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
【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)
- 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。 - 請求項１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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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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