JP2017172783A - シリンダ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造でロッドの回転を防止できるシリンダを提供するを提供する。
【解決手段】シリンダボディ３と、シリンダボディ３に対して出没可能に設けられたロッド４を有するシリンダ本体２と、ロッド４に連結された、シリンダボディ３の側面に沿って設けられた移動部材１１と、シリンダボディ３の側面に設けられた、移動部材１１の移動を案内する案内部材１０と、を備えており、案内部材１０は、シリンダボディ３の周方向への移動部材１１の移動を制限する移動規制部１０ａを備えている．
【選択図】図２

Description

本発明は、シリンダに関する。さらに詳しくは、物体の移動や固定等の用途に使用されるシリンダに関する。

流体シリンダは、作動流体を給排することによってシリンダボディからロッドを出没させる構造を有しており、その用途によって適切な作動流体が使用される。例えば、油圧シリンダであればプレスや重機の作動などに使用され、エアシリンダであれば、生産ラインにおける各部材を移動させるアクチュエータ等に使用される。

かかる流体シリンダでは、そのシリンダボディおよびロッドの両方が作動や移動させる対象物やフレーム等に固定されている場合と、シリンダボディは他の部材等に固定されているがロッドの先端は他の部材に固定されていない場合がある。

前者の例として、クレーンのブームを倒伏させるシリンダを挙げることができ、この場合には、シリンダボディとロッドは伸縮以外の相対的な移動が固定される。

一方、後者の例として、クレーンにカウンターウエイトを着脱するシリンダを挙げることができる。このシリンダでは、シリンダボディは旋回台に連結され、ロッドの先端はカウンターウエイトのボスに挿入された状態で固定される。しかし、カウンターウエイトを装着していない状況では、ロッドの先端には何も固定されていない状態となる。この状態でロッドを出没させると、シリンダボディに対してロッドが回転してしまう可能性がある。すると、ロッド先端の姿勢が変化してしまい、カウンターウエイトのボスにロッドを挿入できなくなってしまう可能性がある。したがって、クレーンにカウンターウエイトを着脱するシリンダでは、シリンダボディに対するロッドの回転を固定した状態で、ロッドを移動させる必要がある。

このように、シリンダボディに対する回転を固定した状態で、ロッドを移動させる機構として、以下のような機構が開発されている。

例えば、図３に示すシリンダ１００では、シリンダボディ１０３内に多角形のガイド棒１０５を配置して、このガイド棒１０５をロッド１０４内に挿入することによって、ロッド１０４の回転を防止している。また、シリンダボディ内にピストンを貫通する複数本のガイド棒を設けたもの（特許文献１参照）や外側チューブ（シリンダボディに相当する）の内面にガイドレールを設けてこのガイドレールに沿って移動する可動部材を内側チューブ（ロッドに相当する）に設けたもの（特許文献２参照）、等も開発されている。

特開２００５-５４９７７号公報 特開２００４-１９７８９号公報

しかし、上述したような機構を有するシリンダは、いずれもシリンダボディ内部に特別な構造を設けてロッドの回転を防止している。このため、シリンダの構造が複雑になるので製造工数が多くなり、製造コストが増大する。しかも、構造が複雑なので、メンテナンスが難しい上、故障等が発生しやすくなる。

本発明は上記事情に鑑み、簡単な構造でロッドの回転を防止できるシリンダを提供することを目的とする。

第１発明のシリンダは、シリンダボディと、該シリンダボディに対して出没可能に設けられたロッドと、該ロッドに連結された、前記シリンダボディの側面に沿って設けられた移動部材と、前記シリンダボディの側面に設けられた、前記移動部材の移動を案内する案内部材と、を備えており、該案内部材は、前記シリンダボディの周方向への前記移動部材の移動を制限する移動規制部を備えていることを特徴とする。
第２発明のシリンダは、第１発明において、前記案内部材の移動規制部が、前記案内部材の先端に、前記移動部材を前記シリンダボディの周方向から挟むように設けられた一対の突起状部であることを特徴とする。
第３発明のシリンダは、第１または第２発明において、前記シリンダボディにおいて、前記ロッドの先端が突出している端部と反対側の端部に、前記移動部材を検出する近接スイッチが設けられていることを特徴とする。
第４発明のシリンダは、第１、第２または第３発明において、前記移動部材には、前記ロッドの軸方向に沿って目盛りが付されていることを特徴とする。

第１発明によれば、ロッドが移動すると、ロッドに連結された移動部材がロッドとともに移動する。移動部材は案内部材の移動規制部によってシリンダボディの周方向への移動が制限されているので、ロッドもシリンダボディに対して周方向への移動が制限される。したがって、ロッドが伸縮した際に、ロッドがシリンダボディに対して回転することを防止できる。そして、移動部材および案内部材は、シリンダボディの外部に設けられており、シリンダの構造が複雑にならないので、メンテナンスも容易になる。
第２発明によれば、案内部材の移動規制部が一対の突起状部であるので、移動部材の設置等の際に、移動規制部が邪魔にならない。したがって、シリンダの製造やメンテナンスが容易になる。
第３発明によれば、ロッドが完全に伸縮した際に移動部材を検出できるように近接スイッチを設けておけば、ロッドの格納を把握することができる。
第４発明によれば、移動部材の目盛りを確認するだけで、ロッドのストロークを把握できる。

本実施形態のシリンダ１の概略説明図であり、（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は平面図である。 （Ａ）は本実施形態のシリンダ１のシリンダ本体２を伸長した状態の部分側面図であり、（Ｂ）は本実施形態のシリンダ１のシリンダ本体２を伸長した状態の部分側面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ線概略断面図である。 従来の回転防止機能を有するシリンダ１００の概略説明図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は断面図である。

本発明のシリンダは、伸縮した際にロッドの回転を防止する機構を備えたものであり、かかる機構を設けてもシリンダの構造を簡素化できたことに特徴を有している。

本発明のシリンダが使用される用途はとくに限定されず、シリンダが伸縮した際に、ロッドがシリンダボディに対して相対的に回転することが忌避される装置等に使用することができる。例えば、クレーンのカウンターウエイト着脱に使用されるシリンダ等を本発明のシリンダの用途として挙げることができる。

本発明のシリンダの作動流体もとくに限定されず、作動油や空気等を作動流体として挙げることができる。

(本実施形態のシリンダ１)
図１に示すように、本実施形態のシリンダ１は、作動流体によって作動するシリンダ本体２に、移動部材１１と案内部材１０を設けたものである。

（シリンダ本体２）
図１に示すように、シリンダ本体２は、筒状のシリンダボディ３に軸状のロッド４が挿入されたものである。ロッド４は、その先端がシリンダボディ３の先端（図１では右端）から突出した状態に配置されており、シリンダボディ３に作動流体が供給されると、シリンダボディ３の軸方向に沿って移動するように設けられている。具体的には、シリンダボディ３内には、その内部の空間を先端側の空間と基端（図１では左端）側の空間に分割するようにピストンが設けられている。このピストンはシリンダボディ３の軸方向に沿って移動可能に設けられており、このピストンにロッド４の基端が連結されている。

したがって、ピストンで分割された２つ空間に供給する作動流体を制御すれば、ロッド４がシリンダボディ３から突出している量（ストローク）を調整できる。言い換えれば、シリンダ本体２に供給する作動流体を制御すれば、シリンダ本体２を伸縮させることができる。

なお、シリンダ本体２は、上述した機構以外にも、本実施形態のシリンダ１を使用する各用途で必要とされる機構を有していてもよい。言い換えれば、本実施形態のシリンダ１のシリンダ本体２には、上述したような機構を基本構成として有する、各用途で採用される一般的なシリンダを使用することができる。

（案内部材１０）
図１に示すように、シリンダボディ３の先端近傍の側面には、案内部材１０が設けられている。この案内部材１０は、その先端からシリンダボディ３の半径方向に突出した一対の移動規制部１０ａ，１０ａを備えている。そして、案内部材１０の先端部には、一対の移動規制部１０ａ，１０ａに挟まれた溝状の空間１０ｈが形成されている（図２（Ｃ）参照）。

（移動部材１１）
図１に示すように、シリンダ本体２のシリンダボディ３の側方には、長尺な板状の部材である移動部材１１が設けられている。この移動部材１１は、その一端（図１では右端）はロッド４の先端に連結されており、その長手方向がシリンダ本体２の軸方向（ロッド４の軸方向）と平行となるように設けられている。しかも、移動部材１１は、案内部材１０の先端部の溝状の空間１０ｈ内に位置するように設けられている。言い換えれば、案内部材１０の一対の移動規制部１０ａ，１０ａが移動部材１１をシリンダボディ３の周方向から挟んだ状態となるように、移動部材１１は配設されている。

以上のごとき構成であるので、シリンダ本体２に作動流体を供給して、シリンダ本体２を伸縮させれば、ロッド４をその軸方向に移動させることができる。すると、ロッド４に連結された移動部材１１も、ロッド４とともに、ロッド４の軸方向（つまりシリンダ本体２の軸方向）に移動する（図２（Ａ）、（Ｂ）参照）。

このとき、ロッド４がその軸周りに回転しようとすると、移動部材１１もシリンダボディ３の周方向に移動しようとする。しかし、移動部材１１が案内部材１０の空間１０ｈ内に配置されているので、移動部材１１がシリンダボディ３の周方向に移動すると、移動部材１１は一対の移動規制部１０ａ，１０ａに接触し、それ以上移動できなくなる。すると、移動部材１１が連結されているロッド４も回転が制限される。

以上のように、本実施形態のシリンダ１では、シリンダ本体２が伸縮した際に、案内部材１０と移動部材１１によって、ロッド４がシリンダボディ３に対して回転することを防止できる。すると、ロッド４を所定の姿勢で移動させることができるので、本実施形態のシリンダ１によって、安定した作業を実施することができる。

例えば、本実施形態のシリンダ１をクレーンにカウンターウエイトを着脱するシリンダとして使用すれば、カウンターウエイトのボスにロッド４の先端を確実に挿入することができる。すると、カウンターウエイトを取り付ける作業を迅速かつ安定して実施することができる。

しかも、本実施形態のシリンダ１では、案内部材１０および移動部材１１は、いずれもシリンダ本体２のシリンダボディ３の外部に設けられている。すると、シリンダ本体２は、各用途で従来から使用されているシリンダをそのまま使用でき、シリンダボディ３の内部に特別な構造を設けなくてもよいので、シリンダ本体２の構造が複雑にならない。したがって、シリンダ１の故障などが発生する可能性を低くできるし、メンテナンス性も向上できる。

（案内部材１０について）
案内部材１０は、ロッド４の移動に伴う移動部材１１の移動を案内でき、しかも、移動部材１１がシリンダボディ３の周方向に移動することを規制できるのであれば、上述したような形状に限定されない。

例えば、案内部材１０にシリンダ１の軸方向を貫通する貫通孔を設けて、その貫通孔に移動部材１１を挿通させてもよい。この場合には、貫通孔を形成する部分が案内部材１０の移動規制部として機能する。

しかし、案内部材１０として、上述したように、一対の移動規制部１０ａ，１０ａを設け溝状に形成された空間１０ｈを有するような構造とすれば、移動部材１１の設置やメンテナンス等の際に移動規制部が邪魔にならないので、シリンダの製造やメンテナンスが容易になる。

また、移動部材１１に、その長手方向に沿って伸びたスリット状の孔や、その長手方向に沿って伸びた溝をシリンダボディ３側の内面に形成し、その孔や溝に挿入される挿入部材を設けて移動規制部として設けてもよい。この場合でも、挿入部材によって、移動部材１１のシリンダボディ３周方向への移動は制限できる。

なお、案内部材１０は、分割可能に設けられていてもよい。

（移動部材１１について）
移動部材１１は、その表面に目盛りを設けてもよい。具体的には、移動部材１１の表面に、ロッド４の軸方向に沿って目盛りを設けてもよい。この場合には、移動部材１１の目盛りを確認すれば、作業者が目視でロッド４のストロークを確認することができ、ストローク検出機器の削減ができる。

例えば、図１（Ｂ）に示すように、ロッド４が完全に格納されている状態において、案内部材１０の位置に移動部材１１の目盛りが０となるように目盛りを形成しておく。そして、案内部材１０に、ロッド４が完全に格納されている状態では目盛り０と対応する基準ライン等を設けておく。すると、ロッド４がシリンダボディ３から突出して移動部材１１が移動すると、案内部材１０の基準ライン等の位置の目盛りを確認すれば、ロッド４のストロークを作業者が把握できる（図２（Ｂ）参照）。

なお、目盛りに代えて、移動部材１１の軸方向に沿って、複数の貫通孔やへこみ、突起等の目印を設けてもよい。この場合でも、目印の位置を確認すれば、ロッド４のストロークを作業者が把握できる。この場合、所定の間隔ごとに目印の形状や大きさ、目印の種類を変更することで、ロッド４のストロークを作業者がより簡単に把握できる。

上記例では、移動部材として、板状の部材を採用した場合を説明した。しかし、移動部材は上述したような機能を発揮するものであれば、どのような部材を採用してもよい。例えば、棒材やパイプ材などを移動部材として採用することも可能である。しかし、移動部材として板状の部材を採用した場合には、その表面に種々の情報を記載しやすくなる。例えば、油量表記やピンの操作可能領域等を記載しておくことができる。

また、移動部材１１において、案内部材１０と接触する可能性がある部分には、摺動抵抗の小さい素材や耐摩耗性の高い素材で形成された保護部材を取り付けておくことが望ましい。

例えば、板状や軸状の保護部材を移動部材１１の長手方向に沿うように設けておけば、移動部材１１が移動しても、移動部材１１が案内部材１０と直接接触せず、保護部材が案内部材１０と接触する。すると、摺動抵抗の小さい素材で形成された保護部材を取り付けておけば、移動部材１１や案内部材１０を設けたこと起因して、ロッド４の移動抵抗が増加することを防止できる。また、耐摩耗性の高い素材で形成された保護部材を取り付けておけば、移動部材１１の損傷が生じにくくなるので、移動部材１１の損傷に起因してメンテナンス頻度が増加することを防ぐことができる。

なお、保護部材に使用する摺動抵抗の小さい素材や耐摩耗性の高い素材としては、ポリエチレン、ポリアミド等の樹脂材を挙げることができる。

また、保護部材を移動部材１１に着脱可能に設ければ、保護部材が損傷しても移動部材１１本体が損傷していなければ、保護部材を交換すれば作業を継続できるので、メンテナンス作業も容易かつ短時間で実施することができるという利点が得られる。例えば、ネジによる固定のように、簡単に着脱できる方法で保護部材を移動部材１１に固定すれば、保護部材の交換作業が容易になる。

なお、保護部材を移動部材１１に固定する方法は、とくに限定されない。例えば、上述したネジによる固定の他、接着剤等、種々の方法で固定することができる。もし、移動部材１１自体を簡単に交換できるのであれば、保護部材は移動部材１１に完全に固定しておく方が、使用中に外れるなどの問題が生じないので、好ましい。

なお、保護部材は、移動部材１１だけでなく、案内部材１０にも設けてもよい。また、保護部材は、移動部材１１に設けず、案内部材１０にだけ設けてもよい。

（近接スイッチ２０）
また、ロッド４の移動は、移動部材１１の移動を作業者が目視で確認するようにしてもよいが、ロッド４の移動量を自動で検出できればより好ましい。例えば、シリンダボディ３において、ロッド４が突出する端部と逆側の端部近傍（図１では右端近傍）に近接スイッチ２０を設けておく。より詳しくは、ロッド４が完全にシリンダボディ３内に格納された状態（つまりシリンダ本体２が最も収縮した状態）において、移動部材１１の先端が配置される位置近傍に近接スイッチ２０を設けておく（図１参照）。すると、ロッド４が完全にシリンダボディ３内に格納されると、近接スイッチ２０が移動部材１１を検出するので、ロッド４の格納を自動で把握することができる。すると、ピンの抜き差しを自動で行う動作に繋げるといったシステムの拡張が容易になる。

本発明のシリンダは、クレーンのカウンターウエイトやアウトリガ等の重量物の着脱時に使用されるシリンダとして適している。

１ シリンダ
２ シリンダ本体
３ シリンダボディ
４ ロッド
１０ 案内部材
１０ａ 移動規制部
１１ 移動部材
２０ 近接スイッチ

Claims (4)

1. シリンダボディと、該シリンダボディに対して出没可能に設けられたロッドを有するシリンダ本体と、
   前記ロッドに連結された、前記シリンダボディの側面に沿って設けられた移動部材と、
   前記シリンダボディの側面に設けられた、前記移動部材の移動を案内する案内部材と、を備えており、
   該案内部材は、
   前記シリンダボディの周方向への前記移動部材の移動を制限する移動規制部を備えている
   ことを特徴とするシリンダ。
2. 前記案内部材の移動規制部が、
   前記案内部材の先端に、前記移動部材を前記シリンダボディの周方向から挟むように設けられた一対の突起状部である
   ことを特徴とする請求項１記載のシリンダ。
3. 前記シリンダボディにおいて、
   前記ロッドの先端が突出している端部と反対側の端部に、前記移動部材を検出する近接スイッチが設けられている
   ことを特徴とする請求項１または２記載のシリンダ。
4. 前記移動部材には、
   前記ロッドの軸方向に沿って目盛りが付されている
   ことを特徴とする請求項１、２または３記載のシリンダ。
   
   

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