(57)【要約】【課題】ガイド付シリンダにおいて、潤滑剤が流出した場合でも焼き付けが起こることを回避するとともに、案内部材が腐食することを回避する。【解決手段】ガイド付シリンダ１０を構成するシリンダチューブ１２の中央内孔１４にはピストンロッド１６が挿入され、第１側方内孔１８及び第２側方内孔２０には、それぞれ、連結プレート２６を介してピストンロッド１６に連結された第１ガイドロッド２２及び第２ガイドロッド２４が挿入される。第１ガイドロッド２２は第１ブッシュ８２ａ及び第２ブッシュ８４ａの各貫通孔に通され、一方、第２ガイドロッド２４は第３ブッシュ８２ｂ及び第４ブッシュ８４ｂの各館通孔に通される。第１ガイドロッド２２及び第２ガイドロッド２４の側周壁と、第１ブッシュ８２ａ〜第４ブッシュ８４ｂの内周壁には、それぞれ、皮膜８６、８８がコーティングされている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダチューブの第１内孔に挿入されたピストンロッドが進退動作することに伴って前記シリンダチューブの第２内孔を進退動作しながら前記ピストンロッドを案内する案内部材を有し、前記ピストンロッドと前記案内部材との先端部同士が連結部材を介して互いに連結されたガイド付シリンダであって、
前記案内部材が金属材からなり、
且つ前記第２内孔に挿入されるとともに、前記案内部材が通される貫通孔が設けられたブッシュを有し、
前記ブッシュが金属材からなるとともに、前記貫通孔の内壁に窒化物セラミックス、炭化物セラミックス又はダイヤモンドライクカーボンからなる皮膜がコーティングされたことを特徴とするガイド付シリンダ。
【請求項２】
シリンダチューブの第１内孔に挿入されたピストンロッドが進退動作することに伴って前記シリンダチューブの第２内孔を進退動作しながら前記ピストンロッドを案内する案内部材を有し、前記ピストンロッドと前記案内部材との先端部同士が連結部材を介して互いに連結されたガイド付シリンダであって、
前記案内部材は、外壁面に窒化物セラミックス、炭化物セラミックス、ダイヤモンドライクカーボン又はクロムメッキからなる皮膜がコーティングされた金属材からなり、
且つ前記第２内孔に挿入されるとともに、前記案内部材が通される貫通孔が設けられたブッシュを有し、
前記ブッシュが金属材からなることを特徴とするガイド付シリンダ。
【請求項３】
シリンダチューブの第１内孔に挿入されたピストンロッドが進退動作することに伴って前記シリンダチューブの第２内孔を進退動作しながら前記ピストンロッドを案内する案内部材を有し、前記ピストンロッドと前記案内部材との先端部同士が連結部材を介して互いに連結されたガイド付シリンダであって、
前記案内部材は、外壁面に窒化物セラミックス、炭化物セラミックス、ダイヤモンドライクカーボン又はクロムメッキからなる皮膜がコーティングされた金属材からなり、
且つ前記第２内孔に挿入されるとともに、前記案内部材が通される貫通孔が設けられたブッシュを有し、
前記ブッシュが金属材からなるとともに、前記貫通孔の内壁に窒化物セラミックス、炭化物セラミックス又はダイヤモンドライクカーボンからなる皮膜がコーティングされたことを特徴とするガイド付シリンダ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のガイド付シリンダにおいて、前記窒化物セラミックスがＣｒＮ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮのいずれかであることを特徴とするガイド付シリンダ。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のガイド付シリンダにおいて、前記炭化物セラミックスがＴｉＣ、Ｃｒ2Ｃ3のいずれかであることを特徴とするガイド付シリンダ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のガイド付シリンダにおいて、前記案内部材及び前記ブッシュの少なくともいずれか一方がステンレス鋼からなることを特徴とするガイド付シリンダ。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のガイド付シリンダにおいて、前記案内部材及び前記ブッシュの少なくともいずれか一方がアルミニウム又はアルミニウム合金からなることを特徴とするガイド付シリンダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、案内部材が進退動作しながらピストンロッドを案内するガイド付シリンダに関する。
【背景技術】
【０００２】
流体圧シリンダは、一般に、内孔が設けられたシリンダチューブと、該内孔内にて圧縮空気や圧油等の圧力流体で動作するとともに該内孔から一端部が突出したピストンロッドとを有する。
【０００３】
ここで、ピストンロッドは、通常、その軸方向に沿って進退動作する長尺物である。このため、軸方向に直交する方向の荷重（以下、横荷重という）がピストンロッドにおける前記内孔から突出した側の先端部に加わると、該ピストンロッドにおける前記内孔に挿入された側の他端部が横荷重の方向と逆方向に変位することがある。すなわち、例えば、ピストンロッドが水平方向に延在する場合、該ピストンロッドの先端部に対して鉛直下方に指向する横荷重が加えられると、横荷重の大きさによっては、該ピストンロッドの他端部が、シリンダチューブ内で鉛直上方に若干量変位することがある。
【０００４】
このような事態が生じると、ピストンロッドの他端部が内孔を形成する側周壁に当接し、その結果、ピストンロッドの進退動作が困難になる、いわゆるスティックスリップ現象が起こることが懸念される。さらに、より大きな荷重が加わると、ピストンロッドが永久変形を起こすこともある。
【０００５】
また、流体圧シリンダには、ピストンロッドが進退動作を行っている最中にピストンロッドの円周方向に沿う揺らぎが少ないこと、換言すれば、いわゆる不回転精度が優れていることが希求される。
【０００６】
以上の不具合を解消するべく、例えば、特許文献１に記載されているように、ピストンロッドを２本のガイドロッドで挟むようにして、これらピストンロッド及びガイドロッドを並列したガイド付シリンダが広汎に採用されるに至っている。なお、ガイド付シリンダでは、ピストンロッドが挿入された前記内孔の近傍に２つの内孔が設けられ、各内孔には、ブッシュを介してガイドロッドが進退動作可能に挿入されている。また、ピストンロッド及びガイドロッドにおける各内孔から突出した先端部同士は、プレート等の連結部材で連結されており、このため、ピストンロッドの進退動作に追従してガイドロッド及びプレートも進退動作する。
【０００７】
この種のガイド付シリンダでは、ピストンロッドが連結部材を介してガイドロッドと連結されることにより、横荷重が加わった際でも変位や変形が起こり難くなる。また、ピストンロッドが回転することが著しく困難となるので、不回転精度も向上するという利点がある。
【０００８】
【特許文献１】特開平９−３０３３１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、液滴水が飛散する環境下や、水蒸気が充満するような環境下で上記したような構成のガイド付シリンダを使用すると、ピストンロッドの進退動作に伴って、液滴水や水蒸気がシリンダチューブに滲入・排出される。このような水分の入出によって、ガイドロッドとブッシュとの間に介在された潤滑剤（グリース等）が流出してしまうことがある。この場合、ガイドロッドとブッシュとの間の摩擦抵抗が大きくなるので、両者間の潤滑が不良となり、焼き付けが生じることが懸念される。
【００１０】
また、ガイド付シリンダにおいては、焼き付きが生じることを可及的に回避するべく、ブッシュの材質として銅や鉄が選定される。しかしながら、この場合、水が存在する環境下での耐食性が良好であるとはいい難い側面がある。また、樹脂からなるブッシュも存在するものの、金属に比して耐摩耗性が小さい。
【００１１】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、潤滑剤が流出した場合でも焼き付けが起こることを回避可能であり、しかも、ブッシュが腐食することも回避可能なガイド付シリンダを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の目的を達成するために、本発明は、シリンダチューブの第１内孔に挿入されたピストンロッドが進退動作することに伴って前記シリンダチューブの第２内孔を進退動作しながら前記ピストンロッドを案内する案内部材を有し、前記ピストンロッドと前記案内部材との先端部同士が連結部材を介して互いに連結されたガイド付シリンダであって、
前記案内部材が金属材からなり、
且つ前記第２内孔に挿入されるとともに、前記案内部材が通される貫通孔が設けられたブッシュを有し、
前記ブッシュが金属材からなるとともに、前記貫通孔の内壁に窒化物セラミックス、炭化物セラミックス又はダイヤモンドライクカーボンからなる皮膜がコーティングされたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、シリンダチューブの第１内孔に挿入されたピストンロッドが進退動作することに伴って前記シリンダチューブの第２内孔を進退動作しながら前記ピストンロッドを案内する案内部材を有し、前記ピストンロッドと前記案内部材との先端部同士が連結部材を介して互いに連結されたガイド付シリンダであって、
前記案内部材は、外壁面に窒化物セラミックス、炭化物セラミックス、ダイヤモンドライクカーボン又はクロムメッキからなる皮膜がコーティングされた金属材からなり、
且つ前記第２内孔に挿入されるとともに、前記案内部材が通される貫通孔が設けられたブッシュを有し、
前記ブッシュが金属材からなることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明は、シリンダチューブの第１内孔に挿入されたピストンロッドが進退動作することに伴って前記シリンダチューブの第２内孔を進退動作しながら前記ピストンロッドを案内する案内部材を有し、前記ピストンロッドと前記案内部材との先端部同士が連結部材を介して互いに連結されたガイド付シリンダであって、
前記案内部材は、外壁面に窒化物セラミックス、炭化物セラミックス、ダイヤモンドライクカーボン又はクロムメッキからなる皮膜がコーティングされた金属材からなり、
且つ前記第２内孔に挿入されるとともに、前記案内部材が通される貫通孔が設けられたブッシュを有し、
前記ブッシュが金属材からなるとともに、前記貫通孔の内壁に窒化物セラミックス、炭化物セラミックス又はダイヤモンドライクカーボンからなる皮膜がコーティングされたことを特徴とする。
【００１５】
本発明においては、ブッシュ及び案内部材の材質として金属材を選定しているので、液滴水が飛散する環境下や水蒸気が充満する環境下でガイド付シリンダを使用する場合であっても、これらブッシュ及び案内部材が腐食することを回避することができる。すなわち、ブッシュ及び案内部材の耐食性が極めて良好となる。
【００１６】
しかも、本発明では、案内部材に摺接するブッシュの内壁に皮膜を設け、これにより潤滑性を付与するようにしている。このため、ブッシュ及び案内部材の耐摩耗性が向上するとともに、銅や鉄に比して焼き付きが生じ易いステンレス鋼からなるブッシュを用いても焼き付きが生じることを回避することができる。
【００１７】
又は、案内部材の外壁面に窒化物セラミックス、炭化物セラミックス、ダイヤモンドライクカーボン又はクロムメッキをコーティングするようにしてもよい。これにより、案内部材の耐食性も向上する。しかも、ブッシュ及び案内部材の双方が金属材から構成されていても、皮膜が存在するので焼き付きが生じることが一層回避される。
【００１８】
コーティング膜の材質となる窒化物セラミックスの好適な例としては、ＣｒＮ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮのいずれかが挙げられる。また、炭化物セラミックスの好適な例としては、ＴｉＣ、Ｃｒ2Ｃ3のいずれかが挙げられる。
【００１９】
いずれの場合においても、案内部材又はブッシュを構成する金属材の好適な例としては、ステンレス鋼を挙げることができる。ステンレス鋼には、耐食性が極めて良好であるという利点がある。
【００２０】
案内部材及びブッシュは、他の金属材、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金から構成されていてもよい。この場合、案内部材及びブッシュ、ひいてはガイド付シリンダの軽量化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ブッシュ及び案内部材を金属材で構成するようにしているので、液滴水が飛散する環境下や水蒸気が充満する環境下でガイド付シリンダを使用する場合であっても、これらブッシュ及び案内部材が腐食することを回避することができる。この効果は、金属材としてステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金を選定した際に特に顕著となる。
【００２２】
しかも、案内部材又はブッシュの内壁の少なくともいずれか一方に皮膜が設けられることによって潤滑性が付与されているので、ブッシュ及び案内部材の耐摩耗性を確保することができるとともに、焼き付きが生じることを回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係るガイド付シリンダにつき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
本実施の形態に係るガイド付シリンダの軸方向に沿う概略全体断面図を図１に示す。このガイド付シリンダ１０は、シリンダチューブ１２と、該シリンダチューブ１２に設けられた中央内孔１４に進退動作可能に挿入されたピストンロッド１６と、前記中央内孔１４を挟むようにしてその近傍に設けられた第１側方内孔１８、第２側方内孔２０のそれぞれに進退動作可能に挿入されたステンレス鋼製の第１ガイドロッド２２及び第２ガイドロッド２４（ともに案内部材）とを有する。なお、ピストンロッド１６、第１ガイドロッド２２及び第２ガイドロッド２４の一端部は、中央内孔１４、第１側方内孔１８及び第２側方内孔２０のそれぞれから突出しており、その先端部同士は、連結部材としての連結プレート２６によって互いに連結されている。なお、図１は、ピストンロッド１６、第１ガイドロッド２２及び第２ガイドロッド２４が最後端に位置している状態を示す。
【００２５】
中央内孔１４、第１側方内孔１８及び第２側方内孔２０は、シリンダチューブ１２を貫通するように設けられている。そして、これら内孔１４、１８、２０の図１における下開口部は、第１キャップ部材２８、第２キャップ部材３０、第３キャップ部材３２によって閉塞されている。なお、第２キャップ部材３０及び第３キャップ部材３２における第１ガイドロッド２２及び第２ガイドロッド２４を臨む面には凹部３４、３６がそれぞれ形成されており、これにより、最前端まで前進動作した第１ガイドロッド２２及び第２ガイドロッド２４の各先端面が、第２キャップ部材３０及び第３キャップ部材３２に当接することが回避される。
【００２６】
シリンダチューブ１２には、第１側方内孔１８と中央内孔１４とを連通させる第１連通路３８と、中央内孔１４と第２側方内孔２０とを連通させる第２連通路４０とが設けられている。さらに、第２側方内孔２０には、ねじ部が刻設されて大気に開放された開放ポート４２が連通している。すなわち、第１側方内孔１８、中央内孔１４及び第２側方内孔２０は、開放ポート４２を介して大気に開放されている。
【００２７】
なお、第１側方内孔１８に連通するポート４４は、ボルト４６によって閉塞されている。
【００２８】
中央内孔１４において、第１連通路３８及び第２連通路４０の近傍には、第１環状溝４８が形成されており、この第１環状溝４８の図１における若干上方には第２環状溝５０が設けられている。第１環状溝４８には断面略Ｃ字状のシール部材５２が嵌合されており、一方、第２環状溝５０にはＯリング５４が挿入されている。そして、第２環状溝５０を閉塞するように、略円盤形状の閉塞部材５６が位置決めされている。
【００２９】
中央内孔１４に挿入されたピストンロッド１６は、第１連通路３８及び第２連通路４０側から連結プレート２６側に向かう順に、小径部５８と、長尺な大径部６０とを有し、このうちの小径部５８の先端側周壁には、略円盤形状のピストン６２が連結されている。
【００３０】
このピストン６２には、前記閉塞部材５６に臨む側の端面に、断面逆Ｌ字状の第１収納用環状溝６４が設けられている。そして、この第１収納用環状溝６４には、断面逆Ｌ字状の第１ゴム製ダンパ６６が設置されている。第１ゴム製ダンパ６６の水平部は第１収納用環状溝６４の水平部に嵌合されており、これにより、第１ゴム製ダンパ６６の第１収納用環状溝６４からの抜け止めがなされている。なお、第１ゴム製ダンパ６６の先端部は、第１収納用環状溝６４から若干突出している。また、ピストン６２の側周壁に設けられた環状凹部には、Ｏリング６７が収容されている。
【００３１】
ピストン６２と大径部６０との間には、受圧部材６８が挟持されている。この受圧部材６８における小径部は、磁石７０ａ、７０ｂの貫通孔に嵌合されている。この嵌合により、磁石７０ａ、７０ｂが受圧部材６８の小径部に保持されている。
【００３２】
中央内孔１４の上開口部近傍には、ねじ部が刻設されている。このねじ部には、中央内孔１４を閉塞する第４キャップ部材７２のねじ部が螺合している。なお、第４キャップ部材７２の上端面は、中央内孔１４から突出している。
【００３３】
第４キャップ部材７２の受圧部材６８を臨む側の端面には、ピストン６２と同様に、断面逆Ｌ字状の第２収納用環状溝７４が設けられており、この第２収納用環状溝７４には、断面逆Ｌ字状の第２ゴム製ダンパ７６が設置されている。第２ゴム製ダンパ７６も、第１ゴム製ダンパ６６と同様にして第２収納用環状溝７４に収容されており、且つ該第２収納用環状溝７４から若干突出している。
【００３４】
ピストンロッド１６の軸方向に沿う第４キャップ部材７２の略中腹部には、ピストンロッド１６に臨むように環状切欠部７７が設けられており、該環状切欠部７７にはシール部材７８が収容されている。
【００３５】
また、第４キャップ部材７２の大径部の側周壁にも環状溝７９が形成されており、この環状溝７９には、Ｏリング８０が挿入されている。さらに、中央内孔１４から突出した第４キャップ部材７２の上端面には凹部が設けられており、該凹部には、シールとしても機能する第１スクレイパ８１が収容されている。
【００３６】
一方、第１側方内孔１８には第１ブッシュ８２ａ、第２ブッシュ８４ａが位置決め固定されており、第１ガイドロッド２２は、これら第１ブッシュ８２ａ、第２ブッシュ８４ａの貫通孔に通されている。従って、第１ガイドロッド２２が進退動作する際、該第１ガイドロッド２２の側周壁は、これら第１ブッシュ８２ａ及び第２ブッシュ８４ａの内周壁に摺接する。
【００３７】
ここで、第１ブッシュ８２ａの内壁部と、第１ガイドロッド２２の側周壁部とを拡大して図２に示す。この図２から諒解されるように、第１ガイドロッド２２の側周壁部及び第１ブッシュ８２ａの内壁部には、それぞれ、皮膜８６、８８がコーティングされている。
【００３８】
これら皮膜８６、８８の材質としては、硬質でありながら潤滑性に優れるもの、具体的には、窒化物セラミックス、炭化物セラミックス又はダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）が選定される。窒化物セラミックスの好適な例としては、ＣｒＮ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ等を挙げることができ、炭化物セラミックスの好適な例としては、ＴｉＣ、Ｃｒ2Ｃ3等を挙げることができるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００３９】
皮膜８６、８８は、例えば、イオンプレーティング法によって設けることができ、その膜厚を２〜５μｍ程度と極めて小さく設定することもできる。
【００４０】
一方、第２ブッシュ８４ａの内周壁にも、第１ブッシュ８２ａと同様に皮膜８８がコーティングされている。
【００４１】
図１に示すように、第１側方内孔１８は、シリンダチューブ１２の図１における上方で開口しており、この開口部には、第２スクレイパ８９ａが収容されている。
【００４２】
残余の第２側方内孔２０は、第１側方内孔１８と同様に構成されており、従って、第２側方内孔２０に収容された第３ブッシュ及び第４ブッシュ、開口部に収容された第３スクレイパの参照符号を、第１ブッシュ８２ａ、第２ブッシュ８４ａ及び第２スクレイパ８９ａの参照符号の添字ａをｂに置き換えた８２ｂ、８４ｂ、８９ｂとし、その詳細な説明を省略する。勿論、第２ガイドロッド２４の側周壁と、第２側方内孔２０に収容された第３ブッシュ８２ｂ及び第４ブッシュ８４ｂの内周壁にも、皮膜８６、８８がコーティングされている（図２参照）。
【００４３】
以上の構成において、シリンダチューブ１２には、閉塞部材５６とピストン６２との間に形成される第１室に圧力流体を供給・排出するための第１ポート９０及び第１通路９２と、受圧部材６８と第４キャップ部材７２との間の第２室に圧力流体を供給・排出するための第２ポート９４及び第２通路９６が設けられている（図１参照）。
【００４４】
そして、連結プレート２６には第１貫通孔９８及び第２貫通孔１００が設けられており、この第１貫通孔９８及び第２貫通孔１００に通されたボルト１０２、１０４が第１ガイドロッド２２及び第２ガイドロッド２４の先端部のボルト穴に螺合されることによって、第１ガイドロッド２２及び第２ガイドロッド２４が連結プレート２６に連結されている。
【００４５】
なお、連結プレート２６とピストンロッド１６とは、連結プレート２６に設けられたボルト穴と、ピストンロッド１６の端面に設けられたボルト穴とに螺合されたヘッドレスボルト１０６を介して連結されている。
【００４６】
そして、シリンダチューブ１２の外壁には、図示しない変位センサが設置される。
【００４７】
本実施の形態に係るガイド付シリンダ１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。
【００４８】
このガイド付シリンダ１０は、例えば、食品加工ライン等、液滴水が飛散したり水蒸気が発生したりする作業場に設置される。
【００４９】
このような作業場において、図１に示す状態からピストンロッド１６を降下させて図３に示す状態とする場合、換言すれば、ピストンロッド１６を前進動作させる場合には、第２ポート９４から第２通路９６を介して第２室に流体圧力が供給される。そして、受圧部材６８がこの流体圧力による押圧を受け、その結果、受圧部材６８、ひいては該受圧部材６８を保持するピストンロッド１６が降下し、最終的に、ピストンロッド１６を構成する小径部５８の先端部に保持されたピストン６２が降下する。
【００５０】
ピストン６２は、閉塞部材５６の近傍まで降下する。この際、ピストン６２の降下速度が著しく大きく、閉塞部材５６に第１ゴム製ダンパ６６が当接した場合であっても、該第１ゴム製ダンパ６６が緩衝材として機能するので、当接の際の衝撃が大幅に緩和される。
【００５１】
なお、第１室内の圧力流体は、ピストン６２の降下に伴い、第１通路９２及び第１ポート９０を介してシリンダチューブ１２の外部に排出される。
【００５２】
また、ピストン６２の降下に追従して、連結プレート２６を介してピストンロッド１６に連結された第１ガイドロッド２２及び第２ガイドロッド２４が降下する。これにより押圧された第１側方内孔１８及び第２側方内孔２０内の空気は、第１連通路３８、中央内孔１４における第１キャップ部材２８と閉塞部材５６との間の室、第２連通路４０、開放ポート４２を介して、大気に排出される。
【００５３】
この際、第１ガイドロッド２２の側周壁が第１ブッシュ８２ａ及び第２ブッシュ８４ａの各内周壁に摺接する一方、第２ガイドロッド２４の側周壁が第３ブッシュ８２ｂ及び第４ブッシュ８４ｂの各内周壁に摺接する。
【００５４】
一方、図３に示す状態からピストンロッド１６を上昇させ図１の状態に復元させる（ピストンロッド１６を後退動作させる）場合、第１ポート９０から第１通路９２を介して第１室に流体圧力が供給される。ピストン６２の図３における下端面がこの流体圧力による押圧を受けることにより、最終的に、ピストンロッド１６が上昇する。この際、第２室内の圧力流体は、第２通路９６及び第２ポート９４を介してシリンダチューブ１２の外部に排出される。
【００５５】
ピストン６２が上昇すると、連結プレート２６を介してピストンロッド１６に連結された第１ガイドロッド２２及び第２ガイドロッド２４も上昇する。これにより、シリンダチューブ１２の外方の大気と、液滴水ＤＷや水蒸気とが、第１連通路３８、中央内孔１４における第１キャップ部材２８と閉塞部材５６との間の室、第２連通路４０、開放ポート４２を介して、第１側方内孔１８及び第２側方内孔２０内に導入され、液滴水ＤＷや水蒸気が第１ガイドロッド２２及び第２ガイドロッド２４の側周壁に付着する。第１ガイドロッド２２及び第２ガイドロッド２４の側周壁は、この状態で、第１ブッシュ８２ａ〜第４ブッシュ８４ｂの内周壁に摺接する。
【００５６】
しかしながら、本実施の形態においては、第１ガイドロッド２２及び第２ガイドロッド２４がともにステンレス鋼から形成されている。ステンレス鋼は、水に対して著しく優れた耐久性を示す。すなわち、優れた耐食性を示す。このため、滲入した液滴水ＤＷや水蒸気によって第１ガイドロッド２２及び第２ガイドロッド２４が腐食することを回避することができる。
【００５７】
なお、ピストンロッド１６、第１ガイドロッド２２及び第２ガイドロッド２４の側周壁に塵等が付着している場合、この塵等は、第１スクレイパ８１、第２スクレイパ８９ａ及び第３スクレイパ８９ｂによって脱離される。また、ピストン６２の上昇速度が著しく大きく、第４キャップ部材７２に第２ゴム製ダンパ７６が当接した場合であっても、該第２ゴム製ダンパ７６が緩衝材として機能するので、当接の際の衝撃が大幅に緩和される。
【００５８】
以上の動作において、ピストンロッド１６の降下及び上昇は、ピストンロッド１６に追従して磁石７０ａ、７０ｂが変位したことを前記変位センサが感知することによってモニタリングされる。
【００５９】
ピストンロッド１６、第１ガイドロッド２２及び第２ガイドロッド２４が再度降下されると、第１側方内孔１８及び第２側方内孔２０に滲入した液滴水ＤＷや水蒸気の一部が開放ポート４２から流出される。この際、第１側方内孔１８及び第２側方内孔２０に導入された潤滑剤の一部が同伴されるので、ピストンロッド１６が上記したような進退動作を繰り返すことにより、多量の潤滑剤が流失することが懸念される。
【００６０】
しかしながら、この場合、上記したように第１ガイドロッド２２及び第２ガイドロッド２４の側周壁部、及び第１ブッシュ８２ａ〜第４ブッシュ８４ｂの内壁部には、皮膜８６、８８がそれぞれコーティングされている（図２参照）。これら皮膜８６、８８によって潤滑性が保持されるので、仮に多くの潤滑剤が流失した場合であっても、焼き付きが生じることを回避することができる。
【００６１】
ここで、ステンレス鋼からなるプレート部材及びブロック部材の双方に膜厚２〜３μｍとして各種のコーティングを施し、負荷３０Ｎ（面圧３．１×１０-4Ｎ／ｍ2）、移動距離５０ｍとしてプレート部材の上端面にブロック部材を摺接させ、摺接前後における最大高さＲｚ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１参照）の変化を調査した結果を図４に示す。この図４から、皮膜を設けることによってＲｚの変化を抑制することができること、換言すれば、摩耗を抑制することができることが明らかである。
【００６２】
また、この試験における摩擦係数の経時変化を測定した。結果を図５に併せて示す。この試験では、皮膜を設けなかった場合、試験開始直後に摩擦係数が急激に上昇し、摺動距離が１０ｍを超えた時点で、異常摩擦音が発生した。なお、ＴｉＡｌＮ膜を設けた場合も摩擦係数は上昇したものの、図４に示すように、摩耗は認められなかった。
【００６３】
以上の図４及び図５に示す試験結果から、焼き付けが起こる頻度が銅や鉄に比して多いステンレス鋼を第１ガイドロッド２２、第２ガイドロッド２４及び第１ブッシュ８２ａ〜第４ブッシュ８４ｂの材質として採用しても、皮膜８６、８８を設けることによって潤滑性が付与され、このために焼き付けが起こることを回避できることが諒解される。
【００６４】
また、比較のため、第１ブッシュ８２ａ〜第４ブッシュ８４ｂの材質としてステンレス鋼以外のものを使用するとともに皮膜８８を設けず、且つ第１ガイドロッド２２及び第２ガイドロッド２４に皮膜８６としてクロムメッキを設けたことを除いては上記ガイド付シリンダ１０と同様の構成であるガイド付シリンダを作製した。このように構成された各種のガイド付シリンダと、本実施の形態に係るガイド付シリンダ１０との性能を対比して図６に示す。
【００６５】
図６において、「作動安定性」はスティックスリップ現象が起こり易いか否かで判断され、「×」はスティックスリップ現象が起こり易く動作安定性が良好でないことを意味し、「△」「○」「◎」の順にスティックスリップ現象が起こり難く動作安定性が良好であることを表す。また、「耐横荷重」は、上記した横荷重によって変位し易いか否かで判断され、「×」「△」「○」「◎」の順に変位し難くなることを示す。
【００６６】
さらに、「プレート先端振れ量」は、ガイド付シリンダを軸方向が水平方向となるようにして取り付けた際におけるプレートの鉛直方向の変位量の大きさを示し、「×」「△」「○」「◎」の順に変位量が小さくなることを意味する。残余の「不回転精度」は、ピストンロッドの回転方向の揺らぎの大きさを示し、「×」「△」「○」「◎」の順に揺らぎ量が小さくなること、換言すれば、不回転精度が向上することを意味する。
【００６７】
この図６から、第１ブッシュ８２ａ〜第４ブッシュ８４ｂ、第１ガイドロッド２２及び第２ガイドロッド２４の材質をステンレス鋼とし、且つ互いの摺接部に皮膜８６、８８を形成することによって、上記の各性能に優れたガイド付シリンダ１０を構成することができることが明らかである。
【００６８】
このように、本実施の形態では、第１ガイドロッド２２、第２ガイドロッド２４、及び第１ブッシュ８２ａ〜第４ブッシュ８４ｂの材質としてステンレス鋼を選定しているので、液滴水ＤＷが飛散する環境下や水蒸気が充満する環境下でガイド付シリンダ１０を使用する場合であっても、これら第１ガイドロッド２２、第２ガイドロッド２４、及び第１ブッシュ８２ａ〜第４ブッシュ８４ｂが腐食することを回避することができる。
【００６９】
また、第１ガイドロッド２２及び第２ガイドロッド２４の側周壁と、第１ブッシュ８２ａ〜第４ブッシュ８４ｂの内周壁、すなわち、互いの摺接部に皮膜８６、８８をコーティングしているので、鉄や銅に比して焼き付きが生じ易いステンレス鋼を第１ガイドロッド２２、第２ガイドロッド２４、及び第１ブッシュ８２ａ〜第４ブッシュ８４ｂの材質として選定しても、焼き付きが生じることを回避することができる。
【００７０】
なお、上記した実施の形態においては、第１ガイドロッド２２及び第２ガイドロッド２４の側周壁に窒化物セラミックス、炭化物セラミックス、ダイヤモンドライクカーボンからなる皮膜８６を設ける場合を例示したが、図６から諒解されるように、これらに代替してクロムメッキからなる皮膜８６を形成するようにしてもよい。
【００７１】
また、ガイドロッドは、１本であってもよく、３本以上であってもよい。
【００７２】
さらにまた、第１ガイドロッド２２、第２ガイドロッド２４、第１ブッシュ８２ａ、第２ブッシュ８４ａ、第３ブッシュ８２ｂ及び第４ブッシュ８４ｂをステンレス鋼で形成するようにしているが、これらの部材はステンレス鋼製のものに限定されるものではなく、金属材で形成されていればよい。他の好適な例としては、アルミニウム又はアルミニウム合金を挙げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本実施の形態に係るガイド付シリンダの軸方向に沿う概略全体断面図である。
【図２】図１のガイド付シリンダを構成するガイドロッドとブッシュとを拡大して示す要部拡大断面図である。
【図３】図１のガイド付シリンダを構成するピストンロッドとガイドロッドとを最前端まで前進動作させた状態を示す概略全体断面図である。
【図４】摺接試験前後における最大高さＲｚの変化を示すグラフである。
【図５】摺接試験の際の摩擦係数の経時変化を示すグラフである。
【図６】ブッシュの材質を変更して作製した各ガイド付シリンダの性能を示す図表である。
【符号の説明】
【００７４】
１０…ガイド付シリンダ                      １２…シリンダチューブ
１４、１８、２０…内孔                      １６…ピストンロッド
２２、２４…ガイドロッド                    ２６…連結プレート
２８、３０、３２、７２…キャップ部材        ３８、４０…連通路
４２…開放ポート                            ５６…閉塞部材
６２…ピストン                              ６６、７６…ゴム製ダンパ
６８…受圧部材                              ７０ａ、７０ｂ…磁石
８１、８９ａ、８９ｂ…スクレイパ
８２ａ、８２ｂ、８４ａ、８４ｂ…ブッシュ    ８６、８８…皮膜
９０、９４…ポート                          ９２、９６…通路
ＤＷ…液滴水
【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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