JPH0511364Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、シリンダ本体に、ピストン及びピス
トンロツドが圧力流体の給排制御により前記シリ
ンダ本体の軸芯方向に沿つて摺動移動自在に支持
されているとともに、前記ピストン及びピストン
ロツドの摺動運動を回転運動に変換するボールス
クリユー利用の摺動回転運動変換機構が設けら
れ、この運動変換機構の螺軸に連なる出力軸部に
制動力を付与可能なブレーキならびに前記螺軸の
回転量を検出可能な回転量検出器が備えられてい
る流体圧シリンダに関する。

以上の如き構成の流体圧シリンダは、圧力流体
の供給によりピストン及びピストンロツドを摺動
駆動運動させてピストンロツド先端部に装着し
た、例えば、作業テーブルや加工工具などの可動
部の位置を一次元面内で変更する際、その摺動運
動をボールスクリユー利用の運動変換機構を介し
て回転運動に変換して、僅少な摺動変位置を大き
く増幅したかたちの回転量として検出し、かつそ
の検出回転量が設定値に達したとき、圧力流体の
供給を停止すると同時に前記ブレーキを作動させ
ることによつて、前記可動部の一次元面内の位置
制御を極めて高精度に行ない得るといつた利点を
有している。

然し乍ら、このような流体圧シリンダでは、上
記の運動変換機構が組み込まれているのもである
故に、その運動変換機構を構成する螺軸の一端部
がガイド部材等を介してピストンロツドの軸芯孔
内周面に摺接するように回転のみ自在に支持さ
れ、かつ螺軸の回転に振れが生じないようにする
ために前記ガイド部材等をピストンロツドの軸芯
孔の内周面に強く摺接させる構成が採られるため
に、このようなボールスクリユー式の運動変換機
構が組み込まれてないものと比べて、ピストン及
びピストンロツドの摺動運動時においてピストン
及びピストンロツドに不要な回転力が作用しやす
く、このような回転力によつてピストンロツドが
その軸芯周りで不測に回り、その結果、前記可動
部の姿勢、とくに二次元面内の姿勢が崩れて、折
角の高精度な一次元内面の位置制御の効果を半減
してしまう恐れがある。

従つて、可動部の位置および姿勢制御にともな
う各種の加工精度を真に高くするためには、ピス
トン及びピストンロツドの回り止めが必須であ
り、そのような回り止め手段として、従来一般に
は次の［］又は［］で記載の構成を要旨とす
る手段が採られていた。

［］ 第３図で示すように、前記ピストンロツ
ド３の外周面及びこのピストンロツド３に対す
るシリンダ本体１の摺動案内部１Ｈの内周面を
四角形等の異形面に形成する。

［］ 第４図で示すように、前記シリンダ本体
１に、前記ピストンロツド３と平行に姿勢する
ガイド軸５０を摺動自在に支承するプラケツト
５１を固着し、前記ピストンロツド３と前記ガ
イド軸５０等を一体連結する部材５２を設け
る。

前者［］による場合は、ピストンロツド３及
びシリンダ本体１の摺動案内部１Ｈの加工に高度
の技術と多大の手間を要するばかりでなく、ピス
トンロツド３とシリンダ本体１との間のシールを
確実にすることが困難で、流体漏れを生じ易い欠
点があり、また、後者［］による場合は、シリ
ンダ本体１の外周部に回り止めのための構成部材
が突出位置するため、シリンダ全体が大型化する
欠点がある。

本考案は以上の実情に鑑みてなされたものであ
つて、ピストン及びピストンロツドの二次元面内
に亘る位置制御を極めて高精度に行ない得ると同
時に、シリンダ全体を可及的に小型で、かつ加工
コストの安いものとしながら、所期の回り止めを
確実にして、加工精度の顕著な向上を達成できる
流体圧シリンダを提供する目的を有する。

上記の目的を達成するためになされた本考案に
係る流体圧シリンダは、シリンダ本体に、ピスト
ン及び真円状のピストンロツドが圧力流体の給排
制御により前記シリンダ本体の軸芯方向に沿つて
摺動移動自在に支持されているとともに、前記ピ
ストンロツドの軸芯孔とヘツドカバーとに亘つて
回転のみ自在に架設された螺軸とこの螺軸の螺旋
溝内を転動する多数のボール群を循環可能に保持
し前記ピストンに固定連結されたナツト体とによ
り、前記ピストン及びピストンロツドの摺動運動
を増幅回転運動に変換するボールスクリユー利用
の摺動回転運動変換機構を設け、この運動変換機
構における前記螺軸の出力軸部に、この螺軸の回
転量を検出可能な回転量検出器が設けられ、かつ
この回転量検出器による検出回転量が設定値と一
致したとき、前記シリンダ本体への圧力流体の供
給を停止する手段ならびに前記螺軸に制動力を付
与するブレーキを備えた流体圧シリンダであつ
て、前記ピストンロツドの軸芯を、前記シリンダ
本体の内周面及びピストンの外周面の軸芯に対し
て偏芯させて、ピストンロツドの回り止めをおこ
なうように構成したことを特徴とするものであ
る。

［作用］ 前記シリンダ本体の内周面とピストンロツドの
各外周面を夫々最も加工し易い真円状に形成し乍
らも、このシリンダ本体の軸芯とピストンロツド
の軸芯とを偏芯させることにより、ピストン及び
ピストンロツドの摺動運動時において、その摺動
運動にともなつて変換された螺軸の回転力がピス
トンロツドに働いても、その回転力を前記シリン
ダ本体の内周面とピストンの外周面との接当力に
て阻止して、ピストン及びピストンロツドを回り
止め状態で所定通りに摺動させ、もつて、ピスト
ン及びピストンロツドの一次元面内（摺動方向）
での高精度な位置制御と回り止めによる二次元面
内の姿勢制御とにより、ピストンロツド先端部の
位置制御を極めて高精度化できる。

［効果］ 以上の通り、本考案による時は、前記のボール
スクリユー利用の運動変換機構及び回転量検出器
並びにブレーキの存在によつて、ピストン及びピ
ストンロツドの一次元面内での位置制御を極めて
高精度に行ない得るとともに、このピストン及び
ピストンロツドの摺動運動時の不要な回転防止、
つまり回り止めを確実に行なつて、ピストンロツ
ドの先端部に装着した可動部の位置制御および姿
勢制御とも確実かつ精度良く行なつて、これら両
制御にともなう各種の加工精度を著しく向上する
ことができる。しかも、回り止めのための構成に
特殊な加工技術を要さず、加工の容易化とシール
の確実化とを図り得るのみならず、ピストンロツ
ドの軸芯を、シリンダ本体の内周面の軸芯に対し
て偏芯させるだけであるから、上述のような高い
精度性能を有するシリンダ全体を、その外部には
突出部のない、できるだけ小型のものに構成でき
るに至つた。

シリンダ本体１は、第１図、第２図で示すよう
に、圧力流体の給排用接続口１Ａ，１Ｂを有する
シリンダチユーブ１Ｃとヘツドカバー１Ｄならび
にロツドカバー１Ｅなどからなる。２はピスト
ン、３はピストンロツド、４は螺合状態のピスト
ン２とピストンロツド３を固定するピン、５はピ
ストンパツキン、６はピストンガスケツトであ
る。

そして、前記ピストン２にて区画形成されたシ
リンダ本体１内の両シリンダ室１Ｆ，１Ｇに対し
て圧力流体を給排することにより、前記ピストン
２及びピストンロツド３がシリンダチユーブ１Ｃ
の軸芯方向に一体的に摺動移動されるように構成
されている。

前記シリンダチユーブ１Ｃの内周面とピストン
２の外周面ならびにピストンロツド３の外周面は
夫々軸芯方向視において真円状に形成され、か
つ、前記ピストンロツド３の軸芯ａが前記シリン
ダチユーブ１Ｃの内周面及びピストン２外周面の
軸芯ｂに対してそれと直交する方向に変位させら
れている。

このように両者の軸芯ａ，ｂを変位させること
により、シリンダ本体１とピストン２及びピスト
ンロツド３との相対回転を阻止することができる
のである。

また、前記シリンダ本体１には、前記ピストン
２及びピストンロツド３の摺動運動を回転運動に
変換するボールスクリユー利用の摺動回転変換機
構７と、この機構７の螺軸８に制動力を付与可能
な電磁ブレーキ９ならびに、前記螺軸８の回転量
を検出するパルスエンコーダ（回転量検出器の一
例である。）１０とが装備されている。

前記摺動回転変換機構７を構成するに、前記シ
リンダ本体１のヘツドカバー１Ｄとピストンロツ
ド３の軸芯孔３ａに亘つて、螺軸部８ａと出力軸
部８ｂとからなる前記の螺軸８を、ベアリング１
１，１１及び環状ガイド部材１２を介して回転の
み自在に架設するとともに、前記ピストン２の後
端部には、前記螺軸８に螺合するナツト体１３を
固定連結している。

前記ナツト体１３には、螺軸８の螺旋溝を転動
する多数のボール１４を保持している。このボー
ル１４群はナツト体１３内で循環する。

そして、前記シリンダ本体１内の両シリンダ室
１Ｆ，１Ｇに対する圧力流体の給排制御により、
ピストン２及びナツト体１３を一体移動させる
と、これに伴い螺軸８が回転され、これの回転量
をパルスエンコーダ１０がとらえる。ピストン２
の変位量と検出した回転量との間には方向を含め
て１対１の対応関係にある。そして変位量が大き
く増幅されたかたちで回転量となる。

パルスエンコーダ１０の出力信号がコントロー
ルでカウントされ、これが設定値と一致したとき
にコントローラの制御信号が圧力流体回路中の電
磁バルブを閉動する。同時に電磁ブレーキ９を作
動させる。

パルスエンコーダ１０が接続されるコントロー
ラとしてマイクロコンピユータなどを利用するの
が好ましい。

尚、前記圧力流体としては油圧、水圧、空気圧
などの何れを使用しても良い。

次に別の実施例を説明する。図示省略 ［］ ブレーキ９としては電磁ブレーキ以外、
油圧ブレーキ、ハンドブレーキ、ドラムブレー
キその他何でも良い。

［］ 回転量検出器１０としては、パルスエン
コーダ以外何でも良い。メカニツクな出力形態
をとるものでも良。

［］ 回転量検出器１０を入力とするコントロ
ーラは何を制御対象としても良い。

［］ 回転量検出器１０、ブレーキ９、摺動回
転変換機構７はなくても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本考案に係る流体圧シリンダ
の実施例を示し、第１図は縦断側面図、第２図は
第１図の−線断面図である。第３図、第４図
は夫々従来の流体圧シリンダを示す要部の斜視図
である。 １……シリンダ本体、２……ピストン、３……
ピストンロツド、７……摺動回転変換機構、１０
……回転量検出器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダ本体１に、ピストン２及び真円状のピ
   ストンロツド３が圧力流体の給排制御により前記
   シリンダ本体１の軸芯方向に沿つて摺動移動自在
   に支持されているとともに、前記ピストンロツド
   ３の軸芯孔３ａとヘツドカバー１Ｄとに亘つて回
   転のみ自在に架設された螺軸８とこの螺軸８の螺
   旋溝内を転動する多数のボール１４群を循環可能
   に保持し前記ピストン２に固定連結されたナツト
   体１３とにより前記ピストン２及びピストンロツ
   ド３の摺動運動を増幅回転運動に変換するボール
   スクリユー利用の摺動回転運動変換機構７を設
   け、この摺動回転運動変換機構７における前記螺
   軸８の出力軸部８ｂに、この螺軸８の回転量を検
   出可能な回転量検出器１０が設けられ、かつこの
   回転量検出器１０による検出回転量が設定値と一
   致したとき、前記シリンダ本体１への圧力流体の
   供給を停止する手段ならびに前記螺軸８に制動力
   を付与するブレーキ９を備えた流体圧シリンダで
   あつて、前記ピストンロツド３の軸芯ａを、前記
   シリンダ本体１の内周面及びピストン２の外周面
   の軸芯ｂに対して偏芯させて、前記ピストンロツ
   ド３の回り止めをおこなうように構成したことを
   特徴とする流体圧シリンダ。