JP3217908U - サーボシリンダ - Google Patents

Abstract

【課題】ピストンロッドが軸方向に移動する時の安定度を高めるサーボシリンダを提供する。【解決手段】サーボシリンダ本体１０、筒状のピストンロッド２０を含み、サーボシリンダ本体は、軸方向にシリンダ室が形成される。ピストンロッドは、シリンダ室内に挿入される。ピストンロッドの第一端はサーボシリンダ本体へ延び、ピストンロッドの第二端は軸方向に開口部が形成される。ヘリコイド部３０は、ピストンロッドの第二端に軸方向に設けられる。送りネジ軸４０は、ヘリコイド部と螺合し、送りネジ軸は一部が開口部の中に収容される。送りネジ軸が外部の回転動力源の駆動を受け、サーボシリンダ本体に相対して往復回転した時、ピストンロッドはサーボシリンダ本体に相対して軸方向に往復運動を行う。ピストンロッドの第一端の向きに少なくとも二枚のスペーサ片５１を延ばして設け、且つ各スペーサ片の内側面はピストンロッドの表面に当接する。【選択図】図５

Description

本考案は、サーボシリンダに関するもので、特に予圧調整器でピストンロッドの移動安定度を高めるようにしたサーボシリンダに関する。

一般的に、サーボシリンダは、サーボシリンダ本体、該サーボシリンダ本体内に挿入されたピストンロッド、該ピストンロッドの該サーボシリンダ本体内に収容した一端に設けられたヘリコイド部、及び該ヘリコイド部に貫通して螺合する送りネジ軸を備える。該送りネジ軸が外部の回転動力源の駆動を受けて該サーボシリンダ本体が相対して往復回転した時，それとヘリコイド部間の螺合関係により、該ピストンロッドがサーボシリンダ本体に相対して軸方向に往復移動を行う。

前述の欠点を鑑み、サーボシリンダ業者はスプライン構造によって緩みの問題を克服した。しかしながら、スプライン構造では常に循環する剛球を設けているので、その剛球をスムーズに作動するため、剛球のレールに対して研磨加工を施す必要がある。その生産コストは相当高く、研磨過程では一々加工しなければならないので、時間と費用がかかる。更にスプライン構造に設けたサーボシリンダではその全体的な厚みはその中の循環部品の配置に依る影響が大きく、サーボシリンダの軽量化と小型化に対して、マイナス面の影響が発生する。

本考案の主な目的は、前述の問題を改善し、予圧調整器を用いたサーボシリンダを提供することで、サーボシリンダ作動時の安定度を高めることである。

上述した目的を達成するために、本考案のサーボシリンダは、サーボシリンダ本体、筒状のピストンロッド、ヘリコイド部、送りネジ軸、予圧調整器を含む。サーボシリンダ本体は、軸方向にシリンダ室が形成されている。ピストンロッドは、シリンダ室内に挿入されている。該ピストンロッドは第一端及び第二端を備え，該ピストンロッドの第一端は該サーボシリンダ本体へ延び，該ピストンロッドの第二端は軸方向に開口部が形成されている。ヘリコイド部は、該ピストンロッドの第二端に軸方向に設けられている。送りネジ軸は、該ヘリコイド部と螺合し、該送りネジ軸は一部が該開口部の中に収容され、更に回転動力源と接続される。該送りネジ軸が回転動力源の駆動を受け，該サーボシリンダ本体に相対して往復回転した時，該ピストンロッドは該サーボシリンダ本体に相対して軸方向に往復運動を行う。予圧調整器は、該ピストンロッドの第二端に嵌合し、該ピストンロッドが該サーボシリンダ本体に相対して回転するのに制限をかける。該予圧調整器は該ピストンロッドの第一端の向きに少なくとも二枚のスペーサ片を延ばして設け，且つ各スペーサ片の内側面は該ピストンロッドの表面に当接する。該予圧調整器が該ピストンロッドに相対する軸方向位置を調整することに拠って，該少なくとも二枚のスペーサ片の拡開量を調整し，該少なくとも二枚のスペーサ片の外側面を該シリンダ室の壁面に当接させる。

本考案のサーボシリンダは、該ピストンロッドが軸方向に移動する時の安定度を高めるという利点がある。

本考案の立体外観図である。 本考案の立体分解図である。 本考案の予圧調整器の立体外観図である。 本考案の予圧調整器がそのスペーサ片を径方向に拡張する程度を調整する動作の断面図である。 本考案のピストンロッドが軸方向に往復運動する動作の断面図である。 本考案の第二の好ましい実施形態の局部立体分解図である。

図１、２、３に示すのは、本考案のサーボシリンダの好ましい実施形態であるが、それは説明のために開示した実施形態であり、請求範囲を制限することはない。

［第一実施形態］
サーボシリンダは、軸方向にシリンダ室１１が形成されたサーボシリンダ本体１０と、
該シリンダ室１１内に挿入された筒状のピストンロッド２０とを備え、該ピストンロッド２０は第一端及び第二端を備え，該ピストンロッド２０の第一端は該サーボシリンダ本体１０へ延び，該ピストンロッド２０の第二端は軸方向に開口部２１が形成され、
該ピストンロッド２０の第二端に軸方向に設けられたヘリコイド部３０と、
該ヘリコイド部３０と螺合する送りネジ軸４０とを備え、該送りネジ軸４０は一部が該開口部２１の中に収容され，更に回転動力源（図示せず）と接続される。該送りネジ軸４０が該回転動力源の駆動を受けて，該サーボシリンダ本体１０に相対して往復回転した時，該ピストンロッド２０は該サーボシリンダ本体１０に相対して軸方向に往復運動を行う。
該ピストンロッド２０の第二端に嵌合した予圧調整器５０を含む。該予圧調整器５０は該ピストンロッド２０が該サーボシリンダ本体１０に相対して回転するのに制限をかける。
該予圧調整器５０は該ピストンロッド２０の第一端の向きに少なくとも二枚のスペーサ片５１を延ばして設け，且つ各スペーサ片５１の内側面は該ピストンロッド２０の表面に当接する。
該予圧調整器５０が該ピストンロッド２０に相対する軸方向位置を調整することに拠って，該少なくとも二枚のスペーサ片５１の拡開量を調整し，該少なくとも二枚のスペーサ片５１の外側面を該シリンダ室１１の壁面に当接させ，該ピストンロッド２０が軸方向に移動する時の安定度を高める。

図２に示すように、ヘリコイド部３０の第一端は外ネジ部、ピストンロッド２０の開口部２１は内ネジ部を有し、これらはネジ止めされて固着を行ってもよい。送りネジ軸４０の回転により、ピストンロッド２０，ヘリコイド部３０は常に一体に直線移動してもよい。

該ピストンロッド２０の外表面上には直径が第二端に向かって徐々に小さくなるテーパー壁２２が環状に設けられ，該少なくとも二枚のスペーサ片５１の内側面は該テーパー壁２２に当接する。図２に示すとおり、本考案の好ましい実施形態に於いて、該テーパー壁２２は円錐台の形状の表面を備える。更に図３、４に示すとおり、各スペーサ片５１の内側面はガイド面５１１を設け，且つ各スペーサ片５１のガイド面５１１は該テーパー壁２２に当接することによって各スペーサ片５１が外に広がったり、内側に縮む時の移動の安定度を高める。本考案の好ましい実施形態に於いて、該ガイド面５１１は斜面の形状を採用しており、各スペーサ片５１は厚みが自由端に向けて徐々に薄くなる構造体である。当然、該テーパー壁２２は階段形状に設けてもよい。もしくは該テーパー壁２２に元の円錐台の形状の表面を保ち、各スペーサ片５１のガイド面５１１を階段状に設けても同様に予圧調整器５０は該ピストンロッド２０に相対する軸方向位置を調整することを達成し、該少なくとも二枚のスペーサ片５１の拡開量を調整する目的を達成する。

図３に示すとおり、各スペーサ片５１の基部の両側にはそれぞれ低強度部５１２を成形することで、基部を可撓的にし、該少なくとも二枚のスペーサ片５１が外側に開いた時の反作用力を下げ，該予圧調整器５０が該ピストンロッド２０に相対して軸方向位置を調整しやすくする。

該ピストンロッド２０の第二端は雄ネジ部２３が設けられ，また該予圧調整器５０は軸線に沿って穿孔５２を有し，且つ予圧調整器５０の穿孔５２の内壁には雌ネジ部５２１が設けられている。該雌ネジ部５２１は該雄ネジ部２３と螺合する。該予圧調整器５０が該ピストンロッド２０に相対して回転すると，該予圧調整器５０が該ピストンロッド２０に相対する軸方向位置を調整する。

［第二実施形態］
図６に示すのは、本考案の第二の好ましい実施形態である。この好ましい実施形態において、該ピストンロッド２０の第二端には同様に雄ネジ部２３が設けられている。また該予圧調整器５０Ａは軸線に沿って滑らかな内壁を備えた穿孔５２Ａを有する。該予圧調整器５０Ａは該ピストンロッド２０の第二端上に取り付けられる。該ピストンロッド２０は更に該雄ネジ部２３と螺合するナット２４を含む。該ナット２４が該ピストンロッド２０に相対して回転した時，該予圧調整器５０Ａが該ピストンロッド２０に相対して軸方向位置を調整できる。該ナット２４が該ピストンロッド２０に相対して回転し，該ピストンロッド２０の第一端へ移動すると，各スペーサ片５１を外向きに開き，また該ナット２４が反対方向へ移動すると，該予圧調整器５０Ａは該スペーサ片５１本体の弾力で，該ピストンロッド２０の第二端の端部へ向けて復位して滑動移動する。

上述構造に基づき、本考案の使用作動状況を説明する。図４、５に示すとおり、該予圧調整器５０が該ピストンロッド２０に相対して回転し，更にピストンロッド２０上の雄ネジ部２３と該予圧調整器５０の雌ネジ部５２１との間の螺合作用に拠って、該予圧調整器５０が矢印６０が示す方向に沿い該ピストンロッド２０の第一端の方向へ移動すると，該ピストンロッド２０上のテーパー壁２２は各スペーサ片５１内側面に設けたガイド面５１１によって，各スペーサ片５１を等距離で外向きに押す。各スペーサ片５１の外側面はすべて相当の圧力で該サーボシリンダ本体１０内のシリンダ室１１の内壁を押し，隙間をなくす目的を達成する。それにより、該送りネジ軸４０が該回転動力源の駆動を受け，該ヘリコイド部３０に相対して往復回転すると，該ヘリコイド部３０が該ピストンロッド２０を該サーボシリンダ本体１０に相対して軸方向に往復運動させる。該ピストンロッド２０が該サーボシリンダ本体１０に相対して往復で軸方向に移動すると，各外向き拡張後のスペーサ片５１の外側の壁隙間は、該サーボシリンダ本体１０内のシリンダ室１１内壁に合わさって充填され、それらによって該ピストンロッド２０に適する支持を与える。該ピストンロッド２０の第一端の移動軌跡が該ピストンロッド２０の軸線にできるだけ対応するのを確実にして、該ピストンロッド２０作動時の安定度を高める。

上述のとおり、本考案の好ましい実施形態において、加工工程及び製品本体は、確実に少なくとも以下の長所を備える。先ず、本考案の好ましい実施形態において、該サーボシリンダ本体１０の中に形成したシリンダ室１１の断面は、多辺形を採用し、該予圧調整器５０が該サーボシリンダ本体１０に相対して回転するのを直接制限する他に、該サーボシリンダ本体１０の加工において、更にブローチ盤で同時に複数のサーボシリンダ本体１０を加工する。更に該断面が多辺形のシリンダ室１１であるため、後続の研磨加工が便利であり、該サーボシリンダ本体１０の生産コストを有効に下げる。当然相対してサーボシリンダの売価も下げ、サーボシリンダの市場競争力を上げる。更に本考案の特殊構造は、スプラインを使用しなくても良い状況において、該予圧調整器５０のスペーサ片５１によって隙間の充填を達成して作動の安定度を高める。よって、従来のサーボシリンダと比較して厚み全体を下げ、サーボシリンダの軽量化と薄型化の目標を達成する。

１０ サーボシリンダ本体
１１ シリンダ室
２０ ピストンロッド
２１ 開口部
２２ テーパー壁
２３ 雄ネジ部
２４ ナット
３０ ヘリコイド部
４０ 送りネジ軸
５０ 予圧調整器
５０Ａ 予圧調整器
５１ スペーサ片
５１１ ガイド面
５１２ 低強度部
５２ 穿孔
５２Ａ 穿孔
５２１ 雌ネジ部
６０ 矢印

Claims (5)

1. 内部にシリンダ室が軸方向に形成されているサーボシリンダ本体と、
   第一端及び第二端を備え，第一端が該サーボシリンダ本体へ延び，第二端が軸方向に開口部を有していて該シリンダ室内に挿入されている筒状のピストンロッドと、
   該ピストンロッドの第二端に軸方向に設けられたヘリコイド部と、
   一部が該開口部の中に収容され，更に回転動力源と接続され、該ヘリコイド部と螺合する送りネジ軸とを備え、該送りネジ軸が該サーボシリンダ本体に相対して往復回転すると、該ピストンロッドは該サーボシリンダ本体に相対し、予圧調整器は該ピストンロッドが該サーボシリンダ本体に相対して回転するのに制限をかけ、該予圧調整器は該ピストンロッドの第一端の向きに少なくとも二枚のスペーサ片を延ばして設け，且つ各スペーサ片の内側面は該ピストンロッドの表面に当接し、該予圧調整器が該ピストンロッドに相対する軸方向位置を調整することに拠って，該少なくとも二枚のスペーサ片の拡開量を調整し，該少なくとも二枚のスペーサ片の外側面を該シリンダ室の壁面に当接させ，該ピストンロッドが軸方向に移動する時の安定度を高めることを特徴とするサーボシリンダ。
2. 前記ピストンロッドの外表面上には直径がその第二端に向かって徐々に小さくなるテーパー壁が設けられ，該少なくとも二枚のスペーサ片の内側面は該テーパー壁に当接することを特徴とする請求項１記載のサーボシリンダ。
3. 前記ピストンロッドの第二端は雄ネジ部が設けられ，該予圧調整器は軸線に沿って穿孔を有し，且つ予圧調整器の穿孔の内壁には雌ネジ部が設けられ、該雌ネジ部は該雄ネジ部と螺合し、該予圧調整器が該ピストンロッドに相対して回転した時，該予圧調整器が該ピストンロッドに相対する軸方向位置を調整することを特徴とする請求項１記載のサーボシリンダ。
4. 前記ピストンロッドの第二端は雄ネジ部が設けられ，該予圧調整器は軸線に沿って穿孔を有し，該予圧調整器は該ピストンロッドの第二端上に取り付けられ、該ピストンロッドは更に該雄ネジ部と螺合するナットを含み，該ナットが該ピストンロッドに相対して回転した時，該予圧調整器が該ピストンロッドに相対する軸方向位置を調整することを特徴とする請求項１記載のサーボシリンダ。
5. 前記各スペーサ片の基部の両側はそれぞれ低強度部を成形し，該基部を可撓的にし、該少なくとも二枚のスペーサ片が外側に開いた時の反作用力を下げ，該予圧調整器が該ピストンロッドに相対して軸方向位置を調整しやすくすることを特徴とする請求項１、２、３もしくは４記載のサーボシリンダ。

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