JP3307865B2 - ロッドレスシリンダのクッション装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動装置により移
動する外側移動体をクッション停止させるためのゴムダ
ンパを利用したロッドレスシリンダのクッション装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、駆動装置として例示するロッドレ
スシリンダ１００のクッション装置として、図５に示す
ように、シリンダチューブ１０１の端部をエンドキャッ
プ１０２で塞ぎ、シリンダチューブ１０１内をチューブ
軸線に沿って移動するピストン（内側移動体）の動きを
シリンダチューブ１０１の長手方向スリットを介して外
側移動体１０５に伝え、スリットはシールバンド（個々
では外側シールバンド１０６のみを示しているが）で塞
がれており、エンドキャップ１０２には、外側移動体１
０５側に向いて外部ゴムダンパ１０３が設けてあるもの
が知られている。この外部ゴムダンパ１０３の外側移動
体１０５との衝接部分は、複数の衝接突起１０４から成
っており、各衝接突起１０４の前面が同一面内に位置す
るように、衝接突起１０４の突出量は一定となってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記では、ピストンの
移動により外側移動体が所定の速度で左行又は、右行し
て、そのストロ−クエンド付近で外部ゴムダンパの衝接
部分に衝接して止まるときには、外側移動体は全ての衝
接突起の前面に同時に（一斉に）衝接して止められるの
で、衝接突起の弾性による衝撃吸収効果はあるものの停
止時のショックが大きく、外側移動体を静粛に止めるこ
とができず、外側移動体により搬送されるワークその他
の搬送物の位置決め精度を高く保てないおそれがあっ
た。

【０００４】そこで、本発明の課題は、外側移動体をそ
のストロ−クエンドで止めるときにショックを極めて小
さく出来るゴムダンパを利用したロッドレスシリンダの
クッション装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題解決のために、
本願では、両端をエンドキャップで塞がれたシリンダチ
ュ−ブ内側のピストンの動きを、チュ−ブ外側の外側移
動体に伝達するロッドレスシリンダにおいて、シリンダ
チューブの外面にはシリンダ孔と平行な取付溝が形成さ
れ、該取付溝は丸孔の一部が切り欠かれた形状であり、
そのシリンダチューブの両端に上記取付溝に捩じ込まれ
るタッピンねじでエンドキャップを結合してあり、エン
ドキャップに外側移動体と衝接する外部ダンパを設け、
その外部ダンパは、外側移動体との衝接部分を複数の衝
接突起から構成し、それらの衝接突起は、外側移動体側
への突出量が、突出量の大きな第１衝接突起と、突出量
の小さな第２衝接突起とから成り、外側移動体の幅方向
中心に対して対称に上記第１衝接突起を設け、その外側
に複数の第２衝接突起を前記幅方向中心に対して対称に
設けたゴムダンパであり、そのゴムダンパの幅方向下端
部には軸方向内側に伸び、先端に嵌め込み部を設けた伸
長部分を形成し、ゴムダンパの背面をエンドキャップに
当て付けた状態で、上記伸長部分先端の嵌め込み部を取
付溝にタッピンねじ先端より軸方向内方位置に嵌め込ん
で、タッピンねじを覆うようにしてゴムダンパをエンド
キャップに取り付けたことを特徴とする（請求項１）。
具体的には、ゴムダンパ背面の凸部をエンドキャップの
凹部に嵌め込んでゴムダンパの幅方向位置を定めている
（請求項２）。

【０００６】この構成では、外側移動体が衝接部分と衝
接するとき、まず、突出量の大きな衝接突起に衝接し
て、衝突エネルギの一部が吸収され、その後に、突出量
の小さな衝接突起で残りの衝突エネルギが吸収されるの
で、一時に全ての衝突エネルギを吸収しようとする従来
に比べて、ショックを極めて少なくして外側移動体を停
止に導くことが出来る。第１衝接突起と第２衝接突起と
を対称に設けたので、外側移動体へのクッション作用を
外側移動体の幅方向で均一にでき、ショックの吸収作用
が一層効果的である。また、外部ゴムダンパの取付け、
取外しが極めて簡便である。

【０００７】

【発明の実施の形態】実施の形態について図面を参照し
て説明する。流体（空気）圧作動のロッドレスシリンダ
１を駆動装置とする例で説明する。図１〜４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−ブ（シリンダチュ−
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、開口部として例示
するスリット３が形成してある。シリンダチュ−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、
端部材取付用の取付溝４とセンサ取付溝５とが形成され
ている。取付溝４は、外方に向く開口部４ａを有し、内
側に向けて前記開口部４ａより拡がっており、丸孔の一
部が切り欠かれた形状となっている。

【０００８】シリンダチュ−ブ２の長手両端部は、端部
材として例示する、チュ−ブ２上面より上方に突出した
形状のエンドキャップ１０，１１で塞がれ、エンドキャ
ップ１０，１１間にシリンダ室６を形成している。エン
ドキャップ１０とエンドキャップ１１とは、左右形状が
対称となっているのみで同様であるから、以下、エンド
キャップ１０を示す各図に基づいて説明する。エンドキ
ャップ１０（１１）とシリンダチュ−ブ２とは、エンド
キャップ１０（１１）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端部に嵌入すると共
に、チュ−ブ２のスリット３端部に後述の中間壁部３６
の突出部３６ａがきっちりと嵌合した状態で、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１
０（１１）のチュ−ブ２に対する幅方向位置を決めて結
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１０（１１）の側面に形成され
ている流体給排ポ−ト１５との関係で、エンドキャップ
１０（１１）について各３か所である。

【０００９】シリンダ室６は、両端にピストンエンド２
１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２０
において、ピストンパッキン２１ａを備えたピストンエ
ンド２１，２１の中間部のピストン本体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−ク）
２２が一体成形されている。その力伝達部材２２は、チ
ュ−ブ２外側において左右に拡がり、外側移動体の本体
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お
り、後述の外シ−ルバンド３１の通過する、前壁２３ｃ
からピストンヨ−ク２２上方を経て後壁２３ｄに至る間
のバンド通過空間２４を樹脂材料から成るカバ−部材２
５で塞いで外側移動体２６を構成している。これらのピ
ストン本体２０ａ、力伝達部材２２、ピストンマウント
２３とは全体がアルミニウム合金から成る単一部材とな
っている。ピストンマウント２３の下端外側には、全周
に亘ってスクレ−パ２８が取り付けられ、シリンダチュ
−ブ２の上面（スリット開口方向側外面）とピストンマ
ウント２３の下面との間の隙間からの塵埃侵入を防止し
ている。

【００１０】エンドキャップ１０（１１）は、軽量化、
また、低コスト化のために、プラスチックなどの合成樹
脂材の成形品である。エンドキャップ１０（１１）に
は、内外シ−ルバンド３０，３１と対応して、中間壁部
３６の上下にバンド嵌入孔３２，３３が形成されてい
る。各嵌入孔３２，３３は、その左右幅が、対応する内
外シ−ルバンド３０，３１がきっちり嵌まり込んで各シ
−ルバンド３０，３１の左右位置を位置決めできるよう
に適合させてあってもよいが、この実施形態では、バン
ド幅より充分大きくしてある。また、内シ−ルバンド３
０用のバンド嵌入孔３２の高さは、内シ−ルバンド３０
の厚みよりも充分大きな高さになっており、内外シ−ル
バンド３０，３１で上下を挟まれた空間Ｓと連通してい
る。バンド嵌入孔３２に連続して、エンドキャップ１０
（１１）の外部空間と連通する連通孔３４がエンドキャ
ップ１０（１１）に設けてある。エンドキャップ１０
（１１）には、前記上側のバンド嵌入孔３３の上側か
ら、前記中間壁部３６、及び前記下側のバンド嵌入孔３
２の下側にまたがって、ピン孔３８が形成されている。

【００１１】スリット３を内側と外側から塞ぐ内外シ−
ルバンド３０，３１は、前記ピストンヨ−ク２２の上下
を通ってその両端が各エンドキャップ１０（１１）に達
している。内外シ−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−ルバンドなどの磁性
材料から成る。内外シ−ルバンド３０，３１は周知のよ
うに、スリット３の幅より広い幅を有している。シ−ル
バンド３０の長手両端には、前記エンドキャップ１０
（１１）の各ピン孔３８と対応する位置に取付孔が形成
してある。シ−ルバンド３１の長手両端には、前記エン
ドキャップ１０（１１）の各ピン孔３８と対応する位置
に取付孔が形成してある。各シ−ルバンド３０，３１
は、それらの両端を前記対応するバンド嵌入孔３２，３
３に嵌め込み、シ−ルバンド３０，３１の取付孔と、エ
ンドキャップ１０（１１）のピン孔３８とを一致させた
状態で、外方から取付ピン３９をピン孔３８に嵌め込ん
で、エンドキャップ１０（１１）に連結される。さらに
取付ピン３９を抜け止めするカバ−５６をエンドキャッ
プ１０（１１）に着脱自在に嵌め込む。ピン孔３８と取
付ピン３９との嵌め込み状態は、指で押し込み、かつ、
指でつまんで抜くことのできる程度の嵌め込み状態であ
るのが好ましい。

【００１２】これらの内外シ−ルバンド３０，３１を吸
着するための磁石４５が、チュ−ブ２外面において、ス
リット３両側に長手に沿って配置されている。ピストン
ヨ−ク２２を通過している部分を除いて、内シ−ルバン
ド３０は、そ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−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。

【００１３】エンドキャップ１０（１１）のチュ−ブ２
への嵌入軸部１２の先端には、ピストン２０の端部とピ
ストンストロ−クエンドで衝接する内部ゴムダンパ７０
が設けてある。内部ゴムダンパ７０を嵌入軸部１２の先
端に接着等で固定することで嵌入軸部１２と内部ゴムダ
ンパ７０の間にシリンダガスケット１３を保持するシリ
ンダガスケット保持溝１６を構成する。エンドキャップ
１０（１１）側面に設けた給排ポ−ト１５からの流体
は、エンドキャップ１０（１１）の給排孔７１及び、内
部ゴムダンパ７０の中心に設けた給排孔７２を介して、
対応するシリンダ室６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。内部ゴムダン
パ７０には、ピストン２０と対向する前端面７０ａにダ
ンパ挿入孔７０ｂが設けられている。そのダンパ挿入孔
７０ｂから棒状の突起部７０ｃが左右に一対ピストン２
０方向に突出している。ダンパ挿入孔７０ｂは棒状の突
起部７０ｃの径より太径であり、その大きさは突起部７
０ｃが所定の軸方向圧縮力を受けた時に、突起部７０ｃ
が軸方向にたわみ、かつ、その太さが径方向に拡開した
ときにダンパ挿入孔７０ｂに突起部７０ｃが収まる大き
さであり、内部ゴムダンパ７０は突起部７０ｃが軸方向
にたわみ易くするために、反発性の比較的低い材質であ
るニトリルゴムが好ましい。

【００１４】エンドキャップ１０（１１）の外側移動体
２６（ピストンマウント２３）と対応する軸方向内側に
は、外側移動体２６のストロ−クエンドで外側移動体２
６の前壁２３ｃ（後壁２３ｄ）と衝接して外側移動体２
６及びその上のワ−ク荷重による運動エネルギとシリン
ダ推力による付加エネルギを吸収するための外部ゴムダ
ンパ８０が設けてある。外部ゴムダンパ８０の外側移動
体２６に向く側は、外側移動体２６との衝接部分８０Ａ
となっている。その衝接部分８０Ａは、外側移動体２６
に向けての突出量が大きな第１衝接突起８０ｂと、突出
量が第１衝接突起８０ｂより少し短い第２衝接突起８０
ａとから構成されている。これら第１、第２衝接突起８
０ａ，ｂは、外側移動体２６の幅方向中心線Ｌ上に、１
つの第２衝接突起８０ａが配置され、その幅方向両側
に、前記中心線Ｌに対して対称に、前記中心線上の第２
衝接突起８０ａと隙間を有して一対の第１衝接突起８０
ｂが配置され、さらにそれらの第１衝接突起８０ｂの幅
方向外側に、複数の第２衝接突起８０ａがこれも前記中
心線Ｌに対して対称となるように、隣合った突起との間
に隙間を持って並設されている。衝接部分８０Ａの背面
には幅方向位置決めのための左右一対の凸部８０ｃがエ
ンドキャップ１０（１１）の凹部８０ｄに嵌まり込んで
いる。又、外部ゴムダンパ８０の幅方向下端部は軸方向
内側に伸びた伸長部分８１に形成され、その伸長部分８
１の先端に嵌め込み部８２が設けてあり、外部ゴムダン
パ８０の背面をエンドキャップ１０（１１）に当て付け
た状態でチュ−ブ２外面の取付溝４に嵌め込み部８２を
嵌め込むと、ちょうどタッピンねじ１４の先端より軸方
向内方位置にその嵌め込み部８２が位置し、エンドキャ
ップ１０（１１）をチュ−ブ２端に固定する夫々上側２
本のタッピンねじ１４が覆われて外部から見えなくなる
ようになっている。このように外部ゴムダンパ８０は、
背面の凸部８０ｃをエンドキャップ１０（１１）の凹部
８０ｄに嵌め込み、嵌め込み部８２を取付溝４に嵌め込
んで、チューブ外側において、エンドキャップ１０（１
１）に取付られるから、取付、取外しが極めて簡便であ
る。

【００１５】ピストンマウント２３上にワークその他の
被搬送物による荷重をかけてピストン２０が所定の速度
で左行、又は、右行すると、そのストロークエンド付近
で、先ず、ピストン２０が内部ゴムダンパ７０に当接し
始め、ピストン２０による軸方向推力と、前記荷重によ
る運動エネルギが内部ゴムダンパ７０に作用し始める。
すると、棒状の突起部７０ｃは軸方向に圧縮されつつそ
れと直交する方向（径方向）に拡開する。突起部７０ｃ
を棒状としたことで、その荷重を受ける面積に対する長
さの割合が大きくなり、軸方向の撓みが大きくなる。そ
して、この撓みで生じる拡開変位は突起部７０ｃとダン
パ挿入孔７０ｂとの間に径方向の隙間があるので、突起
部７０ｃがダンパ挿入孔７０ｂに圧接するまで容易に変
形する。軸方向の撓みが大きいことにより、長いクッシ
ョンストロークとなるから、ピストン２０は停止までの
制動距離が長くなり、その結果、ピストン２０にかかる
加速度が小さくなり、ピストン２０を滑らかに停止させ
ようとする。そして、突起部７０ｃの拡開がダンパ挿入
孔７０ｂで規制されると突起部７０ｃの軸方向撓みも規
制され、突起部７０ｃの撓みによりピストン２０は前記
エネルギを吸収されつつ、内部ゴムダンパ７０の前端面
７０ａに衝接する。

【００１６】内部ゴムダンパ７０の前端面７０ａにピス
トン２０が衝接するタイミングと相前後して、外部ゴム
ダンパ８０に外側移動体２６が衝接し始め、ピストン２
０，外側移動体２６の停止に向けて、残ったエネルギを
吸収する。外部ゴムダンパ８０に外側移動体２６が衝接
するとき、先ず、第１衝接突起８０ｂに衝接してこれを
撓ませることで、前記残ったエネルギの一部を吸収す
る。そして、その後に第２衝接突起８０ａに外側移動体
２６が衝接して、残るエネルギーを吸収する。このよう
に外部ゴムダンパ８０において、複数段階（本実施形態
では２段階）でクッションが作用することにより、従
来、一度にクッションを効かせていたものに比べて、停
止ショックが極めて小さくなり、外側移動体２６が停止
時にはずんだりすることがなく静粛に停止され、停止位
置精度が向上する。また、外側移動体２６（ピストンマ
ウント２３）の前壁２３ｃが、その前壁２３ｃと略同じ
高さ位置で設けた外部ゴムダンパ８０に衝接するから、
ピストンマウント２３上の荷重により近い位置で荷重に
よる運動エネルギを負荷する結果、荷重が偏荷重として
作用する度合いを極めて小さくでき、ピストンヨーク２
２に動的曲げモーメントが加わることを少なくでき、ま
た、ピストンマウント２０との衝接音も極めて小さくな
る。

【００１７】尚、ロッドレスシリンダはスリットチュー
ブ形式のものに限らず、外側移動体が別のガイドレール
に案内されるようになっているものや、内外移動体相互
がマグネットによる磁気吸着力で結合されているものな
どであってもよい。また、本願実施形態では、内部ゴム
ダンパを備えたロッドレスシリンダで説明したが、本願
では、内部ゴムダンパを備えることは必須要件ではな
い。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、外側移動
体が衝接部分と衝接するとき、まず、突出量の大きな衝
接突起に衝接して、衝突エネルギの一部が吸収され、そ
の後に、突出量の小さな衝接突起で残りのエネルギが吸
収されるので、一時に全てのエネルギを吸収しようとす
る従来に比べて、停止時のショックを極めて少なくして
外側移動体を停止に導くことが出来、停止精度を高める
ことができる。また、ショックが極めて小さいので、ゴ
ムダンパの摩耗、損傷も小さく、寿命が長い利点もあ
る。また、衝接突起としての第１衝接突起と第２衝接突
起とを対称に設けたので、外側移動体へのクッション作
用を外側移動体の幅方向で均一にでき、外側移動体をこ
じるような偏荷重を生じることがなく、ショックの吸収
作用が一層効果的になる利点を有する。また、外部ゴム
ダンパは、ゴムダンパの幅方向下端部に設けた伸長部分
先端の嵌め込み部を取付溝に嵌め込んで、チューブ外側
において、エンドキャップに取付られるから、取付、取
外しが極めて簡便である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明を実施した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２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【図４】図１のロッドレスシリンダの斜視図である。

【図５】従来のロッドレスシリンダのクッション装置を
示す図である。

【符号の説明】

１ ロッドレスシリンダ ２ チュ−ブ １０エンドキャップ １１エンドキャップ ２０ピストン ２６外側移動体 ８０外部ゴムダンパ ８０Ａ 衝接部分 ８０ａ 第１衝接突起 ８０ｂ 第２衝接突起

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端をエンドキャップで塞がれたシリン
   ダチュ−ブ内側のピストンの動きを、チュ−ブ外側の外
   側移動体に伝達するロッドレスシリンダにおいて、シリ
   ンダチューブの外面にはシリンダ孔と平行な取付溝が形
   成され、該取付溝は丸孔の一部が切り欠かれた形状であ
   り、そのシリンダチューブの両端に上記取付溝に捩じ込
   まれるタッピンねじでエンドキャップを結合してあり、
   エンドキャップに外側移動体と衝接する外部ダンパを設
   け、その外部ダンパは、外側移動体との衝接部分を複数
   の衝接突起から構成し、それらの衝接突起は、外側移動
   体側への突出量が、突出量の大きな第１衝接突起と、突
   出量の小さな第２衝接突起とから成り、外側移動体の幅
   方向中心に対して対称に上記第１衝接突起を設け、その
   外側に複数の第２衝接突起を前記幅方向中心に対して対
   称に設けたゴムダンパであり、そのゴムダンパの幅方向
   下端部には軸方向内側に伸び、先端に嵌め込み部を設け
   た伸長部分を形成し、ゴムダンパの背面をエンドキャッ
   プに当て付けた状態で、上記伸長部分先端の嵌め込み部
   を取付溝にタッピンねじ先端より軸方向内方位置に嵌め
   込んで、タッピンねじを覆うようにしてゴムダンパをエ
   ンドキャップに取り付けたことを特徴とするロッドレス
   シリンダのクッション装置。
2. 【請求項２】 ゴムダンパ背面の凸部をエンドキャップ
   の凹部に嵌め込んでゴムダンパの幅方向位置を定めてい
   ることを特徴とする請求項１記載のロッドレスシリンダ
   のクッション装置。