JPH08100807A - リニアアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡単な構成によって廉価に製造することができ
るとともに、テーブルの移動精度が劣化することなく耐
久性の向上を図ることが可能なリニアアクチュエータを
提供すること。 【構成】リニアクチュエータ２０は、貫通孔４４を有す
るとともに、側面部を切り欠いて開口部３６が画成され
たシリンダチューブ２２と、前記シリンダチューブ２２
の軸線方向に沿って並設されるレール部材２６と、前記
レール部材２６に沿って往復動作するスライドテーブル
２８と、前記貫通孔４４に沿って一対のピストン５２
ａ、５２ｂおよびピストンロッド５４ａ、５４ｂを夫々
線対称に対向して配設することによって画成され、流体
出入ポート４２ａ、４２ｂに夫々連通する一対のシリン
ダ室５６ａ、５６ｂと、前記ピストンロッド５４ａ、５
４ｂの端面に面接触して挟持され、且つ前記スライドテ
ーブル２８と一体的に変位するジョイント部材３４とを
備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリンダチューブに画
成された一組の流体出入ポートから圧力流体を導入する
ことにより、スライドテーブルを往復動作させるリニア
アクチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ワーク等の搬送手段としてリ
ニアアクチュエータが用いられている。このリニアアク
チュエータは、シリンダチューブに沿って移動テーブル
を直線状に往復運動させることにより、前記移動テーブ
ルに載置されたワークを搬送することができる。

【０００３】従来技術に係るリニアアクチュエータとし
ては、例えば、実開平５−４２７１６号公報に開示され
た技術的思想がある。図６に示される流体圧シリンダ
は、シリンダ本体１と、前記シリンダ本体１の内部に水
平に且つ直列に並設された一対のシリンダ室２、３と、
前記シリンダ室２、３の間に設けられ、前記シリンダ室
２、３に連通し、前記シリンダ本体１の上面に開口し、
前記開口の長手方向を前記シリンダ室２、３が並んだ方
向と同一の方向に向けた長孔４と、前記シリンダ室２、
３に連通する一対の圧力供給ポート（図示せず）と、前
記シリンダ室２、３に往復動自在に挿入され、同時に同
一方向へ移動する一対のピストン５、６と、前記ピスト
ン５、６の間に非接着で線接触によって挟持され、中心
線を垂直に向けて配置され、前記長孔４内を前記ピスト
ン５、６にしたがって移動するロッド７と、前記シリン
ダ本体１の上方に配置され、前記ロッドに接続されたテ
ーブル１８と、前記テーブル１８に組み込まれた循環ボ
ールベアリング（図示せず）と、前記シリンダ本体１に
設けられ、前記循環ボールベアリングに係合する軌道溝
（図示せず）とから構成される。なお、図中、参照符号
８、９はエンドカバーを、参照符号１４、１５は圧力室
を夫々示している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術に係る流体圧シリンダでは、ピストン５、６が
往復動作するシリンダ室２、３をシリンダ本体１内に画
成された貫通孔によって形成している。この場合、前記
シリンダ本体１は循環ボールベアリングのガイド部材と
して機能するものであり、耐摩耗性の観点から該シリン
ダ本体１は高硬度の素材によって形成される必要があ
る。一般的には、鉄鋼を熱処理して高硬度を得ている。
このために、施される熱処理によってシリンダ室２、３
に歪みが生じ、熱処理した後、前記歪みを矯正するため
に研削加工が必要となる。この結果、製造作業が煩雑と
なり、製造コストが高騰するという不都合がある。

【０００５】また、前記流体圧シリンダでは、ピストン
５、６に対して非接着状態で線接触によって挟持された
ロッド７を介して該ピストン５、６の往復動作をテーブ
ル１８に伝達している。このため、例えば、ワーク等の
重量によってテーブル１８に荷重が付与された場合、前
記荷重は相互に直交するピストン５、６とロッド７との
結合部位に伝達される。その際、ロッド７はピストン
５、６に対し非接着状態で且つ線接触で挟持されている
だけであり、長時間の使用によって前記ピストン５、６
とロッド７との接触面が摩耗し、テーブル１８の移動精
度が劣化するという不都合がある。

【０００６】本発明は、前記の不都合を克服するために
なされたものであり、簡単な構成によって廉価に製造す
ることができるとともに、テーブルの移動精度が劣化す
ることなく耐久性の向上を図ることが可能なリニアアク
チュエータを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、シリンダチューブに画成された一対の
流体出入ポートから圧力流体を導入することにより、ス
ライドテーブルを往復動作させるリニアアクチュエータ
であって、軸線方向に沿って貫通する貫通孔を有すると
ともに、側面部を切り欠いて開口部が画成されたシリン
ダチューブと、前記シリンダチューブの軸線方向に沿っ
て並設され、該シリンダチューブと一体的に連結される
レール部材と、前記レール部材の軸線方向に沿って往復
動作するスライドテーブルと、前記貫通孔に沿って一対
のピストンおよびピストンロッドを夫々線対称に対向し
て配設することによって画成され、前記一対の流体出入
ポートに夫々連通する一対のシリンダ室と、前記開口部
を介してシリンダチューブの貫通孔内に臨み、対向して
配設される前記一対のピストンロッドの端面に面接触し
て挟持され、且つ前記スライドテーブルと一体的に変位
するジョイント部材と、を備えることを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記の本発明に係るリニアアクチュエータで
は、一方の流体出入ポートから導入された圧力流体がシ
リンダ室の一方に供給されてピストンを押圧する。前記
ピストンの押圧作用下に、一対のピストンロッド間に面
接触して挟持されたジョイント部材が押圧され、この押
圧力によってジョイント部材を変位させる。従って、開
口部を介して前記ジョイント部材に連結されたスライド
テーブルがレール部材の軸線方向に沿って変位する。

【０００９】また、他方の流体出入ポートから圧力流体
を導入し、他方のシリンダ室に圧力流体を供給すること
により、前記とは逆方向にスライドテーブルが変位す
る。このようにして、スライドテーブルを往復動作させ
ることができる。

【００１０】

【実施例】次に、本発明に係るリニアアクチュエータに
ついて好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら
以下詳細に説明する。

【００１１】図１は、本発明の実施例に係るリニアアク
チュエータの斜視図、図２は、図１の部分横断面図、図
３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った縦断面図、図４
は、図１の正面図、図５は、スライドテーブルの分解斜
視図である。

【００１２】このリニアアクチュエータ２０は、図１並
びに図２に示されるように、基本的には、長尺な直方体
状のシリンダチューブ２２と、前記シリンダチューブ２
２の膨出部２３（連結部）にねじ２４を介して連結固定
され、該シリンダチューブ２２の長手方向に沿って略平
行に並設されるレール部材２６とから構成される。前記
シリンダチューブ２２およびレール部材２６は夫々横方
向の側面部を介して並設され、略水平方向に沿って一体
的に連結することにより高さ方向を抑制することができ
るとともに、夫々の上面部が同一の高さで略面一となる
ように形成されている（図３参照）。前記レール部材２
６には、転動循環する複数のボールベアリング（後述す
る）を介して該レール部材２６の長手方向に沿って往復
動作するスライドテーブル２８が設けられている。な
お、前記膨出部２３の上面部には、夫々、スライドテー
ブル２８の変位量を微調整するための調整用ねじ３０が
設けられている。

【００１３】シリンダチューブ２２の上面部には、長手
方向に沿って図示しないセンサを取り付けるためのセン
サ取付用溝３２ａ、３２ｂが所定間隔離間して略平行に
二条画成されている。さらに、スライドテーブル２８側
に面するシリンダチューブ２２の側面部には、後述する
ジョイント部材３４がスライドテーブル２８と一体的に
変位するための開口部３６が切り欠いて形成され、前記
開口部３６にはジョイント部材３４の突出部３８をシリ
ンダチューブ２２内に臨ませる窓部４０が画成されてい
る（図２および図４参照）。前記開口部３６が設けられ
た反対側の側面部には、所定間隔離間して一組の流体出
入ポート４２ａ、４２ｂが画成されている。

【００１４】さらに、シリンダチューブ２２には、該シ
リンダチューブ２２の軸線方向に沿って貫通する貫通孔
４４が画成され、前記貫通孔４４の両端部はシールリン
グ４６が装着された一対の閉塞部材４８ａ、４８ｂで閉
塞されている。前記貫通孔４４には、スライドテーブル
２８の側面部にねじ５０（図３参照）を介して固定さ
れ、前記スライドテーブル２８と一体的に変位する略断
面Ｔ字状のジョイント部材３４の突出部３８が臨むよう
に形成されている。また、前記貫通孔４４には、該貫通
孔３４の軸線方向に沿って矢印ＸまたはＹ方向に摺動変
位する一対のピストン５２ａ、５２ｂと、前記ピストン
５２ａ、５２ｂに連結された一対のピストンロッド５４
ａ、５４ｂとが前記突出部３８に対して線対称に設けら
れている（図２参照）。この場合、前記閉塞部材４８
ａ、４８ｂとピストン５２ａ、５２ｂとによって貫通孔
４４が閉塞されることにより一対のシリンダ室５６ａ、
５６ｂが画成され、前記シリンダ室５６ａ、５６ｂはオ
リフィス５８ａ、５８ｂを介して流体出入ポート４２
ａ、４２ｂに夫々連通している。前記ピストン５２ａ、
５２ｂの外周面には、リング状のシール部材６０と、セ
ンサ取付用溝３２ａ、３２ｂに装着される図示しないセ
ンサによってスライドテーブル２８の移動位置を検出す
るための磁石６２とが夫々嵌着されている。なお、一対
のピストンロッド５４ａ、５４ｂは、前記ジョイント部
材３４の突出部３８に対して夫々非接着状態で面接触し
且つ挟持するように形成されている。

【００１５】スライドテーブル２８とレール部材２６と
の摺動部位には、該スライドテーブル２８を円滑に往復
動作させるための複数のボールベアリング６４が介装さ
れ、前記ボールベアリング６４はレール部材２６および
スライドテーブル２８の内壁面に夫々対向して画成され
た軌道溝６６ａ、６６ｂに沿って転動しながら、後述す
る循環穴６８を介して循環する（図３並びに図５参
照）。

【００１６】スライドテーブル２８は、図５に示される
ように、断面略コの字状に形成されたテーブルブロック
７０と、前記テーブルブロック７０の移動方向に沿った
両端部にねじ部材７２を介して装着される一対のエンド
カバー７４ａ、７４ｂおよびスクレーパ７６ａ、７６ｂ
とを有する。前記テーブルブロック７０の上面部の四隅
角部にはワーク取付用孔部７８が画成され、前記上面部
に直交する側面部にはジョイント部材３４を固定するた
めのねじ穴８０が画成されている。さらに、前記テーブ
ルブロック７０には移動方向に沿って貫通する一対の循
環穴６８が形成され、複数のボールベアリング６４が軌
道溝６６ａ、６６ｂに沿って転動するとともに前記循環
穴６８を介して循環する。前記テーブルブロック７０の
端面には、ボールベアリング６４が転動する際に前記軌
道溝６６ａ、６６ｂと循環穴６８とを媒介する一対のリ
ターンガイド８０ａ、８０ｂが設けられている。夫々の
エンドカバー７４ａ、７４ｂには一対の孔部８２が画成
され、前記一方の孔部８２には、スライドテーブル２８
の移動終端位置において調整用ねじ３０に当接し、移動
終端において発生する衝撃を緩和するダンパ部材８４が
嵌挿されている。

【００１７】本発明の実施例に係るリニアアクチュエー
タ２０は基本的には以上のように構成されるものであ
り、次にその動作並びに作用効果について説明する。

【００１８】先ず、図示しない流体圧供給源から圧力流
体を一方の流体出入ポート４２ａに導入する。この場
合、他方の流体出入ポート４２ｂは、図示しない切換弁
の操作下に大気開放状態にしておく。

【００１９】前記圧力流体は、流体出入ポート４２ａに
連通するオリフィス５８ａを介して一方のシリンダ室５
６ａ内に供給される（図２参照）。前記シリンダ室５６
ａに導入された圧力流体はピストン５２ａを押圧し、前
記ピストン５２ａは貫通孔４４に沿ってシリンダチュー
ブ２２の軸線方向に摺動変位する。この結果、スライド
テーブル２８は一対のピストンロッド５４ａ、５４ｂ間
に面接触状態で挟持されたジョイント部材３４を介して
矢印Ｘ方向に移動する。なお、この場合、他方のピスト
ン５２ｂと閉塞部材４８ｂとによって閉塞されたシリン
ダ室５６ｂ内の圧力流体は、オリフィス５８ｂによって
絞られた状態で流体出入ポート４２ｂから外部に導出さ
れる。従って、前記他方のピストン５２ｂは、ジョイン
ト部材３４と一体的に矢印Ｘ方向に摺動変位する。前記
矢印Ｘ方向に向かって移動するスライドテーブル２８
は、調整用ねじ３０の端部にダンパ部材８４が当接する
ことにより移動終端位置が規制され、一方、センサ取付
用溝３２ａ（３２ｂ）に装着された図示しないセンサは
磁石６２の磁気作用を検知することにより、スライドテ
ーブル２８の位置が検出される。

【００２０】前記とは逆方向（矢印Ｙ方向）にスライド
テーブル２８を移動させる場合には、他方の流体出入ポ
ート４２ｂに圧力流体を供給する。前記供給された圧力
流体はオリフィス５８ｂを介してシリンダ室５６ｂに導
入され、ピストン５２ｂを矢印Ｙ方向に押圧する。この
結果、スライドテーブル２８は一対のピストンロッド５
４ａ、５４ｂ間に非接着状態で挟持されたジョイント部
材３４を介して矢印Ｙ方向に移動する。なお、その他の
動作は前記と同様であるため、その詳細な説明を省略す
る。

【００２１】本実施例に係るリニアアクチュエータ２０
は、シリンダチューブ２２とレール部材２６とが横方向
に一体的に並設され且つ上面部が略面一に形成されてい
ることから、使用状況によって高さ方向が制限される場
合に好適に設置することができる。

【００２２】また、シリンダチューブ２２とレール部材
２６とを連結し、前記シリンダチューブ２２に画成され
た貫通孔４４内に、略同一形状に形成された一対のピス
トン５２ａ、５２ｂおよびピストンロッド５４ａ、５４
ｂをジョイント部材３４に対して線対称となるように組
み付けるだけでよく、簡便に製造することができること
から製造コストの低減化を図ることが可能となる。

【００２３】さらに、前記ジョイント部材３４はピスト
ンロッド５４ａ、５４ｂの端部に接着することなく、一
対のピストンロッド５４ａ、５４ｂの略円形状の平滑な
端面に面接触して挟持されている。このため、前記スラ
イドテーブル２８に荷重が付与された場合であっても、
前記荷重が伝達されるスライドテーブル２８とジョイン
ト部材３４の接触部位が強固に結合され、さらにジョイ
ント部材３４とピストンロッド５４ａ、５４ｂとの接触
面積が大きいことから、前記ジョイント部材３４とピス
トンロッド５４ａ、５４ｂとの接触面に摩耗が発生しな
い。この結果、スライドテーブル２８の移動精度を劣化
させることなく、しかも耐久性を向上させることができ
る。

【００２４】

【発明の効果】本発明に係るリニアアクチュエータによ
れば、以下の効果が得られる。

【００２５】すなわち、シリンダチューブとレール部材
とを一体的に連結するとともに、前記シリンダチューブ
に画成された貫通孔に沿ってピストンロッドが係着され
た一対のピストンを挿入し、さらに、前記一対のピスト
ンロッド間にジョイント部材を面接触して挟持するよう
に組み付けることにより簡便に製造することができ、製
造コストの低減化を図ることが可能となる。

【００２６】また、本発明に係るリニアアクチュエータ
では、ジョイント部材が一対のピストンロッド間に面接
触して挟持されている。このため、前記スライドテーブ
ルに荷重が付与された場合であっても、前記荷重が伝達
されるジョイント部材とピストンロッドとの接触部位が
強固に結合され、さらにジョイント部材とピストンロッ
ドとの接触面積が大きいことから、前記ジョイント部材
とピストンロッドとの接触面に摩耗が発生しない。この
結果、スライドテーブルの移動精度を劣化させることな
く、しかも耐久性を向上させることができる。

【００２７】さらに、本発明に係るリニアアクチュエー
タは、シリンダチューブとレール部材とが横方向に一体
的に並設され且つ上面部が略面一に形成されていること
から、使用状況によって高さ方向が制限される場合に好
適に設置することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るリニアアクチュエータの
斜視図である。

【図２】図１に示すリニアアクチュエータの部分横断面
図である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った縦断面図であ
る。

【図４】図１に示すリニアアクチュエータの正面図であ
る。

【図５】図１に示すリニアアクチュエータを構成するス
ライドテーブルの分解斜視図である。

【図６】従来技術に係る流体圧シリンダの断面図であ
る。

【符号の説明】

２０…リニアアクチュエータ ２２…シリンダ
チューブ ２６…レール部材 ２８…スライド
テーブル ３０…調整用ねじ ３２…センサ取
付用溝 ３４…ジョイント部材 ３６…開口部 ３８…突出部 ４０…窓部 ４２ａ、４２ｂ…流体出入ポート ４４…貫通孔 ５２ａ、５２ｂ…ピストン ５４ａ、５４ｂ
…ピストンロッド ５６ａ、５６ｂ…シリンダ室 ５８ａ、５８ｂ
…オリフィス ６４…ボールベアリング ６６ａ、６６ｂ
…軌道溝

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダチューブに画成された一組の流体
   出入ポートから圧力流体を導入することにより、スライ
   ドテーブルを往復動作させるリニアアクチュエータであ
   って、 軸線方向に沿って貫通する貫通孔を有するとともに、側
   面部を切り欠いて開口部が画成されたシリンダチューブ
   と、 前記シリンダチューブの軸線方向に沿って並設され、該
   シリンダチューブと一体的に連結されるレール部材と、 前記レール部材の軸線方向に沿って往復動作するスライ
   ドテーブルと、 前記貫通孔に沿って一対のピストンおよびピストンロッ
   ドを夫々線対称に対向して配設することによって画成さ
   れ、前記一組の流体出入ポートに夫々連通する一対のシ
   リンダ室と、 前記開口部を介してシリンダチューブの貫通孔内に臨
   み、対向して配設される前記一対のピストンロッドの端
   面に面接触して挟持され、且つ前記スライドテーブルと
   一体的に変位するジョイント部材と、 を備えることを特徴とするリニアアクチュエータ。
2. 【請求項２】請求項１記載のリニアアクチュエータにお
   いて、シリンダチューブの上面とレール部材の上面とが
   夫々略面一に形成されることを特徴とするリニアアクチ
   ュエータ。
3. 【請求項３】請求項１記載のリニアアクチュエータにお
   いて、シリンダチューブの上面部には、センサ取付用の
   長溝が長手方向に沿って画成されることを特徴とするリ
   ニアアクチュエータ。
4. 【請求項４】請求項１記載のリニアアクチュエータにお
   いて、シリンダチューブとレール部材との連結部には、
   変位量を調節する変位量調節手段を設けることを特徴と
   するリニアアクチュエータ。
5. 【請求項５】請求項１記載のリニアアクチュエータにお
   いて、スライドテーブルの長手方向に沿った端面には、
   移動終端の衝撃を緩和する緩衝手段を夫々設けることを
   特徴とするリニアアクチュエータ。
6. 【請求項６】請求項１記載のリニアアクチュエータにお
   いて、一対のピストンの夫々の外周面には、センサ検出
   用の磁石を装着することを特徴とするリニアアクチュエ
   ータ。