(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有するボデイと、
前記ボデイの一端部に連結され、シリンダ室に沿って往復動作するピストンが収装されたシリンダ部と、
前記ボデイの内部に設けられ、前記ピストンに連結されたピストンロッドの直線運動を回動運動に変換するトグルリンク機構と、
前記トグルリンク機構を構成し、その端部が前記ボデイの内部側から外部側に向けて前記開口部に通され、且つ前記シリンダ部の駆動作用下に所定角度回動するレバー部材と、
前記レバー部材の前記端部に連結され、前記レバー部材の回動に追従して回動するアームと、
前記レバー部材の前記端部に設けられ、該レバー部材の回動動作を停止させることで前記アームの回動動作を停止させるストッパと、
を備えることを特徴とするシリンダ装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記レバー部材の前記端部に円弧状突起部が形成され、前記円弧状突起部は前記ボデイに連結されたプレートに当接することにより、前記レバー部材の回動動作を停止させることを特徴とするシリンダ装置。
【請求項３】
請求項２記載の装置において、
前記プレートは、前記ボデイに対して着脱自在に装着されることを特徴とするシリンダ装置。
【請求項４】
請求項２記載の装置において、
前記プレートには、円弧状突起部の一端面に当接する第１当接面と、前記円弧状突起部の他端面に当接する第２当接面とが形成されることを特徴とするシリンダ装置。
【請求項５】
請求項４記載の装置において、
前記プレートに形成された前記第１当接面と前記第２当接面との離間角度を任意に設定することにより、前記レバー部材の回動動作範囲が規制されることを特徴とするシリンダ装置。
【請求項６】
請求項１記載の装置において、
前記ボデイは、非対称に形成された第１ケーシングと第２ケーシングとを含み、前記第１ケーシングおよび前記第２ケーシングは、該第１ケーシングと該第２ケーシングのいずれか一方とシリンダ部が連結された状態を保持しながら分割自在に設けられることを特徴とするシリンダ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピストンの変位作用下に所定角度回動するアームを介してワークをクランプすることが可能なシリンダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、自動車等の構成部品を溶接する際、その構成部品をクランプするためにシリンダ装置が用いられ、このシリンダ装置は、例えば、米国特許４９０５９７３号公報等に開示されている。
【０００３】
米国特許４９０５９７３号公報に開示されたシリンダ装置では、それぞれ略対称に形成された一組のケーシングが一体的に組み合わされて本体部が構成される。前記本体部にはシリンダ部が連結され、前記シリンダ部の駆動作用下に本体部内に設けられたトグルリンク機構を介してアームが所定角度回動するように構成されている。
【０００４】
前記トグルリング機構は、回動ピンを中心として所定角度回動するレバーアームを有し、前記レバーアームには、前記アームによってワークをクランプする際、ケーシングの内壁面に当接して該アームの回動動作を停止させるストッパが設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術に係る米国特許４９０５９７３号公報に開示されたシリンダ装置では、アームの回動動作を停止させるストッパがケーシングの内部に設けられているため、前記ストッパのメンテナンス作業を行う場合、ケーシングを分解する必要がある。従って、前記ストッパに対するメンテナンス作業が煩雑となり、効率的に遂行することができないという不具合がある。
【０００６】
本発明は、前記の不具合を克服するためになされたものであり、ボデイを分解することなく、ストッパのメンテナンス作業を簡便且つ効率的に遂行することが可能なシリンダ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、開口部を有するボデイと、
前記ボデイの一端部に連結され、シリンダ室に沿って往復動作するピストンが収装されたシリンダ部と、
前記ボデイの内部に設けられ、前記ピストンに連結されたピストンロッドの直線運動を回動運動に変換するトグルリンク機構と、
前記トグルリンク機構を構成し、その端部が前記ボデイの内部側から外部側に向けて前記開口部に通され、且つ前記シリンダ部の駆動作用下に所定角度回動するレバー部材と、
前記レバー部材の前記端部に連結され、前記レバー部材の回動に追従して回動するアームと、
前記レバー部材の前記端部に設けられ、該レバー部材の回動動作を停止させることで前記アームの回動動作を停止させるストッパと、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、ボデイの外部にストッパが設けられているため、ボデイを分解することなく、メンテナンス作業を簡便かつ効率的に遂行することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係るシリンダ装置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。
【００１０】
図１において参照数字１０は、本発明の実施の形態に係るシリンダ装置を示す。
【００１１】
このシリンダ装置１０は、扁平状に一体的に形成されたボデイ１２と、前記ボデイ１２の下端部に気密に連結されたシリンダ部１４と、前記ボデイ１２に形成された略円形状の一組の開口部１６ａ、１６ｂ（図４参照）を介して外部に突出する矩形状の軸受部１８に連結されるアーム２０とを備える。
【００１２】
シリンダ部１４は、図５に示されるように、上面部に楕円形状の凹部２２が形成されたエンドブロック２４と、断面楕円形状の筒体からなり、その一端部が前記エンドブロック２４の凹部２２に気密に連結され他端部がボデイ１２の底面に気密に連結されたシリンダチューブ２６とを含む。さらに、シリンダ部１４は、前記シリンダチューブ２６内に収装されシリンダ室２８に沿って往復動作するピストン３０と、前記ピストン３０の中央部に連結されて該ピストン３０と一体的に変位するピストンロッド３２とを有する。
【００１３】
前記ピストン３０の外周面には、図５に示されるように、ウェアリング３４およびシールリング３６がそれぞれ装着されている。また、エンドブロック２４の四隅角部には取付用孔部３８が穿孔され、前記取付用孔部３８に挿通された４本のシャフト４０を介してエンドブロック２４およびシリンダチューブ２６がボデイ１２に気密に組み付けられる。ボデイ１２およびエンドブロック２４には、それぞれシリンダ室２８に圧力流体（例えば、圧縮空気）を導入・導出するための一組の圧力流体出入ポート４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂがそれぞれ相互に対向して形成されている（図３参照）。
【００１４】
なお、実際に使用する場合には、いずれか一方の圧力流体出入ポート４２ａ、４４ａ（４２ｂ、４４ｂ）に図示しない盲栓がねじ込まれることにより、前記一方の圧力流体出入ポート４２ａ、４４ａ（４２ｂ、４４ｂ）が閉塞された状態で使用される。
【００１５】
ボデイ１２は、図４に示されるように、非対称からなる第１ケーシング４６と第２ケーシング４８が一体的に組み付けられて構成される。前記第１ケーシング４６の下端部には、略水平方向に向かって突出し、ロッドカバーとして機能する突出部５０が一体的に形成され、前記第２ケーシング４８の長手方向の寸法は、第１ケーシング４６と比較して前記突出部５０の厚さだけ短縮して形成されている。この場合、図４に示されるように、シリンダ部１４を分解することなしに、第１ケーシング４６から第２ケーシング４８を取り外すことにより、簡便にボデイ１２を分解することができる。
【００１６】
前記ボデイ１２内には、図４に示されるように、第１ケーシング４６および第２ケーシング４８にそれぞれ形成された凹部５２ａ、５２ｂ（但し、凹部５２ｂは凹部５２ａと同一構成のため、図示を省略する）によって室５４が形成され、前記室５４内にはピストンロッド３２の自由端が臨むように設けられる。この場合、ピストンロッド３２は、第１ケーシング４６および第２ケーシング４８の内壁面にそれぞれ形成され、後述するナックルブロック５６が摺動可能に設けられたガイド溝５８と、ピストンロッド３２が挿通する突出部５０の貫通孔に設けられたロッドパッキン６０（図３参照）とによって直線状に往復自在に案内される。
【００１７】
図４に示されるように、ピストンロッド３２の一端部には、ナックルジョイント６２を介して、該ピストンロッド３２の直線運動をアーム２０の回動運動に変換するトグルリンク機構６４が設けられる。前記ナックルジョイント６２は、ピストンロッド３２の一端部に連結された円盤状の突起部を有するナックルピン６６と、所定間隔離間し略平行に分岐する二股部を有するナックルブロック５６とから構成される。
【００１８】
前記ナックルブロック５６の底面部には、前記ナックルピン６６の円盤状の突起部が係合する断面Ｔ字状の溝部６８が略水平方向に延在するように形成される。この場合、ピストンロッド３２の一端部に連結されたナックルピン６６の突起部が前記溝部６８に沿って略水平方向に摺動自在に設けられることにより、ピストンロッド３２の横方向に対するガタを吸収することができる。従って、シリンダ部１４で発生したガタは、トグルリンク機構６４およびアーム２０に伝達されることが阻止される。
【００１９】
トグルリンク機構６４は、図４に示されるように、第１ピン部材７０を介してナックルジョイント６２の二股部に連結されるリンクプレート７２と、第１ケーシング４６および第２ケーシング４８に形成された略円形状の一組の開口部１６ａ、１６ｂにそれぞれ回動自在に軸支される支持レバー７４とを有する。
【００２０】
前記リンクプレート７２は、前記ナックルジョイント６２と支持レバー７４との間に介装され、前記ナックルジョイント６２と支持レバー７４とをリンクする機能を営む。すなわち、前記リンクプレート７２には、所定間隔離間する一組の孔部７６ａ、７６ｂが形成され、一方の孔部７６ａに軸着される第１ピン部材７０およびナックルジョイント６２を介してピストンロッド３２の自由端に連結され、他方の孔部７６ｂに軸着される第２ピン部材７８を介して支持レバー７４の二股部に連結される。
【００２１】
支持レバー７４は、第２ピン部材７８が軸着される孔部が形成された二股部と、ピストンロッド３２の軸線と略直交する方向に突出形成され、開口部１６ｂを介してボデイ１２から外部に露呈する断面矩形状の軸受部１８と、前記二股部を間にして隣接して形成されボデイ１２の略円形状の開口部１６ａ、１６ｂにそれぞれ嵌合する一組の円周部８０ａ、８０ｂと、前記円周部８０ａ、８０ｂから横方向に僅かだけ突出して形成され開口部１６ｂを介してボデイ１２から外部に露呈する一組の円弧状突起部８２ａ、８２ｂとを有する。前記軸受部１８には、図示しないワークをクランプするアーム２０が着脱自在に装着される。
【００２２】
前記支持レバー７４はアーム２０と一体的に回動動作するように設けられ、該支持レバー７４に形成された前記円弧状突起部８２ａ、８２ｂは、ボデイ１２に固定されたプレート８４ａ、８４ｂ（後述する）に当接することにより該アーム２０の回動動作を停止させるストッパとしての機能を営む。
【００２３】
前記ピストンロッド３２の直線運動は、ナックルジョイント６２およびリンクプレート７２を介して支持レバー７４に伝達され、前記支持レバー７４はボデイ１２に形成された一組の開口部１６ａ、１６ｂに支持される円周部８０ａ、８０ｂを回動中心として所定角度回動自在に設けられている。
【００２４】
図４に示されるように、ボデイ１２を構成する第１ケーシング４６および第２ケーシング４８の側面には長方形状の凹部８６がそれぞれ形成され、前記凹部８６は一組のカバー部材８８ａ、８８ｂによって閉塞される。前記カバー部材８８ａ、８８ｂは、ねじ部材８９によって着脱自在に装着される。この場合、支持レバー７４の軸受部１８は、カバー部材８８ｂの略中央部に形成された略円形状の開口部９０を通じて外部に露呈するように設けられる。
【００２５】
また、前記凹部８６の壁面には、支持レバー７４の円弧状突起部８２ａ、８２ｂが当接することにより、アーム２０の回動動作を停止させるプレート８４ａ、８４ｂがねじ部材９２を介して固定される。
【００２６】
前記プレート８４ｂ（８４ａ）は、図６に示されるように、円弧状突起部８２ｂ（８２ａ）の一端面９４が当接する第１当接面９６と、前記円弧状突起部８２ｂ（８２ａ）の他端面９８が当接する第２当接面１００とを有し、前記第１当接面９６と第２当接面１００との間には、支持レバー７４を囲繞する湾曲面１０２が形成されている。なお、前記支持レバー７４の一端面９４と他端面９８は、約９０度の角度だけ離間するように形成されている。
【００２７】
なお、図４に示されるように、第１ケーシング４６および第２ケーシング４８の略円形状の開口部１６ａ、１６ｂには、ボデイ１２の室５４内に塵埃等が進入することを防止するために、環状の段部を介してリング状のスクレーパ１０４が装着される。
【００２８】
ボデイ１２を構成する第１ケーシング４６および第２ケーシング４８の内壁面の上部側には、断面矩形状の凹部１０６がそれぞれ形成され、前記凹部１０６には、クランプ状態となったときにナックルジョイント６２が当接して反力を受容する一組の反力板１０８がねじ部材を介して固定される。また、第１ケーシング４６および第２ケーシング４８の内壁面には、角溝からなり上下方向に沿って延在する一組のガイド溝５８が相互に対向して設けられる。前記一組のガイド溝５８の間にはナックルブロック５６が介装され、前記ナックルブロック５６は、前記ガイド溝５８の案内作用下に上下方向に沿って摺動自在に設けられる。
【００２９】
なお、ボデイ１２の上部には、図４に示されるように、作業者が手動操作によって下方側に押圧することにより、クランプ状態を解除してアンクランプ状態に復帰させる手動用解除ピン１１０が設けられている。
【００３０】
本発明の実施の形態に係るシリンダ装置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。
【００３１】
先ず、図示しない固定手段を介してシリンダ装置１０を所定位置に固定するとともに、図示しないチューブ等の管体の一端部を一組の圧力流体出入ポート４２ａ、４４ａ（４２ｂ、４４ｂ）にそれぞれ接続し、前記管体の他端部を図示しない圧力流体供給源に接続する。なお、図７は、アンクランプ状態のシリンダ装置１０を示し、図１０はクランプ状態のシリンダ装置１０を示すものであり、以下、図７のアンクランプ状態を初期位置として説明する。
【００３２】
前記のような準備作業を経た後、図７に示す初期位置において、図示しない圧力流体供給源を付勢して一方の圧力流体出入ポート４４ａからシリンダ室２８に圧力流体を導入する。前記シリンダ室２８に導入された圧力流体の作用下にピストン３０が押圧され、該ピストン３０がシリンダ室２８に沿って上昇する。その際、前記ピストン３０の外周面に装着されたウェアリング３４と、ナックルブロック５６が摺動変位するガイド溝５８とが案内作用を営むことにより、ピストン３０およびピストンロッド３２の直線精度が保持される。
【００３３】
前記ピストン３０の直線運動は、ピストンロッド３２およびナックルジョイント６２を介してトグルリンク機構６４に伝達され、前記トグルリンク機構６４を構成する支持レバー７４の回動作用下にアーム２０の回転運動に変換される。
【００３４】
すなわち、ピストン３０の直線運動（上昇）によって、ピストンロッド３２の自由端に係合するナックルジョイント６２およびリンクプレート７２を上方に向かって押圧する力が作用する。前記リンクプレート７２に対する押圧力は、第１ピン部材７０を支点として該リンクプレート７２を所定角度回動させるとともに、前記リンクプレート７２のリンク作用下に支持レバー７４を矢印Ａ方向に回動させる。
【００３５】
従って、前記支持レバー７４の軸受部１８を支点としてアーム２０が矢印Ｂ方向に向かって所定角度回動することにより、該支持レバー７４と一体的に円弧状突起部８２ｂ（８２ａ）が所定角度回動する（図８および図９参照）。
【００３６】
このようにしてアーム２０が矢印Ｂ方向に向かって回動している際、円弧状突起部８２ｂ（８２ａ）の一端面９４がボデイ１２に固定されたプレート８４ｂ（８４ａ）の第１当接面９６に当接することにより、該アーム２０が回動動作を停止する。この結果、アーム２０によってワークがクランプされるクランプ状態に至る（図１０参照）。なお、アーム２０が回動動作を停止した後、ピストン３０およびピストンロッド３２は、僅かだけ上昇する。また、ワークをクランプした際に付与される反力は、リンクプレート７２が当接する反力板１０８によって受容される。
【００３７】
一方、図１０に示す状態において、図示しない切換弁の切換作用下に圧力流体出入ポート４２ａに圧力流体を供給することによりピストン３０が下降する。さらにピストンロッド３２の下降作用下にリンクプレート７２を介して支持レバー７４が前記とは逆方向に回動することにより、アーム２０がワークから離間する方向に回動する。
【００３８】
前記アーム２０がワークから離間する方向に回動している際、円弧状突起部８２ｂ（８２ａ）の他端面９８がボデイ１２に固定されたプレート８４ｂ（８４ａ）の第２当接面１００に当接することにより、該アーム２０が回動動作を停止する。この結果、シリンダ装置１０は、図７に示す初期位置に復帰する。
【００３９】
本実施の形態では、ボデイ１２に形成された略円形状の開口部１６ａ、１６ｂを通じてストッパとして機能する円弧状突起部８２ａ、８２ｂをボデイ１２の外部に露呈させている。換言すると、アーム２０の回動動作を停止させるストッパをボデイ１２の外部に設けている。従って、ボデイ１２を構成する第１ケーシング４６および第２ケーシング４８を分解することなく、該ボデイ１２に装着されたカバー部材８８ａ、８８ｂを外すだけで前記円弧状突起部８２ａ、８２ｂおよびプレート８４ａ、８４ｂに付着した塵埃等を簡便に除去することができる。従って、ストッパとして機能する円弧状突起部８２ａ、８２ｂおよびプレート８４ａ、８４ｂのメンテナンス作業を簡便且つ効率的に遂行することができる。
【００４０】
また、本実施の形態では、前記円弧状突起部８２ａ、８２ｂに当接するプレート８４ａ、８４ｂを、ねじ部材８９を介してボデイ１２に対して着脱自在に装着している。従って、円弧状突起部８２ａ、８２ｂに当接する第１当接面９６および第２当接面１００の角度が異なる他のプレート１１２と交換することにより、簡便にアーム２０の回動動作範囲を変更してクランプ状態となるアーム２０の角度を任意に設定することができるという利点がある（図１１および図１２参照）。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００４２】
すなわち、ストッパをボデイの外部に設けることにより、ボデイを分解することなく、ストッパのメンテナンス作業を簡便且つ効率的に遂行することができる。
【００４３】
また、プレートを交換することにより、アームの回動動作範囲を任意に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るシリンダ装置の斜視図である。
【図２】前記シリンダ装置のボデイからカバー部材を外した状態を示す斜視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図４】前記シリンダ装置を構成するボデイの分解斜視図である。
【図５】前記シリンダ装置を構成するシリンダ部の分解斜視図である。
【図６】支持レバーの円弧状突起部とプレートとが当接する状態を示す一部切欠斜視図である。
【図７】アームが初期位置にあるときの動作説明図である。
【図８】アームが前記初期位置から回動動作した状態を示す動作説明図である。
【図９】アームが図８からさらに回動動作した状態を示す動作説明図である。
【図１０】アームの回動動作が停止してクランプ状態となったときの動作説明図である。
【図１１】プレートの変形例を示す説明図である。
【図１２】プレートの変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…シリンダ装置                １２…ボデイ
１４…シリンダ部                  １６ａ、１６ｂ、９０…開口部
１８…軸受部                      ２０…アーム
２２、５２ａ、５２ｂ、８６…凹部  ２４…エンドブロック
３０…ピストン                    ３２…ピストンロッド
４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂ…圧力流体出入ポート
４６、４８…ケーシング            ５４…室
５６…ナックルブロック            ６４…トグルリンク機構
６６…ナックルピン                ６８…溝部
７０、７８…ピン部材              ７２…リンクプレート
７４…支持レバー                  ８０ａ、８０ｂ…円周部
８２ａ、８２ｂ…円弧状突起部      ８４ａ、８４ｂ、１１２…プレート
８８ａ、８８ｂ…カバー部材        ９４…一端面
９６、１００…当接面              ９８…他端面
１０４…スクレーパ                １０８…反力板
【図１】
0004310525.tif 000002
【図２】
0004310525.tif 000003
【図３】
0004310525.tif 000004
【図４】
0004310525.tif 000005
【図５】
0004310525.tif 000006
【図６】
0004310525.tif 000007
【図７】
0004310525.tif 000008
【図８】
0004310525.tif 000009
【図９】
0004310525.tif 000010
【図１０】
0004310525.tif 000011
【図１１】
0004310525.tif 000012
【図１２】
0004310525.tif 000013