(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且つ安定的に除去し、シリンダ本体への進入を防止する。【解決手段】流体圧シリンダ１０を構成するシリンダチューブ１２の端部には、ロッドカバー１４が設けられ、そのロッド孔４２にはピストンロッド１８が挿通される。このロッドカバー１４には、内周面に形成された装着溝５０を介してスクレーパ５８と、該スクレーパの内部に装着される環状のリング体６６が設けられる。スクレーパ５８は、自己潤滑性を有した樹脂製材料から断面Ｕ字状に形成され、その内部に弾性材料から断面円形状に形成されたリング体６６が挿入される。そして、スクレーパ５８の内筒部６４が、ピストンロッド１８の外周面１８ａに摺接すると共に、該内筒部６４が、リング体６６の弾性力によって前記外周面１８ａ側に押圧される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力流体が内部に導入されるシリンダ本体と、該シリンダ本体の内部に変位自在に設けられたピストンと、該ピストン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を変位自在に保持するロッドカバーとを備えた流体圧シリンダにおいて、前記ピストンロッドに付着した塵埃を除去する塵埃除去構造であって、
前記ロッドカバーには、樹脂製材料から弾性変形自在に形成され、前記ピストンロッドの外周面に摺接するスクレーパと、
前記スクレーパの内部に設けられ、該スクレーパを前記外周面側に向かって押圧する弾性を有した弾性部材と、
を備えることを特徴とする流体圧シリンダに用いられる塵埃除去構造。
【請求項２】
請求項１記載の塵埃除去構造において、
前記スクレーパは、前記ピストンロッドの変位方向に開口した断面Ｕ字状に形成されることを特徴とする流体圧シリンダに用いられる塵埃除去構造。
【請求項３】
請求項１又は２記載の塵埃除去構造において、
前記弾性部材は、断面円形状のリング状に形成されることを特徴とする流体圧シリンダに用いられる塵埃除去構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の塵埃除去構造において、
前記スクレーパは、自己潤滑性を有した樹脂製材料から形成されることを特徴とする流体圧シリンダに用いられる塵埃除去構造。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の塵埃除去構造において、
前記ピストンロッドの外周面には、被膜層が設けられることを特徴とする流体圧シリンダに用いられる塵埃除去構造。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の塵埃除去構造において、
前記ロッドカバーには、前記ピストンロッドの外周面に臨み、該外周面を潤滑する潤滑剤が保持される保持空間を備えることを特徴とする流体圧シリンダに用いられる塵埃除去構造。
【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シリンダ本体の内部に沿ってピストンを変位させる流体圧シリンダに用いられ、前記シリンダ本体内への塵埃等を進入を防止する塵埃除去構造に関する。
【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。また、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し、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。そのため、ロッドカバーの内周面には、このような塵埃を除去する目的でスクレーパが装着され、該スクレーパが前記ピストンロッドの外周面に摺接している。
【０００４】
そして、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、例えば、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が除去される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２１８３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したようなスクレーパは、一般的に、ゴム等の弾性材料から形成されており、該弾性材料の弾性力を利用してピストンロッドの外周面に対して摺接させている。しかしながら、弾性材料の弾性力のみでは、スクレーパをピストンロッドに対して長期にわたって安定的に押し付けておくことが難しい。その結果、スクレーパの押圧力が不安定又は不十分となった場合に、塵埃等が十分に除去されることなくピストンロッドと共にシリンダ本体の内部へと進入してしまうことが懸念される。
【０００７】
また、スクレーパがピストンロッドに対して摺接することによって外周面に付着した塵埃等を除去する際、同時に、前記外周面を潤滑する目的で塗布された潤滑剤を除去してしまうことが懸念され、その結果として、前記ピストンロッドとロッドカバーとの間の潤滑性が低下することが想定される。この場合、ピストンロッドを含むピストンが変位する際の変位抵抗が増加し、円滑に変位させることが困難となる。
【０００８】
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且つ安定的に除去し、シリンダ本体への進入を防止可能な流体圧シリンダに用いられる塵埃除去構造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】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、圧力流体が内部に導入されるシリンダ本体と、該シリンダ本体の内部に変位自在に設けられたピストンと、該ピストン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を変位自在に保持するロッドカバーとを備えた流体圧シリンダにおいて、前記ピストンロッドに付着した塵埃を除去する塵埃除去構造であって、
前記ロッドカバーには、樹脂製材料から弾性変形自在に形成され、前記ピストンロッドの外周面に摺接するスクレーパと、
前記スクレーパの内部に設けられ、該スクレーパを前記外周面側に向かって押圧する弾性を有した弾性部材と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、流体圧シリンダを構成するロッドカバーにおいて、樹脂製材料からなり、前記ロッドカバーによって変位自在に保持されたピストンロッドの外周面に摺接するスクレーパを設けると共に、前記スクレーパの内部に、弾性を有した弾性部材を設けている。また、スクレーパが、弾性変形自在に形成され、一方、弾性部材は、スクレーパをピストンロッドの外周面側に向かって押圧可能な弾性を有している。
【００１１】
従って、スクレーパをピストンロッドの外周面に摺接させる際、弾性部材の弾性によって前記スクレーパを前記外周面側へと好適に押圧することができるため、該スクレーパを確実且つ安定的に摺接させることが可能となる。その結果、スクレーパによる塵埃除去機能が、長期間にわたって安定的に得られ、前記ピストンロッドの外周面に付着した塵埃を確実に除去し、シリンダ本体内に進入することを防止できる。
【００１２】
また、スクレーパを、ピストンロッドの変位方向に開口した断面Ｕ字状に形成するとよい。さらに、弾性部材を、断面円形状のリング状に形成するとよい。
【００１３】
さらにまた、スクレーパを、自己潤滑性を有した樹脂製材料から形成することにより、ピストンロッドの外周面に摺接させた場合における摺動抵抗を低減させることができ、例えば、前記外周面における潤滑が不十分な場合でも前記ピストンロッドを円滑に変位させることができる。
【００１４】
またさらに、ピストンロッドの外周面に、被膜層を設けるとよい。これにより、被覆層によってピストンの外周面とスクレーパとの間における接触抵抗がより一層低減され、前記ピストンロッドをより一層円滑に変位させることができると共に、該ピストンロッドの防錆性及び耐久性を向上させることができる。
【００１５】
また、ロッドカバーには、ピストンロッドの外周面に臨み、該外周面を潤滑する潤滑剤の保持される保持空間を備えるとよい。これにより、保持空間において潤滑剤を長期間にわたって安定的に保持することができると共に、前記潤滑剤によってピストンロッドの外周面に付着した塵埃等を内部に取り込んで除去することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１７】
すなわち、流体圧シリンダを構成するロッドカバーにおいて、樹脂製材料からなり、前記ロッドカバーによって変位自在に保持されたピストンロッドの外周面に摺接するスクレーパを設けると共に、前記スクレーパの内部に、弾性を有した弾性部材を設けることにより、スクレーパをピストンロッドの外周面に摺接させる際、弾性部材の弾性によって前記スクレーパを前記外周面側へと好適に押圧することができるため、該スクレーパを確実且つ安定的に摺接させることが可能となる。その結果、スクレーパによる塵埃除去機能が、長期間にわたって安定的に得られ、前記ピストンロッドの外周面に付着した塵埃を確実に除去し、シリンダ本体内に進入することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る塵埃除去構造が適用された流体圧シリンダの全体断面図である。
【図２】図１におけるロッドカバーの近傍を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係る流体圧シリンダに用いられる塵埃除去構造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。
【００２０】
図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る塵埃除去構造が適用された流体圧シリンダを示す。
【００２１】
この流体圧シリンダ１０は、図１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に付着した塵埃等を除去可能な塵埃除去機構２０とを含む。
【００２２】
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）に沿った延在したシリンダ孔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前記シリンダ孔２２を閉塞している。
【００２３】
また、シリンダチューブ１２の外側面には、圧力流体の供給・排出される第１ポート２６及び第２ポート２８が形成される。第１ポート２６は、シリンダチューブ１２の一端部近傍に設けられ、一方、第２ポート２８は、前記シリンダチューブ１２の他端部近傍に設けられ、それぞれ図示しない配管及び切換装置を介して圧力流体源に接続されている。そして、第１及び第２ポート２６、２８は、シリンダ孔２２側に向かって延在する連通路３０を通じて前記シリンダ孔２２と連通している。
【００２４】
ロッドカバー１４は、小径部３２と、該小径部３２に隣接した大径部３４とを有し、前記小径部３２が、シリンダチューブ１２における壁部２４側（矢印Ｂ方向）となるように配置される。そして、小径部３２と大径部３４との間に形成された段付部が、前記シリンダ孔２２の一端部に形成された段差に係合されることにより、シリンダ孔２２に対して位置決めされる。また、ロッドカバー１４は、シリンダ孔２２の内周面に形成された環状溝に係止リング４０を装着することにより、該係止リング４０が前記大径部３４の端面３４ａに当接し、前記ロッドカバー１４がシリンダ孔２２の開口部側（矢印Ａ方向）へと移動することが阻止された状態で固定される。
【００２５】
また、ロッドカバー１４の中央部には、図１及び図２に示されるように、軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って貫通したロッド孔４２が形成され、前記ロッド孔４２にはピストンロッド１８が挿通される。すなわち、ロッド孔４２は、小径部３２及び大径部３４を貫通するように形成されている。一方、小径部３２の外周面には、環状溝を介してＯリング４４が装着され、シリンダ孔２２の内周面に当接している。
【００２６】
一方、ロッド孔４２の内周面には、小径部３２の内周側となる位置に形成されたパッキン溝４６を介してロッドパッキン４８が装着される。このロッドパッキン４８は、例えば、ゴム等の弾性材料から断面Ｖ字状且つ環状に形成され、開口した部位がピストン１６側（矢印Ｂ方向）となるように配置されている。
【００２７】
また、ロッド孔４２の内周面には、塵埃除去機構２０が設けられ、大径部３４の端面３４ａ側（矢印Ａ方向）に向かって開口した環状の装着溝５０が形成される。装着溝５０は、大径部３４の端面３４ａ側（矢印Ａ方向）に形成される第１溝部５２と、ロッドパッキン４８側（矢印Ｂ方向）に形成される第２溝部５４と、前記第１溝部５２と前記端面との間に形成される挿入口５６とからなる。
【００２８】
第１溝部５２は、断面略矩形状で、ロッドパッキン４８の装着されるパッキン溝４６より大径に形成され、その内部には断面Ｕ字状で環状に形成されたスクレーパ５８が装着される。スクレーパ５８は、例えば、自己潤滑性を有した樹脂製材料から形成され、第１溝部５２の外周面に当接する外筒部６０と、該外筒部６０に対して直角に折曲して半径内方向に延在する接続部６２と、前記接続部６２に対して折曲し、半径内方向に向かって所定角度傾斜した内筒部６４とから構成される。換言すれば、内筒部６４は、接続部６２に接続された部位を基点として徐々に外筒部６０から離間するように傾斜している。
【００２９】
また、スクレーパ５８は、接続部６２に対して内筒部６４及び外筒部６０が略同一方向に突出するように形成され、前記内筒部６４は、接続部６２との接続部位を基点として、外筒部６０に接近・離間する方向（図２中、矢印Ｃ方向）、すなわち、半径方向に弾発力を有している。
【００３０】
そして、スクレーパ５８は、大径部３４の端面３４ａ側（矢印Ａ方向）に向かって開口するように装着されると共に、内筒部６４の先端が、スクレーパ５８の弾発作用下にロッド孔４２に挿通されたピストンロッド１８の外周面１８ａに対して押圧され摺接している。この際、内筒部６４の先端は、ピストンロッド１８の外周面１８ａに対して所定圧力で斜めに押し付けられている。
【００３１】
一方、スクレーパ５８の内部には、例えば、ゴム等の弾性材料から断面円形状に形成されたリング体６６が設けられる。詳細には、リング体６６は、その外周面が外筒部６０、内筒部６４及び接続部６２に対してそれぞれ当接するように装着される。
【００３２】
このリング体６６の断面直径Ｄは、スクレーパ５８における外筒部６０と内筒部６４との離間距離Ｌより大きくなるように設定される（図２中、Ｄ＞Ｌ）。詳細には、リング体６６の外周面が、スクレーパ５８における接続部６２に当接した状態で、外筒部６０と内筒部６４を互いに離間する方向に押圧可能な断面直径Ｄで形成され、前記外筒部６０と内筒部６４との間で若干だけ押し潰された状態で装着されている。
【００３３】
第２溝部５４は、第１溝部５２の側面に対してロッドパッキン４８側（矢印Ｂ方向）へと延在し、且つ、前記第１溝部５２及びパッキン溝４６の内周径より小径で形成される。そして、第２溝部５４、スクレーパ５８の内筒部６４とピストンロッド１８の外周面１８ａとの間に設けられた空間（保持空間）６８に、例えば、グリス等の粘性を有した潤滑剤７０が充填される。すなわち、第２溝部５４は、ピストンロッド１８とロッドカバー１４との間の潤滑を営む潤滑剤７０の充填される充填空間として機能する。
【００３４】
これにより、ピストンロッド１８の外周面１８ａが、ロッド孔４２において潤滑剤７０で覆われ、空間６８を通過することによって前記外周面１８ａに対して前記潤滑剤７０が塗布されることとなる。
【００３５】
挿入口５６は、第１溝部５２の内周径より若干だけ小径で形成されると共に、該第１溝部５２から大径部３４の端面３４ａ側（矢印Ａ方向）に向かって徐々に内周径が拡径するように形成される。すなわち、挿入口５６の内周径は、第１溝部５２側（矢印Ｂ方向）が最も小さくなるように設定されている。このように、挿入口５６を、第１溝部５２の内周径より小さく形成することにより、該第１溝部５２に装着されたスクレーパ５８が該挿入口５６を通じて外部に脱抜することが防止される。また、挿入口５６を、第１溝部５２側（矢印Ｂ方向）に向かって徐々に縮径するテーパ状とすることにより、スクレーパ５８及びリング体６６を第１溝部５２に対して挿入する際に容易となる。
【００３６】
すなわち、上述したスクレーパ５８、リング体６６及び潤滑剤７０が、ピストンロッド１８の外周面１８ａに付着した塵埃等を除去可能な塵埃除去機構２０として機能する。
【００３７】
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７２及び磁性体７４がそれぞれ装着される。そして、ピストンパッキン７２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、一方、シリンダチューブ１２の外側面に設けられた位置検出センサ（図示せず）によって前記磁性体７４の位置を検出することにより、シリンダチューブ１２内におけるピストン１６の変位位置、変位量が確認される。
【００３８】
一方、ピストン１６の略中央部には、軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って貫通した孔部７６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。
【００３９】
ピストンロッド１８は、略一定の直径で形成され、ピストン１６に連結される一端部が縮径して形成される。このピストンロッド１８の外周面１８ａには、例えば、フッ素樹脂等でコーティングされた被覆層が設けられる。そして、ピストンロッド１８は、ロッド孔４２に挿通された際、その外周面１８ａにロッドパッキン４８が摺接している。
【００４０】
本発明の実施の形態に係る塵埃除去構造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、ここでは、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。
【００４１】
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、連通路３０を通じてシリンダ孔２２へと前記圧力流体が供給され、ピストン１６と壁部２４との間に供給された圧力流体によって該ピストン１６がロッドカバー１４側（矢印Ａ方向）に向かって押圧され変位する。なお、この場合、第１ポート２６は大気開放状態にある。これにより、ピストンロッド１８が、ピストン１６と共に壁部２４から離間する方向（矢印Ａ方向）へと変位し、ロッドカバー１４に対して徐々に外部へと突出していき、ピストン１６の端面がロッドカバー１４における小径部３２の端面に当接することにより変位終端位置となる。
【００４２】
この際、第２溝部５４及びスクレーパ５８の内周側に充填された潤滑剤７０によってピストンロッド１８の外周面１８ａが潤滑されるため、該ピストンロッド１８の摺動抵抗が低減されて円滑に変位させることができる。詳細には、ピストンロッド１８の外周面１８ａとスクレーパ５８の内筒部６４との接触抵抗が低減される。
【００４３】
次に、ピストン１６を上述した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、連通路３０を通じてシリンダ孔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。
【００４４】
そして、ピストン１６の変位と共にピストンロッド１８が徐々にロッドカバー１４の内部に収容されるように変位する。この際、ピストンロッド１８の外周面１８ａには、スクレーパ５８の内筒部６４が摺接しているため、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、該内筒部６４の先端によって前記ピストンロッド１８の外周面１８ａに付着した塵埃等が継続的に除去され、該塵埃等の除去された状態で前記ロッドカバー１４の小径部３２を経てシリンダ孔２２内へと徐々に収容されていく。
【００４５】
この内筒部６４は、スクレーパ５８の弾性力に加えて、該スクレーパ５８の内部に設けられたリング体６６の弾発力によってピストンロッド１８の外周面１８ａを所定圧力で押圧している。
【００４６】
また、スクレーパ５８によって完全に除去されず、ピストンロッド１８の外周面１８ａに残存した塵埃等は、該スクレーパ５８に隣接した空間６８を通過する際に、該空間６８に充填された潤滑剤７０に接触することによって粘性を有した該潤滑剤７０の内部に取り込まれ除去されることとなる。その結果、スクレーパ５８及び潤滑剤７０によって塵埃等が除去されたピストンロッド１８が、シリンダ孔２２の内部に徐々に収容される。
【００４７】
そして、ピストン１６がシリンダチューブ１２において壁部２４に当接することにより、圧力流体の供給が停止して初期位置となる。
【００４８】
以上のように、本実施の形態では、ロッドカバー１４の装着溝５０に設けられるスクレーパ５８を、自己潤滑性を有した樹脂製材料から形成することにより、ピストンロッド１８の外周面１８ａに摺接させた場合における摺動抵抗を低減させることができ、例えば、前記外周面１８ａにおける潤滑剤７０の塗布量が少ない場合でもピストン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る。
【００４９】
また、スクレーパ５８の内部に、弾性を有したリング体６６を装着し、該リング体６６の弾性力が、該スクレーパ５８の内筒部６４がピストンロッド１８の外周面１８ａ側に向かって付勢するように設けることにより、前記内筒部６４の弾性力に加え、前記リング体６６の弾性力を付与することができるため、該内筒部６４を前記ピストンロッド１８の外周面１８ａに対して安定した押圧力で押圧することが可能となる。その結果、スクレーパ５８による塵埃除去機能が、長期間にわたって安定的に得られる。
【００５０】
換言すれば、スクレーパ５８の弾性力が低下した場合でも、リング体６６の弾性力によって該スクレーパ５８の内筒部６４がピストンロッド１８の外周面１８ａ側へと押圧されるため、前記ピストンロッド１８に対して安定的に摺接させることが可能となる。
【００５１】
さらに、ロッドカバー１４の内周面に、潤滑剤７０の充填される空間６８を設けることにより、前記空間６８において前記潤滑剤７０を長期間にわたって安定的に保持することができると共に、粘性を有した潤滑剤７０を用いることによってピストンロッド１８の外周面１８ａに付着した塵埃等を内部に取り込んで除去することが可能となる。
【００５２】
さらにまた、ピストンロッド１８の外周面１８ａに、例えば、フッ素樹脂等でコーティングされた被覆層を設けることにより、前記被覆層によって前記外周面１８ａとスクレーパ５８との接触抵抗がさらに低減され、前記ピストンロッド１８をより一層円滑に変位させることができると共に、該ピストンロッド１８の防錆性及び耐久性を向上させることができる。
【００５３】
なお、本発明に係る流体圧シリンダに用いられる塵埃除去構造は、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】
【００５４】
１０…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…塵埃除去機構
２２…シリンダ孔                    ３２…小径部
３４…大径部                        ４２…ロッド孔
５０…装着溝                        ５２…第１溝部
５４…第２溝部                      ５６…挿入口
５８…スクレーパ                    ６０…外筒部
６４…内筒部                        ６６…リング体
６８…空間                          ７０…潤滑剤
【図１】
2011226567.tif 000003
【図２】
2011226567.tif 000004