JP3214402B2 - アクチュエータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、チューブのスリ
ットを介して内側移動体と外側移動体とが力伝達部材で
機械的に連結されている形式のアクチュエータであっ
て、力伝達部材の前後には、内外のシールバンドをスリ
ットから引き離すバンドガイドを備えているアクチュエ
ータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属性スライドテーブルの下面に
長溝を設け、その長溝に樹脂材料から成るチューブ外面
との間の摺動部材を嵌合固着する一方、内側移動体と外
側移動体とがピストンヨークで結合され、そのピストン
ヨークの前後には、内外シールバンドを案内するベルト
セパレータが別部材として設けてあるもの（実用新案登
録第２５１７１０９号）が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記技術では摺動部材
を長溝に嵌合固着する一方、ベルトセパレータはそれと
別部材で別に取り付けている。そのため、部品点数が増
加し、また、組み付け工数の増加にもつながり好ましく
ない。さらに通常はスリット内を移動するピストンヨー
ク部分には、スリットと対向する個所に、スリット壁と
摺接する摺接部材が別途取付られているが（特開昭５６
−１２４７１１号等）、これも別部材で取り付けてある
から、部品点数の増加、組み付け工数の増加につなが
る。

【０００４】この発明の課題は、上記従来技術に鑑み、
ベルトセパレータ（バンドガイド）と、チューブ上面と
の間の摺動部材、又はベルトセパレータ（バンドガイ
ド）と、チューブ上面との間の摺動部材及びスリットと
の間の摺接部分の組み付けを同時に一手間で行い得るア
クチュエータを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題解決の為に、本
願アクチュエータでは、長手に沿うスリットを通して、
チューブ内側の内側移動体とチューブ外側の外側移動体
とが力伝達部材により機械的に連結されており、そのス
リットは、力伝達部材の上下を通過する内外シールバン
ドで塞がれて成るアクチュエータにおいて、外側移動体
下面に設けられ、外側移動体の軸方向移動時に該下面の
対向するチューブ外面を摺動する摺動部材と、内外シー
ルバンドを案内するバンドガイドとを一体成形したガイ
ド部材を、力伝達部材の前後に取り付けて成ることを特
徴とする（請求項１）。これによれば、摺動部材とバン
ドガイドが一体成形されて一部品であるから、部品数が
少なくなり、また、一手間で摺動部材とバンドガイドを
外側移動体側に取り付けることができる。

【０００６】摺動部材には、スリット壁と摺接するスリ
ット摺接部分が一体成形されていると（請求項２）、摺
動部材とバンドガイド、スリット摺接部分までを一手間
で組み付けできる。

【０００７】また本願は、長手に沿うスリットを通し
て、チューブ内側の内側移動体とチューブ外側の外側移
動体とが力伝達部材により機械的に連結されており、そ
のスリットは、力伝達部材の上下を通過する内外シール
バンドで塞がれて成るアクチュエータにおいて、外側移
動体下面に設けられ、外側移動体の軸方向移動時に該下
面の対向するチューブ外面を摺動する摺動部材と、スリ
ット壁と摺接するスリット摺接部分と、内外シールバン
ドを案内するバンドガイドとを一体成形したガイド部材
を、力伝達部材の前後に取り付けて成ることを特徴とす
る（請求項３）。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、アクチュエータまたはスラ
イドユニットとして、流体（空気）圧作動のロッドレス
シリンダ１を例に説明する。図１，２，３において、非
磁性材料（例えばアルミニウム合金）を押出し、もしく
は、引き抜き成形して成るチューブ（シリンダチュー
ブ）２は、非円形（長円形）のシリンダ孔２ａを有する
と共に、その長手方向全長に亘って、スリット３が形成
してある。シリンダチューブ２には、断面でみて、前記
シリンダ孔２ａとスリット３の他に、幅方向左右の側壁
外面にシリンダ孔２ａと平行に、端部材（エンドキャッ
プ）取付用の取付溝４とセンサ取付け溝５とが形成され
ている。取付溝４は丸孔の一部が切り欠かれた形状とな
っている。

【０００９】シリンダチューブ２の長手両端部は、端部
材として例示する、チューブ上面２ｂより上方に突出し
た形状のエンドキャップ１０、１０で塞がれ、エンドキ
ャップ１０，１０間にシリンダ室６を形成している。図
１，２において、エンドキャップ１０とシリンダチュー
ブ２とは、エンドキャップ１０の嵌入軸部１２をシリン
ダガスケット１３を介してピストン孔２ａ端部に嵌入し
た状態で、自体の捩じ込みにより下孔に雌ねじを形成し
て締結されるタッピンねじ（例えばＪＩＳ（日本工業規
格）Ｂ−１１２２に規定されているような）１４を、前
記端部材取付用の取付溝４の端部に捩じ込むことによ
り、エンドキャップ１０に結合されている。この結合構
成により、端部材取付用の取付溝４の端部には、予め雌
ねじを形成する必要がなく、加工工数を少なくできる。
タッピンねじ１４による結合個所は、エンドキャップ１
０の側面に形成されている流体給排ポート１５との関係
で、エンドキャップ１０について各３か所である。

【００１０】移動部材１８は内側移動体と外側移動体２
６と両者をつなぐ力伝達部材２２とから成る。シリンダ
室６は、ピストン部分２０ａの長手両端にピストンエン
ド２１を有する内側移動体としてのピストン２０により
前，後シリンダ室６Ａ，６Ｂに区画されている。ピスト
ン部分２０ａには、前記スリット３を貫通する力伝達部
材（ピストンヨーク）２２が一体成形されている。その
力伝達部材２２は、チューブ２外側において左右に拡が
り、外側移動体２６の本体部材としてのピストンマウン
ト２３となっている。ピストンマウント２３は、幅方向
左右壁２３ａ，２３ｂの前後が前後壁２３ｃ，２３ｄで
連続した環状となっている。後述の外シールバンド３１
の通過する、前壁２３ｃから力伝達部材２２上方を経て
後壁２３ｄに至る間は、シールバンド通過空間２４に形
成されている。ピストンマウント２３の下面は、全周に
わたってスクレーパ嵌め込み段部２５に形成され（図
５）、ピストンマウント２３の左右壁２３ａ，２３ｂ下
面には、長手中間位置に凹部２５ａが形成してあり、後
述のガイド部材４０の突起部４８と共に、ガイド部材の
長手を決める位置決め手段を構成する。力伝達部材２２
の上下面２２ａ，２２ｂは、上及び下にふくらんだ形状
を成し、その前後部は、夫々内外シールバンド３０，３
１の後述のバンドガイドがはさみ込み状態で装着される
装着部２７，２７にしてある。ピストン部分２０ａ，力
伝達部材２２、ピストンマウント２３とは全体が成る単
一部材となっている。この単一部材は、アルミダイキャ
スト成形され、ピストンマウント２３の前後左右壁２３
ａ〜２３ｄが一体連続成形されているから、前後壁２３
ｃ，２３ｄを別途組み付けるものに比べて、部品点数を
少なくし、組み付けの手間を無くすことができる。

【００１１】力伝達部材２２の前後に取り付けられるガ
イド部材４０は、弾性を有し、摺動性の高い樹脂材料か
ら構成され、外シールバンド３１をガイドするように長
手内側に向かって上方にふくらむように弧を描き、外シ
ールバンド３１の幅に適合した外シールバンド３１用の
バンドガイド４１ａと、内シールバンド３０をガイドす
るように長手内側に向かって下方にふくらむように弧を
描き、内シールバンド３０の幅に適合した内シールバン
ド３０用のバンドガイド４１ｂとを備えている。チュー
ブ外面（ここでは上面）２ｂ上を摺動する摺動部材（摺
動板）４３は、幅方向両側に前記段部２５の手前まで拡
がっており、その上面から前記バンドガイド４１ａが上
方に立ちあげられている。摺動部材４３の幅方向中央下
側には、バンドガイド４１ａの立ち上げ部より少し前方
から摺動部材４３長手内側端までスリット３の対向する
壁と摺接するスリット摺接部分４５が一体形成してあ
り、その左右側面がスリット３の内壁と摺接する摺接面
４６となっている。スリット摺接部分４５からは、下方
にむけて前記バンドガイド４１ｂが立ち下げてある。前
記摺動部材４３の下面（摺動面）には幅方向の油溝４４
が長手に複数並設されている。スリット摺接部分４５の
内側には、バンドガイド４１ａ、４１ｂの立ち上げ、立
ち下げ壁の内面４２ａから後方部分に、力伝達部材２２
に嵌め込まれる嵌合溝４７が形成してある。摺動部材４
３の長手内側端には上方に突起部４８が設けてある。ガ
イド部材４０は、前記嵌合溝４７を力伝達部材２２に嵌
め込むと共に前記上下のバンドガイド４１ａ，４１ｂを
力伝達部材２２の前後の装着部２７，２７に、その上下
を挟むように弾性により開きつつ嵌め込み、立ち上げ、
立ち下げ壁の内面４２ａが装着部２７の前面２７ａに当
接した状態で、ちょうど前記突起部４８が前記ピストン
マウント２３の凹部２５ａに引掛るようにしてあり、前
記上下一対のバンドガイド４１ａ，４１ｂが自体の弾性
により閉じようとする力で生じる軸方向外方への力によ
り突起部４８が凹部２５ａに係止した状態が維持され、
こうしてガイド部材４０の長手位置と上下方向が保持さ
れるワンタッチで着脱自在な迅速係合手段４９が構成さ
れている。

【００１２】摺動部材４３とバンドガイド４１ａ，４１
ｂを一体とし、さらにスリット摺接部分４５をも一体に
形成しているこの実施形態の構造では、これらを別々に
設ける従来のものと比較して、部品点数が少なく、又、
組み付け工数が大幅に低減される。また、それらをワン
タッチで移動部材１８に着脱可能としているから、ねじ
やその他の固着手段による組み付けの手間がなく、ガイ
ド部材４０を移動部材１８に組み付けた状態では、移動
部材１８を下向きとしてもガイド部材４０が自然に移動
部材１８から外れることがないから、移動部材１８をチ
ューブ２に組み込むときに、一層組み付け易い。

【００１３】ガイド部材４０の摺動部材４３の上面とピ
ストンマウント２３の下面との間には、前記摺動部材４
３のチューブ上面２ｂに対する摺動状態を調節するため
のシム（調整部材）５５が、前後２つの摺動部材４３に
またがって介在される。シム５５は、前記ピストンマウ
ント２３の凹部２５ａと対応する大きさの切欠き５６を
有し、ガイド部材４０を力伝達部材２２に取り付けると
きに、凹部２５ａに嵌まり込む突起部４８と係合され、
また、その幅方向内側端がバンドガイド４１ａの立ち上
げ壁の側面に当接されて、幅方向と軸方向との位置決め
が成されている。シム５５は厚みの異なるものが予め準
備してあり、その内から最も摺動状態がよいものを、組
み付け時に選定する。シム５５を挟み込んで摺動部材４
３のチューブ上面２ｂに対する摺動状態を調整するこの
構造では、ねじ等による調整手段が不要となり、ねじ孔
加工を不要とし、また、組み付けの手間の軽減に寄与す
る。こうしてピストンマウント２３下面とチューブ上面
２ｂとの間にシム５５とガイド部材４０の摺動部材４３
が挟まれることで、ピストンマウント２３の前後壁２３
ｃ，２３ｄの下面とチューブ外面２ｂとの間には隙間Ｑ
が確保され、後述のバンドカバー６０の係脱爪を外部か
ら操作するときの解除操作部分５７を形成している。

【００１４】バンドカバー６０は、弾性を有し、かつ、
摺動性のよい樹脂材料（プラスチック材料、例えばポリ
ブチレンテレフタート，あるいはポリアセタールなど）
から成形されている。図１０に示すようにバンド通過空
間２４にちょうど嵌まり込む大きさの天板部６１の長手
前後は下方に垂下した腕部６２となっており、その先端
が外側に鉤状に曲げてあって、係脱爪６３となってい
る。係脱爪６３の下面は、外シールバンド３１の案内面
６４に形成してある。天板部６１の幅方向左右には、側
壁部６５が垂下され（図２，３），側壁部６５の内法
は、外シールバンド３１の幅より僅かに大きく設定さ
れ、また、前記外シールバンド３１用のバンドガイド４
１ａの幅は、側壁部６５，６５間に収まる幅となってい
る。側壁部６５，６５の間には、幅方向に複数本のリブ
６６が設けてあり、リブ６６の下面が、外シールバンド
３１の外側面を案内する上方に凹んだ案内面６７に、ま
た、側壁部６５，６５の対向する内面が外シールバンド
３１の幅方向端面の案内面６８にそれぞれ形成してあ
る。腕部６２と側壁部６５の長手端部との間には所定の
隙間６９が設けてあり、係脱爪６３が内側に曲がりやす
いようにしているが、その隙間は、係脱爪６３が一定以
上は内側に撓むことができないようになっている。これ
により、係脱爪６３の押し込み過ぎによる折れ破損を防
止している。外側移動体２６のピストンマウント２３の
前後壁２３ｃ，２３ｄ下面は、前記係脱爪６３と係脱す
る係止部分７０に形成してあり、ピストンマウント２３
の前後壁２３ｃ，２３ｄ下面とチューブ上面２ｂとの間
に形成された前記隙間部分Ｑで係止するようになってい
る。

【００１５】スクレーパ取付用の段部２５には、下方か
ら２重リップのスクレーパ７５が前記前後に一対のガイ
ド部材４０の摺動部材４３とシム５５の外周を囲んで外
周面を外側にむき出して嵌め込んである。スクレーパ７
５外面を全周に亘ってむき出しに取り付ける本願構造で
は、スクレーパ７５全体を着色することで、スライドユ
ニットの外観デザインにその色を活かすことができる。
スクレーパ７５の幅方向両側部分の長手中間には内方に
向けて複数の幅広形状の位置決め突起７６が夫々内側に
突出され（図４）、その突起７６は、前記ガイド部材４
０の摺動部材４３の幅方向両側に設けた対応した形状の
切欠き７７に係合し、切欠き７７と共に、スクレーパ７
５の前後方向を位置決めすると共に、幅方向外方に外れ
ないようにする係合手段７１を構成している。突起７６
と切欠き７７とは、前記と逆の部材に設けてもよい。ス
クレーパ７５の前後部分の内側リップ７５ａには、前記
係脱爪６３と対応する位置に係脱爪６３とピストンマウ
ント２３の前後壁２３ｃ，２３ｄ下面の係止部分７０と
の係合状態を外す時の工具１００の入り込みを許す操作
用切欠き７８が形成してある。

【００１６】スリット３を内側と外側から塞ぐ内外シー
ルバンド３０，３１は、前記力伝達部材２２の上下を通
ってその両端が各エンドキャップ１０に達している。内
外シールバンド３０，３１は、厚みの薄い可撓性バンド
であり、例えばスチールバンドなどの磁性材料から成
る。内外シールバンド３０，３１は周知のように、スリ
ット３の幅より大きな幅を有している。シールバンド３
０，３１の長手両端は、取付ピン３９をピン孔３８に嵌
め込んでエンドキャップ１０に取り付けられる。取付ピ
ン３９は、エンドキャップ１０に着脱自在なカバー部材
７９で覆われ、抜け止めされている。

【００１７】これらの内外シールバンド３０，３１を吸
着するための磁石８０が、スリット３両側に長手に沿っ
て配置されている。力伝達部材２２を通過している部分
を除いて、内シールバンド３０は、前記磁石８０の磁気
吸着力とシリンダ室６に加わる流体圧力によりスリット
３を内側から塞ぎ、また、外シールバンド３１は前記磁
気吸着力によりスリット３を外側から塞ぐ。エンドキャ
ップ１０側面に設けた給排ポート１５からの流体は、エ
ンドキャップ１０の給排孔８１及び、内部ダンパ８２の
中心に設けた給排孔８３を介して、対応するシリンダ室
６Ａ，６Ｂに給排され、これによりピストン２０即ち外
側移動体２６が左右移動する。内部ダンパ８２は、ピス
トン２０の端部とピストンストロークエンドで衝接し
て、ショックを吸収するためのものである。また、８４
はピストンマウント２３と衝接して、その慣性エネルギ
を吸収するための外部ダンパである。

【００１８】バンドカバー６０をピストンマウント２３
に組み付けるとき、バンドカバー６０をピストンマウン
ト２３のバンド通過空間２４に外側から嵌め込むと、前
後の係脱爪６３先端が前後壁２３ｃ，２３ｄの内側面で
押されて内側に撓み、その状態で押し込むと側壁部６５
下面が力伝達部材２２の上面２２ａの頂点に当接して下
方への移動が規制され（図３）、このとき、ちょうど撓
んでいた係脱爪６３が弾性により外側に戻り、前後壁下
面２３ｃ，２３ｄの係止部分７０に係止する（図１０
（ａ））。こうしてバンドカバー６０を装着すると、同
時に係脱爪６３の下面が外シールバンド３１の案内面６
４となるから、これを従来別途設けているものと比べ組
み付けの手間がない。又、バンドカバー６０を外すとき
には、図１０（ｂ）に示すようにマイナスドライバ１０
０などの厚みの薄い工具を、ピストンマウント２３の幅
方向の中央からスクレーパ７５の前後部分の外側リップ
７５ｂを持ち上げて押し込むと、その工具は、内側リッ
プ７５ａの操作用切欠き７８を通過して、係脱爪６３を
内側に押し込むことができ、これにより係脱爪６３を係
止部分７０から外して、バンドカバー６０を容易にピス
トンマウント２３から外すことができる。

【００１９】流体を前後のエンドキャップ１０，１０の
給排ポート１５から給排することで、内外シールバンド
３０，３１がスリット３を塞ぎつつ、ピストンマウント
２３が移動するが、移動部材１８内において、外シール
バンド３１は、バンドカバー６０により自体の外側面と
幅方向端面が外側移動体２６（ピストンマウント２３の
各壁内面）と接することがなく、また、外シールバンド
３１の内側面、内シールバンド３０の内側面（外シール
バンド３１に向く側の面）は、力伝達部材２２前後の上
下のバンドガイド４１ａ，４１ｂにより力伝達部材２２
そのものに直接接することがない。そのため、力伝達部
材２２，ピストンマウント２３が金属性である時に、そ
れらの面からの摩耗粉の発生がなくなり、内外シールバ
ンド３０，３１に摩耗粉が付着せず、シール機能が安定
し、また、内外シールバンド３０，３１の寿命を長くで
きる。ピストンマウント２３が移動するとき、２重リッ
プのスクレーパ７５がピストンマウント２３の下面とチ
ューブ外面２ｂとの間を塞いでいるので、その部分から
の外部塵埃の侵入を確実に塞ぎ、内外シールバンド３
０，３１のシール面への塵埃付着を防止し、移動部材１
８の移動を円滑に保つ。

【００２０】スリット３に対して垂直にピストンマウン
ト２３に加わる荷重は、そのまま、シム５５と摺動部材
４３を介してチューブ外面２ｂで垂直荷重として負荷さ
れる。従って、ピストン２０がピストン孔２ａ内周に押
し付けられて、動きが悪くなることがない。また、ピス
トンマウント２３に対して幅方向のモーメントＭ１が加
わったとき、図１１に示すように、移動部材１８全体が
それらの曲げモーメントの作用方向において力伝達部材
２２から離れたところでシム５５と摺動部材４３を介し
てチューブ外面でやはり垂直荷重Ｆ１として負荷され、
前記負荷部分を支点にすることで、最も強度的に弱い力
伝達部材２２に対して曲げ応力でなく引っ張り力Ｆ２に
よる引っ張り応力が発生することになるので、直接曲げ
モーメントを力伝達部材２２で曲げ力として負荷する構
造の場合と比較して、力伝達部材２２の強度を高めるこ
とができる。また、前後方向の曲げモーメントＭ２が加
わった時でも、同様な作用となる（図９）。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本願発明では、バンドガイ
ドを力伝達部材に取り付けると同時にチューブ外面との
間の摺動部材、あるいはチューブ外面との間の摺動部材
とスリット壁との間の摺接部分の両方が移動部材に取り
付けられるので、個々に部品を取り付けていたものと比
べて部品数を減少させ、また、組み付け工程の軽減を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ロッドレスシリンダの縦断面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【図４】移動部材、ガイド部材、シムを示す、分解斜視
図である。

【図５】ピストン部分、力伝達部材、力伝達部材から成
る単一部材の側面図である。

【図６】ガイド部材の側面図である。

【図７】図６の平面図である。

【図８】図６の正面図である。

【図９】単一部材へのガイド部材、シムの取付状態を示
す側面図である。

【図１０】バンドカバーの係止状態と、係止解除時の状
態を示す図である。

【図１１】幅方向曲げモーメント作用時の説明図であ
る。

【図１２】全体斜視図である。

【符号の説明】

１ ロッドレスシリンダ（スライドユニット） ２ チューブ ３ スリット ２０ ピストン（内側移動体） ２２ 力伝達部材 ２３ ピストンマウント（外側移動体の本体部材） ２６ 外側移動体 ３０ 内シールバンド ３１ 外シ−ルバンド ４１ａ バンドガイド ４１ｂ バンドガイド ４３ 摺動部材 ４５ スリット摺接部分

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長手に沿うスリットを通して、チューブ
   内側の内側移動体とチューブ外側の外側移動体とが力伝
   達部材により機械的に連結されており、そのスリット
   は、力伝達部材の上下を通過する内外シールバンドで塞
   がれて成るアクチュエータにおいて、外側移動体下面に
   設けられ、外側移動体の軸方向移動時に該下面の対向す
   るチューブ外面を摺動する摺動部材と、内外シールバン
   ドを案内するバンドガイドとを一体成形したガイド部材
   を、力伝達部材の前後に取り付けて成ることを特徴とす
   るアクチュエータ。
2. 【請求項２】 摺動部材には、スリット壁と摺接するス
   リット摺接部分が一体成形されていることを特徴とする
   請求項１記載のアクチュエータ。
3. 【請求項３】 長手に沿うスリットを通して、チューブ
   内側の内側移動体とチューブ外側の外側移動体とが力伝
   達部材により機械的に連結されており、そのスリット
   は、力伝達部材の上下を通過する内外シールバンドで塞
   がれて成るアクチュエータにおいて、外側移動体下面に
   設けられ、外側移動体の軸方向移動時に該下面の対向す
   るチューブ外面を摺動する摺動部材と、スリット壁と摺
   接するスリット摺接部分と、内外シールバンドを案内す
   るバンドガイドとを一体成形したガイド部材を、力伝達
   部材の前後に取り付けて成ることを特徴とするアクチュ
   エータ。