JPH0547508U - 三位置停止アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 取付スペースが小さく、前進端と、後退端
と、その中間位置で精度良く停止させることができ、停
止位置を容易に調整可能とする。 【構成】 第一のシリンダ１１０内に、第一のロッド１
１３に連結されて加圧室１１０Ａ，１１０Ｂを区画する
受圧ピストン１１４を備え、第二のシリンダ１２０内
に、第二のロッド１２３に対して非連結であって開放室
１２０Ａと加圧室１２０Ｂを形成するフリーピストン１
２４と、このフリーピストン１２４のストロークを規制
するストッパ１２５を備え、調整シリンダ１３０内に、
干渉部１３１ｂ，１３２ｂを有する調整チューブ１３１
及び調整ロッド１３２が挿通され、第一及び第二のロッ
ド１１３，１２３の外端が先端ブロック１４０を介して
互いに連結された構成とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、前進端、後退端及びその中間の一点で停止させることができる三位 置停止シリンダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

流体圧アクチュエータを用いて、前進端、後退端及びその中間の、三位置で停 止させる動作を行おうとする場合、例えば図６に示すように、固定アクチュエー タａのロッド先端に可動アクチュエータｂを設けることや、あるいは図７に示す ように、第一のアクチュエータｃのロッド先端の往復範囲の中間に向けてロッド を進退させるストッパ用アクチュエータｄを設けること等が知られている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記図６の構造によると、固定アクチュエータａと可動アクチュエー タｂが直列に配置されるため、取付スペースが長大なものとなってしまい、しか も、固定アクチュエータａによって移動する可動アクチュエータｂがその配管や 配線を引きずってしまうといった問題がある。また、図７の構造によると、第一 のアクチュエータｃの中間停止位置を、ストッパ用アクチュエータｄのロッドと の干渉によって規定するものであるため、中間停止位置の調整や変更が困難であ り、しかも、図８に示すように、第一のアクチュエータｃを中間停止位置から再 進出動作させる際には、ストッパ用アクチュエータｄのロッドを後退させる必要 があるが、このストッパ用アクチュエータｄの後退動作は、まず第一のアクチュ エータｂを後退動作させないと不可能であるため、制御が複雑であり、迅速な処 理動作ができない問題がある。

【０００４】 本考案は、上記のような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところ は、軸方向取付長が短く、前進端と、後退端と、その中間位置で精度良く停止さ せることができ、停止位置を調整可能な三位置停止シリンダ装置を提供すること にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するため、本考案の第１請求項に係る三位置停止アクチュエー タは、本体ボディに互いに平行な第一及び第二のシリンダと調整シリンダを一体 に備え、前記第一のシリンダ内に、一端から気密的に挿通された第一のロッド及 びこの第一のロッドに連結されて軸方向両側の加圧室を区画する受圧ピストンを 備え、前記第二のシリンダ内に、前記第一のロッドと同方向に挿通された第二の ロッドと、この第二のロッドとは非連結であって前記第二のロッド側の開放室と 反ロッド側の加圧室を区画するフリーピストンと、前記開放室に設けられて前記 フリーピストンの前進行程を前記受圧ピストンの前進行程より短く規制するスト ッパを備え、前記調整シリンダ内に、調整チューブ及びその内周に遊嵌された調 整ロッドが挿通され、この調整チューブと調整ロッドは軸方向に互いに干渉して 前記受圧ピストンの前進行程を規制する干渉部を備え、前記第一及び第二のロッ ドが先端ブロックを介して互いに連結され、前記調整チューブ及び調整ロッドの うちの一方が前記先端ブロックに、他方が前記調整シリンダに固定されている構 成としたものである。

【０００６】 また、本考案の第２請求項に係る三位置停止アクチュエータは、上記第１請求 項の三位置停止アクチュエータにおいて、前記第一及び第二のロッドが、前記先 端ブロックに対して固定位置調整自在である構成としたものである。

【０００７】 また、本考案の第３請求項に係る三位置停止アクチュエータは、上記第１請求 項または第２請求項の三位置停止アクチュエータにおいて、前記調整チューブ及 び調整ロッドが、前記先端ブロックまたは前記調整シリンダに対して固定位置調 整自在である構成としたものである。

【０００８】

【作用】

上記構成において、第一のシリンダにおける第一のロッド側の加圧室に流体圧 力を供給し、同第一のシリンダにおける反ロッド側の加圧室及び第二のシリンダ における反ロッド側の加圧室を開放すると、流体圧力を受ける第一のシリンダ内 の受圧ピストンによって第一のロッドが後退するので、先端ブロックが後退し、 後退端（戻り端）位置で停止する。また、このとき先端ブロックと一体の第二の ロッド及びフリーピストンも同時に後退する。

【０００９】 次に、第一のシリンダにおける第一のロッド側の加圧室を加圧したまま、第二 のシリンダにおける反ロッド側の加圧室を加圧すると、受圧ピストンにおける第 一のロッド側の受圧面積よりも、第二のシリンダ内のフリーピストンにおける反 ロッド側の受圧面積のほうが第一のロッドの断面積分だけ大きいので、フリーピ ストンが中間停止位置を規定するストッパと干渉するまで移動し、これによって 先端ブロックは中間位置で停止する。そしてこのとき、第一のシリンダにおける 第一のロッド側の加圧室及び第二のシリンダ内の反ロッド側の加圧室に入力され た圧力によって、先端ブロックは中間停止位置での停止状態が保持される。

【００１０】 また、第一のシリンダにおける反ロッド側の加圧室を加圧すると、第一のシリ ンダ内の受圧ピストンは前進動作し、第二のシリンダ内の第二のロッドは、スト ッパとの干渉によって停止したフリーピストンに対して非連結であるため、この フリーピストンから離れて前記第一のロッド及び先端ブロックの前進動作に追た して移動随可能であり、これによって、先端ブロックは中間停止位置からさらに 前進動作する。そして、先端ブロックの前進動作によって互いに引き抜き方向に 相対動作する調整チューブと調整ロッドの干渉部が互いに干渉した時点で前記前 進動作が停止する。

【００１１】 先端ブロックの中間停止位置は、この先端ブロックと第二のロッドの固定位置 の調整によって任意に設定することができる。

【００１２】 また、先端ブロックの前進端での停止位置は、この先端ブロックまたは本体ボ ディに対する調整チューブ及び調整ロッドの固定位置を調整してこの調整チュー ブ及び調整ロッドの互いの干渉位置を変更することによって任意に設定すること ができる。

【００１３】

【実施例】

次に、本考案の三位置停止アクチュエータを、図１ないし図３に示す一実施例 を参照しながら説明する。

【００１４】 １００は本体ボディであり、このボディ１００の内部には、互いに同径の第一 の空気圧シリンダ１１０及び第二の空気圧シリンダ１２０と、該両空気圧シリン ダ１１０，１２０間の調整シリンダ１３０が、互いに平行に形成されている。第 一及び第二の空気圧シリンダ１１０，１２０の一端（図示の例では上端）にはヘ ッドカバー１１１，１２１がそれぞれ封着されており、また、他端（図示の例で は下端）の内周には、リニアボールベアリング１１２，１２２がそれぞれ固定さ れている。

【００１５】 第一の空気圧シリンダ１１０内には、硬質の金属からなる第一のロッド１１３ が前記リニアボールベアリング１１２を介して軸方向移動自在に挿通されており 、また、この第一の空気圧シリンダ１１０内部を二つの加圧室１１０Ａ，１１０ Ｂに区画する受圧ピストン１１４が気密摺動自在に設けられている。第一のロッ ド１１３の軸周は、リニアボールベアリング１１２の軸方向外側に設けられたロ ッドシール１１５で軸封されており、また、この第一のロッド１１３の内端１１ ３ａは、前記受圧ピストン１１４と螺合連結されている。本体ボディ１００の一 側面には、前記受圧ピストン１１４の下側すなわち第一のロッド１１３側の加圧 室１１０Ａへ空気圧を給排するための入力ポート１１６Ａが開設されており、ヘ ッドカバー１１１には、このヘッドカバー１１１側、すなわち反ロッド側の加圧 室１１０Ｂに対して空気圧を給排するための入力ポート１１６Ｂが開設されてい る。

【００１６】 第二の空気圧シリンダ１２０内には、前記第一のロッド１１３と同材質の第二 のロッド１２３が前記リニアボールベアリング１２２を介して軸方向移動自在に 挿通されており、また、この第二のロッド１２３の内端１２３ａと非連結のフリ ーピストン１２４が気密摺動自在に設けられている。フリーピストン１２４は、 第二の空気圧シリンダ１２０内部を、下側すなわち第二のロッド１２３側であっ てリニアボールベアリング１２２の内周隙間を介して大気開放された開放室１２ ０Ａと、ヘッドカバー１２１側すなわち反ロッド側の加圧室１２０Ｂに区画して おり、ヘッドカバー１２１には、加圧室１２０Ｂに対して空気圧を給排するため の入力ポート１２６が開設されている。また、開放室１２０Ａには、フリーピス トン１２４の開放室１２０Ａ側への前進行程を受圧ピストン１１４の前進行程よ りも短く規制するストッパ１２５が固定されている。

【００１７】 第一の空気圧シリンダ１１０及び第二の空気圧シリンダ１２０のリニアボール ベアリング１１２，１２２の内周から、外部へ導出された第一及び第二のロッド １１３，１２３の先端は、本体ボディ１００の外部に移動自在に配置された先端 ブロック１４０にそれぞれ連結されている。このうち第一のロッド１１３の先端 は、ボルト１１７を介して先端ブロック１４０に固定され、第二のロッド１２３ は、その先端に適当な長さで形成された雄螺子部１２３ｂが先端ブロック１４０ に形成された雌螺子部１４０ａにねじ込まれ、ロックナット１２７で締め付け固 定されている。

【００１８】 調整シリンダ１３０内には、調整チューブ１３１とその内周に遊嵌された調整 ロッド１３２が挿通されている。このうち、調整チューブ１３１は、本体ボディ １００に対して挿抜移動自在な遊嵌状態にあり、先端のカバー部材１３１ａがボ ルト１３３を介して先端ブロック１４０に固定されており、また、調整ロッド１ ３２は、その先端に適当な長さで形成された雄螺子部１３２ａが前記先端ブロッ ク１４０と反対側における調整シリンダ１３０の端部に形成された雌螺子部１３ ０ａにねじ込まれ、ロックナット１３４で締め付け固定されている。前記調整チ ューブ１３１の内端内周には干渉リング１３１ｂが固定され、また前記調整ロッ ド１３２の前記調整チューブ１３１内における端部には大径の干渉頭部１３２ｂ が形成されており、この干渉リング１３１ｂと干渉頭部１３２ｂは、前記先端ブ ロック１４０が前進すなわち本体ボディ１００から離れる方向へ所定量移動した 時に、調整チューブ１３１が一体に前進することによって互いに干渉し、移動を 規制するものである。

【００１９】 第一の空気圧シリンダ１１０における入力ポート１１６Ａから延びる配管１０ は、三位置切換弁１５０の切換ポート１５０Ａを介して、また、同第一の空気圧 シリンダ１１０における入力ポート１１６Ｂから延びる配管２０は、二位置切換 弁１６０及び前記三位置切換弁１５０の切換ポート１５０Ｂを介して、さらに、 第二の空気圧シリンダ１２０における入力ポート１２６から延びる配管３０は、 前記配管２０と共通である前記三位置切換弁１５０の切換ポート１５０Ｂを介し て、それぞれ空気圧供給源または大気開放側に選択的に接続される。また、前記 二位置切換弁１６０は、配管１０からの分岐管４０を介して空気圧が導入され、 この空気圧によって位置切換動作を行う。

【００２０】 次に、上記のように構成された本実施例の三位置停止アクチュエータの作動を 説明すると、まず図１において、三位置切換弁１５０は切換ポート１５０Ａ，１ ５０Ｂが切換位置１５１に接続された状態に切換制御されている。このため、第 一のシリンダ１１０における加圧室１１０Ａは、前記三位置切換弁１５０の切換 ポート１５０Ａ及び配管１０を介して空気圧供給源からの空気圧が供給されると ともに、第一の空気圧シリンダ１１０における加圧室１１０Ｂは、配管１０から 分岐管４０を介して印加された空気圧によって切換位置１６１に切換動作した二 位置切換弁１６０及び配管２０を介して大気開放され、第二の空気圧シリンダ１ ２０における加圧室１２０Ｂは、配管３０及び前記三位置切換弁１５０の切換ポ ート１５０Ｂを介して大気開放されている。したがって、加圧室１１０Ａの圧力 を受ける受圧ピストン１１４は上死点へ向けて後退し、これに伴い、第一のロッ ド１１３，先端ブロック１４０，第二のロッド１２３及びフリーピストン１２４ が一体的に後退動作し、図示の後退端の位置で停止する。

【００２１】 次に、上記図１の状態から、三位置切換弁１５０を切換位置１５２に切換制御 することによって、図２に示すように、第一の空気圧シリンダ１１０における加 圧室１１０Ａは空気圧供給状態が維持されるとともに、第二の空気圧シリンダ１ ２０における反ロッド側の加圧室１２０Ｂにも、前記三位置切換弁１５０の切換 ポート１５０Ｂ及び配管３０を通じて空気圧が供給される。また、第一の空気圧 シリンダ１１０における反ロッド側の加圧室１１０Ａは、図１と同様、切換位置 １６１にある二位置切換弁１６０を介して大気開放された状態を維持される。す ると、第一のシリンダ１１０の加圧室１１０Ａに対する受圧ピストン１１４の受 圧面１１４ａよりも、第二のシリンダ１２０の加圧室１２０Ｂに対する受圧面１ ２４ａのほうが、第一のロッド１１３の断面積分だけ大きいので、フリーピスト ン１２４は、受圧ピストン１１４が受ける後退方向の圧力に抗して前進動作し、 これに伴って、第二のロッド１２３，先端ブロック１４０，第一のロッド１１３ 及び受圧ピストン１１４が一体的に前進動作する。そしてこの前進動作は、フリ ーピストン１２４がストッパ１２５に当接することによって阻止されるので、先 端ブロック１４０は、図示の中間位置で停止する。

【００２２】 このときの先端ブロック１４０の中間停止位置は、第二のロッド１２３の雄螺 子部１２３ｂに螺合したロックナット１２７を緩め、この第二のロッド１２３を 左右いずれかの方向へ回転させて、前記雄螺子部１２３ｂと先端ブロック１４０ の雌螺子部１４０ａの螺合位置を適宜変えることによって、任意に調整すること ができる。調整後はロックナット１２７の締め付けによって固定する。

【００２３】 また、上記図２の状態から、三位置切換弁１５０を切換位置１５３に切換制御 することによって、図３に示すように、第一の空気圧シリンダ１１０における加 圧室１１０Ａは配管１０及び前記三位置切換弁１５０の切換ポート１５０Ａを介 して大気開放されるとともに、第二の空気圧シリンダ１２０における加圧室１２ ０Ｂは、図２と同様、配管３０及び前記三位置切換弁１５０のポート１５０Ｂを 通じて空気圧が供給される。また、この三位置切換弁１５０が切換位置１５３に 移行することによって、分岐管４０から二位置切換弁１６０への切換動作圧力も 開放されるので、二位置切換弁１６０は切換位置１６２へ移行し、第一の空気圧 シリンダ１１０における加圧室１１０Ｂは、三位置切換弁１５０の切換ポート１ ５０Ｂ、前記二位置切換弁１６０及び配管２０を介して空気圧が供給される。し たがって、受圧ピストン１１４はさらに前進動作する。このとき、第二のロッド １２３は、ストッパ１２５との干渉によって停止したフリーピストン１２４に対 して非連結であるため、このフリーピストン１２４から離れて、受圧ピストン１ １４、第一のロッド１１３及び先端ブロック１４０の前進動作に追随する。そし て、先端ブロック１４０と一体に前進動作して調整ロッド１３２から引き抜かれ るように移動する調整チューブ１３１の干渉リング１３１ｂが、やがて調整ロッ ド１３２の干渉頭部１３２ｂが互いに干渉し、これによって先端ブロック１４０ は、図示の前進端位置で停止する。

【００２４】 先端ブロック１４０の前進端での停止位置は、調整ロッド１３２の雄螺子部１ ３２ａに螺合したロックナット１３４を緩め、この調整ロッド１３２を左右いず れかの方向へ回転させて、前記雄螺子部１３２ａと調整シリンダ１３０の雌螺子 部１３０ａの螺合位置を適宜変えることによって任意に調整することができる。 調整後はロックナット１３４の締め付けによって固定する。

【００２５】 すなわち、この実施例の構成によると、動作の制御を三位置切換弁１５０の切 換操作のみで行なうことができ、前進端、後退端、中間位置での先端ブロック１ ４０の停止位置も任意に調整することができ、また、第一及び第二のロッド１１ ３，１２３がそれぞれリニアボールベアリング１１２，１２２でガタのないよう に軸支しているので、先端ブロック１４０が回転せず、高い位置精度で停止する ものである。

【００２６】 なお、本考案は図示の一実施例に限定されるものではない。例えばリニアボー ルベアリング１１２，１２２は滑り軸受に代えても良く、先端ブロック１４０に 対して調整チューブ１３１の固定位置を調整可能としても良く、その他、細部の 形状や大きさ等は任意に変更可能である。

【００２７】

【考案の効果】

本考案の三位置停止アクチュエータによると、次のような効果を奏する。 (1) 各シリンダの動作部が単一の本体ボディに平行に内蔵された構造であるため 、占有スペースが短くて済む。 (2) 前進端、後退端及び中間位置での先端ブロックの停止位置の調整を、容易に かつ随時行なうことができる。 (3) 進退方向の異なる複数のアクチュエータを組み合わせたものではないので、 操作が複雑になることがなく、迅速な動作が可能である。 (4) 先端ブロックが二本のロッドで支持されているため、この先端ブロックが回 転することがなく、しかも各ロッドがそれぞれリニアボールベアリングによって 軸支されているのでガタがなく、このため、高い位置精度で各位置に停止させる ことができる。 (5) 動作制御を一つの切換弁で行なうことができる。 (6) 位置調整機構や、回転防止機構、ガイド機構がコンパクトにユニット化され ており、構造がシンプルである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の三位置停止アクチュエータの一実施例
を示す後退端への復帰状態の断面図である。

【図２】同じく中間位置での停止状態を示す断面図であ
る。

【図３】同じく前進端での停止状態を示す断面図であ
る。

【図４】従来構造の一例を示す説明図である。

【図５】従来構造の他の例を示す中間位置での停止時の
説明図である。

【図６】従来構造の他の例を示す中間位置からの前進時
の説明図である。

【符号の説明】

１０，２０，３０ 配管 ４０ 分岐管 １００ 本体ボディ １１０ 第一の空気圧シリンダ（第一のシリンダ） １１０Ａ，１１０Ｂ １２０Ｂ 加圧室 １１１，１２１ ヘッドカバー １１２，１２２ リニアボールベアリング １１３ 第一のロッド １１３ａ，１２３ａ 内端 １１４ 受圧ピストン １１５ ロッドシール １１６Ａ，１１６Ｂ，１２６ 入力ポート １１７，１３３ ボルト １２０ 第二の空気圧シリンダ（第二のシリンダ） １２０Ａ 開放室 １２３ 第二のロッド １２３ｂ，１３２ａ 雄螺子部 １２４ フリーピストン １２５ ストッパ １２７，１３４ ロックナット １３０ 調整シリンダ １３０ａ，１４０ａ 雌螺子部 １３１ 調整チューブ １３１ａ カバー部材 １３１ｂ 干渉リング（干渉部） １３２ 調整ロッド １３２ｂ 干渉頭部（干渉部） １４０ 先端ブロック １５０ 三位置切換弁 １５０Ａ，１５０Ｂ 切換ポート １５１，１５２，１５３ 三位置切換弁の切換位置 １６０ 二位置切換弁 １６１，１６２ 二位置切換弁の切換位置

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体ボディ１００に互いに平行な第一及
   び第二のシリンダ１１０，１２０と調整シリンダ１３０
   を一体に備え、前記第一のシリンダ１１０内に、一端か
   ら気密的に挿通された第一のロッド１１３及びこの第一
   のロッド１１３に連結されて軸方向両側の加圧室１１０
   Ａ，１１０Ｂを区画する受圧ピストン１１４を備え、前
   記第二のシリンダ１２０内に、前記第一のロッド１１３
   と同方向に挿通された第二のロッド１２３と、この第二
   のロッド１２３とは非連結であって前記第二のロッド１
   ２３側の開放室１２０Ａと反ロッド側の加圧室１２０Ｂ
   を区画するフリーピストン１２４と、前記開放室１２０
   Ａに設けられて前記フリーピストン１２４の前進行程を
   前記受圧ピストン１１４の前進行程より短く規制するス
   トッパ１２５を備え、前記調整シリンダ１３０内に、調
   整チューブ１３１及びその内周に遊嵌された調整ロッド
   １３２が挿通され、この調整チューブ１３１と調整ロッ
   ド１３２は軸方向に互いに干渉して前記受圧ピストン１
   １４の前進行程を規制する干渉部１３１ｂ，１３２ｂを
   備え、前記第一及び第二のロッド１１３，１２３が先端
   ブロック１４０を介して互いに連結され、前記調整チュ
   ーブ１３１及び調整ロッド１３２のうちの一方が前記先
   端ブロック１４０に、他方が前記調整シリンダ１３０に
   固定されていることを特徴とする三位置停止アクチュエ
   ータ。
2. 【請求項２】 請求項１の記載において、第一及び第二
   のロッド１１３，１２３が、先端ブロック１４０に対し
   て固定位置調整自在であることを特徴とする三位置停止
   アクチュエータ。
3. 【請求項３】 請求項１または２の記載において、調整
   チューブ１３１及び調整ロッド１３２が、先端ブロック
   １４０または調整シリンダ１３０に対して固定位置調整
   自在であることを特徴とする三位置停止アクチュエー
   タ。