JP3685372B2

JP3685372B2 - 直線作動機

Info

Publication number: JP3685372B2
Application number: JP26723999A
Authority: JP
Inventors: 光雄野田
Original assignee: Howa Machinery Ltd
Current assignee: Howa Machinery Ltd
Priority date: 1999-09-21
Filing date: 1999-09-21
Publication date: 2005-08-17
Anticipated expiration: 2015-12-27
Also published as: JP2000097208A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガイドレールとロッドレスシリンダとを並設して、ロッドレスシリンダの外部移動体とガイドレールに案内されるスライド体を連結して成る直線作動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
直線作動機として、▲１▼ベース上に長手方向に伸びるロッドレスシリンダを設けると共に、同じベース上においてロッドレスシリンダの側方位置にガイドレールを設けて、ガイドレールに案内される案内子とスリットを上向きとしたロッドレスシリンダの外部移動体とを案内体で連結したもの（実開昭６３−１５２００３号）、▲２▼ガイドレールとマグネット式のロッドレスシリンダとを並設し、それらの軸方向両端部をエンドプレートのみで連結し、ガイドレールに案内されるテーブルとロッドレスシリンダの外部移動体とを連結したもの（特開平７−２４８００６号）などが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記▲１▼では、同一のベースの上に、ロッドレスシリンダとガイドレールが並べて設けてあるので、全体の厚み（高さ）は、ベースの厚み、ロッドシリンダの厚みに、さらに外部移動体と案内体の厚みを加えたものとなっており、全体高さが高いものとなっていた。前記▲２▼では、ロッドレスシリンダとガイドレールとをエンドプレートのみで連結しているために、前記▲１▼のようにベースを用いているものに比べて、その高さがベース分だけ低くできて厚みの薄い直線作動機となる利点があるが、ガイドレールとロッドレスシリンダとをエンドプレートのみで接続しているので、エンドプレート部分のみで両端支持の態様で機械装置に取り付けた場合には、全体の剛性がベースを用いたものに比べて低く、直線案内の円滑性に欠ける恐れがある。そのため、▲２▼のものでは、機械装置に取り付ける時には、ガイドレールの長手に沿って設けた複数の取付孔を利用して、機械装置側に用意された、ほぼガイドレールの全長に及ぶ直線作動機取付用の取付面にボルトにより取り付けるのが好ましい取付け態様であるが、そうすると、直線作動機の取付態用が限られる問題があった。
本願の課題は、これらの従来技術に鑑み、直線作動機としての剛性を保ちつつ、しかも、厚み（高さ）の薄い直線作動機を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題の解決のために、本願では、ベース上にガイドレールを取り付け、このガイドレールの側方にロッドレスシリンダを配置し、ロッドレスシリンダの外部移動体とガイドレールに案内されるスライド体を連結して成る直線作動機において、ベースを底壁とその側端から上方に立ち上げた側壁とから成る断面Ｌ字に形成し、ベースの長手方向両端部に接続プレートを固着し、そのベースの底壁の上面にガイドレールを取り付け、ベースの底壁の、前記側壁の無い側の側面の側方の収容空間にガイドレールに沿ってロッドレスシリンダをベースの底壁の厚さとロッドレスシリンダの高さ方向の一部を重ねて配置し、そのロッドレスシリンダと前記接続プレートとを固着し、側壁に付帯部材の取付け用溝を設けたことを特徴とする。
【０００５】
これにより、ベースの底壁の厚みとロッドレスシリンダが重ねられた分は直線作動機の高さ（厚さ）を低くでき、しかも、ガイドレールがベースに固着してあるので、剛性が高い。
【０００６】
【実施例】
図１，２，３において、ベース１は底壁１ａとその側端から上方へ立ち上げた側壁１ｂとから成る断面Ｌ字に形成されている。底壁１ａの上面には、長手全長にわたって、ガイドレール取付け用の浅い溝２が設けてある。溝２の底部上面には、ベース全長にわたってＴ字溝３が設けてある。溝２の、側壁１ｂと幅方向反対側には、ストップ部材取付ホルダ７５の取付け用のＴ字溝４がベース１全長に設けてある。ベース１の、側壁１ｂの無い側の側面１ｃの近くは上方に突出した突出部５となっており、この突出部５には、ベース１全長にわたって流体通路となる貫通孔６が設けてある。底壁１ａの下面には、左右に２条の直線作動機の取付け用のＴ溝７，７がこれも、ベース１全長に渡って設けてある。ベース１は例えば、アルミニウム合金の押出形材で構成されている。
【０００７】
ベース１の前記溝２には、ベース１全長より僅かに短い長さのガイドレール１０が配設され、ガイドレール１０に設けた長手方向複数のねじ孔１１に、取付けボルト１２を通し、前記Ｔ字溝３に嵌入したＴ溝ナット１３に螺合して、ガイドレール１０をベース１に一体固着している。ガイドレール１０は幅方向左右に長手全長に渡ってくぼんだ案内溝１４（ここでは半円形：Ｖ字型等もある）を有し、この案内溝１４と案内子１５のボール溝１６との間には、多数のボール１７が転動自在に介在され、案内子１５が長手方向に直線転動案内されている。ガイドレール１０にはこうした案内子１５が２つ案内されている。これら２つの案内子１５は、スライドテーブル（スライド体）１８の下面に連結してある。案内子１５の数は、前記に限定されない。
【０００８】
ベース１の軸線方向前後端面には、夫々矩形の接続プレート２０，２１がボルト２２により固着してある。接続プレート２０，２１は、ベース１の側壁１ｂの無い側の側面１ｃより，さらに側方に伸びた形状を成し、その高さは、ロッドレスシリンダユニット３０のシリンダバレル３１を横向きにしたときのバレルの高さ（スリットの幅方向におけるバレル厚さＨ）とほぼ一致しており、ベース１の側面１ｃの側方に、ロッドレスシリンダユニット３０を収容する収容空間Ｃが形成されるようになっている。接続プレート２０，２１間には、ガイドレール１０に沿ってロッドレスシリンダユニット３０が配設される。
【０００９】
ロッドレスシリンダユニット３０において、シリンダバレル３１は略矩形断面で、長手方向全長にわたってスリット３２を有している。シリンダバレル３１の両端は端部嵌合部材３３で塞がれている。図６に右側のものを示すが、１対の端部嵌合部材３３は、バレル３１のシリンダ孔３４に嵌合する嵌合軸部３３ａと、軸方向位置決めのための薄いつば部３３ｂと、軸方向外側に向く接続プレート２０，２１との嵌合部３３ｃと、ピストン４０で区画される左右のシリンダ室Ｓ１，Ｓ２に開口する連通路３３ｄを備えている。端部嵌合部材３３は、その嵌合軸部３３ａが先端に装着されたシール部材（Ｏリング）２５によりシリンダ孔３４を塞ぐようにシリンダ孔３４に嵌合されているのみで、バレル３１には固着されない。図４に示すように、つば部３３ｂと嵌合軸部３３ａは、スリットと対応する一部分が切り欠かれてインナシールバンドの挿通平面（挿通部）３３ｅになっており、後述の組み付け方法でインナシールバンドを組み付けるときに、インナーシールバンドを容易に長手方向に動かすことができるようになっている。端部嵌合部材３３の嵌合軸部３３ａには、前記挿通平面３３ｅの幅方向中心に軸方向にアウタシールバンド固定用の２つのねじ孔３５が設けてある。ねじ孔３５より長手内側には、インナシールバンド５０の両端外側にワッシャ３６を固定するためのリベット３７の頭部が嵌まり込む溝３８が、挿通平面３３ｅの幅方向中心に形成してある。このワッシャ３６は、図５に示すように、スリット３２にきっちり嵌まり込んで、インナシールバンド５０がスリット３２に対して幅方向にずれないように機能する。こうしたワッシャ３６は、他の形式のシールバンド、例えばスリット３２に弾性的に嵌まり込むようなリップを有する形状の弾性シールバンドの場合は必要がない。
【００１０】
シリンダ孔３４には内部移動体としてのピストン４０が軸方向移動自在に嵌装されている。ピストン４０の軸方向両端には、ピストンパッキン４１が取り付けてあり、ピストン４０によりシリンダ孔３４が左右のシリンダ室Ｓ１，Ｓ２に区画されている。ピストン４０の一部がスリット３２から外部へ突出したヨーク４２となっており、このヨーク４２に孔４２ａとピン４２ｂとを介してマウント４３が連結されて、外部移動体４４を構成する。マウント４３の前後にエンドプレート４５が固着され、エンドプレート４５にはスクレーパ４６が取り付けられ、スクレーパ４６は、外部移動体４４の全周を取り囲むスクレーパ取付用のＯリング４７で保持されている。スリット３２を内側から塞ぐインナシールバンド５０と、スリット３２を外側から塞ぐアウタシールバンド５１が、ヨーク４２の上側と下側の案内面に案内されて外部移動体４４を貫通している。インナシールバンド５０，アウタシールバンド５１はステンレスクロム鋼などの磁性金属材料から成る薄い可撓製シールバンドであり、スリット３２の外面縁部に設けたマグネットストリップ５２により吸着されるようになっている。このインナ、アウタシールバンド５０，５１は、他の形式の可撓性シールバンド、例えば、ウレタンゴム、ナイロン、クロム鋼とゴムなどの材料から成り、インナ、アウタシールバンドが互いに弾性的に係脱して、あるいは、夫々がスリット３２に弾性的に係脱してスリット３２を塞ぐような形式のものであってもよい。
【００１１】
図５，６に示すように、インナシールバンド５０とアウタシールバンド５１の両端が、前記一対の端部嵌合部材３３に連結されている。アウタシールバンド５１の端部は、スリット３２の端部において、アウタシールバンド５１の外面に取付プレート５３を当て付け、その取付プレート５３の外側から固定ねじ５４をスリット３２を通して前記端部嵌合部材３３の嵌合軸部３２ａのねじ孔３５に螺合して、バレル３１との間で挾持固定されている。インナシールバンド５０の端部は、インナシールバンド５０のリベット３７を端部嵌合部材３３の溝３８内に位置させた状態、すなわち、ワッシャ３６をスリット３２の端部に位置させた状態で、バレル３１に固定された取付プレート５３に止めねじ５５を螺合して、その止めねじ５５をスリット３２内を通過させ、止めねじ５５の先端と嵌合軸部３３ａの挿通平面３３ｅとの間で挾持している。止めねじ５５は、先端内側に尖先部５５ａを有する形状であり、押しつけ固定するときに、その尖先部５５ａがインナシールバンド５０に食い込むので、極めて強力に固定できる。
【００１２】
図６に示すようにロッドレスシリンダユニット３０の一対の端部嵌合部材３３のつば部３３ｂの外側端面３３ｆ間の寸法（ロッドレスシリンダユニット３０の取付け寸法Ｌ１）は、組み付け容易のために、接続プレート２０，２１間の内法寸法（取付け寸法Ｌ２）より僅かに小さく設定してある。そして、スリット３２がガイドレール１０に向くようにロッドレスシリンダユニット３０を横向きとして、両端部嵌合部材３３の嵌合部３３ｃが、接続プレート２０，２１に設けた嵌合孔６０にシール部材（Ｏリング）６１を介して嵌合されている。一方の接続プレート（右側）２１には、対向する端部嵌合部材３３の前記つば部３３ｂと対向する位置に、押しねじ６２が設けてあり、この押しねじ６２で一方の端部嵌合部材３３のつば部３３ｂを軸方向に押し付け，バレル３１ごと左側の接続プレート２０に左側の端部嵌合部材３３のつば部３３ｂが押しつけられ、その状態では、押しねじ６２に押されているつば部３３ｂの軸方向外側端面３３ｆと、右側の接続プレート２１の内面との間には僅かな隙間ｔができている。この状態で、左右の接続プレート２１，２２とシリンダバレル３１の長手端面とを固定ねじ６３で固着してある。左側の接続プレート２０には、前記貫通孔６の左端部と対向する位置、及び、左側の端部嵌合部材３３の連通路３３ｄと対向する位置に、夫々圧流体の給排ポート２３ａ，２３ｂが設けられている。右側の接続プレート２１には、貫通孔６の右端部と連通するともに、右側の端部嵌合部材３３の連通路３３ｄに連通する給排通路２４が設けてあり、一方の（左側の）接続プレート２０からのみの集中配管ができるようになっている。もちろん、左右の接続プレート２０，２１の夫々に、左右のシリンダ室Ｓ１，Ｓ２に対応した給排ポートを設けてもよい。
【００１３】
スライドテーブル１８は、幅方向の側壁１ｂ寄り位置で案内子１５と連結されている。スライドテーブル１８は案内子１５との連結部分からロッドレスシリンダユニット３０の外部移動体４４上方まで幅方向にオーバハングしていて、シリンダバレル３１と上下に重なっていない。外部移動体４４と重なっている部分には、外部移動体４４の軸方向前後を挟む位置に、脚７０がベース方向に突設してある。前後一対の脚７０の間に外部移動体４４が挟まれており、外部移動体４４のエンドプレート４５と脚７０との間には、ゴムダンパ（緩衝部材）７１が介在してあって外部移動体４４の移動がスライドテーブル１８に伝えられるようになっている。スライドテーブル１８の下面には、案内子１５と脚７０の間に、長手長さを、スライドテーブル１８の長手長さより短くしたストッパ７２が固着してある。ストッパ７２の軸方向端面は、後述のショックアブソーバとの衝接面７３，７３になっており、図示から明らかなように、スライドテーブル１８の端面１８ａより衝接面７３，７３が長手方向内側に入り込んでいる。
【００１４】
次に接続プレート２０，２１の内側位置においては、図４に示すように、前記ガイドレール１０の端部に、ストップ部材取付ホルダ７５の基部に設けた凹溝７６が嵌合され、その先端部７７がロッドレスシリンダユニット３０に向けて突出され、前記Ｔ溝４を利用して、Ｔ溝ナット７８とそれに螺合する締め付けボルト７９により、軸方向移動自在に固着してある。凹溝７６の左右面は、ガイドレール１０の左右の周面（垂直面）１０ａ，１０ａ（案内溝１４と関係のないガイドレールの幅方向面部分）にほぼ密着している。図２に示すように、Ｔ溝ナット７８は、締め付けボルト７９との結合部７８ａより、長手方向内側に延設部７８ｂを有した形状をなしている。ストップ部材取付用ホルダ７５の先端は２つ割になっていて、ショックアブソーバ８０の外周に形成してあるねじ部８１が螺合され、ショックアブソーバ８０自体がホルダ７５に軸方向に位置調整可能になっており、所定の軸方向位置でショックアブソーバ８０をホルダ７５に固定ねじ８２で固定するようになっている。このショックアブソーバ８０は、前記スライドテーブル１８のストッパ７２と軸方向に対向しており、接続プレート２０，２１の軸方向外側端面より、軸方向内側に位置している。このショックアブソーバ８０は、直線作動機の使用形態によっては使用しないこともある。尚、８５は接続プレート２０，２１を上下に貫通する取付孔、８６は側壁１ｂに設けられた、スイッチなどの付帯部材の取付け用溝である。
【００１５】
このように、ガイドレール１０はベース１に固着し、ベース１の端部（ここでは端面）にベース側方に伸びる接続プレート２０，２１を固着し、その接続プレート２０，２１間においてベース１の側方に、ベース底壁１ａとロッドレスシリンダユニット３０とを高さ方向を重ねてスリット３２をガイドレール１０に向けて横向きに配置したので、ガイドレール１０はベース１と一体であるから剛性が高く維持され、従って、接続プレート２０，２１の取付孔８５を利用して機械装置に取り付ける場合であっても、全くベースのないものに比べて、スライドテーブル１８の案内が円滑に保たれてその使用態様が多様化する上に、スリット３２が横向きで、そのスリット３２の外側に配置される外部移動体４４が横向きとなるので、厚みの薄い直線作動機となり、上下方向の間隔が狭い設置個所にも適用できる。
【００１６】
給排ポート２３ａ，２３ｂから圧流体（圧縮空気）を給排すると、ピストン４０が一方のストローク端から他方のストローク端に向けて移動し、これにより、外部移動体４４がスライドテーブル１８を移動させ、スライドテーブル１８がガイドレール１０に案内された状態で正確に直進移動する。スライドテーブル１８がストローク端にくると、ストッパ７２の衝接面７３がショックアブソーバ８０に衝接し、スライドテーブル１８は停止ショックを和らげられて停止する。例えば図１の右側のショックアブソーバ８０では、衝接時には、軸方向力が作用してそのホルダ７５の基部には、その軸方向力により水平方向において時計回りのモーメントがかかるが、ホルダ７５の基部の嵌合溝７６がベース１に堅固に固着されている長手寸法の長いガイドレール１０の左右面１０ａ，１０ａに嵌め込まれているので、そのモーメントをガイドレール１０の左右面１０ａ，１０ｂを介して実質的にベース１全体で受けることができ、締め付けねじ７９のみによる締め付けだけでは弛みやすいストップ部材取付ホルダ７５を、長期にわたって弛むことなく所定の位置に保持できるうえに、モーメントを受けるガイドレール１０の左右の垂直面１０ａ，１０ａが、案内溝１４と無関係な面なので、このような構成としても、案内子１５の案内に悪影響を及ぼすことがない。又、同様にして前記軸方向力により、ストップ部材取付ホルダ７５に，ホルダ７５をベース１から浮き上がらせる方向のモーメントも生じるが、Ｔ溝ナット７８に延設部７８ｂがあるので、そのモーメントを延設部７８ｂで確実に受け止め、その方向のモーメントによる締め付けねじ７９の弛みも防止される。
【００１７】
ストローク端においては、ショックアブソーバ８０の突出部がスライドテーブル１８の下にもぐり込んで衝接面７３と衝接するので、従来、衝接面がスライドテーブル１８の端面にあったものに比べて、同じストロークとするなら、この構成のほうが、スライドテーブル１８と衝接時に重合する長さ分が、直線作動機の全長を短くし、全体をコンパクトにでき、また、直線作動機の全長を同じとすれば、この構成によれば、ストロークを長くできる。
【００１８】
次に使用上の都合で、前記構成からショックアブソーバ８０を外した場合を考えると、ロッドレスシリンダユニット３０は、そのピストン４０が両方の端部嵌合部材３３に当接するストロークエンド間で往復移動することになる。すると、ストロークエンドでは、必ず端部嵌合部材３３にピストン推力が作用し、端部嵌合部材３３は軸方向外向きの力を受ける。端部嵌合部材３３は、シリンダ孔３４に嵌合してあるだけであるから、特に、押しねじ６２を設けた側では、アウタシールバンド５１を止めている固定ねじ５４による摩擦保持があるとはいえ、到底その推力に打ち勝つほどの保持力がなく、シールバンド５０，５１を引っ張って軸方向外側に向けて隙間ｔ分だけ移動しようとするが、その推力は、押しねじ６２を介して接続プレート２１で受けられるので、結果としてシールバンド５０，５１にそのような推力による過大に張力を発生することが防止でき、シールバンド５０，５１の変形、破損を防止し得る。また、ショックアブソーバ８０を外さない場合でも圧流体を供給することにより、対応した端部嵌合部材３３が流体圧により軸方向の推力を受けるが、ショックアブソーバ８０を外したときと同様に、押しねじ６２の作用で、その推力を接続プレート２１で受けることができ、バンド５０，５１にその推力による張力発生を防止できる。
【００１９】
尚、本願において、図７に斜視図で示すようにロッドレスシリンダユニットは、スリット式に限らず、非磁性材料から成る薄肉のシリンダチューブ９０の内部を移動する内部移動体（図示なし）とシリンダチューブ９０の外側面に嵌装されて摺動する外部移動体９１とが、少なくといずれか一方に設けた磁石装置による磁気結合力で連結されている、いわゆる、マグネット式のロッドレスシリンダユニット９５であっても、同様の効果を生じることはいうまでもない。更に、本願においては、ロッドレスシリンダユニットをガイドレールの側方に配置したもので説明したが、ロッドレスシリンダユニットは、単独で作動可能な普通のロッドレスシリンダで置き換えることができることはいうまでもない。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように本願発明では、ガイドレールはベースに取付けて剛性を高く保持した直線作動機であっても、ロッドレスシリンダの下側にベースがないので、ベース厚み分は全体の厚みを薄くでき、高さ制限のある設置個所に配置できる利点がある上に、そのように全体の剛性が高いので、接続プレート部分のみで機械装置に取り付けても、ガイドレールによりスライド体が円滑に案内され、機械装置に対する取付態様を多様化できる。また、ガイドレールを取付けるベースを底壁と側壁とからなる断面Ｌ字としたので、側壁にスイッチなどの付帯部材の取付け用の溝を設けることで付帯部材を取付けできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願構造の直線作動機の斜視図である。
【図２】直線作動機の平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面拡大図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ断面拡大図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ視図（縮小図）である。
【図６】バンド取付部の詳細図である。
【図７】ロッドレスシリンダの形式をマグネット式とした直線作動機の斜視図である。
【符号の説明】
１ベース
１ａ底壁
１ｂ側壁
１０ガイドレール
１８スライドテーブル
２０，２１接続プレート
３０ロッドレスシリンダユニット
４４外部移動体
８６取付け用溝
Ｃ収容空間

Claims

ベース上にガイドレールを取り付け、このガイドレールの側方にロッドレスシリンダを配置し、ロッドレスシリンダの外部移動体とガイドレールに案内されるスライド体を連結して成る直線作動機において、ベースを底壁とその側端から上方に立ち上げた側壁とから成る断面Ｌ字に形成し、ベースの長手方向両端部に接続プレートを固着し、そのベースの底壁の上面にガイドレールを取り付け、ベースの底壁の、前記側壁の無い側の側面の側方の収容空間にガイドレールに沿ってロッドレスシリンダをベースの底壁の厚さとロッドレスシリンダの高さ方向の一部を重ねて配置し、そのロッドレスシリンダと前記接続プレートとを固着し、側壁に付帯部材の取付け用溝を設けたことを特徴とする直線作動機。