JPH0625685Y2 - ステッピングシリンダ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、負荷を所定のピッチでステップ移動させるこ
とのできるステッピングシリンダ装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 従来より公知のステッピングシリンダ装置として、例え
ば第５図に略図的に示すようなものがある。これは、基
台１に設けたシャフト２上に、圧力空気の給排によって
該シャフトをロック又は開放するロック機構3a,3bを備
えた２つの可動部材4a,4bを移動自在に設け、シリンダ
５のシリンダチューブ5a側を可動部材4aに、ピストンロ
ッド5b側を可動部材4bにそれぞれ固定したものである。

このようなステッピングシリンダ装置は、電磁弁６のソ
レノイド6aを励磁してロック機構3a,3bに圧力空気を給
排することにより、ロック機構3aをロックすると共にロ
ック機構3bを解放し、この状態で電磁弁７のソレノイド
7aを励磁することにより、シリンダ５に供給される圧力
空気によってピストンロッド5bと可動部材4bとを図にお
いて右動させ、続いて、ソレノイド6a,7aの励磁を解除
してロック機構3a,3b及びシリンダ５への圧力空気の給
排を逆転させることにより、ロック機構3bをロックする
と共にロック機構3aを解放し、シリンダチューブ5aと可
動部材4aとを右動させてステッピングシリンダ装置をワ
ンステップ右方向に移動させるものである。

しかしながら、かかる従来のステッピングシリンダ装置
は、２つの可動部材4a,4bがシャフト２上を別々に移動
しながらステップ動作するものであるため、各部材を集
積してコンパクト化を図ることが困難であり、しかも、
２つの可動部材のうち一方が、単に次のステップのため
の支持機能を有するのみで負荷の移動機能を有していな
いため、構造的にも動作の上でも無駄が多く、ステップ
に時間がかかる等の欠点があった。

そこで、本考案者等は、このような問題を解決するもの
として、ロック機構を内蔵したピストンを有する２つの
シリンダを並列に組み合わせたステッピングシリンダ装
置を提案した（実願昭62-179967号（実開平1-83904
号））。この改良型のステッピングシリンダ装置による
と、各部材の集積化により全体をコンパクトに構成し得
ると共に、可動部材が別々に移動することによる無駄な
動きをなくして効率の良い動作をさせることができると
いう利点がある。

ところが、ロック機構の内蔵によりピストンが大径化す
ると、その推力が必要以上に大きくなったりエア消費量
が増大するという問題があり、また、ロック機構用のエ
ア配管がピストンからシリンダチューブの取出穴を通じ
て外部に導出されているため、このエア配管がピストン
の動きに追随して動き、取出穴と摺接して損傷を受ける
ことも考えられる。

［考案が解決しようとする課題］ 本考案の課題は、２つのシリンダを並列に組み合わせて
なる上記改良型のステッピングシリンダ装置において、
ロック機構とピストンとを別構成とすることにより、ピ
ストン径をロック機構とは無関係に任意に設定し得るよ
うになすと共に、ロック機構用のエア配管をシリンダチ
ューブを通して導出する必要をなくし、而して、適正な
推力設定とエア消費量の節減とを可能にすると共に、エ
ア配管の損傷防止を図ることにある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため、本考案のステッピングシリン
ダ装置は、架台に２本のシャフトを平行且つ軸線方向に
摺動自在に支持させると共に、該架台の端部にこれらの
シャフトを往復駆動する２つのシリンダを形成し、上記
２本のシャフト上に、各シャフトをロック又は解放する
２つのロック機構を備えた可動部材をこれらのシャフト
に沿って移動自在に配設したことを特徴とするものであ
る。

［作用］ ２つのシリンダにより２本のシャフトを互いに逆向きに
往復駆動すると共に、２つのロック機構を交互にロック
状態に切り換え、前進するシャフトだけを２つのロック
機構に交互にロックさせることにより、該シャフトの前
進と共に可動部材がワンステップづつ前進する。

ロック機構とシリンダとの動作の組み合わせを代え、２
つのロック機構に後退するシャフトのみを交互にロック
させれば、可動部材はワンステップづつ後退する。

ここで、上記ステッピングシリンダ装置は、ロック機構
がシリンダのピストンと別構成されているため、ピスト
ン径をロック機構とは無関係に任意に設定することがで
き、従って、シリンダの推力を装置の規模に合わせて適
正なものに設定することができるばかりでなく、エア消
費量の節減を図ることができる。また、ロック機構用の
エア配管をシリンダチューブを通して導出する必要がな
いから、該エア配管が損傷しにくい。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

10は架台であって、該架台10における左右の支持壁10a,
10b間には、ブッシュ11により第１及び第２の２本のシ
ャフト12a,12bが平行且つ軸線方向に摺動自在に支持さ
れており、該架台10の一端には、これらのシャフト12a,
12bを往復に駆動する第１及び第２の２つのシリンダ13
a,13bが形成され、これらのシリンダ13a,13bにおけるピ
ストン14a,14bがそれぞれに対応するシャフト12a,12bに
連結されている。また、上記２本のシャフト12a,12b上
には、各シャフトをロック又は解放する第１及び第２の
２つのロック機構15a,15bを備えた可動部材16が、これ
らのシャフト12a,12bに沿って移動自在に配設されてい
る。

上記ロック機構15a,15bは、空気圧等の流体圧を利用す
るものや、電気的または機械的な力を利用するもの、あ
るいはそれらを組み合わせたものなど、任意の方式のも
のを使用することができるが、実施例では、空気圧を利
用する排気ロック式のものが使用されている。なお、第
１図においては、一方のロック機構15aがシャフト12aを
解放し、他方のロック機構15bがシャフト12bをロックし
た状態を示している。

このような空気圧を利用するロック機構としては，種々
の構成のものがあり、第２図にその好適な一例が示され
ている。

このロック機構15a,15bは、排気時にスプリングの付勢
力によりロック状態となるスプリングロック方式のもの
で、シリンダボデー20内を気密に摺動するロックピスト
ン21を有し、該ロックピストン21により区画されたリリ
ース室22には、先端にローラ24を備えた複数のロックア
ーム23が、基端部寄りの位置23aをシリンダボデー20に
支持されることによって該シリンダボデー20の半径方向
に揺動自在に配設されると共に、これらのロックアーム
23の基端部によりシャフト12a,12bに押し付けられるブ
レーキシュー26が配設され、一方ロック室27には、上記
ロックピストン21をリリース室22側へ付勢するロックス
プリング28が縮設されている。

従って、第２図に示すようにリリース室22内の圧力空気
が排出された状態では、ロックピストン21がロックスプ
リング28の付勢力により左動し、そのカム面21aがロッ
クアーム23の先端部をシャフト12a,12bから離れる方向
に回動させるから、該ロックアーム23の基端部によりブ
レーキシュー26が該シャフト12a,12bに圧接され、該シ
ャフトはロックされる。

ポート29を通じてリリース室22に圧力空気が供給される
と、ロックピストン21がロックスプリング28に抗して右
動し、そのカム面21aに沿ってローラ24が転動すること
によりロックアーム23の先端部がシャフト12a,12bに接
近する方向い回動するから、ブレーキシュー26がシャフ
ト12a,12bから離間し、該シャフトはロック状態から解
放される。

第１図において、上記２つのロック機構15a,15bは、ス
テップ動作を行わせるための４ポート電磁弁で構成され
たステップ弁30を介して圧力空気源32に接続され、ま
た、２つのシリンダ13a,13bは、上記ステップ弁30と、
ステップ動作方向を切り換えるための同様の４ポート電
磁弁で構成された方向弁31とを介して上記圧力空気源32
に接続されている。即ち、圧力空気源32に接続されたス
テップ弁30の２つの出力ポートP_A,P_Bは、方向弁31の入
力ポートP_Iと排出ポートP_Oとにそれぞれ個別に接続され
ると共に、２つのロック機構15a,15bのリリース室22
（第２図参照）にも個別に接続されており、また、方向
弁31の２つの出力ポートP_C,P_Dの内の一方の出力ポートP
_Dが第１のシリンダ13aのヘッド室34aと第２のシリンダ1
3bのロッド室35bとに、他方の出力ポートP_Cが第１のシ
リンダ13aのロッド室34bと第２のシリンダ13bのヘッド3
5a室とにそれぞれ接続されている。

次に、第３図(A)〜(E)を参照しながら上記ステッピング
シリンダ装置の動作を説明する。

第３図(A)は、第１図の場合と同様に、ステップ弁30と
方向弁31が非励磁状態にあって、圧力空気が第１のロッ
ク機構15aと第１のシリンダ13aのロッド室34b及び第２
のシリンダ13bのヘッド室35aに供給され、第２のロック
機構15bと第１のシリンダ13aのヘッド室34a及び第２の
シリンダ13bのロッド室35bは排気状態にあり、従って、
第１のロック機構15aが解放状態にあると共に第２のロ
ック機構15bがロック状態にあって第２のシャフト12bを
ロックしており、且つ、第１のシリンダ13aのピストン1
4aが右動し、第２のシリンダ13bのピストン14bが左動し
た状態を示している。

この状態から第３図(B)に示すように、ステップ弁30を
励磁して切り換えると、圧力空気の給排関係が上述した
場合とは逆になり、第２のロック機構15bと第１のシリ
ンダ13aのヘッド室34a及び第２のシリンダ13bのロッド
室35bに圧力空気が供給される。従って、第２のロック
機構15bが解放状態となると共に、第１のロック機構15a
がロック状態となって第１のシャフト12aをロックし、
その状態で第１のシリンダ13aのピストン14aが左動し、
且つ第２のシリンダ13bのピストン14bが右動するから、
可動部材16は、第１のシャフト12aに追随して第１のシ
リンダ13aにおけるピストン14aのストロークL₁分だけ図
の左方向にステップ前進する。

次に、第３図(C)に示すように、再びステップ弁30を切
り換えると、圧力空気の給排関係が逆転し、第１のロッ
ク機構15aが解放状態となると共に、第２のロック機構1
5bが第２のシャフト12bをロックし、その状態で第１の
シリンダ13aのピストン14aが右動し、且つ第２のシリン
ダ13bのピストン14bが左動するから、可動部材16は、第
２のシャフト12bに追随して第２のシリンダ13bにおける
ピストン14bのストロークL₂分だけステップ前進する。

かくしてステップ弁30を交互に切り換えることにより、
２つのロック機構15a,15bが前進するシャフト12a,12bの
みを交互にロックするから、可動部材16が該シャフト12
a,12bと共にワンステップづつ前進する。

可動部材16を図の右方向に後退させる場合は、第３図
(D),(E)に示すように、方向弁31を励磁して切り換え、
その状態で上述したようにステップ弁30を交互に切り換
えればよく、これにより、２つのロック機構15a,15bが
後退するシャフト12a,12bのみを交互にロックするか
ら、可動部材16は該シャフト12a,12bと共にワンステッ
プづつ後退する。

従って、架台10または可動部材16の一方を固定し、他方
を負荷に連結すれば、該負荷を駆動することができる。

なお、上記２つのシリンダ13a,13bにおけるピストン14
a,14bのストロークL₁とL₂とは同じであってもよい。

上記ステップ弁30及び方向弁31は、５ポート電磁弁によ
って構成することもでき、あるいは、一方を４ポート電
磁弁とし、他方を５ポート電磁弁とすることもできる。

また、第４図に示すように、シリンダ13a,13bを制御す
るシリンダ制御弁37と、ロック機構15a,15bを制御する
ロック機構制御弁38とを第４図に示すように接続し、こ
れらの制御弁37,38を同時に切り換えて可動部材16を上
述したようにステップ前進及びステップ後退させるよう
にすることもできる。

なお、上記実施例は空気圧を利用する場合であるが、油
圧等の液圧を利用する場合も同様に構成し得ることは言
うまでもない。

［考案の効果］ 上記構成を有する本考案によれば、架台の一端部にシリ
ンダを設けることにより、該シリンダのピストンとロッ
ク機構とを別構成にしたので、ピストン径をロック機構
とは無関係に任意に設定することができ、そのため、シ
リンダの推力を装置の規模に合わせて適正なものに設定
することができるばかりでなく、エア消費量の節減を図
ることができる。

また、ロック機構用のエア配管をシリンダチューブの取
出穴を通して導出する必要がないから、該エア配管が取
出穴に摺接することによる損傷を確実に防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す断面図、第２図はロッ
ク機構の一例を示す要部断面図、第３図(A)〜(E)は本考
案の動作を説明するための概略的な断面図、第４図は駆
動回路の別構成例を示す接続図、第５図は従来例の概略
構成図である。 10……架台、 12a,12b……シャフト、 13a,13b……シリンダ、 15a,15b……ロック機構、 16……可動部材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】架台に２本のシャフトを平行且つ軸線方向
   に摺動自在に支持させると共に、該架台の端部にこれら
   のシャフトを往復駆動する２つのシリンダを形成し、上
   記２本のシャフト上に、各シャフトをロック又は解放す
   る２つのロック機構を備えた可動部材をこれらのシャフ
   トに沿って移動自在に配設したことを特徴とするステッ
   ピングシリンダ装置。