JPH0218802Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔技術分野〕 本考案は直動および揺動が共に可能な揺動シリ
ンダにかかり、特に揺動シリンダ部の寸法を小型
化し、また空気圧の供給ポートを集中することに
より容易にすること等の可能な揺動シリンダに関
する。

〔背景技術〕

たとえば、各種自動作業機や工作機械などでは
ロボツト化による作業の自動化が進み、さらに高
精度かつ多機能化が要求されるに及んで、空気圧
シリンダも単に往復直動するだけでなく、揺動運
動が加わつた揺動シリンダが提案されるに至つて
いる。

しかしながら、かかる従来の揺動シリンダで
は、揺動シリンダ部における空気圧供給用のポー
トが分散配置されており、空気圧供給用の配管チ
ユーブが複雑になり、設置条件によつては空気圧
の供給が困難で、しかも本体と両側のシリンダ部
に接合部が必要であることにより、揺動シリンダ
部のピストンがピニオンの咳近くまで移動でき
ず、寸法が大型化する等の問題があつた。

〔考案の目的〕

本考案の目的は、揺動シリンダ部の寸法の小型
化を可能にする揺動シリンダを提供することにあ
る。

また、本考案の他の目的は、揺動シリンダ部へ
の空気圧の供給ポートを集中して供給を容易に行
うことができる揺動シリンダを提供することにあ
る。

〔考案の概要〕

本考案はシリンダ内を往復運動するピストンに
対しロツドを中心軸の周りに揺動自在に取り付
け、このロツドにはラツク・ピニオンを介して揺
動シリンダ部から揺動力を与えるようにしたもの
であつて、上記シリンダ部はチユーブの使用によ
つて構成の簡素化を図り、このチユーブとこのチ
ユーブ端を塞ぐヘツドカバーとの間の空気通路を
通じて、本体の給排気ポートからの空気圧を、上
記チユーブ内をピストンにより画成した空気室に
供給し、ラツク・ピニオン機構を作動するように
したものであり、それにより揺動シリンダ部の寸
法を小型化し、チユーブ内面がシリンダ内面とな
るため、切削等によるシリンダ内面の精度や仕上
面粗度が簡単で容易になり、またチユーブ外面が
空気通路となるため空気圧の供給を容易にするこ
と等が可能となる。

〔実施例〕

第１図、第２図および第３図はそれぞれ本考案
にかかる揺動シリンダの一実施例を示す正面断面
図、平面図および側面断面図である。同図におい
て、１はブロツク状のシリンダの本体で、この本
体１には一端がヘツドカバー２により閉塞された
シリンダチユーブ３と、両端部付近がヘツドカバ
ー４，５により被覆された一対のシリンダチユー
ブ６ａ，６ｂが取り付けられている。

シリンダチユーブ３内には、マグネツト７を取
り付けたピストン８が軸方向摺動自在に設けら
れ、このピストン８の端面には、マグネツト７を
リテーナ９、バンパ１０、座金１１を介して固定
するボルト１２がねじ込まれている。また、７
ａ，７ｂはストロークセンサで、マグネツト７の
ストローク位置を検出するものである。なお、ボ
ルト１２の周辺のヘツドカバー２には、このボル
ト１２の頭部を収容するとともに、ポート２４ｂ
より圧縮空気が供給排出される凹所１３が設けら
れている。なお、１４はピストン８の外周に設け
たピストンパツキン、１５は同じくウエアリング
である。

一方、ピストン８の右端面には凹所１６が設け
られており、この凹所１６にはカツプ状の取付具
１７がねじ込まれて、この取付具１７の内側には
ボール部１８とこのボール部１８を滑動自在に受
けるボール受部１９を嵌合した回転連結部材とし
ての球面軸受が配置されるようになつている。

２０は揺動および直動の可能なピストンロツド
で、このロツド２０の一端は取付具１７の中心を
貫通し、その先端部はボール部１８の中心を貫通
し、このボール部１８がナツト２１によりロツド
２０の端部に固定されている。なお、ボール受部
１９は取付具１７に脱落しないように固定され
る。つまり、ロツド２０の揺動によりボール部１
８がボール受部１９内を自由に滑動揺動する構成
となつている。なお、２２は取付具１７の端面に
取り付けたバンパである。２３はピストン８と本
体１との間のシリンダチユーブ３内に設けた空気
室で、本体１に設けたポート２４ａ、通孔２５を
通じて空気圧が給排される。

本体１の略中央下部には、２つの軸受２６，２
７を介してケース２８およびロツドブツシユ２９
が揺動自在に、しかも軸方向に変位しないよう
に、一定間隙を隔てて設けられ、これらに上記ロ
ツド２０が軸方向摺動自在に支持されている。３
０は上記間隙内のロツド２０に対し、このロツド
２０と一体揺動し、かつ軸方向変位自在に取り付
けたピニオンである。３１はケース２８とロツド
２０との間隙をシールするロツドパツキン、３２
はロツドパツキン３１の固定具である。２８ａは
本体１とケース２８の間隙をシールするパツキン
である。

ロツド２０はピニオン３０よりの揺動を伝える
とともに、空気室２３よりの空気圧の漏れを防ぐ
ロツドパツキン３１が十分作用する形状でなけれ
ばならないため、本実施例では正方形の断面を使
用している。

蓋３３は、本体１内に加工誤差調整用のウエー
ブワツシヤ２６ａを設けて２つの軸受２６，２７
を固定するためにねじ込まれている。

３４はピニオン３０に噛合されているラツク
で、ラツク３４は、ラツクガイド３４ａおよび位
置決めピン３４ｂによりピニオン３０との位置お
よびシリンダチユーブ６内の円周方向に位置決め
され、軸方向のみの移動を可能としている。この
ラツク３４の両端には、上記シリンダチユーブ６
ａ，６ｂ内を摺動する一対のピストン３５，３６
が取り付けられている。これらのピストン３５，
３６とヘツドカバー４，５との間には、空気圧の
給排を受ける空気室３７，３８が設けられてい
る。空気圧の給排は２つのポート４９，５０より
シリンダチユーブ６の外面とヘツドカバー４，５
の内面との間隙を通じて空気室３７，３８に連通
している。各ピストン３５，３６の外周にはロツ
ドパツキン３９，４０やウエアリング４１，４２
が取り付けられている。４３，４４は各ピストン
３５，３６の移動量を調節するねじである。４
５，４６はピストン３５，３６に一体に設けたマ
グネツトで、ヘツドカバー４，５上にこのマグネ
ツト４５，４６の位置を検出する位置センサ４５
ａ，４６ａが設けれている。

ところで、上記シリンダチユーブ６ａ，６ｂは
内周面が滑らかなステンレススチールで作られた
チユーブからなり、この２つのステンレスチユー
ブは、ブロツク状の本体１の両側から挿入され、
このときシリンダチユーブ６ａ，６ｂの外面とキ
ヤツプ状のヘツドカバー４，５の内面の間には空
気圧の給排気の通路として十分な間隙がある。さ
らに各ステンレスチユーブ端がキヤツプ状のヘツ
ドカバー４，５にて覆われ、このヘツドカバー
４，５が上記本体１に固定されている。このた
め、ステンレスチユーブからなるシリンダチユー
ブ６ａ，６ｂの内端は、本体１との継目を作らな
いでピニオン３０の近傍に位置させることができ
る。

また、シリンダチユーブ６ａ，６ｂの外端の一
部には切欠を設け、外端面の全周がヘツドカバー
４，５と密着することをさけてある。

空気室３７，３８への空気圧の給排は、本体１
の上面に設けた空気圧の給排ポート４９，５０に
通孔５１，５２、シリンダチユーブ６ａ，６ｂと
キヤツプ状ヘツドカバー４，５の間隙およびシリ
ンダチユーブ６ａ，６ｂの外端の切欠を介して連
通している。したがつて、本体１の上面には３個
のポート２４，４９，５０が集中して設けられて
いる。

次に、本実施例の揺動シリンダの作用について
説明する。

本実施例の揺動シリンダでは、ロツドの直動位
置にピストン８のシリンダチユーブ３内の摺動量
を検出することにより得るとともに、ロツドの揺
動位置をピストン３５，３６のシリンダチユーブ
６ａ，６ｂ内の揺動量を検出することにより得
る。まず、シリンダチユーブ３内の凹所１３また
は空気室２３のいずれか一方に空気圧が供給さ
れ、他方の空気圧が抜かれると、ピストン８はシ
リンダ３内を摺動し、ピストンロツド２０がケー
ス２８およびロツドブツシユ２９に支持されなが
ら摺動し、軸方向に往方向または復方向に変位す
る。

一方、シリンダチユーブ６ａ，６ｂ内の空気室
３７，３８のいずれか一方に空気圧を供給し、他
方の空気圧を抜くと、ピストン３５，３６はシリ
ンダチユーブ６ａ，６ｂ内を摺動しながら往方向
または復方向に変位する。かかる変位動作によつ
てラツク３４も同方向に移動し、このラツクに噛
合しているピニオン３０を揺動させる。このピニ
オン３０の揺動によりピストンロツド２０も同様
に揺動する。この結果、上記ロツド２０は回転と
直動をそれぞれ別々にあるいは揺動しながら直動
する揺動直動運動を行なうことが可能になる。し
たがつて、この揺動シリンダをロボツトなどの自
動作業機等に用いれば直動と揺動を要する複雑な
作業を自動的に遂行できる。

ところで、上記のように、ロツド２０は直動と
揺動をするが、この揺動はボール部１８がボール
受部１９内を回転することによつてピストン８に
伝えられることがない。したがつて、ピストン８
はシリンダチユーブ３内を軸方向にのみ移動し、
回転することがない。また、ロツド２０は２つの
軸受２６，２７に回転自在に支持されて、その揺
動は極めて円滑になる。このため、ロツド２０の
捩じり動作、つまり揺動が軽快になるのである。

ところで、ピストン３５，３６が摺動するシリ
ンダチユーブ６ａ，６ｂは２本のステンレスチユ
ーブを用いたので、これらをピニオン３０近傍に
まだ接近できる。つまり、従来のように本体１に
一体にシリンダを設けた場合には、その本体１と
シリンダとの継目が必ず生じるほか、略全長にわ
たり直線的形成が不可能であつたのに対し、この
実施例ではピニオン３０の近傍まで直線的円滑面
となしうるステンレスチユーブを用いたので、ス
テンレスチユーブ端を接近させることができ、し
たがつて２つのピストン３５，３６の距離を短く
設定でき、結果としてシリンダ長さの短縮化が図
れるとともに、ピストン３５，３６も最大限の移
動が可能になる。

また、シリンダチユーブ６ａ，６ｂとヘツドカ
バー４，５との間の上記空気通路はシリンダチユ
ーブ６ａ，６ｂの外端の切欠を設けるだけで簡単
に得られるとともに、これらの空気通路に通じる
空気圧の給排ポート４９，５０が上記ポート２４
ａと本体１の上面にひとまとめにして集中的に設
けられているので、空気圧の給排チユーブを集中
化するとともに連結が容易となり、構造の小型化
が図れる。

また、シリンダチユーブ６ａ，６ｂとしてステ
ンレスチユーブを使えば、ピストン３５，３６が
摺接する内面の仕上げ加工を省略できるほか、シ
リンダを安価に得ることができる。

このように、ロツド２０をピストン８に対して
回動自在に支持させることにより、ロツド２０の
直動および揺動が軽快となり、これをロボツトの
腕などに用いた場合に複雑な動きも遅速なく円滑
に行えるほか、上記揺動動作のシリンダ長さの短
縮化および安価化、さらに小型化を実現できる。

〔効果〕

本考案においては、ロツドに揺動力を付与する
揺動シリンダ部はステンレススチールチユーブか
らなる一対のシリンダチユーブと、このシリンダ
チユーブ内を摺動し、かつ上記ラツクに取り付け
た一対のピストンとから構成され、上記シリンダ
チユーブのそれぞれがピニオンに接近して設けら
れるので、そのシリンダ長さの短縮化が図れるほ
か、上記一対のピストンは最大限の変位が可能と
なり、シリンダを複雑な仕上げ加工を要すること
なく、簡単かつ安価に得ることができる。

また、ステンレスチユーブよりなる空気室への
空気圧の給排は、そのステンレスチユーブとこの
端部を覆うヘツドカバーとの間の空気通路を通じ
て本体のポートの内外に行うため、この空気通路
やポートの集中化が図れ、本体の小型化、コンパ
クト化が得られ、かつ空気圧の供給が容易となる
等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかかる揺動シリンダの正面断
面図、第２図は同じく平面図、第３図は同じく側
面断面図である。 １……本体、３，６ａ，６ｂ……シリンダチユ
ーブ、８……ピストン、１８……ボール部、１９
……ボール受部、２０……ロツド、２３……空気
室、２６，２７……軸受、２８……ケース、２９
……ロツドブツシユ、３０……ピニオン、３５，
３６……ピストン、３７，３８……空気室、４
９，５０……給排ポート、５１，５２……通孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 空気圧を受けてシリンダ内を往復運動するピス
   トンと、このピストンに対し回転支持部材を介し
   て一端部が回転自在に支持されたロツドと、この
   ロツドに回転を伝達するためのラツク・ピニオン
   機構と、このラツク・ピニオン機構のラツク端に
   取り付けた一対のピストンと、空気圧によつて往
   復運動する該一対のピストンを収容する揺動シリ
   ンダ部とを備えてなり、上記揺動シリンダ部は空
   気圧の給排ポートを有する本体に貫通させたチユ
   ーブと、このチユーブ端を塞ぐヘツドカバーとか
   らなり、上記チユーブとヘツドカバーとの間に上
   記給排ポートに通じる空気通路を設けたことを特
   徴とする揺動シリンダ。