(57)【要約】【課題】ピストンロッドの内部に孔をあけることなく、２つのリリース室を連通させた構成のタンデム型のシリンダ装置を提供すること。【解決手段】第１シリンダ孔（４）と第２シリンダ孔（５）との間に設けられた隔壁（１２）に、第１ピストン本体部（７）から軸方向に延びる筒状のガイド部（８）が保密状に挿入される。第１ピストン（６）の筒孔（６ａ）とピストンロッド（１３）の外周面との間に、第１リリース室（１９）と第２リリース室（２０）とを連通させる流路（１４）が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（１）と、
前記ハウジング（１）に形成された第１シリンダ孔（４）と、
前記第１シリンダ孔（４）に軸方向に移動可能に挿入される筒状の第１ピストン（６）であって、環状の第１ピストン本体部（７）と当該第１ピストン本体部（７）から軸方向に延びる筒状のガイド部（８）とを有する第１ピストン（６）と、
前記ハウジング（１）に形成された第２シリンダ孔（５）であって、前記第１シリンダ孔（４）の先端側に形成された第２シリンダ孔（５）と、
前記第２シリンダ孔（５）に軸方向に移動可能に挿入される環状の第２ピストン（９）と、
前記第１シリンダ孔（４）と前記第２シリンダ孔（５）との間に設けられた隔壁（１２）であって、前記ガイド部（８）が保密状に挿入される隔壁（１２）と、
前記第１ピストン（６）の筒孔（６ａ）に挿入されると共に、前記第２ピストン（９）の筒孔（９ａ）に保密状に挿入されるピストンロッド（１３）であって、前記第１ピストン本体部（７）の基端側部分に軸方向で係合する鍔部（１３ａ）を外周に有するピストンロッド（１３）と、
前記第１ピストン本体部（７）と前記隔壁（１２）との間に設けられる第１ロック室（１６）と、
前記第２ピストン（９）の先端側に設けられる第２ロック室（１７）と、
前記第１ピストン本体部（７）および前記ピストンロッド（１３）の基端側に設けられる第１リリース室（１９）と、
前記隔壁（１２）と前記第２ピストン（９）との間に設けられる第２リリース室（２０）と、
を備え、
前記第１ピストン（６）の筒孔（６ａ）と前記ピストンロッド（１３）の外周面との間に、前記第１リリース室（１９）と前記第２リリース室（２０）とを連通させる流路（１４）が形成されている、
シリンダ装置。
【請求項２】
請求項１のシリンダ装置において、
前記流路（１４）は、前記第１ピストン（６）の筒孔（６ａ）と前記ピストンロッド（１３）の外周面との間の環状の隙間（１４）である、
シリンダ装置。
【請求項３】
請求項１または２のシリンダ装置において、
前記第２ピストン（９）は、
環状の第２ピストン本体部（１０）と、
前記第２ピストン本体部（１０）よりも外径が小径の環状の凸部（１１）であって、前記ガイド部（８）の先端部と当接する凸部（１１）と、を有する、
シリンダ装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかのシリンダ装置において、
前記鍔部（１３ａ）の基端側にピストンロッド旋回機構（２２）が設けられている、
シリンダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンデム型のシリンダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のシリンダ装置として、従来では、下記の特許文献１、２に記載されたものがある。その従来技術は、次のように構成されている。
【０００３】
特許文献１に記載のプル型クランプ装置では、第１、第２アンクランプ用流体圧作動室を連通させる流体圧通路がピストンロッドの内部に形成されている。これにより、第２アンクランプ用流体圧作動室へ流体圧を供給する流体圧供給系が簡単化し、コンパクトになるとのことである。
【０００４】
特許文献２に記載のクランプ装置でも同様であり、アンクランプ用の２つの空気室を連通させる連絡通路がクランプロッドの内部に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−２２３４７３号公報
【特許文献２】特開２００７−２６８６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の従来技術には次の問題がある。
上記の従来技術では、ピストンロッド（クランプロッド）の内部に流体圧通路としての孔を形成する必要があり、この加工が手間である。
【０００７】
本発明の目的は、ピストンロッドの内部に孔をあけることなく、２つのリリース室を連通させた構成のタンデム型のシリンダ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明は、例えば、図１から図３Ｂに示すように、シリンダ装置を次のように構成した。
【０００９】
本発明のシリンダ装置は、ハウジング１と、前記ハウジング１に形成された第１シリンダ孔４と、前記第１シリンダ孔４に軸方向に移動可能に挿入される筒状の第１ピストン６であって、環状の第１ピストン本体部７と当該第１ピストン本体部７から軸方向に延びる筒状のガイド部８とを有する第１ピストン６と、前記ハウジング１に形成された第２シリンダ孔５であって、前記第１シリンダ孔４の先端側に形成された第２シリンダ孔５と、前記第２シリンダ孔５に軸方向に移動可能に挿入される環状の第２ピストン９と、前記第１シリンダ孔４と前記第２シリンダ孔５との間に設けられた隔壁１２であって、前記ガイド部８が保密状に挿入される隔壁１２と、前記第１ピストン６の筒孔６ａに挿入されると共に、前記第２ピストン９の筒孔９ａに保密状に挿入されるピストンロッド１３であって、前記第１ピストン本体部７の基端側部分に軸方向で係合する鍔部１３ａを外周に有するピストンロッド１３と、前記第１ピストン本体部７と前記隔壁１２との間に設けられる第１ロック室１６と、前記第２ピストン９の先端側に設けられる第２ロック室１７と、前記第１ピストン本体部７および前記ピストンロッド１３の基端側に設けられる第１リリース室１９と、前記隔壁１２と前記第２ピストン９との間に設けられる第２リリース室２０と、を備える。前記第１ピストン６の筒孔６ａと前記ピストンロッド１３の外周面との間に、前記第１リリース室１９と前記第２リリース室２０とを連通させる流路１４が形成されている。
【００１０】
本発明のシリンダ装置は次の作用効果を奏する。
第１ピストンの筒孔とピストンロッドの外周面との間に形成された流路により、第１リリース室と第２リリース室とが連通される。そのため、第１リリース室と第２リリース室とを連通させる孔をピストンロッドの内部にあける必要がなく、ピストンロッドの加工が容易である。
【００１１】
本発明の上記シリンダ装置において、前記流路１４は、前記第１ピストン６の筒孔６ａと前記ピストンロッド１３の外周面との間の環状の隙間１４であることが好ましい。
上記隙間は、ピストンロッドの外径を、第１ピストンの筒孔の径よりも少し小さい径とすることで形成されるので、ピストンロッドの加工が容易である。
【００１２】
また、本発明の上記シリンダ装置において、前記第２ピストン９は、環状の第２ピストン本体部１０と、前記第２ピストン本体部１０よりも外径が小径の環状の凸部１１であって、前記ガイド部８の先端部と当接する凸部１１と、を有することが好ましい。
この構成によると、上記凸部を含めて軸方向に一定厚の環状の第２ピストンとした場合よりも、第２ピストンが軽量となる。そのため、リリース駆動時、第２ピストンの先端側への移動が迅速となる。その結果、第２リリース室から第１リリース室へ圧力流体をすばやく流入させることができ、これにより、ピストンロッドを先端側へすばやく進出させることができる。
【００１３】
本発明の上記シリンダ装置は、次の構成をさらに備えることが好ましい。
前記鍔部１３ａの基端側にピストンロッド旋回機構２２が設けられている。
この構成によると、ピストンロッドを旋回させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、ピストンロッドの内部に孔をあけることなく、２つのリリース室を連通させた構成のタンデム型のシリンダ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態を示し、シリンダ装置のリリース状態における立面視の断面図である。
【図２】図２は、上記シリンダ装置のロック状態における立面視の断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、上記シリンダ装置の、ロック状態からリリース状態へ切り換わる途中の初期状態における立面視の断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、上記シリンダ装置の、ロック状態からリリース状態へ切り換わる途中の中期状態における立面視の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１から図３Ｂは、本発明の一実施形態を示す。
この実施形態は、本発明のシリンダ装置を旋回式クランプ装置に適用した場合を例示してある。図１から図３Ｂによって本発明の一実施形態のシリンダ装置の構成を説明する。
【００１７】
テーブル等の固定台Ｔにハウジング１が取り付けられる。ハウジング１は、ハウジング本体２と、ハウジング本体２の下端部に固定される有底筒状の下端壁３とを有する。ハウジング本体２の下部に第１シリンダ孔４が形成され、その第１シリンダ孔４の上側（先端側）に第２シリンダ孔５が形成される。
【００１８】
第１シリンダ孔４に筒状の第１ピストン６が上下方向（軸方向）に移動可能で保密状に挿入される。第１ピストン６は、環状の第１ピストン本体部７と、この第１ピストン本体部７から上方（先端側）へ延びる筒状のガイド部８とを有する。上記第１ピストン６の上側で第２シリンダ孔５内に環状の第２ピストン９が上下方向（軸方向）に移動可能で保密状に挿入される。第２ピストン９は、環状の第２ピストン本体部１０と、この第２ピストン本体部１０よりも外径が小径の環状の凸部１１とを有する。凸部１１は、上記ガイド部８の先端部と当接する。
【００１９】
上記第１シリンダ孔４と上記第２シリンダ孔５との間には隔壁１２が設けられ、この隔壁１２に第１ピストン６のガイド部８が保密状に挿入される。隔壁１２は止め輪２７でハウジング本体２に固定されている。
【００２０】
第１ピストン６の筒孔６ａおよび第２ピストン９の筒孔９ａにピストンロッド１３が挿入される。ピストンロッド１３の挿入部の外径は、第１ピストン６の筒孔６ａの径よりも少し小さい径とされ、これにより、第１ピストン６の筒孔６ａとピストンロッド１３の外周面との間に流路としての隙間１４が形成される。第２ピストン９の筒孔９ａには、ピストンロッド１３が保密状に挿入される。また、ピストンロッド１３の外周には、上記第１ピストン本体部７の基端側部分と軸方向で係合する鍔部１３ａが形成される。
【００２１】
ピストンロッド１３の先端側部分は先細りの形状とされており、この先細り部分が、クランプアーム２８の端部に形成された孔２８ａに嵌め込まれてナット２９で固定される。ピストンロッド１３の下端部は、ハウジング１を構成する下端壁３に形成された支持穴３ａに挿入される。
【００２２】
第１ピストン６を下方（基端側）へ移動させるための第１ロック室１６が、第１ピストン本体部７と隔壁１２との間に設けられるとともに、第２ピストン９を下方（基端側）へ移動させるための第２ロック室１７が、第２ピストン９の上側（先端側）に設けられる。上記第１ロック室１６および上記第２ロック室１７に、ロック用の圧力流体としての圧油が、共通のロックポート１８を介して給排される。なお、ロックポート１８への圧油の給排通路の図示は省略されている。
【００２３】
また、第１ピストン６およびピストンロッド１３を上方（先端側）へ移動させるための第１リリース室１９が、第１ピストン本体部７およびピストンロッド１３の下方（基端側）に設けられるとともに、第２ピストン９を上方（先端側）へ移動させるための第２リリース室２０が、隔壁１２と第２ピストン９との間に設けられる。第１リリース室１９は、第１ピストン本体部７と下端壁３との間に設けられる先端側リリース室１９ａと、前記支持穴３ａ内に設けられる基端側リリース室１９ｂとを有する。この先端側リリース室１９ａと基端側リリース室１９ｂとは連通している。
【００２４】
第２リリース室２０に、リリース用の圧力流体としての圧油が、リリース通路２１から給排される。なお、リリース通路２１に連通するリリースポートの図示は省略されている。詳しくは後述するが、第１リリース室１９と第２リリース室２０とは上記隙間１４で連通されるので、第２リリース室２０に供給された圧油は、隙間１４を通って第１リリース室１９（先端側リリース室１９ａ）に流れ込む。
【００２５】
ピストンロッド１３の鍔部１３ａの基端側、すなわちピストンロッド１３の下端部には、ピストンロッド旋回機構２２が設けられる。このピストンロッド旋回機構２２は次のように構成される。
【００２６】
ピストンロッド１３の下端部の外周面に、上下に連なる直線状の直進溝２３ａと螺旋状の旋回溝２３ｂとを有する少なくとも１本のガイド溝２３が形成される。前記支持穴３ａの周壁の上部には少なくとも１つ横孔２４が形成され、この横孔２４に挿入されたボール２５がガイド溝２３に嵌合している。ボール２５の外周にリング２６が回転自在に外嵌めされる。
【００２７】
上記構成のシリンダ装置は次のように動作する。
図１に示すリリース状態では、第１ロック室１６および第２ロック室１７から圧油が排出されているとともに、第１リリース室１９および第２リリース室２０に圧油が供給されている。
【００２８】
図１に示すリリース状態から図２に示すロック状態へ切り換えるときは、ロックポート１８から第１ロック室１６および第２ロック室１７に圧油が供給される。すると、第２ロック室１７の圧油によって第２ピストン９が第１ピストン６を介してピストンロッド１３を下方に押すとともに、第１ロック室１６の圧油によって第１ピストン６がピストンロッド１３を下方に押す。これにより、ピストンロッド１３は下降する。ここで、ピストンロッド１３は、前記ピストンロッド旋回機構２２により、時計回りに旋回しながら下降し、その後、真っ直ぐ下降する。ピストンロッド１３が下降していくと、図２に示すように、クランプアーム２８の先端部がクランプ対象物Ｗを上方から押圧する。これにより、ピストンロッド１３の下降が停止しロック状態となる。
【００２９】
図２に示すロック状態から図１に示すリリース状態へ切り換えるときは、リリース通路２１から第２リリース室２０に圧油が供給される。すると、図３Ａに示すように、第２リリース室２０の圧油によって第２ピストン９が上昇する。次いで、図３Ｂに示すように、第１ピストン６の筒孔６ａとピストンロッド１３の外周面との間に形成された隙間１４を通って、第２リリース室２０から第１リリース室１９に流れ込んだ圧油によって第１ピストン６が上昇する。その後、図１に示すように、第１リリース室１９（基端側リリース室１９ｂ）の圧油によってピストンロッド１３が上昇する。ピストンロッド１３は、前記ピストンロッド旋回機構２２により、最初真っ直ぐ上昇し、その後、反時計回りに旋回しながら上昇する。ピストンロッド１３が上昇していくと、図１に示すように、ピストンロッド１３の鍔部１３ａが第１ピストン本体部７に当たる。これにより、ピストンロッド１３の上昇が停止しリリース状態となる。
【００３０】
第１ピストン６および第２ピストン９のリリース側への移動はそれぞれフリーであり、ロック状態からリリース状態へ切り換えるリリース駆動時、第１ピストン６および第２ピストン９は、ピストンロッド１３と係合することなく上昇する。そのため、第１ピストン６、第２ピストン９、およびピストンロッド１３は、リリース駆動時、相互に負荷がかからない。
【００３１】
上記の実施形態は次のように変更可能である。
上記のシリンダ装置では、第１ピストン６の筒孔６ａにピストンロッド１３を所定の隙間１４をあけて挿入配置することで、第１リリース室１９と第２リリース室２０とを連通させる流路を形成した。これに代えて、第１リリース室１９と第２リリース室２０とを連通させる流路としての軸方向に延びる溝を、ピストンロッド１３の表面に形成してもよい。なお、ピストンロッドの内部に孔をあけるよりも、ピストンロッドの表面に溝を形成するほうが、ピストンロッドの加工が容易である。
【００３２】
ロックおよびリリース用の圧力流体は、圧油に代えて、圧縮空気、圧縮窒素ガスなどの圧縮ガスであってもよい。
【００３３】
本発明のシリンダ装置は、旋回式クランプ装置に限定されるものではなく、ピストンロッドが旋回しないクランプ装置など、他の形式のクランプ装置であってもよい。さらには、クランプ装置に限定されるものでもなく、物体を進退させる往復動装置であってもよい。
【００３４】
以上、本発明の実施形態および変形例について説明した。その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行うことは勿論可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１：ハウジング、４：第１シリンダ孔、５：第２シリンダ孔、６：第１ピストン、６ａ：筒孔、７：第１ピストン本体部、８：ガイド部、９：第２ピストン、９ａ：筒孔、１０：第２ピストン本体部、１１：凸部、１２：隔壁、１３：ピストンロッド、１３ａ：鍔部、１４：隙間（流路）、１６：第１ロック室、１７：第２ロック室、１９：第１リリース室、２０：第２リリース室、２２：ピストンロッド旋回機構
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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