。

（４）上記エアシリンダ１０では、第１連通路及び第２連通路を形成し、両連通路に第１及び第２切換弁５０，６０を設けた。よって、例えば、第１及び第２連通路のいずれか一方のみを形成して、第１及び第２切換弁５０，６０のいずれか一方のみ設けた構成のエアシリンダと比較して、ピストン１７，１８を移動させるための空気における供給先の選択肢を増やすことができる。

（５）重量の小さいワークを搬送する際には、第１シリンダ室１３及び第２シリンダ室１４の双方に空気を供給する必要がないため、第１及び第２切換弁５０，６０により、空気が第１シリンダ室１３又は第２シリンダ室１４のみに供給されるようにすることができる。よって、重量の小さいワークを搬送する際に、第１シリンダ室１３及び第２シリンダ室１４の双方に空気を供給して、ピストン１７，１８を移動させる場合と比較して、無駄な空気を消費することを抑制することができる。

（６）上記実施形態では、ワークの搬送後、ピストン１７，１８を引込方向へ戻すときには、第２切換弁６０により、第２給排孔１２ｄから供給された空気が第２シリンダ室１４のみに供給されるようにした。よって、ピストン１７，１８を引込方向へ戻すときに、第１シリンダ室１３及び第２シリンダ室１４の双方に空気を供給して、ピストン１７，１８を移動させる場合と比較して、第１シリンダ室１３に供給される空気使用量分を低減させることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態では、エアシリンダ１０に第１連通路と第２連通路との両者を形成し、その両者それぞれの一部を構成する第１及び第２収容凹部４１，４４内に第１及び第２切換弁５０，６０を収容したが、これに限らず、第２連通路を形成せずに第１連通路のみを形成して、第１収容凹部４１内に第１切換弁５０を配設してもよい。この場合、第２給排孔１２ｃ，１２ｄと第１シリンダ室１３及び第２シリンダ室１４とを連通させる通路を別に形成する必要がある。また、第１連通路を形成せずに第２連通路のみを形成して、第２収容凹部４４内に第２切換弁６０を配設してもよい。この場合、第１給排孔１２ａ，１２ｂと第１シリンダ室１３及び第２シリンダ室１４とを連通させる通路を別に形成する必要がある。

○ 実施形態において、重量の大きいワークを搬送した後、第２切換弁６０によって、第２給排孔１２ｄから供給された空気の供給先が第２シリンダ室１４の第２圧力作用室１４ｂになるようにしたが、これに限らない。例えば、重量の大きいワークを搬送した後、第２切換弁６０によって、第２給排孔１２ｄから供給された空気の供給先が第１シリンダ室１３の第２圧力作用室１３ｂになるようにしてもよい。

○ 実施形態において、重量の大きいワークを搬送した後、第２切換弁６０によって、第２給排孔１２ｄから供給された空気の供給先が第２シリンダ室１４の第２圧力作用室１４ｂになるようにしたが、これに限らない。例えば、重量の大きいワークを搬送した後、第２切換弁６０によって、第２給排孔１２ｄから供給された空気の供給先が第１シリンダ室１３及び第２シリンダ室１４の第２圧力作用室１３ｂ，１４ｂの双方になるようにしてもよい。

○ 実施形態では、ピストンロッド１５，１６の押出方向に重量の大きいワークを搬送したが、これに限らず、例えば、ピストンロッド１５，１６の引込方向に重量の大きいワークを搬送してもよい。この場合では、第２切換弁６０によって第２給排孔１２ｄから供給された空気が第１シリンダ室１３及び第２シリンダ室１４の双方に供給されるようにする。また、第１切換弁５０によって第１給排孔１２ｂから供給された空気が第１シリンダ室１３又は第２シリンダ室１４のみに供給されるようにする。

○ 実施形態では、重量の小さいワークを搬送する場合、第１シリンダ室１３のみに空気が供給されるようにしたが、これに限らず、第２シリンダ室１４のみに空気が供給されるようにしてもよい。この場合、図５に示すように、第１及び第２切換弁５０，６０の隙間Ｓが第２及び第４連通孔４０，４６と連通した状態にする。

○ 実施形態では、一対のピストンロッド１５，１６がテーブル１１の先端部材１１ａを介して連結された構成となっているが、これに限らず、例えば、一対のピストンロッドがそれぞれ独立して移動する構成であってもよい。これによれば、片方のピストンのみを移動させればよい状況であるのにも拘らず、双方のシリンダ室に空気を供給して一対のピストン両者を移動させている場合のように、無駄な空気を消費してしまうことを抑制することができる。

○ 実施形態において、第１及び第２切換弁５０，６０は、雌ねじＭに操作用ボルトＢを螺合して、操作用ボルトＢを押し込んだり、引いたりすることで、第１及び第２収容凹部４１，４４内における第１及び第２切換弁５０，６０の位置を変更するようにしたが、これに限らない。例えば、第１及び第２切換弁５０，６０と制御部とを電気的に接続させるとともに、制御部からの電気的信号により第１及び第２収容凹部４１，４４内における第１及び第２切換弁５０，６０の位置を変更できるようにしてよい。

○ 本発明を、空気を用いて一対のピストン１７，１８を移動させてワークの搬送を行うエアシリンダに適用したが、これに限らず、空気以外の流体を用いて一対のピストンを移動させてワークの搬送等を行うものに適用してもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記シリンダボディから出没する一対のピストンロッドの一端は、前記シリンダボディ上に設けられるテーブルの先端部材に取着されるとともに、前記一対のピストンロッドは前記先端部材を介して互いに連結されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の流体圧シリンダ。

Ｂ…操作用ボルト、Ｍ…雌ねじ、Ｓ…隙間、１０…エアシリンダ、１２…シリンダボディ、１２ａ，１２ｂ…第１給排孔、１２ｃ，１２ｄ…第２給排孔、１３…第１シリンダ室、１３ａ…第１圧力作用室、１３ｂ…第２圧力作用室、１４…第２シリンダ室、１４ａ…第１圧力作用室、１４ｂ…第２圧力作用室、１７，１８…ピストン、３１ａ，３２ａ…第１連通路の一部を構成する連通通路としての連通溝、３３ａ，３４ａ…第２連通路の一部を構成する連通通路としての連通溝、３７…第１連通路の一部を構成する連通通路としての横断路、３８…第１連通路の一部を構成する連通通路としての通路、３９…第１連通路の一部を構成する第１連通孔、４０…第１連通路の一部を構成する第２連通孔、４１…弁収容空間としての第１収容凹部、４２…第２連通路の一部を構成する連通通路としての横断路、４３…第２連通路の一部を構成する連通通路としての通路、４４…弁収容空間としての第２収容凹部、４５…第２連通路の一部を構成する第３連通孔、４６…第２連通路の一部を構成する第４連通孔、５０…切換手段としての第１切換弁、５２…小径部、５３ａ…一端部、５３ｂ…他端部、６０…切換手段としての第２切換弁、６２…小径部、６３ａ…一端部、６３ｂ…他端部。

Claims

シリンダボディに一対のピストンがそれぞれ収容される第１シリンダ室及び第２シリンダ室が形成されるとともに、前記第１シリンダ室及び前記第２シリンダ室に対して流体を給排するための給排孔が形成された流体圧シリンダであって、
前記シリンダボディには、前記給排孔と前記第１シリンダ室及び前記第２シリンダ室とを連通させる連通路が形成されるとともに、前記連通路上には、流体の供給先を前記第１シリンダ室及び前記第２シリンダ室の少なくとも一方に切り換える切換手段が設けられていることを特徴とする流体圧シリンダ。
前記連通路は、前記給排孔に連通する連通通路と、該連通通路に連通するとともに前記切換手段としての切換弁が収容される弁収容空間と、該弁収容空間と前記第１シリンダ室及び前記第２シリンダ室とを連通するように前記弁収容空間から分岐して延びる二つの連通孔とから形成され、
前記切換弁は略円筒状に形成されるとともに軸方向の中央部には両端部の外径よりも小径をなす小径部が形成され、前記弁収容空間の内周面と前記小径部の外周面との間には、前記切換弁の全周に亘って延び前記連通通路に連通する隙間が形成されるとともに、前記二つの連通孔は前記弁収容空間の軸方向に互いに位置ずれした位置に形成され、前記弁収容空間の軸方向への前記切換弁の移動により前記隙間に対する連通が前記二つの連通孔の少なくとも一方に切換えられることを特徴とする請求項１に記載の流体圧シリンダ。
前記切換弁の内周面には雌ねじが形成されるとともに、前記雌ねじには操作用ボルトが螺合可能になっており、前記雌ねじと前記操作用ボルトとを螺合した状態で前記操作用ボルトを前記弁収容空間の軸方向へ移動させることにより前記切換弁を移動させることを特徴とする請求項２に記載の流体圧シリンダ。
前記第１シリンダ室及び前記第２シリンダ室それぞれには、前記ピストンによって区画される第１圧力作用室及び第２圧力作用室が形成されており、前記シリンダボディには第１給排孔、及び該第１給排孔と前記第１圧力作用室とを連通させる第１連通路が形成されるとともに、第２給排孔、及び該第２給排孔と前記第２圧力作用室とを連通させる第２連通路が形成され、前記第１連通路及び前記第２連通路それぞれに前記切換手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の流体圧シリンダ。