(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ本体と、該シリンダ本体のシリンダチューブを摺動するアウタピストンと、中空のアウタロッドと、該アウタロッドに取付けられたチューブヘッドと、一端がシリンダ本体に固定されアウタピストンを相対摺動可能に貫通するインナロッドと、該インナロッドに取付けられ、上記アウタロッドと相対摺動するインナピストンとを備え、一対のポートから、ヘッドカバーとアウタピストン間の圧力室及びインナピストンとチューブヘッド間の圧力室と、アウタピストンとインナピストン間の圧力室とに給排される圧力流体でアウタピストンを駆動する流体圧シリンダにおいて、
上記流体圧シリンダが、上記シリンダチューブに設けた軸方向のキー溝と、摺動を滑らかにする矩形板状のブッシュを介して上記キー溝を摺動する上記アウタピストンに設けた直方体状のキーとを有するアウタピストンの回転防止機構を備え、上記キー溝の平らな側壁に摺接する上記ブッシュが上記キーの両側面に一体移動可能に取付けられている、
ことを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項２】
上記回転防止機構が、上記キー溝に代わる軸方向のガイド溝と、上記キーに代わる上記ガイド溝内を転動する第１及び第２のローラとを有し、
上記第１のローラが上記ガイド溝の対向する側壁の一方の側壁に当接し、上記第２のローラが上記ガイド溝の他方の側壁に当接し、上記第１のローラのシャフトが、上記アウタピストンに回転可能に挿入された偏心ギアに偏心状態に支持されている、
ことを特徴とする請求項１に記載した流体圧シリンダ。
【請求項３】
ガイド溝をねじ溝とした、
ことを特徴とする請求項２に記載した流体圧シリンダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンパクトで推力が大きく、かつピストンの不規則な回転を防止した流体圧シリンダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は推力を大きくした既提案の流体圧シリンダを示し、この流体圧シリンダにおけるシリンダ本体１は、シリンダチューブ２とその軸方向両端に気密に螺着されたヘッドカバー３とロッドカバー４とを備えている。
上記シリンダチューブ２内を気密に摺動するアウタピストン５は、中空のアウタロッド６を備え、ロッドカバー４を気密に貫通するアウタロッド６の先端にチューブヘッド７が螺着されている。一端がヘッドカバー３に固定されたインナロッド９は、アウタピストン５の中心を気密に貫通した先端にインナピストン１０が取付けられており、アウタピストン５及びアウタロッド６は、流体圧シリンダ１に固定されたインナピストン１０及びインナロッド９に対して摺動可能とされている。
また、インナロッド９内には、二重管を構成するインナチューブ９ａが設けられている。
【０００３】
この流体圧シリンダは、ヘッドカバー３に設けた給排ポート１２ａから、インナチューブ９ａ内の流路１３ａによって、ヘッドカバー３とアウタピストン５間の圧力室１４及びインナピストン１０とチューブヘッド７間の圧力室１５に圧縮空気を供給すると、アウタピストン５、アウタロッド６及びチューブヘッド７が図において左動する。この場合の流体圧シリンダ１の推力は、圧力室１４と１５とに供給された流体圧の作用力の和になるので、シリンダチューブの径を大きくすることなく、チューブヘッド７の推力を大きくすることができる。
給排ポート１２ｂから、インナロッド９とインナチューブ９ａ間の流路１３ｂによって、アウタピストン５とインナピストン１０間の圧力室１６に圧縮空気を供給すると、アウタピストン５等が図示の状態に復帰する。
【０００４】
上記流体圧シリンダは、小形でコンパクトなものでありながら、２個のピストン５と１０とによってチューブヘッド７の推力を大きくすることができるが、何らかの原因によってアウタピストン５が不規則な回転をすると、チューブヘッド７が不規則に回転するので、アウタピストンの不規則な回転を防止するための回転防止機構を設ける必要がある。
この場合に、回転防止機構を流体圧シリンダの外部に設けることが考えられるが、外部に設けた回転防止機構によって流体圧シリンダが大形になるので好ましくない。
また、回転防止機構を流体圧シリンダ内に組み込むと、流体圧シリンダが大形になることは防止できるが、回転防止機構を組み付けた場所によっては、回転防止機構による流体のリークを防止するための配慮が必要になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、小形、コンパクトでかつ推力が大きい流体圧シリンダにおけるピストンの不規則な回転を防止することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の流体圧シリンダは、シリンダ本体と、該シリンダ本体のシリンダチューブを摺動するアウタピストンと、中空のアウタロッドと、該アウタロッドに取付けられたチューブヘッドと、一端がシリンダ本体に固定されアウタピストンを相対摺動可能に貫通するインナロッドと、該インナロッドに取付けられ、上記アウタロッドと相対摺動するインナピストンとを備え、一対のポートから、ヘッドカバーとアウタピストン間の圧力室及びインナピストンとチューブヘッド間の圧力室と、アウタピストンとインナピストン間の圧力室とに給排される圧力流体でアウタピストンを駆動する流体圧シリンダにおいて、上記流体圧シリンダが、上記シリンダチューブに設けた軸方向のキー溝と、摺動を滑らかにする矩形板状のブッシュを介して上記キー溝を摺動する上記アウタピストンに設けた直方体状のキーとを有するアウタピストンの回転防止機構を備え、上記キー溝の平らな側壁に摺接する上記ブッシュが上記キーの両側面に一体移動可能に取付けられていることを特徴としている。
【０００７】
また同様な課題を解決するため、上記回転防止機構が、上記キー溝に代わる軸方向のガイド溝と、上記キーに代わる上記ガイド溝内を転動する第１及び第２のローラとを有し、上記第１のローラが上記ガイド溝の対向する側壁の一方の側壁に当接し、上記第２のローラが上記ガイド溝の他方の側壁に当接し、上記第１のローラのシャフトが、上記アウタピストンに回転可能に挿入された偏心ギアに偏心状態に支持されていること、及びこのガイド溝をねじ溝としたことを特徴としている。
【０００８】
【作用】
一方のポートからシリンダ本体とアウタピストン間の圧力室及びインナピストンとチューブヘッド間の圧力室に圧力流体を供給すると、アウタピストンの受圧面積とインナピストンの受圧面積とに作用する流体圧の作用力によってチューブヘッドが移動するので、流体圧シリンダの推力を大きくすることができる。
他方のポートからアウタピストンとインナピストン間の圧力室に圧力流体を供給すると、アウタピストン、アウタロッド及びチューブヘッドが、元の状態に復帰する。
【０００９】
この場合、アウタピストンに設けたキーが、シリンダチューブに設けた軸方向のキー溝を摺動するので、アウタピストン、アウタロッド及びチューブヘッドの回転を防止することができる。
また、アウタピストンに設けたローラが転動しながらガイド溝内を移動するので、アウタピストンの移動が円滑である。
さらに、上記ガイド溝をねじ溝としたことにより、アウタピストンが移動しながら回転するので、チューブヘッドに押圧と規則的な回転とをさせることができる。
【００１０】
これらの回転防止機構は、ヘッドカバーとアウタピストン間の圧力室に供給された圧力流体が、キー溝とキーとの間またはガイド溝からリークしても、この流体はアウタロッドで阻止されてアウタピストンとインナピストン間の圧力室に流入しない。
したがって、回転防止機構に、流体のリークを防止するためのシールを設ける必要がない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１ないし図４は本発明の第１実施例を示し、この流体圧シリンダにおけるシリンダ本体２１は、断面がほぼ正方形のシリンダチューブ２２と、断面がこれとほぼ同形でその軸方向両端のヘッドカバー２３及びロッドカバー２４とを備え、これらの部材は、その隅角部に形成した貫通孔に遊挿された複数本の連結ボルト２５とその両端に螺着させたナット２６，２６とによって一体に組み付けられており、シリンダチューブ２２とカバー２３及び２４との当接面は、いずれもガスケット２７によって気密にシールされている。また、シリンダチューブ２２に形成したシリンダ孔２２ａに、軸方向に貫通するキー溝２８が形成されている。
【００１２】
上記シリンダ孔２２ａを気密に摺動するアウタピストン３０の外周面には、上記キー溝２８を摺動するキー３１が、複数本の取付ボルト３２によって取付けられており、キー３１の両側面に、キー溝２８の側壁に摺接するブッシュ３１ａ，３１ａが、複数本のピン３３によって一体移動可能に取付けられている（図１及び図４参照）。
基端がアウタピストン３０の縮径部に螺着された中空円筒状のアウタロッド３４は、ロッドカバー２４を気密に貫通した先端にチューブヘッド３５が気密に螺着されており、ロッドカバー２４の内周面に設けられた軸受３６によって支持されている。また、ロッドカバー２４には、アウタロッド３４の外周面を気密にシールするシール部材３７，３７が取付けられており、外方のシール部材３７は、環状の押え板３８と止め輪３９とによってロッドカバー２４からの抜け出しが防止されている。
【００１３】
ヘッドカバー２３の中心部分に形成された凹部には、インナロッド４１の基端が複数本の取付ボルト４２によって回転不能に取付けられている。このインナロッド４１は、アウタピストン３０の中心を気密にかつ該ピストンが摺動可能に貫通してアウタロッド３４内に伸び、先端にインナピストン４３が複数本の取付ボルト４４によって回転不能に取付けられており、アウタロッド３４はインナピストン４３に対して気密に摺動可能とされている。
したがって、インナロッド４１とインナピストン４３はシリンダ本体２１に固定され、アウタピストン３０とアウタロッド３４は、シリンダ本体２１及びインナロッド４１とインナピストン４３に対して摺動可能であり、アウタピストン３０の受圧面はインナロッド４１によって環状とされている。
【００１４】
上記ヘッドカバー２３の径方向に開設された圧縮空気の給排ポート４６ａは、分岐路によってヘッドカバー２３とアウタピストン３０間の圧力室４７に連通するとともに、インナロッド４１に形成した軸方向の流路４８ａに連通している。この流路４８ａは、ヘッドカバー２３側の基端がプラグ４９によって閉鎖され、先端はインナピストン４３を貫通して、インナピストン４３とチューブヘッド３５間の圧力室５０に開口している。
また給排ポート４６ｂは、インナロッド４１に形成した軸方向の流路４８ｂに連通している。この流路４８ｂは両端がプラグ４９によって閉鎖され、インナピストン４３の近くに開設したポート５１によって、アウタピストン３０とインナピストン４３間の圧力室５２に開口している。
図４中の符号５４は、シリンダチューブ２２の外周面に設けた、アウタピストン３０の位置を検出する位置検出センサ（図示省略）を取付けるための取付溝である。
【００１５】
図１は、図示を省略している切換弁によって給排ポート４６ｂからアウタピストン３０とインナピストン４３間の圧力室５２に圧縮空気を供給して、圧力室４７と５０の空気を給排ポート４６ａから外部に排出した状態を示し、インナピストン４３とインナロッド４１が流体圧シリンダ１に固定されているので、アウタピストン３０とアウタロッド３４は図における右動終端位置にある。
切換弁を切り換えて、給排ポート４６ａから圧力室４７と５０に圧縮空気を供給して、圧力室５２の空気を給排ポート４６ｂから外部に排出すると、アウタピストン３０とアウタロッド３４が図において左動する。この場合における流体圧シリンダの推力、即ちチューブヘッド３５の推力は、既提案の流体圧シリンダと同様に、アウタピストン３０の受圧面積とインナピストン４３の受圧面積とに作用する流体圧の作用力になるので、シリンダ孔２２ａの径を大きくすることなく推力を大きくすることができる。
【００１６】
上記第１実施例は、アウタピストン３０に設けたキー３１が、シリンダチューブ２２に設けたキー溝２８に沿って移動するので、アウタピストン３０が回転することなく摺動する。また、キー３１の両側面に取付けたブッシュ３１ａ，３１ａによって、アウタピストン３０の摺動は滑らかである。
さらに、アウタピストン３０の回転防止機構を構成するキー溝２８とキー３１を流体圧シリンダ内に設けたので、回転防止機構によって流体圧シリンダが大形になることはない。
【００１７】
また、圧力室４７に供給された圧縮空気が、キー溝２８とキー３１との間からシリンダ孔２２ａとアウタロッド３４間の空間に多少リークしても、この空間とピストン間の圧力室５２とは、アウタロッド３４によって気密に区画されているので、この空気がピストン間の圧力室５２にリークすることはない。さらに上記空間は、シリンダチューブ２２とカバー２３，２４との間のガスケット２７，２７によってシールされているので、回転防止機構を構成するキー溝２８とキー３１に、リーク防止のためのシールを設ける必要がない。
【００１８】
図５及び図６は本発明の第２実施例を示し、第２実施例の流体圧シリンダにおけるシリンダ本体６１は、シリンダチューブ６２のシリンダ孔６２ａに、ガイド溝６３，６３が直径方向に対向して形成されており、これらのガイド溝６３の対向する側壁に、強度が大きいガイドレール６４がそれぞれ軸方向に取付けられている。
上記シリンダ孔６２ａ内を気密に摺動するアウタピストン６６には、ガイドレール６４，６４に当接して転動するローラ６７ａ，６７ｂがそれぞれ回転自在に設けられており、ローラ６７ａのシャフト６８ａはアウタピストン６６に固定的に取付けられている。
【００１９】
一方ローラ６７ｂのシャフト６８ｂは、アウタピストン６６に回転可能に挿入された偏心ギア６９に偏心させて設けられており、偏心ギア６９とアウタピストン６６に回転可能に設けた調整ギア７０とは傘歯車によって噛合している。したがって、調整ギア７０を回転させると偏心ギア６９が回転し、このギア６９に偏心させて取付けたローラ６７ｂがガイドレール６４に接離して、ローラ６７ａ，６７ｂをガイドレール６４，６４にそれぞれ圧接させることにより、これらの間のガタをなくすことができる。
また、偏心ギア６９の外周面には凹溝が形成され、アウタピストン６６に螺合させた固定部材７１の先端がこの凹溝に係止することによって、偏心ギア６９の円周方向位置が固定される。
第２実施例の他の構成は第１実施例と同じであるから、図の主要な同一の箇所に同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００２０】
上記第２実施例は、ローラ６７ａ，６７ｂがガイドレール６４，６４を転動するので、キーとキー溝による回転防止機構に比べてアウタピストン６６の移動が一層滑らかである。
第２実施例の他の作用は第１実施例と同じであるから、説明は省略する。
【００２１】
ワークによっては、押圧と回転とが必要なものがある。
この場合は、上記ガイド溝６３，６３をピッチが大きいねじ溝とすることができる。このようにすると、アウタピストン６６の移動によってアウタロッド３４とチューブヘッド３５とが適宜の角度（約９０度）回転するが、ガイド溝６３によって回転が規制されているので、チューブヘッド２５が不規則に回転することはない。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の流体圧シリンダは、アウタピストンの回転防止のための回転防止機構を流体圧シリンダ内に設けたので、外部に設けたものと比べて回転防止機構によって流体圧シリンダが大形になることがない。
また、回転防止機構を、シリンダチューブに設けたキー溝またはガイド溝と、アウタピストンに設けたキーまたはローラとしたことにより、回転防止機構に流体のリークを防止するためのシールを設ける必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の縦断面図である。
【図２】同じく一部を切断した正面図である。
【図３】図１の左側面図である。
【図４】一部を切断した図１の右側面図である。
【図５】第２実施例の縦断面図である。
【図６】同じく縦断面図である。
【図７】公知の流体圧シリンダの縦断面図である。
【符号の説明】
２１，６１  シリンダ本体
２２，６２  シリンダチューブ
２８    キー溝
３０，６６  アウタピストン
３１    キー
３４    アウタロッド
３５    チューブヘッド
４１    インナロッド
４３    インナピストン
４６ａ，４６ｂ  給排ポート
４７，５０，５２  圧力室
６３    ガイド溝
６７ａ，６７ｂ  ローラ
【図１】
0003796639.tif 000002
【図２】
0003796639.tif 000003
【図３】
0003796639.tif 000004
【図４】
0003796639.tif 000005
【図５】
0003796639.tif 000006
【図６】
0003796639.tif 000007
【図７】
0003796639.tif 000008