JP2023059394A - シリンダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】限定された設置空間においても選択肢を広げるシリンダ装置を提供する。【解決手段】一端がヘッドカバー１により閉塞され、他端がロッドカバー３により閉塞された略円筒形状のシリンダ室18を有し、このシリンダ室18には流体圧により往復移動可能な略円柱形状のピストン４と該ピストン４に固定されたピストンロッド６とが設けられ、導入出される流体により前記ピストン４を往復移動させるシリンダ装置であって、前記ピストン４は単数であり、前記ピストンロッド６は複数であり、前記各ピストンロッド６の一端側は前記ピストン４の中心軸から外れた位置に固定され、他端側は前記ロッドカバー３を貫通して外部に突出して単数のプレート７に固定されており、前記ピストン４の中心軸と同軸上に、付加機構追加用の凹部が設けられていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、シリンダ装置に関するものである。

機械機器の駆動源あるいは圧力源として利用されるシリンダ装置においてはＪＩＳ規格やＩＳＯ規格が存在し、シリンダ内径寸法と各種取り付け寸法を含む外形寸法が制定されていることは公知である。

＜従来技術１＞
例えば、油圧シリンダ装置では「ＪＩＳ Ｂ ８３６７－１～５」、空気圧シリンダ装置では「ＪＩＳ Ｂ ８３６８－１～３」によって、各種取り付けに応じたシリンダ装置のシリンダ内径寸法と取り付け寸法と取り付けに関わる外形寸法が制定されている。

各油空圧機器メーカからは前記規格に準拠し、更に、各メーカ独自の特徴を備えたシリンダ装置が市販化されている。

一例として概略部材構成を図４及び図５を参照しながら以下に説明する。

図４及び図５においてシリンダチューブ２には中心軸上に軸直交断面が略円形の貫通孔が形成され、一端はヘッドカバー１により閉塞され、他端はロッドカバー３により閉塞されることによりシリンダ室18（18ａ、18ｂ）が構成されている。

このシリンダ室18内には略円柱形のピストン４が設けられ、このピストン４には往復移動を外部に伝達するピストンロッド６の一端が連結されており、このピストンロッド６の他端部はロッドカバー３を貫通し、外部に突出すると共に先端側円柱部には相手部品と接続する雄ネジ23が形成されている。

ロッドカバー３及びヘッドカバー１には各配管口14ａ、14ｂが設けられ、この配管口に供給される圧力流体の作用下でピストン４を摺動させる。

したがって、シリンダ室18、ピストン４、ピストンロッド６はそれぞれ１対１対１で構成されている。

更に、ロッドカバー３にはパッキン12、ブッシュ13、中央凹部33ａ及びクッションシール32ａが配設され、また、ヘッドカバー１には中央凹部33ｂ及びクッションシール32ｂが配設され、これらは全てピストンロッド６と同軸上一列に連設されている。

また、更に、ロッドカバー３及びヘッドカバー１には各クッションバルブ35ａ、35ｂが設けられ、ピストン４両端には各クッションスリーブ31ａ、31ｂが設けられ、その他部材を含め流体圧クッション機構が装備されている。

このシリンダ装置を「標準形シリンダ装置」あるいは「一般形シリンダ装置」と位置付けするメーカもあるが、本明細書では説明上、「単数ロッド汎用形シリンダ装置」と表現し説明する。更に、単数ロッド汎用形シリンダ装置において、ピストン４と一体的に動作する往復移動部を「移動体」と表現し、「移動体」を除く固定部分（図５のＸ０の範囲）を「シリンダ本体」と表現し説明する。

＜従来技術２＞
前述に比較して軸線方向の寸法を短く抑えたシリンダ装置では、例えば、油圧シリンダ装置では「ＪＩＳ Ｂ ８３６７－６」、空気圧シリンダ装置では「ＪＩＳ Ｂ ８３６８－４」によって、薄型のシリンダ装置のシリンダ内径寸法と取り付け寸法と取り付けに関わる外形寸法が制定されている。

各油空圧機器メーカからは前記規格に準拠し、更に、各メーカ独自の特徴を備えてシリンダ装置が市販化されている。

一例として図１０、図１１及び図１２を参照しながら以下に説明する。

単数ロッド汎用形シリンダ装置に比較して、寸法的には主にシリンダチューブ２、ロッドカバー３、ヘッドカバー１、ピストン４それぞれの軸線方向の寸法が短く抑えられ、図４、５に比較し構成的にはロッドカバー３及びヘッドカバー１からは中央凹部とクッションシール32が省かれ、更に、ピストン４両端のクッションスリーブ31が省かれていることにより、軸線方向の寸法を短く抑えている。
ピストンロッド６の先端側円筒部は相手部品と接続する雌ネジ22あるいは雄ネジ23が形成されている（図１２参照）。

このシリンダ装置を「標準薄形シリンダ装置」あるいは「省スペース型シリンダ装置」と位置付けするメーカもあるが、本明細書では説明上、「単数ロッド薄形シリンダ装置」と表現し説明する。更に、単数ロッド薄形シリンダ装置において、ピストン４と一体的に動作する往復移動部を「移動体」と表現し、「移動体」除く固定部分（図１１のＵ０の範囲）を「シリンダ本体」と表現し説明する。

＜従来技術３＞
前述とは異なり規格を離れて各油空圧機器メーカ独自の形態を備え市販化されているシリンダ装置が各種ある。その中でピストンロッド先端にプレート形状を備えたシリンダ装置（図１５、図１６、図１７参照）は、ピストンロッド先端部と相手部材の取り付けに際し、先端プレートの各平面を使用できる特徴がある。以下に一例を示す。
（１）複数のシリンダ室を組み合わせて一体としたシリンダ装置（図１５参照）
（２）外部にスライドガイド72を設けたシリンダ装置（図１６参照）
（３）外部に摺動案内部82及び83を設けたシリンダ装置（図１７参照）

更に、これらは構造上ピストンロッドの回り止め機能を併せ持つことや、内部あるいは外部にピストン摺動による移動体のガイド機構を有することも特徴であり、被設置部材の構成の簡略化を可能とする。

このシリンダ装置を「複合形シリンダ装置」あるいは「複合機能付シリンダ装置」と位置付けするメーカもあるが、本明細書では説明上、「複合形シリンダ装置」と表現し説明する。更に、複合形シリンダ装置において、ピストンと一体的に動作する往復移動部を「移動体」と表現し、「移動体」を除く部分を「シリンダ本体」と表現し説明する。

特開平８－８６３０１号公報 特開平９－３０３３１８号公報 特開平９－３１７７０９号公報 特開平１０－１９６６０８号公報 特開平１１－２４１７０３号公報 特開２００１－９０７０９号公報 実開平５－４５２０５号公報 実開平５－５８９０８号公報

シリンダ装置の機械機器への設置において、被設置部材の形状あるいは寸法上で限定がある場合は、シリンダ装置の選定や設置方法に苦慮することがある。

単数ロッド汎用形シリンダ装置及び単数ロッド薄形シリンダ装置においては、標準仕様が備えるピストンロッド先端形状は雄ネジ又は雌ネジ形状であり、被取付部材の接続部の形状をピストンロッド先端のネジ形状に合わせる必要がある。更に、ネジによる締結では偏芯や傾きが発生し易いことから、ネジ締結による偏芯や傾きの発生を抑制、或いは、許容する部材構成が求められる。

その為、容易に取り付ける方法として接続金具を使用する方法があるが（図１３及び図１４参照の接続金具）、接続金具を使用する場合はその分の占有長さ（図中のＸ２、Ｕ２寸法）を含む占有空間が必要となり、限定された空間では接続金具の使用が困難な場合がある。

なお、図１３中、Ｘ０は単数ロッド汎用形シリンダ装置の全長、Ｓは複数ロッド汎用形シリンダ装置と単数ロッド汎用形シリンダ装置との全長差、Ｘ２は単数ロッド汎用形シリンダ装置に平面部との取り付け用の接続金具を付けた場合に加わる占有長さ、Ｘ３は複数ロッド汎用形シリンダ装置のロッドプレートと単数ロッド汎用形シリンダ装置＋接続金具との全長差である。図１４中、Ｕ０は単数ロッド薄形シリンダ装置の全長、Ｕ１は複数ロッド薄形シリンダ装置全長（Ｕ０＝Ｕ１）、Ｕ２は薄形シリンダ装置に平面部との取り付け用の接続金具を付けた場合に加わる占有長さ、Ｕ３は複数ロッド薄形シリンダ装置のロッドプレートと単数ロッド薄形シリンダ装置＋接続金具との全長差である。

従って、ピストンロッド先端形状は、被設置部材を少ない占有空間での設置を可能とし、更に、その被設置部材は加工が容易なことと、固定にかかる偏芯や傾きの発生を抑制する形状が望まれる。

また、限定された空間でのシリンダ装置の設置においてはシリンダ装置自体の小型化も望まれるところであるが、単数ロッド汎用形シリンダ装置（図５参照）の構成においては、ロッドカバー３に取り付くパッキン12、ブッシュ13、中央凹部33ａ及びクッションシール32ａ、また、ヘッドカバー１に取り付く中央凹部33ｂ及びクッションシール32ｂ、さらに、ピストン４両端のクッションスリーブ31（31ａと31ｂ）がピストンロッド６と同軸上一列に連設されているため、軸線方向での小型化は難しい。

軸線方向の寸法制限には単数ロッド汎用形シリンダ装置（図５参照）よりも軸方向の長さを抑えた単数ロッド薄形シリンダ装置（図１１参照）が有利であるが、薄形による機能省略の点もある。図１０及び図１１で、例えばピストン４のストローク端での停止においては、流体圧クッション機構を省きゴムクッション９とストローク端面の当接によるため、停止時の衝撃が大きいという問題があり、緩衝的な停止を必要とする場合にはシリンダ装置の外部に緩衝機構を設ける必要がある。

単数ロッド薄形シリンダ装置（図１１参照）においても、単数ロッド汎用形シリンダ装置（図５参照）同様に流体圧クッション機構の装備が望まれる。

更に、前記単数ロッド汎用形シリンダ装置同様にピストンロッド先端形状は、少ない占有空間での取り付けを可能とし、そして、被取付部材の接続部形状の加工を容易とし、更に、固定時に偏芯や傾きの発生を抑制する形状が望まれる。

一方、単数ロッド汎用形シリンダ装置及び単数ロッド薄形シリンダ装置は、駆動源あるいは圧力源としての機能は備えるが、被設置部材に例えば、ピストンロッドの回り止め機能や、移動時のガイド機構や、ストローク調整機構の必要性がある場合はシリンダ装置の他に当該機構を設ける必要があり、その空間も必要とされる。

複合形シリンダ装置（図１５と図１６と図１７参照）においては、ピストンロッド先端と相手部材との接続にプレートの各平面を使用できることで容易な設置を可能としていることや、構造上ピストンロッドの回り止め機能を併せ持つことや、シリンダ装置自体にガイド機構を有する等の機能的特徴があるが、複合形シリンダ装置は単数ロッド汎用形シリンダ装置や単数ロッド薄形シリンダ装置とは形状が異なる上に、機能を付加した分の大型化は避けられず、更に、形状も複雑化することもあり占有空間を大きく必要とし、被設置空間の形状あるいは寸法上の限定がある場合は設置が困難な場合がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、単数の略円筒形シリンダ室を有するシリンダ装置において、前記単数ロッド汎用形シリンダ装置及び単数ロッド薄形シリンダ装置のシリンダ本体と比較してシリンダ本体の寸法増加無く、あるいは、小型化を可能とする構成を要旨とし、ピストンの回り止め機能、ピストンロッドガイド機構、ストローク両端位置調整機構、流体圧クッション機構、ピストンロッド先端プレート仕様を具備することにより、限定された設置空間においても選択肢を広げるシリンダ装置の提供を目的とする。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

一端がヘッドカバー１により閉塞され、他端がロッドカバー３により閉塞された略円筒形状のシリンダ室18を有し、このシリンダ室18には流体圧により往復移動可能な略円柱形状のピストン４と該ピストン４に固定されたピストンロッド６とが設けられ、前記ピストン４により前記シリンダ室18はロッド側シリンダ室18ａとヘッド側シリンダ室18ｂとに区画され、前記ロッド側シリンダ室18ａに連通する流体入出力ポート14ａと、前記ヘッド側シリンダ室18ｂに連通する流体入出力ポート14ｂとを備え、前記各流体入出力ポート14ａ・14ｂから導入出される流体により前記ピストン４を往復移動させるシリンダ装置であって、
前記ピストン４は単数であり、前記ピストンロッド６は複数であり、前記各ピストンロッド６の一端側は前記ピストン４の中心軸から外れた位置に固定され、他端側は前記ロッドカバー３を貫通して外部に突出して単数のプレート７に固定されており、
前記ピストン４の中心軸と同軸上に、付加機構追加用の凹部が設けられていることを特徴とするシリンダ装置に係るものである。

また、請求項１記載のシリンダ装置において、流体圧クッション機構を備え、この流体圧クッション機構は前記ピストン４の中心軸と同軸上に設けられ、軸方向から見た場合、前記各ピストンロッド６と重ならないように設けられていることを特徴とするシリンダ装置に係るものである。

また、請求項１記載のシリンダ装置において、前記ピストン４に設けられたクッションスリーブ31ａ・31ｂと、前記クッションスリーブ31ａ・31ｂが挿入可能なスリーブ収納凹部33ａ・33ｂと、前記スリーブ収納凹部33ａ・33ｂに設けられ前記クッションスリーブ31ａ・31ｂの外周部と摺接するクッションシール32ａ・32ｂとを含む流体圧クッション機構を備え、前記クッションスリーブ31ａ・31ｂと前記スリーブ収納凹部33ａ・33ｂと前記クッションシール32ａ・32ｂとは、前記ピストン４の中心軸と同軸上に設けられ、軸方向から見た場合、前記各ピストンロッド６と重ならないように設けられていることを特徴とするシリンダ装置に係るものである。

また、請求項３記載のシリンダ装置において、前記ロッドカバー３には前記ピストンロッド６が挿通する挿通孔17ａが設けられ、前記挿通孔17ａには夫々、前記ピストンロッド６の軸方向の移動を案内支持するガイド部41が設けられていることを特徴とするシリンダ装置に係るものである。

また、請求項３，４いずれか１項に記載のシリンダ装置において、前記クッションスリーブ31ａ・31ｂに当接することにより前記ピストン４のストローク端位置の調整を行う調整部材51ａ・51ｂが、前記ピストン４の中心軸と同軸上に設けられていることを特徴とするシリンダ装置に係るものである。

本発明は上述のようにするから、更なる小型化を可能とし、限定された設置空間においても選択肢を広げるシリンダ装置となる。

本発明による複数ロッド汎用形シリンダ装置の断面斜視図である。 本発明による複数ロッド汎用形シリンダ装置の断面図（図３におけるＡ－Ａ断面）である。 図２に示した複数ロッド汎用形シリンダ装置の左側面図である。 単数ロッド汎用形シリンダ装置の断面斜視図である。 単数ロッド汎用形シリンダ装置の断面図である。 図５に示した単数ロッド汎用形シリンダ装置の左側面図である。 本発明による複数ロッド薄形シリンダ装置の断面斜視図である。 本発明による複数ロッド薄形シリンダ装置の断面図（図９におけるＢ－Ｂ断面）である。 図８に示した複数ロッド薄形シリンダ装置の左側面図である。 単数ロッド薄形シリンダ装置の断面斜視図である。 単数ロッド薄形シリンダ装置の断面図である。 単数ロッド薄形シリンダ装置のロッド先端が雄ネジの場合を示す正面図である。 複数ロッド汎用形シリンダ装置と単数ロッド汎用形シリンダ装置の各部長さ比較図である。 複数ロッド薄形シリンダ装置本体部と単数ロッド薄形シリンダ装置本体部の各部長さ比較図である。 既存２つのシリンダ室を組み合わせて１つのシリンダチューブにおさめた複合形シリンダ装置の斜視図である。 既存外部にピストン及びピストンロッドの摺動を案内支持するスライドガイドを使用した複合形シリンダ装置の斜視図である。 既存外部にピストン及びピストンロッドの摺動を案内支持するガイドバーを使用した複合形シリンダ装置の斜視図である。 ピストン及びピストンロッドの摺動を案内支持するガイド部を備えた、複数ロッド汎用形シリンダ装置の断面図である。 進退位置でのストローク端の調整を行う調整部材をロッドカバーおよびヘッドカバーに備えた、複数ロッド汎用形シリンダ装置の断面図である。 単数ロッド汎用形シリンダ装置と複数ロッド汎用形シリンダ装置の概観及び外形寸法比較のための各寸法符号指示部を示す斜視図である。 単数ロッド薄形シリンダ装置と複数ロッド薄形シリンダ装置の概観及び外形寸法比較のための各寸法符号指示部を示す斜視図である。

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

流体を導入出してピストン４を往復移動させることで、複数のピストンロッド６を介してピストン４と一体的に移動するプレート７を往復移動させる。

この際、複数のピストンロッド６の両端部が夫々ピストン４とプレート７とに固定されることで、ピストン４が回り止めされる。

また、ピストンロッド６をピストン４の中心軸から外れた位置に固定し、前記ピストン４の中心軸と同軸上に付加機構追加用の凹部を設けたことで、例えばピストン４の中心軸上に流体圧クッション機構を設ける際に、軸方向から見て各ピストンロッド６と重ならないように設けることが可能となり、これらが並設されることで小型化を図ることが可能となる。すなわち、同サイズのシリンダと比較しシリンダ円筒部外形寸法の増加無く、ピストン４の中心軸上に付加機構を追加することが可能となる。

本発明の具体的な実施例１について図面に基づいて説明する。

本実施例は複数ロッド汎用形シリンダ装置の一例であり、一端がヘッドカバー１により閉塞され、他端がロッドカバー３により閉塞されたシリンダ室18を有し、このシリンダ室18には流体圧により往復移動可能なピストン４と該ピストン４に固定されたピストンロッド６とが設けられ、前記ピストン４により前記シリンダ室18はロッド側シリンダ室18ａとヘッド側シリンダ室18ｂとに区画され、前記ロッド側シリンダ室18ａに連通する流体入出力ポート14ａと、前記ヘッド側シリンダ室18ｂに連通する流体入出力ポート14ｂとを備え、前記各流体入出力ポート14ａ・14ｂから導入出される流体により前記ピストン４を往復移動させるシリンダ装置に本発明を適用したものである。

具体的には、前記ピストン４は単数であり、前記ピストンロッド６は複数であり、前記各ピストンロッド６の一端側は前記ピストン４の中心軸から外れた位置に固定され、他端側は前記ロッドカバー３を貫通して外部に突出して単数のプレート７に固定されており、前記ピストン４の中心軸と同軸上に、付加機構追加用の凹部が設けられているものである。なお、図中の符号については同機能の部材若しくは部位には同一符号を付した。

図１は同シリンダ装置の斜視断面図、図２は同シリンダ装置の断面図、図３は同シリンダ装置の左側面図である。また、同図は流体圧クッション機構を設けた例を示している。

略円筒形から成るシリンダチューブ２には中心軸上に軸直交断面が略円形の貫通孔が形成され、その貫通孔の一端はヘッドカバー１により閉塞され、他端はロッドカバー３により閉塞されることによりシリンダ室18（18ａ・18ｂ）が構成されている。更に、両閉塞部はガスケット８（８ａ・８ｂ）により密閉状態が確保されている。

シリンダ室18内には軸線方向に沿って往復移動する略円柱形のピストン４が摺動可能な隙間を有して摺設されている。ピストン４の外周面には環状溝が形成され、環状溝にはピストンシール11が装着されている。これにより、シリンダ室18はピストン４によりシリンダ室18ａと18ｂの２つに隔てられている。

また、ピストン４の中心軸上には流体圧クッション機構用のクッションスリーブ31ａ・31ｂがボルト37を介して連結され、ピストン４の中心軸外に４本のピストンロッド６が軸線方向に沿って略平行に並設され一端はボルト19を介して連結されている。そして、ピストンロッド６の他端は後述のロッドカバー３及びフランジ５の挿通孔17ａ及び挿通孔17ｂを貫通しシリンダ本体の外部まで突出し、ロッドプレート７にボルト20を介して連結されている。これにより、ピストン４と４本のピストンロッド６とロッドプレート７は一体的に移動する。

ピストンロッド６が貫通するロッドカバー３はシリンダ本体固定部であり、ロッドカバー３に形成された複数の挿通孔17ａを、ピストン４とロッドプレート７の間に跨設された複数のピストンロッド６が貫通していることにより、ピストン４と４本のピストンロッド６とロッドプレート７の連結体は、構造的に回り止めが図られる。

ロッドプレート７は板状に形成されており、角部が面取りされている。ロッドプレート７の進退方向を向く平面部（広大面部）には、その中央部に雌ネジ孔22ａが設けられている。また、中央部以外には雌ネジ孔22ｂやネジが形成されていない単なる貫通孔24が設けられている。また、平面部と直行する側面部４面には雌ネジ孔22ｃが形成されている。これらの孔の配置や孔の種類は適宜設定できる。したがって、これらの孔を用いて相手部材と固定（接続）することができる。ロッドプレート７の各面に複数の取り付け用孔を設けることにより、それだけ多様な設置方法に対応可能となり、被設置部の加工が容易となる。また、少ない占有空間での設置も可能となる。さらに、ロッドプレート７に平面形状部分を設けることで相手部材と固定した際に生じる偏芯や傾きの発生の抑制も図れる。

ロッドカバー３には各ピストンロッド６の略同軸上に挿通孔17ａが夫々形成されている。挿通孔17ａは貫通孔であり、ロッドプレート７側寄り端面の近傍に形成された環状溝と、シリンダ室18ａ側に形成された略円柱状の凹部とを有している。

挿通孔17ａの環状溝にはピストンロッド６を環状に囲繞するロッドパッキン12が装着され、シリンダ室18からの流体の漏れと外部からの不要物の進入を防ぐ。

また、挿通孔17ａの略円柱状の凹部周面にはピストンロッド６と摺動可能な隙間を持つ略円筒形のブッシュ13が嵌着され摺動抵抗の軽減を図っている。

更に、ロッドカバー３には挿通孔17ａの位相間に配管口（ポート）14ａが中央凹部33ａに向かうように設けられている。配管口14ａは、流体通路15ａを経由し、更に、中央凹部33ａを介して、シリンダ室18ａに連通している。

シリンダ室18ａの中心軸上には、流体圧クッション機構を配置するための中央凹部33ａが形成されている。中央凹部33ａは複数の挿通孔17ａの内接円より小径の略円柱状の第一凹形状がシリンダ室18ａ側に開口して形成され、その底部に第一凹形状より小径の略円柱状の第二凹形状が形成されており、２段の凹形状を有している。

また、ロッドカバー３には流体圧クッション機構用として、中央凹部33ａの第一凹形状には導入通過で排圧抑止のチェック弁構成となるクッションシール32ａが設けられ、それに連携し、挿通孔17ａの位相間にクッション絞り孔34ａとクッション調整バルブ35ａとクッション調整バルブシール36ａとを設け、流体圧クッションの速度調整を可能としている。前記流体圧クッション機構の構成部材については、既存構成であり周知であることから、構成の詳細は割愛する。

なお、図１、図２ではロッドカバー３に、挿通孔17ａの延長上に挿通孔17ｂが形成されたフランジ５を設けた例を示している。図中符号21は貫通孔である。

ヘッドカバー１には、ロッドカバー３と同様に、配管口14ｂが中央凹部33ｂに向かうように設けられている。配管口14ｂは、流体通路15ｂを経由し、更に、中央凹部33ｂを介して、シリンダ室18ｂに連通している。

シリンダ室18ｂの中心軸上には、中央凹部33ｂが形成されている。中央凹部33ｂは小径の略円柱状の第一凹形状がシリンダ室18ａ側に開口して形成され、その底部に第一凹形状より小径の略円柱状の第二凹形状が形成されており、２段の凹形状を有している。

また、ヘッドカバー１には流体圧クッション機構用として、中央凹部33ｂの第一凹形状には導入通過で排圧抑止のチェック弁構成となるクッションシール32ｂが設けられ、それに連携しクッション絞り孔34ｂとクッション調整バルブ35ｂとクッション調整バルブシール36ｂを設け、流体圧クッションの速度調整を可能としている。

なお、図１、図２ではピストン４の外周面にはピストンシール11に所定間隔離間した位置に環状溝が形成され、その溝に位置検出用のマグネット10が連設され、ピストン位置検出センサ（図示しない）により位置検出できるように構成されている。更に、外周両端にはショック吸収用にゴムクッション９が装着されている。これらはいずれも必要に応じて設ける。

次に本実施例の動作を説明する。

図１及び図２ではピストン４がストロークの途中にある状態を示している。この状態からヘッドカバー１側の配管口14ｂから圧力流体が開放されロッドカバー３側の配管口14ａに圧力流体が供給されると、ピストン４は圧力流体の作用下にシリンダ室18内を摺動しヘッドカバー１側に移動する。次にロッドカバー３側の配管口14ａから圧力流体が開放されヘッドカバー１側の配管口14ｂに圧力流体が供給されると、ピストン４は圧力流体の作用下にシリンダ室18内を摺動しロッドカバー３側に移動する。同時にピストン４に連結されている４本のピストンロッド６とロッドプレート７も一体的に移動する。

流体圧クッション機構の動作原理は公知であるため、以下の動作説明に留める（動作原理は図４及び図５も同様である）。

前述の移動において、流体圧クッション機構の働きは（図２及び図５参照）、例えば、ロッドカバー側では移動端へ到達する過程で、クッションスリーブ31ａがクッションシール32ａに接触した時点で、シリンダ室18ａと中央凹部33ａ内の流体が２つに分断され、中央凹部33ａ内の流体は流体通路15ａを通り配管口14ａから排出されるが、シリンダ室18ａ内の流体はクッションシール32ａの逆止弁作用により流量が抑止されクッション絞り孔34ａを通り配管口14ａから排出される。このクッション絞り孔34ａを通過する流体の流量をクッション調整バルブ35ａにより絞り、シリンダ室18内の流体の排出時間を遅らせることによりピストンの速度を遅らせることができる。

逆に始動時には、配管口14ａから入る流体に対してクッションシール32ａは開放されることになり、中央凹部33ａの流体はシリンダ室18に直接流れ込むためクッション機構は働かないこととなる。

なお、ヘッドカバー１側においては方向を変え、各当該関係部材（各同番ｂ符号部材）により同様に動作が行われる。

流体圧クッション機構は単数ロッド汎用形シリンダ装置では図４及び図５において、構成部品のロッドパッキン12、ブッシュ13、中央凹部33ａ及びクッションスリーブ31ａはピストンロッド６とシリンダ本体の中心軸上に一列に連設される。

本実施例では、シリンダ本体の中心軸上に中央凹部33ａとクッションスリーブ31ａが配設され、そして、別軸となるピストンロッド６上にロッドパッキン12とブッシュ13が配設される。従って、この両者の並設により軸線方向に図１３においてＳ寸法分短縮することが可能となり、単数ロッド汎用形シリンダ装置に比較して小型化を図ることが可能となる。

すなわち、本実施例は、ストローク端におけるピストン４の動きを制動する流体圧クッション機構を備え、この流体圧クッション機構は前記ピストン４の中心軸と同軸上に設けられ、軸方向から見た場合、前記各ピストンロッド６と重ならないように設けられている。

具体的には、前記ピストン４に設けられたクッションスリーブ31ａ・31ｂと、前記クッションスリーブ31ａ・31ｂが挿入可能なスリーブ収納凹部（中央凹部）33ａ・33ｂと、前記スリーブ収納凹部33ａ・33ｂに設けられ前記クッションスリーブ31ａ・31ｂの外周部と摺接するクッションシール32ａ・32ｂとを含む流体圧クッション機構を備え、前記クッションスリーブ31ａ・31ｂと前記スリーブ収納凹部33ａ・33ｂと前記クッションシール32ａ・32ｂとは、前記ピストン４の中心軸と同軸上に設けられ、軸方向から見た場合、前記各ピストンロッド６と重ならないように設けられている。

なお、ピストンロッド６の本数は、シリンダサイズに応じて適宜決定する。例えばシリンダ装置のピストンの直径サイズが小さい場合、ピストンロッド６の数量は２本あるいは３本とし、大きい場合は数量を増やしてピストン４とロッドプレート７の連結の強度を上げることが可能である。

図１８はピストンロッドの軸方向の移動を案内支持するガイド部を設けた例（別例１）を示している。図中の符号は図２との相違箇所のみ表示している。

ロッドカバー３には各ピストンロッド６の並設位置に対応し、同軸上にピストンロッド穴（挿通孔）17ａが形成され、その各ピストンロッド穴17ａにはピストンロッド６の移動を案内支持するガイド部41が嵌着される。更に、ガイド部41のピストン側一端にはピストンロッド６を環状に囲繞するロッドパッキン42が連設され、シリンダ室18とガイド部41とを隔離している。そして、ロッドプレート側寄りには環状溝の形成と共にピストンロッド６を環状に囲繞するロッドパッキン12が装着され、外部からの不要物の進入を防ぐ。

単数ロッド汎用形シリンダ装置ではピストンロッドの軸方向の摺動を案内支持するガイド機構が具備されていないことから、必要に応じガイド機構はシリンダ装置の外部に設けることとなり、その占有空間を必要とする。

また、ガイド機構内蔵の複合形シリンダ装置では、単数ロッド汎用形シリンダ装置とは形状が異なる上に大型化されている為、それに伴う占有空間の増加を必要とする。

別例１（ガイド機構付シリンダ装置）では、シリンダ本体の寸法増加無くガイド機構を具備することができ、占有空間の増加を必要とせず限定空間においてのシリンダ装置の選択肢を広げることができる。

一方、図中のＸ１・Ｙ１・Ｚ１は図２０と共に単数ロッド汎用形シリンダ装置のシリンダ本体寸法を増すことなくガイド部41を備えることが可能であることを示している。

すなわち、別例１のように、前記ロッドカバー３には前記ピストンロッド６が挿通する挿通孔17ａが設けられ、前記挿通孔17ａには夫々、前記ピストンロッド６の軸方向の移動を案内支持するガイド部41を設ける構成としても良い。

図１９はストローク端位置の調整を行う部材を設けた例（別例２）を示すものである。図中の符号は図２との相違箇所のみ表示する。

例えば、ロッドカバー３の中心軸上にはシリンダ室18ａ側に貫通孔54ａが形成され、外端面寄りに雌ねじ55ａが形成され、可動ストッパ（調整部材）51ａが挿入されている。

可動ストッパ51ａの先端は断面が略円形の円柱部、他外周部は雄ネジ部から成り、該雄ねじ部は雌ねじ55ａに回転自在に螺入されるとともに、円柱部は貫通穴54ａを嵌貫しシリンダ室18ａ内に臨む。

貫通穴54ａには環状溝の形成と共にシール53ａが装着され可動ストッパ51ａの円柱部を環状に囲繞することで流体の漏れを防ぐ。

同図は流体圧クッション機能付の場合を例として、ピストン４にクッションスリーブ31ａを設けた例を示しており、シリンダ室18ａ内の移動体としてピストン４と一体的に移動するクッションスリーブ31ａの端面に、可動ストッパ51ａの円柱部の端面が当接することによりストッパとして働きストローク端位置の変更を行うものである。

また、流体圧クッション機能が無くクッションスリーブ31ａが無い場合は、可動ストッパ51ａの円柱部の端面がピストン４に当接することが可能である。

一方、ヘッドカバー１側においては方向を変え、各当該関係部材（各同番ｂ符号部材）により同様に動作が行われる。

更に、ロッドカバー３側ではナット52ａ、ヘッドカバー１側ではナット52ｂの締結により可動ストッパ51ａ及び可動ストッパ51ｂのそれぞれを固定している。

可動ストッパ51ａはロッドカバー３側、51ｂはヘッドカバー１側となる進退各位置に装備可能であり、特にロッドカバー３側の配設においては、従来構成（図５参照）ではピストン４の中心軸上にはピストンロッド６がある為にストッパ（51ａ・52ａ・53ａ・54ａ・55ａ）部の配設は不可能であったが、本実施例の構成では各ピストンロッド６は中心軸以外に並設されるため、可動ストッパ51ａを中心軸上に設けることが可能となる。

更に、ストッパ部となる部材位置がピストン４の中心軸上にあることは、シリンダ推力の中心位置であることからピストン４とその推力下にある連結部材には、シリンダ推力にかかる中心軸を傾ける方向のモーメントが発生しない長所がある。

一方、図中のＸ１・Ｙ１・Ｚ１は図２０と共に単数ロッド汎用形シリンダ装置のシリンダ本体寸法を増すことなくガイド部41に加え、可動ストッパ51ａ・51ｂを備えることが可能であることを示している。

すなわち、別例２のように、前記クッションスリーブ31ａ・31ｂに当接することにより前記ピストン４のストローク端位置の調整を行う調整部材51ａ・51ｂが、前記ピストン４の中心軸と同軸上に設けられている構成としても良い。

本実施例は上述のように構成したから、流体を導入出してピストン４を往復移動させることで、複数のピストンロッド６を介してピストン４と一体的に移動するプレート７を往復移動させる際、複数のピストンロッド６の両端部が夫々ピストン４とプレート７とに固定されることで、ピストン４が回り止めされる。

また、ピストンロッド６をピストン４の中心軸から外れた位置に固定することで、ピストン４の中心軸上に流体圧クッション機構を設ける際に、軸方向から見て各ピストンロッド６と重ならないように設けることが可能となり、それだけ小型化を図ることが可能となる。

よって、本実施例は、更なる小型化を可能とし、限定された設置空間においても選択肢を広げるシリンダ装置となる。

実施例１では、複数ロッド汎用形シリンダ装置の例について説明したが、実施例２では、複数ロッド薄形シリンダ装置の例について図を用いて詳しく説明する。

先に述べたように、限られた空間には薄形シリンダ装置が有利であるが、既存の単数ロッド薄形シリンダ装置（図１０及び図１１参照）はピストン４のストローク端での停止においては停止時の衝撃が大きいという問題がある。その課題に対し複数ロッドシリンダ装置ではシリンダ本体の寸法増加無く流体圧クッション機構の具備が可能であり、前述の複数ロッド汎用形シリンダ装置と同様にロッド先端にプレート形状を備えることにより、シリンダ装置の設置において占有空間の増加を抑えるものである（図２１参照）。

図７は同シリンダ装置の斜視断面図、図８は同シリンダ装置の断面図、図９は同シリンダ装置の左側面図である。また、同図は流体圧クッション機構を設けた例である。

外形の軸直交断面が略矩形から成る略直方体形状のシリンダチューブ２には軸直交断面が略円形状のシリンダ室18が形成され、シリンダ室18の一端はヘッドカバー１と一体となり閉塞され、他端はロッドカバー３により閉塞されている。更に、ロッドカバー３による閉塞部はガスケット８により密閉が確保され、ロッドカバー３は止め輪25により保持されている。

また、シリンダチューブ２の外壁の１面には軸線に沿って軸直交断面凸形状の膨出部が形成され、この膨出部には所定間隔を置いて配管口14ａ・14ｂがシリンダ室18に向かうように設けられ、この配管口14ａ・14ｂは流体通路15ａ・15ｂ及び流体通路16ａ・16ｂを介してシリンダ室18に連通している。

更に、配管口14とシリンダ室18には両者を連通するクッション絞り孔34とそれに交わる位置にバルブ孔が形成され、前記クッション絞り孔34の開口面積を調整するクッション調整バルブ35が設けられ、流体圧クッションの速度調整を可能としている。なお、クッション調整バルブ35には流体の漏れ防止の為のバルブシール36が環状溝38に装着されている。

図８ではシリンダチューブ２とヘッドカバー１が一体の場合を例としているが、ヘッドカバー１の軸心上には流体圧クッション機構用のクッションスリーブ31ｂが圧嵌され、その軸心上に流体通路15ｂと繋がる流体通路16ｂが設けられている。

シリンダ室18内には中心軸方向に往復移動するピストン４が摺動可能な隙間を有し摺設され、ピストン４の外周部には環状溝が形成されピストンシール11が嵌着されている。ピストン４によりシリンダ室18は２つに隔てられている。

更にピストン４の中心軸上には流体圧クッション機構用としてロッドカバー３側にクッションスリーブ31ａが設けられ、ヘッドカバー１側にはクッションシール32ｂを有する中央凹部33ｂが設けられている。

また、中心軸外に４本のピストンロッド６が軸線方向に沿って略平行に並設され一端はボルト19により締結されている。ピストンロッド６の他端はロッドカバー３を貫通しシリンダ本体の外部まで突出し、ロッドプレート７にボルト20により締結されている。これによりピストン４と４本のピストンロッド６とロッドプレート７が連結され一体的に移動する。

ロッドカバー３には軸線方向に略並行にピストンロッド穴17が形成され、このピストンロッド穴17には、ピストンロッド６と摺動可能な隙間を持つブッシュ13が嵌着され、同軸上にロッドパッキン12が装着され流体の漏れと不要物の進入を防ぐ。また、流体通路15の延長位置に流体通路16が形成される。

なお、図７、８ではピストン４の外周部には環状溝が形成され位置検出用の輪状のマグネット10が装着される。これにより図示しない位置検出センサにより位置検出が可能となる。更に、外周両端にはショック吸収用にゴムクッション９が装着されている。これらはいずれも必要に応じて設けられる。図中符号26・27はピン、28はセンサーレールである。

その余は、実施例１と同様である。

１ ヘッドカバー
３ ロッドカバー
４ ピストン
６ ピストンロッド
７ プレート
14ａ・14ｂ 流体入出力ポート
17ａ 挿通孔
18 シリンダ室
18ａ ロッド側シリンダ室
18ｂ ヘッド側シリンダ室
31ａ・31ｂ クッションスリーブ
32ａ・32ｂ クッションシール
33ａ・33ｂ スリーブ収納凹部
41 ガイド部
51ａ・51ｂ 調整部材

Claims (5)

1. 一端がヘッドカバーにより閉塞され、他端がロッドカバーにより閉塞された略円筒形状のシリンダ室を有し、このシリンダ室には流体圧により往復移動可能な略円柱形状のピストンと該ピストンに固定されたピストンロッドとが設けられ、前記ピストンにより前記シリンダ室はロッド側シリンダ室とヘッド側シリンダ室とに区画され、前記ロッド側シリンダ室に連通する流体入出力ポートと、前記ヘッド側シリンダ室に連通する流体入出力ポートとを備え、前記各流体入出力ポートから導入出される流体により前記ピストンを往復移動させるシリンダ装置であって、
   前記ピストンは単数であり、前記ピストンロッドは複数であり、前記各ピストンロッドの一端側は前記ピストンの中心軸から外れた位置に固定され、他端側は前記ロッドカバーを貫通して外部に突出して単数のプレートに固定されており、
   前記ピストンの中心軸と同軸上に、付加機構追加用の凹部が設けられていることを特徴とするシリンダ装置。
2. 請求項１記載のシリンダ装置において、流体圧クッション機構を備え、この流体圧クッション機構は前記ピストンの中心軸と同軸上に設けられ、軸方向から見た場合、前記各ピストンロッドと重ならないように設けられていることを特徴とするシリンダ装置。
3. 請求項１記載のシリンダ装置において、前記ピストンに設けられたクッションスリーブと、前記クッションスリーブが挿入可能なスリーブ収納凹部と、前記スリーブ収納凹部に設けられ前記クッションスリーブの外周部と摺接するクッションシールとを含む流体圧クッション機構を備え、前記クッションスリーブと前記スリーブ収納凹部と前記クッションシールとは、前記ピストンの中心軸と同軸上に設けられ、軸方向から見た場合、前記各ピストンロッドと重ならないように設けられていることを特徴とするシリンダ装置。
4. 請求項３記載のシリンダ装置において、前記ロッドカバーには前記ピストンロッドが挿通する挿通孔が設けられ、前記挿通孔には夫々、前記ピストンロッドの軸方向の移動を案内支持するガイド部が設けられていることを特徴とするシリンダ装置。
5. 請求項３，４いずれか１項に記載のシリンダ装置において、前記クッションスリーブに当接することにより前記ピストンのストローク端位置の調整を行う調整部材が、前記ピストンの中心軸と同軸上に設けられていることを特徴とするシリンダ装置。

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