JP5006301B2 - 流体圧シリンダ - Google Patents

Description

本発明は、流体の給排によって可動部に直線運動と回転運動とからなる複合運動を行わせる流体圧シリンダに関する。

流体圧シリンダとしては、例えば、ピストン及びピストンロッドに直線運動と回動運動とを行わせるロータリクランプシリンダが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１に記載のロータリクランプシリンダは、シリンダチューブに、ピストンロッドと一体のピストンが摺動・回動自在に嵌合され、ピストンロッドの先端部はロッドカバーから突出している。そして、シリンダチューブの側部に形成された挿通孔にはガイドピンが挿通され、そのガイドピンは、ロッドカバー側部のネジ孔にねじ込まれている。また、ピストンロッドの外周面には、平行部分と螺旋状部分とを含む曲線状のガイド溝が形成されている。そして、このガイド溝内には、ガイドピンの先端が係合するような状態で配置され、シリンダチューブ内に流体が給排されると、ガイド溝がガイドピンと摺接しつつピストンロッドは移動する結果、ピストンが直線運動を行いながら回動運動を行うようになっている。
実開平５−５２３０５号公報

ところで、特許文献１に記載するようなロータリクランプシリンダでは、小口径タイプのものもあり、ロータリクランプシリンダが小口径タイプになると、ピストン及びピストンロッドの径も小さくなり、それに伴って、ガイド溝及びガイドピンも小さくなり、ガイドピンの受けられる力も小さくなる。そのため、ロータリクランプシリンダでは、小口径タイプになると、慣性モーメントの小さい負荷しか駆動できなかった。そして、仮に、慣性モーメントの大きい負荷を駆動する場合には、大口径タイプのロータリクランプシリンダを使用するしかなかった。すなわち、従来は、コンパクトなタイプのロータリクランプシリンダによって、慣性モーメントの大きい負荷を駆動することは難しかった。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、流体圧シリンダにあって、コンパクトなタイプであっても、慣性モーメントの大きい負荷を駆動することができる流体圧シリンダを提供することにある。

前記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、シリンダチューブ内に、ピストン及びロッドからなる可動部を移動可能に収容し、前記シリンダチューブ内に流体を給排することによって前記可動部に直線運動と回転運動とからなる複合運動を行わせる流体圧シリンダにおいて、前記可動部のうち、前記ピストンには、同ピストンの軸線に対して直交する方向に貫通するとともに前記ピストンの軸線方向に螺旋状に延びるガイド孔が形成され、前記シリンダチューブの内部は、前記ピストンによって前記流体が給排される第１圧力作用室及び第２圧力作用室に仕切られており、前記ピストンの外周面には、前記第１圧力作用室と前記ガイド孔との間をシールする第１シール部材、及び前記第２圧力作用室と前記ガイド孔との間をシールする第２シール部材が装着され、前記ガイド孔には、前記シリンダチューブ側に両持ち支持されたガイドロッドが挿通され、前記ガイドロッドと前記ガイド孔とが摺接することで、前記可動部の複合運動を案内することを要旨とする。

この発明では、ガイド孔がガイドロッドと摺接しており、流体が給排されると可動部は複合運動を行う。そして、可動部が複合運動を行っているとき、ガイドロッドには、ガイド孔との摺接部位に荷重が作用する。しかし、ガイドロッドは両持ち支持されているため、ガイドロッドにかかる荷重が同じであれば、ガイドロッドが片持ち支持されている場合に比べてガイドロッドに生じる応力は小さくなる。このため、サイズがコンパクトな流体圧シリンダにすることで、小さなガイドロッドになっても、ガイドロッドが片持ちである場合に比べて、慣性モーメントの大きな負荷を駆動できるようになる。

この発明では、ガイド孔がロッドに形成されている場合に比べて、可動部の回転中心からガイドロッドとガイド孔との摺接部位までの距離は長くなる。したがって、ガイドロッドに生じる応力が過大になるのを避けつつ、慣性モーメントの大きな負荷を駆動することができる。

この発明では、ガイド孔は第１及び第２圧力作用室とから分離され、かつ、外部に露出しないため、第１圧力作用室及び第２圧力作用室に流体が給排されても、流体がガイド孔にまで流入することを抑制できる。したがって、ガイド孔に塗られた潤滑材が流体の影響を受けて流れ落ちることを抑制できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記シリンダチューブには、その径方向に延びる圧入孔が形成され、前記ガイドロッドの両端部は、前記圧入孔に圧入固定されていることを要旨とする。

ガイドロッドを片持ち支持する場合、締結部材等を用いてガイドロッドの一端部を強固に固定する必要があるが、この発明では、ガイドロッドは両持ち支持される構造であるため、ガイドロッドの両端部を圧入固定するだけでよい。したがって、ガイドロッドの両端を固定する構造を簡素化できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記シリンダチューブには、その径方向に延びる挿通孔が形成され、前記ガイドロッドの両端部は、前記挿通孔に挿通された状態で固定具により固定されていることを要旨とする。

この発明では、ガイドロッドと挿通孔との間に所定のクリアランスを設定することで、ガイドロッドを挿通孔に挿通した状態で、所定のクリアランス分だけ、位置をずらすことができる。したがって、ガイドロッド及びガイド孔が高精度に加工されていないため、ガイドロッドとガイド孔との位置が予め定められた位置に合っていなければ、ガイドロッドを挿通孔に挿通した後、ガイドロッドをずらしてガイド孔の位置に合わせることができる。

本発明によれば、流体圧シリンダにあって、コンパクトなタイプであっても、慣性モーメントの大きい負荷を駆動することができる。

（第１実施形態）
以下、本発明をロータリクランプシリンダに具体化した第１実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。なお、以下の説明では、図１（ａ）及び（ｂ）の右側をロータリクランプシリンダのヘッド側とし、図１（ａ）及び（ｂ）の左側をロータリクランプシリンダのアーム側としている。

図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、ロータリクランプシリンダ（以下、シリンダという。）１１は、ロッド付きタイプのエアシリンダである。シリンダ１１を構成するシリンダチューブ１２は、等断面形状を有するアルミニウム合金製の筒状押出成形品である。そして、シリンダチューブ１２のヘッド側の開口は円板状のヘッドカバー１３により封止されるとともに、シリンダチューブ１２のアーム側の開口はロッドメタル１４により封止されている。

ヘッドカバー１３はシリンダチューブ１２の内周面に嵌着されている。また、ロッドメタル１４は、シリンダチューブ１２内に配置された状態で、Ｃ型止め輪１５及び図示しない止めネジによりシリンダチューブ１２のアーム側の開口付近に固定されている。ロッドメタル１４には、その外周面にシール部材としての環状をなすゴム製のＯリング１６が装着されている。

一方、シリンダチューブ１２の内部空間には、流体圧（本実施形態では空気）により、シリンダチューブ１２の軸方向に沿って移動可能なピストン１７、及びピストン１７と一体に設けられたロッド１８が収容されている。本実施形態において、可動部は、ロッド１８、及びピストン１７により構成されている。

ピストン１７はシリンダチューブ１２の長手方向に長く形成されるとともに、シリンダチューブ１２の内部空間を２つの圧力作用室１９，２０に仕切っている。ピストン１７はロッド１８よりも大径であるとともに、アーム側寄りの位置に環状の第１シール部材としての第１ピストンパッキン２１が外装されている。また、ピストン１７には、ヘッド側寄りの位置に環状の第２シール部材としての第２ピストンパッキン２２が外装されている。そして、ピストン１７には、ヘッド側の端面２４から突出する突起部２５に環状のアダプタ２６が嵌め込まれている。

そして、アダプタ２６の外周面には、ピストン１７とアダプタ２６とに挟まれるようにしてピストン位置検出用の環状のマグネット２７が装着されている。そして、アダプタ２６には、そのヘッドカバー１３と対向する端部に、ゴム等の弾性体からなるクッション部材２８が装着されている。なお、クッション部材２８は、ピストン１７がヘッド側のストロークエンドに達したときにヘッドカバー１３と当接してピストン１７に加わる衝撃を緩衝するように構成されている。また、ピストン１７には、アダプタ２６が設けられている側とは反対側（アーム側）の端面２９に、ロッド１８の基端部１８ｂが一体的に設けられている。

ロッド１８はロッドメタル１４に貫通支持されるとともに、ピストンの移動に伴いシリンダチューブ１２から出没するようになっている。外部に突出するロッド１８の先端部１８ａには、クランプアーム取り付け用のボルト穴３０が形成されている。そして、ロッド１８の先端部１８ａには、ボルト３１によりクランプアーム３２の基端側が固定されている。クランプアーム３２は、ロッド１８の軸線（ピストン１７の軸線Ｐ）に対して直交するように延びている。なお、クランプアーム３２は、自身の長さと質量とに応じた所定の慣性モーメントを有しており、この慣性モーメントの大きさに応じてロッド１８に作用する負荷が決まる。

一方、ロッドメタル１４の内周面には、ロッド１８の摺動性を高めるための筒状のブッシュ３３が装着されるとともに、ブッシュ３３よりもアーム側にゴム等の弾性体からなる環状のロッドパッキン３４が装着されている。そして、ロッド１８の基端部１８ｂには、ゴム等の弾性体からなる環状のクッション部材３５が外嵌されている。このクッション部材３５は、ピストン１７のアーム側のストロークエンドにおいてロッドメタル１４に当接してピストン１７に加わる衝撃を緩衝するように機能する。

図１（ａ）に示すように、シリンダチューブ１２の外周面１２ａには、アーム側寄りの位置に、第１の給排ポート３６が形成されている。また、シリンダチューブ１２の外周面１２ａにおいてヘッド側寄りの位置には、第２の給排ポート３７が形成されている。第１の給排ポート３６は、連通孔３９を介してアーム側の第１圧力作用室１９に連通している。また、第２の給排ポート３７は、連通孔４０を介してヘッド側の第２圧力作用室２０に連通している。シリンダチューブ１２には、第１の給排ポート３６と第２の給排ポート３７との間の中央位置に、シリンダチューブ１２の径方向に延びてシリンダチューブ１２内外を連通する圧入孔３８が形成されている。圧入孔３８は、ピストン１７の軸線Ｐを間に挟んで対称に一対設けられている。

図１（ａ）、（ｂ）示すように、ピストン１７には、第１ピストンパッキン２１と第２ピストンパッキン２２との間に、ピストン１７の軸線Ｐを通り、かつ、ピストン１７の軸線Ｐと直交する方向（ピストン１７の径方向）に貫通するガイド孔４１が形成されている。ガイド孔４１は、第１圧力作用室１９及び第２圧力作用室２０とは非連通状態になっている。そして、ガイド孔４１には、真っ直ぐなガイドロッド４４が挿通されるとともに、ガイド孔４１の内面にはガイドロッド４４との間の摺動性を高めるための潤滑材（例えば、グリース）が塗られている。図２に示すように、ガイド孔４１は、ピストン１７の軸線Ｐに沿って直線状に延びる直線部分４２と、ピストン１７の軸線Ｐを中心として螺旋状に延びる曲線部分４３とによって構成されている。なお、直線部分４２及び曲線部分４３の幅は、ガイド孔４１の全長を通じて、一定に形成されている。

直線部分４２は、ピストン１７の軸線Ｐと直交する断面形状（以下、「直線部分４２の断面形状」という。）が、どの部分においても、同じになるように形成されている。そして、直線部分４２は、そのヘッド側の端部が曲線部分４３に繋がっている。

曲線部分４３においてピストン１７の軸線Ｐと直交する断面形状（以下、「曲線部分４３の断面形状」という。）は、ヘッド側寄りになるにつれて、直線部分４２の断面形状に対して傾くように形成されている。そして、曲線部分４３の断面形状において、最もヘッド側寄りでは、直線部分４２の断面形状に対して９０°傾いている。

図１（ａ）に示すように、ガイドロッド４４は、ガイド孔４１に挿通された状態で、その両端部４４ａ，４４ｂが圧入孔３８に圧入されることで固定されている。そのため、ガイドロッド４４は、シリンダチューブ１２に対して移動不能に構成されている。ガイドロッド４４は、ピストン１７の軸線Ｐを通過してピストン１７の軸線Ｐと直交するように配置されている。そして、ガイドロッド４４は、ピストン１７の軸線Ｐと直交する断面において、ガイド孔４１の貫通方向と平行に配置されるとともに、ガイド孔４１と摺接するように構成されている。

次に、本実施形態におけるシリンダ１１の動作を説明する。
クランプアーム３２により図示しないワークをクランプする前の状態では、シリンダ１１のピストン１７は、アーム側のストロークエンドにあり、ロッド１８の大部分は、シリンダチューブ１２から突出している。この状態において、第１の給排ポート３６を介してアーム側の第１圧力作用室１９に空気が供給されると、空気の圧力によってピストン１７がヘッド側に押圧される。その結果、ピストン１７、ロッド１８及びクランプアーム３２はヘッド側へ一体移動を開始する。ピストン１７及びロッド１８が移動するとき、ガイド孔４１はガイドロッド４４に対して摺動し、ガイドロッド４４に案内される。

ここで、ガイド孔４１の直線部分４２がガイドロッド４４と摺動してピストン１７及びロッド１８がヘッド側に移動するとき、ピストン１７及びロッド１８は、回転運動を行わずに、直線運動のみを行う。そして、ピストン１７及びロッド１８がヘッド側に移動している途中で、ガイド孔４１の曲線部分４３とガイドロッド４４とが摺動するようになると、ピストン１７にはピストン１７を回転させようとする力が働くため、ピストン１７及びロッド１８は直線運動を行いながら、回転運動も行うようになる。

そして、ピストン１７及びロッド１８がアーム側のストロークエンドからヘッド側のストロークエンドにまで達すると、クランプアーム３２は所定のクランプ動作を行い、図示しないワークをクランプする。

また、ピストン１７及びロッド１８がヘッド側のストロークエンドに達した後、第１の給排ポート３６を介して第１圧力作用室１９にエアが供給されると、空気の圧力により、ピストン１７がアーム側に押圧される。その結果、ピストン１７、ロッド１８及びクランプアーム３２がアーム側へ一体移動して、クランプ状態であったクランプアーム３２がアンクランプ状態となり、ワークを釈放する。

ここで、ピストン１７が直線運動と回転運動とからなる複合運動を行うとき、図３に示すように、ピストン１７は周方向に若干傾くため、ガイド孔４１の開口縁部４１ａがガイドロッド４４に当たり、ガイドロッド４４には、ガイド孔４１の開口縁部４１ａから集中荷重Ｆが加えられる。すると、ガイドロッド４４には曲げモーメントＭｗが作用し、それによってガイドロッド４４には応力σ１が生じる。そして、図４（ａ）に示すように、ガイドロッド４４がピストン１７から集中荷重Ｆを受けるときに、第１固定端Ｑ１から荷重点Ｏまでの距離はＬ_１、第２固定端Ｑ２から荷重点Ｏまでの距離はＬ_２、第１固定端Ｑ１と第２固定端Ｑ２との間の距離はＬであるとすると、ガイドロッド４４に作用する曲げモーメントＭｗは、次式で表される。

そして、式（１）より、両持ち支持されたガイドロッド４４に生じる応力σ１は、次式で表される。

これに対して、図４（ｂ）に示すように、一方の端部Ｋ１がシリンダチューブ１２に固定され、他方の端部Ｋ２が自由端であるガイドロッドＫを有するシリンダについて説明する。まず、ピストンＫ３が複合運動を行って、ガイドロッドＫに集中荷重Ｆが作用したとき、図４（ｂ）に示すように、ガイドロッドＫに作用する曲げモーメントＭｓは、次式で表される。

そして、片持ち支持されたガイドロッドＫに生じる応力σ２は、次式で表される。

そして、式（５）のため、式（１）と式（３）とを比較すると、Ｍｓ＞Ｍｗとなる。その結果、式（２）と式（４）より、ガイドロッドＫに作用する集中荷重Ｆが同じ場合、両持ちのガイドロッド４４に生じる応力σ１は、片持ちのガイドロッドＫに生じる応力σ２よりも小さくなる。すなわち、慣性モーメントの大きなクランプアーム３２を駆動することでガイドロッド４４に作用する集中荷重Ｆが大きくなった場合には、片持ちのガイドロッドＫに比べてガイドロッド４４に生じる応力が大きくなることを抑制できる。したがって、サイズのコンパクトなシリンダ１１であっても、ガイドロッド４４に生じる応力をガイドロッド４４の許容応力以下にして、慣性モーメントの大きなクランプアーム３２を駆動できる。

この実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）シリンダ１１は、シリンダチューブ１２内にピストン１７及びロッド１８を収容し、シリンダチューブ１２内に空気が給排されることによってピストン１７及びロッド１８が直線運動や複合運動を行うように構成されている。そして、ピストン１７には、ピストン１７の軸線Ｐと直交する方向に貫通するガイド孔４１が形成されている。そして、ガイド孔４１には、ガイドロッド４４が挿通されている。ガイドロッド４４は、その両端部４４ａ，４４ｂがシリンダチューブ１２に固定されている。したがって、コンパクトなサイズのシリンダ１１であっても、ガイドロッド４４に生じる応力を許容応力以下に抑えたまま、慣性モーメントの大きなクランプアーム３２を駆動することができる。

（２）可動部は、ピストン１７とロッド１８とにより構成されている。ピストン１７には、ガイド孔４１が形成されている。そして、ガイド孔４１の曲線部分４３がガイドロッド４４と摺動するとき、ガイド孔４１の開口縁部４１ａに回転力が作用して、可動部は、回転運動する。したがって、ピストン１７及びロッド１８の回転半径を大きくすることができるため、ロッド１８に対して回転力を与える場合よりも小さい力でピストン１７及びロッド１８に同じ回転運動をさせることができる。その結果、ガイドロッド４４に生じる応力が過大になるのを避けつつ、慣性モーメントの大きなクランプアーム３２を駆動することができる。

（３）ピストン１７の外周面１７ａには、第１圧力作用室１９とガイド孔４１とをシールする第１ピストンパッキン２１と、第２圧力作用室２０とガイド孔４１とをシールする第２ピストンパッキン２２とが装着されている。したがって、第１圧力作用室１９及び第２圧力作用室２０に空気が給排されても、空気がガイド孔４１にまで流入することはないため、ガイド孔４１に塗られた潤滑材が流れ落ちることを抑制できる。

（４）シリンダチューブ１２には、その径方向に延びる圧入孔３８が形成されている。そして、ガイドロッド４４の両端部４４ａ，４４ｂは、圧入孔３８に圧入されて、固定されている。したがって、ガイドロッド４４の端部４４ａ，４４ｂの一方のみをボルト等の締結部材を用いて固定する場合に比べて、ガイドロッド４４の端部４４ａ，４４ｂを固定する構造を簡素にすることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図５にしたがって説明する。この実施形態では、ガイドロッドの両端部の固定構造が、前記第１実施形態と異なっている。その他の構成は前記第１実施形態とほぼ同じであり、第１実施形態と同様の構成部分は同一符号を付して説明を省略又は簡略する。

図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、シリンダチューブ１２には、その外周面１２ａに正面視円形状の第１凹部５０が設けられている。第１凹部５０は、第１挿通孔５１を介してシリンダチューブ１２の内部と連通している。また、シリンダチューブ１２の外周面１２ａには、ピストン１７の軸線Ｐを間に挟んで第１凹部５０と対称な位置に正面視円形状の第２凹部５２が設けられている。第２凹部５２は、第２挿通孔５３を介してシリンダチューブ１２の内部と連通している。

そして、第１挿通孔５１及び第２挿通孔５３には、ガイドロッド５５が挿通されるとともに、ガイドロッド５５の両端部５５ａ，５５ｂは、それぞれ第１凹部５０及び第２凹部５２内に突出している。図５（ｂ）に示すように、第１挿通孔５１及び第２挿通孔５３は、ガイドロッド５５がピストン１７の軸線Ｐを中心とした回動を所定範囲許容するために、ガイドロッド５５との間にシリンダチューブ１２の周方向において所定のクリアランスを設定している。

ガイドロッド５５の一方の端部５５ａは縮径されている。そして、ガイドロッド５５のうち縮径されている部分にはＣリング５６が取り付けられるとともに、シリンダチューブ１２に固定されている。また、図５（ｃ）に示すように、ガイドロッド５５の他方の端部５５ｂは、円板状の調芯具５４の調芯孔５７に挿通されている。調芯具５４は、第２凹部５２に圧入嵌合されている。また、図５（ｄ）に示すように、調芯具５４に形成された調芯孔５７は、一方向の径が長い長孔状に形成されるとともに、調芯具５４の中心からずらされた位置に設けられている。図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、調芯孔５７は、その短手方向の径がガイドロッド５５の径よりも若干大きくなるように形成されている。

そして、ピストン１７に形成されたガイド孔４１の貫通方向は、シリンダチューブ１２の径方向に対して傾いているが、ガイドロッド５５は、その両端部５５ａ，５５ｂが固定された状態において、ガイド孔４１の貫通方向と平行になっている。

以下、本実施形態において、ピストン１７に形成されたガイド孔４１にガイドロッド５５を挿通して、ガイドロッド５５をシリンダチューブ１２に組み付けるまでの手順を説明する。

まず、両端が開放されたシリンダチューブ１２を準備し、そのシリンダチューブ１２内にロッド１８及びピストン１７を挿入配置する。そして、ピストン１７に形成されたガイド孔４１の開口が第１挿通孔５１及び第２挿通孔５３と対向するようにピストン１７の向きを合わせ、ガイドロッド５５を第１挿通孔５１、第２挿通孔５３、ガイド孔４１に挿通し、ガイドロッド５５の一方の端部５５ａにＣリング５６を取り付ける。このとき、ガイドロッド５５は、ガイド孔４１の貫通方向に対して傾いて芯ずれしていることがある。しかし、ガイドロッド５５の他方の端部５５ｂを調芯具５４の調芯孔５７に挿入して、第２凹部５２に調芯具５４を圧入すれば、調芯具５４が第２凹部５２に圧入されるまでに調芯具５４が回転し、それに伴って、ガイドロッド５５はピストン１７の軸線Ｐを中心として回転する。そして、調芯具５４が第２凹部５２に圧入された状態では、ガイドロッド５５はガイド孔４１の貫通方向と平行な状態で組み付けられる。

本実施形態によれば、第１実施形態の（１）〜（３）の効果の他に以下の効果を得ることができる。
（５）シリンダチューブ１２の外周面には、調芯具５４が圧入される第２凹部５２が形成されている。第２凹部５２には、ガイドロッド５５の他方の端部５５ｂが突出している。ガイドロッド５５の他方の端部５５ｂは、調芯具５４の調芯孔５７に挿入される。そして、調芯具５４を第２凹部５２に圧入するときに、調芯具５４が回転して調芯孔５７の位置が動くことで、ガイドロッド５５がガイド孔４１の貫通方向と平行になるように調整される。

実施形態は、前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 第１実施形態において、ガイドロッド４４の端部４４ａ，４４ｂをシリンダチューブ１２に形成された圧入孔３８に嵌合させることで固定する代わりに、固定具を用いて固定してもよい。例えば、シリンダチューブ１２に圧入孔３８を形成する代わりに、シリンダチューブ１２の外周面に一対の収容凹部をピストン１７の軸線Ｐを間に挟んで対称に設け、一対の収容凹部それぞれとシリンダチューブ１２内とを連通する挿通孔を設けてもよい。そして、挿通孔は、ガイドロッド４４との間に所定のクリアランスが存在するように形成し、ガイドロッド４４の両端部４４ａ，４４ｂを挿通孔に挿通したうえで収容凹部内に臨ませる。さらに、収容凹部内において、ガイドロッド４４の両端部４４ａ，４４ｂに固定具としてのＣリングを取り付けてシリンダチューブ１２に固定する。この場合、ガイドロッド４４及びガイド孔４１の加工時に、加工精度が低いことによりガイドロッド４４とガイド孔４１との位置が予め設定された位置とは異なっても、ガイドロッド４４を動かしてガイド孔４１に対するガイドロッド４４の位置を合わせることができる。したがって、サイズの小さいタイプのシリンダ１１において、ガイドロッド４４及びガイド孔４１の加工精度を上げなくとも、ガイドロッド４４とガイド孔４１の位置合わせをして、ピストン１７及びロッド１８の作動時に、ガイドロッド４４とガイド孔４１との間にこじりが発生したり、作動不良が発生したりすることを抑制できる。

○ 第１実施形態において、ガイドロッド４４の端部４４ａ，４４ｂを固定する構造を変更してもよい。例えば、割りピンを用いて、ガイドロッド４４を固定してもよい。この場合、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、ピストン位置検出センサを取り付けるためにシリンダチューブ１２の外周面に形成された取り付け溝部６０にガイドロッド４４の他方の端部４４ｂを臨ませる。そして、取り付け溝部６０内に固定具としての割りピン６１を配置する。割りピン６１は、直方体状の基部６２と、基部６２の両端から延びる一対の腕部６３とから構成されている。一対の腕部６３には、その先端部に、互いに近づくように突出する突起６４が設けられている。そして、一対の腕部６３間の間隔は、ガイドロッド４４の縮径部６５の径よりも若干小さく形成されている。したがって、割りピン６１の一対の腕部６３が縮径部６５を挟持することで、ガイドロッド４４の端部４４ｂは固定されている。

○ ガイド孔４１は、ピストン１７及びロッド１８のいずれかに形成されていれば足りるため、ロッド１８にガイド孔４１を形成してもよい。
○ ピストン１７の構造を変更してもよい。例えば、ピストン１７を二つのピストン部品に分割してもよい。そして、一方のピストン部品は、シリンダ１１用として市販されているものを用い、他方のピストン部品は、ガイド孔４１が形成されたものを用いる。そして、一方のピストン部品を市販のロッド１８の基端に組み付けた後、他方のピストン部品を一方のピストン部品に組み付けることで、ガイド孔４１が形成された可動部を構成してもよい。この場合、他方のピストン部品以外は、シリンダ１１と、直動式のシリンダとにおいて、用いられる部品を共通化することができる。

○ 本発明は、ロッド付きタイプに限らず、ロッドが存在しないタイプのシリンダに適用してもよい。例えば、図７に示すように、ロッド１８が存在しないタイプのラムシリンダ７０において、そのピストン７１にガイド孔７２を形成してもよい。そして、ガイド孔７２にガイドロッド４４を挿通したうえで、ガイドロッド４４の両端部４４ａ，４４ｂをシリンダチューブ１２の圧入孔３８に圧入固定することで、ガイドロッド４４を両持ち支持してもよい。そして、このラムシリンダ７０において空気が給排される圧力作用室は、第２圧力作用室２０のみである。そのため、第２の給排ポート３７を介して第２圧力作用室２０に空気が供給されると、ピストン７１は、ガイドロッド４４及びガイド孔７２に案内されながらアーム側に移動し、第２圧力作用室２０の空気が排気されるとヘッド側に移動する。

○ ガイド孔４１は、所望とするピストン１７の運動パターンに応じて適宜変更してよい。例えば、ピストン１７の軸線方向における、直線部分４２の長さや曲線部分４３の長さを適宜変更してもよい。また、例えば、直線部分４２を省略して、曲線部分４３のみでガイド孔４１を構成してもよい。

○ 本発明のエアシリンダは、ロータリクランプシリンダとして使用されるばかりでなく、それ以外の用途で用いてもよい。
○ シリンダ１１に限らず、空気以外の気体を使用するシリンダや、流体として気体ではなく液体を使用する、例えば油圧シリンダに適用してもよい。

（ａ）は第１実施形態のロータリクランプシリンダの模式側断面図、（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線模式断面図。 ピストンの模式斜視図。 ピストンが複合運動を行っているときの模式断面図。 （ａ）は両持ちのガイドロッドに応力が生じるときの模式図、（ｂ）は片持ちのガイドロッドに応力が生じるときの模式図。 （ａ）は第２実施形態におけるロータリクランプシリンダの部分模式側断面図、（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ線模式断面図、（ｃ）は図５（ａ）のＣ矢視図、（ｄ）は調芯具の模式斜視図。 （ａ）は別の実施形態における流体圧シリンダの模式断面図、（ｂ）は別の実施形態における流体圧シリンダの一部破断模式斜視図。 別の実施形態における流体圧シリンダの模式断面図。

符号の説明

Ｐ…軸線、１１…流体圧シリンダとしてのロータリクランプシリンダ、１２…シリンダチューブ、１７，７１…ピストン、１８…ロッド、２１…第１シール部材としての第１ピストンパッキン、２２…第２シール部材としての第２ピストンパッキン、３８…圧入孔、４１，７２…ガイド孔、４４，５５…ガイドロッド、４４ａ，４４ｂ，５５ａ，５５ｂ…端部、５４…固定具としての調芯具、５６…固定具としてのＣリング、６１…固定具としての割りピン、７０…ラムシリンダ。

Claims (3)

1. シリンダチューブ内に、ピストン及びロッドからなる可動部を移動可能に収容し、前記シリンダチューブ内に流体を給排することによって前記可動部に直線運動と回転運動とからなる複合運動を行わせる流体圧シリンダにおいて、
   前記可動部のうち、前記ピストンには、同ピストンの軸線に対して直交する方向に貫通するとともに前記ピストンの軸線方向に螺旋状に延びるガイド孔が形成され、
   前記シリンダチューブの内部は、前記ピストンによって前記流体が給排される第１圧力作用室及び第２圧力作用室に仕切られており、前記ピストンの外周面には、前記第１圧力作用室と前記ガイド孔との間をシールする第１シール部材、及び前記第２圧力作用室と前記ガイド孔との間をシールする第２シール部材が装着され、
   前記ガイド孔には、前記シリンダチューブ側に両持ち支持されたガイドロッドが挿通され、
   前記ガイドロッドと前記ガイド孔とが摺接することで、前記可動部の複合運動を案内することを特徴とする流体圧シリンダ。
2. 前記シリンダチューブには、その径方向に延びる圧入孔が形成され、
   前記ガイドロッドの両端部は、前記圧入孔に圧入固定されている請求項１に記載の流体圧シリンダ。
3. 前記シリンダチューブには、その径方向に延びる挿通孔が形成され、
   前記ガイドロッドの両端部は、前記挿通孔に挿通された状態で固定具により固定されている請求項１に記載の流体圧シリンダ。

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