JP3543065B2 - 直線作動装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ワークの搬送手段等として機能する直線作動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、ロッドレスシリンダ等を含む直線作動機が工場内等でワークの搬送手段として種々採用されるに至っている。この種の従来技術に係る直線作動機を図9に示す(特開平9−177717号公報参照)。
【0003】
この直線作動機1は、平板状のベースプレート2と、前記ベースプレート2の軸線方向に沿った両端部にそれぞれ連結される一組のエンドブロック3a、3bと、前記エンドブロック3a、3bの間に固定されるロッドレスシリンダ4とを有する。
【0004】
前記ベースプレート2には、ロッドレスシリンダ4の軸線と略平行なガイドレール5が固定され、前記ガイドレール5とロッドレスシリンダ4との間には、一組のショックアブソーバ6a、6bがロッドレスシリンダ4の軸線と略平行に対向配置される。前記ベースプレート2上には、ロッドレスシリンダ4の駆動作用下に、ガイドレール5に沿って直線状に往復動作するスライドテーブル7が設けられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の従来技術に係る直線作動機では、略平行に配設されたロッドレスシリンダ4とガイドレール5との間に一組のショックアブソーバ6a、6bが介装されているために、前記ロッドレスシリンダ4とガイドレール5との離間距離が大きくならざるを得ないという問題がある。
【0006】
すなわち、スライドテーブル7を始動させるためにロッドレスシリンダ4からスライドテーブル7に対して運動エネルギ(推力)が伝達される際、前記スライドテーブル7が変位するガイドレール5に反力が発生し、この反力はロッドレスシリンダ4とガイドレール5との離間距離が大きい程増大する。換言すると、ロッドレスシリンダ4とガイドレール5との離間距離が小さい程、前記反力が抑制されるため、理想的には、ロッドレスシリンダ4とガイドレール5とをできるだけ近接配置することが望ましい。
【0007】
また、スライドテーブル7の変位終端においてショックアブソーバ6a、6bがその衝撃力を吸収する際、前記ショックアブソーバ6a、6bの反力がガイドレール5に付与される。この反力は、ショックアブソーバ6a、6bとガイドレール5との離間距離が大きい程、増大する。従って、前記ガイドレール5に付与される反力を抑制するために、理想的には、ショックアブソーバ6a、6bとガイドレール5とをできるだけ近接配置することが望ましい。
【0008】
本発明は、前記の問題を考慮してなされたものであり、駆動手段、軌道手段および緩衝手段からなる三者を理想的なレイアウトに配置し、しかも装置全体としてコンパクト化を図ることが可能な直線作動装置を提供することを目的とする。
【0009】
【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、ベース部材と、
前記ベース部材にその軸線方向に沿って固設された直線状の軌道手段と、
前記軌道手段に沿って往復動作するスライダと、
前記軌道手段の軸線と略平行に配設され、前記スライダに対して直線運動を伝達する駆動手段と、
前記駆動手段を前記ベース部材に取着するための取付機構とからなり、
前記駆動手段は、前記軌道手段の軸線方向に対し、直交する方向で前記取付機構を介してベース部材に着脱自在に設けられ、
前記スライダと前記駆動手段との間には、該駆動手段の直線運動を該スライダに対して伝達するための係合部位が設けられることを特徴とする。
【0011】
この場合、前記スライダには、直線運動を伝達する駆動手段の変位部材に係合する一組のエンドプレートが設けられ、前記エンドプレートには、緩衝手段に当接する当接面が形成されると好適である。また、前記取付機構は、ベース部材と駆動手段とを連結するためのねじ部材を含み、前記ねじ部材を、スライダのワーク取付面に対して略直交する方向から螺入可能に設けるとよい。
【0012】
さらに、前記ベース部材と前記駆動手段との連結部位には、ベース部材と駆動手段とを位置決めした状態で連結する位置決め手段を設けるとよい。
【0013】
なお、前記駆動手段を、圧力流体の作用下にピストンが変位する流体圧ロッドレスシリンダ、磁石の作用下に外部移動体が変位するマグネット式ロッドレスシリンダ、リニアアクチュエータ、電動アクチュエータの、少なくともいずれか1つを用いるとよい。
【0014】
前記軌道手段はリニアガイド機構からなり、前記リニアガイド機構は、長尺なレール部材と、前記レール部材に沿って変位する転動部材または摺動部材とを有し、前記緩衝手段は、単数または複数のショックアブソーバからなり、前記ショックアブソーバを、ベース部材の端部に軌道手段の軸線と略平行に配設するとよい。前記エンドプレートと変位部材との間には所定のクリアランスが設けられ、前記クリアランスを介して前記変位部材の変位を許容するフローティング機能が営まれる。
【0015】
本発明によれば、軌道手段を間にして、一方側に駆動手段を略平行に近接配置し、前記駆動手段と反対の他方側に緩衝手段を略平行に近接配置することにより、軌道手段、駆動手段および緩衝手段の三者を理想的なレイアウトに配置が可能となり、しかも小型化が図られる。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明に係る直線作動装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【0017】
図1において、参照数字10は、本発明の実施の形態に係る直線作動装置を示す。
【0018】
この直線作動装置10は、平板状のベースプレート(ベース部材)12と、前記ベースプレート12の軸線方向に沿った両端部にそれぞれ連結される一組のエンドブロック14a、14bと、前記ベースプレート12の略中央部に軸線方向に沿って固設されるリニアガイド機構(軌道手段)16と、上面に略平坦なワーク取付面18が形成され、前記リニアガイド機構16に沿ってベースプレート12の軸線方向に沿って往復動作するスライダ20とを含む。なお、前記スライダ20のワーク取付面18に対し、直接的に図示しないワークを取り付けあるいは載置し、または部材を介して間接的にワークを取り付けあるいは載置する等、いずれの場合であってもよい。
【0019】
さらに、前記直線作動装置10は、取付機構22を介して前記ベースプレート12の側部に連結され、前記リニアガイド機構16と略平行に配置されるロッドレスシリンダ(駆動手段)24と、前記リニアガイド機構16を間にして前記ロッドレスシリンダ24と反対側に対向配置される一組のショックアブソーバ(緩衝手段)26a、26bとを含む。ロッドレスシリンダ24が連結される側部と反対側のベースプレート12の側部には、断面矩形状のセンサ取付用長溝28が軸線方向に沿って形成されている。前記ショックアブソーバ26a、26bは、スライダ20の変位終端を規制するとともに、該スライダ20に付与される衝撃を吸収する機能を営むものである。
【0020】
前記リニアガイド機構16は、ベースプレート12の上面部にねじ部材を介して固設される長尺なレール部材30と、図示しない複数のボールベアリングの転動作用下に前記レール部材30に沿って摺動変位する一組のガイドブロック(摺動部材)32とを有する。前記一組のガイドブロック32の上面には、ねじ部材を介してスライダ20が固設され、前記スライダ20はガイドブロック32を介してレール部材30に沿って変位自在に設けられている。なお、前記ガイドブロック32に代替して、スライダ20の底面部に図示しない円筒状の複数のころ部材(転動部材)を転動自在に設け、前記ころ部材の転動作用下にスライダ20がレール部材30に沿って変位するように構成してもよい。
【0021】
前記ショックアブソーバ26a、26bは、図6に示されるように、ブロック体34を介してベースプレート12に固定され、エンドブロック14a、14bには、断面半長円状の切欠部36を介して緩衝力を調節するねじ部材38が設けられている。この場合、一組のショックアブソーバ26a、26bは所定間隔離間して対向配置され、一組のショックアブソーバ26a、26bを結ぶ仮想線がレール部材30の軸線と略平行となるように配設されている。また、前記一組のショックアブソーバ26a、26bは、レール部材30に対してできるだけ近接配置されている。
【0022】
エンドブロック14a、14bとロッドレスシリンダ24との連結部位には、図2に示されるように、ベースプレート12とロッドレスシリンダ24とを着脱自在に連結する取付機構22が設けられ、前記取付機構22は、エンドブロック14a、14bに形成された凹部40と、ロッドレスシリンダ24のエンドキャップ42a、42bに設けられ前記凹部40に連結される凸部44と、前記凸部44を凹部40に対してねじ締結するねじ部材46とから構成される。この場合、前記ねじ部材46は、スライダ20のワーク取付面18と略直交する方向(上方向)から螺入可能に設けられている。
【0023】
また、前記エンドブロック14a(14b)とロッドレスシリンダ24の連結部位には位置決め手段48が設けられ、前記位置決め手段48は、エンドブロック14a(14b)の一側面に形成された小孔50と、前記ロッドレスシリンダ24のエンドキャップ42a(42b)から外部に向かって突出する突起部52とを有する。この場合、前記小孔50に前記突起部52を挿入することにより、ベースプレート12とロッドレスシリンダ24とが位置決めされた状態で連結される。
【0024】
スライダ20の両端部には、軸線と略直交する方向に延在する一組のエンドプレート54a、54bが連結され、前記エンドプレート54a、54bは、スライダ20の端面から横方向に向かって突出し、後述するピストンヨーク(ヨーク部材)56a、56b(図5参照)に係合する係合部58a、58bと、ショックアブソーバ26a、26bに当接する略平坦な当接面60とを有する。
【0025】
ロッドレスシリンダ24は、図8に示されるように、端面部に軸線方向に沿って延在するスリット62が形成されたシリンダチューブ64を有する。前記シリンダチューブ64の内部には、長手方向に沿って延在するボア66を有し、このボア66は前記シリンダチューブ64の端面部に形成されたスリット62を介して外部と連通状態にある。
【0026】
前記シリンダチューブ64の両端部は、それぞれ流体圧出入ポート68が形成された直方体状のエンドキャップ42a、42b(図1参照)によって気密に閉塞される。なお、前記スリット62を形成する側壁には、ボア66側へと拡開するように段部70a、70bが設けられている(図7参照)。
【0027】
図5にピストン72を示す。このピストン72は、略円筒状のピストン本体74を有し、前記ピストン本体74の軸線方向に沿った両端部に第1受圧面76が、その反対側に第2受圧面78が形成され、その内部にクッションシール80が設けられている。円筒状のピストン本体74の上部には、後述する第1シール部材82と第2シール部材84とを分離させる一組のベルトセパレータ86が軸線方向に沿って対向配置され、前記一組のベルトセパレータ86の中央部には前記第2シール部材84に摺接する平行ピン88が設けられている。
【0028】
また、前記ピストン本体74には、一対のピストンヨーク56a、56bが軸線方向に沿って一体的に形成され、前記一方のピストンヨーク56aは、スライダ20の一組のエンドプレート54a、54bの係合部58a、58bと係合するように設けられている。図4に示されるように、前記一組のピストンヨーク56a、56bには、平板状のトップカバー90が装着され、また、前記ピストンヨーク56a、56bの両端部には軸線と略直交する方向に延在する一組のエンドカバー92がそれぞれ装着される。前記エンドカバー92の幅狭な一側面部には溝部を介してスクレーパ94が保持され、前記スクレーパ94が第2シール部材84に摺接することにより、塵埃等が除去される。
【0029】
図8に示されるように、前記一組のピストンヨーク56a、56bの横方向の側面部には軸線方向に沿って延在する凹部95a、95bが形成され、前記凹部95a、95bには、樹脂製材料によって形成され、シリンダチューブ64の側面部に摺接してピストン72を支持する長尺な一組の軸受部材96a、96bが装着される。前記軸受部材96a、96bを設けることにより、ピストン72の回り止めを阻止するとともに、ピストンヨーク56a、56bとシリンダチューブ64との直接的接触を防止することができる。
【0030】
なお、図4中、参照数字98は、第1シール部材82がピストン72内に進入するための通路を示し、また参照数字100は、エンドキャップ42a、42bに連結されたクッションリングを示す。
【0031】
次に、シリンダチューブ64のスリット62に形成された段部70a、70bに嵌合するシール部材を図7に示す。第1シール部材82は舌片102a、102bを有し、この舌片102a、102bの横方向にさらに膨出部104a、104bを備えている。この膨出部104a、104bから横方向へと向かって若干拡開するように係合片106a、106bが延在している。前記膨出部104a、104bは、内圧がピストン72に付与されたときに前記段部70a、70bに係合するためのものであり、さらに、係合片106a、106bは、スリット62を形成するための内面108a、108bに係合する。この第1シール部材82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。
【0032】
一方、第2シール部材84は、スリット62を閉塞するためのものであり、シリンダチューブ64の側面に長手方向へと延在する溝110に係合する。なお、第1シール部材82は、ピストン72の通路98内に進入し、その両端部は、第2シール部材84とともに、エンドキャップ42a、42bに固着されている。
【0033】
本発明の実施の形態に係る直線作動装置10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【0034】
エンドキャップ42bに形成された一方の流体圧出入ポート68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100の内部に形成された通路を経て第1受圧面76を押圧する。この圧縮空気の押圧作用下にピストン72は、図4において、右側(矢印X方向)へと変位する。この時、ピストン72は、一組のピストンヨーク56a、56bと一体的に変位する。なお、ベルトセパレータ86は、ピストンヨーク56a、56bが変位する際に、第1シール部材82と第2シール部材84とを離間させる機能を営む。
【0035】
前記ピストンヨーク56a、56bがシリンダチューブ64の長手方向に沿って変位する際、前記ピストンヨーク56a、56bと実質的に係合する一組のエンドプレート54a、54bを介して、スライダ20は、レール部材30の案内作用下に該ピストンヨーク56a、56bとともに一体的に変位する。
【0036】
前記スライダ20のエンドプレート54a、54bに形成された当接面60にショックアブソーバ26a、26bのピンが当接することにより、変位終端位置に到達する。その際、前記ショックアブソーバ26a、26bの緩衝作用下に当接する際に発生する衝撃が吸収される。
【0037】
次に、エンドキャップ42aに形成された他方の流体圧出入ポート68に圧縮空気を導入した場合には、前記と逆の作用がなされる。
【0038】
本実施の形態では、レール部材30を間にして、前記レール部材30の軸線と略平行にロッドレスシリンダ24を近接配置するとともに、前記ロッドレスシリンダ24と反対側に前記レール部材30の軸線と略平行となるように一組のショックアブソーバ26a、26bを近接配置している。換言すると、略中央に配設されたレール部材30を基準としてその両側に略平行となるようにロッドレスシリンダ24およびショックアブソーバ26a、26bを近接配置している。
【0039】
従って、レール部材30とロッドレスシリンダ24とを略平行に近接配置し、且つショックアブソーバ26a、26bとレール部材30とを略平行に近接配置することにより、軌道手段として機能するレール部材30、駆動手段として機能するロッドレスシリンダ24および緩衝手段として機能するショックアブソーバ26a、26bの三者を理想的なレイアウトに配置することができ、しかも装置全体としてコンパクト化を図ることができる。この結果、スライダ20の始動時等に発生する反力を抑制してレール部材30に対する負荷を軽減させることができる。
【0040】
また、本実施の形態では、レール部材30およびショックアブソーバ26a、26bが設けられたベースプレート12と、ロッドレスシリンダ24とを、取付機構22を介して着脱自在に設けることにより、駆動手段を容易に交換することができるとともに、駆動手段の選択の自由度が大きくなり汎用性を向上させることができる。この場合、ベースプレート12とロッドレスシリンダ24とを連結するねじ部材46が、スライダ20のワーク取付面18に対して直交する方向である上方向から螺入することができ、簡便に着脱することができるという利点がある。
【0041】
さらに、一組のエンドプレート54a、54bの係合部58a、58bの間にピストンヨーク56aを係合させることにより、ロッドレスシリンダ24の駆動力をスライダ20に伝達することができるため、簡素な構成によって駆動力を円滑に伝達することができる。この場合、エンドプレート54a(54b)の係合部58aとピストンヨーク56aとの間には所定のクリアランス(図示せず)が設けられ、前記クリアランスを介してピントンヨーク56aの変位を許容するフローティング機能が営まれる。
【0042】
さらにまた、前記エンドプレート54a、54bには、ピストンヨーク56aに係合する係合部58a、58bの他にショックアブソーバ26a、26bのピンに当接する当接面60を設けて、該ピストンの当接面60とピストンヨーク56aを保持する機能とを兼用させることより、部品点数を削減することができる。
【0043】
なお、本実施の形態では、駆動手段として圧力流体の作用下にピストン72が変位するロッドレスシリンダ24を用いて説明しているがこれに限定されるものではなく、例えば、磁石の作用下に外部移動体が変位するマグネット式ロッドレスシリンダ、流体圧シリンダを含むリニアアクチュエータ、回転駆動源の回転駆動力が伝達されることにより外部移動体が変位する電動アクチュエータ等を用いてもよいことは勿論である。
【0044】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【0045】
すなわち、軌道手段を間にして、一方側に駆動手段を略平行に近接配置し、前記駆動手段と反対の他方側に緩衝手段を略平行に近接配置することにより、軌道手段、駆動手段および緩衝手段の三者を理想的なレイアウトに配置することができ、しかも小型化を図ることができる。この結果、軌道手段に発生する反力を抑制して該軌道手段に付与される荷重を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る直線作動装置の斜視図である。
【図2】前記直線作動装置を構成するベースプレートおよびロッドレスシリンダの分解斜視図である。
【図3】図1に示す直線作動装置の平面図である。
【図4】図1のIV−IV線に沿った横断面図である。
【図5】前記ロッドレスシリンダを構成するピストン斜視図である。
【図6】ショックアブソーバを示す一部省略拡大斜視図である。
【図7】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8】図3のVIII−VIII線に沿った一部省略縦断面図である。
【図9】従来技術に係る直線作動機の斜視図である。
【符号の説明】
10…直線作動装置 12…ベースプレート
14a、14b…エンドブロック 16…リニアガイド機構
18…ワーク取付面 20…スライダ
22…取付機構 24…ロッドレスシリンダ
26a、26b…ショックアブソーバ 30…レール部材
32…ガイドブロック 40…凹部
44…凸部 46…ねじ部材
48…位置決め手段 50…小孔
52…突起部 54a、54b…エンドプレート
56a、56b…ピストンヨーク 58a、58b…係合部
60…当接面 62…スリット
64…シリンダチューブ 82、84…シール部材

Claims (8)

  1. ベース部材と、
    前記ベース部材にその軸線方向に沿って固設された直線状の軌道手段と、
    前記軌道手段に沿って往復動作するスライダと、
    前記軌道手段の軸線と略平行に配設され、前記スライダに対して直線運動を伝達する駆動手段と、
    前記駆動手段を前記ベース部材に取着するための取付機構とからなり、
    前記駆動手段は、前記軌道手段の軸線方向に対し、直交する方向で前記取付機構を介してベース部材に着脱自在に設けられ、
    前記スライダと前記駆動手段との間には、該駆動手段の直線運動を該スライダに対して伝達するための係合部位が設けられることを特徴とする直線作動装置。
  2. 請求項記載の装置において、
    前記スライダには駆動手段側に向かって突出し所定間隔離間する一組の係合部が設けられ、前記駆動手段には該スライダ側に向かって突出するヨーク部材が設けられ、
    前記取付機構を介して前記ベース部材に対して前記駆動手段を装着した際、前記スライダの一組の係合部間に前記駆動手段のヨーク部材が係合することにより、該スライダに対して直線運動が伝達されることを特徴とする直線作動装置。
  3. 請求項1記載の装置において、
    前記スライダには、直線運動を伝達する駆動手段の変位部材に係合する一組のエンドプレートが設けられ、前記エンドプレートには、緩衝手段に当接する当接面が形成されていることを特徴とする直線作動装置。
  4. 請求項1記載の装置において、
    前記取付機構は、ベース部材と駆動手段とを連結するためのねじ部材を含み、前記ねじ部材は、スライダのワーク取付面に対して略直交する方向から螺入可能に設けられることを特徴とする直線作動装置。
  5. 請求項1記載の装置において、
    前記ベース部材と前記駆動手段との連結部位には、ベース部材と駆動手段とを位置決めした状態で連結する位置決め手段が設けられることを特徴とする直線作動装置。
  6. 請求項1記載の装置において、
    前記駆動手段は、少なくとも、圧力流体の作用下にピストンが変位する流体圧ロッドレスシリンダ、磁石の作用下に外部移動体が変位するマグネット式ロッドレスシリンダ、リニアアクチュエータ、電動アクチュエータのいずれか1つからなることを特徴とする直線作動装置。
  7. 請求項1記載の装置において、
    前記軌道手段はリニアガイド機構からなり、前記リニアガイド機構は、長尺なレール部材と、前記レール部材に沿って変位する転動部材または摺動部材とを有することを特徴とする直線作動装置。
  8. 請求項1記載の装置において、
    前記緩衝手段は、単数または複数のショックアブソーバからなり、前記ショックアブソーバは、ベース部材の端部に軌道手段の軸線と略平行に配設されることを特徴とする直線作動装置。
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