JPH1061609A - 流体圧アクチュエータ装置およびその組立方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単且つコンパクトな構成で大きな推力を得る
ことを可能とし、製造および組み立てを容易化する。 【解決手段】押し出し操作時に、ピストン８〜１０が図
１のように最引き込み側に位置しており、バルブステム
がステムストッパの一方側に偏倚している状態で、高圧
エアがエア入口１Ｄに供給されると、その高圧エアは、
エア通路１Ｃから、バルブステムにより第２のエア通路
に導かれ、奥側開口部を介して、シリンダライナ２〜４
の段差部２Ａ〜４Ａと、シリンダ１の底面と、セパレー
タ１７および１８の壁面と、シリンダ１の内周壁と、に
より形成される環状空間に注入される。エアは、すり割
り溝２Ｅ〜４Ｅとシリンダ１の底面とセパレータ１７お
よび１８の壁面とにより形成される開口部からピストン
１１〜１３の背面側に導かれ、ピストン１１〜１３を前
方（右方）に向けて押圧し、ピストン１個だけの場合の
３倍の推力がピストンロッド１６から出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダに挿入さ
れたピストンをガス圧および液圧のような流体圧によっ
て駆動することにより、流体圧を機械的運動に変換する
流体圧アクチュエータ装置およびその組立方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、シリンダに挿入されたピストン
をガス圧および液圧のような流体によって駆動して、流
体圧を機械的運動に変換する流体圧アクチュエータは、
例えばジグシリンダなどと称され、自動組立装置、工作
機械等に広く使用されている。流体圧により駆動される
この種のアクチュエータにおいて、大きな動作力すなわ
ち推力を得ようとする場合には、原理的にピストンにお
ける流体の受圧面積を増加させればよい。ピストンにお
ける受圧面積を増大させるには、基本的にピストン径を
大きくすればよいが、そのためにシリンダ径が大きくな
ってしまいアクチュエータ全体が大型化してしまう。

【０００３】そこで、現実には、それぞれ単一のシリン
ダに単一のピストンを設けたシリンダユニットを複数個
用い、これらシリンダユニットを多段に縦列配置して、
各ピストンのピストンロッドを連結し、各シリンダに対
して、共通の方向への動作力を作用させるように流体を
供給することが行われている。このようにしても、連結
されたピストンロッドに対するピストンの受圧面積を、
単一のピストンロッドの複数倍に増大させることができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、複数個
の前記シリンダユニットを多段に縦列配置して、各ピス
トンのピストンロッドを連結する場合、複数のシリンダ
および複数のピストンロッドをそれぞれボルト締め等に
より連結するため、多数の連結部および接合面等を、精
密に加工しなければならない。また、前記複数個のシリ
ンダユニットを多段に結合するための組立工数も多く、
組立作業が繁雑になる。また、このように複数個の前記
シリンダユニットを多段に縦列配置して、各ピストンの
ピストンロッドを連結し、各シリンダに対して、共通の
方向への動作力を作用させるように流体を供給する場合
には、シリンダユニット毎に、流体の供給および排出の
配管を施さねばならず、配管の数量が増加し且つ配管自
体も複雑化する。

【０００５】本発明は、上述の事情に鑑みてなされたも
ので、その第１の目的とするところは、簡単で且つコン
パクトな構成で大きな推力を得ることができる流体圧ア
クチュエータ装置およびその組立方法を提供することに
あり、第２の目的とするところは、製造および組み立て
が容易な流体圧アクチュエータ装置およびその組立方法
を提供することにあり、第３の目的は、シリンダに流体
を供給したり排出したりするための配管構成が簡略で且
つその配管作業が極めて容易な流体アクチュエータ装置
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による第１の流体
圧アクチュエータ装置は、ピストン部材と、このピスト
ン部材に結合されるピストンロッド部材と、両端が開口
した筒状をなし、内部に前記ピストン部材を気密に且つ
所定範囲において摺動可能に収容するとともに、該ピス
トン部材の摺動範囲の両端にそれぞれ開口する第１およ
び第２の開口部を形成するシリンダライナ部材と、ほぼ
有底筒状をなして前記シリンダライナを収容し、前記第
１および第２の開口部にそれぞれ連通する第１および第
２の流体通路を筒状の周側壁の肉厚内に形成し、且つ前
記第１および第２の流体通路に連結され外部に開口する
第３の流体通路を有するシリンダ部材と、前記シリンダ
部材の前記第１および第２の流体通路と第３の流体通路
との連結部に付設され、外部操作に応動して前記第１お
よび第２の流体通路を選択的に前記第３の流体通路に連
通させるバルブ部材と、前記ピストンロッド部材のみを
気密に挿通して、前記シリンダ部材の開口部を閉塞する
キャップ部材とを具備することを特徴としている。

【０００７】本発明による第２の流体圧アクチュエータ
装置は、複数のピストン部材と、この複数のピストン部
材のうちの１つに結合され、且つ他のピストン部材と連
結してこれら他のピストン部材を等間隔で支持するピス
トンロッド部材と、それぞれ、両端が開口した筒状をな
し、内部に前記各ピストン部材を気密に且つ所定範囲に
おいて摺動可能に収容するとともに、前記各ピストン部
材の摺動範囲の両端にそれぞれ開口する第１および第２
の開口部を形成する複数のシリンダライナ部材と、前記
ピストンロッド部材を気密に挿通し、前記複数のシリン
ダライナ部材の間を閉塞して、各シリンダライナ部材で
形成されるシリンダ室を隔離する少なくとも１個のセパ
レータ部材と、ほぼ有底筒状をなして前記複数のシリン
ダライナおよびセパレータ部材を収容し、前記複数のシ
リンダライナ部材の前記各第１の開口部に連通する第１
の流体通路および前記複数のシリンダライナ部材の前記
各第２の開口部に連通する第２の流体通路を筒状の周側
壁の肉厚内に形成し、且つ前記第１および第２の流体通
路に連結され外部に開口する第３の流体通路を有するシ
リンダ部材と、前記シリンダ部材の前記第１および第２
の流体通路と第３の流体通路との連結部に付設され、外
部操作に応動して前記第１および第２の流体通路を選択
的に前記第３の流体通路に連通させるバルブ部材と、前
記ピストンロッド部材のみを気密に挿通して、前記シリ
ンダ部材の開口部を閉塞するキャップ部材と、を具備す
ることを特徴としている。

【０００８】前記ピストンロッド部材は、ピストン部材
毎に分割して形成され、互いに分離および連結を可能と
して構成してもよい。前記シリンダ部材は、金属により
鋳造を用いて形成されていてもよい。

【０００９】本発明による第３の流体圧アクチュエータ
装置は、ピストン部材と、このピストン部材に結合され
るピストンロッド部材と、ほぼ有底筒状をなして内部に
前記ピストン部材を気密に且つ所定範囲において摺動可
能に収容するとともに、該ピストン部材の摺動範囲の両
端にそれぞれ開口する第１および第２の流体通路を筒状
の周側壁の肉厚内に形成し、且つ前記第１および第２の
流体通路に連結され外部に開口する第３の流体通路を有
するシリンダ部材と、前記シリンダ部材の前記第１およ
び第２の流体通路と第３の流体通路との連結部に付設さ
れ、外部操作に応動して前記第１および第２の流体通路
を選択的に前記第３の流体通路に連通させるバルブ部材
と、前記ピストンロッド部材のみを挿通して、前記シリ
ンダ部材の開口部を閉塞するキャップ部材とを具備する
ことを特徴としている。

【００１０】本発明による第４の流体圧アクチュエータ
装置は、複数のピストン部材と、この複数のピストン部
材のうちの１つに結合され、且つ他のピストン部材を貫
通してこれら他のピストン部材を等間隔で支持するピス
トンロッド部材と、ほぼ有底筒状をなして内部に前記各
ピストン部材を気密に且つ所定範囲において摺動可能に
収容するとともに、前記各ピストン部材の摺動範囲の一
端にそれぞれ開口する第１の流体通路および前記各ピス
トン部材の摺動範囲の他端にそれぞれ開口する第２の流
体通路を筒状の周側壁の肉厚内に形成し、且つ前記第１
および第２の流体通路に連結され外部に開口する第３の
流体通路を有するシリンダ部材と、前記シリンダ部材の
前記第１および第２の流体通路と第３の流体通路との連
結部に付設され、外部操作に応動して前記第１および第
２の流体通路を選択的に前記第３の流体通路に連通させ
るバルブ部材と、前記ピストンロッド部材のみを気密に
挿通して、前記シリンダ部材の開口部を閉塞するキャッ
プ部材とを具備することを特徴としている。

【００１１】前記ピストンロッド部材は、ピストン部材
毎に分割して形成され、互いに分離および連結を可能な
るように構成してもよい。また、前記シリンダ部材は、
金属により押し出し成型を用いて形成するようにしても
よい。

【００１２】本発明による第１の流体圧アクチュエータ
装置の組立方法は、複数のピストン部材と、前記複数の
ピストン部材にそれぞれ結合され、互いに縦続的に連結
可能に形成され、連結状態では前記複数のピストン部材
を貫通してこれら複数のピストン部材をほぼ等間隔で支
持するピストンロッド部材と、それぞれ、両端が開口し
た筒状をなし、内部に前記各ピストン部材を気密に且つ
所定範囲において摺動可能に収容する複数のシリンダラ
イナ部材と、前記ピストンロッド部材を気密に挿通し、
前記複数のシリンダライナ部材の間を閉塞して、各シリ
ンダライナ部材で形成されるシリンダ室を隔離する少な
くとも１個のセパレータ部材と、ほぼ有底筒状をなして
前記複数のシリンダライナおよびセパレータ部材を収容
するシリンダ部材と、前記ピストンロッド部材のみを気
密に挿通して、前記シリンダ部材の開口部を閉塞するキ
ャップ部材とを具備する流体圧アクチュエータ装置を組
み立てるにあたり、最初のピストン部材に最初のピスト
ンロッド部材を結合するステップと、前記最初のピスト
ンロッド部材を最初のセパレータ部材に挿通するステッ
プと、前記最初のピストンロッド部材と中間のピストン
部材とを連結するステップと、前記最初のピストンロッ
ド部材および前記中間のピストン部材に中間のピストン
ロッドを連結するステップと、前記中間のピストン部材
および中間のピストンロッド部材を中間のシリンダライ
ナ部材に嵌入させるステップと、前記中間のピストンロ
ッド部材を最後のセパレータ部材に挿通するステップ
と、前記中間のピストンロッド部材を最後のピストン部
材に結合するステップと、前記中間のピストンロッド部
材および前記最後のピストン部材に最後のピストンロッ
ドを結合するステップと、シリンダ部材の中空部に最初
のシリンダライナ部材を嵌入させるステップと、前記最
初のシリンダライナ部材に前記最初のピストン部材を嵌
入させて、前記シリンダ部材の中空部に、前記全てのピ
ストン部材、全てのピストンロッド部材、全てのセパレ
ータ部材および中間のシリンダライナ部材からなる部分
を観入させるステップと、前記シリンダ部材の中空部内
壁と前記最後のピストンとの間に最後のシリンダライナ
部材を嵌入させるステップと、キャップ部材に前記最後
のピストンロッド部材を嵌入し挿通させて、前記キャッ
プ部材で前記シリンダ部材の中空部開口端を閉塞するス
テップと、を有することを特徴としている。

【００１３】本発明による第２の流体圧アクチュエータ
装置の組立方法は、複数のピストン部材と、前記複数の
ピストン部材にそれぞれ結合され、互いに縦続的に連結
可能に形成され、連結状態では前記複数のピストン部材
を貫通してこれら複数のピストン部材を等間隔で支持す
るピストンロッド部材と、ほぼ有底筒状をなして内部に
前記各ピストン部材を気密に且つ所定範囲において摺動
可能に収容するシリンダ部材と、前記ピストンロッド部
材のみを気密に挿通して、前記シリンダ部材の開口部を
閉塞するキャップ部材とを具備する流体圧アクチュエー
タ装置を組み立てるにあたり、最初のピストン部材に最
初のピストンロッド部材を結合するステップと、前記最
初のピストン部材および最初のピストンロッド部材をシ
リンダ部材の中空部に挿入するステップと、前記最初の
ピストンロッド部材を最初のセパレータ部材に挿通する
と共に、該最初のセパレータ部材を前記シリンダ部材の
中空部の所定位置に取着するステップと、前記最初のピ
ストンロッド部材を中間のピストン部材に結合するステ
ップと、前記最初のピストンロッド部材および前記中間
のピストン部材に中間のピストンロッドを連結するステ
ップと、前記中間のピストンロッド部材を最後のセパレ
ータ部材に挿通すると共に、該最後のセパレータ部材を
前記シリンダ部材の中空部の所定位置に取着するステッ
プと、前記中間のピストンロッド部材を最後のピストン
部材に結合するステップと、前記中間のピストンロッド
部材および前記最後のピストン部材に最後のピストンロ
ッドを連結するステップと、キャップ部材に前記最後の
ピストンロッド部材を嵌入し挿通させて、前記キャップ
部材で前記シリンダ部材の中空部開口端を閉塞するステ
ップと、を有することを特徴としている。

【００１４】

【作用】上述のように構成された流体圧アクチュエータ
装置においては、ピストンロッド部材が結合されたピス
トン部材を、筒状をなすシリンダライナ部材の内部に気
密に且つ所定範囲において摺動可能に収容するととも
に、前記シリンダライナ部材は、前記ピストン部材の摺
動範囲の両端に、それぞれ開口する第１および第２の開
口部を形成している。前記ピストン部材、ピストンロッ
ド部材およびシリンダライナ部材は、ほぼ有底筒状をな
すシリンダ部材の中空部に１組以上収容される。

【００１５】前記ピストン部材、ピストンロッド部材お
よびシリンダライナ部材が、前記シリンダ部材の中空部
に複数個設けられる場合には、各組の間にピストンロッ
ド部材のみを気密に挿通するセパレータ部材を設ける。
前記シリンダ部材は、前記第１および第２の開口部にそ
れぞれ連通する第１および第２の流体通路を筒状の周側
壁の肉厚内に形成し、且つ前記第１および第２の流体通
路に連結され外部に開口する第３の流体通路を有する。
前記シリンダ部材の前記第１および第２の流体通路と第
３の流体通路との連結部には、外部操作に応動して前記
第１および第２の流体通路を選択的に前記第３の流体通
路に連通させるバルブ部材が付設される。

【００１６】前記シリンダ部材の開口部には、前記ピス
トンロッド部材のみを気密に挿通して、前記開口部を閉
塞するキャップ部材が設けられる。あるいは、他の流体
圧アクチュエータ装置においては、ピストンロッド部材
が結合されたピストン部材を、ほぼ有底筒状をなすシリ
ンダ部材の中空部に１組以上設ける。前記ピストン部材
およびピストンロッド部材が複数組設けられる場合に
は、各組の間にピストンロッド部材のみを気密に挿通す
るセパレータ部材を固定する。

【００１７】前記シリンダ部材は、前記ピストンロッド
部材が結合されたピストン部材を、気密に且つ所定範囲
において摺動可能に収容するとともに、該ピストン部材
の摺動範囲の両端にそれぞれ開口する第１および第２の
流体通路を筒状の周側壁の肉厚内に形成し、且つ前記第
１および第２の流体通路に連結され外部に開口する第３
の流体通路を有する。前記シリンダ部材の前記第１およ
び第２の流体通路と第３の流体通路との連結部には、外
部操作に応動して前記第１および第２の流体通路を選択
的に前記第３の流体通路に連通させるバルブ部材が付設
される。前記シリンダ部材の開口部には、前記ピストン
ロッド部材のみを挿通して、前記開口部を閉塞するキャ
ップ部材が設けられる。

【００１８】このような構成の流体圧アクチュエータ装
置は、簡単な構成であるにもかかわらず、前記第３の流
体通路の外部への開口部に操作流体を供給することによ
り、前記ピストンロッドを操作駆動することができ、前
記バルブ部材の操作により、前記ピストンロッドの駆動
方向を切り換えることができる。

【００１９】上述した流体圧アクチュエータ装置の組立
方法では、複数のピストン部材と、前記複数のピストン
部材にそれぞれ立設され、互いに縦続的に連結可能に形
成され、連結状態では前記複数のピストン部材を貫通し
てこれら複数のピストン部材を等間隔で支持するピスト
ンロッド部材と、それぞれ、両端が開口した筒状をな
し、内部に前記各ピストン部材を気密に且つ所定範囲に
おいて摺動可能に収容する複数のシリンダライナ部材
と、前記ピストンロッド部材を気密に挿通し、前記複数
のシリンダライナ部材の間を閉塞して、各シリンダライ
ナ部材で形成されるシリンダ室を隔離する少なくとも１
個のセパレータ部材と、ほぼ有底筒状をなして前記複数
のシリンダライナおよびセパレータ部材を収容するシリ
ンダ部材と、前記ピストンロッド部材のみを気密に挿通
して、前記シリンダ部材の開口部を閉塞するキャップ部
材と、を具備する流体圧アクチュエータ装置を組み立て
る。

【００２０】このような流体圧アクチュエータ装置の組
立方法においては、最初のピストン部材に最初のピスト
ンロッド部材を結合する。前記最初のピストンロッド部
材を最初のセパレータ部材に挿通し、前記最初のピスト
ンロッド部材を中間のピストン部材に嵌合し、前記最初
のピストンロッド部材に前記中間のピストン部材を介し
て中間のピストンロッドを連結し、前記中間のピストン
部材および中間のピストンロッド部材を中間のシリンダ
ライナ部材に嵌入する。前記中間のピストンロッド部材
を最後のセパレータ部材に挿通し、前記中間のピストン
ロッド部材を最後のピストン部材に嵌合し、前記中間の
ピストンロッド部材に前記最後のピストン部材を介して
最後のピストンロッドを連結する。

【００２１】シリンダ部材の中空部に最初のシリンダラ
イナ部材を嵌入させ、前記最初のシリンダライナ部材に
前記最初のピストン部材を嵌入させて、前記シリンダ部
材の中空部に、前記全てのピストン部材、全てのピスト
ンロッド部材、全てのセパレータ部材および中間のシリ
ンダライナ部材からなる部分を嵌入させる。前記シリン
ダ部材の中空部内壁と前記最後のピストンとの間に最後
のシリンダライナ部材を嵌入させ、そしてキャップ部材
に前記最後のピストンロッド部材を嵌入し挿通させて、
前記キャップ部材で前記シリンダ部材の中空部開口端を
閉塞する。

【００２２】また、上述した流体圧アクチュエータ装置
の他の組立方法では、複数のピストン部材と、前記複数
のピストン部材にそれぞれ結合され、互いに縦続的に連
結可能に形成され、連結状態では前記複数のピストン部
材を貫通してこれら複数のピストン部材をほぼ等間隔で
支持するピストンロッド部材と、ほぼ有底筒状をなして
内部に前記各ピストン部材を気密に且つ所定範囲におい
て摺動可能に収容するシリンダ部材と、前記ピストンロ
ッド部材のみを気密に挿通して、前記シリンダ部材の開
口部を閉塞するキャップ部材とを具備する流体圧アクチ
ュエータ装置を組み立てる。

【００２３】このような流体圧アクチュエータ装置の組
立方法においては、最初のピストン部材に最初のピスト
ンロッド部材を結合し、前記最初のピストン部材および
最初のピストンロッド部材をシリンダ部材の中空部に挿
入し、前記最初のピストンロッド部材を最初のセパレー
タ部材に挿通して、該最初のセパレータ部材を前記シリ
ンダ部材の中空部の所定位置に取着し、前記最初のピス
トンロッド部材を中間のピストン部材に結合するステッ
プと、前記最初のピストンロッド部材および前記中間の
ピストン部材に中間のピストンロッドを結合し、前記中
間のピストンロッド部材を最後のセパレータ部材に挿通
して、該最後のセパレータ部材を前記シリンダ部材の中
空部の所定位置に取着し、前記中間のピストンロッド部
材を最後のピストン部材に結合するステップと、前記中
間のピストンロッド部材および前記最後のピストン部材
に最後のピストンロッドを連結し、そしてキャップ部材
に前記最後のピストンロッド部材を嵌入し挿通させて、
前記キャップ部材で前記シリンダ部材の中空部開口端を
閉塞する。上述のような、流体圧アクチュエータ装置の
組立方法により、それぞれの、流体圧アクチュエータ装
置を、適切に且つ確実に組み立てることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて具体的に説明する。図１〜図３は、本発明に
係る流体圧アクチュエータ装置の第１の実施の形態の構
成を示す図である。図１、図２および図３は、それぞれ
流体圧アクチュエータ装置の主要部の構成を示す図３の
Ｂ−Ｂ線矢視方向断面図、図１におけるＡ−Ａ線矢視方
向断面図、および左側目図をそれぞれ示している。この
実施の形態は、流体として空気、すなわちエアを用いる
３段構成の空気圧アクチュエータとして構成している。

【００２５】図１〜図３に示す空気圧アクチュエータ装
置の主要部は、シリンダ部材としてのシリンダ１、シリ
ンダライナ部材としてのシリンダライナ２，３，４、ラ
イナＯリング５，６，７、ピストン部材としてのピスト
ン８，９，１０、ピストンＯリング１１，１２，１３、
ピストンロッド部材としてのピストンロッド１４，１
５，１６、セパレータ部材としてのセパレータ１７，１
８、セパレータＯリング１９，２０、ロッドＯリング２
１，２２、キャップ部材としてのキャップ２３、キャッ
プＯリング２４，２５、ブッシュ２６、Ｃ型止め輪２
７、バルブステム２８、バルブＯリング２９，３０，３
１、ステムストッパ３２および３３を具備する。

【００２６】シリンダ１は、ほぼ有底円筒状をなし、円
筒状の周側壁の肉厚内に軸方向に延びる第１および第２
のエア通路１Ａおよび１Ｂを有し、側面部の肉厚内に第
３の流体通路としての第３のエア通路１Ｃを有してい
る。第３のエア通路１Ｃの一端は、外部に接続されるエ
ア入口１Ｄに連通している。第１および第２のエア通路
１Ａおよび１Ｂは、各一端が閉塞されており、第１のエ
ア通路１Ａは、第１、第２および第３のピストン８，９
および１０の各々の最引き込み位置における背面側のシ
リンダ内壁に開口する奥側開口部１Ｅ，１Ｆおよび１Ｇ
に連通している。

【００２７】第２のエア通路１Ｂは、第１、第２および
第３のピストン８，９および１０の各々の最押し出し位
置における前面側のシリンダ内壁に開口する手前側開口
部１Ｈ，１Ｉおよび１Ｊに連通している。第１および第
２のエア通路１Ａおよび１Ｂの各他端と第３のエア通路
１Ｃの他端は、両者に交差するようにシリンダ１の肉厚
内に設けられたバルブ孔１Ｋに連通している。バルブ孔
１Ｋには、図３に示すようにシリンダ１の外部に開口す
る第１および第２の排気口１Ｌおよび１Ｍが設けられて
いる。

【００２８】第１、第２および第３のシリンダライナ
２，３および４は、それぞれ両端が開口した円筒状をな
し、各両端開口部の外周面を中間部分の外周面より小径
として段差部２Ａ，２Ｂ、３Ａ，３Ｂおよび４Ａ，４Ｂ
が形成されている。第１、第２および第３のシリンダラ
イナ２，３および４の各一方の段差部２Ａ，３Ａおよび
４Ａには、それぞれ１個以上のすり割り溝２Ｅ，３Ｅお
よび４Ｅが形成されており、第１、第２および第３のシ
リンダライナ２，３および４の各他方の段差部２Ｂ，３
Ｂおよび４Ｂには、それぞれ１個以上のすり割り溝２
Ｆ，３Ｆおよび４Ｆが形成されている。

【００２９】これら第１、第２および第３のシリンダラ
イナ２，３および４は、シリンダ１の中空部に、前記各
一方の段差部２Ａ，３Ａおよび４Ａをシリンダ１の左端
部側に向けて順次配列されて嵌挿される。第１、第２お
よび第３のシリンダライナ２，３および４は、各々の中
間部の外周面にそれぞれ形成されたＯリング溝に、ライ
ナＯリング５，６および７が嵌め込まれてシリンダ１の
中空部内周面との間が気密にシールされる。

【００３０】第１、第２および第３のピストン８，９お
よび１０は、ほぼ円盤状をなし、それぞれ第１、第２お
よび第３のシリンダライナ２，３および４の内部に嵌挿
される。第１、第２および第３のピストン８，９および
１０は、各々の外周にそれぞれ形成されたＯリング溝
に、第１、第２および第３のピストンＯリング１１，１
２および１３が嵌め込まれて、第１、第２および第３の
シリンダライナ２，３および４の内周面との間が気密に
且つ摺動可能にシールされる。

【００３１】第１、第２および第３のピストン８，９お
よび１０の中心には、板面にそれぞれ垂直に第１、第２
および第３のピストンロッド１４，１５および１６が立
設状態で結合される。第１および第２のピストンロッド
１４および１５のピストン前面（図１において右面）側
の先端部には雌ねじ部が形成され、且つ第２および第３
のピストンロッド１５および１６には、ピストン背面側
に突出して前記雌ねじ部に対応する雄ねじ部が形成され
ている。すなわち、第１および第２のピストンロッド１
４および１５、ならびに第２および第３のピストンロッ
ド１５および１６は、前記雌ねじ部および雄ねじ部によ
りねじ結合されて、１本の長尺のピストンロッドとして
機能する。

【００３２】第１および第２のセパレータ１７および１
８は、それぞれ、シリンダライナ２〜４とほぼ同一の外
径を有し且つ中心部に第１および第２のピストンロッド
１４および１５を挿通する貫通孔部を有する円盤状をな
して、シリンダ１の中空部の第１のシリンダライナ２と
第２のシリンダライナ３との間および第２のシリンダラ
イナ３と第３のシリンダライナ４との間に嵌挿される。
第１および第２のセパレータ１７および１８は、それら
の外周面に形成された環状溝に第１および第２のセパレ
ータＯリング１９および２０が嵌め込まれて、第１およ
び第２のセパレータ１７および１８とシリンダ１の内周
面との間が気密にシールされる。また、第１および第２
のセパレータ１７および１８の前記貫通孔部の内周面に
も環状溝が形成されており、これらの内周面に設けられ
た環状溝に第１および第２のロッドＯリング２１および
２２が嵌め込まれて、第１および第２のピストンロッド
１４および１５の外周面との間が気密に且つ摺動可能に
シールされる。

【００３３】キャップ部材としてのキャップ２３は、セ
パレータ１７および１８とほぼ同様の円盤状の前面側に
円筒状の部分を突出させてほぼフランジ状に形成され、
第３のシリンダライナ４の前側端面に前記円盤状部分を
当接し、シリンダ１の開口部を閉塞する。このキャップ
２３は、外周面に形成された環状溝に第１のキャップＯ
リング２４が嵌め込まれて、該キャップ２３とシリンダ
１の開口端部の内周面との間が気密にシールされる。ま
た、キャップ２３の中心部の穴部の内周面にも環状溝が
形成されており、この内周面に設けられた段差部に第２
のキャップＯリング２５が嵌め込まれて、第３のピスト
ンロッド１６の外周面との間が気密に且つ摺動可能にシ
ールされる。

【００３４】第２のキャップＯリング２５は、キャップ
２３の段差部内の前面側に嵌挿されるブッシュ２６によ
りキャップ２３の段差との間で保持される。キャップ２
３は、シリンダ１の開口端縁の内周面に形成された環状
溝に嵌め込まれたＣ型止め輪２７により、抜け止めされ
てシリンダ１に固定される。バルブステム２８は、外周
面にそれぞれ形成された環状溝に嵌め込まれた第１、第
２および第３のバルブＯリング２９、３０および３１の
間に、第２のバルブＯリング３０により分離される２つ
の小径部を有し、バルブ孔１Ｋに嵌挿される。すなわ
ち、バルブステム２８は、バルブ孔１Ｋに嵌挿された状
態において、前記２つの小径部により筒状の２室を形成
する。バルブステム２８は、両端に固定されて大径部を
形成する第１および第２のステムストッパ３２および３
３により脱落が防止されるとともに、バルブ孔１Ｋ内に
おける所定範囲内でのスライド移動が許容される。バル
ブステム２８が作動ストロークの一端、例えばステムス
トッパ３２が突出している側（図２とは逆の状態）、に
位置するときは、前記筒状の２室の一方（図２におい
て、上方）により、第１のエア通路１Ａと第３のエア通
路１Ｃとが連通し、前記筒状の２室の他方により、第２
のエア通路１Ｂと第２の排気口１Ｍとが連通する。

【００３５】そして、図２に示されるように、バルブス
テム２８が前記作動ストロークの他端、すなわち、ステ
ムストッパ３３が突出する側、に位置するときは、前記
筒状の２室の一方（図２において、上方）により、第１
のエア通路１Ａと第１の排気口１Ｌとが連通し、前記筒
状の２室の他方（図において下方）により、第２のエア
通路１Ｂと第３のエア通路１Ｃとが連通する。図１およ
び図２に示すように、第１〜第３のピストン８〜１０
は、シリンダ１の底面、セパレータ１７，１８およびキ
ャップ２３により作動ストロークの他端（図１において
右端）が規制される。

【００３６】また第１〜第３のピストン８〜１０の作動
ストロークの一端側、すなわち最引き込み（図１におい
て左端）側は、第１〜第３のシリンダライナ２〜４によ
り位置規制される。ピストン８〜１０は、第１〜第３の
シリンダライナ２〜４により規制される。第１〜第３の
ピストン８〜１０が最引き込み側、あるいは最押し出し
側のいずれに位置する状態でも、第１〜第３のピストン
８〜１０の背面側（図１において左面側）は、第１〜第
３のシリンダライナ２〜４のすり割り溝２Ｅ〜４Ｅから
なる貫通孔を介して奥側の段差部２Ａ〜４Ａにより形成
される円環状の通路に連通し、さらに奥側開口部１Ｅ〜
１Ｇを介して第１のエア通路１Ａに連通している。

【００３７】また、第１〜第３のピストン８〜１０の前
面側は、第１〜第３のシリンダライナ２〜４のすり割り
溝２Ｆ〜４Ｆからなる通孔を介して手前側の段差部２Ｂ
〜４Ｂにより形成される円環状の通路に連通し、さらに
手前側開口部１Ｈ〜１Ｊを介して第２のエア通路１Ｂに
連通している。したがって、押し出し操作時には、図１
および図２に示したように、当初ピストン８〜１０が最
引き込み側に位置しており、バルブステム２８が図とは
逆のステムストッパ３２側に偏倚している状態で、コン
プレッサ等から高圧エアをエア入口１Ｄに注入する。

【００３８】すると、エア入口１Ｄに注入されたエア
は、第３のエア通路１Ｃから、バルブステム２８により
第１のエア通路１Ａに導かれ、奥側開口部１Ｅ〜１Ｇを
介して、シリンダライナ２〜４の段差部２Ａ〜４Ａと、
セパレータ１７および１８の壁面と、シリンダ１の底面
および内周壁と、により形成される環状溝部に注入され
る。この環状溝部に注入されたエアは、さらにすり割り
溝２Ｅ〜４Ｅと、シリンダ１の底面、セパレータ１７お
よび１８の壁面と、により形成される開口部からピスト
ン１１〜１３の背面側（図１において左面側）に導か
れ、ピストン８〜１０を前方（右方）に向けて押圧す
る。

【００３９】一方、ピストン８〜１０の前面側は、すり
割り溝２Ｆ〜４Ｆと、セパレータ１７，１８およびキャ
ップ２３の壁面と、により形成される開口部から、シリ
ンダライナ２〜４の段差部２Ｂ〜４Ｂと、セパレータ１
７，１８およびキャップ２３の壁面と、シリンダ１の内
周壁と、により形成される環状溝部に連通している。こ
の環状溝部は、さらに手前側開口部１Ｈ〜１Ｊおよび第
２のエア通路１Ｂを介して、バルブステム２８により排
気口１Ｍに連通している。こうして、ピストン８〜１０
は、背面側を前方に向けて押圧され、前面側は無理なく
排気されるので、前方に押し出され、ピストンロッド１
４〜１６が押し出し操作される。

【００４０】また、引き込み操作時には、図１および図
２とは逆に、当初ピストン１１〜１３が最押し出し側に
位置しており、バルブステム２８が図１および図２と同
様にステムストッパ３３側に偏倚している状態で、コン
プレッサ等から高圧エアをエア入口１Ｄに注入する。す
ると、エア入口１Ｄに注入されたエアは、第３のエア通
路１Ｃから、バルブステム２８により第２のエア通路１
Ｂに導かれ、手前側開口部１Ｈ〜１Ｊを介して、シリン
ダライナ２〜４の段差部２Ｂ〜４Ｂと、セパレータ１
７、１８およびキャップ２３の壁面と、シリンダ１の内
周壁と、により形成される環状溝部に注入される。

【００４１】この環状溝部に導入されたエアは、さらに
すり割り溝２Ｆ〜４Ｆと、セパレータ１７、１８および
キャップ２３の壁面と、により形成される開口部からピ
ストン８〜１０の前面側に導かれ、ピストン８〜１０を
後方（左方）側に押圧する。一方、ピストン８〜１０の
背面側は、すり割り溝２Ｅ〜４Ｅと、シリンダ１の底
面、セパレータ１７および１８の壁面と、により形成さ
れる開口部から、シリンダライナ２〜４の段差部２Ａ〜
４Ａと、セパレータ１７，１８の壁面と、シリンダ１の
底面および内周壁と、により形成される環状溝部に連通
している。この環状溝部は、さらに奥側開口部１Ｅ〜１
Ｇおよび第１のエア通路１Ａを介して、バルブステム２
８により排気口１Ｌに連通している。

【００４２】こうして、ピストン１１〜 １３は、前面
側を押圧され、背面側は無理なく排気されるので、後方
に引き込まれ、ピストンロッド１４〜１６が引き込み作
動する。すなわち、バルブステム２８のスライド操作に
より、押し出し／引き込みの作動切換を容易に行うこと
ができ、しかもピストン８〜１０に対応する各シリンダ
室へのエアの導入／排気は、全てシリンダ１の肉厚内に
形成した通路を介して行われるので、面倒な配管を行う
必要がなく、全体も小型化し易い。なお、セパレータ１
７および１８は、シリンダライナ２〜４と一体に形成し
てもよい。

【００４３】次に、このような構成の空気圧アクチュエ
ータ装置の製造および組立について説明する。シリンダ
１は、アルミニウム（Ａ６０６３）により鋳造され、中
空部等の内面の切削加工が施された後、アルマイト処理
されて形成される。シリンダライナ２，３，４、ピスト
ン８，９，１０、セパレータ１７，１８およびキャップ
２３は、耐摩耗性および耐食性の優れたアルミニウム
（Ａ５０５６）により、切削形成される。そして、ピス
トンロッド１４，１５および１６は、ステンレス鋼（３
０３）により切削形成される。

【００４４】まず、鋳造されたシリンダ１の加工および
組立について説明する。 (1-1) シリンダ１に、シリンダライナ２〜４、セパレ
ータ１７、１８およびキャップ２３を嵌入保持する中空
部およびＣ型止め輪２７を嵌合させる内周面の周回溝を
切削加工する。 (1-2) エア入口１Ｄを穿設し、外部配管接続用の雌ね
じ加工をする。 (1-3) 図１の上方から第３の流体通路としての第３の
エア通路１Ｃを穿設する。 (1-4) 図１の左方、つまりシリンダ１の底面側から、
シリンダ１の筒状の周壁の肉厚内にエア通路１Ａおよび
１Ｂを穿設する。

【００４５】(1-5) シリンダ１の外周面からエア通路
１Ａおよび１Ｂを通してシリンダ１の中空部の内周面の
所定位置に開口する貫通孔を穿設して、開口部１Ｅ〜１
Ｇおよび開口部１Ｈ〜１Ｊを形成する。 (1-6) 開口部１Ｅ〜１Ｊを形成するための捨て穴、エ
ア通路１Ａ〜１Ｃを形成するための捨て穴をタッピング
して雌ねじ加工を行う。 (1-7) 工程(1-6) で形成した捨て穴にいわゆるイモね
じ等のめくらねじをねじ込む。このとき、シールを完全
にするために、市販のテフロン（商標：４フッ化エチレ
ン樹脂）シール付きの止めねじをめくらねじとして用い
るか、接着剤等のいわゆるねじロック、ロックタイト
（商標）等を外周に塗布してめくらねじをねじ込むこと
が望ましい。

【００４６】次に、空気圧アクチュエータ装置全体の組
立について説明する。 (2-1) 第１のピストン８に、第１のピストンロッド１
４をねじ込んで立設状態に結合する。 (2-2) 第１のピストンロッド１４の先端部（右端部）
を、セパレータ１７の穴部に挿入する。 (2-3) 第１のピストンロッド１４の先端を第２のピス
トン９に形成された凹部に嵌入させる。 (2-4) 第１のピストンロッド１４の先端に第２のピス
トンロッド１５の後端部をねじ込み、第２のピストン９
を第１および第２のピストンロッド１４および１５に固
定する。

【００４７】(2-5) 第２のピストン９の外周にシリン
ダライナ３を嵌合させる。 (2-6) 第２のピストンロッド１５の先端部をセパレー
タ１８の穴部に挿入する。 (2-9) 第２のピストンロッド１５の先端を第３のピス
トン１０に形成された凹部に嵌入させる。 (2-10) 第１のピストン８を、チャッキングして回り止
めした状態で、第３のピストンロッド１６の端部を第２
のピストンロッド１５の先端にねじ込み、第３のピスト
ン１０を第１および第２のピストンロッド１５および１
６に固定する。

【００４８】(2-11) シリンダライナ２をシリンダ１の
中空部に嵌入させる。 (2-12) ステップ(2-10)で形成されるユニットのうちの
ピストン８部分をシリンダ２内に挿入する。 (2-13) この状態でシリンダ１の中空部と、ピストン１
０との間に、シリンダライナ４を嵌入する。 (2-14) 予めキャップ２３にキャップＯリング２５およ
びブッシュ２６を圧入して、ユニットとしておく。 (2-15) ステップ(2-14)のユニットに、ピストンロッド
１６の先端部を挿通する。

【００４９】(2-16) キャップ２３の前面（図１の右
側）のシリンダ１の中空部内面に形成された円環状内周
溝に、Ｃ型止め輪２７を係合させ、キャップ２３を固定
する。なお、シリンダライナ２〜４、セパレータ１７，
１８、およびピストン８〜１０には組み込む前に、予め
各Ｏリング５〜７，１９，２０、および１１〜１３をそ
れぞれ嵌めておくものとする。そして、切換バルブ部分
の組立について説明する。 (3-1) バルブステム２８の外周面の２つの小径部を挟
むように設けた周回溝にバルブＯリング２９〜３１を嵌
め込む。 (3-2) ステムストッパ３２および３３の一方を、バル
ブステム２８の一端にねじ込んで固定する。

【００５０】(3-3) バルブステム２８を、シリンダ１
のバルブ孔１Ｋに嵌入する。 (3-4) バルブステム２８の他端に、ステムストッパ３
２および３３の他方をねじ込んで固定する。なお、上述
では、３段構成とした場合について詳細に説明したが、
１段構成、２段構成または４段以上の構成とした場合に
も上述とほぼ同様にして構成することができる。

【００５１】上述した本発明の第１の実施の形態に係る
流体圧アクチュエータ装置は、シリンダ１の内部にシリ
ンダライナ２〜４を設けているので、シリンダ１自体の
素材、内面の仕上げ、耐食性、あるいは耐摩耗性にさほ
ど気を使う必要がないので、少量生産に適する鋳造によ
り成型したシリンダ１とすることもでき、シリンダ１の
材料および成型法にかかわらず有効である。

【００５２】図４および図５は、本発明に係る流体圧ア
クチュエータ装置の第２の実施の形態の構成を示す図で
ある。図４は、図５に示す流体圧アクチュエータ装置の
Ｃ−Ｃ線矢視方向断面図、図５は、流体圧アクチュエー
タ装置の正面図をそれぞれ示している。この実施の形態
も、操作流体として空気すなわちエアを用いる２段構成
の空気圧アクチュエータとして構成している。

【００５３】図４および図５に示す空気圧アクチュエー
タ装置の主要部は、シリンダ部材としてのシリンダ５
１、ピストン部材としてのピストン５２，５３、ピスト
ンＯリング５４，５５、ピストンロッド部材としてのピ
ストンロッド５６，５７、セパレータ部材としてのセパ
レータ５８、セパレータＯリング５９、ロッドＯリング
６０、キャップ部材としてのキャップ６１、キャップＯ
リング６２，６３、ブッシュ６４、Ｃ型止め輪６５，６
６，６７、バルブステム６８、ステムストッパ６９，７
０およびキャップスクリュー７１を具備する。

【００５４】シリンダ５１は、ほぼ有底円筒状をなし、
図１のシリンダ１とほぼ同様に、円筒状の周側壁の肉厚
内に軸方向に延びる第１および第２の流体通路としての
第１のエア通路５１Ａおよび５１Ｂを有し、底面部の肉
厚内に第３のエア通路５１Ｃを有している。第３のエア
通路５１Ｃの一端は、外部に接続されるエア入口５１Ｄ
に連通している。第１および第２のエア通路５１Ａおよ
び５１Ｂは、各一端が閉塞されており、第１のエア通路
１Ａは、第１および第２のピストン５２および５３の各
々の最引き込み位置における背面側のシリンダ内壁に開
口する奥側開口部５１Ｅおよび５１Ｆに連通している。

【００５５】第２のエア通路５１Ｂは、第１および第２
のピストン５２および５３の各々の最押し出し位置にお
ける前面側のシリンダ内壁に開口する手前側開口部５１
Ｇおよび５１Ｈに連通している。第１および第２のエア
通路５１Ａおよび５１Ｂの各他端と第３のエア通路５１
Ｃの他端は、両者に交差するようにシリンダ５１の肉厚
内に設けられたバルブ孔５１Ｉに連通している。バルブ
孔５１Ｉには、シリンダ５１の外部に開口する第１およ
び第２の排気口５１Ｊおよび５１Ｋが設けられている。

【００５６】第１および第２のピストン５２および５３
は、ほぼ円盤状をなし、それぞれシリンダ５１の中空部
内に嵌挿される。第１および第２のピストン５２および
５３は、各々の外周にそれぞれ形成されたＯリング溝
に、第１および第２のピストンＯリング５４および５５
が嵌め込まれて、シリンダ５１の内周面との間が気密に
且つ摺動可能にシールされる。第１および第２のピスト
ン５２および５３の中心には、その板面にそれぞれ垂直
に第１および第２のピストンロッド５６および５７が立
設（結合）される。第１のピストンロッド５６のピスト
ン前面側の先端部には雌ねじ部が形成され、且つ第２の
ピストンロッド５７には、ピストン背面側に突出して前
記雌ねじ部に対応する雄ねじ部が形成されている。

【００５７】すなわち、第１および第２のピストンロッ
ド５６および５７は、前記雌ねじ部および雄ねじ部によ
りねじ結合されて、１本の長尺のピストンロッドとして
機能する。セパレータ５８は、シリンダ５１内径に対応
する外径を有し且つ中心部に第１のピストンロッド５６
を挿通する穴部を有する円盤状をなしており、シリンダ
５１の中空部の中間位置に嵌挿される。セパレータ５８
は、外周面に形成された環状溝にセパレータＯリング５
９が嵌め込まれて、セパレータ５８とシリンダ５１の内
周面との間が気密にシールされる。このセパレータ５８
は、それぞれシリンダ５１の内周面に形成された環状溝
に嵌合するＣ型止め輪６５および６６により、前後方向
（図４においては左右方向）から挟持されてシリンダ５
１の内周壁に固定される。

【００５８】また、セパレータ５８の前記穴部の内周面
にも環状溝が形成されており、この内周面に設けられた
環状溝にロッドＯリング６０が嵌め込まれて、第１のピ
ストンロッド５６の外周面との間が気密に且つ摺動可能
にシールされる。キャップ６１は、セパレータ５８とほ
ぼ同様の円盤状をなし、その前面側に円筒状の部分を突
出させてほぼフランジ状に形成され、シリンダ５１の開
口端部に形成された段差部に背面の外周部を係合させ
て、シリンダ５１の開口部を閉塞する。キャップ６１
は、外周面に形成された環状溝に第１のキャップＯリン
グ６２が嵌め込まれて、該キャップ６１とシリンダ５１
の開口端部の内周面との間が気密にシールされる。

【００５９】また、キャップ６１の中心部の穴部の内周
面にも環状溝が形成されており、この内周面に設けられ
た段差部に第２のキャップＯリング６３が嵌め込まれ
て、第２のピストンロッド５７の外周面との間が気密に
且つ摺動可能にシールされる。第２のキャップＯリング
６３は、キャップ６１の段差部内の前面側に嵌挿される
ブッシュ６４によりキャップ６１の段差との間で保持さ
れる。キャップ６１は、シリンダ５１の開口端縁の内周
面に形成された環状溝に嵌め込まれたＣ型止め輪６７に
より、抜け止めされてシリンダ５１に固定される。

【００６０】バルブステム６８は、図示していないが、
図１〜図３の場合と同様に、分離された２つの小径部を
有し、バルブ孔５１Ｉに嵌挿される。すなわち、バルブ
ステム６８は、バルブ孔５１Ｉに嵌挿された状態におい
て、前記２つの小径部により筒状の２室を形成する。バ
ルブステム６８は、両端に固定されて大径部を形成する
第１および第２のステムストッパ６９および７０により
脱落が防止されるとともに、バルブ孔５１Ｉ内における
所定範囲内でのスライド移動が許容される。バルブステ
ム６８が動作ストロークの一端、ステムストッパ６９側
（図５とは逆の状態）、に位置するときは、前記筒状の
２室の一方により、第１のエア通路５１Ａと第３のエア
通路５１Ｃとが連通し、前記筒状の２室の他方により、
第２のエア通路５１Ｂと第２の排気口５１Ｋとが連通す
る。

【００６１】そして、図５に示されるように、バルブス
テム６８が前記動作ストロークの他端、ステムストッパ
７０側、に位置するときは、前記筒状の２室の一方によ
り、第１のエア通路５１Ａと第１の排気口５１Ｊとが連
通し、前記筒状の２室の他方により、第２のエア通路５
１Ｂと第３のエア通路５１Ｃとが連通する。図４に示す
ように、第１および第２のピストン５２および５３は、
シリンダ５１の底面、セパレータ５８およびキャップ６
１により規制される動作ストロークの一端、すなわち最
引き込み側に位置する状態でも、その逆に第１およびピ
ストン５２および５３が、前記動作ストロークの他端す
なわち最押し出し側に位置する状態でも、第１および第
２のピストン５２および５３の背面側は、奥側開口部５
１Ｅおよび５１Ｆを介して第１のエア通路５１Ａに連通
している。同様に、第１および第２のピストン５２およ
び５３の前面側は、手前側開口部５１Ｇおよび５１Ｈを
介して第２のエア通路５１Ｂに連通している。

【００６２】キャップスクリュー７１は、組立時にピス
トンロッド５６の回り止めに用いる穴を塞いでシリンダ
５１内を気密にする。したがって、押し出し操作時に
は、図４に示したように、ピストン５２および５３が最
引き込み側に位置しており、バルブステム６８が図５に
示す状態とは逆のステムストッパ６９側に偏倚している
状態で、コンプレッサ等から高圧エアをエア入口５１Ｄ
に注入する。エア入口５１Ｄに注入されたエアは、第３
のエア通路５１Ｃから、バルブステム６８により第１の
エア通路５１Ａに導かれ、奥側開口部５１Ｅおよび５１
Ｆを介して、ピストン５２および５３の背面側に導か
れ、ピストン５２および５３を前方（図４において右
方）に向けて押圧する。

【００６３】一方、ピストン５２および５３の前面側
は、手前側開口部５１Ｇおよび５１Ｈおよび第２のエア
通路５１Ｂを介して、バルブステム６８により排気口５
１Ｋに連通している。こうして、ピストン５２および５
３は、背面側を前方に向けて押圧され、前面側は無理な
く排気されるので、前方に押し出され、ピストンロッド
５６および５７が押し出し駆動される。また、引き込み
操作時には、図４とは逆に、ピストン５２および５３が
最押し出し側に位置しており、バルブステム６８が図４
と同様にステムストッパ７０側に偏倚している状態で、
コンプレッサ等から高圧エアをエア入口５１Ｄに注入す
る。

【００６４】すると、エア入口５１Ｄに注入されたエア
は、第３のエア通路５１Ｃから、バルブステム６８によ
り第２のエア通路５１Ｂに導かれ、手前側開口部５１Ｇ
および５１Ｈを介して、ピストン５２および５３の前面
側に導かれ、ピストン５２および５３を後方に向けて押
圧する。一方、ピストン５２および５３の背面側は、奥
側開口部５１Ｅおよび５１Ｆおよび第１のエア通路５１
Ａを介して、バルブステム６８により排気口５１Ｊに連
通している。こうして、ピストン５２および５３は、前
面側を後方に向けて押圧され、背面側は無理なく排気さ
れるので、後方に引き込まれ、ピストンロッド５６およ
び５７が引き込み操作される。

【００６５】すなわち、バルブステム６８のスライド操
作により、押し出し／引き込みの作動切換を容易に行う
ことができ、しかもピストン５２および５３に対応する
各シリンダ室へのエアの導入／排気は、全てシリンダ５
１の肉厚内に形成した通路を介して行われるので、面倒
な配管を行う必要がなく、全体も小型化し易い。なお、
セパレータ５８は、シリンダ５１と一体に形成してもよ
い。

【００６６】次に、このような構成の空気圧アクチュエ
ータ装置の製造および組立について説明する。シリンダ
５１は、アルミニウム（Ａ６０６３）により押し出し成
型され、中空部等の内面の切削加工が施された後、必要
に応じてアルマイト処理されて形成される。ピストン５
２，５３、セパレータ５８およびキャップ６１は、耐摩
耗性および耐食性の優れたアルミニウム（Ａ５０５６）
により、切削形成される。そして、ピストンロッド５６
および５７は、ステンレス鋼（３０３）により切削形成
される。

【００６７】(1) 最初のピストン５２に、最初のピス
トンロッド５６をねじ込んで立設する。 (2) このステップ(1) で形成されたユニットをシリン
ダ５１の中空部に挿入する。 (3) Ｃ型止め輪６５を、シリンダ５１の内周面の周回
溝に係合させる。 (4) シリンダ５１の中空部内部にセパレータ５８を挿
入する。 (5) シリンダ５１の内周面の周回溝に、Ｃ型止め輪６
６を係合させて、セパレータ５８を固定する。

【００６８】(6) 最初のピストンロッド５６の先端を
中間のピストン５３に形成された凹部に嵌入させる。 (7) 中間のピストンロッド５７の端部を、最初のピス
トンロッド５６の先端にねじ込み、中間のピストン５３
を最初のピストンロッド５６および５７に挟持固定す
る。このとき、最初のピストンロッド５６に予め形成し
ておいたドライバ溝にドライバを差し込んで、回り止め
を行った状態で、第２のピストンロッド５７をねじ込
む。

【００６９】(8) 予めキャップＯリング６２，６３お
よびブッシュ６４を取り付けてユニット化したキャップ
６１を、シリンダ５１の中空部内壁と、第２のピストン
ロッド５７との間に嵌入させる。 (9) キャップ６１の前面（図４の右側）のシリンダ５
１中空部内面の円環状内周溝に、Ｃ型止め輪６７を係合
させ、キャップ６１を固定する。 (10) 第１のピストンロッド５６の回り止めにドライバ
を挿通するために用いたシリンダ５１の通孔にキャップ
スクリュー７１をねじ込む。 (11) バルブステム６８、ステムストッパ６９および７
０等からなるバルブユニットの組み立ておよびシリンダ
５１への組み付けを行う。

【００７０】(12) シリンダ５１の加工時に形成された
各捨て穴にそれぞれめくらねじをねじ込む。この場合
も、シールを完全にするために、市販のテフロン（商
標：４フッ化エチレン樹脂）シール付きの止めねじをめ
くらねじとして用いるか、接着剤あるいはいわゆるねじ
ロック（商標）、ロックタイト（商標）等を外周に塗布
してめくらねじをねじ込むことが望ましい。なお、上述
では、２段構成とした場合について詳細に説明したが、
１段構成または３段以上の構成の場合にも上述とほぼ同
様にして構成することができる。

【００７１】上述した本発明の第２の実施の形態に係る
流体圧アクチュエータ装置は、シリンダ５１の内部にシ
リンダライナを設けていないので、構成が簡単であり、
シリンダ５１自体が、十分な内面の仕上げ、耐食性、お
よび耐摩耗性を得ることができる場合に適する構成であ
る。特に、鋳造に比して、高い強度を得ることができ、
肉厚を薄くすることができる押し出し成型等の塑性加工
により、シリンダ５１を形成する場合には最適である。
もちろん、本発明は、空気圧を用いたアクチュエータ装
置に限らず、他のガス圧、油圧および水圧等の各種流体
圧を用いたアクチュエータ装置に適用することができ
る。

【００７２】また、バルブ部材は、手動で切換作動され
る場合に限らず、電磁ソレノイド等により切換作動され
るように構成してもよい。電磁ソレノイドを用いた場合
には、遠隔地点より、リモートコントロールにより、切
換制御および自動制御が可能となり、至便なものとな
る。また、流体圧の供給口であるエア入口１Ｄ（５１
Ｄ）に、いわゆるクイックカプラーまたはワンタッチカ
プラーと称される接続金具の一方を装着しておけば、配
管パイプをワンタッチで接続でき便宜である。

【００７３】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、請求項１の
発明にによれば、シリンダ部材の一部に、ピストン部材
の一側および他側に作動流体を交互に供給するための第
１および第２の流体通路を形成すると共に、これら第１
および第２の流体通路を形成し、さらに、これら流体通
路の連結部に付設され外部操作に応動して第１および第
２の流体通路を選択的に第３の流体通路に連通させるバ
ルブ部材を併設したので、従来の流体圧アクチュエータ
装置の場合、作動流体の切換用のさほど小型とはいえな
いバルブユニットが別途必要であったが、本発明の場合
それが不要となりアクチュエータ装置のシステム全体か
らみれば、コスト的に有利となるばかりでなく小型化が
実現され、さらには、作動流体を生成するコンプレッサ
ーからアクチュエータ装置に作動流体を導く配管パイプ
に関してみれば、従来のアクチュエータ装置の場合、単
動型のもの以外はピストンの一面側と他面側に流動体を
導く配管パイプが複数それぞれ必要であり、そのため例
えば切削機械等に設置したときに切粉等による配管パイ
プへの損傷に対する保護措置を施さなければならない
が、本発明ではシリンダ部材の一部に開口せしめた第３
の流体通路に配管パイプを１本だけ接続すればよいか
ら、配管パイプが大幅に節減でき配管作業が簡易とな
り、配管設置作業コストを大幅に低減化できると共に、
切削機械等に設置した場合、配管パイプが作業の支障と
なることがなくなり、切粉等による配管パイプの保護手
段を特別設ける必要のない流体圧アクチュエータ装置を
提供することができる。

【００７４】また、請求項１に記載の発明によれば、シ
リンダの内部にシリンダライナ部材を設けているので、
シリンダ自体の素材、内面の仕上げ精度、耐食性あるい
は対摩耗性にさほど気を使う必要がなく、鋳鉄など材料
コストの低い材料を用いることができ、鋳物による成型
で足りるから製造コストの低減化を図ることができる。

【００７５】また、請求項２に記載の発明によれば、単
一のシリンダ部材内に複数のピストン部材とピストンロ
ッド部材を縦列状に連結すると共に、隣接するピストン
部材の間をセパレータ部材で気密状態に仕切り、このセ
パレータ部材に気密に挿通されたロードを往復動可能に
なるように構成したので、従来のように複数のシリンダ
を順に接合するように組立てるものに比べ、部品点数お
よび機械加工工数並びに組立工程数を大幅に削減化する
と共に組付精度が格段に向上する流体圧アクチュエータ
装置を提供することができる。

【００７６】また、複数のピストン部材をそれぞれセパ
レータ部材により隔絶し、ピストンロッド部材を縦列状
に連結したので、ピストン部材の受圧面積が同じでシリ
ンダ部材に印加される流体の圧力が同じであるとすれ
ば、１つのピストン部材からなる流体圧アクチュエータ
装置に比べ本発明に係る流体アクチュエータは、ピスト
ン部材の個数（Ｎ個）に概ね匹敵する分だけ増倍（Ｎ倍
弱）された作動力（推力）が得られると共に、各シリン
ダ室の圧力は、１個のピストンを作動させる場合に比べ
概ね１／Ｎの圧力となるので、その分一体成型されたシ
リンダの肉厚も概ね１／Ｎで足りることとなり、小型
化、軽量化を図ることができる。

【００７７】また、請求項２の記載の発明によれば１つ
のピストン部材からなる流体アクチュエータ装置に比べ
ピストン部材の直径を小さくしつつ大きな推力が得られ
るから必要出力に対し、スペース（特に直径方向のスペ
ース）の関係で設置できなかったような個所にも設置が
可能になる。また、請求項２に記載の発明によっても、
上述した請求項１の発明と同様の効果を奏する流体圧ア
クチュエータ装置を提供することができる。

【００７８】請求項３に記載の発明によれば複数のピス
トン部材に結合されるべきピストンロッド部材を、ピス
トン部材毎に分割して、互いに分離および連結を可能と
なるように構成したから、ピストン部材とピストンロッ
ド部材との結合が簡易化され、シリンダ部材の中空空間
内における複数のピストン部材、セパレータ部材を順次
組付ける作業が簡易化される。

【００７９】請求項４に記載の発明によれば、シリンダ
部材が金属により鋳造を用いて形成されているので、材
料が安価である上、鋳型の製作、鋳込作業などのコスト
も低く、機械加工の主な部分はシリンダ部材の内部空間
のシリンダライナ部材を嵌入する部分だけであるから、
加工精度は高くなくてもよいから、その分切削加工コス
トも低くてすむ。

【００８０】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明と同様にシリンダ部材の内部にバルブ部材
を設けたので、別途作動流体切換用のバルブを設ける必
要がなくなり配管パイプも１本で足りるため、配管資
材、配管作業が節減化されまた配管パイプの存在による
スペースの節減、配管パイプの保護などの手段を施す必
要がない。

【００８１】また、請求項５に記載の発明によれば、シ
リンダ部材１の内部にシリンダライナ部材を設けていな
いので、構成が簡単でありシリンダ部材自体が十分な内
面の仕上げ、対摩耗性、および耐食性を得ることができ
る場合に適する構成であり、例えば材料としてアルミニ
ウムを用いた場合には押し出し成型等の粗性加工が可能
となり、製造コストの低減化を実現できると共に、鋳物
に比べ高い強度を有し、肉厚を薄くすることができその
分小型・軽量化を実現し得る流体圧アクチュエータ装置
を提供することができる。

【００８２】請求項６に記載の発明によれば、上記請求
項２に記載の発明と同様に、単一のシリンダ部材内に複
数のピストン部材とピストンロッド部材を縦列状に連結
すると共に、隣接するピストン部材の間をセパレータ部
材で気密状態に仕切り、このセパレータ部材に気密に挿
通されたロードを往復動可能になるように構成したの
で、従来のように複数のシリンダを順に接合するように
組立てるものに比べ、部品点数および機械加工工数並び
に組立工程数を大幅に削減化すると共に組付精度が格段
に向上する流体圧アクチュエータ装置を提供することが
できる。

【００８３】また、複数のピストン部材をそれぞれセパ
レータ部材により隔絶し、ピストンロッド部材を縦列状
に連結したので、ピストン部材の受圧面積が同じでシリ
ンダ部材に印加される流体の圧力が同じであるとすれ
ば、１つのピストン部材からなる流体圧アクチュエータ
装置に比べ本発明に係る流体アクチュエータは、ピスト
ン部材の個数（Ｎ個）に概ね匹敵する分だけ増倍（多段
に構成した場合、ピストンロッド部材の断面積の分だけ
ピストン部材の受圧面積が減るので、厳密にはＮ倍弱）
された作動力（推力）が得られると共に、各シリンダ室
の圧力は、１個のピストンを作動させる場合に比べ概ね
１／Ｎの圧力となるので、その分一体成型されたシリン
ダの肉厚も概ね１／Ｎで足りることとなり、小型化、軽
量化を図ることができる。

【００８４】また、請求項６の記載の発明によれば１つ
のピストン部材からなる流体アクチュエータ装置に比べ
ピストン部材の直径を小さくしつつ大きな推力が得られ
るから必要出力に対し、スペース（特に直径方向のスペ
ース）の関係で設置できなかったような個所にも設置が
可能になる。また、請求項６に記載の発明によっても、
上述した請求項５の発明と同様の効果を奏する流体圧ア
クチュエータ装置を提供することができる。

【００８５】請求項７に記載の発明によれば、請求項３
に記載の発明と同様の効果を奏する流体圧アクチュエー
タ装置を提供することができる。請求項８に記載の発明
によれば、シリンダ部材を、アルミニウムなどの軽合金
を材料として押し出し成型により形成することにより、
強度の向上と機械加工部分の減少化と旋削加工コストの
低減化が実現可能となる。請求項９および１０に記載の
発明に係る組立方法によれば、請求項２および６に記載
の発明のような流体圧アクチュエータ装置を確実、迅速
且つ正確に組立てることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態に係る流体圧アク
チュエータ装置の主要部の構成を示す図３のＢ−Ｂ線矢
視方向断面図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ線矢視方向断面図である。

【図３】 図１の流体圧アクチュエータ装置の左側面図
である。

【図４】 本発明の第２の実施の形態に係る流体圧アク
チュエータ装置の主要部の構成を示す図５のＣ−Ｃ線矢
視方向縦断面図である。

【図５】 図４の流体圧アクチュエータ装置左側面図で
ある。

【符号の説明】

１，５１ シリンダ ２，３，４ シリンダライナ ５，６，７，１１，１２，１３，１９，２０，２１，２
２，２４，２５，２９，３０，３１，５４，５５，５
９，６０，６２，６３ Ｏリング ８，９，１０，５２，５３ ピストン １４，１５，１６，５６，５７ ピストンロッド １７，１８，５８ セパレータ ２３，６１ キャップ ２６，６４ ブッシュ ２７，６５，６６，６７ Ｃ型止め輪 ２８，６８ バルブステム ３２，３３，６９，７０ ステムストッパ ７１ キャップスクリュー

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストン部材と、 このピストン部材に結合されるピストンロッド部材と、 両端が開口した筒状をなし、内部に前記ピストン部材を
   気密に且つ所定範囲において摺動可能に収容するととも
   に、該ピストン部材の摺動範囲の両端にそれぞれ開口す
   る第１および第２の開口部を形成するシリンダライナ部
   材と、 ほぼ有底筒状をなして前記シリンダライナを収容し、前
   記第１および第２の開口部にそれぞれ連通する第１およ
   び第２の流体通路を筒状の周側壁の肉厚内に形成し、且
   つ前記第１および第２の流体通路に連結され外部に開口
   する第３の流体通路を有するシリンダ部材と、 前記シリンダ部材の前記第１および第２の流体通路と第
   ３の流体通路との連結部に付設され、外部操作に応動し
   て前記第１および第２の流体通路を選択的に前記第３の
   流体通路に連通させるバルブ部材と、 前記ピストンロッド部材のみを気密に挿通して、前記シ
   リンダ部材の開口部を閉塞するキャップ部材とを具備す
   ることを特徴とする流体圧アクチュエータ装置。
2. 【請求項２】 複数のピストン部材と、 この複数のピストン部材のうちの１つに結合され、且つ
   他のピストン部材と連結してこれら他のピストン部材を
   離隔して支持するピストンロッド部材と、 それぞれ、両端が開口した筒状をなし、内部に前記各ピ
   ストン部材を気密に且つ所定範囲において摺動可能に収
   容するとともに、前記各ピストン部材の摺動範囲の両端
   にそれぞれ開口する第１および第２の開口部を形成する
   複数のシリンダライナ部材と、 前記ピストンロッド部材を気密に挿通し、前記複数のシ
   リンダライナ部材の間を閉塞して、各シリンダライナ部
   材で形成されるシリンダ室を隔離する少なくとも１個の
   セパレータ部材と、 ほぼ有底筒状をなして前記複数のシリンダライナおよび
   セパレータ部材を収容し、前記複数のシリンダライナ部
   材の前記各第１の開口部に連通する第１の流体通路およ
   び前記複数のシリンダライナ部材の前記各第２の開口部
   に連通する第２の流体通路を筒状の周側壁の肉厚内に形
   成し、且つ前記第１および第２の流体通路に連結され外
   部に開口する第３の流体通路を有する１個のシリンダ部
   材と、前記シリンダ部材の前記第１および第２の流体通
   路と第３の流体通路との連結部に付設され、外部操作に
   応動して前記第１および第２の流体通路を選択的に前記
   第３の流体通路に連通させるバルブ部材と、 前記ピストンロッド部材のみを気密に挿通して、前記シ
   リンダ部材の開口部を閉塞するキャップ部材とを具備す
   ることを特徴とする流体圧アクチュエータ装置。
3. 【請求項３】 ピストンロッド部材は、ピストン部材毎
   に分割して形成され、互いに分離および連結を可能とし
   てなることを特徴とする請求項２に記載の流体圧アクチ
   ュエータ装置。
4. 【請求項４】 シリンダ部材は、金属により鋳造を用い
   て形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか
   １項に記載の流体圧アクチュエータ装置。
5. 【請求項５】 ピストン部材と、 前記ピストン部材に結合されるピストンロッド部材と、 ほぼ有底筒状をなして内部に前記ピストン部材を気密に
   且つ所定範囲において摺動可能に収容するとともに、該
   ピストン部材の摺動範囲の両端にそれぞれ開口する第１
   および第２の流体通路を筒状の周側壁の肉厚内に形成
   し、且つ前記第１および第２の流体通路に連結され外部
   に開口する第３の流体通路を有する１個のシリンダ部材
   と、 前記シリンダ部材の前記第１および第２の流体通路と第
   ３の流体通路との連結部に付設され、外部操作に応動し
   て前記第１および第２の流体通路を選択的に前記第３の
   流体通路に連通させるバルブ部材と、 前記ピストンロッド部材のみを挿通して、前記シリンダ
   部材の開口部を閉塞するキャップ部材とを具備すること
   を特徴とする流体圧アクチュエータ装置。
6. 【請求項６】 複数のピストン部材と、 前記複数のピストン部材のうちの１つに結合され、且つ
   他のピストン部材を貫通してこれら他のピストン部材を
   等間隔で支持するピストンロッド部材と、 ほぼ有底筒状をなして内部に前記各ピストン部材を気密
   に且つ所定範囲において摺動可能に収容するとともに、
   前記各ピストン部材の摺動範囲の一端にそれぞれ開口す
   る第１の流体通路および前記各ピストン部材の摺動範囲
   の他端にそれぞれ開口する第２の流体通路を筒状の周側
   壁の肉厚内に形成し、且つ前記第１および第２の流体通
   路に連結され外部に開口する第３の流体通路を有する１
   個のシリンダ部材と、 前記シリンダ部材の前記第１および第２の流体通路と第
   ３の流体通路との連結部に付設され、外部操作に応動し
   て前記第１および第２の流体通路を選択的に前記第３の
   流体通路に連通させるバルブ部材と、 前記ピストンロッド部材のみを気密に挿通して、前記シ
   リンダ部材の開口部を閉塞するキャップ部材とを具備す
   ることを特徴とする流体圧アクチュエータ装置。
7. 【請求項７】 ピストンロッド部材は、ピストン部材毎
   に分割して形成され、互いに分離および連結を可能に構
   成したことを特徴とする請求項６に記載の流体圧アクチ
   ュエータ装置。
8. 【請求項８】 シリンダ部材は、金属により押し出し成
   型を用いて形成されたこと特徴とする請求項５〜７のい
   ずれか１項に記載の流体圧アクチュエータ装置。
9. 【請求項９】 複数のピストン部材と、前記複数のピス
   トン部材にそれぞれ結合され、互いに縦続的に連結可能
   に形成され、連結状態では前記複数のピストン部材を貫
   通してこれら複数のピストン部材をほぼ等間隔で支持す
   るピストンロッド部材と、それぞれ、両端が開口した筒
   状をなし、内部に前記各ピストン部材を気密に且つ所定
   範囲において摺動可能に収容する複数のシリンダライナ
   部材と、前記ピストンロッド部材を気密に挿通し、前記
   複数のシリンダライナ部材の間を閉塞して、各シリンダ
   ライナ部材で形成されるシリンダ室を隔離する少なくと
   も１個のセパレータ部材と、ほぼ有底筒状をなして前記
   複数のシリンダライナおよびセパレータ部材を収容する
   １個のシリンダ部材と、前記ピストンロッド部材のみを
   気密に挿通して、前記シリンダ部材の開口部を閉塞する
   キャップ部材とを具備する流体圧アクチュエータ装置を
   組み立てるにあたり、 最初のピストン部材に最初のピストンロッド部材を結合
   するステップと、 前記最初のピストンロッド部材を最初のセパレータ部材
   に挿通するステップと、 前記最初のピストンロッド部材と中間のピストン部材と
   を連結するステップと、 前記最初のピストンロッド部材および前記中間のピスト
   ン部材に中間のピストンロッドを連結するステップと、 前記中間のピストン部材および中間のピストンロッド部
   材を中間のシリンダライナ部材に嵌入させるステップ
   と、 前記中間のピストンロッド部材を最後のセパレータ部材
   に挿通するステップと、 前記中間のピストンロッド部材を最後のピストン部材に
   結合するステップと、 前記中間のピストンロッド部材および前記最後のピスト
   ン部材に最後のピストンロッドを連結するステップと、 シリンダ部材の中空部に最初のシリンダライナ部材を嵌
   入させるステップと、 前記最初のシリンダライナ部材に前記最初のピストン部
   材を嵌入させて、前記シリンダ部材の中空部に、前記全
   てのピストン部材、全てのピストンロッド部材、全ての
   セパレータ部材および中間のシリンダライナ部材からな
   る部分を嵌入させるステップと、 前記シリンダ部材の中空部内壁と前記最後のピストンと
   の間に最後のシリンダライナ部材を嵌入させるステップ
   と、 キャップ部材に前記最後のピストンロッド部材を嵌入し
   挿通させて、前記キャップ部材で前記シリンダ部材の中
   空部開口端を閉塞するステップと、を有することを特徴
   とする流体圧アクチュエータ装置の組立方法。
10. 【請求項１０】 複数のピストン部材と、前記複数のピ
    ストン部材にそれぞれ結合され、互いに縦続的に連結可
    能に形成され、連結状態では前記複数のピストン部材を
    貫通してこれら複数のピストン部材を等間隔で支持する
    ピストンロッド部材と、ほぼ有底筒状をなして内部に前
    記各ピストン部材を気密に且つ所定範囲において摺動可
    能に収容するシリンダ部材と、前記ピストンロッド部材
    のみを気密に挿通して、前記シリンダ部材の開口部を閉
    塞するキャップ部材とを具備する流体圧アクチュエータ
    装置を組み立てるにあたり、 最初のピストン部材に最初のピストンロッド部材を結合
    するステップと、 前記最初のピストン部材および最初のピストンロッド部
    材をシリンダ部材の中空部に挿入するステップと、 前記最初のピストンロッド部材を最初のセパレータ部材
    に挿通すると共に、該最初のセパレータ部材を前記シリ
    ンダ部材の中空部の所定位置に取着するステップと、 前記最初のピストンロッド部材を中間のピストン部材に
    結合するステップと、 前記最初のピストンロッド部材および前記中間のピスト
    ン部材に中間のピストンロッドを連結するステップと、 前記中間のピストンロッド部材を最後のセパレータ部材
    に挿通すると共に、該最後のセパレータ部材を前記シリ
    ンダ部材の中空部の所定位置に取着するステップと、 前記中間のピストンロッド部材を最後のピストン部材に
    結合するステップと、 前記中間のピストンロッド部材および前記最後のピスト
    ン部材に最後のピストンロッドを連結するステップと、 キャップ部材に前記最後のピストンロッド部材を嵌入し
    挿通させて、前記キャップ部材で前記シリンダ部材の中
    空部開口端を閉塞するステップと、を有することを特徴
    とする流体圧アクチュエータ装置の組立方法。