JP6084582B2 - 流体圧シリンダ - Google Patents

Description

本発明は、シリンダチューブに出没可能なピストンロッドを有する流体圧シリンダに関する。

車両の車体組立現場等のように溶接作業を自動的に行う設備では、流体圧シリンダが多用されている。例えば、流体圧シリンダは、ピストンロッドを進退させることにより被溶接体を所定の溶接部位でクランプ（保持）する等の用途がある。

これら各用途で用いられる流体圧シリンダは、ピストンロッドがシリンダチューブから突出した状態で溶接が行われるのが一般的である。そのため、ピストンロッドには溶接部位から飛び出したスパッタが付着する。このスパッタが付着したピストンロッドがシリンダチューブ内に没入すると、スパッタによってシリンダチューブ内のシール材等を傷めてしまい、シリンダ室からの流体漏れの原因となる。そこで、特許文献１には、スパッタによる影響を抑えるための流体圧シリンダが記載されている。

図９に示すように、特許文献１に記載の流体圧シリンダ１００は、筒状のシリンダチューブ１０１を有している。シリンダチューブ１０１の軸方向一端には筒状のロッドカバー１０２が設けられ、軸方向他端には板状のヘッドカバー１０３が設けられている。シリンダチューブ１０１内には、ピストン１０４が設けられており、ピストン１０４にはピストンロッド１０５が一体化されている。ピストンロッド１０５の一部は、ロッドカバー１０２に設けられた貫通孔１０６を介してシリンダチューブ１０１の外部に突出している。ロッドカバー１０２の内周面にはシール材１０７、スパッタ付着防止剤が含浸された含浸部材１０８及びスクレーパ１０９が設けられている。そして、シリンダチューブ１０１に給排される流体によってピストン１０４がシリンダチューブ１０１の軸方向に移動し、ピストン１０４に一体のピストンロッド１０５がシリンダチューブに出没する。ピストンロッド１０５がシリンダチューブ１０１に出没すると、ピストンロッド１０５の外周面には、スパッタ付着防止剤が塗布され、これによりピストンロッド１０５へのスパッタの付着が抑制される。また、スパッタは、スクレーパ１０９によって掻き取られる。

特許第３７８６６２０号公報

ところで、スパッタがロッドカバー１０２の内周面とピストンロッド１０５の外周面との間に入り込んでしまうことがあり、この入り込んだスパッタによって含浸部材１０８やシール材１０７が損傷を受ける。

本発明の目的は、ロッドカバーとピストンロッドの間にスパッタが入り込むことを抑止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。

上記課題を解決する流体圧シリンダは、シリンダチューブと、前記シリンダチューブの一端に設けられた筒状のロッドカバーと、前記ロッドカバーを貫通して前記シリンダチューブに出没可能なピストンロッドと、を備え、前記ピストンロッドの突出方向が鉛直方向上向きとなるように配置される流体圧シリンダであって、前記ロッドカバーの上端面には、筒状をなすスパッタ抑止カバーが設けられ、前記スパッタ抑止カバーは、前記ピストンロッドの没入方向に沿って上端から下端へ向かうに従い前記ピストンロッドの周面から離れるように傾斜するテーパ部を有し、前記ピストンロッドがストロークエンドまで前記シリンダチューブに没入したときに前記スパッタ抑止カバーにおける前記ピストンロッドの上端を覆う被覆部を有することを要旨とする。

上記流体圧シリンダについて、前記被覆部は、前記ピストンロッドに一体となって設けられていることが好ましい。
上記流体圧シリンダについて、前記被覆部は、前記ピストンロッドの没入方向に沿って上端から下端へ向かうに従い前記ピストンロッドの周面から離れるように傾斜するテーパ部を有することが好ましい。

本発明によれば、ロッドカバーとピストンロッドの間にスパッタが入り込むことを抑止することができる。

第１の実施形態における流体圧シリンダを示す斜視図。 第１の実施形態におけるシリンダチューブにピストンロッドが没入している状態の流体圧シリンダを示す断面図。 第１の実施形態におけるシリンダチューブからピストンロッドが突出した状態の流体圧シリンダを示す断面図。 （ａ）は第１の実施形態における流体圧シリンダを示す正面図、（ｂ）は第１の実施形態における流体圧シリンダを示す背面図。 （ａ）は第１の実施形態における流体圧シリンダを示す平面図、（ｂ）は第１の実施形態における流体圧シリンダを示す底面図。 （ａ）は第１の実施形態における流体圧シリンダを示す右側面図、（ｂ）は第１の実施形態における流体圧シリンダを示す左側面図。 第２の実施形態における流体圧シリンダを示す斜視図。 第２の実施形態における流体圧シリンダを示す断面図。 従来技術を示す断面図。

（第１の実施形態）
以下、流体圧シリンダの第１の実施形態について説明する。
図１〜図６に示すように、流体圧シリンダ１０は、筒状のシリンダチューブ１１を備えている。図１、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、シリンダチューブ１１の軸方向一端（上端）には筒状のロッドカバー２１が設けられるとともに、シリンダチューブ１１の軸方向他端（下端）には有底筒状のヘッドカバー１５が設けられている。これにより、シリンダチューブ１１の内部には、シリンダ室１２が区画されている。

図２に示すようにシリンダチューブ１１内、すなわち、シリンダ室１２内には、円環状をなすピストン１３が収容されている。このピストン１３によって、シリンダ室１２は、ロッドカバー２１側の第１シリンダ室１２ａと、ヘッドカバー１５側の第２シリンダ室１２ｂに区画されている。ピストン１３の外周面には、シール材１６，磁石１７及びウェアリング１８が設けられている。ピストン１３には、シリンダチューブ１１の軸方向に延びるピストンロッド１４が一体化されている。ピストンロッド１４は、ピストン１３からロッドカバー２１に向けて延設され、ロッドカバー２１の貫通孔２２を介してシリンダチューブ１１から出没可能となっている。本実施形態の流体圧シリンダ１０は、ピストンロッド１４の軸方向と、鉛直方向が一致するように配置され、ピストンロッド１４の突出方向が鉛直方向上向きとなり、ピストンロッド１４の没入方向が鉛直方向下向きとなっている。

ロッドカバー２１には、流体（例えば、空気）が給排（供給及び排出）される第１給排ポートＰ１がロッドカバー２１の径方向へ延びるように形成されている。第１給排ポートＰ１は、第１シリンダ室１２ａに連通しており、第１シリンダ室１２ａに空気を給排する。また、ロッドカバー２１の内周面には、円筒状のブシュ２３、シール材２４、含浸部材２５及び円環状をなす金属製のスクレーパ２６が設けられている。

シール材２４（例えば、ゴム製のパッキン）は、円環状をなしており、ロッドカバー２１の内周面と、ピストンロッド１４の外周面に密着した状態で設けられることで、第１シリンダ室１２ａのシール性を確保している。含浸部材２５は、繊維集合体にスパッタ付着防止剤を含浸させたものであり、ピストンロッド１４の外周面と接している。

ヘッドカバー１５には、流体が給排される第２給排ポートＰ２がヘッドカバー１５の径方向へ延びるように形成されている。第２給排ポートＰ２は、第２シリンダ室１２ｂに連通しており、第２シリンダ室１２ｂに流体を給排する。

図１、図２、図４（ａ）、図４（ｂ）、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、ロッドカバー２１の上端面には、黄銅によって形成されたスパッタ抑止カバー３１が設けられている。スパッタ抑止カバー３１は、円錐筒状をなしている。スパッタ抑止カバー３１は、円錐筒の軸方向において最も縮径した一端に頂３６を有する。スパッタ抑止カバー３１は、頂３６がシリンダチューブ１１の軸方向に沿ってロッドカバー２１から最も離れた位置に配置されている。スパッタ抑止カバー３１は、軸方向の他端に当接面３７を有し、当接面３７は円環状である。スパッタ抑止カバー３１は、頂３６から当接面３７に向けて拡径している。すなわち、スパッタ抑止カバー３１は、ピストンロッド１４の没入方向に沿って上端から下端へ向かうに従いピストンロッド１４の周面から離間するテーパ部３２を有している。当接面３７の外径は、ロッドカバー２１の上端面より大径で、ロッドカバー２１を覆っている。スパッタ抑止カバー３１は、ざぐり穴３３を外周面の４箇所に有し、ざぐり穴３３は、周方向へ等間隔おきに設けられている。スパッタ抑止カバー３１は、ざぐり穴３３を挿通したボルトＢがロッドカバー２１に螺合されることでロッドカバー２１に取り付けられている。スパッタ抑止カバー３１の当接面３７は、ロッドカバー２１の上端面に当接している。

スパッタ抑止カバー３１の内周面には、含浸部材３５が設けられている。この含浸部材３５は、ロッドカバー２１に設けられた含浸部材２５と同一のものであり、繊維集合体にスパッタ付着防止剤を含浸させたものである。

ピストンロッド１４の上端側には、ピストンロッド１４と一体の被覆部４１が設けられている。被覆部４１は、円環状をなしている。被覆部４１は、外周面及び内周面に、ピストンロッド１４の没入方向に沿って上端から下端へ向かうに従いピストンロッド１４の周面から離間するテーパ部４２，４３を有している。テーパ部４２，４３の傾斜角度は、スパッタ抑止カバー３１のテーパ部３２と同じである。

図２に示すように、ピストンロッド１４がシリンダチューブ１１にストロークエンドまで没入したときには、スパッタ抑止カバー３１の上端（ピストンロッド１４の突出方向の端部）が被覆部４１に挿入される。これにより、スパッタ抑止カバー３１の上端が覆われる。

図３に示すように、ピストンロッド１４がシリンダチューブ１１から突出したときには、被覆部４１がスパッタ抑止カバー３１から離間する。
次に、本実施形態の流体圧シリンダ１０の作用について説明する。

流体圧シリンダ１０は、第１シリンダ室１２ａ及び第２シリンダ室１２ｂへの流体の給排に伴ってシリンダチューブ１１からピストンロッド１４が出没する。溶接が行われる環境で流体圧シリンダ１０を用いる場合、流体圧シリンダ１０の周囲には、スパッタが飛散する。飛散したスパッタは、スパッタ抑止カバー３１のテーパ部３２に接触すると、テーパ部３２の傾斜によって落下し、スパッタ抑止カバー３１の頂３６付近に堆積しにくい。

また、車両の組立現場などでは、複数の流体圧シリンダ１０が用いられ、一つの流体圧シリンダ１０が使用されていなくても、他の流体圧シリンダ１０を用いて溶接が行われている場合がある。このため、ピストンロッド１４がシリンダチューブ１１に没入されている状態であっても、スパッタが流体圧シリンダ１０に飛散するおそれがある。流体圧シリンダ１０のピストンロッド１４が、ストロークエンドまで没入しているときには、被覆部４１がスパッタ抑止カバー３１の上端を覆っている。このため、スパッタ抑止カバー３１の頂３６にスパッタが堆積することが抑止され、ロッドカバー２１とピストンロッド１４との間にスパッタが入り込むことが抑制される。

したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）ロッドカバー２１には、スパッタ抑止カバー３１が取り付けられている。流体圧シリンダ１０の周囲にスパッタが飛散すると、スパッタは、スパッタ抑止カバー３１のテーパ部３２によって落下し、スパッタ抑止カバー３１の頂３６付近にスパッタが堆積しにくい。このため、ロッドカバー２１とピストンロッド１４との間にスパッタが入り込みにくく、スパッタによってシール材２４や含浸部材２５が損傷することが抑制される。

（２）ピストンロッド１４がストロークエンドまで没入したときにスパッタ抑止カバー３１の上端を覆う被覆部４１を設けている。このため、ピストンロッド１４がストロークエンドまで没入しているときであっても、ロッドカバー２１とピストンロッド１４との間にスパッタが入り込みにくい。

（３）被覆部４１は、ピストンロッド１４と一体となっている。ピストンロッド１４は、流体圧シリンダが必ず有する部材であるため、ピストンロッド１４に被覆部４１を設けることで、どのような流体圧シリンダにも本発明を適用することができる。

（４）被覆部４１の外周面には、テーパ部４２が設けられているため、被覆部４１に飛散したスパッタが被覆部４１に堆積しにくい。
（５）スパッタ抑止カバー３１は、黄銅から形成されている。スパッタは鉄なので、スパッタ抑止カバー３１を鉄とは異種材料とすることで、スパッタ抑止カバー３１へのスパッタの付着を抑止することができる。

（６）スパッタ抑止カバー３１の当接面と、ロッドカバー２１との間には隙間が設けられていないため、スパッタ抑止カバー３１と、ロッドカバー２１との間にスパッタが入り込むことが抑制され、ピストンロッド１４へのスパッタの付着を抑止することができる。

（７）ロッドカバー２１に加えて、スパッタ抑止カバー３１にも含浸部材３５を設けているため、ピストンロッド１４にスパッタが付着しにくい。
（第２の実施形態）
次に、流体圧シリンダの第２の実施形態について説明する。以下の説明において、第１の実施形態と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。

図７及び図８に示すように、本実施形態の流体圧シリンダ５０のピストンロッド１４には、第１の実施形態における被覆部４１が設けられていない。また、ピストンロッド１４の上端には、二山ナックル５１が設けられている。二山ナックル５１は、一対の突出部５２の間に軸部５３を有しており、この軸部５３には治具５４が取り付けられる。二山ナックル５１は、ピストンロッド１４に着脱可能となっている。

二山ナックル５１は、ピストンロッド１４の上端が挿入される挿入穴５５の開口縁５６の径が挿入穴５５の底部の径に比べて大きくなっている。そして、ピストンロッド１４がシリンダチューブ１１にストロークエンドまで没入すると、スパッタ抑止カバー３１の上端が挿入穴５５に挿入されて、二山ナックル５１が、スパッタ抑止カバー３１の上端を覆う。すなわち、二山ナックル５１が被覆部として機能して、スパッタ抑止カバー３１とピストンロッド１４との間にスパッタが入り込むことを抑制している。

上記実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１），（２），（５）〜（７）に加え、以下のような効果を得ることができる。
（８）二山ナックル５１を被覆部として兼用することができる。

なお、実施形態は、以下のように変更してもよい。
・第２の実施形態において、二山ナックル５１以外であっても、ピストンロッド１４に着脱可能な部材などに被覆部を設けてもよい。

・各実施形態において、スパッタ抑止カバー３１の内周面に、含浸部材２５が設けられていなくてもよい。
・各実施形態において、スパッタ抑止カバー３１の形状は、円錐状に限られず、外周面にテーパ部３２を有していればよく、四角錐状などであってもよい。

・各実施形態において、スパッタ抑止カバー３１は、アルミなど、どのような材料から形成されていてもよい。好ましくて、鉄とは異なる材料から形成されていることが望ましい。

・第１の実施形態において、被覆部４１は、テーパ部４２を有していなくてもよく、スパッタ抑止カバー３１をスパッタから保護できれば、どのような形状であってもよい。
・各実施形態において、被覆部が設けられていなくてもよい。

・各実施形態において、スパッタ抑止カバー３１のざぐり穴３３には、粘土などの充填材が充填されていてもよい。充填材は、スパッタ抑止カバー３１の外周面の一部を構成する。

１０…流体圧シリンダ、１１…シリンダチューブ、１３…ピストン、１４…ピストンロッド、２１…ロッドカバー、３１…スパッタ抑止カバー、３２…テーパ部、４１…被覆部、４２…テーパ部。

Claims (3)

1. シリンダチューブと、
   前記シリンダチューブの一端に設けられた筒状のロッドカバーと、
   前記ロッドカバーを貫通して前記シリンダチューブに出没可能なピストンロッドと、を備え、前記ピストンロッドの突出方向が鉛直方向上向きとなるように配置される流体圧シリンダであって、
   前記ロッドカバーの上端面には、筒状をなすスパッタ抑止カバーが設けられ、
   前記スパッタ抑止カバーは、前記ピストンロッドの没入方向に沿って上端から下端へ向かうに従い前記ピストンロッドの周面から離れるように傾斜するテーパ部を有し、
   前記ピストンロッドがストロークエンドまで前記シリンダチューブに没入したときに前記スパッタ抑止カバーにおける前記ピストンロッドの上端を覆う被覆部を有することを特徴とする流体圧シリンダ。
2. 前記被覆部は、前記ピストンロッドに一体となって設けられていることを特徴とする請求項１に記載の流体圧シリンダ。
3. 前記被覆部は、前記ピストンロッドの没入方向に沿って上端から下端へ向かうに従い前記ピストンロッドの周面から離れるように傾斜するテーパ部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の流体圧シリンダ。