JP2009275920A

JP2009275920A - Pneumatic actuator

Info

Publication number: JP2009275920A
Application number: JP2009194933A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Suda; 浩之須田
Original assignee: Koganei Corp
Current assignee: Koganei Corp
Priority date: 2009-08-26
Filing date: 2009-08-26
Publication date: 2009-11-26
Anticipated expiration: 2021-01-16
Also published as: JP4421677B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To miniaturize a pneumatic actuator, and to shorten assembling time of the pneumatic actuator. <P>SOLUTION: A ring-shaped groove part 7 having a hooking surface 7b vertical to the axal direction is formed on an inner peripheral surface of a cylinder hole 6 of an actuator body 1. While, a recessed part is arranged on an end surface in the axial direction on the outside of a resin rod cap 9 for blocking up the cylinder hole 6, and an elastically deformable claw part 10 having a planar locking surface 10a continuing in the same plane shape with the end surface in the axial direction on the outside, is integrally arranged in its outer peripheral part. The rod cap 9 is pushed in the cylinder hole 6 while elastically deforming the claw part 10 in the radial direction, and the rod cap 9 is fixed to the cylinder hole 6 by engaging its locking surface 10a along the hooking surface 7b of the groove part 7 of the cylinder hole 6. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は圧縮空気のエネルギーを作動部材の直線運動に変換する空気圧アクチュエータに関する。 The present invention relates to a pneumatic actuator that converts energy of compressed air into linear motion of an actuating member.

空気圧アクチュエータは、圧縮空気のエネルギーを機械的な運動に変換する機器であり、ワークの移動やワークを保持または加工するための治工具を作動するためなどに用いられている。このような空気圧アクチュエータは、アクチュエータ本体に形成されたシリンダ室の内部にピストンロッドが取り付けられたピストンを軸方向に摺動自在に収容して、このピストンの前後に圧縮空気を給排することによりピストンロッドを直線往復動するようにしている。 The pneumatic actuator is a device that converts the energy of compressed air into a mechanical motion, and is used for moving a workpiece and operating a jig for holding or machining the workpiece. Such a pneumatic actuator accommodates a piston having a piston rod attached inside a cylinder chamber formed in the actuator body so as to be slidable in the axial direction, and supplies and discharges compressed air before and after the piston. The piston rod is reciprocated linearly.

このような空気圧アクチュエータにあっては、取り付けスペースが制約される治具周りなどへの配置を容易にするために超小型のものが開発されており、この場合シリンダ室はアクチュエータ本体に形成された底付き孔の開口端をロッドキャップにより閉塞することで区画形成されている。 For such a pneumatic actuator, an ultra-small one has been developed to facilitate the arrangement around a jig whose mounting space is restricted. In this case, the cylinder chamber is formed in the actuator body. The opening end of the bottomed hole is closed and formed by a rod cap.

従来の空気圧アクチュエータでは、ロッドキャップをシリンダ室に対してスナップリングによって固定するようにしている。しかし、超小型の空気圧アクチュエータにおいては、ロッドキャップを固定するための強度を確保しようとするとスナップリングにはある程度の寸法が必要となるため空気圧アクチュエータを小型化する際の妨げとなっていた。また、空気圧アクチュエータを組み立てる際には、小さく薄いスナップリングの取り扱いは容易ではないこと、組み立て時にスナップリングが塑性変形してしまう場合があることなどから組み立て作業に時間がかかるという問題があった。 In the conventional pneumatic actuator, the rod cap is fixed to the cylinder chamber by a snap ring. However, in an ultra-small pneumatic actuator, if a strength for fixing the rod cap is to be secured, the snap ring requires a certain size, which has been an obstacle to downsizing the pneumatic actuator. Further, when assembling the pneumatic actuator, there is a problem that it takes time to assemble because the snap ring is not easy to handle and the snap ring may be plastically deformed during assembly.

また、ロッドキャップをアクチュエータ本体に対してねじ結合させて取り付ける方法も行われているが、この方法ではアクチュエータ本体にねじ山を設ける必要があるためアクチュエータ本体が肉厚となり、空気圧アクチュエータの外形寸法が大きくなるという欠点があった。 Also, there is a method of attaching the rod cap by screwing to the actuator body. However, in this method, it is necessary to provide a thread on the actuator body. There was a drawback of becoming larger.

本発明の目的は、空気圧アクチュエータを小型化することにある。 An object of the present invention is to reduce the size of a pneumatic actuator.

本発明の他の目的は、空気圧アクチュエータの組み立て時間を短縮することにある。 Another object of the present invention is to reduce the assembly time of the pneumatic actuator.

本発明の空気圧アクチュエータは、圧縮空気のエネルギーをピストンの直線運動に変換して出力する空気圧アクチュエータであって、前記ピストンを軸方向に摺動自在に収容する円筒状のシリンダ孔を有するアクチュエータ本体と、前記シリンダ孔の軸方向に対して垂直な引っ掛け面を備え、前記シリンダ孔の内周面に形成されたリング状の溝部と、前記ピストンに固定されたピストンロッドが貫通する貫通孔を備えるとともに外側の軸方向端面に該端面に開口する凹部を備え、前記シリンダ孔内に設けられて前記シリンダ孔を閉塞する樹脂製の閉塞部材と、前記閉塞部材の外側の軸方向端面に同一面状に連なる平面状の係止面を備え、前記閉塞部材の外周部に一体に設けられて前記凹部に向けて径方向に弾性変形自在の爪部とを有し、前記爪部の係止面を前記溝部の引っ掛け面に沿って係合させることにより前記閉塞部材を前記シリンダ孔内に固定することを特徴とする。 The pneumatic actuator according to the present invention is a pneumatic actuator that converts the energy of compressed air into a linear motion of a piston and outputs it, and an actuator body having a cylindrical cylinder hole that slidably accommodates the piston in an axial direction; A hooking surface perpendicular to the axial direction of the cylinder hole, a ring-shaped groove formed on the inner peripheral surface of the cylinder hole, and a through hole through which a piston rod fixed to the piston passes. The outer axial end face is provided with a recess that opens to the end face, and the resin-made closing member provided in the cylinder hole and closing the cylinder hole is flush with the outer axial end face of the closing member. A flat engaging surface that is continuous, and a claw portion that is integrally provided on the outer peripheral portion of the closing member and elastically deformable in the radial direction toward the recess, It said closure member by engaging the locking surface along the hooked surface of the groove parts, characterized in that fixed to the cylinder bore.

本発明の空気圧アクチュエータは、前記シリンダ孔が底付き孔であることを特徴とする。 The pneumatic actuator according to the present invention is characterized in that the cylinder hole is a hole with a bottom.

本発明の空気圧アクチュエータは、前記閉塞部材の外周に装着されて前記シリンダ孔の内周面と前記閉塞部材との間から圧縮空気が外部に漏れ出すことを防ぐＯリングと、前記閉塞部材の内周に装着されて前記貫通孔から圧縮空気が外部に漏れ出すことを防ぐロッドパッキンとを有することを特徴とする。 The pneumatic actuator according to the present invention includes an O-ring that is attached to the outer periphery of the closing member and prevents compressed air from leaking from between the inner peripheral surface of the cylinder hole and the closing member; It has a rod packing which is attached to the periphery and prevents the compressed air from leaking outside through the through hole.

本発明によれば、ロッドキャップに設けられた爪部をシリンダ孔内に設けられた溝部と係合させることによりロッドキャップを固定するようにしたので、空気圧アクチュエータを小型化することができる。また、ロッドキャップはシリンダ孔に押し込まれることで固定されるため、この空気圧アクチュエーの組み立て時間を短縮することができる。 According to the present invention, since the rod cap is fixed by engaging the claw provided in the rod cap with the groove provided in the cylinder hole, the pneumatic actuator can be reduced in size. Further, since the rod cap is fixed by being pushed into the cylinder hole, the assembly time of the pneumatic actuator can be shortened.

本発明の一実施の形態である空気圧アクチュエータを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the pneumatic actuator which is one embodiment of this invention. 図１に示す空気圧アクチュエータのＡ−Ａ断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the AA cross section of the pneumatic actuator shown in FIG.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は本発明の一実施の形態である空気圧アクチュエータを示す斜視図であり、図２は図１に示す空気圧アクチュエータのＡ−Ａ断面を示す断面図である。 FIG. 1 is a perspective view showing a pneumatic actuator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing an AA cross section of the pneumatic actuator shown in FIG.

図１に示す空気圧アクチュエータは、シリンダ径がφ４．５〜φ６．０程度に形成された超小型のものであり、取り付けスペースが制約される治具周りなどへの配置が容易になっている。 The pneumatic actuator shown in FIG. 1 is an ultra-small one having a cylinder diameter of about φ4.5 to φ6.0, and is easily arranged around a jig where the mounting space is restricted.

図１に示すように、アクチュエータ本体１はピストンロッド２が突出する端面１ａと、４つの取付孔３が設けられた取付面１ｂ，１ｃと、側面１ｄ，１ｅとを有しており、全体として薄型の直方体状に形成されている。 As shown in FIG. 1, the actuator body 1 has an end face 1a from which the piston rod 2 protrudes, mounting faces 1b and 1c provided with four mounting holes 3, and side faces 1d and 1e. It is formed in a thin rectangular parallelepiped shape.

この空気圧アクチュエータを図示しない治具等に取り付ける場合には、取付面１ｂ，１ｃの少なくとも何れか一方の面を図示しない治具等に接触させ、取付孔３を介して締結部材により固定する。側面１ｄには、図示しない作動流体供給源からの圧縮空気を給排するための配管が取り付けられる給排ポート４，５が設けられている。 When the pneumatic actuator is attached to a jig or the like (not shown), at least one of the attachment surfaces 1b and 1c is brought into contact with the jig or the like (not shown) and fixed by a fastening member through the attachment hole 3. The side surface 1d is provided with supply / discharge ports 4 and 5 to which piping for supplying and discharging compressed air from a working fluid supply source (not shown) is attached.

図２に示すように、アクチュエータ本体１の内部には底付き孔としてのシリンダ孔６が形成されており、このシリンダ孔６は大径の内周面６ａと小径の内周面６ｂとこれらの内周面６ａ，６ｂの境目である段差部６ｃと、内周面６ａに形成されたリング状の溝部７とを有している。この溝部７はその内径が内周面６ａより僅かに大きい内周面７ａと、内周面７ａのシリンダ孔６の開口端側に位置してシリンダ孔６の軸方向に垂直な向きに形成された引っ掛け面７ｂと、内周面７ａを挟んで引っ掛け面７ｂと対向した位置に設けられたテーパ面７ｃとにより構成されている。 As shown in FIG. 2, a cylinder hole 6 as a bottomed hole is formed inside the actuator body 1, and the cylinder hole 6 has a large-diameter inner peripheral surface 6a, a small-diameter inner peripheral surface 6b, and these It has a stepped portion 6c that is a boundary between the inner peripheral surfaces 6a and 6b, and a ring-shaped groove portion 7 formed in the inner peripheral surface 6a. The groove portion 7 is formed in an inner peripheral surface 7a whose inner diameter is slightly larger than the inner peripheral surface 6a, and on the opening end side of the cylinder hole 6 on the inner peripheral surface 7a and in a direction perpendicular to the axial direction of the cylinder hole 6. The hook surface 7b and a taper surface 7c provided at a position facing the hook surface 7b with the inner peripheral surface 7a interposed therebetween.

シリンダ孔６の開口端を閉塞するために、シリンダ孔６の内部には外径が内周面６ａの内径とほぼ同寸法に形成された金属製のストッパ８と閉塞部材としての樹脂製のロッドキャップ９とが嵌め込まれている。なお、ロッドキャップ９の材質は樹脂に限らず、弾性変形可能な材質であれば他の材質としてもよい。 In order to close the opening end of the cylinder hole 6, a metal stopper 8 having an outer diameter approximately the same as the inner diameter of the inner peripheral surface 6a and a resin rod as a closing member are disposed inside the cylinder hole 6. A cap 9 is fitted. The material of the rod cap 9 is not limited to resin, and other materials may be used as long as they are elastically deformable.

ロッドキャップ９の外周部には係止面１０ａとテーパ面１０ｂとを有する弾性変形可能な爪部１０が設けられており、この爪部１０の外径は内周面６ａの内径より大きく、溝部７の内周面７ａとほぼ同寸法に形成されている。また、ロッドキャップ９の外側の軸方向端面には、該端面に開口する凹部が設けられている。このロッドキャップ９をシリンダ孔６に押し込むと、爪部１０はテーパ面１０ｂがシリンダ孔６の内周面６ａに押されることによりその外径を縮める方向に弾性変形してシリンダ孔６内に挿入される。爪部１０が溝部７の位置まで達すると、爪部１０はその外径をもとの径に戻すように弾性変形して溝部７と係合することになる。このとき係止面１０ａは溝部７の引っ掛け面７ｂと係合するため、ロッドキャップ９がシリンダ孔６から外れることがない。また、ストッパ８はその一端面が段差部６ｃに当接しており他端はロッドキャップ９と接触しているのでストッパ８とロッドキャップ９は引っ掛け面７ｂと段差部６ｃとによりシリンダ孔６に対して軸方向に固定されることになる。したがって、従来の空気圧アクチュエータのようにシリンダ孔６の内周面６ａにねじ山を設けたり、小さく薄いスナップリングを用いることなくロッドキャップ９を固定することができるため、この空気圧アクチュエータを小型化することが可能であり、また、この流体圧アクチュエータの組み立て時間を短縮することができる。 An elastically deformable claw portion 10 having a locking surface 10a and a tapered surface 10b is provided on the outer peripheral portion of the rod cap 9, and the outer diameter of the claw portion 10 is larger than the inner diameter of the inner peripheral surface 6a. 7 is formed with substantially the same size as the inner peripheral surface 7a. Moreover, the axial direction end surface of the outer side of the rod cap 9 is provided with a recess that opens to the end surface. When the rod cap 9 is pushed into the cylinder hole 6, the claw portion 10 is elastically deformed in a direction to reduce its outer diameter by the taper surface 10 b being pushed by the inner peripheral surface 6 a of the cylinder hole 6 and inserted into the cylinder hole 6. Is done. When the claw portion 10 reaches the position of the groove portion 7, the claw portion 10 is elastically deformed so as to return its outer diameter to the original diameter, and engages with the groove portion 7. At this time, since the locking surface 10 a engages with the hooking surface 7 b of the groove portion 7, the rod cap 9 does not come off from the cylinder hole 6. Further, since the stopper 8 has one end surface in contact with the step portion 6c and the other end is in contact with the rod cap 9, the stopper 8 and the rod cap 9 are opposed to the cylinder hole 6 by the hooking surface 7b and the step portion 6c. Will be fixed in the axial direction. Therefore, unlike the conventional pneumatic actuator, the rod cap 9 can be fixed without providing a thread on the inner peripheral surface 6a of the cylinder hole 6 or using a small and thin snap ring. And the assembly time of the fluid pressure actuator can be shortened.

ストッパ８とロッドキャップ９により閉塞されたシリンダ孔６の内部はシリンダ室１１となっており、このシリンダ室１１の内部にはその内周面６ｂの軸方向に摺動自在に作動部材としてのピストン１２が収容されている。シリンダ室１１の内部はこのピストン１２により２つの圧力室１１ａ，１１ｂに区分されており、それぞれの圧力室１１ａ，１１ｂは給排ポート４，５を介して図示しない作動流体供給源に連通されている。この給排ポート４，５から圧力室１１ａ，１１ｂに圧縮空気を供給することによりピストン１２はシリンダ室１１内を直線往復動するようになっている。ピストン１２にはピストンロッド２が固定されており、このピストンロッド２はそれぞれストッパ８とロッドキャップ９に形成された貫通孔８ａ，９ａを介して外部に連絡されており、ピストン１２の運動を外部への仕事として出力することができるようになっている。なお１２ａはピストンパッキンである。 The inside of the cylinder hole 6 closed by the stopper 8 and the rod cap 9 is a cylinder chamber 11, in which a piston as an operating member is slidable in the axial direction of the inner peripheral surface 6b. 12 are accommodated. The inside of the cylinder chamber 11 is divided into two pressure chambers 11a and 11b by the piston 12, and the respective pressure chambers 11a and 11b are communicated with a working fluid supply source (not shown) via supply / discharge ports 4 and 5. Yes. By supplying compressed air from the supply / discharge ports 4 and 5 to the pressure chambers 11 a and 11 b, the piston 12 reciprocates linearly in the cylinder chamber 11. A piston rod 2 is fixed to the piston 12, and the piston rod 2 is connected to the outside through through holes 8a and 9a formed in the stopper 8 and the rod cap 9, respectively, and the movement of the piston 12 is externally transmitted. Can be output as work. Reference numeral 12a denotes a piston packing.

ストッパ８とロッドキャップ９との間に区画形成された空洞部１３の内部にはロッドパッキン１４が設けられている。このロッドパッキン１４はピストンロッド２の外周面と空洞部１３内の壁面に接するようになっており、貫通孔８ａ，９ａから圧縮空気が外部に漏れ出すのを防ぐようになっている。また、ロッドキャップ９の外周にはＯリング１５が設けられており、シリンダ孔６の内周面６ａとロッドキャップ９との間から圧縮空気が外部に漏れ出すのを防ぐようになっている。 A rod packing 14 is provided inside a hollow portion 13 defined between the stopper 8 and the rod cap 9. The rod packing 14 is in contact with the outer peripheral surface of the piston rod 2 and the wall surface in the cavity 13 to prevent the compressed air from leaking outside through the through holes 8a and 9a. Further, an O-ring 15 is provided on the outer periphery of the rod cap 9 so as to prevent compressed air from leaking outside between the inner peripheral surface 6a of the cylinder hole 6 and the rod cap 9.

このような構造とすることにより、従来の空気圧アクチュエータのようにシリンダ孔６の内周面６ａにねじ山を設けたり、小さく薄いスナップリングを用いてロッドキャップ９を固定する必要がなく、シリンダ孔６の内周面６ａにこの内周面６ａより僅かに内径が大きい溝部７を形成すればよいため、この空気圧アクチュエータを小型化することができる。また、ロッドキャップ９をシリンダ孔６に押し込むという作業のみでロッドキャップ９をシリンダ孔６に固定することができるため、組み立て時間を短縮することが可能となる。 By adopting such a structure, it is not necessary to provide a thread on the inner peripheral surface 6a of the cylinder hole 6 or to fix the rod cap 9 using a small thin snap ring as in the conventional pneumatic actuator. Since the groove portion 7 having an inner diameter slightly larger than that of the inner peripheral surface 6a may be formed on the inner peripheral surface 6a, the pneumatic actuator can be reduced in size. Moreover, since the rod cap 9 can be fixed to the cylinder hole 6 only by pushing the rod cap 9 into the cylinder hole 6, the assembling time can be shortened.

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、本実施の形態では空気圧アクチュエータは複動片ロッドシリンダとなっているがこれに限らず複動両ロッドシリンダや実開昭64-29506号公報に示すようなラックアンドピニオン形の揺動形アクチュエータなどいずれの空気圧アクチュエータに適応してもよい。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, in this embodiment, the pneumatic actuator is a double-acting single rod cylinder. However, the pneumatic actuator is not limited to this, and a double-acting double rod cylinder or a rack-and-pinion swinging type as disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 64-29506. Any pneumatic actuator such as an actuator may be applied.

１アクチュエータ本体
１ａ端面
１ｂ，１ｃ取付面
１ｄ，１ｅ側面
２ピストンロッド
３取付孔
４，５給排ポート
６シリンダ孔
６ａ，６ｂ内周面
６ｃ段差部
７溝部
７ａ内周面
７ｂ引っ掛け面
７ｃテーパ面
８ストッパ
８ａ，９ａ貫通孔
９ロッドキャップ
１０爪部
１０ａ係止面
１０ｂテーパ面
１１シリンダ室
１２ピストン
１２ａピストンパッキン
１１ａ，１１ｂ圧力室
１３空洞部
１４ロッドパッキン
１５Ｏリング DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Actuator main body 1a End surface 1b, 1c Mounting surface 1d, 1e Side surface 2 Piston rod 3 Mounting hole 4,5 Supply / exhaust port 6 Cylinder hole 6a, 6b Inner peripheral surface 6c Stepped part 7 Groove 7a Inner peripheral surface 7b Hook surface 7c Tapered surface 8 Stopper 8a, 9a Through hole 9 Rod cap 10 Claw 10a Locking surface 10b Tapered surface 11 Cylinder chamber 12 Piston 12a Piston packing 11a, 11b Pressure chamber 13 Cavity 14 Rod packing 15 O-ring

Claims

圧縮空気のエネルギーをピストンの直線運動に変換して出力する空気圧アクチュエータであって、
前記ピストンを軸方向に摺動自在に収容する円筒状のシリンダ孔を有するアクチュエータ本体と、
前記シリンダ孔の軸方向に対して垂直な引っ掛け面を備え、前記シリンダ孔の内周面に形成されたリング状の溝部と、
前記ピストンに固定されたピストンロッドが貫通する貫通孔を備えるとともに外側の軸方向端面に該端面に開口する凹部を備え、前記シリンダ孔内に設けられて前記シリンダ孔を閉塞する樹脂製の閉塞部材と、
前記閉塞部材の外側の軸方向端面に同一面状に連なる平面状の係止面を備え、前記閉塞部材の外周部に一体に設けられて前記凹部に向けて径方向に弾性変形自在の爪部とを有し、
前記爪部の係止面を前記溝部の引っ掛け面に沿って係合させることにより前記閉塞部材を前記シリンダ孔内に固定することを特徴とする空気圧アクチュエータ。 A pneumatic actuator that converts the energy of compressed air into a linear motion of the piston and outputs it;
An actuator body having a cylindrical cylinder hole that slidably accommodates the piston in the axial direction;
A hook-shaped surface perpendicular to the axial direction of the cylinder hole, and a ring-shaped groove formed on the inner peripheral surface of the cylinder hole;
A resin-made blocking member that has a through-hole through which a piston rod fixed to the piston passes, and has a recess opening in the end surface on the outer axial end surface, and is provided in the cylinder hole and closes the cylinder hole. When,
A claw portion that is provided on the outer end of the closing member in the same axial direction and has a flat engaging surface that is integrally provided on the outer periphery of the closing member and is elastically deformable in the radial direction toward the recess. And
A pneumatic actuator, wherein the closing member is fixed in the cylinder hole by engaging a locking surface of the claw portion along a hooking surface of the groove portion.

請求項１記載の空気圧アクチュエータにおいて、前記シリンダ孔が底付き孔であることを特徴とする空気圧アクチュエータ。 The pneumatic actuator according to claim 1, wherein the cylinder hole is a bottomed hole.

請求項１または２記載の空気圧アクチュエータにおいて、前記閉塞部材の外周に装着されて前記シリンダ孔の内周面と前記閉塞部材との間から圧縮空気が外部に漏れ出すことを防ぐＯリングと、前記閉塞部材の内周に装着されて前記貫通孔から圧縮空気が外部に漏れ出すことを防ぐロッドパッキンとを有することを特徴とする空気圧アクチュエータ。 3. The pneumatic actuator according to claim 1, wherein the O-ring is attached to an outer periphery of the closing member to prevent compressed air from leaking outside between the inner peripheral surface of the cylinder hole and the closing member; A pneumatic actuator comprising: a rod packing that is attached to an inner periphery of a closing member and prevents compressed air from leaking outside through the through hole.