WO2023054265A1 - エアシリンダ装置 - Google Patents

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WO2023054265A1
WO2023054265A1 PCT/JP2022/035739 JP2022035739W WO2023054265A1 WO 2023054265 A1 WO2023054265 A1 WO 2023054265A1 JP 2022035739 W JP2022035739 W JP 2022035739W WO 2023054265 A1 WO2023054265 A1 WO 2023054265A1
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piston
rack
chamber
air cylinder
cylinder device
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PCT/JP2022/035739
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English (en)
French (fr)
Inventor
智也 廣本
Original Assignee
株式会社北川鉄工所
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type

Definitions

  • the present disclosure relates to an air cylinder device.
  • Patent Document 1 discloses one having a single rod connected to one end of a piston.
  • Patent Document 2 discloses a piston having both rods connected to both ends thereof.
  • Patent 2010-232915 Patent No. 6119055
  • both rods are connected via a piston, and both rods move in the same direction.
  • An object of the present disclosure is to provide an air cylinder device capable of synchronizing both rods and moving them in directions opposite to each other.
  • the air cylinder device of the present disclosure includes a cylinder body having a cylinder chamber, first and second pistons provided axially movably in the cylinder chamber, and a piston provided in the first piston and movable in the cylinder body.
  • An air cylinder device comprising a supported first rod and a second rod provided on a second piston and movably supported on the cylinder body, the air cylinder device comprising a synchronizing mechanism, comprising first and second
  • the pistons are configured to face each other in the axial direction
  • the first piston is configured to divide the cylinder chamber into a first chamber and a second chamber
  • the second piston divides the cylinder chamber into a second chamber.
  • a synchronizing mechanism configured to separate a chamber and a third chamber, synchronizes movement of the first and second pistons such that the first and second pistons move toward or away from each other.
  • both rods can be synchronously moved in opposite directions.
  • a cylinder body having a cylinder chamber, first and second pistons provided axially movably in the cylinder chamber, and a first piston provided in the first piston and movably supported by the cylinder body.
  • An air cylinder device comprising: a rod; and a second rod provided on a second piston and movably supported by the cylinder body, the air cylinder device comprising a synchronizing mechanism, wherein the first and second pistons are connected to the shaft
  • the first piston divides the cylinder chamber into a first chamber and a second chamber
  • the second piston divides the cylinder chamber into a second chamber and a third chamber.
  • the synchronization mechanism synchronizes movements of the first and second pistons such that the first and second pistons move toward or away from each other.
  • the synchronization mechanism has first and second racks and a pinion, the first rack is connected to the first piston, and the second rack is The first rack and the second rack are connected to the second piston, the first rack and the second rack are provided so as to face each other across the pinion, and the first rack and the second rack synchronize the movements of the first and second pistons.
  • an air cylinder device engaged with said pinion in a manner such as; [3]
  • the air cylinder device further comprising a detent mechanism, the synchronizing mechanism having first and second racks and a pinion, the first rack being the first piston
  • a second rack is connected to a second piston, the first rack and the second rack are provided so as to face each other with the pinion interposed therebetween, and the first rack and the second rack are connected to the first and second pistons are engaged with the pinion so that their movements are synchronized
  • the anti-rotation mechanism is configured to restrict the movement of the first and second pistons in the circumferential direction
  • the anti-rotation mechanism is , an air cylinder device provided on the first and second racks.
  • the first rack is provided with a first rack tooth
  • the first rack is engaged with the pinion via the first rack tooth
  • the second rack is provided with a second rack tooth
  • the second rack is an air cylinder device that engages with the pinion through the second rack teeth.
  • FIG. 1 is a front view of an air cylinder device in a closed state according to this embodiment
  • FIG. FIG. 2 is a plan view of the air cylinder device in a closed state of FIG. 1
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view along the arrow BB line in FIG. 1
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the air cylinder device in the open state of FIG. 3
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view along the arrow CC line of FIG. 2
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the air cylinder device in the open state of FIG. 5
  • It is a schematic perspective view of a detent mechanism.
  • the "axial direction” used in the description means the direction in which the central axis J of the air cylinder device extends
  • the "circumferential direction” means the direction around the central axis J.
  • FIGS. 1 to 6 show an air cylinder device 1 to which the disclosed technique is applied.
  • the air cylinder device 1 has a substantially rectangular parallelepiped appearance, and includes a cylinder body 11, a lid portion 12, a piston 4 (first and second pistons 40, 50), first and second rods 42, 52, and a rotating body. It has a stopping mechanism 80 and a synchronizing mechanism 70 (first and second racks 43, 53, pinion 71 and pinion shaft 73).
  • the first and second pistons 40, 50 have the same configuration
  • the first and second rods 42, 52 have the same configuration
  • the first and second racks 43, 53 have the same configuration. be.
  • the description will be centered on the configuration to which the "first” is attached, and the configuration to which the "second” is attached may be omitted as appropriate.
  • cylinder body 11 The cylinder main body 11 has a substantially rectangular parallelepiped appearance, and a cylinder chamber 60 having a circular cross section is formed inside the cylinder body 11 so as to extend through the cylinder body 11 in the axial direction.
  • a first flow path 11 a is formed on the outer surface of the cylinder body 11 to communicate with the cylinder chamber 60 to supply air to the cylinder chamber 60 or discharge air from the cylinder chamber 60 .
  • a second flow path 11b is formed.
  • a pair of through holes 11d are formed in the cylinder body 11 from one end side to the other end side in a direction orthogonal to the central axis J, and covers 13 are provided to close the holes. As a result, it is possible to prevent foreign matter (for example, chips, cutting water, etc.) from coming into contact with or adhering to the inside of the through hole 11d.
  • foreign matter for example, chips, cutting water, etc.
  • a pair of anti-rotation pins p are fixed to the cylinder body 11 and their tips are inserted into the cylinder body 11 .
  • the first flow path 11a is a thin hole formed in the cylinder body 11, and its upstream end opens to the outer surface of the cylinder body 11, and its downstream end opens inside the cylinder body 11, which will be described later. is opened to the inner surface of the first chamber 61 (part of the cylinder chamber 60).
  • the first flow path 11a is branched from a predetermined location, and the downstream end of the branched flow path opens to the inner surface of the cylinder body 11 on the side of a third chamber 63 (part of the cylinder chamber 60), which will be described later. 11c is provided.
  • the second flow path 11b is a thin hole formed in the cylinder body 11, the upstream end of which opens to the outer surface of the cylinder body 11, and the downstream end of the second flow path 11b opens to the inside of the cylinder body 11, which will be described later. is opened to the inner surface of the second chamber 62 (part of the cylinder chamber 60).
  • the cylinder chamber 60 is composed of a first chamber 61 , a second chamber 62 and a third chamber 63 .
  • the first chamber 61 and the second chamber 62 are separated in an airtight state via the first piston 40 .
  • the second chamber 62 and the third chamber 63 are separated in an airtight manner via the second piston 50 .
  • the first chamber 61 is defined by the first piston 40
  • the second chamber 62 is defined between the first piston 40 and the second piston 50
  • the third chamber 63 is defined by the second piston 50.
  • lid 12 The lid portion 12 is attached to both ends of the cylinder body 11 in the axial direction with bolts D, respectively. As a result, the openings at both ends of the cylinder body 11 are closed. Further, as shown in FIGS. 3 to 6, the lid portion 12 has a sealing material S1 attached to a fitting portion that fits with the cylinder body 11. As shown in FIGS. As a result, the air cylinder device 1 has a sealed structure.
  • the lid portion 12 is formed with a support hole 12a penetrating in the axial direction for movably supporting first and second rods 42 and 52, which will be described later. Its shape is the same as the cross-sectional shape of the first and second rods 42 and 52, and a sealing member S3 is attached to the inner peripheral surface of the support hole 12a. As a result, even if the first and second rods 42 and 52 move with respect to the lid portion 12, the sealing material S3 provides a sealed structure in which foreign matter does not enter the cylinder body 11. As shown in FIG. Also, the sealing material S3 is for sliding and requires maintenance.
  • piston 4 The piston 4 is composed of two (a pair) of a first piston 40 and a second piston 50 .
  • the first and second pistons 40 and 50 are arranged in series so as to be slidable in opposite directions in the cylinder chamber 60 .
  • the first and second pistons 40 and 50 are configured to move away from each other (get closer to each other or move away from each other) within the cylinder chamber 60 .
  • the first piston 40 is provided between the first rod 42 and the first rack 43
  • the second piston 50 is provided between the second rod 52 and the second rack 53 .
  • the first and second pistons 40 , 50 partition the cylinder chamber 60 .
  • the first and second pistons 40, 50 are generally circular in cross-section.
  • the first and second pistons 40 and 50 are formed so that their diameter sizes are substantially the same as the inner diameter size of the cylinder main body 11 .
  • the first and second pistons 40 and 50 are movable within the cylinder body 11 .
  • a sealing material S2 is attached to the outer peripheral surfaces of the first and second pistons 40 and 50. As shown in FIG. Thereby, the space between the cylinder body 11 and the first and second pistons 40, 50 is sealed.
  • the sealing material S2 is for sliding and requires maintenance, but by setting the required number to two for the piston, the maintenance cost can be suppressed and the number of maintenance locations can be reduced. This improves maintainability.
  • first and second rods 42, 52 The first and second rods 42, 52 are configured to transmit the driving force from the first and second pistons 40, 50 to other components.
  • the first rod 42 is provided so as to extend in the axial direction from one end surface side (first outer portion t1) of the first piston 40, and is movably supported by the cylinder main body 11 (cover portion 12).
  • One end face side (first outer portion t ⁇ b>1 ) of the first piston 40 is a portion facing the first chamber 61 .
  • the second rod 52 is provided to extend axially from one end surface side (second outer portion t2) of the second piston 50, and is movably supported by the cylinder body 11 (cover portion 12). ing.
  • One end face side (second outer portion t2) of the second piston 50 is a portion facing the third chamber 63 .
  • the first and second rods 42,52 are provided so that the central axes of the first and second pistons 40,50 are aligned with each other.
  • the first and second rods 42,52 are constructed from a single piece of ferrous material and are attached to the first and second pistons 40,50. This allows the first and second rods 42, 52 to be manufactured at low cost.
  • the material can be freely customized according to the application, such as one that can withstand surface pressure.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view of the anti-rotation mechanism.
  • the anti-rotation mechanism 80 is a mechanism configured to restrict the rotation of the piston 4 in the circumferential direction.
  • the anti-rotation mechanism 80 is provided on each of the first and second racks 43 and 53 .
  • it is composed of the above-described anti-rotation pin p and the corresponding pin groove q.
  • the synchronizing mechanism 70 is a mechanism for synchronizing opening and closing operations of the first and second rods 42 and 52 .
  • the synchronization mechanism 70 synchronizes the movement of the first and second pistons 40,50 such that the first and second pistons 40,50 move toward or away from each other.
  • the synchronizing mechanism 70 includes a pair of first and second racks 43 and 53 , a pinion 71 and a pinion shaft 73 .
  • First and second racks 43, 53 As shown in FIGS. 5 and 6 , the first and second racks 43 and 53 mesh (engage) with the pinion 71 . In other words, the first rack and the second rack engage the pinion 71 so that the movements of the first and second pistons 40, 50 are synchronized.
  • the first rack 43 is provided extending along the axial direction from the periphery of the first inner portion p1 of the first piston 40 .
  • the first inner portion p1 faces the second chamber 62 and is the portion of the first piston 40 that faces the second piston 50 .
  • the second rack 53 is provided extending axially from the peripheral edge of the second inner portion p2 of the second piston 50 .
  • the second inner portion p2 faces the second chamber 62 and is the portion of the second piston 50 that faces the first piston 40 .
  • the first rack 43 is integrally molded with the first piston 40 and the second rack 53 is integrally molded with the second piston 50 .
  • the first and second racks 43, 53 can be smoothly moved along the axial direction in conjunction with the central axis J and the central axes of the first and second pistons 40, 50.
  • the meshing positions of the pinion 71 and the first and second racks 43, 53 can be made constant.
  • first rack 43 is provided with a first rack tooth 43a that meshes (engages) with the pinion 71 at one end on the central axis J side.
  • second rack 53 is provided with a second rack tooth 53a that meshes (engages) with the pinion 71 at one end on the central axis J side.
  • first and second rack teeth 43a, 53a are not molded integrally with the first and second racks 43, 53, but are constructed as a single piece. As a result, it is possible to freely respond to the need for a cylinder that is used in a wide range of fields, such as weight reduction and strength that can withstand wear.
  • the first rack 43 (first rack tooth 43a) of the first piston 40 and the second rack 53 (second rack tooth 53a) of the second piston 50 are arranged to face each other across a central axis J (a pinion 71 described later).
  • the first rack 43 is provided with a pin groove q corresponding to the detent pin p along the axial direction at the other end on the cylinder body 11 side that is not on the center axis J side.
  • the second rack 53 is also the same.
  • the length of the pin groove q in the axial direction is preferably the length of the sliding region of the piston (the region from the forward end to the backward end).
  • the pinion 71 has a substantially cylindrical shape, and is provided with pinion teeth 72 that can mesh with the first and second rack teeth 43a and 53a continuously in the circumferential direction on the outer periphery. That is, the pair of first and second racks 43, 53 can be synchronously moved in opposite directions by the pinion teeth 72 meshing with the pair of first and second rack teeth 43a, 53a.
  • the pinion 71 is rotatably arranged around a pinion shaft 73 in the second chamber 62 inside the cylinder body 11 .
  • the pinion shaft 73 has a substantially cylindrical shape, and through a through hole 11d formed in the cylinder body 11, It is supported by the cylinder body 11 . Further, the pinion shaft 73 has a protruding portion 74 that protrudes radially in a stepped manner from a predetermined location on one end side, and the pinion shaft 73 has a cylindrical collar member 75 on the other end side to which it is fitted. It has That is, one end of the collar member 75 is in contact with one cover 13 of the pair of covers 13, 13, and the pinion shaft 73 is inserted therein.
  • the pinion 71 is engaged with the pinion shaft 73 , one end of the pinion 71 abuts the other end of the collar member 75 , and the other end of the pinion 71 abuts the projecting portion 74 . It is sealed with a cover 13 . Accordingly, positioning of the pinion 71 in the direction perpendicular to the central axis J is performed by the collar member 75 and the projecting portion 74 .
  • two single-rod pistons are arranged to face each other in the cylinder body 11, and air is supplied to the space on both end sides of the cylinder body 11 or the space between the pistons.
  • the rods can move in opposite directions.
  • the synchronizing mechanism allows both rods to move synchronously.
  • the air cylinder device 1 may be implemented in the following aspects.
  • the sealing material S1 is provided on the lid portion 12 side, but may be provided on the cylinder main body 11 side.
  • first rack 43 is provided with the first rack teeth 43a as a separate member, the first rack teeth 43a may be formed integrally with the first rack 43.
  • FIG. The same applies to the second rack 53 as well.
  • the piston is provided with a rod and a rack.
  • the rod extends (integrally formed) with the piston and the rack extends (integrally formed) with the piston, but is not limited to this.
  • the piston, the rod, and the rack may be composed of separate members, which may be integrated by fixing them with bolts or the like.

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Abstract

本開示の目的は、両ロッドを同期させて、互いに反対方向に移動させることができるエアシリンダ装置を提供することにある。　本開示のエアシリンダ装置は、シリンダ室を有するシリンダ本体と、前記シリンダ室内を軸方向に移動自在に設けられる第１及び第２ピストンと、第１ピストンに設けられ、前記シリンダ本体に移動自在に支持される第１ロッドと、第２ピストンに設けられ、前記シリンダ本体に移動自在に支持される第２ロッドと、を備える、エアシリンダ装置であって、同期機構を備え、第１及び第２ピストンは、前記軸方向において対向するように構成され、第１ピストンは、前記シリンダ室を第１室と第２室とに区分するように構成され、第２ピストンは、前記シリンダ室を第２室と第３室とに区分するように構成され、前記同期機構は、第１及び第２ピストンが互いに近づく又は互いに遠ざかるように、第１及び第２ピストンの動きを同期させる。

Description

エアシリンダ装置
　本開示は、エアシリンダ装置に関する。
　従来、シリンダ装置は、種々のタイプが存在し、特許文献１では、ピストンの一端に連結される片ロッドを備えたものが開示されている。また、特許文献２には、ピストンの両端に連結される両ロッドを備えたものが開示されている。
特許２０１０－２３２９１５ 特許第６１１９０５５号
　しかしながら、特許文献２で開示されるシリンダは、両ロッドがピストンを介して連結されており、両ロッドは互いに同じ方向に移動する。
　本開示の目的は、両ロッドを同期させて、互いに反対方向に移動させることができるエアシリンダ装置を提供することにある。
　本開示のエアシリンダ装置は、シリンダ室を有するシリンダ本体と、前記シリンダ室内を軸方向に移動自在に設けられる第１及び第２ピストンと、第１ピストンに設けられ、前記シリンダ本体に移動自在に支持される第１ロッドと、第２ピストンに設けられ、前記シリンダ本体に移動自在に支持される第２ロッドと、を備える、エアシリンダ装置であって、同期機構を備え、第１及び第２ピストンは、前記軸方向において対向するように構成され、第１ピストンは、前記シリンダ室を第１室と第２室とに区分するように構成され、第２ピストンは、前記シリンダ室を第２室と第３室とに区分するように構成され、前記同期機構は、第１及び第２ピストンが互いに近づく又は互いに遠ざかるように、第１及び第２ピストンの動きを同期させる。
　本開示によれば、両ロッド（第１及び第２ロッド）を同期させて、互いに反対方向に移動させることができる。
　以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
［１］シリンダ室を有するシリンダ本体と、前記シリンダ室内を軸方向に移動自在に設けられる第１及び第２ピストンと、第１ピストンに設けられ、前記シリンダ本体に移動自在に支持される第１ロッドと、第２ピストンに設けられ、前記シリンダ本体に移動自在に支持される第２ロッドと、を備える、エアシリンダ装置であって、同期機構を備え、第１及び第２ピストンは、前記軸方向において対向するように構成され、第１ピストンは、前記シリンダ室を第１室と第２室とに区分するように構成され、第２ピストンは、前記シリンダ室を第２室と第３室とに区分するように構成され、前記同期機構は、第１及び第２ピストンが互いに近づく又は互いに遠ざかるように、第１及び第２ピストンの動きを同期させる、エアシリンダ装置。
［２］［１］に記載のエアシリンダ装置において、前記同期機構は、第１及び第２ラックと、ピニオンとを有し、第１ラックは、第１ピストンに接続され、第２ラックは、第２ピストンに接続され、第１ラック及び第２ラックは、前記ピニオンを挟んで互いに向き合うように設けられ、且つ、第１ラック及び第２ラックは、第１及び第２ピストンの動きが同期するように前記ピニオンに係合している、エアシリンダ装置。
［３］［１］又は［２］に記載のエアシリンダ装置において、回り止め機構をさらに備え、前記回り止め機構は、第１及び第２ピストンの周方向における移動を規制するように構成される、エアシリンダ装置。
［４］［１］に記載のエアシリンダ装置であって、回り止め機構をさらに備え、前記同期機構は、第１及び第２ラックと、ピニオンとを有し、第１ラックは、第１ピストンに接続され、第２ラックは、第２ピストンに接続され、第１ラック及び第２ラックは、前記ピニオンを挟んで互いに向き合うように設けられ、且つ、第１ラック及び第２ラックは、第１及び第２ピストンの動きが同期するように前記ピニオンに係合し、前記回り止め機構は、第１及び第２ピストンの周方向における移動を規制するように構成され、且つ、前記回り止め機構は、第１及び第２ラックに設けられている、エアシリンダ装置。
［５］［２］又は［４］に記載のエアシリンダ装置であって、第１ラックは、第１ピストンの第１内側部分の周縁部から前記軸方向に沿って延在して設けられ、第１ピストンの第１内側部分は、第２室に面し、第１ピストンのうち第２ピストンに向かい合う部分であり、第２ラックは、第２ピストンの第２内側部分の周縁部から前記軸方向に沿って延在して設けられ、第２ピストンの第２内側部分は、第２室に面し、第２ピストンのうち第１ピストンに向かい合う部分である、エアシリンダ装置。
［６］［２］，［４］，［５］の何れか１つに記載のエアシリンダ装置であって、前記同期機構は、前記ピニオンと係合する第１及び第２ラック歯を有し、第１ラックには、第１ラック歯が設けられ、且つ、第１ラックは、第１ラック歯を介して前記ピニオンと係合し、第２ラックには、第２ラック歯が設けられ、且つ、第２ラックは、第２ラック歯を介して前記ピニオンと係合している、エアシリンダ装置。
［７］［１］～［６］の何れか１つに記載のエアシリンダ装置であって、第１ロッドは、第１ピストンの第１外側部分から前記軸方向に延在して設けられ、第１ピストンの第１外側部分は、第１室に面する部分であり、第２ロッドは、第２ピストンの第２外側部分から前記軸方向に延在して設けられ、第２ピストンの第２外側部分は、第３室に面する部分である、エアシリンダ装置。
本実施形態における閉状態のエアシリンダ装置の正面図である。 図１の閉状態のエアシリンダ装置の平面図である。 図１の矢印Ｂ－Ｂ線での概略断面図である。 図３の開状態のエアシリンダ装置の概略断面図である。 図２の矢印Ｃ－Ｃ線での概略断面図である。 図５の開状態のエアシリンダ装置の概略断面図である。 回り止め機構の概略斜視図である。
　以下、本開示の実施態様を説明する。但し、以下の説明は、本質的に例示に過ぎない。
　特に言及しない限り、説明で用いる「軸方向」は、エアシリンダ装置の中心軸Ｊが延びる方向、「周方向」は、中心軸Ｊの回りの方向を意味する。
１．全体構成
　図１～図６に、開示する技術を適用したエアシリンダ装置１を示す。エアシリンダ装置１は、略直方体の外観からなり、シリンダ本体１１と、蓋部１２と、ピストン４（第１及び第２ピストン４０，５０）と、第１及び第２ロッド４２，５２と、回り止め機構８０と、同期機構７０（第１及び第２ラック４３，５３、ピニオン７１及びピニオンシャフト７３）とを備えている。
　なお、実施形態において、第１及び第２ピストン４０，５０は、同じ構成であり、第１及び第２ロッド４２，５２も同じ構成であり、第１及び第２ラック４３，５３も同じ構成である。このため、「第１」が付された構成について中心に説明をし、「第２」が付された構成については適宜省略する場合がある。
１－１．シリンダ本体１１
　シリンダ本体１１は、略直方体の外観からなり、その内部には軸方向に貫通する断面円形状からなるシリンダ室６０が形成されている。また、シリンダ本体１１の外面には、シリンダ室６０に連通して、シリンダ室６０にエアを供給する、またはシリンダ室６０からエアを排出する、ための第１流路１１ａが形成されている。
　同様に、シリンダ本体１１の外面には、第１流路１１ａとは異なる位置にシリンダ室６０に連通して、シリンダ室６０にエアを供給する、またはシリンダ室６０からエアを排出する、ための第２流路１１ｂが形成されている。
　また、シリンダ本体１１には、中心軸Ｊに直交する方向に一端側から他端側に一対の貫通孔１１ｄが形成され、その孔を塞ぐカバー１３が夫々設けられている。
　これによって、貫通孔１１ｄ内に異物（例えば、切粉や切削水等）が接触又は付着することを防止することができる。
　また、シリンダ本体１１には、一対の回り止めピンｐが固定され、その先端はシリンダ本体１１内に挿入された状態となっている。
（第１流路１１ａ，分岐流路１１ｃ）
　第１流路１１ａは、シリンダ本体１１に形成された細い孔からなり、その上流側の端部は、シリンダ本体１１の外面に開口し、その下流側の端部は、シリンダ本体１１内における後述の第１室６１（シリンダ室６０の一部）側の内面に開口している。
　また、第１流路１１ａは、所定箇所から分岐され、下流側の端部が、シリンダ本体１１内における後述の第３室６３（シリンダ室６０の一部）側の内面に開口する分岐流路１１ｃを設けている。
（第２流路１１ｂ）
　第２流路１１ｂは、シリンダ本体１１に形成された細い孔からなり、その上流側の端部は、シリンダ本体１１の外面に開口し、その下流側の端部は、シリンダ本体１１内における後述の第２室６２（シリンダ室６０の一部）側の内面に開口している。
（シリンダ室６０）
　シリンダ室６０は、第１室６１と第２室６２と第３室６３とで構成されている。
　具体的には、第１室６１と第２室６２は、第１ピストン４０を介して気密状態で区分されている。同様に、第２室６２と第３室６３は、第２ピストン５０を介して気密状態で区分されている。
　換言すると、第１室６１は、第１ピストン４０によって区分され、第２室６２は、第１ピストン４０と第２ピストン５０との間に区分され、第３室６３は、第２ピストン５０によって区分されている。
　すなわち、シリンダ室６０には、軸方向に第１室６１と、第１ピストン４０と、第２室６２と、第２ピストン５０と、第３室６３と、が順に直列配置となるように構成されている。
　このような構成により、第１流路１１ａにエアが供給されると、エアは第１室６１に流入され、その流路の途中で分岐流路１１ｃに分岐され第３室６３に流入され、それによって、第１ピストン４０と第２ピストン５０は互いに反対方向に摺動しながら接近する。このとき、第２室６２内のエアはピストンの摺動に伴い、第２流路１１ｂを経由して外部に排出される。
　一方、第２流路１１ｂにエアが供給されると、エアは第２室６２に流入され、それによって、第１ピストン４０と第２ピストン５０は互いに反対方向に摺動しながら遠ざかる。このとき、第１室６１及び第３室６３内のエアはピストンの摺動に伴い、第１流路１１ａ及び分岐流路１１ｃを経由して外部に排出される。
１－２．蓋部１２
　蓋部１２は、シリンダ本体１１の軸方向における両端部に夫々ボルトＤで組み付けられている。
　これによって、シリンダ本体１１における両端部の開口が塞がれる。
　また、図３～図６に示すように、蓋部１２は、シリンダ本体１１と嵌合する嵌合部にシール材Ｓ１が取り付けられている。これによって、エアシリンダ装置１は、密封された構造になっている。
　また、蓋部１２は、後述の第１及び第２ロッド４２，５２を移動自在に支持する支持孔１２ａが軸方向に貫通して形成されている。その形状は、第１及び第２ロッド４２，５２の断面形状と同一となっており、支持孔１２ａの内周面にはシール材Ｓ３が取り付けられている。
　これによって、第１及び第２ロッド４２，５２が蓋部１２に対して移動したとしてもシール材Ｓ３によって、シリンダ本体１１内に異物が侵入しない密封された構造になっている。
　また、シール材Ｓ３は、摺動用であり、メンテナンスが発生するものであるが、必要本数を両蓋部１２の２本とすることで、メンテナンス性を高めている。
１－３．ピストン４
　ピストン４は、第１ピストン４０及び第２ピストン５０の２本（一対）で構成されている。
　第１及び第２ピストン４０，５０は、シリンダ室６０内を互いに反対方向に摺動可能に対向して直列配置されている。
　換言すると、第１及び第２ピストン４０，５０は、シリンダ室６０内で互いに離接（互いに近づく又は互いに遠ざかる）するように構成されている。
　第１ピストン４０は、第１ロッド４２と、第１ラック４３との間に設けられ、第２ピストン５０は、第２ロッド５２と、第２ラック５３との間に設けられている。
　第１及び第２ピストン４０，５０は、シリンダ室６０を区分するものである。好ましくは、第１及び第２ピストン４０、５０は、その断面は、略円形状である。また、第１及び第２ピストン４０、５０は、その径サイズは、シリンダ本体１１の内径サイズと略同径となるように形成される。これによって、第１及び第２ピストン４０，５０は、シリンダ本体１１内で移動自在となっている。
　また、第１及び第２ピストン４０，５０の外周面には、シール材Ｓ２が取り付けられている。これによって、シリンダ本体１１と、第１及び第２ピストン４０，５０との間が密封される。
　また、シール材Ｓ２は、摺動用のものであり、メンテナンスを有するものであるが、必要本数をピストン箇所の２本とすることで、メンテナンスコストを抑えることができ、また、メンテナンス箇所を少なくすることで、メンテナンス性を高めている。
１－４．第１及び第２ロッド４２，５２
　第１及び第２ロッド４２，５２は、第１及び第２ピストン４０，５０からの駆動力を他の構成要素に伝達可能に構成するものである。第１ロッド４２は、第１ピストン４０の一端面側（第１外側部分ｔ１）から軸方向に延在して設けられるとともに、シリンダ本体１１（蓋部１２）に移動自在に支持されている。第１ピストン４０の一端面側（第１外側部分ｔ１）は、第１室６１に面する部分である。同様に、第２ロッド５２は、第２ピストン５０の一端面側（第２外側部分ｔ２）から軸方向に延在して設けられるとともに、シリンダ本体１１（蓋部１２）に移動自在に支持されている。第２ピストン５０の一端面側（第２外側部分ｔ２）は、第３室６３に面する部分である。
　好ましくは、第１及び第２ロッド４２，５２は、第１及び第２ピストン４０，５０と互いの中心軸線が一致するように設ける。
　また、好ましくは、第１及び第２ロッド４２，５２は、鉄素材からなる単体部品で構成され、第１及び第２ピストン４０，５０に取り付けられる。
　これにより、第１及び第２ロッド４２，５２は、安価な製作が可能となる。また、その素材の選定も面圧に耐えうるものなど、用途に合わせて自由にカスタマイズすることができる。
１－５．回り止め機構８０
　図７は、回り止め機構の概略斜視図である。
　回り止め機構８０は、ピストン４が周方向に回らないように規制するように構成された機構である。回り止め機構８０は、第１及び第２ラック４３，５３にそれぞれ設けられている。本実施形態では一例として、上述の回り止めピンｐと、それに対応するピン溝ｑとで構成される。
　これによって、ピストン４の周方向の移動を抑制し、ピストン４を円滑に軸方向に移動させることができる。また、これに伴って、第１ラック歯４３ａと後述のピニオン歯７２とのバックラッシが一定となる。
１－６．同期機構７０
　同期機構７０は、第１及び第２ロッド４２，５２の開閉動作を同期させるための機構である。換言すると、同期機構７０は、第１及び第２ピストン４０，５０が互いに近づく又は互いに遠ざかるように、第１及び第２ピストン４０，５０の動きを同期させる。具体的には、同期機構７０は、一対の第１及び第２ラック４３，５３と、ピニオン７１と、ピニオンシャフト７３とを備えている。
（第１及び第２ラック４３，５３）
　図５及び図６に示すように、第１及び第２ラック４３，５３は、ピニオン７１と噛合（係合）するものである。換言すると、第１ラック及び第２ラックは、第１及び第２ピストン４０，５０の動きが同期するようにピニオン７１に係合している。
　第１ラック４３は、第１ピストン４０の第１内側部分ｐ１の周縁部から軸方向に沿って延在して設けられている。ここで、第１内側部分ｐ１は、第２室６２に面しており、且つ、第１ピストン４０のうち第２ピストン５０に向かい合う部分である。第２ラック５３は、第２ピストン５０の第２内側部分ｐ２の周縁部から軸方向に沿って延在して設けられている。ここで、第２内側部分ｐ２は、第２室６２に面しており、且つ、第２ピストン５０のうち第１ピストン４０に向かい合う部分である。
　好ましくは、第１ラック４３は、第１ピストン４０と一体成形であり、第２ラック５３は、第２ピストン５０と一体成形である。これによって、中心軸Ｊと第１及び第２ピストン４０，５０の中心軸線を一致させた状態で、第１及び第２ラック４３，５３も連動して軸方向に沿って円滑に動かせることができる。また、ピニオン７１と第１及び第２ラック４３，５３の噛合い位置を一定にすることができる。
　また、第１ラック４３には、中心軸Ｊ側の一端において、ピニオン７１と噛合（係合）する第１ラック歯４３ａが設けられている。同様に、第２ラック５３には、中心軸Ｊ側の一端において、ピニオン７１と噛合（係合）する第２ラック歯５３ａが設けられている。好ましくは、第１及び第２ラック歯４３ａ，５３ａは、第１及び第２ラック４３，５３とは一体に成形されておらず、単体部品で構成される。これによって、多分野で使用されるシリンダにおいて、軽量化や摩耗に耐えうる強度にするなど自在に対応することができる。
　第１ピストン４０における第１ラック４３（第１ラック歯４３ａ）と第２ピストン５０における第２ラック５３（第２ラック歯５３ａ）は、中心軸Ｊ（後述のピニオン７１）を挟んで互いに向き合うように設けられている。
　一方、第１ラック４３は、中心軸J側ではないシリンダ本体１１側の他端において、回り止めピンｐに対応するピン溝ｑが軸方向に沿って設けられている。第２ラック５３も同様である。ピン溝ｑの軸方向における長さは、好ましくは、ピストンのスライド領域（前進端から後退端までの領域）分の長さである。
（ピニオン７１）
　ピニオン７１は、略円筒状の形状からなり、外周部には、各第１及び第２ラック歯４３ａ，５３ａと噛合可能なピニオン歯７２が周方向に連続して設けられている。すなわち、ピニオン歯７２が一対の第１及び第２ラック歯４３ａ，５３ａと夫々噛合することで一対の第１及び第２ラック４３，５３を互いに逆方向に同期的に移動させることができる。
　ピニオン７１は、シリンダ本体１１内の第２室６２内において、ピニオンシャフト７３を中心に回転自在に配設されている。
（ピニオンシャフト７３）
　ピニオンシャフト７３は、略円柱状からなり、シリンダ本体１１に形成された貫通孔１１ｄを介して、
シリンダ本体１１に支持されている。
　また、ピニオンシャフト７３は、一端側の所定箇所より段差状に径方向に突出する突出部７４を有し、ピニオンシャフト７３は、他端側に、自身を外嵌合する円筒状のカラー部材７５を備えている。
　すなわち、一対のカバー１３，１３のうち、一方のカバー１３にカラー部材７５の一端が当接し、その内部にピニオンシャフト７３が挿入されている。この時、ピニオン７１は、ピニオンシャフト７３と嵌合しており、ピニオン７１の一端がカラー部材７５の他端と当接し、ピニオン７１の他端が突出部７４と当接した状態で、他方のカバー１３で封止されている。これによって、ピニオン７１における中心軸Ｊに直交する方向の位置決めが、カラー部材７５と突出部７４とで行われている。
　以上のように、本実施形態によれば、２つの片ロッドピストン（ピストン４）をシリンダ本体１１内で対向配置させ、エアをシリンダ本体１１の両端側の空間、または互いのピストン間の空間内に供給させることで、ロッドが、互いに反対方向に移動可能となる。また、同期機構によって、両ロッドが同期して移動可能となる。
２．その他
　本実施形態に係るエアシリンダ装置１を、次のような態様で実施してもよい。
（１）本実施形態では、シール材Ｓ１を、蓋部１２側に設けているが、シリンダ本体１１側に設けてもよい。
（２）第１ラック４３に別部材の第１ラック歯４３ａが設けられているが、第１ラック４３に第１ラック歯４３ａが一体に成形されてもよい。第２ラック５３についても同様である。
（３）実施形態では、ピストンには、ロッド及びラックが設けられている。具体的には、実施形態では、ロッドがピストンに延在（一体的に形成）しており、ラックがピストンに延在（一体的に形成）しているが、これに限定されるものではない。ピストン、ロッド及びラックを各々別部材で構成し、これらをボルト等によって固定して一体化してもよい。
　最後に、本発明に係る種々の実施形態を説明したが、これらは、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。当該新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。当該実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
１：エアシリンダ装置、４：ピストン、１１：シリンダ本体、１１ａ：第１流路、１１ｂ：第２流路、１１ｃ：分岐流路、１１ｄ：貫通孔、１２：蓋部、１２ａ：支持孔、１３：カバー、４０：第１ピストン、４２：第１ロッド、５０：第２ピストン、５２：第２ロッド、６０：シリンダ室、６１：第１室、６２：第２室、６３：第３室、７０：同期機構、４３：第１ラック、５３：第２ラック、７１：ピニオン、７３：ピニオンシャフト、８０：回り止め機構、Ｄ：ボルト、Ｊ：中心軸、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３：シール材

Claims (7)

  1. 　シリンダ室を有するシリンダ本体と、
    　前記シリンダ室内を軸方向に移動自在に設けられる第１及び第２ピストンと、
    　第１ピストンに設けられ、前記シリンダ本体に移動自在に支持される第１ロッドと、
    　第２ピストンに設けられ、前記シリンダ本体に移動自在に支持される第２ロッドと、
    を備える、エアシリンダ装置であって、
    　同期機構を備え、
    　第１及び第２ピストンは、前記軸方向において対向するように構成され、
    　第１ピストンは、前記シリンダ室を第１室と第２室とに区分するように構成され、
    　第２ピストンは、前記シリンダ室を第２室と第３室とに区分するように構成され、
    　前記同期機構は、第１及び第２ピストンが互いに近づく又は互いに遠ざかるように、第１及び第２ピストンの動きを同期させる、エアシリンダ装置。
  2. 請求項１に記載のエアシリンダ装置において、
    　前記同期機構は、第１及び第２ラックと、ピニオンとを有し、
    　第１ラックは、第１ピストンに接続され、第２ラックは、第２ピストンに接続され、
    　第１ラック及び第２ラックは、前記ピニオンを挟んで互いに向き合うように設けられ、且つ、第１ラック及び第２ラックは、第１及び第２ピストンの動きが同期するように前記ピニオンに係合している、エアシリンダ装置。
  3. 請求項１又は請求項２に記載のエアシリンダ装置において、
    　回り止め機構をさらに備え、
    　前記回り止め機構は、第１及び第２ピストンの周方向における移動を規制するように構成される、エアシリンダ装置。
  4. 請求項１に記載のエアシリンダ装置であって、
    　回り止め機構をさらに備え、
    　前記同期機構は、第１及び第２ラックと、ピニオンとを有し、
    　第１ラックは、第１ピストンに接続され、第２ラックは、第２ピストンに接続され、
    　第１ラック及び第２ラックは、前記ピニオンを挟んで互いに向き合うように設けられ、且つ、第１ラック及び第２ラックは、第１及び第２ピストンの動きが同期するように前記ピニオンに係合し、
    　前記回り止め機構は、第１及び第２ピストンの周方向における移動を規制するように構成され、且つ、前記回り止め機構は、第１及び第２ラックに設けられている、エアシリンダ装置。
  5. 請求項２又は請求項４に記載のエアシリンダ装置であって、
    　第１ラックは、第１ピストンの第１内側部分の周縁部から前記軸方向に沿って延在して設けられ、
    　　第１ピストンの第１内側部分は、第２室に面し、第１ピストンのうち第２ピストンに向かい合う部分であり、
    　第２ラックは、第２ピストンの第２内側部分の周縁部から前記軸方向に沿って延在して設けられ、
    　　第２ピストンの第２内側部分は、第２室に面し、第２ピストンのうち第１ピストンに向かい合う部分である、エアシリンダ装置。
  6. 請求項２又は請求項４に記載のエアシリンダ装置であって、
    　前記同期機構は、前記ピニオンと係合する第１及び第２ラック歯を有し、
    　　第１ラックには、第１ラック歯が設けられ、且つ、第１ラックは、第１ラック歯を介して前記ピニオンと係合し、
    　　第２ラックには、第２ラック歯が設けられ、且つ、第２ラックは、第２ラック歯を介して前記ピニオンと係合している、エアシリンダ装置。
  7. 請求項１、請求項２、請求項４の何れか１つに記載のエアシリンダ装置であって、
    　第１ロッドは、第１ピストンの第１外側部分から前記軸方向に延在して設けられ、
    　　第１ピストンの第１外側部分は、第１室に面する部分であり、
    　第２ロッドは、第２ピストンの第２外側部分から前記軸方向に延在して設けられ、
    　　第２ピストンの第２外側部分は、第３室に面する部分である、エアシリンダ装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS58118303U (ja) * 1982-02-05 1983-08-12 株式会社明電舎 流体圧シリンダ
JPH0434204A (ja) * 1990-05-31 1992-02-05 T V Valve Kk ピストン型揺動アクチュエータ

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