流体圧シリンダ
【課題】流体圧シリンダにおいて、ピストンロッドに付着した塵埃等を確実に除去し、該ピストンロッドを含むピストンを円滑に作動させると共に耐久性の向上を図る。
【解決手段】流体圧シリンダ１０において、ロッドカバー１４には、第２ポート４８に供給された圧力流体を第４連通路５４側へ供給し、且つ、前記圧力流体の排出時にピストンロッド１８側へと供給状態を切り換える切換バルブ５６を有した塵埃除去機構２０を備える。そして、ピストン１６がシリンダチューブ１２の壁部２４側に向かって変位する際、第２シリンダ室７２の圧力流体が前記切換バルブ５６による切換作用下に導出通路５２を通じてピストンロッド１８の外周面へと供給される。これにより、ピストンロッド１８に付着した塵埃等が好適に除去される。
【解決手段】流体圧シリンダ１０において、ロッドカバー１４には、第２ポート４８に供給された圧力流体を第４連通路５４側へ供給し、且つ、前記圧力流体の排出時にピストンロッド１８側へと供給状態を切り換える切換バルブ５６を有した塵埃除去機構２０を備える。そして、ピストン１６がシリンダチューブ１２の壁部２４側に向かって変位する際、第２シリンダ室７２の圧力流体が前記切換バルブ５６による切換作用下に導出通路５２を通じてピストンロッド１８の外周面へと供給される。これにより、ピストンロッド１８に付着した塵埃等が好適に除去される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力流体の供給作用下にピストンを軸線方向に沿って変位させる流体圧シリンダに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ワーク等の搬送手段として、例えば、圧力流体の供給作用下に変位するピストンを有する流体圧シリンダが用いられている。
【０００３】
このような流体圧シリンダでは、筒状のシリンダ本体の内部に画成されたシリンダ室にピストンが変位自在に設けられると共に、前記シリンダ本体の両端部にそれぞれヘッドカバー及びロッドカバーが装着され、前記シリンダ室を閉塞している。また、ピストンには、軸状のピストンロッドが連結され、ロッドカバーに挿通されることによって変位自在に支持されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−７４００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したような流体圧シリンダでは、ピストンがロッドカバー側へ変位した際に、ピストンロッドが前記ロッドカバーを通じて外部に突出して露呈する構成としているため、前記ピストンロッドの外周面に塵埃等が付着することがある。そして、ピストンが再びヘッドカバー側へと変位し、ピストンロッドがシリンダチューブ内に引き込まれる際、例えば、ロッドカバーの内部に設けられたスクレーパによって前記ピストンロッドの外周面に付着した塵埃等を除去している。
【０００６】
しかしながら、上述した塵埃が粉体等の微粒子や、水、溶剤等の液体である場合には、スクレーパによって前記塵埃を完全に除去することが困難であり、残存した塵埃がピストンロッドと共にシリンダチューブ内へと進入し、前記塵埃が、例えば、ピストンロッドとロッドパッキン及び軸受との間や、前記シリンダチューブとピストンとの間に入り込むことが懸念される。この場合には、塵埃の進入に起因した流体圧シリンダの動作不良を引き起こすことが懸念される。
【０００７】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、ピストンロッドに対して付着した塵埃等を確実に除去し、該ピストンロッドを含むピストンを円滑に作動させると共に耐久性の向上を図ることが可能な流体圧シリンダを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明は、圧力流体が供給されるポートと、該ポートから前記圧力流体の導入される一組のシリンダ室とを有するシリンダ本体と、
前記シリンダ室の内部に軸線方向に沿って変位自在に設けられるピストンと、
前記シリンダ本体に支持され、前記ピストンに連結され前記シリンダ本体の外部へ突出するように変位するピストンロッドと、
前記圧力流体を前記ピストンロッドに対して導出し、該ピストンロッドに付着した塵埃を除去する塵埃除去手段と、
を備え、
前記塵埃除去手段は、前記ピストンの変位に伴って一方の前記シリンダ室から排出される圧力流体を前記ピストンロッド側へと供給することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、シリンダ本体の外部に突出しているピストンロッドを、ピストンの変位作用下にシリンダ本体の内部に収容する方向へと変位させる際、前記ピストンの変位に伴って一方のシリンダ室から排出される圧力流体を、前記ピストンロッドに対して導出することにより、前記ピストンロッドに付着した塵埃を確実且つ容易に除去することができる。従って、ピストンロッドに付着した塵埃がピストンロッドと共にシリンダ本体の内部に進入することを確実に阻止することができる。その結果、シリンダ本体内に塵埃が進入した際に懸念される流体圧シリンダの動作不良を確実に回避することができ、常にピストン及びピストンロッドを円滑に変位させることができると共に、前記流体圧シリンダの耐久性を向上させることができる。
【００１０】
また、例えば、塵埃が、従来の流体圧シリンダにおけるスクレーパ等で完全に除去することが困難な粉体等の微粒子や、水、溶剤等の液体である場合にも、導出された圧力流体によって確実且つ容易に吹き飛ばしてピストンロッドから除去することが可能であり、より一層好適である。
【００１１】
さらに、塵埃除去手段は、ピストンロッドがシリンダ本体の内部に収容される方向に変位する際に、前記ピストンロッドの外周面に対して前記圧力流体を導出する切換機構を備えるとよい。
【００１２】
さらにまた、塵埃除去手段は、シリンダ本体の端部に設けられピストンロッドを軸線方向に沿って変位自在に支持するロッドカバーに設けるとよい。
【００１３】
またさらに、切換機構は、ピストンロッドをシリンダ本体の内部から外部へと突出させるように変位させる際に圧力流体の供給されるポートと、一方のシリンダ室との間に設けるとよい。
【００１４】
また、切換機構は、ピストン及びピストンロッドの変位方向と直交方向に変位自在な切換弁と、
ポートと一方のシリンダ室とを連通する連通路と、
前記ポートと前記ピストンロッドの外周面に臨む開口部とを連通する導出通路と、
を備え、
前記切換弁によって前記連通路を介した前記ポートと前記シリンダ室との連通状態と、前記シリンダ室と前記導出通路との連通状態とを切り換えるとよい。
【００１５】
さらに、ロッドカバーには、ピストンロッドの挿通される孔部を有し、前記孔部には、塵埃を捕捉して保持可能な塵埃捕捉部材を設けるとよい。
【００１６】
さらにまた、ロッドカバーには、孔部と外部とを連通し、塵埃を外部に排出可能な排出ポートを備えるとよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１８】
すなわち、シリンダ本体の外部に突出しているピストンロッドを、ピストンの変位作用下にシリンダ本体の内部に収容する方向へと変位させる際、前記ピストンの変位に伴って一方のシリンダ室から排出される圧力流体を、前記ピストンロッドに対して導出することにより、前記ピストンロッドに付着した塵埃を確実且つ容易に除去することができる。そのため、ピストンロッドに付着した塵埃がピストンロッドと共にシリンダ本体の内部に進入することを確実に阻止することができ、シリンダ本体内に塵埃が進入した際に懸念される流体圧シリンダの動作不良を確実に回避することができ、常にピストン及びピストンロッドを円滑に変位させることができ、しかも、前記流体圧シリンダの耐久性を向上させることができる。
【００１９】
また、例えば、塵埃が、従来の流体圧シリンダにおけるスクレーパ等で完全に除去することが困難な粉体等の微粒子や、水、溶剤等の液体である場合にも、導出された圧力流体によって確実且つ容易に吹き飛ばしてピストンロッドから除去することができるため、より一層好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る流体圧シリンダの全体縦断面図である。
【図２】図１の流体圧シリンダにおける第１及び第２ポート近傍を示す拡大断面図である。
【図３】図１の流体圧シリンダにおいてピストンがロッドカバー側まで変位して変位終端位置に到達した状態を示す全体縦断面図である。
【図４】図３の変位終端位置からピストンが変位し始め、切換バルブが変位して導出通路から圧力流体がロッド孔側へと流通した状態を示す拡大断面図である。
【図５】図４の流体圧シリンダにおける第１及び第２ポート近傍を示す拡大断面図である。
【図６】塵埃を外部に排出可能な排出ポートがロッドカバーに設けられた変形例に係る流体圧シリンダを示す全体縦断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る流体圧シリンダの全体縦断面図である。
【図８】図７の流体圧シリンダにおける第１及び第２ポート近傍を示す拡大断面図である。
【図９】図８に示す流体圧シリンダにおいて、第２ポートに圧力流体が供給され、切換バルブの鍔部が変形した状態を示す拡大断面図である。
【図１０】図９に示す流体圧シリンダにおいて、第２シリンダ室から排出された圧力流体によって切換バルブが上方へと押圧され、前記圧力流体がピストンロッド側へと流通する状態を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る流体圧シリンダ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。
【００２２】
図１において、参照符号１０は、本発明の第１の実施の形態に係る流体圧シリンダを示す。
【００２３】
この流体圧シリンダ１０は、図１〜図５に示されるように、有底筒状のシリンダチューブ（シリンダ本体）１２と、前記シリンダチューブ１２の一端部に装着されるロッドカバー１４と、前記シリンダチューブ１２の内部に変位自在に設けられるピストン１６と、前記ピストン１６に連結されて前記ロッドカバー１４に変位自在に支持されるピストンロッド１８と、前記ピストンロッド１８に付着した塵埃Ｓ（図４及び図５参照）等を除去可能な塵埃除去機構２０とを含む。
【００２４】
シリンダチューブ１２は、その中央部に軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った貫通したシリンダ孔２２を有し、前記シリンダ孔２２は、前記シリンダチューブ１２の一端部側（矢印Ａ方向）で開口している。一方、シリンダチューブ１２の他端部には、壁部２４が一体的に形成され前記シリンダ孔２２を閉塞している。
【００２５】
また、シリンダチューブ１２の外側面には、圧力流体の供給・排出される第１ポート２６が形成され、該第１ポート２６は、シリンダチューブ１２の一端部近傍に設けられ、図示しない配管及び切換装置を介して圧力流体源に接続されている。第１ポート２６は、シリンダ孔２２側（矢印Ｃ方向）に向かって延在する第１連通路２８と連通し、前記第１連通路２８を通じて前記シリンダ孔２２と連通している。
【００２６】
一方、シリンダチューブ１２には、シリンダ孔２２の外周側に第２連通路３０が形成され、該シリンダ孔２２と略平行に形成された第２連通路３０は、前記シリンダチューブ１２の一端部から他端部まで貫通している。さらに、シリンダチューブ１２の他端部近傍には、該シリンダチューブ１２の軸線と直交するように延在する第３連通路３２が形成され、該第３連通路３２は、シリンダチューブ１２の外側面からシリンダ孔２２まで貫通すると共に、第２連通路３０と直角に交差している。すなわち、第２連通路３０と第３連通路３２とが連通している。
【００２７】
なお、第２連通路３０は、シリンダチューブ１２の他端部側となる端部に封止ボール３４が圧入されて閉塞されており、同様に、第３連通路３２は、シリンダチューブ１２の外側面側となる端部に封止ボール３４が圧入されて閉塞されている。そのため、第２及び第３連通路３０、３２は、シリンダチューブ１２の他端部側（矢印Ｂ方向）及び外側面側（矢印Ｄ方向）との連通が遮断され、該シリンダチューブ１２の一端部側（矢印Ａ方向）及びシリンダ孔２２とを連通している。
【００２８】
ロッドカバー１４は、その一端部には軸線方向に沿って突出した凸部３６が形成され、シリンダチューブ１２におけるシリンダ孔２２に挿入されて連結される。凸部３６の外周面には、環状溝を介してＯリング３８が装着されており、シリンダ孔２２の内周面との間に挟持されることにより、シリンダ孔２２の内部の気密を保持している。また、凸部３６の端面には、例えば、ゴム等の弾性材料からなる第１ダンパ４０が設けられ、該第１ダンパ４０が、前記端面から突出しているためピストン１６が当接した際の衝撃等が緩和される。
【００２９】
このロッドカバー１４の中央部には、軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って貫通したロッド孔（孔部）４２が形成され、前記ロッド孔４２にはピストンロッド１８が挿通される。なお、ロッド孔４２の内周径は、ピストンロッド１８の直径より若干だけ大きく設定されているため、該ロッド孔４２とピストンロッド１８との間には所定間隔の間隙４４が設けられている。
【００３０】
また、ロッド孔４２の内部には、環状溝を介してロッドパッキン４６が装着され、前記ピストンロッド１８の外周面に摺接することにより、前記間隙４４を通じたシリンダ孔２２と外部との連通を遮断し、該シリンダ孔２２の内部の気密を保持している。
【００３１】
一方、ロッドカバー１４の外側面は、シリンダチューブ１２の外側面と略同一面となるように形成され、圧力流体の供給・排出される第２ポート４８が形成される。この第２ポート４８は、第１ポート２６と同様に、図示しない配管及び切換装置を介して圧力流体源に接続されている。
【００３２】
シリンダチューブ１２における第２ポート４８の内周側には、該第２ポート４８より縮径し、塵埃除去機構２０を構成する切換バルブ（切換弁）５６の設けられる装着孔５０が形成される。そして、装着孔５０には、その中央部からロッド孔４２に向かって延在する導出通路５２と、該導出通路５２の側方に形成されロッドカバー１４の軸線方向に折曲して延在する第４連通路５４とが接続される。すなわち、第２ポート４８は、装着孔５０を介して導出通路５２と連通すると共に、第４連通路５４と連通している。
【００３３】
塵埃除去機構２０は、ロッドカバー１４に設けられ、ピストン１６を変位させる場合には第２ポート４８に供給された圧力流体を第４連通路５４側へ供給し、且つ、前記圧力流体の排出時にシリンダチューブ１２内の圧力流体をピストンロッド１８側（ロッド孔４２側）へと供給する切換バルブ５６と、該切換バルブ５６の着座する弁座部５８と、前記切換バルブ５６の切換作用下に前記圧力流体を前記ピストンロッド１８側へと供給する導出通路５２とを含む。
【００３４】
すなわち、切換バルブ５６は、圧力流体の供給状態（流通状態）を切換可能な切換機構として機能する。
【００３５】
切換バルブ５６は、例えば、ゴム等の弾性材料から形成され、上方（矢印Ｄ方向）に向かって徐々に先細状となる断面形状で形成される。この切換バルブ５６の下部には、導出通路５２に臨むように形成された突出部６０が形成され、その上部との突出部６０との間には、半径外方向に向かって所定角度で拡径した鍔部６２が形成される。鍔部６２は、切換バルブ５６の周方向に沿って環状に形成され、該切換バルブ５６の上部から下部側（矢印Ｃ方向）に向かって徐々に拡径するように形成され、半径方向に縮径自在な可撓性を有している。
【００３６】
弁座部５８は、装着孔５０に装着され、上方（矢印Ｄ方向）に向かって徐々に縮径し、且つ、切換バルブ５６の鍔部６２が当接するように形成されると共に、前記弁座部５８を通じて第２ポート４８と導出通路５２及び第４連通路５４とが連通する。そして、切換バルブ５６が、装着孔５０の内部において下方側、すなわち、導出通路５２側（矢印Ｃ方向）へと変位することによって突出部６０が前記導出通路５２の内部に挿入され、第２ポート４８と前記導出通路５２との連通を遮断する（図１〜図３参照）。一方、切換バルブ５６が、上方側、すなわち、第２ポート４８側（矢印Ｄ方向）へと変位することによって鍔部６２が弁座部５８に着座するため、導出通路５２と第２ポート４８との連通が遮断され、且つ、該導出通路５２と第４連通路５４とが連通状態となる（図４及び図５参照）。
【００３７】
なお、上述した弁座部５８の内周面は、切換バルブ５６における鍔部６２の断面形状に対応した形状で形成されている。
【００３８】
導出通路５２は、装着孔５０から半径内方向に向かって延在し、ロッド孔４２まで貫通している。そして、導出通路５２は、ロッド孔４２の内周面に開口することによってシリンダ孔２２と連通し、ロッドパッキン４６に対してロッドカバー１４の他端部側（矢印Ａ方向）となる位置に開口している。そして、導出通路５２の開口部は、ロッドカバー１４に挿通されたピストンロッド１８の外周面に臨むように設けられている。
【００３９】
ピストン１６は、断面円形状に形成され、その外周面には環状溝を介してピストンパッキン６４及び磁性体６６がそれぞれ装着される。そして、ピストンパッキン６４がシリンダ孔２２の内周面に摺接することにより、該シリンダ孔２２とピストン１６との間を通じた圧力流体の漏出が防止され、一方、シリンダチューブ１２の外側面に設けられた位置検出センサ（図示せず）によって前記磁性体６６の位置を検出することにより、シリンダチューブ１２内におけるピストン１６の変位位置、変位量が確認される。
【００４０】
また、ピストン１６には、シリンダチューブ１２の壁部２４に臨む端面に、例えば、ゴム等の弾性材料からなる第２ダンパ６８が設けられ、該第２ダンパ６８が、前記端面から突出しているためピストン１６が壁部２４に当接した際の衝撃等が緩和される。
【００４１】
一方、ピストン１６の略中央部には、軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って貫通した孔部にピストンロッド１８の一端部が挿通されて加締められている。ピストンロッド１８は、ピストン１６の端部から突出することがないように連結されている。
【００４２】
そして、シリンダチューブ１２において、ピストン１６とロッドカバー１４との間には、第１ポート２６から第１連通路２８を通じて圧力流体の供給される第１シリンダ室７０が形成され、一方、前記ピストン１６と壁部２４との間には、第２ポート４８から第４連通路５４及び第２連通路３０を通じて圧力流体の供給される第２シリンダ室７２が形成される。
【００４３】
ピストンロッド１８は、略一定の直径で形成され、ピストン１６に連結される一端部が縮径して形成される。そして、ピストンロッド１８は、ロッド孔４２に挿通された際、その外周面にロッドパッキン４６が摺接している。
【００４４】
本発明の第１の実施の形態に係る流体圧シリンダ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。なお、図１に示されるピストン１６がシリンダチューブ１２の壁部２４側（矢印Ｂ方向）に変位した状態を初期位置として説明する。
【００４５】
先ず、この初期位置において圧力流体供給源（図示せず）から圧力流体を第２ポート４８へと導入することにより、該圧力流体の圧力によって切換バルブ５６が下方（矢印Ｃ方向）へと押圧されて変位し、その突出部６０が導出通路５２を閉塞すると共に、該切換バルブ５６の鍔部６２が前記圧力によって半径内方向へと縮径して弁座部５８との間に間隙が生じる（図３参照）。なお、この場合、第１ポート２６は大気開放状態にある。
【００４６】
そして、図３に示されるように、この間隙を通じて第２ポート４８から供給された圧力流体が、第４連通路５４から第２及び第３連通路３０、３２を通じて第２シリンダ室７２へと供給され、ピストン１６と壁部２４との間に供給された圧力流体による押圧作用下にピストン１６がロッドカバー１４側（矢印Ａ方向）に向かって変位する。これにより、ピストンロッド１８が、ピストン１６と共に壁部２４から離間する方向（矢印Ａ方向）へと変位し、ロッドカバー１４に対して徐々に外部へと突出していき、ピストン１６の端面が第１ダンパ４０に当接することにより変位終端位置となる。
【００４７】
次に、ピストン１６を図３に示される変位終端位置から再び初期位置へと復帰させる場合には、第２ポート４８に供給されていた圧力流体を、図示しない切換装置を介して第１ポート２６へと供給することにより、図４に示されるように、第１連通路２８を通じて第１シリンダ室７０へと供給された圧力流体によってピストン１６がロッドカバー１４から離間する方向（矢印Ｂ方向）に向かって徐々に押圧される。この場合、第２ポート４８は大気開放状態にある。
【００４８】
この際、図４及び図５に示されるように、第２シリンダ室７２に残存していた圧力流体が、ピストン１６の変位作用下に該第２シリンダ室７２の内部で圧縮され、第３連通路３２、第２連通路３０及び第４連通路５４を通じて装着孔５０へと流通し、前記装着孔５０内に導入された前記圧力流体の圧力によって切換バルブ５６が上方（矢印Ｄ方向）へと押圧される。詳細には、切換バルブ５６の下部は、鍔部６２によって下方に向かって開口した断面略凹状に形成されているため、該切換バルブ５６の下部側となる第４連通路５４から供給された圧力流体が凹状の下部によって確実に受け止められ、確実且つ好適に上方へと押圧される。
【００４９】
これにより、切換バルブ５６による導出通路５２の閉塞状態が解除され、装着孔５０を通じて第４連通路５４と導出通路５２とが連通する。なお、切換バルブ５６が上昇してその鍔部６２が弁座部５８に当接しているため、第２ポート４８と導出通路５２及び第４連通路５４との連通は遮断されている。
【００５０】
そして、第２シリンダ室７２から排出される圧力流体が、第２〜第４連通路３０、３２、５４、導出通路５２を経て開口部からロッド孔４２の内部へと供給され、前記圧力流体が、前記導出通路５２に臨むピストンロッド１８の外周面へと吹き付けられ、間隙４４を通じてロッドカバー１４の他端部側（矢印Ａ方向）に向かって流通する。その結果、例えば、外部からロッドカバー１４の内部にピストンロッド１８が変位する際に、その外周面に付着していた塵埃Ｓ等が圧力流体を吹き付けることによって好適に除去され、間隙４４を通じてロッドカバー１４の他端部側（矢印Ａ方向）へと送出された後、外部へと排出される。
【００５１】
最後に、ピストン１６が壁部２４側に向かって変位し続けている間、第２シリンダ室７２の圧力流体が導出通路５２からピストンロッド１８の外周面へと供給され、該ピストンロッド１８の外周面に付着した塵埃Ｓ等が継続的に除去され続け、図１に示されるようにピストン１６が壁部２４に当接することにより、圧力流体の供給が停止して初期位置となる。
【００５２】
以上のように、第１の実施の形態では、ピストン１６の変位作用下にピストンロッド１８がロッドカバー１４及びシリンダチューブ１２の内部へと変位する際、前記ピストン１６に押圧されて第２シリンダ室７２から排出される圧力流体を前記ピストンロッド１８の外周面に対して吹き出すことにより、ロッドカバー１４の外部に露呈していた際、前記外周面に付着した塵埃Ｓ等を好適に除去することができる。その結果、ピストンロッド１８に付着した塵埃Ｓ等がロッドカバー１４を介してシリンダチューブ１２の内部へと進入することが確実に阻止され、該塵埃Ｓ等が進入した際に懸念される流体圧シリンダ１０の動作不良を確実に回避することができるため、常にピストン１６及びピストンロッド１８を円滑に変位させることができ、しかも、その耐久性を向上させることが可能となる。
【００５３】
また、例えば、塵埃Ｓが、従来のスクレーパ等で完全に除去することが困難な粉体等の微粒子や、水、溶剤等の液体である場合でも、圧力流体によって確実且つ容易に吹き飛ばしてピストンロッド１８の外周面から除去することが可能であり、より一層好適である。
【００５４】
さらに、第２シリンダ室７２から排出される圧力流体を利用してピストンロッド１８の外周面に付着した塵埃Ｓ等を除去しているため、前記塵埃Ｓ等を除去するための圧力流体を新たに供給する場合と比較し、その作動コストを低減することができる。
【００５５】
また、図６に示される流体圧シリンダ８０のように、ロッドカバー８２において、第２ポート４８の形成される外側面とは反対側となる外側面に、ロッド孔４２から前記外側面まで貫通する排出ポート８４を備えた塵埃除去機構８６を採用するようにしてもよい。この場合、排出ポート８４は、導出通路５２と略同軸上に設けられ、且つ、該排出ポート８４に対してロッドカバー８２の一端部側及び他端部側には、塵埃Ｓ等を捕捉可能な一対の塵埃吸収部材８８ａ、８８ｂがそれぞれ設けられる。なお、塵埃吸収部材８８ａ、８８ｂは、例えば、繊維が織り込まれた部材から形成され、且つ、潤滑剤が内部に含有され、ピストンロッド１８の外周面に摺接している。
【００５６】
このように、ロッド孔４２と連通し、ロッドカバー８２の外部まで延在する排出ポート８４を設けることにより、ピストンロッド１８が前記ロッドカバー８２の内部に収容されるように変位し、前記ピストンロッド１８の外周面に付着した塵埃Ｓが一方の塵埃吸収部材８４ｂを越えてロッド孔４２へと進入した場合でも、排出ポート８４を通じて前記塵埃Ｓを該ロッドカバー８２の外部へと排出することができる。そのため、塵埃Ｓが、ロッド孔４２の内部に堆積してしまうことが回避され好適である。
【００５７】
また、塵埃Ｓが、ピストンロッド１８に沿ってロッドカバー８２の外部へと排出されることがなく、例えば、排出ポート８４に対して図示しない配管を接続することにより、流体圧シリンダ８０をクリーンルーム等で用いる場合に、室内に塵埃Ｓが排出されることを回避できるため好適である。
【００５８】
次に、第２の実施の形態に係る流体圧シリンダ１００を図７〜図１０に示す。なお、上述した第１の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００５９】
この第２の実施の形態に係る流体圧シリンダ１００では、ピストンロッド１８の外周面に臨むように、塵埃Ｓ等を捕捉可能な一対の塵埃吸収部材１０６ａ、１０６ｂを設けている点で、第１の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０と相違している。
【００６０】
この流体圧シリンダ１００は、図７〜図１０に示されるように、有底筒状のシリンダチューブ１０８と、前記シリンダチューブ１０８の一端部に装着されるロッドカバー１０２と、前記ロッドカバー１０２の端部に装着され、ピストンロッド１８に付着した塵埃Ｓ等を除去可能な塵埃除去機構１１０とを含む。
【００６１】
この塵埃除去機構１１０は、ボディ１１２と、該ボディ１１２の上部に連結され、第２ポート４８を有するカバーブロック１１４と、前記カバーブロック１１４の下部に連結される円筒体１１６と、ロッドカバー１０２に設けられる一対の塵埃吸収部材１０６ａ、１０６ｂとを含む。
【００６２】
ボディ１１２は、シリンダチューブ１０８の一端部に連結されると共に、アダプタ１０７を介してロッドカバー１０２の端部に接続される。
【００６３】
カバーブロック１１４には、上方（矢印Ｄ方向）に向かって開口した第２ポート４８を備え、前記第２ポート４８の下部側となる内部に切換バルブ１１８が変位自在に設けられる。また、カバーブロック１１４の下方には、第２ポート４８と同軸上となるように円筒体１１６が設けられ、該円筒体１１６に形成された導出通路５２が、第２ポート４８とピストンロッド１８の挿通される挿通孔１２０とを連通している。
【００６４】
また、カバーブロック１１４には、側方に向かって貫通した第４連通路５４を備え、該第４連通路５４が、シリンダチューブ１０８に形成された第２連通路３０と連通している。そして、カバーブロック１１４は、その中央部がボディ１１２の中央部に形成された凹部に挿入されると共に、円筒体１１６が嵌合されて固定される。このカバーブロック１１４と円筒体１１６の上部との間に、切換バルブ１１８が変位自在に設けられる。なお、第２連通路３０は、シリンダチューブ１０８の他端部まで貫通し（矢印Ａ、Ｂ方向）、封止プラグ１２２によって封止されると共に、シリンダ孔２２側に向かって延在した第３連通路３２と連通している。
【００６５】
塵埃吸収部材１０６ａ、１０６ｂは、環状に形成され、例えば、繊維が織り込まれた部材からなり、微細な塵埃Ｓ等を内部に取り込んで保持可能に形成されると共に、その内部に潤滑剤が含有されているため、前記塵埃吸収部材１０６ａ、１０６ｂがピストンロッド１８の外周面に摺接することにより、前記塵埃Ｓ等が好適に吸収され、且つ、該外周面の潤滑がなされる。
【００６６】
そして、一方の塵埃吸収部材１０６ａが、アダプタ１０７においてピストンロッド１８に臨む内周面に設けられ、他方の塵埃吸収部材１０６ｂが、ボディ１１２の挿通孔１２０に設けられ、円筒体１１６を挟んで互いに所定間隔離間するように配置されている。
【００６７】
切換バルブ１１８は、例えば、金属製材料からなる本体部１２４と、該本体部１２４を囲繞するように設けられ弾性材料からなる弾性部１２６とからなり、前記弾性部１２６の外周部位には、半径外方向に拡径した鍔部１２８が設けられる。この鍔部１２８は、半径方向に撓曲自在に形成される。
【００６８】
上述した流体圧シリンダ１００では、第２ポート４８に圧力流体が供給されることにより、切換バルブ１１８が下方（矢印Ｃ方向）へと変位し、円筒体１１６の導出通路５２を閉塞すると共に、鍔部１２８が前記圧力流体の圧力によって半径内方向に縮径し、カバーブロック１１４の内壁面との間にクリアランスができるため、前記圧力流体が第４連通路５４、第２及び第３連通路３０、３２を通じて第２シリンダ室７２へと供給される。これにより、ピストン１６及びピストンロッド１８がシリンダチューブ１０８に沿ってロッドカバー１０２側（矢印Ａ方向）へと変位する。
【００６９】
一方、第１ポート２６に圧力流体を供給し、ピストン１６をシリンダチューブ１０８の壁部２４側（矢印Ｂ方向）に向かって変位させる際、第２シリンダ室７２に残存している圧力流体が、第３連通路３２、第２連通路３０及び第４連通路５４を通じてカバーブロック１１４の内部へと流通し、その圧力流体の圧力によって切換バルブ１１８が上方（矢印Ｄ方向）へと押圧される。これにより、第４連通路５４と第２シリンダ室７２とが導出通路５２を介して連通するため、圧力流体が前記導出通路５２を通じて挿通孔１２０へと流通する。
【００７０】
その結果、導出通路５２の開口部からピストンロッド１８の外周面に向かって吹き出された圧力流体によって該外周面に付着した塵埃Ｓ等が吹き飛ばされ、ボディ１１２とピストンロッド１８との間に設けられた間隙４４を通じて軸線方向に沿って２方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に流通して一対の塵埃吸収部材１０６ａ、１０６ｂによって確実に捕捉される。
【００７１】
このように、第２の実施の形態に係る流体圧シリンダ１００では、ピストン１６の変位作用下にピストンロッド１８がロッドカバー１０２及びシリンダチューブ１０８の内部へと変位する際、前記ピストン１６に押圧されて第２シリンダ室７２から排出される圧力流体を前記ピストンロッド１８の外周面に対して吹き出し、前記外周面に付着した塵埃Ｓ等を吹き飛ばし、且つ、該ピストンロッド１８に臨むように設けられた一対の塵埃吸収部材１０６ａ、１０６ｂによって確保することができるため、前記塵埃Ｓ等が流体圧シリンダ１００の外部に排出されることが確実に回避され、例えば、前記流体圧シリンダ１００をクリーンルーム等で用いる際に好適である。
【００７２】
また、例えば、塵埃Ｓが、粉体等の微粒子や、水、溶剤等の液体である場合、圧力流体によって確実且つ容易に吹き飛ばしてピストンロッド１８の外周面から除去することが可能であり、より一層好適である。
【００７３】
さらに、第２シリンダ室７２から排出される圧力流体を利用してピストンロッド１８の外周面に付着した塵埃Ｓ等を除去しているため、塵埃Ｓ等を除去するための圧力流体を新たに供給する場合と比較し、その作動コストを低減することができる。
【００７４】
なお、本発明に係る流体圧シリンダは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００７５】
１０、１００…流体圧シリンダ １２、１０８…シリンダチューブ
１４、１０２…ロッドカバー １６…ピストン
１８…ピストンロッド ２０、１１０…塵埃除去機構
２２…シリンダ孔 ２４…壁部
２６…第１ポート ４２…ロッド孔
４４…間隙 ４８…第２ポート
５０…装着孔 ５２…導出通路
５６、１１８…切換バルブ ５８…弁座部
６０…突出部 ６２、１２８…鍔部
７０…第１シリンダ室 ７２…第２シリンダ室
１０６ａ、１０６ｂ…塵埃吸収部材 １１２…ボディ
１１４…カバーブロック １１６…円筒体
１２４…本体部 １２６…弾性部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力流体の供給作用下にピストンを軸線方向に沿って変位させる流体圧シリンダに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ワーク等の搬送手段として、例えば、圧力流体の供給作用下に変位するピストンを有する流体圧シリンダが用いられている。
【０００３】
このような流体圧シリンダでは、筒状のシリンダ本体の内部に画成されたシリンダ室にピストンが変位自在に設けられると共に、前記シリンダ本体の両端部にそれぞれヘッドカバー及びロッドカバーが装着され、前記シリンダ室を閉塞している。また、ピストンには、軸状のピストンロッドが連結され、ロッドカバーに挿通されることによって変位自在に支持されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−７４００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したような流体圧シリンダでは、ピストンがロッドカバー側へ変位した際に、ピストンロッドが前記ロッドカバーを通じて外部に突出して露呈する構成としているため、前記ピストンロッドの外周面に塵埃等が付着することがある。そして、ピストンが再びヘッドカバー側へと変位し、ピストンロッドがシリンダチューブ内に引き込まれる際、例えば、ロッドカバーの内部に設けられたスクレーパによって前記ピストンロッドの外周面に付着した塵埃等を除去している。
【０００６】
しかしながら、上述した塵埃が粉体等の微粒子や、水、溶剤等の液体である場合には、スクレーパによって前記塵埃を完全に除去することが困難であり、残存した塵埃がピストンロッドと共にシリンダチューブ内へと進入し、前記塵埃が、例えば、ピストンロッドとロッドパッキン及び軸受との間や、前記シリンダチューブとピストンとの間に入り込むことが懸念される。この場合には、塵埃の進入に起因した流体圧シリンダの動作不良を引き起こすことが懸念される。
【０００７】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、ピストンロッドに対して付着した塵埃等を確実に除去し、該ピストンロッドを含むピストンを円滑に作動させると共に耐久性の向上を図ることが可能な流体圧シリンダを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明は、圧力流体が供給されるポートと、該ポートから前記圧力流体の導入される一組のシリンダ室とを有するシリンダ本体と、
前記シリンダ室の内部に軸線方向に沿って変位自在に設けられるピストンと、
前記シリンダ本体に支持され、前記ピストンに連結され前記シリンダ本体の外部へ突出するように変位するピストンロッドと、
前記圧力流体を前記ピストンロッドに対して導出し、該ピストンロッドに付着した塵埃を除去する塵埃除去手段と、
を備え、
前記塵埃除去手段は、前記ピストンの変位に伴って一方の前記シリンダ室から排出される圧力流体を前記ピストンロッド側へと供給することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、シリンダ本体の外部に突出しているピストンロッドを、ピストンの変位作用下にシリンダ本体の内部に収容する方向へと変位させる際、前記ピストンの変位に伴って一方のシリンダ室から排出される圧力流体を、前記ピストンロッドに対して導出することにより、前記ピストンロッドに付着した塵埃を確実且つ容易に除去することができる。従って、ピストンロッドに付着した塵埃がピストンロッドと共にシリンダ本体の内部に進入することを確実に阻止することができる。その結果、シリンダ本体内に塵埃が進入した際に懸念される流体圧シリンダの動作不良を確実に回避することができ、常にピストン及びピストンロッドを円滑に変位させることができると共に、前記流体圧シリンダの耐久性を向上させることができる。
【００１０】
また、例えば、塵埃が、従来の流体圧シリンダにおけるスクレーパ等で完全に除去することが困難な粉体等の微粒子や、水、溶剤等の液体である場合にも、導出された圧力流体によって確実且つ容易に吹き飛ばしてピストンロッドから除去することが可能であり、より一層好適である。
【００１１】
さらに、塵埃除去手段は、ピストンロッドがシリンダ本体の内部に収容される方向に変位する際に、前記ピストンロッドの外周面に対して前記圧力流体を導出する切換機構を備えるとよい。
【００１２】
さらにまた、塵埃除去手段は、シリンダ本体の端部に設けられピストンロッドを軸線方向に沿って変位自在に支持するロッドカバーに設けるとよい。
【００１３】
またさらに、切換機構は、ピストンロッドをシリンダ本体の内部から外部へと突出させるように変位させる際に圧力流体の供給されるポートと、一方のシリンダ室との間に設けるとよい。
【００１４】
また、切換機構は、ピストン及びピストンロッドの変位方向と直交方向に変位自在な切換弁と、
ポートと一方のシリンダ室とを連通する連通路と、
前記ポートと前記ピストンロッドの外周面に臨む開口部とを連通する導出通路と、
を備え、
前記切換弁によって前記連通路を介した前記ポートと前記シリンダ室との連通状態と、前記シリンダ室と前記導出通路との連通状態とを切り換えるとよい。
【００１５】
さらに、ロッドカバーには、ピストンロッドの挿通される孔部を有し、前記孔部には、塵埃を捕捉して保持可能な塵埃捕捉部材を設けるとよい。
【００１６】
さらにまた、ロッドカバーには、孔部と外部とを連通し、塵埃を外部に排出可能な排出ポートを備えるとよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１８】
すなわち、シリンダ本体の外部に突出しているピストンロッドを、ピストンの変位作用下にシリンダ本体の内部に収容する方向へと変位させる際、前記ピストンの変位に伴って一方のシリンダ室から排出される圧力流体を、前記ピストンロッドに対して導出することにより、前記ピストンロッドに付着した塵埃を確実且つ容易に除去することができる。そのため、ピストンロッドに付着した塵埃がピストンロッドと共にシリンダ本体の内部に進入することを確実に阻止することができ、シリンダ本体内に塵埃が進入した際に懸念される流体圧シリンダの動作不良を確実に回避することができ、常にピストン及びピストンロッドを円滑に変位させることができ、しかも、前記流体圧シリンダの耐久性を向上させることができる。
【００１９】
また、例えば、塵埃が、従来の流体圧シリンダにおけるスクレーパ等で完全に除去することが困難な粉体等の微粒子や、水、溶剤等の液体である場合にも、導出された圧力流体によって確実且つ容易に吹き飛ばしてピストンロッドから除去することができるため、より一層好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る流体圧シリンダの全体縦断面図である。
【図２】図１の流体圧シリンダにおける第１及び第２ポート近傍を示す拡大断面図である。
【図３】図１の流体圧シリンダにおいてピストンがロッドカバー側まで変位して変位終端位置に到達した状態を示す全体縦断面図である。
【図４】図３の変位終端位置からピストンが変位し始め、切換バルブが変位して導出通路から圧力流体がロッド孔側へと流通した状態を示す拡大断面図である。
【図５】図４の流体圧シリンダにおける第１及び第２ポート近傍を示す拡大断面図である。
【図６】塵埃を外部に排出可能な排出ポートがロッドカバーに設けられた変形例に係る流体圧シリンダを示す全体縦断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る流体圧シリンダの全体縦断面図である。
【図８】図７の流体圧シリンダにおける第１及び第２ポート近傍を示す拡大断面図である。
【図９】図８に示す流体圧シリンダにおいて、第２ポートに圧力流体が供給され、切換バルブの鍔部が変形した状態を示す拡大断面図である。
【図１０】図９に示す流体圧シリンダにおいて、第２シリンダ室から排出された圧力流体によって切換バルブが上方へと押圧され、前記圧力流体がピストンロッド側へと流通する状態を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る流体圧シリンダ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。
【００２２】
図１において、参照符号１０は、本発明の第１の実施の形態に係る流体圧シリンダを示す。
【００２３】
この流体圧シリンダ１０は、図１〜図５に示されるように、有底筒状のシリンダチューブ（シリンダ本体）１２と、前記シリンダチューブ１２の一端部に装着されるロッドカバー１４と、前記シリンダチューブ１２の内部に変位自在に設けられるピストン１６と、前記ピストン１６に連結されて前記ロッドカバー１４に変位自在に支持されるピストンロッド１８と、前記ピストンロッド１８に付着した塵埃Ｓ（図４及び図５参照）等を除去可能な塵埃除去機構２０とを含む。
【００２４】
シリンダチューブ１２は、その中央部に軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った貫通したシリンダ孔２２を有し、前記シリンダ孔２２は、前記シリンダチューブ１２の一端部側（矢印Ａ方向）で開口している。一方、シリンダチューブ１２の他端部には、壁部２４が一体的に形成され前記シリンダ孔２２を閉塞している。
【００２５】
また、シリンダチューブ１２の外側面には、圧力流体の供給・排出される第１ポート２６が形成され、該第１ポート２６は、シリンダチューブ１２の一端部近傍に設けられ、図示しない配管及び切換装置を介して圧力流体源に接続されている。第１ポート２６は、シリンダ孔２２側（矢印Ｃ方向）に向かって延在する第１連通路２８と連通し、前記第１連通路２８を通じて前記シリンダ孔２２と連通している。
【００２６】
一方、シリンダチューブ１２には、シリンダ孔２２の外周側に第２連通路３０が形成され、該シリンダ孔２２と略平行に形成された第２連通路３０は、前記シリンダチューブ１２の一端部から他端部まで貫通している。さらに、シリンダチューブ１２の他端部近傍には、該シリンダチューブ１２の軸線と直交するように延在する第３連通路３２が形成され、該第３連通路３２は、シリンダチューブ１２の外側面からシリンダ孔２２まで貫通すると共に、第２連通路３０と直角に交差している。すなわち、第２連通路３０と第３連通路３２とが連通している。
【００２７】
なお、第２連通路３０は、シリンダチューブ１２の他端部側となる端部に封止ボール３４が圧入されて閉塞されており、同様に、第３連通路３２は、シリンダチューブ１２の外側面側となる端部に封止ボール３４が圧入されて閉塞されている。そのため、第２及び第３連通路３０、３２は、シリンダチューブ１２の他端部側（矢印Ｂ方向）及び外側面側（矢印Ｄ方向）との連通が遮断され、該シリンダチューブ１２の一端部側（矢印Ａ方向）及びシリンダ孔２２とを連通している。
【００２８】
ロッドカバー１４は、その一端部には軸線方向に沿って突出した凸部３６が形成され、シリンダチューブ１２におけるシリンダ孔２２に挿入されて連結される。凸部３６の外周面には、環状溝を介してＯリング３８が装着されており、シリンダ孔２２の内周面との間に挟持されることにより、シリンダ孔２２の内部の気密を保持している。また、凸部３６の端面には、例えば、ゴム等の弾性材料からなる第１ダンパ４０が設けられ、該第１ダンパ４０が、前記端面から突出しているためピストン１６が当接した際の衝撃等が緩和される。
【００２９】
このロッドカバー１４の中央部には、軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って貫通したロッド孔（孔部）４２が形成され、前記ロッド孔４２にはピストンロッド１８が挿通される。なお、ロッド孔４２の内周径は、ピストンロッド１８の直径より若干だけ大きく設定されているため、該ロッド孔４２とピストンロッド１８との間には所定間隔の間隙４４が設けられている。
【００３０】
また、ロッド孔４２の内部には、環状溝を介してロッドパッキン４６が装着され、前記ピストンロッド１８の外周面に摺接することにより、前記間隙４４を通じたシリンダ孔２２と外部との連通を遮断し、該シリンダ孔２２の内部の気密を保持している。
【００３１】
一方、ロッドカバー１４の外側面は、シリンダチューブ１２の外側面と略同一面となるように形成され、圧力流体の供給・排出される第２ポート４８が形成される。この第２ポート４８は、第１ポート２６と同様に、図示しない配管及び切換装置を介して圧力流体源に接続されている。
【００３２】
シリンダチューブ１２における第２ポート４８の内周側には、該第２ポート４８より縮径し、塵埃除去機構２０を構成する切換バルブ（切換弁）５６の設けられる装着孔５０が形成される。そして、装着孔５０には、その中央部からロッド孔４２に向かって延在する導出通路５２と、該導出通路５２の側方に形成されロッドカバー１４の軸線方向に折曲して延在する第４連通路５４とが接続される。すなわち、第２ポート４８は、装着孔５０を介して導出通路５２と連通すると共に、第４連通路５４と連通している。
【００３３】
塵埃除去機構２０は、ロッドカバー１４に設けられ、ピストン１６を変位させる場合には第２ポート４８に供給された圧力流体を第４連通路５４側へ供給し、且つ、前記圧力流体の排出時にシリンダチューブ１２内の圧力流体をピストンロッド１８側（ロッド孔４２側）へと供給する切換バルブ５６と、該切換バルブ５６の着座する弁座部５８と、前記切換バルブ５６の切換作用下に前記圧力流体を前記ピストンロッド１８側へと供給する導出通路５２とを含む。
【００３４】
すなわち、切換バルブ５６は、圧力流体の供給状態（流通状態）を切換可能な切換機構として機能する。
【００３５】
切換バルブ５６は、例えば、ゴム等の弾性材料から形成され、上方（矢印Ｄ方向）に向かって徐々に先細状となる断面形状で形成される。この切換バルブ５６の下部には、導出通路５２に臨むように形成された突出部６０が形成され、その上部との突出部６０との間には、半径外方向に向かって所定角度で拡径した鍔部６２が形成される。鍔部６２は、切換バルブ５６の周方向に沿って環状に形成され、該切換バルブ５６の上部から下部側（矢印Ｃ方向）に向かって徐々に拡径するように形成され、半径方向に縮径自在な可撓性を有している。
【００３６】
弁座部５８は、装着孔５０に装着され、上方（矢印Ｄ方向）に向かって徐々に縮径し、且つ、切換バルブ５６の鍔部６２が当接するように形成されると共に、前記弁座部５８を通じて第２ポート４８と導出通路５２及び第４連通路５４とが連通する。そして、切換バルブ５６が、装着孔５０の内部において下方側、すなわち、導出通路５２側（矢印Ｃ方向）へと変位することによって突出部６０が前記導出通路５２の内部に挿入され、第２ポート４８と前記導出通路５２との連通を遮断する（図１〜図３参照）。一方、切換バルブ５６が、上方側、すなわち、第２ポート４８側（矢印Ｄ方向）へと変位することによって鍔部６２が弁座部５８に着座するため、導出通路５２と第２ポート４８との連通が遮断され、且つ、該導出通路５２と第４連通路５４とが連通状態となる（図４及び図５参照）。
【００３７】
なお、上述した弁座部５８の内周面は、切換バルブ５６における鍔部６２の断面形状に対応した形状で形成されている。
【００３８】
導出通路５２は、装着孔５０から半径内方向に向かって延在し、ロッド孔４２まで貫通している。そして、導出通路５２は、ロッド孔４２の内周面に開口することによってシリンダ孔２２と連通し、ロッドパッキン４６に対してロッドカバー１４の他端部側（矢印Ａ方向）となる位置に開口している。そして、導出通路５２の開口部は、ロッドカバー１４に挿通されたピストンロッド１８の外周面に臨むように設けられている。
【００３９】
ピストン１６は、断面円形状に形成され、その外周面には環状溝を介してピストンパッキン６４及び磁性体６６がそれぞれ装着される。そして、ピストンパッキン６４がシリンダ孔２２の内周面に摺接することにより、該シリンダ孔２２とピストン１６との間を通じた圧力流体の漏出が防止され、一方、シリンダチューブ１２の外側面に設けられた位置検出センサ（図示せず）によって前記磁性体６６の位置を検出することにより、シリンダチューブ１２内におけるピストン１６の変位位置、変位量が確認される。
【００４０】
また、ピストン１６には、シリンダチューブ１２の壁部２４に臨む端面に、例えば、ゴム等の弾性材料からなる第２ダンパ６８が設けられ、該第２ダンパ６８が、前記端面から突出しているためピストン１６が壁部２４に当接した際の衝撃等が緩和される。
【００４１】
一方、ピストン１６の略中央部には、軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って貫通した孔部にピストンロッド１８の一端部が挿通されて加締められている。ピストンロッド１８は、ピストン１６の端部から突出することがないように連結されている。
【００４２】
そして、シリンダチューブ１２において、ピストン１６とロッドカバー１４との間には、第１ポート２６から第１連通路２８を通じて圧力流体の供給される第１シリンダ室７０が形成され、一方、前記ピストン１６と壁部２４との間には、第２ポート４８から第４連通路５４及び第２連通路３０を通じて圧力流体の供給される第２シリンダ室７２が形成される。
【００４３】
ピストンロッド１８は、略一定の直径で形成され、ピストン１６に連結される一端部が縮径して形成される。そして、ピストンロッド１８は、ロッド孔４２に挿通された際、その外周面にロッドパッキン４６が摺接している。
【００４４】
本発明の第１の実施の形態に係る流体圧シリンダ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。なお、図１に示されるピストン１６がシリンダチューブ１２の壁部２４側（矢印Ｂ方向）に変位した状態を初期位置として説明する。
【００４５】
先ず、この初期位置において圧力流体供給源（図示せず）から圧力流体を第２ポート４８へと導入することにより、該圧力流体の圧力によって切換バルブ５６が下方（矢印Ｃ方向）へと押圧されて変位し、その突出部６０が導出通路５２を閉塞すると共に、該切換バルブ５６の鍔部６２が前記圧力によって半径内方向へと縮径して弁座部５８との間に間隙が生じる（図３参照）。なお、この場合、第１ポート２６は大気開放状態にある。
【００４６】
そして、図３に示されるように、この間隙を通じて第２ポート４８から供給された圧力流体が、第４連通路５４から第２及び第３連通路３０、３２を通じて第２シリンダ室７２へと供給され、ピストン１６と壁部２４との間に供給された圧力流体による押圧作用下にピストン１６がロッドカバー１４側（矢印Ａ方向）に向かって変位する。これにより、ピストンロッド１８が、ピストン１６と共に壁部２４から離間する方向（矢印Ａ方向）へと変位し、ロッドカバー１４に対して徐々に外部へと突出していき、ピストン１６の端面が第１ダンパ４０に当接することにより変位終端位置となる。
【００４７】
次に、ピストン１６を図３に示される変位終端位置から再び初期位置へと復帰させる場合には、第２ポート４８に供給されていた圧力流体を、図示しない切換装置を介して第１ポート２６へと供給することにより、図４に示されるように、第１連通路２８を通じて第１シリンダ室７０へと供給された圧力流体によってピストン１６がロッドカバー１４から離間する方向（矢印Ｂ方向）に向かって徐々に押圧される。この場合、第２ポート４８は大気開放状態にある。
【００４８】
この際、図４及び図５に示されるように、第２シリンダ室７２に残存していた圧力流体が、ピストン１６の変位作用下に該第２シリンダ室７２の内部で圧縮され、第３連通路３２、第２連通路３０及び第４連通路５４を通じて装着孔５０へと流通し、前記装着孔５０内に導入された前記圧力流体の圧力によって切換バルブ５６が上方（矢印Ｄ方向）へと押圧される。詳細には、切換バルブ５６の下部は、鍔部６２によって下方に向かって開口した断面略凹状に形成されているため、該切換バルブ５６の下部側となる第４連通路５４から供給された圧力流体が凹状の下部によって確実に受け止められ、確実且つ好適に上方へと押圧される。
【００４９】
これにより、切換バルブ５６による導出通路５２の閉塞状態が解除され、装着孔５０を通じて第４連通路５４と導出通路５２とが連通する。なお、切換バルブ５６が上昇してその鍔部６２が弁座部５８に当接しているため、第２ポート４８と導出通路５２及び第４連通路５４との連通は遮断されている。
【００５０】
そして、第２シリンダ室７２から排出される圧力流体が、第２〜第４連通路３０、３２、５４、導出通路５２を経て開口部からロッド孔４２の内部へと供給され、前記圧力流体が、前記導出通路５２に臨むピストンロッド１８の外周面へと吹き付けられ、間隙４４を通じてロッドカバー１４の他端部側（矢印Ａ方向）に向かって流通する。その結果、例えば、外部からロッドカバー１４の内部にピストンロッド１８が変位する際に、その外周面に付着していた塵埃Ｓ等が圧力流体を吹き付けることによって好適に除去され、間隙４４を通じてロッドカバー１４の他端部側（矢印Ａ方向）へと送出された後、外部へと排出される。
【００５１】
最後に、ピストン１６が壁部２４側に向かって変位し続けている間、第２シリンダ室７２の圧力流体が導出通路５２からピストンロッド１８の外周面へと供給され、該ピストンロッド１８の外周面に付着した塵埃Ｓ等が継続的に除去され続け、図１に示されるようにピストン１６が壁部２４に当接することにより、圧力流体の供給が停止して初期位置となる。
【００５２】
以上のように、第１の実施の形態では、ピストン１６の変位作用下にピストンロッド１８がロッドカバー１４及びシリンダチューブ１２の内部へと変位する際、前記ピストン１６に押圧されて第２シリンダ室７２から排出される圧力流体を前記ピストンロッド１８の外周面に対して吹き出すことにより、ロッドカバー１４の外部に露呈していた際、前記外周面に付着した塵埃Ｓ等を好適に除去することができる。その結果、ピストンロッド１８に付着した塵埃Ｓ等がロッドカバー１４を介してシリンダチューブ１２の内部へと進入することが確実に阻止され、該塵埃Ｓ等が進入した際に懸念される流体圧シリンダ１０の動作不良を確実に回避することができるため、常にピストン１６及びピストンロッド１８を円滑に変位させることができ、しかも、その耐久性を向上させることが可能となる。
【００５３】
また、例えば、塵埃Ｓが、従来のスクレーパ等で完全に除去することが困難な粉体等の微粒子や、水、溶剤等の液体である場合でも、圧力流体によって確実且つ容易に吹き飛ばしてピストンロッド１８の外周面から除去することが可能であり、より一層好適である。
【００５４】
さらに、第２シリンダ室７２から排出される圧力流体を利用してピストンロッド１８の外周面に付着した塵埃Ｓ等を除去しているため、前記塵埃Ｓ等を除去するための圧力流体を新たに供給する場合と比較し、その作動コストを低減することができる。
【００５５】
また、図６に示される流体圧シリンダ８０のように、ロッドカバー８２において、第２ポート４８の形成される外側面とは反対側となる外側面に、ロッド孔４２から前記外側面まで貫通する排出ポート８４を備えた塵埃除去機構８６を採用するようにしてもよい。この場合、排出ポート８４は、導出通路５２と略同軸上に設けられ、且つ、該排出ポート８４に対してロッドカバー８２の一端部側及び他端部側には、塵埃Ｓ等を捕捉可能な一対の塵埃吸収部材８８ａ、８８ｂがそれぞれ設けられる。なお、塵埃吸収部材８８ａ、８８ｂは、例えば、繊維が織り込まれた部材から形成され、且つ、潤滑剤が内部に含有され、ピストンロッド１８の外周面に摺接している。
【００５６】
このように、ロッド孔４２と連通し、ロッドカバー８２の外部まで延在する排出ポート８４を設けることにより、ピストンロッド１８が前記ロッドカバー８２の内部に収容されるように変位し、前記ピストンロッド１８の外周面に付着した塵埃Ｓが一方の塵埃吸収部材８４ｂを越えてロッド孔４２へと進入した場合でも、排出ポート８４を通じて前記塵埃Ｓを該ロッドカバー８２の外部へと排出することができる。そのため、塵埃Ｓが、ロッド孔４２の内部に堆積してしまうことが回避され好適である。
【００５７】
また、塵埃Ｓが、ピストンロッド１８に沿ってロッドカバー８２の外部へと排出されることがなく、例えば、排出ポート８４に対して図示しない配管を接続することにより、流体圧シリンダ８０をクリーンルーム等で用いる場合に、室内に塵埃Ｓが排出されることを回避できるため好適である。
【００５８】
次に、第２の実施の形態に係る流体圧シリンダ１００を図７〜図１０に示す。なお、上述した第１の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００５９】
この第２の実施の形態に係る流体圧シリンダ１００では、ピストンロッド１８の外周面に臨むように、塵埃Ｓ等を捕捉可能な一対の塵埃吸収部材１０６ａ、１０６ｂを設けている点で、第１の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０と相違している。
【００６０】
この流体圧シリンダ１００は、図７〜図１０に示されるように、有底筒状のシリンダチューブ１０８と、前記シリンダチューブ１０８の一端部に装着されるロッドカバー１０２と、前記ロッドカバー１０２の端部に装着され、ピストンロッド１８に付着した塵埃Ｓ等を除去可能な塵埃除去機構１１０とを含む。
【００６１】
この塵埃除去機構１１０は、ボディ１１２と、該ボディ１１２の上部に連結され、第２ポート４８を有するカバーブロック１１４と、前記カバーブロック１１４の下部に連結される円筒体１１６と、ロッドカバー１０２に設けられる一対の塵埃吸収部材１０６ａ、１０６ｂとを含む。
【００６２】
ボディ１１２は、シリンダチューブ１０８の一端部に連結されると共に、アダプタ１０７を介してロッドカバー１０２の端部に接続される。
【００６３】
カバーブロック１１４には、上方（矢印Ｄ方向）に向かって開口した第２ポート４８を備え、前記第２ポート４８の下部側となる内部に切換バルブ１１８が変位自在に設けられる。また、カバーブロック１１４の下方には、第２ポート４８と同軸上となるように円筒体１１６が設けられ、該円筒体１１６に形成された導出通路５２が、第２ポート４８とピストンロッド１８の挿通される挿通孔１２０とを連通している。
【００６４】
また、カバーブロック１１４には、側方に向かって貫通した第４連通路５４を備え、該第４連通路５４が、シリンダチューブ１０８に形成された第２連通路３０と連通している。そして、カバーブロック１１４は、その中央部がボディ１１２の中央部に形成された凹部に挿入されると共に、円筒体１１６が嵌合されて固定される。このカバーブロック１１４と円筒体１１６の上部との間に、切換バルブ１１８が変位自在に設けられる。なお、第２連通路３０は、シリンダチューブ１０８の他端部まで貫通し（矢印Ａ、Ｂ方向）、封止プラグ１２２によって封止されると共に、シリンダ孔２２側に向かって延在した第３連通路３２と連通している。
【００６５】
塵埃吸収部材１０６ａ、１０６ｂは、環状に形成され、例えば、繊維が織り込まれた部材からなり、微細な塵埃Ｓ等を内部に取り込んで保持可能に形成されると共に、その内部に潤滑剤が含有されているため、前記塵埃吸収部材１０６ａ、１０６ｂがピストンロッド１８の外周面に摺接することにより、前記塵埃Ｓ等が好適に吸収され、且つ、該外周面の潤滑がなされる。
【００６６】
そして、一方の塵埃吸収部材１０６ａが、アダプタ１０７においてピストンロッド１８に臨む内周面に設けられ、他方の塵埃吸収部材１０６ｂが、ボディ１１２の挿通孔１２０に設けられ、円筒体１１６を挟んで互いに所定間隔離間するように配置されている。
【００６７】
切換バルブ１１８は、例えば、金属製材料からなる本体部１２４と、該本体部１２４を囲繞するように設けられ弾性材料からなる弾性部１２６とからなり、前記弾性部１２６の外周部位には、半径外方向に拡径した鍔部１２８が設けられる。この鍔部１２８は、半径方向に撓曲自在に形成される。
【００６８】
上述した流体圧シリンダ１００では、第２ポート４８に圧力流体が供給されることにより、切換バルブ１１８が下方（矢印Ｃ方向）へと変位し、円筒体１１６の導出通路５２を閉塞すると共に、鍔部１２８が前記圧力流体の圧力によって半径内方向に縮径し、カバーブロック１１４の内壁面との間にクリアランスができるため、前記圧力流体が第４連通路５４、第２及び第３連通路３０、３２を通じて第２シリンダ室７２へと供給される。これにより、ピストン１６及びピストンロッド１８がシリンダチューブ１０８に沿ってロッドカバー１０２側（矢印Ａ方向）へと変位する。
【００６９】
一方、第１ポート２６に圧力流体を供給し、ピストン１６をシリンダチューブ１０８の壁部２４側（矢印Ｂ方向）に向かって変位させる際、第２シリンダ室７２に残存している圧力流体が、第３連通路３２、第２連通路３０及び第４連通路５４を通じてカバーブロック１１４の内部へと流通し、その圧力流体の圧力によって切換バルブ１１８が上方（矢印Ｄ方向）へと押圧される。これにより、第４連通路５４と第２シリンダ室７２とが導出通路５２を介して連通するため、圧力流体が前記導出通路５２を通じて挿通孔１２０へと流通する。
【００７０】
その結果、導出通路５２の開口部からピストンロッド１８の外周面に向かって吹き出された圧力流体によって該外周面に付着した塵埃Ｓ等が吹き飛ばされ、ボディ１１２とピストンロッド１８との間に設けられた間隙４４を通じて軸線方向に沿って２方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に流通して一対の塵埃吸収部材１０６ａ、１０６ｂによって確実に捕捉される。
【００７１】
このように、第２の実施の形態に係る流体圧シリンダ１００では、ピストン１６の変位作用下にピストンロッド１８がロッドカバー１０２及びシリンダチューブ１０８の内部へと変位する際、前記ピストン１６に押圧されて第２シリンダ室７２から排出される圧力流体を前記ピストンロッド１８の外周面に対して吹き出し、前記外周面に付着した塵埃Ｓ等を吹き飛ばし、且つ、該ピストンロッド１８に臨むように設けられた一対の塵埃吸収部材１０６ａ、１０６ｂによって確保することができるため、前記塵埃Ｓ等が流体圧シリンダ１００の外部に排出されることが確実に回避され、例えば、前記流体圧シリンダ１００をクリーンルーム等で用いる際に好適である。
【００７２】
また、例えば、塵埃Ｓが、粉体等の微粒子や、水、溶剤等の液体である場合、圧力流体によって確実且つ容易に吹き飛ばしてピストンロッド１８の外周面から除去することが可能であり、より一層好適である。
【００７３】
さらに、第２シリンダ室７２から排出される圧力流体を利用してピストンロッド１８の外周面に付着した塵埃Ｓ等を除去しているため、塵埃Ｓ等を除去するための圧力流体を新たに供給する場合と比較し、その作動コストを低減することができる。
【００７４】
なお、本発明に係る流体圧シリンダは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００７５】
１０、１００…流体圧シリンダ １２、１０８…シリンダチューブ
１４、１０２…ロッドカバー １６…ピストン
１８…ピストンロッド ２０、１１０…塵埃除去機構
２２…シリンダ孔 ２４…壁部
２６…第１ポート ４２…ロッド孔
４４…間隙 ４８…第２ポート
５０…装着孔 ５２…導出通路
５６、１１８…切換バルブ ５８…弁座部
６０…突出部 ６２、１２８…鍔部
７０…第１シリンダ室 ７２…第２シリンダ室
１０６ａ、１０６ｂ…塵埃吸収部材 １１２…ボディ
１１４…カバーブロック １１６…円筒体
１２４…本体部 １２６…弾性部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力流体が供給されるポートと、該ポートから前記圧力流体の導入される一組のシリンダ室とを有するシリンダ本体と、
前記シリンダ室の内部に軸線方向に沿って変位自在に設けられるピストンと、
前記シリンダ本体に支持され、前記ピストンに連結され前記シリンダ本体の外部へ突出するように変位するピストンロッドと、
前記圧力流体を前記ピストンロッドに対して導出し、該ピストンロッドに付着した塵埃を除去する塵埃除去手段と、
を備え、
前記塵埃除去手段は、前記ピストンの変位に伴って一方の前記シリンダ室から排出される圧力流体を前記ピストンロッド側へと供給することを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項２】
請求項１記載の流体圧シリンダにおいて、
前記塵埃除去手段は、前記ピストンロッドが前記シリンダ本体の内部に収容される方向に変位する際に、前記ピストンロッドの外周面に対して前記圧力流体を導出する切換機構を備えることを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の流体圧シリンダにおいて、
前記塵埃除去手段は、前記シリンダ本体の端部に設けられ前記ピストンロッドを軸線方向に沿って変位自在に支持するロッドカバーに設けられることを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項４】
請求項２又は３記載の流体圧シリンダにおいて、
前記切換機構は、前記ピストンロッドを前記シリンダ本体の内部から外部へと突出させるように変位させる際に前記圧力流体の供給されるポートと、一方の前記シリンダ室との間に設けられることを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項５】
請求項４記載の流体圧シリンダにおいて、
前記切換機構は、前記ピストン及びピストンロッドの変位方向と直交方向に変位自在な切換弁と、
前記ポートと一方の前記シリンダ室とを連通する連通路と、
前記ポートと前記ピストンロッドの外周面に臨む開口部とを連通する導出通路と、
を備え、
前記切換弁によって前記連通路を介した前記ポートと前記シリンダ室との連通状態と、前記シリンダ室と前記導出通路との連通状態とが切り換えられることを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項６】
請求項３記載の流体圧シリンダにおいて、
前記ロッドカバーには、前記ピストンロッドの挿通される孔部を有し、前記孔部には、前記塵埃を捕捉して保持可能な塵埃捕捉部材が設けられることを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項７】
請求項６記載の流体圧シリンダにおいて、
前記ロッドカバーには、前記孔部と外部とを連通し、前記塵埃を外部に排出可能な排出ポートを備えることを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項１】
圧力流体が供給されるポートと、該ポートから前記圧力流体の導入される一組のシリンダ室とを有するシリンダ本体と、
前記シリンダ室の内部に軸線方向に沿って変位自在に設けられるピストンと、
前記シリンダ本体に支持され、前記ピストンに連結され前記シリンダ本体の外部へ突出するように変位するピストンロッドと、
前記圧力流体を前記ピストンロッドに対して導出し、該ピストンロッドに付着した塵埃を除去する塵埃除去手段と、
を備え、
前記塵埃除去手段は、前記ピストンの変位に伴って一方の前記シリンダ室から排出される圧力流体を前記ピストンロッド側へと供給することを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項２】
請求項１記載の流体圧シリンダにおいて、
前記塵埃除去手段は、前記ピストンロッドが前記シリンダ本体の内部に収容される方向に変位する際に、前記ピストンロッドの外周面に対して前記圧力流体を導出する切換機構を備えることを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の流体圧シリンダにおいて、
前記塵埃除去手段は、前記シリンダ本体の端部に設けられ前記ピストンロッドを軸線方向に沿って変位自在に支持するロッドカバーに設けられることを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項４】
請求項２又は３記載の流体圧シリンダにおいて、
前記切換機構は、前記ピストンロッドを前記シリンダ本体の内部から外部へと突出させるように変位させる際に前記圧力流体の供給されるポートと、一方の前記シリンダ室との間に設けられることを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項５】
請求項４記載の流体圧シリンダにおいて、
前記切換機構は、前記ピストン及びピストンロッドの変位方向と直交方向に変位自在な切換弁と、
前記ポートと一方の前記シリンダ室とを連通する連通路と、
前記ポートと前記ピストンロッドの外周面に臨む開口部とを連通する導出通路と、
を備え、
前記切換弁によって前記連通路を介した前記ポートと前記シリンダ室との連通状態と、前記シリンダ室と前記導出通路との連通状態とが切り換えられることを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項６】
請求項３記載の流体圧シリンダにおいて、
前記ロッドカバーには、前記ピストンロッドの挿通される孔部を有し、前記孔部には、前記塵埃を捕捉して保持可能な塵埃捕捉部材が設けられることを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項７】
請求項６記載の流体圧シリンダにおいて、
前記ロッドカバーには、前記孔部と外部とを連通し、前記塵埃を外部に排出可能な排出ポートを備えることを特徴とする流体圧シリンダ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１５３６９４（Ｐ２０１１−１５３６９４Ａ）
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７０６１（Ｐ２０１０−１７０６１）
【出願日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【出願人】（０００１０２５１１）ＳＭＣ株式会社 (344)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【出願人】（０００１０２５１１）ＳＭＣ株式会社 (344)
【Ｆターム（参考）】
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