(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構成でピストンロッドの回転を防止できる流体圧シリンダを提供する。【解決手段】流体圧シリンダ１０は、シリンダ本体１２と、流体圧で駆動されるピストン６８と、ピストンに連結されるピストンロッド１８を有し、シリンダ本体から突出するピストンロッドの端部に連結部材２０が連結され、シリンダ本体の端面に複数のガイド部材２２が立設され、連結部材はピストンロッドの軸線に平行な少なくとも一つの側面を有し、複数のガイド部材の側面が連結部材の側面の一つに当接する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ本体と、流体圧で駆動されるピストンと、前記ピストンに連結されるピストンロッドを有する流体圧シリンダであって、
前記シリンダ本体から突出する前記ピストンロッドの端部に連結部材が連結され、前記シリンダ本体の端面に複数のガイド部材が立設され、前記連結部材は前記ピストンロッドの軸線に平行な少なくとも一つの側面を有し、前記複数のガイド部材の側面が前記連結部材の前記側面の一つに当接可能である
ことを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項２】
請求項１記載の流体圧シリンダにおいて、
前記ガイド部材は前記シリンダ本体に着脱自在に設けられる
ことを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項３】
請求項２記載の流体圧シリンダにおいて、
前記連結部材は、前記ピストンロッドの軸線に垂直な断面が多角形である角柱形状に形成されている
ことを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項４】
請求項３記載の流体圧シリンダにおいて、
前記連結部材は、前記ピストンロッドの軸線に垂直な断面が正方形である
ことを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項５】
請求項１記載の流体圧シリンダにおいて、
前記シリンダ本体の内部に流体圧で駆動される中間駆動体が摺動自在に設けられ、前記ピストンは前記中間駆動体の内部に摺動自在に設けられる
ことを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項６】
請求項５記載の流体圧シリンダにおいて、
前記中間駆動体の前記連結部材とは反対側に位置する端部は前記シリンダ本体から出没自在であり、前記ピストンロッドの前記連結部材とは反対側の端部は前記中間駆動体及び前記シリンダ本体から出没自在である
ことを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項７】
請求項１記載の流体圧シリンダにおいて、
前記連結部材の側面に配管が接続される
ことを特徴とする流体圧シリンダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体圧シリンダに関し、特に、ピストンロッドの回転防止機構を備える流体圧シリンダに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ピストンロッドを挟んでこれと平行に２本のガイドロッドを配設し、ピストンロッドとガイドロッドを連結プレートで連結することにより、ピストンロッドの回転を防止する流体圧シリンダが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、ピストンロッドの突出端部にブロック状の連結部材を連結し、該連結部材の支持凹部に支持した結合ピンをシリンダ本体の端面に形成した挿入凹部に挿入して、連結部材の回動を規制するようにした流体圧シリンダが知られている（特許文献２参照）。この流体圧シリンダでは、挿入凹部がピストンの中心軸線回りに複数配置され、結合ピンがそれらの挿入凹部の一つに選択的に挿入されることで、連結部材の姿勢を変更することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２２９０１６号公報
【特許文献２】特許第５９４８２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の流体圧シリンダでは、ガイドロッドの配設に伴って装置全体が大型化することが避けられない。
【０００６】
また、特許文献２の流体圧シリンダでは、連結部材の支持凹部に結合ピンを支持する必要があり、構成が複雑なものとなっている。
【０００７】
本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、簡単な構成でピストンロッドの回転を防止できる流体圧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】
【０００８】
本発明に係る流体圧シリンダは、シリンダ本体と、流体圧で駆動されるピストンと、ピストンに連結されるピストンロッドを有し、シリンダ本体から突出するピストンロッドの端部に連結部材が連結され、シリンダ本体の端面に複数のガイド部材が立設され、連結部材はピストンロッドの軸線に平行な少なくとも一つの側面を有し、複数のガイド部材の側面が連結部材の側面の一つに当接可能であることを特徴とする。
【０００９】
上記の流体圧シリンダによれば、シリンダ本体の端面に立設した複数のガイド部材を連結部材の側面に当接させることにより、簡単な構成でピストンロッドの回転を防止することができる。
【００１０】
上記の流体圧シリンダにおいて、ガイド部材はシリンダ本体に着脱自在に設けられると好適である。これによれば、シリンダ本体に対する連結部材の姿勢を変更することができる。
【００１１】
また、連結部材は、ピストンロッドの軸線に垂直な断面が正方形等の多角形である角柱形状に形成されているのが好ましい。これによれば、シリンダ本体に対する連結部材の姿勢を容易に変更することができる。
【００１２】
さらに、シリンダ本体の内部に流体圧で駆動される中間駆動体が摺動自在に設けられ、ピストンは中間駆動体の内部に摺動自在に設けられるものでもよい。これによれば、シリンダ本体に対するピストンの変位量を可及的に大きくすることができる。この場合、中間駆動体の連結部材とは反対側に位置する端部はシリンダ本体から出没自在であり、ピストンロッドの連結部材とは反対側の端部は中間駆動体及びシリンダ本体から出没自在である構成としてもよい。
【００１３】
さらにまた、連結部材の側面に配管が接続される場合は特に有益である。すなわち、ピストンロッドと一体の連結部材はピストンロッドの軸線回りに回転することが防止されているので、連結部材に接続される配管も一定の位置に保持される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る流体圧シリンダは、シリンダ本体の端面に立設した複数のガイド部材を連結部材の側面に当接させるものであり、簡単な構成でピストンロッドの回転を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る流体圧シリンダの斜視図である。
【図２】図１に示す流体圧シリンダのＩＩ―ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】図１に示す流体圧シリンダを上方から見た平面図である。
【図４】図１に示す流体圧シリンダを下方から見た平面図である。
【図５】図２に示す流体圧シリンダにおいてピストンロッドが最も上方に変位したときの断面図である。
【図６】図６Ａは、連結部材の断面形状及び挿入孔の配置に関する第１の変形例を示す図である。図６Ｂ及び図６Ｃは、連結部材の断面形状及び挿入孔の配置に関する第２の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る流体圧シリンダについて好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。以下において「上」あるいは「下」というときは、図２及び図５における上下方向の向きをいう。
【００１７】
本発明の実施形態に係る流体圧シリンダ１０は、半導体ウエハ収納容器内のガスを排出または充填する用途に使用される。この流体圧シリンダ１０は、図１及び図２に示すように、シリンダ本体１２、カバー体１４、中間駆動体１６、ピストンロッド１８、連結部材２０及びガイド部材２２を含む。
【００１８】
シリンダ本体１２は、軸方向（上下方向）に垂直な断面が矩形状である直方体状の本体部２４と本体部２４の側面に一体に形成される取付部２６を有し、本体部２４の内部には、上下方向に貫通する円形断面の駆動体挿通孔が形成されている。シリンダ本体１２は、取付部２６において、図示しない基台に取り付けられる。駆動体挿通孔は、上端開口側に形成される拡径段部３０と、拡径段部３０に続く大径部３２と、大径部３２に続く小径部３４を有する。拡径段部３０には第１パッキン３６が装着され、小径部３４には環状溝を介して第２パッキン３８が装着される。
【００１９】
シリンダ本体１２の上端には、複数の固定具４０によりカバー体１４が取り付けられる。カバー体１４の軸方向（上下方向）に垂直な断面は、シリンダ本体１２の断面形状と同一形状である。カバー体１４の内部には、上下方向に貫通する円形断面の駆動体端部挿通孔が形成され、駆動体端部挿通孔の上端には内方に突出するフランジ４４が設けられる。駆動体端部挿通孔の径は、シリンダ本体１２に形成された駆動体挿通孔の大径部３２の径と略同一であるかまたはそれよりも僅かに小さい。
【００２０】
中間駆動体１６は、円形断面を有する筒状部材であり、その内部には上下方向に貫通する円形断面のピストンロッド挿通孔が形成されている。中間駆動体１６の外周面は、外径が最も大きい第１外径部４８を挟んで、第１外径部４８の上側に第２外径部５０を有するとともに、第１外径部４８の下側に第３外径部５２及び第３外径部５２より径が小さい第４外径部５４を有する。第２外径部５０の径は、カバー体１４のフランジ４４の内径と略同一であるかまたはそれよりも僅かに小さい。ピストンロッド挿通孔は、上端開口側に形成されるねじ部５６と、ねじ部５６に続く大径部５８と、大径部５８に続く小径部６０を有し、小径部６０には環状溝を介して第３パッキン６２が装着される。
【００２１】
中間駆動体１６は、シリンダ本体１２に形成された駆動体挿通孔及びカバー体１４に形成された駆動体端部挿通孔に軸方向（上下方向）に移動自在に挿通される。第１パッキン３６は中間駆動体１６の第１外径部４８に当接し、第２パッキン３８は中間駆動体１６の第４外径部５４に当接する。駆動体挿通孔の大径部３２、駆動体挿通孔の大径部３２と小径部３４の境界壁、中間駆動体１６の第１外径部４８と第３外径部５２の境界壁から第４外径部５４に至るまでの外周面により第１圧力室６４が画定される。シリンダ本体１２には、第１圧力室６４に圧力流体を給排するポート６６が設けられ、ポート６６は、図示しない配管及び切換弁を介して図示しない圧力流体供給源及び負圧発生源に選択的に接続される。
【００２２】
中間駆動体１６は、第１外径部４８と第２外径部５０の境界壁がカバー体１４のフランジ４４に当接することで上方への移動が規制され（図５参照）、第３外径部５２と第４外径部５４の境界壁がシリンダ本体１２に形成された駆動体挿通孔の大径部３２と小径部３４の境界壁に当接することで下方への移動が規制される（図２参照）。中間駆動体１６の軸方向長さは、シリンダ本体１２の軸方向長さとカバー体１４の軸方向長さを合わせたものに等しい。中間駆動体１６の第３外径部５２と第４外径部５４の境界壁が駆動体挿通孔の大径部３２と小径部３４の境界壁に当接した状態では、中間駆動体１６の上面とカバー体１４の上面が面一になり、かつ、中間駆動体１６の下面とシリンダ本体１２の下面が面一になっている。
【００２３】
ピストンロッド１８は、中間駆動体１６に形成されたピストンロッド挿通孔に軸方向に移動自在に挿通され、ピストンロッド１８の中央寄りの位置にピストンロッド挿通孔の大径部５８に摺接するピストン部６８（ピストン）が設けられる。ピストン部６８の外周面には環状溝を介してピストンパッキン７０が装着され、ピストン部６８の下端側外周面には段部７２が形成されている。ピストンロッド挿通孔の小径部６０に装着された第３パッキン６２は、ピストン部６８の下方に位置するピストンロッド１８の外周面に当接する。ピストンロッド挿通孔の大径部５８、大径部５８と小径部６０の境界壁、ピストン部６８の段部７２、ピストン部６８の下端面及びピストンロッド１８の外周面により第２圧力室７４が画定される。中間駆動体１６には、第３外径部５２からピストンロッド挿通孔の大径部５８にかけて横断する流体導通孔７６が形成され、第２圧力室７４は、流体導通孔７６を介して第１圧力室６４に連通する。ピストンロッド１８の内部には上下方向に貫通する貫通孔７８が形成されている。
【００２４】
ピストンロッド１８の下端に連結される連結部材２０は、軸方向（上下方向）に垂直な断面が正方形の直方体状に形成される。連結部材２０の内部には、上端が連結部材２０の上面のちょうど中央に開口する縦穴８０と、縦穴８０と繋がり連結部材２０の一つの側面に開口する横穴８２が形成されている。縦穴８０は雌ねじ部を有し、ピストンロッド１８の下端が縦穴８０に螺合され固定される。横穴８２の開口部は、配管を介して負圧発生源（図示せず）に接続される。ピストンロッド１８の貫通孔７８は、その下端が連結部材２０の縦穴８０に連通し、その上端が図示しない半導体ウエハ収納容器内のガスを排出するためのガス導入口となる。図２に示されるように、連結部材２０は、横穴８２が開口する側面がシリンダ本体１２の取付部２６とは反対側に位置する姿勢に配置されている。なお、図４において、横穴８２の開口部に設けられる管継手が仮想線で示されている。
【００２５】
ピストンロッド１８は、連結部材２０の上面がシリンダ本体１２の下面に当接することで上方への移動が規制され（図５参照）、ピストン部６８が中間駆動体１６に形成されたピストンロッド挿通孔の大径部５８と小径部６０の境界壁に当接することで下方への移動が規制される（図２参照）。ピストン部６８がピストンロッド挿通孔の大径部５８と小径部６０の境界壁に当接した状態では、ピストンロッド１８の上面は中間駆動体１６の上面と面一になっている。
【００２６】
図２及び図４に示すように、シリンダ本体１２の下面には、２本の棒状のガイド部材２２が下方に向けて立設される。シリンダ本体１２の下面には所定深さの一組の挿入孔８４が形成されるとともに、シリンダ本体１２の側面から挿入孔８４にまで達する固定孔８６が形成されている。挿入孔８４にガイド部材２２の端部が挿入され、固定孔８６に止めネジ８８が挿入螺合されて、止めネジ８８の先端がガイド部材２２の側面に押し付けられることで、ガイド部材２２がシリンダ本体１２に固定される。図４に示すように、２本のガイド部材２２は、シリンダ本体１２の矩形状の下面の隣接する隅部であって、連結部材２０の中央、すなわちピストンロッド１８の軸線から等しい距離に配置される。２本のガイド部材２２相互間の距離は、連結部材２０の正方形断面の一辺よりも少し短く、２本のガイド部材２２は、連結部材２０の同一の側面に当接する。
【００２７】
ガイド部材２２がシリンダ本体１２の下面から突出する部分の長さは、連結部材２０の上下方向の長さと略同一である。ピストンロッド１８が最も上方に位置するとき、すなわち、連結部材２０の上面がシリンダ本体１２の下面に当接するとき、２本のガイド部材２２は、シリンダ本体１２の下面から突出する部分の略全長にわたって、連結部材２０の一つの側面に当接する（図５参照）。また、ピストンロッド１８が最も下方に位置するとき、すなわち、中間駆動体１６の下面とシリンダ本体１２の下面が面一の状態であり、かつ、ピストンロッド１８が中間駆動体１６から最も下方に突出する状態であるとき、２本のガイド部材２２は、その先端部において連結部材２０の一つの側面に当接する（図２参照）。すなわち、ピストンの全ストローク範囲で２本のガイド部材２２が連結部材２０の一つの側面に当接し、ピストンロッド１８と一体の連結部材２０がピストンロッド１８の軸線回りに回転するのが防止される。なお、中間駆動体１６は、シリンダ本体１２に対して回転可能である。
【００２８】
本実施形態に係る流体圧シリンダ１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、以下、図２及び図５を参照しながら、その作用について説明する。ここでは、図２に示すようにピストンロッド１８が最も下方に位置している状態を初期位置とする。
【００２９】
この初期状態において、切換弁を切り換えてポート６６を圧力流体供給源に接続すると、第１圧力室６４に圧力流体が導入されるとともに、第１圧力室６４に導入された圧力流体の一部が流体導通孔７６を通じて第２圧力室７４に導入される。第１圧力室６４に圧力流体が導入されるのに伴い、中間駆動体１６がシリンダ本体１２に対して上方に変位し、第２圧力室７４に圧力流体が導入されるのに伴い、ピストンロッド１８が中間駆動体１６に対して上方に変位する。
【００３０】
このとき、ピストンロッド１８の変位量は、シリンダ本体１２に対する中間駆動体１６の変位量と中間駆動体１６に対するピストンロッド１８の変位量を合わせたものとなる。したがって、ピストンロッド１８の変位量を可及的に大きくすることができる。
【００３１】
そして、図５に示すように、中間駆動体１６は、第１外径部４８と第２外径部５０との境界壁がカバー体１４のフランジ４４に当接するまで上方に変位し、ピストンロッド１８は、連結部材２０の上面がシリンダ本体１２の下面に当接するまで上方に変位する。
【００３２】
所定の作業が終了した後、切換弁を切り換えてポート６６を負圧発生源に接続すると、第２圧力室７４内の圧力流体が第１圧力室６４に移動するとともに、第１圧力室６４内の圧力流体がポート６６を介して排出される。そして、ピストンロッド１８及び中間駆動体１６が下方に変位し、初期状態に戻る。
【００３３】
シリンダ本体１２の下面に立設された２本のガイド部材２２は、シリンダ本体１２に対するピストンロッド１８の変位に関わらず、常に連結部材２０の一つの側面に当接している。したがって、配管が接続された連結部材２０がピストンロッド１８の軸線回りに回転することを確実に防止できる。
【００３４】
シリンダ本体１２に対する連結部材２０の姿勢を変更したい場合は、止めネジ８８を緩めて２本のガイド部材２２をシリンダ本体１２の側面に沿うようにして下方に抜く。これにより、ピストンロッド１８及び連結部材２０をピストンロッド１８の軸線回りに回転させることが可能になる。そして、連結部材２０を９０度、１８０度または２７０度回転させた後に、２本のガイド部材２２を連結部材２０の上記とは異なる側面に沿うようにしてその端部を挿入孔８４に挿入し、再び止めネジ８８で固定すると、連結部材２０は変更後の姿勢を維持する。
【００３５】
上記のとおり、連結部材２０の断面が正方形である場合は、９０度おきに連結部材２０の姿勢を変更することができる。連結部材２０の断面形状及び挿入孔８４の位置を変更した例を図６Ａないし図６Ｃに示す。これらの図は、図４と同じく、流体圧シリンダを下方から見た平面図である。
【００３６】
図６Ａは、連結部材２０ａの断面形状を正六角形とし、２本のガイド部材２２が連結部材２０ａの６つの側面の一つに当接するように一組の挿入孔８４ａを配置した例である。ピストンロッド１８は、連結部材２０ａのちょうど中央に設けられている。この例では、６０度おきに連結部材２０の姿勢を変更することができる。
【００３７】
図６Ｂ及び図６Ｃは、連結部材２０ｂの断面を長方形とし、長方形の長辺に対応する連結部材２０ｂの側面に２本のガイド部材２２が当接するように一組の挿入孔８４ｂを配置するとともに、長方形の短辺に対応する連結部材２０ｂの側面に２本のガイド部材２２が当接するように一組の挿入孔８４ｃを配置した例である。ピストンロッド１８は、連結部材２０ｂのちょうど中央に設けられている。また、挿入孔８４ｂのピストンロッド１８の軸線からの距離は、挿入孔８４ｃのピストンロッド１８の軸線からの距離に概ね等しい。図６Ｂに示すように、ガイド部材２２を一組の挿入孔８４ｂに挿入したときは、２本のガイド部材２２を長方形の長辺に対応する連結部材２０ｂの側面に当接させることができる。また、図６Ｃに示すように、ガイド部材２２を一組の挿入孔８４ｃに挿入したときは、２本のガイド部材２２を長方形の短辺に対応する連結部材２０ｂの側面に当接させることができる。この例では、９０度おきに連結部材２０の姿勢を変更することができる。なお、便宜上、図６Ｂ及び図６Ｃでは、ガイド部材２２に斜線を施してある。
【００３８】
本実施形態に係る流体圧シリンダ１０によれば、シリンダ本体１２の端面に立設した２本のガイド部材２２を連結部材２０の一つの側面に当接させることにより、簡単な構成でピストンロッド１８の回転を防止することができる。
【００３９】
また、２本のガイド部材２２はシリンダ本体１２に着脱自在に設けられるので、シリンダ本体１２に対する連結部材２０の姿勢を変更することができる。
【００４０】
本実施形態では、ガイド部材を連結部材の側面に略隙間なく当接させたが、ガイド部材を若干の隙間を隔てて連結部材の側面と対向させ、ピストンロッドの所定以上の回転を防止するようにしてもよい。
【００４１】
本発明に係る流体圧シリンダは、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することのない範囲で、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００４２】
１０…流体圧シリンダ                １２…シリンダ本体
１６…中間駆動体                    １８…ピストンロッド
２０…連結部材                      ２２…ガイド部材
６８…ピストン部（ピストン）        ７８…貫通孔
【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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