JP3685377B2 - 往復作動機 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スライド体の移動端を規制するストップ部材を備えた往復作動機に関する。
【0002】
【従来の技術】
上記のような往復作動機として、シリンダバレルにガイドレ−ルをベースを介して一体に設け、そのガイドレールに沿ってスライドテーブルを往復直線案内し、シリンダバレルに設けたスリットから、バレル内部のピストンの一部を外部へ突出させて前記スライドテーブルと接続し、スリットはシールバンドで密封するようにし、そのガイドレールにアブソーバホルダを軸方向位置を調節自在に設け、そのアブソーバホルダにショックアブソーバを設けて成るもの(実開昭63−106907号)、ベースに、マグネットによる磁気結合力により、あるいはシリンダチューブ内部のピストンの動きを、ピストンに連結したワイヤで外部へ取りだすようにしたロッドレスシリンダとそのロッドレスシリンダに沿ってガイドレールを設け、ガイドレールに案内されるスライドテーブルとこうしたロッドレスシリンダの外部スライド体とを接続し、ベース前後に設けたエンドプレート又は、ガイドレールに移動自在に設けた保持板にショックアブソーバを軸方向位置調整可能に設けたもの(実開平4−133550号、実開昭61−141030号)が公知である。また、ロッドレスシリンダのシリンダチューブが円弧状に形成され、そのシリンダチューブに沿って、設けたガイドレールにスライドテーブルが円弧案内され、ガイドレールには、スライドテーブルのストローク端を定めるストッパがガイドレールに沿って移動自在に設けてあるものがある(実開平4−117201号)。これらの技術では、スライドテーブルが移動端にいたると、ショックアブソーバ、あるいはストッパにスライドテーブルの移動方向端面が衝接するようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記した技術において、特に直線往復作動機では、ショックアブソーバが衝接する衝接面がスライドテーブルの移動方向端面に設けてあるので、往復作動機の全長は、スライドテーブルの移動方向長さ、スライドテーブルの最大ストローク、及び、前後の2つのショックアブソーバ(ストップ部材)の全長の和となる。このような構成のストップ部材付きの往復作動機では、例えば前記実開平4−133550号にみられるように、スライドテーブルを最大ストロークで使用する場合には、ショックアブソーバの後端部が軸方向外側に大きく突出し、その結果、往復作動機の取付けがスペース的に確保できず、困難となる問題があった。この発明の課題は、ストップ部材を有する往復作動機、ことに直線作動機をコンパクト化することにある。この課題は、また、同じサイズであれば、ストロークを大きくできる直線作動機を得ることにある、とも言い替えることができる。
【0004】
また、前記円弧状往復動装置でも、スライドテーブルの端面がストッパに当接しているので、スライドテーブルの最大ストロークは、スライドテーブルの長さ、ストッパの長さを、円弧軌跡の円周長さから差し引いたものとなり、それ以上のストロークを必要とするときは、円弧半径を大きくする格別の工夫が必要であり、構造が複雑となるなどの問題がある。この発明の課題は、このような円弧状往復作動機において、同一円弧半径でも、ストロークを大きくできる往復動作動機を提供することでもある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記課題の解決のため、本願では、ロッドレスシリンダユニットの駆動体によりスライドテーブルを往復移動させるようにし、そのスライドテーブルの移動端において、スライドテーブルに設けたストッパと衝接するストップ部材を備えて成る往復作動機において、底壁とその側端から上方へ立ち上げた側壁とから成る断面L字に形成されたベースを備え、そのベースの側壁の無い側の側面の側方に前記ロッドレスシリンダユニットをベース底壁と高さ方向を重ねて配設し、ベースの底壁の上面にガイドレールを固着し、そのガイドレールにスライドテーブルの下面に固着した案内子を案内させ、案内子と前記駆動体との間のスライドテーブルの下面に前記ストッパを固着し、そのストッパの長手長さをスライドテーブルの長手長さより短くしかつストッパの軸方向端面の衝接面をスライドテーブルの端面より長手方向内側に入り込ませ、前記ベースの底壁の上面にストッパの衝接面と軸方向に対向する位置に前記ストップ部材をスライドテーブルの下にもぐり込むように固着して成ることを特徴とする(請求項1)。これによれば、スライドテーブルがストップ部材と衝接するときに、ストップ部材がスライドテーブルの下にもぐり込んで、スライドテーブルと重なった状態で、スライドテーブルの下面に設けたストッパの衝接面と衝接する。
【0006】
また本願では、ベースの底壁の上面にガイドレール取付け用の溝を設け、その溝にガイドレールを配設して長手方向複数のねじ孔に取付けボルトを通すことでガイドレールをベースに固着し、ガイドレール取付け用の溝の、ベースの側壁と幅方向反対側には、ストップ部材取付ホルダの取付け用のT字溝がベース全長に設けてあり、ストップ部材を固着したストップ部材取付ホルダをベースの底壁の上面にT字溝を利用して、締め付けボルトと、締め付けボルトとの結合部より、長手方向内側に延設部を有した形状のT溝ナットにより固着し、そのストップ部材取付ホルダに設けた嵌合溝をガイドレールに嵌合させて成る。
【0007】
また本願では、ロッドレスシリンダユニットをシリンダバレルにスリットを有するもので構成し、ロッドレスシリンダユニットをベースの側方にスリットをガイドレールに向けて横向きに配設して成る(請求項3)。
【0008】
往復作動機は、スライドテーブルがガイドレールに直線案内されており、そのスライドテーブルと駆動機構の駆動体とが接続されている直線作動機であっても、また、スライドテーブルが円弧状に案内移動される曲線作動機であってもよい。
【0009】
【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。
【0010】
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(スライド体本体)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。
【0011】
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(駆動機構)30が配設される。
【0012】
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32と対応する一部分が切り欠かれてインナシールバンド50の挿通平面(挿通部)33eになっており、インナシールバンド50を組み付けるときに、インナシールバンド50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。
【0013】
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(駆動体)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。
【0014】
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33a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。
【0015】
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。
【0016】
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とは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80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。
【0017】
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(嵌合溝)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に向けて幅方向に突出され、前記T字溝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が螺合されて、ガイドレール10から側方に偏移した位置で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。
【0018】
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。
【0019】
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,10a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ボルト79の弛みも防止される。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
尚、本実施例では直線往復作動機で説明したが、本願構成を採用してこのようにストロークを長くできる効果は、従来技術として説明した前述の円弧状の往復作動機においても、全く同じである。すなわち、円弧半径を同じとしたときには、ストップ部材がスライドテーブル18と重合する分は、余分にストロークできることになる。
【0023】
【発明の効果】
以上のように本願発明によれば、ガイドレールが断面L字に形成されたベースと一体であるから剛性が高く維持されて、スライドテーブルの案内が円滑に保たれる。また、スライドテーブルのストローク端において、スライドテーブルとストップ部材とが、スライドテーブルの移動方向において重なるようにしたので、往復作動機のサイズを同じとすれば、そのサイズを大きくすることなく、ストロークを重ねた分だけ大きくでき、また、ストロークを同じとすれば、往復作動機の大きさをコンパクトにでき、ストッパをスライドテーブルと別に設けるものでは、ストッパが繰返しのストップ部材との衝接で摩耗したときには、これのみを交換すれば良く、安価である。
また、ストップ部材取付用ホルダの基部の嵌合溝をベースに固着されているガイドレールに嵌め込んでいるので、ストップ部材取付ホルダに固定のストップ部材がストッパに衝接したときのモーメントを、ガイドレールを介して実質的にベース全体で受けることができ、ストップ部材取付用ホルダを長期にわたって弛むこと無く保持できる。また、ストップ部材取付ホルダに固定のストップ部材がストッパに衝接したときのモーメントをT溝ナットの延設部で確実に受け止め、締め付けボルトの弛みも防止される。
また、ロッドレスシリンダユニットをベースの側方に、スリットをガイドレールに向けて横向きとなるように配置し、スリットの外側となる駆動体が横向きとなるようにしたので、装置の厚みを薄くできる。
【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。
【符号の説明】
1 ベース
10 ガイドレール
11 ねじ孔
12 取付けボルト
18 スライドテーブル
30 ロッドレスシリンダユニット(駆動機構)
31 シリンダバレル
32 スリット
40 ピストン
44 外部移動体(駆動体)
73 衝接面
75 ストップ部材取付ホルダ
76 凹溝(嵌合溝)
79 締め付けボルト
80 ショックアブソーバ

Claims (3)

  1. ロッドレスシリンダユニットの駆動体によりスライドテーブルを往復移動させるようにし、そのスライドテーブルの移動端において、スライドテーブルに設けたストッパと衝接するストップ部材を備えて成る往復作動機において、底壁とその側端から上方へ立ち上げた側壁とから成る断面L字に形成されたベースを備え、そのベースの側壁の無い側の側面の側方に前記ロッドレスシリンダユニットをベース底壁と高さ方向を重ねて配設し、ベースの底壁の上面にガイドレールを固着し、そのガイドレールにスライドテーブルの下面に固着した案内子を案内させ、案内子と前記駆動体との間のスライドテーブルの下面に前記ストッパを固着し、そのストッパの長手長さをスライドテーブルの長手長さより短くしかつストッパの軸方向端面の衝接面をスライドテーブルの端面より長手方向内側に入り込ませ、前記ベースの底壁の上面にストッパの衝接面と軸方向に対向する位置に前記ストップ部材をスライドテーブルの下にもぐり込むように固着して成る往復作動機。
  2. ベースの底壁の上面にガイドレール取付け用の溝を設け、その溝にガイドレールを配設して長手方向複数のねじ孔に取付けボルトを通すことでガイドレールをベースに固着し、ガイドレール取付け用の溝の、ベースの側壁と幅方向反対側には、ストップ部材取付ホルダの取付け用のT字溝がベース全長に設けてあり、ストップ部材を固着したストップ部材取付ホルダをベースの底壁の上面にT字溝を利用して、締め付けボルトと、締め付けボルトとの結合部より、長手方向内側に延設部を有した形状のT溝ナットにより固着し、そのストップ部材取付ホルダに設けた嵌合溝をガイドレールに嵌合させて成る請求項1記載の往復作動機。
  3. ロッドレスシリンダユニットをシリンダバレルにスリットを有するもので構成し、ロッドレスシリンダユニットをベースの側方にスリットをガイドレールに向けて横向きに配設して成る請求項1又は請求項2記載の往復作動機。
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