JP4421677B2 - 空気圧アクチュエータ - Google Patents
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Description
本発明は圧縮空気のエネルギーを作動部材の直線運動に変換する空気圧アクチュエータに関する。
空気圧アクチュエータは、圧縮空気のエネルギーを機械的な運動に変換する機器であり、ワークの移動やワークを保持または加工するための治工具を作動するためなどに用いられている。このような空気圧アクチュエータは、アクチュエータ本体に形成されたシリンダ室の内部にピストンロッドが取り付けられたピストンを軸方向に摺動自在に収容して、このピストンの前後に圧縮空気を給排することによりピストンロッドを直線往復動するようにしている。
このような空気圧アクチュエータにあっては、取り付けスペースが制約される治具周りなどへの配置を容易にするために超小型のものが開発されており、この場合シリンダ室はアクチュエータ本体に形成された底付き孔の開口端をロッドキャップにより閉塞することで区画形成されている。
従来の空気圧アクチュエータでは、ロッドキャップをシリンダ室に対してスナップリングによって固定するようにしている。しかし、超小型の空気圧アクチュエータにおいては、ロッドキャップを固定するための強度を確保しようとするとスナップリングにはある程度の寸法が必要となるため空気圧アクチュエータを小型化する際の妨げとなっていた。また、空気圧アクチュエータを組み立てる際には、小さく薄いスナップリングの取り扱いは容易ではないこと、組み立て時にスナップリングが塑性変形してしまう場合があることなどから組み立て作業に時間がかかるという問題があった。
また、ロッドキャップをアクチュエータ本体に対してねじ結合させて取り付ける方法も行われているが、この方法ではアクチュエータ本体にねじ山を設ける必要があるためアクチュエータ本体が肉厚となり、空気圧アクチュエータの外形寸法が大きくなるという欠点があった。
本発明の目的は、空気圧アクチュエータを小型化することにある。
本発明の他の目的は、空気圧アクチュエータの組み立て時間を短縮することにある。
本発明の空気圧アクチュエータは、圧縮空気のエネルギーをピストンの直線運動に変換して出力する空気圧アクチュエータであって、前記ピストンを軸方向に摺動自在に収容する円筒状のシリンダ孔を有するアクチュエータ本体と、前記シリンダ孔の軸方向に対して垂直な引っ掛け面を備え、前記シリンダ孔の内周面に形成されたリング状の溝部と、前記ピストンに固定されたピストンロッドが貫通する貫通孔を備えるとともに外側の軸方向端面に該端面に開口する凹部を備え、前記シリンダ孔内に設けられて前記シリンダ孔を閉塞する樹脂製の閉塞部材と、前記閉塞部材の外側の軸方向端面に同一面状に連なる平面状の係止面を備え、前記閉塞部材の外周部に一体に設けられて前記凹部に向けて径方向に弾性変形自在の爪部とを有し、前記爪部の係止面を前記溝部の引っ掛け面に沿って係合させることにより前記閉塞部材を前記シリンダ孔内に固定することを特徴とする。
本発明の空気圧アクチュエータは、前記シリンダ孔が底付き孔であることを特徴とする。
本発明の空気圧アクチュエータは、前記閉塞部材の外周に装着されて前記シリンダ孔の内周面と前記閉塞部材との間から圧縮空気が外部に漏れ出すことを防ぐＯリングと、前記閉塞部材の内周に装着されて前記貫通孔から圧縮空気が外部に漏れ出すことを防ぐロッドパッキンとを有することを特徴とする。
本発明によれば、ロッドキャップに設けられた爪部をシリンダ孔内に設けられた溝部と係合させることによりロッドキャップを固定するようにしたので、空気圧アクチュエータを小型化することができる。また、ロッドキャップはシリンダ孔に押し込まれることで固定されるため、この空気圧アクチュエーの組み立て時間を短縮することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施の形態である空気圧アクチュエータを示す斜視図であり、図２は図１に示す空気圧アクチュエータのＡ−Ａ断面を示す断面図である。
図１に示す空気圧アクチュエータは、シリンダ径がφ４．５〜φ６．０程度に形成された超小型のものであり、取り付けスペースが制約される治具周りなどへの配置が容易になっている。
図１に示すように、アクチュエータ本体１はピストンロッド２が突出する端面１ａと、４つの取付孔３が設けられた取付面１ｂ，１ｃと、側面１ｄ，１ｅとを有しており、全体として薄型の直方体状に形成されている。
この空気圧アクチュエータを図示しない治具等に取り付ける場合には、取付面１ｂ，１ｃの少なくとも何れか一方の面を図示しない治具等に接触させ、取付孔３を介して締結部材により固定する。側面１ｄには、図示しない作動流体供給源からの圧縮空気を給排するための配管が取り付けられる給排ポート４，５が設けられている。
図２に示すように、アクチュエータ本体１の内部には底付き孔としてのシリンダ孔６が形成されており、このシリンダ孔６は大径の内周面６ａと小径の内周面６ｂとこれらの内周面６ａ，６ｂの境目である段差部６ｃと、内周面６ａに形成されたリング状の溝部７とを有している。この溝部７はその内径が内周面６ａより僅かに大きい内周面７ａと、内周面７ａのシリンダ孔６の開口端側に位置してシリンダ孔６の軸方向に垂直な向きに形成された引っ掛け面７ｂと、内周面７ａを挟んで引っ掛け面７ｂと対向した位置に設けられたテーパ面７ｃとにより構成されている。
シリンダ孔６の開口端を閉塞するために、シリンダ孔６の内部には外径が内周面６ａの内径とほぼ同寸法に形成された金属製のストッパ８と閉塞部材としての樹脂製のロッドキャップ９とが嵌め込まれている。なお、ロッドキャップ９の材質は樹脂に限らず、弾性変形可能な材質であれば他の材質としてもよい。
ロッドキャップ９の外周部には係止面１０ａとテーパ面１０ｂとを有する弾性変形可能な爪部１０が設けられており、この爪部１０の外径は内周面６ａの内径より大きく、溝部７の内周面７ａとほぼ同寸法に形成されている。また、ロッドキャップ９の外側の軸方向端面には、該端面に開口する凹部が設けられている。このロッドキャップ９をシリンダ孔６に押し込むと、爪部１０はテーパ面１０ｂがシリンダ孔６の内周面６ａに押されることによりその外径を縮める方向に弾性変形してシリンダ孔６内に挿入される。爪部１０が溝部７の位置まで達すると、爪部１０はその外径をもとの径に戻すように弾性変形して溝部７と係合することになる。このとき係止面１０ａは溝部７の引っ掛け面７ｂと係合するため、ロッドキャップ９がシリンダ孔６から外れることがない。また、ストッパ８はその一端面が段差部６ｃに当接しており他端はロッドキャップ９と接触しているのでストッパ８とロッドキャップ９は引っ掛け面７ｂと段差部６ｃとによりシリンダ孔６に対して軸方向に固定されることになる。したがって、従来の空気圧アクチュエータのようにシリンダ孔６の内周面６ａにねじ山を設けたり、小さく薄いスナップリングを用いることなくロッドキャップ９を固定することができるため、この空気圧アクチュエータを小型化することが可能であり、また、この流体圧アクチュエータの組み立て時間を短縮することができる。
ストッパ８とロッドキャップ９により閉塞されたシリンダ孔６の内部はシリンダ室１１となっており、このシリンダ室１１の内部にはその内周面６ｂの軸方向に摺動自在に作動部材としてのピストン１２が収容されている。シリンダ室１１の内部はこのピストン１２により２つの圧力室１１ａ，１１ｂに区分されており、それぞれの圧力室１１ａ，１１ｂは給排ポート４，５を介して図示しない作動流体供給源に連通されている。この給排ポート４，５から圧力室１１ａ，１１ｂに圧縮空気を供給することによりピストン１２はシリンダ室１１内を直線往復動するようになっている。ピストン１２にはピストンロッド２が固定されており、このピストンロッド２はそれぞれストッパ８とロッドキャップ９に形成された貫通孔８ａ，９ａを介して外部に連絡されており、ピストン１２の運動を外部への仕事として出力することができるようになっている。なお１２ａはピストンパッキンである。
ストッパ８とロッドキャップ９との間に区画形成された空洞部１３の内部にはロッドパッキン１４が設けられている。このロッドパッキン１４はピストンロッド２の外周面と空洞部１３内の壁面に接するようになっており、貫通孔８ａ，９ａから圧縮空気が外部に漏れ出すのを防ぐようになっている。また、ロッドキャップ９の外周にはＯリング１５が設けられており、シリンダ孔６の内周面６ａとロッドキャップ９との間から圧縮空気が外部に漏れ出すのを防ぐようになっている。
このような構造とすることにより、従来の空気圧アクチュエータのようにシリンダ孔６の内周面６ａにねじ山を設けたり、小さく薄いスナップリングを用いてロッドキャップ９を固定する必要がなく、シリンダ孔６の内周面６ａにこの内周面６ａより僅かに内径が大きい溝部７を形成すればよいため、この空気圧アクチュエータを小型化することができる。また、ロッドキャップ９をシリンダ孔６に押し込むという作業のみでロッドキャップ９をシリンダ孔６に固定することができるため、組み立て時間を短縮することが可能となる。
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、本実施の形態では空気圧アクチュエータは複動片ロッドシリンダとなっているがこれに限らず複動両ロッドシリンダや実開昭64-29506号公報に示すようなラックアンドピニオン形の揺動形アクチュエータなどいずれの空気圧アクチュエータに適応してもよい。
１ アクチュエータ本体
１ａ 端面
１ｂ，１ｃ 取付面
１ｄ，１ｅ 側面
２ ピストンロッド
３ 取付孔
４，５ 給排ポート
６ シリンダ孔
６ａ，６ｂ 内周面
６ｃ 段差部
７ 溝部
７ａ 内周面
７ｂ 引っ掛け面
７ｃ テーパ面
８ ストッパ
８ａ，９ａ 貫通孔
９ ロッドキャップ
１０ 爪部
１０ａ 係止面
１０ｂ テーパ面
１１ シリンダ室
１２ ピストン
１２ａ ピストンパッキン
１１ａ，１１ｂ 圧力室
１３ 空洞部
１４ ロッドパッキン
１５ Ｏリング
１ａ 端面
１ｂ，１ｃ 取付面
１ｄ，１ｅ 側面
２ ピストンロッド
３ 取付孔
４，５ 給排ポート
６ シリンダ孔
６ａ，６ｂ 内周面
６ｃ 段差部
７ 溝部
７ａ 内周面
７ｂ 引っ掛け面
７ｃ テーパ面
８ ストッパ
８ａ，９ａ 貫通孔
９ ロッドキャップ
１０ 爪部
１０ａ 係止面
１０ｂ テーパ面
１１ シリンダ室
１２ ピストン
１２ａ ピストンパッキン
１１ａ，１１ｂ 圧力室
１３ 空洞部
１４ ロッドパッキン
１５ Ｏリング
Claims (3)
- 圧縮空気のエネルギーをピストンの直線運動に変換して出力する空気圧アクチュエータであって、
前記ピストンを軸方向に摺動自在に収容する円筒状のシリンダ孔を有するアクチュエータ本体と、
前記シリンダ孔の軸方向に対して垂直な引っ掛け面を備え、前記シリンダ孔の内周面に形成されたリング状の溝部と、
前記ピストンに固定されたピストンロッドが貫通する貫通孔を備えるとともに外側の軸方向端面に該端面に開口する凹部を備え、前記シリンダ孔内に設けられて前記シリンダ孔を閉塞する樹脂製の閉塞部材と、
前記閉塞部材の外側の軸方向端面に同一面状に連なる平面状の係止面を備え、前記閉塞部材の外周部に一体に設けられて前記凹部に向けて径方向に弾性変形自在の爪部とを有し、
前記爪部の係止面を前記溝部の引っ掛け面に沿って係合させることにより前記閉塞部材を前記シリンダ孔内に固定することを特徴とする空気圧アクチュエータ。 - 請求項１記載の空気圧アクチュエータにおいて、前記シリンダ孔が底付き孔であることを特徴とする空気圧アクチュエータ。
- 請求項１または２記載の空気圧アクチュエータにおいて、前記閉塞部材の外周に装着されて前記シリンダ孔の内周面と前記閉塞部材との間から圧縮空気が外部に漏れ出すことを防ぐＯリングと、前記閉塞部材の内周に装着されて前記貫通孔から圧縮空気が外部に漏れ出すことを防ぐロッドパッキンとを有することを特徴とする空気圧アクチュエータ。
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| JP2009194933A JP4421677B2 (ja) | 2009-08-26 | 2009-08-26 | 空気圧アクチュエータ |
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