(57)【要約】  ピストン（１０）のガイド孔（１７）に収容される保持ロッド（１８）のロッド孔（１９）には、リミットスイッチ（２０）が固定されると共に、検出ロッド（２１）が挿入される。第１係合ボール（３０）および第２係合ボール（４０）が、前記検出ロッド（２１）の外周部に形成される第１カム面（３２）および第２カム面（４２）と、前記ガイド孔（１７）に形成された第１押部（３５）および第２押部（４５）とに当接される。前記検出ロッド（２１）の動きを前記リミットスイッチ（２０）によって電気的または電子的に検出することにより、前記ピストン（１０）の位置を検出する。
2016167169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（１）に挿入されたピストン（１０）と、
前記ピストン（１０）に下方へ開口するように形成されたガイド孔（１７）と、
前記ガイド孔（１７）に収容されるように前記ハウジング（１）の下壁（４ａ）から上方へ突設される保持ロッド（１８）と、
前記保持ロッド（１８）に上下方向に形成されたロッド孔（１９）の下寄り部に固定された電気式または電子式のスイッチ（２０）と、
前記ロッド孔（１９）の上寄り部に昇降可能に挿入されると共に、前記ピストン（１０）の位置を検出する検出ロッド（２１）と、
前記保持ロッド（１８）に周方向に所定間隔をあけて半径方向に向けて形成された複数の支持孔（２２，２２）と、
前記支持孔（２２，２２）に移動可能に挿入される第１係合ボール（３０）および第２係合ボール（４０）と、
前記第１係合ボール（３０）に当接されると共に、上方へ向かうにつれて前記検出ロッド（２１）の軸心から遠ざかるように当該検出ロッド（２１）の外周部に形成される第１カム面（３２）と、
前記第１係合ボール（３０）に当接されると共に、上方へ向かうにつれて前記軸心に近づくように前記ガイド孔（１７）に形成された第１押部（３５）と、
前記第２係合ボール（４０）に当接されると共に、上方へ向かうにつれて前記軸心に近づくように前記検出ロッド（２１）の外周部に形成される第２カム面（４２）と、
前記第２係合ボール（４０）に当接されると共に、上方へ向かうにつれて前記軸心から遠ざかるように前記ガイド孔（１７）に形成された第２押部（４５）と、を備え、
前記検出ロッド（２１）の動きを前記スイッチ（２０）によって電気的または電子的に検出することで前記ピストン（１０）の位置を検出する、
ことを特徴とするシリンダ装置。
【請求項２】
請求項１のシリンダ装置において、
前記スイッチ（２０）が、上方へ付勢されるように前記ロッド孔（１９）に上下方向に移動可能で保密状に挿入された被操作部材（２０ｂ）を有する、
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のシリンダ装置において、
前記ピストン（１０）は、ピストン本体（１０ａ）と、当該ピストン本体（１０ａ）から下方へ突出したガイド筒（１０ｂ）とを有し、
前記ハウジング（１）の筒孔（４ｂ）の内周面と、前記ガイド筒（１０ｂ）の外周面との間に封止部材（４７）が装着されている、
ことを特徴とするシリンダ装置。
【請求項４】
ハウジング（１）に挿入されたピストン（１０）と、
前記ピストン（１０）に下方へ開口するように形成されたガイド孔（１７）と、
前記ガイド孔（１７）に収容されるように前記ハウジング（１）の下壁（４ａ）から上方へ突設される保持ロッド（１８）と、
前記保持ロッド（１８）に上下方向に形成されたロッド孔（１９）の下寄り部に固定される電気式または電子式のスイッチ（２０）であって、上方へ付勢されるように前記ロッド孔（１９）に上下方向に移動可能に挿入された被操作部材（２０ｂ）を有する電気式または電子式のスイッチ（２０）と、
前記ロッド孔（１９）の上寄り部に昇降可能に挿入されると共に、前記ピストン（１０）の位置を検出する検出ロッド（２１）と、
前記ロッド孔（１９）の上部に装着されると共に、前記被操作部材（２０ｂ）を上方へ付勢する力に抗するように前記検出ロッド（２１）を下方に付勢するバネ（６０）と、
前記保持ロッド（１８）に半径方向に向けて形成された支持孔（２２）と、
前記支持孔（２２）に移動可能に挿入される係合ボール（３０）と、
前記係合ボール（３０）に当接されると共に、上方へ向かうにつれて前記検出ロッド（２１）の軸心から遠ざかるように当該検出ロッド（２１）の外周部に形成されるカム面（３２）と、
前記係合ボール（３０）に当接されると共に、上方へ向かうにつれて前記軸心に近づくように前記ガイド孔（１７）に形成された押部（３５）と、を備え、
前記検出ロッド（２１）の動きを前記スイッチ（２０）によって電気的または電子的に検出することで前記ピストン（１０）の位置を検出する、
ことを特徴とするシリンダ装置。
【請求項５】
請求項４のシリンダ装置において、
前記被操作部材（２０ｂ）が、上方へ付勢されるように前記ロッド孔（１９）に上下方向に移動可能で保密状に挿入されている、
ことを特徴とするシリンダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ピストン等の位置を検出する機能を備えるシリンダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の位置検出機能付きのシリンダ装置には、従来では、特許文献１(日本国・特開２０１４−１０８４９０号公報)に記載されたものがある。
上記従来技術の第１実施例（図２と図５を参照）は、次のように構成されている。
ハウジング内にピストンが挿入され、そのピストンの上側にロック室が形成されると共に、ピストンの下側にリリース室が形成される。そのロック室から圧油を排出すると共にリリース室に圧油を供給すると、ピストンが上昇する。すると、そのピストンの位置を検出する検出用開閉弁の弁体が、リリース室の圧油によって、上側の開弁位置から下側の閉弁位置に切換わると共に、検出用エアを供給するエア検出路を遮断する。その結果、その遮断されたエア検出路の上流側の圧力上昇を圧力スイッチが検出することにより、ピストンが上昇位置にあることを検出する。
また、従来技術の第３実施例（図１１と図１３を参照）は、次のように構成される。
上記弁体を下方へ付勢する圧縮バネが当該弁体の上部に装着される。上記の下側のリリース室から圧油が排出されると共に、上側のロック室に圧油が供給されると、ピストンが下降される。すると、前記の検出用開閉弁の弁体が前記圧縮バネの付勢力によって閉弁される。その結果、前記第１実施例と同様に、エア検出路の上流側の圧力上昇を圧力スイッチが検出することにより、ピストンが下降位置にあることを検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１０８４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記エア検出路に設けた圧力スイッチと圧縮空気源との間には比較的に長い配管が設けられている。このため、上記の従来技術では、上記の検出用開閉弁の弁体が開弁状態から閉弁状態へ切換えられたときに、エア検出路の上流側の圧力が所定の圧力を上回るには数秒の時間が必要な場合がある。即ち、ピストンの位置検出に時間がかかってしまう。
本発明の目的は、ピストン等の位置を速やかに検出するシリンダ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するため、第１の発明は、例えば、図１および図２に示すように、シリンダ装置を次のように構成した。
ハウジング１にピストン１０が挿入される。前記ピストン１０にガイド孔１７が下方へ開口するように形成される。前記ガイド孔１７に収容される保持ロッド１８が、前記ハウジング１の下壁４ａから上方へ突設される。前記保持ロッド１８に上下方向に形成されたロッド孔１９の下寄り部に、電気式または電子式のスイッチ２０が固定される。前記ピストン１０の位置を検出する検出ロッド２１が、前記ロッド孔１９の上寄り部に昇降可能に挿入される。前記保持ロッド１８に複数の支持孔２２，２２が周方向に所定間隔をあけて半径方向に向けて形成される。前記支持孔２２，２２に第１係合ボール３０および第２係合ボール４０が移動可能に挿入される。前記第１係合ボール３０に当接される第１カム面３２が、上方へ向かうにつれて前記検出ロッド２１の軸心から遠ざかるように当該検出ロッド２１の外周部に形成される。前記第１係合ボール３０に当接される第１押部３５が、上方へ向かうにつれて前記軸心に近づくように前記ガイド孔１７に形成される。前記第２係合ボール４０に当接される第２カム面４２が、上方へ向かうにつれて前記軸心に近づくように当該検出ロッド２１の外周部に形成される。前記第２係合ボール４０に当接される第２押部４５が、上方へ向かうにつれて前記軸心から遠ざかるように前記ガイド孔１７に形成される。前記検出ロッド２１の動きを前記スイッチ２０によって電気的または電子的に検出することで前記ピストン１０の位置を検出する。【０００６】
第１の発明は、次の作用効果を奏する。
前記のピストンが下降位置から上昇位置まで上昇することにより、そのピストンの第２押部が第２係合ボールと第２カム面とを介して検出ロッドを下降させる。すると、その検出ロッドが電気式または電子式のスイッチを速やかに操作する。
また、前記のピストンが上昇位置から下降位置まで下降することにより、第１押部が第１係合ボールと第１カム面とを介して検出ロッドを上昇させる。すると、その検出ロッドが電気式または電子式のスイッチを操作することを速やかに止める。
スイッチは、電気式または電子式なので瞬時に応答する。そのため、ピストンが下降位置にあること、および上昇位置にあることが、スイッチによって速やかに検出される。【０００７】
第１の発明に対して、下記（１）及び／又は下記（２）の構成を加えることが好ましい。
（１）例えば、図３および図４に示すように、上方へ付勢されるようにロッド孔１９に上下方向に移動可能で保密状に挿入された被操作部材２０ｂをスイッチ２０が有する。
この構成によると、被操作部材がロッド孔に保密状に挿入されていることで検出ロッドの動作が安定する。【０００８】
（２）例えば、図５に示すように、ピストン１０は、ピストン本体１０ａと、当該ピストン本体１０ａから下方へ突出したガイド筒１０ｂとを有する。ハウジング１の筒孔４ｂの内周面と、ガイド筒１０ｂの外周面との間に封止部材４７が装着されている。
この構成によると、検出ロッドをより小さな力で動作させることができる。【０００９】
また、上記の目的を達成するため、第２の発明は、例えば、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、シリンダ装置を次のように構成した。
ハウジング１にピストン１０が挿入される。前記ピストン１０にガイド孔１７が下方へ開口するように形成される。前記ガイド孔１７に収容される保持ロッド１８が、前記ハウジング１の下壁４ａから上方へ突設される。前記保持ロッド１８に上下方向に形成されたロッド孔１９の下寄り部に、電気式または電子式のスイッチ２０が固定される。そのスイッチ２０が有する被操作部材２０ｂが、上方へ付勢されるように前記ロッド孔１９に上下方向に移動可能に挿入される。前記ピストン１０の位置を検出する検出ロッド２１が、前記ロッド孔１９の上寄り部に昇降可能に挿入される。そのロッド孔１９の上部に装着されるバネ６０が、前記被操作部材２０ｂを上方へ付勢する力に抗するように前記検出ロッド２１を下方に付勢する。前記保持ロッド１８に支持孔２２が半径方向に向けて形成される。前記支持孔２２に係合ボール３０が移動可能に挿入される。前記係合ボール３０に当接されるカム面３２が、上方へ向かうにつれて前記検出ロッド２１の軸心から遠ざかるように当該検出ロッド２１の外周部に形成される。前記係合ボール３０に当接される押部３５が、上方へ向かうにつれて前記軸心に近づくように前記ガイド孔１７に形成される。前記検出ロッド２１の動きを前記スイッチ２０によって電気的または電子的に検出することで前記ピストン１０の位置を検出する。【００１０】
第２の発明は、次の作用効果を奏する。
上記のピストンが下降位置から上昇位置まで上昇すると、ピストンのガイド孔と保持ロッドの外周面との間に隙間が形成されることにより、係合ボールが半径方向の外方へ移動可能となる。すると、検出ロッドの上部に装着されたバネが当該検出ロッドのカム面を介して係合ボールを半径方向の外方へ押出し、検出ロッドが下降される。これにより、前記バネが、スイッチの被操作部材を上方へ付勢する力に抗して検出ロッドを下降させる。すると、その検出ロッドが電気式または電子式のスイッチを速やかに操作する。
また、前記のピストンが上昇位置から下降位置まで下降することにより、そのピストンの押部が係合ボールとカム面とを介して検出ロッドを前記バネに抗して上昇させる。すると、被操作部材は、前記の上方へ付勢する力によって上昇される。これにより、検出ロッドが、電気式または電子式のスイッチを操作することを速やかに止める。
また、検出ロッドが下降位置に移動されたときに、想定外の外力が上向きに作用する等の原因によって検出ロッドが押し上げられた場合には、検出ロッドの上部に装着されたバネが、当該検出ロッドを上方から受け止める。これにより、検出ロッドがスイッチを誤操作することが防止される。その結果、スイッチは、ピストンが所定の上昇位置にあることを確実かつ速やかに検出できる。【００１１】
第２の発明に対して、下記の構成を加えることが好ましい。
例えば、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、上方へ付勢されるようにロッド孔１９に上下方向に移動可能で被操作部材２０ｂが保密状に挿入される。
この構成によると、被操作部材がロッド孔に保密状に挿入されていることで検出ロッドの動作が安定する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、ピストン等の位置を速やかに検出する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】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態を示し、位置検出機能付きシリンダ装置のリリース状態を示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示すシリンダ装置のロック状態を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態の第１変形例を示す、上記図１に類似する図である。
【図４】図４は、図３に示すシリンダ装置のロック状態を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の第１実施形態の第２変形例を示す、上記図１に類似する図である。
【図６】図６Ａおよび図６Ｂは、本発明の第２実施形態を示している。図６Ａは、上記図１に類似する図である。図６Ｂは、上記図２に類似する図である。
【図７】図７Ａおよび図７Ｂは、本発明の第２実施形態の変形例を示している。図７Ａは、上記図６Ａに類似する図である。図７Ｂは、上記図６Ｂに類似する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
図１および図２は、本発明の第１実施形態を示している。
この実施形態では、位置検出機能付きシリンダ装置をリンク式クランプに適用した場合を例示してある。
固定台としてのテーブルＴにハウジング１が取り付けられる。そのハウジング１は、上側ハウジング２と、その上側ハウジング２にボルト３によって固定される下側ハウジン４とを有する。上側ハウジング２の上部に上壁２ａが形成されると共に、下側ハウジング４の下部に下壁４ａが形成される。
【００１５】
上記の上側ハウジング２の内部に形成されたシリンダ孔５に、ピストン１０が昇降可能で保密状に挿入される。そのピストン１０は、ピストン本体１０ａと、そのピストン本体１０ａから下方へ突出されたガイド筒１０ｂとを備える。そのガイド筒１０ｂは、下ハウジング４の筒孔４ｂに挿入される。前記のピストン本体１０ａの上側にリリース室１１が形成されると共に、ピストン本体１０ａの下側にロック室１２が形成される。上記の上壁２ａに形成される第１給排ポートＰ１が、第１給排路１３を介してリリース室１１に連通される。また、上壁２ａに形成される第２給排ポートＰ２が、第２給排路１４を介してロック室１２に連通される。
【００１６】
上記のピストン１０のガイド筒１０ｂの内周にガイド孔１７が形成され、そのガイド孔１７が下方へ向かって開口される。そのガイド孔１７に収容される保持ロッド１８が、前記ハウジング１の下壁４ａから上方へ突設される。その保持ロッド１８にロッド孔１９が上下方向に形成され、そのロッド孔１９の下部に、電気式または電子式のリミットスイッチ（スイッチ）２０のケーシング２０ａが装着される。
【００１７】
リミットスイッチ２０のケーシング２０ａから被操作部材２０ｂが上方へ突設される。その被操作部材２０ｂは、ロッド孔１９の下寄り部に上下移動可能に挿入される。上記ケーシング２０ａの内部に、被操作部材２０ｂを上方へ付勢する力を発生させる手段としてのバネ（図示せず）が設けられる。被操作部材２０ｂを上方へ付勢する上記手段は、例示したバネに代えて、ゴム等の弾性体であってもよく、さらには、圧油や圧縮空気などの圧力流体であってもよい。
【００１８】
また、ロッド孔１９の上寄り部に検出ロッド２１が上下移動可能で封止部材２３を介して保密状に挿入され、その検出ロッド２１が、上記被操作部材２０ｂの上部に当接可能である。
また、保持ロッド１８の上部に複数の支持孔２２，２２が周方向に所定の間隔をあけて半径方向に形成され、その複数の支持孔２２，２２に第１係合ボール３０および第２係合ボール４０が、それぞれ、半径方向に移動可能に挿入される。
【００１９】
上記の検出ロッド２１の外周部には、第１カム溝３１が上方へ向かうにつれて当該検出ロッド２１の軸心から遠ざかるように形成され、その第１カム溝３１の周壁に第１カム面３２が形成される。その第１カム面３２は第１係合ボール３０に当接される。
また、上記のガイド孔１７に第１ガイド溝３３が上下方向に形成される。その第１ガイド溝３３は、上下方向へストレートに形成された大径部３４と、上方に向かうにつれて前記軸心に近づくように形成された第１押部３５と、上下方向へストレートに形成された小径部３６とを上方へ順に有する。大径部３４と第１押部３５と小径部３６とは、上記の第１係合ボール３０に当接される。
【００２０】
また、上記の検出ロッド２１の外周部には、第２カム溝４１が上方へ向かうにつれて当該検出ロッド２１の軸心に近づくように傾斜され、その第２カム溝４１の周壁に第２カム面４２が形成される。その第２カム面４２は第２係合ボール４０に当接される。
また、上記のガイド孔１７に第２ガイド溝４３が上下方向に形成される。その第２ガイド溝４３は、上下方向へストレートに形成された小径部４４と、上方に向かうにつれて前記軸心から遠ざかるように形成された第２押部４５と、上下方向へストレートに形成された大径部４６とを上方へ順に有する。小径部４４と第２押部４５と大径部４６とは、上記の第２係合ボール４０に当接される。
なお、この実施形態では、上記の第１カム面３２と第２カム面４２とが、ほぼ同じ高さ位置で対面するように形成されている。また、上記の第１押部３５と第２押部４５とが、ほぼ同じ高さ位置で対面するように形成されている。
【００２１】
上記のピストン本体１０ａの上部から出力ロッド５０が上方に突設され、その出力ロッド５０が上側ハウジング２の上壁２ａに上下方向に移動可能で保密状に挿入される。その出力ロッド５０の上部にクランプアーム５１の左端部が垂直面内で回転可能に連結される。前記の上壁２ａの右上部から枢支部５２が上方へ突設され、その枢支部５２の上部にリンク部材５３の基端部が回転可能に連結される。そのリンク部材５３の先端部にクランプアーム５１の長手方向の途中部が回転可能に連結される。
【００２２】
上記のシリンダ装置は、図１と図２に示すように、次のように作動する。
図１のリリース状態では、ロック室１２から、圧力流体としての圧油が排出されると共に、リリース室１１に圧油が供給されている。リリース室１１の圧油によって下降されたピストン１０が、シリンダ孔５と筒孔４ｂとの間に形成された段差部５ａに下方から受け止められている。
また、第１ガイド溝３３の小径部３６が第１係合ボール３０を介して第１カム面３２を上方へ押圧して、検出ロッド２１を上昇位置へ移動させている。これにより、リミットスイッチ２０の被操作部材２０ｂは、ケーシング２０ａ内のバネによって上限位置に移動され、そのリミットスイッチ２０によってピストン１０が下限位置にあることを検出する。
【００２３】
上記シリンダ装置を図１のリリース状態から図２のロック状態にロック駆動するときには、上記リリース状態において、リリース室１１から圧油が排出されると共に、ロック室１２に圧油が供給される。すると、ロック室１２の圧油が、ピストン１０を上昇させていく。これと同時に、第２ガイド溝４３の第２押部４５が第２係合ボール４０を介して検出ロッド２１の第２カム面４２を押し下げ、その検出ロッド２１が下降されていく。これにより、その検出ロッド２１がリミットスイッチ２０の被操作部材２０ｂをケーシング２０ａ内のバネの付勢力に抗して押下げる。その結果、そのリミットスイッチ２０によってピストン１０が所定の上昇位置にあることを確実かつ速やかに検出できる。
【００２４】
図２のロック状態から図１のリリース状態にリリース駆動するときには、ロック状態において、ロック室１２から圧油が排出されると共に、リリース室１１に圧油が供給されていくと、まず、リリース室１１の圧油によってピストン１０が下降されていく。これと同時に、第１ガイド溝３３の第１押部３５が第１係合ボール３０を半径方向の内方へ押圧し、その第１係合ボール３０が第１カム面３２を介して検出ロッド２１を押し上げていく。これにより、図１に示すように、ピストン１０の下部が前記の段差部５ａに受け止められると共に、リミットスイッチ２０の被操作部材２０ｂがケーシング２０ａ内のバネ（図示せず）によって上限位置に上昇される。その結果、リミットスイッチ２０によってピストン１０が所定の下降位置にあることを確実かつ速やかに検出できる。
【００２５】
本発明の第１実施形態では、次の作用効果を奏する。
上記のピストン１０が下降位置から上昇位置まで上昇することにより、そのピストン１０の第２押部４５が第２係合ボール４０と第２カム面４２とを介して検出ロッド２１を下降させる。すると、その検出ロッド２１が、電気式または電子式のリミットスイッチ２０を速やかに操作する。
また、前記のピストン１０が上昇位置から下降位置まで下降することにより、そのピストン１０の第１押部３５が第１係合ボール３０と第１カム面３２とを介して検出ロッド２１を上昇させる。すると、その検出ロッド２１が、電気式または電子式のリミットスイッチ２０を操作することを速やかに止める。
また、検出ロッド２１が下降位置に移動されたときに、想定外の外力が上向きに作用する等の原因によって検出ロッド２１に押し上げの力が作用した場合には、ピストン１０の第２ガイド溝４３の小径部４４が第２係合ボール４０と第２カム面４２とを介して検出ロッド２１を上方から受け止める。これにより、検出ロッド２１がリミットスイッチ２０を誤って操作することが防止される。その結果、リミットスイッチ２０は、ピストン１０が所定の上昇位置にあることを確実かつ速やかに検出できる。リミットスイッチ２０は、電気式または電子式なので瞬時に応答する。そのため、ピストン１０が所定の下降位置にあること、および所定の上昇位置にあることが、リミットスイッチ２０によって速やかに検出される。
【００２６】
（第１実施形態の第１変形例）
図３および図４は、本発明の第１実施形態の第１変形例を示している。上記の第１実施形態の構成部材と同じ部材(または類似する部材)には原則として同一の参照数字を付けて第１変形例について説明する。
この第１変形例が上記の第１実施形態と異なる点は次の通りである。
【００２７】
上記の第１実施形態では、ロッド孔１９の上寄り部に検出ロッド２１が封止部材２３を介して保密状に挿入されるが、この第１変形例では、この封止部材２３がない。すなわち、封止部材２３を省略している。このようにすると、ロック室１２に圧油が供給されたときには、そのロック室１２の圧油が検出ロッド２１を上方から押圧すると共に、下方から押圧する。その上方からの押圧力と下方からの押圧力とは、封止部材２３がないことにより釣り合う。
【００２８】
この第１変形例では、ロッド孔１９の下部に、リミットスイッチ２０のケーシング２０ａが封止部材１８ａを介して保密状に装着される。また、リミットスイッチ２０のケーシング２０ａに、被操作部材２０ｂが封止部材２０ｃを介して保密状で上下方向へ移動可能に挿入される。封止部材１８ａおよび封止部材２０ｃにより、被操作部材２０ｂは、ロッド孔１９内に保密状に配置される。このようにして、被操作部材２０ｂは、上方へ付勢されるようにロッド孔１９に上下方向に移動可能で保密状に挿入される。この構成によると、被操作部材２０ｂが、ロッド孔１９内に保密状に配置されることにより、ロック室１２の圧油が検出ロッド２１を上方から押圧する押圧力と、下方から押圧する押圧力との釣り合いがより保たれ易い。その結果、検出ロッド２１の動作が安定する。
【００２９】
なお、第１変形例のシリンダ装置の作動は、第１実施形態のシリンダ装置の作動と同じである。
【００３０】
（第１実施形態の第２変形例）
図５は、本発明の第１実施形態の第２変形例を示している。上記の第１実施形態の構成部材と同じ部材(または類似する部材)には原則として同一の参照数字を付けて第２変形例について説明する。
この第２変形例が上記の第１実施形態と異なる点は次の通りである。
【００３１】
下側ハウジング４の筒孔４ｂの内周面とガイド筒１０ｂの外周面との間に封止部材４７が装着される。
【００３２】
この構成によると、ロック室１２に供給される圧油は、下側ハウジング４の筒孔４ｂの内周面とガイド筒１０ｂの外周面との間に形成された隙間に装着された封止部材４７によってピストン１０の筒孔１０ｂ内に流入しない。圧油がピストン１０の筒孔１０ｂに流入しないので、検出ロッド２１は圧油の圧力を受けずに動作する。その結果、ピストン１０が上下方向へ移動することにより、ピストン１０が第１係合ボール３０等を介して検出ロッド２１をより小さな力で動作させることができる。
【００３３】
なお、第２変形例のシリンダ装置の作動は、第１実施形態のシリンダ装置の作動と同じである。
【００３４】
（第２実施形態）
図６Ａおよび図６Ｂは、本発明の第２実施形態を示している。この実施形態では、位置検出機能付きシリンダ装置を旋回式クランプに適用した場合を例示し、上記の第１実施形態の構成部材と同じ部材(または類似する部材)には原則として同一の参照数字を付けて説明する。
この第２実施形態が上記の第１実施形態と異なる点は次の通りである。
【００３５】
上記の上側ハウジング２の内部に、シリンダ孔５と筒孔２ｂとが上方に順に形成される。そのシリンダ孔５と筒孔２ｂとの間に段差部５ａが形成される。前記のシリンダ孔５にピストン１０のピストン本体１０ａが昇降可能で保密状に挿入され、そのピストン本体１０ａから上方へ突出されたガイド筒１０ｂが、前記の筒孔２ｂに挿入される。前記のピストン本体１０ａの下側にリリース室１１が形成されると共に、ピストン本体１０ａの上側にロック室１２が形成される。上記の上側ハウジング２の上壁２ａに形成される第１給排ポートＰ１が、第１給排路１３を介してリリース室１１に連通される。また、上壁２ａに形成される第２給排ポートＰ２が、第２給排路１４を介してロック室１２に連通される。
【００３６】
前記の保持ロッド１８のロッド孔１９の上部にバネ受け５８が止め輪５９によって固定される。そのバネ受け５８と検出ロッド２１との間にバネ６０が装着され、そのバネ付勢力によって検出ロッド２１が下方へ付勢される。その検出ロッド２１の外周部に、複数のカム溝３１が周方向へ所定の間隔をあけて形成され、そのカム溝３１の周壁にカム面３２が形成される。保持ロッド１８の周壁に横向きに形成された支持孔２２に、係合ボール３０が挿入される。
なお、前記バネ６０の弾性力は、リミットスイッチ２０の被操作部材２０ｂを上方へ付勢するバネ（図示せず）の弾性力よりも大きく設定されている。
【００３７】
上記のピストン１０のガイド孔１７は、上下方向へストレートに形成された大径部３４と、上方へ向かうにつれて前記軸心に近づくように形成された押部３５と、上下方向へストレートに形成された小径部３６とを上方へ順に有する。
【００３８】
上記シリンダ孔５の周壁に凹部６２が形成され、その凹部６２に案内ボール６３が装着される。また、ピストン１０のガイド筒１０ｂの外周部に直線溝６４が上下方向に形成されると共に、その直線溝６４の下側に連続するように螺旋状の旋回溝６５が形成される。その直線溝６４および旋回溝６５に前記の案内ボール６３が挿入される。
【００３９】
上記のガイド筒１０ｂから上方へ突設された出力ロッド５０が、ハウジング１の上壁２ａに上下方向に移動可能で保密状に挿入される。その出力ロッド５０の上部にクランプアーム６７がナット６８によって固定されている。
【００４０】
上記のシリンダ装置は、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、次のように作動する。
図６Ａのリリース状態では、ロック室１２から圧油が排出されると共に、リリース室１１に圧油が供給されている。リリース室１１の圧油によって上昇されたピストン本体１０ａの上面が、前記段差部５ａに受止められている。また、保持ロッド１８のロッド孔１９に装着されたバネ６０が検出ロッド２１のカム面３２を介して係合ボール３０を半径方向の外方へ押出し、検出ロッド２１を下限位置へ移動させている。その結果、その検出ロッド２１がリミットスイッチ２０の被操作部材２０ｂを下方へ押圧し、リミットスイッチ２０によってピストン１０が上限位置にあることを検出する。
【００４１】
上記シリンダ装置を図６Ａのリリース状態から図６Ｂのロック状態にロック駆動するときには、リリース状態において、リリース室１１から圧油が排出されると共に、ロック室１２に圧油が供給される。すると、まず、ピストン１０が、旋回溝６５に沿って平面視で時計回りの方向へ９０°回転しながら下降され、次いで、直線溝６４に沿って真っすぐに下降される。これと同時に、ピストン１０の押部３５が係合ボール３０を介して検出ロッド２１のカム面３２を押し上げ、その検出ロッド２１がバネ６０の付勢力に抗して上昇されていく。すると、リミットスイッチ２０の被操作部材２０ｂがケーシング２０ａ内のバネ（図示せず）の付勢力によって上昇される。これにより、図６Ｂに示すように、クランプアーム６７がワークＷを上方から押圧すると共に、リミットスイッチ２０の被操作部材２０ｂが前記バネによって上昇される。その結果、リミットスイッチ２０によってピストン１０が所定の下降位置にあることが検出される。
【００４２】
図６Ｂのロック状態から図６Ａのリリース状態にリリース駆動するときには、ロック状態において、ロック室１２から圧油が排出されると共に、リリース室１１に圧油が供給されていく。すると、まず、ピストン１０が真っすぐに上昇され、次いで、そのピストン１０が平面視で反時計回り方向へ９０°回転しながら上昇されていく。すると、保持ロッド１８の外周面とガイド孔１７との間に隙間が形成され、係合ボール３０が半径方向の外方へ移動可能となる。これと同時に、検出ロッド２１の上部に装着されたバネ６０が当該検出ロッド２１のカム面３２を介して係合ボール３０を半径方向の外方へ押出すと共に、リリース室１１の圧油力とバネ６０の付勢力とが検出ロッド２１を下降させる。これにより、図６Ａに示すように、ピストン本体１０ａの上面が前記の段差部５ａに受け止められると共に、リミットスイッチ２０の被操作部材２０ｂがケーシング２０ａ内のバネ（図示せず）に抗して下降される。その結果、リミットスイッチ２０によってピストン１０が上限位置にあることが検出される。
【００４３】
本発明の第２実施形態では、次の作用効果を奏する。
上記のピストン１０が下降位置から上昇位置まで上昇すると、保持ロッド１８とガイド孔１７との間に隙間が形成されることにより、係合ボール３０が半径方向の外方へ移動可能となる。すると、検出ロッド２１の上部に装着されたバネ６０が当該検出ロッド２１のカム面３２を介して係合ボール３０を半径方向の外方へ押出し、検出ロッド２１が下降される。これにより、検出ロッド２１の上部に装着されたバネ６０が、リミットスイッチ２０の被操作部材２０ｂを上方へ付勢する力に抗して当該検出ロッド２１を下降させる。すると、その検出ロッド２１が電気式または電子式のリミットスイッチ２０を速やかに操作する。
また、前記のピストン１０が上昇位置から下降位置まで下降することにより、そのピストン１０の押部３５が係合ボール３０とカム面３２とを介して検出ロッド２１を上昇させる。すると、その検出ロッド２１が被操作部材２０ｂを上方へ付勢するバネによって上昇され、電気式または電子式のリミットスイッチ２０を操作することを速やかに止める。
また、検出ロッド２１が下降位置に移動されたときに、想定外の外力が上向き作用する等の原因によって検出ロッド２１が押し上げられた場合には、検出ロッド２１の上部に装着されたバネ６０が、当該検出ロッド２１を上方から受け止める。これにより、検出ロッド２１がリミットスイッチ２０を誤操作することが防止される。その結果、リミットスイッチ２０は、ピストン１０が所定の上昇位置にあることを確実かつ速やかに検出できる。リミットスイッチ２０は、電気式または電子式なので瞬時に応答する。そのため、ピストン１０が所定の下降位置にあること、および所定の上昇位置にあることが、リミットスイッチ２０によって速やかに検出される。
【００４４】
（第２実施形態の変形例）
図７Ａおよび図７Ｂは、本発明の第２実施形態の変形例を示している。上記の第２実施形態の構成部材と同じ部材(または類似する部材)には原則として同一の参照数字を付けて第２変形例について説明する。
この変形例が上記の第２実施形態と異なる点は次の通りである。
【００４５】
被操作部材２０ｂの外周面と、保持ロッド１８のロッド孔１９の内周面との間に封止部材７０が装着される。このようにして、上方へ付勢されるようにロッド孔１９に上下方向に移動可能で被操作部材２０ｂが保密状に挿入されている。この構成によると、被操作部材２０ｂが、ロッド孔１９内に保密状に配置されることにより、検出ロッド２１の動作が安定する。
【００４６】
上記の変形例を含む各実施形態は次のように変更可能である。
上記の圧力流体は、例示した圧油に代えて、他の液体または圧縮空気等の気体であってもよい。
上記のピストン１０は、前記リリース室１１および前記ロック室１２に給排される圧油によって往復駆動される構成に代えて、前記ロック室１２に装着したロックバネによってロック駆動されると共に前記リリース室１１に給排される圧力流体によってリリース駆動される構成であってもよい。また、ピストン１０は、前記リリース室１１および前記ロック室１２に給排される圧油によって往復駆動される構成に代えて、前記リリース室１１に装着したリリースバネによってリリース駆動されると共に前記ロック室１２に給排される圧力流体によってロック駆動される構成であってもよい。さらには、例示した油圧シリンダに代えて、空圧シリンダや電動アクチュエータであってもよい。
【００４７】
図３および図４に示す第１実施形態の第１変形例において、封止部材１８ａおよび封止部材２０ｃを装着するのに代えて、図７Ａおよび図７Ｂに示す第２実施形態の変形例のように、被操作部材２０ｂの外周面と、保持ロッド１８のロッド孔１９の内周面との間に封止部材７０を装着してもよい。
【００４８】
図７Ａおよび図７Ｂに示す第２実施形態の変形例において、封止部材７０を装着するのに代えて、図３および図４に示すように、封止部材１８ａおよび封止部材２０ｃをリミットスイッチ２０部分に装着してもよい。
【００４９】
上記のスイッチは、例示した接触式のリミットスイッチ２０に代えて、近接スイッチ等の非接触式のスイッチであってもよい。さらには、電気式のスイッチではなく、半導体素子などを用いた電子式のスイッチであってもよい。
その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行えることは勿論である。
【符号の説明】
【００５０】
１：ハウジング，４ａ：下壁，４ｂ：筒孔，１０：ピストン，１０ａ：ピストン本体，１０ｂ：ガイド筒，１７：ガイド孔，１８：保持ロッド，１９：ロッド孔，２０：スイッチ（リミットスイッチ），２０ｂ：被操作部材，２１：検出ロッド，２２：支持孔，３０：第１係合ボール，３２：第１カム面，３５：第１押部，４０：第２係合ボール，４２：第２カム面，４５：第２押部，４７：封止部材，６０：バネ．
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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