JP3909462B2 - シリンダユニット - 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シリンダユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、シリンダユニットが工場等でワークの搬送手段として採用されるに至っている。この従来技術にかかるシリンダユニットには、シリンダチューブの両側面にガイド機構を構成するレール部が形成され、一方、シリンダチューブの長手方向に沿って変位する変位部材にはレール部に摺動自在に係合するガイド部が形成され、それぞれのガイド部にはレール部に当接して転動するローラ等の支持部材が設けられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来のシリンダユニットでは、ガイド機構がシリンダチューブの両側面に設けられているため、変位部材に設けられるテーブルの幅が規制されてしまい、例えば、ワークを安定して搬送するために、ガイド機構の間隔を大きくすることができず、設計の自由度が減少してしまうという欠点がある。
【0004】
また、ワークの荷重の付与される方向が変わると、ガイド機構に設けられた支持部材に均等に荷重が付与されなくなることがあり、特定の支持部材に大きな荷重がかかってこの支持部材が破損したり、このシリンダユニットによって搬送することのできるワークの荷重が制限されてしまうという問題がある。
【0005】
本発明は前記の課題を解決すべくなされたものであって、ガイドレールの取り付け位置を容易に変更することができ、また、ワークの荷重の方向が変わる場合であっても荷重の方向に対応して支持部材を最適な位置に配置することができ、このシリンダユニットによって搬送することができる荷重を任意に設定可能なシリンダユニットを提供することを目的とする。
【0006】
【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、圧力流体出入ポートから供給された圧力流体によって変位部材が往復動作するシリンダと、
前記変位部材に連結された複数のガイドブロックと、
前記複数のガイドブロックが前記変位部材の変位方向にそれぞれ摺動自在な複数のガイドレールと、
前記ガイドレールの延在方向と略直交する方向に延在する断面略T字状の溝部を有し、前記溝部の内部に変位自在に設けられたナット部材を介して前記複数のガイドレールがその延在方向と略直交する方向に移動可能に取り付けられる取付部材と、
を備え、
前記ガイドレールを前記取付部材に沿って移動させることで前記複数のガイドレールの間隔を変更可能であると共に、前記ガイドレールは前記ナット部材にねじで締結されることで前記取付部材に固定され、前記ガイドブロックおよび前記ガイドレールは、互いに対向する複数の面を有し、前記ガイドブロックは、当該シリンダユニットに付与される荷重の方向に対応して前記複数の面のいずれかに支持部材を選択的に装着することを特徴とする。
【0007】
本発明によれば、ワークの形状や大きさ等によって複数のガイドレールの取り付け位置を取付部材に沿って所望の位置に変更することができると共に、シリンダユニットに付与される荷重の方向に対応してガイドブロックに支持部材を設けることにより、前記荷重の方向に拘わらずワークの荷重を支持することができ、好適である。また、ガイドレールをねじで締結することにより取付部材に対して固定することができるため、前記複数のガイドレールの取り付け位置を容易に変更することができて好適である。
【0011】
さらに、この場合、前記ガイドレールには前記支持部材が装着された面に対向する面に前記支持部材が当接自在なレール部材が装着されると、ワークの荷重が前記支持部材と前記レール部材とによって支持され、好ましい。
【0012】
さらにまた、この場合、前記ガイドブロックの前記複数の面は、当該シリンダユニットが取り付けられる取付面と平行な第1の平行面と、前記第1の平行面に対して鋭角状に傾斜した第1の傾斜面と、前記第1の平行面と前記第1の傾斜面の間に形成された第2の傾斜面と、を有し、一方、前記ガイドレールは前記第1の平行面に対向する第2の平行面と、前記第1の傾斜面に対向する第3の傾斜面と、前記第2の傾斜面に対向する第4の傾斜面とを有すると、ワークの荷重がいずれの方向からかかっても、前記平行面、前記第1の傾斜面および前記第2の傾斜面のいずれかに前記支持部材を設けることにより、ワークの荷重を支持することができ、好ましい。
【0013】
さらにまた、この場合、前記支持部材がローラであり、前記ガイドブロックの複数の面に着脱可能な保持部材に前記ローラが回転自在に軸支されると、前記ガイドブロックに前記ローラを容易に装着することができ、一層好適である。
【0014】
さらにまた、前記支持部材がローラであり、前記ガイドブロックの複数の面に着脱可能なブシュによって前記ローラが回転自在に軸支され、前記ブシュが前記ガイドブロックにねじで締結されると、前記ガイドブロックに前記ローラを容易に装着することができる。
【0015】
さらにまた、前記支持部材が滑り部材であり、前記ガイドブロックの複数の面に着脱可能な保持部材に前記滑り部材を設けるようにしてもよく、あるいは、前記ガイドブロックの複数の面に着脱可能なブシュによって前記滑り部材が設けられ、前記ブシュを前記ガイドブロックにねじで締結しても、好適である。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明に係るシリンダユニットについて、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、参照符号10は、本実施の形態に係るシリンダユニットを示す。シリンダユニット10は、基本的には、このシリンダユニット10が装着される基台12の取付面12aに固着される板状の取付部材16a、16bと、それぞれの取付部材16aと16bとの間に橋架されるガイド部材18a、18bと、取付部材16a、16bに設けられ、ガイド部材18a、18bと平行なロッドレスシリンダ20とを備える。
【0018】
取付部材16a、16bにはその長手方向に沿って断面略T字状の複数の溝部22が形成され、溝部22の内部には、図2に示すように、ナット部材24が変位自在に挿入される。
【0019】
ガイド部材18a、18bは取付部材16aと16bとの間に橋架されるガイドレール26a、26bと、ガイドレール26a、26bに摺動自在に係合するガイドブロック28a、28bとを有し、ガイドブロック28aと28bとの間には板状のテーブル29が橋架される。ガイドレール26a、26bの端部には切欠部30が形成され、切欠部30には取付部材16a、16bが係合し、ガイドレール26a、26bは取付部材16a、16bの延在方向と略直交する方向に取り付けられる。ガイドレール26a、26bにはその長手方向に沿った縁部に薄肉部31が形成され、薄肉部31には複数のねじ32が挿通し、ねじ32はナット部材24に締結される。このため、ガイドレール26a、26bは取付部材16a、16bに固定される。また、ねじ32を緩めると、ガイドレール26a、26bは取付部材16a、16bの溝部に沿って移動可能である。ガイドレール26a、26bには磁気センサ等の位置検出センサ(図示せず)が取着可能な溝部34a、34bと、ストッパ36が装着される溝部38が形成される(図3参照)。
【0020】
ガイドブロック28a、28bには、図4に示すように、このシリンダユニット10が取り付けられる基台12の取付面12aと平行な第1の平行面40と、第1の平行面40に対して鋭角状となるように略45°傾斜した第1の傾斜面44とが形成され、また、第1の平行面40と第1の傾斜面44との間には、第1の平行面40に対して略45°傾斜し、第1の傾斜面44に対して略90°傾斜した第2の傾斜面42が形成される。第1の平行面40、第1の傾斜面44および第2の傾斜面42はガイドレール26a、26bに形成された第2の平行面46、第3の傾斜面50、第4の傾斜面48にそれぞれ対向する。
【0021】
第1の平行面40、第1の傾斜面44および第2の傾斜面42にはそれぞれ凹部52が画成され、凹部52には、図5、図6に示すように、段部53が形成された保持部材54が嵌合可能であり、保持部材54はねじ56によってガイドブロック28a、28bに締結される。図4では、第1の平行面40と第1の傾斜面44の凹部52に保持部材54が嵌合している。保持部材54には凹部58が形成され、凹部58にはローラ60が挿入される。ローラ60は軸部材62によって保持部材54に回転自在に軸支される(図4参照)。一方、前記ガイドレール26a、26bの第2の平行面46、第3の傾斜面50、第4の傾斜面48のうち、ローラ60が装着された面に対向する面(図4中、第2の平行面46、第3の傾斜面50参照)には、台形に形成された弾性部材64と、弾性部材64に支持され、台形に形成されたレール部材66とが装着され、ローラ60はレール部材66に転動自在に当接する。弾性部材64、レール部材66は、前記第2の平行面46、第3の傾斜面50、第4の傾斜面48の全てに設けてもよい。
【0022】
ガイドブロック28a、28bにはその変位方向に沿って溝部70が画成され、溝部70には位置検出用の磁石72が挿入される。
【0023】
取付部材16aと16bとの間に且つガイドレール26a、26bと平行に設けられたロッドレスシリンダ20の側面には、図3に示すように、溝部76a、76bが形成され、溝部76a、76bには係止部材78a、78bが係合し、係止部材78a、78bは取付部材16a、16bにねじ止めされてロッドレスシリンダ20が取付部材16a、16bに固着される。ロッドレスシリンダ20の端部にはエンドブロック80a、80bが固着され、エンドブロック80a、80bには圧力流体出入ポート82a、82bが形成される。圧力流体出入ポート82a、82bは図示しない流体圧供給源に電磁弁等を介して接続される。
【0024】
ロッドレスシリンダ20の内部には、図7に示すようにピストン86が摺動自在に挿入される。ピストン86の両端部には受圧面88a、88bが形成され、受圧面88a、88bにはピストン86の軸線方向に沿って孔部90a、90bが形成される。孔部90a、90bにはエンドブロック80a、80bに設けられ、圧力流体出入ポート82a、82bに連通する筒状部材92a、92bが挿入自在である。孔部90a、90bを構成する壁部にはクッションシール94a、94bが設けられる。ピストン86の上部にはベルトセパレータ96a、96bがピストンヨーク98に固着され、ベルトセパレータ96a、96bはロッドレスシリンダ20の上部に設けられた第1のシール部材97aと第2のシール部材97bとを互いに離間させる作用を営む。ピストンヨーク98の上方には支持部材100を介してローラ102が回転自在に軸支される。
【0025】
ロッドレスシリンダ20の上部には変位部材104が設けられ、変位部材104の下部には凹部106が形成される。凹部106を構成する壁部には支持部材100が嵌合し、このため、変位部材104はピストン86と一体的に変位する。支持部材100は変位部材104の変位を許容するフローティング機構として機能する。変位部材104の下部にはスクレーパ108a、108bが設けられる。変位部材104は、図3に示すように、継手110によって一方のガイドブロック28bに接続される。
【0026】
なお、ロッドレスシリンダ20には変位部材104の変位を許容するためのフローティング機構を必ずしも設けなくてもよい。
【0027】
本実施の形態に係るシリンダユニット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。
【0028】
先ず、図3、図4に示すように、シリンダユニット10を基台12に略水平に取り付け、これによりシリンダユニット10のテーブル29にワークWの荷重が矢印A方向にかかる場合、ガイドブロック28a、28bの第1の平行面40、第1の傾斜面44の凹部52に保持部材54を嵌入し、ねじ56によって保持部材54を第1の平行面40、第1の傾斜面44に装着する。このため、ローラ60が第1の平行面40、第1の傾斜面44に装着される。また、ガイドレール26a、26bの第2の平行面46、第3の傾斜面50にレール部材66を装着する。
【0029】
このようにして組み立てられたシリンダユニット10の一方の圧力流体出入ポート82aに図示しない圧力流体供給源から圧縮空気等の圧力流体を供給すると、圧力流体は筒状部材92aの通路を経て受圧面88aを押圧する。このため、ピストン86は、図7において、矢印C方向に変位する。このとき、ピストン86は支持部材100が変位部材104の凹部106を構成する壁部に嵌合しているために、変位部材104が矢印C方向に変位する。
【0030】
この変位作用は継手86を介して一方のガイドブロック28bに伝達され、また、ガイドブロック28bからテーブル29および他方のガイドブロック28aに伝達される。このため、ガイドブロック28a、28bおよびテーブル29がロッドレスシリンダ20の長手方向に沿って変位し、ワークWを搬送する。
【0031】
同様にして、他方の圧力流体出入ポート82b(図3参照)に圧力流体を供給すると、ピストン86は、図7において、矢印C' 方向に変位し、ワークWが矢印C' 方向に搬送される。
【0032】
このとき、ワークWの荷重はテーブル29に矢印A方向に付与される。この荷重はガイドブロック28a、28bの第1の平行面40に装着されたローラ60と、ガイドレール26a、26bの第2の平行面46に設けられたレール部材66とによって支持される。また、ガイドブロック28a、28bにはワークWの偏荷重により矢印A方向と略直交する方向、あるいは傾斜した方向の力が付与される場合がある。この力はガイドブロック28a、28bの第1の傾斜面44に装着されたローラ60とガイドレール26a、26bの第3の傾斜面50のレール部材66とによって支持される。
【0033】
ここで、ワークWの形状や大きさ等に対応してテーブル29の幅を大きくするには、テーブル29をガイドブロック28a、28bから取り外し、一方のガイドレール26aを取付部材16a、16bに取り付けているねじ32を緩め、図3中、2点鎖線で示すように、ガイドレール26aを取付部材16a、16bに沿って移動させる。このとき、ナット部材24はガイドレール26aとともに溝部22の内部を移動する。ガイドレール26aを所望の位置に移動させた後、再びねじ32を締結してガイドレール26aを取付部材16a、16bに固定する。そして、このときのガイドブロック28aと28bとの間隔に対応した幅のテーブル29をガイドブロック28a、28bに取り付ける。
【0034】
このように幅の大きいテーブル29を取り付けたシリンダユニット10を使用すると、ガイドブロック28a、28bの進行方向と略直交する方向のワークWのモーメントをテーブル29によって好適に支持することができ、安定してワークWを搬送することができる。しかも、ガイドレール26a、26bやガイドブロック28a、28bを大型のものに変更する必要がないため、コストを低廉化することができ、また、取付面12aからテーブル29までの間隔が変更されないため、設計の自由度が大きくなる。
【0035】
また、本実施の形態では、ガイドレール26a、26bおよびガイドブロック28a、28bはそれぞれ2つであったが、3つ以上のガイドレールおよびガイドブロックを取付部材16a、16bに取り付け、3つ以上のガイドブロックにテーブル29を取り付けると、より大きな荷重を支持することができ、大きなワークWを搬送することができる。
【0036】
シリンダユニット10の取り付け姿勢を変更して、図8に示すように、シリンダユニット10を垂直な壁面13に取り付けることにより、ガイドブロック28a、28bの側面にワークWの荷重が矢印B方向に付与される場合、ガイドブロック28a、28bの第1の傾斜面44、第2の傾斜面42の凹部52に保持部材54を嵌入し、ローラ60を第1の傾斜面44、第2の傾斜面42に装着する。また、ガイドレール26a、26bの第3の傾斜面50、第4の傾斜面48に弾性部材64、レール部材66を装着する。
【0037】
ガイドブロック28a、28bにワークWの荷重が矢印B方向にかかると、この荷重はガイドブロック28a、28bの第1の傾斜面44、第2の傾斜面42、に装着されたローラ60と、ガイドレール26a、26bの第3の傾斜面50、第4の傾斜面48に設けられたレール部材66とによって支持される。
【0038】
このように、ワークWの荷重のかかる方向が変更されても、ローラ60、レール部材66の装着位置を変更することにより、第1の傾斜面44と第2の傾斜面42とに装着されたローラ60に均等に荷重が付与されるため、ローラ60が破損する懸念がなく、また、異なるガイドレール26a、26b、ガイドブロック28a、28bを使用する必要がないため、設計変更等の場合にもシリンダユニット10のコストが高騰する懸念がない。
【0039】
また、ガイドブロック28a、28bの第1の平行面40、第1の傾斜面44、第2の傾斜面42の全てにローラ60を装着すると、ワークWの荷重の方向、シリンダユニット10の取り付け姿勢に拘わらず、ワークWの荷重を支持することができる。
【0040】
この実施の形態では、ガイドブロック28a、28bにローラ60が装着されているが、ローラ60に代えて、滑り部材をガイドブロック28a、28bに装着するようにしてもよい。
【0041】
次に、他の構成からなるガイドブロック112a、112bについて、図9、図10を参照して説明する。なお、前記した実施の形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【0042】
このガイドブロック112a、112bを形成する第1の平行面40、第1の傾斜面44および第2の傾斜面42にはそれぞれ凹部114が画成され、凹部114にはローラ116およびブシュ118が嵌合可能に構成される。図10では、第1の平行面40と第1の傾斜面44の凹部52にローラ116およびブシュ118が嵌合している状態を示している。ローラ116は、図11に示すように、軸部材120によってブシュ118に回転自在に軸支される。ガイドブロック112a、112bには凹部114に連通するねじ孔122が形成され、ねじ孔122にはねじ124が螺入する。ねじ124の端部には固定部126が形成され、固定部126はねじ124の螺入作用下にブシュ118の外周面に係合して該ブシュ118をガイドブロック112a、112bに固定する。これにより、ローラ116がガイドブロック112a、112bに装着される。この場合、ローラ116に代えて、レール部材66に当接して摺動可能な滑り部材をガイドブロック112a、112bに設けるようにしてもよい。
【0043】
そこで、ワークWの荷重が、図10に示すように、矢印A方向にかかる場合には、ローラ116をガイドブロック112a、112bの第1の平行面40および第1の傾斜面44に装着し、レール部材66をガイドレール26a、26bの第2の平行面46および第3の傾斜面50に装着する。ワークWの荷重は、ガイドブロック112a、112bの第1の平行面40に装着されたローラ116と、ガイドレール26a、26bの第2の平行面46に設けられたレール部材66とに均等に付与される。
【0044】
ワークWの荷重が、図12に示すように、矢印B方向にかかる場合には、ローラ116を第1の傾斜面44および第2の傾斜面42に装着し、レール部材66を第3の傾斜面50および第4の傾斜面48に装着する。ワークWの荷重は、第1の傾斜面44および第2の傾斜面42に装着されたローラ116と、ガイドレール26a、26bの第3の傾斜面50および第4の傾斜面48に装着されたレール部材66とに均等に付与される。
【0045】
このように、ワークWの荷重のかかる方向が変更されても、ローラ116の装着位置を変更するだけでよく、異なるガイドブロック112a、112bやガイドレール26a、26bを使用する必要がない。
【0046】
【発明の効果】
本発明に係るシリンダユニットによれば、以下のような効果ならびに利点が得られる。
【0047】
ワークの形状や大きさ等に対応して複数のガイドレールの取り付け位置を変更することができるため、ワークを安定して搬送することが可能できる。また、ワークの荷重がかかる方向が変更されても支持部材の装着位置をガイドブロックの第1の平行面、第1の傾斜面、第2の傾斜面のいずれかに変更し、レール部材の装着位置を前記支持部材の装着位置に対応してガイドレールの第2の平行面、第3の傾斜面、第4の傾斜面のいずれかに変更することにより、ワークの荷重が支持部材に均等に付与されるため、ガイドレール、ガイドブロックを変更することなく、多くの種類のガイドレール、ガイドブロックを用意する必要がなく、設計変更等の際にシリンダユニットのコストを低廉化することができる。
【0048】
また、ガイドレールは取付部材に形成された略T字状の溝部にねじおよびナット部材によって取り付けられるため、ねじを緩めてガイドレールを移動することにより、ガイドレールの取り付け位置を容易に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るシリンダユニットの斜視図である。
【図2】図1に示すシリンダユニットの取付部材の一部拡大側面図である。
【図3】図1に示すシリンダユニットのIII−III線一部断面正面図である。
【図4】図1に示すシリンダユニットの一部拡大断面図である。
【図5】図1に示すシリンダユニットに使用されるガイドブロックの一部拡大斜視図である。
【図6】図1に示すシリンダユニットに使用される保持部材の斜視図である。
【図7】図1に示すシリンダユニットに使用されるシリンダチューブの縦断面図である。
【図8】図1に示すシリンダユニットの使用方法を説明する図であり、ワークの荷重が側面にかかった状態の一部拡大断面図である。
【図9】他の構成からなるガイドブロックの一部拡大斜視図である。
【図10】図9に示すシリンダユニットの一部拡大断面図である。
【図11】図9に示すシリンダユニットに使用されるローラの一部拡大断面図である。
【図12】図9に示すシリンダユニットの使用方法を説明する図であり、ワークの荷重が側面にかかった状態の一部拡大断面図である。
【符号の説明】
10…シリンダユニット 32、56…ねじ
16a、16b…取付部材 20…シリンダチューブ
24…ナット部材 26a、26b…ガイドレール
28a、28b、112a、112b…ガイドブロック
29…テーブル 40、46…平行面
42、44、48、50…傾斜面 54…保持部材
60、116…ローラ 66…レール部材
82a、82b…圧力流体出入ポート 104…変位部材
118…ブシュ

Claims (7)

  1. 圧力流体出入ポートから供給された圧力流体によって変位部材が往復動作するシリンダと、
    前記変位部材に連結された複数のガイドブロックと、
    前記複数のガイドブロックが前記変位部材の変位方向にそれぞれ摺動自在な複数のガイドレールと、
    前記ガイドレールの延在方向と略直交する方向に延在する断面略T字状の溝部を有し、前記溝部の内部に変位自在に設けられたナット部材を介して前記複数のガイドレールがその延在方向と略直交する方向に移動可能に取り付けられる取付部材と、
    を備え、
    前記ガイドレールを前記取付部材に沿って移動させることで前記複数のガイドレールの間隔を変更可能であると共に、前記ガイドレールは前記ナット部材にねじで締結されることで前記取付部材に固定され、前記ガイドブロックおよび前記ガイドレールは、互いに対向する複数の面を有し、前記ガイドブロックは、当該シリンダユニットに付与される荷重の方向に対応して前記複数の面のいずれかに支持部材を選択的に装着することを特徴とするシリンダユニット。
  2. 請求項1記載のシリンダユニットにおいて、
    前記ガイドレールには前記支持部材が装着された面に対向する面に前記支持部材が当接自在なレール部材が装着されることを特徴とするシリンダユニット。
  3. 請求項1又は2記載のシリンダユニットにおいて、
    前記ガイドブロックの前記複数の面は、当該シリンダユニットが取り付けられる取付面と平行な第1の平行面と、前記第1の平行面に対して鋭角状に傾斜した第1の傾斜面と、前記第1の平行面と前記第1の傾斜面の間に形成された第2の傾斜面とを有し、一方、前記ガイドレールは前記第1の平行面に対向する第2の平行面と、前記第1の傾斜面に対向する第3の傾斜面と、前記第2の傾斜面に対向する第4の傾斜面とを有することを特徴とするシリンダユニット。
  4. 請求項1乃至のいずれか1項に記載のシリンダユニットにおいて、
    前記支持部材はローラであり、前記ガイドブロックの複数の面に着脱可能な保持部材に前記ローラが回転自在に軸支されることを特徴とするシリンダユニット。
  5. 請求項1乃至のいずれか1項に記載のシリンダユニットにおいて、
    前記支持部材はローラであり、前記ガイドブロックの複数の面に着脱可能なブシュによって前記ローラが回転自在に軸支され、前記ブシュは前記ガイドブロックにねじで締結されることを特徴とするシリンダユニット。
  6. 請求項1乃至のいずれか1項に記載のシリンダユニットにおいて、
    前記支持部材は滑り部材であり、前記ガイドブロックの複数の面に着脱可能な保持部材に前記滑り部材が設けられることを特徴とするシリンダユニット。
  7. 請求項1乃至のいずれか1項に記載のシリンダユニットにおいて、
    前記支持部材は滑り部材であり、前記ガイドブロックの複数の面に着脱可能なブシュによって前記滑り部材が設けられ、前記ブシュは前記ガイドブロックにねじで締結されることを特徴とするシリンダユニット。
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