JP6314507B2 - シリンダ装置 - Google Patents

Description

本発明は、流体圧で作動するピストンロッドを備えたシリンダ装置に関する。

従来から、ワーク等の位置決めや搬送に用いられるシリンダ装置として、流体圧で作動するピストンロッドを備え、圧力流体を給排することでピストンをシリンダ本体の一端近傍と他端近傍との間で往復摺動自在にしたシリンダ装置が広汎に用いられている。

このようなシリンダ装置では、ピストンロッドがシリンダ本体に対して片持ち状態で支持される構造が採用されている。この種のシリンダ装置では、ピストンがフルストーク位置に達してピストンロッドが最大に伸張した状態で、その端部に軸線に直交して荷重が加わると、ピストンロッドが傾斜してしまう。すなわち、ピストンとシリンダ本体との間で無理な力が加わることになる。このような不都合を回避するために、シリンダ本体の端部内周に、ピストンロッドに加わる荷重を支持するブッシュ等の支持部材が設けられることがある（特許文献１参照）。

また、ピストンロッドの端部に固定したスライドテーブルを、転動体を有するスライド機構を介してシリンダ本体の側面に支持するシリンダ装置も知られている。この種のシリンダ装置では、ピストンロッドが伸張したときにスライドテーブルに加わる荷重は、スライド機構によって受け止められる（特許文献２参照）。

特開２００８−１３３９２０号公報 特開２００８−１３８６９３号公報

しかしながら、シリンダ本体の端部内周にピストンロッドに加わる荷重を支持する支持部材を設けるシリンダ装置では、ピストンロッドに加わる荷重を無理なく受け止めるべく支持部材の軸方向長さを十分に確保する必要がある。また、スライドテーブルを備えたシリンダ装置では、同様にスライド機構の軸方向長さを十分に確保する必要がある。このため、ピストンロッドが最大に伸張したときのシリンダ装置の全長を短くすることには制約があり、小型化が困難であるし、シリンダ装置を作動するために必要なスペースも十分に確保しなければならないという難点があった。

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、ピストンロッドが最大に伸張したとき、ピストンロッドの端部やスライドテーブルに荷重が加わっても、ピストンロッドが傾斜してピストンとシリンダ本体との間で無理な力が生じることがないようにしつつ、ピストンロッドが最大に伸張したときのシリンダ装置の全長を短くし、シリンダ装置全体としての小型化を達成するとともに、シリンダ装置を作動するために必要なスペースを可及的に小さくすることを目的とする。

本発明に係るシリンダ装置は、流体圧で作動するピストンロッドを備えたシリンダ装置であって、ピストンロッドは、一端にピストンを備えるとともに、他端がシリンダ本体の端部から突出し、ピストンロッドを支持する第１ガイド部材がシリンダ本体の端部の内周に設けられ、シリンダ本体は基台部に固定され、ピストンロッドの伸張時に前記他端または前記他端に連結される部材が挿通される貫通孔を備えた第２ガイド部材が基台部に設けられ、少なくともピストンロッドが最も後退した位置にあるとき、前記他端または前記他端に連結される部材は貫通孔から外れた状態にあることを特徴とする。

上記のシリンダ装置によれば、ピストンロッドが最大に伸張したとき、距離を隔てて配置される第１ガイド部材と第２ガイド部材によってピストンロッドが支持されるので、ピストンロッドに荷重が加わっても、ピストンロッドが傾斜してピストンとシリンダ本体との間で無理な力が生じることがない。

しかも、第１ガイド部材を短くすることができるため、シリンダ装置の全長が短くなり、シリンダ装置を作動するために必要なスペースを可及的に小さくすることができる。

上記のシリンダ装置において、ピストンロッドの他端にテーパー面が形成されていてもよく、また、貫通孔のシリンダ本体と対向する側の端部にテーパー面が形成されていてもよい。

上記の構成によれば、ピストンロッドが伸張して貫通孔に進入する際に、ピストンロッドの他端がテーパー面を介して第２ガイド部材の貫通孔内に案内されるので、ピストンロッドの円滑な動作に支障を生じることがない。

また、第２ガイド部材は、内周面に複数のボールを配置したブッシュから構成されてもよい。これによれば、ピストンロッドが第２ガイド部材の貫通孔内を前進または後退する際に摩擦抵抗が少なく、ピストンロッドの円滑な動作に支障を生じることがない。

さらに、基台部は、シリンダ本体が固定されるベース部と、第２ガイド部材が設けられる延在部とからなり、延在部は、ベース部に対して、ピストンロッドの軸線に沿う方向に位置調整可能に固定されてもよい。これによれば、シリンダ本体の長さやピストンの最大ストローク量が変更されて、最大に伸張したピストンロッドの端部の位置が変わっても、第２ガイド部材を適切な位置に調整することができる。

さらにまた、ピストンロッドは互いに平行に配置される一対のピストンロッドからなり、一対のピストンロッドの他端にワークテーブルが連結されるとともに、ワークテーブルにガイドロッドが連結され、ガイドロッドが第２ガイド部材の貫通孔に挿通されてもよい。これによれば、ピストンロッドが最大に伸張したとき、距離を隔てて配置される第１ガイド部材と第２ガイド部材によってピストンロッドが支持されるので、ピストンロッドに荷重が加わっても、ピストンロッドが傾斜してピストンとシリンダ本体との間で無理な力が生じることがない。しかも、ガイドロッドの長さを差し引いてもなお第１ガイド部材を短くすることができるため、シリンダ装置の全長が短くなり、シリンダ装置が作動するために必要なスペースを可及的に小さくすることができる。

また、本発明に係るシリンダ装置は、流体圧で作動するピストンロッド及びスライドテーブルを備えたシリンダ装置であって、ピストンロッドは、一端にピストンを備えるとともに、他端がシリンダ本体の端部から突出し、スライドテーブルは、ピストンロッドの他端に接続されるとともに、シリンダ本体の外面にスライド機構を介して支持され、シリンダ本体の外面は基台部に固定され、ピストンロッドの伸張時にスライドテーブルの端部が支持されるガイド部材が基台部の端部に設けられることを特徴とする。

上記のシリンダ装置によれば、スライドテーブルが最大に伸張したとき、距離を隔てて配置されるスライド機構とガイド部材によってスライドテーブルが支持されるので、スライドテーブル及びピストンロッドに所定方向の荷重が加わっても、スライドテーブルやピストンロッドが傾斜することはなく、スライド機構やピストンに無理な負荷がかかることがない。

しかも、スライド機構を短くすることができるため、シリンダ装置が作動するために必要なスペースを可及的に小さくすることができる。

上記のシリンダ装置において、ガイド部材のシリンダ本体と対向する側の端部に傾斜面が形成されていてもよく、また、スライドテーブルの端部に傾斜面が形成されていてもよい。

上記の構成によれば、スライドテーブルが伸張してその端部がガイド部材の上面にさしかかる際に、スライドテーブルの端部が傾斜面を介してガイド部材の上面に案内されるので、スライドテーブルの円滑な動作に支障を生じることがない。

また、ガイド部材は、低摩擦係数の樹脂製シートから構成されてもよい。これによれば、スライドテーブルの端部がガイド部材の上面を移動する際に、摩擦抵抗が少なく、スライドテーブルの円滑な動作に支障を生じることがない。

さらに、基台部は、シリンダ本体が固定されるベース部と、ガイド部材が設けられる延在部とからなり、延在部は、ベース部に対して、ピストンロッドの軸線に沿う方向に位置調整可能に固定されてもよい。これによれば、シリンダ本体の長さやピストンの最大ストローク量が変更されて、最大に伸張したスライドテーブルの位置が変わっても、ガイド部材を適切な位置に調整することができる。

本発明に係るシリンダ装置によれば、ピストンロッドが最大に伸張したとき、ピストンロッドやスライドテーブルに荷重が加わっても、ピストンロッドが傾斜してピストンとシリンダ本体との間で無理な力が生じたり、スライドテーブルが傾斜してスライド機構に無理な力がかかったりすることがない。また、ピストンロッドが最大に伸張したときの全長を短くすることができ、シリンダ装置が作動するために必要なスペースを可及的に小さくすることができる。

本発明の第１実施形態に係るシリンダ装置の縦断面図である。 ピストンロッドが最大に伸張したときの図１に示すシリンダ装置の縦断面図である。 図１及び図２のシリンダ装置のシリンダ機構を簡略形式で表示して並べた図である。 比較例１に係るシリンダ装置の縦断面図である。 ピストンロッドが最大に伸張したときの図４に示すシリンダ装置の縦断面図である。 図４及び図５のシリンダ装置を簡略形式で表示して並べた図である。 本発明の第２実施形態に係るシリンダ装置における案内機構の一部省略分解斜視図である。 本発明の第３実施形態に係るシリンダ装置の縦断面図である。 ピストンロッドが最大に伸張したときの図８に示すシリンダ装置の縦断面図である。 図９に示すシリンダ装置の一部断面平面図である。 図９に示すシリンダ装置の左側面図である。 比較例２に係るシリンダ装置の縦断面図である。 ピストンロッドが最大に伸張したときの図１２に示すシリンダ装置の縦断面図である。 図１３に示すシリンダ装置の平面図である。 本発明の第４実施形態に係るシリンダ装置の縦断面図である。 ピストンロッドが最大に伸張したときの図１５に示すシリンダ装置の縦断面図である。 比較例３に係るシリンダ装置の縦断面図である。 ピストンロッドが最大に伸張したときの図１７に示すシリンダ装置の縦断面図である。

以下、本発明に係るシリンダ装置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。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係るシリンダ装置１０について図１及び図２を参照しながら説明する。

シリンダ装置１０は、ピストンロッド１２を備えたシリンダ機構１４と、ピストンロッド１２を案内する案内機構１６とからなる。

シリンダ機構１４は、ピストンロッド１２の一端に設けられたピストン１８が、シリンダ本体２０に形成された有底のシリンダ孔内に往復摺動自在に設けられたもので、ピストンロッド１２の他端はシリンダ本体２０の端部から突出している。ピストンロッド１２の突出端には先細りのテーパー面２２が形成されている。ピストン１８の一端側とシリンダ本体２０の間には第１シリンダ室２４が形成され、ピストン１８の他端側には第２シリンダ室２６が形成されている。シリンダ本体２０には、第１シリンダ室２４にエアを給排する第１ポート２８及び第２シリンダ室２６にエアを給排する第２ポート３０が設けられている。

ピストンロッド１２が突出する側のシリンダ本体２０端部の内壁面には、第１ガイド部材３２が一対の係止リング３４、３６により固定されている。第１ガイド部材３２は、金属製ブッシュからなり、その中心にガイド孔３３を有し、前記ガイド孔３３はピストンロッド１２の往復動作を案内する。

シリンダ本体２０の内壁面には、さらに、第１ガイド部材３２に隣接してロッドカバー４０が設けられている。ロッドカバー４０の外周に設けられた環状溝にはＯリング４２が装着されるとともに、ロッドカバー４０の中心孔を周回してピストンロッド１２と摺接するロッドパッキン４４が装着され、第２シリンダ室２６を外部から気密に保持している。ピストン１８の外周にはピストンパッキン４６が装着されている。なお、図１〜図４において参照符号４５はヘッドカバーを示す。

案内機構１６は、シリンダ本体２０を固定する基台部４８と、ケース部材５０を介して基台部４８の端部に固定される第２ガイド部材５２を備える。

基台部４８は、シリンダ本体２０の下面を支承するものであって、シリンダ本体２０の下面と略同一の幅を有し、ボルト等の手段によりシリンダ本体２０を保持する。図１に示すように、基台部４８の一方の端面は、シリンダ本体２０のヘッドカバー４５の端面と略一致し、基台部４８の他方の端部において、前記シリンダ本体２０の第１ガイド部材３２から所定距離離間して配置される第２ガイド部材５２を保持する。ケース部材５０は、中空状であって、その内部に第２ガイド部材５２を装着する。

すなわち、第２ガイド部材５２は、ピストンロッド１２のテーパー面２２を含む他端が挿通可能な貫通孔５６を有し、一対の係止リング５８、６０によってケース部材５０の内部に固定される。本実施形態では、第２ガイド部材５２は、内周面（貫通孔５６の表面）に複数のボール５４を配置したブッシュを含む。複数のボール５４は、図示しない弾性体（例えば、コイルスプリング）によって上下動自在である。この場合、複数のボール５４はピストンロッド１２の軸方向に延在するボール列であってもよい。図１に示すように、貫通孔５６の軸心は、ピストンロッド１２が引き込まれた状態にあるとき、ピストンロッド１２の軸心と略同一直線上にある。貫通孔５６の一端側、すなわち、シリンダ本体２０と対向する側には、末広がり状のテーパー面６２が形成されている。

本実施形態に係るシリンダ装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、以下、その作用及び効果について説明する。

図１に示すように、ピストンロッド１２が最も後退した状態において、第１ポート２８を通じて第１シリンダ室２４にエアを供給し、第２ポート３０から第２シリンダ室２６のエアを排出すると、ピストンロッド１２が前進しシリンダ本体２０の端部から伸長する。ピストン１８の最大ストロークの少し手前で、ピストンロッド１２の突出端、すなわちテーパー面２２が第２ガイド部材５２の貫通孔５６に侵入し、ピストンロッド１２が最大に伸張したとき、図２に示すようにピストンロッド１２の突出端が第２ガイド部材５２の軸方向端部から所定距離だけ突出する。なお、前記のように所定距離突出したピストンロッド１２の突出端によって、図示しないワークの位置決め等がなされる。

この状態で所要の作業が行われる際に、ピストンロッド１２の突出端に対して、ピストンロッド１２の軸線に交差する方向に荷重がかかることがある。このとき、ピストンロッド１２は、所定距離隔てて配置された第１ガイド部材３２と第２ガイド部材５２によって支持されているので、ピストンロッド１２が傾斜することはなく、ピストン１８とシリンダ本体２０との間で無理な力が生じることもない。

ピストンロッド１２が伸張する際に、ピストンロッド１２の自重や予期しない横方向からの負荷、さらには経時変化等により、ピストンロッド１２の軸心に対し第２ガイド部材５２の軸心が多少ともずれる場合がある。本実施形態では、ピストンロッド１２の先端にテーパー面２２が形成されるとともに、第２ガイド部材５２にテーパー面６２が形成されているので、前記のように軸心がずれたとしても、テーパー面２２は第２ガイド部材５２に形成されたテーパー面６２上を摺動し、容易に貫通孔５６内に入り込む。これによって、ピストンロッド１２の軸心と貫通孔５６の軸心とは一致し、ピストンロッド１２の先端の位置ずれは解消する。その際、第２ガイド部材５２の複数のボール５４は、図示しない弾性部材の弾発力下にピストンロッド１２の周壁に当接してピストンロッド１２をより一層正確かつ容易に貫通孔５６の内部に案内する。

所要の作業が終了すると、ワークの位置決めを解除するため、第２ポート３０を通じて第２シリンダ室２６にエアが供給され、第１ポート２８から第１シリンダ室２４のエアが排出される。すると、ピストンロッド１２が後退し、図１に示す状態に戻る。

比較例１に係るシリンダ装置７０を図４及び図５に示す。このシリンダ装置７０は上記の案内機構１６を備えていない。そのため、ピストンロッド７２が最大に伸張した状態でピストンロッド７２の軸線に交差する方向に荷重が加わったとき、ピストンロッド７２が傾斜してピストン７４とシリンダ本体７６との間で無理な力が生じることがない程度にピストンロッド７２を支持するため、ピストンロッド７２が突出する側のシリンダ本体７６端部の内壁面に、軸方向寸法を大きくした長尺ガイド部材７８が設けられている。上記の理由から、比較例１における長尺ガイド部材７８の軸方向長さＬｇ´は、本実施形態における第１ガイド部材３２の軸方向長さＬｇよりも数倍大きくならざるを得ない。

本実施形態において、ピストンロッド１２が最も後退したときのシリンダ機構１４の長さをＬ１とし（図１参照）、ピストンロッド１２が最も伸張したときのシリンダ機構１４の長さ、すなわち、ピストンロッド１２が最も伸張したときのシリンダ装置１０の長さをＬ２とする（図２参照）。また、ピストン１８の最大ストロークをＳとすると、次式（１）が成り立つ。
Ｌ２＝Ｌ１＋Ｓ …（１）

本実施形態のシリンダ機構を簡略形式で表示した図３において、上記のＬ１、Ｌ２及びＳの関係を示す。

同様に、比較例１において、ピストンロッド７２が最も後退したときのシリンダ装置７０の長さをＬ１´とし（図４参照）、ピストンロッド７２が最も伸張したときのシリンダ装置７０の長さをＬ２´とする（図５参照）。本実施形態と同じ条件にするため、比較例１のピストン７４の最大ストロークをＳとすると、次式（２）が成り立つ。
Ｌ２´＝Ｌ１´＋Ｓ …（２）

比較例１のシリンダ装置を簡略形式で表示した図６において、上記のＬ１´、Ｌ２´及びＳの関係を示す。

ピストンロッドが最も伸張したときのシリンダ装置の長さを、本実施形態と比較例１とで対比すると、式（１）及び式（２）から、本実施形態は比較例１よりも（Ｌ１´−Ｌ１）だけ短い。そして、図１及び図４から諒解されるように、Ｌ１´とＬ１との差は、比較例１における長尺ガイド部材７８の軸方向長さＬｇ´と本実施形態における第１ガイド部材３２の軸方向長さＬｇとの差にほかならない。したがって、ピストンロッドが最も伸張したときのシリンダ装置の長さは、本実施形態の方が比較例１よりも格段に短いことが分かる。

本実施形態に係るシリンダ装置１０によれば、ピストンロッド１２を支持する第１ガイド部材３２がシリンダ本体２０の端部の内周に設けられるとともに、ピストンロッド１２の伸張時にピストンロッド１２のテーパー面２２を含む端部が挿通される貫通孔５６を備えた第２ガイド部材５２が基台部４８の端部に設けられる。このため、ピストンロッド１２が最大に伸張したとき、第１ガイド部材３２と第２ガイド部材５２によってピストンロッド１２が支持され、ピストンロッド１２に荷重が加わっても、ピストンロッド１２が傾斜してピストン１８とシリンダ本体２０との間で無理な力が生じることがない。

しかも、第１ガイド部材３２を短くすることができるため、シリンダ装置の全長が短くなり、小型化に資するとともに、シリンダ装置を作動するために必要なスペースを可及的に小さくすることができる。

また、第２ガイド部材５２は、内周面に複数のボール５４（または複数のボール列５４）を配置したブッシュから構成されるので、ピストンロッド１２が第２ガイド部材５２の貫通孔５６内を前進または後退する際に摩擦抵抗がほとんどなく、ピストンロッド１２の円滑な動作に支障を生じることがない。

さらに、ピストンロッド１２の他端にテーパー面２２が形成されるとともに、第２ガイド部材５２の貫通孔５６の端部にテーパー面６２が形成されているので、ピストンロッド１２が伸張して貫通孔５６に進入する際に、ピストンロッド１２の他端がテーパー面２２、６２を介して第２ガイド部材５２の貫通孔５６内に案内されるので、ピストンロッド１２の円滑な動作に支障を生じることがない。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係るシリンダ装置について図７を参照しながら説明する。本実施形態に係るシリンダ装置は、図１及び図２に示す第１実施形態の基台部４８の構成が異なる点を除くと、第１実施形態に係るシリンダ装置と同じ構成であるため、図７では、基台部８２を含む案内機構８０のみを示す。

基台部８２は、図示しないシリンダ本体が固定されるベース部８４と、第２ガイド部材８６が設けられる延在部８８からなる。ベース部８４は、金属製板材によって断面コ字状に形成され、その開口部を下方に向けて配置される。一方、延在部８８は、断面箱型形状で、ベース部８４の内側に挿入される。ベース部８４の両側壁には円形の取付穴９０ａ、９０ｂが形成されるとともに、延在部８８の両側壁にはシリンダ本体の軸線方向に沿う長穴９２ａ、９２ｂが形成されている。

ベース部８４の一方の取付穴９０ａからボルト９４の端部が挿入され、延在部８８の長穴９２ａ、９２ｂを通ってベース部８４の他方の取付穴９０ｂから延出したボルト９４の端部にナット９６を締め付けることで、延在部８８がベース部８４に固定される。ベース部８４に対する延在部８８の固定位置、すなわち、図示しないシリンダ本体に対する第２ガイド部材８６の位置は、前記長穴９２ａ、９２ｂの範囲で調整することができる。なお、図７において、参照符号８７は第１実施形態におけるテーパー面６２と同様の機能を達成するテーパー面を示す。

第２実施形態によれば、第２ガイド部材８６が設けられる延在部８８が、シリンダ本体が固定されるベース部８４に対して、シリンダ本体の軸線に沿う方向に位置調整可能に固定されるので、シリンダ本体の長さやピストンの最大ストローク量が変更されて、最大に伸張したときのピストンロッドの位置が変わっても、第２ガイド部材８６を適切な位置に設定することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係るシリンダ装置１００について図８〜図１１を参照しながら説明する。本実施形態に係るシリンダ装置１００が第１実施形態と異なる主な点は、一対のピストンロッド１０２を有し、ピストンロッド１０２の端部にワークテーブル１０４が連結される点、及び、ワークテーブル１０４の端部にガイドロッド１０６が設けられ、ピストンロッド１０２の伸張時にガイドロッド１０６が第２ガイド部材１０８に支持される点である。以下、これらの構成を中心に説明する。

シリンダ機構１１０は、互いに平行に配置される一対のピストンロッド１０２を備える。各ピストンロッド１０２の一端にはそれぞれピストン１１２が設けられ、各ピストン１１２が扁平形状のシリンダ本体１１４に形成された一対のシリンダ孔内に往復摺動自在に設けられる。各ピストンの一方側に形成されるシリンダ室には図示しない共通のポートを介してエアが給排され、同様に、各ピストン１１２の他方側に形成されるシリンダ室には図示しない別の共通のポートを介してエアが給排される。各ピストンロッド１０２の他端はシリンダ本体１１４端部から突出し、その先端に平面視コ字状のワークテーブル１０４が連結固定され、さらに、ワークテーブル１０４に一対のガイドロッド１０６が連結固定される。各ガイドロッド１０６は、ワークテーブル１０４から所定長さ突出し、その先端には先細りのテーパー面１１６が形成されている。ピストンロッド１０２が突出する側のシリンダ本体１１４端部の内壁面には、第１ガイド部材を兼用する一対のロッドカバー１１８が設けられる。

この場合、ワークテーブル１０４の基部１２０を貫通して一対の第１嵌合孔１２２が設けられるとともに、ワークテーブル１０４の各側部１２４を貫通して縮径部１２６を有する一対の第２嵌合孔１２８が設けられる。そして、各第１嵌合孔１２２にはピストンロッド１０２が圧入固定される。また、各第２嵌合孔１２８には、その一方側から縮径部１２６に突き当たるまでガイドロッド１０６が挿入され、その他方側からガイドロッド１０６の挿入端部に形成された雌ねじに向けてボルト１３０が螺入されることで、ワークテーブル１０４にガイドロッド１０６が固定される。

案内機構１３２は、シリンダ本体１１４を固定する基台部１３４と、基台部１３４の端部にハウジング１３６を介して固定される一対の第２ガイド部材１０８を備える。基台部１３４はボルト等の手段によりシリンダ本体１１４を保持し、シリンダ本体１１４は基台部１３４の一方の端部から延在する。各第２ガイド部材１０８は、ガイドロッド１０６が挿通可能な貫通孔１３８を有し、その表面に複数のボール１４０が転動可能に配置される。複数のボール１４０は、ガイドロッド１０６の軸方向に延在する複数のボール列を構成する。側面視コ字状のハウジング１３６は、各第２ガイド部材１０８を装着する一対の装着穴を有し、図示しないボルトにより基台部１３４に固定される。なお、図８〜図１０において、参照符号１４１は、基台部１３４を床面等に固定するためのボルトを挿通する穴を示す。

ワークテーブル１０４には治具１４２を介してワーク１４４が載置され、ピストンロッド１０２が最も後退した図８に示す位置とピストンロッド１０２が最大に伸張した図９に示す位置との間でワーク１４４が搬送される。ピストンロッド１０２が最大に伸張したとき、ガイドロッド１０６は略その全長にわたって第２ガイド部材１０８の内側に位置する。この状態で所要の作業が行われる際に、ワークテーブル１０４を介して一対のピストンロッド１０２に荷重がかかるが、各ピストンロッド１０２は、その一端側がロッドカバー（第１ガイド部材）１１８によって支持されるとともに、その他端側が一対のガイドロッド１０６を介して、ロッドカバー（第１ガイド部材）１１８から所定距離離間する一対の第２ガイド部材１０８によって支持されるので、ピストンロッド１０２が傾斜することはなく、ピストン１１２とシリンダ本体１１４との間で無理な力が生じることもない。

比較例２に係るシリンダ装置１４６を図１２〜図１４に示す。このシリンダ装置１４６は上記の案内機構１３２を備えていない。そのため、ピストンロッド１４８が最大に伸張した状態でワークテーブル１５０を介してピストンロッド１４８に荷重が加わったとき、ピストンロッド１４８が傾斜してピストン１５２とシリンダ本体１５４との間で無理な力が生じることがない程度にピストンロッド１４８を支持するため、ロッドカバー１５６が軸方向に延長され、該延長部分が長尺ガイド部１５８となっている。

本実施形態において、ピストンロッド１０２が最も後退したときのシリンダ機構１１０の長さ、すなわち、ピストンロッド１０２が最も後退したときのシリンダ本体１１４の端部からガイドロッド１０６の端部までの長さをＬ３とし（図８参照）、ピストンロッド１０２が最も伸張したときのシリンダ機構１１０の長さ、すなわち、ピストンロッド１０２が最も伸張したときのシリンダ装置１００の長さをＬ４とする（図９参照）。また、ピストン１１２の最大ストロークをＳとすると、次式（３）が成り立つ。
Ｌ４＝Ｌ３＋Ｓ …（３）

同様に、比較例２において、ピストンロッド１４８が最も後退したときのシリンダ装置１４６の長さをＬ３´とし（図１２参照）、ピストンロッド１４８が最も伸張したときのシリンダ装置１４６の長さをＬ４´とする（図１３参照）。本実施形態と同じ条件にするため、比較例２のピストン１５２の最大ストロークをＳとすると、次式（４）が成り立つ。
Ｌ４´＝Ｌ３´＋Ｓ …（４）

ピストンロッドが最も伸張したときのシリンダ装置の長さを、本実施形態と比較例２とで対比すると、式（３）及び式（４）から、両者はＬ３´とＬ３の差だけ異なる。本実施形態ではワークテーブル１０４の先端にガイドロッド１０６が付設されているが、比較例２の長尺ガイド部１５８は本実施形態のガイドロッド１０６よりも長い。このため、ガイドロッド１０６の分を差し引いても、ピストンロッドが最も伸張したときのシリンダ装置の長さは、本実施形態の方が比較例２よりも短い。

第３実施形態によれば、ピストンロッド１０２が最大に伸張したとき、距離を隔てて配置されるロッドカバー（第１ガイド部材）１１８と第２ガイド部材１０８によってピストンロッド１０２が支持されるので、ピストンロッド１０２に荷重が加わっても、ピストンロッド１０２が傾斜してピストン１１２とシリンダ本体１１４との間で無理な力が生じることがない。しかも、ガイドロッド１０６の長さを考慮してもなおロッドカバー（第１ガイド部材）１１８を短くすることができるため、シリンダ装置１００の全長が短くなり、シリンダ装置１００を作動するために必要なスペースを可及的に小さくすることができる。

本実施形態では、一対のピストンロッド１０２の端部にワークテーブル１０４が連結されているが、ワークテーブル１０４の連結位置は、必ずしもピストンロッド１０２の端部でなくてもよい。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態に係るシリンダ装置１６０について図１５及び図１６を参照しながら説明する。

シリンダ装置１６０は、ピストンロッド１６２及びスライドテーブル１６４を備えたシリンダ機構１６６と、スライドテーブル１６４を案内する案内機構１６８とからなる。

シリンダ機構１６６は、ピストンロッド１６２の一端に設けられたピストン１７０が縦断面矩形状のシリンダ本体１７２に形成されたシリンダ孔内に往復摺動自在に設けられるとともに、シリンダ本体１７２の端部から突出したピストンロッド１６２の他端に、後述するエンドプレート２０２を含むスライドテーブル１６４が連結される。前記スライドテーブル１６４はスライド機構１７４を介してシリンダ本体１７２の上面に支持されるものである。

シリンダ本体１７２の一端側の内壁面にはエンドキャップ１７６が設けられ、エンドキャップ１７６の外周面にはＯリング１７８が装着されている。エンドキャップ１７６は、シリンダ本体１７２の内壁面に固定された係止リング１８０（好ましくはＣリング）と、シリンダ本体１７２の内壁面に形成された段部との間で挟持されている。

シリンダ本体１７２の他端側の内壁面には、ロッドカバー１８２が嵌合し、その外側のリング体１８４によって保持される。ロッドカバー１８２の外周面にはその環状溝を利用してＯリング１８６が装着され、ロッドカバー１８２の内周面にはピストンロッド１６２に摺接するロッドパッキン１８８が装着されている。リング体１８４の外側には、さらに係止リング１９０（好ましくはＣリング）が設けられ、ロッドカバー１８２とリング体１８４は、ロッドカバー１８２の外周面に形成された段部がシリンダ本体１７２の内壁面に形成された段部に係止するとともに、リング体１８４の端面が係止リング１９０に当接することにより、シリンダ本体１７２の内壁面に固定される。

ピストン１７０の一端側とエンドキャップ１７６との間に第１シリンダ室１９２が形成され、ピストン１７０の他端側とロッドカバー１８２との間に第２シリンダ室１９４が形成されている。シリンダ本体１７２には、第１シリンダ室１９２にエアを給排する第１ポート（図示せず）及び第２シリンダ室１９４にエアを給排する第２ポート（図示せず）が設けられている。

スライドテーブル１６４は、断面略Ｌ字状に形成され、シリンダ本体１７２の上面と平行に配設されるテーブル本体２００と、テーブル本体２００の端部に垂直に連結されるエンドプレート２０２からなる。エンドプレート２０２はピストンロッド１６２の端部に連結されている。エンドプレート２０２の下面は、後述する基台部２１２と平行な底面部２０４と、底面部２０４に続いてピストンロッド１６２と反対側の領域に形成され、後述する基台部２１２から離れるように傾斜する傾斜面２０６からなる。

スライド機構１７４は、シリンダ本体１７２の上面に固定されるガイドブロック２０８を有する。テーブル本体２００の両側部は下方に向けて突出し、該突出部の内側とガイドブロック２０８の両側部との間に、多数のボール２１０が転動可能なボール循環経路が設けられている。

案内機構１６８は、シリンダ本体１７２を固定する基台部２１２と、基台部２１２の端部に固定されるガイド部材２１４を備える。

基台部２１２は、シリンダ本体１７２の下面を支承するものであって、シリンダ本体１７２の下面の幅と略同一の幅を有し、図示しないボルト等の手段により、シリンダ本体１７２の下面を固定する。図１５に示すように、ピストンロッド１６２が最も後退した状態において、基台部２１２の一方の端面は、シリンダ本体１７２の一方の端面及びテーブル本体２００の一方の端面と略一致し、基台部２１２の他方の端部は、エンドプレート２０２を越えて延びている。

ガイド部材２１４の上面は、基台部２１２と平行な上面部２１６と、前記上面部２１６に続いてエンドプレート２０２と対向する側の領域に形成され、基台部２１２に近づくように傾斜する傾斜面２１８からなる。本実施形態では、ガイド部材２１４は、低摩擦係数の樹脂製シートから構成され、平面視矩形状に形成されている。案内機構１６８を構成するガイド部材２１４の傾斜面２１８とエンドプレート２０２の傾斜面２０６は、それぞれ上面部２１６と底面部２０４に対する傾斜角が略等しいことが好ましい。傾斜面２０６が傾斜面２１８に乗り上げ易くするためである。

本実施形態に係るシリンダ装置１６０は、基本的には以上のように構成されるものであり、以下、その作用及び効果について説明する。

図１５に示すように、ピストンロッド１６２が最も後退した状態において、第１シリンダ室１９２にエアを供給し、第２シリンダ室１９４のエアを排出すると、ピストンロッド１６２とともにスライドテーブル１６４が前進しシリンダ本体１７２の端部から伸張する。ピストン１７０の最大ストロークの少し手前で、エンドプレート２０２の傾斜面２０６がガイド部材２１４の傾斜面２１８に摺接して通過し、ピストンロッド１６２が最大に伸張したとき、図１６に示すように、エンドプレート２０２の底面部２０４がガイド部材２１４の上面部２１６に概ね隙間のない状態で位置する。このとき、エンドプレート２０２の端面と基台部２１２の他方の端面は略一致する（図１６参照）。なお、スライドテーブル１６４には、例えば図示しないワークを把持するためのクランプ装置が装着されている。

この状態で所要の作業が行われる際に、スライドテーブル１６４及びピストンロッド１６２に下向きに荷重が加わることがあるが、スライドテーブル１６４は、所定距離隔てて配置されたスライド機構１７４とガイド部材２１４によって支持されているので、スライドテーブル１６４やピストンロッド１６２が傾斜することはなく、スライド機構１７４やピストン１７０に無理な負荷がかかることがない。

ワークに対する所要の加工が終了すると、第２シリンダ室１９４にエアが供給され、第１シリンダ室１９２のエアが排出される。すると、ピストンロッド１６２とともにスライドテーブル１６４が後退し、図１５に示す状態に戻る。

比較例３に係るシリンダ装置２２０を図１７及び図１８に示す。このシリンダ装置２２０は上記の案内機構１６８を備えておらず、ピストンロッド２２２が最大に伸張した状態でスライドテーブル２２４やピストンロッド２２２に荷重が加わったとき、スライド機構２２６及びピストン２２８に無理な負荷がかからないようにするため、スライド機構２２６の軸方向寸法が大きくなっている。すなわち、比較例３におけるスライド機構２２６の軸方向長さＬｓ´は、本実施形態におけるスライド機構１７４の軸方向長さＬｓよりも数倍大きいものとなっている。

図１５及び図１６から諒解されるように、本実施形態のシリンダ装置１６０では、スライドテーブル１６４を含めたシリンダ機構１６６は、ピストン１７０がいかなる位置にあるときでも、基台部２１２から長手方向にはみ出すことはなく、スライドテーブル１６４が最も伸張したときにシリンダ機構１６６の長さが基台部２１２の長さと略等しくなる。ピストンロッド１６２が最も後退したときのシリンダ機構１６６の長さをＬ５とし、ピストン１７０の最大ストロークをＳとすると、基台部２１２の長さは（Ｌ５＋Ｓ）であり、シリンダ装置１６０が作動するために必要な軸方向の最小スペースはこの長さに基づくものとなる。

一方、比較例３のシリンダ装置２２０において、ピストン２２８の最大ストロークを本実施形態と同じくＳとすると、シリンダ本体２３０の長さは本実施形態と変わらないことになるから、ピストンロッド２２２が最も後退したとき、テーブル本体２３２を除くシリンダ機構２３４の長さはＬ５である。そして、前述したとおり、スライド機構２２６の軸方向長さＬｓ´は本実施形態のものよりも数倍大きいため、テーブル本体２３２の長さもその分だけ大きくすることが必要であり、ピストンロッド２２２が最も後退したとき、テーブル本体２３２がシリンダ本体２３０から大きく突出する。この突出長さをＬ６とする（図１７参照）。

比較例３のシリンダ装置２２０では、ピストンロッド２２２が最も伸張したとき、シリンダ装置２２０の長さは本実施形態と同じく（Ｌ５＋Ｓ）であるが（図１８参照）、シリンダ本体２３０は壁面等に固定して使用されるから、シリンダ装置２２０が作動するために必要な軸方向のスペースは、ピストン２２８が最も後退したときのテーブル本体２３２の突出長さＬ６の分だけ増加する。

本実施形態に係るシリンダ装置１６０によれば、ピストンロッド１６２の他端に接続されたスライドテーブル１６４がシリンダ本体１７２にスライド機構１７４を介して支持されるとともに、ピストンロッド１６２の伸張時にスライドテーブル１６４の端部が支持されるガイド部材２１４が基台部２１２の端部に設けられる。このため、スライドテーブル１６４が最大に伸張したとき、スライド機構１７４とガイド部材２１４によってスライドテーブル１６４が支持され、スライドテーブル１６４及びピストンロッド１６２に荷重が加わっても、それらが傾斜することはなく、スライド機構１７４やピストン１７０に無理な負荷がかかることがない。

しかも、スライド機構１７４を短くすることができるため、小型化に適するとともに、シリンダ装置を作動するために必要なスペースを可及的に小さくすることができる。

また、ガイド部材２１４は、低摩擦係数の樹脂製シートから構成されるので、スライドテーブル１６４の端部がガイド部材２１４の上面を移動する際に、摩擦抵抗が少なく、スライドテーブル１６４の円滑な動作に支障を生じることがない。

さらに、スライドテーブル１６４のエンドプレート２０２の端部に傾斜面２０６が形成されるとともに、ガイド部材２１４の端部に傾斜面２１８が形成されているので、スライドテーブル１６４が伸張したとき、その端部の傾斜面２０６がガイド部材２１４の傾斜面２１８に案内され、スライドテーブル１６４の円滑な動作に支障を生じることがない。

本発明に係るシリンダ装置は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０、７０、１００、１６０、２２０…シリンダ装置
１２、７２、１０２、１６２、２２２…ピストンロッド
１４、１１０、１６６、２３４…シリンダ機構
１６、８０、１３２、１６８…案内機構
１８、７４、１１２、１７０、２２８…ピストン
２０、７６、１１４、１７２、２３０…シリンダ本体
２２、６２、８７、１１６…テーパー面
２４、１９２…第１シリンダ室 ２６、１９４…第２シリンダ室
２８…第１ポート ３０…第２ポート
３２…第１ガイド部材 ３３…ガイド孔
４８、８２、１３４、２１２…基台部 ５２、８６、１０８…第２ガイド部材
７８…長尺ガイド部材 ８４…ベース部
８８…延在部 ９２ａ、９２ｂ…長穴
１０４…ワークテーブル １０６…ガイドロッド
１１８…ロッドカバー（第１ガイド部材）
１６４、２２４…スライドテーブル １７４、２２６…スライド機構
１８４…リング体 ２００、２３２…テーブル本体
２０８…ガイドブロック ２１４…ガイド部材
２１６…上面部

Claims (12)

1. 流体圧で作動するピストンロッドを備えたシリンダ装置であって、
   前記ピストンロッドは、一端にピストンを備えるとともに、他端がシリンダ本体の端部から突出し、
   前記ピストンロッドを支持する第１ガイド部材が前記シリンダ本体の前記端部の内周に設けられ、
   前記シリンダ本体は基台部に固定され、
   前記ピストンロッドの伸張時に前記他端または前記他端に連結される部材が挿通される貫通孔を備えた第２ガイド部材が前記基台部に設けられ、
   少なくとも前記ピストンロッドが最も後退した位置にあるとき、前記他端または前記他端に連結される部材は前記貫通孔から外れた状態にある
   ことを特徴とするシリンダ装置。
2. 請求項１記載のシリンダ装置において、
   前記ピストンロッドの前記他端にテーパー面が形成されている
   ことを特徴とするシリンダ装置。
3. 請求項１記載のシリンダ装置において、
   前記貫通孔の前記シリンダ本体と対向する側の端部にテーパー面が形成されている
   ことを特徴とするシリンダ装置。
4. 請求項１記載のシリンダ装置において、
   前記第２ガイド部材は、内周面に複数のボールを配置したブッシュから構成される
   ことを特徴とするシリンダ装置。
5. 請求項１記載のシリンダ装置において、
   前記基台部は、前記シリンダ本体が固定されるベース部と、前記第２ガイド部材が設けられる延在部とからなり、
   前記延在部は、前記ベース部に対して、前記ピストンロッドの軸線に沿う方向に位置調整可能に固定される
   ことを特徴とするシリンダ装置。
6. 請求項１記載のシリンダ装置において、
   前記ピストンロッドは互いに平行に配置される一対のピストンロッドからなり、
   前記一対のピストンロッドの他端にワークテーブルが連結される
   ことを特徴とするシリンダ装置。
7. 請求項６記載のシリンダ装置において、
   前記ワークテーブルにガイドロッドが連結され、
   前記ガイドロッドが前記第２ガイド部材の貫通孔に挿通される
   ことを特徴とするシリンダ装置。
8. 流体圧で作動するピストンロッド及びスライドテーブルを備えたシリンダ装置であって、
   前記ピストンロッドは、一端にピストンを備えるとともに、他端がシリンダ本体の端部から突出し、
   前記スライドテーブルは、前記ピストンロッドの前記他端に接続されるとともに、前記シリンダ本体の外面にスライド機構を介して支持され、
   前記シリンダ本体の外面は基台部に固定され、
   前記ピストンロッドの伸張時に前記スライドテーブルの端部が支持されるガイド部材が前記基台部の端部に設けられる
   ことを特徴とするシリンダ装置。
9. 請求項８記載のシリンダ装置において、
   前記スライドテーブルの端部に傾斜面が形成されている
   ことを特徴とするシリンダ装置。
10. 請求項８記載のシリンダ装置において、
    前記ガイド部材の前記シリンダ本体と対向する側の端部に傾斜面が形成されている
    ことを特徴とするシリンダ装置。
11. 請求項８記載のシリンダ装置において、
    前記ガイド部材は、低摩擦係数の樹脂製シートから構成される
    ことを特徴とするシリンダ装置。
12. 請求項８記載のシリンダ装置において、
    前記基台部は、前記シリンダ本体が固定されるベース部と、前記ガイド部材が設けられる延在部とからなり、
    前記延在部は、前記ベース部に対して、前記ピストンロッドの軸線に沿う方向に位置調整可能に固定される
    ことを特徴とするシリンダ装置。

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