JPH0791408A

JPH0791408A - 分離形流体圧シリンダ

Info

Publication number: JPH0791408A
Application number: JP25933093A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Sugawara; 原良之菅
Original assignee: SMC Corp; Toshiba Emi Ltd
Current assignee: SMC Corp; EMI Records Japan Inc
Priority date: 1993-09-22
Filing date: 1993-09-22
Publication date: 1995-04-04
Anticipated expiration: 2013-06-25
Also published as: JP2769501B2

Abstract

(57)【要約】【目的】耐久性が良く、しかもストロークを大きくで
きる分離形流体圧シリンダを提供する。【構成】シリンダチューブ２の両端に取付けたエンド
カバー３とフランジカバー４の間に、シリンダチューブ
２と同心の区画チューブ８を設けて、区画チューブで区
画された外側の部屋１０にピストン１２を気密に往復動
可能に設けるとともに、内側の部屋１１に移動子１４と
ロッド１３を移動可能に設け、ピストンと移動子とに設
けたマグネットカップリング２０，２０の吸引力によっ
て、移動子１４をピストン１２と同期して移動させる。【効果】内外の部屋を区画する区画チューブが固定し
て伸縮しないので、耐久性が良く、しかもストロークを
長くすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、駆動側の部屋と従動側
の部屋とを分離した分離形流体圧シリンダに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】クリーンルームや真空室において使用す
る流体圧シリンダは、塵埃の発生や飛散がないことや、
放出ガスがないことが必要である。また、薬液雰囲気中
で使用する流体圧シリンダは、ロッドをシールするロッ
ドパッキンが薬液の雰囲気によって劣化しやすいという
問題がある。

【０００３】これらの問題を解決するために、ロッド側
の部屋を、金属の環状板で形成したベローズによって気
密に区画した分離形流体圧シリンダが、実開昭６２−４
１９０８号公報において提案されている。上記既提案の
流体圧シリンダは、金属ベローズによってロッド側の部
屋を気密に区画したために、ピストンに設けたシール材
の摩耗粉やシール材に施した潤滑剤がロッド側の部屋か
ら外部に飛散することがなく、しかもロッドパッキンを
設ける必要がないので、クリーンルーム、真空室或いは
薬液雰囲気中等における動力源として好適であるが、伸
縮を繰り返すベローズの耐久性に欠けるところがあり、
またシリンダのストロークを大きくすることに技術上の
限界がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、耐久性が良く、しかもストロークを大きく
できる分離形流体圧シリンダを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の分離形流体圧シリンダは、シリンダ孔を有
するシリンダ本体と、その両端に気密に取付けた一対の
カバーと、上記シリンダ孔内を往復動するピストン及び
そのロッドとを備えた流体圧シリンダにおいて、上記シ
リンダ孔を、非磁性体で形成したシリンダ孔とほぼ同心
の区画チューブによって気密に区画し、上記区画チュー
ブで区画された外側の部屋に、この部屋を気密に往復動
する環状のピストンを、内側の部屋に、この部屋を一体
に往復動する移動子とロッドを設け、上記各カバーに、
ピストンで区画された一対の圧力室に圧力流体を給排す
る給排ポートをそれぞれ設け、上記ピストンと移動子
に、上記区画チューブを挟んで相互に対向するマグネッ
トカップリングをそれぞれを設けて、これらのマグネッ
トカップリング間の吸引力によって移動子をピストンと
同期して移動させることを特徴としている。また、同様
の課題を解決するため、上記分離形流体圧シリンダにお
いて、一対のカバーの何れか一方に、一対の給排ポート
を設け、一方の給排ポートを上記カバー側の圧力室に直
接連通させ、他方の給排ポートをシリンダ本体に設けた
流体流路を介して反対側の圧力室に連通させたことを特
徴としている。

【０００６】さらに、同様の課題を解決するため、これ
らの分離形流体圧シリンダにおいて、圧力室の一方に、
マグネットカップリングを介してピストンの作用するロ
ッドの外力を緩衝するためのばねを設けたことを特徴と
している。

【０００７】

【作用】一対の給排ポートから圧力室に圧力流体を給排
すると、ピストンが区画チューブで区画された外側の部
屋を気密に往復動し、マグネットカップリングの吸引力
によって、移動子とロッドがピストンと同期して内側の
部屋を往復動する。この場合、外側の部屋と内側の部屋
が区画チューブによって気密に区画されているので、外
側の部屋に給排した圧力流体や、シール材の摩耗粉、シ
ール材に施した潤滑剤等が内側の部屋に漏洩することは
ない。また、移動子が往復動する内側の部屋は作業環境
中と同一の雰囲気であり、かつロッドパッキンを使用し
ないから、内側の部屋からの排出空気によって作業環境
が汚染されることはない。さらに、内外の部屋を気密に
区画する区画チューブは、ベローズと異なり伸縮しない
から耐久性が良く、かつストロークを大きくすることが
できる。

【０００８】また、受圧面積が大きい外側の部屋を圧力
室としたために、流体圧シリンダの駆動力を大きくする
ことができ、しかもマグネットカップリング相互間の吸
引力よりも大きな外力が作用すると、移動子とロッドが
ピストンと同期移動しなくなるので、マグネットカップ
リングの吸引力を適宜の大きさにすることによって、ワ
ークの破損や人身事故等を回避できるので、安全性が向
上する。さらに、一方のカバーに一対の給排ポートを設
けたので、片側のカバーに集中して配管することができ
る。

【０００９】また、ロッドにマグネットカップリング間
の吸引力より小さな外力が作用すると、圧力室の一方に
設けたばねによってピストンのストロークエンドでの衝
撃が緩和されるとともに、マグネットカップリング間の
吸引力によってロッドと移動子の衝撃も緩和される。し
たがって、マグネットカップリング間の吸引力を大きく
しても、流体圧シリンダの衝撃を小さくすることができ
る。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の第１実施例を示し、この分離
形流体圧シリンダ１は、シリンダ本体を構成するシリン
ダチューブ２と、タイロッド５，・・によってその両端
に気密に取付けたエンドカバー３及びフランジカバー４
と、上記エンドカバー３の凹部に気密に取付けたアダプ
タプレート７と、該アダプタプレート７とフランジカバ
ー４との間に溶接等の周知の手段によって気密に取付け
た、シリンダチューブ２とほぼ同心の区画チューブ８と
を備え、フランジカバー４に設けた適宜の手段（図示省
略）によって仕切壁９に取付けられている。この分離形
流体圧シリンダ１は、シリンダ孔を構成する上記シリン
ダチューブ２と、非磁性体で形成された上記区画チュー
ブ８とによって、外側の部屋１０と内側の部屋１１とに
区画され、外側の部屋１０に、環状のピストン１２が、
その内外両周面に設けたピストンパッキン１５，・・に
よって気密に往復動可能に挿入され、ロッド１３及び該
ロッドの先端に取付けられた円筒状の移動子１４は、内
側の部屋１１内を往復動可能で、該ロッド１３の先端
は、フランジカバー４及び仕切壁９を通って作業環境中
の部屋に突出している。

【００１１】上記エンドカバー３とフランジカバー４に
は、ピストン１２で区画された一対の圧力室１６ａ，１
６ｂに圧力流体を給排する給排ポート１７ａ，１７ｂが
開設されており、移動子１４両側の一対の呼吸室１８
ａ，１８ｂは、移動子１４と区画チューブ８間の間隙に
よって相互に連通するとともに、フランジカバー４とロ
ッド１３間の間隙によって仕切壁９内の部屋に連通して
いる。またピストン１２と移動子１４は、環状の磁石２
１，・・とヨーク２２，・・とを軸線方向に交互に配設
して一体に連結したマグネットカップリング２０、２０
を有し、ピストン１２と移動子１４は、区画チューブ８
を挟んで対向するマグネットカップリング２０，２０間
の吸引力によって、同期して駆動する。図中の符号２
３，２３はピストン１２の軸方向両端に設けた環状のダ
ンパ、２４，・・はピストン１２の内外両周面と移動子
１４の外周面とに設けたウエアリング、２５は給排ポー
ト１７ａ，１７ｂに圧縮空気を給排するための切換弁で
ある。

【００１２】上記第１実施例は、切換弁２５によって、
給排ポート１７ａ，１７ｂから圧力室１６ａ，１６ｂに
圧縮空気を給排するとピストン１２が往復動し、マグネ
ットカップリング２０，２０間の吸引力によって、移動
子１４とロッド１３がピストン１２と同期して往復動す
る。この場合、ピストン１２が往復動する外側の部屋１
０と、移動子１４とロッド１３が往復動する内側の部屋
１１とは、区画チューブ８によって気密に区画されてい
るので、圧力室１６ａ，１６ｂに給排された圧縮空気が
内側の部屋１１に流出することはない。したがって、ピ
ストン１２に設けたピストンパッキン１５，・・が摩耗
したり、該パッキンに潤滑剤を施しても、これらが外部
に飛散することがなく、かつロッド１３の外周にロッド
パッキンを設ける必要がないので、薬液の雰囲気中で使
用することができる。また、移動子１４で区画された呼
吸室１８ａ，１８ｂは相互に連通しているので、呼吸室
の空気がシリンダの負荷になることはなく、しかも呼吸
室の空気は作業環境中の空気であるから、作業環境を汚
染することもない。

【００１３】この分離形流体圧シリンダ１は、ベローズ
によってロッド側の部屋をシールしたものと異なり、シ
リンダチューブ１と区画チューブ８の長さを長くするこ
とによって、ストロークを大きくすることができる。ま
た、受圧面積が大きい外側の部屋１０を駆動側としたの
で、流体圧シリンダの駆動力を大きくすることができ
る。さらに、ピストン１２と移動子１４とを、マグネッ
トカップリング２０，２０間の吸引力によって同期して
移動させることにより、ロッド１３に上記吸引力より大
きな力が作用するとロッド１３と移動子１４が停止する
ので、マグネットカップリング間の吸引力を適宜の大き
さにすることによって、ワークの破損や人身事故を防止
できる。

【００１４】図２及び図３は本発明の第２実施例を示
し、第２実施例の分離形流体圧シリンダ３１は、カバー
の一方に集中配管できるものとして構成されている。第
２実施例のシリンダ本体３２は、アルミニウムの押出し
材によって一体に形成され、軸線方向のシリンダ孔３２
ａと流体流路３３、及び外周面の磁気近接スイッチ３５
の取付溝３４を備えている。また、取付ボルトによって
シリンダ本体３２に取付けられたエンドカバー３７に給
排ポート１７ａ，１７ｂが開設され、給排ポート１７ａ
は直接圧力室１６ａに、給排ポート１７ｂは上記流体流
路３３及びフランジカバー３８に設けた流路を介して圧
力室１６ｂに連通し、エンドカバー３７に上記切換弁
（図示省略）が載置される。

【００１５】上記第２実施例は、切換弁側のエンドカバ
ー３７から、圧力室１６ａ，１６ｂに一括して圧縮空気
を給排することができる。また、ピストン１２に設けた
マグネットカップリング２０の磁石２１が近接すると磁
気近接スイッチ３５が信号を出力するので、ピストン１
２の位置を検出することができる。第２実施例の他の構
成及び作用は第１実施例と同じであるから、図の主要な
同一の箇所に同一の符号を付して、詳細な説明は省略す
る。

【００１６】図４は本考案の第３実施例を示し、この分
離形流体圧シリンダ４１は、エンドカバー４３とフラン
ジカバー４４の間に、シリンダ本体を構成するシリンダ
チューブ４２と、流体流路３３を構成するパイプ４５
が、タイロッド５，・・によって気密に取付けられてお
り、エンドカバー４３に給排ポート１７ａ，１７ｂが、
フランジカバー４４に給排ポート１７ｃがそれぞれ開設
され、給排ポート１７ｂと１７ｃは、パイプ４５によっ
て相互に連通するとともに、圧力室１６ｂに連通してい
る。また圧力室１６ａには、流体圧シリンダ４１の衝撃
を緩和するためのコイルばね４６が縮設されている。一
方ロッド４８は、軸線方向に貫通する貫通孔４９と、径
方向の通路５０，・・とを有し、これらによって呼吸室
１８ａと１８ｂが相互に連通するとともに、図示を省略
している仕切壁で区画された作業環境中の雰囲気に連通
している。また移動子５２は、ロッド４８にナット５３
によって取付けられたマグネットカップリング２０で構
成されている。

【００１７】上記第３実施例は、ロッド４８に、マグネ
ットカップリング２０，２０間の吸引力より小さい外力
が作用した場合、コイルばね４６が圧縮されてピストン
１２のストロークエンドにおける衝撃が緩和されるとと
もに、マグネットカップリング２０，２０間の吸引力に
よってロッド４８と移動子５２のストロークエンドにお
ける衝撃も緩和される。したがって、マグネットカップ
リング２０，２０間の吸引力を大きくして、流体圧シリ
ンダ４１の駆動力を大きくしても、その衝撃を緩和する
ことができる。また、貫通孔４９と通路５０，・・によ
って呼吸室１８ａ，１８ｂ及び作業環境中の雰囲気が速
やかに連通するので、呼吸室中の雰囲気が移動子５２の
移動の障害となることがない。第３実施例の他の構成及
び作用は第１または第２実施例と同じであるから、図の
主要な同一の箇所に同一の符号を付して、詳細な説明は
省略する。

【００１８】なお、これらの実施例において、ロッド１
３，４８及びフランジカバー４，４４のロッド孔の断面
を四角形、六角形または小判形等にすると、移動子１
４，５２の往復動に伴うロッド１３，４８の回転を防止
することができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、シリンダ内の部屋を、分離チ
ューブによって内外の部屋に気密に区画したので、圧力
流体を給排する外側の部屋と、ロッド及び移動子が移動
する内側の部屋とを確実に分離することができ、これに
よって外側の部屋の圧力流体や塵埃等による作業環境の
汚染を確実に防止することができる。また、分離チュー
ブは、ベローズと異なり軸線方向の長さを長くできるの
で、シリンダのストロークを大きくすることができる。
さらに、受圧面積が大きい外側の部屋を駆動側としたの
で、流体圧シリンダの駆動力を大きくすることができ
る。

【００２０】また、一方のカバーに一対の給排ポートを
設けたので、集中して配管することができる。さらに、
圧力室に、ロッドに作用する大きな外力を緩衝するため
のばねを設けたので、マグネットカップリングの吸引力
を大きくしても、ストロークエンドにおける流体圧シリ
ンダの衝撃を緩和することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の縦断正面図である。

【図２】第２実施例の縦断正面図である。

【図３】同じく側面図である。

【図４】第３実施例の縦断正面図である。

【符号の説明】

１，３１，４１分離形流体圧シリンダ２，３２，４２シリンダ本体３，３７，４３エンドカバー４，３８，４４フランジカバー８区画チューブ１０，１１部屋１２ピストン１３，４８ロッド１４，５２移動子１６ａ，１６ｂ圧力室１７ａ，１７ｂ，１７ｃ給排ポート３２ａシリンダ孔３３流体流路４６コイルばね

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダ孔を有するシリンダ本体と、そ
の両端に気密に取付けた一対のカバーと、上記シリンダ
孔内を往復動するピストン及びそのロッドとを備えた流
体圧シリンダにおいて、上記シリンダ孔を、非磁性体で形成したシリンダ孔とほ
ぼ同心の区画チューブによって気密に区画し、上記区画チューブで区画された外側の部屋に、この部屋
を気密に往復動する環状のピストンを、内側の部屋に、
この部屋を一体に往復動する移動子とロッドを設け、上記各カバーに、ピストンで区画された一対の圧力室に
圧力流体を給排する給排ポートをそれぞれ設け、上記ピストンと移動子に、上記区画チューブを挟んで相
互に対向するマグネットカップリングをそれぞれを設け
て、これらのマグネットカップリング間の吸引力によっ
て移動子をピストンと同期して移動させる、ことを特徴
とする分離形流体圧シリンダ。
【請求項２】一対のカバーの何れか一方に、一対の給
排ポートを設け、一方の給排ポートを上記カバー側の圧力室に直接連通さ
せ、他方の給排ポートをシリンダ本体に設けた流体流路
を介して反対側の圧力室に連通させた、ことを特徴とす
る請求項１に記載した分離形流体圧シリンダ。
【請求項３】圧力室の一方に、マグネットカップリン
グを介してピストンの作用するロッドの外力を緩衝する
ためのばねを設けた、ことを特徴とする請求項１または
２に記載した分離形流体圧シリンダ。