JP6298294B2 - シリンダ装置 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、ピストンの作動状態を広範囲に検出できるシリンダ装置を提供することにある。
シリンダ装置を次のように構成した。
ハウジング2内に検出対象用のピストン12を昇降可能に挿入する。作動用の圧力流体
が供給及び排出される駆動室32を前記ピストン12の上側に設ける。前記ピストン12
に出力ロッド13を連結する。前記ハウジング2の上壁2aに検出弁52を設ける。前記
検出弁52のケーシング70は、前記上壁2aに上下方向に延びるように形成された装着
孔54に取り付けられる。前記ケーシング70に検出部材73を保密状に挿入する。その
検出部材73は、下限位置Lに下降された前記ピストン12の上部に接当または当該ピス
トン12の近傍位置へ下降する進出位置Aと、所定の上昇領域に上昇された前記ピストン
12の上部によって上昇される後退位置Rとに切り換えられ、検出用の加圧流体の流路4
5bを開閉する。前記検出部材73を進出手段74によって前記進出位置Aへ押し、前記検出部材73は、前記駆動室32の周壁32aに上下方向に形成される溝77によって案内される
前記検出弁の検出部材は、進出手段によって、下限位置に下降された前記ピストンの上
部に接当した位置または近接した位置に下降されると共に、そのピストンの上昇によって
後退位置へ上昇される。このように、ピストンの昇降に追従させて検出部材を広範囲に昇
降できる。従って、前記検出弁は、ピストンの作動状態を広い範囲で検出できる。
そして、前記検出部材は、前記駆動室の前記周壁によって案内される。
この場合、検出部材を前記周壁によって精度よく案内できる。
示すように、次のように構成したものである。
ハウジング2内に昇降ピストン11及び検出対象用の倍力ピストン12を昇降可能に挿
入する。前記昇降ピストン11に出力ロッド13を連結する。前記倍力ピストン12に作
用させた作動用の圧力流体の力を倍力機構40によって倍力変換して前記出力ロッド13
に伝達する。その圧力流体が駆動室32に供給及び排出される。前記ハウジング2の上壁
2aに検出弁52を配置する。前記検出弁52のケーシング70は、前記上壁2aに上下
方向に延びるように形成された装着孔54に取り付けられる。前記ケーシング70に検出
部材73を保密状に挿入する。その検出部材73は、下限位置Lに下降された前記倍力ピ
ストン12の上部に接当または当該倍力ピストン12の近傍位置へ下降する進出位置Aと
、所定の上昇領域に上昇された前記倍力ピストン12の上部によって上昇される後退位置
Rとに切り換わって、検出用の加圧流体の流路45bを開閉する。前記検出部材73を進
出手段74によって前記進出位置Aへ押し、前記検出部材(73)は、前記駆動室(32)の周壁(32a)に上下方向に形成される溝(77)によって案内される。
前記検出弁の検出部材は、進出手段によって、下限位置に下降された前記倍力ピストン
の上部に接当した位置または近接した位置に下降されると共に、その倍力ピストンの上昇
によって後退位置へ上昇される。このように、倍力ピストンの昇降に追従させて検出部材
を広範囲に昇降できる。従って、前記検出弁は、倍力ピストンの作動状態を広い範囲で検
出できる。
しかも、上記のハウジング内に設けられて外部から観察することができない倍力ピスト
ンの作動状態を検出弁によって確実に検出できる。
そして、前記検出部材は、前記駆動室の前記周壁によって案内される。
この場合、検出部材を前記周壁によって精度よく案内できる。
この場合、バネ力によって前記検出部材73を進出位置Aへ確実に進出できる。
この場合、前記バネ75を検出部材73の中空部73aに挿入することで全長が長いバネ75を採用することと、検出弁52の全高を小さくすることとを両立できる。このため、簡素な構造で検出部材73の進退長さを大きくできる。
この場合、上記の検出部材73の後退によって検出部材73の上部近傍で入口孔80を閉じて、ピストン12の作動状態を即座に検知できる。
この場合、ストッパ78を検出弁52の外部に設けることで、その検出弁52の構造を簡素にできる。
前記倍力機構40が前記出力ロッド13を倍力駆動するときに前記検出部材73が前記流路45bを開閉する。
この場合、外部から観察できない倍力機構40の作動状態を前記検出弁52によって確実に検出できる。
この実施形態では、シリンダ装置をワーク固定用の旋回式クランプに適用した場合を例示してある。
まず、図1Aと図1Bに基づいて上記の旋回式クランプの全体構造を説明する。その旋回式クランプは、図1Aのアンクランプ状態から図3Aのクランプ状態へ切換えられるときに、まず、後述の出力ロッド13が旋回しながら速やかに下降し、その後、出力ロッド13が真っ直ぐ且つ強力に下降する。
図4Aは、前記図1Aの部分拡大図である。図4Bは、前記図3Aの部分拡大図である。
また、その第1検出弁51は、前記出力ロッド13が図4A(及び図1A)の上限位置から所定のストロークだけ下降したときに開弁される。より具体的にいえば、その第1検出弁51は次のように構成されている。
図5Aは、前記図1Bの部分拡大図である。図5Bは、前記図3Bの部分拡大図である。
この場合、上記第2検出部材73の前記中空部73aによって前記第2バネ75の収容スペースを広くできるので、全長が長くて単位長さあたりの巻き数の多い前記第2バネ75を採用できる。このため、ストロークの長い前記第2検出部材73を荷重による負担が小さい前記第2バネ75で進出方向に付勢できる。
この場合、長いストロークの第2検出部材73であっても円弧状の前記溝77によって精度よく案内できる。
また、その溝77の下端壁は、前記第2バネ75によって付勢された前記第2検出部材73を進出位置Aで受け止めるストッパ78として構成される。
上記アンクランプ状態のクランプをロック駆動するときには、前記の第1リリース室31及び前記第2リリース室32の圧縮空気を排出すると共に前記ロック室23に圧縮空気を供給する。すると、前記倍力ピストン12の上昇が前記倍力機構40の係合ボール42によって阻止されるのに対して、前記昇降ピストン11が速やかに下降していく。そして、前記出力ロッド13のカム溝85が上記係合ボール42の位置に下降したときに、前記倍力ピストン12の押部41が前記係合ボール42を半径方向の内方へ移動させる。これにより、図3B((及び図5B)に示すように、前記倍力ピストン12が上昇していき、その倍力ピストン12の倍力部43が前記係合ボール42を半径方向の内方へ強力に押し出す。
これにより、その倍力ピストン12に作用する上向き推力は、前記倍力部43と前記係合ボール42と前記出力ロッド13の前記カム溝85とを介して下向きに倍力変換され、出力ロッド13が下向きに強力に駆動される。このため、その倍力機構40による押下げ力と前記昇降ピストン11による押下げ力との合力により、上記出力ロッド13が下方へ強力に駆動される。
図5Bに示すように、前記倍力ピストン12が上昇途中位置Mへ移動したときには、その倍力ピストン12の上部が前記検出部材73を上昇させ、その検出部材73の上部が前記入口孔80を閉じる。その閉弁状態では前記流路45bの圧力が高くなるので、その状態を圧力スイッチ等のセンサ(図示せず)で検出することにより、倍力機構40の作動状態を確認できる。
なお、上記の倍力ピストン12は、倍力駆動の終期には上限位置H(図5B中の二点鎖線図を参照)まで移動可能になっている。すなわち、この実施例では前記倍力ピストン12の所定の上昇領域は、前記倍力ピストン12の前記上昇途中位置Mから前記上限位置Hまでの領域となっている。
なお、図5Bで示すように、第2検出部材73は、実線図の後退位置Rから2点鎖線図の上限位置まで移動する間に、入口孔80を閉じている。
従って、前記倍力駆動時には、その第2検出部材73の前記進出位置Aから前記上限位置までの広い範囲で倍力機構40の作動状態が確認できる。
本発明のシリンダ装置に使用される作動用の圧力流体は、例示した圧縮空気に代えて、他の圧縮気体や圧油等であってもよい。
さらに、その進出手段74は、第2リリース室32の圧力を利用するのに代えて、別の供給源から圧縮空気または圧油等の加圧流体を供給してもよい。
上記の倍力ピストン12と昇降ピストン11とは、例示したように直列に配置することに代えて、並列に配置してもよい。この場合、昇降ピストンに倍力ピストンを昇降可能に外嵌めして、上記2つのピストンの下側と上側とに、それぞれロック室とリリース室とを形成することが考えられる。この場合、検出弁の検出部材は、下限位置に下降された前記倍力ピストンの上部に接当または当該倍力ピストンの近傍位置に配置される。
上記周壁32aに設けられる溝77の断面形状は、円弧状に代えて、U字状やV字状等の形状としてもよい。
前述の各逆止弁63,83は省略してもよい。
その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行えることは勿論である。
Claims (7)
- ハウジング(2)内に昇降可能に挿入された検出対象用のピストン(12)と、そのピストン(12)の上側に配置されるとともに作動用の圧力流体が供給及び排出される駆動室(32)と、前記ピストン(12)に連結される出力ロッド(13)と、前記ハウジング(2)の上壁(2a)に配置された検出弁(52)と、を備え、
前記検出弁(52)は、
前記上壁(2a)に上下方向に延びるように形成された装着孔(54)に取り付けられるケーシング(70)と、
前記ケーシング(70)に保密状に挿入される検出部材(73)であって、下限位置(L)に下降された前記ピストン(12)の上部に接当または当該ピストン(12)の近傍位置へ下降する進出位置(A)と、所定の上昇領域に上昇された前記ピストン(12)の上部によって上昇される後退位置(R)とに切り換わって、検出用の加圧流体の流路(45b)を開閉する検出部材(73)と、
前記検出部材(73)を前記進出位置(A)へ押す進出手段(74)と、を備え、
前記検出部材(73)は、前記駆動室(32)の周壁(32a)に上下方向に形成される溝(77)によって案内される、
ことを特徴とするシリンダ装置。 - ハウジング(2)内に昇降可能に挿入された昇降ピストン(11)及び検出対象用の倍力ピストン(12)と、前記昇降ピストン(11)に連結される出力ロッド(13)と、前記倍力ピストン(12)に作用させた作動用の圧力流体の力を倍力変換して前記出力ロッド(13)に伝達する倍力機構(40)と、圧力流体が供給及び排出される駆動室(32)と、前記ハウジング(2)の上壁(2a)に配置された検出弁(52)と、を備え、
前記検出弁(52)は、
前記上壁(2a)に上下方向に延びるように形成された装着孔(54)に取り付けられるケーシング(70)と、
前記ケーシング(70)に保密状に挿入される検出部材(73)であって、下限位置(L)に下降された前記倍力ピストン(12)の上部に接当または当該倍力ピストン(12)の近傍位置へ下降する進出位置(A)と、所定の上昇領域に上昇された前記倍力ピストン(12)の上部によって上昇される後退位置(R)とに切り換わって、検出用の加圧流体の流路(45b)を開閉する検出部材(73)と、
前記検出部材(73)を前記進出位置(A)へ押す進出手段(74)と、を備え、
前記検出部材(73)は、前記駆動室(32)の周壁(32a)に上下方向に形成される溝(77)によって案内される、
ことを特徴とするシリンダ装置。 - 請求項1または2に記載のシリンダ装置において、
前記進出手段(74)は、前記ケーシング(70)内に装着されたバネ(75)を備え、そのバネ(75)は、前記駆動室(32)から前記検出部材(73)に作用する前記圧力流体の圧力に抗するように前記検出部材(73)を前記進出位置(A)へ付勢する、
ことを特徴とするシリンダ装置。 - 請求項3に記載のシリンダ装置において、
前記検出部材(73)は、中空状に形成され、その検出部材(73)の下部で前記バネ(75)の下端を受け止めるとともに、前記ケーシング(70)の上部で前記バネ(75)の上端を受け止める、
ことを特徴とするシリンダ装置。 - 請求項1から4のいずれかに記載のシリンダ装置において、
前記流路(45b)は、前記進出位置(A)に下降した前記検出部材(73)の上部近傍で前記ケーシング(70)に設けられた入口孔(80)を有し、
前記検出部材(73)が前記入口孔(80)を開閉する、
ことを特徴とするシリンダ装置。 - 請求項1から5のいずれかに記載のシリンダ装置において、
前記検出部材(73)を前記進出位置(A)で受け止めるストッパ(78)を前記駆動室(32)の周壁(32a)に設ける、
ことを特徴とするシリンダ装置。 - 請求項2に記載のシリンダ装置において、
前記倍力機構(40)が前記出力ロッド(13)を倍力駆動するときに前記検出部材(73)が前記流路(45b)を開閉する、
ことを特徴とするシリンダ装置。
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