JP4054990B2 - シリンダ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダボディの内部を軸線方向に沿って変位するピストンの変位終端位置における変位速度を変化させることが可能なシリンダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ワークの搬送および位置決め、あるいは種々の産業機械を駆動させるための駆動手段として圧力流体によって駆動するシリンダ装置が用いられている。
【０００３】
このシリンダ装置は、図８に示されるように、シリンダボディ１の内部にピストン２が変位自在に設けられ、前記ピストン２には長尺のピストンロッド３が連結されている。前記シリンダボディ１の端部には、ヘッドカバー４ａとロッドカバー４ｂとが連結されて閉塞されている。前記ヘッドカバー４ａとロッドカバー４ｂには、圧力流体が供給・排出される圧力流体ポート５ａ、５ｂがそれぞれ形成され、前記圧力流体ポート５ａ、５ｂからシリンダボディ１の内部に形成されるシリンダ室６へと供給される圧力流体によって、前記ピストン２が軸線方向に沿って変位する。
【０００４】
また、前記ヘッドカバー４ａおよびロッドカバー４ｂには、シリンダ室６の内部から排出される圧力流体の流量を制御するクッションバルブ７ａ、７ｂがそれぞれ設けられている。
【０００５】
さらに、前記ヘッドカバー４ａおよびロッドカバー４ｂには、前記クッションバルブ７ａ、７ｂの近傍に逆止め弁８ａ、８ｂが設けられている。
【０００６】
そして、クッションバルブ７ａ、７ｂが設けられる穴部と、シリンダ室６とを連通するように第１連通路９ａが形成され、前記穴部は、ピストンロッド３が挿通されるヘッドカバー４ａおよびロッドカバー４ｂの内部と連通している。
【０００７】
また、前記シリンダ室６と、逆止め弁８ａ、８ｂが設けられる穴部とを連通するように第２連通路９ｂが形成され、前記穴部は、ピストンロッド３が挿通されるヘッドカバー４ａおよびロッドカバー４ｂの内部と連通している。
【０００８】
前記クッションバルブ７ａ、７ｂは、ヘッドカバー４ａおよびロッドカバー４ｂに対して螺回自在に設けられ、螺回することによりシリンダボディ１の軸線と略直交する方向に沿って変位する。そして、前記クッションバルブ７ａ、７ｂの変位作用下にその先端部によって、前記第１連通路９ａを流通する圧力流体の流路断面積が変更され、前記第１連通路９ａを介して圧力流体ポート５ａ、５ｂから外部へと排出される圧力流体の流量が調整される。
【０００９】
例えば、ロッドカバー４ｂ側の一方の圧力流体ポート５ｂから圧力流体を供給することにより、ピストン２がピストンロッド３と一体的にヘッドカバー４ａ側へと変位する。その際、シリンダ室６の内部の圧力流体が、ピストン２の変位作用下に前記ピストンロッド３の先端部が挿入されるヘッドカバー４ａの内部を介して圧力流体ポート５ａより外部へと排出される。
【００１０】
そして、ピストンロッド３の先端部がヘッドカバー４ａの内部に挿入された際、前記圧力流体が第１連通路９ａを介して圧力流体ポート５ａより排出される。そのため、クッションバルブ７ａ、７ｂを螺回することにより第１連通路９ａを流通する圧力流体の排出量を調整し、ピストン２の変位速度を減速させている（例えば、非特許文献１参照）。
【００１１】
【非特許文献１】
ＪＩＳハンドブック ＪＩＳ Ｂ ８３７７−１９８１（第５３８頁付図２）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、非特許文献１に係るシリンダ装置においては、ヘッドカバー４ａおよびロッドカバー４ｂのそれぞれに設けられたクッションバルブ７ａ、７ｂを螺回して、第１連通路９ａより排出される圧力流体の流量を調整することにより、シリンダボディ１の内部を変位するピストン２の変位速度を変化させ、前記ピストン２がクッション作用によってヘッドカバー４ａまたはロッドカバー４ｂに衝突することを防止している。
【００１３】
しかしながら、クッションバルブ７ａ、７ｂによってピストン２の変位速度を調整する際、前記クッションバルブ７ａ、７ｂが軸線方向に沿って変位する。そのため、例えば、前記クッションバルブ７ａ、７ｂがシリンダボディ１の側面よりも所定深さだけ窪み、前記シリンダ装置の近傍で液体等が使用されている環境下において使用する場合に、前記クッションバルブ７ａ、７ｂが装着された穴部に液体および塵埃等が溜まることが懸念される。
【００１４】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、カバー部材および／またはシリンダボディに装着された回動部材および調整部材によってピストンの変位終端位置における変位速度を調整する際、前記回動部材がシリンダボディに対して窪むことを防止可能なシリンダ装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、カバー部材によって閉塞されたシリンダ室が形成されるシリンダボディと、前記シリンダボディに内装され、前記シリンダ室内を軸線方向に沿って変位するピストンと、前記カバー部材に設けられ、圧力流体が供給・排出されるポートとを有するシリンダ装置において、
前記ポートと前記シリンダ室とを連通させるバイパス通路と、
前記バイパス通路に臨む一端部に設けられる流量調整部と、他端部に設けられる係合突部とを有し、前記カバー部材および／または前記シリンダボディの装着穴に対して軸線方向に沿って変位自在に螺合される調整部材と、
前記カバー部材および／または前記シリンダボディの装着穴に回動自在に装着され、該装着穴に対して一部が外部に露呈する保持部と、前記装着穴の内部に収容され、前記保持部に対して半径外方向に拡径したフランジ部と、前記係合突部が係合される係合凹部とを有する回動部材と、
前記回動部材を前記装着穴に対して保持し、前記カバー部材および／または前記シリンダボディの軸線に対して直交方向への変位を規制するストッパと、
弾性材料から形成され、内部に金属製材料からなるリング体が内蔵されると共に、前記装着穴から突出した前記保持部の外周面を囲繞し、該装着穴と前記保持部との間を閉塞する被覆部材と、
を備え、
前記回動部材の回動作用下に前記係合凹部および係合突部を介して係合された前記調整部材が軸線方向に沿って変位し、前記バイパス通路を流通する圧力流体の流量が前記流量調整部によって調整されることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、カバー部材および／またはシリンダボディの装着穴に回動部材を回動自在に装着し、前記カバー部材および／またはシリンダボディの軸線に対する前記回動部材の直交方向への変位をストッパによって規制している。そのため、回動部材を回動して調整部材をその螺合作用下に軸線方向に沿って変位させる際、前記調整部材の係合突部が、軸線方向に沿って窪んだ係合凹部の内部に沿って変位することにより、前記調整部材の変位が係合凹部の内部で吸収されるため、ストッパによって装着穴の内部に保持された回動部材が軸線方向に沿って変位することがない。
【００１７】
その結果、前記回動部材および調整部材によってピストンの変位速度を調整した場合においてもシリンダ装置の外形形状の一部が変化することがない。
【００１８】
また、回動部材を回動させた際、軸線方向に沿って変位する調整部材の係合突部を、回動部材の係合凹部内のみで軸線方向に沿って変位させているため、装着されたカバー部材および／または前記シリンダボディの側面に対して前記回動部材が所定深さだけ窪むことがなく、且つ、被覆部材によって回動部材の保持部と装着穴との間が閉塞される。その結果、シリンダ装置の近傍で液体等が使用されている場合でも、前記回動部材および調整部材が装着された装着穴に液体および塵埃等が溜まることが阻止される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明に係るシリンダ装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２２】
図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係るシリンダ装置を示す。
【００２３】
このシリンダ装置１０は筒状に形成され、圧力流体が供給・排出される第１ポート（ポート）１２ａおよび第２ポート（ポート）１２ｂが形成されるシリンダチューブ（シリンダボディ）１４と、前記シリンダチューブ１４の一端部側に固着されたヘッドカバー（カバー部材）１６と、前記シリンダチューブ１４の他端部側に固着されたロッドカバー（カバー部材）１８と、前記シリンダチューブ１４の内部を軸線方向に沿って変位するピストン２０（図２参照）と、前記ピストン２０の端部に連結されるピストンロッド２２と、変位終端位置における前記ピストン２０の変位速度を調整するクッション機構として機能する絞り弁２８ａ、２８ｂとからなる。なお、シリンダチューブ１４は、その端部にヘッドカバー１６およびロッドカバー１８をそれぞれ固着する場合に限定されるものではなく、一端部側をシリンダチューブと一体的に閉塞し、他端部側のみをカバー部材等によって閉塞するようにしてもよい。
【００２４】
シリンダチューブ１４の上面には、図示しない圧力流体供給源から圧力流体が供給、または、シリンダチューブ１４の内部の圧力流体が排出される第１ポート１２ａと第２ポート１２ｂとが形成されている。前記第１および第２ポート１２ａ、１２ｂは、所定間隔離間して一直線上となるように形成されている。そして、前記第１ポート１２ａおよび第２ポート１２ｂから所定間隔離間して第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂ（図２参照）がそれぞれ形成されている。なお、前記第１および第２ポート１２ａ、１２ｂは、一直線上に配置される場合に限定されるものではない。
【００２５】
また、第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂは、前記第１ポート１２ａおよび第２ポート１２ｂと一直線上となるように形成され、前記第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂには、それぞれ絞り弁２８ａ、２８ｂが配設されている。なお、同様に、前記第１および第２装着穴２６ａ、２６、前記第１および第２装着穴２６ａ、２６に装着される絞り弁２８ａ、２８ｂも、一直線上に配置される場合に限定されるものではない。
【００２６】
さらに、前記絞り弁２８ａ、２８ｂは、ヘッドカバー１６およびロッドカバー１８に装着される場合に限定されるものではなく、シリンダチューブ１４に装着孔を形成して装着するようにしてもよい。
【００２７】
前記ヘッドカバー１６およびロッドカバー１８は、その四隅に形成された孔部３０に挿通される取付ボルト３２を介してそれぞれシリンダチューブ１４の端部に装着され、前記ロッドカバー１８の端部には、ピストンロッド２２を支持するロッドガイド３４が螺合されている。
【００２８】
また、シリンダチューブ１４の内部には、図２に示されるように、ヘッドカバー１６とピストン２０の一端面との間に第１シリンダ室３６が形成されるとともに、ロッドカバー１８とピストン２０の他端面との間には第２シリンダ室３８が形成されている。そして、第１シリンダ室３６は、ヘッドカバー１６の内部に形成される第１連通室４０を介して第１ポート１２ａと連通するとともに、第２シリンダ室３８が、第２連通室４２を介して第２ポート１２ｂと連通している。
【００２９】
この第１連通室４０の内部には、ピストンロッド２２の一端部側が挿通され、前記第１連通室４０の内周面における環状溝に装着される第１ロッドパッキン４４によって、ピストンロッド２２の外周面が囲繞されている。前記第１ロッドパッキン４４には、その内周側に第１シリンダ室３６側に向かって所定角度傾斜したリップ部４６が形成され、前記リップ部４６の内周面がピストンロッド２２の外周面に当接している。
【００３０】
そのため、第１ポート１２ａから導入された圧力流体は、第１連通室４０を介して第１シリンダ室３６へと流通するとともに、前記第１シリンダ室３６から第１連通室４０へ向かって流通する圧力流体の流通を、前記リップ部４６によって規制している。
【００３１】
また、第２連通室４２の内部にはピストンロッド２２の他端部側が挿通され、前記第２連通室４２の内周面における環状溝に装着される第２ロッドパッキン４８によって、ピストンロッド２２の外周面が囲繞されている。前記第２ロッドパッキン４８には、その内周側に第２シリンダ室３８側に向かって所定角度傾斜したリップ部４６が形成され、前記リップ部４６の内周面がピストンロッド２２の外周面に当接している。
【００３２】
そのため、第２ポート１２ｂから導入された圧力流体は、第２連通室４２を介して第２シリンダ室３８へと流通するとともに、前記第２シリンダ室３８から第２連通室４２へ向かって流通する圧力流体の流通を、前記リップ部４６によって規制している。
【００３３】
第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂは、図３に示されるように、シリンダチューブ１４の上面側に形成される第１穴部５０と、前記第１穴部５０より下方に縮径して形成される第２穴部５２と、前記第２穴部５２の下方に若干縮径して形成されるとともに、その内周面にねじが刻設された雌ねじ部５４と、雌ねじ部５４の下方に形成され、後述する第１バイパス通路５８ａ、５８ｂと第２バイパス通路６０ａ、６０ｂとを連通する連通部５６とからなる。
【００３４】
第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂには、図２に示されるように、その内周面から第１シリンダ室３６および第２シリンダ室３８の軸線と略平行に延在する第１バイパス通路５８ａ、５８ｂと、前記第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂの下端部から前記第１シリンダ室３６の軸線と略直交するように延在する第２バイパス通路６０ａ、６０ｂがそれぞれ形成されている。
【００３５】
すなわち、前記第１バイパス通路５８ａ、５８ｂを介して第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂの内部と第１および第２シリンダ室３６、３８の内部とが連通するとともに、第２バイパス通路６０ａ、６０ｂを介して第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂの内部と第１および第２連通室４０、４２の内部とがそれぞれ連通している。
【００３６】
ロッドガイド３４は、その一端部側がロッドカバー１８に螺合されることにより一体的に連結され、その内部にはピストンロッド２２の他端部側が軸線方向に沿って変位自在に挿通されている。
【００３７】
前記ロッドガイド３４の内周面には、環状溝を介してシール部材６２が装着され、前記シール部材６２がピストンロッド２２の外周面に当接している。そのため、シリンダチューブ１４の内部の圧力流体の気密性が好適に保持される。
【００３８】
また、ロッドガイド３４の他端部側には、環状溝を介してスクレーパ６４が装着され、ピストンロッド２２がシリンダ装置１０の外部に露呈した際に付着した塵埃等がシリンダチューブ１４の内部に進入することを防止している。
【００３９】
シリンダチューブ１４の上面における第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂには、クッション機構として機能する一組の絞り弁２８ａ、２８ｂがそれぞれ配設されている。
【００４０】
この絞り弁２８ａ、２８ｂは、図３に示されるように、上方に配設される断面略Ｔ字状の回動部材６６と、その上端部が前記回動部材６６の略中央部に係合されるとともに、下端部がテーパ状に形成されるニードル（調整部材）６８と、第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂの内周面と回動部材６６の外周面との間に装着される被覆部材７０と、前記ニードル６８の外周部位に係合されるストッパリング（係止部材）７２とからなる。
【００４１】
回動部材６６は、第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂにおける第１穴部５０に配設される。そして、図４に示されるように、外周面に所定深さだけ切り欠かれた切欠溝７４が形成される略円柱状の保持部７６と、前記保持部７６の下方に半径外方向へと拡径して形成されるフランジ部７８と、ニードル６８の後述する係合突部８２が係合される係合凹部８０とからなる。
【００４２】
切欠溝７４は、保持部７６の上部に周方向に沿って略９０°毎に形成され、図示しない工具等によって前記切欠溝７４を把持して回動させることにより、回動部材６６を好適に回動させることができる。
【００４３】
また、フランジ部７８の外周径は、図３に示されるように、第１穴部５０の内周径と略同等に形成され、回動部材６６が第１穴部５０の内部に装着された際、前記フランジ部７８の下面が第１穴部５０の底面に当接する。そして、第１穴部５０の内周面に形成された環状溝にストッパリング７２を装着することにより回動部材６６が上方へと変位することが規制される。
【００４４】
そのため、回動部材６６は第１穴部５０の底面とストッパリング７２との間に挟持された状態となるため、回動部材６６の軸線方向に沿った変位が規制され、前記回動部材６６を含む絞り弁２８ａ、２８ｂが、第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂの内部から外部へと脱抜することが阻止される。
【００４５】
なお、図４に示されるように、ストッパリング７２は断面略Ｃ字状に形成され、その弾発力によって第１穴部５０の環状溝に装着されている（図３参照）。
【００４６】
また、図３に示されるように、係合凹部８０は回動部材６６の略中央部に形成され、フランジ部７８の端面より保持部７６の方向に向かって所定深さだけ窪んで形成される。前記係合凹部８０の形状は、前記係合突部８２の形状に対応して略長方形状に形成され、前記係合凹部８０の内部には、ニードルの６８の係合突部８２が軸線方向に沿って変位自在に挿入されている。
【００４７】
そして、前記係合凹部８０の深さは、ニードル６８が最も上方まで変位した際に、前記ニードル６８の係合突部８２の上端部が係合凹部８０の上面に接触しないように形成されている。
【００４８】
ニードル６８は、図３および図４に示されるように、上方に向かって所定長だけ突出する略長方形状の係合突部８２と、前記係合突部８２の下方に形成され、その外周面が装着穴の内周面に当接するガイド部８４と、外周部分にねじが刻設され、第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂの雌ねじ部５４に螺合されるねじ部８６と、前記ねじ部８６より半径内方向に縮径した軸部８８と、前記軸部８８より下方に向かって段階的に縮径する第１テーパ部９０と、前記第１テーパ部９０よりさらに縮径した第２テーパ部９２とからなる。なお、ガイド部８４とねじ部８６との間に形成される環状溝には、シール部材９４が装着されている。
【００４９】
係合突部８２は、その外形形状に対応して形成された係合凹部８０の内部に挿入されているため、前記回動部材６６を回動させた際、係合突部８２の係合作用下に回動部材６６とニードル６８とが一体的に回動する。
【００５０】
また、ガイド部８４は、その外周面が第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂの内周面に当接するように形成されているため、前記ガイド部８４のガイド作用下にニードル６８が第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂの内部を軸線方向に沿って摺動する。その際、環状溝に装着されるシール部材９４によって第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂの内部の気密性が確実に保持される。
【００５１】
ニードル６８の軸線方向に沿った略中央部には、その外周面にねじが刻設されたねじ部８６が形成され、第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂの雌ねじ部５４に螺合されている。すなわち、前記ニードル６８を回動させることにより、ねじ部８６の螺合作用下にニードル６８が第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂの内部において軸線方向に沿って変位する。
【００５２】
第１テーパ部９０は、ねじ部８６より半径内方向に縮径した軸部８８を介してねじ部８６の下方となるように形成され、下方に向かって徐々に縮径している。
【００５３】
第２テーパ部９２は、前記第１テーパ部９０よりさらに縮径して形成され、第２バイパス通路６０ａ、６０ｂの開口部に対向するように配設されている。すなわち、前記ニードル６８の軸線方向に沿った変位作用下に第２テーパ部９２のテーパ面によって、第２バイパス通路６０の開口部における流路断面積を変化させることができる。そのため、ニードル６８を軸線方向に沿って変位させることにより、第１バイパス通路５８ａ、５８ｂおよび第２バイパス通路６０ａ、６０ｂの間を流通する圧力流体の流量を制御することができる。
【００５４】
環状の被覆部材７０は、第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂの第１穴部５０の上部に回動部材６６の保持部７６を囲繞するように装着され、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）等の弾性材料から形成される。そして、被覆部材７０の内部には、金属製材料からなる環状のリング体９６が内蔵されている。すなわち、被覆部材７０の内部に前記リング体９６を設けることにより、保持部７６の外周に装着される部位の剛性を増大させ、第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂと回動部材６６とが一層確実にシールされる。
【００５５】
本発明の実施の形態に係るシリンダ装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００５６】
図示しない圧力流体供給源から第１ポート１２ａに圧力流体（例えば、圧縮空気）を供給する。図２に示されるように、前記第１ポート１２ａに供給された圧力流体は、第１連通室４０を介して第１シリンダ室３６に導入され、前記第１シリンダ室３６の内部に配設されたピストン２０をロッドカバー１８側に向かって押圧する。なお、その際、第２ポート１２ｂは大気開放状態であるため、第２シリンダ室３８の内部の圧力流体が、第２連通室４２を介して第２ポート１２ｂより外部へと排出される。そして、ピストン２０の端面がロッドカバー１８の端面に当接し、前記ピストン２０が一方の変位終端位置において停止する。
【００５７】
また、反対に、ロッドカバー１８側へと変位したピストン２０をヘッドカバー１６側へと変位させる際には、第１ポート１２ａを大気開放状態として第２ポート１２ｂから圧力流体を供給する。そして、前記第２ポート１２ｂに供給された圧力流体は、第２連通室４２を介して第２シリンダ室３８に導入され、前記第２シリンダ室３８の内部に配設されたピストン２０をヘッドカバー１６側に向かって押圧する。なお、その際、第１ポート１２ａは大気開放状態であるため、第１シリンダ室３６の内部の圧力流体が、第１連通室４０を介して第１ポート１２ａより外部へと排出される。そして、ピストン２０の端面がヘッドカバー１６の端面に当接し、前記ピストン２０が他方の変位終端位置において停止する。
【００５８】
次に、シリンダチューブ１４の内部を軸線方向に沿って変位するピストン２０の変位速度を絞り弁２８ａ、２８ｂによって調整し、クッション作用を発揮させる場合について説明する。なお、ここでは、第１装着穴２６ａに装着された絞り弁２８ａを調整し、ピストン２０がヘッドカバー１６の方向に変位する際の変位速度を調整する場合について説明する。
【００５９】
まず、絞り弁２８ａの保持部７６における切欠溝７４を図示しない工具等で把持して、回動部材６６を周方向へと回動させる。そして、前記回動部材６６の回動作用下に該回動部材６６の係合凹部８０に係合された係合突部８２を介してニードル６８が一体的に回動し、それに伴って、前記ニードル６８は、そのねじ部８６を介して第１装着穴２６ａの雌ねじ部５４に螺合されているため、その螺合作用下に軸線方向に沿って変位する。
【００６０】
その際、ニードル６８が軸線方向に沿って変位するのに伴って、係合突部８２が係合凹部８０の内部を軸線方向に沿って変位するとともに、回動部材６６は、第１穴部５０の底面とストッパリング７２との間に挟持されているため、前記回動部材６６が軸線方向に変位することがない。そのため、常にシリンダチューブ１４の上面からの前記回動部材６６の突出量が一定となる。
【００６１】
すなわち、回動部材６６の係合凹部８０の深さは、予めニードル６８が軸線方向に沿って上方へと変位した場合においても、その係合突部８２の上端部が係合凹部８０の上面に接触することがない深さに設定されているため、回動部材６６がニードル６８の軸線方向に沿った変位作用下に上方へと押圧されることがない。
【００６２】
その際、例えば、ピストン２０の変位速度を小さくする場合には、図３に示されるように、前記ニードル６８がシリンダチューブ１４の中心方向（矢印Ａ方向）に変位するように回動部材６６を螺回する。また、反対に、ピストン２０の変位速度を大きくする場合には、ニードル６８がシリンダチューブ１４の中心より離間する方向（矢印Ｂ方向）に変位するように回動部材６６を螺回する。
【００６３】
その結果、第２バイパス通路６０ａの開口部と、ニードル６８の第２テーパ部９２との離間距離が変化する。すなわち、第２バイパス通路６０ａの開口部と第２テーパ部９２とのクリアランスを変化させ、それに伴って第１および第２バイパス通路５８ａ、６０ａの間を流通する圧力流体の流量を調整することができる。
【００６４】
換言すると、第１シリンダ室３６から第１ポート１２ａを介して排出される圧力流体の流量を調整することができる。
【００６５】
このように、クッション機構として機能する絞り弁２８ａによって第１装着穴２６ａの第１および第２バイパス通路５８ａ、６０ａを流通する圧力流体の流量が任意に設定された場合、図２に示されるように、第２ポート１２ｂから導入される圧力流体が第２連通室４２を介して第２シリンダ室３８へと導入され、ピストン２０をヘッドカバー１６側へと押圧する。
【００６６】
その際、図５に示されるように、第１シリンダ室３６内の圧力流体は、ピストン２０の変位作用下に第１連通室４０を介して第１ポート１２ａより外部へと排出されると同時に、前記圧力流体が、第１シリンダ室３６と連通する第１バイパス通路５８ａを介して連通部５６へと導入され、ニードル６８の第２テーパ部９２と前記第２バイパス通路６０ａとのクリアランスを介して第１連通室４０へと流通し、該第１連通室４０を介して第１ポート１２ａより外部へと排出される。
【００６７】
すなわち、図５に示されるように、第１シリンダ室３６の圧力流体がピストン２０の変位作用下に排出される際、第１連通室４０を介して直接排出されるとともに、絞り弁２８ａが配設された第１および第２バイパス通路５８ａ、６０ａを介して第１ポート１２ａより排出される。
【００６８】
次に、第２ポート１２ｂより第２シリンダ室３８へとさらに圧力流体が導入されて、図６に示されるように、前記圧力流体の押圧作用下にピストン２０がさらにヘッドカバー１６側へと変位して、ピストンロッド２２の一端部側が第１連通室４０の内部に挿入される。
【００６９】
この場合、ピストンロッド２２の一端部側が、第１連通室４０の内部に挿入されて、その外周面が第１ロッドパッキン４４によって囲繞されるため、第１シリンダ室３６の内部の圧力流体が、直接第１連通室４０へと流通することが阻止される。
【００７０】
すなわち、第１ロッドパッキン４４のシール作用下に第１シリンダ室３６の圧力流体が第１連通室４０の内部に流通することが阻止されるため、第１シリンダ室３６の内部の圧力流体は、第１バイパス通路５８ａを介して第１装着穴２６ａの連通部５６へと流通し、前記ニードル６８の第２テーパ部９２と第２バイパス通路６０ａの開口部との間のクリアランスを介して第２バイパス通路６０ａへと流通する。そして、前記第２バイパス通路６０ａから第１連通室４０を介して圧力流体が第２ポート１２ｂより外部へと排出される。
【００７１】
その際、図５に示されるように、第１シリンダ室３６の内部の圧力流体が、第１連通室４０に直接流通して第１ポート１２ａより外部へと排出される場合と比較して、第１シリンダ室３６の内部の圧力流体が、第１および第２バイパス通路５８ａ、６０ａを介して第１ポート１２ａより外部に排出される際の圧力流体の流量が減少する。
【００７２】
換言すると、第１シリンダ室３６の内部に残存する圧力流体によって、ピストン２０がヘッドカバー１６側へと変位する際の変位抵抗となり、それに伴って前記ピストン２０の変位速度が低下する。
【００７３】
その結果、ピストン２０がヘッドカバー１６側の変位終端位置に到達する前に、前記ピストン２０の変位速度を徐々に減速させることができるため、ピストン２０がヘッドカバー１６側に変位して、該ピストン２０がヘッドカバー１６に到達した際の衝撃を緩衝することができる（図７参照）。
【００７４】
以上のように、本実施の形態では、ヘッドカバー１６およびロッドカバー１８における第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂに絞り弁２８ａ、２８ｂを装着し、前記絞り弁２８ａ、２８ｂの回動部材６６がその軸線方向に変位することがないようにストッパリング７２で係止している。
【００７５】
そして、絞り弁２８ａ、２８ｂによってピストン２０の変位終端位置における変位速度を調整する際、回動部材６６を回動してニードル６８を軸線方向に沿って変位させることにより、前記ニードル６８の係合突部８２が前記回動部材６６の係合凹部８０の内部を軸線方向に沿って変位する。その場合、前記係合凹部８０の深さは、予め係合突部８２が上方に変位した際において、その上端部が係合凹部８０の上面に接触することがない深さに形成されている。そのため、前記ニードル６８の軸線方向に沿った変位作用下に回動部材６６が上方へと押圧されることがない。
【００７６】
そのため、回動部材６６に係合されたニードル６８を軸線方向に沿って変位させる際、前記ニードル６８の軸線方向に沿った変位が係合凹部８０によって吸収され、回動部材６６が軸線方向に沿って変位することがない。
【００７７】
その結果、前記回動部材６６を回動させて前記第１バイパス通路５８ａ、５８ｂおよび第２バイパス通路６０ａ、６０ｂを流通する圧力流体の流量を制御した場合においても、ヘッドカバー１６およびロッドカバー１８からの突出量が変化することがなく、常に一定に保持される。そのため、前記絞り弁２８ａ、２８ｂによってピストン２０の変位速度を調整した場合においても、シリンダ装置１０の外形形状の一部が変化することがない。
【００７８】
また、ストッパリング７２を介して回動部材６６の軸線方向に沿った変位が好適に規制され、該回動部材６６が装着されたヘッドカバー１６およびロッドカバー１８の上面よりも回動部材６６が所定深さだけ窪むことがない。そのため、シリンダ装置１０の近傍で液体等が使用されている場合でも、前記絞り弁２８ａ、２８ｂが装着された第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂの内部に液体および塵埃等が溜まることが阻止される。
【００７９】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００８０】
すなわち、回動部材をカバー部材および／またはシリンダボディの軸線に対して略直交する方向への変位を規制するように装着するとともに、調整部材の係合突部を係合凹部に係合させ、該係合凹部の内部に沿って変位自在に設けることにより、回動部材を回動させてピストンの変位速度を調整する場合においても、シリンダ装置の外形形状の一部が変化することがない。
【００８１】
また、回動部材は、装着されたカバー部材および／またはシリンダボディの側面より所定深さだけ窪むことがないため、シリンダ装置の近傍で液体等が使用されている場合でも、前記回動部材および調整部材が装着された部位に液体および塵埃等が溜まることが阻止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るシリンダ装置の斜視図である。
【図２】図１のシリンダ装置の一部省略縦断面図である。
【図３】図２のシリンダ装置における絞り弁近傍の部分拡大縦断面図である。
【図４】図２の絞り弁の分解斜視図である。
【図５】図２のシリンダ装置におけるピストンがロッドカバー側へ変位して、前記ロッドカバーに当接した状態を示す部分拡大縦断面図である。
【図６】図５のシリンダ装置におけるピストンがヘッドカバー側へ若干変位した状態を示す部分拡大縦断面図である。
【図７】図５のシリンダ装置におけるピストンがヘッドカバーに当接した状態を示す部分拡大縦断面図である。
【図８】従来技術に係るシリンダ装置の一部省略縦断面図である。
【符号の説明】
１０…シリンダ装置 １２ａ…第１ポート
１２ｂ…第２ポート １４…シリンダチューブ
１６…ヘッドカバー １８…ロッドカバー
２０…ピストン ２２…ピストンロッド
２６ａ…第１装着穴 ２６ｂ…第２装着穴
２８ａ、２８ｂ…絞り弁 ３６…第１シリンダ室
３８…第２シリンダ室 ４０…第１連通室
４２…第２連通室 ４４…第１ロッドパッキン
４６…リップ部 ４８…第２ロッドパッキン
５８ａ、５８ｂ…第１バイパス通路 ６０ａ、６０ｂ…第２バイパス通路
６６…回動部材 ６８…ニードル
７０…被覆部材 ７２…ストッパリング
７６…保持部 ８２…係合突部
８６…ねじ部 ９２…第２テーパ部
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダボディの内部を軸線方向に沿って変位するピストンの変位終端位置における変位速度を変化させることが可能なシリンダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ワークの搬送および位置決め、あるいは種々の産業機械を駆動させるための駆動手段として圧力流体によって駆動するシリンダ装置が用いられている。
【０００３】
このシリンダ装置は、図８に示されるように、シリンダボディ１の内部にピストン２が変位自在に設けられ、前記ピストン２には長尺のピストンロッド３が連結されている。前記シリンダボディ１の端部には、ヘッドカバー４ａとロッドカバー４ｂとが連結されて閉塞されている。前記ヘッドカバー４ａとロッドカバー４ｂには、圧力流体が供給・排出される圧力流体ポート５ａ、５ｂがそれぞれ形成され、前記圧力流体ポート５ａ、５ｂからシリンダボディ１の内部に形成されるシリンダ室６へと供給される圧力流体によって、前記ピストン２が軸線方向に沿って変位する。
【０００４】
また、前記ヘッドカバー４ａおよびロッドカバー４ｂには、シリンダ室６の内部から排出される圧力流体の流量を制御するクッションバルブ７ａ、７ｂがそれぞれ設けられている。
【０００５】
さらに、前記ヘッドカバー４ａおよびロッドカバー４ｂには、前記クッションバルブ７ａ、７ｂの近傍に逆止め弁８ａ、８ｂが設けられている。
【０００６】
そして、クッションバルブ７ａ、７ｂが設けられる穴部と、シリンダ室６とを連通するように第１連通路９ａが形成され、前記穴部は、ピストンロッド３が挿通されるヘッドカバー４ａおよびロッドカバー４ｂの内部と連通している。
【０００７】
また、前記シリンダ室６と、逆止め弁８ａ、８ｂが設けられる穴部とを連通するように第２連通路９ｂが形成され、前記穴部は、ピストンロッド３が挿通されるヘッドカバー４ａおよびロッドカバー４ｂの内部と連通している。
【０００８】
前記クッションバルブ７ａ、７ｂは、ヘッドカバー４ａおよびロッドカバー４ｂに対して螺回自在に設けられ、螺回することによりシリンダボディ１の軸線と略直交する方向に沿って変位する。そして、前記クッションバルブ７ａ、７ｂの変位作用下にその先端部によって、前記第１連通路９ａを流通する圧力流体の流路断面積が変更され、前記第１連通路９ａを介して圧力流体ポート５ａ、５ｂから外部へと排出される圧力流体の流量が調整される。
【０００９】
例えば、ロッドカバー４ｂ側の一方の圧力流体ポート５ｂから圧力流体を供給することにより、ピストン２がピストンロッド３と一体的にヘッドカバー４ａ側へと変位する。その際、シリンダ室６の内部の圧力流体が、ピストン２の変位作用下に前記ピストンロッド３の先端部が挿入されるヘッドカバー４ａの内部を介して圧力流体ポート５ａより外部へと排出される。
【００１０】
そして、ピストンロッド３の先端部がヘッドカバー４ａの内部に挿入された際、前記圧力流体が第１連通路９ａを介して圧力流体ポート５ａより排出される。そのため、クッションバルブ７ａ、７ｂを螺回することにより第１連通路９ａを流通する圧力流体の排出量を調整し、ピストン２の変位速度を減速させている（例えば、非特許文献１参照）。
【００１１】
【非特許文献１】
ＪＩＳハンドブック ＪＩＳ Ｂ ８３７７−１９８１（第５３８頁付図２）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、非特許文献１に係るシリンダ装置においては、ヘッドカバー４ａおよびロッドカバー４ｂのそれぞれに設けられたクッションバルブ７ａ、７ｂを螺回して、第１連通路９ａより排出される圧力流体の流量を調整することにより、シリンダボディ１の内部を変位するピストン２の変位速度を変化させ、前記ピストン２がクッション作用によってヘッドカバー４ａまたはロッドカバー４ｂに衝突することを防止している。
【００１３】
しかしながら、クッションバルブ７ａ、７ｂによってピストン２の変位速度を調整する際、前記クッションバルブ７ａ、７ｂが軸線方向に沿って変位する。そのため、例えば、前記クッションバルブ７ａ、７ｂがシリンダボディ１の側面よりも所定深さだけ窪み、前記シリンダ装置の近傍で液体等が使用されている環境下において使用する場合に、前記クッションバルブ７ａ、７ｂが装着された穴部に液体および塵埃等が溜まることが懸念される。
【００１４】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、カバー部材および／またはシリンダボディに装着された回動部材および調整部材によってピストンの変位終端位置における変位速度を調整する際、前記回動部材がシリンダボディに対して窪むことを防止可能なシリンダ装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、カバー部材によって閉塞されたシリンダ室が形成されるシリンダボディと、前記シリンダボディに内装され、前記シリンダ室内を軸線方向に沿って変位するピストンと、前記カバー部材に設けられ、圧力流体が供給・排出されるポートとを有するシリンダ装置において、
前記ポートと前記シリンダ室とを連通させるバイパス通路と、
前記バイパス通路に臨む一端部に設けられる流量調整部と、他端部に設けられる係合突部とを有し、前記カバー部材および／または前記シリンダボディの装着穴に対して軸線方向に沿って変位自在に螺合される調整部材と、
前記カバー部材および／または前記シリンダボディの装着穴に回動自在に装着され、該装着穴に対して一部が外部に露呈する保持部と、前記装着穴の内部に収容され、前記保持部に対して半径外方向に拡径したフランジ部と、前記係合突部が係合される係合凹部とを有する回動部材と、
前記回動部材を前記装着穴に対して保持し、前記カバー部材および／または前記シリンダボディの軸線に対して直交方向への変位を規制するストッパと、
弾性材料から形成され、内部に金属製材料からなるリング体が内蔵されると共に、前記装着穴から突出した前記保持部の外周面を囲繞し、該装着穴と前記保持部との間を閉塞する被覆部材と、
を備え、
前記回動部材の回動作用下に前記係合凹部および係合突部を介して係合された前記調整部材が軸線方向に沿って変位し、前記バイパス通路を流通する圧力流体の流量が前記流量調整部によって調整されることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、カバー部材および／またはシリンダボディの装着穴に回動部材を回動自在に装着し、前記カバー部材および／またはシリンダボディの軸線に対する前記回動部材の直交方向への変位をストッパによって規制している。そのため、回動部材を回動して調整部材をその螺合作用下に軸線方向に沿って変位させる際、前記調整部材の係合突部が、軸線方向に沿って窪んだ係合凹部の内部に沿って変位することにより、前記調整部材の変位が係合凹部の内部で吸収されるため、ストッパによって装着穴の内部に保持された回動部材が軸線方向に沿って変位することがない。
【００１７】
その結果、前記回動部材および調整部材によってピストンの変位速度を調整した場合においてもシリンダ装置の外形形状の一部が変化することがない。
【００１８】
また、回動部材を回動させた際、軸線方向に沿って変位する調整部材の係合突部を、回動部材の係合凹部内のみで軸線方向に沿って変位させているため、装着されたカバー部材および／または前記シリンダボディの側面に対して前記回動部材が所定深さだけ窪むことがなく、且つ、被覆部材によって回動部材の保持部と装着穴との間が閉塞される。その結果、シリンダ装置の近傍で液体等が使用されている場合でも、前記回動部材および調整部材が装着された装着穴に液体および塵埃等が溜まることが阻止される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明に係るシリンダ装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２２】
図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係るシリンダ装置を示す。
【００２３】
このシリンダ装置１０は筒状に形成され、圧力流体が供給・排出される第１ポート（ポート）１２ａおよび第２ポート（ポート）１２ｂが形成されるシリンダチューブ（シリンダボディ）１４と、前記シリンダチューブ１４の一端部側に固着されたヘッドカバー（カバー部材）１６と、前記シリンダチューブ１４の他端部側に固着されたロッドカバー（カバー部材）１８と、前記シリンダチューブ１４の内部を軸線方向に沿って変位するピストン２０（図２参照）と、前記ピストン２０の端部に連結されるピストンロッド２２と、変位終端位置における前記ピストン２０の変位速度を調整するクッション機構として機能する絞り弁２８ａ、２８ｂとからなる。なお、シリンダチューブ１４は、その端部にヘッドカバー１６およびロッドカバー１８をそれぞれ固着する場合に限定されるものではなく、一端部側をシリンダチューブと一体的に閉塞し、他端部側のみをカバー部材等によって閉塞するようにしてもよい。
【００２４】
シリンダチューブ１４の上面には、図示しない圧力流体供給源から圧力流体が供給、または、シリンダチューブ１４の内部の圧力流体が排出される第１ポート１２ａと第２ポート１２ｂとが形成されている。前記第１および第２ポート１２ａ、１２ｂは、所定間隔離間して一直線上となるように形成されている。そして、前記第１ポート１２ａおよび第２ポート１２ｂから所定間隔離間して第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂ（図２参照）がそれぞれ形成されている。なお、前記第１および第２ポート１２ａ、１２ｂは、一直線上に配置される場合に限定されるものではない。
【００２５】
また、第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂは、前記第１ポート１２ａおよび第２ポート１２ｂと一直線上となるように形成され、前記第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂには、それぞれ絞り弁２８ａ、２８ｂが配設されている。なお、同様に、前記第１および第２装着穴２６ａ、２６、前記第１および第２装着穴２６ａ、２６に装着される絞り弁２８ａ、２８ｂも、一直線上に配置される場合に限定されるものではない。
【００２６】
さらに、前記絞り弁２８ａ、２８ｂは、ヘッドカバー１６およびロッドカバー１８に装着される場合に限定されるものではなく、シリンダチューブ１４に装着孔を形成して装着するようにしてもよい。
【００２７】
前記ヘッドカバー１６およびロッドカバー１８は、その四隅に形成された孔部３０に挿通される取付ボルト３２を介してそれぞれシリンダチューブ１４の端部に装着され、前記ロッドカバー１８の端部には、ピストンロッド２２を支持するロッドガイド３４が螺合されている。
【００２８】
また、シリンダチューブ１４の内部には、図２に示されるように、ヘッドカバー１６とピストン２０の一端面との間に第１シリンダ室３６が形成されるとともに、ロッドカバー１８とピストン２０の他端面との間には第２シリンダ室３８が形成されている。そして、第１シリンダ室３６は、ヘッドカバー１６の内部に形成される第１連通室４０を介して第１ポート１２ａと連通するとともに、第２シリンダ室３８が、第２連通室４２を介して第２ポート１２ｂと連通している。
【００２９】
この第１連通室４０の内部には、ピストンロッド２２の一端部側が挿通され、前記第１連通室４０の内周面における環状溝に装着される第１ロッドパッキン４４によって、ピストンロッド２２の外周面が囲繞されている。前記第１ロッドパッキン４４には、その内周側に第１シリンダ室３６側に向かって所定角度傾斜したリップ部４６が形成され、前記リップ部４６の内周面がピストンロッド２２の外周面に当接している。
【００３０】
そのため、第１ポート１２ａから導入された圧力流体は、第１連通室４０を介して第１シリンダ室３６へと流通するとともに、前記第１シリンダ室３６から第１連通室４０へ向かって流通する圧力流体の流通を、前記リップ部４６によって規制している。
【００３１】
また、第２連通室４２の内部にはピストンロッド２２の他端部側が挿通され、前記第２連通室４２の内周面における環状溝に装着される第２ロッドパッキン４８によって、ピストンロッド２２の外周面が囲繞されている。前記第２ロッドパッキン４８には、その内周側に第２シリンダ室３８側に向かって所定角度傾斜したリップ部４６が形成され、前記リップ部４６の内周面がピストンロッド２２の外周面に当接している。
【００３２】
そのため、第２ポート１２ｂから導入された圧力流体は、第２連通室４２を介して第２シリンダ室３８へと流通するとともに、前記第２シリンダ室３８から第２連通室４２へ向かって流通する圧力流体の流通を、前記リップ部４６によって規制している。
【００３３】
第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂは、図３に示されるように、シリンダチューブ１４の上面側に形成される第１穴部５０と、前記第１穴部５０より下方に縮径して形成される第２穴部５２と、前記第２穴部５２の下方に若干縮径して形成されるとともに、その内周面にねじが刻設された雌ねじ部５４と、雌ねじ部５４の下方に形成され、後述する第１バイパス通路５８ａ、５８ｂと第２バイパス通路６０ａ、６０ｂとを連通する連通部５６とからなる。
【００３４】
第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂには、図２に示されるように、その内周面から第１シリンダ室３６および第２シリンダ室３８の軸線と略平行に延在する第１バイパス通路５８ａ、５８ｂと、前記第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂの下端部から前記第１シリンダ室３６の軸線と略直交するように延在する第２バイパス通路６０ａ、６０ｂがそれぞれ形成されている。
【００３５】
すなわち、前記第１バイパス通路５８ａ、５８ｂを介して第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂの内部と第１および第２シリンダ室３６、３８の内部とが連通するとともに、第２バイパス通路６０ａ、６０ｂを介して第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂの内部と第１および第２連通室４０、４２の内部とがそれぞれ連通している。
【００３６】
ロッドガイド３４は、その一端部側がロッドカバー１８に螺合されることにより一体的に連結され、その内部にはピストンロッド２２の他端部側が軸線方向に沿って変位自在に挿通されている。
【００３７】
前記ロッドガイド３４の内周面には、環状溝を介してシール部材６２が装着され、前記シール部材６２がピストンロッド２２の外周面に当接している。そのため、シリンダチューブ１４の内部の圧力流体の気密性が好適に保持される。
【００３８】
また、ロッドガイド３４の他端部側には、環状溝を介してスクレーパ６４が装着され、ピストンロッド２２がシリンダ装置１０の外部に露呈した際に付着した塵埃等がシリンダチューブ１４の内部に進入することを防止している。
【００３９】
シリンダチューブ１４の上面における第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂには、クッション機構として機能する一組の絞り弁２８ａ、２８ｂがそれぞれ配設されている。
【００４０】
この絞り弁２８ａ、２８ｂは、図３に示されるように、上方に配設される断面略Ｔ字状の回動部材６６と、その上端部が前記回動部材６６の略中央部に係合されるとともに、下端部がテーパ状に形成されるニードル（調整部材）６８と、第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂの内周面と回動部材６６の外周面との間に装着される被覆部材７０と、前記ニードル６８の外周部位に係合されるストッパリング（係止部材）７２とからなる。
【００４１】
回動部材６６は、第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂにおける第１穴部５０に配設される。そして、図４に示されるように、外周面に所定深さだけ切り欠かれた切欠溝７４が形成される略円柱状の保持部７６と、前記保持部７６の下方に半径外方向へと拡径して形成されるフランジ部７８と、ニードル６８の後述する係合突部８２が係合される係合凹部８０とからなる。
【００４２】
切欠溝７４は、保持部７６の上部に周方向に沿って略９０°毎に形成され、図示しない工具等によって前記切欠溝７４を把持して回動させることにより、回動部材６６を好適に回動させることができる。
【００４３】
また、フランジ部７８の外周径は、図３に示されるように、第１穴部５０の内周径と略同等に形成され、回動部材６６が第１穴部５０の内部に装着された際、前記フランジ部７８の下面が第１穴部５０の底面に当接する。そして、第１穴部５０の内周面に形成された環状溝にストッパリング７２を装着することにより回動部材６６が上方へと変位することが規制される。
【００４４】
そのため、回動部材６６は第１穴部５０の底面とストッパリング７２との間に挟持された状態となるため、回動部材６６の軸線方向に沿った変位が規制され、前記回動部材６６を含む絞り弁２８ａ、２８ｂが、第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂの内部から外部へと脱抜することが阻止される。
【００４５】
なお、図４に示されるように、ストッパリング７２は断面略Ｃ字状に形成され、その弾発力によって第１穴部５０の環状溝に装着されている（図３参照）。
【００４６】
また、図３に示されるように、係合凹部８０は回動部材６６の略中央部に形成され、フランジ部７８の端面より保持部７６の方向に向かって所定深さだけ窪んで形成される。前記係合凹部８０の形状は、前記係合突部８２の形状に対応して略長方形状に形成され、前記係合凹部８０の内部には、ニードルの６８の係合突部８２が軸線方向に沿って変位自在に挿入されている。
【００４７】
そして、前記係合凹部８０の深さは、ニードル６８が最も上方まで変位した際に、前記ニードル６８の係合突部８２の上端部が係合凹部８０の上面に接触しないように形成されている。
【００４８】
ニードル６８は、図３および図４に示されるように、上方に向かって所定長だけ突出する略長方形状の係合突部８２と、前記係合突部８２の下方に形成され、その外周面が装着穴の内周面に当接するガイド部８４と、外周部分にねじが刻設され、第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂの雌ねじ部５４に螺合されるねじ部８６と、前記ねじ部８６より半径内方向に縮径した軸部８８と、前記軸部８８より下方に向かって段階的に縮径する第１テーパ部９０と、前記第１テーパ部９０よりさらに縮径した第２テーパ部９２とからなる。なお、ガイド部８４とねじ部８６との間に形成される環状溝には、シール部材９４が装着されている。
【００４９】
係合突部８２は、その外形形状に対応して形成された係合凹部８０の内部に挿入されているため、前記回動部材６６を回動させた際、係合突部８２の係合作用下に回動部材６６とニードル６８とが一体的に回動する。
【００５０】
また、ガイド部８４は、その外周面が第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂの内周面に当接するように形成されているため、前記ガイド部８４のガイド作用下にニードル６８が第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂの内部を軸線方向に沿って摺動する。その際、環状溝に装着されるシール部材９４によって第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂの内部の気密性が確実に保持される。
【００５１】
ニードル６８の軸線方向に沿った略中央部には、その外周面にねじが刻設されたねじ部８６が形成され、第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂの雌ねじ部５４に螺合されている。すなわち、前記ニードル６８を回動させることにより、ねじ部８６の螺合作用下にニードル６８が第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂの内部において軸線方向に沿って変位する。
【００５２】
第１テーパ部９０は、ねじ部８６より半径内方向に縮径した軸部８８を介してねじ部８６の下方となるように形成され、下方に向かって徐々に縮径している。
【００５３】
第２テーパ部９２は、前記第１テーパ部９０よりさらに縮径して形成され、第２バイパス通路６０ａ、６０ｂの開口部に対向するように配設されている。すなわち、前記ニードル６８の軸線方向に沿った変位作用下に第２テーパ部９２のテーパ面によって、第２バイパス通路６０の開口部における流路断面積を変化させることができる。そのため、ニードル６８を軸線方向に沿って変位させることにより、第１バイパス通路５８ａ、５８ｂおよび第２バイパス通路６０ａ、６０ｂの間を流通する圧力流体の流量を制御することができる。
【００５４】
環状の被覆部材７０は、第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂの第１穴部５０の上部に回動部材６６の保持部７６を囲繞するように装着され、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）等の弾性材料から形成される。そして、被覆部材７０の内部には、金属製材料からなる環状のリング体９６が内蔵されている。すなわち、被覆部材７０の内部に前記リング体９６を設けることにより、保持部７６の外周に装着される部位の剛性を増大させ、第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂと回動部材６６とが一層確実にシールされる。
【００５５】
本発明の実施の形態に係るシリンダ装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００５６】
図示しない圧力流体供給源から第１ポート１２ａに圧力流体（例えば、圧縮空気）を供給する。図２に示されるように、前記第１ポート１２ａに供給された圧力流体は、第１連通室４０を介して第１シリンダ室３６に導入され、前記第１シリンダ室３６の内部に配設されたピストン２０をロッドカバー１８側に向かって押圧する。なお、その際、第２ポート１２ｂは大気開放状態であるため、第２シリンダ室３８の内部の圧力流体が、第２連通室４２を介して第２ポート１２ｂより外部へと排出される。そして、ピストン２０の端面がロッドカバー１８の端面に当接し、前記ピストン２０が一方の変位終端位置において停止する。
【００５７】
また、反対に、ロッドカバー１８側へと変位したピストン２０をヘッドカバー１６側へと変位させる際には、第１ポート１２ａを大気開放状態として第２ポート１２ｂから圧力流体を供給する。そして、前記第２ポート１２ｂに供給された圧力流体は、第２連通室４２を介して第２シリンダ室３８に導入され、前記第２シリンダ室３８の内部に配設されたピストン２０をヘッドカバー１６側に向かって押圧する。なお、その際、第１ポート１２ａは大気開放状態であるため、第１シリンダ室３６の内部の圧力流体が、第１連通室４０を介して第１ポート１２ａより外部へと排出される。そして、ピストン２０の端面がヘッドカバー１６の端面に当接し、前記ピストン２０が他方の変位終端位置において停止する。
【００５８】
次に、シリンダチューブ１４の内部を軸線方向に沿って変位するピストン２０の変位速度を絞り弁２８ａ、２８ｂによって調整し、クッション作用を発揮させる場合について説明する。なお、ここでは、第１装着穴２６ａに装着された絞り弁２８ａを調整し、ピストン２０がヘッドカバー１６の方向に変位する際の変位速度を調整する場合について説明する。
【００５９】
まず、絞り弁２８ａの保持部７６における切欠溝７４を図示しない工具等で把持して、回動部材６６を周方向へと回動させる。そして、前記回動部材６６の回動作用下に該回動部材６６の係合凹部８０に係合された係合突部８２を介してニードル６８が一体的に回動し、それに伴って、前記ニードル６８は、そのねじ部８６を介して第１装着穴２６ａの雌ねじ部５４に螺合されているため、その螺合作用下に軸線方向に沿って変位する。
【００６０】
その際、ニードル６８が軸線方向に沿って変位するのに伴って、係合突部８２が係合凹部８０の内部を軸線方向に沿って変位するとともに、回動部材６６は、第１穴部５０の底面とストッパリング７２との間に挟持されているため、前記回動部材６６が軸線方向に変位することがない。そのため、常にシリンダチューブ１４の上面からの前記回動部材６６の突出量が一定となる。
【００６１】
すなわち、回動部材６６の係合凹部８０の深さは、予めニードル６８が軸線方向に沿って上方へと変位した場合においても、その係合突部８２の上端部が係合凹部８０の上面に接触することがない深さに設定されているため、回動部材６６がニードル６８の軸線方向に沿った変位作用下に上方へと押圧されることがない。
【００６２】
その際、例えば、ピストン２０の変位速度を小さくする場合には、図３に示されるように、前記ニードル６８がシリンダチューブ１４の中心方向（矢印Ａ方向）に変位するように回動部材６６を螺回する。また、反対に、ピストン２０の変位速度を大きくする場合には、ニードル６８がシリンダチューブ１４の中心より離間する方向（矢印Ｂ方向）に変位するように回動部材６６を螺回する。
【００６３】
その結果、第２バイパス通路６０ａの開口部と、ニードル６８の第２テーパ部９２との離間距離が変化する。すなわち、第２バイパス通路６０ａの開口部と第２テーパ部９２とのクリアランスを変化させ、それに伴って第１および第２バイパス通路５８ａ、６０ａの間を流通する圧力流体の流量を調整することができる。
【００６４】
換言すると、第１シリンダ室３６から第１ポート１２ａを介して排出される圧力流体の流量を調整することができる。
【００６５】
このように、クッション機構として機能する絞り弁２８ａによって第１装着穴２６ａの第１および第２バイパス通路５８ａ、６０ａを流通する圧力流体の流量が任意に設定された場合、図２に示されるように、第２ポート１２ｂから導入される圧力流体が第２連通室４２を介して第２シリンダ室３８へと導入され、ピストン２０をヘッドカバー１６側へと押圧する。
【００６６】
その際、図５に示されるように、第１シリンダ室３６内の圧力流体は、ピストン２０の変位作用下に第１連通室４０を介して第１ポート１２ａより外部へと排出されると同時に、前記圧力流体が、第１シリンダ室３６と連通する第１バイパス通路５８ａを介して連通部５６へと導入され、ニードル６８の第２テーパ部９２と前記第２バイパス通路６０ａとのクリアランスを介して第１連通室４０へと流通し、該第１連通室４０を介して第１ポート１２ａより外部へと排出される。
【００６７】
すなわち、図５に示されるように、第１シリンダ室３６の圧力流体がピストン２０の変位作用下に排出される際、第１連通室４０を介して直接排出されるとともに、絞り弁２８ａが配設された第１および第２バイパス通路５８ａ、６０ａを介して第１ポート１２ａより排出される。
【００６８】
次に、第２ポート１２ｂより第２シリンダ室３８へとさらに圧力流体が導入されて、図６に示されるように、前記圧力流体の押圧作用下にピストン２０がさらにヘッドカバー１６側へと変位して、ピストンロッド２２の一端部側が第１連通室４０の内部に挿入される。
【００６９】
この場合、ピストンロッド２２の一端部側が、第１連通室４０の内部に挿入されて、その外周面が第１ロッドパッキン４４によって囲繞されるため、第１シリンダ室３６の内部の圧力流体が、直接第１連通室４０へと流通することが阻止される。
【００７０】
すなわち、第１ロッドパッキン４４のシール作用下に第１シリンダ室３６の圧力流体が第１連通室４０の内部に流通することが阻止されるため、第１シリンダ室３６の内部の圧力流体は、第１バイパス通路５８ａを介して第１装着穴２６ａの連通部５６へと流通し、前記ニードル６８の第２テーパ部９２と第２バイパス通路６０ａの開口部との間のクリアランスを介して第２バイパス通路６０ａへと流通する。そして、前記第２バイパス通路６０ａから第１連通室４０を介して圧力流体が第２ポート１２ｂより外部へと排出される。
【００７１】
その際、図５に示されるように、第１シリンダ室３６の内部の圧力流体が、第１連通室４０に直接流通して第１ポート１２ａより外部へと排出される場合と比較して、第１シリンダ室３６の内部の圧力流体が、第１および第２バイパス通路５８ａ、６０ａを介して第１ポート１２ａより外部に排出される際の圧力流体の流量が減少する。
【００７２】
換言すると、第１シリンダ室３６の内部に残存する圧力流体によって、ピストン２０がヘッドカバー１６側へと変位する際の変位抵抗となり、それに伴って前記ピストン２０の変位速度が低下する。
【００７３】
その結果、ピストン２０がヘッドカバー１６側の変位終端位置に到達する前に、前記ピストン２０の変位速度を徐々に減速させることができるため、ピストン２０がヘッドカバー１６側に変位して、該ピストン２０がヘッドカバー１６に到達した際の衝撃を緩衝することができる（図７参照）。
【００７４】
以上のように、本実施の形態では、ヘッドカバー１６およびロッドカバー１８における第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂに絞り弁２８ａ、２８ｂを装着し、前記絞り弁２８ａ、２８ｂの回動部材６６がその軸線方向に変位することがないようにストッパリング７２で係止している。
【００７５】
そして、絞り弁２８ａ、２８ｂによってピストン２０の変位終端位置における変位速度を調整する際、回動部材６６を回動してニードル６８を軸線方向に沿って変位させることにより、前記ニードル６８の係合突部８２が前記回動部材６６の係合凹部８０の内部を軸線方向に沿って変位する。その場合、前記係合凹部８０の深さは、予め係合突部８２が上方に変位した際において、その上端部が係合凹部８０の上面に接触することがない深さに形成されている。そのため、前記ニードル６８の軸線方向に沿った変位作用下に回動部材６６が上方へと押圧されることがない。
【００７６】
そのため、回動部材６６に係合されたニードル６８を軸線方向に沿って変位させる際、前記ニードル６８の軸線方向に沿った変位が係合凹部８０によって吸収され、回動部材６６が軸線方向に沿って変位することがない。
【００７７】
その結果、前記回動部材６６を回動させて前記第１バイパス通路５８ａ、５８ｂおよび第２バイパス通路６０ａ、６０ｂを流通する圧力流体の流量を制御した場合においても、ヘッドカバー１６およびロッドカバー１８からの突出量が変化することがなく、常に一定に保持される。そのため、前記絞り弁２８ａ、２８ｂによってピストン２０の変位速度を調整した場合においても、シリンダ装置１０の外形形状の一部が変化することがない。
【００７８】
また、ストッパリング７２を介して回動部材６６の軸線方向に沿った変位が好適に規制され、該回動部材６６が装着されたヘッドカバー１６およびロッドカバー１８の上面よりも回動部材６６が所定深さだけ窪むことがない。そのため、シリンダ装置１０の近傍で液体等が使用されている場合でも、前記絞り弁２８ａ、２８ｂが装着された第１および第２装着穴２６ａ、２６ｂの内部に液体および塵埃等が溜まることが阻止される。
【００７９】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００８０】
すなわち、回動部材をカバー部材および／またはシリンダボディの軸線に対して略直交する方向への変位を規制するように装着するとともに、調整部材の係合突部を係合凹部に係合させ、該係合凹部の内部に沿って変位自在に設けることにより、回動部材を回動させてピストンの変位速度を調整する場合においても、シリンダ装置の外形形状の一部が変化することがない。
【００８１】
また、回動部材は、装着されたカバー部材および／またはシリンダボディの側面より所定深さだけ窪むことがないため、シリンダ装置の近傍で液体等が使用されている場合でも、前記回動部材および調整部材が装着された部位に液体および塵埃等が溜まることが阻止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るシリンダ装置の斜視図である。
【図２】図１のシリンダ装置の一部省略縦断面図である。
【図３】図２のシリンダ装置における絞り弁近傍の部分拡大縦断面図である。
【図４】図２の絞り弁の分解斜視図である。
【図５】図２のシリンダ装置におけるピストンがロッドカバー側へ変位して、前記ロッドカバーに当接した状態を示す部分拡大縦断面図である。
【図６】図５のシリンダ装置におけるピストンがヘッドカバー側へ若干変位した状態を示す部分拡大縦断面図である。
【図７】図５のシリンダ装置におけるピストンがヘッドカバーに当接した状態を示す部分拡大縦断面図である。
【図８】従来技術に係るシリンダ装置の一部省略縦断面図である。
【符号の説明】
１０…シリンダ装置 １２ａ…第１ポート
１２ｂ…第２ポート １４…シリンダチューブ
１６…ヘッドカバー １８…ロッドカバー
２０…ピストン ２２…ピストンロッド
２６ａ…第１装着穴 ２６ｂ…第２装着穴
２８ａ、２８ｂ…絞り弁 ３６…第１シリンダ室
３８…第２シリンダ室 ４０…第１連通室
４２…第２連通室 ４４…第１ロッドパッキン
４６…リップ部 ４８…第２ロッドパッキン
５８ａ、５８ｂ…第１バイパス通路 ６０ａ、６０ｂ…第２バイパス通路
６６…回動部材 ６８…ニードル
７０…被覆部材 ７２…ストッパリング
７６…保持部 ８２…係合突部
８６…ねじ部 ９２…第２テーパ部
Claims (1)
- カバー部材によって閉塞されたシリンダ室が形成されるシリンダボディと、前記シリンダボディに内装され、前記シリンダ室内を軸線方向に沿って変位するピストンと、前記カバー部材に設けられ、圧力流体が供給・排出されるポートとを有するシリンダ装置において、
前記ポートと前記シリンダ室とを連通させるバイパス通路と、
前記バイパス通路に臨む一端部に設けられる流量調整部と、他端部に設けられる係合突部とを有し、前記カバー部材および／または前記シリンダボディの装着穴に対して軸線方向に沿って変位自在に螺合される調整部材と、
前記カバー部材および／または前記シリンダボディの装着穴に回動自在に装着され、該装着穴に対して一部が外部に露呈する保持部と、前記装着穴の内部に収容され、前記保持部に対して半径外方向に拡径したフランジ部と、前記係合突部が係合される係合凹部とを有する回動部材と、
前記回動部材を前記装着穴に対して保持し、前記カバー部材および／または前記シリンダボディの軸線に対して直交方向への変位を規制するストッパと、
弾性材料から形成され、内部に金属製材料からなるリング体が内蔵されると共に、前記装着穴から突出した前記保持部の外周面を囲繞し、該装着穴と前記保持部との間を閉塞する被覆部材と、
を備え、
前記回動部材の回動作用下に前記係合凹部および係合突部を介して係合された前記調整部材が軸線方向に沿って変位し、前記バイパス通路を流通する圧力流体の流量が前記流量調整部によって調整されることを特徴とするシリンダ装置。
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