JP3930665B2 - 流体圧シリンダ - Google Patents
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- F15B15/261—Locking mechanisms using positive interengagement, e.g. balls and grooves, for locking in the end positions
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はピストンロッドを所定の位置でロックするようにした流体圧シリンダに関する。
【0002】
【従来の技術】
空気圧によりピストンを往復動するようにした空気圧シリンダとしては、たとえば、実開昭63-53909号に示されるように、ピストンロッドをそのストローク端の位置で機械的に締結つまりロックするようにしたものがある。この空気圧シリンダにあっては、シリンダ本体に設けられたヘッドカバーにロック用シリンダを設け、このロック用シリンダ内を往復動自在に設けられたロック用ピストンを、ピストンロッドに形成された環状溝に係合させるようにしている。
【0003】
ロック用ピストンが環状溝に係合することによってピストンロッドがロックされ、空気圧の供給を停止してもピストンロッドが移動することを防止できる。一方、ロック用シリンダに圧縮空気を供給することによってロック用ピストンを後退移動させることによって、ピストンロッドのロックは解除される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このようなロック用シリンダを有する空気圧シリンダにあっては、ロック用ピストンを空気圧によって後退移動させてロックを解除させた後には、コイルばねのばね力によってロック用ピストンは前進移動した状態となるので、ピストンロッドが後退移動したときには、ピストンロッドの外周面にロック用ピストンの先端が接触することになり、ピストンロッドの外周面に擦り傷が形成されることになる。また、ピストンロッドが後退移動したときに、ロック用ピストンが乗り上げて後退移動するように、ピストンロッドの後端部にテーパ部を形成する必要がある。
【0005】
本発明の目的は、ロック用ピストンがピストンロッドのロックを解除した状態のもとでは、ピストンロッドの外周面にロック部材が接触しないようすることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の流体圧シリンダは、シリンダ本体内に直線方向に往復動自在に装着されたピストンロッドを所定の停止位置でロックするようにした流体圧シリンダであって、前記シリンダ本体に設けられ、ロック部材が前記ピストンロッドの径方向に往復動自在に装着されたロック用シリンダと、前記ピストンロッドに設けられ、前記ロック部材が係合する係合部が形成された噛み合い部と、前記ロック部材の先端側に位置させて前記シリンダ本体内に前記ピストンロッドの軸方向に往復動自在に設けられ、前記ロック部材が貫通する貫通孔と前記ロック部材の先端を規制するストッパ面とを備えたシャッタ部材とを有し、前記ピストンロッドが停止位置まで移動したときには前記ピストンロッドに追従して前記貫通孔が前記ロック部材に対応した位置となるまで前記シャッタ部材が移動し、前記ロック部材が前記貫通孔を介して前記係合部に係合して前記ピストンロッドをロックするようにしたことを特徴とする。
【0007】
本発明にあっては、前記ロック用シリンダを前記ピストンロッドの前進側ストローク端と後退側ストローク端とに対応させて2つ前記シリンダ本体に設けるようにしても良い。
【0008】
【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詳細に説明する。
【0009】
図1はロック解除状態における本発明の一実施の形態である流体圧シリンダの要部を示す一部省略断面図であり、図2はロック状態における流体圧シリンダの要部を示す半断面図であり、図3は図1におけるA−A線に沿う断面図であり、図4は図1におけるB−B線に沿う矢視図である。
【0010】
この流体圧シリンダは内部に断面円形のシリンダ室を有するシリンダチューブ11aと、この端部に取り付けられたロックチューブ11bとを有し、これらによってシリンダ本体11が構成されている。このシリンダ本体11の一端部にはヘッドカバー12が固定リング13によって取り付けられ、シリンダ本体11の他端部にはロッドカバー14が固定リング15によって取り付けられている。
【0011】
シリンダ本体11内にはピストン16が軸方向に往復動自在に装着されており、このピストン16にはピストンロッド17が取り付けられ、このピストンロッド17はロッドカバー14に形成された貫通孔を貫通してシリンダ本体11の外方に突出している。
【0012】
シリンダ本体11内にはピストン16の一方側に前進用の空気圧室18aが形成され、ピストン16の他方側に後退用の空気圧室18bが形成されており、空気圧室18aに連通する給排ポート19aと、空気圧室18bに連通する給排ポート19bとがそれぞれシリンダ本体11に形成されている。したがって、給排ポート19aから空気圧室18a内に圧縮空気を供給し、給排ポート19bから空気圧室18b内の圧縮空気を排出すると、ピストンロッド17はシリンダ本体11から突出する方向に前進移動する。一方、給排ポート19bから空気圧室18b内に圧縮空気を供給し、給排ポート19aから空気圧室18a内の圧縮空気を排出すると、ピストンロッド17はシリンダ本体11内に入り込む方向に後退移動する。
【0013】
ロックチューブ11bにはこれに一体にロック用シリンダ21が設けられ、このロック用シリンダ21内には往復動自在にロック用ピストン23が装着されており、ロック用ピストン23はピストンロッド17の径方向に往復動するようになっている。ロック用ピストン23はリング状となっており、これと一体となった円筒部を介してロック用ピストン23にはロック部材24が一体に設けられている。
【0014】
ロック用シリンダ21にはシリンダカバー25が取り付けられており、ロック用シリンダ21内には、ロック部材24にシリンダ本体11の中心方向に向けて前進方向のばね力を加えるために、圧縮コイルばね26が組み込まれている。ロック部材24を後退移動させるために、ロック用シリンダ21内に設けられた空気圧室22と空気圧室18bとを連通させるための連通路27がロック用シリンダ21に設けられている。したがって、給排ポート19bに供給された圧縮空気が連通路27を介して空気圧室22内に供給されると、ロック部材24はばね力に抗して後退移動することになる。
【0015】
ピストンロッド17にはピストン16と一体となって噛み合い部28が設けられ、噛み合い部28にはロック部材24が係合する係合部29が形成されている。係合部29はピストンロッド17が前進限位置となると、ロック部材24の前方に位置することになる。
【0016】
噛み合い部28の外側には円筒形状のシャッタ部材31が軸方向に摺動自在に設けられ、このシャッタ部材31の端部には噛み合い部28の前方側の接触面32に接触する段部33が設けられている。したがって、ピストンロッド17が前進移動して前進限位置に近づくと、接触面32が段部33に接触してピストンロッド17の前進移動に追従してシャッタ部材31は前進限位置まで移動する。
【0017】
ロッドカバー14とシャッタ部材31との間には、シャッタ部材31を接触面32に押し付ける方向のばね力を加えるために、圧縮コイルばね34が設けられている。したがって、ピストンロッド17が後退移動すると、所定のストロークの範囲ではシャッタ部材31は圧縮コイルばね34のばね力によってピストンロッド17とともに追従移動する。シャッタ部材31が所定のストロークだけ後退移動したときにシャッタ部材31の後退移動を規制するために、シリンダ本体11にはシャッタ部材31の端面31aに接触するストッパ面35が設けられている。
【0018】
図1にはシャッタ部材31の端面31aがストッパ面35に接触した状態が示されており、この状態ではシャッタ部材31の外周面がストッパ面となってロック部材24の前進移動が規制される。一方、ピストンロッド17が前進限位置となったときには、ロック部材24を噛み合い部28の係合部29に係合させるために、シャッタ部材31には貫通孔36が形成されている。貫通孔36は、図4に示すように、長方形となっており、ロック部材24の先端部は長方形の貫通孔36の中に入り込む形状となっている。
【0019】
ロック部材24には係合部29に設けられた傾斜面29aに接触する傾斜面24aが設けられており、図2に示すように、両方の傾斜面24a,29aが接触した状態では、噛み合い部28がロッドカバー14とロック部材24とにより挟み込まれて、ピストンロッド17の前進方向および後退方向の移動が規制される。
【0020】
前述した流体圧シリンダにあっては、ピストンロッド17が後退限位置となっていた状態のもとで、給排ポート19aから圧縮空気を供給すると、ピストンロッド17はシリンダ本体11から突出する方向に前進移動することになる。この前進移動に伴ってシャッタ部材31の段部33に接触面32が接触すると、シャッタ部材31はピストンロッド17とともに前進移動する。このようにして、ピストンロッド17が前進限位置まで移動すると、貫通孔36はロック部材24の位置となり、ロック部材24は圧縮コイルばね26のばね力によって貫通孔36を貫通して係合部29に係合する。これにより、ピストンロッド17はロック部材24によってロックつまり締結された状態となり、ピストンロッド17に後退移動させる方向の負荷が加えられても、ピストンロッド17は停止された状態を保持することになる。
【0021】
一方、ピストンロッド17を後退移動させるときには、給排ポート19bに圧縮空気が供給される。給排ポート19bから供給された圧縮空気は、連通路27を介して空気圧室22内に流入して、ロック用ピストン23をばね力に抗して後退移動させる。これにより、ロック部材24が係合部29から離れて、ピストンロッド17のロックが解除される。さらに、給排ポート19bから空気圧室18b内に流入する空気圧によってピストンロッド17は後退移動する。
【0022】
図示した流体圧シリンダにあっては、ロック用ピストン23をばね力に抗して後退移動させるために、給排ポート19bから流入した空気を連通路27を介して空気圧室22内に供給するようにしているが、空気圧室22内に直接圧縮空気を供給するようにしても良い。また、ピストンロッド17が前進限位置となったときに、ピストンロッド17をロックするようにしているが、ロック用シリンダ21の位置を変更することによって、往復動ストロークの任意の位置でピストンロッド17をロックすることもできる。
【0023】
図示した流体圧シリンダにあっては、ピストンロッド17が前進限位置となったときに、ピストンロッド17をロックするようにしているが、後退限位置となったときにロックするようにしても良い。その場合には、ロック用シリンダ21はシリンダ本体11のシリンダカバー25側に設けられ、シャッタ部材31は両端部が逆向きとなるように配置されることになる。
【0024】
図5は本発明の他の実施の形態である流体圧シリンダを示す概略正面図であり、この場合にはシリンダ本体11の両端部にロック用シリンダ21a,21bが設けられている。したがって、この場合には、ピストンロッド17が前進限位置となったときと、後退限位置となったときとの両方のストローク端の位置でピストンロッド17をロックすることができ、ピストンロッド17には前進限位置となったときにロック用シリンダ21a内のロック部材が係合する係合部と、ロック用シリンダ21bのロック部材が係合する係合部との2つの係合部が設けられることになる。
【0025】
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。
【0026】
たとえば、実施の形態の流体圧シリンダは空気圧によって作動するようになっているが、油圧などの液体を作動媒体とする場合にも本発明を適用することができる。また、ロック部材24をばね力によって係合部29に前進移動させるようにしているが、流体圧によって前進移動させるようにし、ばね力によって後退移動させるようにしても良い。さらに、図示する流体圧シリンダはピストンロッド17がシリンダ本体11の一端部から突出する片ロッド型であるが、両端部から突出する両ロッド型としても良い。
【0027】
【発明の効果】
本発明によれば、ピストンロッドをロックさせるときには、ロック用シリンダ内のロック部材がピストンロッドに設けられた係合部に係合し、ロックを解除した状態ではシャッタ部材のストッパ面に接触することになり、ロック部材とピストンロッドとの接触が回避される。これにより、ロック部材に対して前進方向つまりロックする方向のばね力を加えておいても、ピストンロッドやピストンの外周面にきずが付くことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ロック解除状態における本発明の一実施の形態である流体圧シリンダの要部を示す一部省略断面図である。
【図2】ロック状態における流体圧シリンダの要部を示す半断面図である。
【図3】図1におけるA−A線に沿う断面図である。
【図4】図1におけるB−B線に沿う矢視図である。
【図5】本発明の他の実施の形態である流体圧シリンダを示す概略正面図である。
【符号の説明】
11 シリンダ本体
12 ヘッドカバー
14 ロッドカバー
16 ピストン
17 ピストンロッド
18a,18b 空気圧室
19a,19b 給排ポート
21 ロック用シリンダ
22 空気圧室
23 ロック用ピストン
24 ロック部材
25 シリンダカバー
26 圧縮コイルばね
27 連通路
28 噛み合い部
29 係合部
31 シャッタ部材
31a 端面
32 接触面
33 段部
34 圧縮コイルばね
35 ストッパ面
36 貫通孔
Claims (2)
- シリンダ本体内に直線方向に往復動自在に装着されたピストンロッドを所定の停止位置でロックするようにした流体圧シリンダであって、
前記シリンダ本体に設けられ、ロック部材が前記ピストンロッドの径方向に往復動自在に装着されたロック用シリンダと、
前記ピストンロッドに設けられ、前記ロック部材が係合する係合部が形成された噛み合い部と、
前記ロック部材の先端側に位置させて前記シリンダ本体内に前記ピストンロッドの軸方向に往復動自在に設けられ、前記ロック部材が貫通する貫通孔と前記ロック部材の先端を規制するストッパ面とを備えたシャッタ部材とを有し、
前記ピストンロッドが停止位置まで移動したときには前記ピストンロッドに追従して前記貫通孔が前記ロック部材に対応した位置となるまで前記シャッタ部材が移動し、前記ロック部材が前記貫通孔を介して前記係合部に係合して前記ピストンロッドをロックするようにしたことを特徴とする流体圧シリンダ。 - 請求項1記載の流体圧シリンダにおいて、前記ロック用シリンダを前記ピストンロッドの前進側ストローク端と後退側ストローク端とに対応させて2つ前記シリンダ本体に設けたことを特徴とする流体圧シリンダ。
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