JP2016080128A - ガイド機構付きロッドレスシリンダ - Google Patents

Abstract

【課題】 ガイド機構に案内されるスライダに上下、左右方向から大きな負荷が掛かった場合でも、移動部材を滑らかに往復動させるようにしたガイド機構付きロッドレスシリンダを提供する。【解決手段】 ガイド機構３２は、シリンダチューブ２の側壁に装着した内側転動溝３４ａを形成した合金鋼から成る第１レール部材３４と、スライダ２７の突出部３１に装着した外側転動溝３６ａを形成した合金鋼から成る第２レール部材３６とを有し、スライダ２７に上下、左右方向から大きな負荷Ｆが掛かった場合に、合金鋼から成る内、外側転動溝３４ａ、３６ａの限界面圧が高く、各溝３４ａ、３６ａに窪み等の転動体４３の転動に影響が生じるようなことがない。よって、前記負荷Ｆが掛かった場合でもスライダ２７（移動部材１７）を滑らかに往復動させることができる。【選択図】 図３

Description

本発明は、ガイド機構に案内されるスライダを移動部材によって往復動させるようにしたガイド機構付きロッドレスシリンダに関する。

従来、ガイド機構付きロッドレスシリンダは、軸方向のスリットを有するシリンダチューブ内に嵌装されるピストンとシリンダチューブ外側のピストンマウントとが、前記スリットを通るピストンヨークにより連結されて移動部材を構成し、前記スリットは内、外側シールバンドで塞がれ、ガイド機構に案内されるスライダを前記移動部材によって往復動させるようになっている。前記ガイド機構は、特許文献１のように、円形のシリンダチューブの外周部両側に設けた摺動ガイド用の溝に、ガイドアームに設けたボールウェイに収容したボールを係合させて構成されるもの。また、特許文献２では、シリンダ下部に形成されたつば部の上面に取り付けたガイドレールに、テーブルの下方端内側に取り付けたガイド部材を係合させて構成されるものが知られている。

実開平３−２９０２号公報 特許第２７２１３０１号公報

特許文献１では、ガイドアームに上下、左右方向から大きな負荷が掛かった場合には、アルミ材から成る摺動ガイド用の溝は限界面圧が低いことから、複数のボールの圧接により前記溝に窪み等のボールの転動に影響が生じるおそれがあり、前記溝に沿って移動するガイドアームが滑らかに移動できない問題があった。また、円形のシリンダチューブの外周部に前記溝が形成されるので、その溝の中心はシリンダチューブの上下方向の中心位置となる。しかし、シリンダチューブ内に圧力空気が供給されると、シリンダチューブの外周部が外側へ弾性変形し、前記溝がボールに負荷を掛けることになるが、その負荷を減らすために溝の中心をシリンダチューブの上下方向の中心位置より下方に配置することができない。また、特許文献２では、ガイドレールをシリンダ側面から幅方向に張り出したつば部の上面に固定しなければならず、シリンダの幅方向長さが大きくなりシリンダの取り付け位置が限られるおそれがあった。
そこで本発明の課題は、上記問題点に鑑み、ガイド機構に案内されるスライダに上下、左右方向から大きな負荷が掛かった場合でも、移動部材を滑らかに往復動させるようにしたガイド機構付きロッドレスシリンダを提供することを目的とする。

本発明は、軸方向のスリットを有するシリンダチューブのシリンダ孔に嵌装されるピストンとシリンダチューブ外側のピストンマウントとが、前記スリットを通るピストンヨークにより連結されて移動部材を構成し、前記スリットは内、外側シールバンドで塞がれ、ガイド機構に案内されるスライダを前記移動部材によって往復動させるようにしたガイド機構付きロッドレスシリンダにおいて、前記スライダはシリンダチューブの上面を跨ぐように形成され、スライダの幅方向両端に形成される下方へ突出した突出部とシリンダチューブの側壁との間にガイド機構を設け、そのガイド機構は、シリンダチューブの長手方向に装着される内側転動溝を形成した第１レール部材と、スライダの突出部に装着される外側転動溝を形成した第２レール部材と、スライダの突出部に前記第２レール部材と平行に設けた案内路と、その案内路と内側転動溝とを連結する連結路を形成した連結部材と、内側転動溝、外側転動溝、案内路、連結路により形成される無端状の循環路内に収容される複数の転動体とを有していることを特徴とする。更に、前記シリンダチューブに形成されるシリンダ孔は非円形であり、そのシリンダ孔の上下方向の中心位置より下方に、内側転動溝と外側転動溝とで形成される循環路の中心を配置して成ることを特徴とする。

本発明では、移動部材によって移動するスライダに上下、左右方向から大きな負荷が掛かった場合に、その負荷によって、複数の転動体が第１レール部材の内側転動溝と第２レール部材の外側転動溝に圧接することになるが、合金鋼から成る内、外側転動溝の限界面圧が高く、各溝に窪み等の転動体の転動に影響が生じるようなことがない。よって、前記負荷が掛かった場合でもスライダを滑らかに往復動させることができる。また、ガイド機構の第１レール部材をシリンダチューブの側壁に装着したことで、シリンダチューブの幅方向長さが大きくなることがない。更に、シリンダチューブにスリットが形成されていると、シリンダ室に供給される圧流体によってシリンダチューブの両側壁が外側へ弾性変形し、ガイド機構の転動体に必要以上に負荷が掛かることでスライダが滑らかに移動できない等の影響が生じていたが、非円形のシリンダ孔の上下方向の中心位置より下方に、内側転動溝と外側転動溝とで形成される循環路の中心を配置したことで、シリンダチューブの両側壁の変形によってガイド機構の転動体に必要以上の負荷を掛けることが防止できる。

本実施形態のガイド機構付きロッドレスシリンダを示す図である。 図１の平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図である。 図１に示すガイド機構付きロッドレスシリンダの正面図であって、一部断面とした図である。

図１に示すガイド機構付きロッドレスシリンダ１のシリンダチューブ２は、アルミニウム等の非磁性材料を押し出し、もしくは、引き抜き成形で製造され、そのシリンダチューブ２は略矩形断面をしており、シリンダチューブ２内に非円形のシリンダ孔３を有すると共に、その長手方向全長に亘ってスリット４が形成されている。シリンダチューブ２には、図３に示すように前記シリンダ孔３とスリット４の他に、シリンダ孔３と平行な端部材取付用の取付穴５が形成されている。シリンダチューブ２の長手両端部は、端部材として示す左右のエンドキャップ６で塞がれ、左右のエンドキャップ６間にシリンダ室７が形成されている。各エンドキャップ６は、シリンダ孔３に対応して形成される嵌入軸部８の大径部をシリンダ孔３に嵌入した状態で、シリンダチューブ２の端部材取付用の取付穴５にタッピンねじ９を捩じ込むことで取付けられている。前記嵌入軸部８にはピストンダンパ１０が一体的に取付けられ、そのピストンダンパ１０と嵌入軸部８とで構成されるガスケット溝１１にシリンダガスケット１２が嵌合されている。

シリンダチューブ２のシリンダ孔３内には、ピストン本体１３ａの両端にピストンエンド１３ｂを有したピストン１３が嵌装され、そのピストン１３により前記シリンダ室７が前後シリンダ室７Ａ、７Ｂに区画されている。その前後シリンダ室７Ａ、７Ｂ内に、エンドキャップ６の給排孔１４から供給する圧流体によってピストン１３を往復動させるようになっている。ピストン本体１３ａには、前記スリット４を貫通するピストンヨーク１５が一体成形されている。そのピストンヨーク１５の一部は、シリンダチューブ２外側において左右に拡がり、ピストンマウント１６となっている。ピストン１３とピストンヨーク１５とピストンマウント１６とから移動部材１７が構成されている。ピストンマウント１６の下端外周には、全周に亘ってスクレーパ１８が取り付けられ、シリンダチューブ２の上面とピストンマウント１６の下面との間の隙間からの塵埃侵入を防止している。

前記スリット４の内側と外側は内、外側シールバンド１９、２０により塞がれている。内、外側シールバンド１９、２０は前記ピストンヨーク１５の上下を通り、その両端が左右のエンドキャップ６に連結されている。内、外側シールバンド１９、２０は、厚みの薄い、弾性を有する可撓性バンドであり、例えばスチールバンドなどの磁性材料から成る。外側シールバンド２０は、シリンダチューブ２の上面にスリット４両側に長手に沿って配置された磁石２１により吸着され、スリット４を外側から塞いでいる。また、ピストンヨーク１５を通過している部分を除いて内側シールバンド１９は、前記磁気吸着力とシリンダ室７に加わる流体圧力によりスリット４を内側から塞いでいる。

前記左右のエンドキャップ６には、内、外側シールバンド１９、２０が夫々対応して嵌め込まれるバンド挿入孔２２、２３が形成されている。また、上下方向に延び、バンド挿入孔２２、２３を貫くピン孔２４が設けられている。このバンド挿入孔２２、２３に前記内、外側シールバンド１９、２０の長手方向両端が嵌め込まれている。内、外側シールバンド１９、２０の両端に設けた図示しない取付孔とピン孔２４とを一致させた状態で、取付孔とピン孔２４に取付ピン２５を挿通することで、左右のエンドキャップ６に内、外側シールバンド１９、２０が連結される。また、左右のエンドキャップ６にはキャップカバー２６が取付けられ、上方から取付ピン２５を抜け止めしている。

前記シリンダチューブ２には、シリンダチューブ２を跨ぐように形成されるスライダ２７が配置されている。スライダ２７の下面側には凹部２８が形成され、その凹部２８に前記移動部材１７のピストンマウント１６を係合させ、スライダ２７を移動部材１７の往復動によってシリンダチューブ２の長手方向へ移動させるようになっている。左右のエンドキャップ６には、スライダ２７のストローク端での衝撃を緩和するためのショックアブソーバ２９と、スライダ２７の停止位置を調整するためのアジャストボルト３０とが取付けられている。スライダ２７の幅方向両端には下方へ突出するように突出部３１が形成されている。その突出部３１とシリンダチューブ２の側壁との間には、スライダ２７をシリンダチューブ２の長手方向に沿って案内するガイド機構３２が設けられている。

ガイド機構３２について説明する。シリンダチューブ２の両側壁には第１凹溝３３が形成され、断面形状を二つの円弧から成るゴシックアーチ形状とした内側転動溝３４ａを形成した合金鋼から成る第１レール部材３４が前記第１凹溝３３に装着されている。スライダ２７の突出部３１には、前記第１凹溝３３と対向する位置に第２凹溝３５が形成され、前記内側転動溝３４ａと同一形状である外側転動溝３６ａを形成した合金鋼から成る第２レール部材３６が前記第２凹溝３５に装着されている。本実施形態の前記第１、２レール部材３４、３６は合金鋼として例えばステンレス鋼から成形される。また、スライダ２７の突出部３１には前記第２凹溝３５と平行に貫通孔３７が穿設され、その貫通孔３７に案内路３８ａを穿設した筒体３８が収納されている。スライダ２７の突出部３１には、案内路３８ａと内側転動溝３４ａとを連結するＵ字状の連結路３９ａを有する一対の連結部材３９が配置されている。各連結部材３９に当接するようにスライダ２７の前後端にはエンドプレート４０がボルト４１によって取り付けられている。内側転動溝３４ａ、外側転動溝３６ａ、案内路３８ａ、連結路３９ａにより形成される無端状の循環路４２内に複数の球状の転動体４３が収容され、転動体４３はスライダ２７の往復動によって無端状の循環路４０に沿って転動するようになっている。

従って、ガイド機構３２は、シリンダチューブ２に装着される内側転動溝３４ａを形成した合金鋼から成る第１レール部材３４と、スライダ２７に装着される外側転動溝３６ａを形成した合金鋼から成る第２レール部材３６と、スライダ２７の突出部３１に前記第２レール部材３６と平行に設けた案内路３８ａと、その案内路３８ａと内側転動溝３４ａとを連結する連結路３９ａを形成した連結部材３９と、内側転動溝３４ａ、外側転動溝３６ａ、案内路３８ａ、連結路３９ａにより形成される無端状の循環路４２内に収容される複数の転動体４３とを有しており、そのガイド機構付きロッドレスシリンダ１では、移動部材１７によって移動するスライダ２７に上下、左右方向から大きな負荷Ｆが掛かった場合に、その負荷Ｆによって、複数の転動体４３が第１レール部材３４の内側転動溝３４ａと第２レール部材３６の外側転動溝３６ａに圧接することになるが、従来のようなアルミ材で形成される溝の限界面圧に比べて、合金鋼から成る内、外側転動溝３４ａ、３６ａの限界面圧が高く、各溝３４ａ、３６ａに窪み等の転動体４３の転動に影響が生じるようなことがない。よって、前記負荷Ｆが掛かった場合でもスライダ２７（移動部材１７）を滑らかに往復動させることが可能となる。

また、ガイド機構３２の第１レール部材３４をシリンダチューブ２の側壁に装着したことで、従来のようにシリンダチューブ２の幅方向に張り出したつば部を設ける必要もなく、シリンダチューブ２の幅方向長さが大きくならない。更に、シリンダチューブ２にスリット４が形成されていると、シリンダ室７に供給される圧流体によってシリンダチューブ２の両側壁が外側へ弾性変形し、ガイド機構３２の転動体４３に必要以上に負荷が掛かることでスライダ２７（移動部材１７）が滑らかに移動できない等の影響が生じていたが、非円形のシリンダ孔３の上下方向の中心位置より下方に、内側転動溝３４ａと外側転動溝３６ａとで形成される循環路４０の中心を配置したことで、従来のものよりガイド機構３２がスリット４から離れた位置に設けられ、シリンダチューブ２の両側壁の変形によってガイド機構３２の転動体４３に必要以上の負荷が掛かることがなくなった。

１ ガイド機構付きロッドレスシリンダ
２ シリンダチューブ
３ シリンダ孔
４ スリット
１３ ピストン
１５ ピストンヨーク
１６ ピストンマウント
１７ 移動部材
２７ スライダ
３１ 突出部
３２ ガイド機構
３４ 第１レール部材
３４ａ 内側転動溝
３６ 第２レール部材
３６ａ 外側転動溝
３８ａ 案内路
３９ａ 連結路
４２ 循環路
４３ 転動体

Claims (2)

1. 軸方向のスリットを有するシリンダチューブのシリンダ孔に嵌装されるピストンとシリンダチューブ外側のピストンマウントとが、前記スリットを通るピストンヨークにより連結されて移動部材を構成し、前記スリットは内、外側シールバンドで塞がれ、ガイド機構に案内されるスライダを前記移動部材によって往復動させるようにしたガイド機構付きロッドレスシリンダにおいて、前記スライダはシリンダチューブの上面を跨ぐように形成され、スライダの幅方向両端に形成される下方へ突出した突出部とシリンダチューブの側壁との間にガイド機構を設け、そのガイド機構は、シリンダチューブの長手方向に装着される内側転動溝を形成した合金鋼から成る第１レール部材と、スライダの突出部に装着される外側転動溝を形成した合金鋼から成る第２レール部材と、スライダの突出部に前記第２レール部材と平行に設けた案内路と、その案内路と内側転動溝とを連結する連結路を形成した連結部材と、内側転動溝、外側転動溝、案内路、連結路により形成される無端状の循環路内に収容される複数の転動体とを有していることを特徴とするガイド機構付きロッドレスシリンダ。
2. 前記シリンダチューブに形成されるシリンダ孔は非円形であり、そのシリンダ孔の上下方向の中心位置より下方に、内側転動溝と外側転動溝とで形成される循環路の中心を配置して成ることを特徴とする請求項１記載のガイド機構付きロッドレスシリンダ。