特許ウォッチ

公開番号2025086829
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-09
出願番号2023201146
出願日2023-11-28
発明の名称シリンダ装置及びシリンダ装置の製造方法
出願人藤倉コンポジット株式会社
代理人個人
主分類F15B 15/14 20060101AFI20250602BHJP(流体圧アクチュエータ;水力学または空気力学一般)
要約【課題】本発明は、小型化しても簡単な構成で動作精度を維持することができるシリンダ装置の提供を目的とする。
【解決手段】本発明のシリンダ装置10は、ロッド32及びストッパー34を有するピストン30と、ロッド32を支持する空気軸受50と、一物品で構成され、ロッド32の軸方向に沿う貫通孔28及び複数のポートを有し、貫通孔28の一端側の開口からロッド32の先端をはみ出たせてピストン30及び空気軸受50を収容する筐体20と、貫通孔28の他端側の開口を塞ぐ蓋70とを備え、貫通孔28は、前記一端側から前記他端側に並ぶ、前記他端側に閉空間CPを形成して空気軸受50が固定されている第1孔281、ロッド32の一部が嵌め込まれている第2孔282、ストッパー34が前記軸方向に移動可能となるようにストッパー34が嵌め込まれている第3孔283、及び、蓋70が固定されている第4孔284を含む。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
ロッド及びその基端に固定されているストッパーを有するピストンと、
前記ロッドを貫通させながら支持する空気軸受と、
一物品で構成され、（Ａ）前記ロッドの軸方向に沿う貫通孔及び（Ｂ）複数のポートを有し、前記貫通孔の一端側の開口から前記ロッドの先端をはみ出たせて内部に前記ピストン及び前記空気軸受を収容する筐体と、
前記貫通孔の他端側の開口を塞ぐ蓋と、
を備え、
（Ａ）前記貫通孔は、前記一端側の開口から前記他端側の開口に亘って並ぶ、（Ａ１）前記他端側に閉空間を形成して前記空気軸受が固定されている第１孔、（Ａ２）当該第１孔よりも小径かつ浅く、前記ロッドが前記軸方向に移動可能となるように前記ロッドの一部が嵌め込まれている第２孔、（Ａ３）当該第２孔よりも深く、前記ストッパーが前記軸方向に移動可能となるように前記ストッパーが嵌め込まれている第３孔、及び、（Ａ４）前記蓋が固定されている第４孔を含み、
（Ｂ）前記複数のポートは、（Ｂ１）前記第１孔における前記空気軸受の対向面と前記筐体の外面とで開口している給気ポート、（Ｂ２）前記第３孔と前記外面とで開口している給排気ポート、及び、（Ｂ３）前記第１孔における前記閉空間の形成面と前記外面とで開口している排気ポートを含む、
シリンダ装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記空気軸受は、前記軸方向においてその前記一端側の端面の位置が前記筐体における前記一端側の端面の位置となるように、前記第１孔に固定されている、
請求項１に記載のシリンダ装置。
【請求項３】
前記閉空間に収容され、前記軸方向における前記空気軸受の固定位置を位置決めするスペーサー、
をさらに備える、
請求項１又は２に記載のシリンダ装置。
【請求項４】
前記スペーサーは、中央に前記ロッドが嵌め込まれているリング状の部材であり、その内周面に溝が形成されている、
請求項３に記載のシリンダ装置。
【請求項５】
前記第３孔の内部に収容され、前記ピストンの移動時において、前記ストッパーが前記第３孔における前記一端側の停止位置に到達して発生する振動を吸収するダンパー、
をさらに備え、
前記ダンパーは、前記ストッパーにおける前記一端側の面に取り付けられている、
請求項１に記載のシリンダ装置。
【請求項６】
前記第４孔の周面には、雌ねじが形成されており、
前記蓋の外周面には、前記雌ねじに嵌る雄ねじが形成されており、
前記蓋は、前記雄ねじが前記雌ねじに締め付けられて、前記第４孔に固定される、
請求項１に記載のシリンダ装置。
【請求項７】
前記閉空間に収容され、前記軸方向における前記空気軸受の固定位置を位置決めするスペーサー、
をさらに備え、
前記第４孔の周面には、雌ねじが形成されており、
前記蓋の外周面には、前記雌ねじに嵌る雄ねじが形成されており、
前記蓋は、前記雄ねじが前記雌ねじに締め付けられて、前記第４孔に固定される、
請求項５に記載のシリンダ装置。
【請求項８】
前記ストッパーにおける前記他端側の面及び前記蓋における前記一端側の面の一方又は両方には、凹みが形成されており、
前記ストッパー及び前記蓋の一方又は両方には、前記給排気ポートから送り込まれる空気を前記凹みに流すための連通路が形成されている、
請求項１に記載のシリンダ装置。
【請求項９】
直方体状の金属体を前記筐体にする第１工程であって、
（ａ）直方体状の金属体の第１面から、前記第２孔と同じ径で前記金属体を貫通する基準孔を形成して、前記金属体を第１金属体にする工程、
（ｂ）前記第１金属体の前記第１面から、前記基準孔と同軸並びに前記第１孔と同径及び同深の孔を形成して、前記第１金属体を前記第１孔を有する第２金属体にする工程、
（ｃ）前記第２金属体における前記第１面と反対側の第２面から、前記基準孔と同軸並びに前記第３孔と同径及び前記第３孔の深さと前記第４孔の深さとを足した深さの孔を形成して、前記第２金属体を前記第２孔及び前記第３孔を有する第３金属体にする工程、並びに、
（ｄ）前記第３金属体の前記第２面から、前記基準孔と同軸並びに前記第４孔と同径及び同深の孔を形成して、前記第３金属体を前記第４孔を有する第４金属体にする工程、
を含む第１工程と、
前記第４金属体の前記第１孔に、前記スペーサーを挿入し、次いで前記空気軸受を挿入する第２工程と、
前記第２工程の後に、前記第４金属体の前記第４孔から、前記ピストンを挿入する第３工程と、
前記第３工程の後に、前記蓋を前記第４孔に固定する第４工程と、
を含む、
請求項３に記載のシリンダ装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第３工程の前に行われる工程であって、前記ストッパーにおける前記一端側の面にダンパーを取り付ける工程、
をさらに含む、
請求項９に記載のシリンダ装置の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダ装置及びシリンダ装置の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、その図１、請求項１等に示されるように、エアベアリングシリンダと、当該エアベアリングシリンダ及び圧力制御弁で構成されるシリンダシステムとが開示されている。
このエアベアリングシリンダは、シリンダ室とロッド挿通孔とを有するシリンダブロックと、一端を突出させた状態でロッド挿通孔内に挿通されるとともに、シリンダ室内に位置する非突出端側の所定の箇所に圧力作用部が形成されたロッドと、ロッドをその長手方向に沿って移動させるための制御エアをシリンダ室内に供給する推力ポートと、ロッド挿通孔の内壁面に設けられるとともに、加圧エアを噴出することによってロッドを非接触的に支承する軸受け部材と、軸受け部材から噴出される加圧エアを外部に排出する真空引きポートと、加圧エアを軸受け部材のロッド突出端側の端面から真空引きポートへ導く排気通路とからなるとされている。また、前述のシリンダシステムは、このエアベアリングシリンダと、圧力制御弁とを備え、シリンダ室内のエアの圧力を所定値以下に維持するための圧力制御弁をシリンダ室に接続したものとされている。
【０００３】
特許文献１の要約書を参照すると、前述のシリンダシステムは、エアベアリングシリンダの小型化を図ることを目的として発明されたようである。そして、その小型化に伴い課題となるロッドの移動制御の精度の低下を解決するために、エアベアリングシリンダに外部から圧力制御弁を接続することでこの課題を解決している。
また、前述のエアベアリングシリンダのシリンダブロック（筐体）には、特許文献１の図１等に示されるように、推力ポート、ロッド挿入孔、真空引きポート、排気通路等の複数の孔が形成されている。そして、これらの孔の形状からすると、シリンダブロックは一物品ではなく、複数のパーツを繋ぎ合わせて構成されていると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平８－１５２００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
加工難易度、組立性等を考慮しなければ、特許文献１に開示されているエアベアリングシリンダを小型化することができるかもしれない。しかしながら、特許文献１の場合、ロッドの移動制御の精度を維持するために、エアベアリングシリンダに接続される外部装置としての圧力制御弁を必要とする。つまり、特許文献１の場合、エアベアリングシリンダのみで動作精度を維持した小型化を実現することができない。
また、特許文献１のエアベアリングシリンダを構成するシリンダブロックは、複数のパーツを繋ぎ合わせて構成されているため、量産時に組立ばらつきを生じ得る。これに伴い、量産後のエアベアリングシリンダの動作精度のばらつきを生じ得る。
【０００６】
本発明は、小型化しても簡単な構成で動作精度を維持することができるシリンダ装置の提供を目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１構造のシリンダ装置は、
ロッド及びその基端に固定されているストッパーを有するピストンと、
前記ロッドを貫通させながら支持する空気軸受と、
一物品で構成され、（Ａ）前記ロッドの軸方向に沿う貫通孔及び（Ｂ）複数のポートを有し、前記貫通孔の一端側の開口から前記ロッドの先端をはみ出たせて内部に前記ピストン及び前記空気軸受を収容する筐体と、
前記貫通孔の他端側の開口を塞ぐ蓋と、
を備え、
（Ａ）前記貫通孔は、前記一端側の開口から前記他端側の開口に亘って並ぶ、（Ａ１）前記他端側に閉空間を形成して前記空気軸受が固定されている第１孔、（Ａ２）当該第１孔よりも小径かつ深く、前記ロッドが前記軸方向に移動可能となるように前記ロッドの一部が嵌め込まれている第２孔、（Ａ３）当該第２孔よりも深く、前記ストッパーが前記軸方向に移動可能となるように前記ストッパーが嵌め込まれている第３孔、及び、（Ａ４）前記蓋が固定されている第４孔を含み、
（Ｂ）前記複数のポートは、（Ｂ１）前記第１孔における前記空気軸受の対向面と前記筐体の外面とで開口している給気ポート、（Ｂ２）前記第３孔と前記外面とで開口している給排気ポート、及び、（Ｂ３）前記第１孔における前記閉空間の形成面と前記外面とで開口している排気ポートを含む。
【０００８】
第２構造のシリンダ装置は、
第１構造のシリンダ装置において、
前記空気軸受は、前記軸方向においてその前記一端側の端面の位置が前記筐体における前記一端側の端面の位置となるように、前記第１孔に固定されている。
【０００９】
第３構造のシリンダ装置は、
第１構造又は第２構造のシリンダ装置において、
前記閉空間に収容され、前記軸方向における前記空気軸受の固定位置を位置決めするスペーサー、
をさらに備える。
【００１０】
第４構造のシリンダ装置は、
第３構造のシリンダ装置において、
前記スペーサーは、中央に前記ロッドが嵌め込まれているリング状の部材であり、その内周面に溝が形成されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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