JP2001214906A - シリンダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高さ方向の寸法を抑制してより一層の扁平化を
達成することが可能なシリンダ装置を提供することにあ
る。 【解決手段】扁平な円板状からなる第１ボデイ１２と第
２ボデイ１４とが一体的に連結されたシリンダチューブ
１６と、前記シリンダチューブ１６の内部に配設された
ダイヤフラムの撓曲作用下に前記シリンダチューブ１６
の高さ方向に沿って昇降する扁平な板状のテーブル２２
と、軸受部材によって支持され、前記テーブル２２の昇
降動作を案内するとともに、該テーブル２２の回り止め
を行うロッド部材２６ａ、２６ｂとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ピストンとして機
能するダイヤフラムの撓曲作用下にテーブルを変位させ
ることが可能なシリンダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えば、駆動源として、供給
される圧縮空気の作用下にシリンダチューブ内のシリン
ダ室に沿ってピストンを変位させることにより、前記ピ
ストンと一体的にピストンロッドを変位させるエアーシ
リンダが用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記エアー
シリンダを、例えば、鉛直方向に沿って立設して使用す
る場合、シリンダチューブの高さ方向の寸法（鉛直方向
の寸法）は、ピストンの変位量と、前記ピストンの軸線
方向に沿った寸法と、ロッドカバーおよびヘッドカバー
の肉厚とが加算された値となる。

【０００４】従って、シリンダチューブの高さ方向の寸
法を抑制して扁平化を促進しようとすると、ピストンの
軸線方向の寸法を短縮化せざるを得ないが、これには限
界がある。

【０００５】本発明は、前記の不具合を考慮してなされ
たものであり、高さ方向の寸法を抑制してより一層の扁
平化を達成することが可能なシリンダ装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、扁平な板状からなる第１ボデイと第２
ボデイとが一体的に連結されたシリンダチューブと、前
記シリンダチューブの内部に形成されたダイヤフラム室
に配設され、前記第１ボデイと第２ボデイとの間に挟持
されたダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの撓曲作用下
に前記シリンダチューブの高さ方向に沿って昇降する扁
平な板状のテーブルと、軸受部材によって支持され、前
記テーブルの昇降動作を案内するとともに、該テーブル
の回り止めを行うロッド部材と、を備えることを特徴と
する。

【０００７】この場合、前記第１ボデイ、第２ボデイお
よびテーブルを、それぞれ、略円板状に形成すると好適
である。

【０００８】また、前記テーブルがシリンダチューブに
近接した初期位置にあるとき、ロッド部材の軸線方向に
沿った寸法を、シリンダチューブの側面部と略面一とな
る長さに設定し、あるいはロッド部材の一端部が、シリ
ンダチューブの側面部から外部に向かって所定長だけ突
出するように設けるとよい。

【０００９】前記ダイヤフラム室には、テーブルに連結
されたピストンロッドを初期位置に復帰させるばね部材
を設けるとよい。また、前記ダイヤフラムを、第１ボデ
イと中間部材との間に挟持された第１ダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムから所定間隔離間し、前記中間部材と
第２ボデイとの間に挟持された第２ダイヤフラムとから
構成するとよい。

【００１０】さらに、前記第１ボデイを貫通する孔部に
沿って昇降自在に設けられ、テーブルに連結される第１
ピストンロッドと、前記第１ピストンロッドと同軸状に
連結され、第２ボデイを貫通する孔部から外部に突出す
る第２ピストンロッドとを設けるとよい。

【００１１】本発明では、シリンダチューブを構成する
第１ボデイおよび第２ボデイを扁平な板状に形成し、し
かも、テーブルも扁平な板状に形成することにより、装
置全体の高さ方向の寸法を抑制してより一層の扁平化を
図ることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係るシリンダ装置につい
て好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら
以下詳細に説明する。

【００１３】図１および図２において参照数字１０は、
本発明の第１の実施の形態に係るシリンダ装置を示す。

【００１４】このシリンダ装置１０は、略円板状からな
る第１ボデイ１２と第２ボデイ１４とが一体的に連結さ
れたシリンダチューブ１６と、前記シリンダチューブ１
６の内部に形成されたダイヤフラム室１８に配設され、
前記第１ボデイ１２と第２ボデイ１４との間に周縁部が
挟持されたダイヤフラム２０と、前記ダイヤフラム２０
の撓曲作用下に前記シリンダチューブ１６の高さ方向に
沿って昇降する略円板状のテーブル２２と、ねじ部材２
４によって前記テーブル２２の下面部に締結され、該テ
ーブル２２の昇降動作を案内するとともに、該テーブル
２２の回り止めの機能を営む一組のロッド部材２６ａ、
２６ｂとを含む。

【００１５】なお、前記ダイヤフラム室１８はダイヤフ
ラム２０によって上部側ダイヤフラム室１８ａと下部側
ダイヤフラム室１８ｂとに区分される。また、テーブル
２２が下降した状態にある初期位置では、図３に示され
るように、前記ロッド部材２６ａ、２６ｂの下端部が第
２ボデイ１４の底面部から突出することがなく、該ロッ
ド部材２６ａ、２６ｂの下端部と第２ボデイ１４の底面
部とが略面一となるように形成されている。

【００１６】図１に示されるように、前記第１ボデイ１
２および第２ボデイ１４はそれぞれ略同一直径に形成さ
れ、第１ボデイ１２の外周面には上部側ダイヤフラム室
１８ａに連通する第１圧力流体出入ポート２８ａが形成
され、第２ボデイ１４の外周面には下部側ダイヤフラム
室１８ｂに連通する第２圧力流体出入ポート２８ｂが形
成される。

【００１７】図２に示されるように、ダイヤフラム２０
の略中心部には、保持部材３０を介してピストンロッド
３２が連結され、前記ピストンロッド３２の一端部は、
ねじ部材３４を介してテーブル２２の下面の略中心部に
連結されている。この場合、ダイヤフラム２０の撓曲作
用下に、前記ダイヤフラム２０と一体的にピストンロッ
ド３２が上下方向に沿って変位することにより、テーブ
ル２２が昇降するように設けられている。なお、第１ボ
デイ１２には、ピストンロッド３２の外周面を囲繞して
ダイヤフラム室１８を気密に保持するシール部材３６が
環状溝を介して装着されている。

【００１８】また、第２ボデイ１４には、一組のロッド
部材２６ａ、２６ｂが挿通するための孔部を有する円筒
状の軸受部材３８ａ、３８ｂが設けられ、前記軸受部材
３８ａ、３８ｂによってロッド部材２６ａ、２６ｂの直
線運動が円滑に支持される。

【００１９】テーブル２２には、図１に示されるよう
に、周方向に沿って約９０度の離間角度を有する４つの
ワーク取付用孔部４０ａ〜４０ｄが形成され、前記ワー
ク取付用孔部４０ａ〜４０ｄを介して図示しないワーク
等が取り付けられる。また、前記テーブル２２には、一
組の貫通する取付ボルト挿入用孔部４２ａ、４２ｂが所
定間隔離間して配置され、第１ボデイ１２および第２ボ
デイ１４には、前記一組の取付ボルト挿入用孔部４２
ａ、４２ｂに対応して一組の貫通する取付用孔部４４
ａ、４４ｂがそれぞれ形成されている（図５参照）。

【００２０】従って、図５に示されるように、テーブル
２２に形成された一組の貫通する取付ボルト挿入用孔部
４２ａ、４２ｂに取付用ボルト４３をそれぞれ挿入し、
前記取付用ボルト４３をさらに取付用孔部４４ａ、４４
ｂに挿通して他の部材の取付面４５に形成されたねじ穴
４７に螺入することにより、シリンダ装置１０をその上
面側（テーブル２２側）から固定することができる。

【００２１】なお、図４に示されるように、第１ボデイ
１２および第２ボデイ１４がダイヤフラム２０の周縁部
を挟持する部位には、直径が異なる複数の環状溝４６が
上下互い違いに形成され、前記複数の環状溝４６内にダ
イヤフラム２０の表面部位が食い込むことにより、前記
ダイヤフラム２０を確実且つ強固に把持することができ
るとともに、ダイヤフラム室１８の気密性を高精度に保
持することができる。

【００２２】本発明の第１の実施の形態に係るシリンダ
装置１０は、基本的には以上のように構成されるもので
あり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

【００２３】図示しないチューブを介して、第１圧力流
体出入ポート２８ａおよび第２圧力流体出入ポート２８
ｂを圧力流体供給源（図示せず）に接続する。なお、以
下の説明では、図３に示されるように、テーブル２２が
下降して第１ボデイ１２に接触した状態を初期位置とし
て説明する。

【００２４】初期位置において、図示しない圧力流体供
給源を付勢し、第２圧力流体出入ポート２８ｂから圧力
流体を供給する。その際、第１圧力流体出入ポート２８
ａは、図示しない切換弁の切換作用下に大気に連通した
状態にあるものとする。前記第２圧力流体出入ポート２
８ｂから供給された圧力流体は下部側ダイヤフラム室１
８ｂに導入され、前記圧力流体の作用下にダイヤフラム
２０が上部側に向かって押圧される。

【００２５】前記上部側に向かう押圧力によってダイヤ
フラム２０が撓曲し、ダイヤフラム２０およびピストン
ロッド３２が一体的に上方に向かって変位することによ
り、テーブル２２が上昇する。この場合、ダイヤフラム
２０の略中心部を保持する保持部材３０が第１ボデイ１
２に当接することにより、変位終端位置である図２に示
す状態となる。

【００２６】ダイヤフラム２０の撓曲作用下にテーブル
２２が上昇する際、前記テーブル２２は、軸受部材３８
ａ、３８ｂによって支持される一組のロッド部材２６
ａ、２６ｂによって円滑に直線状に案内されるととも
に、周方向への回り止めがなされる。

【００２７】図示しない切換弁の切換作用下に、圧力流
体供給源からの圧力流体の供給を第２圧力流体出入ポー
ト２８ｂから第１圧力流体出入ポート２８ａに切り換え
ることにより、上部側ダイヤフラム室１８ａに導入され
た圧力流体の作用下にテーブル２２が下降して初期位置
に復帰する。この場合、第２圧力流体出入ポート２８ｂ
は、大気に連通した状態にあるものとする。

【００２８】本実施の形態では、扁平な略円板状からな
る第１ボデイ１２と第２ボデイ１４とを一体的に連結し
てシリンダチューブ１６を構成し、前記シリンダチュー
ブ１６の内部に形成されたダイヤフラム室１８にダイヤ
フラム２０を配設し、前記ダイヤフラム２０の撓曲作用
下に前記シリンダチューブ１６の高さ方向に沿って扁平
な略円板状のテーブル２２を昇降させるように設けてい
る。従って、従来技術と比較して高さ方向の寸法が抑制
され、より一層扁平化されたシリンダ装置１０を得るこ
とができる。

【００２９】また、シリンダチューブ１６およびテーブ
ル２２を円板状に形成することにより、押し出し成形ま
たは引き抜き成形によって容易に加工することができ、
製造コストを低減することができる。

【００３０】さらに、シリンダチューブ１６の形状に対
応する略円板状の凹部（図示せず）を形成し、前記略円
板状の凹部にシリンダチューブ１６を挿入することによ
り、該シリンダチューブ１６の外周面をインローとして
容易に位置決めすることができる。

【００３１】さらにまた、上部側ダイヤフラム室１８ａ
と下部側ダイヤフラム室１８ｂとの差圧によってダイヤ
フラム２０を撓曲させてテーブル２２を昇降させるよう
にしてもよい。

【００３２】またさらに、軸受部材３８ａ、３８ｂによ
って支持される一組のロッド部材２６ａ、２６ｂによっ
て、テーブル２２を円滑に直線状に案内するガイド機能
と、周方向への回り止めを行う回り止め機能とを併用さ
せることにより、部品点数を削減して製造コストを低減
することができる。

【００３３】次に、本発明の第２の実施の形態に係るシ
リンダ装置５０を図６および図７に示す。なお、以下に
示す他の実施の形態において、前記第１の実施の形態に
係るシリンダ装置１０と同一の構成要素には同一の参照
符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【００３４】この第２の実施の形態に係るシリンダ装置
５０では、シリンダチューブ１６の高さ方向の寸法と略
同一寸法を有する一組の軸受部材５２ａ、５２ｂを配設
し、前記一組の軸受部材５２ａ、５２ｂによってそれぞ
れ支持されるロッド部材５４ａ、５４ｂの一端部がシリ
ンダチューブ１６の底面部から突出するように軸線方向
の寸法が僅かだけ延長して設けられている点で相違して
いる。

【００３５】このように、第２の実施の形態に係るシリ
ンダ装置５０では、一組の軸受部材５２ａ、５２ｂの軸
線方向に沿った寸法をシリンダチューブ１６の高さ方向
の寸法と略同一に設定するとともに、ロッド部材５４
ａ、５４ｂの軸線方向に沿った寸法を僅かに延長するこ
とにより、前記一組の軸受部材５２ａ、５２ｂによって
軸支されるロッド部材５４ａ、５４ｂを介してテーブル
２２を安定して支持するとともに、ロッド部材５４ａ、
５４ｂの支持精度を向上させることができる。

【００３６】次に、本発明の第３の実施の形態に係るシ
リンダ装置６０を図８に示す。

【００３７】この第３の実施の形態に係るシリンダ装置
６０では、一端部がピストンロッド３２に連結された保
持部材３０に係着され、他端部が第１ボデイ１２の内壁
に係着されたばね部材６２が配設されている。また、第
２ボデイ１４には、下部側ダイヤフラム室１８ｂに圧力
流体を供給する圧力流体出入ポート２８が設けられ、第
１ボデイ１２には、上部側ダイヤフラム室１８ａと大気
とを連通させる通気ポート６４が設けられている。

【００３８】この場合、第３の実施の形態に係るシリン
ダ装置６０は、ばね部材６２のばね力に抗して下部側ダ
イヤフラム室１８ｂに供給された圧力流体の作用下にダ
イヤフラム２０、保持部材３０およびテーブル２２を一
体的に上昇させるとともに、前記ばね部材６２のばね力
の作用によって上昇したテーブル２２を初期位置に復帰
させる単動シリンダを構成している。

【００３９】このように、第３の実施の形態に係るシリ
ンダ装置６０では、圧力流体を下部側ダイヤフラム室１
８ｂにのみ供給する単動シリンダの構成を採用すること
により、前記シリンダ装置６０に供給される圧力流体の
制御回路（空気圧回路）の簡素化を図ることができる。

【００４０】次に、第４の実施の形態に係るシリンダ装
置７０を図９に示す。

【００４１】この第４の実施の形態に係るシリンダ装置
７０は、第１ボデイ１２と第２ボデイ１４との間に中間
部材７２を介装し、前記第１ボデイ１２と中間部材７２
とによって挟持される第１ダイヤフラム２０ａと、前記
中間部材７２と第２ボデイ１４とによって挟持される第
２ダイヤフラム２０ｂとが設けられている。前記第１お
よび第２ダイヤフラム２０ａ、２０ｂは、所定間隔離間
する二重構造によって構成され、中間部材７２には該第
１および第２ダイヤフラム２０ａ、２０ｂによって囲繞
された室７４内のエアーを出入する通気ポート７６が形
成されている。

【００４２】このように、第４の実施の形態に係るシリ
ンダ装置７０では、第１ダイヤフラム２０ａと第２ダイ
ヤフラム２０ｂとからなる二重構造とすることにより、
第１および第２ダイヤフラム２０ａ、２０ｂに付与され
る荷重を分散させて耐久性を向上させることができる。

【００４３】次に、本発明の第５の実施の形態に係るシ
リンダ装置８０を図１０乃至図１２に示す。

【００４４】この第５の実施の形態に係るシリンダ装置
８０は、図１０に示されるように、第１ボデイ８２を貫
通する孔部に沿って昇降自在に設けられ、ねじ部材８４
を介してテーブル８６に連結される第１ピストンロッド
８８と、前記第１ピストンロッド８８と同軸状に連結さ
れ、第２ボデイ９０を貫通する孔部から外部に突出する
第２ピストンロッド９２とを有するダブルロッドによっ
て構成されている。

【００４５】なお、第１ボデイ８２には第１ピストンロ
ッド８８を囲繞する断面Ｖ字状のパッキン９４ａが環状
溝に装着され、第２ボデイ９０には第２ピストンロッド
９２を囲繞する断面Ｖ字状のパッキン９４ｂが環状溝に
装着されている。

【００４６】前記第１ピストンロッド８８と第２ピスト
ンロッド９２との連結部位には、ダイヤフラム９６を挟
持する保持部材９８ａ、９８ｂが設けられ、また、前記
第１ピストンロッド８８および第２ピストンロッド９２
には、軸線方向に沿って貫通する孔部１００が形成され
ている。この場合、前記貫通する孔部１００を形成する
ことにより、前記孔部１００をテーブル８６に載置され
る他の空気圧機器（図示せず）の配管通路として利用す
ることができる。

【００４７】また、相互に対向する一組の円弧状部分が
切り欠かれたテーブル８６には、図１１に示されるよう
に、円板状に形成された第１および第２ボデイ８２、９
０の中心を通る直線上に所定間隔離間する一組のワーク
位置決めピン１０２ａ、１０２ｂが連結されている。

【００４８】なお、前記第１ボデイ８２および第２ボデ
イ９０には、ダブルロッド構造に対応して、図１２に示
されるように、第１ボデイ８２側から取付用ボルト４３
（図５参照）が挿入される一組の第１取付用孔部４４
ａ、４４ｂと、第２ボデイ９０側から取付用ボルト４３
が挿入される第２取付用孔部１０４ａ、１０４ｂとがそ
れぞれ形成されている。

【００４９】このように、第５の実施の形態に係るシリ
ンダ装置８０では、ダブルロッド構造とすることによ
り、一方の第１ピストンロッド８８に図示しない空気圧
機器を搭載し、他方の第２ピストンロッド９２の変位を
図示しないセンサで検出して外部コントローラ（図示せ
ず）に検出信号を導出することができる。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。

【００５１】すなわち、シリンダチューブを構成する第
１ボデイおよび第２ボデイを扁平な板状に形成し、しか
も、テーブルも扁平な板状に形成することにより、装置
全体の高さ方向の寸法を抑制してより一層の扁平化を図
ることができる。

【００５２】また、ロッド部材によってガイド機能と回
り止め機能とを併用させることにより、部品点数を削減
して製造コストを低減することができる。

【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シリンダ装置
の斜視図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った縦断面図である。

【図３】テーブルが下降した初期位置を示す縦断面図で
ある。

【図４】図３の一部省略拡大縦断面図である。

【図５】図１のシリンダ装置を他の部材の取付面に固定
した状態を示す一部切欠正面図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態に係るシリンダ装置
の縦断面図である。

【図７】図６のシリンダ装置において、テーブルが上昇
した状態を示す縦断面図である。

【図８】本発明の第３の実施の形態に係るシリンダ装置
の縦断面図である。

【図９】本発明の第４の実施の形態に係るシリンダ装置
の縦断面図である。

【図１０】本発明の第５の実施の形態に係るシリンダ装
置の縦断面図である。

【図１１】図１０に示すシリンダ装置の平面図である。

【図１２】図１１の矢印Ａ方向からみた矢視図である。

【符号の説明】

１０、５０、６０、７０、８０…シリンダ装置 １２、１４、８２、９０…ボデイ １６…シリンダチューブ １８、１８ａ、１８
ｂ…ダイヤフラム室 ２０、２０ａ、２０ｂ、９６…ダイヤフラム ２２、８６…テーブル ２６ａ、２６ｂ、５４ａ、５４ｂ…ロッド部材 ２８、２８ａ、２８ｂ…圧力流体出入ポート ３０、９８ａ、９８ｂ…保持部材 ３２、８８、９２…
ピストンロッド ３６…シール部材 ３８ａ、３８ｂ、５２ａ、５２ｂ…軸受部材 ４０ａ〜４０ｄ…ワーク取付用孔部 ４２ａ、４２ｂ…取付ボルト挿入用孔部 ４４ａ、４４ｂ、１０４ａ、１０４ｂ…取付用孔部 ６２…ばね部材 ６４、７６…通気ポ
ート ７２…中間部材 ７４…室 ９４ａ、９４ｂ…パッキン １０２ａ、１０２ｂ
…ワーク位置決めピン

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】扁平な板状からなる第１ボデイと第２ボデ
   イとが一体的に連結されたシリンダチューブと、 前記シリンダチューブの内部に形成されたダイヤフラム
   室に配設され、前記第１ボデイと第２ボデイとの間に挟
   持されたダイヤフラムと、 前記ダイヤフラムの撓曲作用下に前記シリンダチューブ
   の高さ方向に沿って昇降する扁平な板状のテーブルと、 軸受部材によって支持され、前記テーブルの昇降動作を
   案内するとともに、該テーブルの回り止めを行うロッド
   部材と、 を備えることを特徴とするシリンダ装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の装置において、 前記第１ボデイ、第２ボデイおよびテーブルは、それぞ
   れ、略円板状に形成されることを特徴とするシリンダ装
   置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の装置において、 前記テーブルがシリンダチューブと近接した初期位置に
   あるとき、ロッド部材は、シリンダチューブの側面部と
   略面一となる長さに設定されていることを特徴とするシ
   リンダ装置。
4. 【請求項４】請求項１または２記載の装置において、 前記テーブルがシリンダチューブと近接した初期位置に
   あるとき、ロッド部材の一端部は、シリンダチューブの
   側面部から外部に向かって所定長だけ突出するように設
   けられていることを特徴とするシリンダ装置。
5. 【請求項５】請求項１または２記載の装置において、 前記ダイヤフラム室には、テーブルに連結されたピスト
   ンロッドを初期位置に復帰させるばね部材が配設される
   ことを特徴とするシリンダ装置。
6. 【請求項６】請求項１または２記載の装置において、 前記ダイヤフラムは、第１ボデイと中間部材との間に挟
   持された第１ダイヤフラムと、前記ダイヤフラムから所
   定間隔離間し、前記中間部材と第２ボデイとの間に挟持
   された第２ダイヤフラムとからなることを特徴とするシ
   リンダ装置。
7. 【請求項７】請求項１または２記載の装置において、 前記第１ボデイを貫通する孔部に沿って昇降自在に設け
   られ、テーブルに連結される第１ピストンロッドと、前
   記第１ピストンロッドと同軸状に連結され、第２ボデイ
   を貫通する孔部から外部に突出する第２ピストンロッド
   とが設けられることを特徴とするシリンダ装置。