(57)【要約】【課題】流体圧シリンダにおいて、ピストンロッドに付着した塵埃を確実に除去し、シリンダ本体への進入を防止することにより、該ピストンロッドを含むピストンを円滑に作動させると共に耐久性の向上を図る。【解決手段】流体圧シリンダ１０において、ロッドカバー１４には、圧力流体の供給されるサブポート４４が設けられ、該サブポート４４に供給された圧力流体が、ピストンロッド１８に臨み、ロッドパッキン４２の装着された環状溝４０へと供給される。そして、圧力流体は、ロッドパッキン４２に形成された通路６４を通じて内周側へと流通し、ピストンロッド１８の外周面との間に設けられた空間部６６へと導入される。これにより、ピストンロッド１８の外周面に付着した塵埃等が空間部６６によって遮断され、シリンダチューブ１２側に進入することが防止される。【選択図】図２
2011158039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力流体が供給される一組のポートと、該ポートから前記圧力流体の導入されるシリンダ室とを有するシリンダ本体と、
前記シリンダ室の内部に軸線方向に沿って変位自在に設けられるピストンと、
前記シリンダ本体に支持され、前記ピストンロッドに連結され前記シリンダ本体の外部へ突出するように変位するピストンロッドと、
前記シリンダ本体に設けられ、前記ピストンロッドの外周面に摺接するロッドパッキンと、
前記圧力流体を前記ピストンロッド側に向けて供給し、該ピストンロッドに付着した塵埃の前記シリンダ本体側への進入を防止する塵埃進入防止手段と、
を備え、
前記塵埃進入防止手段は、前記ロッドパッキンと前記ピストンロッドとの間に設けられ、前記圧力流体が供給され保持される保持部と、前記保持部に前記圧力流体を供給する供給部とを有することを特徴とする流体圧シリンダの塵埃除去機構。
【請求項２】
請求項１記載の塵埃除去機構において、
前記供給部は、前記シリンダ本体の端部に設けられ前記ピストンロッドを軸線方向に沿って変位自在に支持するロッドカバーに設けられた供給ポートと、前記供給ポートと前記保持部とを連通する連通路とを備えることを特徴とする流体圧シリンダの塵埃除去機構。
【請求項３】
請求項１記載の塵埃除去機構において、
前記供給部は、前記一組のポートのいずれか一方に供給される圧力流体を選択的に前記保持部へと供給する切換機構を備えることを特徴とする流体圧シリンダの塵埃除去機構。
【請求項４】
請求項３記載の塵埃除去機構において、
前記切換機構は、前記シリンダ本体の端部に設けられ前記ピストンロッドを軸線方向に沿って変位自在に支持するロッドカバーに設けられ、前記圧力流体の供給作用下に変位する切換弁と、前記切換弁の変位作用に前記ポートのいずれか一方と前記保持部とを連通する連通路とを備えることを特徴とする流体圧シリンダの塵埃除去機構。
【請求項５】
請求項２又は４記載の塵埃除去機構において、
前記連通路は、前記ロッドパッキンの外周面から内周面に向かって貫通し、前記内周面に臨むように設けられた前記保持部と連通することを特徴とする流体圧シリンダの塵埃除去機構。
【請求項６】
請求項５記載の塵埃除去機構において、
前記連通路は、環状に形成された前記ロッドパッキンの周方向に沿って複数設けられることを特徴とする流体圧シリンダの塵埃除去機構。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の塵埃除去機構において、
前記保持部は、前記ロッドパッキンの内周面と、該ロッドパッキンの一側面に設けられ前記ピストンロッドの外周面に摺接するリップ部と、該内周面に形成され前記ピストンロッドの外周面に当接するシール部と、前記ピストンロッドの外周面によって囲まれた空間であることを特徴とする流体圧シリンダの塵埃除去機構。
【請求項８】
請求項２、４〜７のいずれか１項に記載の塵埃除去機構において、
前記ロッドカバーには、前記ピストンロッドの挿通される孔部を有し、前記孔部には、前記塵埃を捕捉して保持可能な塵埃捕捉部材が設けられることを特徴とする流体圧シリンダの塵埃除去機構。
【請求項９】
請求項２、４〜８のいずれか１項に記載の塵埃除去機構において、
前記ロッドカバーには、前記ピストンロッドの挿通される孔部を有し、前記孔部には、前記ピストンロッドの潤滑を行う潤滑保持部材が設けられることを特徴とする流体圧シリンダの塵埃除去機構。
【請求項１０】
請求項８又は９記載の塵埃除去機構において、
前記ロッドカバーには、前記孔部と外部とを連通し、前記塵埃を外部に排出可能な排出ポートを備えることを特徴とする流体圧シリンダの塵埃除去機構。
【請求項１１】
請求項８又は９記載の塵埃除去機構において、
前記ロッドパッキンには、前記ピストンロッド側に流通する圧力流体の圧力を減圧自在な減圧機構を備えることを特徴とする流体圧シリンダの塵埃除去機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力流体の供給作用下にピストンを軸線方向に沿って変位させる流体圧シリンダにおいて、塵埃の内部への進入を防止するための流体圧シリンダの塵埃除去機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ワーク等の搬送手段として、例えば、圧力流体の供給作用下に変位するピストンを有する流体圧シリンダが用いられている。
【０００３】
このような流体圧シリンダでは、筒状のシリンダ本体の内部に画成されたシリンダ室にピストンが変位自在に設けられると共に、前記シリンダ本体の両端部にそれぞれヘッドカバー及びロッドカバーが装着され、前記シリンダ室を閉塞している。また、ピストンには、軸状のピストンロッドが連結され、ロッドカバーに挿通されることによって変位自在に支持されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−７４００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような流体圧シリンダでは、ピストンがロッドカバー側へ変位した際に、ピストンロッドが前記ロッドカバーを通じて外部に突出して露呈する構成としているため、前記ピストンロッドの外周面に塵埃等が付着することがある。そして、ピストンが再びヘッドカバー側へと変位し、ピストンロッドがシリンダチューブ内に引き込まれる際、ロッドカバーの内部に設けられたスクレーパによって前記ピストンロッドの外周面に付着した塵埃等を除去している。
【０００６】
しかしながら、上述した塵埃が粉体等の微粒子や、水、溶剤等の液体である場合には、スクレーパで前記塵埃を完全に除去することが困難であり、残存した塵埃がピストンロッドと共にシリンダチューブ内へと進入し、前記塵埃が、例えば、ピストンロッドとロッドパッキン及び軸受との間や、前記シリンダチューブとピストンとの間に入り込むことにより動作不良を引き起こすことが懸念される。
【０００７】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、ピストンロッドに付着した塵埃を確実に排除し、シリンダ本体への進入を防止することにより、該ピストンロッドを含むピストンを円滑に作動させると共に耐久性の向上を図ることが可能な流体圧シリンダの塵埃除去機構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】
前記の目的を達成するために、本発明は、圧力流体が供給される一組のポートと、該ポートから前記圧力流体の導入されるシリンダ室とを有するシリンダ本体と、
前記シリンダ室の内部に軸線方向に沿って変位自在に設けられるピストンと、
前記シリンダ本体に支持され、前記ピストンロッドに連結され前記シリンダ本体の外部へ突出するように変位するピストンロッドと、
前記シリンダ本体に設けられ、前記ピストンロッドの外周面に摺接するロッドパッキンと、
前記圧力流体を前記ピストンロッド側に向けて供給し、該ピストンロッドに付着した塵埃の前記シリンダ本体側への進入を防止する塵埃進入防止手段と、
を備え、
前記塵埃進入防止手段は、前記ロッドパッキンと前記ピストンロッドとの間に設けられ、前記圧力流体が供給され保持される保持部と、前記保持部に前記圧力流体を供給する供給部とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、流体圧シリンダにおいて、ピストンロッドに付着した塵埃の前記シリンダ本体側への進入を防止する塵埃進入防止手段を備え、前記塵埃進入防止手段が、圧力流体を前記ピストンロッド側に向けて供給する供給部と、供給された前記圧力流体の保持される保持部とから構成される。そして、シリンダ本体の外部に突出しているピストンロッドを、ピストンの変位作用下にシリンダ本体の内部に収容する方向へと変位させる際、ピストンロッドと共に保持部へと進入しようとした塵埃が、該保持部に保持された圧力流体によってその進入が阻止されると共に、該保持部に進入した場合でも前記圧力流体によって外部へと確実に排出される。
【００１０】
従って、ピストンロッドに付着した塵埃が、ロッドパッキンと該ピストンロッドとの間を通じてシリンダ本体の内部へと進入することが確実に阻止され、該塵埃が進入した際に懸念される流体圧シリンダの動作不良が確実に回避される。その結果、ピストン及びピストンロッドを常に円滑に変位させることができると共に、前記流体圧シリンダの耐久性を向上させることができる。
【００１１】
また、例えば、塵埃が、従来の流体圧シリンダにおけるスクレーパ等で完全に除去することが困難な粉体等の微粒子や、水、溶剤等の液体である場合にも、保持部に保持され大気圧に対して高圧の圧力流体によって確実且つ容易に進入が遮断することが可能であり、より一層好適である。
【００１２】
さらに、供給部は、シリンダ本体の端部に設けられピストンロッドを軸線方向に沿って変位自在に支持するロッドカバーに設けられた供給ポートと、前記供給ポートと前記保持部とを連通する連通路とを備えるとよい。
【００１３】
さらにまた、供給部は、一組のポートのいずれか一方に供給される圧力流体を選択的に保持部へと供給する切換機構を備えるとよい。
【００１４】
またさらに、切換機構は、シリンダ本体の端部に設けられピストンロッドを軸線方向に沿って変位自在に支持するロッドカバーに設けられ、圧力流体の供給作用下に変位する切換弁と、前記切換弁の変位作用に前記ポートのいずれか一方と前記保持部とを連通する連通路とを備えるとよい。
【００１５】
また、連通路は、ロッドパッキンの外周面から内周面に向かって貫通し、前記内周面に臨むように設けられた保持部と連通させるとよい。
【００１６】
さらに、連通路を、環状に形成されたロッドパッキンの周方向に沿って複数設けるとよい。
【００１７】
さらにまた、保持部は、ロッドパッキンの内周面と、該ロッドパッキンの一側面に設けられピストンロッドの外周面に摺接するリップ部と、該内周面に形成され前記ピストンロッドの外周面に当接するシール部と、前記ピストンロッドの外周面によって囲まれた空間とするとよい。
【００１８】
またさらに、ロッドカバーには、ピストンロッドの挿通される孔部を有し、前記孔部には、塵埃を捕捉して保持可能な塵埃捕捉部材を設けるとよい。
【００１９】
また、ロッドカバーには、ピストンロッドの挿通される孔部を有し、前記孔部には、ピストンロッドの潤滑を行う潤滑保持部材を設けるとよい。
【００２０】
さらに、ロッドカバーには、孔部と外部とを連通し、塵埃を外部に排出可能な排出ポートを備えるとよい。
【００２１】
さらにまた、ロッドパッキンには、ピストンロッド側に流通する圧力流体の圧力を減圧自在な減圧機構を備えるとよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００２３】
すなわち、シリンダ本体の外部に突出しているピストンロッドを、ピストンの変位作用下にシリンダ本体の内部に収容する方向へと変位させる際、ピストンロッドと共に保持部へと進入しようとした塵埃が、供給部から前記保持部へと供給されて保持された圧力流体によってその進入が阻止されると共に、該保持部に進入した場合でも前記圧力流体によって外部へと確実に排出される。その結果、塵埃がシリンダ本体の内部に進入した際に懸念される流体圧シリンダの動作不良が確実に回避されるため、ピストン及びピストンロッドを常に円滑に変位させることができると共に、前記流体圧シリンダの耐久性を向上させることが可能となる。
【００２４】
また、例えば、塵埃が、従来の流体圧シリンダにおけるスクレーパ等で完全に除去することが困難な粉体等の微粒子や、水、溶剤等の液体である場合にも、保持部に保持された大気圧に対して高圧の圧力流体によって確実且つ容易に進入が遮断することが可能であり、より一層好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る塵埃除去機構の適用された流体圧シリンダの全体縦断面図である。
【図２】図１の流体圧シリンダにおけるサブポート近傍を示す拡大断面図である。
【図３】図２のロッドパッキン近傍を示す拡大断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】図１の流体圧シリンダにおいてピストンがロッドカバー側へと変位した状態を示す全体縦断面図である。
【図６】図５の流体圧シリンダにおけるサブポート近傍を示す拡大断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る塵埃除去機構の適用された流体圧シリンダの全体縦断面図である。
【図８】図７の流体圧シリンダにおいてピストンがロッドカバー側へと変位した状態を示す全体縦断面図である。
【図９】図７の流体圧シリンダに潤滑部材を設けた変形例を示す全体縦断面図である。
【図１０】図９の流体圧シリンダに塵埃吸収部材を設けた変形例を示す全体縦断面図である。
【図１１】図９の流体圧シリンダに対して塵埃を外部に排出可能な排出ポートがロッドカバーに設けられた変形例を示す全体縦断面図である。
【図１２】図９の流体圧シリンダに対して減圧機構を備えたロッドパッキンを設けた場合の変形例である。
【図１３】図１２のロッドパッキンの一部省略正面図である。
【図１４】図１４Ａは、図１２におけるロッドパッキン近傍を示す拡大断面図であり、図１４Ｂは、図１４Ａのロッドパッキンに対して圧力流体が供給された状態を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明に係る流体圧シリンダの塵埃除去機構について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２７】
図１において、参照符号１０は、本発明の第１の実施の形態に係る塵埃除去機構が適用された流体圧シリンダを示す。
【００２８】
この流体圧シリンダ１０は、図１〜図６に示されるように、有底筒状のシリンダチューブ（シリンダ本体）１２と、前記シリンダチューブ１２の一端部に装着されるロッドカバー１４と、前記シリンダチューブ１２の内部に変位自在に設けられるピストン１６と、前記ピストン１６に連結されて前記ロッドカバー１４に変位自在に支持されるピストンロッド１８と、前記ピストンロッド１８に付着した塵埃Ｓ（図６参照）を除去可能な塵埃除去機構（塵埃進入防止手段）２０とを含む。
【００２９】
シリンダチューブ１２は、その中央部に軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って貫通したシリンダ孔２２を有し、前記シリンダ孔２２は、前記シリンダチューブ１２の一端部側（矢印Ａ方向）で開口している。一方、シリンダチューブ１２の他端部には、壁部２４が一体的に形成されて前記シリンダ孔２２を閉塞している。
【００３０】
また、シリンダチューブ１２の一端部には、その外側面に圧力流体の供給・排出される第１ポート２６が形成され、他端部の外側面には、同様に、前記圧力流体の供給・排出される第２ポート２８が形成される。この第１及び第２ポート２６、２８は、例えば、図示しない配管及び切換装置を介して圧力流体源（図示せず）に接続されている。また、第１及び第２ポート２６、２８は、それぞれ第１及び第２連通路３０、３２を介してシリンダ孔２２と連通している。
【００３１】
ロッドカバー１４は、その一端部に形成され軸線方向に沿って突出した凸部３４を有し、シリンダチューブ１２のシリンダ孔２２に挿入されて固定される。また、凸部３４の外周面には、環状溝を介してＯリング３６が装着され、シリンダ孔２２の内周面との間に挟持されることにより、前記シリンダ孔２２とロッドカバー１４との間を通じた圧力流体の漏出を防止している。
【００３２】
また、ロッドカバー１４の中央部には、軸線方向に沿って貫通したロッド孔（孔部）３８が形成され、該ロッド孔３８にはピストンロッド１８が変位自在に挿通される。そして、ロッド孔３８の内周面に設けられ、周方向に沿って延在した環状溝４０にはリング状のロッドパッキン４２が装着される。
【００３３】
さらに、ロッドカバー１４の外側面には、図示しない圧力流体供給源から圧力流体が供給され、塵埃除去機構２０を構成するサブポート（供給ポート）４４（後述する）が形成される。
【００３４】
ピストン１６は、断面円形状に形成され、その外周面には環状溝を介してピストンパッキン４６が装着され、前記ピストンパッキン４６がシリンダ孔２２の内周面に摺接することにより、該シリンダ孔２２とピストン１６との間を通じた圧力流体の漏出が防止される。
【００３５】
また、ピストン１６の中央部には、軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って貫通した孔部にピストンロッド１８の一端部が挿通されて加締められている。ピストンロッド１８は、ピストン１６の端部から突出することがないように連結されている。
【００３６】
塵埃除去機構２０は、ロッドカバー１４に形成され、圧力流体の供給されるサブポート４４と、前記サブポート４４に連通し、ピストンロッド１８に臨む環状溝４０と、前記環状溝４０に設けられる環状のロッドパッキン４２とを備える。
【００３７】
サブポート４４は、ロッドカバー１４の外側面に開口し、該ロッドカバー１４の軸線と直交するようにロッド孔３８側に向かって所定深さで延在している。そして、サブポート４４は、連通路４８を介して環状溝４０と連通している。また、サブポート４４には、図示しない圧力流体源から常に一定圧の圧力流体が供給されている。
【００３８】
ロッドパッキン４２は、例えば、ゴム等の弾性材料や樹脂製材料から形成され、断面略矩形状の本体部５０と、該本体部５０の一側面から側方に向かって突出してピストンロッド１８の外周面に当接するリップ部５２と、前記本体部５０の他側面から断面Ｕ字状に突出したヨーク５４と、前記本体部５０の内周面、一側面及び外周面にそれぞれ設けられる第１〜第３シール部５６、５８、６０と、前記本体部５０を半径方向に貫通する複数の通路（連通路）６４とを有する。
【００３９】
リップ部５２は、ロッドカバー１４の他端部側（矢印Ａ方向）となる本体部５０の一側面に設けられ、徐々に下方に向かって傾斜し、その先端部がピストンロッド１８の外周面に当接すると共に、前記本体部５０との接続部位を支点としてロッドパッキン４２の半径方向へ撓曲自在に設けられる。
【００４０】
すなわち、リップ部５２は、その弾性作用下に先端部がピストンロッド１８の外周面に当接するように形成されている。
【００４１】
ヨーク５４は、ロッドカバー１４の他端部側（矢印Ａ方向）となる本体部５０の他側面において、側方に向かってそれぞれ突出し、外周面側及び内周面側に所定間隔離間して設けられる。外周側に設けられた一方のヨーク５４が、環状溝４０の底面に当接し、内周側に設けられた他方のヨーク５４が、ピストンロッド１８の外周面に当接する。
【００４２】
また、ヨーク５４の間に設けられる凹部６２には、シリンダ孔２２側から押し出された圧力流体が溜まることにより広がるように形成され、該圧力流体が環状溝４０を通じて外部へと漏出することを防止する。
【００４３】
第１〜第３シール部５６、５８、６０は、本体部５０の内周面、一側面及び外周面に対して所定高さで突出するように形成され、前記内周面に形成された第１シール部５６は、リップ部５２と同様にピストンロッド１８の外周面に当接し、該リップ部５２に対して所定間隔離間して設けられる。このように、第１シール部５６が、ピストンロッド１８の外周面に当接することにより、ロッド孔３８と前記ピストンロッド１８の外周面との間を通じた圧力流体の外部への漏出が防止される。
【００４４】
また、本体部５０の一側面に形成された第２シール部５８が前記環状溝４０の側面に当接し、外周面に形成された一組の第３シール部６０が前記環状溝４０の底面に当接する。
【００４５】
すなわち、ロッドパッキン４２を構成する本体部５０は、リップ部５２及び第１シール部５６がピストンロッド１８の外周面に当接し、第２シール部５８が環状溝４０の側面に当接し、且つ、第３シール部６０が、前記環状溝４０の底面に当接しているため、本体部５０は、前記ピストンロッド１８、環状溝４０に対して接触することなく、それぞれ所定間隔離間して設けられている。
【００４６】
通路６４は、図４に示されるように、本体部５０の周方向に沿って等間隔離間して複数（例えば、４本）設けられ、前記本体部５０の外周面と内周面との間を貫通すると共に、前記外周面においては、一組の第３シール部６０の間となる位置に通路６４が開口し、一方、前記内周面においては、リップ部５２と第１シール部５６との間となる位置に開口している。
【００４７】
また、通路６４は、ロッドパッキン４２を環状溝４０に装着した際、連通路４８及びサブポート４４と一直線上となる位置に形成される。すなわち、第３シール部６０を、通路６４の両側に設けることにより、サブポート４４から通路６４へと供給される圧力流体が、ロッドパッキン４２と環状溝４０との間から漏出してしまうことを防止する。
【００４８】
そして、本体部５０の内周側には、リップ部５２及び第１シール部５６に囲まれ、且つ、通路６４に連通した空間部（保持部）６６が設けられる。
【００４９】
本発明の第１の実施の形態に係る塵埃除去機構２０が適用された流体圧シリンダ１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、図１に示されるピストン１６がシリンダチューブ１２の壁部２４側（矢印Ｂ方向）に変位した状態を初期位置として説明する。
【００５０】
先ず、この初期位置において圧力流体供給源（図示せず）から圧力流体を第２ポート２８へと導入することにより、第２連通路３２を通じてシリンダ孔２２へと圧力流体が供給され、該圧力流体による押圧作用下にピストン１６がロッドカバー１４側（矢印Ａ方向）に向かって変位する。それに伴って、ピストンロッド１８がロッドカバー１４の他端部から外部へと徐々に突出するように変位していく。
【００５１】
この際、同時に、図示しない圧力流体供給源からサブポート４４へと圧力流体が供給され、連通路４８を通じて環状溝４０に導入された後、ロッドパッキン４２の通路６４を経て空間部６６へと供給される。この空間部６６は、圧力流体が供給され外部に導出されることがないため、所定圧力に加圧された状態で維持されている。
【００５２】
換言すれば、空間部６６は、常に大気圧と比較して高圧となる一定圧で維持されている。
【００５３】
そして、ピストン１６がさらにロッドカバー１４側（矢印Ａ方向）へと変位し、該ピストン１６が前記ロッドカバー１４の一端部に当接することにより、図５に示されるように、その変位が停止した変位終端位置となる。
【００５４】
次に、ピストン１６を、図５に示される変位終端位置から再び初期位置へと復帰させる場合には、第２ポート２８に供給されていた圧力流体を、図示しない切換装置を介して第１ポート２６へと供給することにより、シリンダ孔２２へと供給された圧力流体によってピストン１６がロッドカバー１４から離間する方向（矢印Ｂ方向）に向かって徐々に押圧される。この場合、第２ポート２８は大気開放状態にある。
【００５５】
そして、ピストン１６の変位に伴ってピストンロッド１８が徐々にロッドカバー１４及びシリンダチューブ１２の内部に引き込まれるように変位する。この際、外部に露呈していたピストンロッド１８の外周面には、大気中の塵埃等（例えば、粉体）が付着しているが、ピストンロッド１８の変位に伴ってロッドパッキン４２のリップ部５２によって除去されると共に、除去されずに残存した塵埃の一部は、リップ部５２の内部に進入した際、空間部６６に充填された圧力流体によって該リップ部５２側（矢印Ａ方向）に向かって押し出される。すなわち、例えば、粉体等の塵埃が、ロッドパッキン４２のリップ部５２によって除去されると共に、該リップ部５２の端部に堆積した塵埃によって前記リップ部５２がピストンロッド１８から離間する方向へと押し開かれた際に、空間部６６内に充填された圧力流体が導出されることによって吹き飛ばされさらなる進入が阻止される。
【００５６】
最後に、ピストン１６が壁部２４側（矢印Ｂ方向）に向かって変位し続けている間にも、サブポート４４からロッドパッキン４２の空間部６６に対して圧力流体が連続的に供給され続けているので、該空間部６６内に進入した塵埃が確実且つ好適に外部へと排除され、シリンダチューブ１２側（矢印Ｂ方向）へと進入することがない。そして、図１に示されるようにピストン１６が壁部２４に当接することにより、第１ポート２６からの圧力流体の供給が停止して初期位置となる。
【００５７】
以上のように、第１の実施の形態では、ロッドカバー１４において、圧力流体が常に供給されるサブポート４４を設け、該サブポート４４に供給された圧力流体をロッドパッキン４２に設けられた空間部６６へと導入している。このような構成とすることにより、ピストンロッド１８がロッドカバー１４内へと引き込まれるように変位する際、該ピストンロッド１８の外周面に付着した塵埃が、空間部６６内に進入することが防止することができ、しかも、前記塵埃がリップ部５２に溜まった場合に、堆積した塵埃によって前記リップ部５２がピストンロッド１８から離間する方向へと押し開かれることにより、該空間部６６内に供給されている圧力流体によって吹き飛ばされて外部へと確実に排出することができる。
【００５８】
その結果、ピストンロッド１８の外周面に付着した塵埃が、ロッドカバー１４を通じてシリンダチューブ１２の内部へと進入することが確実に阻止され、該塵埃が進入した際に懸念される流体圧シリンダ１０の動作不良を確実に回避することができるため、常にピストン１６及びピストンロッド１８を円滑に変位させることができ、しかも、その耐久性を向上させることが可能となる。
【００５９】
また、例えば、塵埃が、従来のスクレーパ等で完全に除去することが困難な粉体等の微粒子や、水、溶剤等の液体である場合でも、大気圧に対して高圧に維持された空間部６６と大気圧である外部との圧力差で前記塵埃の進入を阻止する構造であるため、前記塵埃の進入をより一層確実に阻止することが可能となる。
【００６０】
次に、第２の実施の形態に係る塵埃除去機構１０２が適用された流体圧シリンダ１００を図７及び図８に示す。なお、上述した第１の実施の形態に係る塵埃除去機構２０が適用された流体圧シリンダ１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００６１】
この第２の実施の形態に係る塵埃除去機構１０２では、ロッドパッキン４２へ供給される圧力流体の供給状態を切換可能な切換機構１０４を備えている点で、第１の実施の形態に係る塵埃除去機構２０と相違している。
【００６２】
この塵埃除去機構１０２は、第１ポート２６に連通した第１バイパス通路１０６と、第２ポート２８に連通した第２バイパス通路１０８と、前記第１バイパス通路１０６と前記第２バイパス通路１０８との間に設けられたバルブ室１１０と、前記バルブ室１１０の軸線方向に沿って変位自在に設けられ切換機構１０４を構成する切換バルブ（切換弁）１１２と、前記バルブ室１１０とロッドパッキン４２の装着された環状溝４０とを接続する導出通路１１４とを含む。
【００６３】
第１バイパス通路１０６は、第１ポート２６の側方に接続され、ロッドカバー１４側（矢印Ａ方向）に向かって延在し、第２バイパス通路１０８は、第２ポート２８に接続された第２連通路３２の途中からロッドカバー１４側（矢印Ａ方向）に向かって延在している。なお、第２バイパス通路１０８は、第１ポート２６に接続された第１連通路３０とは非連通に形成される。
【００６４】
バルブ室１１０は、ロッドカバー１４に形成され、軸線方向に沿って所定長さを有し、シリンダ本体側（矢印Ｂ方向）となる一端部には、第１バイパス通路１０６に接続された第１接続通路１１６が接続されると共に、他端部には、第２バイパス通路１０８に接続された第２接続通路１１８が接続される。
【００６５】
また、バルブ室１１０の下部には、軸線方向に沿った略中央部となる位置に導出通路１１４が接続され、ロッドカバー１４の内周側に向かって延在している。なお、この導出通路１１４は、第２接続通路１１８に対して非連通となるように形成される。
【００６６】
一方、バルブ室１１０の内部には、一端部と他端部との間を自在に変位する切換バルブ１１２が設けられ、第１接続通路１１６を通じてバルブ室１１０へと圧力流体が供給された場合には、該圧力流体によって押圧されて他端部側（第２接続通路１１８側）へと変位し、反対に、第２接続通路１１８を通じて前記バルブ室１１０へと圧力流体が供給された場合には、該圧力流体によって押圧されて一端部側（第１接続通路１１６側）へと変位する。これにより、第２接続通路１１８、又は、第１接続通路１１６が閉塞され、バルブ室１１０との連通が遮断されることとなる。
【００６７】
上述した塵埃除去機構１０２を備えた流体圧シリンダ１００では、図７に示される初期位置において、この初期位置において圧力流体供給源（図示せず）から圧力流体を第２ポート２８へと導入することにより、第２連通路３２を通じてシリンダ孔２２へと圧力流体が供給され、該圧力流体による押圧作用下にピストン１６がロッドカバー１４側（矢印Ａ方向）に向かって変位し、それに伴って、ピストンロッド１８がロッドカバー１４の他端部から外部へと徐々に突出するように変位していく。この場合、第１ポート２６は大気開放状態にある。
【００６８】
また、同時に、圧力流体の一部が、第２ポート２８から第２バイパス通路１０８及び第２接続通路１１８を通じてバルブ室１１０へと供給され、切換バルブ１１２を軸線方向に沿って一端部側（矢印Ｂ方向）へと押圧して変位させる。これにより、バルブ室１１０を介して第２接続通路１１８と導出通路１１４とが連通するため、圧力流体が前記導出通路１１４を通じてロッドパッキン４２側へと流通し、通路６４を通じて空間部６６に導入されていく。
【００６９】
そして、ピストン１６がさらにロッドカバー１４側へと変位し、該ピストン１６が前記ロッドカバー１４の一端部に当接することにより、その変位が停止した変位終端位置となる。
【００７０】
次に、ピストン１６を図８に示される変位終端位置から再び初期位置へと復帰させる場合には、第２ポート２８に供給されていた圧力流体を、図示しない切換装置を介して第１ポート２６へと供給することにより、図７に示されるように、シリンダ孔２２へと供給された圧力流体によってピストン１６がロッドカバー１４から離間する方向（矢印Ｂ方向）に向かって徐々に押圧される。それに伴って、ピストンロッド１８がロッドカバー１４の内部へと徐々に引き込まれるように徐々に変位していく。この場合、第２ポート２８は大気開放状態にある。
【００７１】
これと同時に、第１ポート２６に供給される圧力流体の一部が、該第１ポート２６から第１バイパス通路１０６及び第１接続通路１１６を通じてバルブ室１１０へと供給され、切換バルブ１１２を軸線方向に沿って他端部側、すなわち、第２接続通路１１８側（矢印Ａ方向）へと押圧して変位させる。これにより、バルブ室１１０を介して第１接続通路１１６と導出通路１１４とが連通するため、圧力流体が前記導出通路１１４を通じてロッドパッキン４２側へと流通し、通路６４を通じて空間部６６に導入される。
【００７２】
このように、ピストンロッド１８が徐々にロッドカバー１４及びシリンダチューブ１２の内部に引き込まれるように変位する際、外部に露呈していた前記ピストンロッド１８の外周面には、大気中の塵埃等が付着しているが、ピストンロッド１８の変位に伴ってロッドパッキン４２のリップ部５２によって除去されると共に、除去されずに残存した塵埃の一部は、リップ部５２の内部に進入した際、空間部６６に充填された圧力流体によって該リップ部５２側に向かって押し出される。すなわち、粉体等の塵埃が、ロッドパッキン４２のリップ部５２によって除去されると共に、該リップ部５２の端部に堆積した塵埃によって前記リップ部５２がピストンロッド１８から離間する方向へと押し開かれた際に、空間部６６内に充填された圧力流体が導出されることによって吹き飛ばされさらなる進入が阻止される。
【００７３】
そして、ピストン１６がさらに壁部２４側に向かって変位し続けている間にも、第１ポート２６からロッドパッキン４２の空間部６６に対して圧力流体が連続的に供給され続けているため、前記空間部６６内に塵埃等が進入することが防止され、且つ、該空間部６６内に進入した塵埃も確実且つ好適に外部へと排除されてシリンダチューブ１２側へと進入することがない。そして、図７に示されるようにピストン１６が壁部２４に当接することにより、第１ポート２６からの圧力流体の供給が停止して初期位置となる。
【００７４】
以上のように、第２の実施の形態では、第１及び第２ポート２６、２８に供給される圧力流体の一部を、切換バルブ１１２の切換作用下にロッドパッキン４２側へと供給し、該ロッドパッキン４２の空間部６６へと導入している。このような構成とすることにより、ピストンロッド１８がロッドカバー１４内へと引き込まれるように変位する際、該ピストンロッド１８の外周面に付着した塵埃が、空間部６６内に進入することを防止することができ、しかも、前記塵埃が前記空間部６６内に進入した場合には、該空間部６６内に供給されている圧力流体によって外部へと確実に排出することができる。
【００７５】
その結果、ピストンロッド１８の外周面に付着した塵埃が、ロッドカバー１４を通じてシリンダチューブ１２の内部へと進入することが確実に阻止され、該塵埃が進入した際に懸念される流体圧シリンダ１００の動作不良を確実に回避することができるため、常にピストン１６及びピストンロッド１８を円滑に変位させることができ、しかも、その耐久性を向上させることが可能となる。
【００７６】
また、上述した構成では、ピストン１６を変位させるための第１及び第２ポート２６、２８へと供給される圧力流体の一部を利用して塵埃等の除去を行うことができるため、該塵埃等の除去を行うための別のポート、圧力流体源及び配管等を準備する必要がなく、設備の簡素化を図ることができ、それに伴って、コストの削減を図ることができる。
【００７７】
さらに、例えば、塵埃が、従来のスクレーパ等で完全に除去することが困難な粉体等の微粒子や、水、溶剤等の液体である場合でも、大気圧に対して高圧に維持された空間部６６と大気圧である外部との圧力差で前記塵埃の進入を阻止する構造であるため、前記塵埃の進入をより一層確実に阻止することが可能となる。
【００７８】
さらに、図９に示される流体圧シリンダ１２０のように、ロッドカバー１４のロッド孔３８に、環状溝を介して潤滑剤の含有された潤滑部材１２２を設けるようにしてもよい。この潤滑部材１２２は、繊維が織り込まれた部材からなり、ロッドパッキン４２の装着される環状溝４０に対してシリンダチューブ１２側に設けられる。そして、ピストンロッド１８の外周面に摺接することによって好適に潤滑する。
【００７９】
そのため、潤滑部材１２２を、ロッドパッキン４２とシリンダチューブ１２との間に設けることにより、例えば、粉体等の塵埃によって失われたピストンロッド１８の潤滑性を保持することができる。
【００８０】
さらにまた、図１０に示される流体圧シリンダ１３０のように、ロッドカバー１４のロッド孔３８に、ロッドパッキン４２を挟むように潤滑保持部材１３２ａと、塵埃吸収部材１３２ｂを設けるようにしてもよい。このような構成とすることにより、ピストンロッド１８の外周面に付着した塵埃が、塵埃吸収部材１３２ｂによって捕捉されると共に、ロッドパッキン４２のリップ部５２に溜まり、該リップ部５２がピストンロッド１８から離間する方向に押し開かれることによって空間部６６内に充填された圧力流体で吹き飛ばされた塵埃が、前記塵埃吸収部材１３２ｂによって確実に確保される。そのため、塵埃が、ロッド孔３８を通じて流体圧シリンダ１３０の外部に排出されることが確実に回避され、例えば、前記流体圧シリンダ１３０をクリーンルーム等で用いる際に好適である。
【００８１】
またさらに、さらにまた、図１０に示される流体圧シリンダ１４０のように、上述した流体圧シリンダ１３０における潤滑保持部材１３２ａと塵埃吸収部材１３２ｂの間となる位置に、排出ポート１４２を設けるようにしてもよい。この排出ポート１４２は、ロッドカバー１４において、導出通路１１４の形成される側とは反対側となる外側面に開口し、該外側面からロッド孔３８まで貫通している。
【００８２】
このように、ロッド孔３８と連通し、ロッドカバー１４の外部まで延在する排出ポート１４２を設けることにより、ピストンロッド１８が前記ロッドカバー１４の内部に収容されるように変位し、前記ピストンロッド１８の外周面に付着した塵埃を、ロッドパッキン４２の内部へと進入させることなく、排出ポート１４２を通じて前記ロッドカバー１４の外部へと排出することができる。そのため、塵埃が、ロッド孔３８の内部に堆積してしまうことが回避され好適である。
【００８３】
また、例えば、排出ポート１４２に対して図示しない配管を接続することにより、流体圧シリンダ１４０をクリーンルーム等で用いる場合に、室内に塵埃が排出されることを回避できて好適である。
【００８４】
一方、図１２〜図１４に示される流体圧シリンダ１５０を構成するロッドパッキン１５２は、上方に向かって開口した第１通路１５４と、該第１通路１５４に対して直交するように横方向に延在する第２通路１５６と、前記第２通路１５６に接続され、該ロッドパッキン１５２の略中央部で下方に向かって折曲して延在する第３通路１５８と、前記第１通路１５４と第２通路１５６との接続部位に変位自在に設けられるボール１６０とを有する。なお、第１通路１５４は、導出通路１１４と連通している。
【００８５】
ボール１６０は、例えば、樹脂製材料から形成され、その第２通路１５６の内壁面１６２に対してその一部が挿入されるように設けられ、第１通路１５４と一直線上となる位置に配置される。また、ボール１６０には、前記内壁面１６２から上方への弾発力が付勢されているため、該弾発力によって上方へと押圧され、第１通路１５４の開口部に当接することによって該第１通路１５４と第２通路１５６との連通を遮断している。
【００８６】
また、ロッドパッキン１５２には、第２通路１５６とリップ部５２との間に窪み部１６４が設けられ、該窪み部１６４には、ロッドパッキン１５２の周方向に沿って等間隔離間した複数のリブ１６６が設けられている。このリブ１６６は、空間部６６において第２通路１５６の内壁面１６２とリップ部５２とを接続するように形成される。
【００８７】
そして、上述したロッドパッキン１５２を備えた流体圧シリンダ１５０では、導出通路１１４から第１通路１５４へと圧力流体が供給されていない場合には、図１４Ａに示されるように、ボール１６０が前記第１通路１５４の開口部に当接して該第１通路１５４と第２通路１５６との連通状態が遮断されており、該導出通路１１４に前記圧力流体が供給され、その圧力が高まるのに伴って、図１４Ｂに示されるようにボール１６０が弾発力に抗して下方へと押圧され、第２通路１５６の内壁面１６２が窪み部１６４を挟んで下方へと変形することにより、第１通路１５４と第２通路１５６との連通遮断状態が解除される。これにより、第１通路１５４に供給された圧力流体が第２通路１５６、第３通路１５８を経て空間部６６へと供給されることとなる。この際、ボール１６０に対する押圧力は、第１通路１５４から供給される圧力流体の圧力Ｐ１に対して第１通路１５４の断面積を乗した大きさとなる。
【００８８】
そして、第１通路１５４に供給される圧力流体の圧力Ｐ１が低下することにより、第２通路１５６の内壁面１６２から付勢される弾発力Ｆ（図１４Ｂ参照）と第２通路１５６内に導入された圧力流体の圧力Ｐ２（図１４Ｂ参照）とが、前記圧力流体の圧力Ｐ１に打ち勝って、ボール１６０が上方へと押し上げられ、該ボール１６０によって第１通路１５４と前記第２通路１５６との間の間隙が徐々に絞られる。これにより、第１通路１５４から第２通路１５６を経て第３通路１５８、空間部６６へと流通する圧力流体の流量が減少することとなる。
【００８９】
このように、ロッドパッキン１５２の内部に、供給される圧力流体の圧力に応じて空間部６６へ供給される該圧力流体の圧力を調整可能な減圧機構１６８を設けることにより、第１又は第２ポートに供給され、ピストンを変位させるための圧力流体を減圧してロッドパッキン１５２の空間部６６へと供給することが可能となる。その結果、シリンダ孔２２に供給される圧力流体の圧力と、ロッドパッキン１５２の空間部６６へと供給される圧力流体とをそれぞれ別に設定することができて好適である。
【００９０】
また、ロッドパッキン１５２において、ボール１６０の形状、リブ１６６の形状、第１通路１５４の断面積等を自在に変更することにより、空間部６６へと供給される圧力流体の圧力を自在に調整することができる。
【００９１】
なお、本発明に係る流体圧シリンダの塵埃除去機構は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、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】
【００９２】
１０、１００、１２０、１３０、１４０、１５０…流体圧シリンダ
１２…シリンダチューブ              １４…ロッドカバー
１６…ピストン                      １８…ピストンロッド
２０、１０２…塵埃除去機構          ２２…シリンダ孔
２６…第１ポート                    ２８…第２ポート
３８…ロッド孔                      ４０…環状溝
４２、１５２…ロッドパッキン        ４４…サブポート
５０…本体部                        ５２…リップ部
６４…通路                          ６６…空間部
１０４…切換機構                    １０６…第１バイパス通路
１０８…第２バイパス通路            １１０…バルブ室
１１２…切換バルブ                  １１４…導出通路
１２２…潤滑部材                    １３２ａ…潤滑保持部材
１３２ｂ…塵埃吸収部材              １４２…排出ポート
１６０…ボール                      １６８…減圧機構
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2011158039.tif 000012
【図１１】
2011158039.tif 000013
【図１２】
2011158039.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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