JPH0681961B2

JPH0681961B2 - ロッドレスシリンダ

Info

Publication number: JPH0681961B2
Application number: JP27722387A
Authority: JP
Inventors: 光雄野田
Original assignee: Howa Machinery Ltd
Current assignee: Howa Machinery Ltd
Priority date: 1987-10-31
Filing date: 1987-10-31
Publication date: 1994-10-19
Anticipated expiration: 2009-10-19
Also published as: JPS63190908A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明はロッドレスシリンダに関するもので、詳しく
は軸線方向にスリットを有するシリンダバレル内にピス
トンを嵌装し、そのピストンに設けた連結部を前記スリ
ットから外部に突出させ、その連結部にスライドマウン
トを連結し、前記スリットをシールバンドによって密封
し、スライドマウントの基体部からシリンダバレル側へ
突設した一対の保持部に取付けた案内部材を、シリンダ
バレルに設けられ、スリット幅方向に対して傾いた傾斜
案内面がスリットと平行に軸線方向に延設されている案
内溝に沿って案内させると共に、案内部材の傾斜案内面
に対する位置を調整可能としてあるロッドレスシリンダ
に関するものである。

従来の技術従来のこの種のロッドレスシリンダとしては、特開昭58
−50302号公報に示されているように、シリンダバレル
の両側面に、スリット幅方向に対して傾いた上下２つの
傾斜案内面がスリットと平行に軸線方向に延設されてい
るＶ形の案内溝を設け、この案内溝に案内されるＶ形の
案内部材を、シリンダバレル内のピストンと連結された
スライドマウントの基体部からシリンダバレル側面を囲
むようにシリンダバレル側へ突設した一対の保持部に、
締めボルトによって直接、案内溝の傾斜案内面に対して
位置調整可能に取付け、それらの案内部材を案内溝によ
って案内させてスライドマウントを軸線方向に摺動する
ようにしてある。

発明の解決しようとする問題点前記従来のロッドレスシリンダにあっては、スライドマ
ウントの上面に大きな荷重が作用すると両側の案内部材
が案内溝の下側斜面を押して両側壁を内側へ変形させる
ので、シリンダバレルのスリットが著しく狭くなってピ
ストンの移動が重くなったり移動が困難になる問題点が
あった。また、両側の案内部材はシリンダバレルに内側
から圧力がかかった場合にシリンダバレルが拡張するの
を防ぐ働きをさせており、案内部材による圧接力が大き
な摩擦力となってスライドマウントの移動が重くなった
り、脈動して円滑な移動ができなくなる。特に圧力媒体
が圧縮性のある圧縮空気の場合は問題で、シリンダバレ
ルの拡張を防ぐように圧接するとスライドマウントが動
かなくなる。そのために案内部材の案内面に対する位置
調整を行って、適正な摺動状態を得られるようにせねば
ならないが、両側の案内部材を直接締めボルトで調節す
る従来の構造では、その位置の微調整が困難であり、適
正な摺動状態を得るまでに長時間の調節が必要となる問
題点があった。

問題点を解決するための手段本発明は上記問題点に鑑み、スライドマウントを上向き
状態で使用するとき、スライドマウント上に大きな荷重
を作用させたときでも、スライドマウントの移動を円滑
にでき、しかも、シリンダバレルの傾斜案内面に対する
スライドマウントの案内部材の位置調整を容易として、
両者間の適正摺動状態を簡単に得ることのできるロッド
レスシリンダを得ることを目的とし、軸線方向にスリッ
トを有するシリンダバレル内にピストンを嵌装し、その
ピストンに設けた連結部を前記スリットから外部に突出
させ、その連結部にスライドマウントを連結し、前記ス
リットをシールバンドによって密封し、スライドマウン
トの基体部からシリンダバレル側へ突設した一対の保持
部に取付けた案内部材を、シリンダバレルに設けられ、
スリット幅方向に対して傾いた傾斜案内面がスリットと
平行に軸線方向に延設されている案内溝に沿って案内さ
せると共に、案内部材の傾斜案内面に対する位置を調整
可能としてあるロッドレスシリンダにおいて、シリンダ
バレルのスリットを上向きとしたときに上側となるシリ
ンダバレルの上面には、スリットを挟んだ両側に、スリ
ット幅方向と平行な案内面を有する案内レールを設け、
この案内レール上にスライドマウントを軸線方向移動自
在に載置し、上記基体部には、一方の保持部に対しての
み切割溝を形成して、その保持部先端が僅かに撓み得る
ようにするとともにその撓み量を調整する調整ねじをス
ライドマウントに設けたことを特徴とする。

作用シリンダバレル内のピストンを移動させると、シリンダ
バレル外のスライドマウントが連結部を介して同方向へ
移動される。その場合、スライドマウントはシリンダバ
レルの案内溝の傾斜案内面と、案内シールによって軸線
方向へまっすぐ案内され、安定して移動される。スライ
ドマウントの上面に大きな荷重が作用したとき、その荷
重を上面の案内レールによってスリット幅方向（スリッ
トを上向きにしたとき水平方向）に対して直角な方向の
力として受止める。従って、シリンダバレルの両側壁に
作用するスリット幅方向の曲げ応力が小さくなり、スリ
ット幅の寸法変動が少なくなる。しかも、傾斜案内面に
対する案内部材の位置調整を行って両者の摺動状態を調
整するとき、調整ねじにより案内部材を支承した保持部
を、切割溝部分を支点に僅かに撓ませて調整するように
したので、微小な位置調整が容易且つ正確に行われ、ス
ライドマウントはその適正な摺動状態を容易に実現でき
る。また、切割溝は、一方の保持部にのみ対応して設け
るため、不必要にスライドマウントの剛性を低下させる
こともない。

実施例図面において、１はアルミ材料等の非磁性材料によって
形成してあるシリンダバレルで、断面略四角形に形成し
てある。このシリンダバレル１において、２は摺動孔、
３は上壁に形成してあるスリットで、軸線方向へ全長に
亘って形成してある。次に、４はシリンダバレル１の両
方の端部に夫々取付ボルト５によって止着してあるエン
ドキャップで、圧縮空気を給排する為の給排孔６を形成
してある。７はスリット３を閉鎖する為の内部側のシー
ルバンドで、磁性材料によってスリット幅より大きい幅
に形成されている。そのシールバンド７の端部は、エン
ドキャップ４の挿入穴８に挿入すると共に取付ねじ９に
よって固定してある止板10に螺合してある止ねじ11によ
ってエンドキャップ４に止着されている。12は外部側の
シールバンドで、磁性材料によってスリット幅より大き
い幅に形成されている。そのシールバンド12の端部は、
前記止板10を固定する取付ねじ９によって押板10aを介
してエンドキャップ４に止着されている。80は第３図に
示すようにスリット３の両側においてシリンダバレル１
の上面1aに埋設してある永久磁石から成る磁性バンド
で、前記シールバンド７、12の両縁部を吸着するように
してある。

次に、13は摺動孔２に摺動自在に嵌合してあるピストン
で、両端部13aの周囲に夫々環状溝14を備え、それらの
環状溝14に弾性材料から成るピストンパッキン15が嵌着
されている。これらのピストンパッキン15は軸線方向に
適当な間隔Ｌをあけて配設してある。ピストン13の中間
部13bは下側に凹溝17を形成することによって断面略コ
字形に形成され、その凹溝17内に前記シールバンド７が
挿通されている。中間部13bの外周には連結部16が一体
に形成されている。その連結部16はシリンダバレル１外
に位置される外部体18とスリット３を貫通している首部
19とで構成されている。外部体18にはピストンパッキン
15、15間の中心部と対応する位置にピストン13の移動方
向に対して直交する方向の連結孔21を有し、その連結孔
21にブッシュ22が嵌着されている。外部体18の上面には
凹溝18aが形成され、その凹溝18aに前記シールバンド12
が嵌め込まれている（第５図）。上記中間部13bには２
本のマグネット20が埋設され、そのマグネット20が後述
の位置検出スイッチを作動させる為の被検出体を構成し
ている。

次に、23は、スリット３を上向けた状態で上方を向くシ
リンダバレル１の上面1aにおいて、そのスリット３を挟
んだ両側に夫々設けてある案内レールで、軸線方向へ全
長に亘って配設されている。その案内レール23は、上面
1aに形成した溝24に貼着してあるステンレススチールバ
ンド等の耐摩耗性バンドによって構成されている。その
案内レール23は第３図に示すようにシリンダバレル１の
側壁中心部の上方に位置され、案内面としてその上面
は、スリット３の幅方向に平行でかつシリンダバレル１
の上面1aと略面一に形成されている。なお、案内レール
23は硬質アルマイト処理を施してあるシリンダバレル１
の上面1a自体で構成しても良い。次に、26はスリット３
の両側においてシリンダバレル１の側面1bの上部に夫々
設けてある傾斜案内面として示す傾斜案内レールで、軸
線方向へ全長に亘って配設されている。その傾斜案内レ
ール26は側面1bに形成した略Ｖ形の案内溝27の上側斜面
27aによって構成されている。その上側斜面27aは、側面
1bからシリンダバレル１の中心側に向けて下向きの斜面
に形成され、その傾斜角度はスリット幅方向（スリット
を上向けたときの水平面）に対して略30度に設定されて
いる。なお、傾斜案内レール26はシリンダバレル１の側
面1bに取付けた直線転動ガイドによって構成しても良
い。また、その傾斜角度も略30度に限定されるものでは
ないが、略30度とすると、後述するようにスリット幅方
向のシリンダバレル１の両側壁の変形に対して、傾斜案
内レール26と案内ロッド47間の隙間方向の変形量が小さ
くなって好ましい。

28はスリット３の両側においてシリンダバレル１の側面
1bの下部に夫々設けてある取付溝で、軸線方向へ全長に
亘って形成されている。その取付溝28には第４図に示す
ように任意の位置でサポート29の係止部29aが係合さ
れ、そのサポート29を取付ボルト30によって被取付部材
に締着することによってシリンダバレル１をその被取付
部材に固定し得るようにしてある。31はスリット３の両
側においてシリンダバレル１の側面1bの中間部に夫々設
けてある係止溝で、軸線方向へ全長に亘って形成されて
いる。その係止溝31には第４図に示すように任意の位置
で位置検出スイッチ32の取付具33の係止部33aが係合さ
れ、取付ねじ34の締付けによって位置検出スイッチ32を
シリンダバレル１に固定し得るようにしてある。

次に、34は連結部16の外部体18に連結してあるスライド
マウントである。スライドマウント34の本体35は、その
基体部36からシリンダバレル１の両側面1b、1bの上方外
側を囲んで、前記案内溝27と対向する位置まで下側（シ
リンダバレル側）へ伸びる一対の保持部40、41によって
断面コ字状に形成されている。基体部36の上面には被移
動体を取付ける為の取付ねじ孔81を設け、下面には凹溝
37が形成され、その凹溝37に外部体18が嵌まっている。
その基体部36には移動方向の長さの中央部に凹溝37を横
切る連結ピン38がねじ39によって固定され、その連結ピ
ン38が前記ブッシュ22の孔に僅かな隙間をあけて挿通さ
れている。連結ピン38には上側と下側に夫々切除部38a
を形成して二面幅部分を設け、その連結ピン38とブッシ
ュ22間のピストン移動方向と直交する方向の隙間（上下
方向の隙間）がピストン移動方向の隙間より大きくなる
ようにしてある。

そして基体部36の下面には前記案内レール23上を摺動す
る摺動部材42が貼付されている。その摺動部材42はスラ
イドマウント34の本体35がアルミニウム材で構成されて
いるときには、含油焼結金属等の金属シート43で構成さ
れており、比較的低速で高荷重の場合に適している。上
記摺動部材42は、マウント本体35が鋼材で構成されかつ
その部分の硬度が焼き入れ等で高くしてあるときや、マ
ウント本体35がアルミ材で構成されかつその部分にステ
ンレススチール等の耐摩耗性バンドを貼着してあるとき
は、合金鋼の針状コロ又は平形保持器付の針状コロ等で
構成すると良い。また、摺動部材42は、上記案内レール
23をシリンダバレル１の上面自体で構成するときは、ポ
リアセタール樹脂等のプラスチックシート又は鋼板に銅
合金とポリアセタール樹脂を付けたシートで構成すると
良く、比較的高速で低荷重の場合に適している。

前記スライドマウント34の一対の保持部40、41の内側に
は円弧溝46を全長に亘って形成し、円柱を全長に亘って
切欠いて案内面47aとしたポリアセタール樹脂等のプラ
スチック材料から成る、案内部材としての案内ロッド47
の円柱面を保持部40、41の円弧溝46に載置し、その案内
ロッド47はスライドマウント本体35の両端面に取付ボル
ト49によって止着してある押え板50、51の間に封装され
ている。従って案内ロッド47は軸線方向に抜け出ること
なく、円弧溝46に嵌合し、回動自在に支承されている。
基体部36には、一方の保持部40に対応してその全長に亘
って切割溝36aを削設し、片側の保持部40が薄肉の接続
部40aから僅かに撓み得るように構成し、基体部36側に
螺合した複数個の締めボルト48と保持部40側に螺合し、
先端を切割溝36aの切割面に当接した複数個の締めビス5
6によって保持部40の撓み量を調整し、傾斜案内レール2
6と案内ロッド47の案内面47aの隙間が約0.05〜約0.1mm
程度に調節されている。

スライドマウント34の本体35の長さ（案内ロッド47の長
さ）は両側のピストンパッキン15間の長さＬよりも内側
へ収まるように所定量Ｈ入り込んだ長さに設定されてい
る。その所定量Ｈは作動時におけるシリンダバレル１の
変形の影響を少なくするためにシリンダバレルの孔径の
50％以上の長さで少なくとも約10mm以上であることが好
ましく、例えばシリンダ孔径が25mmのときには約15mm程
度、シリンダ孔径が40mmのときには約20mm程度にしてあ
る。52はスライドマウントの本体35の両端部に備えさせ
てあるシールバンドプレートで、本体35と押え板50、51
間に挟着され、その下部の中央部分はシールバンド12の
上面に摺接されている。このシールバンドプレート52は
ポリアセタール樹脂等のプラスチック材料によって構成
されている。また、53はシールバンドプレート52の外側
に並設してある略コ字形のスクレーパで、マウント本体
35と押え板50、51間にシールバンドプレート52を介して
挟着され、その下部はシールバンド12と案内レール23と
シリンダバレル１との上面及び案内溝27の内面に夫々摺
接されている。このスクレーパ53はゴム等の弾性材によ
って構成されている。54は前記保持部40、41の外側に設
けてあるグリースニップル、55は給油孔で、シリンダバ
レル１の上面とマウント34の下面との間に形成される空
間に給油し得るようにしてある。

次に57はスライドマウント34の移動量を制御するストッ
パー59を支持するための取付ブラケットでシリンダバレ
ル１の両端部に固定されている。取付ブラケット57は軸
線方向に穿設したストッパー取付用ねじ孔58と一方の側
面との間に切割溝60を形成して上側の壁体57aが上下方
向に撓み得るようにしてある。ねじ孔58にストッパー59
を螺合し、上下方向の挿通孔61に複数個（図示例は４
個）の取付ボルト62を挿通し、シリンダバレル１の案内
溝27に嵌合した締着体63のねじ孔に螺合して取付ボルト
62を締め付けることによってシリンダバレル１の張出部
64を挟んで挟着固定するとともにストッパー59もロック
される。65は上側の壁体57aに螺合した緩めビスで先端
を切削溝60の切削面に当接させることによって壁体57a
を上方へ撓ませてストッパー59のロックを開放する。斯
かる構成につきストッパー59をシリンダバレル１の任意
の位置に固定し、スライドマウント34のストロークを任
意に調整し得る。

上記構成のものにあっては、一方の給排孔６からシリン
ダバレル１内のシリンダ室に圧縮空気を供給すると、そ
の圧縮空気の空気圧がピストン13の端面に作用してその
ピストン13を押圧移動させる。そのピストン13の移動に
よってスライドマウント34も連結部16及び連結ピン38を
介して移動される。そのスライドマウント34は摺動部材
42、42がシリンダバレル１の案内レール23、23上を摺動
し、また案内ロッド47、47がシリンダバレル１の傾斜案
内レール26、26に案内されて、スライドマウント34は軸
線方向へまっすぐ安定移動される。このとき、シリンダ
室に供給した圧縮空気の空気圧がシリンダバレル１の内
面に作用してシリンダバレル１の両側壁のスリット３側
部分を外側へ変形させる。この両側壁の変形量は第７図
に示すようにピストンパッキン15位置より外側へ離れる
ほど大きくなり、ピストンパッキン15位置より内側へ離
れるほど急激に小さくなる。例えばシリンダ室の空気圧
を5kgf/cm²としたときシリンダバレル１の孔径が25mmの
ものでは、ピストンパッキン15位置での両側壁の外側間
の変形量は0.03mmであるが、ピストンパッキン15位置か
ら15mm外側へ離れるとその変形量は0.04mmとなり、ピス
トンパッキン15位置から10mm内側へ離れるとその変形量
は0.02mmとなり、ピストンパッキン15位置から40mm内側
へ離れるとその変形量は略零になる。ところが、前記ス
ライドマウント34の両側の案内ロッド47、47はピストン
パッキン15位置よりも完全に内側に位置させてあるの
で、前記両側壁の変形によって傾斜案内レール26、26が
案内ロッド47、47に圧接するのを阻止できる。特に傾斜
案内レール26の傾斜角度が30度のときにはスリット巾方
向に0.02mm変形しても案内ロッド47との隙間方向にはそ
の半分の0.01mm変るだけであるから圧接することがな
い。

また上記のようにスライドマウント34が移動されると
き、スクレーパ53が外側のシールバンド12と案内レール
23、23とシリンダバレル１との上面及び案内溝27、27の
内面を夫々摺動してそれらの表面を清掃すると共にシー
ルバンドプレート52が外側のシールバンド12の上面を摺
動してシールバンド12を磁性バンド80に確実に接着させ
る。上記スライドマウント34は移動端迄移動されるとス
トッパー59に当接して正確な位置に停止される。上記ピ
ストン13が所定位置に移動されると、被検出体としての
マグネット20が位置検出スイッチ32を作動させる。

次に、シリンダバレル１をスリット３が上側になるよう
に設置した使用状態において、スライドマウント34の上
面に下向きの大きな荷重が作用すると、その荷重はシリ
ンダバレル１の案内レール23、23で支持される。その案
内レール23、23の上面はスリット幅方向と平行に形成し
てあるので、前記荷重はスリット幅方向に対して直角な
方向の力だけによって受止めることになる。従って、シ
リンダバレル１のスリット幅方向の応力がほとんど作用
しないので、傾斜案内レール26、26が案内ロッド47、47
に圧接することなくスライドマウント34を円滑に移動さ
せることができる。また、スライドマウント34に例えば
第３図において右方向の大きな横曲げモーメントが作用
したときには、左側の案内ロッド47が傾斜案内レール26
を押すと共に右側の摺動部材42が案内レール23を押す。
左側の案内ロッド47が傾斜案内レール26を押すと、その
上側斜面27aがスリット幅方向に対して略30度に形成し
てあるので、傾斜案内レール26は案内ロッド47の力を上
方向の力とその力よりも小さい右方向（スリット幅方
向）の力によって受止め、左側の側壁は内側へ僅かに変
形される。また右側の摺動部材42が案内レール23を押す
と、その力は下方向（スリット幅方向に対して直角な方
向）の力として受止め、右側の側壁はスリット幅方向の
応力をほとんど受けず、殆ど変形することはない。従っ
て、スライドマウント34に大きな横曲げモーメントが作
用したときでも両側壁のスリット幅方向への変形量が極
めて小さくなり、傾斜案内レール26、26が案内ロッド4
7、47に圧接するのを阻止できてスライドマウント34を
円滑に移動させることができる。案内ロッド47と傾斜案
内レール26の隙間は基体部36と一体になっている片側の
保持部41の案内ロッド47を傾斜案内レール26に当接さ
せ、これを基準にして他側の保持部46の締めボルト48の
締め加減を調整するだけで良いので、隙間の調節が容易
である上にボルト48の締め加減によるスリット３の幅方
向の変位量は傾斜角度30度のときに隙間方向に1/2の変
位量として作用するために、案内ロッド47の位置を細か
く制御でき、両者間の隙間の微調整が可能である。そし
て適正隙間に調整した後緩めビス56を締めることによっ
て締めボルト48と緩めビス56が互いにロックされ、スラ
イドマウント34を長時間使用しても最初にセットした適
正隙間が変ることがない。

発明の効果以上のように本発明にあっては、締めボルトの締め加減
を調整するだけで傾斜案内面に対する案内部材の位置を
細かく、正確に調整することができて、両者を適正な摺
動状態に設定することが極めて容易となる利点がある。
しかも、切割溝を一方の保持部と対応して設けるのみな
ので、不必要にスライドマウントの剛性を低下させるこ
ともない。そして、スライドマウントはこのようにして
適正な摺動状態に設定された傾斜案内面と案内部材及
び、案内レールにより軸線方向に案内されるため、スラ
イドマウントの上面に大きな荷重が作用したときでも、
その荷重を上面の案内レールによってスリット幅方向
（スリットを上向きにしたときの水平方向）に対して直
角な方向の力として受止めることができ、シリンダバレ
ルの両側壁に作用するスリット幅方向の曲げ応力が小さ
くなり、スリット幅の寸法変動が少なくなるので、スラ
イドマウントを円滑に移動させることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例を示すもので、第１図は一部を断面
にして示す側面図、第２図は第１図の平面図、第３図は
III−III線拡大断面図、第４図はIV−IV線断面図、第５
図はＶ−Ｖ線断面図、第６図はVI−VI線断面図、第７図
はピストンパッキン位置とシリンダバレルの両側壁間の
変形量との関係を示すグラフである。１……シリンダバレル、３……スリット７、12……シールバンド、13……ピストン 16……連結部、23……案内レール 26……傾斜案内レール、27……案内溝 34……スライドマウント、36……基体部 36a……切割溝、40、41……保持部 42……摺動部材、47……案内ロッド 48……締めボルト、56……緩めビス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸線方向にスリットを有するシリンダバレ
ル内にピストンを嵌装し、そのピストンに設けた連結部
を前記スリットから外部に突出させ、その連結部にスラ
イドマウントを連結し、前記スリットをシールバンドに
よって密封し、スライドマウントの基体部からシリンダ
バレル側へ突設した一対の保持部に取付けた案内部材
を、シリンダバレルに設けられ、スリット幅方向に対し
て傾いた傾斜案内面がスリットと平行に軸線方向に延設
されている案内溝に沿って案内させると共に、案内部材
の傾斜案内面に対する位置を調整可能としてあるロッド
レスシリンダにおいて、シリンダバレルのスリットを上
向きとしたときに上側となるシリンダバレルの上面に
は、スリットを挟んだ両側に、スリット幅方向と平行な
案内面を有する案内レールを設け、この案内レール上に
スライドマウントを軸線方向移動自在に載置し、上記基
体部には、一方の保持部に対してのみ切割溝を形成し
て、その保持部先端が僅かに撓み得るようにするととも
にその撓み量を調整する調整ねじをスライドマウントに
設けたことを特徴とするロッドレスシリンダ。
【請求項２】スライドマウントの片側の保持部の撓み量
を調整する調整ねじが、基体部側に螺着した締めボルト
と保持部側に螺着した緩めビスとで構成されていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のロッドレスシ
リンダ。