JPH0742966B2 - ロツドレスシリンダ - Google Patents

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両端
部にピストンパッキンを有するピストンを嵌装し、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て成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60
−234106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Ｖ形の案内溝を夫々設け、マウントには夫々
案内溝に案内される案内部をピストンの一方のピストン
シールより外側の位置から他方のピストンシールより外
側の位置まで長く構成し、その案内部を案内溝に案内さ
せるようにしてある。

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、シリンダバ
レルにスリットを形成してあるので、シリンダバレル内
の一方のシリンダ室に空気圧を作用させてピストンを移
動させる場合、その空気圧によってシリンダバレルの両
側壁が外側へ弾性変形して両側の案内部間の寸法が大き
くなり、その結果案内溝が案内部に強く圧接してマウン
トの移動が重くなったり、移動不能になる問題点があっ
た。

問題点を解決するための手段 本発明は、前記問題点を解決するために、種々の実験研
究によってシリンダバレルの空気圧によよる両側壁の変
形が第７図に示すようにピストンのピストンシールから
外側へ離れるに伴って大きくなり、またピストンシール
から内側へ離れるに伴って急激に小さくなることを解明
し、シリンダバレルの両側に軸線と平行な案内レールを
設け、前記マウントには前記案内レールに案内される案
内部を設けたロッドレスシリンダにおいて、マウントに
案内部を、軸線方向において、ピストンパッキンの内側
に収まる位置に設けたことを特徴としている。

作用 シリンダバレル内の一方のシリンダ室に空気圧を作用さ
せると、その空気圧はピストンの一端面及びシリンダバ
レルの内面に作用し、ピストンを押圧移動させると共に
シリンダバレルのそのシリンダ室に対応する両側壁を外
側へ変形させる。前記両側壁の変形はピストンシールの
内側においては急激に小さくなる。マウントの案内部は
前記ピストンパッキンの内側に収まっているので、両側
壁が外側へ変形しても案内レールが案内部に強く圧接す
るのを防止できる。

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に弾性部材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。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
スイッチを作用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の幅方向両側においてシリンダバ
レル１の上面1aの上部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26は側面1bに形成した略Ｖ形の案内溝27の上側斜面27
a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の中心側に向いて下向きに傾斜し
た斜面に形成してあり、その傾斜角度は、スリット３を
上向きにしたときの水平方向に対してほぼ30度に設定さ
れている。なお、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適宜変更しても良い。

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に連結してあるマウント
である。そのマウント34において、35はマウント本体
で、断面略コ字形に形成され、シリンダバレル１の上部
を覆うように位置されている。そのマウント本体35にお
いて、36はシリンダバレル１の上方に位置されているマ
ウント基部で、上面には被移動体を取付ける為の取付ね
じ孔81が設けられている。マウント基部36の下面には凹
溝37が形成され、その凹溝37に外部体18が嵌め込まれて
いる。マウント基部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38
a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がピ
ストン移動方向の隙間より僅かに大きくなるようにして
ある。また、マウント本体35において、40、41はシリン
ダバレル１の側方に位置される一対の保持片で、マウン
ト基部36の両側部から下向きに一体に突設されている。
一方の保持片40は第３図に示すようにマウント基部36の
側面に階段上の切割溝36aを設けて薄肉の接続部40aを形
成することによって、左右方向へ弾性変形可能に構成さ
れている。なお、上記保持片40は第８図に示すようにマ
ウント本体35の内側から切り込みを入れて弾性変形可能
に構成しても良い。

次に、42はマウント基部36の下面に設けてある案内部
で、案内レール23に案内されるように一対配設されてい
る。その案内部42は、マウント本体35がアルミ材で構成
してあるときは、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。
なお、上記案内部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、案内部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。
44、45は保持片40、41に設けてある案内部で、夫々保持
片40、41の内側に形成した凹曲溝46に回動自在に嵌合し
てあるポリアセタール樹脂等のプラスチック材料から成
る案内体47によって構成されている。各案内体47の案内
面47aは、マウント基部36の側面に螺合してある複数の
調整ビス48を保持片40の当接部40bに当接させることに
よって案内レール26に夫々摺動自在に密接されている。
前記案内面47aと案内レール間の隙間は約0.05mm〜約0.1
mm程度に調節されている。案内体47、47はマウント本体
35の両端面に夫々取付ボルト49によって止着してある押
え板50、51の止部50a、51aによって抜止めされている。
前記案内部44、45は夫々ピストンパッキン15、15位置よ
り内側へ適当量Ｈ入り込んだ位置に配置されている。そ
の入り込み量Ｈは、例えばシリンダ孔径が25mmのときは
約15mm程度、シリンダ孔径が40mmのときは約20mm程度に
してあり、約10mm以上にすると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できて好ましい。

次に、52はマウント34の両端部に夫々備えさせてあるシ
ールバンドプレートで、マウント本体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は保持片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は第６図に示すように後述のストッパーを支持
する為の取付ブラケットで、シリンダバレル１の両端部
に夫々固定されている。その取付ブラケット57には軸線
方向の取付ねじ孔58が形成され、その取付ねじ孔58の雌
ねじ58aにねじ体から成るストッパー59の雄ねじ59aが螺
合されている。また取付ブラケット57には取付ねじ孔58
と一方の側面との間に切割溝60が形成され、その切割溝
60より上側の壁体57aが上下に弾性変形するようにして
ある。また取付ブラケット57の両端部には上下方向の挿
通孔61が夫々形成され、その一方の挿通孔61が前記切割
溝60を横切っている。両挿通孔61には夫々取付ボルト62
が挿通され、それらの取付ボルト62の先端部に締着体63
に設けたねじ孔63aが螺合されている。前記締着体63の
係合部63bは前記案内溝27の任意の位置に嵌合され、そ
の位置で取付ボルト62を締付けることによって係合部63
bが取付ブラケット57との間にシリンダバレル１の案内
溝27と上面1a間の張出部64を挟着固定すると共に、前記
取付ねじ孔58がストッパー59を挟着固定している。65は
切割溝60より上側の壁体57aに設けたねじ孔、66はその
ねじ孔65に螺合してある開放ビスで、その先端部を切割
溝60より下側の壁体57bに当接させることによって切割
溝60を拡大し得るようにしてある。

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１の移動に
よってマウント34も連結部16及び連結ピン38を介して移
動される。そのマウント34は案内部42、42がシリンダバ
レル１の案内レール23、23に、また案内部44、45がシリ
ンダバレル１の案内レール26、26に夫々軸線方向へ案内
され、マウント34は軸線方向へまっすぐ安定移動され
る。上記の場合、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5kg f/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、前記マウント34の両側の案内部
44、45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案内レー
ル26、26が案内体47の案内面47aに圧接するのを阻止で
きる。また上記のようにマウント34が移動される場合、
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
に配置した使用状態において、マウント34の上面に下向
きの大きな荷重が作用すると、その荷重は案内部42、42
がシリンダバレル１の案内レール23、23に案内されるこ
とによってその案内レール23、23で支持される。その案
内レール23、23の上面25aはスリット幅方向と平行に形
成してあるので、その案内レール23、23は前記荷重を案
内部42、42を介して略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。従って、シリンダバレル
１の両側壁には前記荷重が略上下方向の圧縮力としての
み作用し、スリット幅方向の曲応力がほとんど作用せ
ず、両側壁のスリット幅方向への変形量が極めて小さく
なる。その結果、前記マウント34の上面に作用する荷重
の大きさを相当大きくしても、案内レール26、26が案内
部44、45に強く圧接するのを阻止できてマウント34を円
滑に移動させることができる。また、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、左側の案内部44が案内レール26を押す
と共に右側の案内部42が案内レール23を押す。左側の案
内部44が案内レール26を押すと、その案内レール26とし
ての上側斜面27aがスリット幅方向（スリット３を上向
きにしたときの水平方向）に対してほぼ30度に形成して
あるので、案内レール26は案内部44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
た右側の案内部42が案内レール23を押すと、その案内レ
ール23の上面25aがスリット幅方向と平行に形成してあ
るので、案内レール23は案内部42の力を下方向（スリッ
ト幅方向に対して直角な方向）の力によって受止め、右
側の側壁はスリット幅方向の曲応力をほとんど受けず、
内側へ変形することはない。右側の側壁は外方向への僅
かな曲応力を受けて外側へ僅かに変形する。従って、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、案内レール26、26が案内部44、45に強く圧接するの
を阻止できてマウント34を円滑に移動させることができ
る。なお、マウント34に第３図において左方向の横曲げ
モーメントが作用したときにも前記と同様のことが言え
る。

次に、マウント34の停止位置即ち移動ストロークを大き
く変更したい場合には、取付ボルト62を緩めて締着体63
による張出部64の挟着を解除し、その状態で取付ブラケ
ット57を軸線方向へ移動させて締着体63を案内溝27の所
望の位置に移動させ、その位置で再び取付ボルト62を締
付けて取付ブラケット57をシリンダバレル１に固定す
る。また前記マウント34の停止位置即ち移動ストローク
を僅かに変更したい場合には、取付ボルト62を緩めた状
態で開放ビス66を締付けることによってその開放ビス66
の先端部を切割溝60より下側の壁体57bに当接させ、こ
れにより切割溝60を拡大して取付ねじ孔58の雌ねじ58a
と雄ねじ59aとの食いつきを解除する。その後ストッパ
ー59を回動させて取付ねじ孔58との螺合位置を変更し、
その状態で再び開放ビス66を緩めると共に取付ボルト62
を締付けてストッパー59を挟着固定する。

第８図は本願の異なる例を示すもので、シリンダバレル
1eの側方に張出部90、90を一体に設け、それらの張出部
90、90の上面に案内レール23e、23eを設け、その案内レ
ール23e、23eに案内される案内部44、45をマウント34e
の保持片40e、41eに設けたものである。なお、前記実施
例と同じ部分には同一の符号にアルファベットのｅを付
して重複説明を省略した。次の実施例についても同様に
アルファベットのｆを付して重複説明を省略する。

第９図はシリンダバレル1fの下面に案内レール26fを設
け、その案内レール26fに案内される案内部44f、45fを
マウント34fに設けたものである。

なお本願にあっては、シリンダバレルの側面にのみ案内
レールを設けたものであっても良い。

発明の効果 以上のように本発明にあっては、シリンダバレルにスリ
ットの両側に案内レールを夫々設け、マウントに前記案
内レールに案内される案内部を夫々設け、しかもそれら
の案内部が前記ピストンパッキンの内側に収まっている
ので、シリンダバレル内に空気圧を作用させてピストン
を移動させる場合、シリンダバレルの両側壁が外側へ変
形しても案内レールがマウントの案内部に強く圧接する
のを防止できてマウントを円滑に案内移動させることが
できる。またマウントの案内部を前記ピストンパッキン
の内側に収めることで良いので、極めて簡易な構成で安
価に実施できる利点がある。

【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、第８図、第９図は異なる
実施例を示す断面図である。 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、15……ピストンパッキ
ン、16……連結部、26……案内レール、34……マウン
ト、44、45……案内部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【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、軸線方向両端部にピストンパッキンを有するピ
   ストンを軸線方向移動自在に嵌装し、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、シリンダバレルのスリットに対して、
   その幅方向両側には、軸線と平行な案内レールを設け、
   前記マウントには、前記案内レールに案内される案内部
   を設けて成るロッドレスシリンダにおいて、マウントに
   は上記案内部を、軸線方向において前記ピストン両端部
   のピストンパッキンの内側に収まる位置に設けたことを
   特徴とするロッドレスシリンダ。