流体圧シリンダ
【課題】直線部及び保持部に対し案内面を面接触にすることで、直線部及び保持部でロッドに作用する回転力を受承して、直線部及び保持部が損傷を受けることを防止することができる流体圧シリンダを提供する。
【解決手段】ロータリクランプシリンダ１１のピストンロッド１８は、保持部１８１、螺旋部１８２、及び直線部を有する。シリンダチューブ１２内のロッドメタル１４には、平面状をなす案内面１４ｂが対向して一対設けられている。直線部の直線ガイド面及び保持部１８１の保持面１８１ａは平面状に形成されている。また、螺旋部１８２の回転ガイド面１８２ａは、回転ガイド面１８２ａ同士を繋ぎ、中心軸Ｌに直交する仮想線Ｒ上に頂点Ｐを有するテーパ状をなすとともに仮想線Ｒに対し線対称をなすように形成されている。
【解決手段】ロータリクランプシリンダ１１のピストンロッド１８は、保持部１８１、螺旋部１８２、及び直線部を有する。シリンダチューブ１２内のロッドメタル１４には、平面状をなす案内面１４ｂが対向して一対設けられている。直線部の直線ガイド面及び保持部１８１の保持面１８１ａは平面状に形成されている。また、螺旋部１８２の回転ガイド面１８２ａは、回転ガイド面１８２ａ同士を繋ぎ、中心軸Ｌに直交する仮想線Ｒ上に頂点Ｐを有するテーパ状をなすとともに仮想線Ｒに対し線対称をなすように形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロッドが直線運動と回転運動を行いながらシリンダチューブ内から出没可能に構成された流体圧シリンダに関する。
【背景技術】
【０００２】
流体圧シリンダを用いてワークのクランプ又はアンクランプを行わせるため、流体圧シリンダにおいてはピストンロッド（ロッド）の直線運動及び回転運動が行われるようになっている。このような流体圧シリンダとしては、例えば、特許文献１に開示の流体圧シリンダが挙げられる。特許文献１に開示の流体圧シリンダにおいて、ピストンロッドには、螺旋状に延びる螺旋部と、この螺旋部を挟むように螺旋部に連設された直線部とを備える。ピストンロッドの先端にはクランプアームが一体に設けられている。また、流体圧シリンダのシリンダチューブ内には、円柱状をなす一対のガイドピンが設けられている。
【０００３】
このガイドピンに直線部が摺接することでピストンロッドが直線運動し、クランプアームがワークに対し接離する。さらに、ガイドピンに螺旋部が摺接することでピストンロッドが回転運動する。そして、ピストンロッドが、その出没方向のストロークエンドに達すると、各ガイドピンに対し直線部が対向配置され、各ガイドピンに対する直線部の接触によりピストンロッドの回転が防止される結果、クランプアームによるワークのクランプ又はアンクランプが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２０３４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の流体圧シリンダにおいて、ガイドピンは円柱状に形成されているため、ガイドピンに対し直線部及び螺旋部は線接触可能になっている。このため、ガイドピンに直線部が対向する状態にあるとき、ピストンロッドの中心軸を中心とした回転力がピストンロッドに作用し、ガイドピンに直線部が接触すると、直線部では回転力を受承しきれず、直線部が凹んだりして損傷を受ける虞がある。
【０００６】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、直線部及び保持部に対し案内面を面接触にすることで、直線部及び保持部でロッドに作用する回転力を受承して、直線部及び保持部が損傷を受けることを防止することができる流体圧シリンダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ロッドが直線運動と回転運動を行いながらシリンダチューブから出没可能に構成され、前記シリンダチューブ内に、平面状をなす案内面を互いに対向するように一対備え、前記ロッドが、該ロッドの中心軸の延びる軸方向に沿って直線状に延びるとともに、前記案内面それぞれに対し面接触可能な一対の保持面を有する保持部と、該保持部から螺旋状に連設されるとともに、前記案内面それぞれに対し面接触可能に摺接する一対の回転ガイド面を有する螺旋部と、該螺旋部から前記軸方向に沿って直線状に連設されるとともに、前記案内面それぞれに対し面接触可能に摺接する一対の直線ガイド面を有し、さらに、前記保持部に対し捻れた位置にある直線部と、を有し、前記直線ガイド面及び保持面は平面状に形成され、前記回転ガイド面同士を繋ぎ、前記中心軸に直交する直線を仮想線とすると、前記回転ガイド面は、前記仮想線上に頂点を有するテーパ状をなすとともに前記仮想線に対し線対称をなすように形成され、前記案内面に、前記直線ガイド面が摺接することで前記ロッドが直線運動し、前記回転ガイド面がテーパ状をなすことで前記案内面間での前記螺旋部の傾きが許容されて前記ロッドが回転運動し、前記保持面が面接触して前記ロッドが保持されることを要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の流体圧シリンダにおいて、前記シリンダチューブ内には前記ロッドメタルが回転不能に配設されるとともに、該ロッドメタルの内周面に前記案内面が形成されていることを要旨とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の流体圧シリンダにおいて、前記ロッドメタル内には、前記直線部の周面と該周面に対向するロッドメタルの内周面との間をシールするロッドパッキンが配置されるとともに、該ロッドパッキンが前記ピストンロッドの回転運動に追従して前記ロッドメタル内で回転するように設けられていることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、直線部及び保持部に対し案内面を面接触にすることで、直線部及び保持部でロッドに作用する回転力を受承して、直線部及び保持部が損傷を受けることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態のロータリクランプシリンダを示す部分破断斜視図。
【図２】ピストンロッド、ピストン、及びロッドメタルを示す分解斜視図。
【図３】（ａ）はピストンロッドが没入した状態を示す断面図、（ｂ）は案内面に対する直線部の位置を示す断面図。
【図４】（ａ）は案内面に螺旋部が到達した状態を示す部分断面図、（ｂ）は図４（ａ）の４ｂ−４ｂ線断面図、（ｃ）は図４（ａ）の４ｃ−４ｃ線断面図。
【図５】（ａ）は案内面に螺旋部が配置された状態を示す部分断面図、（ｂ）は図５（ａ）の５ｂ−５ｂ線断面図、（ｃ）は図５（ａ）の５ｃ−５ｃ線断面図。
【図６】（ａ）はピストンロッドが突出した状態を示す断面図、（ｂ）は案内面に対する保持部の位置を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の流体圧シリンダをロータリクランプシリンダに具体化した一実施形態を図１〜図６にしたがって説明する。
図１に示すように、ロータリクランプシリンダ１１は、シリンダチューブ１２によって外郭が形成されるとともに、このシリンダチューブ１２はアルミニウム合金より形成されている。シリンダチューブ１２の軸方向一端寄りの位置には、第１給排ポート１２ａが形成されるとともに、シリンダチューブ１２の軸方向他端寄りの位置には、第２給排ポート１２ｂが形成されている。また、シリンダチューブ１２の軸方向他端側は底部１２ｃによって封止されるとともに、シリンダチューブ１２の軸方向一端側の内側には円筒状をなすロッドメタル１４が配設されている。
【００１３】
図３（ａ）に示すように、シリンダチューブ１２内には、流体圧（本実施形態ではエア）により、シリンダチューブ１２の軸方向に沿って移動可能なピストン２６が収容されている。ピストン２６はシリンダチューブ１２内を第１圧力作用室１９と第２圧力作用室２０に仕切っている。第１圧力作用室１９には、シリンダチューブ１２の第１給排ポート１２ａが連通するとともに、第２圧力作用室２０には第２給排ポート１２ｂが連通している。
【００１４】
このピストン２６にはロッドとしてのピストンロッド１８が一体に設けられている。詳細には、ピストンロッド１８の端部に設けられた突起部１８ａにピストン２６が一体化されている。また、突起部１８ａには円環状のアダプタ１７が嵌着されるとともに、アダプタ１７の外周面には、ピストン２６とアダプタ１７とに挟まれるようにしてピストン位置検出用の環状のマグネット２７が装着されている。また、ピストン２６において底部１２ｃと対向する端部には、ゴム等の弾性体からなるクッション部材２８が装着されている。加えて、突起部１８ａにおいて、ピストン２６よりピストンロッド１８側の端部には、ゴム等の弾性体からなる環状のクッション部材３５が外嵌されている。
【００１５】
ピストンロッド１８は、突起部１８ａから中心軸Ｌの延びる方向（軸方向）に沿って直線状に延びる保持部１８１と、この保持部１８１から連設されるとともに中心軸Ｌを中心として螺旋状に延びる螺旋部１８２と、この螺旋部１８２から軸方向に直線状に延びる直線部１８３と、を有する。
【００１６】
図６（ｂ）に示すように、保持部１８１の側面には、一対の保持面１８１ａが中心軸Ｌに沿って延びるように形成されている。一対の保持面１８１ａはそれぞれ平面状に形成されるとともに、中心軸Ｌに沿って互いに平行をなすように形成されている。また、保持部１８１において、一対の保持面１８１ａの端縁同士を繋ぐ面は円弧状に形成された円弧面１８１ｂとなっている。
【００１７】
次に、螺旋部１８２について説明する。図５（ｂ）に示すように、螺旋部１８２の側面には、一対の回転ガイド面１８２ａが中心軸Ｌに沿って延びるとともに、各保持面１８１ａに連続するように形成されている。また、螺旋部１８２において、一対の回転ガイド面１８２ａの端縁同士を繋ぐ面は円弧状に形成された円弧面１８２ｂとなっている。各回転ガイド面１８２ａにおいて、保持部１８１側の端縁を一端縁とするとともに、直線部１８３側の端縁を他端縁とすると、螺旋部１８２は各回転ガイド面１８２ａの一端縁が他端縁に対し９０度回転するように捻れて形成されている。
【００１８】
ここで、対向する回転ガイド面１８２ａ同士を繋ぎ、中心軸Ｌに直交する直線を仮想線Ｒとすると、中心軸Ｌに直交する螺旋部１８２の断面視において、各回転ガイド面１８２ａそれぞれは、仮想線Ｒの両端に頂点Ｐを有する凸形状をなすとともに、仮想線Ｒに対し線対称をなすように形成されている。なお、各回転ガイド面１８２ａは、頂点Ｐが位置する突出端は弧状に形成されるとともに、頂点Ｐは突出端の先端で回転ガイド面１８２ａ上に位置している。より具体的には、各回転ガイド面１８２ａは、頂点Ｐから、両円弧面１８２ｂに向けて傾斜するテーパ状に形成されている。すなわち、各回転ガイド面１８２ａは、保持部１８１の保持面１８１ａ上に頂点Ｐが位置するように、保持面１８１ａの両円弧面１８２ｂ側を切削したテーパ状に形成されている。
【００１９】
また、各回転ガイド面１８２ａは、中心軸Ｌに対し点対称をなすように形成されており、対向する回転ガイド面１８２ａ同士において、中心軸Ｌを挟んで斜めに対向する面同士が平行になっている。
【００２０】
次に、直線部１８３について説明する。図３（ｂ）に示すように、直線部１８３の側面には、一対の直線ガイド面１８３ａが中心軸Ｌに沿って延びるとともに、各回転ガイド面１８２ａに連続するように形成されている。一対の直線ガイド面１８３ａはそれぞれ平面状に形成されるとともに、中心軸Ｌに沿って互いに平行をなすように形成されている。また、直線部１８３において、一対の直線ガイド面１８３ａの端縁同士を繋ぐ面は円弧状に形成された円弧面１８３ｂとなっている。そして、直線ガイド面１８３ａは、保持部１８１の保持面１８１ａに対し９０度回転するように形成されている。
【００２１】
図３（ａ）に示すように、上記ピストンロッド１８は、直線部１８３側からロッドメタル１４に挿通されている。このロッドメタル１４は、サークリップ１５により、シリンダチューブ１２の軸方向に沿ったシリンダチューブ１２内からシリンダチューブ１２外へ向けた移動が規制されている。また、ロッドメタル１４は、図示しない位置決め部材によりシリンダチューブ１２内に回転不能に収容されている。ロッドメタル１４の外周面にはゴム製のＯリング１６が装着されている。
【００２２】
ロッドメタル１４の内周面には装着溝１４ａがロッドメタル１４の全周に亘って延びるように形成されるとともに、装着溝１４ａにはゴム製のロッドパッキン３４が装着されている。このロッドパッキン３４は、内周形状がピストンロッド１８の直線部１８３の周面に沿うように形成された異形パッキンである。ロッドパッキン３４の内周形状は、一対の直線ガイド面１８３ａに沿うように直線状に形成されるとともに、その直線状をなす部位を繋ぐ部位は、一対の円弧面１８３ｂに沿って円弧状に延びるように形成されている。すなわち、ロッドパッキン３４の内周形状は、ロッドパッキン３４の内周縁が直線部１８３の周面に密接するように、直線部１８３の軸方向に直交する断面形状と同じ形状に形成されている。一方、ロッドパッキン３４の外周形状は、ロッドメタル１４の装着溝１４ａの内周面に密接するように、円形状に形成されている。
【００２３】
そして、ロッドメタル１４の装着溝１４ａに装着されたロッドパッキン３４の内側には、直線部１８３が挿通されるとともに、ロッドパッキン３４により装着溝１４ａの内周面と、この内周面に対向する直線部１８３の周面との間が気密に保持されている（シールされている）。また、ロッドパッキン３４に直線部１８３が挿通された状態では、ロッドパッキン３４はピストンロッド１８の回転に追従してロッドメタル１４内で回転するようになっている。
【００２４】
図２及び図３（ｂ）に示すように、ロッドメタル１４において、シリンダチューブ１２の奥側の開口端部には、互いに対向する一対の案内面１４ｂが形成されるとともに、各案内面１４ｂは平面状に形成されている。一対の案内面１４ｂの間隔は、一対の保持面１８１ａ間の距離、及び一対の直線ガイド面１８３ａ間の距離、及び一対の回転ガイド面１８２ａの頂点Ｐ間の距離より若干広くなっている。
【００２５】
図３（ａ）に示すように、ピストンロッド１８は直線部１８３がロッドメタル１４内に挿通されるとともにロッドメタル１４によって回転可能に支持されている。ロッドメタル１４から外部に突出する直線部１８３の先端には細板状をなすクランプアーム３２が固定されている。
【００２６】
次に、上記構成のロータリクランプシリンダ１１の動作を説明する。図３（ａ）に示すように、クランプアーム３２により図示しないワークをクランプした状態では、ピストン２６は、クッション部材２８が底部１２ｃに当接するまで移動し、ピストンロッド１８は没入方向のストロークエンドにまで移動している。このとき、ロッドパッキン３４は、直線部１８３の周面に密接している。また、ピストンロッド１８は直線部１８３の大部分がシリンダチューブ１２内に没入している。そして、クランプアーム３２は、シリンダチューブ１２に最も近付いた位置にあるものとする。
【００２７】
さて、第２給排ポート１２ｂを介して第２圧力作用室２０にエアが供給されるとともに、第１給排ポート１２ａを介して第１圧力作用室１９のエアが排出される。このとき、ロッドパッキン３４は、直線部１８３の周面に密接しているため、装着溝１４ａの内周面と直線部１８３の周面との間の気密が保持される。
【００２８】
そして、エアによりピストン２６にはロッドメタル１４に向けて押圧する力が作用する。すると、ピストン２６がロッドメタル１４に向けて移動するとともに、ピストンロッド１８が突出方向へ移動する。そして、図３（ｂ）に示すように、ロッドメタル１４の案内面１４ｂに対し直線部１８３の直線ガイド面１８３ａが摺接すると、ピストンロッド１８は突出方向へ直線運動を行う。すると、クランプアーム３２は、シリンダチューブ１２から離れる方向に向けて移動する。
【００２９】
その後、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、ロッドメタル１４の奥側に位置する案内面１４ｂの端縁に対して、直線ガイド面１８３ａが平行をなす位置まで達すると、案内面１４ｂに対し回転ガイド面１８２ａが摺接する。すると、図４（ｃ）に示すように、螺旋部１８２は、回転ガイド面１８２ａが案内面１４ｂに対して傾くように回転する。このとき、回転ガイド面１８２ａは、テーパ状に形成され、さらに、中心軸Ｌに対し点対称をなすように形成されており、対向する回転ガイド面１８２ａ同士において、中心軸Ｌを挟んで斜めに対向する面同士が平行になっている。このため、案内面１４ｂが平面状をなしていても、両回転ガイド面１８２ａが案内面１４ｂに干渉することなく螺旋部１８２の回転が許容される。
【００３０】
さらに、ピストン２６がロッドメタル１４に向けて移動し、案内面１４ｂに対して回転ガイド面１８２ａが摺接し続ける。ここで、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、ロッドメタル１４の奥側に位置する案内面１４ｂの端縁に対して、回転ガイド面１８２ａが傾き、図５（ｃ）に示すように、ロッドメタル１４の開口側に位置する案内面１４ｂの端縁に対しても、回転ガイド面１８２ａが傾く。両回転ガイド面１８２ａは、中心軸Ｌに対し点対称をなすように形成されており、対向する回転ガイド面１８２ａ同士において、中心軸Ｌを挟んで斜めに対向する面同士が平行になっている。そして、螺旋部１８２が捻れていることから、案内面１４ｂの両端縁に対する回転ガイド面１８２ａの傾きは逆になるが、回転ガイド面１８２ａは、テーパ状に形成されているため、案内面１４ｂが平面状をなしていても、螺旋部１８２の回転が許容される。
【００３１】
そして、図６（ａ）に示すように、螺旋部１８２が案内面１４ｂを通過し、ピストンロッド１８が突出方向におけるストロークエンドにまで達しクッション部材３５がロッドメタル１４に接触すると、ピストンロッド１８及びクランプアーム３２は９０度回転した状態になる。このとき、図６（ｂ）に示すように、案内面１４ｂに対向して保持部１８１の保持面１８１ａが位置している。そして、案内面１４ｂに対して保持面１８１ａが面接触可能になり、この面接触によりピストンロッド１８の回転が規制されるとともに、９０度回転した状態に保持される。
【００３２】
そして、クランプアーム３２も、移動開始直後から９０°回転した状態になる。このとき、ロッドパッキン３４は、直線部１８３の周面に密接しているため、装着溝１４ａの内周面と直線部１８３の周面との間の気密が保持される。そして、クランプアーム３２は所定のアンクランプ動作を行い、図示しないワークをアンクランプする。
【００３３】
一方、第１給排ポート１２ａを介して第１圧力作用室１９にエアが供給されるとともに、第２給排ポート１２ｂを介して第２圧力作用室２０のエアが排出される。このとき、ロッドパッキン３４は、直線部１８３の周面に密接しているため、装着溝１４ａの内周面と直線部１８３の周面との間の気密が保持される。
【００３４】
そして、エアによりピストン２６には底部１２ｃに向けて押圧する力が作用する。すると、ピストン２６が底部１２ｃに向けて移動するとともに、ピストンロッド１８が没入方向へ移動する。そして、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、ロッドメタル１４の奥側に位置する案内面１４ｂの端縁に対して、回転ガイド面１８２ａが傾き、図５（ｃ）に示すように、ロッドメタル１４の開口側に位置する案内面１４ｂの端縁に対しても、回転ガイド面１８２ａが傾く。ここで、両回転ガイド面１８２ａは、中心軸Ｌに対し点対称をなすように形成されており、対向する回転ガイド面１８２ａ同士において、中心軸Ｌを挟んで斜めに対向する面同士が平行になっている。そして、螺旋部１８２が捻れていることから、案内面１４ｂの両端縁に対する回転ガイド面１８２ａの傾きは逆になるが、回転ガイド面１８２ａは、テーパ状に形成されているため、案内面１４ｂが平面状をなしていても、螺旋部１８２の回転が許容される。
【００３５】
ピストン２６が底部１２ｃに向けて移動し、螺旋部１８２が案内面１４ｂを通過すると、螺旋部１８２によりピストンロッド１８及びクランプアーム３２は９０度回転した状態になる。このとき、図３（ａ）に示すように、案内面１４ｂに対向して直線部１８３の直線ガイド面１８３ａが位置している。そして、図３（ｂ）に示すように、案内面１４ｂに対して直線ガイド面１８３ａが面接触可能になり、この面接触によりピストンロッド１８の回転が規制されるとともに、ピストンロッド１８は没入方向へ直線運動を行う。すると、クランプアーム３２は、シリンダチューブ１２に近付く方向に向けて移動する。
【００３６】
そして、ピストンロッド１８が没入方向におけるストロークエンドにまで達しクッション部材２８が底部１２ｃに接触すると、ピストンロッド１８の移動が停止する。このとき、ロッドパッキン３４は、直線部１８３の周面に密接しているため、装着溝１４ａの内周面と直線部１８３の周面との間の気密が保持される。そして、クランプアーム３２は所定のクランプ動作を行い、図示しないワークをクランプする。
【００３７】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）ピストンロッド１８に直線部１８３と、螺旋部１８２と、保持部１８１とを設けた。また、ピストンロッド１８に直線運動及び回転運動を案内するとともに、ピストンロッド１８を保持するための案内面１４ｂをシリンダチューブ１２内に設けた。そして、案内面１４ｂを平面状に形成するとともに、保持部１８１の保持面１８１ａ及び直線部１８３の直線ガイド面１８３ａを平面状に形成した。このため、ピストンロッド１８の直線運動時、及びクランプ時には、案内面１４ｂと直線ガイド面１８３ａとを面接触可能にすることができ、両面が線接触する場合に比べると、ピストンロッド１８に中心軸Ｌを中心とした回転力が作用した際に直線ガイド面１８３ａに作用する単位面積当たりの圧力を小さくすることができる。また、ピストンロッド１８のアンクランプ時には、案内面１４ｂと保持面１８１ａとを面接触可能にすることができ、両面が線接触する場合に比べると、アンクランプ動作中に、ピストンロッド１８に中心軸Ｌを中心とした回転力が作用した際に保持面１８１ａに作用する単位面積当たりの圧力を小さくすることができる。よって、直線部１８３及び保持部１８１でピストンロッド１８に作用する回転力を受承して、直線部１８３及び保持部１８１が損傷を受けることを防止することができる。
【００３８】
（２）そして、螺旋部１８２において、回転ガイド面１８２ａを、平面状ではなくテーパ状に形成した。詳細には、回転ガイド面１８２ａは、それら回転ガイド面１８２ａ同士を繋ぐ仮想線Ｒ上に頂点Ｐを有する凸形状（テーパ状）をなすとともに仮想線Ｒに対し線対称をなすように形成されている。このため、案内面１４ｂが平面状であっても、その案内面１４ｂ間での螺旋部１８２の傾きが許容され、結果として、ピストンロッド１８を回転運動させることができる。
【００３９】
（３）案内面１４ｂは、ロッドメタル１４の開口端部における内周面を平面状に成形して形成されている。そして、ロッドメタル１４は、ロータリクランプシリンダ１１に設けられた既存の構成である。このため、案内面１４ｂを備えた別部材をシリンダチューブ１２内に設ける場合と比べると、ロータリクランプシリンダ１１の部品点数を増加させることなく、また、組立て工数を増加させることなく、ピストンロッド１８に直線運動及び回転運動を案内することができる。
【００４０】
（４）ピストンロッド１８は保持部１８１及び直線部１８３を備え、この保持部１８１には平面状の保持面１８１ａが形成されるとともに、直線部１８３には平面状の直線ガイド面１８３ａが形成されている。そして、アンクランプ時には案内面１４ｂに対し保持面１８１ａが、クランプ時には案内面１４ｂに対し直線ガイド面１８３ａが対向配置され、案内面１４ｂに対し保持面１８１ａと直線ガイド面１８３ａを面接触させることができる。よって、アンクランプ時及びクランプ時に大きな回転力がピストンロッド１８に作用しても、ワークのアンクランプ状態及びクランプ状態を維持することができる。
【００４１】
（５）ピストンロッド１８が突出方向のストロークエンドに位置したとき、異形パッキンよりなるロッドパッキン３４により、非円形状の直線部１８３の周面と装着溝１４ａとの間を気密に保持する（シールする）ことができる。さらに、ロッドパッキン３４がピストンロッド１８に追従して回転するため、ピストンロッド１８の回転中でもロッドパッキン３４により気密を保持する（シールする）ことができる。
【００４２】
（６）異形パッキンよりなるロッドパッキン３４を、ピストンロッド１８の回転に
追従して回転するようにロッドメタル１４内に設けた。このため、ロッドパッキン３４がピストンロッド１８の回転の際に捻れたりすることを無くすことができる。
【００４３】
（７）ピストンロッド１８の直線運動及び回転運動は、直線ガイド面１８３ａ及び回転ガイド面１８２ａが一対の案内面１４ｂに摺接することで行われ、案内面１４ｂは円筒状のロッドメタル１４に一体形成されている。そして、ピストンロッド１８の回転運動時、ピストンロッド１８から加わる荷重をロッドメタル１４で受承することができる。よって、例えば、案内面１４ｂをロッドメタル１４とは別体のガイドピンに設ける場合と比べると、案内面１４ｂの耐荷重を増やすことができ、ピストンロッド１８に固着可能なクランプアーム３２を大きくすることができる。
【００４４】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態では、ロッドメタル１４の開口端部の内周面に案内面１４ｂを一対設けたが、案内面１４ｂは１つだけでもよい。
【００４５】
○ 案内面１４ｂは、ロッドメタル１４と別体にシリンダチューブ１２内に設けられたガイドピンに設けられていてもよい。
○ 本発明の流体圧シリンダは、ロータリクランプシリンダとして使用されるばかりでなく、それ以外の用途で用いてもよい。
【００４６】
○ 本発明の流体圧シリンダは、エア以外の気体を使用するシリンダや、流体として気体ではなく液体を使用する、例えば油圧シリンダであってもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
【００４７】
（１）前記シリンダチューブ内にはロッドメタルが配設されるとともに、該ロッドメタルの内周面に形成された装着溝に前記ロッドパッキンが装着されている請求項３に記載の流体圧シリンダ。
【００４８】
（２）前記案内面は一対設けられる請求項１〜請求項３及び技術的思想（１）に記載の流体圧シリンダ。
【符号の説明】
【００４９】
Ｌ…中心軸、Ｐ…頂点、Ｒ…仮想線、１２…シリンダチューブ、１４…ロッドメタル、１４ｂ…案内面、１８…ロッドとしてのピストンロッド、３４…ロッドパッキン、１８１…保持部、１８１ａ…保持面、１８２…螺旋部、１８２ａ…回転ガイド面、１８３…直線部、１８３ａ…直線ガイド面。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロッドが直線運動と回転運動を行いながらシリンダチューブ内から出没可能に構成された流体圧シリンダに関する。
【背景技術】
【０００２】
流体圧シリンダを用いてワークのクランプ又はアンクランプを行わせるため、流体圧シリンダにおいてはピストンロッド（ロッド）の直線運動及び回転運動が行われるようになっている。このような流体圧シリンダとしては、例えば、特許文献１に開示の流体圧シリンダが挙げられる。特許文献１に開示の流体圧シリンダにおいて、ピストンロッドには、螺旋状に延びる螺旋部と、この螺旋部を挟むように螺旋部に連設された直線部とを備える。ピストンロッドの先端にはクランプアームが一体に設けられている。また、流体圧シリンダのシリンダチューブ内には、円柱状をなす一対のガイドピンが設けられている。
【０００３】
このガイドピンに直線部が摺接することでピストンロッドが直線運動し、クランプアームがワークに対し接離する。さらに、ガイドピンに螺旋部が摺接することでピストンロッドが回転運動する。そして、ピストンロッドが、その出没方向のストロークエンドに達すると、各ガイドピンに対し直線部が対向配置され、各ガイドピンに対する直線部の接触によりピストンロッドの回転が防止される結果、クランプアームによるワークのクランプ又はアンクランプが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２０３４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の流体圧シリンダにおいて、ガイドピンは円柱状に形成されているため、ガイドピンに対し直線部及び螺旋部は線接触可能になっている。このため、ガイドピンに直線部が対向する状態にあるとき、ピストンロッドの中心軸を中心とした回転力がピストンロッドに作用し、ガイドピンに直線部が接触すると、直線部では回転力を受承しきれず、直線部が凹んだりして損傷を受ける虞がある。
【０００６】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、直線部及び保持部に対し案内面を面接触にすることで、直線部及び保持部でロッドに作用する回転力を受承して、直線部及び保持部が損傷を受けることを防止することができる流体圧シリンダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ロッドが直線運動と回転運動を行いながらシリンダチューブから出没可能に構成され、前記シリンダチューブ内に、平面状をなす案内面を互いに対向するように一対備え、前記ロッドが、該ロッドの中心軸の延びる軸方向に沿って直線状に延びるとともに、前記案内面それぞれに対し面接触可能な一対の保持面を有する保持部と、該保持部から螺旋状に連設されるとともに、前記案内面それぞれに対し面接触可能に摺接する一対の回転ガイド面を有する螺旋部と、該螺旋部から前記軸方向に沿って直線状に連設されるとともに、前記案内面それぞれに対し面接触可能に摺接する一対の直線ガイド面を有し、さらに、前記保持部に対し捻れた位置にある直線部と、を有し、前記直線ガイド面及び保持面は平面状に形成され、前記回転ガイド面同士を繋ぎ、前記中心軸に直交する直線を仮想線とすると、前記回転ガイド面は、前記仮想線上に頂点を有するテーパ状をなすとともに前記仮想線に対し線対称をなすように形成され、前記案内面に、前記直線ガイド面が摺接することで前記ロッドが直線運動し、前記回転ガイド面がテーパ状をなすことで前記案内面間での前記螺旋部の傾きが許容されて前記ロッドが回転運動し、前記保持面が面接触して前記ロッドが保持されることを要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の流体圧シリンダにおいて、前記シリンダチューブ内には前記ロッドメタルが回転不能に配設されるとともに、該ロッドメタルの内周面に前記案内面が形成されていることを要旨とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の流体圧シリンダにおいて、前記ロッドメタル内には、前記直線部の周面と該周面に対向するロッドメタルの内周面との間をシールするロッドパッキンが配置されるとともに、該ロッドパッキンが前記ピストンロッドの回転運動に追従して前記ロッドメタル内で回転するように設けられていることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、直線部及び保持部に対し案内面を面接触にすることで、直線部及び保持部でロッドに作用する回転力を受承して、直線部及び保持部が損傷を受けることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態のロータリクランプシリンダを示す部分破断斜視図。
【図２】ピストンロッド、ピストン、及びロッドメタルを示す分解斜視図。
【図３】（ａ）はピストンロッドが没入した状態を示す断面図、（ｂ）は案内面に対する直線部の位置を示す断面図。
【図４】（ａ）は案内面に螺旋部が到達した状態を示す部分断面図、（ｂ）は図４（ａ）の４ｂ−４ｂ線断面図、（ｃ）は図４（ａ）の４ｃ−４ｃ線断面図。
【図５】（ａ）は案内面に螺旋部が配置された状態を示す部分断面図、（ｂ）は図５（ａ）の５ｂ−５ｂ線断面図、（ｃ）は図５（ａ）の５ｃ−５ｃ線断面図。
【図６】（ａ）はピストンロッドが突出した状態を示す断面図、（ｂ）は案内面に対する保持部の位置を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の流体圧シリンダをロータリクランプシリンダに具体化した一実施形態を図１〜図６にしたがって説明する。
図１に示すように、ロータリクランプシリンダ１１は、シリンダチューブ１２によって外郭が形成されるとともに、このシリンダチューブ１２はアルミニウム合金より形成されている。シリンダチューブ１２の軸方向一端寄りの位置には、第１給排ポート１２ａが形成されるとともに、シリンダチューブ１２の軸方向他端寄りの位置には、第２給排ポート１２ｂが形成されている。また、シリンダチューブ１２の軸方向他端側は底部１２ｃによって封止されるとともに、シリンダチューブ１２の軸方向一端側の内側には円筒状をなすロッドメタル１４が配設されている。
【００１３】
図３（ａ）に示すように、シリンダチューブ１２内には、流体圧（本実施形態ではエア）により、シリンダチューブ１２の軸方向に沿って移動可能なピストン２６が収容されている。ピストン２６はシリンダチューブ１２内を第１圧力作用室１９と第２圧力作用室２０に仕切っている。第１圧力作用室１９には、シリンダチューブ１２の第１給排ポート１２ａが連通するとともに、第２圧力作用室２０には第２給排ポート１２ｂが連通している。
【００１４】
このピストン２６にはロッドとしてのピストンロッド１８が一体に設けられている。詳細には、ピストンロッド１８の端部に設けられた突起部１８ａにピストン２６が一体化されている。また、突起部１８ａには円環状のアダプタ１７が嵌着されるとともに、アダプタ１７の外周面には、ピストン２６とアダプタ１７とに挟まれるようにしてピストン位置検出用の環状のマグネット２７が装着されている。また、ピストン２６において底部１２ｃと対向する端部には、ゴム等の弾性体からなるクッション部材２８が装着されている。加えて、突起部１８ａにおいて、ピストン２６よりピストンロッド１８側の端部には、ゴム等の弾性体からなる環状のクッション部材３５が外嵌されている。
【００１５】
ピストンロッド１８は、突起部１８ａから中心軸Ｌの延びる方向（軸方向）に沿って直線状に延びる保持部１８１と、この保持部１８１から連設されるとともに中心軸Ｌを中心として螺旋状に延びる螺旋部１８２と、この螺旋部１８２から軸方向に直線状に延びる直線部１８３と、を有する。
【００１６】
図６（ｂ）に示すように、保持部１８１の側面には、一対の保持面１８１ａが中心軸Ｌに沿って延びるように形成されている。一対の保持面１８１ａはそれぞれ平面状に形成されるとともに、中心軸Ｌに沿って互いに平行をなすように形成されている。また、保持部１８１において、一対の保持面１８１ａの端縁同士を繋ぐ面は円弧状に形成された円弧面１８１ｂとなっている。
【００１７】
次に、螺旋部１８２について説明する。図５（ｂ）に示すように、螺旋部１８２の側面には、一対の回転ガイド面１８２ａが中心軸Ｌに沿って延びるとともに、各保持面１８１ａに連続するように形成されている。また、螺旋部１８２において、一対の回転ガイド面１８２ａの端縁同士を繋ぐ面は円弧状に形成された円弧面１８２ｂとなっている。各回転ガイド面１８２ａにおいて、保持部１８１側の端縁を一端縁とするとともに、直線部１８３側の端縁を他端縁とすると、螺旋部１８２は各回転ガイド面１８２ａの一端縁が他端縁に対し９０度回転するように捻れて形成されている。
【００１８】
ここで、対向する回転ガイド面１８２ａ同士を繋ぎ、中心軸Ｌに直交する直線を仮想線Ｒとすると、中心軸Ｌに直交する螺旋部１８２の断面視において、各回転ガイド面１８２ａそれぞれは、仮想線Ｒの両端に頂点Ｐを有する凸形状をなすとともに、仮想線Ｒに対し線対称をなすように形成されている。なお、各回転ガイド面１８２ａは、頂点Ｐが位置する突出端は弧状に形成されるとともに、頂点Ｐは突出端の先端で回転ガイド面１８２ａ上に位置している。より具体的には、各回転ガイド面１８２ａは、頂点Ｐから、両円弧面１８２ｂに向けて傾斜するテーパ状に形成されている。すなわち、各回転ガイド面１８２ａは、保持部１８１の保持面１８１ａ上に頂点Ｐが位置するように、保持面１８１ａの両円弧面１８２ｂ側を切削したテーパ状に形成されている。
【００１９】
また、各回転ガイド面１８２ａは、中心軸Ｌに対し点対称をなすように形成されており、対向する回転ガイド面１８２ａ同士において、中心軸Ｌを挟んで斜めに対向する面同士が平行になっている。
【００２０】
次に、直線部１８３について説明する。図３（ｂ）に示すように、直線部１８３の側面には、一対の直線ガイド面１８３ａが中心軸Ｌに沿って延びるとともに、各回転ガイド面１８２ａに連続するように形成されている。一対の直線ガイド面１８３ａはそれぞれ平面状に形成されるとともに、中心軸Ｌに沿って互いに平行をなすように形成されている。また、直線部１８３において、一対の直線ガイド面１８３ａの端縁同士を繋ぐ面は円弧状に形成された円弧面１８３ｂとなっている。そして、直線ガイド面１８３ａは、保持部１８１の保持面１８１ａに対し９０度回転するように形成されている。
【００２１】
図３（ａ）に示すように、上記ピストンロッド１８は、直線部１８３側からロッドメタル１４に挿通されている。このロッドメタル１４は、サークリップ１５により、シリンダチューブ１２の軸方向に沿ったシリンダチューブ１２内からシリンダチューブ１２外へ向けた移動が規制されている。また、ロッドメタル１４は、図示しない位置決め部材によりシリンダチューブ１２内に回転不能に収容されている。ロッドメタル１４の外周面にはゴム製のＯリング１６が装着されている。
【００２２】
ロッドメタル１４の内周面には装着溝１４ａがロッドメタル１４の全周に亘って延びるように形成されるとともに、装着溝１４ａにはゴム製のロッドパッキン３４が装着されている。このロッドパッキン３４は、内周形状がピストンロッド１８の直線部１８３の周面に沿うように形成された異形パッキンである。ロッドパッキン３４の内周形状は、一対の直線ガイド面１８３ａに沿うように直線状に形成されるとともに、その直線状をなす部位を繋ぐ部位は、一対の円弧面１８３ｂに沿って円弧状に延びるように形成されている。すなわち、ロッドパッキン３４の内周形状は、ロッドパッキン３４の内周縁が直線部１８３の周面に密接するように、直線部１８３の軸方向に直交する断面形状と同じ形状に形成されている。一方、ロッドパッキン３４の外周形状は、ロッドメタル１４の装着溝１４ａの内周面に密接するように、円形状に形成されている。
【００２３】
そして、ロッドメタル１４の装着溝１４ａに装着されたロッドパッキン３４の内側には、直線部１８３が挿通されるとともに、ロッドパッキン３４により装着溝１４ａの内周面と、この内周面に対向する直線部１８３の周面との間が気密に保持されている（シールされている）。また、ロッドパッキン３４に直線部１８３が挿通された状態では、ロッドパッキン３４はピストンロッド１８の回転に追従してロッドメタル１４内で回転するようになっている。
【００２４】
図２及び図３（ｂ）に示すように、ロッドメタル１４において、シリンダチューブ１２の奥側の開口端部には、互いに対向する一対の案内面１４ｂが形成されるとともに、各案内面１４ｂは平面状に形成されている。一対の案内面１４ｂの間隔は、一対の保持面１８１ａ間の距離、及び一対の直線ガイド面１８３ａ間の距離、及び一対の回転ガイド面１８２ａの頂点Ｐ間の距離より若干広くなっている。
【００２５】
図３（ａ）に示すように、ピストンロッド１８は直線部１８３がロッドメタル１４内に挿通されるとともにロッドメタル１４によって回転可能に支持されている。ロッドメタル１４から外部に突出する直線部１８３の先端には細板状をなすクランプアーム３２が固定されている。
【００２６】
次に、上記構成のロータリクランプシリンダ１１の動作を説明する。図３（ａ）に示すように、クランプアーム３２により図示しないワークをクランプした状態では、ピストン２６は、クッション部材２８が底部１２ｃに当接するまで移動し、ピストンロッド１８は没入方向のストロークエンドにまで移動している。このとき、ロッドパッキン３４は、直線部１８３の周面に密接している。また、ピストンロッド１８は直線部１８３の大部分がシリンダチューブ１２内に没入している。そして、クランプアーム３２は、シリンダチューブ１２に最も近付いた位置にあるものとする。
【００２７】
さて、第２給排ポート１２ｂを介して第２圧力作用室２０にエアが供給されるとともに、第１給排ポート１２ａを介して第１圧力作用室１９のエアが排出される。このとき、ロッドパッキン３４は、直線部１８３の周面に密接しているため、装着溝１４ａの内周面と直線部１８３の周面との間の気密が保持される。
【００２８】
そして、エアによりピストン２６にはロッドメタル１４に向けて押圧する力が作用する。すると、ピストン２６がロッドメタル１４に向けて移動するとともに、ピストンロッド１８が突出方向へ移動する。そして、図３（ｂ）に示すように、ロッドメタル１４の案内面１４ｂに対し直線部１８３の直線ガイド面１８３ａが摺接すると、ピストンロッド１８は突出方向へ直線運動を行う。すると、クランプアーム３２は、シリンダチューブ１２から離れる方向に向けて移動する。
【００２９】
その後、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、ロッドメタル１４の奥側に位置する案内面１４ｂの端縁に対して、直線ガイド面１８３ａが平行をなす位置まで達すると、案内面１４ｂに対し回転ガイド面１８２ａが摺接する。すると、図４（ｃ）に示すように、螺旋部１８２は、回転ガイド面１８２ａが案内面１４ｂに対して傾くように回転する。このとき、回転ガイド面１８２ａは、テーパ状に形成され、さらに、中心軸Ｌに対し点対称をなすように形成されており、対向する回転ガイド面１８２ａ同士において、中心軸Ｌを挟んで斜めに対向する面同士が平行になっている。このため、案内面１４ｂが平面状をなしていても、両回転ガイド面１８２ａが案内面１４ｂに干渉することなく螺旋部１８２の回転が許容される。
【００３０】
さらに、ピストン２６がロッドメタル１４に向けて移動し、案内面１４ｂに対して回転ガイド面１８２ａが摺接し続ける。ここで、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、ロッドメタル１４の奥側に位置する案内面１４ｂの端縁に対して、回転ガイド面１８２ａが傾き、図５（ｃ）に示すように、ロッドメタル１４の開口側に位置する案内面１４ｂの端縁に対しても、回転ガイド面１８２ａが傾く。両回転ガイド面１８２ａは、中心軸Ｌに対し点対称をなすように形成されており、対向する回転ガイド面１８２ａ同士において、中心軸Ｌを挟んで斜めに対向する面同士が平行になっている。そして、螺旋部１８２が捻れていることから、案内面１４ｂの両端縁に対する回転ガイド面１８２ａの傾きは逆になるが、回転ガイド面１８２ａは、テーパ状に形成されているため、案内面１４ｂが平面状をなしていても、螺旋部１８２の回転が許容される。
【００３１】
そして、図６（ａ）に示すように、螺旋部１８２が案内面１４ｂを通過し、ピストンロッド１８が突出方向におけるストロークエンドにまで達しクッション部材３５がロッドメタル１４に接触すると、ピストンロッド１８及びクランプアーム３２は９０度回転した状態になる。このとき、図６（ｂ）に示すように、案内面１４ｂに対向して保持部１８１の保持面１８１ａが位置している。そして、案内面１４ｂに対して保持面１８１ａが面接触可能になり、この面接触によりピストンロッド１８の回転が規制されるとともに、９０度回転した状態に保持される。
【００３２】
そして、クランプアーム３２も、移動開始直後から９０°回転した状態になる。このとき、ロッドパッキン３４は、直線部１８３の周面に密接しているため、装着溝１４ａの内周面と直線部１８３の周面との間の気密が保持される。そして、クランプアーム３２は所定のアンクランプ動作を行い、図示しないワークをアンクランプする。
【００３３】
一方、第１給排ポート１２ａを介して第１圧力作用室１９にエアが供給されるとともに、第２給排ポート１２ｂを介して第２圧力作用室２０のエアが排出される。このとき、ロッドパッキン３４は、直線部１８３の周面に密接しているため、装着溝１４ａの内周面と直線部１８３の周面との間の気密が保持される。
【００３４】
そして、エアによりピストン２６には底部１２ｃに向けて押圧する力が作用する。すると、ピストン２６が底部１２ｃに向けて移動するとともに、ピストンロッド１８が没入方向へ移動する。そして、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、ロッドメタル１４の奥側に位置する案内面１４ｂの端縁に対して、回転ガイド面１８２ａが傾き、図５（ｃ）に示すように、ロッドメタル１４の開口側に位置する案内面１４ｂの端縁に対しても、回転ガイド面１８２ａが傾く。ここで、両回転ガイド面１８２ａは、中心軸Ｌに対し点対称をなすように形成されており、対向する回転ガイド面１８２ａ同士において、中心軸Ｌを挟んで斜めに対向する面同士が平行になっている。そして、螺旋部１８２が捻れていることから、案内面１４ｂの両端縁に対する回転ガイド面１８２ａの傾きは逆になるが、回転ガイド面１８２ａは、テーパ状に形成されているため、案内面１４ｂが平面状をなしていても、螺旋部１８２の回転が許容される。
【００３５】
ピストン２６が底部１２ｃに向けて移動し、螺旋部１８２が案内面１４ｂを通過すると、螺旋部１８２によりピストンロッド１８及びクランプアーム３２は９０度回転した状態になる。このとき、図３（ａ）に示すように、案内面１４ｂに対向して直線部１８３の直線ガイド面１８３ａが位置している。そして、図３（ｂ）に示すように、案内面１４ｂに対して直線ガイド面１８３ａが面接触可能になり、この面接触によりピストンロッド１８の回転が規制されるとともに、ピストンロッド１８は没入方向へ直線運動を行う。すると、クランプアーム３２は、シリンダチューブ１２に近付く方向に向けて移動する。
【００３６】
そして、ピストンロッド１８が没入方向におけるストロークエンドにまで達しクッション部材２８が底部１２ｃに接触すると、ピストンロッド１８の移動が停止する。このとき、ロッドパッキン３４は、直線部１８３の周面に密接しているため、装着溝１４ａの内周面と直線部１８３の周面との間の気密が保持される。そして、クランプアーム３２は所定のクランプ動作を行い、図示しないワークをクランプする。
【００３７】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）ピストンロッド１８に直線部１８３と、螺旋部１８２と、保持部１８１とを設けた。また、ピストンロッド１８に直線運動及び回転運動を案内するとともに、ピストンロッド１８を保持するための案内面１４ｂをシリンダチューブ１２内に設けた。そして、案内面１４ｂを平面状に形成するとともに、保持部１８１の保持面１８１ａ及び直線部１８３の直線ガイド面１８３ａを平面状に形成した。このため、ピストンロッド１８の直線運動時、及びクランプ時には、案内面１４ｂと直線ガイド面１８３ａとを面接触可能にすることができ、両面が線接触する場合に比べると、ピストンロッド１８に中心軸Ｌを中心とした回転力が作用した際に直線ガイド面１８３ａに作用する単位面積当たりの圧力を小さくすることができる。また、ピストンロッド１８のアンクランプ時には、案内面１４ｂと保持面１８１ａとを面接触可能にすることができ、両面が線接触する場合に比べると、アンクランプ動作中に、ピストンロッド１８に中心軸Ｌを中心とした回転力が作用した際に保持面１８１ａに作用する単位面積当たりの圧力を小さくすることができる。よって、直線部１８３及び保持部１８１でピストンロッド１８に作用する回転力を受承して、直線部１８３及び保持部１８１が損傷を受けることを防止することができる。
【００３８】
（２）そして、螺旋部１８２において、回転ガイド面１８２ａを、平面状ではなくテーパ状に形成した。詳細には、回転ガイド面１８２ａは、それら回転ガイド面１８２ａ同士を繋ぐ仮想線Ｒ上に頂点Ｐを有する凸形状（テーパ状）をなすとともに仮想線Ｒに対し線対称をなすように形成されている。このため、案内面１４ｂが平面状であっても、その案内面１４ｂ間での螺旋部１８２の傾きが許容され、結果として、ピストンロッド１８を回転運動させることができる。
【００３９】
（３）案内面１４ｂは、ロッドメタル１４の開口端部における内周面を平面状に成形して形成されている。そして、ロッドメタル１４は、ロータリクランプシリンダ１１に設けられた既存の構成である。このため、案内面１４ｂを備えた別部材をシリンダチューブ１２内に設ける場合と比べると、ロータリクランプシリンダ１１の部品点数を増加させることなく、また、組立て工数を増加させることなく、ピストンロッド１８に直線運動及び回転運動を案内することができる。
【００４０】
（４）ピストンロッド１８は保持部１８１及び直線部１８３を備え、この保持部１８１には平面状の保持面１８１ａが形成されるとともに、直線部１８３には平面状の直線ガイド面１８３ａが形成されている。そして、アンクランプ時には案内面１４ｂに対し保持面１８１ａが、クランプ時には案内面１４ｂに対し直線ガイド面１８３ａが対向配置され、案内面１４ｂに対し保持面１８１ａと直線ガイド面１８３ａを面接触させることができる。よって、アンクランプ時及びクランプ時に大きな回転力がピストンロッド１８に作用しても、ワークのアンクランプ状態及びクランプ状態を維持することができる。
【００４１】
（５）ピストンロッド１８が突出方向のストロークエンドに位置したとき、異形パッキンよりなるロッドパッキン３４により、非円形状の直線部１８３の周面と装着溝１４ａとの間を気密に保持する（シールする）ことができる。さらに、ロッドパッキン３４がピストンロッド１８に追従して回転するため、ピストンロッド１８の回転中でもロッドパッキン３４により気密を保持する（シールする）ことができる。
【００４２】
（６）異形パッキンよりなるロッドパッキン３４を、ピストンロッド１８の回転に
追従して回転するようにロッドメタル１４内に設けた。このため、ロッドパッキン３４がピストンロッド１８の回転の際に捻れたりすることを無くすことができる。
【００４３】
（７）ピストンロッド１８の直線運動及び回転運動は、直線ガイド面１８３ａ及び回転ガイド面１８２ａが一対の案内面１４ｂに摺接することで行われ、案内面１４ｂは円筒状のロッドメタル１４に一体形成されている。そして、ピストンロッド１８の回転運動時、ピストンロッド１８から加わる荷重をロッドメタル１４で受承することができる。よって、例えば、案内面１４ｂをロッドメタル１４とは別体のガイドピンに設ける場合と比べると、案内面１４ｂの耐荷重を増やすことができ、ピストンロッド１８に固着可能なクランプアーム３２を大きくすることができる。
【００４４】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態では、ロッドメタル１４の開口端部の内周面に案内面１４ｂを一対設けたが、案内面１４ｂは１つだけでもよい。
【００４５】
○ 案内面１４ｂは、ロッドメタル１４と別体にシリンダチューブ１２内に設けられたガイドピンに設けられていてもよい。
○ 本発明の流体圧シリンダは、ロータリクランプシリンダとして使用されるばかりでなく、それ以外の用途で用いてもよい。
【００４６】
○ 本発明の流体圧シリンダは、エア以外の気体を使用するシリンダや、流体として気体ではなく液体を使用する、例えば油圧シリンダであってもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
【００４７】
（１）前記シリンダチューブ内にはロッドメタルが配設されるとともに、該ロッドメタルの内周面に形成された装着溝に前記ロッドパッキンが装着されている請求項３に記載の流体圧シリンダ。
【００４８】
（２）前記案内面は一対設けられる請求項１〜請求項３及び技術的思想（１）に記載の流体圧シリンダ。
【符号の説明】
【００４９】
Ｌ…中心軸、Ｐ…頂点、Ｒ…仮想線、１２…シリンダチューブ、１４…ロッドメタル、１４ｂ…案内面、１８…ロッドとしてのピストンロッド、３４…ロッドパッキン、１８１…保持部、１８１ａ…保持面、１８２…螺旋部、１８２ａ…回転ガイド面、１８３…直線部、１８３ａ…直線ガイド面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッドが直線運動と回転運動を行いながらシリンダチューブから出没可能に構成され、
前記シリンダチューブ内に、平面状をなす案内面を互いに対向するように一対備え、
前記ロッドが、該ロッドの中心軸の延びる軸方向に沿って直線状に延びるとともに、前記案内面それぞれに対し面接触可能な一対の保持面を有する保持部と、該保持部から螺旋状に連設されるとともに、前記案内面それぞれに対し面接触可能に摺接する一対の回転ガイド面を有する螺旋部と、該螺旋部から前記軸方向に沿って直線状に連設されるとともに、前記案内面それぞれに対し面接触可能に摺接する一対の直線ガイド面を有し、さらに、前記保持部に対し捻れた位置にある直線部と、を有し、
前記直線ガイド面及び保持面は平面状に形成され、
前記回転ガイド面同士を繋ぎ、前記中心軸に直交する直線を仮想線とすると、前記回転ガイド面は、前記仮想線上に頂点を有するテーパ状をなすとともに前記仮想線に対し線対称をなすように形成され、
前記案内面に、前記直線ガイド面が摺接することで前記ロッドが直線運動し、前記回転ガイド面がテーパ状をなすことで前記案内面間での前記螺旋部の傾きが許容されて前記ロッドが回転運動し、前記保持面が面接触して前記ロッドが保持される流体圧シリンダ。
【請求項２】
前記シリンダチューブ内にはロッドメタルが回転不能に配設されるとともに、該ロッドメタルの内周面に前記案内面が形成されている請求項１に記載の流体圧シリンダ。
【請求項３】
前記ロッドメタル内には、前記直線部の周面と該周面に対向するロッドメタルの内周面との間をシールするロッドパッキンが配置されるとともに、該ロッドパッキンが前記ロッドの回転運動に追従して前記ロッドメタル内で回転するように設けられている請求項２に記載の流体圧シリンダ。
【請求項１】
ロッドが直線運動と回転運動を行いながらシリンダチューブから出没可能に構成され、
前記シリンダチューブ内に、平面状をなす案内面を互いに対向するように一対備え、
前記ロッドが、該ロッドの中心軸の延びる軸方向に沿って直線状に延びるとともに、前記案内面それぞれに対し面接触可能な一対の保持面を有する保持部と、該保持部から螺旋状に連設されるとともに、前記案内面それぞれに対し面接触可能に摺接する一対の回転ガイド面を有する螺旋部と、該螺旋部から前記軸方向に沿って直線状に連設されるとともに、前記案内面それぞれに対し面接触可能に摺接する一対の直線ガイド面を有し、さらに、前記保持部に対し捻れた位置にある直線部と、を有し、
前記直線ガイド面及び保持面は平面状に形成され、
前記回転ガイド面同士を繋ぎ、前記中心軸に直交する直線を仮想線とすると、前記回転ガイド面は、前記仮想線上に頂点を有するテーパ状をなすとともに前記仮想線に対し線対称をなすように形成され、
前記案内面に、前記直線ガイド面が摺接することで前記ロッドが直線運動し、前記回転ガイド面がテーパ状をなすことで前記案内面間での前記螺旋部の傾きが許容されて前記ロッドが回転運動し、前記保持面が面接触して前記ロッドが保持される流体圧シリンダ。
【請求項２】
前記シリンダチューブ内にはロッドメタルが回転不能に配設されるとともに、該ロッドメタルの内周面に前記案内面が形成されている請求項１に記載の流体圧シリンダ。
【請求項３】
前記ロッドメタル内には、前記直線部の周面と該周面に対向するロッドメタルの内周面との間をシールするロッドパッキンが配置されるとともに、該ロッドパッキンが前記ロッドの回転運動に追従して前記ロッドメタル内で回転するように設けられている請求項２に記載の流体圧シリンダ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−７７８８３（Ｐ２０１２−７７８８３Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２５６１８（Ｐ２０１０−２２５６１８）
【出願日】平成２２年１０月５日（２０１０．１０．５）
【出願人】（０００１０６７６０）シーケーディ株式会社 (627)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月５日（２０１０．１０．５）
【出願人】（０００１０６７６０）シーケーディ株式会社 (627)
【Ｆターム（参考）】
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