JPH0530509U

JPH0530509U - 三位置停止シリンダ装置

Info

Publication number: JPH0530509U
Application number: JP8793991U
Authority: JP
Inventors: 秀幸久保田
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1991-10-02
Filing date: 1991-10-02
Publication date: 1993-04-23

Abstract

(57)【要約】【目的】軸方向取付長が短く、前進端と、後退端と、
その中間位置で精度良く停止させることができ、停止位
置を任意に調整可能とする。【構成】第一のシリンダ１１０内に、第一のロッド１
１３と、この第一のロッド１１３に連結されて両側の加
圧室１１０Ａ，１１０Ｂ間を区画する第一のピストン１
１４とを備え、第一のシリンダ１１０と平行な第二のシ
リンダ１２０内に、第一のロッド１１３と同方向に挿通
された第二のロッド１２３と、第二のロッド１２３とは
非連結であってロッド側の開放室１２０Ｂと反ロッド側
の加圧室１２０Ａ間を区画する第二のピストン１２４
と、開放室１２０Ｂ側への第二のピストン１２４の行程
を第一のピストン１１４の行程よりも短く規制するスト
ッパ１２５とを備え、第一及び第二のロッド１１３，１
２３の先端が、先端ブロック１３０を介して互いに連結
されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、前進端、後退端及びその中間の一点で停止させることができる三位置停止シリンダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

機器のアクチュエータとしての空気圧シリンダは、コストが安く、操作が簡単であるため、自動生産設備等に普及して来たが、その反面、前進端と後退端の二点停止しかできず、ボールネジやベルト駆動手段のように任意の位置で停止させることができない問題がある。とくに、ピックアンドプレースのような作業ではワークを掴む高さとワークを置く高さが異なる場合が多いため、このような作業を行なう機器のアクチュエータには、三点で停止できる空気圧シリンダが要望されており、この種の三位置停止シリンダ装置としては、従来、例えば実開昭６０ −１８４４０８号公報に開示された構造のもの（図５参照）、あるいは特開昭５４−５２２７８号公報に開示された構造のもの（図６参照）が公知である。

【０００３】すなわち、図５のシリンダ装置は、内周面に大径部１１と小径部１２を有するシリンダ１０と、前記大径部１１内を移動するストッパ１３と、シリンダ１０及びストッパ１３を貫通したロッド１４と、このロッド１４と一体であってストッパ１３の前記小径部１２側の面に衝合する第二のストッパ１５及びこの第二のストッパ１５の前記小径部１２側のピストン１６とを備え、ストッパ１３とピストン１６で区画された三室１７，１８，１９内へ供給する流体圧力によって、ピストン１６を大径部１１側の端部、小径部１２側の端部、及びその中間位置で停止可能としたものである。

【０００４】また、図６のシリンダ装置は、ピストン２０に連結されたピストンロッド２１の外周に、周方向に分割された制動コレット２２と、この制動コレット２２を拡縮させる制動ピストン２３とを有し、制動ピストン２３で押圧されて縮径した制動コレット２２がピストンロッド２１を把持することによって、任意の位置で停止可能としたものである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記図５の構造によると、ピストン１６とストッパ１３を直列に配置しているため、軸方向取付長が非常に長くなってしまう問題がある。またこの種の三位置停止シリンダ装置は、機器への組み付け後に停止位置の調整を行う必要があるが、この構造では中間停止位置を調整するための位置調整機構を設けることができない問題がある。また、実際の使用においては、ロッド１４に対して回転防止機構及びガイド機構を設ける必要があり、シリンダ内室１７，１８，１９への供給圧力を制御するためには、二つの弁装置が必要である。

【０００６】また、上記図６の構造によると、制動コレット２２がピストンロッド２１を把持するものであることから、任意の位置で停止させることができる反面、停止位置精度、とくに繰り返し精度は非常に悪く、位置精度を要求されるところでは使用することができない。しかも、ピストン２０を制御するための弁装置２４のほか、制動ピストン２３を制御するための弁装置２５が必要である。

【０００７】本考案は、上記のような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、軸方向取付長が短く、前進端と、後退端と、その中間位置で精度良く停止させることができ、停止位置を調整可能な三位置停止シリンダ装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するため、本考案に係る三位置停止シリンダ装置は、互いに平行な第一及び第二のシリンダを備え、第一のシリンダ内には、一端から気密的に挿通された第一のロッドと、この第一のロッドに連結されて両側の加圧室間を区画する第一のピストンとを備え、第二のシリンダ内には、第一のロッドと同方向に挿通された第二のロッドと、この第二のロッドとは非連結であってロッド側の開放室と反ロッド側の加圧室間を区画する第二のピストンと、開放室側への第二のピストンの行程を第一のピストンの行程よりも短く規制するストッパとを備え、外部へ導出された第一及び第二のロッドの先端が、先端ブロックを介して互いに連結されてなる構成としたものである。この場合、先端ブロックが、第一のロッドに対する第一の位置調整機構及び第二のロッドに対する第二の位置調整機構を有する構成とすることや、第一及び第二のシリンダ側と先端ブロックとの互いの対向部に、先端ブロックの後退端での停止位置を規制する第三の位置調整機構を有する構成とすることや、第一及び第二のロッドが、第一及び第二のシリンダに、それぞれボールブッシュを介して支持された構成とすることや、第一及び第二のシリンダがボディに一体に成形された構成とすることが一層好ましい。

【０００９】

【作用】

上記構成において、第一のシリンダにおける第一のロッド側の加圧室には常時流体圧力を供給する。この状態では、流体圧力を受ける第一のピストンによって第一のロッドがシリンダ内へ向けて後退するので、先端ブロックを介してこの第一のロッドに連結された第二のロッドも、第二のシリンダ内へ向けて後退する。このとき、第三の位置調整機構によって、後退端における先端ブロックの停止位置を適切に設定することができる。

【００１０】次に、第一のシリンダにおける反ロッド側の加圧室を加圧すると、第一のピストンは、第一のロッド側の受圧面積よりも反ロッド側の受圧面積のほうが第一のロッドの断面積分だけ大きいので、第一のピストン及び第一のロッドはシリンダ外へ向けて前進端まで移動し、これによって先端ブロックとともに第二のロッドも前進する。このとき、第二のピストンは開放室側に設けたストッパによって前進移動が規制されているが、第二のロッドはこの第二のピストンとは非連結であるため、前進移動が規制されることはなく、前進端まで追随移動する。また、第一の位置調整機構で第一のロッドと先端ブロックの結合位置を調整することによって、前進端での先端ブロックの停止位置を適切に設定することができる。そして、この前進端での停止状態から、前記第一のシリンダにおける反ロッド側の加圧室を排気すると、ロッド側の加圧室の圧力によって、第一のピストンは復帰動作を行ない、先端ブロックは後退端に復帰する。

【００１１】また、第二のシリンダにおける反ロッド側の加圧室を加圧すると、この加圧室に対する第二のピストンの受圧面積は、第一のシリンダ内において後退方向への圧力が供給されている第一のピストンのロッド側の受圧面積よりも大きいので、第二のピストンは開放室側へ移動して第二のロッドをシリンダ外へ向けて前進させ、ストッパに当接した時点で停止する。このため、先端ブロックは、後退端と前進端の中間位置で停止する。また、第二の位置調整機構で第二のロッドと先端ブロックの結合位置を調整することによって、中間位置での先端ブロックの停止位置を適切に設定することができる。そして、この中間位置での停止状態から、前記第二のシリンダにおける加圧室を排気すると、第一のシリンダにおけるロッド側の加圧室の圧力によって、第一のピストンが復帰動作を行ない、先端ブロックは後退端に復帰する。

【００１２】

【実施例】

次に、本考案の三位置停止シリンダ装置を、図１ないし図４に示す一実施例を参照しながら説明する。まず１００はアルミニウム押出材を機械加工することにより成形されたボディであり、このボディ１００の内部には、互いに平行であってかつ互いに同径の第一の空気圧シリンダ１１０及び第二の空気圧シリンダ１２０が形成されている。第一及び第二の空気圧シリンダ１１０，１２０の一端（図示の例では上端）にはヘッドカバー１１１，１２１がそれぞれ封着され、また、他端（図示の例では下端）の内周には、ボールブッシュ１１２，１２２がそれぞれ固定されている。

【００１３】第一の空気圧シリンダ１１０内には、焼き入れが施された軸受合金からなる第一のロッド１１３が前記ボールブッシュ１１２を介して軸方向移動自在に挿通されており、また、このシリンダ１１０内部を二つの加圧室１１０Ａ，１１０Ｂに区画する第一のピストン１１４が気密摺動自在に設けられている。第一のロッド１１３の軸周は、ボールブッシュ１１２の内端部に設けられたロッドシール１１５で軸封されており、また、このロッド１１３の内端１１３ａは、前記第一のピストン１１４と連結されている。ヘッドカバー１１１には、このヘッドカバー１１１側の加圧室１１０Ａに対して空気圧を給排するための第一のポート１１６が開設されており、ボディ１００の一側面には、第一のピストン１１４によって前記加圧室１１０Ａと区画されたロッド１１３側の加圧室１１０Ｂへ空気圧を供給するための第二のポート１１７が開設されている。

【００１４】第二の空気圧シリンダ１２０内には、前記第一のロッド１１３と同材質の第二のロッド１２３が前記ボールブッシュ１２２を介して軸方向移動自在に挿通されており、また、この第二のロッド１２３の内端１２３ａと非連結の第二のピストン１２４が気密摺動自在に設けられている。第二のピストン１２４は、第二の空気圧シリンダ１２０内部を、ヘッドカバー１２１側の加圧室１２０Ａと、第二のロッド１２３側であってボールブッシュ１２２の内周隙間を介して大気開放された開放室１２０Ｂに区画しており、ヘッドカバー１２１には、加圧室１２０Ａに対して空気圧を給排するための第三のポート１２６が開設されている。また、開放室１２０Ｂには、第二のピストン１２４の開放室１２０Ｂ側への前進行程を第一のピストン１１４の前進行程よりも短く規制するストッパ１２５が固定されている。

【００１５】１３０はボディ１００の外部に配置された先端ブロックで、第一の空気圧シリンダ１１０及び第二の空気圧シリンダ１２０のボールブッシュ１１２，１２２の内周から外部へ導出された第一及び第二のロッド１１３，１２３の先端は、この先端ブロック１３０に、第一の位置調整機構１３０Ａ及び第二の位置調整機構１３０Ｂを介して連結されている。

【００１６】第一の位置調整機構１３０Ａは、第一のロッド１１３を挿通可能な円孔１３１ａと、この円孔１３１ａと同心であって第一のロッド１１３の先端の雄螺子部１１３ｂと螺合する雌螺子孔１３２ａと、円孔１３１ａの一部から軸心を通る平面上を延びる第一のスリット１３３ａと、円孔１３１ａと雌螺子孔１３２ａの間を分離する第二のスリット１３４ａと、円孔１３１ａの第二の位置調整機構１３０Ｂ側を軸心と平行に延びる第三のスリット１３５ａと、これらスリット１３３ａ，１３４ａ，１３５ａで形成された可撓片１３６，１３７間を締め付けるボルト１３８ａとから構成されている。また、第二の位置調整機構１３０Ｂも同様に、第二のロッド１２３を挿通可能な円孔１３１ｂと、第二のロッド１２３の先端の雄螺子部１２３ｂと螺合する雌螺子孔１３２ｂと、スリット１３３ｂ，１３４ｂ，１３５ｂと、ボルト１３８ｂとから構成されている。

【００１７】１４０は第三の位置調整機構で、ボディ１００における先端ブロック１３０との対向面にねじ込まれた六角ボルト１４１と、この六角ボルト１４１を適当なねじ込み深さで固定するナット１４２と、六角ボルト１４１の頭部に対向して先端ブロック１３０に埋め込まれたウレタンゴム製の緩衝ストッパ１４３とから構成されている。

【００１８】第一の空気圧シリンダ１１０における第一のポート１１６及び第二の空気圧シリンダ１２０における第三のポート１２６は、五ポート三位置エキゾーストセンタ切換弁１５０を介して空気圧供給源１６０または大気開放側に選択的に接続される。また、第一の空気圧シリンダ１１０における第二のポート１１７は、空気圧供給源１７０に接続され、常時空気圧が供給されている。

【００１９】第一の空気圧シリンダ１１０内の第一のピストン１１４にはマグネット１１８が取り付けられており、また、ボディ１００の外側面における第一の空気圧シリンダ１１０側の部分には、マグネット１１８に感応して検出動作を行なう磁気感応スイッチ１８０Ａ，１８０Ｂ，１８０Ｃが固定されている。このうち、磁気感応スイッチ１８０Ａは、第一のピストン１１４の後退端と対応する軸方向位置に設けられ、磁気感応スイッチ１８０Ｂはストッパ１２５による第二のピストン１２４の前進端と対応する軸方向位置に設けられ、磁気感応スイッチ１８０Ｃは、第一のピストン１１４の前進端と対応する軸方向位置に設けられ、第一のピストン１１４が前記各位置に到達したときにこれを検出するものである。

【００２０】次に、上記のように構成された本実施例の三位置停止シリンダ装置の作動を説明すると、第一のシリンダ１１０における加圧室１１０Ｂには、第二のポート１１７を通じて空気圧供給源１７０から常時空気圧が供給されている。このため、図１に示すように、切換弁１５０を切換位置１５１に切換制御することによって第一及び第二の空気圧シリンダ１１０，１２０の加圧室１１０Ａ，１２０Ａを第一及び第三のポート１１６，１２６を通じて大気開放すれば、加圧室１１０Ｂの圧力を受ける第一のピストン１１４は上死点へ向けて後退し、これに伴い、第一のロッド１１３，先端ブロック１３０，第二のロッド１２３及び第二のピストン１２４が一体的に後退動作する。そしてこの後退動作は、先端ブロック１３０に設けた第三の位置調整機構１４０の緩衝ストッパ１４３がボルト１４１の頭部に当接した時点で停止する。このとき、後退端にある第一のピストン１１４のマグネット１１８によって、磁気感応スイッチ１８０Ａはランプ１８１を点灯するとともに検出信号を出力する。

【００２１】上記図１の状態から、切換弁１５０を切換位置１５２に切換制御することによって、第一の空気圧シリンダ１１０における反ロッド側の加圧室１１０Ａは空気圧供給源１６０に接続されるとともに、第二の空気圧シリンダ１２０における反ロッド側の加圧室１２０Ａは大気開放される。すると、第一のロッド１１３側の加圧室１１０Ｂに対する第一のピストン１１４の受圧面積よりも、反ロッド側の加圧室１１０Ａに対する受圧面積のほうが第一のロッド１１３の断面積分だけ大きいので、図２に示すように、第一のピストン１１４は前進動作し、これに伴って、第一のロッド１１３，先端ブロック１３０，第二のロッド１２３が一体的に前進動作する。ここで、第二のピストン１２４は開放室１２０Ｂ側のストッパ１２５によって前進が規制されるが、第二のロッド１２３はこの第二のピストン１２４から分離して移動を継続する。そしてこの前進動作は第一のピストン１１４が下死点に到達した時点で停止し、このピストン１１４のマグネット１１８によって、磁気感応スイッチ１８０Ｃはランプ１８３を点灯するとともに検出信号を出力する。

【００２２】このとき、第一の位置調整機構１３０Ａで第一のロッド１１３と先端ブロック１３０の結合位置を調整することによって、前進端での先端ブロック１３０の停止位置を適切に設定することができる。すなわち、ボルト１３８ａを緩めることによって第一のロッド１１３に対する円孔１３１ａ内での締め付け把持状態を解除し、ロッド１１３を回転させると、その先端の雄螺子部１１３ｂと螺合している雌螺子孔１３２ａによって先端ブロック１３０の位置を任意に動かすことができるので、その後再びボルト１３８ａを締め付けることによって、前記停止位置の設定を容易に行なうことができる。そして、この図２の状態から、切換弁１５０を切換位置１５１に切換制御すれば、両シリンダ１１０，１２０における反ロッド側の加圧室１１０Ａ，１２０Ａが排気され、加圧室１１０Ｂの圧力によって図１の状態に復帰する。

【００２３】また、上記図１の状態から、切換弁１５０を切換位置１５３に切換制御すると、第一の空気圧シリンダ１１０における反ロッド側の加圧室１１０Ａは大気開放されるとともに第二の空気圧シリンダ１２０における反ロッド側の加圧室１２０Ａは空気圧供給源１６０に接続される。このとき、加圧室１２０Ａに対する第二のピストン１２４の受圧面積は、第一のシリンダ１１０におけるロッド側加圧室１１０Ｂに対する第一のピストン１１４の受圧面積よりも第一のロッド１１３の断面積分だけ大きく、かつ開放室１２０Ｂのボールブッシュ１２２側の端部はシールされていないことから、図３に示すように、第二のピストン１２４は前進動作し、これに伴って、第二のロッド１２３，先端ブロック１３０，第一のロッド１１３及び第一のピストン１１４が一体的に前進動作する。そしてこの前進動作は、第二のピストン１２４がストッパ１２５に当接した時点で停止するので、先端ブロック１３０は、後退端と前進端の中間位置で停止する。

【００２４】このとき、第二の位置調整機構１３０Ｂで第二のロッド１２３と先端ブロック１３０の結合位置を調整することによって、前記中間位置での先端ブロック１３０の停止位置を適切に設定することができる。この位置設定は、先に述べた第一の位置調整機構１３０Ａによる場合と同様である。そして、この図３の状態から切換弁１５０を切換位置１５１に切換制御することによって図１の状態に復帰動作する。

【００２５】すなわち、この実施例の構成によると、動作の制御を切換弁１５０の切換操作のみで行なうことができ、前進端、後退端、中間位置での先端ブロック１３０の停止位置を、位置調整機構１３０Ａ，１３０Ｂ及び１４０によって任意に設定することができ、また、二本のロッド１１３，１２３を備えているとともにそれぞれボールブッシュ１１２，１２２でガタのないように軸支しているので、先端ブロック１３０が回転せず、高い位置精度で停止するものである。

【００２６】なお、本考案は図示の一実施例に限定されるものではなく、細部の形状や大きさ等は任意に変更可能である。

【００２７】

【考案の効果】

本考案によると、次のような効果を奏する。 (1) 第一及び第二のシリンダが平行に並んだ構造であるため、軸方向取付長が短くて済む。 (2) 前進端、後退端及び中間位置での先端ブロックの停止位置の調整を、機器への組み付け後に行なうことができる。 (3) 第一、第二及び第三の位置調整機構が同じ側に設けられているので、前記停止位置調整作業がしやすい。 (4) 先端ブロックが二本のロッドで支持されているため、この先端ブロックが回転することがなく、しかも各ロッドがそれぞれボールブッシュによって軸支されているのでガタがなく、このため、高い位置精度で各位置に停止させることができる。 (5) 長さの異なるストッパを選択的に使用することによって、おおまかな中間停止位置を設定できる。 (6) 動作制御を一つの切換弁で行なうことができる。 (7) 位置調整機構や、回転防止機構、ガイド機構がコンパクトにユニット化されており、構造がシンプルである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の三位置停止シリンダ装置の一実施例を
示す後退端への復帰状態の断面図である。

【図２】同じく前進端での停止状態を示す断面図であ
る。

【図３】同じく中間位置での停止状態を示す断面図であ
る。

【図４】図３におけるＡ−Ａ’線で切断した断面図であ
る。

【図５】従来構造の一例を示す断面図である。

【図６】従来構造の他の例を示す断面図である。

【符号の説明】

１００ボディ１１０第一の空気圧シリンダ１１０Ａ，１１０Ｂ，１２０Ａ加圧室１１１，１２１ヘッドカバー１１２，１２２ボールブッシュ１１３第一のロッド１１３ａ，１２３ａ内端１１３ｂ，１２３ｂ雄螺子部１１４第一のピストン１１５ロッドシール１１６第一のポート１１７第二のポート１１８マグネット１２０第二の空気圧シリンダ１２０Ｂ開放室１２３第二のロッド１２４第二のピストン１２５ストッパ１２６第三のポート１３０先端ブロック１３０Ａ第一の位置調整機構１３０Ｂ第二の位置調整機構１３１ａ，１３１ｂ円孔１３２ａ，１３２ｂ雌螺子孔１３３ａ，１３３ｂ，１３４ａ，１３４ｂ，１３５ａ，
１３５ｂスリット１３６，１３７可撓片１３８ａ，１３８ｂボルト１４０第三の位置調整機構１４１六角ボルト１４２ナット１４３緩衝ストッパ１５０五ポート三位置エキゾーストセンタ切換弁１５１，１５２，１５３切換位置１６０，１７０空気圧供給源１８０Ａ，１８０Ｂ，１８０Ｃ磁気感応スイッチ１８１，１８２，１８３ランプ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】互いに平行な第一及び第二のシリンダ１
１０，１２０を備え、第一のシリンダ１１０内には、一
端から気密的に挿通された第一のロッド１１３と、この
第一のロッド１１３に連結されて両側の加圧室１１０
Ａ，１１０Ｂ間を区画する第一のピストン１１４とを備
え、第二のシリンダ１２０内には、第一のロッド１１３
と同方向に挿通された第二のロッド１２３と、この第二
のロッド１２３とは非連結であってロッド側の開放室１
２０Ｂと反ロッド側の加圧室１２０Ａ間を区画する第二
のピストン１２４と、開放室１２０Ｂ側への第二のピス
トン１２４の行程を第一のピストン１１４の行程よりも
短く規制するストッパ１２５とを備え、外部へ導出され
た第一及び第二のロッド１１３，１２３の先端が、先端
ブロック１３０を介して互いに連結されてなることを特
徴とする三位置停止シリンダ装置。
【請求項２】請求項１の記載において、先端ブロック
１３０が、第一のロッド１１３に対する第一の位置調整
機構１３０Ａ及び第二のロッド１２３に対する第二の位
置調整機構１３０Ｂを有することを特徴とする三位置停
止シリンダ装置。
【請求項３】請求項１の記載において、第一及び第二
のシリンダ１１０，１２０側と先端ブロック１３０との
互いの対向部に、先端ブロック１３０の後退端での停止
位置を規制する第三の位置調整機構１４０を有すること
を特徴とする三位置停止シリンダ装置。
【請求項４】請求項１の記載において、第一及び第二
のロッド１１３，１２３が、第一及び第二のシリンダ１
１０，１２０に、それぞれボールブッシュ１１２，１２
２を介して支持されたことを特徴とする三位置停止シリ
ンダ装置。
【請求項５】請求項１の記載において、第一及び第二
のシリンダ１１０，１２０がボディ１００に一体に成形
されたことを特徴とする三位置停止シリンダ装置。