(57)【要約】【課題】ピストンと一体に移動するロッドが回転することを抑制もしくは防止することができるシリンダ装置を提供する。【解決手段】中空状に形成された胴部３およびその胴部３の端部を閉じる底部４を有するシリンダ２と、前記シリンダ２の軸線方向に移動可能に前記シリンダ２の内部に配置されかつ断面形状が円形に形成されたピストン５とを備えたシリンダ装置１において、前記シリンダ２の軸線方向に延出して前記ピストン５と一体化されかつ断面形状が円形に形成された複数のロッド１２，１２と、前記複数のロッド１２，１２がそれぞれ貫通する複数の貫通孔１０ａ，１０ａ（１０ｄ，１０ｄ）が形成されかつ前記シリンダ２の開口端を気密状に封止する蓋部１０とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空状に形成された胴部およびその胴部の端部を閉じる底部を有するシリンダと、前記シリンダの軸線方向に移動可能に前記シリンダの内部に配置されかつ断面形状が円形に形成されたピストンとを備えたシリンダ装置において、
前記シリンダの軸線方向に延出して前記ピストンと一体化されかつ断面形状が円形に形成された複数のロッドと、
前記複数のロッドがそれぞれ貫通する複数の貫通孔が形成されかつ前記シリンダの開口端を気密状に封止する蓋部と
を備えていることを特徴とするシリンダ装置。
【請求項２】
前記複数のロッドは、それら複数のロッドが配置されている箇所の重心位置が前記ピストンの中心と一致するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
【請求項３】
前記蓋部は、前記複数のロッドと前記複数の貫通孔との隙間を気密状に封止する一つのシール部材を有することを特徴とする請求項１または２に記載のシリンダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、供給される作動流体によってピストンを駆動させるように構成されたシリンダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、バキュームチャックなどの吸着具によって部品や製品などの保持対象部材を保持して搬送するように構成された装置が知られていて、その吸着具を、保持対象部材に当接させるように駆動させるシリンダ装置が知られている。このシリンダ装置は、通常、供給される気体や液体などの作動流体の流体圧に基づいた荷重がピストンを押圧して駆動するように構成され、そのピストンと一体化されたロッドにプレートを介して吸着具が設けられている。そのため、吸着具がロッドの中心軸線上に設けられていないときや吸着具が保持対象部材の重心を保持しないときには、ロッドに回転方向の荷重が作用して回転してしまい、その結果、吸着具が保持している保持対象部材が回転してしまう可能性がある。
【０００３】
特許文献１には、上述したように保持対象部材を吸着具が保持したときに、ロッドが回転しないように構成されたシリンダ装置が記載されている。この特許文献１に記載されたシリンダ装置は、複動型のシリンダ装置であって、ピストンの表裏に供給される作動流体の流体圧に応じてロッドを軸線方向に摺動させるように構成されている。そのロッドの先端には、軸線方向と垂直に配置されたプレートがボルトによって連結されていて、そのプレートの左右の両端側に、ロッドと平行に配置されたガイドロッドが設けられている。そして、シリンダ装置のシリンダと一体化されたブロックに貫通孔が形成され、その貫通孔にガイドロッドが挿入されている。このようにシリンダ装置を構成することによって、プレートに回転方向の荷重が作用したときにガイドロッドの外周面とガイドブロックに形成された貫通孔の内壁面とが接触するので、プレートが回転することを抑制もしくは防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−５３９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献１に記載されたシリンダ装置は、ガイドロッドとガイドブロックとが接触することによってプレートが回転する方向の荷重を受けるように構成されているので、ガイドロッドやガイドブロックを設ける分、シリンダ装置が大型化してしまう可能性がある。また、ガイドブロックに形成された貫通孔の軸線方向にガイドロッドが摺動するように構成されている。そのため、ピストンに一体化されたロッドとガイドロッドとが不可避的に離れる。したがって、ピストンと一体化されたロッドとガイドロッドとの平行度の精度を高くする必要がある場合があり、そのような場合には、組み付け工数や加工工数が増加する可能性がある。
【０００６】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、ピストンと一体に移動するロッドが回転することを抑制もしくは防止することができるシリンダ装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、中空状に形成された胴部およびその胴部の端部を閉じる底部を有するシリンダと、前記シリンダの軸線方向に移動可能に前記シリンダの内部に配置されかつ断面形状が円形に形成されたピストンとを備えたシリンダ装置において、前記シリンダの軸線方向に延出して前記ピストンと一体化されかつ断面形状が円形に形成された複数のロッドと、前記複数のロッドがそれぞれ貫通する複数の貫通孔が形成されかつ前記シリンダの開口端を気密状に封止する蓋部とを備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において前記複数のロッドは、それら複数のロッドが配置されている箇所の重心位置が前記ピストンの中心と一致するように設けられていることを特徴とするシリンダ装置である。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記蓋部は、前記複数のロッドと前記複数の貫通孔との隙間を気密状に封止する一つのシール部材を有することを特徴とするシリンダ装置である。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、シリンダの軸線方向に延出して円板状に形成されたピストンと一体化されかつ断面形状が円形に形成された複数のロッドと、複数のロッドがそれぞれ貫通する複数の貫通孔が形成されかつシリンダの開口端を気密状に封止する蓋部とを備えている。したがって、シリンダの中心軸線を中心としたトルクがロッドに作用したときに、ロッドと貫通孔とが接触する。そのため、そのようなトルクが作用したときであっても、ロッドが回転することを抑制もしくは防止することができる。すなわち、ロッドにチャック部品などを連結して、そのチャック部品からトルクが作用した時であってもロッドが回転することを抑制もしくは防止することができ、その結果、チャック部品によって保持する対象部材が回転してしまうことを抑制もしくは防止することができる。
【００１１】
また、複数のロッドが配置されている箇所の重心位置がピストンの中心と一致するように各ロッドを配置することにより、いずれかのロッドの中心軸線を中心としたトルクが作用した時であっても、そのロッドが連結されている箇所を中心としてピストンが回転することを抑制もしくは防止することができるので、ピストンの摺動抵抗が増大してしまうことを抑制もしくは防止することができる。
【００１２】
さらに、ロッドと貫通孔との隙間を一つのシール部材によって気密状に封止するように構成することによって、そのシール部材を設ける領域を小さくすることができ、ロッド同士を近づけることができる。その結果、胴部の内壁面とロッドとの隙間を大きくすることができるので、その隙間にスプリングを配置して単動型のシリンダ装置を構成することができる。すなわち、シリンダ装置を大型化させることなく、単動型のシリンダ装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明に係るシリンダ装置の構成の一例を説明するための断面図である。
【図２】図１に示すシリンダ装置の側面図である。
【図３】ロッドと蓋部とを気密状に封止するシール部材の他の構成を説明するための正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
つぎに、この発明に係るシリンダ装置の一例について説明する。図１に、そのシリンダ装置の断面図を示し、図２に図１に示すシリンダ装置の側面図を示している。なお、図１には、複動型のシリンダ装置を示している。図１に示すシリンダ装置１は、外観をなすシリンダ２を備えている。このシリンダ２は、断面の輪郭がほぼ四角形をなすように形成されかつその中心軸線に沿って円筒状の中空部が形成された胴部３と、胴部３の一方側の端部を閉じるように胴部３と一体に形成された底部４とによって構成されている。この胴部３の内部にピストン５が軸線方向に摺動可能に配置されている。このピストン５は、空気などの作動流体によって軸線方向に押圧されて移動するように配置されている。そして、ピストン５の外壁面にＯリングなどのシール部材６が設けられていて、ピストン５の外壁面と胴部３の内壁面との間から作動流体が漏洩することを抑制もしくは防止するように構成されている。すなわち、ピストン５によって胴部３を２つの空間に区画するように構成されている。また、ピストン５には、底部４側に突出した突出部５ａが形成され、ピストン５が最も底部４側に移動したときに突出部５ａと当接するように、底部４の内壁面にゴム７が底部４と一体に設けられている。このゴム７は、ピストン５が底部４側に最も移動したときに突出部５ａの端部と当接して位置決めするとともに、ダンパーとして機能するように構成されている。
【００１５】
そのピストン５を隔てて図１に示す右側の空間に、図示しないコンプレッサーなどの圧力源から作動流体をシリンダ装置１に供給するための第１入力ポート８が形成されている。この第１入力ポート８は、突出部５ａとゴム７とが当接したとき、言い換えると、ピストン５が最も底部４側に移動したときであっても、ピストン５と底部４との隙間に作動流体を供給することができる位置に形成されている。また、ピストン５を隔てて図１に示す左側の空間に、圧力源から作動流体をシリンダ装置１に供給するための第２入力ポート９が形成されている。この第２入力ポート９は、ピストン５が図１に示す左側に最も移動したときであっても、ピストン５と後述する蓋部１０との隙間に作動流体を供給することができる位置に形成されている。なお、図１には、ピストン５が図１に示す左側に最も移動したときのピストン５の位置を２点鎖線で示しており、図１に示すようにピストン５が軸線方向に移動したときには、後述するシール部材１１と蓋部１０とが当接して、ピストン５と蓋部１０とに隙間が形成されるように構成されている。また、ピストン５が図１に示す左側に最も移動したときにシール部材１１によってピストン５と蓋部１０とに隙間を形成してもよいが、他の手段によってピストン５の位置決めをしてもよく、ピストン５における図１に示す左側のエッジにチャンファーを形成するなどして、作動流体の流体圧に基づく押圧力がピストン５に作用するように構成してもよい。
【００１６】
また、ピストン５には、互いに平行でかつピストン５の中心に対して点対称の位置に、２つの貫通孔５ｂ，５ｂが形成されている。これら各貫通孔５ｂ，５ｂは、ピストン５の図１に示す左側から所定の深さに形成されたザグリ部５ｃと、そのザグリ部５ｃの底部からザグリ部５ｃよりも外径が小さく形成されたボルト挿入用孔５ｄとによって構成されている。そして、外径がザグリ部５ｃの内径とほぼ同一に形成された２つのロッド１２，１２が、それぞれのザグリ部５ｃ，５ｃにインロー嵌合している。また、各ロッド１２，１２におけるピストン５側の端部には、雌ねじ部が形成されていて、その雌ねじ部に螺合してピストン５にロッド１２を一体化させるボルト１３が設けられている。さらに、ピストン５とロッド１２との隙間、より具体的には、貫通孔５ｂとロッド１２との隙間から作動流体が漏洩することを抑制もしくは防止するために、各ロッド１２，１２にはＯリングなどのシール部材１１，１１が取り付けられている。より具体的には、シール部材１１は、ピストン５における図１の左側の壁面と接触しかつロッド１２の外径とほぼ同一の内径に形成されている。また、図１に示すロッド１２は、後述するシール部材１４によるシール性を確保するためには、円筒状に形成されている。
【００１７】
さらに、ピストン５が図１に示す右側に最も移動したときであっても、胴部３からロッド１２の先端が突出する程度の長さに各ロッド１２，１２が形成されていて、胴部３の図１に示す左側の端部、すなわちシリンダ２の開口部を気密状に封止する蓋部１０が設けられている。具体的には、各ロッド１２，１２の外径とほぼ同一の貫通孔１０ａ，１０ａが形成され、その貫通孔１０ａ，１０ａに各ロッド１２，１２が挿入されて胴部３と一体化される蓋部１０が設けられている。この蓋部１０には、ロッド１２と貫通孔１０ａとの間から作動流体が漏洩することを抑制もしくは防止するシール部材１４が設けられていて、そのシール部材１４を収容するための空間が形成されている。より具体的には、シール部材１４を収容するように２つの円形のザグリ部１０ｂ，１０ｂが形成され、かつ各ロッド１２，１２が貫通する貫通孔１０ａ，１０ａが形成されたベース部１０ｃと、そのベース部１０ｃの端部を閉じかつ各ロッド１２，１２が貫通する貫通孔１０ｄ，１０ｄが形成されたカバー部１０ｅとを備え、ベース部１０ｃとカバー部１０ｄとの間にシール部材１４が設けられている。なお、胴部３の内壁面と蓋部１０の外壁面との間から作動流体が漏洩することを抑制もしくは防止するために環状に形成されたシール部材１５が更に設けられている。また、図１および図２に示す例では、シリンダ装置１を図示しないフレームや機台部などに固定するためのブラケット１６が、シリンダ２の外壁面に一体化されて設けられている。さらに、図１に示す例では、シリンダ２の開口部は、開口端側に向けて開口径が大きくなるようにテーパ状に形成されている。
【００１８】
そして、蓋部１０から突出したロッド１２の先端部には雌ねじが形成されていて、その雌ねじにボルト１６，１６を螺合させることによってプレート１７が各ロッド１２，１２と一体化されている。なお、プレート１７には、図２に示すようにロッド１２，１２が連結されている箇所を挟んで上下に雌ねじ部１８，１８が形成されている。この雌ねじ部１８，１８は、図示しないチャック部品や他のプレートを取り付けるために形成されている。
【００１９】
上述したように構成されたシリンダ装置１は、まず、ピストン５、シール部材６、２つのロッド１２，１２およびシール部材１１，１１を一体化し、その後に、各ロッド１２，１２を蓋部１０の貫通孔１０ａ，１０ａ（１０ｄ、１０ｄ）に挿入し、さらに各ロッド１２，１２にプレート１７を一体化させる。そのように一体化されたユニットを、シリンダ２に組み付けて蓋部１０とシリンダ２とをボルトＢによって一体化させる。
【００２０】
このように構成されたシリンダ装置１は、第１入力ポート８に作動流体を供給することによって、その作動流体の流体圧に基づく押圧力がピストン５に作用して、ピストン５が図１に示す左側に移動してロッド１２およびプレート１７が前進する。それとは反対に、第２入力ポート９に作動流体を供給することによって、その作動流体の流体圧に基づく押圧力がピストン５に作用して、ピストン５が図１に示す右側に移動してロッド１２およびプレート１７が底部４側に後退する。
【００２１】
上述したように構成されたシリンダ装置１を、チャック部品を移動させるために使用する場合、より具体的には、ロッド１２，１２を水平方向に移動させることによりチャック部品を移動させるように使用する場合には、例えば、チャック部品が保持する部品や製品などの保持対象部材を受ける際に、第１入力ポート８に作動流体が供給されてチャック部品を保持対象部材に当接させてチャック部品によって保持対象部材を保持した後に、第１入力ポート８に作動流体を供給することを禁止するとともに、第２入力ポート９に作動流体を供給してロッド１２およびプレート１７を底部４側に後退させるように構成されている。
【００２２】
そして、保持対象部材の重心とチャック部品が保持している位置がずれているとき、あるいは、チャック部品がプレート１７の重心と異なる位置に配置されているときには、チャック部品が保持対象部を保持したときに、プレート１７が回転する方向の荷重を受ける。そのようにプレート１７が回転する荷重を受けたときには、それぞれのロッド１２，１２が、貫通孔１０ａ，１０ａ（１０ｄ，１０ｄ）の壁面と接触してプレート１７が回転することを抑制もしくは防止する。言い換えると、２つのロッド１２，１２がプレート１７に連結されていることにより、プレート１７の回転する荷重、すなわち、シリンダの中心軸線を中心としたトルクが各ロッド１２，１２に作用したときに、それらのロッド１２，１２と貫通孔１０ａ，１０ａ（１０ｄ，１０ｄ）が接触してそのトルクを受けることができ、プレート１７が回転して保持対象部材の回転方向の位置が変化してしまうことを抑制もしくは防止することができる。また、各ロッド１２，１２をピストン５の中心に対して点対称の位置に設けることによって、いずれかのロッド１２の中心軸線を中心としたトルクが作用したときであっても、そのロッド１２の中心軸線を中心としてピストン５が回転することを抑制もしくは防止することができる。具体的には、ピストン５が回転する荷重を他方のロッド１２によって受けることができる。その結果、ピストン５の摺動抵抗が増大してしまうことを抑制もしくは防止することができる。
【００２３】
さらに、図１に示すシリンダ装置１は、ピストン５に一体化された２つのロッド１２，１２によってプレート１７が回転することを抑制もしくは防止することができるので、他のガイド部材を設けるなどしてシリンダ装置１が大型化することを抑制もしくは防止することができる。また、従来使用されているシリンダ装置に２つのロッド１２，１２を組み付けることによってプレート１７が回転することを抑制もしくは防止することができる。すなわち、既存のシリンダ装置における各部材を大幅に変更することなく、プレート１７が回転することを抑制もしくは防止することができる。また、２つのロッド１２，１２の距離を近くすることができるので、それらのロッド１２，１２の平行度の精度が過剰に高くなることを抑制もしくは防止することができる。その結果、シリンダ装置１の組み付け工数や各部材の加工工数が増大することを抑制もしくは防止することができる。
【００２４】
なお、上述した例では、プレート１７にチャック部品を取り付けるように構成された例について説明したが、それぞれのロッド１２，１２にチャック部品などを取り付けていてもよい。そのように各ロッド１２，１２にチャック部品を取り付けて、それぞれのロッド１２，１２にシリンダ２の中心軸線を中心とした回転方向の荷重が作用したときであって、上述した例と同様に蓋部１０に形成された貫通孔１０ａ（１０ｄ）の内壁面とロッド１２とが接触してロッド１２が回転することを抑制もしくは防止することができる。その結果、チャック部品によって保持された部材が回転してしまうことを抑制もしくは防止することができる。
【００２５】
また、上述した例では、蓋部１０に２つのシール部材１４，１４を設けた例を挙げて説明したが、１つのシール部材によって各ロッド１２，１２と蓋部１０とから作動流体が漏洩することを抑制もしくは防止することができる。そのシール部材の一例を図３に示している。図３に示すシール部材２０は、円形に形成されたＯリングを各ロッド１２，１２間で一体となるように形成されたもの、言い換えると、ゴムなどの樹脂部材に２つの貫通孔２１，２１が形成されたものである。すなわち、図３には「８」の字状に形成されたシール部材２０を示しているが、そのシール部材２０の外形は特に限定されない。このようにシール部材２０を形成することによって、そのシール部材２０を収容するためのザグリ部１０ｂを一つ形成するのみでよく、加工工数を低減することができる。さらに、シール部材２０を収容するために各ザグリ部１０ｂ，１０ｂを隔てる壁面などを形成する必要がないため、各ロッド１２，１２を近づけることができる。そのようにロッド１２，１２を近づけて配置することによって、ロッド１２と胴部３の内壁面との隙間を大きくすることができるので、その隙間にスプリングを配置することができる。その結果、シリンダ装置１が大型化することを抑制もしくは防止しつつ、いわゆる単動型のシリンダ装置とすることができる。
【００２６】
一方、上述した例では、２つのロッド１２，１２を備えた例を挙げて説明したが、そのロッド１２の本数は複数であればよい。そして、ロッド１２の本数を増大させることにより各ロッド１２，１２が受ける荷重を低下させることができ、各ロッド１２，１２のそれぞれの剛性を低下させることができる。また、３つ以上のロッドを備える場合には、各ロッドを配置する箇所は、ピストンの中心が各ロッドを配置した位置の重心となるように構成することが好ましい。
【符号の説明】
【００２７】
１…シリンダ装置、  ２…シリンダ、  ３…胴部、  ４…底部、  ５…ピストン、  ６，１１，１４，１５…シール部材、  １０…蓋部、  １０ａ，１０ｄ…貫通孔、  １２…ロッド、  １０ｃ…ベース部、  １０ｅ…カバー部、  １７…プレート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2014224584.tif 000005