JP3662536B2 - Cylinder device - Google Patents

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JP3662536B2
JP3662536B2 JP2001377552A JP2001377552A JP3662536B2 JP 3662536 B2 JP3662536 B2 JP 3662536B2 JP 2001377552 A JP2001377552 A JP 2001377552A JP 2001377552 A JP2001377552 A JP 2001377552A JP 3662536 B2 JP3662536 B2 JP 3662536B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力流体供給源から供給される流体エネルギを機械エネルギに変換し、駆動力をピストンロッドの先端部に設けられたリンク部を介してキー部に伝達し、キー部をワークのキー溝部に挿入することにより、キーの開閉等に用いられることが可能なシリンダ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、例えば駆動源として、図11に示されるように、圧力流体ポート20(21)から供給される圧縮空気によりヘッドカバー2とロッドカバー3との間に連結されたシリンダチューブ4内のピストン5を変位終端位置まで変位させ、一組の保持部材8a、8bの間に装着された第1スプリング9を圧縮させた後、前記第1スプリング9の伸張する力により押し戻されて、ピストン5を初期位置方向の任意の位置まで変位させる機構を備えるシリンダ装置1が用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えばワークが樹脂で形成されている場合、ワークのキー溝部にキー部を挿入する際に、寸法精度の誤差等により本来設定されたキー部の位置では、ワークのキー溝部にキー部を挿入することができないという不具合がある。
【0004】
そのため、従来のシリンダ装置1では、ピストン5の変位終端位置において、キー位置をワークの寸法精度の誤差等を考慮した位置に前もって設定しておき、その位置からピストン5が第1スプリング9の伸張する力により押し戻された際に、本来設定されたワークのキー溝部の位置に合致させる構造としている。
【0005】
例えば、図11に示されるように、従来技術に係る前記シリンダ装置1において、第1スプリング9の伸張する力により押し戻され、ピストン5を変位させる機構は、ピストンロッド6の凹部7にピストンピン機構15のピン部16を第2スプリング18の作用下に挿入することによって、第1スプリング9により押し戻されたピストンロッド6の凹部7とピン部16が接触し、係止されることにより初期位置方向への変位量が設定されている。
【0006】
前記のような構成においては、ピストンロッド6の凹部7の側面とピン部16の側面との接触抵抗により、ピン部16の解除を簡便に遂行することができないという不具合がある。
【0007】
また、従来のシリンダ装置1では、図12に示される初期位置において、一方の3ポート電磁弁22aを付勢するとともに他方の3ポート電磁弁22bを大気開放してシリンダ装置1の内部に流体供給源23から圧力流体を供給し、ピストン5を変位終端位置まで変位させ(図13参照)、さらに、一組の3ポート電磁弁22a、22bをそれぞれ大気開放に切り換えた状態でピストン5を初期位置方向に若干変位させている(図14参照)。
【0008】
その際、ピストンロッド6の凹部7(図11参照)にピン部16を挿入してピストン5の位置決めを行っている。
【0009】
その結果、図15に示されるように、ピストンロッド6の凹部7の側面とピン部16の側面の係止状態を解除する際に、圧力流体ポート20、21より同時に圧力流体を加圧するために3ポート電磁弁22a、22bを2個設ける必要があり、構成部品点数の増加、制御回路の複雑化、工程数の増加等の不具合がある。
【0010】
本発明は、前記の不具合を考慮してなされたものであり、寸法精度の誤差があった場合でも、キー部をワークのキー溝部へ簡便に挿入することができ、また、ピン部をピストンロッドの凹部より容易に解除することが可能なシリンダ装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、第1カバー部材と第2カバー部材との間に一体的に連結されたシリンダチューブと、
前記シリンダチューブに内装され、前記シリンダチューブ内を軸方向に沿って変位するピストンと、
前記ピストンに連結されるピストンロッドと、
前記シリンダチューブと前記第1カバー部材または第2カバー部材との間に連結される中間部材と、
前記中間部材に内接し、軸方向に沿って変位する移動体と、
前記第1カバー部材または第2カバー部材と前記移動体との間に連接されるばね部材と、
前記ピストンロッドの凹部に軸線と略直交する方向に挿入されることにより、ピストンを所定位置に保持するピン部を含む係止機構と、
を備え、
前記ピストンが一方の変位終端位置に到達したとき、前記中間部材と前記移動体との間に画成される空間の軸方向長さは、前記ピストンロッドに形成される凹部の側面と前記係止機構のピン部の側面との軸線方向の間隔より短く設定されることを特徴とする。
【0012】
本発明では、前記ピストンを変位終端位置より初期位置方向側の所定位置まで変位させ、その変位量を前記中間部材と前記移動体との間に画成される空間の軸方向長さとするように設けることにより、ピストンの中間位置を高精度に位置決めすることが可能であり、また、ピストンが変位終端位置にあるとき、前記中間部材と前記移動体との間に画成される空間の軸方向長さを、前記ピストンロッドに形成される凹部の側面と前記係止機構のピン部の側面との間より短く設定する。その結果、ピストンの中間位置において係止機構のピン部の解除を容易に行うことが可能となる。
【0013】
また、前記中間部材に半径内方向に突出する第1環状突部を設け、前記移動体に半径外方向に突出する第2環状突部を設け、前記第1環状突部と第2環状突部との間には前記空間を形成することにより、前記ばね部材のばね力の作用下に前記第2環状突部が軸方向に空間の分だけ変位して、第1環状突部に係止されることにより前記移動体を確実に位置決めすることができる。
【0014】
さらに、前記ピストンが一方の変位終端位置に到達した際、他方の変位終端位置側に向かって戻される前記ピストンの変位量を前記空間の軸方向長さによって設定しているため、前記軸方向長さを変更することによってピストンの変位量を自在に調整することができる。
【0015】
さらにまた、前記係止機構を前記第1カバー部材または第2カバー部材の外周面に装着される本体部と、前記本体部の内部に保持されるピン部と、前記本体部と前記ピン部との間に介装される他のばね部材とを有するピストンピン機構とから構成することにより、ピストンロッドの凹部にピン部を容易に脱抜することができる。
【0016】
さらにまた、前記第1カバー部材および第2カバー部材に第1圧力流体出入ポートおよび第2圧力流体出入ポートをそれぞれ形成し、前記第1圧力流体出入ポートまたは第2圧力流体出入ポートに1個の5ポート電磁弁を介して圧力流体を供給することにより、従来設けられていた2個の3ポート電磁弁を単一の5ポート電磁弁で代替することができるため、構成部品点数の削減を図ることができる。
【0017】
さらにまた、前記シリンダ装置に、前記ピストンロッドに連結され、該ピストンロッドの直線運動を回転運動に変換するジョイント部材と、略中央部の軸を中心として回転する回転部材と、前記回転部材に形成され、ワークのキー溝部に挿入されるキー部と、前記ジョイント部材の回転運動を回転部材に伝達するリンク部とを有する駆動力伝達機構とを付設することにより、シリンダ装置の駆動作用下にキー溝部にキー部を挿入することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明に係るシリンダ装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【0019】
本発明の実施の形態に係るシリンダ装置30を図1に示す。
【0020】
なお、以下の説明では、図1に示されるように、ピストン38の上面が第1カバー部材32に当接した状態、且つ図4に示されるように、キー部82がシリンダ装置30(図10参照)の軸線と略平行な状態を初期位置として説明する。
【0021】
このシリンダ装置30は、基本的には円筒状からなる第1カバー部材32と第2カバー部材34との間に一体的に連結されたシリンダチューブ36と、シリンダチューブ36に内装され、シリンダチューブ36内を軸線方向に沿って変位するピストン38と、ピストン38に連結されるピストンロッド40とにより構成される。
【0022】
第1カバー部材32は、ピストン38のヘッド側に配設され、シリンダチューブ36内のピストン38の上面との間に第1の室50が形成され、第2カバー部材34は、ピストン38のピストンロッド40側に配設され、シリンダチューブ36内のピストン38の他端面との間に第2の室52が形成される。
【0023】
また、第1カバー部材32の外周側には、圧力流体供給源90(図7乃至図9参照)より圧力流体が供給され、第1の室50に連通する第1圧力流体出入ポート72が形成され、第2カバー部材34の外周側には、後述する5ポート電磁弁70(図7乃至図9参照)の切換作用下に、同様に圧力流体供給源90より圧力流体が供給され、第2の室52に連通する第2圧力流体出入ポート74が形成される。
【0024】
ピストン38は、シリンダチューブ36に内接する外周面に環状溝を介して所定間隔離間する1組の第1パッキン56a、56bを設けることにより、第1の室50と第2の室52との気密性をそれぞれ保持している。なお、前記第1パッキン56a、56bを一組とせず、単一の構成としてもよい。
【0025】
また、ピストン38の両端面には、例えば、ゴム等の弾性材料からなる環状の緩衝部材57a、57bがそれぞれ装着され、ピストン38が第1および第2カバー部材32、34に当接した際の衝撃を緩和している。
【0026】
さらに、ピストン38は、第1圧力流体出入ポート72および第2圧力流体出入ポート74から供給される圧力流体の作用下に、ピストン38の軸線方向に沿って変位自在に設けられている。
【0027】
ピストン38の略中央部には、ピストンロッド40が連結されている。ピストンロッド40の外部に露呈する一端部側は、第2カバー部材34を介して支持され、ピストンロッド40の外周面の一部には環状の凹部42が形成されている。
【0028】
また、第2カバー部材34におけるピストンロッド40の支持部には、第2パッキン58が設けられており、第2の室52の気密性を保持している。
【0029】
シリンダチューブ36と第2カバー部材34との間に一体的に連結される中間部材44は、ピストン38が変位終端位置まで変位した際、該ピストン38を停止させるように配設されている。すなわち、ピストン38が第2カバー部材34の方向に変位した際、該ピストン38が移動体46の一端面に当接し、該移動体46を第1ばね部材(ばね部材)48のばね力に抗して第2カバー部材34の方向へ押圧しながら変位して中間部材44に当接して停止する。
【0030】
略円筒状に形成された移動体46は、中間部材44に内嵌されてピストン38の軸線方向に沿って変位可能に設けられ、前記中間部材44と移動体46との間には第3の室54が画成されている(図2参照)。第2カバー部材34と移動体46との間には第1ばね部材48が介装され、ピストン38の変位終端位置において、第1ばね部材48に係着された移動体46を通じて、ピストン38を初期位置方向に押し戻し、変位することができるように構成されている。
【0031】
なお、移動体46の一端部には、半径外方向に向かって膨出する第1環状凸部92が形成されている。前記第1環状凸部92は、変位終端位置において、中間部材44の一端部に形成され、第1ばね部材48のばね力の作用下に半径内方向に向かって膨出する第2環状凸部94に係止されるように設けられている。
【0032】
また、中間部材44と移動体46は、第1カバー部材32側のみではなく、第2カバー部材34側、もしくは第1カバー部材32側と第2カバー部材34側の両方に設けてもよい。
【0033】
ピストンピン機構(係止機構)62は、圧力流体にて駆動されており、第2カバー部材34の外周部に配設される本体部66と、ピストンロッド40の軸線と略直交する方向に配設され、圧力流体によって昇降することによりピストンロッド40の凹部42に挿入されるピン部64と、第2カバー部材34のピン部支持部(図示せず)に設けられる第3パッキン60と、ピン部64と本体部66との間に連結される第2ばね部材(他のばね部材)68とから構成される。
【0034】
圧力流体の供給時においては、第2の室52に圧力流体が導入されて第2ばね部材68が圧縮されることによりピン部64が押し上げられ、上方に変位した状態にあり、また、第3パッキン60は、第2の室52の気密性を保持している。
【0035】
さらに、圧力流体が無供給時においては、第2ばね部材68が伸張して下方に変位することによりピストンロッド40の凹部42に挿入される。
【0036】
図10に示されるように、駆動力伝達機構76は、ピストンロッド40の一端部に連結され、ピストンロッド40の直線運動を回転運動に変換するナックルジョイント(ジョイント部材)78と、内部に軸受部材(図示せず)が設けられ、その軸を中心として回転する回転部材88と、ピストンロッド40の直線運動をナックルジョイント78を介して回転部材88に伝達するリンク部80と、回転部材88の上面に形成され、図示しないワークのキー溝部に挿入される柱状のキー部82とから構成され、さらにシリンダ装置30を構造部材(図示せず)に固定する第1固定部材84と、回転部材88を前記構造部材に固定する第2固定部材86とから構成されている。
【0037】
本発明の実施の形態に係るシリンダ装置30は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【0038】
図示しないチューブを介して、第1圧力流体出入ポート72および第2圧力流体出入ポート74を圧力流体供給源90に接続する。
【0039】
図7に示されるように、初期位置において圧力流体供給源90から5ポート電磁弁70を介して第1圧力流体出入ポート72へ圧力流体を供給する(図8参照)。その際、第2圧力流体出入ポート74は、大気に連通した状態とする。第1圧力流体出入ポート72より供給された圧力流体は、シリンダチューブ36内の第1の室50に導入され、ピストン38は、第2カバー部材34と移動体46との間に介装される第1ばね部材48を圧縮させながら、第2カバー部材34の方向に押圧される。
【0040】
また、ピストン38が第2カバー部材34側に押圧されることにより、ピストン38と一体的に連結されるピストンロッド40も変位する。
【0041】
ピストン38の端面部が中間部材44に当接することにより、図2に示されるように変位終端位置となる。
【0042】
このとき、ピストンロッド40の一端部に連結されたナックルジョイント78が、ピストンロッド40の直線運動を回転運動に変換して、ナックルジョイント78に連結するリンク部80へと駆動力を伝達し、リンク部80へ伝達された駆動力は、リンク部80の他端部に連結された回転部材88へと伝達される。
【0043】
回転部材88の上面に形成されるキー部82は、図5に示されるように、シリンダ装置30の軸線と略直交する軸線Aに対して角度θ°だけ多く回転される。
【0044】
図2に示されるように、変位終端位置において、ピン部64は、第2ばね部材68に押圧されることにより、ピン部64の先端部が前記ピストンロッド40の凹部42に挿入される。
【0045】
次に、図9に示されるように、第1圧力流体出入ポート72より供給されている圧力流体を大気開放することにより、第1の室50および第2の室52が共に大気圧となり、第2カバー部材34と移動体46との間に介装された第1ばね部材48が伸張し、移動体46が初期位置方向に押圧されることにより、その端面で当接しているピストン38を、初期位置方向に第3の室54の軸方向長さ(X1)だけ押圧して変位させ、図3に示されるように、ピストン38が中間位置の状態となる。
【0046】
ピストン38の中間位置において、回転部材88の上面に形成されるキー部82は、図6に示されるように、初期位置方向に回転し、ワークの寸法誤差などにより、本来の位置より変位したキー溝部の位置でもキー部82を挿入することが可能となる。
【0047】
また、第3の室54の軸方向長さ(X1)を任意に変更することにより、ワークの寸法誤差等が変化した場合にも、容易に調整して対応させることが可能である。
【0048】
さらに変位終端位置において、中間部材44と移動体46との間に画成される第3の室54の軸方向長さ(X1)が、ピストンロッド40の凹部42の側面とピン部64の側面との間隔(X2)より短いため(X1<X2)、中間位置において、ピストンロッド40の凹部42とピン部64とが接触することがなく、第2の室52に圧力流体を供給すると、第2ばね部材68を圧縮させながらピン部64が上昇し、ピストンロッド40の凹部42から容易に離脱させることができる。
【0049】
次に、図7に示されるように、圧力流体供給源90より5ポート電磁弁70を介して第2圧力流体出入ポート74へ圧力流体を供給する。その際、前記第1圧力流体出入ポート72を大気に連通した状態とする。
【0050】
第2圧力流体出入ポート74より供給された圧力流体は、シリンダチューブ36内の第2の室52に導入され、第2ばね部材68を圧縮させながらピン部64を押し上げ、ピストン38は初期位置である第1カバー部材32の方向へ押圧される。
【0051】
ピストン38が第1カバー部材32の方向に押圧されることにより、再び初期位置まで変位し、同時に、ピストン38と一体的に連結されるピストンロッド40も変位することにより、回転部材88の上面に形成されるキー部82は、図4に示されるように、シリンダ装置30の軸線に略平行な状態となる。
【0052】
以上のように、本実施の形態では、ピストン38を変位終端位置から中間位置まで押し戻す変位量が、中間部材44と移動体46との間に画成される第3の室54の軸方向長さ(X1)とすることにより、ピストン38の初期位置と変位終端位置との間に設定された中間位置を高精度に位置決めすることが可能である。その結果、ワークの寸法誤差などの影響を受けることなく、好適にキー部82をワークのキー溝部に挿入することができる。
【0053】
また、ピストン38が変位終端位置にあるとき、中間部材44と移動体46との間に画成される第3の室54の軸線方向長さ(X1)を、ピストンロッド40に形成される凹部42の側面と前記ピストンピン機構62のピン部64の側面との間隔(X2)より短く設定することにより(X1<X2)、ピストン38が中間位置まで変位した際においても、ピストンロッド40の凹部42の側面とピン部64の側面とが接触することがないため、ピストンピン機構62の解除を容易に行うことが可能である。
【0054】
さらに、1個の5ポート電磁弁70を2個の3ポート電磁弁に代えて採用することにより、構成部品点数の削減、およびシリンダ装置30に供給される圧力流体の制御回路の簡略化を図ることができる。
【0055】
その結果として製造コストを低減することができ、また、ピストンピン機構62をピストンロッド40の凹部42から離脱させるために、図15に示される圧力流体ポート20、21から同時に加圧する工程を省略することができる。
【0056】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【0057】
すなわち、ピストンを変位終端位置から押し戻す変位量を中間部材と移動体との間に画成される空間の軸方向長さとすることにより、高精度に位置決めを行うことができる。
【0058】
またピストンが変位終端位置にあるとき、前記中間部材と前記移動体との間に画成される空間の軸方向長さをピストンロッドに形成される凹部側面と前記係止機構のピン部側面との間より短く設けることにより、係止機構の解除を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るシリンダ装置のピストン初期位置における軸線方向に沿った横断面図である。
【図2】本発明の実施の形態に係るシリンダ装置のピストン変位終端位置における軸線方向に沿った横断面図である。
【図3】本発明の実施の形態に係るシリンダ装置のピストン中間位置における軸線方向に沿った横断面図である。
【図4】本発明の実施の形態に係るシリンダ装置のピストン初期位置におけるキー部の動作の説明に供される平面図である。
【図5】本発明の実施の形態に係るシリンダ装置のピストン変位終端位置、ピストンピン機構のピン部の解除工程時におけるキー部の動作の説明に供される平面図である。
【図6】本発明の実施の形態に係るシリンダ装置のピストン中間位置におけるキー部の動作の説明に供される平面図である。
【図7】本発明に係るシリンダ装置のピストン初期位置を示す回路構成図である。
【図8】本発明に係るシリンダ装置のピストン変位終端位置を示す回路構成図である。
【図9】本発明に係るシリンダ装置のピストン中間位置を示す回路構成図である。
【図10】本発明の実施の形態に係るシリンダ装置が組み込まれた駆動力伝達機構の平面図である。
【図11】従来技術に係るシリンダ装置のピストン中間位置における軸線方向に沿った横断面図である。
【図12】従来技術に係るシリンダ装置のピストン初期位置を示す回路構成図である。
【図13】従来技術に係るシリンダ装置のピストン変位終端位置を示す回路構成図である。
【図14】従来技術に係るシリンダ装置のピストン中間位置を示す回路構成図である。
【図15】従来技術に係るシリンダ装置のピストンピン機構のピン部の解除工程を示す回路構成図である。
【符号の説明】
30…シリンダ装置 32…第1カバー部材
34…第2カバー部材 36…シリンダチューブ
38…ピストン 40…ピストンロッド
42…凹部 44…中間部材
46…移動体 48…第1ばね部材
50…第1の室 52…第2の室
54…第3の室 56a、56b…第1パッキン
58…第2パッキン 60…第3パッキン
62…ピストンピン機構 64…ピン部
66…本体部 68…第2ばね部材
70…5ポート電磁弁 72…第1圧力流体出入ポート
74…第2圧力流体出入ポート 76…駆動力伝達機構
78…ナックルジョイント 80…リンク部
82…キー部 84…第1固定部材
86…第2固定部材 88…回転部材
90…圧力流体供給源 92…第1環状凸部
94…第2環状凸部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention converts fluid energy supplied from a pressure fluid supply source into mechanical energy, transmits a driving force to a key portion via a link portion provided at a tip portion of a piston rod, and the key portion is a key of a workpiece. The present invention relates to a cylinder device that can be used to open and close a key by being inserted into a groove.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIG. 11, for example, as a drive source, a piston 5 in a cylinder tube 4 connected between a head cover 2 and a rod cover 3 by compressed air supplied from a pressure fluid port 20 (21). The first spring 9 mounted between the pair of holding members 8a and 8b is compressed and then pushed back by the extending force of the first spring 9 to cause the piston 5 to start. A cylinder device 1 having a mechanism for displacing to an arbitrary position in the position direction is used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, for example, when the workpiece is made of resin, when the key portion is inserted into the key groove portion of the workpiece, the key portion is placed in the key groove portion of the workpiece at the position of the key portion originally set due to an error in dimensional accuracy or the like. There is a problem that it cannot be inserted.
[0004]
Therefore, in the conventional cylinder device 1, at the displacement end position of the piston 5, the key position is set in advance to a position that takes into account the error of the dimensional accuracy of the workpiece, and the piston 5 extends from the first spring 9. When it is pushed back by the force to be applied, it is configured to match the position of the key groove portion of the workpiece set originally.
[0005]
For example, as shown in FIG. 11, in the cylinder device 1 according to the prior art, a mechanism that displaces the piston 5 by being pushed back by the extension force of the first spring 9 is a piston pin mechanism in the recess 7 of the piston rod 6. By inserting 15 pin portions 16 under the action of the second spring 18, the concave portion 7 of the piston rod 6 pushed back by the first spring 9 and the pin portion 16 come into contact with each other and are locked, whereby the initial position direction is reached. The amount of displacement is set.
[0006]
In the configuration as described above, there is a problem that the pin portion 16 cannot be easily released due to the contact resistance between the side surface of the recess 7 of the piston rod 6 and the side surface of the pin portion 16.
[0007]
In the conventional cylinder device 1, at the initial position shown in FIG. 12, one of the three-port solenoid valves 22 a is energized and the other three-port solenoid valve 22 b is opened to the atmosphere to supply fluid to the inside of the cylinder device 1. Pressure fluid is supplied from the source 23, the piston 5 is displaced to the displacement end position (see FIG. 13), and the piston 5 is moved to the initial position while the set of three-port solenoid valves 22a and 22b are respectively switched to open to the atmosphere. It is slightly displaced in the direction (see FIG. 14).
[0008]
At that time, the pin portion 16 is inserted into the concave portion 7 (see FIG. 11) of the piston rod 6 to position the piston 5.
[0009]
As a result, as shown in FIG. 15, when releasing the locking state between the side surface of the concave portion 7 of the piston rod 6 and the side surface of the pin portion 16, It is necessary to provide two 3-port solenoid valves 22a and 22b, and there are problems such as an increase in the number of components, a complicated control circuit, and an increase in the number of processes.
[0010]
The present invention has been made in consideration of the above-described problems. Even when there is an error in dimensional accuracy, the key portion can be easily inserted into the key groove portion of the workpiece, and the pin portion can be inserted into the piston rod. It is an object of the present invention to provide a cylinder device that can be easily released from the concave portion.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the present invention provides a cylinder tube integrally connected between a first cover member and a second cover member;
A piston that is internally mounted in the cylinder tube and that is displaced along the axial direction in the cylinder tube;
A piston rod coupled to the piston;
An intermediate member connected between the cylinder tube and the first cover member or the second cover member;
A moving body inscribed in the intermediate member and displaced along the axial direction;
A spring member connected between the first cover member or the second cover member and the movable body;
A locking mechanism including a pin portion that holds the piston in a predetermined position by being inserted into the concave portion of the piston rod in a direction substantially orthogonal to the axis;
With
When the piston reaches one displacement end position, the axial length of the space defined between the intermediate member and the movable body is determined by the side surface of the recess formed in the piston rod and the engagement It is set shorter than the space | interval of the axial direction with the side surface of the pin part of a mechanism, It is characterized by the above-mentioned.
[0012]
In the present invention, the piston is displaced to a predetermined position on the initial position direction side from the displacement end position, and the amount of displacement is set to the axial length of the space defined between the intermediate member and the movable body. By providing, it is possible to position the intermediate position of the piston with high accuracy, and when the piston is at the displacement end position, the axial direction of the space defined between the intermediate member and the movable body The length is set shorter than between the side surface of the recess formed in the piston rod and the side surface of the pin portion of the locking mechanism. As a result, the pin portion of the locking mechanism can be easily released at the intermediate position of the piston.
[0013]
In addition, the intermediate member is provided with a first annular protrusion protruding radially inward, and the movable body is provided with a second annular protrusion protruding radially outward, and the first annular protrusion and the second annular protrusion By forming the space therebetween, the second annular projection is displaced in the axial direction by the amount of the space under the action of the spring force of the spring member, and is locked to the first annular projection. Thus, the moving body can be positioned reliably.
[0014]
Furthermore, since the displacement amount of the piston returned toward the other displacement end position when the piston reaches one displacement end position is set by the axial length of the space, the axial length By changing the height, the displacement of the piston can be freely adjusted.
[0015]
Still further, a main body portion on which the locking mechanism is mounted on an outer peripheral surface of the first cover member or the second cover member, a pin portion held inside the main body portion, the main body portion and the pin portion, By constituting with a piston pin mechanism having another spring member interposed therebetween, the pin portion can be easily removed from the recess of the piston rod.
[0016]
Furthermore, a first pressure fluid inlet / outlet port and a second pressure fluid inlet / outlet port are respectively formed in the first cover member and the second cover member, and one port is provided in the first pressure fluid inlet / outlet port or the second pressure fluid inlet / outlet port. By supplying pressure fluid via a 5-port solenoid valve, two conventional 3-port solenoid valves can be replaced with a single 5-port solenoid valve, thereby reducing the number of components. be able to.
[0017]
Furthermore, the cylinder device is connected to the piston rod and formed on the rotating member, a joint member that converts linear motion of the piston rod into rotational motion, a rotating member that rotates about a substantially central axis, and the rotating member. And a driving force transmission mechanism having a key portion inserted into the key groove portion of the workpiece and a link portion for transmitting the rotational motion of the joint member to the rotating member, thereby providing a key under the driving action of the cylinder device. The key part can be inserted into the groove part.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A preferred embodiment of a cylinder device according to the present invention will be described below and described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0019]
A cylinder device 30 according to an embodiment of the present invention is shown in FIG.
[0020]
In the following description, as shown in FIG. 1, the upper surface of the piston 38 is in contact with the first cover member 32, and as shown in FIG. A state substantially parallel to the axis of the reference) will be described as an initial position.
[0021]
The cylinder device 30 is basically built in a cylinder tube 36 integrally connected between a first cover member 32 and a second cover member 34 each having a cylindrical shape, and is provided in the cylinder tube 36. The piston 38 is displaced along the axial direction inside, and a piston rod 40 connected to the piston 38.
[0022]
The first cover member 32 is disposed on the head side of the piston 38, a first chamber 50 is formed between the upper surface of the piston 38 in the cylinder tube 36, and the second cover member 34 is a piston of the piston 38. A second chamber 52 is formed between the other end surface of the piston 38 in the cylinder tube 36 disposed on the rod 40 side.
[0023]
Further, on the outer peripheral side of the first cover member 32, a pressure fluid supply source 90 (see FIGS. 7 to 9) is supplied with pressure fluid, and a first pressure fluid inlet / outlet port 72 communicating with the first chamber 50 is formed. The pressure fluid is similarly supplied from the pressure fluid supply source 90 to the outer peripheral side of the second cover member 34 under the switching action of a 5-port solenoid valve 70 (see FIGS. 7 to 9) described later, A second pressure fluid inlet / outlet port 74 communicating with the chamber 52 is formed.
[0024]
The piston 38 is provided with a pair of first packings 56 a and 56 b that are spaced apart from each other by an annular groove on the outer peripheral surface inscribed in the cylinder tube 36, thereby airtightness between the first chamber 50 and the second chamber 52. Each has its own sex. The first packings 56a and 56b may be a single configuration instead of a set.
[0025]
In addition, annular buffer members 57a and 57b made of an elastic material such as rubber are mounted on both end faces of the piston 38, respectively, and when the piston 38 comes into contact with the first and second cover members 32 and 34, respectively. The shock is mitigated.
[0026]
Further, the piston 38 is provided so as to be displaceable along the axial direction of the piston 38 under the action of the pressure fluid supplied from the first pressure fluid inlet / outlet port 72 and the second pressure fluid inlet / outlet port 74.
[0027]
A piston rod 40 is connected to a substantially central portion of the piston 38. One end side exposed to the outside of the piston rod 40 is supported via the second cover member 34, and an annular recess 42 is formed in a part of the outer peripheral surface of the piston rod 40.
[0028]
Further, a second packing 58 is provided on the support portion of the piston rod 40 in the second cover member 34, and the airtightness of the second chamber 52 is maintained.
[0029]
The intermediate member 44 integrally connected between the cylinder tube 36 and the second cover member 34 is disposed so as to stop the piston 38 when the piston 38 is displaced to the displacement end position. That is, when the piston 38 is displaced in the direction of the second cover member 34, the piston 38 comes into contact with one end surface of the moving body 46, and the moving body 46 is resisted against the spring force of the first spring member (spring member) 48. Then, it is displaced while being pressed in the direction of the second cover member 34, and comes into contact with the intermediate member 44 and stops.
[0030]
The moving body 46 formed in a substantially cylindrical shape is fitted in the intermediate member 44 so as to be displaceable along the axial direction of the piston 38, and a third body is interposed between the intermediate member 44 and the moving body 46. A chamber 54 is defined (see FIG. 2). A first spring member 48 is interposed between the second cover member 34 and the moving body 46, and the piston 38 is moved through the moving body 46 engaged with the first spring member 48 at the displacement end position of the piston 38. It is configured such that it can be pushed back and displaced in the direction of the initial position.
[0031]
A first annular convex portion 92 that bulges outward in the radial direction is formed at one end of the moving body 46. The first annular protrusion 92 is formed at one end portion of the intermediate member 44 at the displacement end position, and swells radially inward under the action of the spring force of the first spring member 48. 94 so as to be locked.
[0032]
Further, the intermediate member 44 and the moving body 46 may be provided not only on the first cover member 32 side but also on the second cover member 34 side, or on both the first cover member 32 side and the second cover member 34 side.
[0033]
The piston pin mechanism (locking mechanism) 62 is driven by a pressure fluid, and is arranged in a direction substantially orthogonal to the main body portion 66 disposed on the outer peripheral portion of the second cover member 34 and the axis of the piston rod 40. A pin portion 64 inserted into the concave portion 42 of the piston rod 40 by being moved up and down by pressure fluid, a third packing 60 provided in a pin portion support portion (not shown) of the second cover member 34, and a pin The second spring member (another spring member) 68 is connected between the portion 64 and the main body portion 66.
[0034]
At the time of supply of the pressure fluid, the pressure fluid is introduced into the second chamber 52 and the second spring member 68 is compressed, whereby the pin portion 64 is pushed up and displaced upward, and the third The packing 60 maintains the airtightness of the second chamber 52.
[0035]
Further, when the pressure fluid is not supplied, the second spring member 68 is extended and displaced downward to be inserted into the recess 42 of the piston rod 40.
[0036]
As shown in FIG. 10, the driving force transmission mechanism 76 is connected to one end of the piston rod 40, a knuckle joint (joint member) 78 that converts linear motion of the piston rod 40 into rotational motion, and a bearing member inside. (Not shown) provided, a rotating member 88 that rotates about its axis, a link portion 80 that transmits the linear motion of the piston rod 40 to the rotating member 88 via the knuckle joint 78, and an upper surface of the rotating member 88 And a columnar key portion 82 inserted into a key groove portion of a workpiece (not shown), a first fixing member 84 for fixing the cylinder device 30 to a structural member (not shown), and a rotating member 88. It is comprised from the 2nd fixing member 86 fixed to the said structural member.
[0037]
The cylinder device 30 according to the embodiment of the present invention is basically configured as described above. Next, the operation and effects thereof will be described.
[0038]
The first pressure fluid inlet / outlet port 72 and the second pressure fluid inlet / outlet port 74 are connected to the pressure fluid supply source 90 via a tube (not shown).
[0039]
As shown in FIG. 7, the pressure fluid is supplied from the pressure fluid supply source 90 to the first pressure fluid inlet / outlet port 72 via the 5-port solenoid valve 70 in the initial position (see FIG. 8). At that time, the second pressure fluid inlet / outlet port 74 is in communication with the atmosphere. The pressure fluid supplied from the first pressure fluid inlet / outlet port 72 is introduced into the first chamber 50 in the cylinder tube 36, and the piston 38 is interposed between the second cover member 34 and the moving body 46. The first spring member 48 is pressed in the direction of the second cover member 34 while being compressed.
[0040]
Further, when the piston 38 is pressed toward the second cover member 34, the piston rod 40 that is integrally connected to the piston 38 is also displaced.
[0041]
When the end surface portion of the piston 38 contacts the intermediate member 44, the displacement end position is reached as shown in FIG.
[0042]
At this time, the knuckle joint 78 connected to one end of the piston rod 40 converts the linear motion of the piston rod 40 into a rotational motion, and transmits the driving force to the link portion 80 connected to the knuckle joint 78. The driving force transmitted to the portion 80 is transmitted to the rotating member 88 connected to the other end portion of the link portion 80.
[0043]
As shown in FIG. 5, the key portion 82 formed on the upper surface of the rotating member 88 is rotated by an angle θ ° more than the axis A that is substantially orthogonal to the axis of the cylinder device 30.
[0044]
As shown in FIG. 2, at the displacement end position, the pin portion 64 is pressed by the second spring member 68, whereby the tip portion of the pin portion 64 is inserted into the concave portion 42 of the piston rod 40.
[0045]
Next, as shown in FIG. 9, by releasing the pressure fluid supplied from the first pressure fluid inlet / outlet port 72 to the atmosphere, both the first chamber 50 and the second chamber 52 become atmospheric pressure, 2 When the first spring member 48 interposed between the cover member 34 and the moving body 46 expands and the moving body 46 is pressed in the direction of the initial position, the piston 38 abutting on the end surface thereof is The piston 38 is in an intermediate position as shown in FIG. 3 by pressing and displacing the third chamber 54 in the initial position direction by the axial length (X1).
[0046]
At the intermediate position of the piston 38, the key portion 82 formed on the upper surface of the rotating member 88 is rotated in the direction of the initial position as shown in FIG. The key portion 82 can be inserted even at the position of the groove portion.
[0047]
Further, by arbitrarily changing the axial length (X1) of the third chamber 54, it is possible to easily adjust and cope with changes in the dimensional error of the workpiece.
[0048]
Further, at the displacement end position, the axial length (X1) of the third chamber 54 defined between the intermediate member 44 and the moving body 46 is such that the side surface of the concave portion 42 of the piston rod 40 and the side surface of the pin portion 64. When the pressure fluid is supplied to the second chamber 52 without contact between the concave portion 42 of the piston rod 40 and the pin portion 64 at the intermediate position, the distance (X2) is shorter than the distance (X2) between the first chamber 52 and the second chamber 52. The pin portion 64 rises while the two spring members 68 are compressed, and can be easily detached from the concave portion 42 of the piston rod 40.
[0049]
Next, as shown in FIG. 7, the pressure fluid is supplied from the pressure fluid supply source 90 to the second pressure fluid inlet / outlet port 74 via the five-port solenoid valve 70. At that time, the first pressure fluid inlet / outlet port 72 is brought into a state communicating with the atmosphere.
[0050]
The pressure fluid supplied from the second pressure fluid inlet / outlet port 74 is introduced into the second chamber 52 in the cylinder tube 36 and pushes up the pin portion 64 while compressing the second spring member 68, so that the piston 38 is in the initial position. It is pressed in the direction of a certain first cover member 32.
[0051]
When the piston 38 is pressed in the direction of the first cover member 32, the piston 38 is displaced again to the initial position, and at the same time, the piston rod 40 integrally connected to the piston 38 is also displaced, so that the upper surface of the rotating member 88 is moved. As shown in FIG. 4, the formed key portion 82 is substantially parallel to the axis of the cylinder device 30.
[0052]
As described above, in the present embodiment, the displacement amount that pushes back the piston 38 from the displacement end position to the intermediate position is the axial length of the third chamber 54 that is defined between the intermediate member 44 and the moving body 46. By setting the length (X1), it is possible to position the intermediate position set between the initial position of the piston 38 and the displacement end position with high accuracy. As a result, the key portion 82 can be preferably inserted into the key groove portion of the work without being affected by the dimensional error of the work.
[0053]
Further, when the piston 38 is at the displacement end position, the axial length (X1) of the third chamber 54 defined between the intermediate member 44 and the moving body 46 is set to the recess formed in the piston rod 40. When the piston 38 is displaced to the intermediate position by setting it shorter than the distance (X2) between the side surface 42 and the side surface of the pin portion 64 of the piston pin mechanism 62 (X1 <X2), the concave portion of the piston rod 40 Since the side surface of 42 and the side surface of the pin portion 64 do not come into contact with each other, the piston pin mechanism 62 can be easily released.
[0054]
Further, by adopting one 5-port solenoid valve 70 instead of two 3-port solenoid valves, the number of components is reduced and the control circuit for the pressure fluid supplied to the cylinder device 30 is simplified. be able to.
[0055]
As a result, the manufacturing cost can be reduced, and the step of simultaneously pressurizing from the pressure fluid ports 20 and 21 shown in FIG. 15 to omit the piston pin mechanism 62 from the recess 42 of the piston rod 40 is omitted. be able to.
[0056]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects can be obtained.
[0057]
In other words, the amount of displacement by which the piston is pushed back from the displacement end position is the length in the axial direction of the space defined between the intermediate member and the moving body, whereby positioning can be performed with high accuracy.
[0058]
Further, when the piston is at the displacement end position, the axial length of the space defined between the intermediate member and the moving body is set to the concave side surface formed on the piston rod and the pin side surface of the locking mechanism. By providing shorter than between, the locking mechanism can be easily released.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a transverse sectional view along an axial direction at an initial piston position of a cylinder device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view along the axial direction at the piston displacement end position of the cylinder device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a transverse cross-sectional view along the axial direction at a piston intermediate position of the cylinder device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view for explaining the operation of the key portion at the piston initial position of the cylinder device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view for explaining the operation of the key portion during the piston displacement end position of the cylinder device according to the embodiment of the present invention and the pin portion releasing process of the piston pin mechanism;
FIG. 6 is a plan view for explaining the operation of the key portion at the intermediate piston position of the cylinder device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing an initial piston position of the cylinder device according to the present invention.
FIG. 8 is a circuit configuration diagram showing a piston displacement end position of the cylinder device according to the present invention.
FIG. 9 is a circuit configuration diagram showing an intermediate piston position of the cylinder device according to the present invention.
FIG. 10 is a plan view of a driving force transmission mechanism incorporating a cylinder device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view along the axial direction at the piston intermediate position of the cylinder device according to the prior art.
FIG. 12 is a circuit configuration diagram showing an initial piston position of a cylinder device according to the prior art.
FIG. 13 is a circuit configuration diagram showing a piston displacement end position of a cylinder device according to the prior art.
FIG. 14 is a circuit configuration diagram showing an intermediate piston position of a cylinder device according to the prior art.
FIG. 15 is a circuit configuration diagram showing a releasing process of a pin portion of a piston pin mechanism of a cylinder device according to a conventional technique.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 ... Cylinder apparatus 32 ... 1st cover member 34 ... 2nd cover member 36 ... Cylinder tube 38 ... Piston 40 ... Piston rod 42 ... Recessed part 44 ... Intermediate | middle member 46 ... Moving body 48 ... 1st spring member 50 ... 1st chamber 52 ... 2nd chamber 54 ... 3rd chamber 56a, 56b ... 1st packing 58 ... 2nd packing 60 ... 3rd packing 62 ... Piston pin mechanism 64 ... Pin part 66 ... Main-body part 68 ... 2nd spring member 70 ... 5-port solenoid valve 72 ... first pressure fluid inlet / outlet port 74 ... second pressure fluid inlet / outlet port 76 ... driving force transmission mechanism 78 ... knuckle joint 80 ... link portion 82 ... key portion 84 ... first fixing member 86 ... second fixing member 88 ... Rotating member 90 ... Pressure fluid supply source 92 ... First annular convex portion 94 ... Second annular convex portion

Claims (6)

  1. 第1カバー部材と第2カバー部材との間に一体的に連結されたシリンダチューブと、
    前記シリンダチューブに内装され、前記シリンダチューブ内を軸方向に沿って変位するピストンと、
    前記ピストンに連結されるピストンロッドと、
    前記シリンダチューブと前記第1カバー部材または第2カバー部材との間に連結される中間部材と、
    前記中間部材に内接し、軸方向に沿って変位する移動体と、
    前記第1カバー部材または第2カバー部材と前記移動体との間に介装されるばね部材と、
    前記ピストンロッドの凹部に軸線と略直交する方向に挿入されることにより、ピストンを所定位置に保持するピン部を含む係止機構と、
    を備え、
    前記ピストンが一方の変位終端位置に到達したとき、前記中間部材と前記移動体との間に画成される空間の軸方向長さは、前記ピストンロッドに形成される凹部の側面と前記係止機構のピン部の側面との軸線方向の間隔より短く設定されることを特徴とするシリンダ装置。
    A cylinder tube integrally connected between the first cover member and the second cover member;
    A piston that is internally mounted in the cylinder tube and that is displaced along the axial direction in the cylinder tube;
    A piston rod coupled to the piston;
    An intermediate member connected between the cylinder tube and the first cover member or the second cover member;
    A moving body inscribed in the intermediate member and displaced along the axial direction;
    A spring member interposed between the first cover member or the second cover member and the movable body;
    A locking mechanism including a pin portion for holding the piston in a predetermined position by being inserted into the concave portion of the piston rod in a direction substantially orthogonal to the axis;
    With
    When the piston reaches one displacement end position, the axial length of the space defined between the intermediate member and the movable body is determined by the side surface of the recess formed in the piston rod and the engagement A cylinder device characterized in that the cylinder device is set to be shorter than an axial distance from a side surface of a pin portion of the mechanism.
  2. 請求項1記載のシリンダ装置において、
    前記中間部材には、半径内方向に突出する第1環状突部が設けられ、前記移動体には、半径外方向に突出する第2環状突部が設けられ、前記第1環状突部と第2環状突部との間で前記空間が形成されることを特徴とするシリンダ装置。
    The cylinder device according to claim 1,
    The intermediate member is provided with a first annular protrusion that protrudes radially inward, and the movable body is provided with a second annular protrusion that protrudes radially outward, and the first annular protrusion and the first annular protrusion A cylinder device characterized in that the space is formed between two annular protrusions.
  3. 請求項2記載のシリンダ装置において、
    前記ピストンが一方の変位終端位置に到達した際、他方の変位終端位置側に向かって戻される前記ピストンの変位量は、前記空間の軸方向長さによって設定されることを特徴とするシリンダ装置。
    The cylinder device according to claim 2, wherein
    When the piston reaches one displacement end position, a displacement amount of the piston returned toward the other displacement end position is set by an axial length of the space.
  4. 請求項1記載のシリンダ装置において、
    前記係止機構は、前記第1カバー部材または第2カバー部材の外周面に装着される本体部と、前記本体部の内部に保持されるピン部と、前記本体部と前記ピン部との間に介装される他のばね部材とを有するピストンピン機構からなることを特徴とするシリンダ装置。
    The cylinder device according to claim 1,
    The locking mechanism includes a main body portion mounted on an outer peripheral surface of the first cover member or the second cover member, a pin portion held inside the main body portion, and between the main body portion and the pin portion. A cylinder device comprising a piston pin mechanism having another spring member interposed therebetween.
  5. 請求項1記載のシリンダ装置において、
    前記第1カバー部材および第2カバー部材には、第1圧力流体出入ポートおよび第2圧力流体出入ポートがそれぞれ形成され、前記第1圧力流体出入ポートまたは第2圧力流体出入ポートには、1個の5ポート電磁弁を介して圧力流体が供給されることを特徴とするシリンダ装置。
    The cylinder device according to claim 1,
    A first pressure fluid inlet / outlet port and a second pressure fluid inlet / outlet port are respectively formed in the first cover member and the second cover member, and one piece is provided in the first pressure fluid inlet / outlet port or the second pressure fluid inlet / outlet port. A cylinder device characterized in that pressure fluid is supplied through a 5-port solenoid valve.
  6. 請求項1記載のシリンダ装置において、
    前記シリンダ装置には、前記ピストンロッドに連結され、該ピストンロッドの直線運動を回転運動に変換するジョイント部材と、略中央部の軸を中心として回転する回転部材と、前記回転部材に形成され、ワークのキー溝部に挿入されるキー部と、前記ジョイント部材の回転運動を回転部材に伝達するリンク部とを有する駆動力伝達機構が付設されることを特徴とするシリンダ装置。
    The cylinder device according to claim 1,
    The cylinder device is connected to the piston rod, and is formed in a joint member that converts linear motion of the piston rod into rotational motion, a rotational member that rotates about a substantially central axis, and the rotational member. A cylinder device comprising a driving force transmission mechanism having a key portion inserted into a key groove portion of a workpiece and a link portion for transmitting the rotational motion of the joint member to the rotating member.
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