(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ本体内に直線方向に往復動自在に装着されたピストンロッドを所定の停止位置でロックするようにした流体圧シリンダであって、
前記シリンダ本体に設けられ、ロック部材が前記ピストンロッドの径方向に往復動自在に装着されたロック用シリンダと、
前記ピストンロッドに設けられ、前記ロック部材が係合する係合部が形成された噛み合い部と、
前記ロック部材の先端側に位置させて前記シリンダ本体内に前記ピストンロッドの軸方向に往復動自在に設けられ、前記ロック部材が貫通する貫通孔と前記ロック部材の先端を規制するストッパ面とを備えたシャッタ部材とを有し、
前記ピストンロッドが停止位置まで移動したときには前記ピストンロッドに追従して前記貫通孔が前記ロック部材に対応した位置となるまで前記シャッタ部材が移動し、前記ロック部材が前記貫通孔を介して前記係合部に係合して前記ピストンロッドをロックするようにした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、前記ロック用シリンダを前記ピストンロッドの前進側ストローク端と後退側ストローク端とに対応させて２つ前記シリンダ本体に設けたことを特徴とする流体圧シリンダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はピストンロッドを所定の位置でロックするようにした流体圧シリンダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気圧によりピストンを往復動するようにした空気圧シリンダとしては、たとえば、実開昭63-53909号に示されるように、ピストンロッドをそのストローク端の位置で機械的に締結つまりロックするようにしたものがある。この空気圧シリンダにあっては、シリンダ本体に設けられたヘッドカバーにロック用シリンダを設け、このロック用シリンダ内を往復動自在に設けられたロック用ピストンを、ピストンロッドに形成された環状溝に係合させるようにしている。
【０００３】
ロック用ピストンが環状溝に係合することによってピストンロッドがロックされ、空気圧の供給を停止してもピストンロッドが移動することを防止できる。一方、ロック用シリンダに圧縮空気を供給することによってロック用ピストンを後退移動させることによって、ピストンロッドのロックは解除される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなロック用シリンダを有する空気圧シリンダにあっては、ロック用ピストンを空気圧によって後退移動させてロックを解除させた後には、コイルばねのばね力によってロック用ピストンは前進移動した状態となるので、ピストンロッドが後退移動したときには、ピストンロッドの外周面にロック用ピストンの先端が接触することになり、ピストンロッドの外周面に擦り傷が形成されることになる。また、ピストンロッドが後退移動したときに、ロック用ピストンが乗り上げて後退移動するように、ピストンロッドの後端部にテーパ部を形成する必要がある。
【０００５】
本発明の目的は、ロック用ピストンがピストンロッドのロックを解除した状態のもとでは、ピストンロッドの外周面にロック部材が接触しないようすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の流体圧シリンダは、シリンダ本体内に直線方向に往復動自在に装着されたピストンロッドを所定の停止位置でロックするようにした流体圧シリンダであって、前記シリンダ本体に設けられ、ロック部材が前記ピストンロッドの径方向に往復動自在に装着されたロック用シリンダと、前記ピストンロッドに設けられ、前記ロック部材が係合する係合部が形成された噛み合い部と、前記ロック部材の先端側に位置させて前記シリンダ本体内に前記ピストンロッドの軸方向に往復動自在に設けられ、前記ロック部材が貫通する貫通孔と前記ロック部材の先端を規制するストッパ面とを備えたシャッタ部材とを有し、前記ピストンロッドが停止位置まで移動したときには前記ピストンロッドに追従して前記貫通孔が前記ロック部材に対応した位置となるまで前記シャッタ部材が移動し、前記ロック部材が前記貫通孔を介して前記係合部に係合して前記ピストンロッドをロックするようにしたことを特徴とする。
【０００７】
本発明にあっては、前記ロック用シリンダを前記ピストンロッドの前進側ストローク端と後退側ストローク端とに対応させて２つ前記シリンダ本体に設けるようにしても良い。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００９】
図１はロック解除状態における本発明の一実施の形態である流体圧シリンダの要部を示す一部省略断面図であり、図２はロック状態における流体圧シリンダの要部を示す半断面図であり、図３は図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図４は図１におけるＢ−Ｂ線に沿う矢視図である。
【００１０】
この流体圧シリンダは内部に断面円形のシリンダ室を有するシリンダチューブ１１ａと、この端部に取り付けられたロックチューブ１１ｂとを有し、これらによってシリンダ本体１１が構成されている。このシリンダ本体１１の一端部にはヘッドカバー１２が固定リング１３によって取り付けられ、シリンダ本体１１の他端部にはロッドカバー１４が固定リング１５によって取り付けられている。
【００１１】
シリンダ本体１１内にはピストン１６が軸方向に往復動自在に装着されており、このピストン１６にはピストンロッド１７が取り付けられ、このピストンロッド１７はロッドカバー１４に形成された貫通孔を貫通してシリンダ本体１１の外方に突出している。
【００１２】
シリンダ本体１１内にはピストン１６の一方側に前進用の空気圧室１８ａが形成され、ピストン１６の他方側に後退用の空気圧室１８ｂが形成されており、空気圧室１８ａに連通する給排ポート１９ａと、空気圧室１８ｂに連通する給排ポート１９ｂとがそれぞれシリンダ本体１１に形成されている。したがって、給排ポート１９ａから空気圧室１８ａ内に圧縮空気を供給し、給排ポート１９ｂから空気圧室１８ｂ内の圧縮空気を排出すると、ピストンロッド１７はシリンダ本体１１から突出する方向に前進移動する。一方、給排ポート１９ｂから空気圧室１８ｂ内に圧縮空気を供給し、給排ポート１９ａから空気圧室１８ａ内の圧縮空気を排出すると、ピストンロッド１７はシリンダ本体１１内に入り込む方向に後退移動する。
【００１３】
ロックチューブ１１ｂにはこれに一体にロック用シリンダ２１が設けられ、このロック用シリンダ２１内には往復動自在にロック用ピストン２３が装着されており、ロック用ピストン２３はピストンロッド１７の径方向に往復動するようになっている。ロック用ピストン２３はリング状となっており、これと一体となった円筒部を介してロック用ピストン２３にはロック部材２４が一体に設けられている。
【００１４】
ロック用シリンダ２１にはシリンダカバー２５が取り付けられており、ロック用シリンダ２１内には、ロック部材２４にシリンダ本体１１の中心方向に向けて前進方向のばね力を加えるために、圧縮コイルばね２６が組み込まれている。ロック部材２４を後退移動させるために、ロック用シリンダ２１内に設けられた空気圧室２２と空気圧室１８ｂとを連通させるための連通路２７がロック用シリンダ２１に設けられている。したがって、給排ポート１９ｂに供給された圧縮空気が連通路２７を介して空気圧室２２内に供給されると、ロック部材２４はばね力に抗して後退移動することになる。
【００１５】
ピストンロッド１７にはピストン１６と一体となって噛み合い部２８が設けられ、噛み合い部２８にはロック部材２４が係合する係合部２９が形成されている。係合部２９はピストンロッド１７が前進限位置となると、ロック部材２４の前方に位置することになる。
【００１６】
噛み合い部２８の外側には円筒形状のシャッタ部材３１が軸方向に摺動自在に設けられ、このシャッタ部材３１の端部には噛み合い部２８の前方側の接触面３２に接触する段部３３が設けられている。したがって、ピストンロッド１７が前進移動して前進限位置に近づくと、接触面３２が段部３３に接触してピストンロッド１７の前進移動に追従してシャッタ部材３１は前進限位置まで移動する。
【００１７】
ロッドカバー１４とシャッタ部材３１との間には、シャッタ部材３１を接触面３２に押し付ける方向のばね力を加えるために、圧縮コイルばね３４が設けられている。したがって、ピストンロッド１７が後退移動すると、所定のストロークの範囲ではシャッタ部材３１は圧縮コイルばね３４のばね力によってピストンロッド１７とともに追従移動する。シャッタ部材３１が所定のストロークだけ後退移動したときにシャッタ部材３１の後退移動を規制するために、シリンダ本体１１にはシャッタ部材３１の端面３１ａに接触するストッパ面３５が設けられている。
【００１８】
図１にはシャッタ部材３１の端面３１ａがストッパ面３５に接触した状態が示されており、この状態ではシャッタ部材３１の外周面がストッパ面となってロック部材２４の前進移動が規制される。一方、ピストンロッド１７が前進限位置となったときには、ロック部材２４を噛み合い部２８の係合部２９に係合させるために、シャッタ部材３１には貫通孔３６が形成されている。貫通孔３６は、図４に示すように、長方形となっており、ロック部材２４の先端部は長方形の貫通孔３６の中に入り込む形状となっている。
【００１９】
ロック部材２４には係合部２９に設けられた傾斜面２９ａに接触する傾斜面２４ａが設けられており、図２に示すように、両方の傾斜面２４ａ，２９ａが接触した状態では、噛み合い部２８がロッドカバー１４とロック部材２４とにより挟み込まれて、ピストンロッド１７の前進方向および後退方向の移動が規制される。
【００２０】
前述した流体圧シリンダにあっては、ピストンロッド１７が後退限位置となっていた状態のもとで、給排ポート１９ａから圧縮空気を供給すると、ピストンロッド１７はシリンダ本体１１から突出する方向に前進移動することになる。この前進移動に伴ってシャッタ部材３１の段部３３に接触面３２が接触すると、シャッタ部材３１はピストンロッド１７とともに前進移動する。このようにして、ピストンロッド１７が前進限位置まで移動すると、貫通孔３６はロック部材２４の位置となり、ロック部材２４は圧縮コイルばね２６のばね力によって貫通孔３６を貫通して係合部２９に係合する。これにより、ピストンロッド１７はロック部材２４によってロックつまり締結された状態となり、ピストンロッド１７に後退移動させる方向の負荷が加えられても、ピストンロッド１７は停止された状態を保持することになる。
【００２１】
一方、ピストンロッド１７を後退移動させるときには、給排ポート１９ｂに圧縮空気が供給される。給排ポート１９ｂから供給された圧縮空気は、連通路２７を介して空気圧室２２内に流入して、ロック用ピストン２３をばね力に抗して後退移動させる。これにより、ロック部材２４が係合部２９から離れて、ピストンロッド１７のロックが解除される。さらに、給排ポート１９ｂから空気圧室１８ｂ内に流入する空気圧によってピストンロッド１７は後退移動する。
【００２２】
図示した流体圧シリンダにあっては、ロック用ピストン２３をばね力に抗して後退移動させるために、給排ポート１９ｂから流入した空気を連通路２７を介して空気圧室２２内に供給するようにしているが、空気圧室２２内に直接圧縮空気を供給するようにしても良い。また、ピストンロッド１７が前進限位置となったときに、ピストンロッド１７をロックするようにしているが、ロック用シリンダ２１の位置を変更することによって、往復動ストロークの任意の位置でピストンロッド１７をロックすることもできる。
【００２３】
図示した流体圧シリンダにあっては、ピストンロッド１７が前進限位置となったときに、ピストンロッド１７をロックするようにしているが、後退限位置となったときにロックするようにしても良い。その場合には、ロック用シリンダ２１はシリンダ本体１１のシリンダカバー２５側に設けられ、シャッタ部材３１は両端部が逆向きとなるように配置されることになる。
【００２４】
図５は本発明の他の実施の形態である流体圧シリンダを示す概略正面図であり、この場合にはシリンダ本体１１の両端部にロック用シリンダ２１ａ，２１ｂが設けられている。したがって、この場合には、ピストンロッド１７が前進限位置となったときと、後退限位置となったときとの両方のストローク端の位置でピストンロッド１７をロックすることができ、ピストンロッド１７には前進限位置となったときにロック用シリンダ２１ａ内のロック部材が係合する係合部と、ロック用シリンダ２１ｂのロック部材が係合する係合部との２つの係合部が設けられることになる。
【００２５】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００２６】
たとえば、実施の形態の流体圧シリンダは空気圧によって作動するようになっているが、油圧などの液体を作動媒体とする場合にも本発明を適用することができる。また、ロック部材２４をばね力によって係合部２９に前進移動させるようにしているが、流体圧によって前進移動させるようにし、ばね力によって後退移動させるようにしても良い。さらに、図示する流体圧シリンダはピストンロッド１７がシリンダ本体１１の一端部から突出する片ロッド型であるが、両端部から突出する両ロッド型としても良い。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、ピストンロッドをロックさせるときには、ロック用シリンダ内のロック部材がピストンロッドに設けられた係合部に係合し、ロックを解除した状態ではシャッタ部材のストッパ面に接触することになり、ロック部材とピストンロッドとの接触が回避される。これにより、ロック部材に対して前進方向つまりロックする方向のばね力を加えておいても、ピストンロッドやピストンの外周面にきずが付くことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ロック解除状態における本発明の一実施の形態である流体圧シリンダの要部を示す一部省略断面図である。
【図２】ロック状態における流体圧シリンダの要部を示す半断面図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】図１におけるＢ−Ｂ線に沿う矢視図である。
【図５】本発明の他の実施の形態である流体圧シリンダを示す概略正面図である。
【符号の説明】
１１      シリンダ本体
１２      ヘッドカバー
１４      ロッドカバー
１６      ピストン
１７      ピストンロッド
１８ａ，１８ｂ  空気圧室
１９ａ，１９ｂ  給排ポート
２１      ロック用シリンダ
２２      空気圧室
２３      ロック用ピストン
２４      ロック部材
２５      シリンダカバー
２６      圧縮コイルばね
２７      連通路
２８      噛み合い部
２９      係合部
３１      シャッタ部材
３１ａ    端面
３２      接触面
３３      段部
３４      圧縮コイルばね
３５      ストッパ面
３６      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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