JPH0921403A

JPH0921403A - 流体圧アクチュエータ

Info

Publication number: JPH0921403A
Application number: JP32897295A
Authority: JP
Inventors: Norbert Giesen; ギーセンノルベルト; Werner Huebl; ヒューブルヴェルネル; Laake Norbert Te; テラーケノルベルト
Original assignee: IMI Norgren GmbH
Current assignee: Norgren GmbH
Priority date: 1994-12-17
Filing date: 1995-12-18
Publication date: 1997-01-21
Also published as: GB9426059D0; DE19546356A1

Abstract

(57)【要約】【課題】流体圧アクチュエータのストロークを長くす
る。【解決手段】ベルト８の一方の送りを棒状の空気圧シ
リンダ２のピストンロッド５の外端に連動装置11、12に
よって結合し、他方の送りをシリンダ２を摺動可能に支
持する取付装置６に結合する。ピストンロッド５とシリ
ンダ２は取付装置６と固定構造に対して同一方向に各自
同じ距離だけ動き、これにより実質的にピストンロッド
５はアクチュエータ本体１に対して動く距離の２倍のス
トロークを有することになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はリニアアクチュエー
タに関するものであり、特に詳しくは、細長いシリンダ
本体から形成され、該シリンダ本体内部でピストンロッ
ドに結合したピストンが長手方向に往復運動できる空気
圧等の流体による従来型のシリンダに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】そのようなシリンダはすでに多種の分野
で使用されている。それらのシリンダのインストローク
とアウトストロークの長さはシリンダ本体の長さに左右
され、シリンダ本体の長さにほぼ等しいものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各スト
ロークの長さを増加させることが望ましい場合もある。
そこで、本発明はシリンダーの各ストローク長を長くし
たリニアアクチュエータを提供することを目的とするも
のである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明のリニアアクチュ
エータは、長手方向に延びる口径を内部に有する細長い
シリンダ本体と、前記口径に配置され、該口径中で長手
方向に往復運動可能のピストンと、前記ピストンに結合
され、前記口径中で長手方向に延び、前記シリンダ本体
の一端をシールするように前記シリンダ本体から突出し
たピストンロッドとを備えたアクチュエータにおいて、
前記シリンダ本体の長手方向に延び、前記シリンダ本体
の両端あるいはその近傍に固定された支持手段によって
該支持手段を通過するように支持されたエンドレスのフ
レキシブル駆動段と、前記ピストンロッドを前記駆動手
段に結合する第一結合手段と、前記駆動手段を前記シリ
ンダ本体が摺動可能に支持し、固定構造物に固定される
ようになされたマウント手段に結合する第二結合手段と
をさらに備え、これにより、前記ピストンのいずれかの
側へ流体を加えた時、前記ピストンの線形な動きが、該
ピストンの動きに対応する前記フレキシブル駆動手段の
線形な動きを引き起こし、さらに、それによって前記マ
ウント手段に対して前記ピストンの動きと同一方向に、
該ピストンの動きに対応する前記シリンダ本体の線形な
動きを引き起こすようにしたことを特徴とするものであ
る。

【０００５】したがって、本発明のアクチュエータにお
いては、ピストンは固定した支持手段に関して効果的に
ストローク長を長くするものである。すなわち、そのス
トローク長はアクチュエータ本体の２倍のストローク
長、すなわち「通常の」ストローク長の２倍となる。

【０００６】本発明のアクチュエータは基本的に従来の
空気圧等による棒状の流体圧シリンダを包含するもので
あるが、シリンダは上述の方法で改良されたものであ
る。これらの改良の具体的な態様は以下の通りである。

【０００７】フレキシブル駆動手段は好ましくはベルト
（あるいはバンド）で構成されるが、例えばケーブル
や、スプロケットチェーンから成っていてもよい。フレ
キシブル駆動手段の支持手段は該フレキシブル駆動手段
に応じて選択される。このようにして、例えば、フレキ
シブル駆動手段がベルトの場合、支持手段は、固定され
た、あるいは好ましくは回転できるローラから成り、該
ローラを駆動手段が通る。駆動手段がケーブルの場合、
支持手段として滑車を用いるのがよく、スプロケットチ
ェーンの場合はスプロケットウィールを用いる。好まし
い実施の形態においては、全体構造に安定性を備えるた
めに、一対のフレキシブル駆動手段は間隔をおいて、平
行に、また、本体の両側にアクチュエータの長手方向に
延びて配置されている。もちろん、その場合、フレキシ
ブル駆動手段はアクチュエータ本体の両端に取り付けら
れた一対のローラのような支持手段によって支持され
る。

【０００８】いかなる場合でも、フレキシブル駆動手段
は基本的に２つの平行な送りを有し、一つは、ピストン
ロッドに結合され、他方はマウント手段に結合されてい
る。第一結合手段はピストンロッドに対して駆動手段を
結合するものであり、好ましくは、一つ、あるいは一対
の結合したロッド、あるいはアクチュエータ本体の長手
方向に延びる棒からなり、一端で、横方向連動装置によ
ってピストンロッドに結合され、他端でフレキシブル駆
動手段に結合されている。

【０００９】第２結合手段によってフレキシブル駆動手
段が結合されているマウント手段は、完全なアクチュエ
ータのために固定されたマウントベアリングを備えてい
る。そのように、フレキシブル駆動手段とマウント手段
との間の結合は方向的に安定である必要がある。これは
いかなる手段によって達成してもよい。

【００１０】本発明のアクチュエータの作動はピストン
の一方の側に流体圧、例えば圧縮空気を加えることによ
り従来の方法において行われる。アクチュエータはピス
トンが完全にひっこんだ位置とピストンが完全に延びア
クチュエータ本体がマウント手段に対して、ピストンの
動きと同一方向にほぼ等しい距離だけ動いた位置の間で
往復運動をする。それによって、上述のように、ピスト
ンのストロークはその「通常の」ストローク、すなわち
アクチュエータ本体に関して動く距離の２倍となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】さて、本発明の一実施の形態をよ
り詳細に図面を参照して説明する。

【００１２】図１の（ａ）−（ｃ）を参照すると、アク
チュエータ１は、内部に長手方向の口径（図示せず）を
持つ細長いシリンダ本体２を有している。シリンダ本体
２は例えばスチールやアルミニウム製等である。

【００１３】前記口径は端のキャップ３、４によってそ
の両端でシールされている。前記キャップ３、４はそれ
ぞれ口径から出入りする送出や排出圧搾空気の出入口／
通路（図示せず）を包含するものである。

【００１４】ピストン（図示せず）は口径中で摺動でき
るように取り付けられており、そのピストンはピストン
ロッド５に固着されている。ピストンロッド５は口径中
の軸方向に延び、端のキャップ３から突出して端をシー
ルしている。

【００１５】当然ながら、既に述べた特徴は「空気圧シ
リンダ」として通常参照される従来型の棒状空気圧アク
チュエータで既に用いられている。しかしながら、本ア
クチュエータ１は固定構造物（図示せず）上に、例えば
アクチュエータ１を導入した機械の一部に、それを摺動
できるように取り付けるための手段６を備えたものであ
る。

【００１６】図１（ａ）−１（ｃ）において、手段６が
概略的にプレートとして図示されている。プレートは固
定構造物にボルトか他の何らかの方法で固定され、その
なかに形成された口径中で端キャップ３、４に、しっか
りと固定されたガイドロッド７を摺動できるように収容
する。

【００１７】さらに、アクチュエータ１はエンドレスの
ベルト８を含む。そのベルト８は端のキャップ３、４に
取り付けられた回転できるローラ９、１０によって支持
されている。ベルト８の上部送りは取付板６に固定さ
れ、一方、下部送りは駆動ロッド11の一端に固定されて
いる。駆動ロッド11の他方の端は横送り部材12によって
ピストンロッド５の外端に堅く固定されている。

【００１８】特に、図１（ａ）を参照とする。図１
（ａ）は十分に引っ込んだ位置にある時のアクチュエー
タ１を示す。すなわち、ピストン／ピストンロッド５が
インストロークの端にある状態である。効果的な指向性
コントロールバルブと端キャップ４を介してピストンの
右側へ圧縮空気が満たされると同時に、ピストンはアウ
トストロークを開始する。同時に駆動ロッド11と横送り
部材12によって生じたピストンロッド５とベルト８間の
連動によってベルト８がピストンと同じ速度で時計回り
の方向に動く。しかしながら、ベルト８は取付板６に固
定されているので、シリンダ本体２自体はやむおえず同
じ方向（図左方向）に、同じ速度で動く。ピストン／ピ
ストンロッド５と同様に、ガイドロッド７は取付板６に
形成された口径に沿って同時に摺動する。

【００１９】図１（ｂ）はピストンロッド５とシリンダ
本体２によって達せられた中間位置を示し、図１（ｃ）
はアウトストロークの端での位置を示す。そのような動
きの反転、すなわち、ピストンロッド５のインストロー
クが指向性コントロールバルブの切り替えによっておこ
る。それによって、圧縮空気が端キャップ３を経てピス
トンの左側に供給される。そこでピストンロッド５とシ
リンダ本体２は図１（ｂ）に示された位置を経て、結局
は図１（ａ）に示される位置に戻る。このようにして、
アクチュエータのアウトストロークの間、シリンダ本体
２は図１（ａ）から（ｃ）に示されているように距離Ｘ
で左方向へ動く。ここで、Ｘはピストンロッド５のスト
ロークの長さであり、図１ａに示された引っ込んだ位置
に対して、ピストンロッドの外端は２Ｘの距離動く。シ
リンダ本体２とピストンロッド５はインストロークの
間、同じ距離で右側に動く。

【００２０】明確にするために、図１（ｂ）、（ｃ）で
は参照の数字を省略した。

【００２１】図２は本発明によるアクチュエータの一形
態の詳細な断面を示す。

【００２２】図２、３、および４において、図１（ａ）
−（ｃ）の部分に相当する部分は同じ参照数字を用いて
いる。

【００２３】図２、３、４（ａ）、４（ｂ）に示された
構造において、一対のフレキシブル駆動ベルト８’と
８”を備えることによって安定性が強調される。ベルト
８’、８”の各々はシリンダ本体２の両端に接して取り
付けられた回転できるローラの一対によってそれぞれ支
持されている。図２では、それぞれの組み合わせのうち
９’と９”のローラのみが図示され、図３では、ローラ
９”に連動した他方のローラ10”が図示される。ローラ
９’と９”はそれぞれ軸14、14’に回転できるように取
り付けられている。該軸14、14’はそれぞれ押出枠16に
取り付けられており、該押出枠16はほぼ全構造を囲む役
目をなし、シリンダ本体２に固定されているものであ
る。

【００２４】ベルト８’、８”の上部送りはそれぞれ結
合部材によって駆動ロッド11’、11”に固定されてい
る。該結合部材の一つが図３の15で示されている。駆動
ロッド11’、11”はそれぞれ枠16によって囲まれてい
る。駆動ロッド11’、11”の外端は、一緒に、プレート
12によってピストンロッド５の外端と堅く固定されてい
る。

【００２５】ベルト８’、８”の下部送りは適当な結合
部材によって取付板６に結合されている。取付板６にベ
ルト８”を結合している部材は図３の17で示されてい
る。

【００２６】アクチュエータの操作中、取付板６（これ
は、用途上は図３において18で示されている固定構造物
に固定されている）に対する枠16／本体２の線形な動き
はＵ型のヨーク部材７ａを含むベアリングによって容易
になる。該ヨーク部材７ａはボルト７ｂによって枠16の
下側に固定されており、ボールベアリング（図示せず）
を介して、取付板６に形成された溝に固定されたベアリ
ングプレート７ｃに噛み合わせている。

【００２７】一方、図２から４中で図示されているアク
チュエータは詳細に表しているため、図１（ａ）から
（ｃ）での概略図で示されているアクチュエータとはい
くらか異なる。図４（ａ）と（ｂ）から明らかなよう
に、基本的に同様に操作するものである。

【００２８】従来の空気圧あるいは水圧シリンダにおい
てと同様に本発明のアクチュエータは内部部材、すなわ
ち、その動きを制御するブレーキ部、ストローク制限部
および／または位置探知部を備えるので、これらのあり
得る性質は従来技術において明らかである。

【００２９】最後に、端キャップ３、４を経由して圧縮
空気を供給／排出するというのは一般的であり、例え
ば、取付板６、ベルト８（８’、８”）、および連動部
材11（11’、11”）と12を経て供給／排出してもよく、
そのため、適当な流体を流す通路が種々の部材に形成さ
れていてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアクチュエータの移動状態を示す概略
側面図

【図２】本発明アクチュエータの一実施形態を示す断面
図

【図３】図２のアクチュエータの側面図

【図４】図２と３のアクチュエータの平面図

【符号の説明】１アクチュエータ２シリンダ本体５ピストンロッド６取付部材８ベルト９、10 ローラ 11、12 連動部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ノルベルトテラーケドイツ連邦共和国 46499 ハンミンケルンスペルリングストラーセ 22アー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長手方向に延びる口径を内部に有する細
長いシリンダ本体と、前記口径に配置され、該口径中で長手方向に往復運動可
能のピストンと、前記ピストンに結合され、前記口径中で長手方向に延
び、前記シリンダ本体の一端をシールするように前記シ
リンダ本体から突出したピストンロッドとを備えた流体
圧アクチュエータにおいて、前記シリンダ本体の長手方向に延び、前記シリンダ本体
の両端あるいはその近傍に固定された支持手段によって
該支持手段を通過するように支持されたエンドレスのフ
レキシブル駆動手段と、前記ピストンロッドを前記駆動手段に結合する第一結合
手段と、前記駆動手段を前記シリンダ本体が摺動可能に支持し、
固定構造物に固定されるようになされたマウント手段に
結合する第二結合手段とをさらに備え、これにより、前記ピストンのいずれかの側へ流体を加え
た時、前記ピストンの線形な動きが、該ピストンの動き
に対応する前記フレキシブル駆動手段の線形な動きを引
き起こし、さらに、それによって前記マウント手段に対
して前記ピストンの動きと同一方向に、該ピストンの動
きに対応する前記シリンダ本体の線形な動きを引き起こ
すようにしたことを特徴とする流体圧アクチュエータ。
【請求項２】前記フレキシブル駆動手段が、少なくと
も一つのベルト、ケーブル、あるいはチェーンからなる
ことを特徴とする請求項１記載の流体圧アクチュエー
タ。
【請求項３】前記支持手段が、それぞれ回転できるロ
ーラ、滑車あるいは鎖歯車からなることを特徴とする請
求項２記載の流体圧アクチュエータ。
【請求項４】前記フレキシブル駆動手段を前記ピスト
ンロッドに結合させる前記第一結合手段が、アクチュエ
ータ本体の長手方向に延び、横方向の連動装置によって
一端で前記ピストンロッドに、他端で前記フレキシブル
駆動手段に結合されている少なくとも一つのロッド、あ
るいは類似のものからなることを特徴とする請求項１か
ら３いずれか記載の流体圧アクチュエータ。
【請求項５】前記一対のフレキシブル駆動手段が、互
いに距離をおいて配置され、アクチュエータ本体の長手
方向に沿って両端に延び、それぞれ一対の支持手段によ
ってアクチュエータ本体の両端で、あるいはその近傍で
支持され、それぞれ一対の第一結合手段によってピスト
ンロッドに結合され、一対の第二結合手段によってマウ
ント手段に結合されるものであることを特徴とする請求
項１から４いずれか記載の流体アクチュエータ。
【請求項６】前記マウント手段がアクチュエータ本体
と一体的な、あるいは本体に固定された補足的なベアリ
ング全表面と係合したベアリング表面を含む全体的にプ
レート状の部材からなることを特徴とする請求項１から
５いずれか記載の流体圧アクチュエータ。
【請求項７】長手方向に延びる口径を有する細長いシ
リンダ本体と、前記口径中に配置され、前記口径中を長手方向に往復運
動できるピストンと、前記ピストンに接続され、前記口径中に長手方向に延
び、前記シリンダ本体の一端を密封するように前記シリ
ンダ本体から突出したピストンロッドとを備え、さらに以下のものを含むことを特徴とする流体圧アクチ
ュエータ。ａ）互いに間隔をおいて配置され、シリンダ本体の長手
方向に沿って両端に延びている一対のエンドレスのフレ
キシブル駆動部材。ｂ）前記それぞれの駆動部材が通過できるように、該駆
動部材を支持する前記シリンダ本体の両端に固定された
二対の支持部材。ｃ）一端が前記フレキシブル駆動部材の上部送りに固定
されており、他端が前記ピストンロッドの外端に横送り
連動装置によって固定され、フレキシブル駆動部材のそ
れぞれの上部送りに沿って隣接して延びた一対のロッ
ド、あるいは類似のもの。ｄ）固定構造物に固定するようになされ、またベアリン
グ手段によってアクチュエータ本体に係合されたベアリ
ング手段を備え、それによってアクチュエータ本体がマ
ウント部材に対して線形に可動なマウント部材。ｅ）それぞれのフレキシブル駆動部材の下部送りをマウ
ント手段に結合する結合手段、それによって使用上、前
記ピストンの一方の側に対する流体への前記ピストンの
線形な動きが、前記マウント手段に対して前記ピストン
の動きと同一方向に、前記ピストンの動きに対応する前
記フレキシブル駆動手段と前記シリンダ本体との線形な
動きを引き起こすことを特徴とする流体圧アクチュエー
タ。
【請求項８】前記フレキシブル駆動部材がベルトであ
り、支持部材が回転できるローラを含むことを特徴とす
る請求項７記載の流体圧アクチュエータ。