JP3095873B2

JP3095873B2 - ロッドレスシリンダ

Info

Publication number: JP3095873B2
Application number: JP04093708A
Authority: JP
Inventors: 淳二陸浦
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 1992-03-19
Filing date: 1992-03-19
Publication date: 2000-10-10
Anticipated expiration: 2015-10-10
Also published as: JPH05263809A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用駆動機器として
利用される流体圧ロッドレスシリンダに関し、さらに詳
細には、ロツドレスシリンダの側面に開口される切割溝
のシール手段に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、円筒状のシリンダ内に嵌装し
たピストンをエア圧で長手方向に往復運動させることに
より、ピストンの端面に固定されシリンダの一端面から
外部に突設されたロッドを進退させるロッド式シリンダ
が広く使用されている。しかし、ロッド式シリンダは、
シリンダの長手方向にロッドのストローク分だけ余分の
スペースを必要とする。そこで、側面長手方向に全長に
わたつて開口する切割溝を備えるシリンダと、切割溝か
ら外部に突設した連結部を備えシリンダ内に摺動可能に
保持されるピストンと、切割溝を閉塞するシール帯とを
有するロッドレスシリンダが使用されている。

【０００３】ロッドレスシリンダにおいて従来より技術
的に最も問題となるのは、開口部である切割溝のシール
性能が悪く、シリンダの気密性を保つことができないこ
とであった。シール帯は、シリンダ内にエア圧力が供給
されているときは、エア圧力を受けて切割溝の内面に密
着し、切割溝からエアが漏れるのを防止している。従っ
て、エア圧力に耐える必要がある。

【０００４】それと共に、シリンダ内に圧力が供給され
ていないときは、ピストンの動きを邪魔しないように、
またエア供給時に切割溝にすばやく密着可能なように、
切割溝に保持されている必要がある。

【０００５】従来より、上記条件を満たすロッドレスシ
リンダ用のシール帯が提案されている。特公昭５１−２
８７９３号公報、特開昭５６−１２４７１１号公報にお
いて、シール材を保持する手段として、シール帯を磁性
金属材料で作り、切割溝近傍に取り付けた磁石エレメン
トで吸着する方法が提案されている。しかし、磁性の粉
塵が存在する工場環境等の下で、高度の気密性を必要と
するシール帯部分に磁石エレメントを使用すると、磁性
の粉塵が磁石エレメントに吸着されて実用上不都合であ
った。

【０００６】また、特開昭６０−２３７２０８号公報、
特開昭５８−１１８３０９号公報において、シール帯に
磁性材料を用いず、金属製のシール部と切割溝に進入可
能なゴム製の保持部とを組み合わせたシール帯が提案さ
れている。しかし、金属製のシール部は剛性が高すぎる
ため、シリンダ内面に十分密着されず気密性に問題があ
った。また、金属製のシール部とゴム製の保持部が一体
化されているため、ゴム製の保持部の弾性も大きく制約
され、うまく保持されない問題があった。

【０００７】これらの問題を解決するために、図８に示
すように、全体がゴム等の弾性材料で構成されるシール
帯１が使用されている。シール帯１の下面の両端部に
は、一対のフレア１ｃが形成されている。また、シール
帯１の上面の両端部には、シール帯溝４ａよりも広い幅
を有する一対の保持部１ｄが形成されている。

【０００８】シール帯１は、切割溝４のシリンダ内面に
形成されるシール帯溝４ａに嵌合している。シール帯１
の下面にエア供給されていないとき、シール帯１は、シ
ール帯溝４ａにより弾性変形されている保持部１ｄの弾
性力によりシール帯溝４ａに保持されている。

【０００９】シール帯１の下面にエアが供給されている
とき、シール帯上面１２はシール帯溝４ａの段差面４ｂ
に当接し、エアの圧力を受けている。また、フレア１ｃ
はシール帯溝４ａの端部に形成されている傾斜部４ｃと
当接し、シリンダ内のエアが外部に漏れるのを防止して
いる。フレア１ｃはゴム製であるので、傾斜部４ｃとの
密着性が良いため、シリンダの気密性を保つことができ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図８に
示す従来のシール帯１では、以下のような問題があっ
た。（１）シール帯上面１２やフレア１ｃによりエアの圧力
を受けているが、シール帯１がゴム等の弾性体で形成さ
れているので、エア圧力が繰り返しかかるとゴムの劣化
が発生するため、耐久性に問題があった。（２）エアが供給されていないとき、保持部１ｄがシー
ル帯溝４ａにより弾性変形されてシール帯溝４ａに保持
されるため、保持部１ｄはシール帯溝４ａよりも広い幅
を有している。一方、シール帯１は、連結部が通過する
ときに必ずシール帯溝４ａから外される。このため、シ
ール帯１を再びシール帯溝４ａに嵌合させるときに、保
持部１ｄが邪魔をしてシール帯１がシール帯溝４ａに挿
入されにくい問題があった。

【００１１】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、繰り返し使用してもエア漏れの
ないシール部材を有し、耐久性を向上させたロッドレス
シリンダを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明のロッドレスシリンダは、長手方向に全長に
わたって開口する切割溝を備えるシリンダと、切割溝か
ら外部に突設した連結部を備えシリンダ内に摺動可能に
保持されるピストンと、切割溝を閉塞するシール帯とを
有するロッドレスシリンダであって、前記切割溝の側壁
に側壁凹部を形成し、前記側壁凹部に、前記切割溝とは
別体であって弾性体からなる係止部材を係合させ、前記
係止部材によってシール帯を係止されることを特徴とす
る。

【００１３】

【作用】上記の手段よりなる本発明のロッドレスシリン
ダのシリンダは、ピストンを摺動可能に保持すると共
に、エアの供給を受けエアを密封して、ピストンにエア
圧力を供給する。ピストンは、シリンダ内に供給される
エアの圧力を受けてシリンダ内部を長手方向に摺動し、
切割溝から外部に突設した連結部をシリンダ側壁の切割
溝に沿ってシリンダの長手方向に摺動させる。

【００１４】シール帯は、エアの供給を受けているとき
は、シリンダ内壁と密着して切割溝の気密性を保ち、切
割溝からエアが漏れるのを防止する。また、切割溝の側
壁に形成された側壁凹部に係合された弾性体からなる係
止部材は、エアの供給を受けていないときは、シール帯
により弾性変形しその反力でシール帯を切割溝内に保持
するか、またはシール帯に形成される溝に嵌合してシー
ル帯を切割溝内に保持する。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例であるロ
ッドレスシリンダに応用した例を図面を用いて説明す
る。ここで、従来技術と同じ構成に付いては同一の符号
を使用している。図６にロッドレスシリンダ１３を長手
方向に中心線で切断した断面図を示す。また、図１に図
６におけるＸ−Ｘ断面図を、図７に図６におけるＹ−Ｙ
断面図を示す。

【００１６】ロッドレスシリンダ１３は、細長い筒状の
シリンダ本体９とシリンダ内面５に嵌合して摺動する一
対のピストン７を主な構成要素としている。シリンダ本
体９の両端部の孔は、一対のエンドキャップ１５により
密閉されている。シリンダ本体９の外周には、切割溝４
が長手方向の全長にわたって開口している。

【００１７】一対のピストン７は、切割溝４から外部に
突設する連結部８により連結され、シリンダ本体９内を
一体的に摺動可能に保持されている。一対のピストン７
の外周面に形成された溝には、リップ状のシールパッキ
ン１１が嵌着されている。

【００１８】また、図１に示すように、切割溝４を閉塞
するシール帯１が両端をエンドキャップ１５に固定さ
れ、切割溝４に嵌合される状態で保持されている。ま
た、切割溝４の上部に蓋をして粉塵等の侵入を防止する
蓋帯２が両端をエンドキャップ１５に固定され、切割溝
４の上部に嵌合されている。

【００１９】一対のピストン７を連結する連結部８の上
部には、外部摺動部６が固定されている。連結部８に
は、連結部８が通過する前にシール帯１を切割溝４から
離脱させ、連結部８が通過した後でシール帯１を切割溝
４に嵌合させるシール帯ガイド８ａが付設されている。
また、一対のピストン７を連結する連結部８には、連結
部８が通過する前に蓋帯２を切割溝４から離脱させ、連
結部８が通過した後で蓋帯２を切割溝４に嵌合させる蓋
帯ガイド８ｂが付設されている。

【００２０】図７に示すように、シール帯１は連結部８
の近傍では、シール帯ガイド８ａの下面に保持されてい
る。また、蓋帯２は連結部８の近傍では、蓋帯ガイド８
ｂの上面に保持されている。シリンダ内壁５は、楕円形
をしている。また、シリンダ本体９の両側面には、近接
センサ等を取り付けるためのガイドレール１０が形成さ
れている。

【００２１】シール帯１が切割溝４に嵌合している状態
における周辺部分の拡大図を図２に示す。切割溝４のシ
ール帯溝４ａ部分には、長手方向の全長にわたって係止
部材取付溝４ｅが形成されている。そして、係止部材取
付溝４ｅには、図５（ａ）に示す係止部材３の取付部３
ａが嵌合されている。このとき、係止部材３の係止部３
ｂは、シール帯溝４ａの面より突設されている。また、
係止部材３は、本実施例では弾性体であるウレタンゴム
により成形されている。

【００２２】シール帯１の下面の両端部には、一対のフ
レア１ｃが形成されている。シール帯１の両側面には、
係止部材３と嵌合するための逃げ部１ａが形成されてい
る。ここで、シール帯１は、ナイロン１２等のゴムより
剛性を有し金属より弾性を有する樹脂により成形されて
いる。従って、シール帯１は、金属製のシール帯と比べ
て、切割溝４に密着できる。

【００２３】シール帯１は、切割溝４のシリンダ内面に
形成されるシール帯溝４ａに嵌合している。シール帯１
の下面にエア供給されていないとき、シール帯１は、係
止部１ａが嵌合する係止部材３によりシール帯溝４ａに
保持されている。シール帯１の下面にエアが供給されて
いるとき、シール帯上面１２はシール帯溝４ａの段差面
４ｂに当接し、エアの圧力を受けている。

【００２４】一方、フレア１ｃはシール帯溝４ａの端部
に形成されている傾斜部４ｃと当接し、シリンダ内のエ
アが外部に漏れるのを防止している。フレア１ｃは樹脂
製であるので、金属製のシール帯と比べて傾斜部４ｃと
の密着性が確保され、シリンダの気密性を保つことがで
きると共に、ゴム製のシール帯と比べて繰り返し使用に
対して十分な耐久性を有している。

【００２５】次に、上記構成を有するロッドレスシリン
ダ１３の作用について説明する。図６は、シリンダのピ
ストン７よりも右側の右室１４にエアが供給されている
状態を示している。すなわち、ピストン７は左側のシリ
ンダエンドに当接している。次に、連結部８を右方向に
移動させるために、シリンダのピストン７よりも左側の
左室１６にエアを供給し、右室１４を大気圧に開放す
る。これにより、一対のピストンおよびそれらを連結す
る連結部８が右方向に移動する。

【００２６】このとき、シール帯ガイド８ａは、進行方
向の前方にあり切割溝４に嵌合しているシール帯１を、
順次切割溝４から離脱させる。これは、連結部が切割溝
４を通過するためである。このとき、シリンダ本体９の
右室１４へのエアの供給は止まっている。シール帯１
は、逃げ部１ａが係止部材３に嵌合することにより、切
割溝４内に保持される。

【００２７】一方、連結部８が通過した後では、シール
帯１が順次切割溝４に嵌合されていく。シール帯１は、
図２に示すように切割溝４に嵌合し、逃げ部１ａが係止
部材３と嵌合してシール帯１を切割溝４内に保持し、エ
アが切割溝４から外部に漏れるのを防止する。

【００２８】また、フレア１ｃはシール帯溝４ａの端部
に形成されている傾斜部４ｃと当接し、シリンダ内のエ
アが外部に漏れるのを防止している。また、シール帯１
の下面にエアが供給されているとき、シール帯上面１２
はシール帯溝４ａの段差面４ｂに当接し、エアの圧力を
受けている。

【００２９】上記実施例によれば、切割溝４にシリンダ
の長手方向に平行に係止部材３を設けると共に、シール
帯１が係止部材３と係止可能な逃げ部１ａを有している
ので、シール帯１の材質をナイロン樹脂等のゴムよりも
剛性を有するものにできるため、ゴム製のシール帯と比
べて、エア圧力が繰り返しかかった場合の耐久性を向上
させることができる。また、耐久性が良くなるので、シ
ール帯１の厚みを小さくすることができ、ロッドレスシ
リンダ１３全体の大きさを小さくすることができる。

【００３０】また、シール帯１の逃げ部１ａは、エアの
供給を受けていないときは、切割溝４にシリンダの長手
方向に平行に取り付けられた係止部材３と嵌合し、シー
ル帯１を切割溝４内に保持するので、シール帯１を切割
溝４に挿入するときに、従来の保持部１ｄのような邪魔
がないため、シール帯１を切割溝４に容易に嵌合させる
ことができる。

【００３１】次に、係止部材３の第二の実施例について
説明する。図３に係止部材３の第二の実施例を示す。第
二の実施例では、係止部材３の係止部３ｂは、シール帯
溝４ａの面より僅かに突設されているにすぎない。しか
し、係止部材３はウレタンゴムで成形されており、シー
ル帯１が挿入されるとき、係止部材３の内部に歪を発生
する。この歪による変形により、シール帯１が切割溝４
に容易に挿入される。

【００３２】第二の実施例は、上記以外の内容は第一の
実施例と同じであるので説明を省略する。

【００３３】次に、係止部材３の第三の実施例について
説明する。図４に係止部材３の第三の実施例を示す。第
三の実施例では、係止部材３の形状材質は第一の実施例
と同じである。しかし、シール帯１の上面に大きな逃げ
１ｅが形成され、逃げ１ｅに対応して切割溝４にシール
帯押え４ｄが形成されている。

【００３４】シール帯１の耐久性をより向上させるた
め、樹脂等をより高い剛性を有する材質で成形した場
合、係止部材３をウレタンゴム等の弾性体で成形して
も、シール帯１を切割溝４に挿入するときの係止部材３
の逃げが小さくて、シール帯１が切割溝４に挿入されに
くい恐れがある。その場合に、本実施例のように逃げ１
ｅを形成して、シール帯１の両側面の厚みを薄くするこ
とにより、シール帯１の側も変形できるようにしてい
る。

【００３５】第三の実施例は、上記以外の内容は第一の
実施例と同じであるので説明を省略する。上記３つの実
施例では、係止部材３として図５（ａ）の形状のものを
使用したが、図５（ｂ）に示す形状のものを使用しても
よい。図５（ｂ）の形状の係止部材３によれば、弾性変
形しやすくなるので、シール帯１をより容易に切割溝４
に挿入することができる。

【００３６】本発明は、上記実施例に限定されることな
く、色々な展開が可能である。本実施例では、係止部材
３としてウレタンゴムを使用しているが、他の種類のゴ
ムであっても良いし、ゴム以外の弾性体であっても良
い。また、係止部材自体は金属等の剛体で構成し、バネ
等により付勢することによりシール帯１を係止してもよ
い。

【００３７】また、本実施例では、シール帯１側に逃げ
部１ｅを形成して、係止部材３と嵌合させることによ
り、シール帯１を切割溝４に保持していたが、シール帯
１に逃げ部１ｅを形成せずに係止部材３を弾性変形させ
てその反力でシール帯１を保持してもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のロッドレスシリンダによれば、切割溝にシール帯
を係止させるための弾性体からなる係止部材を設けてい
るので、シール帯の材質を樹脂等のある程度の剛性を有
するものとすることができるため、エア圧力が繰り返し
かかった場合の耐久性を向上させることができる。

【００３９】また、シール帯の係止部は、エアの供給を
受けていないときは、切割溝にシリンダの長手方向に設
けられた係止部材と嵌合し、シール帯を切割溝内に保持
するので、シール帯を切割溝に挿入するときに、従来の
保持部のような邪魔がないため、シール帯を切割溝に容
易に嵌合させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるロッドレスシリンダの
シール状態を示す断面図である。

【図２】本発明の一実施例のシール帯がシールしている
状態を示す断面図である。

【図３】第二の実施例のシール帯がシールしている状態
を示す断面図である。

【図４】第三の実施例のシール帯がシールしている状態
を示す断面図である。

【図５】係止部材の形状を示す斜視図である。

【図６】本発明の一実施例であるロッドレスシリンダの
長手方向の断面図である。

【図７】本発明の一実施例であるロッドレスシリンダの
ピストン位置での断面図である。

【図８】従来のロッドレスシリンダにおいてシール帯が
シールしている状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１シール帯１ａ係止部１ｃフレア部２蓋帯３係止部材４切割溝５シリンダ内面６外部摺動部７ピストン８連結部９シリンダ本体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F15B 15/00 - 15/28

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】長手方向に全長にわたって開口する切割
溝を備えるシリンダと、該切割溝から外部に突設した連結部を備え、該シリンダ
内に摺動可能に保持されるピストンと、該切割溝を閉塞するシール帯とを有するロッドレスシリ
ンダにおいて、前記切割溝の側壁に側壁凹部を形成し、前記側壁凹部に、前記切割溝とは別体であって弾性体か
らなる係止部材を係合させ、前記係止部材によってシール帯が係止されることを特徴
とするロッドレスシリンダ。