JP2675720B2 - ロッドレスシリンダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリンダチューブ内を
往復移動するピストンと、該シリンダチューブの外部に
露呈して前記ピストンとともに往復移動するスライドテ
ーブルとを備えたロッドレスシリンダに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ロッドレスシリンダが、工場内等
でワークの搬送装置として種々採用されるに至ってい
る。

【０００３】ロッドレスシリンダは、ロッドのあるシリ
ンダに比べてそのストローク長を短くすることができる
ため、占有面積が小さく、取り扱いに簡便であり、しか
もロッドのあるシリンダに比べてシリンダ内に塵埃等が
侵入することを防ぐことができる。その結果、高度な位
置決め動作等を行うことが可能である。

【０００４】この種のロッドレスシリンダは、シリンダ
とスライドテーブルとを備えており、シリンダチューブ
内に画成されたボア内を往復移動するピストンに前記ス
ライドテーブルが装着されるとともに、前記シリンダチ
ューブに形成されたスリットが該ピストンに係合する第
１シール部材と前記スライドテーブルに係合する第２シ
ール部材とによって閉塞されるよう構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のロッ
ドレスシリンダでは、ピストンにスライドテーブルを装
着する場合、このピストンに設けられた円板状のカプラ
ー部が前記スライドテーブルに形成された開口部に嵌合
されるとともに、該カプラー部に配設されたローラとス
ライドテーブルとの間に前記第２シール部材が介装され
ている。このため、例えばスライドテーブルに外力が作
用し、このスライドテーブルがピストンに対して回動し
た状態で使用されると、カプラー部に配設されたローラ
には、この回転方向に傾斜する方向に第２シール部材を
介して外力が作用してしまう。このため、ローラが円滑
に回転されないことからスライドテーブルの円滑な往復
動作が達成されないという問題が指摘されている。しか
も、ローラが回転せずにこのローラと第２シール部材と
が互いに摺動することになり、前記第２シール部材が損
傷し易くなるという問題がある。

【０００６】さらに、ロッドレスシリンダの組付時にお
いて、スライドテーブルがピストンに対して回動した状
態で装着されるおそれがある。従って、ロッドレスシリ
ンダがこのような位置決め不良が発生した状態で使用さ
れると、カプラー部に配設されたローラが円滑に回転さ
れずに第２シール部材の耐久性が低下する等、上記と同
様の問題が惹起されてしまう。

【０００７】本発明は、この種の問題に鑑みなされたも
のであり、簡単な構成でピストンとスライドテーブルと
の相対的な回動を確実に阻止することができるととも
に、組付時における前記ピストンとスライドテーブルと
の位置決め不良を回避し、これにより前記スライドテー
ブルを円滑に往復動作させることが可能なロッドレスシ
リンダを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、ピストンと、前記ピストンを往復自在
に配設するボアを有するとともに、その長手方向に延在
して外部と前記ボアとを連通させるスリットが形成され
たシリンダチューブと、前記ピストンと一体的に往復移
動するスライドテーブルと、前記ピストンに係合する第
１シール部材と前記スライドテーブルに係合する第２シ
ール部材とによって前記スリットを閉塞するシール機構
と、前記ピストンに設けられた前記カプラー部と、スラ
イドテーブルに形成され、前記カプラー部を該ピストン
の往復方向に交差する方向にのみ所定距離だけ移動自在
に挿入する開口部とを有し、前記ピストンとスライドテ
ーブルとが相対的に回動することを阻止する係止機構
と、を備えることを特徴とする。さらに、本発明は、ピ
ストンと、 前記ピストンを往復自在に配設するボアを有
するとともに、その長手方向に延在して外部と前記ボア
とを連通させるスリットが形成されたシリンダチューブ
と、 前記ピストンと一体的に往復移動するスライドテー
ブルと、 前記ピストンに係合する第１シール部材と前記
スライドテーブルに係合する第２シール部材とによって
前記スリットを閉塞するシール機構と、 前記ピストンと
スライドテーブルとが相対的に回動することを阻止する
係止機構と、 を備え、前記係止機構は、スライドテーブ
ルに固着され、ピストンのカプラー部にローラを配設す
るためのローラ溝に挿入されるピン部材を備えることを
特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明に係るロッドレスシリンダによれば、ピ
ストンがシリンダチューブのボア内で往復移動すること
により、このピストンに装着されたスライドテーブルが
一体的に往復移動して該スライドテーブルに固着される
ワークが所望の位置に移送される。その際、例えばスラ
イドテーブルに外力が作用しても、係止機構を介してこ
のスライドテーブルとピストンとが相対的に回動するこ
とを阻止される。このため、第２シール部材に係合する
ローラを確実に回転動作させることができ、スライドテ
ーブルを常時円滑に往復移動させることが可能になる。
しかも、ロッドレスシリンダの組付時にピストンとスラ
イドテーブルとが係止機構を介して互いに位置決めされ
るため、このスライドテーブルがピストンに対して回動
した状態で装着されることを確実に阻止することができ
る。

【００１０】

【実施例】本発明に係るロッドレスシリンダについて実
施例を挙げ、添付の図面を参照して以下詳細に説明す
る。

【００１１】図１および図３において、参照符号１０
は、第１の実施例に係るロッドレスシリンダを示し、こ
のロッドレスシリンダ１０は、シリンダチューブ１２と
スライドテーブル１４とを有する。シリンダチューブ１
２の内部に長手方向に延在するボア１６は、端面部に画
成されたスリット１８を介して外部と連通状態にある
（図２参照）。シリンダチューブ１２の両側面部には、
図３に示すように、長手方向に延在してセンサ取付用長
溝２０ａ、２０ｂとリード線収納用長溝２０ｃ、２０ｄ
が画成され、さらに集中配管用の流体バイパス用通路２
２ａ並びに２２ｂが同様に長手方向に延在するよう画成
されている。

【００１２】図３において、シリンダチューブ１２の両
端上部に水平方向に指向して上面２４ａ、２４ｂが設け
られ、この上面２４ａ、２４ｂの内方端部を切り欠いて
第１凹部２８、第２凹部３０が形成される。この第１お
よび第２凹部２８、３０を画成する側面３２ａ、３２ｂ
は、鉛直方向に対して互いに反対方向に所定の角度、例
えば、４５°傾斜している。

【００１３】スリット１８は、前記の通りボア１６と外
部とを連通するが、このスリット１８を画成する側壁に
は、ボア１６側へと拡開するように段部３６ａ、３６ｂ
が設けられている。そして、このスリット１８の内側面
から上方へと延在する面は、水平面として構成され、一
旦鉛直面となった後、前記第１および第２凹部２８、３
０へと繋がる。

【００１４】前記のように構成されるシリンダチューブ
１２の両端部は、ポート３８ａ、３８ｂが画成されたエ
ンドキャップ４０ａ、４０ｂによって気密に閉塞されて
いる（図１参照）。

【００１５】次に、スライドテーブル１４について説明
する。スライドテーブル１４は、図３並びに図４に示す
ように、比較的厚いコ字状の板体４４を含み、この板体
４４の短手方向両端部４６ａ、４６ｂは、シリンダチュ
ーブ１２の端部より外方に突出しかつこのシリンダチュ
ーブ１２の端部を囲繞するようにその端面４８ａ、４８
ｂが前記シリンダチューブ１２の上面２４ａ、２４ｂよ
り下方に配置されている。シリンダチューブ１２の側面
に設けられた長溝２０ｂにスライドテーブル１４の位置
を検出するための磁気センサ５０が装着されるととも
に、スライドテーブル１４の端部４６ｂにこの磁気セン
サ５０を駆動させるための磁性体５１が前記磁気センサ
５０に対向して配設される。

【００１６】スライドテーブル１４の下面側に水平方向
に指向して複数のロッド５５ａ、５５ｂが固着され、こ
のロッド５５ａ、５５ｂの先端部にガイドローラ５６
ａ、５６ｂが回転自在に装着される。このガイドローラ
５６ａ、５６ｂは、シリンダチューブ１２の上面２４
ａ、２４ｂに固着されるレール部材５８ａ、５８ｂ上を
転動する。

【００１７】スライドテーブル１４の下面に、それぞれ
鉛直方向に対して互いに反対方向（図３中、互いに離間
する方向）に４５°傾斜して突起部５９ａ、５９ｂが形
成され、この突起部５９ａ、５９ｂに固定される複数の
ロッド５５ｃ、５５ｄの先端部にガイドローラ５６ｃ、
５６ｄが回転自在に装着される。このガイドローラ５６
ｃ、５６ｄは、シリンダチューブ１２の側面３２ａ、３
２ｂに固着されるレール部材５８ｃ、５８ｄ上を転動す
る。突起部５９ｂには、スライドテーブル１４の内方に
切り込んでスリット部６０が形成されており、ボルト６
１が、このスライドテーブル１４の上面側から傾斜して
この突起部５９ｂに螺合することにより、ガイドローラ
５６ｄは、その軸線方向と交差する方向に位置調整可能
である。

【００１８】スライドテーブル１４の中央部を貫通して
長手方向に延在する溝６２が画成され、この溝６２の中
央部分は円形状に拡開して開口部６４を構成する。溝６
２は、図４に示すように、板体４４のシリンダチューブ
１２とは反対側の上面４４ａに指向する湾曲した凹部６
６を有する。開口部６４を画成する底面４４ｂに、係止
機構６８を構成するピン部材６９が植設される。

【００１９】図４にピストン７０を示す。このピストン
７０は、第１の受圧面７２とその反対側の第２の受圧面
７４とを有し、その内部にクッションシール７６ａ、７
６ｂが設けられている（図５参照）。円筒状のピストン
７０の上部にはベルトセパレータ７８ａ、７８ｂがピス
トンヨーク８０に固着されており、このピストンヨーク
８０の上方に円板状のカプラー部８２が設けられる。こ
のカプラー部８２は、開口部６４に嵌合するものであ
り、該カプラー部８２の上面にローラ８３を配設すると
ともに、ピン部材６９を挿入するためのローラ溝８５が
形成される。図５に示すように、スライドテーブル１４
の内部には、スクレーバ８４ａ、８４ｂが設けられてい
る。なお、図５中、参照符号８６は後述する第１のシー
ル部材がピストン７０内に侵入するための通路を示し、
また、参照符号８７はクッションリングを示す。

【００２０】段部３６ａ、３６ｂに嵌合する第１シール
部材９０を図６に示す。第１シール部材９０は舌片９２
ａ、９２ｂを有し、この舌片９２ａ、９２ｂの上方にさ
らに膨出部９４ａ、９４ｂを備えている。この膨出部９
４ａ、９４ｂから上方へと指向して若干拡開するように
係合片９６ａ、９６ｂが延在している。前記膨出部９４
ａ、９４ｂは、内圧がピストン７０内にかかったときに
前記段部３６ａ、３６ｂに係合するためのものであり、
さらに係合片９６ａ、９６ｂは、スリット１８を画成す
るための内面９８ａ、９８ｂに係合する。この第１シー
ル部材９０は、全体として可撓性の合成樹脂体で一体的
に構成されている。

【００２１】第２シール部材９７は、スリット１８を閉
塞するためのものであり、シリンダチューブ１２の上端
面に画成されたスリット上方から長手方向へと延在する
溝９９に嵌合する。なお、第１シール部材９０は、ピス
トン７０の通路８６内に侵入し、その両端部は第２シー
ル部材９７とともにエンドキャップ４０ａ、４０ｂに固
着されている。

【００２２】次に、このように構成されるロッドレスシ
リンダ１０の動作について説明する。

【００２３】まず、図３に示すように、シリンダチュー
ブ１２が配置された後、スライドテーブル１４の上面４
４ａにワーク（図示せず）が固定される。そして、ポー
ト３８ａから圧縮空気が導入されると、その圧縮空気は
クッションリング８７の内部に画成された通路を経て第
１受圧面７２を押圧する。それによってピストン７０
は、図５において矢印Ｘ方向へと変位する。このとき、
ピストン７０はカプラー部８２がスライドテーブル１４
の開口部６４に嵌合しているために、当該スライドテー
ブル１４を一体的に変位させ、同様に矢印Ｘ方向へと移
送する。このとき、ベルトセパレータ７８ａ、７８ｂ
は、第１シール部材９０と第２シール部材９７とをその
スライドテーブル１４、ピストン７０の間で離間させる
作用を営む。従って、スライドテーブル１４に載置され
たワークを、図５において矢印Ｘ方向へと移送すること
ができる。ポート３８ｂに圧縮空気を導入した場合に
は、前記と逆の作用が営まれることになる。

【００２４】ところで、スライドテーブル１４に、図１
中、矢印に示すような外力が作用すると、このスライド
テーブル１４は、ピストン７０に設けられたカプラー部
８２を中心にして回動しようとする。しかしながら、本
実施例では、係止機構６８を構成しスライドテーブル１
４の底面４４ｂに植設されたピン部材６９がピストン７
０のカプラー部８２に形成されたローラ溝８５に挿入さ
れている。このため、ピストン７０とスライドテーブル
１４とが相対的に回動することを確実に阻止することが
でき、カプラー部８２に配設されたローラ８３が第２シ
ール部材９７に対して傾斜することがない。従って、ロ
ーラ８３は、ピストン７０の移動に伴って常に第２シー
ル部材９７の面上を転動することができ、このローラ８
３と第２シール部材９７とが摺動することを防止するこ
とが可能になる。これにより、簡単な構成で第２シール
部材９７の損傷を有効に阻止し得るとともに、ピストン
７０を円滑に往復移動することができ、しかも耐用性に
優れるという効果が得られる。

【００２５】さらに、ロッドレスシリンダ１０の組付作
業時に、スライドテーブル１４に設けられたピン部材６
９がピストン７０のカプラー部８２に形成されたローラ
溝８５に係合するため、このスライドテーブル１４がピ
ストン７０に対して回動した状態で装着されることがな
い。このため、スライドテーブル１４とピストン７０と
の位置決め不良を確実に防止することができ、ローラ８
３を常時円滑に回転させることが可能になって、第２シ
ール部材９７の損傷を有効に阻止し得るという利点があ
る。

【００２６】次に、本発明の第２の実施例に係るロッド
レスシリンダ１００を、図７を用いて説明する。なお、
第１の実施例に係るロッドレスシリンダ１０と同一の参
照数字は同一の構成要素を示し、その詳細な説明は省略
する。

【００２７】このロッドレスシリンダ１００では、シリ
ンダチューブ１２の上面２４ａ、２４ｂに段状の合成樹
脂体１０６ａ、１０６ｂが固着され、この合成樹脂体１
０６ａ、１０６ｂがスライドテーブル１４の摺動面１０
８ａ、１０８ｂに沿って摺動する。シリンダチューブ１
２の側面３２ａ、３２ｂに断面円弧状の合成樹脂体１１
０ａ、１１０ｂが固着され、この合成樹脂体１１０ａが
円弧状摺動面１１２ａに沿って摺動するとともに、合成
樹脂体１１０ｂが揺動部材１２４に沿って摺動する。

【００２８】この揺動部材１２４は、球状部１２４ａを
支点にしてスライドテーブル１４に揺動自在に配設され
ており、その一端側に合成樹脂体１１０ｂに摺接する円
弧状摺動面１２６が成形されるとともに、その他端側に
受け部材１２７が係合する。この受け部材１２７は、ス
ライドテーブル１４に水平方向に螺入する押圧ねじ１２
８に係合している。

【００２９】スライドテーブル１４の底面４４ｂには、
係止機構１３０を構成するピン部材１３２が植設されて
おり、このピン部材１３２がカプラー部８２に設けられ
たローラ溝８５に嵌合している。

【００３０】従って、このロッドレスシリンダ１００で
は、スライドテーブル１４とピストン７０とが、係止機
構１３０を介して回動することがなく、かつ互いに正確
に位置決めされた状態で組み付けられており、前述した
ロッドレスシリンダ１０と同様の効果を有する。

【００３１】次いで、第３の実施例に係るロッドレスシ
リンダ２００を、図８を用いて説明する。なお、第１の
実施例に係るロッドレスシリンダ１０と同一の参照符号
は同一の構成要素を示し、その詳細な説明は省略する。

【００３２】このロッドレスシリンダ２００を構成する
ピストン２０２は、このピストン２０２が往復移動する
方向（矢印Ｘ方向）と交差する方向（矢印Ｙ方向）に長
尺な長円状のカプラー部２０４を備える。スライドテー
ブル２０６には、カプラー部２０４を挿入するととも
に、このカプラー部２０４に対して前記スライドテーブ
ル２０６を矢印Ｙ方向に所定距離だけ移動自在な開口部
２０８が形成されている。このカプラー部２０４と開口
部２０８とにより係止機構２１０が構成されており、ス
ライドテーブル２０６は、ピストン２０２に対して矢印
Ｘ方向と交差する矢印Ｙ方向（図中、横方向）および矢
印Ｚ方向（図中、上下方向）にのみ移動自在である。

【００３３】従って、該ロッドレスシリンダ２００で
は、長円状のカプラー部２０４を開口部２０８に挿入さ
せるという極めて簡単な構成で、ピストン２０２とスラ
イドテーブル２０６との相対的な回動動作を阻止するこ
とができるとともに、組付時における前記スライドテー
ブル２０６とピストン２０２との位置決め不良を回避す
ることが可能になるという効果が得られる。しかも、ス
ライドテーブル２０６が、ピストン２０２に対して矢印
Ｙ方向に移動自在に係合するため、シリンダチューブ１
２のスリット１８（図１参照）が、このシリンダチュー
ブ１２の長手方向に対して正確に直線的にならない場合
にもピストン２０２およびスライドテーブル２０６を円
滑に進退動作させることが可能になる。

【００３４】すなわち、図９に示すように、案内トラッ
クＡ、Ｂに対して荷重伝達要素の移動軸Ｌ１が湾曲して
いる場合、直線的に移動するカプラー部２０４の移動軸
Ｌ２が、位置Ｓおよび位置Ｆにおいて前記荷重伝達要素
の移動軸Ｌ１からΔＹ１およびΔＹ２だけずれてしま
う。ここで、ロッドレスシリンダ２００では、カプラー
部２０４を開口部２０８に挿入した状態で、スライドテ
ーブル２０６がこのカプラー部２０４に対して矢印Ｙ方
向に所定距離だけ移動自在に構成されている。従って、
ピストン２０２が矢印Ｘ方向に移動するとともに、スラ
イドテーブル２０６が矢印Ｙ方向にも移動することがで
きる。これにより、スリット１８が蛇行している場合で
あっても、ピストン２０２にスライドテーブル２０６を
介して抵抗力が作用することがなく、このピストン２０
２を円滑に移動させることが可能になるという利点が得
られる。

【００３５】次いで、第４の実施例に係るロッドレスシ
リンダ３００を、図１０および図１１を用いて説明す
る。なお、第１の実施例に係るロッドレスシリンダ１０
と同一の参照符号は同一の構成要素を示し、その詳細な
説明は省略する。

【００３６】このロッドレスシリンダ３００では、ピス
トン３０２とスライドテーブル３０４とが一体的に構成
されている。このため、ピストン３０２とスライドテー
ブル３０４との相対的な回動動作を、簡単な構成でより
確実に防止することができるという効果が得られる。な
お、ピストン３０２とスライドテーブル３０４とを一体
形成してもよく、またこのピストン３０２とスライドテ
ーブル３０４とを個別に形成した後に一体的に固着して
構成することも可能である。

【００３７】

【発明の効果】本発明に係るロッドレスシリンダでは、
ピストンとスライドテーブルとが係止機構を介して相対
的に回動不能に構成されるため、ピストンのカプラー部
に配設されたローラが第２シール部材に沿って確実に転
動することができる。このため、スライドテーブルを常
時円滑に往復移動させることが可能になるとともに、第
２シール部材等の損傷を有効に防止することができる。
さらに、ロッドレスシリンダの組付時に、係止機構を介
してスライドテーブルとピストンとが正確に位置決めさ
れるため、このスライドテーブルがピストンに対して回
動した状態で装着されることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るロッドレスシリン
ダの斜視説明図である。

【図２】前記ロッドレスシリンダのシリンダチューブの
斜視説明図である。

【図３】前記ロッドレスシリンダの縦断面図である。

【図４】前記ロッドレスシリンダのピストンとスライド
テーブルの分解斜視図である。

【図５】前記ロッドレスシリンダの側部縦断面説明図で
ある。

【図６】前記ロッドレスシリンダの第１シール部材とス
リットとの係合状態を示す一部省略縦断面図である。

【図７】本発明の第２の実施例に係るロッドレスシリン
ダの縦断面図である。

【図８】本発明の第３の実施例に係るロッドレスシリン
ダのピストンとスライドテーブルの分解斜視図である。

【図９】案内トラックに対する荷重伝達要素の移動軸と
カプラー部の移動軸との説明図である。

【図１０】第４の実施例に係るロッドレスシリンダの斜
視説明図である。

【図１１】前記第４の実施例に係るロッドレスシリンダ
を構成するピストンとスライドテーブルの正面図であ
る。

【符号の説明】

１０…ロッドレスシリンダ １２…シリンダチューブ １４…スライドテーブル １６…ボア １８…スリット ６４…開口部 ６８…係止機構 ６９…ピン部材 ７０…ピストン ８２…カプラー部 ８３…ローラ ８５…ローラ溝 １００…ロッドレスシリンダ １３０…係止機構 １３２…ピン部材 ２００…ロッドレスシリンダ ２０２…ピストン ２０４…カプラー部 ２０６…スライドテーブル ２０８…開口部 ２１０…係止機構 ３００…ロッドレスシリンダ ３０２…ピストン ３０４…スライドテーブル

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ピストンと、 前記ピストンを往復自在に配設するボアを有するととも
   に、その長手方向に延在して外部と前記ボアとを連通さ
   せるスリットが形成されたシリンダチューブと、 前記ピストンと一体的に往復移動するスライドテーブル
   と、 前記ピストンに係合する第１シール部材と前記スライド
   テーブルに係合する第２シール部材とによって前記スリ
   ットを閉塞するシール機構と、前記ピストンに設けられたカプラー部と、スライドテー
   ブルに形成され、前記カプラー部を該ピストンの往復方
   向に交差する方向にのみ所定距離だけ移動自在に挿入す
   る開口部とを有し、 前記ピストンとスライドテーブルと
   が相対的に回動することを阻止する係止機構と、 を備えることを特徴とするロッドレスシリンダ。
2. 【請求項２】ピストンと、 前記ピストンを往復自在に配設するボアを有するととも
   に、その長手方向に延在して外部と前記ボアとを連通さ
   せるスリットが形成されたシリンダチューブと、 前記ピストンと一体的に往復移動するスライドテーブル
   と、 前記ピストンに係合する第１シール部材と前記スライド
   テーブルに係合する第２シール部材とによって前記スリ
   ットを閉塞するシール機構と、 前記ピストンとスライドテーブルとが相対的に回動する
   ことを阻止する係止機構と、 を備え、前記 係止機構は、スライドテーブルに固着さ
   れ、ピストンのカプラー部にローラを配設するためのロ
   ーラ溝に挿入されるピン部材を備えることを特徴とする
   ロッドレスシリンダ。
3. 【請求項３】請求項１記載のロッドレスシリンダにおい
   て、カプラー部は、断面非円形状に 形成され、開口部
   は、前記カプラー部の形状に対応する断面非円形状に形
   成されることを特徴とするロッドレスシリンダ。