JP6036596B2 - トラニオン支持機構付流体圧シリンダ - Google Patents

トラニオン支持機構付流体圧シリンダ Download PDF

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本発明は、トラニオン支持機構付流体圧シリンダに関する。
従来から、産業用の各種設備において、ワークの搬送等を行う流体圧シリンダを揺動自在に支持するため、トラニオン支持金具が用いられている。
トラニオン支持金具が装着された流体圧シリンダは、一般に、揺動運動を繰り返しながらワークの搬送等の作業を行う。揺動運動を繰り返し行うと、トラニオン支持金具と流体圧シリンダとが相対的に位置ずれすることがある。このため、両者の位置ずれを抑制し、流体圧シリンダを強固に固定することが可能なトラニオン支持金具が希求されている。
一方、流体圧シリンダの使用に際しては、シリンダチューブの内部に収装されたピストンの動作位置を検知する目的で、シリンダチューブの外面に磁気式センサが取り付けられることがある。このため、シリンダチューブは、非磁性金属であるアルミニウムで形成される場合が多い。アルミニウムで形成されたシリンダチューブに対し、トラニオン支持金具をねじ等で強く締め付けると、アルミニウムは比較的柔らかいため、シリンダチューブに歪みや変形が生じることが懸念される。
そこで、シリンダチューブの変形を抑制しつつ、トラニオン支持金具と流体圧シリンダを確実に固定する技術的思想が提案されている。
例えば、特許文献1記載のトラニオン支持金具1は、図8に示されるように、流体圧シリンダのシリンダチューブ2の軸線と直交する方向に突出する支持軸3を有する一組の主金具4と、主金具4の両端に配設され、シリンダチューブ2の側面に長手方向に延在して設けられる取付凸部5を主金具4とともに挟持する一組の止め金具6と、主金具4と止め金具6とを連結するボルト7と、止め金具6間に橋架され、主金具4同士の相対位置を位置決めする位置決めピン8と、を備える。
このトラニオン支持金具1は、ボルト7の締付作用下に、主金具4と止め金具6が取付凸部5を挟持することにより、シリンダチューブ2に歪みや変形を生じさせることなく、流体圧シリンダに固定される。流体圧シリンダに固定されたトラニオン支持金具1の支持軸3が、図示しない軸受部材に取り付けられることにより、流体圧シリンダは軸受部材に揺動自在に支持される(特許文献1参照)。
特開2007−139187号公報
本発明は、上記の特許文献1に関連してなされたものであり、流体圧シリンダ本体をより一層位置ずれすることなく確実且つ強固に固定することが可能なトラニオン支持機構付流体圧シリンダを提供することを目的とする。
本発明に係るトラニオン支持機構付流体圧シリンダは、流体圧シリンダと、トラニオン支持機構と、からなり、流体圧シリンダの側壁部に長手方向に沿って互いに平行に延在する複数の突起部を設け、トラニオン支持機構は軸受部材に回動自在に嵌合する支持軸を備えた第1取付部と第2取付部とを有し、第1取付部と第2取付部は、それぞれ一方の端部と他方の端部に主締付部が形成されるとともに、それぞれの主締付部に対向する副締付部を備え、主締付部に形成された螺孔に螺合する止めねじを具備し、突起部は、主締付部に形成された孔部に挿通され副締付部に形成された孔部に螺入される締付ボルトにより主締付部と副締付部で挟持されるとともに、止めねじの先端部が食い込んで塑性変形せしめられており、トラニオン支持機構により流体圧シリンダ揺動自在に支持されることを特徴とする。
本発明によれば、主締付部に設けられた螺孔を介して、止めねじが突起部の一面に喰い込んで該突起部を塑性変形させる。これによって揺動動作を繰り返す流体圧シリンダをトラニオン支持機構が位置ずれすることなく確実且つ強固に固定することができる。
この場合、主締付部がそれぞれ第1取付部と第2取付部の短手方向に沿う端部近傍に第1と第2の孔部を有し、第1と第2の孔部にそれぞれ締付ボルトを挿通して副締付部に形成された第3と第4の孔部に螺入させることにより副締付部を主締付部側に引張するようにして流体圧シリンダの突起部を挟持し、一方、止めねじは螺孔に螺入して先端部を突起部に押し出すようにして該突起部を塑性変形させることが好ましい。ボルトによる引張力と止めねじによる押付力で一層堅牢に流体圧シリンダとトラニオン支持機構との一体化がはかられるからである。
さらに、第1取付部と第2取付部の短手方向に沿って設けられた第1と第2の孔部の中央部に該短手方向に直交する直線上に止めねじが螺入する螺孔が設けられていると好適である。ボルトによる引張力と止めねじによる押圧力のバランスが確保されるからである。なお、螺孔は第1と第2の孔部の下方に複数設けてもよい。より一層強固に突起部を塑性変形させることが可能であるからである。
またさらに、トラニオン支持機構は、第1取付部と、第2取付部に橋架される位置決めピンを止めねじが螺入する螺孔の直上に有することが好ましい。第1取付部と第2取付部をシリンダチューブの側壁で対向させて固着することを容易とするとともに第1取付部と第2取付部を可及的に小さくすることができるからである。
さらにまた、主締付部に形成された螺孔に螺入する止めねじは、ねじ先端が平面若しくは円錐状であることがより一層好適である。シリンダチューブに形成された突起部に容易に喰い込み、また位置ずれし難いからである。
本発明によれば、トラニオン支持機構が備える取付部の主締付部と副締付部とがシリンダチューブに設けられた突起部を挟持するとともに、主締付部に設けられた螺孔を介して止めねじが突起部に喰い込んで該突起部を塑性変形させるので、流体圧シリンダが揺動動作を繰り返しても流体圧シリンダ本体の位置ずれを抑制し、流体圧シリンダを確実且つ強固に固定することができる。
本発明の実施形態に係るトラニオン支持機構付流体圧シリンダを示す全体斜視図である。 図1に示されるトラニオン支持機構の分解斜視図である。 図1に示されるトラニオン支持機構付流体圧シリンダのIII−III線に沿う縦断面図である。 図3に示されるトラニオン支持機構付流体圧シリンダの一部省略拡大断面図である。 第2実施形態に用いる止めねじの斜視図である。 図5に示す止めねじをトラニオン支持機構を構成する主締付部の螺孔に螺入した状態を示す一部省略拡大断面図である。 第3実施形態を構成する第1取付部の正面図である。 従来技術に係るトラニオン支持金具付流体圧シリンダを示す一部省略拡大縦断面図である。
以下、本発明に係るトラニオン支持機構付流体圧シリンダについて、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態に係るトラニオン支持機構付流体圧シリンダ10は、流体圧シリンダ、好ましくは空気圧シリンダ12とトラニオン支持機構14とを含む。空気圧シリンダ12は、アルミニウムからなる中空状のシリンダチューブ18と、前記シリンダチューブ18のロッド側端部を閉塞するロッドカバー20と、該シリンダチューブ18の他方の端部を閉塞するヘッドカバー22とから構成される。
図3に示されるように、ロッドカバー20とヘッドカバー22は、断面矩形状のシリンダチューブ18の隅角部に形成された孔部24a〜24dに挿通されるロッド26a〜26dによって気密に緊締される。流体圧シリンダが、空気圧シリンダ12ではなく油圧シリンダの場合には、当然に液密に緊締されることは勿論である。シリンダチューブ18の内部には、往復動自在にピストン28が配設され、前記ピストン28の一方の側面には、ピストンロッド30の一方の端部が固着される。前記ピストンロッド30の他方の端部は、ロッドカバー20から外部へと露呈する。ロッドカバー20には、例えば、圧縮空気を供給排出するための第1ポート32が設けられ、一方、ヘッドカバー22にも同様に圧縮空気を供給排出するための第2ポート34が形成される。
なお、図1において、参照符号36は、ロッドカバー20に設けられた図示しないクッションバルブを装着するための孔部を示し、また参照符号38はヘッドカバー22に設けられた図示しないクッションバルブを装着するための孔部を示す。クッションバルブはロッドカバー20及びヘッドカバー22の内側でピストン28がストロークエンドに到達する前に前記第1ポート32や第2ポート34から排出される圧縮空気の圧力を調整してクッション機能を果たすためのものである。
図1及び図3に示されるように、縦断面矩形状のシリンダチューブ18の第1側面40aの一方側に断面が四角形状であり且つシリンダチューブ18の長手方向に延在するセンサ用の第1取付溝42aが設けられるとともに、前記第1側面40aの他方側に断面略円形状でシリンダチューブ18の長手方向に延在するセンサ用の第2取付溝44aが形成される。第1取付溝42aと第2取付溝44aは、前記第1側面40aに互いに略平行に延在している。第1取付溝42aは、図3から諒解されるように、断面が四角形状であるために、その内部に形状が断面四角形状のピストン位置検出センサ(図示せず)が配設され、第2取付溝44aには、断面が円形状の図示しないピストン位置検出センサが取り付けられる。これらのピストン位置検出センサは、使用者の選択に応じてその形状が選択され、いずれか一方が取り付けられる。
同様に、シリンダチューブ18の底面にあたる第2側面40bに前記第1取付溝42aと同様の第3取付溝42bが形成されるとともに、第2取付溝44aと同一断面形状の第4取付溝44bも前記第3取付溝42bから離間して形成される。第1側面40aに対向する第3側面40cには、第1取付溝42a、第3取付溝42bに対応する第5取付溝42cが設けられるとともに、この第5取付溝42cから離間して前記第2取付溝44a、第4取付溝44bと同様の断面形状の第6取付溝44cが形成される。さらに、前記第2側面40bに対向するシリンダチューブ18の、図3において、頂部に形成される第4側面40dに前記第1取付溝42a、第3取付溝42b、第5取付溝42cに対応する第7取付溝42dが形成されるとともに、前記第7取付溝42dに所定間隔離間して前記第2取付溝44a、第4取付溝44b及び第6取付溝44cと同様の断面形状の第8取付溝44dが形成される。
さらに、本実施形態では、図1及び図3に示すように、シリンダチューブ18のそれぞれの湾曲面を備えた隅角部にトラニオン支持機構14を固定するための第1取付用突起部(突起部)50a〜第8取付用突起部50hが該シリンダチューブ18の長手方向に延在して突出形成される。これらの取付用突起部50a〜50hは、断面四角形状であってシリンダチューブ18の側面に沿って互いに平行に延在する。具体的には、図3に示すように、第1取付用突起部50aは、シリンダチューブ18の第1側面40aの一方の端部の湾曲する隅角部に外方に指向して突出形成され、第2取付用突起部50bは、第1側面40aの他方の端部湾曲面近傍で外方へと突出して形成される。なお、シリンダチューブ18の他の第2〜第4側面40b〜40dの隅角部にも同様に第3取付用突起部50c〜第8取付用突起部50hが形成される。煩雑さを避けるため前記第3取付用突起部50c〜第8取付用突起部50hについてはその詳細な説明を省略する。
次に、トラニオン支持機構14について説明する。
トラニオン支持機構14は、一対の第1取付部60aと第2取付部60bとを有する。第1取付部60aは、取付板62aを有するとともに、前記取付板62aの図において上下端部にそれぞれ形成される第1及び第2主締付部68a、68bと共働する第1副締付部64aと第2副締付部64bとを有する。取付板62aは、図3から容易に諒解されるように、シリンダチューブ18の第1側面40a上方から下方へとまたがる板体であり、その一方の端部は第1傾斜部66aを介して第1副締付部64a側に臨む第1主締付部68aを構成する。前記第1取付部60aの他方の端部は、第2傾斜部66bを介して前記第2副締付部64bに臨む第2主締付部68bを構成する。第1傾斜部66aから第1主締付部68aに至る前記取付板62aの内面は、シリンダチューブ18の隅角部を構成する湾曲面に対応した湾曲面で形成されるとともに、第2傾斜部66bから第2主締付部68bに至る前記取付板62aの内面も、同様に湾曲面として形成される。前記第1傾斜部66aには、座繰部72aが形成され、同様に第2傾斜部66bにも座繰部72bが形成される。
図2から容易に諒解されるように、前記座繰部72a、72bは、第1取付部60aを構成する第1主締付部68aの短手方向の略中央部であって、該短手方向に直交する直線上で、後述する一対の締付ボルト76a、76bの下方に配設される。実際、座繰部72a、72bは前記一対の締付ボルト76a、76bの中央に配設されてもよく、または前記一対の締付ボルト76a、76bの中間上方であってもよい。前記座繰部72a、72bの底面には、後述する止めねじ100a、100bが螺合される螺孔73a、73bが形成される。第1主締付部68aには、前記締付ボルト76a、76bが挿入される反対側の面に後述する第1位置決めピン90aを保持する保持用穴74aが形成されるとともに、第2主締付部68bにも同様に保持用穴74bが形成される。前記第1主締付部68aの保持用穴74aを挟むように締付ボルト76a、76bを挿入するための一対の締付用孔部75a、75bが形成される。
同様に、第2主締付部68bにも保持用穴74bを挟むように、その外方から締付ボルト76a、76bが挿通される一対の締付用孔部75a、75bが形成される。
第1副締付部64aは板状体からなり、前記第1取付部60aの第1主締付部68aに対面するように装着される。具体的には、第1副締付部64aの長手方向中央部には孔部80aが設けられ、この孔部80aは、第1副締付部64aが前記第1主締付部68aの内側に位置するとき、保持用穴74aに対面する。前記孔部80aの両側に前記締付ボルト76a、76bが螺入する締付用螺孔77a、77bが形成される。同様に、板状体からなる第2副締付部64bにも前記孔部80aに対応する孔部80b及び締付用螺孔77a、77bが設けられる。さらに、第1取付部60aにあって取付板62aの長手方向中央部外側に突出するように円柱状の第1支持軸84aが設けられる。
第2取付部60bは、前記第1取付部60aと同一に構成されるものであるから、基本的に同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
なお、図中、参照符号90aは、前記第4側面40dから上方に若干離間して前記第1取付部60aの保持用穴74aに一端部が挿通されるとともに、その他端部が第2取付部60bの保持用穴74aに挿通される第1位置決めピン部材を示し、また、参照符号90bは、第1取付部60a側の保持用穴74bに一端部が挿通され、その他端部が第2取付部60bの保持用穴74bに挿入される第2位置決めピン部材を示す。
一方、参照符号100a、100bは、第1取付部60aの螺孔73a、73bに螺入する止めねじを示す。第2取付部60bにも同様に、止めねじ100a、100bが座繰部72a、72bの螺孔73a、73bを利用して螺入される。図3から諒解されるように、止めねじ100a、100bの先端部は面取りされた平面状であるが、これに限定されない。例えば、先端部が鈍化した円錐状であってもよいし、他の先端形状も選択可能である。その好例を後述の第2実施形態に示す。
本実施形態に係るトラニオン支持機構付流体圧シリンダ10は基本的に以上のように構成されるものであり、次にその取付方法及び作用効果について説明する。
まず、シリンダチューブ18の第1側面40aの一方の端部から他方の端部(図3において上方から下方)に向けて第1取付部60aを第1取付用突起部50aと第2取付用突起部50bにまたがるように装着する(図3参照)。この場合、前記第1取付部60aの第1主締付部68aと第2主締付部68bは、前記第1取付用突起部50aと第2取付用突起部50bの上面及び下面にそれぞれ対面するように位置決めする。この状態で第1副締付部64aの孔部80aに第1位置決めピン90aを挿通し、前記第1位置決めピン90aの一方の端部を第1主締付部68aの保持用穴74aに挿入する。同様に、第2位置決めピン90bを第2副締付部64bの孔部80bから第2主締付部68bの保持用穴74bに到達するように挿入する。次いで、第1位置決めピン90aの他端側に前記第2取付部60bを構成する第1副締付部64aをその孔部80aを利用して挿入し、前記第1位置決めピン90aの他端側先端を第2取付部60bの第1主締付部68aの保持用穴74aに臨ませる。第2位置決めピン90bの他端側と第2取付部60bとの間についても同様の作業を行う。
このように、第1取付部60aと第2取付部60bがシリンダチューブ18の第1側面40aと第3側面40cに位置決めされた状態で締付ボルト76a、76bをそれぞれ第1取付部60aと第2取付部60bで締め付ける。これによって、例えば、第1取付部60aの第1主締付部68aは、第1副締付部64aと共働して、前記締付ボルト76a、76bの締付動作によって第8取付用突起部50hの側面を強固に挟持し締め付けるに至る。第1取付部60aの第2主締付部68b側でも同様の作業を行うとともに、第2取付部60b側でも同様の作業を行なう。
次いで、止めねじ100a、100bをそれぞれ螺孔73a、73bを介して第8取付用突起部50hと、第3取付用突起部50cに向けて螺進させる。
シリンダチューブ18は比較的柔らかい材料、例えば、アルミニウムで構成されるために、止めねじ100a、100bは第8取付用突起部50hと、第3取付用突起部50cのそれぞれの側面に強固に喰い込み、すなわち、第8取付用突起部50hと第3取付用突起部50cの側面を塑性変形させて第1取付部60aをしっかりと位置決め固定する(図3参照)。第2取付部60bにおいても同様に止めねじ100a、100bの螺進動作によって、止めねじ100a、100bは第4取付用突起部50dと、第7取付用突起部50eの側面にそれぞれ喰い込み塑性変形する。これによって、第1取付部60aと第2取付部60bは、シリンダチューブ18の側壁に堅牢に固定されることになる。
次いで、第1取付部60aの第1支持軸84aを図示しない基台に固着された軸受部材150の孔部152aに回動自在に嵌合するとともに、他方側の第2取付部60bの第2支持軸84bを他方の軸受部材150bに回動自在に嵌合する。その結果、シリンダチューブ18は揺動自在に前記軸受部材150a及び150bに保持されることになる。
このように、空気圧シリンダ12がトラニオン支持機構14によって支持された状態で第1ポート32、第2ポート34に圧縮空気を交互に供給排出することによってピストン28は往復動作を行う。このとき、空気圧シリンダ12は揺動動作を繰り返し、ピストンロッド30は、シリンダチューブ18を閉塞するロッドカバー20から進退動作して、図示しないワークの搬送等の作業を遂行する。
図5及び図6に第2の実施形態を示す。この第2の実施形態は、特に、前記第1の実施形態の止めねじ100a、100bに関連するものである。なお、該第1の実施形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明は省略し、以下同様とする。
すなわち、第2の実施形態の止めねじ200によれば、その先端部に環状凹部202を設けることによって環状突起部204を形成するとともに、該環状凹部202の中央部に円錐状の突起部206を設ける(図5参照)。
このような構成の止めねじ200を第1の実施形態で示す螺孔73a、73bに螺入すれば、前記円錐形状の突起部206とその周囲の環状突起部204とがシリンダチューブ18の側面に形成された第8取付用突起部50hと、第3取付用突起部50cを塑性変形させながら喰い込み、空気圧シリンダ12にトラニオン支持機構14をより容易且つ堅牢に取り付けることができる(図6参照)。
本実施形態によれば、以上のように、空気圧シリンダ12の第1〜第4側面40a〜40dに長手方向に延在する第1取付用突起部50a〜第8取付用突起部50hを互いに平行に設ける。アルミニウム等の柔らかい素材のシリンダチューブ18の第1取付用突起部50a〜第8取付用突起部50hの少なくとも4本に指向させてトラニオン支持機構14の止めねじ100a、100b(200)を螺進させて、その先端部を第1取付用突起部50a〜第8取付用突起部50hに係合させ、塑性変形させることにより空気圧シリンダ12とトラニオン支持機構14とを一体化する。これによって、空気圧シリンダ12が揺動動作を繰り返し行っても位置ずれをすることなく堅牢に保持することができる。この結果、シリンダロッドの進退動作によりワークを搬送したり位置決めしたりする際に正確な動作や位置が確保される。
図7に、第3の実施形態を示す。この第3の実施形態は、前記第1の実施形態の螺孔73a、73bに関連するものであり、特に第1の実施形態と異なる点は、止めねじ100a、100bに代えて止めねじ300a、300bを採用したことであり、これにともなって第1主締付部68a、第2主締付部68bにそれぞれ一対の座繰部302a、302bと一対の螺孔304a、304bを設けた構成である。
具体的には、締付用孔部75a、75bの間で且つ支持軸84a、84b側に偏位して互いに離間する座繰部302a、302bを設けるとともに、その底部に止めねじ用螺孔304a、304bを設けた。前記螺孔304a、304bに、図示は省略したが、止めねじ300a、300bが螺入される。第1の実施形態と同様に、止めねじ300a、300bの螺孔304a、304bへの螺入により、より一層強固にトラニオン支持機構14が空気圧シリンダ12を位置ずれすることなく強固に支持することができる。
本発明は、上述した実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。
40a〜40d…(シリンダチューブの)側面
50a〜50h…取付用突起部(突起部)
60a…第1取付部
60b…第2取付部
62a、62b…取付板
64a…第1副締付部
64b…第2副締付部
68a…第1主締付部
68b…第2主締付部
72a、72b…座繰部
73a、73b…螺孔
76a、76b…締付ボルト
77a、77b…締付用螺孔
90a…第1位置決めピン
90b…第2位置決めピン
100a、100b、200…止めねじ

Claims (6)

  1. 流体圧シリンダと、トラニオン支持機構と、からなり、
    前記流体圧シリンダの側壁部に長手方向に沿って互いに平行に延在する複数の突起部を設け、
    前記トラニオン支持機構は軸受部材に回動自在に嵌合する支持軸を備えた第1取付部と第2取付部とを有し、前記第1取付部と前記第2取付部は、それぞれ一方の端部と他方の端部に主締付部が形成されるとともに、それぞれの前記主締付部に対向する副締付部を備え、
    前記主締付部に形成された螺孔に螺合する止めねじを具備し、
    記突起部は、前記主締付部に形成された孔部に挿通され前記副締付部に形成された孔部に螺入される締付ボルトにより前記主締付部と前記副締付部で挟持されるとともに、前記止めねじの先端部が食い込んで塑性変形せしめられており、前記トラニオン支持機構により前記流体圧シリンダ揺動自在に支持されることを特徴とするトラニオン支持機構付流体圧シリンダ。
  2. 請求項1記載のトラニオン支持機構付流体圧シリンダにおいて、
    前記主締付部はそれぞれ前記第1取付部と前記第2取付部の短手方向に沿う端部近傍に第1の孔部と第2の孔部を有し、前記第1の孔部前記第2の孔部にそれぞれ前記締付ボルトが挿通され前記副締付部に形成された第3の孔部と第4の孔部に螺入されていることを特徴とするトラニオン支持機構付流体圧シリンダ。
  3. 請求項2記載のトラニオン支持機構付流体圧シリンダにおいて、
    前記第1取付部と前記第2取付部の短手方向に沿って設けられた前記第1の孔部前記第2の孔部の中央部であって該短手方向に直交する直線上に前記止めねじが螺入する前記螺孔が設けられていることを特徴とするトラニオン支持機構付流体圧シリンダ。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のトラニオン支持機構付流体圧シリンダにおいて、
    前記トラニオン支持機構は、前記第1取付部と前記第2取付部の間に橋架される位置決めピンを前記止めねじが螺入する前記螺孔の直上に有することを特徴とするトラニオン支持機構付流体圧シリンダ。
  5. 請求項2記載のトラニオン支持機構付流体圧シリンダにおいて、
    前記第1取付部と前記第2取付部の短手方向に沿って設けられた前記第1の孔部前記第2の孔部の下方に前記止めねじが螺入する前記螺孔が複数設けられていることを特徴とするトラニオン支持機構付流体圧シリンダ。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のトラニオン支持機構付流体圧シリンダにおいて、
    前記主締付部に形成された前記螺孔に螺入する前記止めねじは、ねじ先端が平面若しくは円錐状であることを特徴とするトラニオン支持機構付流体圧シリンダ。
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