JP6503231B2 - シリンダ装置 - Google Patents

Description

本発明は、シリンダ装置に関する。

ロッドがシリンダから突出する方向に付勢されるシリンダ装置において、最伸長時にロッドを覆うカバーが傾いてシリンダの端部に係合するものがある。この種のシリンダ装置において、シリンダに断面Ｕ字状をなす板バネを溶接し、この板バネの付勢力でカバーを傾動させるものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開昭５６−１４６３６号公報

ところで、上記のように板バネをシリンダに溶接するとコスト増となってしまう。

したがって、本発明は、コストを低減することが可能となるシリンダ装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、ブラケットのロッドとの接合部に取り付けられてカバーを係合部への係合方向に付勢するバネ部材が、前記接合部と、前記カバーと前記ブラケットとを連結する連結部材との間の隙間に挿通される挿通部と、前記挿通部から延びて該挿通部を前記接合部に係止する係止部と、前記挿通部から延びて前記カバーを押圧する付勢部と、を備え、前記挿通部には、前記連結部材側に突出して該連結部材に当接可能な当接部が設けられる構成とした。

本発明によれば、コストを低減することが可能となる。

本発明に係る一実施形態のシリンダ装置を示す断面図である。 本発明に係る一実施形態のシリンダ装置の要部を示す断面図である。 本発明に係る一実施形態のシリンダ装置の要部を示すカバー傾動時の断面図である。 本発明に係る一実施形態のシリンダ装置のバネ部材を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ矢視図である。

本発明に係る一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１に示すように、本実施形態のシリンダ装置１は円筒状のシリンダ１０を有している。以下では、このシリンダ１０の軸方向をシリンダ軸方向と称し、シリンダ１０の径方向をシリンダ径方向と称し、シリンダ１０の円周方向をシリンダ周方向と称して説明する。

シリンダ１０は、有底円筒状のシリンダ本体１１と、シリンダ本体１１の開口側に取り付けられてシリンダ１０の軸方向一端の開口１２を形成する開口形成部１３とからなっている。シリンダ装置１は、シリンダ１０内に摺動可能に設けられシリンダ１０内を二つの室１４と室１５とに区画するピストン１６と、シリンダ１０の開口１２からシリンダ１０内に一端側が挿入され他端側がシリンダ１０の外部に延出されるロッド１７とを有している。ロッド１７は、開口形成部１３を貫通しており、シリンダ１０内に配置される一端部がピストン１６に連結されている。

シリンダ１０内には、圧縮空気や圧縮窒素ガス等の加圧されたガスと潤滑液としての油液とが封入されている。加圧されたガスの圧力とピストン１６の受圧面積の差とによってピストン１６およびロッド１７は、ロッド１７をシリンダ１０から突出させる突出方向に付勢されている。なお、室１５にコイルスプリングを設けて、ガスの圧力によるロッド１７の突出方向の付勢力をバネ力で補完したり、シリンダ１０内に加圧ガスを封入せずにコイルスプリングのみでロッド１７を突出方向に付勢したりすることも可能である。

開口形成部１３は、シリンダ本体１１の開口側に取り付けられてロッド１７の移動をガイドするロッドガイド２０と、ロッドガイド２０よりもシリンダ軸方向のシリンダ本体１１の内側位置に配置されてロッド１７とシリンダ本体１１との間を密閉するシール部材２１とからなっている。シール部材２１はカップシールでありシリンダ１０の室１４内の圧力によりロッドガイド２０に当接する状態が維持される。

シリンダ本体１１は、円筒状の胴部材３１と、胴部材３１の軸方向一端側を閉塞する閉塞部材３２とからなっている。胴部材３１には、閉塞部材３２とは反対側の中間位置に外周面から径方向内方に凹むとともに内周面から径方向内方に突出する円環状の環状小径部３３が形成されている。この環状小径部３３は、これよりも閉塞部材３２側にあるピストン１６が通過してシール部材２１に当接することを規制するものであり、ピストン１６が環状小径部３３に当接するとピストン１６に連結されたロッド１７がそれ以上シリンダ１０から延出不可な状態つまりシリンダ装置１が最大長の状態となる。

胴部材３１には、閉塞部材３２とは反対側の端部に、外周面から径方向内方に凹むとともに内周面から径方向内方に突出する円環状の環状段差部３５が形成されており、この環状段差部３５がロッドガイド２０をシリンダ本体１１から抜けないように保持している。環状小径部３３および環状段差部３５は、いずれも胴部材３１への加締め加工により形成される。

閉塞部材３２は、球面状をなしており、外側に凸状をなす姿勢で胴部材３１の端部に固定されている。閉塞部材３２は、全周にわたって胴部材３１の端部に隙間なく溶接されている。閉塞部材３２の中央には、胴部材３１の中心軸上でこの軸方向に沿って延在するように貫通穴３８が形成されている。

シリンダ１０の閉塞部材３２には、そのシリンダ軸方向の外側にシリンダブラケット４０が溶接により固定されている。シリンダブラケット４０は、閉塞部材３２に溶接により固定されるブラケット本体４１と、ブラケット本体４１から突出する嵌合部材４２とを有している。ブラケット本体４１は一枚の板状の素材からプレス成形により成形されるプレス成形品である。ブラケット本体４１にはシリンダ径方向に沿う取付穴４４が貫通形成されており、取付穴４４には軸受部材４５が取り付けられている。シリンダブラケット４０は、嵌合部材４２を閉塞部材３２の貫通穴３８に挿入した状態でブラケット本体４１が全周にわたって閉塞部材３２に隙間なく溶接されている。閉塞部材３２と胴部材３１とが溶接され、閉塞部材３２とシリンダブラケット４０とが溶接されることによって、シリンダ１０は、軸方向のシリンダブラケット４０側が密閉されている。

ピストン１６は、シリンダ１０の胴部材３１内を摺接する円環状の部材であり、その径方向の中央には、軸方向に貫通する貫通穴５１が形成されている。ピストン１６には、貫通穴５１よりも径方向外側に、軸方向に沿う貫通穴からなる流路５２が、周方向に等間隔で複数形成されている。ロッド１７とともにピストン１６が移動したときに、ピストン１６に設けられた複数の流路５２を作動流体が流通する。ピストン１６は、上述したように、シリンダ１０における環状小径部３３と閉塞部材３２との間に配置されている。

ロッド１７は、一定径の主軸部５５と、主軸部５５の軸方向の一端側に隣接するように形成された主軸部５５よりも小径の嵌合軸部５６と、嵌合軸部５６の軸方向の主軸部５５とは反対側に隣接するように形成された嵌合軸部５６よりも大径の加締部５７とを有している。

嵌合軸部５６は、ピストン１６の貫通穴５１に嵌合可能となるように貫通穴５１より若干小径となっている。加締部５７は、加締め前は嵌合軸部５６と同径となっており、主軸部５５がピストン１６に当接するまで嵌合軸部５６が貫通穴５１に挿入された状態で嵌合軸部５６の先端側が加締められることによって形成される。加締部５７は、貫通穴５１よりも大径となっており、加締部５７が形成されることでピストン１６はロッド１７に対し軸方向移動が規制されて一体化された状態となる。ロッド１７は、主軸部５５においてシール部材２１およびロッドガイド２０を通ってシリンダ１０から外部に突出する。

ロッドガイド２０には、径方向の中央に軸方向に貫通する挿通穴６１が形成されており、この挿通穴６１にロッド１７が挿通されている。この挿通穴６１の軸方向の外端部がシリンダ１０の開口１２となっている。ロッドガイド２０には、径方向の外側に、大径部６２と、大径部６２よりも小径の小径部６３と、大径部６２よりも小径で小径部６３よりも大径の中間径部６４とが、軸方向にこの順に形成されている。ロッドガイド２０は、ロッド１７を挿通穴６１に挿通させた状態で中間径部６４および小径部６３が加締め前のシリンダ本体１１に挿入され、この状態で、シリンダ本体１１の開口側の端部が径方向内方に加締められて環状段差部３５が形成されると、この環状段差部３５が小径部６３に当接して、ロッドガイド２０のシリンダ本体１１からの抜けを規制する。ロッドガイド２０の最大外径である大径部６２の最大外径は、シリンダ本体１１の最大外径よりも大径となっている。

ロッドガイド２０の大径部６２には、図２に示すように軸方向の中間径部６４とは反対側の端部に、この端部を切り欠いた形状の段部６５（係合部）が形成されている。段部６５は、シリンダ軸方向に直交する面６５ａと、シリンダ軸方向に沿う面６５ｂとを有している。段部６５は、シリンダ１０の開口１２側に設けられている。

シリンダ１０内に一端側が挿入されるロッド１７の他端には、ロッドブラケット７０（ブラケット）が接合されている。ロッドブラケット７０はロッド１７のシリンダ１０から突出する側の端部に溶接により取り付けられている。ロッドブラケット７０は、図１に示すようにロッド１７に固定されるブラケット本体７１と、ブラケット本体７１に取り付けられる軸受部材７２とを有している。

ブラケット本体７１は、シリンダ軸方向に直交する姿勢でロッド１７の端面に溶接される平板状の接合部７５と、接合部７５の一縁部からシリンダ軸方向にロッド１７とは反対方向に延出する平板状の短延出部７６と、接合部７５の他縁部からシリンダ軸方向にロッド１７とは反対方向に延出する平板状の長延出部７７とを有している。短延出部７６と長延出部７７とは、互いに平行をなすとともに接合部７５に対し垂直をなしており、短延出部７６よりも長延出部７７の方が接合部７５からの延出長さが長くなっている。

長延出部７７には挿通穴８１が貫通形成されており、短延出部７６には挿通穴８２が貫通形成されている。挿通穴８１および挿通穴８２は、互いの中心軸線を一致させて同径に形成されている。挿通穴８１，８２の中心軸線は、ロッド１７の中心軸と直交しており、接合部７５と平行に配されている。長延出部７７には取付穴８３が延出先端側に貫通形成されている。取付穴８３は挿通穴８１と平行に形成されている。ブラケット本体７１は、一枚の板状の素材からプレス成形により成形されるプレス成形品である。ブラケット本体７１の取付穴８３に軸受部材７２が取り付けられている。

ロッドブラケット７０には、ロッド１７を覆うカバー８７が連結部材８８を介して取り付けられている。連結部材８８は、ロッドブラケット７０の挿通穴８１，８２に挿通される連結ピン９１と、この連結ピン９１に取り付けられるＥ形スナップリングからなる嵌合部材９２とからなっている。連結ピン９１はロッドブラケット７０の挿通穴８１，８２に挿通される軸部９５と、軸部９５の一端から径方向外方に突出するフランジ部９６とからなっており、軸部９５の軸方向のフランジ部９６とは反対側に、径方向内方に凹む嵌合溝９７が形成されている。この嵌合溝９７に嵌合部材９２が嵌合する。ロッドブラケット７０の挿通穴８１，８２に挿通された連結ピン９１の軸部９５と、ロッドブラケット７０の接合部７５との間には、シリンダ軸方向に隙間９８が設けられている。

カバー８７は、円筒状のカバー本体１０１と、カバー本体１０１の軸方向の一端側の外周部に固定される補強部材１０２とを有している。カバー本体１０１の軸方向の他端側には、挿通穴１０５および挿通穴１０６が形成されている。挿通穴１０５および挿通穴１０６は、互いの中心軸線を一致させて同径に形成されている。挿通穴１０５，１０６の中心軸線は、カバー本体１０１の中心軸線に直交している。連結ピン９１が、軸部９５の嵌合溝９７側を先頭にして、カバー本体１０１の挿通穴１０５、ロッドブラケット７０の挿通穴８１、ロッドブラケット７０の挿通穴８２、カバー本体１０１の挿通穴１０６の順に挿入されることになり、フランジ部９６をカバー本体１０１の外周面に当接させた状態でカバー本体１０１から突出する軸部９５の嵌合溝９７に嵌合部材９２が取り付けられる。これにより、カバー８７はフランジ部９６と嵌合部材９２とで挟まれた状態となり、連結ピン９１に対して連結ピン９１の軸方向の移動が規制されて一体化されることになる。連結ピン９１および嵌合部材９２からなる連結部材８８は、ロッドブラケット７０とカバー８７とを相対回転可能に連結する。

補強部材１０２は、円筒状の胴部１１１と、胴部１１１の軸方向の一端から径方向内方に突出する円環状の内フランジ部１１２とを有している。補強部材１０２は、胴部１１１がカバー本体１０１の軸方向の一端側の外周部を覆うようにカバー本体１０１に固定されており、この状態で、内フランジ部１１２がカバー本体１０１の軸方向の挿通穴１０５，１０６とは反対側の一端縁部を覆っている。内フランジ部１１２の内径はカバー本体１０１の内径と同等になっている。

カバー８７は、図３に示すようにシリンダ装置１が最大長の状態となったとき、その軸方向一端の内フランジ部１１２が、シリンダ１０の開口１２側の段部６５に係合可能となる。言い換えれば、段部６５はカバー８７に係合可能に設けられている。他方、図２に示すようにシリンダ装置１が最大長よりも縮んだ状態にあるとき、カバー８７は、シリンダ１０の段部６５に係合不可となり、ロッドガイド２０の大径部６２の段部６５よりもシリンダ本体１１側の部分の外周面上を移動する。

ロッドブラケット７０のロッド１７との接合部７５には、カバー８７を段部６５への係合方向に付勢するバネ部材１２０が設けられている。バネ部材１２０は、一枚の板状の素材からプレス成形により成形されるプレス成形品である。

図４に示すように、バネ部材１２０は、平板状の係止板部１２１と、係止板部１２１の一端縁部から半円筒状をなして折り返す折返板部１２２と、折返板部１２２の係止板部１２１とは反対側の端縁部から係止板部１２１と平行に延出する載置板部１２３とを有している。また、バネ部材１２０は、載置板部１２３の折返板部１２２とは反対側の端縁部から載置板部１２３に対して鈍角をなして載置板部１２３の板厚方向の係止板部１２１とは反対側に延出する脚板部１２４と、脚板部１２４の載置板部１２３とは反対側の端縁部から載置板部１２３に平行をなして載置板部１２３から離れる方向に延出する当接板部１２５とを有している。また、バネ部材１２０は、当接板部１２５の脚板部１２４とは反対側の端縁部から当接板部１２５に対し鈍角をなして当接板部１２５の板厚方向の係止板部１２１側に延出する脚板部１２６と、脚板部１２６の当接板部１２５とは反対側の端縁部から載置板部１２３と同一平面に配されて当接板部１２５から離れる方向に延出する載置板部１２７とを有している。さらに、バネ部材１２０は、載置板部１２７の脚板部１２６とは反対側の端縁部から載置板部１２７に対し鈍角をなして載置板部１２７の板厚方向の係止板部１２１側に延出する付勢板部１２８（付勢部）を有している。

図２に示すように、バネ部材１２０は、載置板部１２３、脚板部１２４、当接板部１２５、脚板部１２６および載置板部１２７が、ロッドブラケット７０の接合部７５と連結ピン９１との間の隙間９８に挿通される挿通部１３１を構成している。この挿通部１３１は、両側の載置板部１２３，１２７において接合部７５のシリンダ１０とは反対側の面７５ａに載置されている。この状態で、中間の脚板部１２４、当接板部１２５および脚板部１２６は、接合部７５と連結ピン９１との間の隙間９８を埋めるように両端の載置板部１２３，１２７よりも連結ピン９１側に突出する。その結果、バネ部材１２０は、当接板部１２５が連結ピン９１の軸部９５に当接可能となっている。これら脚板部１２４、当接板部１２５および脚板部１２６が、挿通部１３１に連結部材８８側に突出して設けられて、連結部材８８に当接可能な当接部１３２を構成している。当接部１３２は、等脚台形状をなしており、その上底となる当接板部１２５が、シリンダ１０とは反対側の当接面１２５ａにて、連結ピン９１の軸部９５に当接する。接合部７５の面７５ａから当接部１３２の当接面１２５ａまでのシリンダ軸方向の高さは、接合部７５の面７５ａから連結ピン９１までの隙間９８のシリンダ軸方向の高さと同等に設定されている。

また、バネ部材１２０は、係止板部１２１および折返板部１２２が、係止板部１２１において接合部７５のシリンダ１０側の面７５ｂに当接して挿通部１３１を接合部７５に係止する係止部１３３を構成している。言い換えれば、係止部１３３は挿通部１３１とで接合部７５を挟持することになり、具体的には係止部１３３の係止板部１２１が挿通部１３１の載置板部１２３，１２７とで接合部７５を挟持する。係止部１３３は、挿通部１３１の長さ方向の一端縁部から延びており、鉤型形状をなしている。

付勢板部１２８は、挿通部１３１の長さ方向の係止部１３３とは反対側の他端縁部から延びており、延出先端側でカバー８７の内周面に当接してカバー８７をシリンダ径方向に押圧する。付勢板部１２８と挿通部１３１の載置板部１２７との境界部が、接合部７５の係止部１３３が係止される側とは反対側の端縁部に係合する。付勢板部１２８は、シリンダ軸方向の位置を接合部７５と重ね合わせながら接合部７５を越えてシリンダ軸方向のシリンダ１０側に延出する。

付勢板部１２８は、シリンダ周方向の位置をシリンダ１０の段部６５と１８０度異ならせている。つまり、シリンダ装置１は、図１に示すシリンダブラケット４０の軸受部材４５とロッドブラケット７０の軸受部材７２とがそれぞれシリンダ周方向に位置決めされた状態で対象物に取り付けられることになり、その際に、図２に示すように付勢板部１２８と段部６５とがシリンダ周方向の位置を１８０度異ならせるように取り付けられる。

図２に示すようにシリンダ装置１が最大長よりも縮んだ状態にあって、カバー８７が、ロッドガイド２０の大径部６２の段部６５よりもシリンダ本体１１側の部分の外周面上を移動するとき、付勢板部１２８がカバー８７でシリンダ径方向のロッド１７側に押圧されて弾性変形させられている。その結果、バネ部材１２０の付勢板部１２８の付勢力によってカバー８７は、大径部６２のシリンダ周方向の段部６５側に押し付けられている。この状態でカバー８７は、シリンダ軸方向にロッド１７と共に移動する。そして、シリンダ装置１が最大長まで伸びると、図３に示すように、バネ部材１２０の付勢板部１２８の付勢力によってカバー８７がロッドブラケット７０に対して連結部材８８を中心に回転して傾き、そのシリンダ周方向の段部６５と位相が合う規制部１３５のシリンダ径方向の位置を段部６５に重ね合わせる。これにより、ロッド１７がシリンダ１０内への進入量を増大させようとしても、カバー８７の規制部１３５がシリンダ１０の段部６５に当接してこれを規制する。つまり、シリンダ装置１の縮長を規制するロック状態となる。

このロック状態からシリンダ装置１を縮長させる場合、操作者は、バネ部材１２０の付勢板部１２８の付勢力に抗してカバー８７を連結部材８８を中心に回転させて、規制部１３５を段部６５よりもシリンダ径方向外側に移動させる。これにより、カバー８７の規制部１３５がシリンダ１０の段部６５に当接することがなくなり、ロッド１７がシリンダ１０内へ進入量を増大可能となって、シリンダ装置１が縮長可能となる。

ここで、シリンダ装置１が取り付けられる対象物としては、例えば、上方開口の箱体に蓋体が揺動開閉可能に連結された大型容器がある。このような大型容器に取り付けられる場合、シリンダブラケット４０の軸受部材４５がその内側に挿通される軸部材で箱体および蓋体の一方に連結され、ロッドブラケット７０の軸受部材７２がその内側に挿通される軸部材で箱体および蓋体の他方に連結される。そして、シリンダ装置１は、箱体に対し蓋体を開く操作を助勢するとともに、箱体に対し蓋体を閉じる際の速度を抑える。

上記した特許文献１では、シリンダに断面Ｕ字状をなす板バネを溶接し、この板バネの付勢力でカバーを傾動させるようになっているため、溶接によりコスト増となってしまう。

これに対して、本実施形態のシリンダ装置１は、上記のように、バネ部材１２０が、ロッドブラケット７０の接合部７５と連結部材８８との間の隙間９８に挿通される挿通部１３１と、挿通部１３１から延びて挿通部１３１を接合部７５に係止する係止部１３３と、挿通部１３１から延びてカバー８７を押圧する付勢板部１２８と、を有するものであるため、係止部１３３で挿通部１３１を接合部７５に係止することになり、溶接が不要となる。したがって、コストを低減することが可能となる。

しかも、挿通部１３１には、連結部材８８側に突出して連結部材８８に当接可能な当接部１３２が設けられているため、例えばシリンダ装置１の伸長時に付勢板部１２８がカバー８７からシリンダ軸方向の力を受けても、当接部１３２が連結部材８８に当接して、挿通部１３１の接合部７５から離れる方向の移動を規制する。よって、係止部１３３による挿通部１３１の接合部７５への係止状態を良好に維持することができ、バネ部材１２０のロッドブラケット７０からの外れを抑制することができる。

以上に述べた実施形態は、有底筒状のシリンダと、前記シリンダの開口から該シリンダ内に一端側が挿入されて突出方向に付勢されるロッドと、前記ロッドの他端に接合されるブラケットと、前記ロッドを覆うカバーと、前記ブラケットと前記カバーとを相対回転可能に連結する連結部材と、前記シリンダの前記開口側に、前記カバーに係合可能に設けられる係合部と、前記ブラケットの前記ロッドとの接合部に取り付けられて前記カバーを前記係合部への係合方向に付勢するバネ部材と、を備え、前記ブラケットの前記接合部と前記連結部材との間にはシリンダ軸方向に隙間が設けられており、前記バネ部材は、前記隙間に挿通される挿通部と、前記挿通部から延びて該挿通部を前記接合部に係止する係止部と、前記挿通部から延びて前記カバーを押圧する付勢部と、を備え、前記挿通部には、前記連結部材側に突出して該連結部材に当接可能な当接部が設けられていることを特徴とする。これにより、係止部で挿通部を接合部に係止することになり溶接が不要となる。したがって、コストを低減することが可能となる。しかも、挿通部には、連結部材側に突出して連結部材に当接可能な当接部が設けられているため、係止部による挿通部の接合部への係止状態を良好に維持することができ、バネ部材のブラケットからの外れを抑制することができる。

１ シリンダ装置
１０ シリンダ
１２ 開口
１７ ロッド
６５ 段部（係合部）
７０ ロッドブラケット（ブラケット）
７５ 接合部
８７ カバー
８８ 連結部材
１２０ バネ部材
１２８ 付勢板部（付勢部）
１３１ 挿通部
１３２ 当接部
１３３ 係止部

Claims (1)

1. 有底筒状のシリンダと、
   前記シリンダの開口から該シリンダ内に一端側が挿入されて突出方向に付勢されるロッドと、
   前記ロッドの他端に接合されるブラケットと、
   前記ロッドを覆うカバーと、
   前記ブラケットと前記カバーとを相対回転可能に連結する連結部材と、
   前記シリンダの前記開口側に、前記カバーに係合可能に設けられる係合部と、
   前記ブラケットの前記ロッドとの接合部に取り付けられて前記カバーを前記係合部への係合方向に付勢するバネ部材と、
   を備え、
   前記ブラケットの前記接合部と前記連結部材との間にはシリンダ軸方向に隙間が設けられており、
   前記バネ部材は、
   前記隙間に挿通される挿通部と、
   前記挿通部から延びて該挿通部を前記接合部に係止する係止部と、
   前記挿通部から延びて前記カバーを押圧する付勢部と、を備え、
   前記挿通部には、前記連結部材側に突出して該連結部材に当接可能な当接部が設けられていることを特徴とするシリンダ装置。

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