JPH0735124Y2 - 複合アクチュエータにおけるピストンロッドの支持装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、流体圧利用の産業機械に使用する複合アクチ
ュエータに関するものである。

［従来の技術］ シリンダ形アクチュエータのピストンロッドに、シリン
ダ形アクチュエータによる直線往復動と揺動形アクチュ
エータによる回転揺動とを複合した運動をさせる複合ア
クチュエータは既に知られているが、公知の複合アクチ
ュエータは、ピストンロッドと揺動形アクチュエータの
回転揺動軸の組付けについての配慮に欠けるため、組付
けが面倒で、かつピストンロッドが振れ易いという問題
がある。

しかしながら、上記複合アクチュエータを組立ロボット
等の高精度を必要とする作業機械に使用する場合、ピス
トンロッドの振れによる直進性の低下が精度低下の原因
になるので、ピストンロッドが振れないようにしっかり
支承して直進性を向上させる必要がある。

ピストンロッドの直進性を向上させるためには、揺動形
アクチュエータの回転揺動軸と該回転揺動軸の貫通孔を
通るピストンロッドとを、貫通孔に取付けたボールスプ
ラインによって連結することが考えられるが、単に回転
揺動軸の貫通孔に直接ボールスプラインを取付けた場合
は、ボールスプラインの径が小さいために溝やボールの
径も小さいので、直進性の向上をそれほど期待すること
ができない。また、ボールスプラインの径を大きくする
と、貫通孔の大径化によって揺動形アクチュエータの径
が大きくなるので好ましくない。

［考案が解決しようとする課題］ 本考案が解決しようとする課題は、揺動形アクチュエー
タの径を大きくすることなく、しかもピストンロッドの
直進性がよい複合アクチュエータを提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため、本考案は、シリンダ形アクチ
ュエータと揺動形アクチュエータを同一軸線上に設け、
上記シリンダ形アクチュエータのピストンロッドに、シ
リンダ形アクチュエータによる直線往復動と揺動形アク
チュエータによる回転揺動とを複合した運動をさせる複
合アクチュエータにおいて、これらのアクチュエータと
同一軸線上に、上記揺動形アクチュエータの回転角度を
規制するストッパを設け、揺動形アクチュエータの回転
揺動軸に、軸線方向の貫通孔と上記ストッパに向いて伸
びる延長軸部とを設け、該延長軸部に形成した、上記貫
通孔より大径の支持孔にボールスプラインを取付け、上
記回転揺動軸と該回転揺動軸の貫通孔を通るピストンロ
ッドを、上記ボールスプラインによって相対往復動及び
一体回動可能に連結したことを特徴としている。

［作用］ 揺動形アクチュエータの回転揺動軸とその貫通孔を通る
ピストンロッドとを、ボールスプラインによって連結し
たので、両者の組付けが簡単である。

この場合、回転揺動軸にストッパに向いて伸びる延長軸
部を設けて、該延長軸部に形成した、貫通孔より大径の
支持孔にボールスプラインを取付けたことにより、ボー
ルスプラインの溝やボールを大きくしてピストンロッド
をしっかり支承することができるので、ピストンロッド
の振れが小さくなって直進性を向上させることができ、
しかも回転揺動軸の貫通孔自体の径を大径にしたものと
異なり、揺動形アクチュエータの径が大きくなることは
ない。

［実施例］ 第１図ないし第３図は本考案の実施例を示し、この複合
アクチュエータは、適宜の手段により一体に結合したシ
リンダ形アクチュエータ１と揺動形アクチュエータ２、
並びに揺動形アクチュエータ２の回転揺動範囲を規制す
るストッパ３及び位置検出機構3aを備え、これらを貫通
するピストンロッド４のシリンダ形アクチュエータ側に
大径部4aを形設し、該大径部4aにスプリングバッファ５
が設置されており、アクチュエータ１のシリンダは、シ
リンダチューブ７とその両端を閉鎖するカバー8a,8bを
備えている。

上記ピストンロッド４は、軸線方向に貫通する通路10を
有し、拡径部4bに装着させたピストン９は、ボールベア
リング11,11によってピストンロッド４に相対回動可能
に支承され、ナット12により大径部4aとの間の段部に挟
持されて、ピストンロッド４と一体に往復動する。

また、大径部4aの端面に形設した凹部14には、上記スプ
リングバッファ５が、後記するボールスプライン24と同
様の構成を有するボールスプライン15によって、一体回
動及び相対往復動可能に装着されており、大径部4aは、
カバー8bに同心に配設したニードルベアリング16とリニ
アボールガイド17によって、シリンダに対して相対往復
動及び相対回動可能に支承されている。なお、図示を省
略しているが、ニードルベアリング16に代えて一対のボ
ールベアリングを使用してもよい。

上記リニアボールガイド17は、本体17a内周面の軸線方
向の複数例のボール溝17b,・・と、本体内のこれと同数
列のボール通路（図示省略）、及び両端において相互に
連通するこれらの溝17b,・・と通路内に回転自在に挿入
した多数のボールを備えている。

揺動形アクチュエータ２は、第２図においてはベーン形
として図示されているが、本考案の揺動形アクチュエー
タはベーン形に限定されるものではなく、ラックピニオ
ン形等の他の周知の揺動形アクチュエータを使用するこ
とができる。

上記ベーン形揺動アクチュエータ２は、羽根21を一体的
に設けた回転揺動軸22を備え、該回転揺動軸22の中心に
形設した貫通孔23にピストンロッド４が遊挿されてお
り、ストッパ３に向けて延長させた延長軸部22aに、貫
通孔23より大径の支持孔23aを形設し、該支持孔23aにボ
ールスプライン24が取付けられている。

上記ボールスプライン24は、本体24aの内周面に軸方向
に形設した複数列の溝25,・・と、該溝25,・・に回転自
在に挿入した多数のボール26,・・とを備え（第３図参
照）、該ボール26,・・がピストンロッド４の軸方向に
形設した溝4c,・・に係合することにより、ピストンロ
ッド４を一体回動及び相対往復動可能に支承している。
したがって、ピストンロッド４と回転揺動軸22の組付け
が簡単である。また、ボールスプライン24を貫通孔23よ
り大径の支持孔23aに設けたことにより、貫通孔23に直
接設置する場合に比べて、ボールスプライン24の溝25,
・・やボール26,・・を大きくしてピストンロッド４を
しっかりと支承できるので、その振れが小さくなって直
進性を向上させることができる。この場合、大径の支持
孔23aによって回転揺動軸22が若干大径になったとして
も、羽根21の根元近くの径の増加による圧力室の容積減
は僅かであり、したがって、大きなトルクを発生させる
羽根21の外径寸法が同じであれば、回転揺動軸22が若干
大径になっても、アクチュエータ２のトルクの減少は殆
どない。

上記ストッパ３は、延長軸部22aに止ねじ28により固定
した揺動部材30と、該揺動部材30に固定したストッパ部
材31と、ストッパリング32の円弧状の溝32aに位置変更
可能に取付けたストッパブロック33を備え、揺動軸22と
一体に回動するストッパ部材31がストッパブロック33に
当接して回転揺動軸22の回動角度が規制され、揺動軸22
の回動位置は、延長軸部22aに固定した磁石35の位置
を、位置検出機構3aのスイッチ36が検出して信号を出力
する。

上記実施例は、例えば、スプリングバッファ５の先端に
図示を省略している吸着パッドを取付け、通路10を介し
て吸着パッドに作用する真空圧により所望のパーツやワ
ークを吸着するもので、シリンダ形アクチュエータ１の
圧力室に圧縮空気を給排するとピストンロッド４が直線
往復動し、揺動形アクチュエータ２の圧力室に圧縮空気
を給排するとピストンロッド４が回転揺動するので、ピ
ストンロッド４が直線往復動と回転揺動とを複合した運
動をし、この運動は、アクチュエータ1,2への圧縮空気
給排のタイミングによって、ピストンロッド４の直線往
動終端において該ロッド４を回転揺動させ、或いはピス
トンロッド４を直線往復動させながら回転揺動させるこ
とができる。

また、ピストンロッド４の先端にバッファ５を設けたの
で、パーツやワークの寸法にばらつきがあっても、パー
ツ等との衝突の衝撃を緩和することができる。

さらに、ピストンロッド４に大径部4aを設けたことによ
り、大径部4aを支承するニードルベアリング16やリニア
ボールガイド17の径が大径になり、かつ、ベーン形揺動
アクチュエータ２の揺動軸22の延長軸部22aに大径の支
持孔23aを設けたことにより、ピストンロッド４を支承
するボールスプライン24の外径が大径になるので、ボー
ルやニードル等の径が大きくなってピストンロッド４を
しっかり支承し、ピストンロッド４の振れが小さくなっ
て直進性を向上させることができる。

［考案の効果］ 本考案の複合アクチュエータは、揺動形アクチュエータ
の回転揺動軸に該アクチュエータのストッパに向いて伸
びる延長軸部を設け、上記回転揺動軸とその貫通孔を通
るシリンダ形アクチュエータのピストンロッドを、上記
延長軸部に設けた、貫通孔より大径の支持孔に取付けた
ボールスプラインによって相対往復動及び一体回転可能
に連結したために、ボールスプラインを大径にすること
ができるので、揺動形アクチュエータの径を大きくする
ことなくピストンロッドの振れが小さくなって直進性が
向上し、これによって複合アクチュエータの精度を高め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案の実施例を示す要部縦断面
図、第３図は第２図のAA断面図である。 １……シリンダ形アクチュエータ、２……揺動形アクチ
ュエータ、４……ピストンロッド、22……回転揺動軸、
23……貫通孔、24……ボールスプライン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダ形アクチュエータと揺動形アクチ
   ュエータを同一軸線上に設け、上記シリンダ形アクチュ
   エータのピストンロッドに、シリンダ形アクチュエータ
   による直線往復動と揺動形アクチュエータによる回転揺
   動とを複合した運動をさせる複合アクチュエータにおい
   て、 これらのアクチュエータと同一軸線上に、上記揺動形ア
   クチュエータの回転角度を規制するストッパを設け、 揺動形アクチュエータの回転揺動軸に、軸線方向の貫通
   孔と上記ストッパに向いて伸びる延長軸部とを設け、該
   延長軸部に形成した、上記貫通孔より大径の支持孔にボ
   ールスプラインを取付け、 上記回転揺動軸と該回転揺動軸の貫通孔を通るピストン
   ロッドを、上記ボールスプラインによって相対往復動及
   び一体回動可能に連結した、 ことを特徴とする複合アクチュエータにおけるピストン
   ロッドの支持装置。