JP4044588B2 - Cylinder mounting structure and cylinder - Google Patents
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本発明は、作動流体の流体圧を駆動源として往復直線運動を出力するロッド型のシリンダの取付構造に関し、特に作業ユニットをコンパクトに設計することを可能としたものである。 The present invention relates to a mounting structure for a rod-type cylinder that outputs a reciprocating linear motion using a fluid pressure of a working fluid as a drive source, and in particular, enables a work unit to be designed compactly.
例えば、空気圧を駆動源とした空気圧シリンダは従来から各種装置に使用され、搬送装置や位置決め装置などにアクチュエータとして用いられている。図4は、従来の一般的な空気圧シリンダを示した断面図である。この空気圧シリンダ100は、筒状のシリンダチューブ101にロッドカバー102とヘッドカバー103とがはめ込まれたシリンダボディ104に、シリンダチューブ101内を摺動するピストン105が内設され、そのピストン105に固定されたピストンロッド106がロッドカバー102から突き出されている。シリンダボディ104内にはピストン105を挟んで一対の気密な加圧室111,112が形成され、ロッドカバー102とヘッドカバー103には、加圧室111,112と連通したポート121,122がそれぞれに形成されている。そして、そのポート121,122には雌ネジか切られており、螺設された不図示のジョイントに電磁弁などが接続されたエアチューブが連結される。
For example, a pneumatic cylinder using air pressure as a driving source has been conventionally used in various apparatuses, and has been used as an actuator in a transport apparatus, a positioning apparatus, and the like. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional general pneumatic cylinder. In this
しかしながら、こうした空気圧シリンダ100のような従来のシリンダは、作動流体を送るための流体管が直接連結されるため、シリンダ自身の幅寸法が小さくても、シリンダの取り付けに際しては、シリンダボディ104から突き出る流体管のスペースを確保する必要があった。従って、例えば搬送装置などの被搬送物を吸着保持するための吸着ユニットを、シリンダを駆動手段として構成したものの場合、その吸着ユニットは、シリンダへのエアチューブの連結を考慮した取り付けスペースを確保する必要から、特に小口径の空気圧シリンダにおいてユニット全体が大きくなる問題があった。
However, the conventional cylinder such as the
そこで、本発明は、作業ユニットをコンパクト化させるためのシリンダの取付構造を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the attachment structure of the cylinder for making a work unit compact.
請求項1に係るシリンダの取付構造は、シリンダボディの中をピストンが摺動し、そのピストンに固定されたピストンロッドが伸縮することによって往復直線運動を出力するシリンダを、ブロックに形成された装填孔に差し込んで取り付けるシリンダの取付構造であって、前記ブロックは、前記装填孔が一方に開口する有底孔であり、前記シリンダを固定する固定ネジが挿通される挿通孔が、前記装填孔が開口する側面と対向する側面から前記装填孔の底部に貫通して設けられており、前記シリンダは、前記挿通孔に挿通された前記固定ネジを螺合されるネジ孔が、前記シリンダボディの前記シリンダロッドが突き出す端面と反対の端面に形成されており、前記シリンダボディの最外径部が前記装填孔の内径と同一であって、前記ピストンを加圧する作動流体を入出力するための入出力孔が、前記シリンダボディの最外径部側面に形成された円周状のエア溝内に設けられ、当該エア溝の両側に位置する前記シリンダボディの最外径部側面には流体漏れを防止するためのシールリングを装填するシール溝が形成されていることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a cylinder mounting structure in which a cylinder that outputs a reciprocating linear motion as a piston slides in a cylinder body and a piston rod fixed to the piston expands and contracts is formed in a block. A cylinder mounting structure that is inserted into a hole , wherein the block is a bottomed hole in which the loading hole opens on one side, an insertion hole through which a fixing screw that fixes the cylinder is inserted, and the loading hole is from the opening sides and opposing sides are provided through the bottom of the loading aperture, said cylinder, a screw hole screwed pre Symbol fixed screw which is inserted into the insertion hole, before Symbol cylinder is formed on the end face opposite the end face projecting said cylinder rod body, the outermost diameter portion of said cylinder body is the same as the inner diameter of the loading aperture, said piston Said cylinder body input and output holes for inputting and outputting working fluid, provided in the cylinder outermost diameter circumferential air groove formed on the side surface of the body, positioned on both sides of this the air groove for pressurizing A seal groove into which a seal ring for preventing fluid leakage is loaded is formed on the side surface of the outermost diameter portion .
請求項2に係るシリンダの取付構造は、前記シリンダボディは、円筒形状であって、前記ピストンによって第1加圧室と第2加圧室とが構成され、前記入出力孔と前記エア溝と前記シール溝とが前記第1加圧室と前記第2加圧室とに対応して2箇所に設けられていることを特徴とする。
請求項3に係るシリンダは、請求項1又は請求項2に記載するシリンダの取付構造に用いられることを特徴とする。
In the cylinder mounting structure according to
A cylinder according to a third aspect is used in the cylinder mounting structure according to the first or second aspect.
よって、本発明によれば、シリンダをユニットブロックの装填孔に差し込むことにより、位置決めされたシリンダは、ユニットブロックの入出力ポートに連通したエア溝が、シール溝に装填されたシールリングが孔の壁面に接して両側からシールされた気密な状態となる。そこで、ユニットブロックの入出力ポートを介して作動流体の供給及び排出が行われれば、エア溝を通って入出力孔からシリンダボディ内に流れた作動流体によってピストンが加圧され、ピストンロッドの伸縮による作業ユニットの駆動が行われる。
従って、作動流体を入出力する流体管を直接シリンダに取り付けることなく、そのシリンダを装着したユニットブロックなどに連結することにより、流体管のスペースを考慮する必要がなくなり、作業ユニットをコンパクトにすることができる。
Therefore, according to the present invention, by inserting the cylinder into the loading hole of the unit block, the positioned cylinder has the air groove communicating with the input / output port of the unit block, and the seal ring loaded in the sealing groove has the hole. It is in an airtight state in contact with the wall and sealed from both sides. Therefore, if the working fluid is supplied and discharged through the input / output port of the unit block, the piston is pressurized by the working fluid flowing from the input / output hole through the air groove into the cylinder body, and the piston rod is expanded and contracted. The working unit is driven by
Therefore, it is not necessary to consider the space of the fluid pipe by connecting the fluid pipe for inputting / outputting the working fluid directly to the cylinder without connecting it to the unit block to which the cylinder is attached, thereby making the work unit compact. Can do.
本発明は、ピストンを加圧する作動流体を入出力するための入出力孔を、シリンダボディ側面に形成した円周状のエア溝内に設け、エア溝の両側に流体漏れを防止するためのシールリングを装填するシール溝を形成したシリンダとしたことにより、コンパクトな作業ユニットを提供することが可能となった。 The present invention provides an input / output hole for inputting / outputting a working fluid for pressurizing a piston in a circumferential air groove formed on a side surface of a cylinder body, and a seal for preventing fluid leakage on both sides of the air groove. By using a cylinder in which a seal groove for loading a ring is formed, a compact work unit can be provided.
次に、本発明に係るシリンダ及び作業ユニットの一実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。図1は、シリンダを示した側面図であり、図2は、その断面図である。本実施形態のシリンダは、図1に示すように細いロッド型のいわゆるスリムシリンダ10であり、エアによって駆動する小型の空気圧シリンダである。ところでシリンダは、それ自体が小型であっても、流体管のためのスペースはそのシリンダに要するスペースであり、シリンダを小型にした意義を失うことになる。そこで、本実施形態のスリムシリンダ10では、シリンダに直接流体管を接続しない構成のシリンダにすることとした。
Next, an embodiment of a cylinder and a work unit according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing a cylinder, and FIG. 2 is a cross-sectional view thereof. The cylinder of this embodiment is a so-called
スリムシリンダ10は、パイプ状のシリンダチューブ1の開口端にロッドカバー2とヘッドカバー3とが取り付けられ、そのシリンダチューブ1内にピストン6が摺動する気密な空間を有するシリンダボディ5が形成されている。ピストン6には、その往復運動を出力するためのピストンロッド7が一体に固定され、ロッドカバー2を貫いて設けられており、更にロッドカバー2の先端側に固定されたガイドカバー4をピストンロッド7が貫いている。ロッドカバー2とガイドカバー4との間にはエア漏れを防止するシールリング11がはめ込まれ、ガイドカバー4の内周にはピストンロッド7が摺動するブシュ12が固定されている。
The
気密なシリンダボディ5の中には、ピストン6を挟んで加圧室17,18が構成され、そこにエアを送り込むための入出力孔21,22がロッドカバー2とガイドカバー4とに形成されている。入出力孔21,22は、ピストンロッド7とロッドカバー2との隙間やヘッドカバー3の流路19を介して加圧室17,18につながるように穿設されている。そうした入出力孔21,22は、ロッドカバー2とヘッドカバー3に形成されたエア溝23,24内に配置されている。そして、ピストンロッド7とロッドカバー2には、エア溝23,24の両側に、エア漏れを防止するシールリングを装填するためのシール溝25,25,26,26が形成されている。
In the
そして、こうしたスリムシリンダ10は、例えば図3に示すように搬送装置を構成する吸着ユニットに組み込まれる。
吸着ユニット30は、ユニットブロック31にスリムシリンダ10とバッファ40とを一体にして構成したものである。ユニットブロック31は、所定の肉厚をもったブロック体であり、長手方向にスリムシリンダ10を差し込んで装填するための装填孔33と、バッファ40を構成するための貫通孔34とが平行に穿設されている。
And such a
The
ユニットブロック31の装填孔33には、図示するようにスリムシリンダ10がピストンロッド7を上方に突き出して挿入され、ヘッドカバー3に形成されたネジ穴27(図2参照)に螺合した固定ネジ35によりユニットブロック31に固定される。ユニットブロック31には、こうして位置決めされたスリムシリンダ10に対応してポート37,38が形成され、エア溝23,24に対してそれと同じ幅の流路で連通している。
As shown in the figure, the
次に、バッファ40は、磁気バネを利用した緩衝機構である。バッファ40は、貫通孔34を通して嵌挿した出力ロッド41の一端にストッパ42が固定され、そのストッパ42が、ピストンロッド7に固定された引掛ブロック43に下側から支えられている。出力ロッド41には、途中の縮径した部分に円筒状のマグネット45が取り付けられ、貫通孔34の内周面には円筒状のマグネット46が取り付けられている。出力ロッド41と貫通孔34に設けられたマグネット(永久磁石)45,46は、出力ロッド41の軸方向変位に反発させるために設けられたものであり、コイルスプリングのようにバネ機能を発揮するものである。
Next, the
マグネット45,46は、ともに軸方向の長さが同じ寸法のものであり、詳しく図示しないが、円周方向に4分割されてN極とS極とが各90度の幅で帯状に形成されたN極帯とS極帯とから構成されている。そのためマグネット45,46は、ともに異なる磁極同士が吸引し合って交互に対面し、逆に隣りの同じ磁極では反発し合って、回り止めとしても機能するようにしたものである。マグネット45,46同士は、非接触となるようにマグネット46の両端に固定されたブッシュ47,47を、出力ロッド41及びマグネット45が摺動するように構成されている。そして、出力ロッド41には、不図示の対象物を吸着保持するように、その先端に吸着パッド50が装着される。
The
次に、スリムシリンダ10を備えた吸着ユニット30の作用について以下に説明する。吸着ユニット30は、図3に示すようにスリムシリンダ10が縮められると、引掛ブロック43の規制が無くなった出力ロッド31が下降し、マグネット45,46が全面で吸引し合った状態になる。このとき出力ロッド31は、ストロークの下限値に位置しており、ユニットブロック31から下方へ大きく突き出されている。吸着ユニット30は、こうした状態で不図示のロボットハンドなどによって送られ、所定の位置に配置された被搬送物などに対して吸着パッド50が下向きに押し付けられる。
Next, the operation of the
このとき、押し付け反力の方向(図面上方)にフリーな出力ロッド31は、同方向に押し上げられて移動するが、その際、図3の安定した状態からずれたマグネット45,46には、出力ロッド31を引き戻そうとして図面下方に吸引力が作用する。バッファ40は、コイルスプリング等と同様にこうしたマグネット45,46によるバネ力が発揮され、そのバネ力によって吸着パッド50を被搬送物に押し付けて吸着させる。従って、ロボットハンドの動きによって吸着パッド50を被搬送物に押し付けても、ロボットハンドの力が吸着パッド50の押し付け力にはならず、マグネット45.46によって緩衝される。更にマグネット45,46の磁力は軸方向のズレ量にかかわらず一定なので、吸着パッド50が押し付けられる際に出力ロッド31のストロークが大きくなっても一定の押し付け力を超えることはない。
At this time, the
一方、出力ロッド31の高さはスリムシリンダ10によって調整することができ、前述したようにスリムシリンダ10が縮んだ状態では出力ロッド31の移動がフリーになり、伸びるに従って出力ロッド31は引き上げられる。
エアを作動流体とするスリムシリンダ10は、図示しないが、ユニットブロック31の各ポート37,38に取り付けられたジョイントを介してエアチューブが連結され、切換弁によってエアポンプや大気開放側へと接続されている。
On the other hand, the height of the
Although not shown, the
そこで、図示するように縮んだ状態でユニットブロック31のポート38からエアが供給されると、エアはスリムシリンダ10のエア溝24内に流れ、両側のシールによって漏れることなく入出力孔34から加圧室18内に流入する。そして、加圧されたピストン6がシリンダボディ5内を摺動し、ピストンロッド7が図3の上方に突き出される。
逆に、ピストンロッド7を図3の下方に縮める場合には、ユニットブロック31のポート37からエアが供給される。エアはスリムシリンダ10のエア溝23内に流れ、両側のシールによって漏れることなく入出力孔33から加圧室17内に流入する。そして、加圧されたピストン6がシリンダチューブ1内を摺動すれば、先に供給された反対側加圧室18内のエアが入出力孔34から押し出され、エア溝24内を通ってポート38側から排気される。
Therefore, when air is supplied from the
Conversely, when the
こうして本実施形態のスリムシリンダ10によれば、作動流体を入出力するエアチューブを直接連結しなくてもよい構成としたので、そのスリムシリンダ10をユニットブロック31の装填孔33内に納めることができた。そのため、スリムシリンダ10をユニットブロック31内に一体化することで吸着ユニット30を極めてコンパクトに設計することができるようになった。
In this way, according to the
なお、本発明は、前記実施形態のものに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、空気圧シリンダを例に挙げて説明したが、作動流体としてオイルを使用するシリンダであってもよい。
また、前記実施形態では、作業ユニットについて吸着ユニットを例に挙げて説明したが、この他の機能を果たすユニットであってもよい。
更に、空気圧シリンダの固定方法として底部にネジを設けたが、円筒部をネジ止めする方法でも良い。
In addition, this invention is not limited to the thing of the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning.
For example, in the above embodiment, the pneumatic cylinder has been described as an example, but a cylinder using oil as a working fluid may be used.
In the above embodiment, the working unit has been described by taking the suction unit as an example. However, the working unit may be a unit that performs other functions.
Further, although a screw is provided at the bottom as a method of fixing the pneumatic cylinder, a method of screwing the cylindrical portion may be used.
1 シリンダチューブ
2 ヘッドカバー
3 ロッドカバー
5 シリンダボディ
6 ピストン
7 ピストンロッド
10 スリムシリンダ
21,22 入出力孔
23,24 エア溝
25,26 シール溝
30 吸着ユニット
31 ユニットブロック
33 装填孔
40 バッファ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記ブロックは、前記装填孔が一方に開口する有底孔であり、前記シリンダを固定する固定ネジが挿通される挿通孔が、前記装填孔が開口する側面と対向する側面から前記装填孔の底部に貫通して設けられており、
前記シリンダは、
前記挿通孔に挿通された前記固定ネジを螺合されるネジ孔が、前記シリンダボディの前記シリンダロッドが突き出す端面と反対の端面に形成されており、
前記シリンダボディの最外径部が前記装填孔の内径と同一であって、
前記ピストンを加圧する作動流体を入出力するための入出力孔が、前記シリンダボディの最外径部側面に形成された円周状のエア溝内に設けられ、当該エア溝の両側に位置する前記シリンダボディの最外径部側面には流体漏れを防止するためのシールリングを装填するシール溝が形成されていることを特徴とするシリンダの取付構造。 A cylinder mounting structure in which a cylinder that outputs a reciprocating linear motion as a piston slides inside a cylinder body and a piston rod fixed to the piston expands and contracts is inserted into a loading hole formed in a block. And
The block is a bottomed hole in which the loading hole is opened in one side, and the insertion hole through which a fixing screw for fixing the cylinder is inserted extends from the side surface facing the side surface in which the loading hole is opened to the bottom of the loading hole. Is provided to penetrate through,
The cylinder is
The insertion hole is inserted through the pre-Symbol threaded hole screwed a fixed screw, is formed on the end face opposite to the end face cylinder rod protrudes before Symbol cylinder body,
The outermost diameter portion of the cylinder body is the same as the inner diameter of the loading hole;
Input / output holes for inputting / outputting the working fluid that pressurizes the piston are provided in a circumferential air groove formed on the side surface of the outermost diameter portion of the cylinder body, and are located on both sides of the air groove. A cylinder mounting structure in which a seal groove into which a seal ring for preventing fluid leakage is loaded is formed on a side surface of the outermost diameter portion of the cylinder body.
前記シリンダボディは、円筒形状であって、前記ピストンによって第1加圧室と第2加圧室とが構成され、前記入出力孔と前記エア溝と前記シール溝とが前記第1加圧室と前記第2加圧室とに対応して2箇所に設けられていることを特徴とするシリンダの取付構造。 A cylinder mounting structure according to claim 1,
The cylinder body has a cylindrical shape, and the piston forms a first pressurizing chamber and a second pressurizing chamber, and the input / output hole, the air groove, and the seal groove are the first pressurizing chamber. And a mounting structure for a cylinder, which is provided at two locations corresponding to the second pressurizing chamber.
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