JP4293513B2 - ピストン棒がない直線駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、ピストン受入空間の範囲を定め、その両端にハウジングカバーが備えられた管体を有し、該管体にはその周囲の１箇所に長さ方向の溝が設けられ、該長さ方向の溝の中を力伝達部材が前記長さ方向の溝の長さ方向に動くことができるハウジングと、前記長さ方向の溝に沿って延び、前記長さ方向の溝を閉じるためのバンド配列とを備え、該バンド配列は前記ピストン受入空間に係る内側溝開口部に設けられた内側封鎖バンドおよび／あるいは前記管体の外側面に設けられた外側封鎖バンドとで構成され、前記各封鎖バンドが２つのバンド端末部で固定手段により前記ハウジングに固定される、ピストン棒がない直線駆動装置に関する。
【０００２】
そのようなピストン棒がない直線駆動装置は、例えば、欧州特許公報０７１５０８３Ｂ１号に開示されている。この直線駆動装置は、細長い管体のあるハウジングを有し、該管体はそれに取り付けられたハウジングカバーによって閉じられるピストン受入空間の範囲を定める。管体には、その長辺に沿って延びる長さ方向の溝が設けられている。その溝の長さ方向に動く力伝達部材が長さ方向の溝を通過することができ、そのような力伝達部材は、流体動力によって動かされピストン受入空間に配置されたピストンと運動学的に連結されている。直線駆動装置の作動に必要な作動流体が、長さ方向の溝を通してピストン受入空間から洩れることを防ぐために、内側封鎖バンドが内側溝開口部に配置される。そのような内側封鎖バンドは原則的に封鎖バンドと呼ばれる。さらに、外側溝開口部に外側封鎖バンドが設けられて埃の侵入を防ぐ。そのような外側バンドは一般に覆いバンドの形状をしている。２つの封鎖バンドは、力伝達部材の近傍では力伝達部材を通すために長さ方向の溝から離される。バンドは、その２つの端末部で固定手段によってハウジングに固定されている。
【０００３】
封鎖バンドの端末部のハウジングへの取付は、前記欧州特許公報０７１５０８３Ｂ１号の直線駆動装置において、端末部で管体に対して付勢された締め付け部分によって確実にされている。端末部分は、そのような締め付け部分にねじ込まれている。摩擦によるかみ合いのみを基礎にしたこの種の取付の場合、２つの封鎖バンドで作られたバンド配列が、バンド配列を構成するバンド構造から引き離され、密封機能が損なわれる危険性がある。その上、固定手段は長さ方向の溝の端末部の場所を取るため、利用可能な全長が減少しあるいは所期の作業行程に必要となる全長が増加する。
【０００４】
米国特許４５５５９８０号には、管体の端部に取り付けられたハウジングカバーに封鎖バンドの端末部を取り付ける技術が開示されている。これは、管体の長さ方向の溝がより大きい作業長さを有することを意味する。しかしながら、この設計には封鎖バンドが固定されていないときにしかハウジングカバーを着脱できず、製造時の取扱およびその後のサービス作業に支障をきたすという不利な点がある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、バンド配列の取付寸法が小型で、簡単に組み付けおよび分解ができるピストン棒がない直線駆動装置を提供することにある。
この目的を達成するために、前記内側および／あるいは外側封鎖バンドの１つまたは両方のバンド端末部の前記固定手段が、前記各バンド端末部に配置された支持体で構成され、前記支持体が前記各封鎖バンドの外側面を超えて延び、前記管体の端末面に、該端末面に設けられた前記ハウジングカバーとは無関係に、当接するような構造とする。
【０００６】
従って、各封鎖バンドの取付は、長さ方向の溝がないところで行われ、ハウジングカバーとは無関係に行われる。それ故に、管体内に形成された長さ方向の溝の利用可能な長さは固定手段によって減少することがなく、原則的に固定手段を設けるために如何なる特別な機械加工も管体に施す必要がない。各端末側に取り付けられたカバーは、バンド固定手段を取り外すことなく取り付けおよび取り外しでき、特に修理サービス作業が簡単になることを意味している。
【０００７】
本発明の効果的な展開は従属請求項に記載されている。
原則として、本発明による固定手段をたった１つの封鎖バンドが設けられた直線駆動装置の場合および２つの封鎖バンドを有する直線駆動装置で管体の一端に封鎖バンドを備え他端に従来の固定手段を備える場合に用いることができる。しかしながら、各封鎖バンドが両方のバンド端末部で本発明による方法で固定されていると特に有利である。
【０００８】
もしも直線駆動装置が複数の封鎖バンドを有するならば、管体の各端末面で封鎖バンドを個別の支持体あるいは共通の支持体により固定することができる。個別の支持体による設計は、不具合が生じたときの取り替えを容易にしている。何故ならば欠陥のない封鎖バンドをそのまま残しておいてもよいからである。１つのそして同じ支持体への共通の取付は、特に合理的な製造を可能にし支持体が他の作業をも行わねばならないときに特に有用である。
【０００９】
もう１つの課題は、例えば、直線駆動装置に組み込まれた行程終端における衝撃緩和手段の構成要素としての機能にある。もしも支持体に心出し部が設けられ、心出し部がピストン受入空間の各端末面に設けられた開口部に寸分なくはめ込まれると心出し機能もまた有利に作用させることができる。
【００１０】
ハウジングカバーの所期の端部への取付は固定手段によって妨げられることはない。ハウジングカバーは、その上、管体の端部に直接取り付けられてもよい。もしもハウジングカバーに窪みが設けられていると、その窪みに管体の端部に突き出たバンド配列の構成部分と支持体を挿入することができる。ハウジングカバーの管体に向いた取付面に、固定手段が完全に覆われるように、凹部の形状をした窪みを設けることが特に可能である。
【００１１】
バンド端末部と関連する支持体との間に連結効果のあるねじ固定手段を備えることは原則的に可能であるが、締め付け固定手段を備えることが好ましく、その場合は封鎖バンドに横方向に貫通する取付穴をあける必要がない。これは締め付け固定手段により実現されるのが最も良い。支持体は保持されるべき各封鎖バンドに対する受け口を備えるとよい。この受け口にバンドの端末部が挿入され、例えばバンド端末部の挿入により変形した受け口の壁部分またはバンド端末部に作用する締め付けねじによって所期の締め付け効果が得られる。
【００１２】
本発明による手段は、あらゆるピストン棒がない直線駆動装置、例えば電気的直線駆動装置の場合でさえ適用できる。流体動力具体的には圧縮空気で作動する直線駆動装置の場合に特に有利である。
本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１に全体として示されるピストン棒がない直線駆動装置１は、通常複雑な外形の断面を備えた管体３を有する細長いハウジング２と、管体３の軸方向の２つの端末側に取り付けられた２つのハウジングカバー４、５とで構成される。
管体３の端から端まで延びる空洞は、本実施例では円形断面を有するピストン受入空間６を構成する。例えば、楕円形または卵形のような他の断面形状も可能である。
【００１４】
管体３は、その両端で管体３あるいはハウジング２の長さ方向の軸８に直角に延びる平坦な端末面７を備えることが好ましい。ハウジングカバー４、５は管体３に向き合う側面に取付面１２を備え、取付面１２は管体３の関連する端末面７に当接している。取付のために、ハウジングカバー４、５は、例えば管体３にねじで取り付けられてもよい。ハウジングカバー４、５の間に設けられた固定手段による取付もまた可能である。
【００１５】
ピストン受入空間６の内部には、詳細には図示していないが、ピストンがある。ピストンは、ピストン受入空間６を２つの作業空間に分割し密閉状態にする。各作業空間は、流体管１３、１４と連通する。流体管１３、１４は、外部へ通じ例えばハウジングカバー４、５の外側面に開口する。そこには流体パイプラインの接続が可能で、流体パイプラインを通じて直線駆動装置１の操作に必要な作動流体が供給および排出される。本実施形態の場合、流体動力で操作される直線駆動装置が、圧縮空気により操作されることが重要である。液体による操作もまた考えることができる。
【００１６】
作業空間における制御された流体作用によって、ピストンがピストン受入空間６の長さ方向に直線運動を行うことができる。この直線運動は、力伝達部材１５によってもまた行われる。力伝達部材１５は、ピストンと運動学的に結び付けられ、管体３の長さ方向の面に沿って延びている。力伝達部材１５はこの場合、長さ方向の溝１６を通って延びている。長さ方向の溝１６は、ピストン受入空間６の周辺上の１点で管体３の全長に亘って半径方向に広がっている。長さ方向の溝１６は従って、ピストン受入空間６に向けて開口した内側溝開口部１７と管体３の長さ方向の外側面１９で開口した外側溝開口部１８とを有する。
【００１７】
力伝達部材１５がその軸方向の位置から長さ方向の溝１６を通って外部へ広がる領域におけるピストン受入空間６が、ピストン形状の適切な設計により無圧力状態になる。ピストンと力伝達部材１５の両側において軸方向に形成された作業空間に沿って延びる長さ方向の溝１６は、柔軟性のある細長い片状のバンド配列２２によって閉じられている。
【００１８】
作業空間への制御された流体の供給を受けた力伝達部材１５の直線運動は、二重矢印２３で運動方向が示されているが、所期の物体を望ましい方法で動かすために管体３の外周において力伝達部材１５から伝達される。図示された実施例では、力の伝達が適切な固定手段２４を備えた運搬体２５により行われる。この運搬体２５は、軸方向に遊びがないように力伝達部材１５に運動学的に連結され、管体３の外側で直線誘導手段２６によって運動方向２３に誘導される。直線誘導手段２６は横力を受け持つことができるので、力伝達部材１５とそれにつながれたピストンに横力がかからないようにされている。
【００１９】
必要な場合は緩衝装置２７をハウジングカバー４、５に設置してもよい。緩衝装置２７は、運搬体２５がその行程の終端に近づいたときに衝撃を緩和することができる。
図示された実施例では、バンド配列２２は内側溝開口部１７用の内側封鎖バンド２８と外側溝開口部１８用の外側封鎖バンド２９とを含む。内側封鎖バンド２８は、ピストン受入空間６を周囲から密封する役目をする。その目的のために内側封鎖バンド２８は、長さ方向の溝１６に側面から接する溝の壁に対して内側溝開口部を覆うようにピストン受入空間６から離れようとする方向に付勢されている。内側封鎖バンド２８は、少なくとも部分的に長さ方向の溝１６にはめ込むことができる。内側封鎖バンド２８は、力伝達部材１５が所在する部位において従来の方法で力伝達部材１５および／あるいはピストンに配置された誘導手段により長さ方向の溝から離されるので、力伝達部材１５に長さ方向の溝１６を通して近接する。内側封鎖バンド２８は、その封鎖機能のために封鎖バンドとも呼ばれる。
【００２０】
外側封鎖バンド２９は、おもに直線駆動装置１の周囲から長さ方向の溝１６に埃が侵入することを防ぐ役目をする。外側封鎖バンド２９は、長さ方向の溝１６を外側溝開口部で覆うが、力伝達部材１５が所在する部位において力伝達部材１５の長さ方向の溝１６への近接を可能にするために長さ方向の溝１６から離される。外側封鎖バンド２９は、覆いバンドと呼んでもよい。
【００２１】
両方の封鎖バンド２８、２９は、通常固定手段３２によってハウジングに固定される。図２ないし図５では、ハウジング２の一端に隣接したバンド端末部３３、３４とそれらの固定手段のみが示される。他端での封鎖手段と取付方法は、図示しないが同じであるので別々に説明する必要はない。
【００２２】
原則的にこの取付原理を１つの封鎖バンドおよび／あるいはその封鎖バンドに関係する１つの端末バンド部分にのみ用いることもできるが、本実施例では封鎖バンド２８、２９の端末の取付は、同じ取付原理を用いて確実に行われている。
図１ないし図４に図示された実施例では、固定手段３２はバンド端末部３３、３４の両方と協動するために配置された支持体３５を含む。そしてこの支持体３５に２つの封鎖バンド２８、２９が、管体３のない部分で軸方向に取り付けられている。支持体３５は、各封鎖バンド２８、２９の外形よりもさらに外側へ延びているので、管体３に面する支持面３９において管体３の該当する端末面７と当接している。
【００２３】
図５に示された実施例では、各封鎖バンド２８、２９にはそれら自体の支持体３５ａ、３５ｂが設けられている。支持体３５ａ、３５ｂに各バンド端末部３３、３４が取り付けられ、支持体３５ａ、３５ｂはその支持面３９が管体３の端末面７に当接するように該当する封鎖バンド２８、２９の外形よりもさらに外側へ延びている。
【００２４】
封鎖バンド２８、２９のバンド端末部３３、３４は、本発明による２つの実施例では、端末面７を超えて僅かに軸方向に延び、その結果、支持体３５、３５ａ、３５ｂが管体３の全長を超えている。しかしながら、支持体が長さ方向の溝１６のより広い部分内に配置され、隣接する面部分に向き合う位置を取る端末面７の部分に当接するような設計も可能である。最初に述べまた実際に図示された実施例は、もちろん端末面７が平坦でもよく支持体即ち３５、３５ａ、３５ｂを支持するために如何なる特別な機械加工も必要としないという利点を提示している。
【００２５】
図２に示された実施例では、各支持体３５、３５ａ、３５ｂは軸方向で管体３と同じ端末面７に対して当接するハウジングカバー４との間に配置される。ハウジングカバー４は、支持体３５、３５ａ、３５ｂとは無関係にこの場合端末面７に当接しバンドの固定には何ら寄与しない。このことは、ハウジングカバーをバンド配列２２に影響を及ぼすことなくただ所期のように取り付け、取り外しできることを意味する。
【００２６】
この点で、ハウジングカバー４には一点鎖線で示される窪み３６が設けられており、その中へ支持体３５、３５ａ、３５ｂと支持体３５、３５ａ、３５ｂによって支持されるバンド端末部３３、３４がはめ込まれる。同様のことが向かい合う他のハウジングカバー５についても当てはまる。ハウジングカバー４、５の特殊な設計により、窪みはハウジングカバー４、５の軸方向に延び、および／あるいはハウジングカバー４、５の横方向端部で開口している。しかしながら、図２に示された設計を採用することが好ましい。その場合、窪み３６はハウジングカバー４、５の管体3 に向いた取付面１２に設けられたポケット状の凹部で構成される。そのような凹部は、ハウジングカバー４、５が取り付けられるとき、支持体３５、３５ａ、３５ｂを完全に収納し支持体を覆うので支持体は覆われるかまたは外部から仕切られる。
【００２７】
１つの凹部で同時に両方の支持体３５ａ、３５ｂを収納する方が原則として製造するにはより経済的であるが、図５に示すように２つの別々の支持体３５ａ、３５ｂにそれぞれの凹部を設ける設計もまた容易に可能である。
図１ないし図４に示された実施例では、支持体３５は管体の同じ端末側にある両方のバンド端末部３３、３４を支持する役割を果たすと同時に、支持の他にもう１つの付加的な機能を有する。それは端末位置における衝撃緩和手段の構成要素としての機能である。支持体３５は、実質的に円筒状に設計された軸方向突起３７を有することが好ましい。軸方向突起３７は、中空であり、ピストン受入空間６に同軸状にはめ込まれている。この軸方向突起３７を通じて、直線駆動装置の通常の操作中に駆動流体の供給および排出が行われる。
【００２８】
軸方向突起３７に面する側で、ピストンに補完的な凹部が設けられ、ピストンが端末位置に近づくと、その凹部に軸方向突起３７がはめ込まれあるいは突っ込まれる。このことは、駆動流体が軸方向突起３７を通じて流出することが防がれることを意味する。流体は閉塞作用によって押しとどめられ、図示されていない側路管を通って排出されることができる。この結果は、ピストンの各端末位置に向けたピストンの制動運動を意味する。
【００２９】
支持体３５は、さらにピストン受入空間６の端末面に設けられた開口部にはめ込まれ、管体３の長さ方向の軸８を横切って延びる心出し部あるいは固定部３８を有する。この点で心出し部３８は、詳細には図示しないが、心出し部３８の半径方向で外側へ向けて設けられた環状の溝４２にはめ込まれた環状のシールを有することが好ましい。そのシールは、ピストン受入空間６の中で心出し部３８に挿入された状態で、ピストン受入空間６の内面全周に亘ってシール接触を形成する。このことは、支持体３５と管体３との間におけるピストン受入空間６からの流体の流出が防がれることを意味する。
【００３０】
支持体３５は、さらに、平板状のあるいは円盤状の端末部４３を有する。端末部４３の１つの端末側に心出し部３８と軸方向突起３７が設けられ、端末部４３の直径はピストン受入空間６の直径よりも大きい。従って、支持体３５の端末部４３は、ピストン受入空間６の開口部５８廻りに端末であるいは管体３の端末面７に当接する。端末部４３は、従って、管体３の外側に配置される一方、支持体３５の他の構成要素はピストン受入空間６の中に延びている。
【００３１】
例えば鋼のような適切なバンド材料の使用により、各バンド端末部３３、３４を固定するのに役立つ支持体を、各封鎖バンド２８、２９の少なくとも１つのバンド端末部に形成することができる。それらは封鎖バンドの一体成形された構成要素として適切に封鎖バンド上を覆い被さっている。しかしながら、封鎖バンドから独立した支持体の形成が好ましい。このことは、固定のための如何なる特別な手段も必要とせず、さらに封鎖バンドに例えば樹脂材またはゴムのような弾性材料を使用できるという利点を有する。
【００３２】
本実施例では、支持体３５、３５ａ、３５ｂには各バンド端末部で取り付けられる固定装置４４が備えられている。図１ないし図４までの実施例では、支持体３５は封鎖バンド２８、２９の両方を同時に保持するのに役立っている。この場合、支持体３５には２つの固定装置４４が備えられており、固定装置４４は各封鎖バンド２８、２９が互いに独立して固定されるように互いに独立した効果をもたらす。固定装置４４は、この場合、円盤状の端末部４３の周辺上の端部の一点に取り付けられるのが最も良い。
【００３３】
固定装置４４は、支持体３５、３５ａ、３５ｂが封鎖バンド２８、２９のバンド端末部３３、３４において締め付け保持作用が可能なように設計されている。従って、封鎖バンドに如何なる特別な加工も必要とせず、バンド端末部に貫通穴を設けることも特に不要である。
【００３４】
より詳細に述べると、固定装置４４はそれぞれの受け口４５を有することが好ましい。受け口４５は、関連する支持体３５、３５ａ、３５ｂを通って軸方向に延び、結合されるバンド端末部３３、３４が挿入されるような輪郭を持ち、挿入された状態ではバンド端末部３３、３４が部分的にあるいは完全に受け口４５の範囲を定める壁によって囲まれていることが好ましい。
【００３５】
本実施例は、内側封鎖バンド２８のバンド端末部３３がその全周で受け口４５に嵌入されている場合と、それに対して外側封鎖バンド２９のバンド端末部３４が単に受け口４５の壁で部分的に囲まれている場合とを示す。この場合の設計は、関連する封鎖バンド２８、２９の構造とその操作様式に大いに依存する。
【００３６】
バンド端末部３３、３４は、関連した受け口４５の中に締め付け作用により保持されている。このことは、受け口４５の境界を定める壁の少なくとも一部分がバンド端末部３３、３４の挿入により、バンド端末部３３、３４をしっかり掴むように変形させることにより実現される。付加的あるいは代替的な方法として、締め付けねじで固定する手段も可能である。
【００３７】
本発明によるバンド固定手段は、ただ１つの封鎖バンドまたは１つの封鎖バンドが複数に分割されたバンド構成要素からなる場合の直線駆動装置の中にも見られる。さらに、上記応用は流体で作動する直線駆動装置に限らず、例えば、電気的な直線駆動装置にも適切であり、その場合には細長い溝が覆われるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による直線駆動装置の１つの可能な実施例の斜視図である。
【図２】 直線駆動装置の管体の端末面の部分斜視図で、図１の右側が示され、取り除かれたハウジングカバーを一点鎖線で示す図である。
【図３】 図２による直線駆動装置でバンド配列に取り付ける前の支持体を示す図である。
【図４】 図１ないし図３の直線駆動装置で用いられた支持体を別方向から見た図で、バンド配列が適切に締め付けられた状態を示す図である。
【図５】 図２と同じ方法で示された固定手段の別の設計を示す図である。

Claims (11)

1. ピストン受入空間（６）の範囲を定め、その両端にハウジングカバー（４、５）が備えられた管体（３）を有し、該管体（３）にはその周囲の１箇所に長さ方向の溝（１６）が設けられ、該長さ方向の溝（１６）の中を力伝達部材（１５）が前記長さ方向の溝の長さ方向に動くことができるハウジング（２）と、前記長さ方向の溝（１６）に沿って延び、前記長さ方向の溝（１６）を閉じるためのバンド配列（２２）とを備え、該バンド配列（２２）は前記ピストン受入空間（６）に係る内側溝開口部（１７）に設けられた内側封鎖バンド（２８）および前記管体（３）の外側面（１９）に設けられた外側封鎖バンド（２９）とで構成され、前記各封鎖バンド（２８、２９）が２つのバンド端末部（３３、３４）で固定手段（３２）により前記ハウジングに固定される、ピストン棒がない直線駆動装置であって、前記内側および外側封鎖バンドのバンド端末部（３３、３４）の前記固定手段（３２）が、前記各バンド端末部（３３、３４）に配置された支持体（３５ａ、３５ｂ）で構成され、前記支持体（３５ａ、３５ｂ）が前記各封鎖バンド（２８、２９）の外側面を超えて延び、前記管体（３）の端末面（７）に、該端末面（７）に設けられた前記ハウジングカバー（４、５）とは無関係に、当接し、
   前記バンド端末部（３３、３４）が前記端末面（７）を軸方向に超えて延在していて、前記管体（３）の同じ端末側に関する前記バンド端末部（３３、３４）が前記管体（３）の前記端末面（７）上で別々の支持体（３５ａ、３５ｂ）により支持されていることを特徴とする、直線駆動装置。
2. 前記管体（３）の少なくとも１つの端末側に、支持体（３５）が前記管体（３）の前記端末面（７）で、前記ピストン受入空間（６）の当該端末側の前記開口部廻りに設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の直線駆動装置。
3. 前記支持体（３５、３５ａ、３５ｂ）が、前記管体（３）の軸方向外側で平坦な前記端末面（７）に当接することを特徴とする、請求項１又は２に記載の直線駆動装置。
4. 前記管体（３）の端末側に設けられた前記支持体（３５、３５ａ、３５ｂ）が、同じ端末側に取り付けられた前記ハウジングカバー（４、５）の窪み（３６）にはめ込まれることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の直線駆動装置。
5. 前記窪み（３６）が、前記ハウジングカバー（４、５）の取付面（１２）の凹部で形成されることを特徴とする、請求項４記載の直線駆動装置。
6. 前記管体（３）の端末側に設けられた前記支持体（３５、３５ａ、３５ｂ）が、前記ハウジングカバー（４、５）によって完全に囲まれ覆われていることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の直線駆動装置。
7. 前記封鎖バンド（２８、２９）の前記バンド端末部（３３、３４）が、前記支持体（３５、３５ａ、３５ｂ）に締め付け結合によって保持されていることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載の直線駆動装置。
8. 前記支持体（３５、３５ａ、３５ｂ）が、受け口（４５）を有し、該受け口（４５）に前記封鎖バンド（２８、２９）の前記バンド端末部（３４、３５）が挿入され、前記バンド端末部（３３、３４）が締め付けによって保持されることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載の直線駆動装置。
9. その締め付け作用が、前記バンド端末部の挿入および／あるいは前記支持体（３５、３５ａ、３５ｂ）に配置された締め付けねじにより変形した前記受け口（４５）の凹部によって生じることを特徴とする、請求項８記載の直線駆動装置。
10. 前記力伝達部材（１５）が、前記ピストン受入空間（６）に配置され軸方向に運動するピストンと連結していることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれかに記載の直線駆動装置。
11. 空気作動用に設計されていることを特徴とする、請求項１ないし１０のいずれかに記載の直線駆動装置。

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