JP4234874B2 - Frictionless air cylinder - Google Patents

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JP4234874B2 JP2000039155A JP2000039155A JP4234874B2 JP 4234874 B2 JP4234874 B2 JP 4234874B2 JP 2000039155 A JP2000039155 A JP 2000039155A JP 2000039155 A JP2000039155 A JP 2000039155A JP 4234874 B2 JP4234874 B2 JP 4234874B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はエアシリンダ、特に、ピストン移動時の摺動抵抗の無いフリクションレスエアシリンダの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から産業用設備やロボットの駆動アクチュエータとして、エアシリンダが多用されている。一般的なエアシリンダは、内壁が円筒状のシリンダチューブの中を移動可能なピストンの両側に形成された圧力室に供給する駆動エアの圧力を調整(一般的には、片方の圧力室にエアを供給し、他方の圧力室のエアを排気する)することによりピストンを所望のタイミングで所望の方向に移動させる構成になっている。そして、前記ピストンには、ロッドが接続され、ピストンの移動に応じてシリンダチューブの軸方向に進退動作することにより、ロッドの先に接続された駆動対象であるテーブルやアーム等の機械要素が所望の動作を行うことができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エアシリンダの場合、駆動エアの漏れを回避しつつ、安定的な動作を補償するために、シリンダチューブの内壁とピストンの外周とは、非常に高い同心度で、かつ僅かな隙間を介して摺動するように加工される必要がある。その結果、高い加工精度が要求されるため、製造コストが増加してしまうという問題がある。また、シリンダチューブやピストンは、一般的にアルミニウム等の金属で構成されるため、シリンダチューブやピストンが周囲温度の変化により熱膨張や熱収縮を起こし、シリンダチューブとピストンの対向状態(接触状態)が変化し、摺動抵抗の増減を招き、ピストンの動作にばらつきが出てしまうという問題がある。さらに、シリンダチューブとピストンの摺動抵抗が存在するため、駆動エネルギのロスや動作信号に対する応答性が低下するという問題もある。
【0004】
本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、高い加工精度を必要とせず、また、周囲温度の変化に影響されることなく、さらに、駆動エネルギのロスや動作信号に対する応答性の低下が存在しないフリクションレスエアシリンダを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、シリンダチューブと、前記シリンダチューブ内をエア圧力制御によって軸方向に移動可能で、両端面にリング状のフランジを有するピストンと、前記ピストンの外周面とフランジと前記シリンダチューブの内壁とで形成される非密閉空間に遊嵌状態で配置されピストンと共に移動するリングであって、外周面に所定間隔で複数形成されシリンダチューブの内壁に向かってエアを噴き出すエア噴き出し口を有しシリンダチューブに対して調心を行う調心リングと、前記調心リングに調心用エアを供給するエア供給部と、を含むことを特徴とする。
【0006】
前記調心リングは、ピストンの移動方向に対して直交する方向に移動可能な状態でピストンに遊嵌され、調心リングの外周面に複数形成された噴き出し口から調心用エアをシリンダチューブの内壁に向かって噴き出すことによって、ピストンの移動方向に対して直交する方向に移動して、ピストン全体の調心を行う。この時、調心リングの外周面から噴き出すエア圧力は、ピストンを移動させる動作圧力より高く設定されている。
【0007】
この構成によれば、シリンダチューブと調心リングとは、調心用エアによって、常に非接触状態(フローティング状態)になると共に、調心用エアによって調心リングを含むピストンは常にシリンダチューブに対して調心される。従って、ピストンの動作時のシリンダチューブに対する接触抵抗は存在しなくなり、駆動エネルギロスや応答性の低下等を招くことが無い。また、シリンダチューブやピストン、調心リングは、互いに非接触となるので、高い同心度を要求されることがない、つまり高い加工精度を要求されない。また、常にシリンダチューブやピストン、調心リングは非接触となるので、周囲の温度変化等により熱膨張や熱収縮が発生してもピストンの動作に影響を及ぼすことなく、さらに、常に調心リングはフローティング状態で調心動作を行うので、ピストンの安定した動作を確保できる。
【0008】
上記目的を達成するために、本発明は、上記構成において、前記エア噴き出し口は、調心リングの外周面に所定間隔で形成された凹部に形成されていることを特徴とする。
【0009】
この構成によれば、シリンダチューブ内壁に対する噴き出しエアの作用エリアを拡大することができるので、安定かつ良好な調心動作を行わせることができる。
【0010】
上記目的を達成するために、本発明は、上記構成において、前記調心リングは、ピストンの移動方向に沿った貫通口を有し、前記フランジは、前記貫通口に対面する高さにリング溝を有することを特徴とする。
【0011】
この構成によれば、調心リングの両端で圧力が同じになり、調心リングにピストン移動(駆動)用のエア圧力がかかっても調心リングがフランジに付勢されることを緩和することが可能になり、調心リングの調心動作を良好に行うことができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態(以下、実施形態という)を図面に基づき説明する。図1には、本実施形態のフリクションレスエアシリンダ10の要部断面図が示されている。内壁が円筒形状のシリンダチューブ12の内部には、図示しない周知のエアベアリング等によって指示されたロッド14に固着されたピストン16が、当該シリンダチューブ12の軸方向(矢印A方向)に移動自在に配置されている。また、前記ピストン16の両端面には、フランジ18が配置され、ピストン16を挟んで、左右に圧力室20,22を形成している。そして、図示しないエア供給装置からレギュレータやバルブを介してピストン16の駆動用エアが圧力室20または圧力室22に供給されることにより、圧力室20と圧力室22との間に差圧が生じピストン16がロッド14と共に所望の方向に移動する。例えば、圧力室20に駆動用エアが供給される場合、圧力室22が排気状態になり、ピストン16が図中左方向に移動する。逆に圧力室22に駆動用エアが供給される場合、圧力室20が排気状態になり、ピストン16が図中右方向に移動する。その結果、ロッド14が進退動作を行い、ロッド14に接続されたテーブルやアーム等の機械要素(不図示)が駆動し、フリクションレスエアシリンダ10を搭載する設備やロボットが駆動する。
【0013】
本実施形態の特徴的事項は、前記ピストン16がシリンダチューブ12の内壁に対して、非接触状態を維持し、かつピストン16を含む移動体がシリンダチューブ12に対して、調心動作を行うところである。
【0014】
図2(a),(b)には、ピストン16及びその周囲の構造を説明する断面図が示されている。なお、図2(a)と図2(b)は断面を取る位置をずらして示したものである。
【0015】
図1及び図2(a)に示したように、ピストン16の両端には、フランジ18が固定され、ピストン16の外周面とフランジ18と前記シリンダチューブ12の内壁とで非密閉空間24を形成している。そして、前記非密閉空間24には、リング状の調心リング26が遊嵌状態(ガタガタの状態)で配置されている。つまり、調心リング26は、非密閉空間24の中で、後述する調心用エアによって、少なくともピストン16の移動方向(矢印A方向)と直交する方向(矢印B方向)に自由に移動し、シリンダチューブ12の内壁面に対して調心動作を行うように配置されている。なお、調心リング26の矢印B方向への調心動作(移動)を容易に行わせるために、調心リング26の両端面とフランジ18とは所定の隙間が形成されている。
【0016】
そして、前記調心リング26の外周面には等間隔で複数(例えば、3個または5個等、好ましくは奇数個)の凹部26aが形成され、その凹部26aの略中央部には、調心用エアを噴き出すエア噴き出し口28が形成されている。このエア噴き出し口28は、調心リング26の内部方向に延び、ピストン16の表面に形成された調心用エア供給口30(エア供給部)から供給される圧縮エアを受け取り、シリンダチューブ12の内壁に向かい噴き出す。前記調心用エア供給口30は、ロッド14の内部に形成されたエア流路32を介して、図示しないエア供給源に接続され、少なくともピストン16が矢印A方向に移動している間は、常に所定圧力の調心用エアが供給されるようになっている。なお、ピストン16の外周面には溝34が形成され、当該溝34に少なくとも1つの調心用エア供給口30が接続され、溝34全体に調心用エアが供給されるようになっている。
【0017】
図2(a)において、シリンダチューブ12と調心リング26との隙間は、調心用エアが噴き出した調心状態において、例えば、5μm、調心リング26とフランジ18との隙間は、例えば2μmであり、調心用エアは、シリンダチューブ12とフランジ18との間を通って、圧力室20または圧力室22側に排出される。
【0018】
次に、調心リング26の動作について説明する。フリクションレスエアシリンダの動作可能状態において、エア流路32には、常時所定圧力(例えば、5Kg/cm)が供給され、調心用エア供給口30からエアを噴き出し、溝34に供給している。その結果、常時、エア噴き出し口28から調心用エアがシリンダチューブ12の内壁面に向かって噴き出されている。本実施形態では、エア噴き出し口28の先端部は、細径化され、エア圧力が例えば、3Kg/cmに絞られている。
【0019】
この時、例えば、シリンダチューブ12と調心リング26との隙間が所定量(例えば、5μm)より少なくなっている場合、噴き出した調心用エアの漏れ量が減少し、凹部26aの圧力が上昇し、調心リング26を図2(a)の下方向に押し下げる。前述したように、エア噴き出し口28を含む凹部26aは調心リング26の外周面に等間隔で複数個配置されているため、調心リング26を図2(a)の下方向に押し下げられると、対向側でシリンダチューブ12と調心リング26との隙間が減少し、上述と同じような押し下げ動作が起こる。この押し下げ動作が調心リング26の全周で行われることにより、調心リング26がシリンダチューブ12に対して調心され、結果的にピストン16がシリンダチューブ12に対して調心される。この時、シリンダチューブ12と調心リング26とは調心用エアの噴き出し力によって、非接触状態(フローティング状態)の維持が可能になり、シリンダチューブ12と調心リング26が直接接触しないフリクションレスエアシリンダを構成可能とする。なお、エア噴き出し口28から噴き出す調心用エアの圧力は、実際にピストンを矢印A方向に駆動する駆動エア圧力より高く設定することが好ましい。調心用エアの圧力を高く設定することにより、シリンダチューブ12と調心リング26との間にエアシールを形成可能になり、駆動エアの圧力ロスを低減することができる。
【0020】
このように、シリンダチューブ12との非接触状態を維持できる調心リング26を配置することで、ピストン16の動作時のシリンダチューブ12に対する接触抵抗を排除することができる。その結果、駆動エネルギロスや応答性の低下等を招かない。また、シリンダチューブ12やピストン16、調心リング26は、互いに非接触となるので高い同心度を必要とされず、すなわち高い加工精度を要求されないので、製造コストを低減することができる。また、シリンダチューブ12や調心リング26は常時非接触となるので、周囲の温度変化等により構成部材が熱膨張や熱収縮を行っても、ピストン16の動作には影響することはない。そして、常に、調心動作が行われるので、ピストン16の安定した動作を確保することができる。
【0021】
ところで、図2(a)において、調心リング26は、フランジ18より僅か(例えば、1mm)にシリンダチューブ方向に突出している。そのため、ピストン16(フランジ18)を移動させるための駆動用エアが調心リング26にも作用する。その結果、調心リング26をピストン16の移動方向側に配置されたフランジ18に付勢して、調心リング26の調心動作を阻害してしまう場合がある。そこで、本実施形態においては、図2(b)に示すように、調心リング26は当該調心リング26の軸方向(ピストン16の移動方向)に沿って、貫通口36(前記エア噴き出し口28と交わらない位置)を有していると共に、フランジ18の前記貫通口36に対面する高さ(位置)にリング溝38を形成している。調心リング26に貫通口36を設けることにより調心リング26の両端面で圧力が同じになり、さらに、リング溝38を形成することにより調心リング26の全面にわたって、圧力を均一化することが可能になり、ピストン16の駆動エアの影響による付勢力を低減することができる。その結果、調心リング26がフランジ18に強く付勢されることを回避することが可能になり、調心リング26の調心動作を阻害することが無くなる。なお、貫通口36は調心リング26に対して、数本(2〜4本程度)形成すれば十分であり、リング溝38も必要に応じて、2〜3本形成すれば十分である。
【0022】
このように、貫通口36を設けることにより、調心リング26のフローティング状態を更に向上し、良好な調心動作を可能にすることができる。
【0023】
このように、構成されるフリクションレスエアシリンダは、摺動抵抗が無いため駆動信号に対して高いレスポンスと高い駆動精度を実現することが可能であり、例えば、高い駆動精度を必要とする半導体製造用のX−Yテーブルや駆動アームの駆動用に適している。
【0024】
なお、本実施形態においては、ロッド14とピストン16とは一体化され、ピストン16に対して、フランジ18は別部材として示されているが、ロッド14とピストン16とを別部材としてもよいし、ピストン16とフランジ18とを一体化した部材として構成してもよい。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、シリンダチューブと調心リングとは、調心用エアによって、常に非接触状態になると共に、調心用エアによって調心リングを含むピストンは常にシリンダチューブに対して調心される。従って、ピストンの動作時のシリンダチューブに対する接触抵抗は存在しなくなり、駆動エネルギロスや応答性の低下等を招かない。また、シリンダチューブやピストン、調心リングは、互いに非接触となるので高い同心度を必要とされず、すなわち高い加工精度を要求されないので、製造コストを低減することができる。また、シリンダチューブや調心リングは常時非接触となるので、周囲の温度変化等により構成部材が熱膨張や熱収縮を行っても、ピストンの動作を阻害することはない。さらに、調心リングに貫通口を形成し、調心リングの両端の圧力を同じにすることにより、ピストンの駆動エアによる影響を低減し、良好な調心動作を実現し、ピストンの安定した動作を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に係るフリクションレスエアシリンダの要部断面図である。
【図2】 本発明の実施の形態に係るフリクションレスエアシリンダのピストンとその周囲の構造を説明する断面図である。
【符号の説明】
10 フリクションレスエアシリンダ、12 シリンダチューブ、14 ロッド、16 ピストン、18 フランジ、20,22 圧力室、26 調心リング、26a 凹部、28 エア噴き出し口、36 貫通口、38 リング溝。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure of an air cylinder, in particular, a frictionless air cylinder having no sliding resistance when moving a piston.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, air cylinders have been widely used as drive actuators for industrial equipment and robots. The general air cylinder adjusts the pressure of the drive air supplied to the pressure chambers formed on both sides of the piston that can move inside the cylinder tube whose inner wall is movable (generally, the air pressure is applied to one of the pressure chambers). And the air in the other pressure chamber is exhausted) to move the piston in a desired direction at a desired timing. A rod is connected to the piston, and a mechanical element such as a table or an arm to be driven connected to the tip of the rod is desired by moving forward and backward in the axial direction of the cylinder tube according to the movement of the piston. Can be performed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of air cylinders, the inner wall of the cylinder tube and the outer periphery of the piston are very concentric and have a slight gap between them in order to compensate for stable operation while avoiding leakage of drive air. Need to be processed to slide. As a result, there is a problem that manufacturing cost increases because high processing accuracy is required. Since the cylinder tube and piston are generally made of metal such as aluminum, the cylinder tube and piston undergo thermal expansion and contraction due to changes in ambient temperature, and the cylinder tube and piston face each other (contact state). Changes, leading to an increase or decrease in sliding resistance, resulting in variations in piston operation. Further, since there is sliding resistance between the cylinder tube and the piston, there is a problem that the drive energy is lost and the response to the operation signal is lowered.
[0004]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and its purpose is not to require high machining accuracy, and is not affected by changes in the ambient temperature, and further to drive energy loss and operation signals. It is an object of the present invention to provide a frictionless air cylinder in which there is no decrease in responsiveness.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a cylinder tube, a piston capable of moving in the axial direction within the cylinder tube by air pressure control, and having ring-shaped flanges on both end surfaces, an outer peripheral surface of the piston, A ring that is loosely fitted in a non-sealed space formed by a flange and an inner wall of the cylinder tube and moves together with the piston, and a plurality of rings are formed on the outer peripheral surface at a predetermined interval to eject air toward the inner wall of the cylinder tube A centering ring that has an air outlet and aligns the cylinder tube, and an air supply unit that supplies alignment air to the centering ring are included.
[0006]
The aligning ring is loosely fitted to the piston so as to be movable in a direction perpendicular to the moving direction of the piston, and aligning air is supplied to the cylinder tube from a plurality of outlets formed on the outer peripheral surface of the aligning ring. By ejecting toward the inner wall, the piston moves in a direction perpendicular to the moving direction of the piston, and the whole piston is aligned. At this time, the air pressure ejected from the outer peripheral surface of the aligning ring is set higher than the operating pressure for moving the piston.
[0007]
According to this configuration, the cylinder tube and the aligning ring are always in a non-contact state (floating state) by the aligning air, and the piston including the aligning ring is always in contact with the cylinder tube by the aligning air. To be aligned. Therefore, there is no contact resistance with respect to the cylinder tube during the operation of the piston, so that there is no loss of driving energy or responsiveness. Further, since the cylinder tube, the piston, and the aligning ring are not in contact with each other, high concentricity is not required, that is, high machining accuracy is not required. In addition, the cylinder tube, piston, and alignment ring are always non-contact, so even if thermal expansion or contraction occurs due to changes in ambient temperature, the operation of the piston is not affected. Since the centering operation is performed in a floating state, stable operation of the piston can be secured.
[0008]
In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that, in the above configuration, the air outlet is formed in a recess formed at a predetermined interval on an outer peripheral surface of the aligning ring.
[0009]
According to this structure, since the action area of the blowing air with respect to a cylinder tube inner wall can be expanded, stable and favorable alignment operation | movement can be performed.
[0010]
In order to achieve the above object, according to the present invention, in the above configuration, the aligning ring has a through hole along a moving direction of the piston, and the flange has a ring groove at a height facing the through hole. It is characterized by having.
[0011]
According to this configuration, the pressure is the same at both ends of the aligning ring, and even if air pressure for piston movement (drive) is applied to the aligning ring, the aligning ring is urged against the flange. Therefore, the alignment operation of the alignment ring can be performed satisfactorily.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a cross-sectional view of a main part of a frictionless air cylinder 10 of the present embodiment. Inside the cylinder tube 12 having a cylindrical inner wall, a piston 16 fixed to a rod 14 indicated by a well-known air bearing (not shown) is movable in the axial direction (arrow A direction) of the cylinder tube 12. Has been placed. Further, flanges 18 are disposed on both end faces of the piston 16, and pressure chambers 20 and 22 are formed on the left and right sides of the piston 16. Then, the air for driving the piston 16 is supplied to the pressure chamber 20 or the pressure chamber 22 via a regulator or a valve from an air supply device (not shown), so that a differential pressure is generated between the pressure chamber 20 and the pressure chamber 22. The piston 16 moves with the rod 14 in the desired direction. For example, when driving air is supplied to the pressure chamber 20, the pressure chamber 22 is in an exhaust state, and the piston 16 moves in the left direction in the figure. Conversely, when driving air is supplied to the pressure chamber 22, the pressure chamber 20 is in an exhaust state, and the piston 16 moves to the right in the drawing. As a result, the rod 14 moves back and forth, and mechanical elements (not shown) such as a table and an arm connected to the rod 14 are driven, and the equipment and robot on which the frictionless air cylinder 10 is mounted are driven.
[0013]
The characteristic matter of this embodiment is that the piston 16 maintains a non-contact state with respect to the inner wall of the cylinder tube 12 and the moving body including the piston 16 performs a centering operation with respect to the cylinder tube 12. is there.
[0014]
2A and 2B are sectional views illustrating the piston 16 and the surrounding structure. FIG. 2A and FIG. 2B show the cross-sectional positions shifted.
[0015]
As shown in FIGS. 1 and 2A, flanges 18 are fixed to both ends of the piston 16, and a non-sealed space 24 is formed by the outer peripheral surface of the piston 16, the flange 18, and the inner wall of the cylinder tube 12. is doing. A ring-shaped aligning ring 26 is arranged in the non-sealed space 24 in a loosely fitted state (a rattling state). That is, the aligning ring 26 is freely moved in the non-sealed space 24 at least in a direction (arrow B direction) orthogonal to the movement direction (arrow A direction) of the piston 16 by aligning air described later. It arrange | positions so that alignment operation may be performed with respect to the inner wall face of the cylinder tube 12. FIG. Note that a predetermined gap is formed between both end faces of the aligning ring 26 and the flange 18 so that the aligning operation (movement) of the aligning ring 26 in the direction of arrow B is easily performed.
[0016]
A plurality (for example, three or five, preferably an odd number) of concave portions 26a are formed on the outer peripheral surface of the aligning ring 26 at equal intervals. An air ejection port 28 for ejecting commercial air is formed. The air ejection port 28 extends inward of the alignment ring 26 and receives compressed air supplied from an alignment air supply port 30 (air supply unit) formed on the surface of the piston 16. Spouts toward the inner wall. The alignment air supply port 30 is connected to an air supply source (not shown) via an air flow path 32 formed inside the rod 14, and at least while the piston 16 is moving in the arrow A direction, Alignment air at a predetermined pressure is always supplied. A groove 34 is formed in the outer peripheral surface of the piston 16, and at least one alignment air supply port 30 is connected to the groove 34 so that alignment air is supplied to the entire groove 34. .
[0017]
In FIG. 2A, the gap between the cylinder tube 12 and the alignment ring 26 is, for example, 5 μm in the alignment state in which the alignment air is blown out, and the clearance between the alignment ring 26 and the flange 18 is, for example, 2 μm. The alignment air passes between the cylinder tube 12 and the flange 18 and is discharged to the pressure chamber 20 or the pressure chamber 22 side.
[0018]
Next, the operation of the aligning ring 26 will be described. In the operable state of the frictionless air cylinder, a predetermined pressure (for example, 5 kg / cm 2 ) is always supplied to the air flow path 32, and air is ejected from the alignment air supply port 30 and supplied to the groove 34. Yes. As a result, alignment air is constantly ejected from the air ejection port 28 toward the inner wall surface of the cylinder tube 12. In the present embodiment, the tip of the air ejection port 28 has a reduced diameter, and the air pressure is reduced to, for example, 3 kg / cm 2 .
[0019]
At this time, for example, if the gap between the cylinder tube 12 and the aligning ring 26 is smaller than a predetermined amount (for example, 5 μm), the amount of leakage of the aligned aligning air decreases and the pressure in the recess 26a increases. Then, the aligning ring 26 is pushed downward in FIG. As described above, since a plurality of the recesses 26a including the air outlets 28 are arranged at equal intervals on the outer peripheral surface of the aligning ring 26, when the aligning ring 26 is pushed downward in FIG. On the opposite side, the gap between the cylinder tube 12 and the aligning ring 26 is reduced, and a pressing operation similar to that described above occurs. By performing this push-down operation all around the aligning ring 26, the aligning ring 26 is aligned with the cylinder tube 12, and as a result, the piston 16 is aligned with the cylinder tube 12. At this time, the cylinder tube 12 and the aligning ring 26 can be maintained in a non-contact state (floating state) by the blowing force of the aligning air, and the cylinder tube 12 and the aligning ring 26 are not in direct contact with each other. An air cylinder can be configured. Note that the pressure of the alignment air that is ejected from the air ejection port 28 is preferably set higher than the drive air pressure that actually drives the piston in the direction of arrow A. By setting the pressure of the aligning air high, an air seal can be formed between the cylinder tube 12 and the aligning ring 26, and the pressure loss of the drive air can be reduced.
[0020]
Thus, by arranging the aligning ring 26 that can maintain a non-contact state with the cylinder tube 12, the contact resistance with respect to the cylinder tube 12 during the operation of the piston 16 can be eliminated. As a result, drive energy loss and responsiveness are not reduced. Further, since the cylinder tube 12, the piston 16, and the aligning ring 26 are not in contact with each other, high concentricity is not required, that is, high processing accuracy is not required, so that the manufacturing cost can be reduced. Further, since the cylinder tube 12 and the alignment ring 26 are not in contact with each other at all times, the operation of the piston 16 is not affected even if the constituent members undergo thermal expansion or contraction due to a change in ambient temperature or the like. And since the aligning operation is always performed, the stable operation of the piston 16 can be ensured.
[0021]
By the way, in FIG. 2A, the alignment ring 26 protrudes slightly toward the cylinder tube from the flange 18 (for example, 1 mm). Therefore, the driving air for moving the piston 16 (flange 18) also acts on the alignment ring 26. As a result, the aligning ring 26 may be urged against the flange 18 disposed on the moving direction side of the piston 16 to obstruct the aligning operation of the aligning ring 26. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 2B, the aligning ring 26 is formed along the axial direction of the aligning ring 26 (moving direction of the piston 16) through the through-hole 36 (the air outlet port). The ring groove 38 is formed at a height (position) facing the through hole 36 of the flange 18. By providing the through-hole 36 in the aligning ring 26, the pressure is the same at both end faces of the aligning ring 26. Further, by forming the ring groove 38, the pressure is made uniform over the entire surface of the aligning ring 26. Thus, the biasing force due to the influence of the driving air of the piston 16 can be reduced. As a result, it is possible to avoid the aligning ring 26 from being strongly biased by the flange 18, and the aligning operation of the aligning ring 26 is not hindered. It is sufficient to form several through holes 36 (about 2 to 4) with respect to the aligning ring 26, and it is sufficient to form 2 to 3 ring grooves 38 as required.
[0022]
Thus, by providing the through hole 36, the floating state of the aligning ring 26 can be further improved, and a favorable aligning operation can be performed.
[0023]
In this way, the constructed frictionless air cylinder has no sliding resistance, so it can achieve high response to drive signals and high drive accuracy. For example, semiconductor manufacturing that requires high drive accuracy It is suitable for driving an XY table and a driving arm.
[0024]
In this embodiment, the rod 14 and the piston 16 are integrated, and the flange 18 is shown as a separate member with respect to the piston 16, but the rod 14 and the piston 16 may be separate members. The piston 16 and the flange 18 may be configured as an integrated member.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the cylinder tube and the aligning ring are always in a non-contact state by the aligning air, and the piston including the aligning ring is always in the cylinder tube by the aligning air. Aligned against. Accordingly, there is no contact resistance to the cylinder tube during the operation of the piston, and drive energy loss and responsiveness are not reduced. In addition, since the cylinder tube, the piston, and the aligning ring are not in contact with each other, high concentricity is not required, that is, high processing accuracy is not required, so that the manufacturing cost can be reduced. In addition, since the cylinder tube and the aligning ring are not in contact with each other at all times, the piston operation is not hindered even if the constituent members undergo thermal expansion or thermal contraction due to a change in ambient temperature or the like. In addition, by forming a through-hole in the aligning ring and making the pressure at both ends of the aligning ring the same, the effect of piston drive air is reduced, achieving good aligning operation, and stable piston operation Can be secured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a frictionless air cylinder according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a piston and a surrounding structure of a frictionless air cylinder according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Frictionless Air Cylinder, 12 Cylinder Tube, 14 Rod, 16 Piston, 18 Flange, 20, 22 Pressure Chamber, 26 Alignment Ring, 26a Recess, 28 Air Blowout Port, 36 Through Port, 38 Ring Groove.

Claims (3)

シリンダチューブ(12)と、前記シリンダチューブ内をエア圧力制御によって軸方向に移動可能なピストン(16)と、前記シリンダチューブの内壁に向かい噴き出すエア供給部(30)とを備え、
前記ピストンの両端面にリング状のフランジ(18)を設けて前記ピストンの外周面と前記シリンダチューブの内壁とで非密閉空間(24)を形成し、前記非密閉空間内に遊嵌状態で調心リング(26)を配置し、前記調心リングの外周面に所定間隔で複数形成のエア噴き出し口(28)を形成すると共に、エア噴き出し口からシリンダチューブの内壁に向かってエアを噴き出してシリンダチューブに対して調心を行う前記調心リングに調心用エアを供給することを特徴とするフリクションレスエアシリンダ。
A cylinder tube (12), a piston (16) that is movable in the axial direction by air pressure control in the cylinder tube, and an air supply part (30) that sprays toward the inner wall of the cylinder tube,
Ring-shaped flanges (18) are provided on both end faces of the piston to form a non-sealed space (24) by the outer peripheral surface of the piston and the inner wall of the cylinder tube, and are adjusted in a loosely fitted state in the non-sealed space. A center ring (26) is arranged, and a plurality of air ejection ports (28) are formed at predetermined intervals on the outer peripheral surface of the alignment ring, and air is ejected from the air ejection port toward the inner wall of the cylinder tube. A frictionless air cylinder, characterized in that aligning air is supplied to the aligning ring for aligning the tube .
請求項1記載のエアシリンダにおいて、
前記エア噴き出し口は、調心リングの外周面に所定間隔で形成された凹部(28)に形成されていることを特徴とするフリクションレスエアシリンダ。
The air cylinder according to claim 1,
The friction-less air cylinder according to claim 1, wherein the air outlet is formed in a recess (28) formed at a predetermined interval on an outer peripheral surface of the aligning ring.
請求項1または請求項2記載のエアシリンダにおいて、
前記調心リングは、ピストンの移動方向に沿った貫通口(36)を有し、前記フランジは、前記貫通口に対面する高さにリング溝(38)を有することを特徴とするフリクションレスエアシリンダ。
In the air cylinder according to claim 1 or 2,
The alignment ring has a through hole (36) along the moving direction of the piston, and the flange has a ring groove (38) at a height facing the through hole. Cylinder.
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