(57)【要約】【課題】  本発明は、製造が容易で精度良くピストンストロークの変更が可能な流体圧シリンダを提供することを課題とする。【解決手段】  本発明による流体圧シリンダにおいては、内部に円筒状のシリンダ室を備えたシリンダブロックと、前記シリンダ室内を２つの圧力室に区画するピストン及び前記ピストンに連結され前記ピストン動作圧力を出力するピストンロッドとを備えたピストンアセンブリと、前記ピストンロッドを摺動自在に保持し前記ピストン端部位置を規制するために前記ピストンロッド周囲に配置され前記シリンダブロックに対して回動自在に保持されたストッパアセンブリと、前記ストッパアセンブリと前記シリンダブロックとを螺合する螺合手段とからなることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に円筒状のシリンダ室を備えたシリンダブロックと、前記シリンダ室内を２つの圧力室に区画するピストン及び前記ピストンに連結され前記ピストン動作圧力を出力するピストンロッドとを備えたピストンアセンブリと、前記ピストンロッドを摺動自在に保持し前記ピストン端部位置を規制するために前記ピストンロッド周囲に配置され前記シリンダブロックに対して回動自在に保持されたストッパアセンブリと、前記ストッパアセンブリと前記シリンダブロックとを螺合する螺合手段とからなることを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項２】
前記シリンダブロックは複数の部材から構成され、気密を維持しつつ前記ストッパアセンブリに対する軸受及び螺合部材を備えていることを特徴とする請求項１記載の流体圧シリンダ。
【請求項３】
前記ストッパアセンブリは、ストッパ部材と前記ストッパ部材に連結されシリンダ外部に延伸されたスプライン部材と、前記スプライン部材を回動させるための回転伝達部材とからなることを特徴とする請求項１または２記載の流体圧シリンダ。
【請求項４】
前記スプライン部材と前記回動伝達部材とは相互回転不可かつ軸方向の摺動可能に連結されていることを特徴とする請求項３に記載の流体圧シリンダ。
【請求項５】
前記ストッパアセンブリは、回転発生手段により駆動されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の流体圧シリンダ。
【請求項６】
前記シリンダブロックの少なくとも一部が引抜加工または押出加工により形成された部材からなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の流体圧シリンダ。
【請求項７】
前記螺合手段がボールネジであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の流体圧シリンダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、空気等の流体圧力を使用してピストンロッドを往復動させ、その出力を利用する流体圧シリンダに関する。
【背景技術】
【０００２】  空気圧または油圧を利用して往復動出力を得るアクチュエータとして、従来から流体圧シリンダが知られており、このシリンダに関して多くの提案がなされている。【０００３】  例えば特許文献１には、シリンダ本体と、ピストン及びピストンロッドとの備えた軸部材と、可動ストッパと回転調整つまみとを有し、この回転調整つまみにより前記ストッパを移動させて前記軸部材のストローク端位置を調整する流体圧シリンダが開示されている。このシリンダにおいては、回転調整つまみによりストッパの位置を変更することができるが、つまみが手動であり正確な位置調整が困難であるという問題点がある。また、可動ストッパがネジによりシリンダ本体に直接接続されているため、ネジの遊びによる位置のバラツキが生じるという問題点もある。【０００４】  また、特許文献２には停止位置の変更可能な空気圧シリンダとして、シリンダチューブ内に、ピストンの摺動方向に位置調整可能なエンドブロックを気密に嵌挿し、このエンドブロックのピストン摺動方向への摺動を案内する案内手段を設けると共に、このブロックの周囲にネジを設けて、そのネジに螺合するウォームホイールにウォームを噛合させ、このウォームをステッピングモータにより駆動する技術が開示されている。このシリンダではエンドブロックがモータにより駆動されるため、位置制御が容易にできるという利点はあるが、エンドブロックがネジによりウォームホイールに連結されさらにこのウォームホイールがウォームに噛合駆動されるため、ネジの遊びによる位置のバラツキが生じるという問題点がある。【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１７６８８８号公報
【特許文献２】特公平７−９４８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、製造が容易で精度良くピストンストロークの変更が可能な流体圧シリンダを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  上述の課題を解決するため本発明による流体圧シリンダにおいては、内部に円筒状のシリンダ室を備えたシリンダブロックと、前記シリンダ室内を２つの圧力室に区画するピストン及び前記ピストンに連結され前記ピストン動作圧力を出力するピストンロッドとを備えたピストンアセンブリと、前記ピストンロッドを摺動自在に保持し前記ピストン端部位置を規制するために前記ピストンロッド周囲に配置され前記シリンダブロックに対して回動自在に保持されたストッパアセンブリと、前記ストッパアセンブリと前記シリンダブロックとを螺合する螺合手段とからなることを特徴とする。【０００８】  前記シリンダブロックは複数の部材から構成され、気密を維持しつつ前記ストッパアセンブリに対する軸受及び螺合部材を備えていることが望ましい。【０００９】  前記ストッパアセンブリは、ストッパ部材と前記ストッパ部材に連結されシリンダ外部に延伸されたスプライン部材と、前記スプライン部材を回動させるための回転伝達部材とからなることが好適である。また、前記スプライン部材と前記回動伝達部材とは相互回転不可かつ軸方向の摺動可能に連結されていることが好ましい。【００１０】  前記ストッパアセンブリは、回転発生手段により駆動されることが望ましく、前記ストッパアセンブリの少なくとも一部が引抜加工または押出加工により形成された部材からなることがより好適である。【００１１】  前記ストッパアセンブリと前記シリンダブロックとを螺合する前記螺合手段は、ボールネジであることが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】  本発明による流体圧シリンダでは、ストッパアセンブリがストッパ部材とストッパ部材から延伸されたスプライン部材、及びこのズプライン部材を回動させるための回転伝達部材とからなっていて、この回転伝達部材をベアリングによりシリンダブロックに回転自在に保持した上でストッパ部材とスプライン部材が軸方向に摺動するため、ストッパの位置を精度良く調整することが可能となる。さらに、シリンダブロックの部材として引抜加工または押出加工による素材を用い、螺合手段をボールネジとすることにより、位置精度をさらに高めることができる。また、シリンダ部材を複数の部材から構成したことにより、ストッパアセンブリに対するベアリングや螺合部材として市販の製品を組み込むことが可能となるため、シリンダの製造が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例】
【００１３】  以下、本発明の好適な実施例について図面に基づいて説明する。図１は本発明による流体圧シリンダの実施例を示す全体断面図である。本シリンダの全体構成としては、内面が円筒状に形成されたシリンダブロック１の端部がヘッドカバー９により、また反対側端部がストッパヘッド４４を備えたストッパアセンブリ（後述）の一部をなすストッパヘッド４４によりそれぞれ密閉されており、このシリンダブロック１内に片側端部にピストンヘッド６１とピストンロッド２からなるピストンアセンブリが摺動自在に装着されている。ピストンロッド２はストッパアセンブリを貫通して外部まで延長され、ピストンヘッド６１の動作を外部に伝達する。一方、ストッパアセンブリ３はシリンダブロック１に対して回転自在に装着されており、回転によりシリンダブロック１の軸方向に移動できるように構成されている。ストッパアセンブリ３のストッパヘッド４４と反対側端部はシリンダブロック１より外部に延出されており、回転伝達機構（後述）を介してモータ８に連結されている。【００１４】  ピストンアセンブリは円筒状ピストンロッド２の片側端部にやはり円筒状のピストンヘッド６１が装着されている。ピストンヘッド６１の外径はシリンダブロック１の内径よりも若干小さく形成されており、外周にサポートウェアリング１７、マグネット６２及びピストンパッキン６３が装着されている。サポートウェアリングの外径はシリンダブロック１の内径に適合して摺動自在に構成されている。ピストンパッキン６３はピストンヘッド６１の左右を気密に隔離するよう配置されている。ピストンヘッド６１の両端にはさらにバンパ６４が配置されており、ピストンヘッド６１が動作した際にヘッドカバー９或いはストッパヘッド４４に当接する衝撃を緩和する。また、ピストンヘッド６１にマグネット６２を配置したことにより、磁力によってシリンダ外部よりピストン位置を検出して外部へ信号を取り出すことができる。【００１５】  シリンダブロック１は内面が円筒状に形成されたシリンダ室２２を備え、端部がヘッドカバー９とヘッドカバーＯリング１５により気密に封止され、内部にピストンアセンブリ２が収納されている。シリンダ室２２にはまた、ピストンアセンブリ２に挿通されたストッパアセンブリ３も収納されている。このストッパアセンブリ３とピストンアセンブリ２とは回動かつ摺動自在に、しかも気密に配置されている。ストッパアセンブリ３は、ベアリング５によりシリンダブロック１に回転自在に保持されており、また部分的にボールネジ雄ネジが形成されていてシリンダブロック１に固定されたボールネジ雌ネジ部材４と螺合している。ストッパアセンブリ３はさらに、シリンダブロック１の外部において回転伝達機構に連結されている。回転伝達機構は、プーリーＡ６、ベルト（図示してない）及びプーリーＢ７からなっている。シリンダブロック１にはプーリーＡ６が固定されており、ベルト（図示してない）によりプーリーＢ７と連結されている。プーリーＢ７はステッピングモータ等の回転発生手段８に接続されている。回転発生手段８は、シリンダブロック１から伸びる取付けプレート２８に固定されている。【００１６】  上記実施例のシリンダブロック１の詳細���み立て図を図２に示した。シリンダブロック１は、シリンダ本体２１、ボールネジホルダ２３、アダプタ２５及び取付けプレート２８からなっている。シリンダ本体２１には連結突起部３０が形成されており、ボールネジホルダ２３内にボールネジ雌ネジ部材４を収納した後に嵌合して結合する。ボールネジホルダ２３はさらに、接続口３１においてアダプタ２５と結合される。このアダプタ２５内のアダプタ室２６は、ピストンアセンブリ２が挿通可能な径に形成されている。アダプタ２５は、取付けプレート２８のベアリング室２９にベアリング５を収納した後に嵌合結合される。シリンダ本体２１、ボールネジホルダ２３及びアダプタ２５の結合については、図示してないが各々の部材を貫通する複数の穴を設け、ボルト等により固定することで行うことができる。また、アダプタ２５と取付けプレート２８との結合は、アダプタ２５を通して取付けプレート２８にボルト１３を締め付けることにより行うことができる。シリンダブロック１を複数の部材から構成したことにより、シリンダ本体２１を軸方向にほぼ同一の外形及び内径に形成することができるため、アルミニウム等の引抜加工或いは押出加工による精度の高い部材を使用することが可能となる。【００１７】  上記実施例におけるストッパアセンブリ３の詳細組み立て図を図３に示した。ストッパ本体４１は片側にストッパヘッド４４が形成されており、内部はピストンロッド室４２を設けて中空としてある。ピストンロッド室４２はピストンアセンブリ２が挿通可能な径に形成されていて、ロッドパッキン７１によりピストンロッド２との気密を確保する。ストッパヘッド４４の外径はシリンダブロック１の内径よりも若干小さく形成されており、外周にウェアリング７２及びストッパパッキン７３が装着されている。ウェアリング７２の外径はシリンダブロック１の内径に適合して摺動自在に構成されており、ストッパパッキン７３によりシリンダブロック１との気密を確保している。また、このストッパ本体４１上にはボールネジ雄ネジが形成されており、ボールネジホルダ２３内に収納されるボールネジ雌ネジ部材４と螺合される。さらに、ストッパ本体４１のストッパヘッド４４と反対側端部には雄ネジ接続部４３が設けてあり、スプラインシャフト４５の雌ネジ接続部４８に螺合結合される。スプラインシャフト４５も中空とされており、ピストンアセンブリ２が挿通可能な径に形成されている。【００１８】  カップリングホルダ５１は片側端部がベアリング５の内径に適合した外径に形成されており、取付けプレート２８内に配置されたベアリング５に挿入後ストップリング等により回転可能に固定される。一方、カップリングホルダ５１の反対側端部にはリニアボールベアリング室５２が設けてあり、リニアボールベアリング５４を挿入固定できるように形成されている。リニアボールベアリング５４の内部はスプライン受入れ室５５が設けてあり、スプラインシャフト４５の外径に適合するように形成されているが、複数の軸方向突起（図示してない）が設けてあり、スプラインシャフト４５に設けた複数の軸方向溝（図示してない）と嵌合するように構成されている。従って、スプラインシャフト４５がカプラ５４を通してカップリングホルダ５１に挿通された際には、スプラインシャフト４５は軸方向には摺動自在であるが、カップリングホルダ５１との相互回転はキーにより規制されるように構成されている。これによって、カップリングホルダ５１の回転がスプラインシャフト４５を介してストッパ本体４１に伝達される。【００１９】  この実施例による流体シリンダのストッパ４４を軸方向に移動させるには、モータ８を規定量だけ回転させる。この回転はプーリーＢ７からベルト及びプーリーＡ６を介してカップリングホルダ５１に伝達される。この回転はさらにカプラ５４及びスプラインシャフト４５を介してストッパ本体４１に伝達される。ストッパ本体４１にはボールネジ雄ネジが形成されており、シリンダブロック１に固定されたボールネジ雌ネジ部材４と螺合しているため、ボールネジの溝に従ってスプラインシャフト４５とストッパ本体４１が軸方向に移動することになる。【００２０】  ストッパアセンブリ３の回転はカップリングホルダ５１が規制し、ストッパ４４の軸方向の移動はボールネジにより行うため、回転と軸方向移動が別駆動となり精度の高い調整が可能となる。【００２１】  図１は、ピストンヘッド６１がシリンダ室２２の右端（後退端）に位置している状態である。シリンダ室２２は実際にはピストンヘッド６１上のピストンパッキン６３により圧力室２２ａ及び２２ｂ（便宜上これらの圧力室番号は図２に示した）に区画されている。この状態では、第１ポート１１は圧力室２２ａに連通しており、第２ポート１２は圧力室２２ｂに連通しているため、第１ポート１１より圧縮空気等の流体を供給してピストンパッキン６３の右側の圧力室２２ａ圧力を上昇させ、第２ポートより流体を排出してピストンパッキン６３の左側の圧力室２２ｂ圧力を減少させると、ピストンヘッド６１を左方へ駆動することができる。ピストンヘッド６１はストッパヘッド４４に当接したところで停止する（前進端）。従って、ストッパヘッド４４の位置を上述のようにモータ８の回転により制御することにより、ピストンヘッド６１のストロークを調整することができる。ただし、ピストンヘッド６１が前進端に達した際には、第２ポート１２と圧力室２２ｂが連通する必要があるため、ピストンパッキン６３の位置は第２ポート１２より右側になければならない。また、ストッパヘッド４４の位置は常に第２ポート１２より左側になければならない。この範囲において、ストッパアセンブリ３の位置を調整できる。【００２２】  上記実施例は本発明の好適な実施態様の一部であり、本発明の精神を逸脱しない範囲において多くの改変をなし得ることは言うまでもない。例えば、上記実施例においてはシリンダブロックの横にモータを配置し、プーリーとベルトによりカップリングホルダを駆動したが、カップリングホルダにモータを組み込むことも可能である。また、ヘッド側カバーへ同機構を形成することで、左右のストローク調整を行うことも可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】  本発明によれば、製造が容易で精度良くピストンストロークの変更が可能な流体圧シリンダを提供することが可能となるため、流体圧シリンダの向上に貢献できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本は発明による流体圧シリンダの実施例を示す全体断面図である。
【図２】図１に示した実施例のシリンダブロックの詳細を示す組立断面図である。
【図３】図１に示した実施例のストッパアセンブリの詳細を示す組立断面図である。
【符号の説明】
【００２５】１    シリンダブロック
２    ピストンロッド
３    ストッパアセンブリ
４    ボールネジ雌ネジ部材
５    ベアリング
６    プーリーＡ
７    プーリーＢ
８    モータ
９    ヘッドカバー
１１  第１ポート
１２  第２ポート
１３  固定ボルト
１４  止め輪
１５  ヘッドカバーＯリング
１６  ストップリング
１７  サポートウェアリング
１８  止めネジ
２１  シリンダ本体
２２  シリンダ室
２２ａ、２２ｂ  圧力室
２３  ボールネジホルダ
２４  ボールネジ室
２５  アダプタ
２６  アダプタ室
２７  接続突起部
２８  取付けプレート
２９  ベアリング室
３０  連結突起部
３１  接続口
４１  ストッパ本体（ボールネジ本体）
４２  ピストンロッド室
４３  雄ネジ接続部
４４  ストッパヘッド
４５  スプラインシャフト
４６  ピストンロッド室
４７  ストッパ受入れ室
４８  雌ネジ接続部
５１  カップリングホルダ
５２  リニアボールベアリング室
５３  スプライン受入れ室
５４  リニアボールベアリング
５５  スプライン受入れ室
６１  ピストンヘッド
６２  マグネット
６３  ピストンパッキン
６４  バンパ
７１  ロッドパッキン
７２  ウェアリング
７３  ストッパパッキン
８１  ワッシャ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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