JPH0130642Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （考案の対象・産業上の利用分野） 本考案は、直線作動及び回転作動が可能な流体
圧シリンダ装置に関するもので、トラバーサ又は
ハンドリング装置等に利用しうる。

（従来技術） 従来より、物体を移動させるのに流体圧シリン
ダがしばしば用いられているが、工場の自動化、
省力化が進むにつれて複雑な動作が要求され、流
体圧シリンダの直線作動に回転作動を加えた複合
作動を行わせるために種々の構造が採用されるに
至つている。その一例として、流体圧シリンダの
シリンダチユーブの全長にわたつてゆるやかな螺
旋溝を設けておき、往復動するピストンが直線作
動するとともにこの螺旋溝に沿つて回転作動する
ようにしたものがある。また他の例として、ピス
トン又はピストンロツドと回転方向にのみかみ合
つて外部から回転駆動可能なようにギヤ又はキー
等を設けた構造のものがある。しかし、前者にお
いては、回動作動の作動シーケンスが一定で変更
できないこと、後者においてはシールが困難であ
ること、またいずれもテレスコープ式の流体圧シ
リンダには容易に応用できないという難点があ
る。

これらの難点を解消するために、実開昭56−
158505号公報に開示されるようにピストンとピス
トンロツドとの固着状態を解放し、両者は軸方向
には一体に移動するが、周方向にはピストンに対
してピストンロツドが回転自在になるように連結
され、ピストンロツドをピストン及びシリンダの
両カバーを貫通して延長し、一方の延長部側を駆
動手段に連結すると共に、他方の延長部を所要の
作業部とし、ピストンの、したがつてピストンロ
ツドの軸方向移動によつて作業部が前後に直線作
動し、ピストンロツドの回転駆動によつて作業部
を周方向に回転作動するようにした流体圧シリン
ダが提案されている。

この従来技術によれば、成程ピストンそのもの
は回転しないため、ピストンとシリンダチユーブ
との間のシールは十分に確保されるが、シリンダ
の両カバーとピストンロツドとの間のシール性に
問題がある。一般にシール（パツキン）は直線作
動部材に対するシール性は十分に発揮できるが、
回転方向に対してはシール破壊を発生させる応力
が負荷する危険があり、この場合回転方向にのみ
作動する回転作動部材に対するシール性について
は、これに対応するシールパツキンを用いること
も可能であるが、この従来技術のようにピストン
ロツドが直線方向のみならず回転方向にも作動す
る部材にあつては、該ピストンロツドとシリンダ
カバーとの間のシール性能が短期間に破壊される
恐れがあり、長期の安定使用に供することができ
ないという難点があり、しかもピストンロツドが
シリンダの両カバーから貫通しているため、前記
従来例と同じようにテレスコープ式の流体圧シリ
ンダには応用できないという難点がある。

（考案の目的） 本考案は、上述の事情に鑑み成されたもので、
直線作動及び回転作動が任意のシーケンスで可能
であり、しかもテレスコープ式の流体圧シリンダ
にも適用することのできるこの種流体圧シリンダ
装置を提供することを目的とする。

（考案の技術的手段） 本考案においては、流体圧シリンダにロツド装
置を設けており、このロツド装置はガイド部材と
該ガイド部材内を摺動するロツド部材とより成
り、該ロツド装置は流体圧シリンダと互いの軸が
平行になるように配置され、上記ガイド部材には
上記流体圧シリンダのロツドカバーの外周に回転
可能に嵌合するリング部を有する連結部材が一体
に設けられ、上記ガイド部材を該連結部材を介し
て前記ロツドカバーに対して軸方向には移動不能
であるが周方向には上記流体圧シリンダの軸を中
心に回動可能に連結部材により取付けられるとと
もに、上記ガイド部材を上記ロツドカバーに対し
て回動駆動するための駆動手段を備えており、上
記ロツド部材の先端は上記流体圧シリンダのラム
先端と互いに軸方向に一体的に移動するよう連結
板により連結され、且つ該連結板は上記ガイド部
材の回動によつて上記流体圧シリンダのラムを軸
心に回動すると共に、連結板とラムとの連結部分
は連結板がラムに対して回転自在になるように構
成されたことを特徴とするものである。

（実施例） 以下本考案を、実施例により図面を参照しなが
ら説明する。

第１図及び第２図において、１は２段テレスコ
ープ式の複動形の油圧シリンダであつて、このシ
リンダ１は、シリンダチユーブ２、第一ラム３、
第二ラム４、ロツドカバー５、ヘツドカバー６等
から成つている。一方、２段テレスコープ式のロ
ツド装置７は、ガイド部材８、第一ロツド９、第
二ロツド１０等から成り、シリンダ１と平行に配
置されている。第二ロツド１０は、円筒状の第一
ロツド９内を摺動し、第一ロツド９は、ガイド部
材８内を摺動する。ガイド部材８は、リング部１
２を有する連結部材１１と一体的に形成されてこ
れらは断面が略８字状をなしており、リング部１
２はロツドカバー５の外周に設けたリング状の凹
溝５ａ内に嵌入して軸方向移動不能で周方向にの
み回転可能となつている。リング部１２の外周に
は従動ギヤ１３が設けてあり、この従動ギヤ１３
とかみ合う駆動ギヤ１４を有する回転駆動源１５
がロツドカバー５に取付けられている。第二ロツ
ド１０の先端と第二ラム４の先端とは、連結板１
６がそれぞれのねじ部１０ａ，４ａにわたり外嵌
してナツト１０ｂ，４ｂによつて連結されるが、
この際第二ラム４と連結板１６との連結部在は連
結板１６が第二ラム４に対して回転自在になるよ
う、例えば両者間に軸受を設けるか、あるいは連
結板１６のねじ部４ａに対する嵌合孔をばか孔に
形成するなど周知の構成によつて連結されてい
る。一方第二ロツド１０と連結板１６とは一体的
に固定状態に連結されてもよいが、好ましくは図
示のように連結板１６のねじ部ａに対する嵌合孔
をばか孔に形成し、第二ロツド１０に対し連結板
１６を回転自在に連結する。ガイド部材８には、
軸方向に丸棒からなる取付けロツド１７が突設さ
れており、この取付けロツド１７にブラケツト１
８がカセツトネジ１８ａにより固定され、ブラケ
ツト１８にリードスイツチを内蔵した磁気近接作
動方式の検出器１９がねじ止めにより取付けられ
ている。そして、第一ロツド９の後端部には、リ
ング状の永久磁石２０が接着剤等により取付けら
れており、第一ロツド９が軸方向に移動して永久
磁石２０が検出器１９の位置に達すると検出器１
９は作動して信号を出力するようになつている。
２１は第一ロツド９内への異物の侵入を防止する
ためのフイルターであつて、接着剤により取付け
られている。

第３図Ａ乃至Ｃをも参照にして、第一ロツド９
の先端付近の周面には複数の貫通孔２２が設けら
れており、またこれに外嵌するガイド部材８の先
端付近の内周面には環状溝２３が、第二ロツド１
０の後端部付近の外周面には環状溝２４が、それ
ぞれ設けられており、これを貫通孔２２内には、
貫通孔２２といずれかの環状溝２３，２４とにわ
たつて存在可能な球形のロツクボール２５が嵌入
されている。これらの環状溝２３，２４は、先端
方向すなわち抜け方向側が、それぞれの底部から
開口部まで滑らかなアール状面２３ａ，２４ａに
形成されており、ロツクボール２５がこのアール
状面２３ａ，２４ａに沿つて移動容易なようにな
つている。

第一ロツド９の先端部外周面には、円筒状の摺
動溝２６及びリング状のバネ受け凸部２７が設け
られており、略円筒形状で内周面にリング状のス
トツパ部２９が設けられた摺動キヤツプ２８が第
一ロツド９に摺動可能に外嵌しているとともに、
圧縮ばね３０によつて後端方向すなわち入り方向
側へ付勢されている。摺動キヤツプ２８は、貫通
孔２２がガイド部材８から抜け方向に抜け出た際
に、貫通孔２２の外周を覆つてロツクボール２５
が外方へ飛び出さないようにするためのもので、
したがつてストツパ部２９から後端までの長さは
貫通孔を覆うに充分な長さであり（第３図Ｃ参
照）、また移動可能なストロークは、第一ロツド
９が最も収縮位置に達したときに、摺動キヤツプ
２８の後端面がガイド部材８に当接し、圧縮ばね
３０を圧縮しつつストツパ部２９が摺動溝２６内
を先端側へ移動するも、なお若干の移動余裕を残
しておく程度である（第３図Ａ参照）。圧縮ばね
３０は、摺動キヤツプ２８のみ摺動させるに充分
な程度の弱いものである。

第一ロツド９の内周面で貫通孔２２の後端側近
辺には、内径が大となる段部３１が設けられてお
り、一方、第二ロツド１０の外周面後端側は、前
述の環状溝２４後端面から径大となつた係合部３
２が設けられており、伸長時にこの係合部３２が
段部３１に当接して係合し、第二ロツド１０が第
一ロツド９からそれ以上抜け出さないようになつ
ている。なお、３３は摺動材、３４はダストワイ
パー、３５は空気抜き用の貫通孔である。

次に、上述の実施例の作用を説明する。第１図
の状態、すなわちシリンダ１が最も収縮した状態
では、検出器１９は永久磁石２０が離れているた
め非作動の状態にある。この状態からシリンダ１
が例えば第一ラム３、第二ラム４の順で伸長を始
めると、第一ロツド９はロツクボール２５によつ
てガイド部材８と連結され移動不可能であるた
め、まず第二ロツド１０が第一ロツド９内周面を
摺動して抜け方向へ移動する（第３図Ａ参照）。
そして第二ロツド１０が、環状溝２４が貫通孔２
２に重なる位置に達すると、ロツクボール２５は
いずれの環状溝２３，２４内へも嵌入可能な状態
となり、このときに係合部３２が段部３１に係合
して第一ロツド９は第二ロツド１０とともに移動
を始める。そうすると、ロツクボール２５はアー
ル状面２３ａに沿つて移動し、環状溝２３から抜
け出て環状溝２４の方へ入り込んでくる（第３図
Ｂ参照）。第一ロツド９が抜け出るにつれて、摺
動キヤツプ２８が反対方向に移動し、貫通孔２２
がガイド部材８から抜け出ると同時に摺動キヤツ
プ２８により覆われ、ロツクボール２５が外方へ
飛び出すのが防止される（第３図Ｃ参照）。そし
てシリンダ１が最伸長の状態になると、第一ロツ
ド９の後端部に設けられた永久磁石２０が検出器
１９検出範囲内に接近し、検出器１９が作動して
信号を出力する。

シリンダ１が収縮を始めると、第二ロツド１０
は同時に移動するが、第一ロツド９と第二ロツド
１０とはロツクボール２５により連結されている
ため第一ロツド９も同時に一体的に入り方向へ移
動する（第３図Ｃ参照）。したがつて、検出器１
９はすぐに非作動状態となる。貫通孔２２がガイ
ド部材８内に達するようになると、摺動キヤツプ
２８がガイド部材８に当接して圧縮ばね３０を圧
縮しつつ第一ロツド９外周面上を摺動し（第３図
Ｂ参照）、やがてロツクボール２５は環状溝２３
内へ嵌入可能な状態となる。そうすると、ロツク
ボール２５はアール状面２４ａに沿つて移動し、
環状溝２４から抜け出て環状溝２３の方へ入り込
んで第一ロツド９とガイド部材８とがロツクボー
ル２５により連結された状態になり、第二ロツド
１０のみが第一ロツド９内を摺動して移動する
（第３図Ａ参照）。このときの第一ロツド９がガイ
ド部材８に対して停止する位置は、アール状面２
３ａ，２４ａの形状、ロツクボール２５の位置及
び数量、第一ロツド９と第二ロツド１０、ガイド
部材８及び摺動キヤツプ２８との間の摺動摩擦抵
抗の大きさ、並びに圧縮ばね３０の強さに依存し
て決定されるが、どのような場合においても、ス
トツパ部２９が摺動溝２６の前端側の面に当接す
る位置においては必ず停止する。

第一ロツド９と第二ロツド１０との相対的移動
時には、これらの間の空気は連通孔３５及びフイ
ルター２１を経て外気と連通し、作動の妨げとは
ならない。また外気中のごみ、ほこり等は、フイ
ルター２１により濾過されて第一ロツド９内に清
浄に保たれる。検出器１９の作動位置は、セツト
ネジ１８ａを緩めブラケツト１８を取付けロツド
１７に沿つて移動させることにより調整すること
ができる。また検出器１９を複数個取付け、例え
ば第二ロツド１０内に別の永久磁石を埋め込んで
おき、これら永久磁石及び検出器の軸方向位置を
適当に設定することによつて、シリンダ１の最収
縮位置をも検出することが可能である。

一方、シリンダ１の任意のストローク位置、即
ち連結板１６の任意の直線作動位置において、回
転駆動源１５を駆動することにより、駆動ギヤ１
４、従動ギヤ１３及び連結部材１１を介してロツ
ド装置７がシリンダ１の軸中心に回動し、これに
よつて連結板１６も当然に第二ラム４の軸心を中
心に回転作動する。このとき、連結板１６と第二
ラム４との連結部分は連結板１６が第二ラム４に
対して回転自在になるよう連結されているため、
連結板１６が回転作動するも第二ラム４は回転す
ることがない。即ち連結板１６のみが第二ラム４
の軸心を中心に直線作動及び回転作動を任意のシ
ーケンスで行うことができるようになつている。
従つて連結板１６に適当なアタツチメント、例え
ば該連結板１６に周知のマニピユレータ用のアー
ムを一体突設しておけば、該アタツチメントの直
線作動と回転作動によつて負荷を操作するための
目的、例えばトラバーサ又はハンドリング装置等
に利用することができる。

上述の実施例においては、テレスコープ式のロ
ツド装置７を使用しているため軸方向の取付け寸
法が短く、テレスコープ式のシリンダ１の利点を
充分に生かすことができる。検出器１９の位置調
整は簡単であつて、複数個の取付けも可能であ
り、また検出器１９は永久磁石２０により無接触
で作動するので無理な力が作用せず、ロツド装置
を軽量小型なものとすることができる。ロツクボ
ール２５が貫通孔２２といずれかの環状溝２３，
２４との間に嵌入しているので、第一ロツド９と
第二ロツド１０の作動順序は確実に決定されてお
り、したがつて検出器１９を誤作動させることが
ない。各環状溝２３，２４にはアール状面２３
ａ，２４ａが形成されているため、ロツクボール
２５の移動が円滑に行われる。摺動キヤツプ２８
があるので、ロツクボール２５が飛び出すことが
ない。

上述の実施例においては、ガイド部材８、第一
ロツド９及び第二ロツド１０はアルミ合金によ
り、摺動キヤツプ２８及び摺動材３３は合成樹脂
により製作されて無給油での作動が可能となつて
いる。しかし、これらの材料は設計時に適宜選択
できるものである。たとえば検出器１９として機
械的な接触により作動するスイツチを使用する場
合は、第一ロツド９及び第二ロツド１０は磁性体
であつてもよい。第二ロツド１０は筒状体であつ
てもよく、また各部品は適当な部品の結合体とし
て構成することができる。ガイド部材８の環状溝
２３より先端側を長くしておくと、その範囲内で
はロツクボール２５が飛び出すことがないので、
摺動キヤツプを省略することも可能である。環状
溝２３，２４は、周方向に不連続な複数の凹所と
しておくことも可能である。ロツクボール２５の
移動は、その取付け位置を適当に選んで重力を利
用することも可能である。ロツクボール２５を円
柱形とすることも可能である。

上述の実施例においては、駆動手段として駆動
ギヤ１４及び回転駆動源１５を用いたが、これに
代えてラツクとこのラツクを直線往復駆動させる
流体圧シリンダを用いてもよい。また、リング部
１２に従動ギヤ１３を設けず、連結部材１１の適
所、例えばリング部１２に突設したレバーとシリ
ンダ１との間に取付けられた伸縮駆動する駆動用
流体圧シリンダによつてもよい。

本実施例においては、２段式のシリンダ及び検
出ロツドとしたが、３段式又はそれ以上のものも
可能である。その場合は、検出ロツドの第一ロツ
ド９とその周辺との関係の構造を、第二ロツド１
０とその周辺との関係に適用すれば良い。また、
シリンダが単動形であつてもよいのは勿論のこと
である。また、検出器１９及び永久磁石２０等は
適宜省略することができる。

上述した実施例においては、シリンダ１及びロ
ツド装置７がともにテレスコープ式のものについ
て説明したが、本考案はテレスコープ式でないも
のについても適用することができる。

（考案の効果） 本考案によれば、次の効果を発揮する。

連結板は、直線作動及び回転作動が任意のシ
ーケンスで可動であり、したがつて連結板に周
知のマニピユレータ等のアタツチメントを付設
することによつて三次元作業の必要な自動機に
応用することができる。

連結板は、これを直線作業させるための流体
圧シリンダのラムとは回転自在に連結されてい
るため、連結板が回転作動するもラムは回転す
ることがなく単に直線作動するだけであるから
ラムとシリンダチユーブとの間のシール性が良
好であり、したがつて長期の安定使用に供する
ことができる。

連結板は、ガイド部材と該ガイド部材内を摺
動するロツド部材とからなるロツド装置に連結
され、該ガイド部材は流体圧シリンダのロツド
カバーの外周に回転駆動のみ自在に嵌合され、
該ガイド部材によつて連結板は回転作動される
ようになつており流体圧シリンダの内部構造に
ついては、通常のラムの直線作動タイプのもの
でよいから、単動型のみならずテレスコープ式
の流体圧シリンダをも採用することができ、こ
れによつてストロークの長い直線作動を行わせ
ることが可能である。

連結板は、ガイド部材と該ガイド部材内を摺
動するロツド部材とからなるロツド装置に連結
され、これらは一体に回転作動すると共に、そ
の一体回転途上または回転終始端において連結
板につながれたロツド部材はガイド部材内を摺
動するようになつているため、ガイド部材とロ
ツド部材との間に検出装置を設けることによつ
て連結板の直線作動位置をその回転作動時の自
由な位置で容易に且つ正確に検出することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本考案の実施例を示すもの
であつて、第１図はテレスコープ式の流体圧シリ
ンダ装置の一部断面側面図、第２図は第１図のロ
ツド装置の矢視図、第３図Ａ乃至Ｃは作動状態
を説明するためのロツド装置要部の断面拡大図で
ある。 １……シリンダ（流体圧シリンダ）、４……第
二ラム（ラム）、５……ロツドカバー、７……ロ
ツド装置、８……ガイド部材、９……第一ロツド
（ロツド部材）、１０……第二ロツド（ロツド部
材）、１１……連結部材、１２……リング部、１
３……従動ギヤ、１４……駆動ギヤ、１５……回
転駆動源、１６……連結板。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ ロツド装置はガイド部材と該ガイド部材内を
   摺動するロツド部材とより成り、該ロツド装置
   は流体圧シリンダと互いの軸が平行になるよう
   に配置され、上記ガイド部材には上記流体圧シ
   リンダのロツドカバーの外周に回転可能に嵌合
   するリング部を有する連結部材が一体に設けら
   れ、上記ガイド部材を該連結部材を介して前記
   ロツドカバーに対して軸方向には移動不能であ
   るが周方向には上記流体圧シリンダの軸を中心
   に回動可能に取付けられるとともに、上記ガイ
   ド部材を上記ロツドカバーに対して回動駆動す
   るための駆動手段を備えており、上記ロツド部
   材の先端は上記流体圧シリンダのラム先端と互
   いに軸方向に一体的に移動するよう連結板によ
   り連結され、且つ該連結板は上記ガイド部材の
   回動によつて上記流体圧シリンダのラムを軸心
   に回動すると共に、連結板とラムとの連結部分
   は連結板がラムに対して回転自在になるように
   構成されたことを特徴とする流体圧シリンダ装
   置。 ２ 上記流体圧シリンダはテレスコープ式流体圧
   シリンダであり、上記ロツド装置はテレスコー
   プ式である実用新案登録請求の範囲第１項記載
   の流体圧シリンダ装置。