JP3772339B2 - アクチュエータ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ハウジングの長手両端部を端部材に結合し、ハウジング内側に設けた軸線方向の内室に内側移動体を軸線方向へ移動するように収容し、ハウジングに軸線方向全長に延びるスリットを設け、内側移動体と一体的な力伝達部材をスリットに貫通させてその力伝達部材にハウジング外側に位置する外側移動体を一体に設け、スリットを内側と外側から塞ぐ一対のシールバンドを力伝達部材の内外に長手方向に貫通させてそれらの長手両端部を端部材に取り付け、内側移動体により前後に区画される前後の内室に圧流体を給排 することで内側移動体が軸線方向移動して内側移動体の移動を外側移動体に伝達するようにしてあるアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
こうしたアクチュエータは、内側移動体がピストン体であって、ピストン体を圧力空気などの流体圧力により移動させるようになっているロッドレスシリンダとよばれるものとして公知である。また、類似のものとしては、内側移動体をモータ駆動によるネジ送り機構で移動させるようにした電動式アクチュエータとして公知である。前者としては（１）ハウジングとしてのシリンダチューブ（シリンダバレル）内側に形成された１つのシリンダ室（内室）に、内側移動体としての１つのピストンを移動自在に案内させ、そのピストンと一体的な力伝達部材（ピストンヨーク）を、ハウジングに形成した１つの軸線方向スリットを通じてハウジング外側に露出させ、あるいは，その露出部分を外側移動体としたり、別部材の外側移動体に連結したりしたもの（例えば特公昭５１−２８７９３号や実開昭６１−２００９０８号など）、（２）ハウジングの軸線が曲線となっているもの（特開平8−２６１２０９号など）、（３）外側移動体がハウジングに平行に設けたガイドレールに案内されているもの（特開平９−２１００１２号や特許２６７５７２０号）などがある。
【０００３】
また、後者のものとしては、（４）例えば、アメリカ特許４５６６７３８号、実公平８―４９９５号に見られる。これによれば、上記ロッドレスシリンダと異なる点は、内側移動体が流体圧力で移動するものでなく、送りネジ機構でハウジング内側の内室に案内されている点であり、１つの内室に対して、ハウジングに設けたスリットが１つであること、内側移動体と一体の力伝達部材が前記スリットを通じてハウジング外側に内側移動体の移動を伝達するようになっている点は、上記ロッドレスシリンダと同じである。
（５）一方、ハウジングが互いに平行な２つ、または、３つのシリンダ室を有しており、各シリンダ室内に夫々ピストンが移動可能に嵌装され、各シリンダ室には夫々スリットが形成され、各ピストンと一体の各力伝達部材が対応するスリットを通じてハウジング外側に配置された共通の外側移動体に夫々連結されたものも知られている（アメリカ特許２２００４２７号、特開昭６０−１７２７１１号、イギリス特許４７００８８号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記（１）（２）（４）の各形式では、１つの内室に対して、１つのスリットが対応し、そのスリットに対応して、内側移動体と一体の１つの力伝達部材が設けてあって、その１つの力伝達部材で外側移動体と内側移動体とを連結しているだけなので、外側移動体に曲げモーメントが作用すると、その曲げモーメントを１つの力伝達部材で負荷することになり、大きなモーメントに耐えることができない。また、外側移動体がストロークエンドなどで位置決め部材と当接して停止するときなどに生じる軸線方向荷重についても、１つの力伝達部材で負荷しているので、大きな荷重に耐えることができない。また、（２）のようにハウジング形状が曲線の場合、従来では、直線形状のハウジングを曲線に曲げ加工しており、加工に手間がかかる問題がある。
【０００５】
（３）では、ハウジング外側に設けたガイドレールで外側移動体が案内されているので、外側移動体に作用する曲げモーメントに関しては、ガイドレールで負荷できるが、軸線方向の荷重に関しては、前述の（１）と同じ欠点を持つ。
さらに、流体圧で動作する形式のアクチュエータ（１）〜（３）では、ハウジング自体の断面形状は、細いスリットに対して、ハウジング内側が広がって内室空間となっている特殊形状となっているために、内圧（流体圧）により生じる応力は、スリットと反対側の壁部分で最大となるため、その壁部分が危険断面となる。そのため、そのような応力計算に基づいて設計する必要があって、設計がわずらわしい問題がある。また、そのような力学的理由から、前記スリットと反対側の壁厚みが他の部分より厚くなる事態を避けることができず、必然的に壁厚さに偏りが生じ、押し出し、引き抜き等による成形をたやすく行なうことができず、ハウジング自体の歩留まりが高くなかった。
【０００６】
また、前記（１）〜（４）では、ハウジングの壁の一部が切りかかれた特殊形状断面のために、従来、内室形状に僅かな設計変更を施した場合でも、所望の寸法、形状精度を得るために、製造過程においてはなんども成形型を修正しており、開発に要する時間、費用がかさむ問題もある。
（５）では、外側移動体は、複数の力伝達部材に連結されているために、外側移動体に加わる曲げモーメントや、軸線方向荷重については、これら複数の力伝達部材で負担されるので、前記（１）に比べてより大きな曲げモーメント、軸線方向荷重に耐えることができるが、流体圧作動による内側移動体の推力を同じにするとき、要するに、内側移動体の圧力を受ける面積を同じとした場合には、（５）では、複数のシリンダ室を1つのハウジングが備えているので、シリンダ室間のハウジング壁部分が存在することにより、ハウジング外形が大きくなる問題がある。
この発明の課題は、大きな軸線方向荷重に耐えることができ、かつ、ハウジング自体のサイズは大型化しない、スリットを有するアクチュエータを提供することを目的とする。また、本願の課題は、外部にガイドレールを有しない場合であっても、従来に比して、大きな曲げモーメントを受けることのできるアクチュエータを提供することにある。また、本願の他の目的は、ハウジングの製作コストを抑えることのできる上記アクチュエータを提供することにある。また、本願の更に別の課題は、ハウジングの断面形状を従来のように、狭いスリットがハウジング内部で内室に広がっているような特殊形状とせず、ハウジング内側の内室形状の変更に、容易に対処できるアクチュエータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願は上記課題解決のために、ハウジングの長手両端部を端部材に結合し、ハウジング内側に設けた軸線方向の内室に内側移動体を軸線方向へ移動するように収容し、ハウジングに軸線方向全長に延びるスリットを設け、内側移動体と一体的な力伝達部材をスリットに貫通させてその力伝達部材にハウジング外側に位置する外側移動体を一体に設け、スリットを内側と外側から塞ぐ一対のシールバンドを力伝達部材の内外に長手方向に貫通させてそれらの長手両端部を端部材に取り付け、内側移動体により前後に区画される前後の内室に圧流体を給排することで内側移動体が軸線方向移動して内側移動体の移動を外側移動体に伝達するようにしてあるアクチュエータにおいて、ハウジングに、一つの内室に対して軸線方向のスリットを複数設け、各スリットを貫通するように内側移動体と一体的な力伝達部材を夫々設けて各力伝達部材にハウジング外側に位置する外側移動体を一体に設け、各外側移動体をハウジング外側で一体に連結し、各スリットを内側と外側から塞ぐ一対のシールバンドを夫々力伝達部材の内外に長手方向に貫通させてそれらの長手両端部を端部材に取り付けて成ることを特徴とする（請求項１）。具体的には、ハウジングは、複数のハウジング要素から成り、各ハウジング要素は、同一寸法、同一断面形状を成していることを特徴とする。（請求項２）。これらの構成では、複数の力伝達部材により外側移動体に作用する軸線方向荷重を負荷でき、力伝達部材が１つである従来よりも、大きな軸線方向荷重を負荷できる。外側移動体が外側でガイドレールに案内されていない場合には、上記効果に加えて更に、曲げモーメントの負荷能力が高くなる。また、１つの内室に対して、複数のスリットを備えている構成であるから、内側移動体による推力を同じとするとき、ハウジングが複数の内室を備えている従来装置よりも、ハウジングを小型化できる。
【０００８】
外側移動体はハウジングを取り囲む形状であると好ましい（請求項３）。これによれば、取り囲む外周面を搬送対象保持部とできて、アクチュエータの使用態様を多様化できる。また、軸線が直線のハウジングの左右両側にスリットを夫々設け、夫々のスリットを貫通する力伝達部材に外側移動体を設け、左右一対の外側移動体の上方延設部分の上端面をハウジングの上壁面より外側位置に達するように設け、それらの左右一対の外側移動体の 上端面間にワークテーブルを固着して成ることを特徴とする。（請求項４）。
【０００９】
また、本願では、外側移動体の移動を阻害すること無く、ハウジング内側から作用する流体圧によるハウジングの外方への変形を抑える変形防止機構を備え、その変形防止機構は、ハウジング外側に長手方向へ移動可能に設けた押え枠に、ハウジングが広がる部分を抑えつつハウジング軸線に沿って押え枠を移動可能とする押え部分を備えている（請求項５）。これによれば、ハウジングが軸線方向に長尺となったとき、流体圧によるハウジングの外側への変形を防止でき、スリットの開きを防止して、シールバンドによるスリット封緘作用が確実に維持される。
変形防止機構は、ハウジングのスリットの巾方向両側となる位置に夫々ローラ転動面をハウジング全長に亘って形成し、押え枠に押え部分として、スリットの巾方向両側のローラ転動面を転動する押えローラを夫々備えている（請求項６）。また、外側移動体を挟んで軸線方向両側に押え枠を配置し、外側移動体の移動に伴って、移動方向側の押え枠と外側移動体との軸線方向間隔が縮まり、移動方向と逆側の押え枠と外側移動体との軸線方向間隔が伸びるように構成されている（請求項７）。一層具体的には、外側移動体を挟んで軸線方向両側に夫々複数の押え枠を配置し、外側移動体とこれに隣り合う押え枠間、及び隣り合う押え枠間を一定長さの可撓性牽引索で連結してある（請求項８）。
【００１０】
また、具体的には、ハウジングは、断面において複数に分割されたハウジング要素から成り、各ハウジング要素は、内室内面の一部を形成する内室形成面と、隣り合うハウジング要素のスリット形成面との間にスリットを形成するスリット形成面を備えている。これによれば、各ハウジング要素は、断面形状において、従来のように狭いスリットの内側が大きく広がった内室となるような特殊形状とならないために、成形が容易である。特に、軸線が曲線の場合であっても、例えば２つに分割しておく場合には、単純なダイカスト成形でハウジングが製作できる。
【００１１】
ハウジング要素は、押出し、引き抜きによる型材から成るとより安価に製造できて好ましい。また、ハウジング要素は、同一断面形状であると、成形型で成形するときに、型種類が増えず好ましい。具体的には、分割されたハウジング要素は、軸線方向端部を端部連結部材で連結して互いに結合されている。
【００１２】
また、ハウジング内側に設けた軸線方向の内室に内側移動体を軸線方向に移動するように収容し、ハウジングに設けたスリットを通じて、内側移動体と一体的な力伝達部材により、ハウジング外側でガイドレールに案内されている外側移動体に内側移動体の移動を伝達するようにしてあるアクチュエータにおいて、ハウジングは、一つの内室に対して複数の軸線方向のスリットを有している。ハウジングは、断面において複数に分割されたハウジング要素から成り、各ハウジング要素は、内室内面の一部を形成する内室形成面と、隣り合うハウジング要素のスリット形成面との間にスリットを形成するスリット形成面を備え、１つのハウジング要素は、ガイドレールを一体的に備えている。これらの構成では、外側移動体に作用する曲げモーメントはガイドレールで負荷され、外側移動体に加わる軸線方向荷重は、複数個所の力伝達部材で負荷できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
アクチュエータとして、流体圧作動のスリット式ロッドレスシリンダ１に本願発明を適用した場合について説明する。ハウジング（シリンダチューブ）２は、断面において、複数の（ここでは２つの）ハウジング要素３、３から成る。ハウジング要素３は同一寸法、断面形状を成し、各ハウジング要素３の内側面は、後述する内室の内面の半分を構成する内室形成面４になっており、内室形成面４の両端に連なる面が、スリット形成面５に形成されている。ハウジング要素３，３は、スリット形成面５相互の間隔Ｌが所定の大きさとなるように、夫々向かい合わせに並設され、長手の両端部が端部連結部材としての端部材６、６に結合されている。端部材６、６とハウジング要素３，３の端面との間は、端部材６に設けたハウジング要素の長手方向の位置決めピン７でハウジング要素３，３を長手と直交する方向に位置決めした状態で、端部材６の軸線方向外側から、固定ネジ８で両者を一体結合している。図２で上下に対向するスリット形成面５の間には、ハウジング２の軸線方向全長に延びるスリット９が一対形成され、また、上下のハウジング要素３の内室形成面４により、この実施形態では、内室として断面が非円形（長円形）のシリンダ室１０を形成している。
【００１４】
各ハウジング要素３，３は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金を押出し、もしくは、引き抜き成形した型材で構成されているが、図２から明らかなように、各ハウジング要素３，３の断面形状は、従来のスリットを１つ有するハウジングのように、狭いスリットからハウジング内側で大きく広がる内室となっている形状でなく、内室形成面４が大きく窪んでいる形状であり、断面でみた場合には、内圧が加わったときの危険断面がなく、その意味において内圧による力学的考察に従来ほど注意を払う必要がなく、必然的に肉圧を厚くしなければならない壁部は存在しないので、肉圧をおおむね一様とすることもでき、ハウジング要素自体の設計が容易となり、しかも、押し出し、引き抜き成形が極めてやりやすい形状である。したがって、この実施形態では、長円形の内室で説明しているが、これを円形としたり、あるいは、楕円形としたりするような場合であっても、内室の形状、精度を従来に比して比較的容易に実現することができ、製作コストを抑えることが可能である。
【００１５】
上記シリンダ室１０は、ピストン部分１１の長手両端に、ピストンパッキン１２を備えたピストンエンド１３を有する内側移動体としてのピストン１４により前，後シリンダ室１０ａ，１０ｂに区画されている。ピストン部分１１には、前記左右一対のスリット９を夫々貫通する一対の力伝達部材（ピストンヨーク）１５、１５が一体成形されている。各力伝達部材１５は、ハウジング２の外側において上下に拡がり、ピストンマウント１６となっている。ピストンマウント１６の上方延設部分１７は、その先端面（上端面）１７ａが上側のハウジング要素３の上壁面３ａより外側位置に達しており、左右の上方延設部分１７の先端面１７ａ間には、ワークテーブル１８が固着されるようになっている。ピストンマウント１６のハウジング要素３に向く面には、力伝達部材１５を取り囲んでスクレーパ１９が取付けてあると共に、ハウジング要素３の側面３ｂを摺接するスライド部材２０が配設してある。ピストンマウント１６は外シールバンドカバー２１を備えて外側移動体２２となっている。力伝達部材１５の上下面には、対向するスリット形成面５と摺接する摺接ピース２３が取付けてある。
【００１６】
左右一対のスリット９を内側と外側から塞ぐ各一対の内外シールバンド３０，３１は、前記力伝達部材１５の内外を長手方行に貫通してその両端が各端部材６に達している。内外シールバンド３０，３１は、厚みの薄い可撓性バンドであり、例えばスチールバンドなどの磁性材料から成る。内外シールバンド３０，３１は周知のように、スリット９の幅より大きな幅を有している。シールバンド３０，３１の長手両端は、取付ピン３２をピン孔３３に嵌め込んで端部材（エンドキャップ）６に取り付けられている。もちろん、このような可撓性シールバンドとして、従来公知の合成樹脂材料から成るシール帯、金属ストリップと合成樹脂材料との複合体から成るシール帯などであってもよい。
【００１７】
これらの内外シールバンド３０，３１を吸着するための磁石３５が、上下の各スリット９の巾方向両側に長手に沿って配置されている。ピストン１４を通過している部分を除いて、内シールバンド３０は、前記磁石３５の磁気吸着力とシリンダ室１０に加わる流体圧力によりスリット９を内側から塞いで流体漏れを防ぎ、また、外シールバンド３１は前記磁気吸着力によりスリット９を外側から塞ぐいで、外部からの塵埃などの侵入を防止している。
【００１８】
ハウジング要素３，３が、断面において、危険断面が無く成形などで有利であることに代えて、この発明では、ストロークが長くなると、ハウジング要素３，３が両端で結合されていることによるハウジング要素３，３の長手中間部分の外側への変形が予想される。即ちハウジング要素３，３が図４のように長手中間部において、外側にたわむと、対向するスリット形成面５の間隔が広くなって、シールバンド３０，３１による封緘効果が十分発揮されない不都合が予想される。ストロークが短い場合、このような事態を心配することはない。しかし、本願ではそのような事態にも対処した変形防止機構５０を備えている。変形防止機構５０において、ハウジング要素３，３の側面３ｂには、スリット９の巾方向両側（図２では、スリット９の上下）となる位置に、ハウジング２の全長に渡ってローラ転動面５１を形成している。外側移動体２２の移動方向には、外側移動体２２を挟んで前後の端部材６，６との間に複数（ここでは各２つ）の押え枠５２が設けられる。押え枠５２は、図２から明らかなように、ハウジング２の下面側を除いてハウジング２を囲む門型形状を成しており、前記ローラ転動面５１を転動する押え部分としての押えローラ５３を備えている。
【００１９】
外側移動体２２とこれに隣り合う押え枠５２の間、及び、押え枠５２とこれに隣り合う押え枠５２の間、押え枠５２と端部材６，６との間は、一定長さの可撓性牽引索５４で結合してある。可撓性牽引索５４の長さは、外側移動体２２が一方のストローク端に位置したとき（図１の状態）、他方の端部材６とこれに隣り合った押え枠５２、その押え枠５２と隣り合った押え枠５２、その押え枠５２と外側移動体２２との間の各間隔が同じとなるような長さに設定してある。
【００２０】
このようなロッドレスシリンダ１では、端部材６に設けた給排ポート５５からの流体が、ストローク端でピストンエンド１３の端面と衝接する内部ダンパ５６の給排孔５７を介して、対応するシリンダ室１０ａ，１０ｂに給排され、内外シールバンド３０，３１が夫々対応するスリット９を塞ぎつつ、ピストンマウント１６が移動する。ピストンマウント１６の移動に伴って、移動方向前方に位置する押え枠５２は、ピストンマウント１６に押されて可撓性牽引索５４を屈曲させつつ移動し、また、移動方向と反対側の押え枠５２は、可撓性牽引索５４によって引っ張られて、内圧が作用して外側へ変形しようとするハウジング要素３，３の長手中間部を押えローラ５３が外側から押さえつつ移動するので、ハウジング要素３，３が長手中間部で内圧により変形することが防止され、スリット９の広がりを抑制し、シールバンド３０，３１による封緘作用の低下を防止する。移動中に、ピストンヨーク１５に対してこれを曲げるような曲げモーメントＭ１が作用した場合、この実施形態では、その曲げモーメントＭ１を左右一対のピストンヨーク１５で受けることができるので、大きな曲げモーメントに耐えることができる。また、外側移動体２２の移動方向から軸線方向荷重Ｆ１が作用した場合においては、やはり、２個所のピストンヨーク１５でこれを受けることが出来、より大きな軸線方向荷重に耐えることができる。そして、このように軸線、及び、曲げモーメントに対して大きな負荷に耐えられる構成であっても、本願では、１つの内室（シリンダ室１０）に対して複数のスリット９，９を設けるようにしたので、流体によるシリンダ推力を同じにした場合には、従来のものと比べて、ハウジングサイズを小さくコンパクトにできる。なお、５８は端部材６に設けたロッドレスシリンダ取付け用の貫通孔である。
【００２１】
図５には、一対のスリット９を長円形の長径上に位置したものを示す。これ以後の説明では、前記と同一部分には同一番号を付して詳細な説明は省略する。この実施形態では、ピストン１４の短径軸上にピストン位置検知用の永久磁石６０が配置され、その磁界を検知するピストン位置検知センサを収容するセンサ溝６１が、ハウジング要素の外面に長手全長にわたって形成されている。また、アクチュエータ取付け用のＴ溝６２も、ハウジング要素３，３の外面に形成されている。この実施形態は、短いストロークを想定しており、第１の実施形態のような変形防止機構は備えていない。
【００２２】
次に、スリット９を3つ備える場合について説明する。内室形状は円形とし、また、ハウジング外形形状も円形とする。図６において、ハウジング２Ａは、円周方向に3等分されており、各ハウジング要素３Ａは、夫々同一断面形状を成し、内室形成面４と、内室形成面の両端に連続するスリット形成面５とを有している。前記実施形態と同様に、3つのハウジング要素３Ａは、スリット形成面５が互いに所定の間隔を保って対向するように配置され、各ハウジング要素３Ａの長手端面が、前記実施形態と同様に位置決めピン７と結合ボルト８により端部材６Ａ，６Ａに位置決め、結合されて、隣合うハウジング要素３Ａの対向するスリット形成面５間に3つのスリット９が形成される。また、3つの内室形成面４により、円形の内室（シリンダ室）１０が形成されている。ピストン１４からは、ピストンヨーク１５が放射状に前記3つのスリット９，９，９を通って半径方向外方へ延び、ハウジング２Ａ外側でハウジング２Ａの周囲全体を取り囲む６角形状の外側移動体２２となっている。各スリット９に対応して、内外シールバンド３０，３１が、夫々ピストンヨーク１５の内外を長手に貫通して対応するスリット９を塞いでいることは、前記実施形態と同じである。外側移動体２２の６つの外周面は、搬送物取付け用のテーブル面６５となっている。
【００２３】
さらにスリットが４つの場合について説明する。図７において、外形が矩形のハウジング２Ｂは、 直交する縦、横軸により４つのハウジング要素３Ｂに分割されている。４つのハウジング要素３Ｂは、夫々同一断面形状を成し、これまでの実施形態と同様に、夫々内室形成面４と２つのスリット形成面５とを備えている。ハウジング要素３Ｂが端部材６Ｂにより互いに結合され、隣り合うハウジング要素３Ｂのスリット形成面４により４つのスリット９が形成され、各ハウジング要素３Ｂの内室内面４により円形のシリンダ室１０が形成されている。４つのスリット９を通って、ピストン１４から４つのピストンヨーク１５が外方に延び、ハウジング３Ｂ外側でハウジング３Ｂ全周を囲繞する外側移動体２２となっている。外側移動体２２の外面は、すべて搬送物取付け用のテーブル面６５として機能する。４つのスリット９が夫々内外シールバンド３０，３１で封緘されることは、言うまでもない。
【００２４】
図８では、ハウジング軸線が屈曲している場合について説明する。（ａ）は（ｂ）の側面図である。これまでのものは、ハウジング軸線が直線であったが、ハウジング２Ｃの軸線が円弧を描いている場合、ハウジング２Ｃが分割されていると、その成形が極めて行いやすい。図８のような曲がりハウジング２Ｃの場合、曲がっている軸線を含む平面でハウジング２Ｃを分割すれば、上下のハウジング要素３Ｃは、同一断面で、同一寸法形状となる。このようなハウジング要素３Ｃは、例えばダイカスト鋳造の手法で容易に製造でき、従来のように、直線状態のハウジングの軸線を曲げるといった、極めて手間のかかる製造手法によらずとも、軸線の曲がったハウジングが得られる。
【００２５】
更に、図９は、外側移動体２２がハウジング２Ｄの外側で別途設けたガイドレール７０によって案内されているものである。ベース７１は、下側のハウジング要素３Ｄの左右側面から側方に一体成形されている。そのハウジング要素３Ｄの上側に、ベース７１の下面と平行な直径上に２つのスリット９，９を形成するように、もう一つのハウジング要素３Ｄ１が配置され、端部結合部材６Ｄで連結している。左右一対のスリット９を対応するピストンヨーク１５が貫通し、ハウジング２の外側でピストンマウント１６となっている。ピストンマウント１６は、ハウジング２Ｄの、巾方向両側に配置したリニアガイド（ガイドレール）７０に案内されているスライドテーブル１８の下面に結合してある。この構成では、外部のガイドレール６０が曲げモーメントを負荷する一方、スライドテーブルに移動方向から作用する軸線方向荷重は、やはり、２つのピストンヨーク１５が負荷するので、１つのピストンヨークで軸線方向を負荷している従来に比べ、大きな軸線方向荷重に耐えることができる。
【００２６】
更に、図１０では、ハウジング２Ｅ外側のガイドレール７０が１つの場合である。レール７０が固着されるベース７１Ａが、下側のハウジング要素３Ｅの一方の側壁から側方に延びている。ハウジング要素は、直交する縦軸、横軸で区画される１／４部分３Ｅ１と残り３／４部分３Ｅとから構成されている。したがって、２つのスリット９は、直交する２方向に存在し、各スリット９を通ってピストンヨーク１５が外方に延び、ガイドレール７０に案内されるスライドテーブル１８と結合している。
【００２７】
また、図１１は、外側移動体２２が、ハウジング要素３Ｆ、３Ｆの変形防止機能をそなえているものである。２つのハウジング要素３Ｆ、３Ｆが対向して２つのスリット９，９を有するハウジング２Ｆを構成し、スリット９，９を挟んでスリット９，９の巾方向両側にガイドレールとしてのＶ溝７５が形成してある。外側移動体２２には、それらのＶ溝７５に嵌まり込んで摺動する変形防止（スリットの広がり防止）のための押え部材７６が備えてある。
【００２８】
これまでのものでは、断面形状において、分割されたハウジング要素を端部材を介して結合させることで複数のスリットを形成してきたが、本願では、複数のスリットを形成する場合においてはこれに限らない。即ち、図１２に示すように、パイプ形状のハウジング２Ｇに対向する２つのスリット９，９を軸線方向に削設し、長手の一端部は一定長さだけスリット９，９を形成しないようにして複数のスリットを形成してもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本願発明では、複数の力伝達部材により外側移動体に作用する軸線方向荷重を負荷でき、力伝達部材が１つである従来よりも、大きな軸線方向荷重を負荷できる。外側移動体が外側でガイドレールに案内されていない場合には、上記効果に加えて更に、曲げモーメントの負荷能力が高くなる。
【００３０】
また、流体圧作動のアクチュエータにおいて、１つの内室に対して、複数のスリットを備えている構成であるから、内側移動体による推力を同じとするとき、ハウジングが複数の内室を備えている従来よりも、ハウジングを小型化できる。
【００３１】
また、ハウジングが複数のハウジング要素から成り、各ハウジング要素が、同一寸法、同一断面形状を成しているので、ハウジング要素自体の設計が容易となり、しかも、押し出し、引き抜き成形が極めてやりやすい。
また、外側移動体はハウジングを取り囲む形状としたので、取り囲む外周面を搬送対象保持部とできて、アクチュエータの使用態様を多様化できる利点がある。
また、圧流体作動による場合、外側移動体の移動を阻害すること無く、ハウジング内側から作用する流体圧によるハウジングの外方への変形を抑える変形防止機構を備え、その変形防止機構は、ハウジング外側に長手方向へ移動可能に設けた押え枠に、ハウジングが広がる部分を抑えつつハウジング軸線に沿って押え枠を移動可能とする押え部分を備えているので、複数スリットを設けてハウジングが軸線方向に長尺となったときでも、流体圧によるハウジングの外側への変形を防止でき、スリットの開きを防止して、シールバンドによるスリット封緘作用が確実に維持される。
【００３２】
また、変形防止機構は、ハウジングのスリットの巾方向両側となる位置に夫々ローラ転動面をハウジング全長に亘って形成し、押え枠に押え部分として、スリットの巾方向両側のローラ転動面を転動する押えローラを夫々備えているので、内圧が作用して外側へ変形しようとするハウジングの長手中間部を押えローラが外側から押さえつつ移動してハウジングが長手中間部で内圧により変形することを防止でき、スリットの広がりを抑制し、シ ールバンドによる封緘作用の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本願発明に係るアクチュエータの側面図である。
【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ線拡大断面図である。
【図３】 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図である。
【図４】 ハウジング要素の変形に関する説明図である。
【図５】 第２の実施形態である。
【図６】 第３の実施形態であり、図２に相当する断面図である。
【図７】 第４の実施形態であり、図２に相当する断面図である。
【図８】 第５の実施形態であり、軸線が屈曲しているハウジングを示している。
【図９】 第６の実施形態であり、外部に２本のガイドレールを有する横断面図である。
【図１０】 第７の実施形態であり、外部に１本のガイドレールを有する横断面図である。
【図１１】 第８の実施形態であり、外側移動体が変形防止機構を備えているものである。
【図１２】 １つの内室に対して複数のスリットを持つ、他のハウジング形態である。
【符号の説明】
１ ロッドレスシリンダ（アクチュエータ）
２，２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ、２Ｆ、２Ｇ ハウジング
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｄ１、３Ｅ，３Ｅ１，３Ｆ ハウジング要素
４ 内室形成面
５ スリット形成面
６ 端部材（端部連結部材）
９ スリット
１０ シリンダ室（内室）
１４ ピストン（内側移動体）
１５ 力伝達部材
２２ 外側移動体
３０ 内シールバンド
３１ 外シールバンド
５２ 押え枠
５３ 転動ローラ
５４ 可撓性牽引索
７０ ガイドレール
【発明の属する技術分野】
この発明は、ハウジングの長手両端部を端部材に結合し、ハウジング内側に設けた軸線方向の内室に内側移動体を軸線方向へ移動するように収容し、ハウジングに軸線方向全長に延びるスリットを設け、内側移動体と一体的な力伝達部材をスリットに貫通させてその力伝達部材にハウジング外側に位置する外側移動体を一体に設け、スリットを内側と外側から塞ぐ一対のシールバンドを力伝達部材の内外に長手方向に貫通させてそれらの長手両端部を端部材に取り付け、内側移動体により前後に区画される前後の内室に圧流体を給排 することで内側移動体が軸線方向移動して内側移動体の移動を外側移動体に伝達するようにしてあるアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
こうしたアクチュエータは、内側移動体がピストン体であって、ピストン体を圧力空気などの流体圧力により移動させるようになっているロッドレスシリンダとよばれるものとして公知である。また、類似のものとしては、内側移動体をモータ駆動によるネジ送り機構で移動させるようにした電動式アクチュエータとして公知である。前者としては（１）ハウジングとしてのシリンダチューブ（シリンダバレル）内側に形成された１つのシリンダ室（内室）に、内側移動体としての１つのピストンを移動自在に案内させ、そのピストンと一体的な力伝達部材（ピストンヨーク）を、ハウジングに形成した１つの軸線方向スリットを通じてハウジング外側に露出させ、あるいは，その露出部分を外側移動体としたり、別部材の外側移動体に連結したりしたもの（例えば特公昭５１−２８７９３号や実開昭６１−２００９０８号など）、（２）ハウジングの軸線が曲線となっているもの（特開平8−２６１２０９号など）、（３）外側移動体がハウジングに平行に設けたガイドレールに案内されているもの（特開平９−２１００１２号や特許２６７５７２０号）などがある。
【０００３】
また、後者のものとしては、（４）例えば、アメリカ特許４５６６７３８号、実公平８―４９９５号に見られる。これによれば、上記ロッドレスシリンダと異なる点は、内側移動体が流体圧力で移動するものでなく、送りネジ機構でハウジング内側の内室に案内されている点であり、１つの内室に対して、ハウジングに設けたスリットが１つであること、内側移動体と一体の力伝達部材が前記スリットを通じてハウジング外側に内側移動体の移動を伝達するようになっている点は、上記ロッドレスシリンダと同じである。
（５）一方、ハウジングが互いに平行な２つ、または、３つのシリンダ室を有しており、各シリンダ室内に夫々ピストンが移動可能に嵌装され、各シリンダ室には夫々スリットが形成され、各ピストンと一体の各力伝達部材が対応するスリットを通じてハウジング外側に配置された共通の外側移動体に夫々連結されたものも知られている（アメリカ特許２２００４２７号、特開昭６０−１７２７１１号、イギリス特許４７００８８号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記（１）（２）（４）の各形式では、１つの内室に対して、１つのスリットが対応し、そのスリットに対応して、内側移動体と一体の１つの力伝達部材が設けてあって、その１つの力伝達部材で外側移動体と内側移動体とを連結しているだけなので、外側移動体に曲げモーメントが作用すると、その曲げモーメントを１つの力伝達部材で負荷することになり、大きなモーメントに耐えることができない。また、外側移動体がストロークエンドなどで位置決め部材と当接して停止するときなどに生じる軸線方向荷重についても、１つの力伝達部材で負荷しているので、大きな荷重に耐えることができない。また、（２）のようにハウジング形状が曲線の場合、従来では、直線形状のハウジングを曲線に曲げ加工しており、加工に手間がかかる問題がある。
【０００５】
（３）では、ハウジング外側に設けたガイドレールで外側移動体が案内されているので、外側移動体に作用する曲げモーメントに関しては、ガイドレールで負荷できるが、軸線方向の荷重に関しては、前述の（１）と同じ欠点を持つ。
さらに、流体圧で動作する形式のアクチュエータ（１）〜（３）では、ハウジング自体の断面形状は、細いスリットに対して、ハウジング内側が広がって内室空間となっている特殊形状となっているために、内圧（流体圧）により生じる応力は、スリットと反対側の壁部分で最大となるため、その壁部分が危険断面となる。そのため、そのような応力計算に基づいて設計する必要があって、設計がわずらわしい問題がある。また、そのような力学的理由から、前記スリットと反対側の壁厚みが他の部分より厚くなる事態を避けることができず、必然的に壁厚さに偏りが生じ、押し出し、引き抜き等による成形をたやすく行なうことができず、ハウジング自体の歩留まりが高くなかった。
【０００６】
また、前記（１）〜（４）では、ハウジングの壁の一部が切りかかれた特殊形状断面のために、従来、内室形状に僅かな設計変更を施した場合でも、所望の寸法、形状精度を得るために、製造過程においてはなんども成形型を修正しており、開発に要する時間、費用がかさむ問題もある。
（５）では、外側移動体は、複数の力伝達部材に連結されているために、外側移動体に加わる曲げモーメントや、軸線方向荷重については、これら複数の力伝達部材で負担されるので、前記（１）に比べてより大きな曲げモーメント、軸線方向荷重に耐えることができるが、流体圧作動による内側移動体の推力を同じにするとき、要するに、内側移動体の圧力を受ける面積を同じとした場合には、（５）では、複数のシリンダ室を1つのハウジングが備えているので、シリンダ室間のハウジング壁部分が存在することにより、ハウジング外形が大きくなる問題がある。
この発明の課題は、大きな軸線方向荷重に耐えることができ、かつ、ハウジング自体のサイズは大型化しない、スリットを有するアクチュエータを提供することを目的とする。また、本願の課題は、外部にガイドレールを有しない場合であっても、従来に比して、大きな曲げモーメントを受けることのできるアクチュエータを提供することにある。また、本願の他の目的は、ハウジングの製作コストを抑えることのできる上記アクチュエータを提供することにある。また、本願の更に別の課題は、ハウジングの断面形状を従来のように、狭いスリットがハウジング内部で内室に広がっているような特殊形状とせず、ハウジング内側の内室形状の変更に、容易に対処できるアクチュエータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願は上記課題解決のために、ハウジングの長手両端部を端部材に結合し、ハウジング内側に設けた軸線方向の内室に内側移動体を軸線方向へ移動するように収容し、ハウジングに軸線方向全長に延びるスリットを設け、内側移動体と一体的な力伝達部材をスリットに貫通させてその力伝達部材にハウジング外側に位置する外側移動体を一体に設け、スリットを内側と外側から塞ぐ一対のシールバンドを力伝達部材の内外に長手方向に貫通させてそれらの長手両端部を端部材に取り付け、内側移動体により前後に区画される前後の内室に圧流体を給排することで内側移動体が軸線方向移動して内側移動体の移動を外側移動体に伝達するようにしてあるアクチュエータにおいて、ハウジングに、一つの内室に対して軸線方向のスリットを複数設け、各スリットを貫通するように内側移動体と一体的な力伝達部材を夫々設けて各力伝達部材にハウジング外側に位置する外側移動体を一体に設け、各外側移動体をハウジング外側で一体に連結し、各スリットを内側と外側から塞ぐ一対のシールバンドを夫々力伝達部材の内外に長手方向に貫通させてそれらの長手両端部を端部材に取り付けて成ることを特徴とする（請求項１）。具体的には、ハウジングは、複数のハウジング要素から成り、各ハウジング要素は、同一寸法、同一断面形状を成していることを特徴とする。（請求項２）。これらの構成では、複数の力伝達部材により外側移動体に作用する軸線方向荷重を負荷でき、力伝達部材が１つである従来よりも、大きな軸線方向荷重を負荷できる。外側移動体が外側でガイドレールに案内されていない場合には、上記効果に加えて更に、曲げモーメントの負荷能力が高くなる。また、１つの内室に対して、複数のスリットを備えている構成であるから、内側移動体による推力を同じとするとき、ハウジングが複数の内室を備えている従来装置よりも、ハウジングを小型化できる。
【０００８】
外側移動体はハウジングを取り囲む形状であると好ましい（請求項３）。これによれば、取り囲む外周面を搬送対象保持部とできて、アクチュエータの使用態様を多様化できる。また、軸線が直線のハウジングの左右両側にスリットを夫々設け、夫々のスリットを貫通する力伝達部材に外側移動体を設け、左右一対の外側移動体の上方延設部分の上端面をハウジングの上壁面より外側位置に達するように設け、それらの左右一対の外側移動体の 上端面間にワークテーブルを固着して成ることを特徴とする。（請求項４）。
【０００９】
また、本願では、外側移動体の移動を阻害すること無く、ハウジング内側から作用する流体圧によるハウジングの外方への変形を抑える変形防止機構を備え、その変形防止機構は、ハウジング外側に長手方向へ移動可能に設けた押え枠に、ハウジングが広がる部分を抑えつつハウジング軸線に沿って押え枠を移動可能とする押え部分を備えている（請求項５）。これによれば、ハウジングが軸線方向に長尺となったとき、流体圧によるハウジングの外側への変形を防止でき、スリットの開きを防止して、シールバンドによるスリット封緘作用が確実に維持される。
変形防止機構は、ハウジングのスリットの巾方向両側となる位置に夫々ローラ転動面をハウジング全長に亘って形成し、押え枠に押え部分として、スリットの巾方向両側のローラ転動面を転動する押えローラを夫々備えている（請求項６）。また、外側移動体を挟んで軸線方向両側に押え枠を配置し、外側移動体の移動に伴って、移動方向側の押え枠と外側移動体との軸線方向間隔が縮まり、移動方向と逆側の押え枠と外側移動体との軸線方向間隔が伸びるように構成されている（請求項７）。一層具体的には、外側移動体を挟んで軸線方向両側に夫々複数の押え枠を配置し、外側移動体とこれに隣り合う押え枠間、及び隣り合う押え枠間を一定長さの可撓性牽引索で連結してある（請求項８）。
【００１０】
また、具体的には、ハウジングは、断面において複数に分割されたハウジング要素から成り、各ハウジング要素は、内室内面の一部を形成する内室形成面と、隣り合うハウジング要素のスリット形成面との間にスリットを形成するスリット形成面を備えている。これによれば、各ハウジング要素は、断面形状において、従来のように狭いスリットの内側が大きく広がった内室となるような特殊形状とならないために、成形が容易である。特に、軸線が曲線の場合であっても、例えば２つに分割しておく場合には、単純なダイカスト成形でハウジングが製作できる。
【００１１】
ハウジング要素は、押出し、引き抜きによる型材から成るとより安価に製造できて好ましい。また、ハウジング要素は、同一断面形状であると、成形型で成形するときに、型種類が増えず好ましい。具体的には、分割されたハウジング要素は、軸線方向端部を端部連結部材で連結して互いに結合されている。
【００１２】
また、ハウジング内側に設けた軸線方向の内室に内側移動体を軸線方向に移動するように収容し、ハウジングに設けたスリットを通じて、内側移動体と一体的な力伝達部材により、ハウジング外側でガイドレールに案内されている外側移動体に内側移動体の移動を伝達するようにしてあるアクチュエータにおいて、ハウジングは、一つの内室に対して複数の軸線方向のスリットを有している。ハウジングは、断面において複数に分割されたハウジング要素から成り、各ハウジング要素は、内室内面の一部を形成する内室形成面と、隣り合うハウジング要素のスリット形成面との間にスリットを形成するスリット形成面を備え、１つのハウジング要素は、ガイドレールを一体的に備えている。これらの構成では、外側移動体に作用する曲げモーメントはガイドレールで負荷され、外側移動体に加わる軸線方向荷重は、複数個所の力伝達部材で負荷できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
アクチュエータとして、流体圧作動のスリット式ロッドレスシリンダ１に本願発明を適用した場合について説明する。ハウジング（シリンダチューブ）２は、断面において、複数の（ここでは２つの）ハウジング要素３、３から成る。ハウジング要素３は同一寸法、断面形状を成し、各ハウジング要素３の内側面は、後述する内室の内面の半分を構成する内室形成面４になっており、内室形成面４の両端に連なる面が、スリット形成面５に形成されている。ハウジング要素３，３は、スリット形成面５相互の間隔Ｌが所定の大きさとなるように、夫々向かい合わせに並設され、長手の両端部が端部連結部材としての端部材６、６に結合されている。端部材６、６とハウジング要素３，３の端面との間は、端部材６に設けたハウジング要素の長手方向の位置決めピン７でハウジング要素３，３を長手と直交する方向に位置決めした状態で、端部材６の軸線方向外側から、固定ネジ８で両者を一体結合している。図２で上下に対向するスリット形成面５の間には、ハウジング２の軸線方向全長に延びるスリット９が一対形成され、また、上下のハウジング要素３の内室形成面４により、この実施形態では、内室として断面が非円形（長円形）のシリンダ室１０を形成している。
【００１４】
各ハウジング要素３，３は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金を押出し、もしくは、引き抜き成形した型材で構成されているが、図２から明らかなように、各ハウジング要素３，３の断面形状は、従来のスリットを１つ有するハウジングのように、狭いスリットからハウジング内側で大きく広がる内室となっている形状でなく、内室形成面４が大きく窪んでいる形状であり、断面でみた場合には、内圧が加わったときの危険断面がなく、その意味において内圧による力学的考察に従来ほど注意を払う必要がなく、必然的に肉圧を厚くしなければならない壁部は存在しないので、肉圧をおおむね一様とすることもでき、ハウジング要素自体の設計が容易となり、しかも、押し出し、引き抜き成形が極めてやりやすい形状である。したがって、この実施形態では、長円形の内室で説明しているが、これを円形としたり、あるいは、楕円形としたりするような場合であっても、内室の形状、精度を従来に比して比較的容易に実現することができ、製作コストを抑えることが可能である。
【００１５】
上記シリンダ室１０は、ピストン部分１１の長手両端に、ピストンパッキン１２を備えたピストンエンド１３を有する内側移動体としてのピストン１４により前，後シリンダ室１０ａ，１０ｂに区画されている。ピストン部分１１には、前記左右一対のスリット９を夫々貫通する一対の力伝達部材（ピストンヨーク）１５、１５が一体成形されている。各力伝達部材１５は、ハウジング２の外側において上下に拡がり、ピストンマウント１６となっている。ピストンマウント１６の上方延設部分１７は、その先端面（上端面）１７ａが上側のハウジング要素３の上壁面３ａより外側位置に達しており、左右の上方延設部分１７の先端面１７ａ間には、ワークテーブル１８が固着されるようになっている。ピストンマウント１６のハウジング要素３に向く面には、力伝達部材１５を取り囲んでスクレーパ１９が取付けてあると共に、ハウジング要素３の側面３ｂを摺接するスライド部材２０が配設してある。ピストンマウント１６は外シールバンドカバー２１を備えて外側移動体２２となっている。力伝達部材１５の上下面には、対向するスリット形成面５と摺接する摺接ピース２３が取付けてある。
【００１６】
左右一対のスリット９を内側と外側から塞ぐ各一対の内外シールバンド３０，３１は、前記力伝達部材１５の内外を長手方行に貫通してその両端が各端部材６に達している。内外シールバンド３０，３１は、厚みの薄い可撓性バンドであり、例えばスチールバンドなどの磁性材料から成る。内外シールバンド３０，３１は周知のように、スリット９の幅より大きな幅を有している。シールバンド３０，３１の長手両端は、取付ピン３２をピン孔３３に嵌め込んで端部材（エンドキャップ）６に取り付けられている。もちろん、このような可撓性シールバンドとして、従来公知の合成樹脂材料から成るシール帯、金属ストリップと合成樹脂材料との複合体から成るシール帯などであってもよい。
【００１７】
これらの内外シールバンド３０，３１を吸着するための磁石３５が、上下の各スリット９の巾方向両側に長手に沿って配置されている。ピストン１４を通過している部分を除いて、内シールバンド３０は、前記磁石３５の磁気吸着力とシリンダ室１０に加わる流体圧力によりスリット９を内側から塞いで流体漏れを防ぎ、また、外シールバンド３１は前記磁気吸着力によりスリット９を外側から塞ぐいで、外部からの塵埃などの侵入を防止している。
【００１８】
ハウジング要素３，３が、断面において、危険断面が無く成形などで有利であることに代えて、この発明では、ストロークが長くなると、ハウジング要素３，３が両端で結合されていることによるハウジング要素３，３の長手中間部分の外側への変形が予想される。即ちハウジング要素３，３が図４のように長手中間部において、外側にたわむと、対向するスリット形成面５の間隔が広くなって、シールバンド３０，３１による封緘効果が十分発揮されない不都合が予想される。ストロークが短い場合、このような事態を心配することはない。しかし、本願ではそのような事態にも対処した変形防止機構５０を備えている。変形防止機構５０において、ハウジング要素３，３の側面３ｂには、スリット９の巾方向両側（図２では、スリット９の上下）となる位置に、ハウジング２の全長に渡ってローラ転動面５１を形成している。外側移動体２２の移動方向には、外側移動体２２を挟んで前後の端部材６，６との間に複数（ここでは各２つ）の押え枠５２が設けられる。押え枠５２は、図２から明らかなように、ハウジング２の下面側を除いてハウジング２を囲む門型形状を成しており、前記ローラ転動面５１を転動する押え部分としての押えローラ５３を備えている。
【００１９】
外側移動体２２とこれに隣り合う押え枠５２の間、及び、押え枠５２とこれに隣り合う押え枠５２の間、押え枠５２と端部材６，６との間は、一定長さの可撓性牽引索５４で結合してある。可撓性牽引索５４の長さは、外側移動体２２が一方のストローク端に位置したとき（図１の状態）、他方の端部材６とこれに隣り合った押え枠５２、その押え枠５２と隣り合った押え枠５２、その押え枠５２と外側移動体２２との間の各間隔が同じとなるような長さに設定してある。
【００２０】
このようなロッドレスシリンダ１では、端部材６に設けた給排ポート５５からの流体が、ストローク端でピストンエンド１３の端面と衝接する内部ダンパ５６の給排孔５７を介して、対応するシリンダ室１０ａ，１０ｂに給排され、内外シールバンド３０，３１が夫々対応するスリット９を塞ぎつつ、ピストンマウント１６が移動する。ピストンマウント１６の移動に伴って、移動方向前方に位置する押え枠５２は、ピストンマウント１６に押されて可撓性牽引索５４を屈曲させつつ移動し、また、移動方向と反対側の押え枠５２は、可撓性牽引索５４によって引っ張られて、内圧が作用して外側へ変形しようとするハウジング要素３，３の長手中間部を押えローラ５３が外側から押さえつつ移動するので、ハウジング要素３，３が長手中間部で内圧により変形することが防止され、スリット９の広がりを抑制し、シールバンド３０，３１による封緘作用の低下を防止する。移動中に、ピストンヨーク１５に対してこれを曲げるような曲げモーメントＭ１が作用した場合、この実施形態では、その曲げモーメントＭ１を左右一対のピストンヨーク１５で受けることができるので、大きな曲げモーメントに耐えることができる。また、外側移動体２２の移動方向から軸線方向荷重Ｆ１が作用した場合においては、やはり、２個所のピストンヨーク１５でこれを受けることが出来、より大きな軸線方向荷重に耐えることができる。そして、このように軸線、及び、曲げモーメントに対して大きな負荷に耐えられる構成であっても、本願では、１つの内室（シリンダ室１０）に対して複数のスリット９，９を設けるようにしたので、流体によるシリンダ推力を同じにした場合には、従来のものと比べて、ハウジングサイズを小さくコンパクトにできる。なお、５８は端部材６に設けたロッドレスシリンダ取付け用の貫通孔である。
【００２１】
図５には、一対のスリット９を長円形の長径上に位置したものを示す。これ以後の説明では、前記と同一部分には同一番号を付して詳細な説明は省略する。この実施形態では、ピストン１４の短径軸上にピストン位置検知用の永久磁石６０が配置され、その磁界を検知するピストン位置検知センサを収容するセンサ溝６１が、ハウジング要素の外面に長手全長にわたって形成されている。また、アクチュエータ取付け用のＴ溝６２も、ハウジング要素３，３の外面に形成されている。この実施形態は、短いストロークを想定しており、第１の実施形態のような変形防止機構は備えていない。
【００２２】
次に、スリット９を3つ備える場合について説明する。内室形状は円形とし、また、ハウジング外形形状も円形とする。図６において、ハウジング２Ａは、円周方向に3等分されており、各ハウジング要素３Ａは、夫々同一断面形状を成し、内室形成面４と、内室形成面の両端に連続するスリット形成面５とを有している。前記実施形態と同様に、3つのハウジング要素３Ａは、スリット形成面５が互いに所定の間隔を保って対向するように配置され、各ハウジング要素３Ａの長手端面が、前記実施形態と同様に位置決めピン７と結合ボルト８により端部材６Ａ，６Ａに位置決め、結合されて、隣合うハウジング要素３Ａの対向するスリット形成面５間に3つのスリット９が形成される。また、3つの内室形成面４により、円形の内室（シリンダ室）１０が形成されている。ピストン１４からは、ピストンヨーク１５が放射状に前記3つのスリット９，９，９を通って半径方向外方へ延び、ハウジング２Ａ外側でハウジング２Ａの周囲全体を取り囲む６角形状の外側移動体２２となっている。各スリット９に対応して、内外シールバンド３０，３１が、夫々ピストンヨーク１５の内外を長手に貫通して対応するスリット９を塞いでいることは、前記実施形態と同じである。外側移動体２２の６つの外周面は、搬送物取付け用のテーブル面６５となっている。
【００２３】
さらにスリットが４つの場合について説明する。図７において、外形が矩形のハウジング２Ｂは、 直交する縦、横軸により４つのハウジング要素３Ｂに分割されている。４つのハウジング要素３Ｂは、夫々同一断面形状を成し、これまでの実施形態と同様に、夫々内室形成面４と２つのスリット形成面５とを備えている。ハウジング要素３Ｂが端部材６Ｂにより互いに結合され、隣り合うハウジング要素３Ｂのスリット形成面４により４つのスリット９が形成され、各ハウジング要素３Ｂの内室内面４により円形のシリンダ室１０が形成されている。４つのスリット９を通って、ピストン１４から４つのピストンヨーク１５が外方に延び、ハウジング３Ｂ外側でハウジング３Ｂ全周を囲繞する外側移動体２２となっている。外側移動体２２の外面は、すべて搬送物取付け用のテーブル面６５として機能する。４つのスリット９が夫々内外シールバンド３０，３１で封緘されることは、言うまでもない。
【００２４】
図８では、ハウジング軸線が屈曲している場合について説明する。（ａ）は（ｂ）の側面図である。これまでのものは、ハウジング軸線が直線であったが、ハウジング２Ｃの軸線が円弧を描いている場合、ハウジング２Ｃが分割されていると、その成形が極めて行いやすい。図８のような曲がりハウジング２Ｃの場合、曲がっている軸線を含む平面でハウジング２Ｃを分割すれば、上下のハウジング要素３Ｃは、同一断面で、同一寸法形状となる。このようなハウジング要素３Ｃは、例えばダイカスト鋳造の手法で容易に製造でき、従来のように、直線状態のハウジングの軸線を曲げるといった、極めて手間のかかる製造手法によらずとも、軸線の曲がったハウジングが得られる。
【００２５】
更に、図９は、外側移動体２２がハウジング２Ｄの外側で別途設けたガイドレール７０によって案内されているものである。ベース７１は、下側のハウジング要素３Ｄの左右側面から側方に一体成形されている。そのハウジング要素３Ｄの上側に、ベース７１の下面と平行な直径上に２つのスリット９，９を形成するように、もう一つのハウジング要素３Ｄ１が配置され、端部結合部材６Ｄで連結している。左右一対のスリット９を対応するピストンヨーク１５が貫通し、ハウジング２の外側でピストンマウント１６となっている。ピストンマウント１６は、ハウジング２Ｄの、巾方向両側に配置したリニアガイド（ガイドレール）７０に案内されているスライドテーブル１８の下面に結合してある。この構成では、外部のガイドレール６０が曲げモーメントを負荷する一方、スライドテーブルに移動方向から作用する軸線方向荷重は、やはり、２つのピストンヨーク１５が負荷するので、１つのピストンヨークで軸線方向を負荷している従来に比べ、大きな軸線方向荷重に耐えることができる。
【００２６】
更に、図１０では、ハウジング２Ｅ外側のガイドレール７０が１つの場合である。レール７０が固着されるベース７１Ａが、下側のハウジング要素３Ｅの一方の側壁から側方に延びている。ハウジング要素は、直交する縦軸、横軸で区画される１／４部分３Ｅ１と残り３／４部分３Ｅとから構成されている。したがって、２つのスリット９は、直交する２方向に存在し、各スリット９を通ってピストンヨーク１５が外方に延び、ガイドレール７０に案内されるスライドテーブル１８と結合している。
【００２７】
また、図１１は、外側移動体２２が、ハウジング要素３Ｆ、３Ｆの変形防止機能をそなえているものである。２つのハウジング要素３Ｆ、３Ｆが対向して２つのスリット９，９を有するハウジング２Ｆを構成し、スリット９，９を挟んでスリット９，９の巾方向両側にガイドレールとしてのＶ溝７５が形成してある。外側移動体２２には、それらのＶ溝７５に嵌まり込んで摺動する変形防止（スリットの広がり防止）のための押え部材７６が備えてある。
【００２８】
これまでのものでは、断面形状において、分割されたハウジング要素を端部材を介して結合させることで複数のスリットを形成してきたが、本願では、複数のスリットを形成する場合においてはこれに限らない。即ち、図１２に示すように、パイプ形状のハウジング２Ｇに対向する２つのスリット９，９を軸線方向に削設し、長手の一端部は一定長さだけスリット９，９を形成しないようにして複数のスリットを形成してもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本願発明では、複数の力伝達部材により外側移動体に作用する軸線方向荷重を負荷でき、力伝達部材が１つである従来よりも、大きな軸線方向荷重を負荷できる。外側移動体が外側でガイドレールに案内されていない場合には、上記効果に加えて更に、曲げモーメントの負荷能力が高くなる。
【００３０】
また、流体圧作動のアクチュエータにおいて、１つの内室に対して、複数のスリットを備えている構成であるから、内側移動体による推力を同じとするとき、ハウジングが複数の内室を備えている従来よりも、ハウジングを小型化できる。
【００３１】
また、ハウジングが複数のハウジング要素から成り、各ハウジング要素が、同一寸法、同一断面形状を成しているので、ハウジング要素自体の設計が容易となり、しかも、押し出し、引き抜き成形が極めてやりやすい。
また、外側移動体はハウジングを取り囲む形状としたので、取り囲む外周面を搬送対象保持部とできて、アクチュエータの使用態様を多様化できる利点がある。
また、圧流体作動による場合、外側移動体の移動を阻害すること無く、ハウジング内側から作用する流体圧によるハウジングの外方への変形を抑える変形防止機構を備え、その変形防止機構は、ハウジング外側に長手方向へ移動可能に設けた押え枠に、ハウジングが広がる部分を抑えつつハウジング軸線に沿って押え枠を移動可能とする押え部分を備えているので、複数スリットを設けてハウジングが軸線方向に長尺となったときでも、流体圧によるハウジングの外側への変形を防止でき、スリットの開きを防止して、シールバンドによるスリット封緘作用が確実に維持される。
【００３２】
また、変形防止機構は、ハウジングのスリットの巾方向両側となる位置に夫々ローラ転動面をハウジング全長に亘って形成し、押え枠に押え部分として、スリットの巾方向両側のローラ転動面を転動する押えローラを夫々備えているので、内圧が作用して外側へ変形しようとするハウジングの長手中間部を押えローラが外側から押さえつつ移動してハウジングが長手中間部で内圧により変形することを防止でき、スリットの広がりを抑制し、シ ールバンドによる封緘作用の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本願発明に係るアクチュエータの側面図である。
【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ線拡大断面図である。
【図３】 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図である。
【図４】 ハウジング要素の変形に関する説明図である。
【図５】 第２の実施形態である。
【図６】 第３の実施形態であり、図２に相当する断面図である。
【図７】 第４の実施形態であり、図２に相当する断面図である。
【図８】 第５の実施形態であり、軸線が屈曲しているハウジングを示している。
【図９】 第６の実施形態であり、外部に２本のガイドレールを有する横断面図である。
【図１０】 第７の実施形態であり、外部に１本のガイドレールを有する横断面図である。
【図１１】 第８の実施形態であり、外側移動体が変形防止機構を備えているものである。
【図１２】 １つの内室に対して複数のスリットを持つ、他のハウジング形態である。
【符号の説明】
１ ロッドレスシリンダ（アクチュエータ）
２，２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ、２Ｆ、２Ｇ ハウジング
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｄ１、３Ｅ，３Ｅ１，３Ｆ ハウジング要素
４ 内室形成面
５ スリット形成面
６ 端部材（端部連結部材）
９ スリット
１０ シリンダ室（内室）
１４ ピストン（内側移動体）
１５ 力伝達部材
２２ 外側移動体
３０ 内シールバンド
３１ 外シールバンド
５２ 押え枠
５３ 転動ローラ
５４ 可撓性牽引索
７０ ガイドレール
Claims (8)
- ハウジングの長手両端部を端部材に結合し、ハウジング内側に設けた軸線方向の内室に内側移動体を軸線方向へ移動するように収容し、ハウジングに軸線方向全長に延びるスリットを設け、内側移動体と一体的な力伝達部材をスリットに貫通させてその力伝達部材にハウジング外側に位置する外側移動体を一体に設け、スリットを内側と外側から塞ぐ一対のシールバンドを力伝達部材の内外に長手方向に貫通させてそれらの長手両端部を端部材に取り付け、内側移動体により前後に区画される前後の内室に圧流体を給排することで内側移動体が軸線方向移動して内側移動体の移動を外側移動体に伝達するようにしてあるアクチュエータにおいて、ハウジングに、一つの内室に対して軸線方向のスリットを複数設け、各スリットを貫通するように内側移動体と一体的な力伝達部材を夫々設けて各力伝達部材にハウジング外側に位置する外側移動体を一体に設け、各外側移動体をハウジング外側で一体に連結し、各スリットを内側と外側から塞ぐ一対のシールバンドを夫々力伝達部材の内外に長手方向に貫通させてそれらの長手両端部を端部材に取り付けて成ることを特徴とするアクチュエータ。
- ハウジングは、複数のハウジング要素から成り、各ハウジング要素は、同一寸法、同一断面形状を成している請求項１記載のアクチュエータ。
- 外側移動体はハウジングを取り囲む形状である請求項１または２に記載のアクチュエータ。
- 軸線が直線のハウジングの左右両側にスリットを夫々設け、夫々のスリットを貫通する力伝達部材に外側移動体を設け、左右一対の外側移動体の上方延設部分の上端面をハウジングの上壁面より外側位置に達するように設け、それらの左右一対の外側移動体の上端面間にワークテーブルを固着して成る請求項１または２に記載のアクチュエータ。
- 外側移動体の移動を阻害すること無く、ハウジング内側から作用する流体圧によるハウジングの外方への変形を抑える変形防止機構を備え、その変形防止機構は、ハウジング外側に長手方向へ移動可能に設けた押え枠に、ハウジングが広がる部分を抑えつつハウジング軸線に沿って押え枠を移動可能とする押え部分を備えている請求項１乃至４の何れか１項に記載のアクチュエータ。
- 変形防止機構は、ハウジングのスリットの巾方向両側となる位置に夫々ローラ転動面をハウジング全長に亘って形成し、押え枠に押え部分として、スリットの巾方向両側のローラ転動面を転動する押えローラを夫々備えている請求項５記載のアクチュエータ。
- 外側移動体を挟んで軸線方向両側に押え枠を配置し、外側移動体の移動に伴って、移動方向側の押え枠と外側移動体との軸線方向間隔が縮まり、移動方向と逆側の押え枠と外側移動体との軸線方向間隔が伸びるように構成されている請求項６記載のアクチュエータ。
- 外側移動体を挟んで軸線方向両側に夫々複数の押え枠を配置し、外側移動体とこれに隣り合う押え枠間、及び隣り合う押え枠間を一定長さの可撓性牽引索で連結してある請求項７記載のアクチュエータ。
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