JP3793946B2 - Rotary cylinder - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直進の往復運動と所要角度の回転運動とを複合させたロータリシリンダに関する。
【0002】
【従来の技術】
このようなシリンダとして、本出願人が先に提案した特開平6−33908号公報に記載のものがある。この流体圧シリンダ装置では、ピストンロッドがシリンダカバーに対して回転可能に設けられ、このピストンロッドの途中に、これと一体的に回転するローラがシリンダチューブ内において設けられ、このローラの一側面とシリンダカバーの内面とには、ローラの軸方向移動に伴い互いに係合して該ローラを回転させるカム部材がそれぞれ設けられている。一方のカム部材は、ローラの往動に対してこれを回転させるためのもの、他方のカム部材は、ローラの復動に対してこれを回転させるためのもので、これらカム部材には数段の案内溝が設けられ、ピストンロッドの往動及び復動毎に、整数回の動きにてローラ(ピストンロッド)を1回転させる構造となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構造によると、シリンダチューブ内においてピストンロッドの途中にローラを設けなければならないとともに、このローラ及びシリンダカバーに、数段の案内溝を有するカム部材を設けなければならず、従って、通常の流体圧シリンダとは異なる複雑な内部構造のシリンダとなるので、製造コストが高くなる。また、ピストンロッドの途中のローラと該ローラ側のカム部材及びシリンダカバー側のカム部材のための設置スペースに、更にカム部材同士の係合にてローラ(ピストンロッド)に回転を生じさせるためのストロークを加えた長さをシリンダチューブ内に確保しなければならず、シリンダ長が長くなり、また数段の案内溝を有するカム部材同士の係合にて、直線運動を回転運動に変換するには、カム部材を充分な強度を有する大きさにしなければならず、そのためにシリンダチューブの直径も大きくなってしまう等の問題がある。
【0004】
そこで、本発明の目的は、通常の流体圧シリンダをそのまま用いて、その外側に単純な部品を付加するだけで、直進の往復運動に伴い回転運動も生じさせることができるロータリシリンダを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明のロータリシリンダは、シリンダチューブ内のピストンを流体圧により摺動させてピストンロッドを伸縮させる流体圧シリンダと、その外周に配置した外筒とからなり、この外筒を、ピストンロッドに従動するように該ピストンロッドと連結し、この外筒に、直線部と曲部を有するカム溝を設け、流体圧シリンダのロッド側カバーの外周面に、カム溝と摺動可能に嵌合するカムを設けて、該カムとカム溝の曲部との摺動により外筒が回転するようにするとともに、該カムから流体圧シリンダのロッド側ポートを開口させたことを特徴とする。
【0006】
好ましい具体的構成としては、ロッド側ポートを有するプラグがロッド側カバーに植設され、このプラグの外周に、外筒のカム溝と摺動可能に嵌合するカムが設けられ、プラグの一部分がカム溝より突出している構造とする。外筒とピストンロッドの先端とは、外筒の先端に設けた回転軸受にて連結する。外筒は、流体圧シリンダのロッド側カバーと摺動自在に嵌合させる。外筒の先端部外側には、目的とする作業を行わせるための作業部材を取り付けることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0008】
図1〜図4を参照して構造を説明すると、このロータリシリンダは、流体圧シリンダ1と、その外周に配置した外筒2とからなる。本例の流体圧シリンダ1は、通常のクッション型エアーシリンダと同様の構造で、シリンダチューブ3内にピストン4を摺動自在に嵌装するとともに、ピストンロッド5を摺動自在に貫通させるロッド側カバー6の内面に、クッションパッド7を設け、またヘッド側カバー8の内面には、クッション室となる凹部9とクッションパッド10を設けている。
【0009】
ヘッド側カバー8には、それ自体にヘッド側ポート11が設けられているが、ロッド側カバー6については、ロッド側ポート12を有するプラグ13が、ねじ込み植設されている。このプラグ13は、ロッド側カバー6の外周面より一部分が突出しており、その突出部分の外周に、円形リングであるカム14が嵌合されている。カム14の一部分は、ロッド側カバー6の外面に形成された凹部にも嵌合していて、プラグ13と一体的になってロッド側カバー6の外周面に固定されている。なお、ロッド側ポートを有するカム14をロッド側カバー6に設ければ、プラグ13を省略できる。
【0010】
外筒2は、ロッド側カバー6の外周面と摺動自在に嵌合する内径で、ロッド側カバー6を含めてシリンダチューブ3も間隙を形成して覆う長さになっているが、ヘッド側カバー8までは覆わない。外筒2の先端開口は、その先端部にねじ込んだ外筒カバー15にて閉じられている。この外筒カバー15の中央の円形凹部16において、回転軸受17を挟んでボルト18をピストンロッド5の先端のねじ穴にねじ込むことにより、外筒2はピストンロッド5の先端に連結され、ピストンロッド5と一体的に摺動するようになっている。
【0011】
外筒2には、カム14と摺動自在に嵌合するカム溝19が設けられている。カム溝19は、直線部19aと曲部19bとを連続形成しており、その直線部19a側の一端は、外筒2の途中で終わる盲端となっているが、曲部19b側の他端は外筒2の他端で開放する開放端となっている。プラグ13の突出部分は、このカム溝19から外筒2の外方へ常に突出する。
【0012】
次に、図5〜図7を参照して動作を説明する。
本ロータリシリンダは、例えば流体圧シリンダ1のヘッド側カバー8を固定し、外筒の先端外側に、目的とする作業を行わせるための作業部材20を取り付けて使用する。ヘッド側ポート11からの供給圧でピストン4を往動させると、ピストンロッド5と一体的に外筒2も往動する。その往動ストロークにおいて、カム溝19の直線部19aがカム14に対して摺動する範囲L1(図2参照)では、図5及び図6に示すように、外筒2はそのまま真っ直ぐ前進(直線運動)するが、カム溝19の曲部19bがカム14に対して摺動する範囲L2(図2参照)では、図7に示すように外筒2は回転しながら前進する。
【0013】
一方、ロッド側ポート12からの供給圧でピストン4を復動させると、ピストンロッド5と一体的に外筒2も復動する。その復動ストロークにおいて、カム溝19の曲部19bがカム14に対して摺動する範囲L2では、外筒2は上記とは逆方向に回転しながら後退し、カム溝19の直線部19aがカム14に対して摺動する範囲L1では、外筒2はそのまま真っ直ぐ後退する。
【0014】
本例では、外筒2の回転角度を90度としているが、その角度はカム溝19の曲部19bにより任意に設定できること言うまでもない。また、流体圧シリンダ1は油圧シリンダであっても良い。
【0015】
作業部材20としてグリッパを用いれば、本ロータリシリンダを一軸型のロボットとして使用でき、作業部材20としてバーを用いれば、ロータリクランプとして使用でき、作業部材20としてアームを用いれば、ハンガーとして使用できる。
【0016】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のロータリシリンダによれば、通常の流体圧シリンダをそのまま用いて、その外側に単純な部品である外筒を付加するだけで、直進の往復運動に伴い回転運動も生じさせることができるため、従来に比べて製造コストを格段に低減できる。また、流体圧シリンダのロッド側カバーの外周面に、外筒のカム溝と摺動可能に嵌合するカムを設けたので、流体圧シリンダのロッド側カバーを含む全体を外筒で覆うように外筒を後退させることができるため、全体を小型化できるとともに、外筒後退時の全長寸法を短縮できる。しかも、カムから流体圧シリンダのロッド側ポートを開口させてあるので、外筒が付加されていても、配管やメンテナンスは容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の中心線より上半部を断面にした側面図である。
【図2】同上の平面図である。
【図3】ロッド側の端面図である。
【図4】ヘッド側の端面図である。
【図5】使用例の動作図で、(A)は平面図、(B)はロッド側の端面図である。
【図6】図5の状態から外筒が真っ直ぐ前進した動作図で、(A)は平面図、(B)はロッド側の端面図である。
【図7】図6の状態から外筒が回転した動作図で、(A)は平面図、(B)はロッド側の端面図である。
【符号の説明】
1 流体圧シリンダ
2 外筒
3 シリンダチューブ
4 ピストン
5 ピストンロッド
6 ロッド側カバー
7 クッションパッド
8 ヘッド側カバー
9 ヘッド側カバーの凹部
10 クッションパッド
11 ヘッド側ポート
12 ロッド側ポート
13 プラグ
14 カム
15 外筒カバー
16 外筒カバーの凹部
17 回転軸受
18 ボルト
19 カム溝
19a 直線部
19b 曲部
20 作業部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotary cylinder that combines a linear reciprocating motion and a rotational motion of a required angle.
[0002]
[Prior art]
An example of such a cylinder is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-33908 previously proposed by the present applicant. In this fluid pressure cylinder device, a piston rod is provided to be rotatable with respect to a cylinder cover, and a roller that rotates integrally with the piston rod is provided in the cylinder tube. On the inner surface of the cylinder cover, cam members that engage with each other as the rollers move in the axial direction and rotate the rollers are provided. One cam member is for rotating the roller with respect to the forward movement, and the other cam member is for rotating the roller with respect to the backward movement. The guide groove is provided, and the roller (piston rod) is rotated once by an integer number of movements every time the piston rod moves forward and backward.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to such a structure, a roller must be provided in the middle of the piston rod in the cylinder tube, and a cam member having several guide grooves must be provided on the roller and the cylinder cover. Since the cylinder has a complicated internal structure different from that of a normal fluid pressure cylinder, the manufacturing cost increases. Further, in order to cause rotation of the roller (piston rod) by engaging the cam members with each other in the installation space for the roller in the middle of the piston rod, the cam member on the roller side, and the cam member on the cylinder cover side. The stroke length must be secured in the cylinder tube, the cylinder length becomes longer, and the linear motion is converted into rotational motion by the engagement of cam members having several guide grooves. However, there is a problem that the cam member has to be sized to have sufficient strength, and the diameter of the cylinder tube becomes large.
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a rotary cylinder that can generate a rotational movement with a straight reciprocating motion by simply using a normal fluid pressure cylinder as it is and adding a simple part to the outside thereof. It is in.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The rotary cylinder of the present invention comprises a fluid pressure cylinder that expands and contracts a piston rod by sliding a piston in a cylinder tube with fluid pressure, and an outer cylinder arranged on the outer periphery thereof. The outer cylinder is driven by the piston rod. The cam is connected to the piston rod so that the outer cylinder is provided with a cam groove having a straight portion and a curved portion, and is slidably fitted to the cam groove on the outer peripheral surface of the rod side cover of the hydraulic cylinder. The outer cylinder is rotated by sliding between the cam and the curved portion of the cam groove, and the rod side port of the fluid pressure cylinder is opened from the cam .
[0006]
As a preferred specific configuration, a plug having a rod-side port is implanted in the rod-side cover, and a cam that is slidably fitted to the cam groove of the outer cylinder is provided on the outer periphery of the plug. The structure protrudes from the cam groove. The outer cylinder and the tip of the piston rod are connected by a rotary bearing provided at the tip of the outer cylinder. The outer cylinder is slidably fitted to the rod side cover of the fluid pressure cylinder. A work member for performing a desired work can be attached to the outer end of the outer cylinder.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0008]
The structure will be described with reference to FIGS. 1 to 4. The rotary cylinder includes a
[0009]
The
[0010]
The
[0011]
The
[0012]
Next, the operation will be described with reference to FIGS.
In this rotary cylinder, for example, the
[0013]
On the other hand, when the
[0014]
In this example, the rotation angle of the
[0015]
If a gripper is used as the working
[0016]
【The invention's effect】
As described above, according to the rotary cylinder of the present invention, by using a normal fluid pressure cylinder as it is and adding an outer cylinder, which is a simple part, to the outside of the cylinder, a rotational motion is also generated with a straight reciprocating motion. since it is possible to, Ru can significantly reduce the manufacturing cost as compared with the prior art. In addition, since the cam that slidably fits with the cam groove of the outer cylinder is provided on the outer peripheral surface of the rod side cover of the fluid pressure cylinder, the entire cylinder including the rod side cover of the fluid pressure cylinder is covered with the outer cylinder. Since the outer cylinder can be retracted, the overall size can be reduced, and the overall length when the outer cylinder is retracted can be shortened. Moreover, since the rod side port of the fluid pressure cylinder is opened from the cam, piping and maintenance are easy even if an outer cylinder is added .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view in which an upper half portion from a center line of an embodiment of the present invention is taken as a cross section.
FIG. 2 is a plan view of the above.
FIG. 3 is an end view of the rod side.
FIG. 4 is an end view of the head side.
FIGS. 5A and 5B are operation diagrams of a usage example, where FIG. 5A is a plan view and FIG. 5B is an end view on the rod side;
6A and 6B are operation diagrams in which the outer cylinder advances straight from the state of FIG. 5, and FIG. 6A is a plan view, and FIG. 6B is an end view on the rod side.
7A and 7B are operation diagrams in which the outer cylinder is rotated from the state of FIG. 6, in which FIG. 7A is a plan view and FIG. 7B is an end view on the rod side.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
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