空圧装置
【課題】滞留部よりもロッドの先端側に位置する第２ロッドパッキンからの磨耗粉の発生を抑制するとともに、消費電力を低減すること。
【解決手段】空圧装置１１は、エアシリンダ１３と、エアシリンダ１３外に設けられたエジェクタ３８とを備えている。そして、シリンダハウジング１６の端壁部１５には、ロッド２０が貫通している。ロッド２０が挿通されている端壁部１５の貫通孔２１には、第１ロッドパッキン２３、滞留部２６、及び第２ロッドパッキン２９が、第２シリンダ室１９側から順に設けられている。滞留部２６内のエアは、エジェクタ３８によって吸引されるようになっている。そして、エジェクタ３８が滞留部２６内のエアを吸引しているとき、第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１には、ロッド２０に対して離間する方向の力が作用して、第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１はロッド２０から離間する方向に変形する。
【解決手段】空圧装置１１は、エアシリンダ１３と、エアシリンダ１３外に設けられたエジェクタ３８とを備えている。そして、シリンダハウジング１６の端壁部１５には、ロッド２０が貫通している。ロッド２０が挿通されている端壁部１５の貫通孔２１には、第１ロッドパッキン２３、滞留部２６、及び第２ロッドパッキン２９が、第２シリンダ室１９側から順に設けられている。滞留部２６内のエアは、エジェクタ３８によって吸引されるようになっている。そして、エジェクタ３８が滞留部２６内のエアを吸引しているとき、第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１には、ロッド２０に対して離間する方向の力が作用して、第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１はロッド２０から離間する方向に変形する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、クリーンルーム用として好適な空圧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造工場等では、塵や埃等が極端に少ないクリーンルーム内において、シリコンウェハやガラス基板等の各プロセス処理が行なわれている。そして、その各種作業を行うために、クリーンルーム内では、エアシリンダを備えた空圧装置が用いられることがある。そして、この場合に、エアシリンダに対して給排されるエアがクリーンルーム内に放出されるとクリーンルーム内の清浄度が低下してしまうため、クリーンルーム内で用いられるエアシリンダには、エア漏れの少ない構造が採用されている。例えば、このようなエアシリンダとしては、シリンダチューブの開口端部を閉塞するカバー部材にロッドが貫通されており、そのロッドとカバー部材との間にロッドパッキンを設けるとともに、カバー部材に対して、ロッドパッキンから漏れたエアが一時的に滞留する滞留部を設けたものが知られている。そのうえで、滞留部はエアシリンダ外に設けられた吸引手段としての真空ポンプと接続され、真空ポンプが滞留部内のエアを吸引してクリーンルーム外に放出する構成になっていた。
【０００３】
また、クリーンルーム内で用いられるエアシリンダの一例として、シリンダチューブの開口を閉塞するカバー部材に、シリンダ室側から順に、第１のＯリング、第３環状溝、第２のＯリングが設けられたシリンダが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。そして、特許文献１に記載のシリンダでは、第１のＯリングでシールしきれなかったオイルを第３環状溝において貯留するとともに、第３環状溝内に貯留されたオイルがシリンダ外に漏洩することを第２のＯリングによって抑制する。
【特許文献１】実開昭６０−１２２００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、従来の空圧装置においては、エアシリンダからクリーンルーム内へのエア漏れを抑制するには、装置の稼動中、真空ポンプを継続して動作させて滞留部内を吸引し続ける必要があるため、消費電力が多くなってしまっていた。また、特許文献１に記載のシリンダでは、第２のＯリングは第３環状溝よりもピストンロッドの先端側に位置しているため、ピストンロッドが第２のＯリングに対して摺動することにより第２のＯリングから磨耗粉が生じ、その磨耗粉がクリーンルーム内に放出されてしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、こうした事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、滞留部よりもロッドの先端側に位置する第２ロッドパッキンからの磨耗粉の発生を抑制するとともに、消費電力を低減することができる空圧装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、シリンダハウジング内にピストン及びロッドからなる可動部を移動可能に収容するとともに前記ロッドが前記シリンダハウジングの端壁部を貫通したエアシリンダと、前記エアシリンダ外に設けられた吸引手段と、を備えた空圧装置において、前記ロッドが挿通されている前記端壁部の貫通孔には、前記ロッド及び前記端壁部の間をシールする第１ロッドパッキンと、前記第１ロッドパッキンよりも前記ロッドの先端側に位置し、前記第１ロッドパッキンから漏れたエアが流れ込む滞留部と、前記滞留部よりも前記ロッドの先端側に位置し、前記ロッド及び前記端壁部の間をシールする第２ロッドパッキンと、が設けられ、前記シリンダハウジングには、前記エアシリンダ外に開口するとともに前記滞留部と連通するポートが設けられ、前記第２ロッドパッキンは、先端が前記滞留部側を向いた状態で前記ロッドと摺接するリップ部を有し、前記吸引手段は、前記可動部が停止している間は前記滞留部内を吸引せず、前記可動部が移動している間は前記ポートを介して前記滞留部内のエアを吸引するように構成され、前記リップ部は、前記吸引手段による前記滞留部内のエアの吸引に伴って、前記ロッドに対して離間する方向に引き付けられることを要旨とする。
【０００７】
この発明では、可動部の停止中、第１ロッドパッキンはロッドと端壁部との間をシールしてハウジング内からのエア漏れを抑制し、第２ロッドパッキンはロッドと端壁部との間をシールして滞留部内からのエア漏れを抑制する。そのため、可動部の停止中には、吸引手段を動作させなくても、滞留部内のエアがエアシリンダの外部に漏れることを抑制できる。したがって、可動部が停止している間、吸引手段による滞留部内の吸引を行わなくともよい分、空圧装置が消費する電力を低減できる。
【０００８】
また、可動部が移動すると、吸引手段は動作し、滞留部内を負圧にしてエアを吸引する。すると、第２ロッドパッキンのリップ部はロッドに対して離間する方向に引き付けられ、第２ロッドパッキンのリップ部のロッドに対する接触圧は小さくなり、それに伴って、第２ロッドパッキンのリップ部とロッドとの間での摩擦も小さくなる。その結果、第２ロッドパッキンから磨耗粉が生じることを抑制できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記吸引手段は、前記エアシリンダからの排気により動作するエジェクタであり、前記ポートには前記エジェクタの吸引ポートが接続されていることを要旨とする。
【００１０】
この発明では、シリンダハウジング内からエアが排出されたとき、エジェクタは動作して、滞留部に負圧を発生させることで、滞留部のエアをポートを介して吸引し、吸引したエアをクリーンルームの外部に排出する。そして、この場合において、エジェクタが滞留部のエアを吸引するときの駆動源は、シリンダハウジングから排出されたエアであるため、電力を消費することはない。したがって、真空ポンプを用いて滞留部のエアを吸引する構成に比べて、消費電力を低減することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、滞留部よりもロッドの先端側に位置する第２ロッドパッキンからの磨耗粉の発生を抑制するとともに、消費電力を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。
図１に示すように、クリーンルーム内に設けられる空圧装置１１は、流体供給源としてのコンプレッサ１２からのエア（空気）によって駆動されるエアシリンダ１３を備えている。エアシリンダ１３には、両端部が端壁部１４，１５によって閉塞されてなるシリンダハウジング１６の内部にピストン１７が設けられ、シリンダハウジング１６内はピストン１７によって第１シリンダ室１８と第２シリンダ室１９とに区画されている。
【００１３】
そして、ピストン１７には、一体にロッド（ピストンロッド）２０が設けられている。ロッド２０はシリンダハウジング１６の一方の端壁部１５を貫通するとともに、先端部２０ａがシリンダハウジング１６の外部に延在している。第１シリンダ室１８にエアが供給されるとロッド２０がシリンダハウジング１６から突出する側に可動部としてのピストン１７及びロッド２０は移動するとともに、第２シリンダ室１９にエアが供給されるとロッド２０がシリンダハウジング１６に没入する側にピストン１７及びロッド２０は移動する。なお、以下では、ロッド２０がシリンダハウジング１６から突出する方向を突出方向、ロッド２０がシリンダハウジング１６に没入する方向を没入方向と述べる。
【００１４】
端壁部１５には、直線状に延びるとともにロッド２０が挿通されている貫通孔２１が設けられている。貫通孔２１には、その第２シリンダ室１９側寄りに、ロッド２０の外周を取り囲むように形成された円環状の第１収容凹部２２が設けられている。そして、第１収容凹部２２には、貫通孔２１にロッド２０が挿通された状態において、端壁部１５とロッド２０との間をシールする円環状の第１ロッドパッキン２３が収容されている。
【００１５】
第１ロッドパッキン２３はゴム等の弾性体を材料として成形されたものであるとともに、第２シリンダ室１９内のエアが貫通孔２１を介してエアシリンダ１３外に漏れることを抑制している。第１ロッドパッキン２３は、その径方向の断面形状が略Ｖ字状に形成されることでその内周側及び外周側が外周側リップ部２４及び内周側リップ部２５となっている。外周側リップ部２４及び内周側リップ部２５は、傾斜して、その先端部２４ａ，２５ａが第２シリンダ室１９側を向いている。すなわち、外周側リップ部２４及び内周側リップ部２５の先端部２４ａ，２５ａは、第２シリンダ室１９からエアが漏れ出す際の流れの方向と反対の方向を向いており、第２シリンダ室１９からエアが漏れようとするとき外周側リップ部２４及び内周側リップ部２５は互いに離間するように変形する。そして、外周側リップ部２４はその先端部２４ａが第１収容凹部２２の底部に当接している。内周側リップ部２５はその先端部２５ａがロッド２０の外周面２０ｂに摺接している。
【００１６】
また、貫通孔２１には、その第１ロッドパッキン２３よりもロッド２０の先端側に、シリンダハウジング１６の外周側（径方向側）に凹む円環形状の滞留部２６が形成されている。滞留部２６は、第１ロッドパッキン２３から漏れたエアを一時的に貯留可能に構成されている。そして、滞留部２６は、シリンダハウジング１６の外周面１６ａからシリンダハウジング１６の径方向に延びて滞留部２６に至るポート２７によって外部と連通している。また、貫通孔２１において、滞留部２６よりもロッド２０の先端側には、ロッド２０の外周を取り囲むように形成された円環状の第２収容凹部２８が設けられている。
【００１７】
第２収容凹部２８には、貫通孔２１にロッド２０が挿通された状態において、端壁部１５とロッド２０との間をシールする円環状の第２ロッドパッキン２９が収容されている。第２ロッドパッキン２９は、ゴム等の弾性体を材料として成形されている。第２ロッドパッキン２９は、その径方向の断面形状が略Ｖ字状に形成されるとともに、その内周側及び外周側が外周側リップ部３０及び内周側リップ部３１となっている。外周側リップ部３０及び内周側リップ部３１は、傾斜して、その先端部が滞留部２６側を向いている。すなわち、外周側リップ部３０及び内周側リップ部３１の先端部３０ａ，３１ａは、滞留部２６からエアが漏れ出す際の流れの方向と反対の方向を向いており、滞留部２６からエアが漏れようとするとき外周側リップ部３０及び内周側リップ部３１は互いに離間するように変形する。そして、外周側リップ部３０はその先端部３０ａが第２収容凹部２８の底部に当接している。内周側リップ部３１はその先端部３１ａがロッド２０の外周面２０ｂに摺接している。
【００１８】
内周側リップ部３１は、先端部３１ａ側ほど肉厚が薄くなるように形成されているとともに、内周側リップ部３１の先端部３１ａの肉厚は、外周側リップ部３０の先端部３０ａの肉厚よりも薄く形成されている。そのため、ロッド２０の外周面２０ｂに対する第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１の接触圧は、第１ロッドパッキン２３の内周側リップ部２５の接触圧よりも小さくなっている。そして、第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１は、第１ロッドパッキン２３の内周側リップ部２５に比べて変形し易くなっている。よって、第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１は、滞留部２６が負圧になると、ロッド２０に対して離間する方向に変形する。
【００１９】
一方、エアシリンダ１３とコンプレッサ１２との間には、給排用配管３２及び２位置５ポート型の電磁弁３３が設けられている。給排用配管３２は、出口側端部３４ａがエアシリンダ１３の第１シリンダ室１８に接続されている第１配管３４と、出口側端部３５ａがエアシリンダ１３の第２シリンダ室１９に接続されている第２配管３５とから構成されている。そして、第１配管３４は入口側端部３４ｂが電磁弁３３のＡポートに接続され、第２配管３５は入口側端部３５ｂが電磁弁３３のＢポートに接続されている。
【００２０】
電磁弁３３には、そのＰポートにコンプレッサ１２が接続されるとともに、Ｒ１ポート及びＲ２ポートは大気開放されている。電磁弁３３は、制御装置３６から第１信号が入力されると、Ｒ１ポートとＢポートとを連通するとともにＰポートとＡポートとを連通し、さらに、Ｒ２ポートを非連通にする。そして、この状態において、コンプレッサ１２から吐出されたエアは、第１配管３４に供給されるようになる。また、電磁弁３３は、制御装置３６から第２信号が入力されると、Ｒ２ポートとＡポートとを連通するとともにＰポートとＢポートとを連通し、さらに、Ｒ１ポートを非連通にする。そして、この状態において、コンプレッサ１２から吐出されたエアは、第２配管３５に供給されるようになる。
【００２１】
一方、エアシリンダ１３のポート２７には排出配管３７の入口側端部３７ａが接続されている。排出配管３７は、クリームルーム外に向けて延長されて、その出口部３７ｂがクリーンルーム外に延在している。排出配管３７には、その途中部分に、吸引手段としてのエジェクタ３８が設けられている。
【００２２】
エジェクタ３８は、供給ポート３８ａにエアが供給されると動作して吸引ポート３８ｂから吸引を行う装置である。エジェクタ３８には、吸引ポート３８ｂ及び排出ポート３８ｃのそれぞれに排出配管３７が接続されている。エジェクタ３８は、エジェクタ３８よりも上流側（エアシリンダ側）の排出配管３７及びポート２７を介して滞留部２６内のエアを吸引し、エジェクタ３８よりも下流側の排出配管３７へ向けてエアを吐出するように構成されている。また、エジェクタ３８の供給ポート３８ａには、エアシリンダ１３から排出されたエアが輸送用配管３９を介して供給されるようになっている。
【００２３】
輸送用配管３９は、第１配管３４から分岐する第１輸送配管４０と、第２配管３５から分岐するとともに第１輸送配管４０と合流する第２輸送配管４１と、第１輸送配管４０及び第２輸送配管４１の合流部から延びる合流配管４２とによって構成されている。合流配管４２はその出口部４２ａがエジェクタ３８の供給ポート３８ａに接続されている。
【００２４】
そして、第１輸送配管４０と第１配管３４との分岐部には、第１の三方弁としての第１急速排気弁４３が設けられている。第１急速排気弁４３は、第１急速排気弁４３と電磁弁３３との間の配管Ｐ１内の圧力が第１急速排気弁４３と電磁弁３３との間の配管Ｐ２内の圧力よりも高くなった場合には、第１配管３４と第１輸送配管４０とを非連通状態にする。さらに、この場合に、第１急速排気弁４３は、配管Ｐ１と、配管Ｐ２とを連通状態にする。また、第１急速排気弁４３は、配管Ｐ２内の圧力が配管Ｐ１内の圧力よりも高くなった場合には、配管Ｐ１と第１輸送配管４０とを連通状態にして、配管Ｐ１と配管Ｐ２とを非連通状態にする。すなわち、第１急速排気弁４３は、第１シリンダ室１８に向けてエアが供給されたときには、エアが第１配管３４を介して第１シリンダ室１８に至る経路に切り替えるように構成されている。また、第１急速排気弁４３は、第１シリンダ室１８からエアが排出されたときには、エアが第１配管３４（配管Ｐ２）及び第１輸送配管４０に流れる経路に切り替えるように構成されている。
【００２５】
また、第２輸送配管４１と第２配管３５との分岐部には、第２の三方弁としての第２急速排気弁４４が設けられている。第２急速排気弁４４は、第２急速排気弁４４と電磁弁３３との間の配管Ｐ３内の圧力が第２急速排気弁４４とエアシリンダ１３との間の配管Ｐ４内の圧力よりも高い場合には、第２配管３５と第２輸送配管４１とを非連通状態にする。そして、さらに、この場合に、第２急速排気弁４４は、配管Ｐ３と配管Ｐ４とを連通状態にする。また、第２急速排気弁４４は、配管Ｐ４内の圧力が配管Ｐ３内の圧力よりも高い場合には、配管Ｐ４と第２輸送配管４１とを連通状態にして、配管Ｐ３と配管Ｐ４とを非連通状態にする。すなわち、第２急速排気弁４４は、第２シリンダ室１９に向けてエアが供給されたときには、エアが第２配管３５を介して第２シリンダ室１９に至る経路に切り替えるように構成されている。また、第２急速排気弁４４は、第２シリンダ室１９からエアが排出されたときには、エアが第２配管３５（配管Ｐ４）及び第２輸送配管４１に流れる経路に切り替えるように構成されている。
【００２６】
また、第１輸送配管４０と第２輸送配管４１との合流部には、第３の三方弁としてのシャトル弁４５が設けられている。シャトル弁４５は、第２輸送配管４１内の圧力よりも第１輸送配管４０内の圧力が高い場合には、第１輸送配管４０と合流配管４２とを連通状態にして、第２輸送配管４１と合流配管４２とを非連通状態にする。また、シャトル弁４５は、第１輸送配管４０内の圧力よりも第２輸送配管４１内の圧力が高い場合には、第１輸送配管４０と合流配管４２とを非連通状態にして、第２輸送配管４１と合流配管４２とを連通状態にする。すなわち、シャトル弁４５は、第１輸送配管４０にエアが流れ込んだときには、エアが第１輸送配管４０から合流配管４２を経由してエジェクタ３８に至る経路に切り替える。また、シャトル弁４５は、第２輸送配管４１にエアが流れ込んだときには、エアが第２輸送配管４１から合流配管４２を経由してエジェクタ３８に至る経路に切り替える。切り替え手段は、第１急速排気弁４３、第２急速排気弁４４、及びシャトル弁４５によって構成されている。
【００２７】
そして、第１急速排気弁４３とシャトル弁４５との間の第１輸送配管４０には、第１ニードル弁（スピードコントローラ）４６が設けられている。第１ニードル弁４６は、第１輸送配管４０を流れるエアの流量を調整する機能を有している。さらに、第２急速排気弁４４とシャトル弁４５との間の第２輸送配管４１には、第２ニードル弁（スピードコントローラ）４７が設けられている。第２ニードル弁４７は、第２輸送配管４１を流れるエアの流量を調整する機能を有している。
【００２８】
次に、前記のように構成された空圧装置１１の作用について説明する。
図１に示す状態において、エアシリンダ１３のロッド２０は最も没入しており、その状態で、ピストン１７及びロッド２０は停止している。この状態から、空圧装置１１は、制御装置３６から第１信号を電磁弁３３に入力するとともにコンプレッサ１２を稼動する。すると、コンプレッサ１２からエアが吐出され、そのエアは第１配管３４を介して第１シリンダ室１８に供給される。そして、図２に示すように、ピストン１７はエア圧を受け、図２の実線で示すように、突出方向へピストン１７及びロッド２０は移動する。すると、第２シリンダ室１９からエアが排出され、第２シリンダ室１９内から排出されたエアは、配管Ｐ４から第２輸送配管４１、及び合流配管４２を流れて、エジェクタ３８の供給ポート３８ａに至る。したがって、ピストン１７及びロッド２０が突出方向に移動するとき、第２シリンダ室１９から排出されたエアがエジェクタ３８の供給ポート３８ａに供給されてエジェクタ３８は滞留部２６内の吸引動作を行い、滞留部２６内を負圧にする。滞留部２６が負圧であるとき、第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１は、ロッド２０に対して離間する方向に引き付けられる。すると、図２に示すように、内周側リップ部３１は、ロッド２０の外周面２０ｂから離間する方向に変形してロッド２０に対して非接触状態となる。
【００２９】
そして、図３に示すように、ロッド２０が最も突出した位置にまでピストン１７及びロッド２０が達すると、空圧装置１１は、一旦、コンプレッサ１２を停止させて、ロッド２０及びピストン１７を停止させる。この状態では、エジェクタ３８にエアが供給されなくなることで、エジェクタ３８は動作しなくなるため、滞留部２６内は大気圧に戻る。すると、図３に示すように、第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１は、ロッド２０の外周面２０ｂと摺接する状態に戻り滞留部２６内のエアが漏れることを抑制する。
【００３０】
その後、空圧装置１１は、制御装置３６から第２信号を電磁弁３３に入力するとともにコンプレッサ１２を稼動すると、コンプレッサ１２からエアが吐出される。すると、エアは第２配管３５を介して第２シリンダ室１９に供給される。そして、図４に示すように、ピストン１７はエア圧を受け、図４の実線で示すように、没入方向にピストン１７及びロッド２０は移動する。このとき、第１シリンダ室１８内のエアは、配管Ｐ２から第１輸送配管４０、及び合流配管４２を流れてエジェクタ３８の供給ポート３８ａに至る。したがって、ピストン１７及びロッド２０が没入方向に移動するとき、第１シリンダ室１８から排気されたエアがエジェクタ３８の供給ポート３８ａに供給されることでエジェクタ３８は滞留部２６内を吸引する。すると、滞留部２６は負圧になり、第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１は、ロッド２０から離間する方向に引き付けられる。すると、図４に示すように、第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１は、ロッド２０の外周面２０ｂから離間する方向に変形して、ロッド２０と非接触状態となる。したがって、ロッド２０が突出方向又は没入方向に移動している間、ロッド２０は第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１に対して摺動することはないため、ロッド２０と第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１との間に摩擦が生じることはなく、第２ロッドパッキン２９から磨耗粉が発生することを抑制できる。
【００３１】
本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
（１）空圧装置１１は、エアシリンダ１３と、エアシリンダ１３外に設けられたエジェクタ３８とを備えている。そして、シリンダハウジング１６の端壁部１５には、ロッド２０が貫通している。ロッド２０が挿通されている端壁部１５の貫通孔２１には、第１ロッドパッキン２３、滞留部２６、及び第２ロッドパッキン２９が、第２シリンダ室１９側から順に設けられている。そのため、ロッド２０の停止中においては、エジェクタ３８を動作させて滞留部２６内のエアを吸引しなくとも、第２ロッドパッキン２９によって滞留部２６内のエアがエアシリンダ１３の外部に漏れることを抑制できる。
【００３２】
また、空圧装置１１の稼動中、滞留部２６内のエアを継続して吸引しなくともよい分、空圧装置１１が消費する電力を低減できる。
エジェクタ３８が滞留部２６内のエアを吸引しているとき、第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１には、ロッド２０に対して離間する方向の力が作用する。したがって、ピストン１７及びロッド２０が移動しているとき、第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１のロッド２０に対する接触圧は小さくなり、それに伴って、第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１とロッド２０との間での摩擦も小さくなる。その結果、第２ロッドパッキン２９から磨耗粉が生じることを抑制できる。
【００３３】
（２）エジェクタ３８の供給ポート３８ａには、輸送用配管３９によって、エアシリンダ１３の第１シリンダ室１８及び第２シリンダ室１９から排出されたエアが供給されるように構成されている。そして、第１急速排気弁４３及び第２急速排気弁４４によって、第１シリンダ室１８及び第２シリンダ室１９から排出されたエアをエジェクタ３８の供給ポート３８ａに供給するか否かが切り替えられる。そのため、エアシリンダ１３からエアが排出されるとエジェクタ３８は作動する。したがって、滞留部２６内のエアを吸引するときに電力を消費することはないため、真空ポンプを用いて滞留部２６内のエアを吸引する場合に比べて消費電力を低減することができる。
【００３４】
（３）シリンダハウジング１６の内部は、ピストン１７によって第１シリンダ室１８及び第２シリンダ室１９に区画されている。そして、給排用配管３２は、第１シリンダ室１８にエアを給排するための第１配管３４と、第２シリンダ室１９にエアを給排するための第２配管３５とから構成されている。第１配管３４の途中部分からは第１輸送配管４０が分岐するとともに、第２配管３５の途中部分からは第２輸送配管４１が分岐し、第１輸送配管４０と第２輸送配管４１とは合流する。そして、第１輸送配管４０と第２輸送配管４１との合流部からは、合流配管４２が延びてエジェクタ３８の供給ポート３８ａに接続されている。したがって、第１シリンダ室１８及び第２シリンダ室１９のどちらからエアが排出されても、その排出されたエアをエジェクタ３８の駆動源として用いることができるようになる。
【００３５】
実施の形態は、前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 吸引手段の構成を変更してもよい。例えば、図５に示すように、排出配管３７に、エジェクタ３８の代わりに真空ポンプ５０を設けるとともに輸送用配管３９を省略し、真空ポンプ５０よりもエアシリンダ１３側の排出配管３７にタンク５１、及び開閉弁５２を順に設ける。真空ポンプ５０は、タンク５１内を真空引きして負圧にするように構成されている。そして、ロッド２０及びピストン１７が移動するときには、制御装置３６が開閉弁５２を開いて、タンク５１が排出配管３７及びポート２７を介して滞留部２６内のエアを吸引するように構成されている。また、タンク５１には、タンク５１内の圧力を検出する図示しない圧力センサが設けられている。そして、圧力センサの検出結果に基づいてタンク５１内の圧力が所定の負圧に達したと制御装置３６が判断すると、制御装置３６は、真空ポンプ５０に対する電力の供給を停止して、真空ポンプ５０による真空引きを休止させる。また、制御装置３６は、タンク５１内の圧力が所定の負圧よりも大きくなったと判断すると、真空ポンプ５０に対して電力を供給して、真空ポンプ５０による真空引きを再開させる。したがって、真空ポンプ５０が稼動するのは、タンク５１内の圧力が所定の負圧よりも大きくなってから、再び、タンク５１内の圧力が所定の負圧に戻るまでの所定期間であり、空圧装置１１の稼動中、真空ポンプ５０は間欠運転される。したがって、真空ポンプ５０を継続して運転する場合に比べて、真空ポンプ５０が消費する電力を低減することができる。
【００３６】
○ 第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１の形状を変更してもよい。第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１は、滞留部２６内が吸引されて負圧になったときにロッド２０に対して離間する方向に引き付けられる形状であればよく、第２ロッドパッキン２９の径方向断面においてその厚みが一定な形状に変更してもよい。すなわち、滞留部２６内が吸引されて負圧になったときにロッド２０に対して離間する方向に引き付けられる内周側リップ部３１を有するのならば、第１ロッドパッキン２３と同じ構成のものを第２ロッドパッキン２９として用いてもよい。また、第２ロッドパッキン２９は、例えば、径方向断面が略Ｙ字形状のものでもよい。
【００３７】
○ 第１ロッドパッキン２３の形状は、径方向断面が略Ｖ字形状のものに限らない。例えば、第１ロッドパッキン２３の形状は、径方向断面が、略Ｙ字形状のものでもよい。また、第１ロッドパッキン２３として、径方向断面が略円形状である、いわゆるＯリングを用いてもよい。
【００３８】
○ シリンダハウジング１６の構成を変更してもよい。シリンダハウジング１６は、一つの部材から構成されていなくともよく、例えば、シリンダチューブと、シリンダチューブの開口端部を閉塞するカバー部材とによってシリンダハウジング１６を構成してもよい。そして、この場合、シリンダハウジング１６の端壁部１５は、カバー部材によって構成され、ロッド２０はカバー部材を貫通するようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】空圧装置を示す構成図。
【図２】突出方向にピストン及びロッドが移動している状態における空圧装置を示す構成図。
【図３】ピストン及びロッドが停止している状態における空圧装置を示す構成図。
【図４】没入方向にピストン及びロッドが移動している状態における空圧装置を示す構成図。
【図５】別の実施形態における空圧装置を示す構成図。
【符号の説明】
【００４０】
１１…空圧装置、１３…エアシリンダ、１５…端壁部、１６…シリンダハウジング、１８…第１シリンダ室、１９…第２シリンダ室、２０…ロッド、２１…貫通孔、２３…第１ロッドパッキン、２６…滞留部、２７…ポート、２９…第２ロッドパッキン、３２…給排用配管、３７…排出配管、３８…吸引手段としてのエジェクタ、５０…吸引手段としての真空ポンプ、５１…吸引手段としてのタンク。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、クリーンルーム用として好適な空圧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造工場等では、塵や埃等が極端に少ないクリーンルーム内において、シリコンウェハやガラス基板等の各プロセス処理が行なわれている。そして、その各種作業を行うために、クリーンルーム内では、エアシリンダを備えた空圧装置が用いられることがある。そして、この場合に、エアシリンダに対して給排されるエアがクリーンルーム内に放出されるとクリーンルーム内の清浄度が低下してしまうため、クリーンルーム内で用いられるエアシリンダには、エア漏れの少ない構造が採用されている。例えば、このようなエアシリンダとしては、シリンダチューブの開口端部を閉塞するカバー部材にロッドが貫通されており、そのロッドとカバー部材との間にロッドパッキンを設けるとともに、カバー部材に対して、ロッドパッキンから漏れたエアが一時的に滞留する滞留部を設けたものが知られている。そのうえで、滞留部はエアシリンダ外に設けられた吸引手段としての真空ポンプと接続され、真空ポンプが滞留部内のエアを吸引してクリーンルーム外に放出する構成になっていた。
【０００３】
また、クリーンルーム内で用いられるエアシリンダの一例として、シリンダチューブの開口を閉塞するカバー部材に、シリンダ室側から順に、第１のＯリング、第３環状溝、第２のＯリングが設けられたシリンダが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。そして、特許文献１に記載のシリンダでは、第１のＯリングでシールしきれなかったオイルを第３環状溝において貯留するとともに、第３環状溝内に貯留されたオイルがシリンダ外に漏洩することを第２のＯリングによって抑制する。
【特許文献１】実開昭６０−１２２００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、従来の空圧装置においては、エアシリンダからクリーンルーム内へのエア漏れを抑制するには、装置の稼動中、真空ポンプを継続して動作させて滞留部内を吸引し続ける必要があるため、消費電力が多くなってしまっていた。また、特許文献１に記載のシリンダでは、第２のＯリングは第３環状溝よりもピストンロッドの先端側に位置しているため、ピストンロッドが第２のＯリングに対して摺動することにより第２のＯリングから磨耗粉が生じ、その磨耗粉がクリーンルーム内に放出されてしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、こうした事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、滞留部よりもロッドの先端側に位置する第２ロッドパッキンからの磨耗粉の発生を抑制するとともに、消費電力を低減することができる空圧装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、シリンダハウジング内にピストン及びロッドからなる可動部を移動可能に収容するとともに前記ロッドが前記シリンダハウジングの端壁部を貫通したエアシリンダと、前記エアシリンダ外に設けられた吸引手段と、を備えた空圧装置において、前記ロッドが挿通されている前記端壁部の貫通孔には、前記ロッド及び前記端壁部の間をシールする第１ロッドパッキンと、前記第１ロッドパッキンよりも前記ロッドの先端側に位置し、前記第１ロッドパッキンから漏れたエアが流れ込む滞留部と、前記滞留部よりも前記ロッドの先端側に位置し、前記ロッド及び前記端壁部の間をシールする第２ロッドパッキンと、が設けられ、前記シリンダハウジングには、前記エアシリンダ外に開口するとともに前記滞留部と連通するポートが設けられ、前記第２ロッドパッキンは、先端が前記滞留部側を向いた状態で前記ロッドと摺接するリップ部を有し、前記吸引手段は、前記可動部が停止している間は前記滞留部内を吸引せず、前記可動部が移動している間は前記ポートを介して前記滞留部内のエアを吸引するように構成され、前記リップ部は、前記吸引手段による前記滞留部内のエアの吸引に伴って、前記ロッドに対して離間する方向に引き付けられることを要旨とする。
【０００７】
この発明では、可動部の停止中、第１ロッドパッキンはロッドと端壁部との間をシールしてハウジング内からのエア漏れを抑制し、第２ロッドパッキンはロッドと端壁部との間をシールして滞留部内からのエア漏れを抑制する。そのため、可動部の停止中には、吸引手段を動作させなくても、滞留部内のエアがエアシリンダの外部に漏れることを抑制できる。したがって、可動部が停止している間、吸引手段による滞留部内の吸引を行わなくともよい分、空圧装置が消費する電力を低減できる。
【０００８】
また、可動部が移動すると、吸引手段は動作し、滞留部内を負圧にしてエアを吸引する。すると、第２ロッドパッキンのリップ部はロッドに対して離間する方向に引き付けられ、第２ロッドパッキンのリップ部のロッドに対する接触圧は小さくなり、それに伴って、第２ロッドパッキンのリップ部とロッドとの間での摩擦も小さくなる。その結果、第２ロッドパッキンから磨耗粉が生じることを抑制できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記吸引手段は、前記エアシリンダからの排気により動作するエジェクタであり、前記ポートには前記エジェクタの吸引ポートが接続されていることを要旨とする。
【００１０】
この発明では、シリンダハウジング内からエアが排出されたとき、エジェクタは動作して、滞留部に負圧を発生させることで、滞留部のエアをポートを介して吸引し、吸引したエアをクリーンルームの外部に排出する。そして、この場合において、エジェクタが滞留部のエアを吸引するときの駆動源は、シリンダハウジングから排出されたエアであるため、電力を消費することはない。したがって、真空ポンプを用いて滞留部のエアを吸引する構成に比べて、消費電力を低減することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、滞留部よりもロッドの先端側に位置する第２ロッドパッキンからの磨耗粉の発生を抑制するとともに、消費電力を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。
図１に示すように、クリーンルーム内に設けられる空圧装置１１は、流体供給源としてのコンプレッサ１２からのエア（空気）によって駆動されるエアシリンダ１３を備えている。エアシリンダ１３には、両端部が端壁部１４，１５によって閉塞されてなるシリンダハウジング１６の内部にピストン１７が設けられ、シリンダハウジング１６内はピストン１７によって第１シリンダ室１８と第２シリンダ室１９とに区画されている。
【００１３】
そして、ピストン１７には、一体にロッド（ピストンロッド）２０が設けられている。ロッド２０はシリンダハウジング１６の一方の端壁部１５を貫通するとともに、先端部２０ａがシリンダハウジング１６の外部に延在している。第１シリンダ室１８にエアが供給されるとロッド２０がシリンダハウジング１６から突出する側に可動部としてのピストン１７及びロッド２０は移動するとともに、第２シリンダ室１９にエアが供給されるとロッド２０がシリンダハウジング１６に没入する側にピストン１７及びロッド２０は移動する。なお、以下では、ロッド２０がシリンダハウジング１６から突出する方向を突出方向、ロッド２０がシリンダハウジング１６に没入する方向を没入方向と述べる。
【００１４】
端壁部１５には、直線状に延びるとともにロッド２０が挿通されている貫通孔２１が設けられている。貫通孔２１には、その第２シリンダ室１９側寄りに、ロッド２０の外周を取り囲むように形成された円環状の第１収容凹部２２が設けられている。そして、第１収容凹部２２には、貫通孔２１にロッド２０が挿通された状態において、端壁部１５とロッド２０との間をシールする円環状の第１ロッドパッキン２３が収容されている。
【００１５】
第１ロッドパッキン２３はゴム等の弾性体を材料として成形されたものであるとともに、第２シリンダ室１９内のエアが貫通孔２１を介してエアシリンダ１３外に漏れることを抑制している。第１ロッドパッキン２３は、その径方向の断面形状が略Ｖ字状に形成されることでその内周側及び外周側が外周側リップ部２４及び内周側リップ部２５となっている。外周側リップ部２４及び内周側リップ部２５は、傾斜して、その先端部２４ａ，２５ａが第２シリンダ室１９側を向いている。すなわち、外周側リップ部２４及び内周側リップ部２５の先端部２４ａ，２５ａは、第２シリンダ室１９からエアが漏れ出す際の流れの方向と反対の方向を向いており、第２シリンダ室１９からエアが漏れようとするとき外周側リップ部２４及び内周側リップ部２５は互いに離間するように変形する。そして、外周側リップ部２４はその先端部２４ａが第１収容凹部２２の底部に当接している。内周側リップ部２５はその先端部２５ａがロッド２０の外周面２０ｂに摺接している。
【００１６】
また、貫通孔２１には、その第１ロッドパッキン２３よりもロッド２０の先端側に、シリンダハウジング１６の外周側（径方向側）に凹む円環形状の滞留部２６が形成されている。滞留部２６は、第１ロッドパッキン２３から漏れたエアを一時的に貯留可能に構成されている。そして、滞留部２６は、シリンダハウジング１６の外周面１６ａからシリンダハウジング１６の径方向に延びて滞留部２６に至るポート２７によって外部と連通している。また、貫通孔２１において、滞留部２６よりもロッド２０の先端側には、ロッド２０の外周を取り囲むように形成された円環状の第２収容凹部２８が設けられている。
【００１７】
第２収容凹部２８には、貫通孔２１にロッド２０が挿通された状態において、端壁部１５とロッド２０との間をシールする円環状の第２ロッドパッキン２９が収容されている。第２ロッドパッキン２９は、ゴム等の弾性体を材料として成形されている。第２ロッドパッキン２９は、その径方向の断面形状が略Ｖ字状に形成されるとともに、その内周側及び外周側が外周側リップ部３０及び内周側リップ部３１となっている。外周側リップ部３０及び内周側リップ部３１は、傾斜して、その先端部が滞留部２６側を向いている。すなわち、外周側リップ部３０及び内周側リップ部３１の先端部３０ａ，３１ａは、滞留部２６からエアが漏れ出す際の流れの方向と反対の方向を向いており、滞留部２６からエアが漏れようとするとき外周側リップ部３０及び内周側リップ部３１は互いに離間するように変形する。そして、外周側リップ部３０はその先端部３０ａが第２収容凹部２８の底部に当接している。内周側リップ部３１はその先端部３１ａがロッド２０の外周面２０ｂに摺接している。
【００１８】
内周側リップ部３１は、先端部３１ａ側ほど肉厚が薄くなるように形成されているとともに、内周側リップ部３１の先端部３１ａの肉厚は、外周側リップ部３０の先端部３０ａの肉厚よりも薄く形成されている。そのため、ロッド２０の外周面２０ｂに対する第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１の接触圧は、第１ロッドパッキン２３の内周側リップ部２５の接触圧よりも小さくなっている。そして、第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１は、第１ロッドパッキン２３の内周側リップ部２５に比べて変形し易くなっている。よって、第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１は、滞留部２６が負圧になると、ロッド２０に対して離間する方向に変形する。
【００１９】
一方、エアシリンダ１３とコンプレッサ１２との間には、給排用配管３２及び２位置５ポート型の電磁弁３３が設けられている。給排用配管３２は、出口側端部３４ａがエアシリンダ１３の第１シリンダ室１８に接続されている第１配管３４と、出口側端部３５ａがエアシリンダ１３の第２シリンダ室１９に接続されている第２配管３５とから構成されている。そして、第１配管３４は入口側端部３４ｂが電磁弁３３のＡポートに接続され、第２配管３５は入口側端部３５ｂが電磁弁３３のＢポートに接続されている。
【００２０】
電磁弁３３には、そのＰポートにコンプレッサ１２が接続されるとともに、Ｒ１ポート及びＲ２ポートは大気開放されている。電磁弁３３は、制御装置３６から第１信号が入力されると、Ｒ１ポートとＢポートとを連通するとともにＰポートとＡポートとを連通し、さらに、Ｒ２ポートを非連通にする。そして、この状態において、コンプレッサ１２から吐出されたエアは、第１配管３４に供給されるようになる。また、電磁弁３３は、制御装置３６から第２信号が入力されると、Ｒ２ポートとＡポートとを連通するとともにＰポートとＢポートとを連通し、さらに、Ｒ１ポートを非連通にする。そして、この状態において、コンプレッサ１２から吐出されたエアは、第２配管３５に供給されるようになる。
【００２１】
一方、エアシリンダ１３のポート２７には排出配管３７の入口側端部３７ａが接続されている。排出配管３７は、クリームルーム外に向けて延長されて、その出口部３７ｂがクリーンルーム外に延在している。排出配管３７には、その途中部分に、吸引手段としてのエジェクタ３８が設けられている。
【００２２】
エジェクタ３８は、供給ポート３８ａにエアが供給されると動作して吸引ポート３８ｂから吸引を行う装置である。エジェクタ３８には、吸引ポート３８ｂ及び排出ポート３８ｃのそれぞれに排出配管３７が接続されている。エジェクタ３８は、エジェクタ３８よりも上流側（エアシリンダ側）の排出配管３７及びポート２７を介して滞留部２６内のエアを吸引し、エジェクタ３８よりも下流側の排出配管３７へ向けてエアを吐出するように構成されている。また、エジェクタ３８の供給ポート３８ａには、エアシリンダ１３から排出されたエアが輸送用配管３９を介して供給されるようになっている。
【００２３】
輸送用配管３９は、第１配管３４から分岐する第１輸送配管４０と、第２配管３５から分岐するとともに第１輸送配管４０と合流する第２輸送配管４１と、第１輸送配管４０及び第２輸送配管４１の合流部から延びる合流配管４２とによって構成されている。合流配管４２はその出口部４２ａがエジェクタ３８の供給ポート３８ａに接続されている。
【００２４】
そして、第１輸送配管４０と第１配管３４との分岐部には、第１の三方弁としての第１急速排気弁４３が設けられている。第１急速排気弁４３は、第１急速排気弁４３と電磁弁３３との間の配管Ｐ１内の圧力が第１急速排気弁４３と電磁弁３３との間の配管Ｐ２内の圧力よりも高くなった場合には、第１配管３４と第１輸送配管４０とを非連通状態にする。さらに、この場合に、第１急速排気弁４３は、配管Ｐ１と、配管Ｐ２とを連通状態にする。また、第１急速排気弁４３は、配管Ｐ２内の圧力が配管Ｐ１内の圧力よりも高くなった場合には、配管Ｐ１と第１輸送配管４０とを連通状態にして、配管Ｐ１と配管Ｐ２とを非連通状態にする。すなわち、第１急速排気弁４３は、第１シリンダ室１８に向けてエアが供給されたときには、エアが第１配管３４を介して第１シリンダ室１８に至る経路に切り替えるように構成されている。また、第１急速排気弁４３は、第１シリンダ室１８からエアが排出されたときには、エアが第１配管３４（配管Ｐ２）及び第１輸送配管４０に流れる経路に切り替えるように構成されている。
【００２５】
また、第２輸送配管４１と第２配管３５との分岐部には、第２の三方弁としての第２急速排気弁４４が設けられている。第２急速排気弁４４は、第２急速排気弁４４と電磁弁３３との間の配管Ｐ３内の圧力が第２急速排気弁４４とエアシリンダ１３との間の配管Ｐ４内の圧力よりも高い場合には、第２配管３５と第２輸送配管４１とを非連通状態にする。そして、さらに、この場合に、第２急速排気弁４４は、配管Ｐ３と配管Ｐ４とを連通状態にする。また、第２急速排気弁４４は、配管Ｐ４内の圧力が配管Ｐ３内の圧力よりも高い場合には、配管Ｐ４と第２輸送配管４１とを連通状態にして、配管Ｐ３と配管Ｐ４とを非連通状態にする。すなわち、第２急速排気弁４４は、第２シリンダ室１９に向けてエアが供給されたときには、エアが第２配管３５を介して第２シリンダ室１９に至る経路に切り替えるように構成されている。また、第２急速排気弁４４は、第２シリンダ室１９からエアが排出されたときには、エアが第２配管３５（配管Ｐ４）及び第２輸送配管４１に流れる経路に切り替えるように構成されている。
【００２６】
また、第１輸送配管４０と第２輸送配管４１との合流部には、第３の三方弁としてのシャトル弁４５が設けられている。シャトル弁４５は、第２輸送配管４１内の圧力よりも第１輸送配管４０内の圧力が高い場合には、第１輸送配管４０と合流配管４２とを連通状態にして、第２輸送配管４１と合流配管４２とを非連通状態にする。また、シャトル弁４５は、第１輸送配管４０内の圧力よりも第２輸送配管４１内の圧力が高い場合には、第１輸送配管４０と合流配管４２とを非連通状態にして、第２輸送配管４１と合流配管４２とを連通状態にする。すなわち、シャトル弁４５は、第１輸送配管４０にエアが流れ込んだときには、エアが第１輸送配管４０から合流配管４２を経由してエジェクタ３８に至る経路に切り替える。また、シャトル弁４５は、第２輸送配管４１にエアが流れ込んだときには、エアが第２輸送配管４１から合流配管４２を経由してエジェクタ３８に至る経路に切り替える。切り替え手段は、第１急速排気弁４３、第２急速排気弁４４、及びシャトル弁４５によって構成されている。
【００２７】
そして、第１急速排気弁４３とシャトル弁４５との間の第１輸送配管４０には、第１ニードル弁（スピードコントローラ）４６が設けられている。第１ニードル弁４６は、第１輸送配管４０を流れるエアの流量を調整する機能を有している。さらに、第２急速排気弁４４とシャトル弁４５との間の第２輸送配管４１には、第２ニードル弁（スピードコントローラ）４７が設けられている。第２ニードル弁４７は、第２輸送配管４１を流れるエアの流量を調整する機能を有している。
【００２８】
次に、前記のように構成された空圧装置１１の作用について説明する。
図１に示す状態において、エアシリンダ１３のロッド２０は最も没入しており、その状態で、ピストン１７及びロッド２０は停止している。この状態から、空圧装置１１は、制御装置３６から第１信号を電磁弁３３に入力するとともにコンプレッサ１２を稼動する。すると、コンプレッサ１２からエアが吐出され、そのエアは第１配管３４を介して第１シリンダ室１８に供給される。そして、図２に示すように、ピストン１７はエア圧を受け、図２の実線で示すように、突出方向へピストン１７及びロッド２０は移動する。すると、第２シリンダ室１９からエアが排出され、第２シリンダ室１９内から排出されたエアは、配管Ｐ４から第２輸送配管４１、及び合流配管４２を流れて、エジェクタ３８の供給ポート３８ａに至る。したがって、ピストン１７及びロッド２０が突出方向に移動するとき、第２シリンダ室１９から排出されたエアがエジェクタ３８の供給ポート３８ａに供給されてエジェクタ３８は滞留部２６内の吸引動作を行い、滞留部２６内を負圧にする。滞留部２６が負圧であるとき、第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１は、ロッド２０に対して離間する方向に引き付けられる。すると、図２に示すように、内周側リップ部３１は、ロッド２０の外周面２０ｂから離間する方向に変形してロッド２０に対して非接触状態となる。
【００２９】
そして、図３に示すように、ロッド２０が最も突出した位置にまでピストン１７及びロッド２０が達すると、空圧装置１１は、一旦、コンプレッサ１２を停止させて、ロッド２０及びピストン１７を停止させる。この状態では、エジェクタ３８にエアが供給されなくなることで、エジェクタ３８は動作しなくなるため、滞留部２６内は大気圧に戻る。すると、図３に示すように、第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１は、ロッド２０の外周面２０ｂと摺接する状態に戻り滞留部２６内のエアが漏れることを抑制する。
【００３０】
その後、空圧装置１１は、制御装置３６から第２信号を電磁弁３３に入力するとともにコンプレッサ１２を稼動すると、コンプレッサ１２からエアが吐出される。すると、エアは第２配管３５を介して第２シリンダ室１９に供給される。そして、図４に示すように、ピストン１７はエア圧を受け、図４の実線で示すように、没入方向にピストン１７及びロッド２０は移動する。このとき、第１シリンダ室１８内のエアは、配管Ｐ２から第１輸送配管４０、及び合流配管４２を流れてエジェクタ３８の供給ポート３８ａに至る。したがって、ピストン１７及びロッド２０が没入方向に移動するとき、第１シリンダ室１８から排気されたエアがエジェクタ３８の供給ポート３８ａに供給されることでエジェクタ３８は滞留部２６内を吸引する。すると、滞留部２６は負圧になり、第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１は、ロッド２０から離間する方向に引き付けられる。すると、図４に示すように、第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１は、ロッド２０の外周面２０ｂから離間する方向に変形して、ロッド２０と非接触状態となる。したがって、ロッド２０が突出方向又は没入方向に移動している間、ロッド２０は第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１に対して摺動することはないため、ロッド２０と第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１との間に摩擦が生じることはなく、第２ロッドパッキン２９から磨耗粉が発生することを抑制できる。
【００３１】
本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
（１）空圧装置１１は、エアシリンダ１３と、エアシリンダ１３外に設けられたエジェクタ３８とを備えている。そして、シリンダハウジング１６の端壁部１５には、ロッド２０が貫通している。ロッド２０が挿通されている端壁部１５の貫通孔２１には、第１ロッドパッキン２３、滞留部２６、及び第２ロッドパッキン２９が、第２シリンダ室１９側から順に設けられている。そのため、ロッド２０の停止中においては、エジェクタ３８を動作させて滞留部２６内のエアを吸引しなくとも、第２ロッドパッキン２９によって滞留部２６内のエアがエアシリンダ１３の外部に漏れることを抑制できる。
【００３２】
また、空圧装置１１の稼動中、滞留部２６内のエアを継続して吸引しなくともよい分、空圧装置１１が消費する電力を低減できる。
エジェクタ３８が滞留部２６内のエアを吸引しているとき、第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１には、ロッド２０に対して離間する方向の力が作用する。したがって、ピストン１７及びロッド２０が移動しているとき、第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１のロッド２０に対する接触圧は小さくなり、それに伴って、第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１とロッド２０との間での摩擦も小さくなる。その結果、第２ロッドパッキン２９から磨耗粉が生じることを抑制できる。
【００３３】
（２）エジェクタ３８の供給ポート３８ａには、輸送用配管３９によって、エアシリンダ１３の第１シリンダ室１８及び第２シリンダ室１９から排出されたエアが供給されるように構成されている。そして、第１急速排気弁４３及び第２急速排気弁４４によって、第１シリンダ室１８及び第２シリンダ室１９から排出されたエアをエジェクタ３８の供給ポート３８ａに供給するか否かが切り替えられる。そのため、エアシリンダ１３からエアが排出されるとエジェクタ３８は作動する。したがって、滞留部２６内のエアを吸引するときに電力を消費することはないため、真空ポンプを用いて滞留部２６内のエアを吸引する場合に比べて消費電力を低減することができる。
【００３４】
（３）シリンダハウジング１６の内部は、ピストン１７によって第１シリンダ室１８及び第２シリンダ室１９に区画されている。そして、給排用配管３２は、第１シリンダ室１８にエアを給排するための第１配管３４と、第２シリンダ室１９にエアを給排するための第２配管３５とから構成されている。第１配管３４の途中部分からは第１輸送配管４０が分岐するとともに、第２配管３５の途中部分からは第２輸送配管４１が分岐し、第１輸送配管４０と第２輸送配管４１とは合流する。そして、第１輸送配管４０と第２輸送配管４１との合流部からは、合流配管４２が延びてエジェクタ３８の供給ポート３８ａに接続されている。したがって、第１シリンダ室１８及び第２シリンダ室１９のどちらからエアが排出されても、その排出されたエアをエジェクタ３８の駆動源として用いることができるようになる。
【００３５】
実施の形態は、前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 吸引手段の構成を変更してもよい。例えば、図５に示すように、排出配管３７に、エジェクタ３８の代わりに真空ポンプ５０を設けるとともに輸送用配管３９を省略し、真空ポンプ５０よりもエアシリンダ１３側の排出配管３７にタンク５１、及び開閉弁５２を順に設ける。真空ポンプ５０は、タンク５１内を真空引きして負圧にするように構成されている。そして、ロッド２０及びピストン１７が移動するときには、制御装置３６が開閉弁５２を開いて、タンク５１が排出配管３７及びポート２７を介して滞留部２６内のエアを吸引するように構成されている。また、タンク５１には、タンク５１内の圧力を検出する図示しない圧力センサが設けられている。そして、圧力センサの検出結果に基づいてタンク５１内の圧力が所定の負圧に達したと制御装置３６が判断すると、制御装置３６は、真空ポンプ５０に対する電力の供給を停止して、真空ポンプ５０による真空引きを休止させる。また、制御装置３６は、タンク５１内の圧力が所定の負圧よりも大きくなったと判断すると、真空ポンプ５０に対して電力を供給して、真空ポンプ５０による真空引きを再開させる。したがって、真空ポンプ５０が稼動するのは、タンク５１内の圧力が所定の負圧よりも大きくなってから、再び、タンク５１内の圧力が所定の負圧に戻るまでの所定期間であり、空圧装置１１の稼動中、真空ポンプ５０は間欠運転される。したがって、真空ポンプ５０を継続して運転する場合に比べて、真空ポンプ５０が消費する電力を低減することができる。
【００３６】
○ 第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１の形状を変更してもよい。第２ロッドパッキン２９の内周側リップ部３１は、滞留部２６内が吸引されて負圧になったときにロッド２０に対して離間する方向に引き付けられる形状であればよく、第２ロッドパッキン２９の径方向断面においてその厚みが一定な形状に変更してもよい。すなわち、滞留部２６内が吸引されて負圧になったときにロッド２０に対して離間する方向に引き付けられる内周側リップ部３１を有するのならば、第１ロッドパッキン２３と同じ構成のものを第２ロッドパッキン２９として用いてもよい。また、第２ロッドパッキン２９は、例えば、径方向断面が略Ｙ字形状のものでもよい。
【００３７】
○ 第１ロッドパッキン２３の形状は、径方向断面が略Ｖ字形状のものに限らない。例えば、第１ロッドパッキン２３の形状は、径方向断面が、略Ｙ字形状のものでもよい。また、第１ロッドパッキン２３として、径方向断面が略円形状である、いわゆるＯリングを用いてもよい。
【００３８】
○ シリンダハウジング１６の構成を変更してもよい。シリンダハウジング１６は、一つの部材から構成されていなくともよく、例えば、シリンダチューブと、シリンダチューブの開口端部を閉塞するカバー部材とによってシリンダハウジング１６を構成してもよい。そして、この場合、シリンダハウジング１６の端壁部１５は、カバー部材によって構成され、ロッド２０はカバー部材を貫通するようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】空圧装置を示す構成図。
【図２】突出方向にピストン及びロッドが移動している状態における空圧装置を示す構成図。
【図３】ピストン及びロッドが停止している状態における空圧装置を示す構成図。
【図４】没入方向にピストン及びロッドが移動している状態における空圧装置を示す構成図。
【図５】別の実施形態における空圧装置を示す構成図。
【符号の説明】
【００４０】
１１…空圧装置、１３…エアシリンダ、１５…端壁部、１６…シリンダハウジング、１８…第１シリンダ室、１９…第２シリンダ室、２０…ロッド、２１…貫通孔、２３…第１ロッドパッキン、２６…滞留部、２７…ポート、２９…第２ロッドパッキン、３２…給排用配管、３７…排出配管、３８…吸引手段としてのエジェクタ、５０…吸引手段としての真空ポンプ、５１…吸引手段としてのタンク。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダハウジング内にピストン及びロッドからなる可動部を移動可能に収容するとともに前記ロッドが前記シリンダハウジングの端壁部を貫通したエアシリンダと、前記エアシリンダ外に設けられた吸引手段と、を備えた空圧装置において、
前記ロッドが挿通されている前記端壁部の貫通孔には、前記ロッド及び前記端壁部の間をシールする第１ロッドパッキンと、前記第１ロッドパッキンよりも前記ロッドの先端側に位置し、前記第１ロッドパッキンから漏れたエアが流れ込む滞留部と、前記滞留部よりも前記ロッドの先端側に位置し、前記ロッド及び前記端壁部の間をシールする第２ロッドパッキンと、が設けられ、
前記シリンダハウジングには、前記エアシリンダ外に開口するとともに前記滞留部と連通するポートが設けられ、
前記第２ロッドパッキンは、先端が前記滞留部側を向いた状態で前記ロッドと摺接するリップ部を有し、
前記吸引手段は、前記可動部が停止している間は前記滞留部内を吸引せず、前記可動部が移動している間は前記ポートを介して前記滞留部内のエアを吸引するように構成され、
前記リップ部は、前記吸引手段による前記滞留部内のエアの吸引に伴って、前記ロッドに対して離間する方向に引き付けられることを特徴とする空圧装置。
【請求項２】
前記吸引手段は、前記エアシリンダからの排気により動作するエジェクタであり、
前記ポートには前記エジェクタの吸引ポートが接続されている請求項１に記載の空圧装置。
【請求項１】
シリンダハウジング内にピストン及びロッドからなる可動部を移動可能に収容するとともに前記ロッドが前記シリンダハウジングの端壁部を貫通したエアシリンダと、前記エアシリンダ外に設けられた吸引手段と、を備えた空圧装置において、
前記ロッドが挿通されている前記端壁部の貫通孔には、前記ロッド及び前記端壁部の間をシールする第１ロッドパッキンと、前記第１ロッドパッキンよりも前記ロッドの先端側に位置し、前記第１ロッドパッキンから漏れたエアが流れ込む滞留部と、前記滞留部よりも前記ロッドの先端側に位置し、前記ロッド及び前記端壁部の間をシールする第２ロッドパッキンと、が設けられ、
前記シリンダハウジングには、前記エアシリンダ外に開口するとともに前記滞留部と連通するポートが設けられ、
前記第２ロッドパッキンは、先端が前記滞留部側を向いた状態で前記ロッドと摺接するリップ部を有し、
前記吸引手段は、前記可動部が停止している間は前記滞留部内を吸引せず、前記可動部が移動している間は前記ポートを介して前記滞留部内のエアを吸引するように構成され、
前記リップ部は、前記吸引手段による前記滞留部内のエアの吸引に伴って、前記ロッドに対して離間する方向に引き付けられることを特徴とする空圧装置。
【請求項２】
前記吸引手段は、前記エアシリンダからの排気により動作するエジェクタであり、
前記ポートには前記エジェクタの吸引ポートが接続されている請求項１に記載の空圧装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１４４８２８（Ｐ２０１０−１４４８２８Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２２５９９（Ｐ２００８−３２２５９９）
【出願日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【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２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【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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