JP3791646B2 - ロッドレスシリンダ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロッドレスシリンダに関するものであり、特に詳しくは、異物の侵入や付着を防止したロッドレスシリンダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
長手方向のシリンダ孔を有するシリンダ本体と、流体圧によって上記シリンダ孔内を往復動するピストンと、シリンダ本体に沿って往復動するスライダと、上記スライダの往復動を案内するガイド機構とを備え、シリンダ本体に形成したスリットを通ってピストンとスライダとを連結する連結体に、或いはピストンとスライダとに設けたマグネットカップリングによって、スライダをピストンとともに往復動させるロッドレスシリンダは、特に例示するまでもなく本出願前既に知られている。
【０００３】
しかしながら、上記公知のロッドレスシリンダは、クーラント（切削油、水等の細かい液滴）や粉塵が降りかかるような劣悪な作業環境で使用すると、スライダのガイド機構やシリンダ孔内に侵入するこれらの異物によって、ロッドレスシリンダの精度、寿命及び負荷能力が低下するという問題がある。
即ち、ガイド機構、ピストン、スライダ等の摺動部に粉塵等の異物が侵入すると、摺動部分の摩耗が大きくなって精度や寿命が低下し、またクーラントによってＯリング等の摺動シール部材が膨潤すると、摺動部分の摺動抵抗が大きくなったり圧縮空気がリークしたりするために、負荷能力が低下するという問題が生ずる。
【０００４】
この問題を解決するために、図７に示すように、スライダ２の移動方向両面とシリンダ本体３両側の支持体３ａ，３ａの側面とに、シリンダ本体３の外周全面を覆う丸形の蛇腹４，４の両端を取付けて、シリンダ本体３を作業環境から保護したロッドレスシリンダが提案されている。
この既提案のロッドレスシリンダ１は、シリンダ本体３の外周全面を覆う蛇腹４によって、劣悪な作用環境で使用しても、シリンダ本体３へのクーラントや粉塵等の異物の侵入を防止することができる。
【０００５】
しかしながら、丸形で大径の蛇腹４，４を使用するために蛇腹が高価であり、またシリンダ本体３とロッドレスシリンダ１の設置面５との間に、蛇腹４，４の伸縮のための空間６が必要になるので、シリンダ本体３を長手方向の両端の支持体３ａ，３ａで支持しなければならない。このため、撓みによってシリンダ本体３の長手方向中央部分における精度が低下し易く、また、スライダ２の負荷能力が低下して、大きな負荷を取付たり或いは大きな負荷を作用させたりすることができないという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、精度や負荷能力の低下がなく、しかも粉塵等の異物の侵入を防止できるロッドレスシリンダを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のロッドレスシリンダは、長手方向のシリンダ孔を有するシリンダ本体と、流体圧によって上記シリンダ孔内を往復動するピストンと、該ピストンの往復動によりシリンダ本体に沿って往復動するスライダと、上記スライダの往復動を案内するガイド機構とを備えたロッドレスシリンダにおいて、上記ロッドレスシリンダが、上記スライダの移動面を覆う蛇腹ユニットを備え、上記蛇腹ユニットが、ロッドレスシリンダの幅方向両側の一対のサイドガイドと、これらのサイドガイド間に取付けられた一対のエンドプレートと、サイドガイド間をその長手方向に移動可能なテーブルと、両端がテーブルの移動方向面とサイドガイドとに取付けられた、平板を交互に反対方向に折り曲げた一対の平形蛇腹とを備え、エンドプレートのシリンダ本体への取付けと、テーブルのスライダへの取付けとによって、ロッドレスシリンダに組み付けられていることを特徴としている。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態においては、上記一対のサイドガイドを、上記ロッドレスシリンダの幅方向両側の全面を覆う一対のサイドガイドとすることができる。
また、本発明の他の好ましい実施形態においては、上記蛇腹ユニットが、上記一対のサイドガイドの長手方向両端に一対のアッパプレートを有し、該一対のアッパプレートに上記一対の平形蛇腹の一端側が取付けられることにより、上記一対の平形蛇腹の一端側が該一対のアッパプレートを介して上記サイドガイドに取付けられているものとすることができる。
【００１０】
【作用及び発明の効果】
シリンダ孔に圧力流体を給排するとピストンがシリンダ孔を往復動し、これによりスライダがシリンダ本体に沿って往復動する。
この場合、スライダの移動面が一対の蛇腹によって覆われているので、クーラントや粉塵等の異物が降りかかるような劣悪な作業環境であっても、これらの異物がスライダのガイド機構等に侵入することを防止できる。
また、スリットを覆う蛇腹を平板を交互に反対方向に折り曲げた平形としたので、蛇腹を安価なものとすることができ、しかもシリンダ本体を底面全面で支持できるので、シリンダ本体が長尺であっても中央部分が撓んで精度が低下することがなく、またスライダの負荷能力の低下がない。
【００１１】
また、本発明のロッドレスシリンダは、一対のエンドプレートとテーブルとによって、蛇腹ユニットをロッドレスシリンダに組み付けることができるので、上記作用効果に加えて、既存のロッドレスシリンダに蛇腹ユニットを組み付けることができる。
また、請求項２に記載したロッドレスシリンダは、上述の作用効果に加えて、ロッドレスシリンダの幅方向両側の全面を覆うサイドガイドによって、ロッドレスシリンダの外面の殆ど全面を劣悪な作業環境から覆うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１ないし図３は本発明の第１実施例を示し、この実施例は、機械的連結手段を有するロッドレスシリンダ１１と、蛇腹ユニット１２とを備えている。
上記ロッドレスシリンダ１１は、シリンダチューブ１４、及びその長手方向両端に複数のカバー取付ボルト１５ａによって取付けられたエンドカバー１５，１５を有するシリンダ本体１３と、シリンダチューブ１４に沿ってその長手方向に移動可能なスライダ１６とを備えている。
【００１３】
上記シリンダチューブ１４は、図２に示すように、長手方向のシリンダ孔１７と、シリンダ孔１７を外部に開口させる同方向のスリット１８とを備え、シリンダ孔１７を気密に往復動するピストン１９と、シリンダチューブ１４を跨ぎ、シリンダチューブに形成したガイド機構１４ａ，１４ｂに案内されて、これらのガイド機構とスリット１８が形成された面を移動する上記スライダ１６とは、スリット１８を通る連結体２０によって一体移動可能に連結されている。
【００１４】
シリンダチューブ１４の幅方向の両面には、ピストン１９の位置を検出する位置検出センサ（図示省略）を取付けるためのスイッチ取付溝２２が形成されており、エンドカバー１５に、シリンダ孔１７に圧縮空気を給排するポート２３と、クッションニードル弁２４とが設けられている。このクッションニードル弁２４は、ピストン１９のストローク終端近くにおける圧縮空気の排出量を絞って、ピストン１９を緩衝的に停止されるクッション機構を構成するものである。
また、上記スリット１８の外面には、シリンダ孔１７へのダストの侵入を防止するためのダストシール２５が、内面には圧縮空気のリークを防止するためのエアシール２６が、それぞれ取付けられている（図２参照）。
【００１５】
上記蛇腹ユニット１２は、シリンダ本体１３に沿ってその長手方向に伸びる一対のサイドプレート３０，３０を備え、これらのサイドプレート３０に、側面視アングル状のアウタガイド部材３１ａとインナガイド部材３１ｂとによって構成されるサイドガイド３１が、これらのガイド部材の屈曲部を対向させた状態で、複数のガイド取付ねじ３２によってそれぞれ取付けられおり、取付ねじ３２に嵌着させたカラー部材３２ａによってこれらの部材間に間隙が形成されている。また、サイドガイド３１，３１の長手方向両端のガイド部材３１ａ，３１ｂ間に、アッパプレート３３，３３が、複数のアッパプレート取付ねじ３３ａ，・・によって取付けられている。
そして、サイドプレート３０，３０間の幅は、アッパプレート３３，３３によってスライダ１６の幅よりも若干広くされており、したがって、スライダ１６は、サイドプレート３０，３０間を長手方向に移動することができる。
【００１６】
上記スライダ１６の上面には、複数のテーブル取付ねじ３５ａによってテーブル３５が取付けられる。このテーブル３５は、アウタガイド部材３１ａの対向する屈曲部の間を長手方向に移動することができ、テーブル３５の移動方向の両面とアッパプレート３３とに、一対の蛇腹３６，３６の両端がそれぞれ取付けられている。
上記蛇腹３６は平板を交互に反対方向に折り曲げた平形蛇腹として構成され、幅方向の両側は、アウタガイド部材３１ａとインナガイド部材３１ｂの屈曲部間に屈伸可能に挿入されている。
また、サイドプレート３０，３０間には、複数の取付ねじ３７ａによって一対のエンドプレート３７，３７が取付けられており、エンドプレート３７，３７間の距離は、シリンダ本体１３の長さに等しくされている。
【００１７】
上記蛇腹ユニット１２は、エンドプレート３７，３７を、取付ボルト１５ａ，・・によってエンドカバー１５とともにシリンダチューブ１４に取付け、テーブル３５をテーブル取付ねじ３５ａによってスライダ１６に取付けることによって、ロッドレスシリンダ１１に組み付けられる。
したがって、エンドプレート３７，３７間の距離を、蛇腹ユニット１２を取付けるロッドレスシリンダのシリンダ本体１３の長さと等しくすることによって、既存のロッドレスシリンダを改変することなく蛇腹ユニット１２を取付けることができる。
蛇腹ユニット１２をロッドレスシリンダ１１に組み付けると、スライダ１６は蛇腹ユニット１２によって囲繞された空間内を移動し、ガイド機構１４ａ，１４ｂとスリット１８は一対の蛇腹３６，３６によって作業環境から覆われる。
【００１８】
なお、図示を省略しているが、シリンダチューブ１４におけるスライダ１６の移動面の長手方向両端に、位置調整ボルトとダンパとを有する位置調整ユニットをそれぞれ取付けると、位置調整ボルトを進退させることによってスライダ１６のストローク終端位置を調整できるとともに、ダンパによってスライダを緩衝的に停止させることができる。
【００１９】
図示の実施例は、エンドプレート３７，３７を、アッパプレート３３，３３より内方に取付けているので、エンドプレート３７とアッパプレート３３間の長手方向距離を、蛇腹３６の折り畳み空間及び位置調整ユニットの取付部とすることができる。
しかしながら、エンドプレート３７を、シリンダ本体１３とほぼ同じ長さを有するにサイドプレート３０の端部に取付けることもできる。
【００２０】
上記第１実施例は、ポート２３からピストン１９で区画された一対のシリンダ室に圧縮空気を給排すると、ピストン１９がシリンダ孔１７内を気密に移動するとともに、スリット１８を通る連結体２０によってピストン１９に連結されたスライダ１６及びスライダ１６に取付けたテーブル３５が、シリンダチューブ１４のスリット開設面に沿ってピストン１９と一体に移動する。
したがって、テーブル３５に取付けたワークを移動させることができる。
【００２１】
この場合、シリンダチューブ１４におけるガイド機構１４ａ，１４ｂ及びスリット１８の形成面が、一対の平形の蛇腹３６，３６と、サイドガイド３１，３１とエンドプレート３７，３７とによって作業環境から覆われるので、クーラントや粉塵等の異物が降りかかるような劣悪な作業環境で使用しても、これらの異物がガイド機構１４ａに侵入したり、スリット１８を通ってシリンダ孔１７内に侵入したりすることを防止できる。
また、蛇腹３６の上面に降りかかった異物は、アウタガイド部材３１ａと蛇腹３６との間からサイドガイド３１内に侵入するが、この異物はカラー部材３２ａによって形成された、アウタガイド部材３１ａとインナガイド３１ｂ部材間の間隙から外部に排出される。
【００２２】
上記蛇腹３６は、平板を交互に反対方向に折り曲げた平形のものとしたので、丸形の蛇腹に比べて著しく安価である。したがって、異物の侵入を防止できるロッドレスシリンダを、安価なものとすることができる。
また、シリンダ本体１３の底面全体を設置面に当接させて設置できるので、シリンダ本体を長手方向の両端のみで支持するものに比べて、長手方向中央部分での精度の低下がなく、また撓みによるスライダ１６の負荷能力の低下もない。
さらに、既存のロッドレスシリンダを改変することなく蛇腹ユニット１２を組み付けることができ、しかも蛇腹ユニット１２をロッドレスシリンダ１１から取り外すことができるのでこれらのメンテナンスが極めて簡単であり、また、必要に応じて蛇腹ユニット１２或いは蛇腹３６のみを交換することができる。
【００２３】
作業環境によっては、スライダの移動面だけではなくて、幅方向の側面または外面全部を覆うことが必要な場合がある。
図４は、ロッドレスシリンダの幅方向の両側面を覆う蛇腹ユニット４０を有する本発明の第２実施例を示し、この蛇腹ユニット４０におけるサイドガイド４１は、ロッドレスシリンダ１１の設置面３９に立設したときに、該ロッドレスシリンダの幅方向の側面を覆うことができる高さ及び長さを備えている。また、このサイドガイド４１は、設置面３９との当接部に形成した長手方向の溝４２に、設置面３９との間をシールするシール部材４３が取付けられている。
【００２４】
上記サイドガイド４１は、アウタガイド部材とインナガイド部材の屈曲部に相当する上下の屈曲部４１ａ，４１ｂと、その下方のボルト通し部４４とを備えている。そして、これらのサイドガイド４１は、ボルト通し部４４に取付けた取付ボルト（図示省略）によってロッドレスシリンダ１１に取付けられている。
上記サイドガイド４１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の押出し成形によって一体のものとして形成されている。
また、サイドガイド４１，４１の長手方向両端間には、必要に応じて、ボルト通し部４４を通る取付ボルト（図示省略）によって、サイドガイド４１，４１間の長手方向両端間の空間を閉鎖するエンド部材４５（一方のみ図示）が取付けられる。
【００２５】
第２実施例における蛇腹ユニット４０の他の構成は第１実施例の蛇腹ユニット１２と同じである。
第２実施例の蛇腹ユニット４０は、少なくともロッドレスシリンダ１１におけるスライダの移動面と幅方向両側の全面を覆うことができ、通しボルトによってエンド部材４５を取付けると、ロッドレスシリンダ１１の外面全部を覆うことができる。
また、蛇腹３６の上面に落ちる異物は、屈曲部４１ａと蛇腹３６との間を通って屈曲部４１ｂに流れ、屈曲部４１ｂに形成した溝４６の長手方向端部から外部に排出される。
第２実施例の他の作用及び効果は第１実施例と同じであるから、説明は省略する。
【００２６】
図５は本発明の第３実施例を示し、このロッドレスシリンダ４８は、マグネットカップリングを有するロッドレスシリンダとして構成され、蛇腹ユニット１２が取付けられる。
上記ロッドレスシリンダ４８は、設置面（ベース）３９に設置されかつこれと反対側の面が開口するガイドフレーム４９を備え、ガイドフレーム４９の凹部内に、シリンダ本体を構成するシリンダチューブ５０とガイド機構を構成するガイドレール５１が、長手方向に平行に設けられている。そして、シリンダチューブ５０内を気密に移動するピストン５２の外周面と、シリンダチューブ５０を取り巻いて該チューブに沿って移動するスライダ５３の内周面とに、磁石とヨークとを交互に軸方向に配設したマグネットカップリング５４と５５が、それぞれ設けられている。
また、蛇腹ユニット１２のテーブル３５には、ガイドレール５１を跨いでその移動を案内するガイドブロック５８が取付けられている。
【００２７】
上記蛇腹ユニット１２は、第１実施例と同様に、エンドプレートをシリンダチューブ５０の長手方向両端に取付けることによってロッドレスシリンダ４８に取付けられ、スライダ５３とテーブル３５は、スライダの移動方向両端にそれぞれ取付られた一対のエンドカバー５７（１一方のみ図示）によって、一体移動可能に連結される。
【００２８】
上記ロッドレスシリンダ４８は、シリンダチューブ５０内への圧縮空気の給排によってピストン５２が移動すると、ピストン５２とスライダと５３とに設けたマグネットカップリング５４と５５間の吸引力によって、スライダ５３がピストン５２と同期して移動する。
第３実施例の他の構成は、ロッドレスシリンダの構成が異なる以外は第１実施例と同じであるから、図の主要な同一の箇所に同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００２９】
図６は、本発明の第４実施例を示し、この実施例は、第３実施例に示すロッドレスシリンダ４８と、第２実施例に示す蛇腹ユニット４０とを備えている。
したがって、図の主要な同一の箇所に同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
第４実施例における蛇腹ユニット４０の作用効果は、第２実施例と同じであるから説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の分解斜視図である。
【図２】同じく縦断面図である。
【図３】同じく側面図である。
【図４】第２実施例の側面図である。
【図５】第３実施例の縦断面図である。
【図６】第４実施例の縦断面図である。
【図７】既提案のロッドレスシリンダの正面図である。
【符号の説明】
１１，４８ ロッドレスシリンダ
１２，４０ 蛇腹ユニット
１３，５０ シリンダ本体
１４ａ，１４ｂ，５１ ガイド機構
１６，５３ スライダ
１７ シリンダ孔
１８ スリット
１９，５２ ピストン
２０ 連結体
３１，４１ サイドガイド
３３ アッパプレート
３５ テーブル
３６ 蛇腹
３７ エンドプレート
５４，５５ マグネットカップリング

Claims (3)

1. 長手方向のシリンダ孔を有するシリンダ本体と、流体圧によって上記シリンダ孔内を往復動するピストンと、該ピストンの往復動によりシリンダ本体に沿って往復動するスライダと、上記スライダの往復動を案内するガイド機構とを備えたロッドレスシリンダにおいて、
   上記ロッドレスシリンダが、上記スライダの移動面を覆う蛇腹ユニットを備え、
   上記蛇腹ユニットが、ロッドレスシリンダの幅方向両側の一対のサイドガイドと、これらのサイドガイド間に取付けられた一対のエンドプレートと、サイドガイド間をその長手方向に移動可能なテーブルと、両端がテーブルの移動方向面とサイドガイドとに取付けられた、平板を交互に反対方向に折り曲げた一対の平形蛇腹とを備え、
   エンドプレートのシリンダ本体への取付けと、テーブルのスライダへの取付けとによって、ロッドレスシリンダに組み付けられている、
   ことを特徴とするロッドレスシリンダ。
2. 上記一対のサイドガイドが、上記ロッドレスシリンダの幅方向両側の全面を覆う一対のサイドガイドである、
   ことを特徴とする請求項１に記載したロッドレスシリンダ。
3. 上記蛇腹ユニットが、上記一対のサイドガイドの長手方向両端に一対のアッパプレートを有し、
   該一対のアッパプレートに上記一対の平形蛇腹の一端側が取付けられることにより、上記一対の平形蛇腹の一端側が該一対のアッパプレートを介して上記サイドガイドに取付けられている、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載したロッドレスシリンダ。

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