JP4431928B2

JP4431928B2 - 多段行程型シリンダ

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Publication number: JP4431928B2
Application number: JP2001043839A
Authority: JP
Inventors: 本道和宮; 原信夫針; 田隆幸澤
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2010-03-17
Anticipated expiration: 2021-02-20
Also published as: US7216580B2; US20050257683A1; JP2002250308A; DE10206600B4; DE10206600A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スポット溶接のためのガンシリンダ等のように、シリンダに複数段の行程と、そのストロークを調整可能にすることが要求される場合に使用するのに適した多段行程型シリンダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スポット溶接の可動側電極は、固定側電極に対して少なくとも２段の停止位置を備える必要がある。即ち、ガンシリンダには、溶接対象物を一対の電極の間に挟むときの該電極間の全開位置と、電極間に位置させた溶接対象物に一対の電極を比較的短いワーキングストロークを介して対峙させ、複数回のスポット溶接に際してのストロークをできるだけ短くするための溶接準備位置と、両電極を対象物に圧接する溶接作業位置とを取らせることが必要である。
【０００３】
また、現状での溶接作業においては、更に、多種の被溶接部材に対する対応のために、そのストロークの自由度を増すことが要求されるようになり、それを実現する電動式（サーボ）溶接ガンの要求も高まっている。ただ、現状での電動式（サーボ）溶接ガンは、その価格の問題、ライン作業上での溶着事故の問題、取り扱いの難しさ等において実用レベルの問題を抱えている。
上述したような問題は、上記スポット溶接ガンシリンダばかりでなく、各種クランプ装置の加圧ユニットなど、ピストンロッドの先端に取付けたヘッドをワークに対して繰り返し押し付ける機器などにおいても散見され、それらの場合にも同様の問題点を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明において解決しようとする課題は、基本的には、従来のスポット溶接ガン等のための流体圧シリンダに、上記問題を解決するための簡単な機構を具備させることにある。
本発明の更に具体的な課題は、対象物に対して少なくとも２段の停止位置を備え、更に、多種の被溶接部材等に対する対応のために、そのストロークの自由度を増した多段行程型シリンダを提供することにある。
本発明の他の課題は、電動式（サーボ）溶接ガンよりも安価で操作性のよい多段行程型シリンダを提供することにある。
本発明の他の課題は、溶接棒その他の工具の摩耗及び衝突音の緩和などに対応させることが可能なクッション機構を備えた多段行程型シリンダを提供することにある。
本発明の他の課題は、各ストロークの調整を電磁弁による流体の給排という遠隔的操作によって行うことができる多段行程型シリンダを提供することにある。
本発明の他の課題は、複雑に動作するピストンロッドの動作態様を検出可能にした多段行程型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】
上記課題を解決するための本発明の多段行程型シリンダは、流体圧駆動の主ピストンによりピストンロッドがその軸線方向に駆動される主シリンダに、該主ピストンの中間停止位置を設定する中間停止位置設定手段と、上記主ピストンの戻り位置を設定する戻り位置設定手段とを付設し、上記ピストンロッドをストロークの中間位置に停止可能にすると同時に、主ピストンの戻り位置を調整可能にした多段行程型シリンダであって、上記中間停止位置設定手段は、上記主ピストンのヘッドカバー側を摺動する停止位置設定ピストンを備え、それに連結したロッドを、上記ヘッドカバー側を貫通して外部に導出して、先端にヘッドカバー側の当接部に当接することによりピストンの停止位置を設定するストッパを設け、該ストッパによる停止位置設定ピストンの停止位置を可変にする可変手段を設けることにより構成し、上記戻り位置設定手段は、戻り位置設定ピストンに連結した位置設定ロッドの先端を、上記停止位置設定ピストンの背後に対向させることにより構成したことを特徴とするものである。
【０００６】
本発明に係る上記多段行程型シリンダにおいては、ストッパによる停止位置設定ピストンの停止位置の可変手段を、該ストッパのロッドに外嵌させる孔に口部からの深さが異なる段部を設け、該段部をロッドの周面に形成した段部に当接してストッパを固定することにより、該ストッパの当接位置を変更可能なものとすることができ、あるいは、ストッパの当接部を形成するところの流体圧駆動の当接位置調節ピストンを備え、その外端面を当接部としてストッパに対面させたものとすることができる。
【０００７】
また、本発明の多段行程型シリンダにおいては、主シリンダに、主ピストンの突出ストロークの終端における速度を排気側圧力室への空気圧の一時的封入によって減速するクッション機構を備え、それによって、溶接棒その他の工具の摩耗及び衝突音の緩和などに対応させることができる。
更に、本発明の多段行程型シリンダにおいては、ピストンロッドのストローク位置に応じた電気的信号を出力するストローク検出器を設け、該ストローク検出器を検出制御装置に接続し、そのストローク検出器の出力に基づいてピストンロッドの動作態様を検出することができる。
【０００８】
また、上基本発明の多段行程型シリンダにおいては、停止位置設定ピストンの両側の受圧面積の差に関連し、各圧力室に供給する流体圧力の高低を考慮する必要をなくすため、上記中間停止位置設定手段に、停止位置設定ピストンの両側の圧力室に同圧の圧力流体を供給した場合における当該ピストンの停止位置が、主ピストン側にストロークした位置になるようにするためのバランス手段を付設することができる。
【０００９】
上記構成を有する多段行程型シリンダは、主ピストンの流体圧駆動によりピストンロッドがその軸線方向に駆動されるものであるが、該主ピストンの中間停止位置設定手段として、主ピストンのヘッドカバー側に配設した停止位置設定ピストンにロッドを連結して該ロッドを外部に導出し、先端にヘッドカバー側の当接部に当接することによりピストンの停止位置を可変に設定するストッパを設けているので、該ストッパによる停止位置設定ピストンの停止位置を変え、それによって、ピストンロッドの中間停止位置を調整することができる。
【００１０】
また、上記主ピストンの戻り位置を設定する戻り位置設定手段として、戻り位置設定ピストンに連結した位置設定ロッドの先端を、上記停止位置設定ピストンの背後に対向させて、主ピストンの戻り位置を設定しているので、該戻り位置設定ピストンの駆動または非駆動により、主ピストンの戻り位置を２位置に調整することができ、即ち、主シリンダの全ストロークを２段階に調整することができる。
従って、本発明によれば、対象物に対して少なくとも２段の停止位置を備え、更に、多種の被溶接部材等に対する対応のために、そのストロークの自由度を増した多段行程型シリンダを得ることができる。
【００１１】
上記多段行程型シリンダのストッパによる停止位置設定ピストンの停止位置の設定、即ち主ピストンの中間停止位置の設定は、該ストッパのロッドに外嵌させる孔内に設けた段部をロッドの周面の段部に当接して該ストッパをロッドに固定するに際し、上記孔内の段部の口部からの深さが異なるものの中から、適切な深さの段部を有するものを選択して用い、あるいは、ストッパの当接部を形成するところの流体圧駆動の当接位置調節ピストンを突出または復帰位置に保持させ、さらにはその両者を併用し、任意に調整することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１ないし図４は、本発明に係る多段行程型シリンダの第１実施例を示すものである。この多段行程型シリンダは、スポット溶接のためのガンシリンダ等のように、空気等の流体圧駆動のシリンダに、複数段の行程とそのストロークを調整可能にすることが要求される場合に使用するのに適し、シリンダチューブ１０内をシールされた状態で摺動する主ピストン１２により、該シリンダチューブ１０のロッドカバー１１を通してピストンロッド１３がその軸線方向に駆動される主シリンダ１（図１及び図２参照）を備え、該シリンダ１に、上記主ピストン１２の中間停止位置を設定する中間停止位置設定手段２と、上記主ピストン１２の戻り位置を設定する戻り位置設定手段４とを付設している。
【００１３】
上記中間停止位置設定手段２は、上記シリンダチューブ１０内における主ピストン１２のヘッドカバー１４側をシール状態で摺動する停止位置設定ピストン２１を備え、それに連結したロッド２２を、該シリンダチューブ１０のヘッドカバー１４側を貫通して外部に導出し、その先端にストッパ２３を取付け、該ストッパ２３を、その当接部を形成するところの後述する当接位置調節ピストン３１に当接させることにより、上記停止位置設定ピストン２１の停止位置、即ち主ピストン１２の中間停止位置を可変に設定できるように構成している。
【００１４】
上記ストッパ２３は、図３に明瞭に示すように、それに貫設した孔２３ａによりロッド２２に外嵌し、該ストッパ２３の孔２３ａの両端側において口部から異なる深さに設けた段部２４のいずれかを、ロッド２２の周面に形成した段部２５に押し付けてナット２６で固定するようにしている。図中、２９はダンパーである。
従って、ナット２６を取り外してロッド２２に対するストッパ２３の外嵌の向きを変えるだけで、ストッパ２３の当接位置調節ピストン３１に対する当接位置、即ち、停止位置設定ピストン２１のストロークを変更することができる。図１と図３では、ロッド２２に外嵌させるストッパ２３の向きを変え、それによって該ピストン２１のストロークを変えた状態を示している。
なお、上記ストッパ２３として、孔２３ａの口部からの段部２４の深さが異なるものを複数用意し、それらの交換によっても上記停止位置設定ピストン２１のストロークを変更することができる。
【００１５】
上記ストッパ２３の当接部を形成するところの前記当接位置調節ピストン３１は、上記ヘッドカバー１４の外端側に設けた小ストロークのシリンダ状カバー３２内に、前記ロッド２２にシール状態で外嵌した状態で摺動するように収容し、その外端面の当接部３１ａを上記シリンダ状カバー３２から外部に露出させて、ストッパ２３に対面させている。
【００１６】
上記当接位置調節ピストン３１は、ヘッドカバー１４における給排ブロック３４に設けた当接位置調整用の給排ポート３５を通して圧力室３６に給排される圧力流体（圧縮空気）によって駆動され、突出位置と復帰位置との２位置を取るものであり、その結果、この当接位置調節ピストン３１による位置調整と前述したストッパ２３の段部２４の深さ調整との組み合わせにより、前記停止位置設定ピストン２１の停止位置を多段に調整することが可能になり、特に、当接位置調節ピストン３１による位置調整は、給排ポート３５に対する圧力流体の給排によって行うので、バルブの遠隔的操作によって行うことができる。
上記ストッパ２３による停止位置設定ピストン２１の停止位置を可変にするための可変手段としては、上記ストッパ２３の段部２４の深さを変更する手段と、当接位置調節ピストン３１によりストッパ２３の当接位置を変更する手段との一方のみを用いることもできるが、図示した実施例のように、その両者を併設することもできる。
【００１７】
前記停止位置設定ピストン２１の駆動は、ヘッドカバー１４における本体ボディ４１に設けた給排ポート２８から該ピストン２１の背後の圧力室２７への圧力流体（圧縮空気）の給排によって行うものであり、該ポート２８から圧力室２７への圧力流体の供給によって上記停止位置設定ピストン２１がストッパ２３によって決まる所定の中間停止位置まで移動し、その復帰は給排ポート２８から圧力流体を排出した状態で、復帰する主ピストン１２に押圧されることにより行うものである。
【００１８】
主ピストン１２の戻り位置を設定する戻り位置設定手段４は、上記本体ボディ４１内に設けたシリンダ部４１ａ内に、戻り位置設定ピストン４３をシール状態で摺動可能に配設し、該ピストン４３に連結した位置設定ロッド４４を、ダンパー４５を介して停止位置設定ピストン２１の背後に対向させることにより構成している。上記位置設定ロッド４４は、停止位置設定ピストン２１のロッド２２にシール状態で外嵌して該ロッド２２上を摺動するものである。また、上記戻り位置設定ピストン４３は、ヘッドカバー１４における給排ブロック３４に設けた戻り位置設定用の給排ポート４６（給排ポート３５とは位置がずれている。）を通して当該ピストン４３の駆動側圧力室４７に給排される圧力流体（圧縮空気）によって駆動され、主ピストン１２の全ストロークが短くなる突出位置と、該ストロークが最大になる復帰位置との２位置を取るものである。
【００１９】
また、上記多段行程型シリンダにおいては、主ピストン１２の突出ストロークの終端における速度を排気側圧力室５４への空気圧の一時的封入によって減速するクッション機構を備えている。
即ち、前記主ピストン１２にはクッションリング５１を設け、ロッドカバー１１に該クッションリング５１が嵌入する凹部５２を設けて、その口縁に、クッションリング５１が凹部５２に侵入したときに、該クッションリング５１の周面に接して上記凹部５２とシリンダチューブ１０内のロッドカバー１１側圧力室５４との直接的な連通を遮断するクッションパッキン５３を設けている。上記凹部５２は、図２に示すように、主ピストン１２の復帰のために圧力室５４に圧縮空気を給排する給排ポート５５を備え、クッションパッキン５３は、該給排ポート５５からの圧縮空気は圧力室５４側に通過させるが、圧力室５４から凹部５２内への圧縮空気の流れを阻止するところの１方向シールを行うものである。
【００２０】
また、図４に示すように、上記圧力室５４と凹部５２におけるクッションパッキン５３の内側とを連通させる流路５６には、主ピストン１２のクッションストロークにおいて、圧力室５４の圧縮空気を凹部５２を通して給排ポート５５に排出するための絞り弁５７を設けている。圧力室５４と凹部５２との間は、上記絞り弁５７だけではなく、クッションリング５１の周面に単一または複数の溝（図示省略）を設けて、該溝を通して排出することもできる。
一方、主ピストン１２の反対側の圧力室５８に圧縮空気を給排する給排ポート５９は、停止位置設定ピストン２１に連結したロッド２２の外端に設け、該ロッド２２内を貫通する流路６０を通して上記圧力室５８に連通させている。
【００２１】
このクッション機構においては、圧力室５８への圧縮空気の供給により主ピストン１２が駆動され、クッションリング５１がクッションパッキン５３内に突入すると、排気側の圧力室５４から給排ポート５５を通して直接的に排気する流路が遮断され、該圧力室５４内の残留空気は、絞り弁５７を設けた流路５６あるいはクッションリング５１の周面に設けた溝のみを通じて排気されることになり、それに伴って圧力室５４内の圧力が高まるので、その圧力が主ピストン１２に対してクッション作用を及ぼすものである。
このようなクッション機構は、溶接棒等の工具の摩耗及び衝突音の緩和など、従来の空気圧式スポット溶接ガン等のためのシリンダでは対応できていない要求に対して有効なものである。
なお、上記クッション機構を備える必要がない場合には、主ピストン１２を圧縮空気によって駆動する必要はなく、任意圧力流体を利用することができる。
【００２２】
また、図１に示しているように、上記ロッドカバー１１には、ストローク検出器６３を設けている。このストローク検出器６３は、そのヘッド６３ａにおいてピストンロッド１３上に付した磁気スケールを読み取ることにより、該ピストンロッド１３のストローク位置に応じた電気的信号を出力するものである。この出力に基づいて、ピストンロッド１３がどのようなストロークを行っているのかを検出することができ、それに基づいて、多段行程シリンダの動作態様ばかりでなく、対象物加圧時のピストンロッドの位置により電極の摩耗量等を把握することもできる。なお、他の測定手段によってストローク検出を行う検出器を用いても差し支えない。
【００２３】
上記構成を有する多段行程型シリンダは、基本的には、主ピストン１２の両側の圧力室５４，５８のいずれか一方に、圧縮空気等の圧力流体を供給すると同時に、他方の圧力室から圧縮空気を排出することにより、ピストンロッド１３を駆動するものであり、更に具体的には、ロッド２２の先端の給排ポート５９から該ロッド２２内の流路６０を通して主シリンダ１の圧力室５８に圧縮空気を供給することにより、主ピストン１２と共にピストンロッド１３を突出させる方向に駆動し、また、その圧力室５８の圧縮空気を排出すると同時に他方の圧力室５４に圧縮空気を送給することにより、主ピストン１２及びピストンロッド１３を復帰させるものである。
【００２４】
上記主ピストン１２の中間停止位置は、中間停止位置設定手段２によって設定されるものである。即ち、ヘッドカバー１４に設けた給排ポート２８から停止位置設定ピストン２１の背後の圧力室２７へ圧縮空気を供給すると、該停止位置設定ピストン２１が、それに連結したロッド２２の先端のストッパ２３が当接位置調節ピストン３１の外面の当接部３１ａに当接する位置まで移動して停止し、それによって停止位置設定ピストン２１が主ピストン１２の停止位置を設定する中間位置（図１及び図２の鎖線位置）まで移動する。
【００２５】
上記停止位置設定ピストン２１が停止する中間位置は、該ピストン２１の停止位置を可変にする可変手段、つまり、ロッド２２の先端に設けたストッパ２３における、当接位置調節ピストン３１の当接部３１ａへ当接する部分の位置、あるいは、当接位置調節ピストン３１における当接部３１ａの位置のいずれか、またはその双方の調整により、他段階に調節することができる。
【００２６】
前述したように、上記ストッパ２３の位置の調節は、ナット２６を取り外してロッド２２に対するストッパ２３の外嵌の向きを変え、あるいは、ストッパ２３をその孔２３ａの口部からの段部２４の深さが異なるものと交換することによって行うことができ、また、当接位置調節ピストン３１における当接部３１ａの位置は、給排ブロック３４に設けた給排ポート３５を通して圧力室３６に圧力流体を給排し、該ピストン３１を突出位置または復帰位置に移動させることにより調整することができる。そして、上記両者の組み合わせにより、前記停止位置設定ピストン２１の停止位置を多段に調整することが可能になる。
【００２７】
このように、上記停止位置設定ピストン２１が停止する中間位置を可変手段によって変えることにより、給排ポート２８から圧力室２７へ圧力流体を供給したときの停止位置設定ピストン２１の移動位置を調整し、結果的に主ピストン１２の復帰位置を調整することができる。
【００２８】
また、上記主ピストン１２の戻り位置、即ち、主ピストン１２の全ストロークは、戻り位置設定手段４によって設定され、具体的には、給排ブロック３４に設けた戻り位置設定用の給排ポート４６を通して圧力室４７に圧力流体を給排することにより、該戻り位置設定ピストン４３に連結した位置設定ロッド４４の先端を、停止位置設定ピストンの背後の２位置（戻り位置設定ピストンの駆動または非駆動位置）のいずれかに配置し、主シリンダの全ストロークを２段階に調整することができる。
【００２９】
上記多段行程型シリンダにおいては、圧力室３６における当接位置調節ピストン３１の受圧面積を、圧力室２７における停止位置設定ピストン２１の受圧面積よりも大きく設定しているので、給排ポート３５を通して圧力室３６に圧力流体を供給すると同時に、給排ポート２８から停止位置設定ピストン２１の背後の圧力室２７へ同圧の圧力流体を供給し、それによってストッパ２３が当接位置調節ピストン３１の当接部３１ａに当接する位置まで停止位置設定ピストン２１が駆動された状態においては、当接位置調節ピストン３１がストッパ２３から受ける力によって押戻されることはない。
【００３０】
しかしながら、給排ポート２８から圧力室２７へ圧力流体を供給することにより、ストッパ２３が当接位置調節ピストン３１の当接部３１ａに当接する位置まで停止位置設定ピストン２１を駆動した状態において、ロッド２２の端部の給排ポート５９からロッド２２内の流路６０を通して圧力室５８に同圧の圧力流体を供給すると、停止位置設定ピストン２１の圧力室５８側の受圧面積が圧力室２７側の受圧面積よりも大きいので、停止位置設定ピストン２１が圧力室５８側からの力により押戻されることになる。
従って、給排ポート２８から供給する流体の圧力は、給排ポート５９から供給する流体の圧力よりも上記の押戻しが生じない程度に高くしておくことが必要である。また、それに伴って給排ポート３５から供給する流体圧力も高める必要がある。
【００３１】
図５は、上記多段行程型シリンダの動作態様の一例を示すものである。この例では、戻り位置設定ピストン４３によって設定された全ストロークのストローク開始位置Ａから、給排ポート２８を通じて圧力室２７に圧力流体を供給することにより停止位置設定ピストン２１を駆動し、それにより該停止位置設定ピストン２１に押圧されて主ピストン１２が駆動され、該主ピストン１２が中間停止位置Ｂに至っている。次に、主ピストン１２の両側の圧力室５８，５４への圧力流体の交互の給排を繰り返すことにより、ＢＣ点間を往復する多点溶接等のワーキングストロークを反復し、それが終了した段階で、圧力室５４へ圧力流体を供給した状態で給排ポート２８から圧力室２７の圧力流体を排出し、主ピストン１２をもとのストローク開始位置に復帰させている。
【００３２】
上記第１実施例の多段行程型シリンダにおいては、先に説明したように、停止位置設定ピストン２１の両側の受圧面積の差に関連し、所要の動作を行わせるためには、各給排ポートに供給する流体の圧力の高低を調整する必要があるが、図６乃至図８に示す第２乃至第４実施例では、中間停止位置設定手段２に、各ピストンの受圧面積の調整等によりそのような圧力調整の必要をなくすためのバランス手段、即ち、停止位置設定ピストンの両側の圧力室に同圧の圧力流体を供給した場合における当該ピストンの停止位置が、主ピストン側にストロークした位置になるようにするための手段を付設している。
【００３３】
まず、図６の第２実施例は、上記第１実施例のヘッドカバー１４に上記バランス手段を付加したものであり、具体的には、第１実施例のシリンダ状カバー３２に代えて、該ヘッドカバー１４の外端側にシリンダ状カバー６５を設け、該シリンダ状カバー６５に、当接位置調節ピストン３１内を通して突出するロッド２２をシール状態で被うロッド被包筒６６を付設し、該ロッド被包筒６６に給排ポート６７を設けて、該給排ポート６７から、被包筒６６の内部、及びロッド２２の先端の給排ポート５９を経て、圧力室５８に圧縮空気を給排するように構成している。また、上記ロッド被包筒６６を設けた関係で、当接位置調節ピストン３１における当接部３１ａを形成している軸状部分の内外をシール部材によりシールしている。その他の構成は、第１実施例と変わるところがないので、第１実施例と同一の符号を付している。
【００３４】
この第２実施例によれば、給排ポート２８から圧力室２７へ圧力流体を供給することにより、ストッパ２３が当接位置調節ピストン３１の当接部３１ａに当接する位置まで停止位置設定ピストン２１を駆動した状態において、給排ポート６７からロッド２２の端部の給排ポート５９を通して圧力室５８に同圧の圧力流体を供給したとき、ロッド被包筒６６内においてもロッド２２に流体圧力が作用するので、停止位置設定ピストン２１に対してその両側から作用する流体圧の受圧面積がほぼ均等となり、停止位置設定ピストン２１が圧力室５８側からの力により押戻されることはない。
【００３５】
図７の第３実施例では、停止位置設定ピストン７３に、主ピストン７１に設けた挿入孔７２及びピストンロッド１３の一部を構成するパイプ７４内に嵌入する突出杆７５を設け、停止位置設定ピストン７３に連結してヘッドカバー側の外部に導出するロッド２２内の流路６０を上記突出杆７５に設けた孔７６を通して主ピストン７１と停止位置設定ピストン７３との間の圧力室７７に開口させると共に、上記突出杆７５内の通孔７８を通して前記パイプ７４内に開口させ、また、上記主ピストン７１の挿入孔７２を通してパイプ７４内に挿通した突出杆７５の先端に、主ピストン７１の挿通孔７２の孔縁に係止する係止部材７９を設けている。なお、上記突出杆７５の径は停止位置設定ピストン７３に連結してヘッドカバー側の外部に導出するロッド２２と略同径である。
【００３６】
このように構成すると、給排ポート２８から停止位置設定ピストン７３のヘッドカバー側圧力室２７に圧力流体を供給した状態で、流路６０を通して同圧の圧力流体を供給し、孔７６を通して停止位置設定ピストン７３の主ピストン７１側の圧力室７７にそれを充填すると共に、パイプ７４内にもそれを充填しても、係止部材７９が主ピストン７１に係止しているので、圧力室７７内の流体圧力が主ピストン７１及び停止位置設定ピストン７３を移動させる力として作用せず、単にパイプ７４内の流体圧力が停止位置設定ピストン７３を押戻す力として作用するのみであり、そのため、該ピストン７３が押戻されることはない。
【００３７】
また、図８の第４実施例では、停止位置設定ピストン８３に、主ピストン８１内に設けた挿入孔８２に双方向シール状態で嵌入する突出杆８５を設け、該突出杆８５の径を、停止位置設定ピストン８３に連結してヘッドカバー側の外部に導出するロッド２２よりも大径とし、該ロッド２２内の流路６０を上記突出杆８５に設けた小孔８６を通して主ピストン８１と停止位置設定ピストン８３との間の圧力室８７に開口させ、また、上記主ピストン８１に設けた挿入孔８２内の空間を、ピストンロッド１３内の通孔８８を通してロッドカバー１１の凹部８９に開口する給排ポート５５に連通させている。
【００３８】
このように構成すると、給排ポート２８から停止位置設定ピストン８３のヘッドカバー側圧力室２７に圧力流体を供給した状態で、流路６０を通して同圧の圧力流体を供給し、小孔８６を通して停止位置設定ピストン８３の主ピストン８１側の圧力室８７にそれを充填しても、停止位置設定ピストン８３の圧力室８７に対面する受圧面積が、他方の圧力室２７に対面する受圧面積よりも小さいので、停止位置設定ピストン８３が押戻されることはない。
【００３９】
また、主ピストン８１を復帰させるために、上記圧力室８７の圧縮空気を排出させると同時に、給排ポート５５からクッションパッキン５３等を通して主ピストン８１の復帰側圧力室５４に圧縮空気を供給すると、その圧縮空気が通路８８を通して主ピストン８１内の挿入孔８２にも充填されるが、この通路８８内の圧力は、突出杆８５に対してそれを押戻す方向に作用すると共に、挿入孔８２内において主ピストン８１に対しそれを復帰させる方向とは反対の方向にも作用し、結果的には、圧力室２７に対面する停止位置設定ピストン８３の受圧面積よりも、主ピストン８１を復帰させる方向に作用する圧縮空気の受圧面積が小さく、そのため、この状態でも主ピストン８１に作用する圧力によって停止位置設定ピストン８３が押戻されることはない。
【００４０】
上記第３乃至第４実施例におけるその他の構成及び作用は、第１実施例の場合と実質的にかわるところがないので、図中の主要部に第１実施例と同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
また、上述した各実施例の多段行程型シリンダは、自動車ボディやスチール家具等の溶接組立ラインのガン加圧装置ばかりでなく、各種クランプ装置の加圧ユニット、その他の中間停止を要求される各種用途のシリンダとして利用することができるものである。
【００４１】
【発明の効果】
以上に詳述した本発明によれば、従来のスポット溶接ガン等のための流体圧シリンダの問題点を解決した簡単な機構の多段行程型シリンダを安価に提供することができ、更に具体的には、対象物に対して少なくとも２段の停止位置を備え、しかも、多種の被溶接部材等に対する対応のためにそのストロークの自由度を増し、その結果、電動式（サーボ）溶接ガンよりも安価で操作性のよい多段行程型シリンダを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る多段行程型シリンダの第１実施例の全体的構成を示す部分断面図である。
【図２】上記第１実施例における図１とは異なる向きでの要部（主シリンダ）拡大縦断面図である。
【図３】上記第１実施例における要部（中間停止位置設定手段）の縦断面図である。
【図４】上記第１実施例における図２とは異なる位置での要部（クッション機構）拡大縦断面図である。
【図５】本発明に係る多段行程型シリンダの動作の態様の一例を説明するための説明図である。
【図６】上記第１実施例の多段行程型シリンダに、各給排ポートへの流体の圧力調整を不要にするバランス手段を付加した第２実施例の要部断面図である。
【図７】本発明に係る多段行程型シリンダの第３実施例の構成を示す部分半断面図である。
【図８】本発明に係る多段行程型シリンダの第４実施例の構成を示す部分半断面図である。
【符号の説明】
１主シリンダ
２中間停止位置設定手段
４戻り位置設定手段
１２，７１，８１主ピストン
１３ピストンロッド
１４ヘッドカバー
２１，７３，８３停止位置設定ピストン
２２ロッド
２３ストッパ
２７，５８，７７，８７圧力室
３１当接位置調節ピストン
３１ａ当接部
４３戻り位置設定ピストン
４４位置設定ロッド
２３ａ孔
２４，２５段部
５４圧力室
６３ストローク検出器

Claims

流体圧駆動の主ピストンによりピストンロッドがその軸線方向に駆動される主シリンダに、該主ピストンの中間停止位置を設定する中間停止位置設定手段と、上記主ピストンの戻り位置を設定する戻り位置設定手段とを付設し、上記ピストンロッドをストロークの中間位置に停止可能にすると同時に、主ピストンの戻り位置を調整可能にした多段行程型シリンダであって、
上記中間停止位置設定手段は、上記主ピストンのヘッドカバー側を摺動する停止位置設定ピストンを備え、それに連結したロッドを、上記ヘッドカバー側を貫通して外部に導出して、先端にヘッドカバー側の当接部に当接することによりピストンの停止位置を設定するストッパを設け、該ストッパによる停止位置設定ピストンの停止位置を可変にする可変手段を設けることにより構成し、
上記戻り位置設定手段は、戻り位置設定ピストンに連結した位置設定ロッドの先端を、上記停止位置設定ピストンの背後に対向させることにより構成した、
ことを特徴とする多段行程型シリンダ。
ストッパによる停止位置設定ピストンの停止位置の可変手段を、該ストッパのロッドに外嵌させる孔に口部からの深さが異なる段部を設け、該段部をロッドの周面に形成した段部に当接してストッパを固定することにより、該ストッパの当接位置を変更可能なものとした、
ことを特徴とする請求項１に記載の多段行程型シリンダ。
ストッパによる停止位置設定ピストンの停止位置の可変手段として、ストッパの当接部を形成するところの流体圧駆動の当接位置調節ピストンを備え、その外端面を当接部としてストッパに対面させた、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の多段行程型シリンダ。
主シリンダに、主ピストンの突出ストロークの終端における速度を排気側圧力室への空気圧の一時的封入によって減速するクッション機構を備えた、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の多段行程型シリンダ。
ピストンロッドのストローク位置に応じた電気的信号を出力するストローク検出器を設け、該ストローク検出器を、その出力に基づいてピストンロッドの動作態様を検出する検出制御装置に接続した、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の多段行程型シリンダ。
中間停止位置設定手段に、停止位置設定ピストンの両側の圧力室に同圧の圧力流体を供給した場合における当該ピストンの停止位置が、主ピストン側にストロークした位置になるようにするためのバランス手段を付設した、
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の多段行程型シリンダ。