JP6229623B2 - 流体圧シリンダ及びアクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、作動流体の作用下に第１ピストン及び第２ピストンを摺動させることにより出力ロッドを３位置に停止可能にした多段ストローク式の流体圧シリンダ及びアクチュエータに関する。

従来、スライドアクチュエータ等のワーク搬送手段として流体圧シリンダが広汎に用いられている。例えば、特許文献１には、シリンダ本体内に摺動可能な状態で同軸に配設された第１ピストン及び第２ピストンを圧力流体の作用下に摺動させることにより、ワーク等が取り付けられる第２ピストンロッドを３位置に停止可能にした２段ストローク式の流体圧シリンダが開示されている。

この流体圧シリンダでは、第１ピストンが配設される第１シリンダ室と第２ピストンが配設される第２シリンダ室とを仕切る仕切壁がシリンダ本体に対して一体的に設けられ、その仕切壁を貫通するように第１ピストンロッドが配設され、シリンダ本体の壁部を貫通するように第２ピストンロッドが配設されている。

また、例えば、特許文献２には、第１ピストンが配設された第１シリンダ室を構成する第１シリンダ本体と、第２ピストンが配設された第２シリンダ室を構成する第２シリンダ本体と、第１シリンダ本体と第２シリンダ本体との間に設けられて第１ピストンロッドが貫通する中間ロッドカバーとを備えた２段ストローク式の流体圧シリンダが開示されている。

実開昭６３−１５２９０４号公報 実開昭５８−１９１４０９号公報（第５図）

上述した特許文献１に記載の流体圧シリンダでは、シリンダ本体及び仕切壁が分割構造ではなく一体成形品であるため、実際には第１ピストン及び第２ピストンを第１シリンダ室及び第２シリンダ室のそれぞれに組み込むことができない。

一方、特許文献２に記載の流体圧シリンダでは、第１シリンダ本体と第２シリンダ本体とが分割構造となっているため、第１シリンダ本体と第２シリンダ本体とを一体構造とする場合と比較して、部品点数が増大すると共に構造が複雑化するという問題がある。

本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、簡易な構成で部品点数の削減を図ることができ、且つ確実に組み立てることができる多段ストローク式の流体圧シリンダ及びアクチュエータを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る流体圧シリンダは、シリンダ孔が形成されたシリンダ本体と、前記シリンダ孔に摺動可能な状態で同軸に配設された第１ピストン及び第２ピストンと、前記第１ピストンに連結されて前記第２ピストンを押圧する押圧ロッドと、前記第２ピストンに連結された出力ロッドと、を備え、作動流体の作用下に前記第１ピストン及び前記第２ピストンを摺動させることにより前記出力ロッドを３位置に停止可能にした多段ストローク式の流体圧シリンダにおいて、前記シリンダ本体は、一体成形品であって、前記シリンダ本体の端面に開口する前記シリンダ孔の開口部を閉塞する閉塞部材と、前記第１ピストンと前記第２ピストンとの間に配設されて前記押圧ロッドが貫通する中間ロッドカバーと、前記中間ロッドカバーを前記シリンダ本体に係止する係止部材と、を備え、前記中間ロッドカバーの外壁面には、係止溝が形成され、前記シリンダ本体には、前記係止溝に連通するピン穴が形成され、前記係止部材は、前記押圧ロッドを挟むようにして一対設けられ、且つ前記ピン穴及び前記係止溝に配設された状態で前記第１ピストンの軸方向と交差する方向に延在したピン部と、一対の前記ピン部を連結する連結部と、を有することにより略Ｕ字状に形成されていることを特徴とする。

このような構成によれば、シリンダ本体の端面に開口するシリンダ孔の開口部から第１ピストン、中間ロッドカバー、及び第２ピストン等を挿入し、中間ロッドカバーを係止部材にてシリンダ本体に係止し、シリンダ孔の開口部を閉塞部材で閉塞することができる。これにより、簡易な構成で部品点数の削減を図ることができ、且つ流体圧シリンダを確実に組み立てることができる。また、簡易な構成で中間ロッドカバーをシリンダ本体に対して係止することができる。さらに、ピン部が第１ピストンの軸方向と交差する方向に延在しているので、作動流体の作用下に中間ロッドカバーが軸方向に変位することを好適に防止することができる。さらにまた、中間ロッドカバーをシリンダ本体に対して強固に係止することができる。また、部品点数のさらなる削減を図ることができると共に中間ロッドカバーをシリンダ本体に対して容易且つ強固に係止することができる。

本発明に係る流体圧シリンダは、シリンダ孔が形成されたシリンダ本体と、前記シリンダ孔に摺動可能な状態で同軸に配設された第１ピストン及び第２ピストンと、前記第１ピストンに連結されて前記第２ピストンを押圧する押圧ロッドと、前記第２ピストンに連結された出力ロッドと、を備え、作動流体の作用下に前記第１ピストン及び前記第２ピストンを摺動させることにより前記出力ロッドを３位置に停止可能にした多段ストローク式の流体圧シリンダにおいて、前記シリンダ本体は、一体成形品であって、前記シリンダ本体の端面に開口する前記シリンダ孔の開口部を閉塞する閉塞部材と、前記第１ピストンと前記第２ピストンとの間に配設されて前記押圧ロッドが貫通する中間ロッドカバーと、前記中間ロッドカバーを前記シリンダ本体に係止する係止部材と、を備え、前記中間ロッドカバーの外壁面には、係止溝が形成され、前記シリンダ本体には、前記係止溝に連通するピン穴が形成され、前記係止部材は、前記ピン穴及び前記係止溝に配設された状態で前記第１ピストンの軸方向と交差する方向に延在したピン部と、前記ピン部が前記ピン穴から抜け出ることを阻止する止めねじと、を有し、前記ピン穴の延在方向の一端は閉塞されており、前記止めねじは、前記ピン穴の他端側を構成する壁面に形成された雌ねじ部に螺合することにより前記シリンダ本体に固定されていることを特徴とする。このような構成によれば、中間ロッドカバーをシリンダ本体に対して一層強固に係止することができる。

上記の流体圧シリンダにおいて、前記押圧ロッドには、前記第２ピストンに接触するダンパ部が設けられていてもよい。このような構成によれば、ダンパ部によって押圧ロッドと第２ピストンとの衝撃を緩和することができる。

本発明に係るアクチュエータは、上述した流体圧シリンダと、前記流体圧シリンダの前記出力ロッドに設けられたスライダと、前記シリンダ本体に設けられて前記スライダを軸方向に案内するガイド部と、を備えることを特徴とする。

このような構成によれば、上述した流体圧シリンダの作用効果と同様の作用効果を奏するアクチュエータを得ることができる。

本発明によれば、シリンダ孔に第１ピストン、中間ロッドカバー、及び第２ピストン等を挿入し、中間ロッドカバーを係止部材にてシリンダ本体に係止し、シリンダ孔の開口部を閉塞部材で閉塞することができるので、簡易な構成で部品点数の削減を図ることができ、且つ多段ストローク式の流体圧シリンダ及びアクチュエータを確実に組み立てることができる。

本発明の一実施形態に係る流体圧シリンダを備えたアクチュエータの斜視図である。 図１に示すアクチュエータの分解斜視図である。 出力ロッドが第１位置で停止した状態を示す断面図である。 図４Ａは流体圧シリンダを構成するシリンダ本体に係止部材を装着する前のアクチュエータの縦断面図であり、図４Ｂは当該シリンダ本体に当該係止部材を装着した状態のアクチュエータの縦断面図である。 出力ロッドが第２位置で停止した状態を示す断面図である。 出力ロッドが第３位置で停止した状態を示す断面図である。 図７Ａは変形例に係る流体圧シリンダを構成するシリンダ本体に係止部材を装着する前のアクチュエータの縦断面図であり、図７Ｂは当該シリンダ本体に当該係止部材を装着した状態のアクチュエータの縦断面図である。 図８Ａは他の変形例に係る流体圧シリンダを構成するシリンダ本体に係止部材を装着する前のアクチュエータの縦断面図であり、図８Ｂは当該シリンダ本体に当該係止部材を装着した状態のアクチュエータの縦断面図である。

以下、本発明に係る流体圧シリンダ及びアクチュエータについて好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

図１及び図２に示すように、アクチュエータ１２は、スライドアクチュエータ（リニアアクチュエータ）として構成され、流体圧シリンダ１０と、流体圧シリンダ１０の作用下に軸方向（Ｘ方向）に往復動作するスライダ１４と、流体圧シリンダ１０に設けられてスライダ１４を軸方向に案内するガイド機構（ガイド部）１６とを備えている。

流体圧シリンダ１０は、Ｘ方向に延在した略直方体状のシリンダ本体１８を有している。シリンダ本体１８は、アルミニウム又はアルミニウム合金等の金属により一体成形（一体的に構成）されており、スライダ１４よりもＸ１方向に延出している。シリンダ本体１８には、Ｘ方向に沿って貫通形成された一対のシリンダ孔２０ａ、２０ｂが幅方向に並設されている（図３参照）。

シリンダ本体１８における一対のシリンダ孔２０ａ、２０ｂの間に位置するシリンダ中間壁部２２の底面には、シリンダ本体１８を図示しない被取付部に対して位置決めするための２つのシリンダ位置決め穴２４と、シリンダ本体１８を被取付部に取り付けるための３つのシリンダ取付孔２６と、シリンダ本体１８の上面にガイド機構１６を連結する連結ボルト２８が挿通する段付きの２つの挿通孔３０とがＸ方向に並んで形成されている。なお、シリンダ位置決め穴２４、シリンダ取付孔２６、及び挿通孔３０の形状及び数量は任意に設定可能である。

次に、流体圧シリンダ１０の残余の構成の説明に先立って、スライダ１４及びガイド機構１６について説明する。

図１〜図３に示すように、スライダ１４は、シリンダ本体１８のＸ２方向の端面に対向配置されたエンドプレート３２と、各シリンダ孔２０ａ、２０ｂに配設されて作動流体（圧力流体）の作用下にＸ方向に変位する後述する出力ロッド８６ａ、８６ｂをエンドプレート３２に固定する固定機構３４と、エンドプレート３２に設けられたテーブル３６とを有している。

エンドプレート３２には、各シリンダ孔２０ａ、２０ｂに対向する一対の段付きの挿通孔３８ａ、３８ｂが形成されている。これら挿通孔３８ａ、３８ｂの間には、エンドプレート３２とシリンダ本体１８との衝突を回避して衝撃を緩和するエンドダンパ４０が装着されるダンパ装着孔４２が形成されている。エンドダンパ４０は、例えば、ウレタンゴム等の弾性部材で構成されており、後述するキャップダンパ１２０、第１ピストンダンパ１２４、ロッドダンパ１２６、及び第２ピストンダンパ１５４についても同様である。

固定機構３４は、各挿通孔３８ａ、３８ｂに配設された中空筒状のブッシュ４４ａ、４４ｂと、ブッシュ４４ａ、４４ｂの内孔に配設された状態で出力ロッド８６ａ、８６ｂの端面に形成されたねじ穴に螺合するボルト４６ａ、４６ｂと、ブッシュ４４ａ、４４ｂと出力ロッド８６ａ、８６ｂとの間に介装されたスペーサ部材４８ａ、４８ｂとを含む。エンドプレート３２は、ボルト４６ａ、４６ｂの締結作用下に、ブッシュ４４ａ、４４ｂとスペーサ部材４８ａ、４８ｂとの間に挟持されることによって、Ｘ方向の位置ずれを抑えた状態で出力ロッド８６ａ、８６ｂに固定される。

テーブル３６は、シリンダ本体１８の上面に対向する平板状であって略長方形状のベース部５０と、ベース部５０の幅方向の両端からシリンダ本体１８側に向けて突出し且つＸ方向に沿って互いに平行に延在する一対のサイド部５２とを有する。

ベース部５０のＸ２方向の端部は、複数（図示例では２つ）のボルト５３にてエンドプレート３２の上面に固定されている。ベース部５０には、図示しないワークを位置決めするための２つのワーク位置決め穴５４と、ワークを取り付けるための８つのワーク取付孔５６とが形成されている。なお、ワーク位置決め穴５４及びワーク取付孔５６の形状及び数量は任意に設定可能である。各サイド部５２の内面には、横断面が円弧状の長溝５８がサイド部５２の全長に亘って形成されている。

ベース部５０のＸ１方向の端部には、スライダ１４のＸ２方向の移動を制限するストッパ機構６０が設けられている。ストッパ機構６０は、Ｘ方向に延在してベース部５０の幅方向の略中央に位置するストッパボルト６２と、ストッパボルト６２が螺合するねじ孔が形成されてベース部５０の内面（シリンダ本体１８側を指向する面）に複数（図示例では２つ）のボルト６３で固定されたホルダ部６４と、ストッパボルト６２をホルダ部６４に対して固定するロックナット６６とを有している。ストッパボルト６２の先端面には、ガイド機構１６に接触する図示しない緩衝部材が設けられている。

本実施形態では、ロックナット６６を緩め、ストッパボルト６２の進退動作を可能とした後、ストッパボルト６２を螺回させてホルダ部６４からの突出量を調整することにより、スライダ１４の変位量を調整することが可能となっている。

図２及び図４Ａに示すように、ガイド機構１６は、シリンダ本体１８の長手方向（Ｘ方向）に沿って延在して幅広扁平に形成されて転動体（ボール）６８が循環する一対の循環通路７０が形成されたガイドブロック７２と、ガイドブロック７２の両端部に設けられた一対のカバー部７４とを有している。一対の循環通路７０は、ガイドブロック７２の両側部に設けられている。

具体的には、循環通路７０は、ガイドブロック７２をＸ方向に貫通する内側通路と、ガイドブロック７２の外側面に形成された側溝とテーブル３６の長溝５８とで形成される外側通路と、ガイドブロック７２とカバー部７４との間に形成されて内側通路と外側通路とを連通する反転通路とで形成されている。内側通路は、外側通路よりもシリンダ本体１８側に位置している。

図３に示すように、流体圧シリンダ１０は、多段ストローク式のシリンダとして構成されている。一体成形品であるシリンダ本体１８に形成された各シリンダ孔２０ａ、２０ｂには、一端側（Ｘ１側）の開口部を閉塞するヘッドキャップ７６ａ、７６ｂと、Ｘ方向に沿って摺動可能な第１ピストン７８ａ、７８ｂ及び第２ピストン８０ａ、８０ｂと、第１ピストン７８ａ、７８ｂに連結されて第２ピストン８０ａ、８０ｂを押圧する押圧ロッド８２ａ、８２ｂと、第１ピストン７８ａ、７８ｂ及び第２ピストン８０ａ、８０ｂの間に位置して押圧ロッド８２ａ、８２ｂを移動可能に支持する中間ロッドカバー８４ａ、８４ｂと、第２ピストン８０ａ、８０ｂに連結された出力ロッド８６ａ、８６ｂと、出力ロッド８６ａ、８６ｂを移動可能に支持した状態で他端側（Ｘ２側）の開口部を閉塞するロッドカバー８８ａ、８８ｂとが配設されている。

各シリンダ孔２０ａ、２０ｂにおいて、ヘッドキャップ７６ａ、７６ｂと第１ピストン７８ａ、７８ｂとの間に第１シリンダ室９０ａ、９０ｂが形成され、第１ピストン７８ａ、７８ｂと中間ロッドカバー８４ａ、８４ｂとの間に中間シリンダ室９２ａ、９２ｂが形成され、中間ロッドカバー８４ａ、８４ｂと第２ピストン８０ａ、８０ｂとの間に第２シリンダ室９４ａ、９４ｂが形成され、第２ピストン８０ａ、８０ｂとロッドカバー８８ａ、８８ｂとの間に第３シリンダ室９６ａ、９６ｂが形成される。

シリンダ中間壁部２２には、第１シリンダ室９０ａ、９０ｂ同士を連通する第１連通路９８と、中間シリンダ室９２ａ、９２ｂ同士を連通する中間連通路１００と、第２シリンダ室９４ａ、９４ｂ同士を連通する第２連通路１０２と、第３シリンダ室９６ａ、９６ｂ同士を連通する第３連通路１０４とが形成されている。

シリンダ本体１８の両側壁には、第１シリンダ室９０ａ、９０ｂに連通する第１ポート１０６ａ、１０６ｂと、第２シリンダ室９４ａ、９４ｂに連通する第２ポート１０８ａ、１０８ｂと、第３シリンダ室９６ａ、９６ｂに連通する第３ポート１１０ａ、１１０ｂとが形成され、シリンダ本体１８の片方の側壁に中間シリンダ室９２ａ、９２ｂに連通する大気開放ポート１１２が形成されている。

片側の第１〜第３ポート１０６ｂ、１０８ｂ、１１０ｂは、閉塞プラグ１１４によって閉塞されている。開口している第１〜第３ポート１０６ａ、１０８ａ、１１０ａには、図示しない配管を介して作動流体（圧力流体）の供給・排出を切り替える流路切替装置が接続される。そして、第１〜第３ポート１０６ａ、１０８ａ、１１０ａに作動流体が選択的に供給されることによって、第１ピストン７８ａ、７８ｂ及び第２ピストン８０ａ、８０ｂが軸方向に沿って摺動し、出力ロッド８６ａ、８６ｂが３位置に停止可能となる（図３、図５及び図６参照）。

ヘッドキャップ７６ａ、７６ｂは、シリンダ孔２０ａ、２０ｂのＸ１方向の開口部を構成する壁面に形成された環状溝に装着された止め輪１１６によってＸ１方向の抜け止めがなされている。ヘッドキャップ７６ａ、７６ｂの外周面には、シールリング１１８が環状溝を介して装着されている。ヘッドキャップ７６ａ、７６ｂのＸ２方向の端面には、第１ピストン７８ａ、７８ｂに接触する衝撃吸収用のキャップダンパ１２０が設けられている。

第１ピストン７８ａ、７８ｂの外周面には、第１ピストンパッキン１２２が環状溝を介して装着されている。押圧ロッド８２ａ、８２ｂは、そのＸ１方向の端部に形成されたねじ部が第１ピストン７８ａ、７８ｂに形成されたねじ穴に螺合することにより第１ピストン７８ａ、７８ｂに連結している。ただし、押圧ロッド８２ａ、８２ｂは、第１ピストン７８ａ、７８ｂと一体的に形成されていてもよい。

押圧ロッド８２ａ、８２ｂには、中間ロッドカバー８４ａ、８４ｂに接触する衝撃吸収用の円環状の第１ピストンダンパ１２４が第１ピストン７８ａ、７８ｂに接触した状態で外嵌されている。押圧ロッド８２ａ、８２ｂのＸ２方向の端面には、第２ピストン８０ａ、８０ｂに接触する衝撃吸収用の円柱状のロッドダンパ（ダンパ部）１２６が固着されている。

中間ロッドカバー８４ａ、８４ｂには、押圧ロッド８２ａ、８２ｂが貫通しており、中間ロッドカバー８４ａ、８４ｂの内周面には、ロッドパッキン１２８が環状溝を介して装着されている。中間ロッドカバー８４ａ、８４ｂの外周面には、複数（図示例では２つ）のシールリング１３０、１３２が環状溝を介して装着されている。

また、中間ロッドカバー８４ａ、８４ｂは、係止部材１３４ａ、１３４ｂによってシリンダ本体１８に係止されている。具体的には、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、中間ロッドカバー８４ａ、８４ｂの外周面（外壁面）には、円環状の係止溝１３６ａ、１３６ｂが形成されている。係止溝１３６ａ、１３６ｂは、一対のシールリング１３０、１３２の間に位置している。ただし、係止溝１３６ａ、１３６ｂの位置、形状等は任意に設定可能である。

シリンダ本体１８には、係止部材１３４ａ、１３４ｂが配設される配設穴１３８ａ、１３８ｂが形成されている。各配設穴１３８ａ、１３８ｂは、軸方向（Ｘ方向）と直交する方向（シリンダ本体１８の厚み方向）に延在して係止溝１３６ａ、１３６ｂに連通する一対のピン穴１４０と、各ピン穴１４０に連通してシリンダ本体１８の底面に開口する一対のねじ孔１４２とを含む。

一対のピン穴１４０は、押圧ロッド８２ａ、８２ｂを挟むようにして対向して設けられている。換言すれば、一対のピン穴１４０は、押圧ロッド８２ａ、８２ｂの両側に位置している。各ピン穴１４０は、シリンダ本体１８の上面の手前で終端している。

各係止部材１３４ａ、１３４ｂは、ピン穴１４０に配設される棒状又は針状の一対のピン部１４４と、これらピン部１４４がピン穴１４０から抜け出ることを阻止する一対の止めねじ（抜け止め部）１４６とを有している。

ピン部１４４は、例えば、金属材料で構成されており、ピン穴１４０に配設された状態でその一部が係止溝１３６ａ、１３６ｂに位置する。すなわち、ピン部１４４は、ピン穴１４０を構成する壁面と係止溝１３６ａ、１３６ｂを構成する溝側面とに接触した状態で軸方向と直交（交差）する方向に延在している。これにより、中間ロッドカバー８４ａ、８４ｂのシリンダ本体１８に対する軸方向の移動が阻止され、中間ロッドカバー８４ａ、８４ｂがシリンダ本体１８に係止される。

また、ピン部１４４は、その先端面がピン穴１４０の底面に押し付けられた状態で止めねじ１４６により抜け止めがなされている。これにより、ピン部１４４の位置ずれを確実に抑えることができる。なお、ピン部１４４をピン穴１４０に対して容易に抜け出ないように圧入する場合には、止めねじ１４６を省略することも可能である。

第２ピストン８０ａは第１ピストン７８ａと同軸にシリンダ孔２０ａに配設され、第２ピストン８０ｂは第１ピストン７８ｂと同軸にシリンダ孔２０ｂに配設されている。第２ピストン８０ａ、８０ｂの外周面には、第２ピストンパッキン１４８とマグネット１５０とが環状溝を介して装着されている。マグネット１５０の磁気は、シリンダ本体１８の両側面に形成されたセンサ取付溝１５２ａ、１５２ｂに取り付けられる図示しない磁気センサによって検出される（図４Ａ参照）。これにより、シリンダ本体１８に対する第２ピストン８０ａ、８０ｂの軸方向の位置を容易に取得することができる。

出力ロッド８６ａ、８６ｂは、押圧ロッド８２ａ、８２ｂよりも長尺に構成されており、出力ロッド８６ａ、８６ｂのＸ１方向の端部に形成されたねじ部が第２ピストン８０ａ、８０ｂに形成されたねじ穴に螺合することにより第２ピストン８０ａ、８０ｂに連結している。ただし、出力ロッド８６ａ、８６ｂは、第２ピストン８０ａ、８０ｂと一体的に形成されていてもよい。

出力ロッド８６ａ、８６ｂには、ロッドカバー８８ａ、８８ｂに接触する衝撃吸収用の円環状の第２ピストンダンパ１５４が第２ピストン８０ａ、８０ｂに接触した状態で外嵌されている。出力ロッド８６ａ、８６ｂのＸ２方向の端面には、上述した固定機構３４のボルト４６ａ、４６ｂが螺合するねじ穴が形成されている。

ロッドカバー８８ａ、８８ｂには、出力ロッド８６ａ、８６ｂが貫通されており、ロッドカバー８８ａ、８８ｂの内周面には、ロッドパッキン１５６が環状溝を介して装着されている。ロッドカバー８８ａ、８８ｂの外周面には、シールリング１５８が環状溝を介して装着されている。ロッドカバー８８ａ、８８ｂは、シリンダ孔２０ａ、２０ｂのＸ２方向の開口部を構成する壁面に形成された環状溝に装着された止め輪１６０によってＸ２方向の抜け止めがなされている。

本実施形態に係る流体圧シリンダ１０を備えたアクチュエータ１２は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、図３の状態の流体圧シリンダ１０を初期状態として説明する。なお、初期状態では、流路切替装置により第１ポート１０６ａ及び第２ポート１０８ａが大気開放された状態で第３ポート１１０ａに作動流体（圧力流体）が供給されている。このときの出力ロッド８６ａ、８６ｂ（スライダ１４）の位置を第１位置とする。

第１位置において、流路切替装置により第２ポート１０８ａ及び第３ポート１１０ａを大気開放した状態で第１ポート１０６ａに作動流体を供給すると、第１ポート１０６ａから第１シリンダ室９０ａ、９０ｂに流入した作動流体の作用下に第１ピストン７８ａ、７８ｂ、押圧ロッド８２ａ、８２ｂ、第２ピストン８０ａ、８０ｂ、出力ロッド８６ａ、８６ｂ、及びスライダ１４がＸ２方向に変位する。このとき、中間シリンダ室９２ａ、９２ｂの流体が第１ピストン７８ａ、７８ｂに押されて大気開放ポート１１２から大気に排出され、大気が第２ポート１０８ａから第２シリンダ室９４ａ、９４ｂに流入し、第３シリンダ室９６ａ、９６ｂの流体が第２ピストン８０ａ、８０ｂに押されて第３ポート１１０ａから大気に排出される。

そして、図５に示すように、第１ピストンダンパ１２４が中間ロッドカバー８４ａ、８４ｂに接触することにより、衝撃が緩和された状態で第１ピストン７８ａ、７８ｂ、押圧ロッド８２ａ、８２ｂ、第２ピストン８０ａ、８０ｂ、出力ロッド８６ａ、８６ｂ、及びスライダ１４の変位が停止される。これにより、出力ロッド８６ａ、８６ｂがシリンダ本体１８に対して第１位置からＸ２方向に所定距離だけ変位して第２位置に停止する。

第２位置において、流路切替装置により第３ポート１１０ａを大気開放した状態で第１ポート１０６ａ及び第２ポート１０８ａに作動流体を供給すると、第２ポート１０８ａから第２シリンダ室９４ａ、９４ｂに流入した作動流体の作用下に第２ピストン８０ａ、８０ｂ、出力ロッド８６ａ、８６ｂ、及びスライダ１４がＸ２方向に変位する。このとき、第３シリンダ室９６ａ、９６ｂの流体が第２ピストン８０ａ、８０ｂにさらに押されて第３ポート１１０ａから大気に排出される。

なお、第２シリンダ室９４ａ、９４ｂの流体によって押圧ロッド８２ａ、８２ｂはＸ１方向の押圧力を受けるが第１シリンダ室９０ａ、９０ｂに作動流体を供給しているため、第１ピストン７８ａ、７８ｂがＸ１方向に変位することはない。ただし、第１ポート１０６ａを大気開放させておくことにより、第１ピストン７８ａ、７８ｂ及び押圧ロッド８２ａ、８２ｂをＸ１方向に変位させるようにしても構わない。

そして、図６に示すように、第２ピストンダンパ１５４がロッドカバー８８ａ、８８ｂに接触することにより、衝撃が緩和された状態で第１ピストン７８ａ、７８ｂ、出力ロッド８６ａ、８６ｂ、及びスライダ１４の変位が停止される。これにより、出力ロッド８６ａ、８６ｂがシリンダ本体１８に対して第２位置からＸ２方向に所定距離だけ変位して第３位置に停止する。

また、第３位置において、流路切替装置により第１ポート１０６ａ及び第２ポート１０８ａを大気開放した状態で第３ポート１１０ａに作動流体を供給すると、第３ポート１１０ａから第３シリンダ室９６ａ、９６ｂに流入した作動流体の作用下に第２ピストン８０ａ、８０ｂ、出力ロッド８６ａ、８６ｂ、及びスライダ１４がＸ１方向に変位する。このとき、第２シリンダ室９４ａ、９４ｂの流体が第２ピストン８０ａ、８０ｂに押されて第２ポート１０８ａから大気に排出される。

そして、第２ピストン８０ａ、８０ｂがロッドダンパ１２６に接触することにより、出力ロッド８６ａ、８６ｂ及び第１ピストン７８ａ、７８ｂが第２ピストン８０ａ、８０ｂと共にＸ１方向に変位する。このとき、大気開放ポート１１２から大気が中間シリンダ室９２ａ、９２ｂに流入し、第１シリンダ室９０ａ、９０ｂの流体が第１ポート１０６ａから大気に排出される。

その後、図３に示すように、第１ピストン７８ａ、７８ｂがキャップダンパ１２０に接触することにより、衝撃が緩和された状態で第１ピストン７８ａ、７８ｂ、押圧ロッド８２ａ、８２ｂ、第２ピストン８０ａ、８０ｂ、出力ロッド８６ａ、８６ｂ、及びスライダ１４の変位が停止される。これにより、出力ロッド８６ａ、８６ｂがシリンダ本体１８に対して第３位置からＸ１方向に所定距離だけ変位して第１位置に停止する。

本実施形態に係る流体圧シリンダ１０を組み立てる場合、一体成形品であるシリンダ本体１８に形成されたシリンダ孔２０ａ、２０ｂの開口部から第１ピストン７８ａ、７８ｂ、押圧ロッド８２ａ、８２ｂ、中間ロッドカバー８４ａ、８４ｂ、第２ピストン８０ａ、８０ｂ、及び出力ロッド８６ａ、８６ｂ等の内部構成部品を挿入する。そして、中間ロッドカバー８４ａ、８４ｂを位置決めした状態でシリンダ本体１８の底面側からピン部１４４をピン穴１４０及び係止溝１３６ａ、１３６ｂに挿入して止めねじ１４６をねじ孔１４２に螺合する。これにより、中間ロッドカバー８４ａ、８４ｂがシリンダ本体１８に係止（固定）される。また、シリンダ孔２０ａ、２０ｂの開口部に閉塞部材（ヘッドキャップ７６ａ、７６ｂ及びロッドカバー８８ａ、８８ｂ）を装着する。つまり、シリンダ孔２０ａ、２０ｂのＸ１方向の開口部にヘッドキャップ７６ａ、７６ｂを装着し、シリンダ孔２０ａ、２０ｂのＸ２方向の開口部にロッドカバー８８ａ、８８ｂを装着する。

このように、本実施形態では、シリンダ本体１８を一体成形品で構成しているので、簡易な構成で部品点数の削減を図ることができる。また、このようにシリンダ本体１８を一体成形品とした場合であっても、上述したように流体圧シリンダ１０を確実に組み立てることができる。

本実施形態によれば、係止部材１３４ａ、１３４ｂを構成するピン部１４４をピン穴１４０及び係止溝１３６ａ、１３６ｂに配設することにより簡易な構成で中間ロッドカバー８４ａ、８４ｂをシリンダ本体１８に係止することができる。また、ピン部１４４が軸方向と直交（交差）する方向に延在しているので、中間ロッドカバー８４ａ、８４ｂが軸方向に変位することを好適に防止することができる。

さらに、押圧ロッド８２ａ、８２ｂを挟むようにして一対のピン部１４４を設けているので、中間ロッドカバー８４ａ、８４ｂをシリンダ本体１８に対して強固に係止することができる。さらにまた、ピン部１４４を止めねじ１４６により押さえ付けることによりピン部１４４がピン穴１４０から抜け出ることを阻止しているので、中間ロッドカバー８４ａ、８４ｂをシリンダ本体１８に対して一層強固に係止することができる。

本実施形態によれば、押圧ロッド８２ａ、８２ｂのＸ２方向の端面に第２ピストン８０ａ、８０ｂに接触するロッドダンパ１２６を設けている。これにより、ロッドダンパ１２６により押圧ロッド８２ａ、８２ｂと第２ピストン８０ａ、８０ｂとの衝撃を緩和することができる。

本実施形態において、アクチュエータ１２は、上述した流体圧シリンダ１０に代えて、図７Ａ及び図７Ｂに示す変形例に係る流体圧シリンダ１０Ａを備えていてもよい。図７Ａ及び図７Ｂに示すように、流体圧シリンダ１０Ａは、配設穴１７０ａ、１７０ｂが形成されたシリンダ本体１７２と、配設穴１７０ａ、１７０ｂに配設されて中間ロッドカバー８４ａ、８４ｂをシリンダ本体１７２に係止する係止部材１７４ａ、１７４ｂとを有する。

各配設穴１７０ａ、１７０ｂは、軸方向と直交する方向（シリンダ本体１７２の厚み方向）に延在して係止溝１３６ａ、１３６ｂに連通する一対のピン穴１７６と、これらピン穴１７６同士を連通してシリンダ本体１７２の底面に開口する連通溝１７８とを含んでいる。各係止部材１７４ａ、１７４ｂは、ピン穴１７６に配設される一対のピン部１８０と、これらピン部１８０同士を連結する連結部１８２とを有することにより略Ｕ字状に一体成形されている。

本変形例に係る流体圧シリンダ１０Ａによれば、中間ロッドカバー８４ａ、８４ｂをシリンダ孔２０ａ、２０ｂに挿入して位置決めした後、シリンダ本体１７２の底面側から略Ｕ字状の係止部材１７４ａ、１７４ｂを配設溝に挿入することにより、中間ロッドカバー８４ａ、８４ｂをシリンダ本体１７２に容易且つ強固に係止することができる。これにより、部品点数のさらなる低減を図ることができる。

この変形例に係る流体圧シリンダ１０Ａにおいて、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、配設穴１７０ａ、１７０ｂを上下反転させて（略逆Ｕ字状に）シリンダ本体１７２に形成しても構わない。この場合、シリンダ本体１７２の上面側から係止部材１７４ａ、１７４ｂを配設穴１７０ａ、１７０ｂに挿入することになるため、アクチュエータ１２の使用時に係止部材１７４ａ、１７４ｂが配設穴１７０ａ、１７０ｂから抜け出ることを抑えることができる。

上述した実施形態において、配設穴１３８ａ、１３８ｂ、１７０ａ、１７０ｂ及び係止部材１３４ａ、１３４ｂ、１７４ａ、１７４ｂは、中間ロッドカバー８４ａ、８４ｂをシリンダ本体１８、１７２に係止可能な限り任意の構成を採用し得る。例えば、ピン部１４４、１８０は、ピン穴１４０、１７６及び係止溝１３６ａ、１３６ｂに配設された状態でシリンダ本体１８、１７２の幅方向に延在していてもよい。

本発明に係る流体圧シリンダ及びアクチュエータは、上述の実施形態に限らず、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もちろんである。

１０、１０Ａ…流体圧シリンダ １２…アクチュエータ
１４…スライダ １６…ガイド機構（ガイド部）
１８、１７２…シリンダ本体 ２０ａ、２０ｂ…シリンダ孔
７６ａ、７６ｂ…ヘッドキャップ ７８ａ、７８ｂ…第１ピストン
８０ａ、８０ｂ…第２ピストン ８２ａ、８２ｂ…押圧ロッド
８４ａ、８４ｂ…中間ロッドカバー ８６ａ、８６ｂ…出力ロッド
８８ａ、８８ｂ…ロッドカバー １２６…ロッドダンパ（ダンパ部）
１３４ａ、１３４ｂ、１７４ａ、１７４ｂ…係止部材
１３６ａ、１３６ｂ…係止溝 １３８ａ、１３８ｂ、１７０ａ、１７０ｂ…配設穴
１４０、１７６…ピン穴 １４２…ねじ孔
１４４、１８０…ピン部 １４６…止めねじ（抜け止め部）
１７８…連通溝 １８２…連結部

Claims (4)

1. シリンダ孔が形成されたシリンダ本体と、
   前記シリンダ孔に摺動可能な状態で同軸に配設された第１ピストン及び第２ピストンと、
   前記第１ピストンに連結されて前記第２ピストンを押圧する押圧ロッドと、
   前記第２ピストンに連結された出力ロッドと、を備え、
   作動流体の作用下に前記第１ピストン及び前記第２ピストンを摺動させることにより前記出力ロッドを３位置に停止可能にした多段ストローク式の流体圧シリンダにおいて、
   前記シリンダ本体は、一体成形品であって、
   前記シリンダ本体の端面に開口する前記シリンダ孔の開口部を閉塞する閉塞部材と、
   前記第１ピストンと前記第２ピストンとの間に配設されて前記押圧ロッドが貫通する中間ロッドカバーと、
   前記中間ロッドカバーを前記シリンダ本体に係止する係止部材と、を備え、
   前記中間ロッドカバーの外壁面には、係止溝が形成され、
   前記シリンダ本体には、前記係止溝に連通するピン穴が形成され、
   前記係止部材は、前記押圧ロッドを挟むようにして一対設けられ、且つ前記ピン穴及び前記係止溝に配設された状態で前記第１ピストンの軸方向と交差する方向に延在したピン部と、一対の前記ピン部を連結する連結部と、を有することにより略Ｕ字状に形成されていることを特徴とする流体圧シリンダ。
2. シリンダ孔が形成されたシリンダ本体と、
   前記シリンダ孔に摺動可能な状態で同軸に配設された第１ピストン及び第２ピストンと、
   前記第１ピストンに連結されて前記第２ピストンを押圧する押圧ロッドと、
   前記第２ピストンに連結された出力ロッドと、を備え、
   作動流体の作用下に前記第１ピストン及び前記第２ピストンを摺動させることにより前記出力ロッドを３位置に停止可能にした多段ストローク式の流体圧シリンダにおいて、
   前記シリンダ本体は、一体成形品であって、
   前記シリンダ本体の端面に開口する前記シリンダ孔の開口部を閉塞する閉塞部材と、
   前記第１ピストンと前記第２ピストンとの間に配設されて前記押圧ロッドが貫通する中間ロッドカバーと、
   前記中間ロッドカバーを前記シリンダ本体に係止する係止部材と、
   を備え、
   前記中間ロッドカバーの外壁面には、係止溝が形成され、
   前記シリンダ本体には、前記係止溝に連通するピン穴が形成され、
   前記係止部材は、前記ピン穴及び前記係止溝に配設された状態で前記第１ピストンの軸方向と交差する方向に延在したピン部と、
   前記ピン部が前記ピン穴から抜け出ることを阻止する止めねじと、を有し、
   前記ピン穴の延在方向の一端は閉塞されており、
   前記止めねじは、前記ピン穴の他端側を構成する壁面に形成された雌ねじ部に螺合することにより前記シリンダ本体に固定されていることを特徴とする流体圧シリンダ。
3. 請求項１又は２に記載の流体圧シリンダにおいて、
   前記押圧ロッドには、前記第２ピストンに接触するダンパ部が設けられていることを特徴とする流体圧シリンダ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の流体圧シリンダと、
   前記流体圧シリンダの前記出力ロッドに設けられたスライダと、
   前記シリンダ本体に設けられて前記スライダを軸方向に案内するガイド部と、
   を備えることを特徴とするアクチュエータ。

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