JP2769501B2 - 分離形流体圧シリンダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、駆動側の部屋と従動側
の部屋とを分離した分離形流体圧シリンダに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】クリーンルームや真空室において使用す
る流体圧シリンダは、塵埃の発生や飛散がないことや、
放出ガスがないことが必要である。また、薬液雰囲気中
で使用する流体圧シリンダは、ロッドをシールするロッ
ドパッキンが薬液の雰囲気によって劣化しやすいという
問題がある。

【０００３】これらの問題を解決するために、ロッド側
の部屋を、金属の環状板で形成したベローズによって気
密に区画した分離形流体圧シリンダが、実開昭６２−４
１９０８号公報において提案されている。上記既提案の
流体圧シリンダは、金属ベローズによってロッド側の部
屋を気密に区画したために、ピストンに設けたシール材
の摩耗粉やシール材に施した潤滑剤がロッド側の部屋か
ら外部に飛散することがなく、しかもロッドパッキンを
設ける必要がないので、クリーンルーム、真空室或いは
薬液雰囲気中等における動力源として好適であるが、伸
縮を繰り返すベローズの耐久性に欠けるところがあり、
またシリンダのストロークを大きくすることに技術上の
限界がある。これに対し、実開昭６４−３８３０５号公
報に開示されているシリンダ装置では、外側チューブと
内側チューブとの間に流体圧駆動されるピストンを設
け、このピストンと内側チューブ内を摺動する移動子と
をマグネットカップリングで結合することにより、上記
のような問題を解決している。しかしながら、クリーン
ルームや真空室において使用するために、どのようにし
て移動子をクリーンな環境に保持して製造するかなど、
現実的な製造上の問題点について、格別の考慮が払われ
ていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、クリーンルームや真空室において使用する
分離形流体圧シリンダ、すなわち、シリンダチューブ内
における駆動側の部屋と区画チューブにより区画された
従動側の部屋とを有し、駆動側の部屋を流体圧駆動によ
り往復動するピストンと上記従動側の部屋を往復動する
移動子とをマグネットカップリングにより結合した分離
形流体圧シリンダの製造を容易化することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の分離形流体圧シリンダは、シリンダチュー
ブと、その両端に気密に取付けた一対のカバーと、上記
シリンダチューブ内にそれと同一軸線方向に配設して内
外を気密に区画する非磁性体の区画チューブと、上記区
画チューブで区画された外側の部屋を流体圧駆動により
往復動するピストンと、上記ピストンとマグネットカッ
プリングにより結合されて上記区画チューブの内側の部
屋を往復動する移動子とを備え、上記マグネットカップ
リングの吸引力によって移動子をピストンと同期して移
動させる流体圧シリンダにおいて、上記区画チューブの
両端に、フランジカバー及びアダプタプレートをそれぞ
れ気密に取付けることにより、区画チューブの内外を区
画し、上記区画チューブのアダプタプレート側端をエン
ドカバーの凹部に嵌挿し、上記フランジカバーとエンド
カバーとの間に前記シリンダチューブを気密に取付けた
ことを特徴とするものである。

【０００６】上記分離形流体圧シリンダにおいては、フ
ランジカバーとエンドカバーの何れか一方に、ピストン
で区画された一対の圧力室に圧力流体を給排する給排ポ
ートを設け、一方の給排ポートを、それを設けたカバー
側の圧力室に直接連通させ、他方の給排ポートを流体流
路を介して反対側の圧力室に連通させることができ、ま
たピストンで区画された圧力室に、ピストンを緩衝停止
させるためのばねを設けることができる。

【０００７】

【作用】一対の給排ポートから圧力室に圧力流体を給排
すると、ピストンが区画チューブで区画された外側の部
屋を気密に往復動し、マグネットカップリングの吸引力
によって、移動子とロッドがピストンと同期して内側の
部屋を往復動する。この場合、外側の部屋と内側の部屋
が区画チューブによって気密に区画されているので、外
側の部屋に給排した圧力流体や、シール材の摩耗粉、シ
ール材に施した潤滑剤等が内側の部屋に漏洩することは
ない。また、移動子が往復動する内側の部屋は作業環境
中と同一の雰囲気であり、かつロッドパッキンを使用す
る必要がないから、内側の部屋からの排出空気によって
作業環境が汚染されることはない。

【０００８】この分離形流体圧シリンダにおいては、区
画チューブの両端にフランジカバー及びアダプタプレー
トをそれぞれ気密に取付けることにより、区画チューブ
の内外を区画し、上記区画チューブのアダプタプレート
側端をエンドカバーの凹部に嵌挿し、上記フランジカバ
ーとエンドカバーとの間に前記シリンダチューブを気密
に取付けているので、予めクリーンな環境で、移動子を
嵌入した区画チューブの両端にフランジカバー及びアダ
プタプレートをそれぞれ気密に取付け、その区画チュー
ブ内をクリーンな状態に保持しておけば、その他の製
造、組付けを特にクリーンな環境で行う必要がなく、そ
の製造が容易化される。 また、上記区画チューブのアダ
プタプレート側端を該プレートにより予め気密に閉じる
ので、この区画チューブをフランジカバーとエンドカバ
ーとの間に取付けるに際し、そのアダプタプレート側端
の気密を考慮する必要がなく、該チューブのアダプタプ
レート側端をエンドカバーの凹部に嵌挿しながら、シリ
ンダチューブをその両端の気密性のみを考慮して取付け
ればよく、シリンダチューブと区画チューブの長さ方向
の寸法精度を高める必要もなく、それらの製造、組付け
を極めて容易に行うことが可能になる。

【０００９】さらに、一方のカバーに一対の給排ポート
を設けると、片側のカバーに集中して配管することがで
き、また、ピストンで区画された圧力室にピストンを緩
衝停止させるためのばねを設けると、ピストンのストロ
ークエンドでの衝撃が緩和されるとともに、マグネット
カップリング間の吸引力によってロッドと移動子との 間
の衝撃の伝達も緩和される。したがって、マグネットカ
ップリング間の吸引力を大きくしても、流体圧シリンダ
の衝撃を小さくすることができる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の第１実施例を示し、この分離
形流体圧シリンダ１は、シリンダ本体を構成するシリン
ダチューブ２と、タイロッド５，・・によってその両端
に気密に取付けたエンドカバー３及びフランジカバー４
と、上記フランジカバー４とアダプタプレート７に両端
が溶接等で気密に固定され、アダプタプレート７側端が
エンドカバー３の凹部６に嵌挿されて、シリンダチュー
ブ２と同一軸線方向に配設された区画チューブ８とを備
え、フランジカバー４を適宜の手段（図示省略）によっ
て仕切壁９に取付けるようにしている。この分離形流体
圧シリンダ１は、シリンダ孔を構成する上記シリンダチ
ューブ２と、非磁性体で形成された上記区画チューブ８
とによって、外側の部屋１０と内側の部屋１１とに気密
に区画され、外側の部屋１０には、流体圧駆動される環
状のピストン１２が、その内外両周面に設けたピストン
パッキン１５によって気密に往復動可能に挿入され、ロ
ッド１３及び該ロッドの先端に取付けられた円筒状の移
動子１４は、内側の部屋１１内を往復動可能で、該ロッ
ド１３の先端は、フランジカバー４及び仕切壁９を通っ
て作業環境中の部屋に突出している。

【００１１】上記エンドカバー３とフランジカバー４に
は、ピストン１２で区画された一対の圧力室１６ａ，１
６ｂに圧力流体を給排する給排ポート１７ａ，１７ｂが
開設されており、移動子１４両側の一対の呼吸室１８
ａ，１８ｂは、移動子１４と区画チューブ８間の間隙に
よって相互に連通するとともに、フランジカバー４とロ
ッド１３間の間隙によって仕切壁９内の部屋に連通して
いる。またピストン１２と移動子１４は、環状の磁石２
１，・・とヨーク２２，・・とを軸線方向に交互に配設
して一体に連結したマグネットカップリング２０，２０
を有し、そのためピストン１２と移動子１４は、区画チ
ューブ８を挟んで対向するマグネットカップリング２
０，２０間の吸引力によって、同期して駆動される。図
中の符号２３は、ピストン１２の軸方向両端に設けた環
状のダンパ、２４はピストン１２の内外両周面と移動子
１４の外周面とに設けたウエアリング、２５は給排ポー
ト１７ａ，１７ｂに圧縮空気を給排するための切換弁で
ある。

【００１２】上記第１実施例においては、切換弁２５に
よって、給排ポート１７ａ，１７ｂから圧力室１６ａ，
１６ｂに圧縮空気を給排すると、ピストン１２が往復動
し、マグネットカップリング２０，２０間の吸引力によ
って、移動子１４とロッド１３がピストン１２と同期し
て往復動する。この場合、ピストン１２が往復動する外
側の部屋１０と、移動子１４とロッド１３が往復動する
内側の部屋１１とは、区画チューブ８によって気密に区
画されているので、圧力室１６ａ，１６ｂに給排された
圧縮空気が内側の部屋１１に流出することはない。した
がって、ピストン１２に設けたピストンパッキン１５，
・・が摩耗したり、該パッキンに潤滑剤を施しても、こ
れらが外部に飛散することがなく、かつロッド１３の外
周にロッドパッキンを設ける必要がないので、薬液の雰
囲気中で使用することができる。また、移動子１４で区
画された呼吸室１８ａ，１８ｂは相互に連通しているの
で、呼吸室の空気がシリンダの負荷になることはなく、
しかも呼吸室の空気は作業環境中の空気であるから、作
業環境を汚染することもない。

【００１３】この分離形流体圧シリンダ１においては、
区画チューブ８の両端にフランジカバー４及びアダプタ
プレート７をそれぞれ気密に取付けることにより、区画
チューブ８の内外を区画し、上記区画チューブ８のアダ
プタプレート７側端をエンドカバー３の凹部６に嵌挿
し、上記フランジカバー４とエンドカバー３との間に前
記シリンダチューブ２を気密に取付けているので、予め
クリーンな環境で、移動子１４を嵌入した区画チューブ
８の両端にフランジカバー４及びアダプタプレート７を
それぞれ気密に取付け、その区画チューブ８内をクリー
ンな状態に保持しておけば、その他の製造、組付けを特
にクリーンな環境で行う必要がなく、その製造が容易化
される。 また、上記区画チューブ８のアダプタプレート
７側端を該プレート７により予 め気密に閉じるので、こ
の区画チューブ８をフランジカバー４とエンドカバー３
との間に取付けるに際し、そのアダプタプレート７側端
の気密を考慮する必要がなく、該チューブ８のアダプタ
プレート７側端をエンドカバー３の凹部６に嵌挿しなが
ら、シリンダチューブ２をその両端の気密性のみを考慮
して取付ければよく、シリンダチューブ２と区画チュー
ブ８の長さ方向の寸法精度を高める必要もなく、それら
の製造、組付けを極めて容易に行うことが可能になる。

【００１４】図２及び図３は本発明の第２実施例を示
し、第２実施例の分離形流体圧シリンダ３１は、カバー
の一方に集中配管できるものとして構成されている。第
２実施例のシリンダチューブ３２は、アルミニウムの押
出し材によって一体に形成され、軸線方向のシリンダ孔
３２ａと流体流路３３、及び外周面の磁気近接スイッチ
３５の取付溝３４を備えている。また、取付ボルトによ
ってシリンダチューブ３２に取付けられたエンドカバー
３７には給排ポート１７ａ，１７ｂが開設され、給排ポ
ート１７ａは直接圧力室１６ａに、給排ポート１７ｂは
上記流体流路３３及びフランジカバー３８に設けた流路
を介して圧力室１６ｂに連通させ、エンドカバー３７に
おける給排ポート１７ａ，１７ｂには上記切換弁（図示
省略）が載置される。このエンドカバー３７にも、前記
第１実施例と同様に、区画チューブ８のアダプタプレー
ト７側の端部を嵌入する凹部３６をエンドカバー３７に
凹設している。

【００１５】上記第２実施例は、切換弁側のエンドカバ
ー３７から、圧力室１６ａ，１６ｂに一括して圧縮空気
を給排することができる。また、ピストン１２に設けた
マグネットカップリング２０の磁石２１が近接すると磁
気近接スイッチ３５が信号を出力するので、ピストン１
２の位置を検出することができる。第２実施例の他の構
成及び作用は第１実施例と同じであるから、図の主要な
同一の箇所に同一の符号を付して、詳細な説明は省略す
る。

【００１６】図４は本考案の第３実施例を示し、この分
離形流体圧シリンダ４１は、エンドカバー４３とフラン
ジカバー４４の間に、シリンダ本体を構成するシリンダ
チューブ４２と、流体流路３３を構成するパイプ４５
が、タイロッド５，・・によって気密に取付けられてお
り、エンドカバー４３に給排ポート１７ａ，１７ｂが、
フランジカバー４４に給排ボート１７ｃがそれぞれ開設
され、給排ポート１７ｂと１７ｃは、パイプ４５によっ
て相互に連通するとともに、圧力室１６ｂに連通してい
る。また圧力室１６ａには、流体圧シリンダ４１の衝撃
を緩和するためのコイルばね４６が縮設されている。一
方ロッド４８は、軸線方向に貫通する貫通孔４９と、径
方向の通路５０，・・とを有し、これらによって呼吸室
１８ａと１８ｂが相互に連通するとともに、図示を省略
している仕切壁で区画された作業環境中の雰囲気に連通
している。また移動子５２は、ロッド４８にナット５３
によって取付けられたマグネットカップリング２０で構
成されている。

【００１７】上記第３実施例は、ロッド４８に、マグネ
ットカップリング２０，２０間の吸引力より小さい外力
が作用した場合、コイルばね４６が圧縮されてピストン
１２のストロークエンドにおける衝撃が緩和されるとと
もに、マグネットカップリング２０，２０間の吸引力に
よってロッド４８と移動子５２のストロークエンドにお
ける衝撃も緩和される。したがって、マグネットカップ
リング２０，２０間の吸引力を大きくして、流体圧シリ
ンダ４１の駆動力を大きくしても、その衝撃を緩和する
ことができる。また、貫通孔４９と通路５０，・・によ
って呼吸室１８ａ，１８ｂ及び作業環境中の雰囲気が速
やかに連通するので、呼吸室中の雰囲気が移動子５２の
移動の障害となることがない。第３実施例の他の構成及
び作用は第１または第２実施例と同じであるから、図の
主要な同一の箇所に同一の符号を付して、詳細な説明は
省略する。

【００１８】なお、これらの実施例において、ロッド１
３，４８及びフランジカバー４，４４のロッド孔の断面
を四角形、六角形または小判形等にすると、移動子１
４，５２の往復動に伴うロッド１３，４８の回転を防止
することができる。

【００１９】

【発明の効果】以上に詳述した本発明によれば、シリン
ダチューブ内を、区画チューブによって内外の部屋に気
密に区画したので、圧力流体を給排する外側の部屋と、
ロッド及び移動子が移動する内側の部屋とを確実に分離
することができ、これによって外側の部屋の圧力流体や
塵埃等による作業環境の汚染を確実に防止することがで
きる。しかも、上記区画に際して、区画チューブの両端
にフランジカバー及びアダプタプレートをそれぞれ気密
に取付けることにより、区画チューブの内外を区画し、
上記区画チューブのアダプタプレート側の端部をエンド
カバーの凹部に嵌挿して、上記フランジカバーとエンド
カバーとの間に前記シリングチューブを気密に取付けて
いるので、予めクリーンな環境で、移動子を嵌入した区
画チューブの両端にフランジカバー及びアダプタプレー
トをそれぞれ気密に取付け、その区画チューブ内をクリ
ーンな状態に保持しておけば、その他の製造、組付けを
特にクリーンな環境で行う必要がなく、その製造が容易
化される。 また、上記区画チューブのアダプタプレート
側端を該プレートにより予め気密に閉じるので、この区
画チューブをフランジカバーとエンドカバーとの間に取
付けるに際し、そのアダプタプレート側端の気密を考慮
する必要がなく、該チューブのアダプタプレート側端を
エンドカバーの凹部に嵌挿しながら、シリンダチューブ
をその両端の気密性のみを考慮して取付ければよく、シ
リンダチューブと区画チューブの長さ方向の寸法精度を
高める必要もなく、それらの製造、組付けを極めて容易
に行うことが可能になる。

【００２０】さらに、一方のカバーに一対の給排ポート
を設けると、片側のカバーに集中して配管することがで
き、また、ピストンで区画された圧力室にピストンを緩
衝停止させるためのばねを設けると、ピストンのストロ
ークエンドでの衝撃が緩和されるとともに、マグネット
カップリング間の吸引力によってロッドと移動子との間
の衝撃の伝達も緩和される。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の縦断正面図である。

【図２】第２実施例の縦断正面図である。

【図３】同じく側面図である。

【図４】第３実施例の縦断正面図である。

【符号の説明】

１，３１，４１ 分離形流体圧シリンダ ２，３２，４２ シリンダチューブ ３，３７，４３ エンドカバー ４，３８，４４ フランジカバー６，３６ 凹部 ８ 区画チューブ １０，１１ 部屋 １２ ピストン １３，４８ ロッド １４，５２ 移動子 １６ａ，１６ｂ 圧力室 １７ａ，１７ｂ，１７ｃ 給排ポート ３２ａ シリンダ孔 ３３ 流体流路 ４６ コイルばね

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F15B 15/14 375 F15B 15/14 340 F15B 15/14 380 F15B 15/22

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダチューブと、その両端に気密に取
   付けた一対のカバーと、上記シリンダチューブ内にそれ
   と同一軸線方向に配設して内外を気密に区画する非磁性
   体の区画チューブと、上記区画チューブで区画された外
   側の部屋を流体圧駆動により往復動するピストンと、上
   記ピストンとマグネットカップリングにより結合されて
   上記区画チューブの内側の部屋を往復動する移動子とを
   備え、上記マグネットカップリングの吸引力によって移
   動子をピストンと同期して移動させる流体圧シリンダに
   おいて、上記区画チューブの両端に、フランジカバー及びアダプ
   タプレートをそれぞれ気密に取付けることにより、区画
   チューブの内外を区画し、 上記区画チューブのアダプタプレート側端をエンドカバ
   ーの凹部に嵌挿し、上記フランジカバーとエンドカバー
   との間に前記シリンダチューブを気密に取付けた、 ことを特徴とする分離形流体圧シリンダ。
2. 【請求項２】フランジカバーとエンドカバーの何れか一
   方に、ピストンで区画された一対の圧力室に圧力流体を
   給排する給排ボートを設け、 一方の給排ボートを、それを設けたカバー側の圧力室に
   直接連通させ、他方の給排ボートを流体流路を介して反
   対側の圧力室に連通させた、 ことを特徴とする請求項１に記載した分離形流体圧シリ
   ンダ。
3. 【請求項３】ピストンで区画された圧力室に、ピストン
   を緩衝停止させるためのばねを設けた、 ことを特徴とする請求項１または２に記載した分離形流
   体圧シリンダ。