JP2014224566A - 流体圧シリンダ - Google Patents

Abstract

【課題】流体圧シリンダにおいて、簡便にシリンダ径の変更を行うことで、設備投資を抑制しつつ自在に出力を変更して省エネルギー化を図る。
【解決手段】流体圧シリンダ１０において、ヘッドカバー１４の第１インロー部２６に多段状の第１〜第４段部２８ａ、３０ａ、３２ａ、３４ａを設け、ロッドカバー１６の第２インロー部５０に多段状の第１〜第４段部２８ｂ、３０ｂ、３２ｂ、３４ｂを同様に設け、第１〜第４段部のいずれか１つに対してシリンダチューブ１２を選択的に装着することで、ヘッドカバー及びロッドカバーと同軸で、且つ、軸方向に位置決めされた状態で保持される。これにより、直径の異なる新たなシリンダチューブ１２、新たなピストン１８を準備し、第１〜第４段部のいずれか１つを選択してシリンダチューブを装着することで、ボア径の異なる流体圧シリンダ１０を構成することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧力流体の供給作用下にピストンを軸方向に沿って変位させる流体圧シリンダに関する。

従来から、ワーク等の搬送手段として、例えば、圧力流体の供給作用下に変位するピストンを有する流体圧シリンダが用いられている。

このような流体圧シリンダでは、例えば、特許文献１に開示されるように、筒状のシリンダチューブと、該シリンダチューブの端部に設けられるシリンダカバーと、前記シリンダチューブの内部に変位自在に設けられるピストンとを有し、前記シリンダカバーのポートへ圧力流体を供給することで、前記シリンダチューブ内に導入された圧力流体によってピストンを押圧して軸方向に沿って変位させる。このピストンの軸方向への推力が流体圧シリンダの出力となる。

この流体圧シリンダでは、シリンダカバーの端部に、シリンダチューブ側に向かって突出したインロー部を有し、前記インロー部の外周側に前記シリンダチューブを挿入することで、前記シリンダチューブと前記シリンダカバーとが径方向、且つ、軸方向に位置決めされた状態で組み付けられている。

実開昭５６−１４６１０５号公報

上述したように流体圧シリンダでは、例えば、搬送するワークの形状や重量等の変更に伴い、要求される出力の大きさが変わるため、出力の大きさが異なる別の流体圧シリンダを準備して対応する必要があるが、設備投資の増加を招くこととなる。

また、近年、省エネルギー化やコスト削減の観点から、ワークの形状や重量等に見合った最適な出力が得られる流体圧シリンダを使用することが望まれている。しかしながら、一般的に、流体圧シリンダは、異なるボア径（シリンダ径）の仕様を細かに設定することが難しく、やむを得ず、所望の出力よりも大きな出力性能を備えた流体圧シリンダを使用していることがある。このような場合には、ワークを搬送するための出力が過大であり、余分な圧力流体を使用しているため、その消費量が本来の消費量より増加してしまい、近年の省エネルギー化の流れとは相反することとなる。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、簡便にシリンダ径の変更を行うことで、設備投資を抑制しつつ出力を自在に変更して省エネルギー化を図ることが可能な流体圧シリンダを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、内部にシリンダ室を有した筒状のシリンダチューブと、前記シリンダチューブの両端部に装着される一組のカバー部材と、前記シリンダ室に沿って変位自在に設けられるピストンとを有する流体圧シリンダにおいて、
前記カバー部材には、前記シリンダチューブが挿入され、該シリンダチューブを軸方向及び径方向に位置決めする位置決め手段が設けられ、前記位置決め手段は、直径の異なる少なくとも２つ以上のインロー部を有し、複数のインロー部のいずれか１つに前記シリンダチューブの内周面又は外周面が選択的に装着されることを特徴とする。

本発明によれば、シリンダ室を内部に有した筒状のシリンダチューブの両端部に一組のカバー部材が設けられ、該シリンダチューブに沿ってピストンが変位自在に設けられる流体圧シリンダにおいて、前記カバー部材には前記シリンダチューブが挿入され軸方向及び径方向に位置決め可能な位置決め手段が設けられ、前記位置決め手段が直径の異なる少なくとも２つ以上のインロー部からなり、複数のインロー部のいずれか１つに前記シリンダチューブの内周面又は外周面が選択的に装着される。

従って、シリンダ室の直径が異なる別のシリンダチューブへと交換する際、前記カバー部材のインロー部からシリンダチューブを取り外し、別のシリンダチューブを直径の異なる別のインロー部へと装着することで、同一のカバー部材に対して直径の異なるシリンダチューブを容易に交換することが可能となる。

その結果、流体圧シリンダで得られる出力を変更する場合に、シリンダチューブ及びその内部に設けられるピストンの直径が異なる別の流体圧シリンダを準備する必要がなく、同一の流体圧シリンダのカバー部材を利用して出力変更が可能となり、所望の出力を得ることが可能となる。すなわち、新たな流体圧シリンダを準備するための設備投資を抑制できると共に、所望の出力を得るために最適な直径（ボア径）のシリンダチューブを選択して流体圧シリンダを構成できるため、例えば、所望の出力に対して過大な出力性能の流体圧シリンダを使用していた場合と比較し、最小限の圧力流体の消費量で駆動させることができ、省エネルギー化を図ることができる。

また、シリンダチューブを新たな別のシリンダチューブへと交換し、流体圧シリンダの出力を変更した場合でも、該流体圧シリンダの長手方向に沿った一組のカバー部材の位置（ピッチ）が変わることがないため、例えば、製造ライン等において従前の取付位置に取り付けることが可能となる。

さらに、インロー部を、カバー部材に形成された環状溝の内周面及び外周面に設けるとよい。

さらにまた、インロー部は、カバー部材の軸方向に沿って互いにオフセットするように形成するとよい。またさらに、インロー部には、シリンダチューブの端部が当接する壁部にシール部材を装着するとよい。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、流体圧シリンダを構成するカバー部材に、直径の異なる少なくとも２つ以上のインロー部からなる位置決め手段を設け、複数のインロー部のうちいずれか１つに選択的にシリンダチューブを装着可能な構成とすることにより、前記位置決め手段からシリンダチューブを取り外し、シリンダ室の直径が異なる別のシリンダチューブを直径の異なる別のインロー部へと装着することで、同一のカバー部材に対して直径の異なるシリンダチューブを容易に交換することが可能となる。

その結果、流体圧シリンダにおいて出力変更をする場合に、シリンダチューブ及びその内部に設けられるピストンの直径が異なる別の流体圧シリンダを準備する必要がなく、同一の流体圧シリンダのカバー部材を利用して出力を変更し、所望の出力を得ることが可能となる。すなわち、新たな流体圧シリンダを準備するための設備投資を抑制でき、しかも、所望の出力を得るために最適な直径を選択して流体圧シリンダを構成できるため、最小限の圧力流体の消費量で駆動させることができ、その結果、省エネルギー化を図ることができる。

また、シリンダチューブを新たな別のシリンダチューブへと交換し、流体圧シリンダの出力を変更した場合でも、該流体圧シリンダの長手方向に沿った一組のカバー部材の位置が変わることがないため、例えば、製造ライン等において従前の取付位置に取り付けることが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係る流体圧シリンダの全体断面図である。 図２Ａは、図１のシリンダチューブの一端部側近傍を示す拡大断面図であり、図２Ｂは、図１のシリンダチューブの他端部側近傍を示す拡大断面図である。 図１の流体圧シリンダにおいて、直径の異なる新たなシリンダチューブへと交換した場合を示す全体断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る流体圧シリンダの全体断面図である。 図５Ａは、本発明の第３の実施の形態に係る流体圧シリンダの一部断面図であり、図５Ｂは、図５Ａの流体圧シリンダに対して直径の異なるシリンダチューブを装着した場合を示す一部断面図である。 図６Ａは、本発明の第４の実施の形態に係る流体圧シリンダの一部断面図であり、図６Ｂは、図６Ａの流体圧シリンダに対して直径の異なるシリンダチューブを装着した場合を示す一部断面図である。

本発明に係る流体圧シリンダについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の第１の実施の形態に係る流体圧シリンダを示す。

この流体圧シリンダ１０は、図１〜図２Ｂに示されるように、円筒状のシリンダチューブ１２と、該シリンダチューブ１２の一端部に装着されるヘッドカバー（カバー部材）１４と、前記シリンダチューブ１２の他端部側に装着されるロッドカバー（カバー部材）１６と、前記シリンダチューブ１２の内部に変位自在に設けられるピストン１８を含む。

シリンダチューブ１２は、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って略一定直径（シリンダ径Ｃ１）で延在した円筒体からなり、その内部にはピストン１８が収容されるシリンダ室２０が形成される。

ヘッドカバー１４は、例えば、金属製材料から断面略矩形状に形成され、その四隅には軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って貫通した貫通孔に図示しない連結ロッドが挿通される。

ヘッドカバー１４の中央部には、シリンダチューブ１２側（矢印Ａ方向）に臨むように凹部２２が所定深さで形成され、前記凹部２２の内周面に沿って形成された環状溝に第１シールリング２４が装着される。この凹部２２は、略一定直径からなる断面略円形状に形成され、ヘッドカバー１４がシリンダチューブ１２の一端部に装着された際にシリンダ室２０と連通する。

また、ヘッドカバー１４には、シリンダチューブ１２側（矢印Ａ方向）となる一端面に、該シリンダチューブ１２側（矢印Ａ方向）に向かって突出した第１インロー部２６が形成され、該第１インロー部２６は、凹部２２と同軸で、該凹部２２の外周側に環状に形成される。

この第１インロー部２６は、例えば、図１及び図２Ａに示されるように、直径の異なる第１〜第４段部２８ａ、３０ａ、３２ａ、３４ａからなる多段状に形成され、前記第１段部２８ａが最も小径に形成され、第２段部３０ａが前記第１段部２８ａより大径で外周側に形成され、第３段部３２ａが前記第２段部３０ａより大径でさらに外周側に形成され、第４段部３４ａが最も外周側に形成される。第１〜第４段部２８ａ、３０ａ、３２ａ、３４ａは、それぞれ環状に形成され、同軸上に配置される。

第１段部２８ａは、略一定径で形成され、ヘッドカバー１４の端面に対してシリンダチューブ１２側（矢印Ａ方向）に向かって所定長さだけ突出して形成され、第２段部３０ａ、第３段部３２ａ、第４段部３４ａの順番でヘッドカバー１４の端面からの突出長さが段階的に小さくなる。

換言すれば、第１段部２８ａに対して第２〜第４段部３０ａ、３２ａ、３４ａが、段階的にヘッドカバー１４側（矢印Ｂ方向）に接近するように軸方向且つ径方向外側にオフセットして形成される。

また、第１〜第４段部２８ａ、３０ａ、３２ａ、３４ａと直交し、ヘッドカバー１４の端面と略平行な各壁部３６には、環状溝を介してそれぞれОリング３８が装着される。

そして、図１及び図２Ａに示されるように、ヘッドカバー１４における第２段部３０ａの外周側にシリンダチューブ１２の一端部が挿入され壁部３６に当接することで、前記ヘッドカバー１４に対して軸方向及び径方向に位置決めされ保持される。この際、シリンダチューブ１２の一端部は、壁部３６に装着されたОリング３８に当接することで、前記シリンダチューブ１２とヘッドカバー１４との間を通じた圧力流体の漏出が防止される。

一方、ヘッドカバー１４の側面には、圧力流体が供給・排出される第１流体ポート４０が設けられ、前記第１流体ポート４０が凹部２２と連通している。そして、図示しない圧力流体供給源から第１流体ポート４０へと圧力流体が供給された後、凹部２２へと導入される。

ロッドカバー１６は、例えば、金属製材料から断面略矩形状に形成され、その四隅に形成された貫通孔に連結ロッド（図示せず）が挿通される。そして、図１に示されるように、ロッドカバー１６とヘッドカバー１４との間にシリンダチューブ１２が装着された状態で、前記ヘッドカバー１４及びロッドカバー１６に挿通された連結ロッドの両端部にナットを螺合することで、前記ヘッドカバー１４とロッドカバー１６との間にシリンダチューブ１２が挟持され固定される。

また、ロッドカバー１６の中央部は、シリンダチューブ１２から離間する方向に膨出し、その略中央部には軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って貫通したロッド孔４２が形成される。そして、ロッド孔４２の内周面には、ブッシュ４４及びロッドパッキン４６が装着されると共に、該ロッド孔４２のシリンダチューブ１２側には、環状溝を介して第２シールリング４８が装着される。なお、ロッド孔４２は、シリンダ室２０と連通している。

さらに、ロッドカバー１６には、シリンダチューブ１２側（矢印Ｂ方向）となる一端面に、該シリンダチューブ１２側（矢印Ｂ方向）に向かって突出した第２インロー部５０が形成され、該第２インロー部５０は、ロッド孔４２と同軸で、該ロッド孔４２の外周側に環状に形成される。

この第２インロー部５０は、例えば、図１及び図２Ｂに示されるように、直径の異なる第１〜第４段部２８ｂ、３０ｂ、３２ｂ、３４ｂからなる多段状に形成され、前記第１段部２８ｂが最も小径に形成され、第２段部３０ｂが前記第１段部２８ｂより大径で外周側に形成され、第３段部３２ｂが前記第２段部３０ｂより大径でさらに外周側に形成され、第４段部３４ｂが最も外周側に形成される。第１〜第４段部２８ｂ、３０ｂ、３２ｂ、３４ｂは、それぞれ環状に形成され、同軸に配置されると共に、ヘッドカバー１４に形成された第１〜第４段部２８ａ、３０ａ、３２ａ、３４ａとそれぞれ同一直径で形成される。

第１段部２８ｂは、略一定径で形成され、ロッドカバー１６の端面に対してシリンダチューブ１２側（矢印Ｂ方向）に向かって所定長さだけ突出して形成され、第２段部３０ｂ、第３段部３２ｂ、第４段部３４ｂの順番でロッドカバー１６の端面からの突出長さが段階的に小さくなる。換言すれば、第１段部２８ｂに対して第２〜第４段部３０ｂ、３２ｂ、３４ｂが、段階的にロッドカバー１６側（矢印Ａ方向）に接近するように軸方向且つ径方向にオフセットして形成される。

また、第１〜第４段部２８ｂ、３０ｂ、３２ｂ、３４ｂと直交し、ロッドカバー１６の端面と略平行な各壁部３６には、それぞれ環状溝を介してОリング３８が装着される。

そして、図１及び図２Ｂに示されるように、ロッドカバー１６における第２段部３０ｂの外周側にシリンダチューブ１２の他端部が挿入され壁部３６に当接することで、前記ロッドカバー１６に対して軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）及び径方向に位置決めされ保持される。この際、シリンダチューブ１２の他端部は、壁部３６に装着されたОリング３８に当接することで、前記シリンダチューブ１２とロッドカバー１６との間を通じた圧力流体の漏出が防止される。

すなわち、ヘッドカバー１４における第１インロー部２６の第１〜第４段部２８ａ、３０ａ、３２ａ、３４ａと、ロッドカバー１６における第２インロー部５０の第１〜第４段部２８ｂ、３０ｂ、３２ｂ、３４ｂとが、シリンダチューブ１２を挟んで互いに対向するように設けられ、前記第１及び第２インロー部２６、５０によってシリンダチューブ１２の両端部が保持される。

一方、ロッドカバー１６の側面には、圧力流体が供給・排出される第２流体ポート５２が設けられ、前記第２流体ポート５２がロッド孔４２と連通している。そして、第２流体ポート５２から供給された圧力流体は、ロッド孔４２からシリンダ室２０へと導入される。

ピストン１８は、図１に示されるように、例えば、シリンダチューブ１２のシリンダ径Ｃ１と略同一直径で形成され、その外周面には、複数の環状溝を介してピストンパッキン５４、磁性体５６及びウェアリング５８が装着されている。

また、ピストン１８の中央部には、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って貫通したピストン孔（図示せず）が形成され、前記ピストン孔にピストンロッド６０の一端部が挿通され連結される。このピストンロッド６０は、その一端部がピストン１８に連結され、他端部がロッド孔４２に挿通されブッシュ４４によって変位自在に支持される。

また、ピストン１８の両端面には、それぞれ第１及び第２クッションリング６２、６４が装着されている。第１及び第２クッションリング６２、６４は略同一形状に形成され、前記第１クッションリング６２が、ヘッドカバー１４側となるピストン１８の一端面側（矢印Ｂ方向）に配置され、該一端面から突出するように設けられると共に、前記第２クッションリング６４が、ロッドカバー１６側となるピストン１８の他端面側（矢印Ａ方向）に配置され、ピストンロッド６０の外周面を覆うように設けられる。

そして、ピストン１８の軸方向に沿った変位作用下に第１及び第２クッションリング６２、６４が凹部２２及びロッド孔４２へと挿入され、第１及び第２シールリング２４、４８に摺接することで変位速度が減速される。

本発明の第１の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、図１に示されるピストン１８がヘッドカバー１４側（矢印Ｂ方向）に変位し、第１クッションリング６２が凹部２２に収容された状態を初期位置として説明する。

先ず、図示しない圧力流体供給源から圧力流体を第１流体ポート４０へと導入する。この場合、第２流体ポート５２は、図示しない切換弁による切換作用下に大気開放状態としておく。これにより、圧力流体が、第１流体ポート４０から凹部２２へと供給され、前記凹部２２からシリンダ室２０へと導入された圧力流体によってピストン１８がロッドカバー１６側（矢印Ａ方向）へと押圧される。そして、ピストン１８の変位作用下にピストンロッド６０が共に変位し、該ピストンロッド６０の端部に装着された第１クッションリング６２が第１シールリング２４に摺接しながら凹部２２から離脱する。

次に、ピストン１８の変位作用下に第２クッションリング６４がロッド孔４２へと挿入されることにより、圧力流体の流量が絞られてシリンダ室２０内で圧縮される。その結果、ピストン１８が変位する際の変位抵抗となり、該ピストン１８の変位速度が変位終端位置に近づくにつれて徐々に低下する。

最後に、ピストン１８がロッドカバー１６側（矢印Ａ方向）に向かって徐々に変位し、第２クッションリング６４が完全にロッド孔４２に収容されることにより、ピストン１８がロッドカバー１６側（矢印Ａ方向）に到達した変位終端位置となる。

一方、ピストン１８を前記とは反対方向（矢印Ｂ方向）に変位させる場合には、第２流体ポート５２に圧力流体を供給すると共に、第１流体ポート４０を切換弁（図示せず）の切換作用下に大気開放状態とする。そして、圧力流体が、第２流体ポート５２からロッド孔４２へと供給され、該ロッド孔４２からシリンダ室２０へと導入された圧力流体によってピストン１８がヘッドカバー１４側（矢印Ｂ方向）へと押圧される。

そして、ピストン１８の変位作用下にピストンロッド６０が共に変位し、該ピストンロッド６０の端部に装着された第２クッションリング６４が第２シールリング４８に摺接しながらロッド孔４２から離脱する。

次に、ピストン１８の変位作用下に第１クッションリング６２が凹部２２へと挿入されることにより、圧力流体の流量が絞られてシリンダ室２０内で圧縮される。その結果、ピストン１８が変位する際の変位抵抗となり、該ピストン１８の変位速度が徐々に低下する。そして、ピストン１８がヘッドカバー１４に当接することで初期位置へと復帰する（図１参照）。

次に、上述した流体圧シリンダ１０の出力を変更するために、シリンダチューブ１２及びピストン１８を交換し、ボア径（シリンダ径）を変更する場合について説明する。なお、ここでは、前記ボア径を大きくすることで出力を大きくする場合について説明する。

先ず、連結ロッドに螺合された図示しないナットを緩め、シリンダチューブ１２を間としてヘッドカバー１４とロッドカバー１６との連結状態を解除し、前記シリンダチューブ１２に対して前記ヘッドカバー１４及びロッドカバー１６を軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に互いに離間させる。

次に、図３に示されるように、上述したシリンダチューブ１２より大径のシリンダ径Ｃ２の新たなシリンダチューブ１２ａと、前記シリンダ径Ｃ２と略同一直径で形成された新たなピストン１８ａを準備する。この場合、新たなシリンダチューブ１２ａの軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った長さは、ヘッドカバー１４及びロッドカバー１６における第４段部３４ａ、３４ｂと第２段部３０ａ、３０ｂとの軸方向に沿った長さの差分（図３中、Ｌ参照）だけシリンダチューブ１２の長さに対して長く形成されると共に、前記シリンダチューブ１２ａの装着される第４段部３４ａ、３４ｂに臨む壁部３６には、環状溝を介してОリング３８をそれぞれ装着しておく。

すなわち、ヘッドカバー１４とロッドカバー１６との軸方向に沿った離間距離が変化することがないようにシリンダチューブ１２の軸方向に沿った長さが設定される。

そして、ヘッドカバー１４における第４段部３４ａの外周にシリンダチューブ１２ａの一端部を挿入することで、前記ヘッドカバー１４に対して前記シリンダチューブ１２ａの一端部が保持され、このシリンダチューブ１２ａの内周径に対応した大径のピストン１８ａを該シリンダチューブ１２ａの内部に挿通させた状態で、前記シリンダチューブ１２ａの他端部をロッドカバー１６における第４段部３４ｂの外周に挿入する。これにより、シリンダチューブ１２ａの他端部がロッドカバー１６に装着されると共に、該シリンダチューブ１２ａの両端部がОリング３８にそれぞれ当接した状態となる。

この状態で、ヘッドカバー１４及びロッドカバー１６に連結ロッド（図示せず）を挿通させ、その両端部にナットを螺合させ締結することで、前記シリンダチューブ１２ａを挟んでヘッドカバー１４とロッドカバー１６とが連結される。

その結果、流体圧シリンダ１０において、シリンダ径Ｃ２が大径なシリンダチューブ１２ａ及びピストン１８ａへと交換され、前記ピストン１８ａの変位作用下にピストンロッド６０から軸方向に出力される出力が大きくなる。このように、例えば、搬送するワークの重量等に応じて出力を大きくする場合、シリンダ径の大きなシリンダチューブ１２ａ、それに対応した大径のピストン１８ａへと交換することで、前記ワークに応じた最適な出力が得られる。

一方、流体圧シリンダ１０におけるボア径を小さくする場合には、シリンダ径の小さなシリンダチューブ１２、該シリンダ径に対応した直径のピストン１８を準備して組み付けることで容易に出力を減少させることが可能となり、それに伴って、流体圧シリンダ１０において使用される圧力流体の消費量を削減することが可能となる。その結果、流体圧シリンダ１０において省エネルギー化を図ることができる。

換言すれば、流体圧シリンダ１０において、様々なシリンダ径を有したシリンダチューブ１２及び該シリンダ径に対応したピストン１８を変更することで、ヘッドカバー１４及びロッドカバー１６を共用化しつつ自在に出力を変更することが可能となる。

なお、上述した流体圧シリンダ１０では、４つの第１〜第４段部２８ａ、２８ｂ、３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂが第１及び第２インロー部２６、５０にそれぞれ設けられる構成について説明したが、これに限定されるものではなく、前記第１及び第２インロー部２６、５０における段部の数量及び直径が対応していれば、特にその数量は限定されるものではない。

以上のように、第１の実施の形態では、流体圧シリンダ１０を構成するヘッドカバー１４の第１インロー部２６に直径の異なる第１〜第４段部２８ａ、３０ａ、３２ａ、３４ａを設け、ロッドカバー１６の第２インロー部５０にも同様に直径の異なる第１〜第４段部２８ｂ、３０ｂ、３２ｂ、３４ｂを設け、前記第１〜第４段部２８ａ、２８ｂ、３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂのいずれか１つに選択的にシリンダチューブ１２を装着することで、軸方向に位置決めし、且つ、前記ヘッドカバー１４及びロッドカバー１６と同軸上に保持することができる。そのため、異なるシリンダ径を有した新たなシリンダチューブ１２ａと、それに対応した直径の新たなピストン１８ａへと交換することで、同一のヘッドカバー１４及びロッドカバー１６を用いてボア径（シリンダ径）の異なる流体圧シリンダ１０を容易に構成することが可能となる。

その結果、流体圧シリンダ１０で得られる出力を変更する場合に、ピストン１８の直径、シリンダチューブ１２の直径が異なる別の流体圧シリンダ１０を準備する必要がなく、同一の流体圧シリンダ１０のヘッドカバー１４及びロッドカバー１６を利用して出力を変更し、所望の出力を得ることが可能となる。

すなわち、新たな流体圧シリンダを準備するための設備投資を抑制できると共に、所望の出力を得るために最適な直径（ボア径）を有したシリンダチューブ１２及びピストン１８を選択して流体圧シリンダ１０を構成できるため、例えば、所望の出力に対して過大な出力性能の流体圧シリンダを使用していた場合と比較し、最小限の圧力流体の消費量で駆動させることができ、それに伴って、省エネルギー化を図ることができる。

また、シリンダ径の異なるシリンダチューブ１２ａ、該シリンダ径に対応したピストン１８ａを交換し、流体圧シリンダ１０におけるシリンダ室２０のシリンダ径（Ｃ１、Ｃ２）を変更した場合でも、第１〜第４段部２８ａ、２８ｂ、３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂの軸方向に沿った差分に応じた長さの新たなシリンダチューブ１２ａを用いることで、前記流体圧シリンダ１０の長手寸法が変化してしまうことがない。

そのため、例えば、流体圧シリンダ１０を製造ライン等で使用し、ヘッドカバー１４及びロッドカバー１６を介して前記製造ラインに取り付ける場合、その取付位置（取付ピッチ）が変わってしまうことがなく、従前の取付位置に確実に取り付けることが可能となる。その結果、製造ラインで使用されていた流体圧シリンダ１０のボア径を容易に変更し、該製造ラインに対して容易且つ確実に設置することが可能となる。

さらに、第１及び第２インロー部２６、５０において、流体圧シリンダ１０の軸方向と直交し、第１〜第４段部２８ａ、２８ｂ、３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂに対応してそれぞれ形成された各壁部３６に、環状溝を介してОリング３８を着脱自在に設けることにより、シリンダチューブ１２の装着される段部に対応して前記Оリング３８を装着することで、該シリンダチューブ１２の端部を前記Оリング３８へと当接させることができる。その結果、Оリング３８によってシリンダチューブ１２とヘッドカバー１４及びロッドカバー１６との間を通じた圧力流体の漏出を確実に防止できる。

次に、第２の実施の形態に係る流体圧シリンダ１００を図４に示す。なお、上述した第１の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。

この流体圧シリンダ１００では、図４に示されるように、ヘッドカバー１０２及びロッドカバー１０４における第１及び第２インロー部１０６、１０８が、それぞれ第５及び第６段部１１０ａ、１１０ｂ、１１２ａ、１１２ｂからなる２段の段付状に形成される点で、第１の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０と相違している。

このヘッドカバー１０２及びロッドカバー１０４における第５及び第６段部１１０ａ、１１０ｂ、１１２ａ、１１２ｂは、該第５段部１１０ａ、１１０ｂが内周側、第６段部１１２ａ、１１２ｂが外周側となるように形成されると共に、前記ヘッドカバー１０２及びロッドカバー１０４の端面に対する突出長さは、第６段部１１２ａ、１１２ｂに対して第５段部１１０ａ、１１０ｂが長くなるように形成される。

また、第５段部１１０ａ、１１０ｂの直径が、例えば、上述した第１の実施の形態の流体圧シリンダ１０における第２段部３０ａ、３０ｂと同一直径に設定され、第６段部１１２ａ、１１２ｂの直径が、前記流体圧シリンダ１０における第４段部３４ａ、３４ｂと同一直径に設定される。すなわち、流体圧シリンダ１０の第２及び第４段部３０ａ、３０ｂ、３４ａ、３４ｂに相当する段部が設けられ、その間の直径となる第３段部３２ａ、３２ｂが設けられていない構成となる。

さらに、ヘッドカバー１０２及びロッドカバー１０４には、第５及び第６段部１１０ａ、１１０ｂ、１１２ａ、１１２ｂと直交し、前記ヘッドカバー１０２及びロッドカバー１０４の端面と略平行な壁部１１４がそれぞれ形成される。この壁部１１４にはそれぞれ環状溝を介してОリング３８が装着される。なお、この壁部１１４の面積は、第１の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０の各壁部３６と比較し、段部の数量が少ない分だけ大きく確保することが可能となる。詳細には、壁部１１４の面積を、径方向に大きく確保することができる。

そして、例えば、ヘッドカバー１０２における第５段部１１０ａの外周側にシリンダチューブ１２の一端部を挿入し、前記シリンダチューブ１２の他端部を、ロッドカバー１０４における第５段部１１０ｂの外周側に挿入してそれぞれ壁部１１４に当接させることで、前記シリンダチューブ１２がヘッドカバー１０２及びロッドカバー１０４に対して軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）、且つ、径方向に位置決めされた状態で保持される。この際、シリンダチューブ１２の両端部が、壁部１１４に装着されたОリング３８に当接することで、該シリンダチューブ１２とヘッドカバー１０２及びロッドカバー１０４との間を通じた圧力流体の漏出が防止される。

なお、この流体圧シリンダ１００の動作及びボア径の変更作業については、第１の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０と同様であるため、その詳細な説明は省略する。

以上のように、第２の実施の形態では、流体圧シリンダ１００を構成するヘッドカバー１０２の第１インロー部１０６に直径の異なる第５及び第６段部１１０ａ、１１２ａを設け、ロッドカバー１０４の第２インロー部１０８にも同様に直径の異なる第５及び第６段部１１０ｂ、１１２ｂを設け、前記第５及び第６段部１１０ａ、１１０ｂ、１１２ａ、１１２ｂのいずれか一方に選択的にシリンダチューブ１２を装着することで、該シリンダチューブ１２を軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に位置決めし、且つ、前記ヘッドカバー１０２及びロッドカバー１０４と同軸上に保持することができる。そのため、異なるシリンダ径を有した新たなシリンダチューブ１２と、それに対応した直径の新たなピストン１８へと交換することで、同一のヘッドカバー１０２及びロッドカバー１０４を用いてボア径（シリンダ径）の異なる流体圧シリンダ１００を容易に構成することが可能となる。

その結果、流体圧シリンダ１００で得られる出力を変更する場合に、ピストン１８の直径、シリンダチューブ１２の直径が異なる別の流体圧シリンダを準備する必要がなく、同一の流体圧シリンダ１００のヘッドカバー１０２及びロッドカバー１０４を利用して出力を変更して、所望の出力を得ることが可能となる。

すなわち、新たな流体圧シリンダを準備するための設備投資を抑制できると共に、所望の出力を得るために最適な直径（ボア径）を有したシリンダチューブ１２及びピストン１８を選択して流体圧シリンダ１００を構成できるため、例えば、所望の出力に対して過大な出力性能の流体圧シリンダを使用していた場合と比較し、最小限の圧力流体の消費量で駆動させることができ、それに伴って、省エネルギー化を図ることができる。

また、第１の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０と比較し、第１及び第２インロー部１０６、１０８における段部の数量が少ないため、シリンダチューブ１２の両端部が当接する壁部１１４の面積を大きく確保できる。その結果、シリンダチューブ１２の両端部をヘッドカバー１０２及びロッドカバー１０４に対してより一層確実に当接させ、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った位置決めをより高精度に行うことが可能となる。

次に、第３の実施の形態に係る流体圧シリンダ１２０を図５Ａ及び図５Ｂに示す。なお、上述した第１及び第２の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０、１００と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。

この流体圧シリンダ１２０では、図５Ａ及び図５Ｂに示されるように、ヘッドカバー１２２及びロッドカバー１２４における端面に、環状に窪んだ第１及び第２インロー部１２６、１２８がそれぞれ形成されている点で、第１及び第２の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０、１００と相違している。

第１インロー部１２６は、ヘッドカバー１２２においてシリンダチューブ１２に臨む端面から所定深さだけ軸方向（矢印Ｂ方向）に沿って窪み、且つ、凹部２２と同軸上に形成される。

また、第１インロー部１２６には、その内部に外周側に形成された第１インロー面１３０ａと、内周側に形成された第２インロー面１３２ａを備え、前記第１及び第２インロー面１３０ａ、１３２ａは、ヘッドカバー１２２の軸方向と平行、且つ、互いに平行に形成される。すなわち、第２インロー面１３２ａがヘッドカバー１２２の中心側に設けられる。この第１インロー面１３０ａと第２インロー面１３２ａとの径方向の離間距離は、シリンダチューブ１２の径方向厚さに対して大きく設定される。

さらに、第１インロー部１２６における第１及び第２インロー面１３０ａ、１３２ａに臨む壁部には、それぞれ環状溝を介してОリング３８が装着され、シリンダチューブ１２の一端部が装着された際に当接することで気密が保持される。

そして、第１インロー部１２６における第１インロー面１３０ａ又は第２インロー面１３２ａのいずれか一方にシリンダチューブ１２の外周面又は内周面が当接することで径方向に位置決めされる。

一方、第２インロー部１２８は、ロッドカバー１２４においてシリンダチューブ１２に臨む端面から所定深さだけ軸方向（矢印Ａ方向）に沿って窪み、且つ、ロッド孔４２と同軸上に形成される。

また、第２インロー部１２８には、第１インロー部１２６と同様に、その内部に外周側に形成された第１インロー面１３０ｂと、内周側に形成された第２インロー面１３２ｂを備え、前記第１及び第２インロー面１３０ｂ、１３２ｂは、ロッドカバー１２４の軸方向と平行、且つ、互いに平行に形成される。すなわち、第２インロー面１３２ｂがロッドカバー１２４の中心側に設けられる。この第１インロー面１３０ｂと第２インロー面１３２ｂとの径方向の離間距離は、シリンダチューブ１２の径方向厚さに対して大きく設定される。

さらに、第２インロー部１２８における第１及び第２インロー面１３０ｂ、１３２ｂに臨む壁部には、それぞれ環状溝を介してОリング３８が装着され、シリンダチューブ１２の他端部が装着された際に当接することで気密が保持される。

そして、第２インロー部１２８における第１インロー面１３０ｂ又は第２インロー面１３２ｂのいずれか一方にシリンダチューブ１２の外周面又は内周面が当接することで径方向に位置決めされる。

例えば、図５Ａに示される流体圧シリンダ１２０では、シリンダチューブ１２の一端部及び他端部が、それぞれ第１及び第２インロー部１２６、１２８において外周側に設けられた第１インロー面１３０ａ、１３０ｂに当接して径方向に位置決めされ、前記第１及び第２インロー部１２６、１２８の壁部に当接することで軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に位置決めされ保持された状態にある。

そして、直径の異なる小径の新たなシリンダチューブ１２ａへと交換する場合には、図５Ｂに示されるように、該シリンダチューブ１２ａの内周面を第１インロー部１２６における第２インロー面１３２ａに当接させ、径方向に位置決めすると共に、その内部に前記シリンダチューブ１２ａの直径に対応したピストン１８ａを挿通させる。この状態で、シリンダチューブ１２ａの他端部を、ロッドカバー１２４の第２インロー部１２８へと挿入し、その第２インロー面１３２ｂに当接させた後に壁部へと当接させる。これにより、シリンダチューブ１２ａが、第２インロー面１３２ａ、１３２ｂによってヘッドカバー１２２及びロッドカバー１２４に対して軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）、且つ、径方向に位置決めされた状態で保持される。この際、シリンダチューブ１２ａの両端部が、壁部に装着されたОリング３８に当接することで、該シリンダチューブ１２ａとヘッドカバー１２２及びロッドカバー１２４との間を通じた圧力流体の漏出が防止される。

以上のように、第３の実施の形態では、ヘッドカバー１２２及びロッドカバー１２４の端面に、それぞれ環状に窪み、且つ、シリンダチューブ１２の径方向厚さより径方向に大きな第１及び第２インロー部１２６、１２８をそれぞれ設けることで、その外周側となる第１インロー面１３０ａ、１３０ｂ、又は、内周側となる第２インロー面１３２ａ、１３２ｂのいずれか一方を用いてシリンダチューブ１２の径方向における位置決めを行うことが可能となる。そのため、単一の第１及び第２インロー部１２６、１２８によって直径の異なるシリンダチューブ１２、１２ａの位置決めを行うことができる。その結果、直径の異なるシリンダチューブ１２、１２ａの位置決めを行うための複数のインロー部をヘッドカバー１２２及びロッドカバー１２４にそれぞれ設ける場合と比較し、それぞれ単一の第１及び第２インロー部１２６、１２８で対応できるため、流体圧シリンダ１２０における製造コストの削減を図ることが可能となる。

次に、第４の実施の形態に係る流体圧シリンダ１４０を図６Ａ及び図６Ｂに示す。なお、上述した第１〜第３の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０、１００、１２０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。

この流体圧シリンダ１４０では、図６Ａ及び図６Ｂに示されるように、ヘッドカバー１４２及びロッドカバー１４４における端面に形成され複数のインローを有した第１及び第２インロー部１４６、１４８をそれぞれ備えている点で、第１〜第３の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０、１００、１２０と相違している。

この第１インロー部１４６は、例えば、ヘッドカバー１４２においてシリンダチューブ１２に臨む端面から所定深さだけ軸方向（矢印Ｂ方向）に沿って窪み、径方向に所定間隔離間した複数（例えば、２つ）の第１インロー１５０ａ、１５０ｂを有し、前記第１インロー１５０ａ、１５０ｂは、それぞれ凹部２２と同軸上で環状に形成される。外周側に設けられる一方の第１インロー１５０ａは、外部に露呈するように形成され、内周側に設けられる他方の第１インロー１５０ｂは、環状で溝状に形成される。

また、各第１インロー１５０ａ、１５０ｂに臨む壁部には、それぞれ溝部を介してОリング３８が装着され、シリンダチューブ１２の一端部が装着された際に当接することで気密が保持される。

そして、第１インロー部１４６における第１インロー１５０ａ、１５０ｂのいずれか一方にシリンダチューブ１２の一端部が挿入され、その内周面が該第１インロー１５０ａ、１５０ｂの外周面に当接することで径方向に位置決めされる。すなわち、第１インロー部１４６における第１インロー１５０ａ、１５０ｂがシリンダチューブ１２の径方向への位置決めを行うインロー面として機能する。

一方、第２インロー部１４８は、例えば、ロッドカバー１４４においてシリンダチューブ１２に臨む端面から所定深さだけ軸方向（矢印Ａ方向）に沿って窪み、径方向に所定間隔離間した複数（例えば、２つ）の第２インロー１５２ａ、１５２ｂを有し、前記第２インロー１５２ａ、１５２ｂは、それぞれロッド孔４２と同軸上で環状に形成される。外周側に設けられる一方の第２インロー１５２ａは、外部に露呈するように形成され、内周側に設けられる他方の第２インロー１５２ｂは、環状で溝状に形成される。

また、各第２インロー１５２ａ、１５２ｂに臨む壁部には、それぞれ溝部を介してОリング３８が装着され、シリンダチューブ１２の一端部が装着された際に当接することで気密が保持される。

そして、第２インロー部１４８における第２インロー１５２ａ、１５２ｂのいずれか一方にシリンダチューブ１２の他端部が挿入され、その内周面が該第２インロー１５２ａ、１５２ｂの外周面に当接することで径方向に位置決めされる。すなわち、第２インロー部１４８における第２インロー１５２ａ、１５２ｂがシリンダチューブ１２の径方向への位置決めを行うインロー面として機能する。

例えば、図６Ａに示される流体圧シリンダ１４０では、シリンダチューブ１２の一端部及び他端部が、それぞれ第１及び第２インロー部１４６、１４８において外周側に設けられた第１及び第２インロー１５０ａ、１５２ａに装着され径方向に位置決めされ、且つ、前記第１及び第２インロー部１４６、１４８の壁部に当接することで軸方向に位置決めされ保持された状態にある。

そして、例えば、上述したシリンダチューブ１２に対して直径の異なる小径の新たなシリンダチューブ１２ａへと交換する場合には、図６Ｂに示されるように、該シリンダチューブ１２ａの一端部を第１インロー部１４６における内周側の第１インロー１５０ｂへ挿入し、その内周面を前記第１インロー１５０ｂの外周面へと当接させることで径方向に位置決めする。その後、シリンダチューブ１２ａの内部に該シリンダチューブ１２ａの直径に対応した小径のピストン１８ａを挿通させた状態で、前記シリンダチューブ１２ａの他端部を、ロッドカバー１４４における第２インロー部１４８の内周側の第２インロー１５２ｂへと挿入し、その外周面に当接させ、且つ、壁部へと当接させる。

これにより、シリンダチューブ１２ａが、内周側に設けられた第１及び第２インロー１５０ａ、１５２ａによってヘッドカバー１４２及びロッドカバー１４４に対して軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）、且つ、径方向に位置決めされた状態で保持される。この際、シリンダチューブ１２ａの両端部が、壁部に装着されたОリング３８に当接することで、該シリンダチューブ１２ａとヘッドカバー１４２及びロッドカバー１４４との間を通じた圧力流体の漏出が防止される。

以上のように、第４の実施の形態では、ヘッドカバー１４２及びロッドカバー１４４の端部に、互いに径方向に所定間隔離間した複数の第１及び第２インロー１５０ａ、１５０ｂ、１５２ａ、１５２ｂを有した第１及び第２インロー部１４６、１４８を設けることにより、前記第１及び第２インロー１５０ａ、１５０ｂ、１５２ａ、１５２ｂが径方向にのみ段状で、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）には互いにオフセットしていないため、直径の異なるシリンダチューブ１２ａへと交換する場合に、該シリンダチューブ１２ａを同一長さとすることでピストン１８、１８ａのストロークを変更することなく交換することが可能となる。また、それに伴って、流体圧シリンダ１４０を製造ライン等で設置する際、ヘッドカバー１４２及びロッドカバー１４４の取付位置（取付ピッチ）が変わってしまうことがなく、従前の取付位置に確実に取り付けることが可能となる。その結果、製造ラインで使用されていた流体圧シリンダ１４０のボア径を容易に変更し、該製造ラインに対して容易且つ確実に設置することができる。

なお、上述した第４の実施の形態においては、第１及び第２インロー部１４６、１４８における各第１及び第２インロー１５０ａ、１５０ｂ、１５２ａ、１５２ｂに対してそれぞれ１つのシリンダチューブ１２（１２ａ）が装着可能な構成について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、環状に形成された前記第１及び第２インロー１５０ｂ、１５２ｂを径方向に拡大し、前記第１インロー１５０ｂにおける内周面及び外周面、前記第２インロー１５２ｂにおける内周面及び外周面にそれぞれ前記シリンダチューブ１２（１２ａ）を位置決め可能な構成としてもよい。

すなわち、第１及び第２インロー１５０ｂ、１５２ｂに対してそれぞれ直径の異なるシリンダチューブ１２を２種類装着して位置決めできるため、第１及び第２インロー１５０ａ、１５２ａにシリンダチューブ１２を装着して位置決めする場合も含めると、流体圧シリンダ１４０において直径の異なる３種類のシリンダチューブ１２を選択的に装着し、径方向に位置決めして組み付けることが可能となる。

なお、本発明に係る流体圧シリンダは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０、１００、１２０、１４０…流体圧シリンダ
１２、１２ａ…シリンダチューブ
１４、１０２、１２２、１４２…ヘッドカバー
１６、１０４、１２４、１４４…ロッドカバー
１８、１８ａ…ピストン ２２…凹部
２６、１０６、１２６、１４６…第１インロー部
２８ａ、２８ｂ…第１段部 ３０ａ、３０ｂ…第２段部
３２ａ、３２ｂ…第３段部 ３４ａ、３４ｂ…第４段部
３６、１１４…壁部 ４２…ロッド孔
５０、１０８、１２８、１４８…第２インロー部
１１０ａ、１１０ｂ…第５段部 １１２ａ、１１２ｂ…第６段部
１３０ａ、１３０ｂ…第１インロー面 １３２ａ、１３２ｂ…第２インロー面
１５０ａ、１５０ｂ…第１インロー １５２ａ、１５２ｂ…第２インロー

Claims (4)

1. 内部にシリンダ室を有した筒状のシリンダチューブと、前記シリンダチューブの両端部に装着される一組のカバー部材と、前記シリンダ室に沿って変位自在に設けられるピストンとを有する流体圧シリンダにおいて、
   前記カバー部材には、前記シリンダチューブが挿入され、該シリンダチューブを軸方向及び径方向に位置決めする位置決め手段が設けられ、前記位置決め手段は、直径の異なる少なくとも２つ以上のインロー部を有し、複数のインロー部のいずれか１つに前記シリンダチューブの内周面又は外周面が選択的に装着されることを特徴とする流体圧シリンダ。
2. 請求項１記載の流体圧シリンダにおいて、
   前記インロー部は、前記カバー部材の軸方向に沿って互いにオフセットするように形成されることを特徴とする流体圧シリンダ。
3. 請求項１又は２記載の流体圧シリンダにおいて、
   前記インロー部は、前記カバー部材に形成された環状溝の内周面及び外周面に設けられることを特徴とする流体圧シリンダ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の流体圧シリンダにおいて、
   前記インロー部には、前記シリンダチューブの端部が当接する壁部にシール部材が装着されることを特徴とする流体圧シリンダ。

Images