JP2016133154A - 流体圧シリンダ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、ロッドの回転を確実に防止できる流体圧シリンダを提供するとともに、ロッドの回転防止手段の一部をピストンのストロークエンド検出手段として利用することにより、装置全体の構成を簡素化する。【解決手段】流体圧シリンダ１０は、ピストン１２に同軸的に連結されボデイ２０内を直線摺動するピストンロッド１４を備え、ピストンロッド１４の側面にピストンロッド１４の軸線方向に沿って所定の長さを有する切欠凹部６８が形成され、ボデイ２０の内面から切欠凹部６８に向かって突出し、切欠凹部６８の底面７０に平面同士で当接する先端面８２を有する平面軸受７６が設けられる。【選択図】図２

Description

本発明は、流体圧シリンダに関し、特に、ボデイ内を直線移動するロッドを備えた流体圧シリンダに関する。

従来から、例えば、ピストンと同軸的に連結したロッドの端部に対してワーク位置決めピンを偏心した位置で取り付け、該ワーク位置決めピンをシフト動作させる流体圧シリンダが知られている。この流体圧シリンダでは、ワーク位置決めピンが流体圧シリンダの軸線周りに回転しないようにするため、ロッドの回転を防止する必要がある。

上記ロッドの回転を防止する技術として、ロッドの側面からロッドの軸線に対して垂直方向に延びる軸部材を設け、該軸部材をボデイに形成したガイド溝に案内支持させるものがある（特許文献１参照）。

特許文献１の流体圧シリンダでは、さらに、ピストンのストロークエンドを検出するため、ロッドに溝を形成するとともにボデイに磁気センサを設ける構成が付加されている。

仏国特許出願公開第２７８９６１６号明細書

しかしながら、特許文献１の流体圧シリンダでは、軸部材とロッドの連結部分でワークから伝わる回転トルクを受け止めるため、該連結部分の強度を高くする必要があり、また、ロッドの回転防止手段とは別にピストンのストロークエンド検出手段を設けていることから、装置が複雑化ないし大型化する問題がある。

本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、簡単な構成で、ロッドの回転を確実に防止できる流体圧シリンダを提供することを目的とする。また、ロッドの回転防止手段の一部をピストンのストロークエンド検出手段として利用することにより、装置全体の構成を簡素化することを目的とする。

本発明に係る流体圧シリンダは、ピストンに同軸的に連結されボデイ内を直線摺動するロッドを備えた流体圧シリンダであって、ロッドの側面にロッドの軸線方向に沿って所定の長さを有する凹部が形成され、ボデイの内面から凹部に向かって突出し、凹部の底面に平面同士で当接する先端面を有する平面軸受が設けられることを特徴とする。

上記の流体圧シリンダによれば、ボデイに設けられた平面軸受の先端面をロッドの側面に形成された凹部の底面に平面同士で当接させることにより、ロッドの回転を確実に防止できる。

上記の流体圧シリンダにおいて、非接触型の近接センサが平面軸受に隣接してボデイ内に設けられ、凹部の軸方向端部を検出するように構成されていると好適である。これによれば、ロッドの回転防止手段として形成された凹部を利用して、ピストンのストロークエンドを検出することができ、装置全体の構成を簡素化することができる。

また、ロッドは、凹部が形成された領域を除いてボデイの嵌合穴に略隙間なく嵌合することによって軸受支持されるのが好ましい。これによれば、ロッドを広い面積で安定して軸受支持することができるほか、流体圧シリンダの全長を短くすることも可能になる。

さらに、平面軸受の突出量を調整可能な手段を有するのが好ましい。これによれば、平面軸受の先端面と凹部の底面とのクリアランスを簡単に設定調整することができ、ロッドの不回転の精度を上げることができるほか、経時変化にも対応することができる。

さらにまた、ボデイには、ロッドがボデイから外方に延出する箇所に対応してグリース溜りまたは潤滑油保持部材が設けられていてもよい。これによれば、ロッドの円滑な摺動作用を長期に亘って維持できる。

また、ロッドの端部側にワーク位置決めピンが設けられてもよい。これによれば、ワークから回転トルクを受けてもワークを安定して支持することができる流体圧シリンダを提供できる。

本発明に係る流体圧シリンダによれば、ボデイに設けられた平面軸受の先端面をロッドの側面に形成された凹部の底面に平面同士で当接させることにより、ロッドの回転を確実に防止できる。また、ロッドの回転防止手段として形成された凹部を利用して、ピストンのストロークエンドを検出することができ、装置全体の構成を簡素化することができる。

本発明の実施形態に係る流体圧シリンダを一部カットした斜視図である。 図１に示す流体圧シリンダを参照符号Ａで示す方向から見た縦断面図である。 図２に示す流体圧シリンダのＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図１に示す流体圧シリンダを参照符号Ｂで示す方向から見た側面図である。 図１に示す流体圧シリンダを参照符号Ｃで示す方向から見た側面図である。 図１に示す流体圧シリンダが上方ストロークエンドまで動作したときに参照符号Ａで示す方向から見た縦断面図である。 図１に示す流体圧シリンダのピストンロッドに治具を取り付けたときの要部斜視図である。

以下、本発明に係る流体圧シリンダについて好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。以下において、「上」あるいは「下」というときは、図面における上下方向の向きをいう。

図１〜図６に示すように、本発明の実施形態に係る流体圧シリンダ１０は、ピストン１２、ピストンロッド（ロッド）１４、エンドカバー１６、シリンダチューブ１８、ボデイ２０、スクレーパホルダー２２等からなる。

エンドカバー１６は、矩形状の厚肉プレートからなる部材であり、四隅に連結ボルト挿通穴２４が形成されている。エンドカバー１６の上面には、円形の突出段部２６が形成されている。

ボデイ２０は、横断面の外形が略正方形の四角柱状の部材であり、上下方向に貫通するピストンロッド嵌合穴２８を有する。ピストンロッド嵌合穴２８の内径は、ピストンロッド１４の外径と略同一である。ボデイ２０の一側面には、後述する軸受ブラケット３０を取り付けるための矩形凹部３２が形成されており、矩形凹部３２の底面は、さらにピストンロッド嵌合穴２８まで貫通する穴部３４を有する。ボデイ２０の下端面には、円形の突出段部３６が形成されるとともに、四隅に連結ボルト螺合用のねじ穴（図示せず）が形成されている。

シリンダチューブ１８は、薄肉円筒状の部材であり、下端がエンドカバー１６の突出段部２６の外周に嵌合されるとともに、上端がボデイ２０の突出段部３６の外周に嵌合される。エンドカバー１６の突出段部２６の外周とボデイ２０の突出段部３６の外周には、それぞれシールリング３８、４０が装着されている。

エンドカバー１６の各連結ボルト挿通穴２４から連結ボルト４２が挿入され、シリンダチューブ１８の外側を通ってボデイ２０のねじ穴に螺合される。これにより、エンドカバー１６、シリンダチューブ１８及びボデイ２０が一体的に結合される。

スクレーパホルダー２２は、中央にピストンロッド挿通穴４４を有する円環プレート状部材で、下面に円環状の突出部４６が形成されている。スクレーパホルダー２２は、突出部４６がピストンロッド嵌合穴２８の上側に形成されたボデイ２０の円形凹部４８に嵌合され、複数のスクレーパホルダー取付ボルト５０によってボデイ２０に固定される。

エンドカバー１６の上面、シリンダチューブ１８の内壁面及びボデイ２０の下面により画定されるシリンダ室内に断面円形のピストン１２が摺動可能に配設される。ピストン１２の外周面にはピストンパッキン５２が装着され、シリンダ室は、ピストン１２により上方側の第１圧力室５４と下方側の第２圧力室５６に区画される。第１圧力室５４に繋がる第１ポート５８がボデイ２０の下端寄りの側面に設けられ、第２圧力室５６に繋がる第２ポート６０がエンドカバー１６の側面に設けられる。

ピストン１２に連結されたピストンロッド１４は、後述する切欠凹部６８が形成された領域を除いて、ボデイ２０のピストンロッド嵌合穴２８に略隙間なく嵌合される。ピストンロッド１４の端部は、スクレーパホルダー２２のピストンロッド挿通穴４４を通って上方に突出する。ボデイ２０の下端部内周には、ピストンロッド１４に摺接するロッドパッキン６２が装着されるとともに、グリース溜り６４が設けられている。スクレーパホルダー２２の内周には、ピストンロッド１４に摺接するスクレーパ６５と金属スクレーパ６６が装着されている。また、ボデイ２０とスクレーパホルダー２２との間には、ピストンロッド１４がボデイ２０から外方に延出する箇所に対応してグリース溜り６７が設けられている。

ボデイ２０内に位置するピストンロッド１４の側面には、所定の軸方向長さに亘って切欠凹部（凹部）６８が形成されている。切欠凹部６８の底面７０は、ピストンロッド１４の軸線と平行な平面となっており、切欠凹部６８の軸方向両端は、ピストンロッド１４の軸線に対して傾斜する傾斜面７２、７４となっている。

ピストンロッド１４の切欠凹部６８と対向するボデイ２０の内面には、切欠凹部６８に向かって突出する四角柱状の平面軸受７６が設けられている。平面軸受７６は、ボルト・ナットからなる調整手段７８を介して軸受ブラケット３０に取り付けられており、その突出量が調整可能となっている。軸受ブラケット３０は、ボデイ２０の矩形凹部３２に嵌合され、複数の軸受ブラケット取付ボルト８０によってボデイ２０に固定される。平面軸受７６の先端面８２は、ピストンロッド１４の軸線と平行な平面となっており、その全面が切欠凹部６８の底面７０に当接する。

非接触型のセンサからなる第１近接センサ８４及び第２近接センサ８６が、平面軸受７６の上側及び下側に隣接して、ボデイ２０の穴部３４内に設けられる。第１近接センサ８４及び第２近接センサ８６は、軸受ブラケット３０に取り付けられ、その先端がボデイ２０の内面からわずかに後退した状態でピストンロッド１４の外周面と対向する。

アンプ９０及びコネクタ９２を備えたセンサブラケット８８が、センサブラケット固定具９４を用いて軸受ブラケット３０の外側に固定される。第１近接センサ８４及び第２近接センサ８６によって検出された信号は、コネクタ９２から延びる信号線（図示せず）によって外部に導出される。

スクレーパホルダー２２から上方に突出するピストンロッド１４の端部は、四方の側面がピストンロッド１４の軸線に平行な平面で切り欠かれ、９０度おきに４つの平坦部９６を有する。ピストンロッド１４には、対向する各組の平坦部９６に亘って、ピストンロッド１４の軸線に垂直方向に貫通する一組の大径貫通孔９８と一組の小径貫通孔９９が上下方向に交互に並んで形成されている。

図７に示すように、これらの平坦部９６のうち適宜のものを利用して、矩形の厚肉プレートからなる治具１００がピストンロッド１４の突出端部に固定される。すなわち、治具１００の一方の面の短辺寄りの箇所を所定の平坦部９６に突き当て、これと対向する平坦部９６から一組の大径貫通孔９８に治具取付ボルト１０２を挿通し、治具１００に形成されたねじ穴（図示せず）に螺合する。このとき、治具１００から突出するピン（図示せず）が一組の小径貫通孔９９に嵌合する。治具１００には、ピストンロッド１４の突出端部から離れた位置において、ピストンロッド１４の軸線と平行に上方に突出するワーク位置決めピン１０４が設けられている。

なお、図５において参照符号１０６で示されるのは、流体圧シリンダ１０を図示しないワーク位置決め装置本体に固定するための固定具挿通孔である。

本実施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、以下、特に図２及び図６を参照しながら、その作用及び効果について説明する。

第２圧力室５６に圧力流体を供給するとともに、第１圧力室５４から圧力流体を排出すると、ピストンロッド１４はピストン１２と一体となって、ボデイ２０のピストンロッド嵌合穴２８を上方に摺動する。ピストン１２がボデイ２０の下面に当接して上方のストロークエンドに至ると、第２近接センサ８６がピストンロッド１４の切欠凹部６８の下端側の傾斜面７４を通過したのちピストンロッド１４の外周面と対向し、ピストン１２が上方のストロークエンドに到達したことが検出される（図６参照）。このとき、治具１００のワーク位置決めピン１０４がワークの嵌合穴に嵌入し、ワークの位置決め固定がなされる。

ワークに対する溶接等の所要の作業が終了した後、第１圧力室５４に圧力流体を供給するとともに、第２圧力室５６から圧力流体を排出すると、ピストンロッド１４はピストン１２と一体となって、ボデイ２０のピストンロッド嵌合穴２８を下方に摺動する。ピストン１２がエンドカバー１６の上面に当接して下方のストロークエンドに至ると、第１近接センサ８４がピストンロッド１４の切欠凹部６８の上端側の傾斜面７２を通過したのちピストンロッド１４の外周面と対向し、ピストン１２が下方のストロークエンドに到達したことが検出される（図２参照）。このとき、治具１００のワーク位置決めピン１０４がワークの嵌合穴から離脱する。

平面軸受７６の先端面８２は、切欠凹部６８の底面７０とのクリアランスが極小となるように、予め調整手段７８によりその突出量が調整されている。また、ピストンロッド１４は、ボデイ２０のピストンロッド嵌合穴２８に略隙間なく嵌合することによって軸受支持されている。これにより、平面軸受７６の先端面８２は、その全面が切欠凹部６８の底面７０に当接し、ワークからピストンロッド１４に伝わる回転力に対して十分な反力を付与できるようになっている。したがって、ピストン１２の全ストローク範囲に亘って、ピストンロッド１４の回転が確実に防止される。

本実施形態に係る流体圧シリンダ１０によれば、ボデイ２０に設けられた平面軸受７６の先端面８２をピストンロッド１４の側面に形成された切欠凹部６８の底面７０に平面同士で当接させているので、ピストンロッド１４の回転を確実に防止できる。

また、第１近接センサ８４及び第２近接センサ８６が切欠凹部６８の軸方向両端におけるピストンロッド１４の外周面を検出するように構成されているので、ピストンロッド１４の回転防止手段の一部をピストン１２のストロークエンド検出手段として利用することができ、装置全体の構成を簡素化することができる。

さらに、ピストンロッド１４は、切欠凹部６８が形成された領域を除いて、ボデイ２０のピストンロッド嵌合穴２８に略隙間なく嵌合しているので、ピストンロッド１４を広い面積で安定して軸受支持することができるほか、流体圧シリンダ１０の全長を短くすることも可能になる。

さらにまた、平面軸受７６の突出量を調整可能な調整手段７８を有するので、平面軸受７６の先端面８２と切欠凹部６８の底面７０とのクリアランスを簡単に設定調整することができ、ピストンロッド１４の不回転の精度を上げることができるほか、経時変化にも対応することができる。

本実施形態では、ボデイ２０の下端部内周にグリース溜り６４が設けられているが、グリース溜り６４の代わりに潤滑油保持部材が設けられてもよい。また、ボデイ２０とスクレーパホルダー２２との間にグリース溜り６７が設けられているが、グリース溜り６７の代わりに潤滑油保持部材が設けられてもよい。

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

１０…流体圧シリンダ １２…ピストン
１４…ピストンロッド（ロッド） ２０…ボデイ
２８…ピストンロッド嵌合穴 ３０…軸受ブラケット
３２…矩形凹部 ６７…グリース溜り
６８…切欠凹部（凹部） ７０…底面
７６…平面軸受 ７８…調整手段
８２…先端面 ８４…第１近接センサ
８６…第２近接センサ １００…治具
１０４…ワーク位置決めピン

Claims (6)

1. ピストンに同軸的に連結されボデイ内を直線摺動するロッドを備えた流体圧シリンダであって、
   上記ロッドの側面に上記ロッドの軸線方向に沿って所定の長さを有する凹部が形成され、
   上記ボデイの内面から上記凹部に向かって突出し、上記凹部の底面に平面同士で当接する先端面を有する平面軸受が設けら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、
   非接触型の近接センサが上記平面軸受に隣接して上記ボデイ内に設けられ、上記凹部の軸方向端部を検出するように構成されている
   ことを特徴とする流体圧シリンダ。
3. 請求項１記載の流体圧シリンダにおいて、
   上記ロッドは、上記凹部が形成された領域を除いて上記ボデイの嵌合穴に略隙間なく嵌合することによって軸受支持される
   ことを特徴とする流体圧シリンダ。
4. 請求項１記載の流体圧シリンダにおいて、
   上記平面軸受の突出量を調整可能な手段を有する
   ことを特徴とする流体圧シリンダ。
5. 請求項１記載の流体圧シリンダにおいて、
   上記ボデイには、上記ロッドが上記ボデイから外方に延出する箇所に対応してグリース溜りまたは潤滑油保持部材が設けられている
   ことを特徴とする流体圧シリンダ。
6. 請求項１記載の流体圧シリンダにおいて、
   上記ロッドの端部側にワーク位置決めピンが設けられる
   ことを特徴とする流体圧シリンダ。

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