JP3740405B2

JP3740405B2 - Air cylinder

Info

Publication number: JP3740405B2
Application number: JP2001315927A
Authority: JP
Inventors: 文人長谷川
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2006-02-01
Anticipated expiration: 2021-10-12
Also published as: JP2003120612A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアシリンダ等のエアシリンダに係り、詳しくは、移動端でピストンを固定保持する固定保持機構を備えたエアシリンダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばエアシリンダには、直立状態に支持され、ピストンを上下動させることによって、ワークを鉛直方向に移動させるために用いられるものがある。このようなエアシリンダには、上昇端に移動したピストンロッドを上昇端に保持する落下防止機構（固定保持機構）が設けられている。
【０００３】
このような落下防止機構付きのエアシリンダには、本出願人が提案し、実開平５−７５５０３号公報に開示された落下防止装置付エアシリンダがある。
図１１に示すように、このエアシリンダ８０は、３位置５ポート切換弁８１によって制御され、ピストン８２の下端に吊り下げたワークＷを上下動させる。尚、この切換弁８１は、ｂ位置において両給排ポート８３，８４を閉塞する形式であり、ピストン８２を中間停止させるために用いられている。
【０００４】
このエアシリンダ８０では、上昇端まで上動したピストン８２に、バネ８５に付勢されているプランジャ８６が収容孔８７内で係合し、ピストン８２が上昇端に固定保持される。
【０００５】
この固定状態では、図１１，１２に示すように、収容孔８７が、給排ポート８４、通路８８、右室８９、細隙９０、左室９１及び排気孔９２を介してシリンダ外部に連通される。このため、ピストン８２が上昇端に固定保持された後、ａ位置からｂ位置に切り換えられた切換弁８１の内部でエア漏れが発生し、この漏れエアが給排ポート８４に供給されても、漏れエアはシリンダ外部に放出（リリーフ）される。このため、漏れエアによる収容孔８７の圧力上昇が制限され、係合状態のプランジャ８６が後退して非係合状態となることはない。従って、切換弁８１をｂ位置に切り換えても、ピストン８２が上昇端から自然降下することはない。
【０００６】
次に、切換弁８１をｂ位置からｃ位置に切り換えると、切換弁８１から供給されるエアによって収容孔８７内のエア圧力が上昇し、プランジャ８６が係合位置から左室９１側に後退する。すると、プランジャ８６に設けられた通孔９３によって右室８９が収容孔８７に連通され、給排ポート８４から通路８８、右室８９、通孔９３、収容孔８７を介して上室Ｒ１にエアが供給される。このとき、プランジャ８６が係合位置にある状態では右室８９が細隙９０を介して左室９１に連通されているため、給排ポート８４から通路８８を介して右室８９に供給されたエアの一部が細隙９０を通じてシリンダ外部に放出される。しかし、細隙９０を通じて右室８９から左室９１に放出されるエアの流量よりも、給排ポート８４から右室８９に供給されるエアの流量が十分に大きいため、右室８９の圧力上昇によりプランジャ８６がバネ８５の付勢力に抗して係合位置から左室９１側に後退する。このため、切換弁８１をｂ位置からｃ位置に切り換えると、固定保持状態が解除され、ピストン８２が下動する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ｂ位置に切り換えられた切換弁８１の内部で漏れて給排ポート８４に供給されるエアの漏れ流量は、切換弁８１のサイズ（供給容量）や、密封形式（Ｏリング、メタルシール等）によって異なっている。また、切換弁８１がマニホールド型である場合には、他の切換弁の内部で漏れたエアがその切換弁を介して給排ポート８４に供給されることもある。
【０００８】
もし、プランジャ８６が係合位置にありピストン８２が上昇端に固定保持されている状態で、細隙９０及び排気孔９２を通じて右室８９からシリンダ外部に放出されるエアのリリーフ流量が少な過ぎると、漏れエアによる右室８９の圧力上昇が過大となる。このため、プランジャ８６が係合状態から左室９１側に後退して非係合状態となり、ピストン８２の固定保持状態が解除されてしまう可能性がある。
【０００９】
反対に、リリーフ流量が多すぎると、ピストン８２を下動させるために切換弁８１をｃ位置に切り換えたときに、通路８８を通じて右室８９に供給されたエアが左室９１に多量に放出される。このため、左室９１と右室８９との圧力差が増大せず、プランジャ８６が係合位置から左室９１側に後退しなくなってピストン８２の固定保持状態が解除されなくなってしまう可能性がある。
【００１０】
しかしながら、上記エアシリンダ８０では、通路８８を通じて右室８９に供給されるエアの一部を左室９１に放出する細隙９０の流路断面積が一定であり、リリーフ流量が固定されている。このため、使用する切換弁８１から供給される漏れエアの流量に応じてリリーフ流量を調節することができない。このため、多種類の切換弁に対して汎用性がない問題があった。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、移動端にピストンを固定保持している状態でエア室に供給される漏れエアの流量に応じて、移動端でのピストンの固定保持及び固定解除をより確実に行うことができるピストン固定保持機構を備えたエアシリンダを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、ピストンを移動端に固定保持するとともに、エア室の一方に供給されるエアの圧力によって前記ピストンに対する固定保持状態を解除するピストンロック機構と、前記ピストンが前記移動端に固定保持されている状態で前記エア室をシリンダ外部に連通させるエア放出構造とを備えたエアシリンダにおいて、前記エア放出構造によって前記エア室からシリンダ外部に放出されるエアの放出流量を調節可能な放出流量調整手段が設けられ、前記ピストンロック機構は、シリンダケースに設けられたピストン保持孔に変位可能に保持されるとともにロックピストン室を区画するロックピストンを備え、前記エア放出構造は、前記ロックピストンに設けられ、前記エア室を前記ロックピストン室に連通可能な第１放出通路と、前記シリンダケースに設けられ、ロックピストン室をシリンダ外部に連通する第２放出通路とを備え、該第２放出通路は、前記シリンダケースに設けられる前記放出流量調節手段によりその流路断面積が調整されており、前記ロックピストンには操作軸が一体に設けられ、該操作軸は、前記ピストン保持孔でのロックピストンの変位に伴ってシリンダケースの外部に配置された部分の長さが変化するように設けられ、前記第２放出通路及び放出流量調節手段は、前記操作軸に設けられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、エア室からエアが排出され、ピストンロック機構によってピストンが移動端の一方に固定保持されているときに、給排切換弁等からそのエア室に漏れるエアの一部がエア放出構造によってシリンダ外部に放出される。そして、漏れエアによるエア室でのエア圧力の上昇が制限され、ピストンロック機構による固定保持状態が維持される。ここで、エア室からシリンダ外部へ放出されるエアの放出流量が調整できる。このため、移動端にピストンが固定保持されている状態で、シリンダ外部への放出流量をそれほど大きくすることなく、漏れエアによるエア室の圧力上昇を制限することができる。そして、給排切換弁からエア室に正規にエアを供給し、固定保持状態のピストンを移動させるときに、エア室からエアがシリンダ外部に多量に放出されてしまうことがなく、エア室の圧力上昇によってピストンロック機構が固定保持状態を確実に解除する。その結果、多様な種類の３位置切換弁に対し、移動端でのピストンの固定保持及び固定解除をより確実に行うことができる。
特に、請求項１に記載の発明によれば、シリンダ外部に配置された部分の長さが変化する操作軸を通じて、エア室からエアが放出されるとともに放出流量が調整される。そして、シリンダ外部から操作軸を操作することにより、ロックピストンの係合状態を解除することができる。従って、第２放出通路及び放出流量調整手段を設けるための孔をシリンダケースに設ける必要がなく、操作軸を外側に出すための孔だけをシリンダケースに設ければよくなる。その結果、シリンダケースに対する加工工数が増えないようにすることができる。
請求項２に記載の発明は、ピストンを移動端に固定保持するとともに、エア室の一方に供給されるエアの圧力によって前記ピストンに対する固定保持状態を解除するピストンロック機構と、前記ピストンが前記移動端に固定保持されている状態で前記エア室をシリンダ外部に連通させるエア放出構造とを備えたエアシリンダにおいて、前記エア放出構造によって前記エア室からシリンダ外部に放出されるエアの放出流量を調節可能な放出流量調整手段が設けられ、前記ピストンロック機構は、シリンダケースに設けられたピストン保持孔に変位可能に保持されるとともにロックピストン室を区画するロックピストンを備え、前記エア放出構造は、前記ロックピストンに設けられ、前記エア室を前記ロックピストン室に連通可能な第１放出通路と、前記シリンダケースに設けられ、ロックピストン室をシリンダ外部に連通する第２放出通路とを備え、前記ロックピストンと前記シリンダケースのいずれか一方には、ロックピストンの前記ピストンに対する係合が解除された状態でロックピストンとシリンダケースとの間にその移動方向に挟持され、前記第１放出通路を通じた前記エア室と前記ロックピストン室との連通を遮断する弾性密封部材が設けられていることを特徴とする。
請求項２に記載の発明によれば、エア室からエアが排出され、ピストンロック機構によってピストンが移動端の一方に固定保持されているときに、給排切換弁等からそのエア室に漏れるエアの一部がエア放出構造によってシリンダ外部に放出される。そして、漏れエアによるエア室でのエア圧力の上昇が制限され、ピストンロック機構による固定保持状態が維持される。ここで、エア室からシリンダ外部へ放出されるエアの放出流量が調整できる。このため、移動端にピストンが固定保持されている状態で、シリンダ外部への放出流量をそれほど大きくすることなく、漏れエアによるエア室の圧力上昇を制限することができる。そして、給排切換弁からエア室に正規にエアを供給し、固定保持状態のピストンを移動させるときに、エア室からエアがシリンダ外部に多量に放出されてしまうことがなく、エア室の圧力上昇によってピストンロック機構が固定保持状態を確実に解除する。その結果、３位置切換弁に対し、移動端でのピストンの固定保持及び固定解除をより確実に行うことができる。
特に、請求項２に記載の発明によれば、ロックピストンとシリンダケースとの間で移動方向に挟持される弾性密封部材によって、第１放出通路を通じたエア室とロックピストン室との連通が遮断される。このため、ロックピストン室又はロックピストンの摺接面に設けた弾性密封部材によって連通を遮断する構造に比較して、ロックピストンの移動量が少なくてすむ。従って、ピストンの移動方向に対しその径方向にロックピストンを移動させるように構成したシリンダにおいて、径方向の寸法をより小さくすることができる。
請求項３に記載の発明は、前記ピストンロック機構は、前記ロックピストン室の容積を増大させる向きに前記ロックピストンを付勢する付勢部材をさらに備え、前記ピストンが前記移動端に移動するときに、前記付勢部材に付勢された前記ロックピストンが前記ピストンの係合部に係合することで該ピストンを移動端に固定保持するとともに、前記エア室に供給されるエアの圧力により、前記ロックピストンが付勢部材の付勢力に抗して前記ロックピストン室側に移動することでピストンに対する係合を解除することを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１および２に記載の発明の作用に加えて、移動端にピストンが移動した状態でエア室からエアが正常に排出されると、エア室の圧力が低下し、ロックピストンがピストンの係合部に係合する。その結果、ピストンが移動端に固定保持される。一方、移動端でピストンにロックピストンが係合している状態で、給排切換弁からエア室に正常にエアが供給されると、エア室の圧力が上昇し、ロックピストンが係合状態から後退する。その結果、ピストンが移動端から移動可能となる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、前記第１放出通路は、前記ロックピストンが前記ピストンに係合している状態で前記エア室を前記ロックピストン室に連通させ、また、ピストンに対する係合が解除されている状態でエア室とロックピストン室との連通を遮断するように設けられていることを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、移動端まで移動したピストンの係合部にロックピストンが係合すると、第１放出通路がロックピストン室に連通され、第２放出通路を通じてエア室がシリンダ外部に連通される。一方、ロックピストンが係合状態から後退すると、第１放出通路とロックピストン室との連通が遮断され、エア室がシリンダ外部に連通されなくなる。従って、シリンダケースには、ロックピストン室をシリンダ外部に連通する通路だけを設けるだけとなる。その結果、シリンダケースの大型化を防止でき、また、シリンダケースに対する加工が簡単となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図１〜図６に従って説明する。
【００２４】
図２に示すように、エアシリンダ１０は、シリンダボディ１１及びピストン１２を備えている。
シリンダボディ１１は、シリンダチューブ１３、ヘッドカバー１４及びロッドカバー１５からなり、その内部にピストン室１６が形成されている。
【００２５】
ピストン１２は、ピストンロッド１７及びピストンヘッド１８からなり、ピストンロッド１７がロッドカバー１５からシリンダ外部に延出され、ピストンヘッド１８がピストン室１６に保持されている。ピストンヘッド１８により、ピストン室１６が上室Ｒ１（本実施形態のエア室）及び下室Ｒ２に区画されている。ピストンロッド１７の先端（図２における下端）には、図示しないワークが吊り下げ支持される。
【００２６】
図１に示すように、ヘッドカバー１４には、シリンダチューブ１３の中心軸線方向に延び上室Ｒ１に連通する収容凹部１９が設けられている。また、ヘッドカバー１４には、収容凹部１９を介して上室Ｒ１に連通する給排ポート２０と、収容凹部１９から径方向に延びるピストン保持孔２１が設けられている。ピストン保持孔２１は、シリンダチューブ１３の中心軸線を挟んで給排ポート２０の反対側に設けられている。そして、ピストン保持孔２１は、ヘッドカバー１４の外周面側の開口部がストッパカバー２２によってシリンダ外部に対し閉塞されている。
【００２７】
ピストン保持孔２１には、ピストン１２をヘッドカバー１４側の移動端（以下、上昇端という。）で固定保持するためのロックピストン２３が変位可能に保持されている。ロックピストン２３と、ストッパカバー２２に支持されたばね座２４との間にはコイルばね２５が介在され、このコイルばね２５によってロックピストン２３が収容凹部１９側に付勢されている。ロックピストン２３は、その外側に設けられた凹部がばね座２４に軽嵌合され、ばね座２４との間にロックピストン室２６が形成されている。すなわち、ロックピストン２３は、コイルばね２５によってロックピストン室２６の容積を大きくする向きに付勢されている。
【００２８】
図１，３，４に示すように、ストッパカバー２２に設けられたねじ孔２２ａには調整ニードル２７が螺合され、調整ニードル２７の先端部２８はピストン保持孔２１側に配置されている。また、ストッパカバー２２には、その内側凹部２２ｂからシリンダ外部に連通する排気孔２９が設けられている。
【００２９】
前記ばね座２４は、ストッパカバー２２の内側凹部２２ｂに支持され、その先端側がピストン保持孔２１に配置されている。ばね座２４には、略円柱状のばね受け部２４ａが設けられるとともに、ばね受け部２４ａの奥面からねじ孔２２ａに連通する流路３０が設けられている。この流路３０は、ストッパカバー２２の内側凹部２２ｂを介して排気孔２９に連通されている。
【００３０】
本実施形態では、シリンダチューブ１３、ヘッドカバー１４、ロッドカバー１５、ストッパカバー２２及びばね座２４がシリンダケースを構成する。
ばね受け部２４ａと流路３０との間には、調整ニードル２７の先端部２８によって流路断面積が調整される調整用オリフィス３１が設けられている。調整ニードル２７は、ストッパカバー２２の外側面に当接するナット３２によってねじ孔２２ａでの位置で決定され、調整用オリフィス３１の流路断面積を調整する。
【００３１】
本実施形態では、ストッパカバー２２、ロックピストン２３、ばね座２４がエア放出構造を構成する。また、リリーフ用オリフィス３７が第１放出通路であり、ばね受け部２４ａ、調整用オリフィス３１、流路３０、内側凹部２２ｂ及び排気孔２９が第２放出通路を構成する。また、ストッパカバー２２、ばね座２４、調整ニードル２７、調整用オリフィス３１及びナット３２が放出流量調整手段を構成する。
【００３２】
前記ロックピストン２３は、パッキン３３を介してピストン保持孔２１の内周面に摺接するとともに、パッキン３４を介してばね座２４の外周面に摺接する。そして、ばね座２４のばね受け部２４ａとの間に介在されたコイルばね２５によって収容凹部１９側に付勢され、その先端の係合部３６が収容凹部１９内に突出する係合位置（図１，２に示す位置。）に保持される。ロックピストン２３は、係合位置において、係合部３６の周囲に設けられた環状の受圧面２３ａが収容凹部１９を挟んで給排ポート２０に向き合うようになっている。そして、給排ポート２０を介して収容凹部１９内に供給されるエアが、ロックピストン２３の受圧面２３ａに直接当たるようになっている。
【００３３】
また、ロックピストン２３には、図１，３，５に示すように、収容凹部１９側とロックピストン２３室とを連通するリリーフ用オリフィス３７が設けられている。リリーフ用オリフィス３７は、図１に示すように、ロックピストン２３が係合位置に配置されている状態で収容凹部１９とロックピストン室２６とを連通する。また、図３に示すように、ロックピストン２３が係合位置からばね座２４側に最大限後退した非係合位置のときに、ばね座２４に当接する弾性密封部材としてのガスケット３８によって連通が遮断される。また、ロックピストン２３は、係合位置からばね座２４側に最大限後退したときに、ストッパカバー２２の内側に設けられたゴムクッション３９によって衝突が緩衝される。
【００３４】
前記ロッドカバー１５は、図２に示すように、ピストンロッド１７を摺動可能に支持するとともに、下室Ｒ２に連通する給排ポート４０を備えている。
前記ピストン１２は、ピストンヘッド１８からヘッドカバー１４側に延出された係合部としての延出部４１が設けられている。延出部４１には、ロックピストン２３を係合させるための頭部４２及び係合溝４３が設けられている。延出部４１は、ピストン１２が上昇端に配置された状態で、収容凹部１９内に配置される。
【００３５】
頭部４２はかさ状に形成され、ピストン１２が上動して上昇端に達するときに、係合位置に配置されているロックピストン２３の係合部３６に当接し、ピストン１２の上動によってロックピストン２３を係合位置から後退させる。
【００３６】
係合溝４３は、ピストン１２が上昇端に配置された状態で、頭部４２によって係合位置から退避させられている係合部３６が係合位置まで進出することを許容し軸線方向に係合させる。
【００３７】
本実施形態では、ヘッドカバー１４（ピストン保持孔２１）、ストッパカバー２２、ロックピストン２３、ばね座２４（ロックピストン室２６）、コイルばね２５、延出部４１等がピストンロック機構４４を構成する。
【００３８】
図２に示すように、エアシリンダ１０の各給排ポート２０，４１には、３位置５ポート切換弁（以下、単に切換弁という。）５０によってエア供給源５１から高圧エアが供給される。切換弁５０は、ａ位置で給排ポート２０を大気に連通させるとともに給排ポート４０にエア供給源５１を連通させ、また、ｃ位置で給排ポート２０にエア供給源５１を連通させるとともに給排ポート４０を大気に連通させる。そして、ｂ位置で各給排ポート２０，４１を大気及びエア供給源５１に対し連通遮断する。
【００３９】
次に、以上のように構成された本実施形態の作用について説明する。
エアシリンダ１０のいずれの給排ポート２０，４０にも切換弁５０から高圧エアが供給されておらず、ピストン１２が下降端にある状態で上室Ｒ１の圧力がほぼ大気圧のときには、収容凹部１９及びロックピストン室２６内のエア圧力が共に低い。このため、コイルばね２５に付勢されているロックピストン２３が係合位置に保持される。
【００４０】
エア供給源５１から切換弁５０にエアが供給された状態で切換弁５０をｂ位置からａ位置に切り換えると、給排ポート４０を介して下室Ｒ２に高圧エアが供給されるとともに給排ポート２０を介して上室Ｒ１が大気に連通され、両室Ｒ１，Ｒ２の圧力差によってピストン１２が上動する。ピストン１２が上動する間、上室Ｒ１の容積が小さくなるもののそのエア圧力が大気圧からそれほど上昇しないので、ロックピストン２３が係合位置のままとなる。
【００４１】
ピストン１２が上動して延出部４１が収容凹部１９に入ると、ロックピストン２３の係合部３６に頭部４２が当接し、ピストン１２の上動に伴ってロックピストン２３が係合位置から非係合位置側に後退させられる。そして、ピストン１２が上昇端まで上動すると、ロックピストン２３の係合部３６に頭部４２が当接しなくなり、ロックピストン２３が係合位置側に進出可能となる。このとき、上室Ｒ１及び収容凹部１９内のエア圧力が大気圧からそれほど上昇していないため、コイルばね２５の付勢力によってロックピストン２３が係合位置まで進出し、係合部３６が係合溝４３に係合する。その結果、上昇端まで上動したピストン１２は、下室Ｒ２及び上室Ｒ１の圧力差によって支持される上に、ロックピストン２３により機械的に上昇端に固定保持される。
【００４２】
この状態においては、ロックピストン２３が係合位置にあることから、収容凹部１９及び上室Ｒ１が、リリーフ用オリフィス３７、ロックピストン室２６、調整用オリフィス３１、流路３０及び排気孔２９を介してシリンダ外部に連通される。
【００４３】
次に、切換弁５０をａ位置からｂ位置に切り換えると、下室Ｒ２、上室Ｒ１及び収容凹部１９が大気及びエア供給源５１に対して連通遮断される。このとき、ｂ位置に切り換えられた切換弁５０の内部でエア漏れが生じ、漏れたエアが給排ポート２０に供給されると、収容凹部１９及び上室Ｒ１内のエア圧力が大気圧付近から上昇する。しかし、収容凹部１９がシリンダ外部に連通されていることから、圧力上昇が、ロックピストン２３が係合位置から後退する圧力値未満に制限される。その結果、切換弁５０の内部で漏れたエアが収容凹部１９に供給されてもロックピストン２３が係合位置から後退することはなく、ピストン１２が上昇端に固定保持される。
【００４４】
次に、切換弁５０をｂ位置からｃ位置に切り換えると、給排ポート２０を介して収容凹部１９及び上室Ｒ１に高圧エアが供給されるとともに給排ポート４０を介して下室Ｒ２が大気に連通される。このとき、給排ポート２０から収容凹部１９に導入されるエアが、ピストン１２の係合溝４３の周囲を両側から迂回して、ロックピストン２３の受圧面２３ａにいっしょに直接当たるため、収容凹部１９及び上室Ｒ１の圧力が大気圧付近から上昇する過程で、ロックピストン２３が係合位置から後退し始める。
【００４５】
ここで、ロックピストン２３が非係合位置まで後退するまでの間は、リリーフ用オリフィス３７がロックピストン２３室に連通されているので、収容凹部１９に供給されるエアの一部がロックピストン室２６を経てシリンダ外部に放出される。このとき、ロックピストン室２６内のエア圧力が上昇し、ロックピストン２３を係合位置から後退させる収容凹部１９内の圧力との圧力差が上昇し難くなる。しかし、収容凹部１９からロックピストン室２６に放出されるエアの放出流量が、調整用オリフィス３１によって制限されるので、ロックピストン室２６内の圧力上昇が抑制され、収容凹部１９内の圧力との圧力差が上昇する。その結果、ロックピストン２３が係合位置から非係合位置まで後退し、ピストン１２に対する固定保持状態が解除される。
【００４６】
ロックピストン２３が非係合位置まで後退しピストン１２に対する係合状態が解除されると、上室Ｒ１及び下室Ｒ２の圧力差によってピストン１２が下動する。この状態では、図３に示すように、ロックピストン２３がガスケット３８を介してばね座２４に当接し、リリーフ用オリフィス３７とロックピストン室２６との連通が遮断されるので、切換弁５０から上室Ｒ１に供給されるエアがシリンダ外部に放出されない。そして、ピストン１２が下動している間は、収容凹部１９及び上室Ｒ１内の圧力が高いままに維持され、ロックピストン２３が非係合位置に保持される。その結果、ピストン１２が上昇端から下動している間は収容凹部１９からシリンダ外部へのエアの放出が停止され、切換弁５０から供給されるエアが無用に消費されることはない。
【００４７】
ピストン１２の下動中、又は、下降端まで下動した状態で切換弁５０をｃ位置からｂ位置に切り換えると、上室Ｒ１へのエアの供給が停止されるとともに下室Ｒ２の大気への連通が遮断される。このため、下室Ｒ２の圧力が減少しなくなり、図６に示すように、ピストン１２が中間位置で停止する。このとき、上室Ｒ１内のエア圧力が高いままであり、ロックピストン２３が非係合位置に保持されるため、リリーフ用オリフィス３７とロックピストン室２６との連通が遮断されたままとなる。
【００４８】
この状態から切換弁５０をｂ位置からａ位置に切り換えると、下室Ｒ２にエアが供給されるとともに上室Ｒ１が大気に連通されて両室Ｒ１，Ｒ２に上向きの力を発生する圧力差が発生し、この圧力差によってピストン１２が上動する。このとき、ピストン１２の上動によって上室Ｒ１の容積が小さくなるため、上室Ｒ１内の圧力が高い圧力に維持される。このため、ロックピストン２３が非係合位置に保持されたままとなり、上室Ｒ１及び収容凹部１９からシリンダ外部にエアが放出されない。
【００４９】
ピストン１２が上動して上昇端に配置されるとき、ロックピストン２３が非係合位置に保持されているので、延出部４１がロックピストン２３に干渉しない。ピストン１２が上昇端まで上動した状態で切換弁５０をａ位置のままとすると、上室Ｒ１及び収容凹部１９からエアが切換弁５０を介して大気に排出され、そのエア圧力が次第に低下する。すると、ロックピストン２３がコイルばね２５の付勢力によって非係合位置から係合位置まで前進し、係合部３６が係合溝４３に係合する。その結果、ピストン１２が上昇端まで上昇した時点からある時間だけ遅れた時点で、ピストンロック機構４４によって機械的に固定保持される。ロックピストン２３が係合位置となると、収容凹部１９がリリーフ用オリフィス３７、ロックピストン室２６等を通じてシリンダ外部に連通される。
【００５０】
なお、ピストン１２が上昇端まで上動した時点で直ちに切換弁５０をａ位置からｂ位置に切り換えた場合には、収容凹部１９及び上室Ｒ１から切換弁５０を通じてエアが大気に排出されなくなるので、ロックピストン２３が非係合位置に保持されたままとなり、ピストン１２は上室Ｒ１及び下室Ｒ２の圧力差によってのみ上昇端に保持される。
【００５１】
本実施形態では、シリンダ外部で調整ニードル２７を操作することで調整用オリフィス３１の流路断面積を調整し、ピストンロック機構４４によってピストン１２が上昇端に固定保持されている状態で収容凹部１９及び上室Ｒ１からシリンダ外部に放出するエアのリリーフ流量を調整することができる。
【００５２】
このため、ｂ位置にした切換弁５０から給排ポート２０に供給される漏れエアの流量に応じて、ロックピストン２３が係合位置から後退するまで収容凹部１９内の圧力を上昇させない範囲で、収容凹部１９からシリンダ外部に放出するエアのリリーフ流量をできるだけ少なくするように調整することができる。このことにより、ピストン１２を上昇端から下動させるためら切換弁５０がｂ位置からｃ位置に切り換えられたときには、切換弁５０から供給される正規のエアが無用にシリンダ外部に放出されないようにして、固定保持状態を確実に解除することができる。
【００５３】
以上詳述した本実施形態は、以下に記載する各効果を有する。
（１）ピストンロック機構４４によってピストン１２が上昇端に固定保持されている状態で、収容凹部１９からシリンダ外部に放出されるエアのリリーフ流量を、調整用オリフィス３１及び調整ニードル２７によって予め調整することができる。このため、ロックピストン２３によってピストン１２が上昇端に固定保持され、切換弁５０の各給排ポート２０，４０に対する給排が停止されているときに、切換弁５０の内部で漏れたエアや、下室Ｒ２から上室Ｒ１に漏れるエアの流量に応じてリリーフ流量を適正に調整することができる。そして、上昇端でのピストン１２の固定保持及び固定解除をより確実に行うことができる。
【００５４】
その結果、Ｏリングやリップパッキン等のシール部材を備えた切換弁に比較して内部でのエア漏れ量が多いメタルシールタイプの切換弁に対しても、リリーフ流量を適切に調整することができる。そして、リリーフ流量過小による固定保持状態の無用な解除と、リリーフ流量過多による固定保持状態の解除不能が起きないようにすることができる。あるいは、シール部材が破損して内部でのエア漏れ量が多くなった切換弁５０や、マニホールド型の切換弁に対しても、リリーフ流量を改めて適切に調整することによってそのような誤動作を防止することができる。ゆえに、エアシリンダ１０の安全性が向上する。
【００５５】
加えて、リリーフ流量が固定されている従来のエアシリンダ８０では、プランジャ８６によりピストン８２が上昇端に固定保持されている状態で、切換弁８１等からの漏れエアによって収容孔８７内の圧力が過度に上昇しないようにするために、漏れ流量の大きな切換弁８１の使用を想定してリリーフ流量が大きめに設定されていた。このため、プランジャ８６によりピストン８２が上昇端に固定保持されている状態で切換弁８１をｂ位置からｃ位置に切り換えたときに、切換弁８１から上室Ｒ１に供給されるエアの一部が細隙９０等を通じてシリンダ外部に多量に放出されていた。その結果、無用に消費されるエアが多くなり、エアの消費量が多くなっていた。本発明によれば、使用する切換弁５０から上室Ｒ１に供給される漏れエアの流量に応じてリリーフ流量を必要最小限の大きさに設定できるので、無用にシリンダ外部に排出されるエア量を小さくし、エア消費量を低減することができる。
【００５６】
逆に、エアの消費量は多くなるものの、使用している切換弁５０のパッキンが破損してエア漏れ量が増大する場合に対応できるように、エアのリリーフ流量を、当初の切換弁５０のエア漏れ量に対して大きめに設定することもできる。この場合には、使用中に切換弁５０のパッキンが破損してもピストン１２が上昇端により確実に固定保持されるようにすることができ、ピストン１２の自然落下をより確実に防止することができる。
【００５７】
（２）ストッパカバー２２の外側まで延出された調整ニードル２７を操作して調整用オリフィス３１の流路断面積を調整することでリリーフ流量を調整する。このため、リリーフ流量をシリンダ外部から調整することができるので、調整を容易に行うことができる。
【００５８】
（３）ロックピストン２３には、非係合位置に配置された状態でばね座２４との間にロックピストン２３の移動方向で挟持され、リリーフ用オリフィス３７と調整用オリフィス３１との連通を遮断するガスケット３８が設けられている。
このため、従来技術のエアシリンダ８０のように、ヘッドカバーに設けられた細隙９０を、プランジャ８６の外周面に設けられたパッキンで連通遮断する構造に比較して、開閉のために必要なロックピストン２３の変位量がより小さくてすむ。従って、ピストン１２の移動方向に対しその径方向にロックピストン２３を変位させるようにしたエアシリンダ１０において、径方向の寸法をより小さくすることができる。
【００５９】
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を図７〜図１２に従って説明する。尚、本実施形態は、前記第１実施形態のストッパカバー２２、ばね座２４及び調整ニードル２７をストッパカバー６０、ばね座６１及び調整ニードル６２に変更したことと、新たに操作軸６３を設けたことのみが第１実施形態と異なる。従って、第１実施形態と同じ構成については、符号を同じにしてその説明を省略し、ストッパカバー６０、ばね座６１、調整ニードル６２及び操作軸６３のみについて詳述する。
【００６０】
ストッパカバー６０は、図７に示すように、前記第１実施形態のストッパカバー２２と同様、ヘッドカバー１４の外周面側でピストン保持孔２１の開口部を閉塞する。ストッパカバー６０の中央部には、ピストン保持孔２１の軸線方向に貫通する貫通孔６０ａが設けられている。
【００６１】
ばね座６１は、ストッパカバー６０の内側凹部６０ｂに支持され、その先端部がピストン保持孔２１に配置されている。ばね座６１は、略円柱状のばね受け部６１ａを備えるとともに、前記貫通孔６０ａに連続する貫通孔６１ｂを備えている。
【００６２】
本実施形態では、シリンダチューブ１３、ヘッドカバー１４、ロッドカバー１５、ストッパカバー６０及びばね座６１がシリンダケースを構成する。
操作軸６３は、その先端がロックピストン２３に固定され、ストッパカバー６０の貫通孔６０ａと、ばね座６１の貫通孔６１ｂとを挿通して、その基端側がストッパカバー６０の外側に配置されている。操作軸６３の外周面とばね座６１の貫通孔６１ｂとの間は、パッキン６４によって密封されている。そして、操作軸６３は、ロックピストン２３のピストン保持孔２１内での変位に伴ってストッパカバー６０の外側に配置された部分の長さが変化する。
【００６３】
図９に示すように、操作軸６３は、ロックピストン２３室をシリンダ外部に連通するための連通孔６５、流路６６、調整用オリフィス６７を備えている。図９，１０に示すように、連通孔６５は操作軸６３の径方向に延びるように同一直線上に一対で形成され、流路６６は操作軸６３の中心軸線上で延びるように形成されている。また、操作軸６３は、調整ニードル６２が螺合するねじ孔６８を備えている。調整用オリフィス６７は、流路６６とねじ孔６８との間に形成されている。
【００６４】
調整ニードル６２は、図１１，１２に示すように、そのねじ部６９の外周面に、ねじ部６９が操作軸６３のねじ孔６８に螺合している状態で、ねじ孔６８の内側を通じて流路６６をシリンダ外部に連通する一対の連通溝７０を備えている。調整ニードル６２は、操作軸６３の端部に当接するナット７１によってねじ孔６８での位置が固定され、その先端部７２で調整用オリフィス６７の流路断面積を調整する。
【００６５】
本実施形態では、ロックピストン２３、ストッパカバー６０、操作軸６３がエア放出構造を構成する。そして、リリーフ用オリフィス３７が第１放出通路であり、ばね受け部６１ａ、連通孔６５、流路６６、調整用オリフィス６７、ねじ孔６８及び連通溝７０が第２放出通路を構成する。また、ピストン保持孔２１、ロックピストン２３、ロックピストン室２６、ばね座６１、コイルばね２５、延出部４１等がピストンロック機構４４を構成する。さらに、ストッパカバー６０、ばね座６１、調整ニードル６２、操作軸６３及び調整用オリフィス６７が放出流量調整手段を構成する。
【００６６】
以上のように構成されたエアシリンダ１０では、ピストン１２が上昇端まで上動した後、ロックピストン２３が非係合位置から係合位置まで前進すると、リリーフ用オリフィス３７がロックピストン室２６に連通され、ロックピストン室２６が、ばね受け部６１ａ、各連通孔６５、流路６６、調整用オリフィス６７、ねじ孔６８及び連通溝７０を通じてシリンダ外部に連通される。このため、切換弁５０をａ位置からｂ位置に切り換えたとき、切換弁５０から収容凹部１９及び上室Ｒ１に供給される漏れエアが、このリリーフ通路を通じてシリンダ外部に放出される。
【００６７】
以上詳述した本実施形態は、前記第１実施形態における（１）〜（３）に記載した各効果の他に以下に記載する効果を有する。
（４）ロックピストン２３には、その変位に伴ってヘッドカバー１４の外部に出ている部分の長さが変化する操作軸６３が固定されている。そして、この操作軸６３に、ロックピストン室２６をシリンダ外部に連通させる連通孔６５、流路６６、調整用オリフィス６７及び連通溝７０等と、調整用オリフィス６７の流路断面積を調整するための調整ニードル６２が設けられている。
【００６８】
このため、調整ニードル６２の一端をヘッドカバー１４の外側に配置するためだけの孔をヘッドカバー１４に設ける必要がなく、操作軸６３を外側に出すための貫通孔６０ａをストッパカバー６０に設けるだけでよくなる。その結果、ヘッドカバー１４に対する加工工数が増えない。
【００６９】
次に、上記各実施形態以外の実施形態を列挙する。
・前記第１実施形態で、第１放出通路が、ロックピストン２３に設けられたリリーフ用オリフィス３７に替わり、給排ポート２０又は収容凹部１９をロックピストン室２６に連通するようにヘッドカバー１４内に設けられたリリーフ通路である構成とする。そして、このリリーフ通路が、ロックピストン２３が係合位置にあるときに収容凹部１９をロックピストン室２６に連通させるとともに、非係合位置にあるときに収容凹部１９とロックピストン室２６との連通が遮断される構成とする。さらに、ロックピストン室２６は、ばね座２４に設けられた連通孔を通じてばね受け部２４ａに連通される。このような構成によっても、前記第１実施形態の（１）〜（３）の各効果を得ることができる。第２実施形態においても、同様である。
【００７０】
・前記第１実施形態で、第２放出通路が、ストッパカバー２２に設けられた内側凹部２２ｂ、排気孔２９に替り、第２実施形態のように、調整ニードル２７に設けられた連通溝である構成とする。このような構成によれば、（１）〜（３）の各効果に加えて、ストッパカバー２２に排気孔２９を加工する場合より、加工が容易となる。
【００７１】
・前記第１実施形態で、エア放出構造が、ヘッドカバーに設けられたリリーフ通路と、ピストンによって操作されリリーフ通路を開閉する開閉手段とからなる構成とする。そして、リリーフ通路は、収容凹部１９をシリンダ外部に連通し、開閉手段は、ピストンが上昇端にある状態でリリーフ通路を開状態とする。すなわち、ピストンロック機構と、エア放出構造とが独立して設けられた構成とする。このような構成において、リリーフ通路の流路断面積を調整して、収容凹部１９からシリンダ外部に放出されるエアのリリーフ流量を調整可能なオリフィス及び調整ニードルがヘッドカバーに設けられている構成であってもよい。このような構成によっても、（１）〜（３）の各効果を得ることができる。なお、第２実施形態においても、同様である。
【００７２】
以下、前述した各実施形態から把握される技術的思想をその効果とともに記載する。
（１）前記放出流量調整手段は、前記エア放出構造の一部をなす調整用オリフィスと、該調整用オリフィスの流路断面積を調整する調整ニードルとを備えることを特徴とするエアシリンダ。このような構成によれば、簡単な構成とすることができる。
【００７３】
【発明の効果】
請求項１〜請求項４に記載の発明によれば、移動端にピストンを固定保持している状態でエア室に供給される漏れエアの流量に応じて、移動端でのピストンの固定保持及び固定解除をより確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のエアシリンダの要部を示す模式断面図。
【図２】エアシリンダを示す模式縦断面図。
【図３】エアシリンダの要部を示す模式断面図。
【図４】調整用オリフィスを示す模式断面図。
【図５】図１のＡ−Ａ線模式断面図。
【図６】エアシリンダを示す模式縦断面図。
【図７】第２実施形態のエアシリンダの要部を示す模式断面図。
【図８】同じく要部を示す模式断面図。
【図９】調整用オリフィスを示す模式断面図。
【図１０】（ａ）は図９のＢ−Ｂ線断面図、（ｂ）は同じくＣ−Ｃ線断面図、（ｃ）は同じくＤ視図。
【図１１】従来の落下防止装置付エアシリンダを示す模式縦断面図。
【図１２】エアシリンダの要部を示す模式断面図。
【図１３】同じく要部を示す模式断面図。
【符号の説明】
１０…エアシリンダ、１１…シリンダ、１２…ピストン、１３…シリンダケースを構成するシリンダチューブ、１４…シリンダケース及びピストンロック機構を構成するヘッドカバー、１５…シリンダケースを構成するロッドカバー、１７…ピストンヘッド、１８…ピストンロッド、１９…収容凹部、２１…ピストンロック機構を構成するピストン保持孔、２２…ピストンロック機構、エア放出構造、放出流量調整手段及びシリンダケースを構成するストッパカバー、２２ｂ…第２放出通路を構成する内側凹部、２３…ピストンロック機構及びエア放出構造を構成するロックピストン、２４…ピストンロック機構、エア放出構造、放出流量調整手段及びシリンダケースを構成するばね座、２４ａ…第２放出通路を構成するばね受け部、２５…ピストンロック機構を構成する付勢部材としてのコイルばね、２６…ロックピストン室、２７…放出流量調整手段を構成する調整ニードル、２９…第２放出流路を構成する排気孔、３０…同じく流路、３２…放出流量調整手段を構成するナット、３１…放出流量調整手段及び第２放出流路を構成する同じく調整用オリフィス、３７…第１放出流路としてのリリーフ用オリフィス、３８…弾性密封部材としてのガスケット、４１…ピストンロック機構を構成する係合部としての延出部、４４…ピストンロック機構、６０…ピストンロック機構、エア放出構造、放出流量調整手段及びシリンダケースを構成するストッパカバー、６１…ピストンロック機構、放出流量調整手段及びシリンダケースを構成するばね座、６１ａ…第２放出通路を構成するばね受け部、６２…エア放出構造及び放出流量調整手段を構成する調整ニードル、６３…エア放出構造及び放出流量調整手段を構成する操作軸、６５…第２放出流路を構成する連通孔、６６…同じく流路、６７…放出流量調整手段及び第２放出流路を構成する調整用オリフィス、６８…第２放出流路を構成するねじ孔、７０…同じく連通溝、Ｒ１…エア室としての上室。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an air cylinder such as an air cylinder, and more particularly to an air cylinder provided with a fixing and holding mechanism for fixing and holding a piston at a moving end.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, some air cylinders are supported in an upright state and are used to move a workpiece in a vertical direction by moving a piston up and down. Such an air cylinder is provided with a fall prevention mechanism (fixed holding mechanism) that holds the piston rod moved to the rising end at the rising end.
[0003]
As such an air cylinder with a fall prevention mechanism, there is an air cylinder with a fall prevention device proposed by the present applicant and disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-75503.
As shown in FIG. 11, the air cylinder 80 is controlled by a three-position five-port switching valve 81 and moves the workpiece W suspended at the lower end of the piston 82 up and down. The switching valve 81 is a type that closes both the supply / discharge ports 83 and 84 at the position b, and is used to stop the piston 82 in the middle.
[0004]
In the air cylinder 80, a plunger 86 biased by a spring 85 engages with a piston 82 that has moved up to the rising end in the accommodation hole 87, and the piston 82 is fixedly held at the rising end.
[0005]
In this fixed state, as shown in FIGS. 11 and 12, the accommodation hole 87 is communicated with the outside of the cylinder via the supply / discharge port 84, the passage 88, the right chamber 89, the slit 90, the left chamber 91, and the exhaust hole 92. The For this reason, after the piston 82 is fixedly held at the rising end, an air leak occurs inside the switching valve 81 switched from the a position to the b position, and even if this leaked air is supplied to the supply / discharge port 84, Leaked air is discharged (relieved) outside the cylinder. For this reason, the increase in pressure of the accommodation hole 87 due to leaked air is limited, and the engaged plunger 86 does not retreat and is not engaged. Therefore, even if the switching valve 81 is switched to the b position, the piston 82 does not naturally descend from the rising end.
[0006]
Next, when the switching valve 81 is switched from the b position to the c position, the air pressure in the accommodation hole 87 is increased by the air supplied from the switching valve 81, and the plunger 86 moves backward from the engagement position to the left chamber 91 side. . Then, the right chamber 89 communicates with the accommodation hole 87 through the through hole 93 provided in the plunger 86, and air is supplied from the supply / discharge port 84 to the upper chamber R 1 through the passage 88, the right chamber 89, the through hole 93, and the accommodation hole 87. Is supplied. At this time, since the right chamber 89 communicates with the left chamber 91 through the slit 90 in a state where the plunger 86 is in the engaged position, it is supplied from the supply / discharge port 84 to the right chamber 89 through the passage 88. Part of the air is discharged outside the cylinder through the slit 90. However, since the flow rate of air supplied from the supply / discharge port 84 to the right chamber 89 is sufficiently larger than the flow rate of air discharged from the right chamber 89 to the left chamber 91 through the slit 90, the pressure in the right chamber 89 increases. As a result, the plunger 86 moves backward from the engagement position toward the left chamber 91 against the biasing force of the spring 85. For this reason, when the switching valve 81 is switched from the b position to the c position, the fixed holding state is released, and the piston 82 moves downward.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the leakage flow rate of the air that leaks inside the switching valve 81 switched to the b position and is supplied to the supply / discharge port 84 depends on the size (supply capacity) of the switching valve 81 and the sealing type (O-ring, metal seal, etc.). ) Is different. When the switching valve 81 is a manifold type, air leaking inside another switching valve may be supplied to the supply / discharge port 84 via the switching valve.
[0008]
If the plunger 86 is in the engaged position and the piston 82 is fixedly held at the rising end, the relief flow rate of air discharged from the right chamber 89 to the outside of the cylinder through the slit 90 and the exhaust hole 92 is too small. The pressure increase in the right chamber 89 due to leaked air becomes excessive. For this reason, there is a possibility that the plunger 86 moves backward from the engaged state toward the left chamber 91 and becomes in a disengaged state, and the fixed holding state of the piston 82 is released.
[0009]
On the other hand, if the relief flow rate is too high, a large amount of air supplied to the right chamber 89 through the passage 88 is released to the left chamber 91 when the switching valve 81 is switched to the c position in order to move the piston 82 downward. The For this reason, the pressure difference between the left chamber 91 and the right chamber 89 does not increase, and the plunger 86 may not move backward from the engagement position to the left chamber 91 side, and the fixed holding state of the piston 82 may not be released. is there.
[0010]
However, in the air cylinder 80, the flow passage cross-sectional area of the slit 90 that discharges a part of the air supplied to the right chamber 89 through the passage 88 to the left chamber 91 is constant, and the relief flow rate is fixed. For this reason, the relief flow rate cannot be adjusted according to the flow rate of the leakage air supplied from the switching valve 81 to be used. For this reason, there was a problem that there was no versatility with respect to many kinds of switching valves.
[0011]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and the object thereof is to move the moving end according to the flow rate of leaked air supplied to the air chamber while the piston is fixedly held at the moving end. An object of the present invention is to provide an air cylinder provided with a piston fixing and holding mechanism capable of more reliably holding and releasing a piston.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is a piston lock mechanism that fixes and holds the piston at the moving end and releases the fixed holding state with respect to the piston by the pressure of air supplied to one of the air chambers. And an air discharge structure that allows the air chamber to communicate with the outside of the cylinder while the piston is fixedly held at the moving end, and is released from the air chamber to the outside of the cylinder by the air discharge structure. Discharge flow rate adjustment means that can adjust the discharge flow rate of air is provided.The piston lock mechanism includes a lock piston that is displaceably held in a piston holding hole provided in a cylinder case and defines a lock piston chamber, and the air discharge structure is provided in the lock piston, A first discharge passage capable of communicating a chamber with the lock piston chamber, and a second discharge passage provided in the cylinder case and communicating the lock piston chamber with the outside of the cylinder, wherein the second discharge passage includes the cylinder case The flow passage cross-sectional area is adjusted by the discharge flow rate adjusting means provided on the lock piston, and an operation shaft is integrally provided on the lock piston, and the operation shaft is moved along with the displacement of the lock piston in the piston holding hole. The second discharge passage and the discharge flow rate adjusting means are provided such that the length of the portion arranged outside the cylinder case is changed. , Provided on the operating shaftIt is characterized by.
[0013]
  According to the first aspect of the present invention, when air is discharged from the air chamber and the piston is fixed and held at one of the moving ends by the piston lock mechanism, the air leaks from the supply / discharge switching valve or the like to the air chamber. A part of the air is discharged outside the cylinder by the air discharge structure. And the rise in the air pressure in the air chamber due to the leaked air is restricted, and the fixed holding state by the piston lock mechanism is maintained. Here, the discharge flow rate of the air discharged from the air chamber to the outside of the cylinder can be adjusted. For this reason, in the state where the piston is fixedly held at the moving end, it is possible to limit the pressure increase in the air chamber due to leaked air without increasing the discharge flow rate to the outside of the cylinder so much. When the air is normally supplied from the supply / discharge switching valve to the air chamber and the piston in the fixed holding state is moved, a large amount of air is not released from the air chamber to the outside of the cylinder, and the pressure of the air chamber Ascending, the piston lock mechanism reliably releases the fixed holding state. As a result, the piston can be held and released more reliably at the moving end for various types of three-position switching valves..
In particular, according to the first aspect of the present invention, air is discharged from the air chamber and the discharge flow rate is adjusted through the operation shaft in which the length of the portion arranged outside the cylinder changes. And the engagement state of a lock piston can be cancelled | released by operating an operating shaft from the cylinder exterior. Therefore, it is not necessary to provide a hole for providing the second discharge passage and the discharge flow rate adjusting means in the cylinder case, and only a hole for extending the operation shaft to the outside may be provided in the cylinder case. As a result, the number of processing steps for the cylinder case can be prevented from increasing.
  The invention described in claim 2A piston lock mechanism that fixes and holds the piston at the moving end and releases the fixed holding state with respect to the piston by the pressure of air supplied to one of the air chambers; and the piston is fixedly held at the moving end. An air cylinder having an air discharge structure for communicating the air chamber with the outside of the cylinder is provided with a discharge flow rate adjusting means capable of adjusting a discharge flow rate of air discharged from the air chamber to the outside of the cylinder by the air discharge structure. The piston lock mechanism includes a lock piston that is displaceably held in a piston holding hole provided in a cylinder case and defines a lock piston chamber, and the air discharge structure is provided in the lock piston, A first discharge passage capable of communicating a chamber with the lock piston chamber, and a cylinder case And a second release passage that communicates the lock piston chamber to the outside of the cylinder, and the lock piston is engaged with either the lock piston or the cylinder case in a state in which the lock piston is disengaged from the piston. An elastic sealing member is provided between the cylinder chamber and the cylinder case, and is provided in the moving direction to block communication between the air chamber and the lock piston chamber through the first discharge passage.
According to the second aspect of the present invention, when air is discharged from the air chamber and the piston is fixed and held at one of the moving ends by the piston lock mechanism, the air leaks from the supply / discharge switching valve or the like to the air chamber. A part of the air is discharged outside the cylinder by the air discharge structure. And the rise in the air pressure in the air chamber due to the leaked air is restricted, and the fixed holding state by the piston lock mechanism is maintained. Here, the discharge flow rate of the air discharged from the air chamber to the outside of the cylinder can be adjusted. For this reason, in the state where the piston is fixedly held at the moving end, it is possible to limit the pressure increase in the air chamber due to leaked air without increasing the discharge flow rate to the outside of the cylinder so much. When the air is normally supplied from the supply / discharge switching valve to the air chamber and the piston in the fixed holding state is moved, a large amount of air is not released from the air chamber to the outside of the cylinder, and the pressure of the air chamber Ascending, the piston lock mechanism reliably releases the fixed holding state. As a result, it is possible to more reliably hold and release the piston at the moving end with respect to the three-position switching valve.
In particular, according to the second aspect of the present invention, the communication between the air chamber and the lock piston chamber through the first discharge passage is blocked by the elastic sealing member sandwiched in the moving direction between the lock piston and the cylinder case. Is done. For this reason, the amount of movement of the lock piston is small compared to a structure in which communication is blocked by an elastic sealing member provided on the sliding contact surface of the lock piston chamber or the lock piston. No need. Therefore, in the cylinder configured to move the lock piston in the radial direction with respect to the moving direction of the piston, the radial dimension can be further reduced.
The invention according to claim 3The piston lock mechanism is,in frontA biasing portion that biases the lock piston in a direction to increase the volume of the lock piston chamberMore materialAnd when the piston moves to the moving end, the lock piston urged by the urging member engages with an engaging portion of the piston to fix and hold the piston at the moving end, The lock piston is disengaged from the piston by moving toward the lock piston chamber against the urging force of the urging member by the pressure of air supplied to the air chamber.
[0014]
  Claim3According to the invention described in claim 1,And 2In addition to the operation of the invention described in (2), when the air is normally discharged from the air chamber with the piston moving to the moving end, the pressure of the air chamber decreases, and the lock piston engages with the engaging portion of the piston. To do. As a result, the piston is fixedly held at the moving end. On the other hand, when the air is normally supplied from the supply / discharge switching valve to the air chamber while the lock piston is engaged with the piston at the moving end, the pressure of the air chamber rises and the lock piston moves from the engaged state. fall back. As a result, the piston can move from the moving end.
[0015]
  Claim4The invention described in,in frontThe first discharge passage communicates the air chamber with the lock piston chamber when the lock piston is engaged with the piston, and locks with the air chamber when the engagement with the piston is released. It is provided so that a communication with a piston chamber may be interrupted | blocked.
[0016]
  Claim4According to the invention described in, TransferWhen the lock piston is engaged with the engaging portion of the piston moved to the moving end, the first discharge passage is communicated with the lock piston chamber, and the air chamber is communicated with the outside of the cylinder through the second discharge passage. On the other hand, when the lock piston moves backward from the engaged state, the communication between the first discharge passage and the lock piston chamber is cut off, and the air chamber is not communicated with the outside of the cylinder. Therefore, the cylinder case is only provided with a passage that allows the lock piston chamber to communicate with the outside of the cylinder. As a result, an increase in size of the cylinder case can be prevented, and processing for the cylinder case is simplified.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0024]
As shown in FIG. 2, the air cylinder 10 includes a cylinder body 11 and a piston 12.
The cylinder body 11 includes a cylinder tube 13, a head cover 14, and a rod cover 15, and a piston chamber 16 is formed therein.
[0025]
The piston 12 includes a piston rod 17 and a piston head 18. The piston rod 17 extends from the rod cover 15 to the outside of the cylinder, and the piston head 18 is held in the piston chamber 16. The piston head 16 divides the piston chamber 16 into an upper chamber R1 (an air chamber in the present embodiment) and a lower chamber R2. A workpiece (not shown) is suspended and supported at the tip end (lower end in FIG. 2) of the piston rod 17.
[0026]
As shown in FIG. 1, the head cover 14 is provided with an accommodation recess 19 that extends in the direction of the central axis of the cylinder tube 13 and communicates with the upper chamber R1. Further, the head cover 14 is provided with a supply / discharge port 20 that communicates with the upper chamber R <b> 1 via the housing recess 19, and a piston holding hole 21 that extends from the housing recess 19 in the radial direction. The piston holding hole 21 is provided on the opposite side of the supply / exhaust port 20 across the central axis of the cylinder tube 13. In the piston holding hole 21, the opening on the outer peripheral surface side of the head cover 14 is closed with respect to the outside of the cylinder by the stopper cover 22.
[0027]
In the piston holding hole 21, a lock piston 23 for holding the piston 12 at a moving end (hereinafter referred to as a rising end) on the head cover 14 side is held displaceably. A coil spring 25 is interposed between the lock piston 23 and the spring seat 24 supported by the stopper cover 22, and the lock piston 23 is urged toward the housing recess 19 by the coil spring 25. A recess provided on the outside of the lock piston 23 is lightly fitted to the spring seat 24, and a lock piston chamber 26 is formed between the lock piston 23 and the spring seat 24. That is, the lock piston 23 is urged by the coil spring 25 in the direction of increasing the volume of the lock piston chamber 26.
[0028]
As shown in FIGS. 1, 3, and 4, an adjustment needle 27 is screwed into a screw hole 22 a provided in the stopper cover 22, and a distal end portion 28 of the adjustment needle 27 is disposed on the piston holding hole 21 side. Further, the stopper cover 22 is provided with an exhaust hole 29 communicating with the outside of the cylinder from the inner recess 22b.
[0029]
The spring seat 24 is supported by the inner recess 22 b of the stopper cover 22, and the distal end side thereof is disposed in the piston holding hole 21. The spring seat 24 is provided with a substantially cylindrical spring receiving portion 24a and a flow path 30 that communicates with the screw hole 22a from the inner surface of the spring receiving portion 24a. The flow path 30 communicates with the exhaust hole 29 via the inner recess 22 b of the stopper cover 22.
[0030]
In this embodiment, the cylinder tube 13, the head cover 14, the rod cover 15, the stopper cover 22, and the spring seat 24 constitute a cylinder case.
Between the spring receiving portion 24 a and the flow path 30, an adjustment orifice 31 whose flow path cross-sectional area is adjusted by the tip portion 28 of the adjustment needle 27 is provided. The adjustment needle 27 is determined at a position at the screw hole 22 a by a nut 32 that contacts the outer surface of the stopper cover 22, and adjusts the flow path cross-sectional area of the adjustment orifice 31.
[0031]
In the present embodiment, the stopper cover 22, the lock piston 23, and the spring seat 24 constitute an air discharge structure. The relief orifice 37 is a first discharge passage, and the spring receiving portion 24a, the adjustment orifice 31, the flow path 30, the inner recess 22b, and the exhaust hole 29 constitute a second discharge passage. The stopper cover 22, the spring seat 24, the adjustment needle 27, the adjustment orifice 31 and the nut 32 constitute a discharge flow rate adjusting means.
[0032]
The lock piston 23 is in sliding contact with the inner peripheral surface of the piston holding hole 21 through the packing 33 and is in sliding contact with the outer peripheral surface of the spring seat 24 through the packing 34. Then, the coil spring 25 interposed between the spring seat 24 and the spring receiving portion 24a is urged toward the housing recess 19 and the engagement portion 36 at the tip projects into the housing recess 19 (see FIG. 1 and 2). The lock piston 23 is configured such that an annular pressure receiving surface 23 a provided around the engagement portion 36 faces the supply / discharge port 20 with the accommodation recess 19 interposed therebetween at the engagement position. The air supplied into the housing recess 19 through the supply / discharge port 20 directly hits the pressure receiving surface 23 a of the lock piston 23.
[0033]
Further, as shown in FIGS. 1, 3, and 5, the lock piston 23 is provided with a relief orifice 37 that communicates the housing recess 19 side with the lock piston 23 chamber. As shown in FIG. 1, the relief orifice 37 communicates the receiving recess 19 with the lock piston chamber 26 in a state where the lock piston 23 is disposed at the engagement position. Further, as shown in FIG. 3, when the lock piston 23 is in the non-engagement position where the lock piston 23 is retracted to the maximum extent from the engagement position toward the spring seat 24, the communication is made by the gasket 38 as an elastic sealing member that contacts the spring seat 24. Blocked. Further, the collision of the lock piston 23 is buffered by the rubber cushion 39 provided on the inner side of the stopper cover 22 when the lock piston 23 is fully retracted from the engagement position toward the spring seat 24 side.
[0034]
As shown in FIG. 2, the rod cover 15 includes a supply / discharge port 40 that slidably supports the piston rod 17 and communicates with the lower chamber R2.
The piston 12 is provided with an extending portion 41 as an engaging portion that extends from the piston head 18 to the head cover 14 side. The extension 41 is provided with a head 42 and an engagement groove 43 for engaging the lock piston 23. The extending portion 41 is disposed in the housing recess 19 in a state where the piston 12 is disposed at the rising end.
[0035]
The head portion 42 is formed in a bevel shape, and when the piston 12 moves upward to reach the rising end, the head portion 42 abuts on the engaging portion 36 of the lock piston 23 arranged at the engaging position, and the piston 12 moves upward. The lock piston 23 is retracted from the engagement position.
[0036]
The engagement groove 43 allows the engagement portion 36 retracted from the engagement position by the head 42 to advance to the engagement position in a state where the piston 12 is disposed at the rising end, and is engaged in the axial direction. Combine.
[0037]
In the present embodiment, the head cover 14 (piston holding hole 21), stopper cover 22, lock piston 23, spring seat 24 (lock piston chamber 26), coil spring 25, extension portion 41, etc. constitute a piston lock mechanism 44.
[0038]
As shown in FIG. 2, high-pressure air is supplied from an air supply source 51 to each of the supply and discharge ports 20 and 41 of the air cylinder 10 by a three-position five-port switching valve (hereinafter simply referred to as a switching valve) 50. The switching valve 50 communicates the supply / exhaust port 20 to the atmosphere at the position a, communicates the air supply source 51 to the supply / discharge port 40, and communicates the air supply source 51 to the supply / discharge port 20 at the position c. The exhaust port 40 is communicated with the atmosphere. Then, the supply / discharge ports 20 and 41 are disconnected from the atmosphere and the air supply source 51 at the position b.
[0039]
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described.
When no high-pressure air is supplied from the switching valve 50 to any of the supply / discharge ports 20 and 40 of the air cylinder 10 and the pressure of the upper chamber R1 is almost atmospheric pressure with the piston 12 at the lower end, the accommodating recess 19 and the air pressure in the lock piston chamber 26 are both low. For this reason, the lock piston 23 biased by the coil spring 25 is held in the engaged position.
[0040]
When the switching valve 50 is switched from the b position to the a position while air is supplied from the air supply source 51 to the switching valve 50, high pressure air is supplied to the lower chamber R2 via the supply / discharge port 40 and the supply / discharge port. The upper chamber R1 is communicated with the atmosphere via 20, and the piston 12 moves up by the pressure difference between the two chambers R1, R2. While the piston 12 moves upward, the volume of the upper chamber R1 decreases, but the air pressure does not increase so much from the atmospheric pressure, so the lock piston 23 remains in the engaged position.
[0041]
When the piston 12 moves upward and the extended portion 41 enters the receiving recess 19, the head 42 comes into contact with the engaging portion 36 of the lock piston 23, and the lock piston 23 is engaged with the piston 12 as the piston 12 moves upward. To the non-engagement position side. When the piston 12 moves up to the ascending end, the head 42 does not come into contact with the engaging portion 36 of the lock piston 23, and the lock piston 23 can advance to the engagement position side. At this time, since the air pressure in the upper chamber R1 and the housing recess 19 has not increased so much from the atmospheric pressure, the lock piston 23 advances to the engagement position by the urging force of the coil spring 25, and the engagement portion 36 is engaged. Engage with the groove 43. As a result, the piston 12 that has moved up to the rising end is supported by the pressure difference between the lower chamber R2 and the upper chamber R1, and is mechanically fixed and held at the rising end by the lock piston 23.
[0042]
In this state, since the lock piston 23 is in the engagement position, the receiving recess 19 and the upper chamber R1 are connected via the relief orifice 37, the lock piston chamber 26, the adjustment orifice 31, the flow path 30, and the exhaust hole 29. To communicate with the outside of the cylinder.
[0043]
Next, when the switching valve 50 is switched from the position “a” to the position “b”, the lower chamber R 2, the upper chamber R 1 and the housing recess 19 are disconnected from the atmosphere and the air supply source 51. At this time, when an air leak occurs inside the switching valve 50 switched to the b position and the leaked air is supplied to the supply / discharge port 20, the air pressure in the housing recess 19 and the upper chamber R1 starts from near atmospheric pressure. To rise. However, since the housing recess 19 communicates with the outside of the cylinder, the pressure increase is limited to a pressure value at which the lock piston 23 moves backward from the engagement position. As a result, even if air leaking inside the switching valve 50 is supplied to the housing recess 19, the lock piston 23 does not retract from the engagement position, and the piston 12 is fixedly held at the rising end.
[0044]
Next, when the switching valve 50 is switched from the position b to the position c, high-pressure air is supplied to the receiving recess 19 and the upper chamber R1 via the supply / discharge port 20, and the lower chamber R2 is opened to the atmosphere via the supply / discharge port 40. Communicated with At this time, the air introduced from the supply / discharge port 20 into the housing recess 19 bypasses the periphery of the engagement groove 43 of the piston 12 from both sides and directly hits the pressure receiving surface 23a of the lock piston 23 together. In the process in which the pressure in the upper chamber 19 and the upper chamber R1 rises from the vicinity of atmospheric pressure, the lock piston 23 starts to retract from the engagement position.
[0045]
Here, since the relief orifice 37 is in communication with the lock piston 23 chamber until the lock piston 23 moves back to the non-engagement position, a part of the air supplied to the housing recess 19 is locked to the lock piston chamber. 26 and discharged to the outside of the cylinder. At this time, the air pressure in the lock piston chamber 26 increases, and the pressure difference from the pressure in the housing recess 19 that causes the lock piston 23 to retreat from the engagement position becomes difficult to increase. However, since the discharge flow rate of air discharged from the housing recess 19 to the lock piston chamber 26 is limited by the adjustment orifice 31, the pressure increase in the lock piston chamber 26 is suppressed, and the pressure in the housing recess 19 is reduced. Pressure difference increases. As a result, the lock piston 23 moves backward from the engaged position to the non-engaged position, and the fixed holding state with respect to the piston 12 is released.
[0046]
When the lock piston 23 moves back to the non-engagement position and the engagement state with the piston 12 is released, the piston 12 moves downward due to the pressure difference between the upper chamber R1 and the lower chamber R2. In this state, as shown in FIG. 3, the lock piston 23 comes into contact with the spring seat 24 via the gasket 38, and the communication between the relief orifice 37 and the lock piston chamber 26 is blocked. Air supplied to the chamber R1 is not released outside the cylinder. While the piston 12 is moving downward, the pressure in the housing recess 19 and the upper chamber R1 is maintained high, and the lock piston 23 is held in the non-engagement position. As a result, while the piston 12 is moving downward from the rising end, the release of air from the accommodating recess 19 to the outside of the cylinder is stopped, and the air supplied from the switching valve 50 is not unnecessarily consumed.
[0047]
When the switching valve 50 is switched from the c position to the b position while the piston 12 is moving downward or down to the lower end, the supply of air to the upper chamber R1 is stopped and the atmosphere of the lower chamber R2 is released to the atmosphere. Communication is interrupted. For this reason, the pressure in the lower chamber R2 does not decrease, and the piston 12 stops at the intermediate position as shown in FIG. At this time, the air pressure in the upper chamber R1 remains high and the lock piston 23 is held at the non-engagement position, so that the communication between the relief orifice 37 and the lock piston chamber 26 remains blocked.
[0048]
When the switching valve 50 is switched from the b position to the a position from this state, air is supplied to the lower chamber R2, and the upper chamber R1 is communicated with the atmosphere so that an upward force is generated in both the chambers R1, R2. The piston 12 is moved up by this pressure difference. At this time, since the volume of the upper chamber R1 is reduced by the upward movement of the piston 12, the pressure in the upper chamber R1 is maintained at a high pressure. For this reason, the lock piston 23 remains held in the non-engagement position, and air is not released from the upper chamber R1 and the housing recess 19 to the outside of the cylinder.
[0049]
When the piston 12 moves upward and is disposed at the rising end, the extension portion 41 does not interfere with the lock piston 23 because the lock piston 23 is held at the non-engagement position. If the switching valve 50 is left in the position a while the piston 12 is moved up to the rising end, air is discharged from the upper chamber R1 and the housing recess 19 to the atmosphere via the switching valve 50, and the air pressure gradually decreases. . Then, the lock piston 23 advances from the non-engagement position to the engagement position by the urging force of the coil spring 25, and the engagement portion 36 engages with the engagement groove 43. As a result, the piston 12 is mechanically fixed and held by the piston lock mechanism 44 when the piston 12 is delayed for a certain time from the time when the piston 12 is raised to the rising end. When the lock piston 23 is in the engaged position, the housing recess 19 is communicated with the outside of the cylinder through the relief orifice 37, the lock piston chamber 26, and the like.
[0050]
When the switching valve 50 is immediately switched from the a position to the b position when the piston 12 moves up to the ascending end, air is not discharged to the atmosphere from the housing recess 19 and the upper chamber R1 through the switching valve 50. The lock piston 23 remains held in the non-engagement position, and the piston 12 is held at the rising end only by the pressure difference between the upper chamber R1 and the lower chamber R2.
[0051]
In the present embodiment, the flow passage cross-sectional area of the adjustment orifice 31 is adjusted by operating the adjustment needle 27 outside the cylinder, and the accommodation recess 19 is in a state where the piston 12 is fixedly held at the rising end by the piston lock mechanism 44. In addition, the relief flow rate of the air discharged from the upper chamber R1 to the outside of the cylinder can be adjusted.
[0052]
For this reason, in the range in which the pressure in the housing recess 19 is not increased until the lock piston 23 is retracted from the engagement position in accordance with the flow rate of the leakage air supplied from the switching valve 50 in the b position to the supply / discharge port 20. The relief flow rate of the air discharged from the housing recess 19 to the outside of the cylinder can be adjusted to be as small as possible. As a result, when the switching valve 50 is switched from the b position to the c position in order to move the piston 12 downward from the rising end, the regular air supplied from the switching valve 50 is prevented from being unnecessarily discharged outside the cylinder. Thus, the fixed holding state can be reliably released.
[0053]
The embodiment described above in detail has the effects described below.
(1) In a state where the piston 12 is fixed and held at the rising end by the piston lock mechanism 44, the relief flow rate of the air discharged from the housing recess 19 to the outside of the cylinder is adjusted in advance by the adjustment orifice 31 and the adjustment needle 27. be able to. For this reason, when the piston 12 is fixedly held at the rising end by the lock piston 23 and supply / exhaust to the supply / discharge ports 20 and 40 of the switching valve 50 is stopped, air leaking inside the switching valve 50, The relief flow rate can be appropriately adjusted according to the flow rate of air leaking from the lower chamber R2 to the upper chamber R1. Then, the piston 12 can be held and released from the rising end more reliably.
[0054]
As a result, the relief flow rate can be appropriately adjusted even for a metal seal type switching valve having a large amount of internal air leakage compared to a switching valve having a sealing member such as an O-ring or lip packing. . Further, it is possible to prevent the unnecessary release of the fixed holding state due to the excessive relief flow rate and the inability to release the fixed holding state due to the excessive relief flow rate. Alternatively, even for the switching valve 50 or the manifold type switching valve in which the seal member is damaged and the amount of air leakage inside is increased, such a malfunction is prevented by appropriately adjusting the relief flow rate again. be able to. Therefore, the safety of the air cylinder 10 is improved.
[0055]
In addition, in the conventional air cylinder 80 in which the relief flow rate is fixed, the pressure in the accommodation hole 87 is increased by leakage air from the switching valve 81 and the like while the piston 82 is fixed and held at the rising end by the plunger 86. In order to prevent an excessive increase, the relief flow rate is set to be large on the assumption that the switching valve 81 having a large leakage flow rate is used. For this reason, when the switching valve 81 is switched from the b position to the c position while the piston 82 is fixedly held at the rising end by the plunger 86, a part of the air supplied from the switching valve 81 to the upper chamber R1 is obtained. A large amount was discharged to the outside of the cylinder through the slit 90 or the like. As a result, the amount of air consumed unnecessarily increased and the amount of air consumed increased. According to the present invention, the relief flow rate can be set to a necessary minimum amount in accordance with the flow rate of the leakage air supplied from the switching valve 50 to be used to the upper chamber R1, so that the amount of air that is unnecessarily discharged outside the cylinder. Can be reduced and air consumption can be reduced.
[0056]
On the contrary, although the amount of air consumption increases, the air relief flow rate of the original switching valve 50 is adjusted so as to cope with the case where the packing of the switching valve 50 used is damaged and the amount of air leakage increases. It can also be set larger than the amount of air leakage. In this case, even if the packing of the switching valve 50 is damaged during use, the piston 12 can be securely fixed and held by the rising end, and the natural fall of the piston 12 can be more reliably prevented. it can.
[0057]
(2) The relief flow rate is adjusted by adjusting the flow passage cross-sectional area of the adjustment orifice 31 by operating the adjustment needle 27 extended to the outside of the stopper cover 22. For this reason, since the relief flow rate can be adjusted from the outside of the cylinder, the adjustment can be easily performed.
[0058]
  (3) The lock piston 23 is clamped in the moving direction of the lock piston 23 between the lock piston 23 and the spring seat 24 in the disengaged position, and the communication between the relief orifice 37 and the adjustment orifice 31 is cut off. A gasket 38 is provided.
For this reason, like the air cylinder 80 of the prior art, the head coverToThe provided slit 90 is a packing provided on the outer peripheral surface of the plunger 86.InThe displacement amount of the lock piston 23 required for opening and closing is smaller than that of the structure that cuts off communication. Therefore, in the air cylinder 10 in which the lock piston 23 is displaced in the radial direction with respect to the moving direction of the piston 12, the radial dimension can be further reduced.
[0059]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the stopper cover 22, the spring seat 24, and the adjustment needle 27 of the first embodiment are changed to the stopper cover 60, the spring seat 61, and the adjustment needle 62, and an operation shaft 63 is newly provided. Only this is different from the first embodiment. Therefore, the same configurations as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted, and only the stopper cover 60, the spring seat 61, the adjustment needle 62, and the operation shaft 63 will be described in detail.
[0060]
As shown in FIG. 7, the stopper cover 60 closes the opening of the piston holding hole 21 on the outer peripheral surface side of the head cover 14 as in the stopper cover 22 of the first embodiment. A through hole 60 a penetrating in the axial direction of the piston holding hole 21 is provided in the central portion of the stopper cover 60.
[0061]
The spring seat 61 is supported by the inner concave portion 60 b of the stopper cover 60, and the tip portion thereof is disposed in the piston holding hole 21. The spring seat 61 includes a substantially cylindrical spring receiving portion 61a and a through hole 61b continuous with the through hole 60a.
[0062]
In the present embodiment, the cylinder tube 13, the head cover 14, the rod cover 15, the stopper cover 60, and the spring seat 61 constitute a cylinder case.
The operation shaft 63 has a distal end fixed to the lock piston 23, inserted through the through hole 60 a of the stopper cover 60 and the through hole 61 b of the spring seat 61, and has a proximal end disposed outside the stopper cover 60. Yes. A space between the outer peripheral surface of the operation shaft 63 and the through hole 61 b of the spring seat 61 is sealed with a packing 64. And the length of the part arrange | positioned at the outer side of the stopper cover 60 changes the operating shaft 63 with the displacement in the piston holding hole 21 of the lock piston 23. FIG.
[0063]
As shown in FIG. 9, the operation shaft 63 includes a communication hole 65, a flow path 66, and an adjustment orifice 67 for communicating the lock piston 23 chamber with the outside of the cylinder. As shown in FIGS. 9 and 10, the communication holes 65 are formed as a pair on the same straight line so as to extend in the radial direction of the operation shaft 63, and the flow channel 66 is formed so as to extend on the central axis of the operation shaft 63. Yes. In addition, the operation shaft 63 includes a screw hole 68 into which the adjustment needle 62 is screwed. The adjustment orifice 67 is formed between the flow channel 66 and the screw hole 68.
[0064]
As shown in FIGS. 11 and 12, the adjustment needle 62 flows through the inside of the screw hole 68 in a state where the screw part 69 is screwed into the screw hole 68 of the operation shaft 63 on the outer peripheral surface of the screw part 69. A pair of communication grooves 70 are provided for communicating the channel 66 to the outside of the cylinder. The position of the adjustment needle 62 at the screw hole 68 is fixed by a nut 71 that abuts the end of the operation shaft 63, and the flow path cross-sectional area of the adjustment orifice 67 is adjusted by the tip 72.
[0065]
In the present embodiment, the lock piston 23, the stopper cover 60, and the operation shaft 63 constitute an air discharge structure. The relief orifice 37 is a first discharge passage, and the spring receiving portion 61a, the communication hole 65, the flow channel 66, the adjustment orifice 67, the screw hole 68, and the communication groove 70 constitute a second discharge passage. Further, the piston holding hole 21, the lock piston 23, the lock piston chamber 26, the spring seat 61, the coil spring 25, the extension portion 41, etc. constitute a piston lock mechanism 44. Further, the stopper cover 60, the spring seat 61, the adjusting needle 62, the operating shaft 63 and the adjusting orifice 67 constitute a discharge flow rate adjusting means.
[0066]
In the air cylinder 10 configured as described above, the relief orifice 37 communicates with the lock piston chamber 26 when the lock piston 23 moves forward from the non-engagement position to the engagement position after the piston 12 moves up to the rising end. Then, the lock piston chamber 26 communicates with the outside of the cylinder through the spring receiving portion 61 a, each communication hole 65, the flow path 66, the adjustment orifice 67, the screw hole 68 and the communication groove 70. For this reason, when the switching valve 50 is switched from the a position to the b position, the leaked air supplied from the switching valve 50 to the housing recess 19 and the upper chamber R1 is released to the outside of the cylinder through the relief passage.
[0067]
The embodiment described in detail above has the effects described below in addition to the effects described in (1) to (3) in the first embodiment.
(4) An operation shaft 63 is fixed to the lock piston 23 so that the length of the portion protruding to the outside of the head cover 14 changes with the displacement. In order to adjust the cross-sectional area of the adjustment orifice 67, the communication hole 65, the flow channel 66, the adjustment orifice 67, the communication groove 70, and the like that allow the lock piston chamber 26 to communicate with the outside of the cylinder. The adjusting needle 62 is provided.
[0068]
For this reason, it is not necessary to provide the head cover 14 with a hole for arranging one end of the adjustment needle 62 outside the head cover 14, and it is only necessary to provide the stopper cover 60 with a through hole 60 a for projecting the operation shaft 63 to the outside. . As a result, the number of processing steps for the head cover 14 does not increase.
[0069]
Next, embodiments other than the above-described embodiments are listed.
In the first embodiment, instead of the relief orifice 37 provided in the lock piston 23, the first discharge passage is provided in the head cover 14 so that the supply / discharge port 20 or the housing recess 19 communicates with the lock piston chamber 26. The relief passage is provided. The relief passage communicates the accommodating recess 19 with the lock piston chamber 26 when the lock piston 23 is in the engaged position, and communicates the accommodating recess 19 with the lock piston chamber 26 when the lock piston 23 is in the disengaged position. Is configured to be blocked. Further, the lock piston chamber 26 is communicated with the spring receiving portion 24 a through a communication hole provided in the spring seat 24. Even with such a configuration, the effects (1) to (3) of the first embodiment can be obtained. The same applies to the second embodiment.
[0070]
In the first embodiment, the second discharge passage is a communication groove provided in the adjustment needle 27 as in the second embodiment, instead of the inner recess 22b and the exhaust hole 29 provided in the stopper cover 22. The configuration. According to such a configuration, in addition to the effects (1) to (3), the processing becomes easier than when the exhaust hole 29 is processed in the stopper cover 22.
[0071]
In the first embodiment, the air discharge structure includes a relief passage provided in the head cover and an opening / closing means that is operated by a piston to open and close the relief passage. The relief passage communicates the housing recess 19 with the outside of the cylinder, and the opening / closing means opens the relief passage with the piston at the rising end. That is, the piston lock mechanism and the air discharge structure are provided independently. In such a configuration, the head cover is provided with an orifice and an adjustment needle capable of adjusting the flow passage cross-sectional area of the relief passage and adjusting the relief flow rate of the air discharged from the housing recess 19 to the outside of the cylinder. May be. Even with such a configuration, the effects (1) to (3) can be obtained. The same applies to the second embodiment.
[0072]
  Hereinafter, the technical idea grasped from each embodiment mentioned above is described with the effect.
  (1)in frontThe discharge flow rate adjusting means includes an adjustment orifice that forms a part of the air discharge structure, and an adjustment needle that adjusts a cross-sectional area of the flow path of the adjustment orifice. According to such a configuration, a simple configuration can be achieved.
[0073]
【The invention's effect】
  Claims 1 to4According to the invention described in the above, the piston is held and released more reliably at the moving end in accordance with the flow rate of leaked air supplied to the air chamber while the piston is fixed and held at the moving end. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a main part of an air cylinder according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view showing an air cylinder.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a main part of an air cylinder.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an adjustment orifice.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 6 is a schematic longitudinal sectional view showing an air cylinder.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a main part of an air cylinder according to a second embodiment.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the main part.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing an adjustment orifice.
10A is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 9, FIG. 10B is a cross-sectional view taken along the line CC, and FIG.
FIG. 11 is a schematic longitudinal sectional view showing a conventional air cylinder with a fall prevention device.
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing the main part of the air cylinder.
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing the main part.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Air cylinder, 11 ... Cylinder, 12 ... Piston, 13 ... Cylinder tube which comprises a cylinder case, 14 ... Head cover which comprises a cylinder case and a piston lock mechanism, 15 ... Rod cover which comprises a cylinder case, 17 ... Piston head , 18 ... piston rod, 19 ... receiving recess, 21 ... piston holding hole constituting the piston lock mechanism, 22 ... piston lock mechanism, air discharge structure, discharge flow rate adjusting means and stopper cover constituting the cylinder case, 22b ... second Inner concave portion constituting the discharge passage, 23... Piston lock mechanism and lock piston constituting the air discharge structure, 24. Piston lock mechanism, air discharge structure, discharge flow rate adjusting means and spring seat constituting the cylinder case, 24 a. Spring receiving portions constituting the discharge passage, 25... Coil spring as an urging member constituting the stone lock mechanism, 26... Lock piston chamber, 27... Adjusting needle constituting discharge flow rate adjusting means, 29... Exhaust hole constituting second discharge flow path, 30. 32 ... Nuts constituting discharge flow rate adjusting means, 31 ... Adjusting orifices constituting discharge flow rate adjusting means and second discharge flow path, 37 ... Relief orifice as first discharge flow path, 38 ... Elastic sealing member Gasket, 41... Extension portion as an engaging portion constituting a piston lock mechanism, 44... Piston lock mechanism, 60... Piston lock mechanism, air discharge structure, discharge flow rate adjusting means, and stopper cover constituting a cylinder case. 61 ... Piston lock mechanism, discharge flow rate adjusting means and spring seat constituting cylinder case, 61a ... second discharge passage Spring receiving portion, 62... Adjusting needle constituting the air discharge structure and discharge flow rate adjusting means, 63... Operation shaft constituting the air discharge structure and discharge flow rate adjusting means, 65. ... same flow path, 67 ... discharge flow rate adjusting means and adjusting orifice constituting second discharge flow path, 68 ... screw hole constituting second discharge flow path, 70 ... same communication groove, R1 ... upper as air chamber Room.

Claims

A piston lock mechanism that fixes and holds the piston at the moving end and releases the fixed holding state with respect to the piston by the pressure of air supplied to one of the air chambers;
In an air cylinder comprising an air discharge structure for communicating the air chamber to the outside of the cylinder in a state where the piston is fixedly held at the moving end,
A discharge flow rate adjusting means capable of adjusting a discharge flow rate of air discharged from the air chamber to the outside of the cylinder by the air discharge structure is provided ,
The piston lock mechanism includes a lock piston that is displaceably held in a piston holding hole provided in a cylinder case and defines a lock piston chamber,
The air discharge structure is provided in the lock piston, the first discharge passage capable of communicating the air chamber with the lock piston chamber, and the second discharge provided in the cylinder case and communicating the lock piston chamber with the outside of the cylinder. A passage cross-sectional area of the second discharge passage is adjusted by the discharge flow rate adjusting means provided in the cylinder case,
The lock piston is integrally provided with an operation shaft, and the operation shaft is provided such that the length of the portion arranged outside the cylinder case changes in accordance with the displacement of the lock piston in the piston holding hole. The air cylinder is characterized in that the second discharge passage and the discharge flow rate adjusting means are provided on the operation shaft .

A piston lock mechanism that fixes and holds the piston at the moving end and releases the fixed holding state with respect to the piston by the pressure of air supplied to one of the air chambers;
In an air cylinder comprising an air discharge structure for communicating the air chamber to the outside of the cylinder in a state where the piston is fixedly held at the moving end,
A discharge flow rate adjusting means capable of adjusting a discharge flow rate of air discharged from the air chamber to the outside of the cylinder by the air discharge structure is provided,
The piston lock mechanism includes a lock piston that is displaceably held in a piston holding hole provided in a cylinder case and defines a lock piston chamber,
The air discharge structure is provided in the lock piston, the first discharge passage capable of communicating the air chamber with the lock piston chamber, and the second discharge provided in the cylinder case and communicating the lock piston chamber with the outside of the cylinder. With a passageway,
One of the lock piston and the cylinder case is clamped in the moving direction between the lock piston and the cylinder case in a state in which the lock piston is disengaged from the piston, and passes through the first discharge passage. features and to Rue Ashirinda that elastic sealing member for blocking is provided a communication between the air chamber and the locking piston chamber has.

The piston lock mechanism is
A biasing member that biases the lock piston in a direction to increase the volume of the lock piston chamber;
When the piston moves to the moving end, the lock piston urged by the urging member engages with an engaging portion of the piston so that the piston is fixedly held at the moving end, and the air by the pressure of air supplied to the chamber, the locking piston and cancels the engagement with the piston by the movement to the lock piston chamber side against the urging force of the urging member according to claim 1 or 2. The air cylinder according to 2.

The first discharge passage allows the air chamber to communicate with the lock piston chamber when the lock piston is engaged with the piston, and locks with the air chamber when the engagement with the piston is released. The air cylinder according to any one of claims 1 to 3, wherein the air cylinder is provided so as to block communication with the piston chamber .