JP2594316Y2

JP2594316Y2 - 三位置停止アクチュエータ

Info

Publication number: JP2594316Y2
Application number: JP1991105744U
Authority: JP
Inventors: 茂伊勢田
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1991-11-29
Filing date: 1991-11-29
Publication date: 1999-04-26
Anticipated expiration: 2006-11-29
Also published as: JPH0547508U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、前進端、後退端及びそ
の中間の一点で停止させることができる三位置停止シリ
ンダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】流体圧アクチュエータを用いて、前進
端、後退端及びその中間の、三位置で停止させる動作を
行おうとする場合、例えば図４に示すように、固定アク
チュエータａのロッド先端に可動アクチュエータｂを設
けることや、あるいは図５に示すように、第一のアクチ
ュエータＣのロッド先端の往復範囲の中間に向けてロッ
ドを進退させるストッパ用アクチュエータｄを設けるこ
と等が知られている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかし、上記図４の構
造によると、固定アクチュエータａと可動アクチュエー
タｂが直列に配置されるため、取付スペースが長大なも
のとなってしまい、しかも、固定アクチュエータａによ
って移動する可動アクチュエータｂがその配管や配線を
引きずってしまうといった問題がある。また、図５の構
造によると、第一のアクチュエータＣの中間停止位置
を、ストッパ用アクチュエータｄのロッドとの干渉によ
って規定するものであるため、中間停止位置の調整や変
更が困難であり、しかも、図６に示すように、第一のア
クチュエータｃを中間停止位置から再進出動作させる際
には、ストッパ用アクチュエータｄのロッドを後退させ
る必要があるが、このストッパ用アクチュエータｄの後
退動作は、まず第一のアクチュエータｂを後退動作させ
ないと不可能であるため、制御が複雑であり、迅速な処
理動作ができない問題がある。また、実公昭４８−３９
７３６号公報に記載された従来技術においては、複数の
シリングおよび複数のストッパ部材が個別に配置されて
いるために、例えば被動部材にワークに搭載する場合に
各シリンダを個別に基台に据え付けなければならず、こ
のようなことでは各シリンダの相対的な位置関係を正確
に確保することが困難である等、取扱いが極めて不便で
ある不都合がある。

【０００４】本考案は、上記のような問題に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは、複数のシリンダ
の全てが本体ボディに一体に組み込まれており、軸方向
取付長が短く、前進端と、後退端と、その中間位置で精
度良く停止させることができ、停止位置を調整可能な三
位置停止シリンダ装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本考案の請求項１による三位置停止アクチュエータ
は、一つの本体ボディに平行して三つのシリンダが形成
され、第一のシリンダに、第一のロッドと、その一端部
に連結されたピストンとが往復動自在に装着され、第二
のシリンダに、第二のロッドと、その一端部に当接する
とともに相対移動可能なピストンとが往復動自在に装着
され、第三のシリンダに、一端を前記本体ボディに固定
した調整ロッドが挿通されるとともに、該調整ロッドを
内挿し軸方向相対移動可能に設けられた筒状の第三のロ
ッドが往復動自在に装着され、前記第二のシリンダに、
前記ピストンを停止させるストッパが備えられるとも
に、前記第三のロッドの一端部および前記調整ロッドの
他端部に、該両ロッドの相対移動規制部が備えられ、前
記第三のロッドの一端部および前記調整ロッドの他端部
に、該両ロッドの相対移動規制部が備えられ、前記第一
のロッド、第二のロッドおよび第三のロッドの他端部が
先端ブロックに連結されていることにした。

【０００６】また、本考案の請求項２による三位置停止
アクチュエータは、上記した請求項１の三位置停止アク
チュエータにおいて、第一のシリンダにおけるピストン
のロッド側圧力室に圧力を供給するポートと、前記第一
のシリンダにおけるピストンの反ロッド側圧力室に圧力
を供給するポートと、第二のシリンダにおけるピストン
の反ロッド側圧力室に圧力を供給するポートとよりなる
三つのポートが本体ボディに設けられていることにし
た。

【０００７】

【作用】上記構成において、第一のシリンダにおけるロ
ッド側圧力室（第一のロッド側の加圧室とも称する）に
流体圧力を供給し、同第一のシリンダにおける反ロッド
側圧力室（反ロッド側の加圧室とも称する）及び第二の
シリンダにおける反ロッド側圧力室（反ロッド側の加圧
室とも称する）を開放すると、流体圧力を受ける第一の
シリンダ内のピストン（受圧ピストンとも称する）によ
って第一のロッドが後退するので、先端ブロックが後退
し、後退端（戻り端）位置で停止する。また、このとき
先端ブロックと一体の第二のロッド及びピストン（フリ
ーピストンとも称する）も同時に後退する。

【０００８】次に、第一のシリンダにおける第一のロッ
ド側の加圧室を加圧したまま、第二のシリンダにおける
反ロッド側の加圧室を加圧すると、受圧ピストンにおけ
る第一のロッド側の受圧面積よりも、第二のシリンダ内
のフリーピストンにおける反ロッド側の受圧面積の方が
第一のロッドの断面積分だけ大きいので、フリーピスト
ンが中間停止位置を規定するストッパと干渉するまで移
動し、これによって先端ブロックは中間位置で停止す
る。そしてこのとき、第一のシリンダにおける第一のロ
ッド側の加圧室及び第二のシリンダ内の反ロッド側の加
圧室に入力された圧力によって、先端ブロックは中間停
止位置での停止状態が保持される。

【０００９】また、第一のシリンダにおける反ロッド側
の加圧室を加圧すると、第一のシリンダ内の受圧ピスト
ンは前進動作し、第二のシリンダ内の第二のロッドは、
ストッパとの干渉によって停止したフリーピストンに対
して非連結であるため、このフリーピストンから離れて
前記第一のロッド及び先端ブロックの前進動作に追随し
て移動可能であり、これによって、先端ブロックは中間
停止位置からさらに前進動作する。そして、先端ブロッ
クの前進動作によって互いに引き抜き方向に相対動作す
る第三のロッド（調整チューブとも称する）と調整ロッ
ドとの相対移動部（干渉部とも称する）が互いに干渉し
た時点で前記前進動作が停止する。

【００１０】先端ブロックの中間停止位置は、この先端
ブロックと第二のロッドの固定位置の調整によって任意
に設定することができる。

【００１１】また、先端ブロックの前進端での停止位置
は、この先端ブロックまたは本体ボディに対する調整チ
ューブまたは調整ロッドの固定位置を調整してこの調整
チューブ及び調整ロッドの互いの干渉位置を変更するこ
とによって任意に設定することができる。

【００１２】

【実施例】次に、本考案の三位置停止アクチュエータ
を、図１ないし図３に示す一実施例を参照しながら説明
する。

【００１３】１００は本体ボディであり、このボディ１
００の内部には、互いに同径の第一の空気圧シリンダ１
１０及び第二の空気圧シリンダ１２０と、該両空気圧シ
リンダ１１０，１２０間の調整シリンダ１３０が、互い
に平行に形成されている。第一及び第二の空気圧シリン
ダ１１０，１２０の一端（図示の例では上端）にはヘッ
ドカバー１１１，１２１がそれぞれ封着されており、ま
た、他端（図示の例では下端）の内周には、リニアボー
ルベアリング１１２，１２２がそれぞれ固定されてい
る。

【００１４】第一の空気圧シリンダ１１０内には、硬質
の金属からなる第一のロッド１１３が前記リニアボール
ベアリング１１２を介して軸方向移動自在に挿通されて
おり、また、この第一の空気圧シリンダ１１０内部を二
つの加圧室１１０Ａ，１１０Ｂに区画する受圧ピストン
１１４が気密摺動自在に設けられている。第一のロッド
１１３の軸周は、リニアボールベアリング１１２の軸方
向外側に設けられたロッドシール１１５で軸封されてお
り、また、この第一のロッド１１３の内端１１３ａは、
前記受圧ピストン１１４と螺合連結されている。本体ボ
ディ１００の一側面には、前記受圧ピストン１１４の下
側すなわち第一のロッド１１３側の加圧室１１０Ａへ空
気圧を給排するための入力ポート１１６Ａが開設されて
おり、ヘッドカバー１１１には、このヘッドカバー１１
１側、すなわち反ロッド側の加圧室１１０Ｂに対して空
気圧を給排するための入力ポート１１６Ｂが開設されて
いる。

【００１５】第二の空気圧シリンダ１２０内には、前記
第一のロッド１１３と同材質の第二のロッド１２３が前
記リニアボールベアリング１２２を介して軸方向移動自
在に挿通されており、また、この第二のロッド１２３の
内端１２３ａと非連結のフリーピストン１２４が気密摺
動自在に設けられている。フリーピストン１２４は、第
二の空気圧シリンダ１２０内部を、下側すなわち第二の
ロッド１２３側であってリニアボールベアリング１２２
の内周隙間を介して大気開放された開放室１２０Ａと、
ヘッドカバー１２１側すなわち反ロッド側の加圧室１２
０Ｂに区画しており、ヘッドカバー１２１には、加圧室
１２０Ｂに対して空気圧を給排するための入力ポート１
２６が開設されている。また、開放室１２０Ａには、フ
リーピストン１２４の開放室１２０Ａ側への前進行程を
受圧ピストン１１４の前進行程よりも短く規制するスト
ッパ１２５が固定されている。

【００１６】第一の空気圧シリンダ１１０及び第二の空
気圧シリンダ１２０のリニアボールベアリング１１２，
１２２の内周から、外部へ導出された第一及び第二のロ
ッド１１３，１２３の先端は、本体ボディ１００の外部
に移動自在に配置された先端ブロック１４０にそれぞれ
連結されている。このうち第一のロッド１１３の先端
は、ボルト１１７を介して先端ブロック１４０に固定さ
れ、第二のロッド１２３は、その先端に適当な長さで形
成された雄螺子部１２３ｂが先端ブロック１４０に形成
された雌螺子部１４０ａにねじ込まれ、ロックナット１
２７で締め付け固定されている。

【００１７】調整シリンダ１３０内には、調整チューブ
１３１とその内周に遊嵌された調整ロッド１３２が挿通
されている。このうち、調整チューブ１３１は、本体ボ
ディ１００に対して挿抜移動自在な遊嵌状態にあり、先
端のカバー部材１３１ａがボルト１３３を介して先端ブ
ロック１４０に固定されており、また、調整ロッド１３
２は、その先端に適当な長さで形成された雄螺子部１３
２ａが前記先端ブロック１４０と反対側における調整シ
リンダ１３０の端部に形成された雌螺子部１３０ａにね
じ込まれ、ロックナット１３４で締め付け固定されてい
る。前記調整チューブ１３１の内端内周には干渉リング
１３１ｂが固定され、また前記調整ロッド１３２の前記
調整チューブ１３１内における端部には大径の干渉頭部
１３２ｂが形成されており、この干渉リング１３１ｂと
干渉頭部１３２ｂは、前記先端ブロック１４０が前進す
なわち本体ボディ１００から離れる方向へ所定量移動し
た時に、調整チューブ１３１が一体に前進することによ
って互いに干渉し、移動を規制するものである。

【００１８】第一の空気圧シリンダ１１０における入力
ポート１１６Ａから延びる配管１０は、三位置切換弁１
５０の切換ポート１５０Ａを介して、また、同第一の空
気圧シリンダ１１０における入力ポート１１６Ｂから延
びる配管２０は、二位置切換弁１６０及び前記三位置切
換弁１５０の切換ポート１５０Ｂを介して、さらに、第
二の空気圧シリング１２０における入力ポート１２６か
ら延びる配管３０は、前記配管２０と共通である前記三
位置切換弁１５０の切換ポート１５０Ｂを介して、それ
ぞれ空気圧供給源または大気開放側に選択的に接続され
る。また、前記二位置切換弁１６０は、配管１０からの
分岐管４０を介して空気圧が導入され、この空気圧によ
って位置切換動作を行う。

【００１９】次に、上記のように構成された本実施例の
三位置停止アクチュエータの作動を説明すると、まず図
１において、三位置切換弁１５０は切換ポート１５０
Ａ，１５０Ｂが切換位置１５１に接続された状態に切換
制御されている。このため、第一のシリンダ１１０にお
ける加圧室１１０Ａは、前記三位置切換弁１５０の切換
ポート１５０Ａ及び配管１０を介して空気圧供給源から
の空気圧が供給されるとともに、第一の空気圧シリンダ
１１０における加圧室１１０Ｂは、配管１０から分岐管
４０を介して印加された空気圧によって切換位置１６１
に切換動作した二位置切換弁１６０及び配管２０を介し
て大気開放され、第二の空気圧シリンダ１２０における
加圧室１２０Ｂは、配管３０及び前記三位置切換弁１５
０の切換ポート１５０Ｂを介して大気開放されている。
したがって、加圧室１１０Ａの圧力を受ける受圧ピスト
ン１１４は上死点へ向けて後退し、これに伴い、第一の
ロッド１１３，先端ブロック１４０，第二のロッド１２
３及びフリーピストン１２４が一体的に後退動作し、図
示の後退端の位置で停止する。

【００２０】次に、上記図１の状態から、三位置切換弁
１５０を切換位置１５２に切換制御することによって、
図２に示すように、第一の空気圧シリンダ１１０におけ
る加圧室１１０Ａは空気圧供給状態が維持されるととも
に、第二の空気圧シリンダ１２０における反ロッド側の
加圧室１２０Ｂにも、前記三位置切換弁１５０の切換ポ
ート１５０Ｂ及び配管３０を通じて空気圧が供給され
る。また、第一の空気圧シリンダ１１０における反ロッ
ド側の加圧室１１０Ａは、図１と同様、切換位置１６１
にある二位置切換弁１６０を介して大気開放された状態
を維持される。すると、第一のシリンダ１１０の加圧室
１１０Ａに対する受圧ピストン１１４の受圧面１１４ａ
よりも、第二のシリンダ１２０の加圧室１２０Ｂに対す
る受圧面１２４ａのほうが、第一のロッド１１３の断面
積分だけ大きいので、フリーピストン１２４は、受圧ピ
ストン１１４が受ける後退方向の圧力に抗して前進動作
し、これに伴って、第二のロッド１２３，先端ブロック
１４０，第一のロッド１１３及び受圧ピストン１１４が
一体的に前進動作する。そしてこの前進動作は、フリー
ピストン１２４がストッパ１２５に当接することによっ
て阻止されるので、先端ブロック１４０は、図示の中間
位置で停止する。

【００２１】このときの先端ブロック１４０の中間停止
位置は、第二のロッド１２３の雄螺子部１２３ｂに螺合
したロックナット１２７を緩め、この第二のロッド１２
３を左右いずれかの方向へ回転させて、前記雄螺子部１
２３ｂと先端ブロック１４０の雌螺子部１４０ａの螺合
位置を適宜変えることによって、任意に調整することが
できる。調整後はロックナット１２７の締め付けによっ
て固定する。

【００２２】また、上記図２の状態から、三位置切換弁
１５０を切換位置１５３に切換制御することによって、
図３に示すように、第一の空気圧シリンダ１１０におけ
る加圧室１１０Ａは配管１０及び前記三位置切換弁１５
０の切換ポート１５０Ａを介して大気開放されるととも
に、第二の空気圧シリンダ１２０における加圧室１２０
Ｂは、図２と同様、配管３０及び前記三位置切換弁１５
０のポート１５０Ｂを通じて空気圧が供給される。ま
た、この三位置切換弁１５０が切換位置１５３に移行す
ることによって、分岐管４０から二位置切換弁１６０へ
の切換動作圧力も開放されるので、二位置切換弁１６０
は切換位置１６２へ移行し、第一の空気圧シリンダ１１
０における加圧室１１０Ｂは、三位置切換弁１５０の切
換ポート１５０Ｂ、前記二位置切換弁１６０及び配管２
０を介して空気圧が供給される。したがって、受圧ピス
トン１１４はさらに前進動作する。このとき、第二のロ
ッド１２３は、ストッパ１２５との干渉によって停止し
たフリーピストン１２４に対して非連結であるため、こ
のフリーピストン１２４から離れて、受圧ピストン１１
４、第一のロッド１１３及び先端ブロック１４０の前進
動作に追随する。そして、先端ブロック１４０と一体に
前進動作して調整ロッド１３２から引き抜かれるように
移動する調整チューブ１３１の干渉リング１３１ｂが、
やがて調整ロッド１３２の干渉頭部１３２ｂが互いに干
渉し、これによって先端ブロック１４０は、図示の前進
端位置で停止する。

【００２３】先端ブロック１４０の前進端での停止位置
は、調整ロッド１３２の雄螺子部１３２ａに螺合したロ
ックナット１３４を緩め、この調整ロッド１３２を左右
いずれかの方向へ回転させて、前記雄螺子部１３２ａと
調整シリンダ１３０の雌螺子部１３０ａの螺合位置を適
宜変えることによって任意に調整することができる。調
整後はロックナット１３４の締め付けによって固定す
る。

【００２４】すなわち、この実施例の構成によると、動
作の制御を三位置切換弁１５０の切換操作のみで行なう
ことができ、前進端、後退端、中間位置での先端ブロッ
ク１４０の停止位置も任意に調整することができ、ま
た、第一及び第二のロッド１１３，１２３がそれぞれリ
ニアボールベアリング１１２，１２２でガタのないよう
に軸支しているので、先端ブロック１４０が回転せず、
高い位置精度で停止するものである。

【００２５】なお、本考案は図示の一実施例に限定され
るものではない。例えばリニアボールベアリング１１
２，１２２は滑り軸受に代えても良く、先端ブロック１
４０に対して調整チューブ１３１の固定位置を調整可能
としても良く、その他、細部の形状や大きさ等は任意に
変更可能である。

【００２６】

【考案の効果】本考案の三位置停止アクチュエータによ
ると、次のような効果を奏する。すなわち先ず、請求項
１においては、（１）一つの本体ボディに平行して三つのシリンダが形
成され、三位置停止機能の実現に最低限必要とされる各
構成要素が単一の本体ボディ内に要領良く配置されてい
るために、三位置停止機能を備えた流体圧アクチュエー
タを軽量およびコンパクト化することができる。したが
って、例えば先端ブロックにワークを搭載する場合、本
体ボディ一つを基台に据え付ければ当該アクチュエータ
の設置を完了することができ、その取扱いが極めて容易
なものである。（２）先端ブロックの前進停止位置を特定するために調
整シリンダ内に設けられた調整ロッドが本体ボディに連
結されているために、この調整ロッドは先端ブロックの
移動作動時に全く動かないものである。したがってこの
調整ロッドが先端ブロックの移動作動時に本体ボディか
ら突き出てくることがないために、この突出に備えたス
ペースを装置の周辺に確保しておく必要がなく、安全上
の支障を来すこともない。（３）先端ブロックの前進停止位置を特定するために調
整シリンダ内に設けられた調整ロッドが本体ボディに固
定位置調整自在に連結されていると、この調整シリンダ
が第一及び第二シリンダとともに本体ボディに一体に組
み込まれていても、先端ブロックの前進停止位置を調整
することができる。したがって調整シリンダの動作部を
構成する調整チューブ、調整ロッド及び一対の干渉部を
本体ボディに内蔵することにしてこれらを本体ボディに
よって保護することができ、しかも同時に先端ブロック
の前進停止位置を本体ボディの外部から任意に調整する
ことができる。（４）進退方向の異なる複数のアクチュエータを組み合
わせたものではないので、操作が複雑になることがな
く、迅速な動作が可能である。（５）先端ブロックが二本のロッドで支持されているた
め、この先端ブロックが回転することがなく、しかも各
ロッドがそれぞれリニアボールベアリングによって軸支
されているのでガタがなく、このため、高い位置精度で
各位置に停止させることができる。（６）動作制御を一つの切換弁で行なうことができる。（７）位置調整機構や、回転防止機構、ガイド機構がコ
ンパクトにユニット化されており、構造がシンプルであ
る。

【００２７】また請求項２については、本体ボディに設
けられたポート数が三つと比較的少ないために、当該ア
クチュエータに対する配管の引き回し構造を簡素化する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の三位置停止アクチュエータの一実施例
を示す後退端への復帰状態の断面図である。

【図２】同じく中間位置での停止状態を示す断面図であ
る。

【図３】同じく前進端での停止状態を示す断面図であ
る。

【図４】従来構造の一例を示す説明図である。

【図５】従来構造の他の例を示す中間位置での停止時の
説明図である。

【図６】従来構造の他の例を示す中間位置からの前進時
の説明図である。

【符号の説明】

１０，２０，３０配管４０分岐管１００本体ボディ１１０第一の空気圧シリンダ（第一のシリンダ）１１０Ａ，１１０Ｂ１２０Ｂ加圧室（圧力室）１１１，１２１ヘッドカバー１１２，１２２リニアボールベアリング１１３第一のロッド１１３ａ，１２３ａ内端１１４受圧ピストン（ピストン）１１５ロッドシール１１６Ａ，１１６Ｂ，１２６入力ポート（ポート）１１７，１３３ボルト１２０第二の空気圧シリンダ（第二のシリンダ）１２０Ａ開放室１２３第二のロッド１２３ｂ，１３２ａ雄螺子部１２４フリーピストン（ピストン）１２５ストッパ１２７，１３４ロックナット１３０調整シリンダ１３０ａ，１４０ａ雌螺子部１３１調整チューブ（第三のロッド）１３１ａカバー部材１３１ｂ干渉リング（干渉部または相対移動規制部）１３２調整ロッド１３２ｂ干渉頭部（干渉部または相対移動規制部）１４０先端ブロック１５０三位置切換弁１５０Ａ，１５０Ｂ切換ポート１５１，１５２，１５３三位置切換弁の切換位置１６０二位置切換弁１６１，１６２二位置切換弁の切換位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F15B 15/24 F15B 15/14

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】一つの本体ボディ（１００）に平行して
三つのシリンダ（１１０）（１２０）（１３０）が形成
され、第一のシリンダ（１１０）に、第一のロッド（１１３）
と、その一端部に連結されたピストン（１１４）とが往
復動自在に装着され、第二のシリンダ（１２０）に、第二のロッド（１２３）
と、その一端部に当接するとともに相対移動可能なピス
トン（１２４）とが往復動自在に装着され、第三のシリンダ（１３０）に、一端を前記本体ボディ
（１００）に固定した調整ロッド（１３２）が挿通され
るとともに、該調整ロッド（１３２）を内挿し軸方向相
対移動可能に設けられた筒状の第三のロッド（１３１）
が往復動自在に装着され、前記第二のシリンダ（１２０）に、前記ピストン（１２
４）を停止させるストッパ（１２５）が備えられるとも
に、前記第三のロッド（１３１）の一端部および前記調
整ロッド（１３２）の他端部に、該両ロッド（１３１）
（１３２）の相対移動規制部（１３１ｂ）（１３２ｂ）
が備えられ、前記第一のロッド（１１３）、第二のロッド（１２３）
および第三のロッド（１３１）の他端部が先端ブロック
（１４０）に連結されていることを特徴とする三位置停
止アクチュエータ。
【請求項２】請求項１の三位置停止アクチュエータに
おいて、第一のシリンダ（１１０）におけるピストン（１１４）
のロッド側圧力室（１１０Ａ）に圧力を供給するポート
（１１６Ａ）と、前記第一のシリンダ（１１０）におけるピストン（１１
４）の反ロッド側圧力室（１１０Ｂ）に圧力を供給する
ポート（１１６Ｂ）と、第二のシリンダ（１２０）におけるピストン（１２４）
の反ロッド側圧力室（１２０Ｂ）に圧力を供給するポー
ト（１２６）とよりなる三つのポートが本体ボディ（１
００）に設けられていることを特徴とする三位置停止ア
クチュエータ。