JPH10306807A - シリンダ装置 - Google Patents
シリンダ装置Info
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- JPH10306807A JPH10306807A JP9172403A JP17240397A JPH10306807A JP H10306807 A JPH10306807 A JP H10306807A JP 9172403 A JP9172403 A JP 9172403A JP 17240397 A JP17240397 A JP 17240397A JP H10306807 A JPH10306807 A JP H10306807A
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Abstract
するガタの発生を防止してクランプ力の低下を阻止する
とともに、組み付け工程およびメンテナンスを簡便に行
うことにある。 【解決手段】一体的に形成された扁平な直方体形状を呈
するボデイ14と、シリンダ室38、38aに沿って往
復動作するピストン28が収装されたシリンダ部18
と、ピストンロッド40の直線運動を回動運動に変換す
るトグルリンク機構60と、前記シリンダ部18の駆動
作用下に所定角度回動するアーム22とを備え、前記ボ
デイ14の内部には、ワークWのクランプ時に付与され
る反力Hを吸収する反力板106a、106bが着脱自
在に設けられる。
Description
用下に所定角度回動するアームを介してワークをクラン
プすることが可能なシリンダ装置に関する。
を溶接する際、その構成部品をクランプするためにシリ
ンダ装置が用いられ、このシリンダ装置は、例えば、米
国特許4905973号公報、DE29504267U
1公報等に開示されている。
29504267U1公報に開示されたシリンダ装置
は、それぞれ略対称に形成された一組のケーシングが一
体的に組み合わされて構成される本体部と、前記本体部
に連結されたシリンダ部と、前記シリンダ部の駆動作用
下に本体部内に設けられたトグルリンク機構を介して所
定角度回動するアームとを有する。
復動作自在に収装されたピストンと、前記ピストンに連
結されたピストンロッドとが設けられる。前記ピストン
ロッドの自由端には、アームを回動させる軸受部材を有
するトグルリンク機構が連結されている。なお、ケーシ
ングの内壁面には、直線運動を行うピストンロッドを案
内するとともに、アームによってワークをクランプする
際に付与される反力を吸収する機能を営む案内溝が形成
されている。
るアームを介してワークをクランプすることにより、前
記ワークに対する所望の溶接作業が行われる。
米国特許4905973号公報、DE29504267
U1公報に開示されたシリンダ装置では、アームによっ
てワークをクランプした際、前記アームに対して反力が
付与され、この反力をケーシングの内壁面に形成された
案内溝によって受容する構成を採用している。この場
合、ピストンと一体的に往復動作するピストンロッドの
摺動摩擦によって案内溝が摩耗することにより、ピスト
ンロッドと案内溝との間の間隙に起因するガタが発生
し、アームを安定して回動させることが困難となる。し
かも、前記ガタが発生することによりワークに対するア
ームのクランプ力が低下するという不都合がある。
報、DE29504267U1公報に開示されたシリン
ダ装置では、本体部が一組のケーシングを組み合わせて
構成されているため、一方のケーシングと他方のケーシ
ングとの寸法誤差によってその組み付け工程が煩雑とな
るとともに、シリンダ装置を一旦組み付けた後には、本
体部の分解が困難であるためメンテナンスを簡便に遂行
することができないという不都合がある。
するためになされたものであり、ワークをクランプする
際に発生する反力に起因するガタの発生を防止してクラ
ンプ力の低下を阻止するとともに、組み付け工程および
メンテナンスを簡便に行うことが可能なシリンダ装置を
提供することを目的とする。
めに、本発明は、一体的に形成された扁平な直方体形状
を呈するボデイと、前記ボデイの一端部に連結され、シ
リンダ室に沿って往復動作するピストンが収装されたシ
リンダ部と、前記ボデイの内部に設けられ、前記ピスト
ンに連結されたピストンロッドの直線運動を回動運動に
変換するトグルリンク機構と、前記トグルリンク機構に
連結され、前記シリンダ部の駆動作用下に所定角度回動
するアームと、を備え、前記ボデイの内部には、ワーク
のクランプ時に付与される反力を吸収する反力吸収部材
が着脱自在に設けられることを特徴とする。
に、ピストンと一体的にピストンロッドが直線運動を行
い、前記ピストンロッドの直線運動がトグルリンク機構
を介してアームの回動運動に変換される。この結果、前
記アームの回動動作によってワークがクランプされる。
て発生する反力がボデイの内部に設けられた反力吸収部
材によって吸収される。従って、前記反力に起因してガ
タが発生することがなく、アームを安定して回動させる
とともにワークに対するクランプ力の低下が阻止され
る。
て好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら
以下詳細に説明する。
施の形態に係るシリンダ装置を示す。
一組の開口部12a、12b(図3参照)を有し扁平状
に一体的に形成されたボデイ14と、前記ボデイ14の
開口部12a、12bをそれぞれ閉塞する一組のカバー
部材16a、16bと、前記ボデイ14の下端部に気密
に連結されたシリンダ部18と、前記カバー部材16
a、16bから外部に突出する矩形状の軸受部20a、
20bに連結されるアーム22とを備える。なお、ボデ
イ14の複数の側面には、シリンダ装置10を他の部材
または壁面等に取り付けるための複数の孔部24が形成
されている。
に、上面部に楕円形状の凹部26が形成され下面部にピ
ストン28の変位量を調整するねじ部材30がねじ穴3
2に螺入されたエンドブロック34と、断面楕円形状の
筒体からなり、その一端部が前記エンドブロック34の
凹部26に気密に連結され他端部がボデイ14の底面に
気密に連結されたシリンダチューブ36とを含む。さら
に、シリンダ部18は、前記シリンダチューブ36内に
収装されシリンダ室38、38aに沿って往復動作する
ピストン28と、前記ピストン28の中央部に連結され
て該ピストン28と一体的に変位するピストンロッド4
0とを有する。
ング42およびシールリング44がそれぞれ装着されて
いる。また、エンドブロック34の四隅角部には取付用
孔部46a〜46dが穿孔され、前記取付用孔部46a
〜46dに挿通された4本のシャフト48a〜48dを
介してエンドブロック34およびシリンダチューブ36
がボデイ14に気密に組み付けられる。ボデイ14およ
びエンドブロック34には、それぞれシリンダ室38、
38aに圧力流体を導入・導出するための一組の圧力流
体出入ポート50、52がそれぞれ相互に対向して形成
されている。なお、実際に使用する場合には、図5並び
に図6に示されるように、一方の圧力流体出入ポート5
0、52に盲栓54がねじ込まれることにより、前記一
方の圧力流体出入ポート50、52が閉塞された状態で
使用される。
れるように、両側面に形成された一組の開口部12a、
12bにそれぞれ連通する室56が形成され、前記室5
6内には、ピストンロッド40の自由端が臨むように設
けられる。この場合、前記ピストンロッド40は、ボデ
イ14の下端部側に固定されたブッシュ58と、ピスト
ン28の外周面に装着されたウェアリング42とによっ
て直線的に往復自在に案内される。
トンロッド40の直線運動をアーム22の回動運動に変
換するトグルリンク機構60が設けられる。このトグル
リンク機構60は、図3に示されるように、ピストンロ
ッド40の自由端に形成された孔部62に軸着される第
1ピン部材64と、前記第1ピン部材64の両端部に保
持される一組のローラ66a、66bとを含む。また、
トグルリンク機構60は、第2ピン部材68を支点とし
てボデイ14に対して回動自在に軸支される支持レバー
70と、前記ピストンロッド40の自由端と支持レバー
70との間に介装され、該ピストンロッド40の自由端
と支持レバー70とをリンクする一組のリンクプレート
72とを有する。
定間隔離間する一組の孔部74a、74bが形成され、
一方の孔部74aに軸着される第1ピン部材64を介し
てピストンロッド40の自由端に連結され、他方の孔部
74bに軸着される第3ピン部材76を介して支持レバ
ー70の突起部78に連結される。この場合、前記支持
レバー70の両端部には、カバー部材16a、16bか
ら外部に露呈する断面矩形状の一組の軸受部20a、2
0bが形成され、前記一組の軸受部20a、20bの間
には前記ボデイ14と一体的に形成された膨出部80に
嵌合する凹部82が形成される。
リンクプレート72を介して支持レバー70に伝達さ
れ、前記支持レバー70は第2ピン部材68を支点とし
て所定方向に回動する。
a、20bは、カバー部材16a、16bの孔部84を
通じて外部に露呈するように設けられる。その際、軸受
部20a、20bに近接して形成された円形状の段部8
6がカバー部材16a、16bの円形状の孔部84に嵌
挿されることにより前記孔部84が閉塞され、該孔部8
4を通じてボデイ14内に塵埃等が進入することが阻止
される。また、前記軸受部20a、20bには、ねじ締
結されるプレート87を介してアーム22が着脱自在に
連結される(図2参照)。
ように、アーム本体88の中央部にクランプ部90を設
けてもよく、あるいは図7B並びに図7Cに示されるよ
うに、アーム本体88の中央部から偏位したいずれか一
方の側にクランプ部90を設けてもよい。
14の背面には、室56に連通する孔部92が形成さ
れ、前記孔部92にはピストン28の変位量を検出する
センサユニット94が装着される。このセンサユニット
94は、図2に示されるように、略T字状のプレート9
6に所定間隔離間してねじ止めされた一組の近接スイッ
チ98a、98bと、前記プレート96の屈曲部の孔部
に着脱自在に装着された円形状の一組のキャップ100
a、100bと、前記近接スイッチ98a、98bに接
続されたリード線を介して該近接スイッチ98a、98
bから出力された検出信号を図示しない他の制御器に導
出するコネクタ102とを有する。なお、前記近接スイ
ッチ98a、98bに代替して、図示しないマイクロス
イッチ、または空気圧スイッチ等を設けてもよい。
に固定された検出体103(図5並びに図6参照)を近
接スイッチ98a(98b)によって検出することによ
り、ピストン28の変位方向並びに変位量を検出するこ
とができる。また、作業者は、プレート96に装着され
たキャップ100b(100a)を取り外して他のコネ
クタ102を装着することにより、三方向の中からいず
れか任意の方向を選択してコネクタ102を取り付ける
ことができる(図8A並びに図8B参照)。なお、前記
ボデイ14の開口部12a、12bをそれぞれ閉塞する
一組のカバー部材16a、16bは、図3に示されるよ
うに、ねじ締結されていることにより、簡便に着脱する
ことができる。
a、12bの上部には、図3に示されるように、断面矩
形状の凹部104がそれぞれ形成され、前記凹部104
には、ローラ66a、66bに係合して反力を吸収する
一組の反力板106a、106b(反力吸収部材)が着
脱自在にねじ締結される。従って、前記反力板106
a、106bが摩耗した場合には、カバー部材16a、
16bを取り外して新たな反力板106a、106bと
簡便に交換することができる。
0は基本的には以上のように構成されるものであり、次
にその動作並びに作用効果について説明する。
ダ装置10を所定位置に固定するとともに、図示しない
チューブ等の管体の一端部を一組の圧力流体出入ポート
50、52にそれぞれ接続し、前記管体の他端部を図示
しない圧力流体供給源に接続する。なお、図5はアンク
ランプ状態のシリンダ装置10を示し、図6はクランプ
状態のシリンダ装置10を示すものであり、以下、図5
のアンクランプ状態を初期位置として説明する。
初期位置において、図示しない圧力流体供給源を付勢し
て一方の圧力流体出入ポート52からシリンダ室38a
に圧力流体を導入する。前記シリンダ室38aに導入さ
れた圧力流体の作用下にピストン28が押圧され、該ピ
ストン28がシリンダ室38aに沿って上昇する。その
際、前記ピストン28の外周面に装着されたウェアリン
グ42およびピストンロッド40の外周面を囲繞するブ
ッシュ58が案内機能を営むことにより、ピストン28
およびピストンロッド40の直線精度が保持される。
ロッド40を介してトグルリンク機構60に伝達され、
アーム22の回動運動に変換される。
昇)によってピストンロッド40の自由端に回動自在に
連結されたリンクプレート72を上方に向かって押圧す
る力が作用する。前記リンクプレート72に対する押圧
力は、第1ピン部材64を支点として該リンクプレート
72を所定角度回動させるとともに、第2ピン部材68
を支点として支持レバー70を矢印A方向に回動させ
る。従って、前記支持レバー70を支点としてアーム2
2が矢印B方向に向かって所定角度回動する。
に、該アーム22が、予め初期設定されたクランプ位置
に到達することにより、図6に示されるようなワークW
のクランプ状態に至る。この場合、ピストンロッド40
の軸線Cと支持レバー70の軸線Dとが略平行となり、
しかも、ピストンロッド40の自由端に連結されたロー
ラ66a、66bが反力板106a、106bに係合し
た状態となる。
の出力(ピストン28の押圧力)は、図9に示されるよ
うに、トグルリンク機構60の作用下に支持レバー70
に対して増力して伝達されるとともに、支持レバー70
の長さEに比例した回転トルクが矢印F方向に発生す
る。従って、アーム22は、前記回転トルクの作用下に
ワークWを確実にクランプすることができる。
た際、前記アーム22には、図9に示されるように、ア
ーム22のクランプ力と反対方向の反力Hが付与され、
この反力Hがアーム22を介してトグルリンク機構60
に伝達される。前記反力Hは、トグルリンク機構60に
おいて、第2ピン部材68を支点として支持レバー70
を矢印G方向に回動させる力として働き、さらにこの力
は、第3ピン部材76を経由してリンクプレート72お
よびローラ66a、66bを矢印I方向に向かって押圧
する力として作用する。
される反力Hは、終局的にはローラ66a、66bを矢
印I方向に向かって押圧する力として作用するが、この
場合、ボデイ14の内壁面に設けられた反力板106
a、106bによって前記ローラ66a、66bに対す
る矢印I方向の押圧力を保持することにより、前記反力
Hが反力板106a、106bによって吸収される。
い切換弁の切換作用下に圧力流体出入ポート50に圧力
流体を供給することによりピストン28が下降する。さ
らにピストンロッド40の下降作用下にリンクプレート
72を介して支持レバー70が前記とは逆方向に回動す
ることにより、アーム22がワークWから離間する方向
に回動する。この結果、ワークWのクランプ状態が解除
されて、図5に示す初期位置に復帰する。
た際に発生する反力Hをボデイ14の内壁面に設けられ
た反力板106a、106bによって吸収し、しかも、
前記反力板106a、106bをねじ部材を介して着脱
自在に取り付けているため、該反力板106a、106
bが摩耗した場合であっても簡便に新たな反力板106
a、106bと交換することができる。
なり反力Hをケーシングの内壁面に形成された案内溝に
よって受容する構成を採用していないため、ガタが発生
することを防止してアーム22を安定して回動させるこ
とができる。この結果、前記ガタに起因してワークWに
対するアーム22のクランプ力が低下することを阻止す
ることができる。
割せずに一体的に形成することにより、組み付け工程を
簡略化するとともに、前記ボデイ14の開口部12a、
12bにねじ締結されたカバー部材16a、16bを取
り外すことにより、メンテナンスを簡便に遂行すること
ができる。
ンダ装置10aを図10に示す。
70に形成された一方の軸受部20aのみをカバー部材
16aから外部に露呈させ、前記軸受部20aに対して
L字状の薄型のアーム22aを連結している。このよう
に、薄型のアーム22aを連結することにより、シリン
ダ装置10aを幅狭な空間に設置することができるとい
う利点がある。
るシリンダ装置110を図11〜図16に示す。なお、
図1並びに図10に示すシリンダ装置10、10aと同
一の構成要素には同一の参照数字を付し、その詳細な説
明を省略する。
に設けられた支持レバー112(図13参照)の組み付
け方向を変えることにより、図10に示すシリンダ装置
10aに設けられた薄型のアーム22aを、ボデイ14
の左側と右側とに交換自在に保持することができる点に
特徴がある。
ンダ装置110を構成するボデイ14の内部には、第2
ピン部材114を支点として該ボデイ14に対して回動
自在に軸支される支持レバー112が設けられ、前記支
持レバー112の一端部には、断面矩形状の軸受部11
6が一方のカバー部材16aの孔部84を介して外部に
向かって突出して形成される。
6が軸着されることにより一組のリンクプレート72に
連結される突起部を示し、また、参照数字120は、カ
バー部材16a、16bの円形状の孔部84に嵌挿され
る一組の段部を示し、さらに、参照数字122は、前記
一組の段部120間に形成され、ボデイ14の膨出部8
0に嵌合する凹部を示す。
は、図13に示されるように、中央部に断面テーパ状の
ねじ穴124が形成され、さらに、四隅角部から対角線
方向に沿って前記ねじ穴124に連通し且つ軸受部11
6の軸線方向に沿って所定長だけ延在するスリット12
6が形成されている。
面テーパ状のねじプラグ128が嵌合され、図15A並
びに図15Bに示されるように、前記ねじプラグ128
のねじ込み量を増加させることにより、前記スリット1
26を介して軸受部116が外方に向かって拡幅する。
この結果、前記軸受部116を介してアーム22aを着
脱自在に連結することができる。
2aが保持された図11に示すシリンダ装置(以下、ラ
イトアームタイプのシリンダ装置という)110を、ボ
デイ14の左側面側にアーム22aが保持された図16
に示すシリンダ装置(以下、レフトアームタイプのシリ
ンダ装置という)110に組み付け直す作業について説
明する。
アームタイプのシリンダ装置110の軸受部116のね
じ穴124に螺入されたねじプラグ128を緩めること
により前記軸受部116が内方に向かって縮幅し、前記
軸受部116に保持されたアーム22aを取り外す。
イ14の相互に対向する上部側にねじ締結された一組の
カバー部材16a、16bをそれぞれ取り外した後、孔
部に挿入された第2ピン部材114を抜き取るととも
に、凹部122を介して支持レバー112をボデイ14
の膨出部80から離間させることにより、該支持レバー
112をボデイ14から取り外すことができる。なお、
参照数字130は、第2ピン部材114を支持レバー1
12に係止するためのクリップを示す。
支持レバー112を前記とは反対方向に180度回転さ
せた後、図14Cに示されるように、ボデイ14の左側
面側に軸受部116が位置するように該支持レバー11
2をボデイ14の内部に組み込む。
ー112の孔部に挿通するとともに、凹部122を介し
て該支持レバー112をボデイ14の膨出部80に嵌合
させる。そして、カバー部材16a、16bをそれぞれ
ボデイ14に装着することにより、図16に示すような
レフトアームタイプのシリンダ装置110が完成する。
110をライトアームタイプのシリンダ装置110に組
み付ける場合には、前記とは逆の組み付け作業を行えば
よいことは勿論である。
装置110では、何ら新たな部材を追加することがな
く、ライトアームタイプとレフトアームタイプのシリン
ダ装置110を相互に簡便に組み付け直すことが可能と
なる。従って、ライトアームタイプとレフトアームタイ
プの2個のシリンダ装置を必要とすることがなく、使用
者は、使用環境に応じて、適宜、組み付け直すことによ
り、ライトアームタイプまたはレフトアームタイプの所
望のシリンダ装置110を得ることができる。
る。
の内壁面に形成された案内溝によって受容することがな
く、ボデイの内部に着脱自在に設けられた反力吸収部材
を介して前記反力を吸収しているため、ガタが発生する
ことを防止しアームを安定して回動させることができ
る。この結果、前記ガタに起因してワークに対するアー
ムのクランプ力が低下することを阻止することができ
る。
体的に形成することにより、組み付け工程を簡略化する
とともに、前記ボデイの開口部にねじ締結されたカバー
部材を取り外すことにより、メンテナンスを簡便に遂行
することができる。
図である。
る。
解斜視図である。
の分解斜視図である。
す動作説明図である。
示す説明図である。
付方向を示す説明図である。
ある。
の斜視図である。
ダ装置の斜視図である。
の分解斜視図である。
持レバーの拡大斜視図である。
ームタイプのシリンダ装置をレフトアームタイプのシリ
ンダ装置に組み付け直す手順を示す説明図である。
に螺入されるねじプラグによってアームを保持する動作
説明図である。
装置をレフトアームタイプのシリンダ装置に組み付け直
した状態の斜視図である。
…開口部 14…ボデイ 16a、16b
…カバー部材 18…シリンダ部 22、22a…
アーム 24…孔部 28…ピストン 36…シリンダチューブ 40…ピストン
ロッド 50、52…圧力流体出入ポート 60…トグルリ
ンク機構 64、68、76、114…ピン部材 66a、66b
…ローラ 70、112…支持レバー 72…リンクプ
レート 106a、106b…反力板
Claims (7)
- 【請求項1】一体的に形成された扁平な直方体形状を呈
するボデイと、 前記ボデイの一端部に連結され、シリンダ室に沿って往
復動作するピストンが収装されたシリンダ部と、 前記ボデイの内部に設けられ、前記ピストンに連結され
たピストンロッドの直線運動を回動運動に変換するトグ
ルリンク機構と、 前記トグルリンク機構に連結され、前記シリンダ部の駆
動作用下に所定角度回動するアームと、 を備え、前記ボデイの内部には、ワークのクランプ時に
付与される反力を吸収する反力吸収部材が着脱自在に設
けられることを特徴とするシリンダ装置。 - 【請求項2】請求項1記載の装置において、反力吸収部
材は、ボデイの開口部の上部にねじ締結された反力板か
らなり、前記反力板は、ピストンロッドの自由端に連結
されたローラに係合するように設けられることを特徴と
するシリンダ装置。 - 【請求項3】請求項1または2記載の装置において、相
互に対向する一組の開口部がボデイに形成され、前記ボ
デイには、前記開口部をそれぞれ閉塞する一組のカバー
部材が着脱自在に設けられることを特徴とするシリンダ
装置。 - 【請求項4】請求項1乃至3のいずれか1項に記載の装
置において、トグルリンク機構は、第1ピン部材を介し
てピストンロッドの自由端に連結されたローラと、第2
ピン部材を介してボデイに対して回動自在に軸着された
支持レバーと、前記ピストンロッドの自由端と支持レバ
ーとをリンクするリンクプレートとを有することを特徴
とするシリンダ装置。 - 【請求項5】請求項1乃至4のいずれか1項に記載の装
置において、シリンダ部は、断面楕円形状の筒体からな
るシリンダチューブと、前記シリンダチューブの断面形
状に対応するピストンと、前記シリンダチューブの一端
部を閉塞するエンドブロックとを有することを特徴とす
るシリンダ装置。 - 【請求項6】請求項4記載の装置において、アームは、
ボデイの一方の側面または前記側面とは反対側の他方の
側面から外方に向かって突出する支持レバーの軸受部に
保持され、前記ボデイに対する前記支持レバーの組み付
け方向を変えることにより、前記アームを該ボデイの一
方の側面と他方の側面とで交換可能に配設することを特
徴とするシリンダ装置。 - 【請求項7】請求項4記載の装置において、アームは、
ボデイの一方の側面および前記側面とは反対側の他方の
側面から外方に向かって突出する支持レバーの一組の軸
受部にそれぞれ保持されるアーム本体と、ワークに当接
して該ワークを押圧するクランプ部とからなり、前記ク
ランプ部は、アーム本体の中央部またはアーム本体の中
央部から偏位したいずれか一方の側に設けられることを
特徴とするシリンダ装置。
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