JPWO2013002064A1 - リニアアクチュエータ - Google Patents

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Abstract

本発明は、リニアアクチュエータに関するものであって、ガイド機構(16)を構成するガイドブロック(76)には、シリンダ本体(12)に臨む下面に一対のボール循環溝(80)が形成され、前記ボール循環溝(80)には複数のボール(58)が装填される。このガイドブロック(76)の両端面には、一対のカバーブロック(78a、78b)がそれぞれ装着され、アーム状に形成された一対のボールクリップ(82a、82b)がボール循環溝(80)に挿入されボール(58)を保持した状態で、前記カバーブロック(78a、78b)に係合される。また、カバーブロック(78a、78b)の端面には、一対のカバープレート(86a、86b)がそれぞれ装着され、該カバープレート(86a、86b)を保持するようにアーム状のカバークリップ(84a、84b)が装着される。これにより、カバープレート(86a、86b)、カバーブロック(78a、78b)及びガイドブロック(76)が一体的に連結される。

Description

本発明は、シリンダ本体の軸線方向に沿って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。
従来から、ワーク等の搬送手段として、例えば、圧力流体の供給作用下に流体圧シリンダ等のリニアアクチュエータが用いられている。本出願人は、特許第3795968号公報に開示されているように、シリンダ本体に沿ってスライドテーブルを直線状に往復運動させることにより、前記スライドテーブルに載置されたワークを搬送可能なリニアアクチュエータを提案している。上述したようなリニアアクチュエータでは、近年、構成の簡素化及び製造コストの削減が要請されている。
本発明の一般的な目的は、構成の簡素化を図ると共に、安価に製造することが可能なリニアアクチュエータを提供することにある。
本発明は、シリンダ本体の軸線方向に沿って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おいて、
前記シリンダ本体に取り付けられ、複数の転動体が循環する循環溝の形成されたガイドブロックと、前記ガイドブロックの端部に設けられるカバー部材とを有し、前記スライドテーブルを前記シリンダ本体の軸線方向に沿って案内するガイド機構と、
前記ガイドブロックに装着され、前記循環溝内に前記転動体を循環自在に保持すると共に、前記カバー部材を前記ガイドブロックに対して保持する保持手段と、
を備え、
前記循環溝は、前記ガイドブロックにおいて長手方向に沿って開口して形成されると共に、前記保持手段は、前記ガイドブロックに対して着脱自在に設けられることを特徴とする。
本発明によれば、リニアアクチュエータを構成するガイド機構は、ガイドブロックの長手方向に沿って開口した循環溝を備え、前記循環溝を循環する複数の転動体が保持手段によって保持される。この保持手段は、複数の転動体をガイドブロックの循環溝に対して循環自在に保持すると共に、前記ガイドブロックの端部に設けられるカバー部材を保持している。
従って、カバー部材を、例えば、ガイドブロックに対してボルト等で組み付ける場合と比較し、保持手段を用いることで簡便に組み付けることができると共に構成の簡素化を図ることができる。
また、ガイドブロックには、転動体の循環する貫通孔を設ける代わりに、長手方向に沿って開口した循環溝を形成しているため、該貫通孔を形成する場合と比較し、その加工工数及び加工コストの削減を図ることが可能となる。その結果、リニアアクチュエータにおける製造コストが削減され、安価に製造することができる。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るリニアアクチュエータの外観斜視図である。 図2は、図1に示すリニアアクチュエータの分解斜視図である。 図3は、図2のリニアアクチュエータを別の方向から見た分解斜視図である。 図4は、図1のリニアアクチュエータの全体縦断面図である。 図5は、図4のV−V線に沿った断面図である。 図6は、図4のVI−VI線に沿った断面図である。 図7は、図4のVII−VII線に沿った断面図である。 図8は、図1のリニアアクチュエータを構成するガイド機構の外観斜視図である。 図9は、図8のガイド機構を別の方向から見た外観斜視図である。 図10は、図8に示すガイド機構の分解斜視図である。 図11は、本発明の第2の実施の形態に係るリニアアクチュエータの外観斜視図である。 図12は、図11のXII−XII線に沿った断面図である。 図13は、本発明の第3の実施の形態に係るリニアアクチュエータの分解斜視図である。 図14は、図13のリニアアクチュエータを構成するガイド機構の外観斜視図である。 図15は、図14のガイド機構を別の方向から見た外観斜視図である。 図16は、図14に示すガイド機構の分解斜視図である。 図17は、図14のガイド機構に用いられるボールクリップの外観斜視図である。 図18は、図14のXVIII−XVIII線に沿った断面図である。 図19は、図13のリニアアクチュエータの長手方向と直交方向を示す縦断面図である。 図20は、変形例に係るボールクリップを示す外観斜視図である。
このリニアアクチュエータ10は、図1〜図7に示されるように、シリンダ本体12と、該シリンダ本体12の上部に設けられ、長手方向(矢印A、B方向)に沿って直線状に往復動作するスライドテーブル14と、前記シリンダ本体12とスライドテーブル14との間に介装され、前記スライドテーブル14を長手方向(矢印A、B方向)に沿って案内するガイド機構16と、前記スライドテーブル14の変位量を調整自在なストッパ機構18とを含む。
シリンダ本体12は、断面長方形状で長手方向(矢印A、B方向)に沿って所定長さで形成され、その上面には、略中央部に断面略円弧状に窪んだ凹部20が形成される(図2参照)。この凹部20は、長手方向(矢印A、B方向)に沿って延在すると共に、シリンダ本体12とガイド機構16とを連結する連結ボルト22の挿通される一組のボルト孔24が貫通している。
また、シリンダ本体12の一側面には、圧力流体の供給・排出される第1及び第2ポート26、28が該シリンダ本体12の長手方向(矢印A、B方向)と直交するように形成され、後述する一対の貫通孔30a、30bと連通している。さらに、シリンダ本体12の両側面には、長手方向(矢印A、B方向)に沿ってセンサ取付溝32a、32bがそれぞれ形成され、図示しないセンサが装着される。
シリンダ本体12の下面には、軸線上となる幅方向の中央部に一組のボルト孔24が形成され、下方より連結ボルト22が挿通される。そして、連結ボルト22は、その先端部が前記シリンダ本体12の上面より突出し、ガイド機構16のガイドブロック76に螺合されることによって互いに連結される。
一方、シリンダ本体12の内部には、長手方向(矢印A、B方向)に沿って貫通した一対の貫通孔30a、30bが形成され、一方の貫通孔30aと他方の貫通孔30bとは、所定間隔離間して略平行に並設されている。貫通孔30a、30bには、外周面にシールリング34及びマグネット36が装着されたピストン38と、前記ピストン38
に連結されたピストンロッド40とを含むシリンダ機構42がそれぞれ設けられる。このシリンダ機構42は、一対のピストン38及びピストンロッド40が一対の貫通孔30a、30bにそれぞれ内装され構成される。
貫通孔30a、30bの一端部は、図5に示されるように、キャップ44によって閉塞され、前記貫通孔30a、30bの他端部は、止め輪を介して保持されるロッドホルダ46によって気密に閉塞される。
さらに、一方の貫通孔30aは、第1及び第2ポート26、28とそれぞれ連通し、他方の貫通孔30bは、一方の貫通孔30aとの間に形成された一組の接続通路48を介して互いに連通している。すなわち、第1及び第2ポート26、28に供給された圧力流体は、一方の貫通孔30aへと導入された後、接続通路48を通じて他方の貫通孔30bにも導入される。この接続通路48は、貫通孔30a、30bの延在方向(矢印A、B方向)と直交するように形成されている。
スライドテーブル14は、テーブル本体50と、該テーブル本体50の他端部に連結されるエンドプレート52とを備え、前記エンドプレート52は、前記テーブル本体50に対して直交するように連結される。
テーブル本体50は、長手方向(矢印A、B方向)に沿って所定厚さで延在するベース部54と、該ベース部54の両側部から直交するように下方へと延在した一対のガイド壁56a、56bとからなる。そして、ガイド壁56a、56bの内面には、後述するガイド機構16のボール(転動体)58が案内される第1ボール案内溝60が形成される。この第1ボール案内溝60は、断面略半円状に窪んで形成される。
また、テーブル本体50の一端部には、一対のボルト62aによって後述するストッパ機構18のホルダ部64が固定される。また、テーブル本体50の他端部には、別の一対のボルト62bによってエンドプレート52が固定される。
ベース部54には、例えば、互いに所定間隔離間して配置された4個のワーク保持用孔部66が形成され、このワーク保持用孔部66は、例えば、スライドテーブル14に載置されたワーク(図示せず)を固定するために用いられる。
エンドプレート52は、テーブル本体50の他端部に固定され、シリンダ本体12の端面に臨むように設けられると共に、一組のロッド孔68に挿通されたピストンロッド40の端部がそれぞれ固定される。これにより、エンドプレート52を含むスライドテーブル14が、ピストンロッド40と共にシリンダ本体12の長手方向(矢印A、B方向)に沿って変位する。
また、エンドプレート52の略中央部には、ダンパ装着孔を介してダンパ70が装着される。このダンパ70は、例えば、ゴム等の弾性材料からなり、その端部がエンドプレート52の端面から突出し、スライドテーブル14の変位作用下に共に前記ダンパ70がシリンダ本体12の端面に当接する。
ストッパ機構18は、テーブル本体50における一端部の下面に設けられるホルダ部64と、前記ホルダ部64に対して螺合されるストッパボルト72と、前記ストッパボルト72の進退動作を規制するロックナット74とを有し、シリンダ本体12に設けられたガイド機構16の端面に臨むように設けられる。
ホルダ部64は、ブロック状に形成され、スライドテーブル14を構成するテーブル本体50のベース部54に対して2本のボルト62aで固定される。このホルダ部64の中心部には、ねじ孔を介してストッパボルト72に螺合される。
ストッパボルト72は、例えば、外周面にねじの刻設された軸状のスタッドボルトからなり、ホルダ部64のねじ孔に螺合され、ホルダ部64の端面から突出した部位にはロックナット74が螺合される。
そして、ストッパボルト72をホルダ部64に対して螺回させることにより、該ストッパボルト72が軸線方向(矢印A、B方向)に沿って変位し、ガイド機構16に接近・離間させると共に、ロックナット74を螺回することで前記ストッパボルト72の進退動作を規制する。
ガイド機構16は、図8〜図10に示されるように、幅広扁平状のガイドブロック76と、該ガイドブロック76の両端部に設けられる一対のカバーブロック(カバー部材)78a、78bと、前記ガイドブロック76の長手方向に沿って循環する複数のボール58と、前記ボール58を前記ガイドブロック76のボール循環溝80に保持する一対のボールクリップ(保持部材)82a、82bとを含む。また、ガイド機構16は、前記カバーブロック78a、78bを前記ガイドブロック76に対して保持する一対のカバークリップ(別の保持部材)84a、84bと、前記カバーブロック78a、78bに装着される二対のカバープレート86a、86bとを含む。
ガイドブロック76は、例えば、ステンレスや炭素鋼等の金属製材料から形成され、その両側面に長手方向(矢印A、B方向)に沿って第2ボール案内溝88が形成されると共に、その下面にはボール58の装填される一対のボール循環溝80が長手方向(矢印A、B方向)に沿って形成される。すなわち、第2ボール案内溝88とボール循環溝80とが略平行に形成される。なお、第2ボール案内溝88は、第1ボール案内溝60と同様に断面半円状に形成される。
そして、ガイド機構16の上部にスライドテーブル14が配置された際、第2ボール案内溝88は、第1ボール案内溝60と対向する位置に形成され、ボール循環溝80はシリンダ本体12の上面に臨むように形成される。
また、ガイドブロック76の上面には、その中央部に長手方向に沿って延在し、上方へと膨出した突部90が形成される。この突部90は、上方に向かって若干だけ幅狭となる断面台形状に形成される。
カバーブロック78a、78bは、例えば、ナイロン等の樹脂製材料からなり、本体部92と、該本体部92の幅方向略中央で切り欠かれた切欠部94とを有している。
本体部92は、切欠部94を中心として幅方向左右に2分割して形成されると共に、ガイドブロック76に当接する一端面が平面状に形成され、該一端面と反対側となる他端面が段付状に形成される。
また、本体部92の幅方向略中央には、下方に向かって断面円弧状に膨出した円弧部96が形成され、前記円弧部96は、ガイド機構16がシリンダ本体12の上部に連結された際、凹部20に挿入される。
さらに、本体部92は、ガイドブロック76の端面に当接した際、ボール循環溝80の端部を閉塞すると共に、切欠部94は、カバーブロック78a、78bの一端面から他端面まで貫通しているため、前記ガイドブロック76の端面が前記切欠部94を介して露呈している。そして、スライドテーブル14の変位作用下にガイドブロック76の端面に対してストッパ機構18のストッパボルト72が当接することにより、スライドテーブル14の変位が規制される。
また、本体部92の一端面には、ボール58の循環方向を反転させる一組のリターンガイド98が装着孔100を介してそれぞれ設けられる。このリターンガイド98は、断面半円状に形成され外周面にボール58の転動する溝状のガイド部102を備える。そして、リターンガイド98の装着されたカバーブロック78a、78bがガイドブロック76の両端面に装着された際、前記リターンガイド98の一端部がボール循環溝80に接続され、他端部が第2ボール案内溝88に接続される。
すなわち、リターンガイド98によってボール循環溝80と第2ボール案内溝88とが連続的に接続され、ボール58は、前記リターンガイド98においてボール循環溝80からガイド部102を介して第1及び第2ボール案内溝60、88へと180°方向変換して連続的に転動する。
一方、本体部92の他側面には、切欠部94を中心として一対の保持穴104a、104bが互いに等間隔離間して形成されると共に、該保持穴104a、104bに対して幅方向外側には、長手方向に突出した位置決めピン106a、106bがそれぞれ形成される。この保持穴104a、104bは、前記本体部92の一端面側に向かって所定深さで形成される。
また、本体部92の他端面は、位置決めピン106a、106bを有する部位が、保持穴104a、104bの形成される部位に対して一端面から離間する方向に突出して形成される。
すなわち、本体部92の他端面は、切欠部94に隣接した中央部近傍に対して幅方向外側が一端面から離間する方向に所定高さだけ突出した段付状に形成される。
さらに、本体部92には、保持穴104a、104bの側部にボールクリップ82a、82bの一部が挿入されるクリップ溝108が形成される。このクリップ溝108は、本体部92の他端面から下面に連続するように断面略L字状に形成され、その一端部がボール循環溝80に連通し、他端部には、本体部92の一端面側に向かって窪んだクリップ穴(図示せず)が形成される。なお、クリップ溝108は、後述するボールクリップ82a、82bの太さに対応した幅寸法で形成される。
ボールクリップ82a、82bは、例えば、ステンレス等の金属製材料から形成された線材からなり、一直線上に形成された第1直線部112と、該第1直線部112の両端部に形成された一対の第1折曲部114a、114bとを備える。この第1折曲部114a、114bは、第1直線部112に対して略直交するように形成される。なお、一方の第1折曲部114aと他方の第1折曲部114bとは、第1直線部112に対して同一方向に折曲され、且つ、互いに略平行となるように形成される。
また、第1折曲部114a、114bの端部には、該端部からさらに略直角に折曲して互いに接近する方向に延在した係合部116がそれぞれ形成される。この係合部116は、第1直線部112と略平行に形成され、第1折曲部114a、114bに対して所定長さで形成される。
さらに、ボールクリップ82a、82bは、一方の第1折曲部114aと他方の第1折曲部114bとの長手方向(矢印A、B方向)に沿った離間距離が、一対のカバーブロック78a、78bとガイドブロック76との長手方向(矢印A、B方向)に沿った長さと略同等若しくは若干だけ小さくなるように形成される。
そして、ボールクリップ82a、82bは、第1直線部112がガイドブロック76の下面側となるように装着され、ボール循環溝80の内部に挿入される。詳細には、第1直線部112は、ボール循環溝80においてガイドブロック76の中心側、且つ、該ガイドブロック76の下面に近接した部位に配置される(図7参照)。
すなわち、この第1直線部112が、ボール循環溝80においてボール58の外周面に当接することによって該ボール58が保持され、前記ボール58は、前記ボール循環溝80から離間する方向への脱落が防止された状態で該ボール循環溝80に保持される。
換言すれば、第1直線部112は、ボール循環溝80において複数のボール58をガイドブロック76の長手方向(矢印A、B方向)に沿って循環自在にガイドしている。
また、ボールクリップ82a、82bは、ガイドブロック76の両端面に一対のカバーブロック78a、78bがそれぞれ設けられた状態で、第1直線部112の両端部及び第1折曲部114a、114bが前記カバーブロック78a、78bのクリップ溝108に挿入されると共に、係合部116がクリップ穴にそれぞれ挿入される。これにより、ボールクリップ82a、82bが、ガイドブロック76及びカバーブロック78a、78bに対して保持されると同時に、一対のカバーブロック78a、78bが、ボールクリップ82a、82bによって前記ガイドブロック76を挟んで互いに引っ張られる方向に付勢されるため、前記ガイドブロック76に当接した状態で保持される。
すなわち、ボールクリップ82a、82bは、複数のボール58をガイドブロック76に対して保持する機能と、該ガイドブロック76の両端部に対して一対のカバーブロック78a、78bを保持する機能とを兼ね備えている。
カバークリップ84a、84bは、例えば、ステンレス等の金属製材料から形成された線材からなり、一直線上に形成された第2直線部118と、該第2直線部118の両端部に形成された一対の第2折曲部120a、120bとからなる。なお、カバークリップ84a、84bは、例えば、ボールクリップ82a、82bより太い線材で形成される。
この第2折曲部120a、120bは、第2直線部118に対して略直交するように形成されると共に、その端部近傍には前記第2直線部118の延在方向(矢印A、B方向)に膨出した膨出部122を備える。なお、一方の第2折曲部120aと他方の第2折曲部120bとは、第2直線部118に対して同一方向に折曲され、互いに略平行となるように形成される。
膨出部122は、例えば、断面円弧状に形成され、一方の第2折曲部120aにおける膨出部122と他方の第2折曲部120bにおける膨出部122とが互いに接近する方向に膨出している。
また、カバークリップ84a、84bは、一方の第2折曲部120aと他方の第2折曲部120bとの長手方向(矢印A、B方向)に沿った離間距離が、一対のカバーブロック78a、78bとガイドブロック76との長手方向に沿った長さと略同等若しくは若干だけ小さくなるように形成される。
カバープレート86a、86bは、例えば、金属製材料からなるプレートをプレス成形することによって形成され、一方及び他方のカバーブロック78a、78bにおける本体部92の他側面に対してそれぞれ一対ずつ装着される。
このカバープレート86a、86bは、カバーブロック78a、78bの他側面に対応した段付状に形成され、その一端部に形成され保持穴104a、104bに挿入される挿入部124と、該挿入部124に対してカバープレート86a、86bの幅方向外側となる他端部に形成されたピン孔126とを備える。
挿入部124は、カバープレート86a、86bの厚さ方向において一側面側に半球状に突出し、他側面側となる内部が凹状に窪んで形成される。
そして、カバープレート86a、86bは、カバーブロック78a、78bに装着される際、該カバープレート86a、86bを前記カバーブロック78a、78bの他端面に当接させ、ピン孔126に位置決めピン106a、106bを挿入すると共に、挿入部124を保持穴104a、104bに挿入する。これにより、一対のカバープレート86a、86bが、ガイドブロック76の他端面に対して位置決めされた状態で装着される。
また、ガイドブロック76の両端面に一対のカバーブロック78a、78bが装着された状態で、前記ガイドブロック76の上方側から装着する。この際、カバークリップ84a、84bの第2直線部118が、ガイドブロック76の上面に当接し、且つ、突部90に接するように配置されると共に、膨出部122が挿入部124の他側面側となる窪みにそれぞれ挿入され係合される。
これにより、カバープレート86a、86bがカバーブロック78a、78bに当接し、該カバーブロック78a、78bがガイドブロック76の端面に当接した状態で、前記カバープレート86a、86b、カバーブロック78a、78b及びガイドブロック76が、一対のカバークリップ84a、84bによって長手方向(矢印A、B方向)に相対変位することがないように保持される。換言すれば、カバークリップ84a、84bは、カバープレート86a、86b、カバーブロック78a、78b及びガイドブロック76を、前記ガイドブロック76の長手方向(矢印A、B方向)に連接させた状態で保持する。
この際、カバークリップ84a、84bは、その第2直線部118がガイドブロック76の上方に露呈するように配置され、一方、ボールクリップ82a、82bは、その第1直線部112が前記ガイドブロック76の下方に露呈するように配置される。
本発明の第1の実施の形態に係るリニアアクチュエータ10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に前記リニアアクチュエータ10を構成するガイド機構16の組み付けについて説明する。
先ず、図10に示される状態から、ガイドブロック76のボール循環溝80及び第2ボール案内溝88に複数のボール58を装填した後、前記ガイドブロック76の両端面にそれぞれカバーブロック78a、78bを当接させる。なお、この場合、第2ボール案内溝88に装填されたボール58は、図示しない治具等によってガイドブロック76から脱落することがないように保持される。
次に、一対のボールクリップ82a、82bをガイドブロック76に対して接近させ、その第1直線部112をそれぞれ一対のボール循環溝80内に挿入して配置した後、第1折曲部114a、114bをクリップ溝108に挿入すると共に係合部116をクリップ孔にそれぞれ挿入する。これにより、ボール循環溝80において複数のボール58がボールクリップ82a、82bの第1直線部112によって保持され、前記ボール58が開口したボール循環溝80から脱落することがない。
また、一対のカバーブロック78a、78bは、一対のボールクリップ82a、82bの係合部116がクリップ孔に係合され、且つ、第1折曲部114a、114bがクリップ溝108に挿入されることで、それぞれガイドブロック76側に向かって押圧される。そのため、カバーブロック78a、78bが、ボールクリップ82a、82bによってガイドブロック76の両端面に対して保持される。換言すれば、一方のカバーブロック78aと他方のカバーブロック78bとが、ボールクリップ82a、82bによって互いに接近する方向へと引張される。
最後に、一対のカバーブロック78a、78bに対してそれぞれカバープレート86a、86bを装着する。この場合、先ず、カバープレート86a、86bの挿入部124をカバーブロック78a、78bの保持穴104a、104bに挿入し、ピン孔126に位置決めピン106a、106bを挿入することで、前記カバーブロック78a、78bに対して一対のカバープレート86a、86bがそれぞれ位置決めされる。そして、ガイドブロック76及びカバーブロック78a、78bに対してボールクリップ82a、82bとは反対側から一対のカバークリップ84a、84bを接近させ、第2直線部118を突部90近傍に当接させると共に、膨出部122を前記カバープレート86a、86bの挿入部124に対して挿入する。
これにより、一対のカバークリップ84a、84bの両端部によってカバープレート86a、86bがそれぞれカバーブロック78a、78bに装着された状態で保持され、前記カバープレート86a、86bによってクリップ溝108及びクリップ孔に挿入されたボールクリップ82a、82bの両端部が覆われ保持される。また、カバープレート86a、86b、カバーブロック78a、78b及びガイドブロック76が一体的に固定される。
その結果、カバープレート86a、86bがカバーブロック78a、78bに当接し、該カバーブロック78a、78bがガイドブロック76の端面に当接した状態で、前記カバープレート86a、86b、カバーブロック78a、78b及びガイドブロック76が、一対のカバークリップ84a、84bによって長手方向(矢印A、B方向)に相対変位することがないように連接され一体的に保持される。
そして、このように組み付けられたガイド機構16を、連結ボルト22を介してシリンダ本体12の上部に固定する。
以上のように、第1の実施の形態では、リニアアクチュエータ10を構成するガイド機構16において、一対のボールクリップ82a、82bを用いることで複数のボール58をガイドブロック76に対して循環自在に保持することができると共に、前記ガイドブロック76の両端部に当接させた一対のカバーブロック78a、78bを一対のカバークリップ84a、84bで簡便に固定することができる。その結果、ガイドブロック76、カバーブロック78a、78b等を含むガイド機構16を、例えば、ボルト等を用いて互いに組み付ける場合と比較し、簡便に組み付けることができると共に、構成の簡素化を図ることができる。そのため、ガイド機構16を含むリニアアクチュエータ10において製造工数の削減を図ることができる。
また、ガイドブロック76には、ボール58の循環する貫通孔を設ける代わりに、下方に向かって開口したボール循環溝80を形成し、該ボール循環溝80に前記ボール58を循環させる構成としている。そのため、前記貫通孔を形成する場合と比較し、加工工数及び加工コストの削減を図ることが可能となる。その結果、リニアアクチュエータ10における製造コストの削減を図ることができる。
さらに、ボールクリップ82a、82bは、弾性を有しているため、ガイドブロック76及びカバーブロック78a、78bに装着された状態で、複数のボール58の外周面に対して追従するように変形させることが可能であり、前記ボール58を循環可能な状態で確実に保持することが可能である。
また、ボールクリップ82a、82bは、カバーブロック78a、78bに形成されたクリップ溝108に装着されることで確実且つ簡便に位置決めされるため、前記ボールクリップ82a、82bを常に複数のボール58に対して同じ位置で保持することが可能となり、前記ボール58を安定的に保持することができる。
さらに、カバークリップ84a、84bは、その膨出部122がカバープレート86a、86bの挿入部124に挿入され係合されることで、該カバープレート86a、86bに対する脱落してしまうことが防止される。その結果、カバークリップ84a、84bによってカバープレート86a、86b、カバーブロック78a、78b及びガイドブロック76を確実且つ安定的に連結状態とすることができる。
さらにまた、一対のカバーブロック78a、78bを、一対のボールクリップ82a、82bでガイドブロック76に対して保持すると同時に、該ボールクリップ82a、82bより太い線材で形成された一対のカバークリップ84a、84bで前記カバーブロック78a、78bを保持しているため、前記カバーブロック78a、78bを確実且つ強固に前記ガイドブロック76の両端面に対して固定することができる。
またさらに、ガイドブロック76において、ボール58の装填されるボール循環溝80が、シリンダ本体12に臨む下面側に開口するように設けられているため、前記ボール58は、ボールクリップ82a、82bで保持され、該ボールクリップ82a、82bが前記シリンダ本体12の上面に当接することで保持される。そのため、ボールクリップ82a、82bの強度を大きく設定しなくとも、前記シリンダ本体12の上面と共に前記ボール58を確実に保持することが可能である。
次に、上述したように組み付けられたガイド機構16を含むリニアアクチュエータ10の動作並びに作用効果について簡単に説明する。なお、図4及び図5に示されるように、スライドテーブル14を構成するエンドプレート52が、シリンダ本体12の端面に当接した状態を初期位置として説明する。
先ず、図示しない圧力流体供給源から圧力流体を第1ポート26へと導入する。この場合、第2ポート28は、図示しない切換弁の操作下に大気開放状態としておく。
この第1ポート26に供給された圧力流体は、一方の貫通孔30aへ供給されると共に、接続通路48を通じて他方の貫通孔30bへと供給され、ピストン38をロッドホルダ46側(矢印A方向)に向かって押圧する。これにより、ピストン38に連結されたピストンロッド40と共に、スライドテーブル14がシリンダ本体12から離間する方向へと変位する。
この際、ガイド機構16を構成するボール58が、スライドテーブル14の変位に伴ってボール循環通路に沿って転動することにより、前記スライドテーブル14が前記ガイド機構16によって軸線方向に沿って案内される。
そして、スライドテーブル14の一端部に設けられたストッパボルト72の端部が、ガイド機構16を構成するガイドブロック76の端面に当接することにより、前記スライドテーブル14の変位が停止した変位終端位置となる。
このストッパ機構18は、ロックナット74を緩め、ストッパボルト72の進退動作を可能とした後、該ストッパボルト72を螺回させてホルダ部64の端面からの突出量を調整することにより、スライドテーブル14の変位量を調整することが可能である。
一方、上述した変位終端位置からスライドテーブル14を前記とは反対方向に変位させる場合には、第1ポート26に供給されていた圧力流体を第2ポート28に対して供給すると共に、前記第1ポート26を大気開放状態とする。これにより、第2ポート28から一対の貫通孔30a、30bへと供給された圧力流体によってピストン38がロッドホルダ46から離間する方向(矢印B方向)へと変位し、該ピストン38と共にピストンロッド40を介してスライドテーブル14がシリンダ本体12に接近する方向へと変位する。そして、スライドテーブル14を構成するエンドプレート52に設けられたダンパ70が、シリンダ本体12の端面に当接することにより初期位置へと復帰する。
なお、上述したガイド機構16では、複数のボール58及び一対のカバーブロック78a、78bを保持するためのボールクリップ82a、82bと、前記カバーブロック78a、78b及びカバープレート86a、86bを保持するためのカバークリップ84a、84bとをそれぞれ備える構成としているが、この構成に限定されるものではなく、例えば、カバープレート86a、86b及びカバークリップ84a、84bを設けることなく、ボールクリップ82a、282bのみで前記ボール58と共にカバーブロック78a、78bを保持する構成としてもよい。この場合には、ガイド機構16の部品点数及び組み付け工数の削減を図ることができる。
次に、第2の実施の形態に係るリニアアクチュエータ150を図11及び図12に示す。なお、上述した第1の実施の形態に係るリニアアクチュエータ10と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
この第2の実施の形態に係るリニアアクチュエータ150では、図11及び図12に示されるように、シリンダ本体12及びガイド機構16において、例えば、グリス等の潤滑油をボール循環溝80のボール58へと供給可能な潤滑油供給部152を備えている点で、第1の実施の形態に係るリニアアクチュエータ10と相違している。
この潤滑油供給部152は、例えば、シリンダ本体12の上面に形成され、該シリンダ本体12の長手方向(矢印A、B方向)と直交方向に延在した第1供給溝154と、前記第1供給溝154と連通し、ガイド機構16を構成するガイドブロック76の下面に形成された第2供給溝156とからなる。
この第1供給溝154は、例えば、複数(4本)設けられ、シリンダ本体12の長手方向(矢印A、B方向)に沿って所定間隔離間して配置されると共に、前記シリンダ本体12の凹部20を中心とした両側にそれぞれ形成される。そして、第1供給溝154は、シリンダ本体12の上面に対して所定深さだけ窪んで形成され、シリンダ本体12の両側面からガイドブロック76のボール循環溝80に臨む位置まで延在している。
第2供給溝156は、第1供給溝154と同様に複数設けられ、ガイドブロック76の長手方向(矢印A、B方向)と直交して延在し、ガイド機構16がシリンダ本体12に組み付けられた際に、前記第1供給溝154と一直線状となるように形成される。また、第2供給溝156は、ガイドブロック76の両側面から一対のボール循環溝80まで延在し、その端部が前記ボール循環溝80内に装填されたボール58と対峙するように形成される。
そして、図示しない潤滑油供給手段(例えば、グリス注入具)で第1供給溝154の端部から潤滑油をそれぞれ給油することにより、前記潤滑油が前記第1供給溝154に沿ってガイド機構16側へと導かれると共に、該潤滑油の一部が前記第1供給溝154から第2供給溝156へと導かれる。これにより、潤滑油がボール循環溝80の内部に供給され、複数のボール58を潤滑する。
すなわち、潤滑油供給部152に潤滑油を定期的に供給することで、簡便且つ確実に複数のボール58の潤滑を行うことができ、前記ボール58を円滑に循環させることによりスライドテーブル14を円滑に変位させることが可能であり、しかも、前記ボール58の耐久性を向上させることが可能となる。
また、ボール58の潤滑を行う際に、リニアアクチュエータ150を分解することなく潤滑油供給部152を介して簡便に行うことができるため、前記リニアアクチュエータ150におけるメンテナンス性の向上を図ることができる。
さらに、ガイドブロック76において、ボール58の装填されるボール循環溝80が、シリンダ本体12に臨む下面側に開口しているため、前記シリンダ本体12の上面側に第1供給溝154を設けることで、簡便に潤滑油を前記ボール循環溝80へと供給することが可能となる。
さらにまた、上述した構成を有するガイド機構16は、第1及び第2の実施の形態に係るリニアアクチュエータ10、150のように、シリンダ本体12に供給される圧力流体によって変位するシリンダ機構42を有し、前記シリンダ機構42及びガイド機構16を介してスライドテーブル14を駆動させる流体圧シリンダに用いられる場合に限定されるものではない。例えば、上述したガイド機構16を備え、モータ等の駆動源によってスライドテーブル14をシリンダ本体12に沿って変位させる電動アクチュエータに適用するようにしてもよい。
次に、第3の実施の形態に係るリニアアクチュエータ200を図13〜図19に示す。なお、上述した第1の実施の形態に係るリニアアクチュエータ10と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
このリニアアクチュエータ200は、一対の直線部204a、204bを有してボール58を保持可能なボールクリップ202a、202bを備え、且つ、カバープレート86a、86bを廃止したガイド機構206を用いている点で、第1の実施の形態に係るリニアアクチュエータ10と相違している。
このガイド機構206は、図13〜図16に示されるように、幅広扁平状のガイドブロック76と、該ガイドブロック76の両端部に設けられる一対のカバーブロック208a、208bと、前記ガイドブロック76の長手方向に沿って循環する複数のボール58と、前記ボール58を前記ガイドブロック76のボール循環溝80に保持する一対のボールクリップ202a、202bと、前記カバーブロック208a、208bを前記ガイドブロック76に対して保持する一対のカバークリップ84a、84bとを含む。
ボールクリップ202a、202bは、図17に示されるように、例えば、ステンレス等の金属製材料から形成された線材からなり、一直線上に形成され、且つ、略平行に形成された一対の直線部204a、204bと、該直線部204a、204bの一端部同士を接続する接続部210と、前記直線部204a、204bの他端部に形成された折曲部212a、212bとを含む。
直線部204a、204bは、例えば、ボール循環溝80の幅寸法と略同一の間隔で離間して設けられると共に、長手方向(矢印A、B方向)に沿った長さが、一対のカバーブロック208a、208bとガイドブロック76との長手方向(矢印A、B方向)に沿った長さと略同等若しくは若干だけ小さくなるように形成される。
接続部210は、一方の直線部204aにおける一端部と、他方の直線部204bにおける一端部とを接続するように断面略U字状に形成され、前記直線部204a、204bの長手方向と直交するように形成される。
折曲部212a、212bは、直線部204a、204bの他端部に対して端部が一端部側(矢印A方向)となるように折曲され形成される。なお、一方の折曲部212aと他方の折曲部212bとは、互いに略平行となるように形成される。このボールクリップ202a、202bは、例えば、単一の線材をプレス成形等によって折り曲げることによって形成される。
カバーブロック208a、208bは、ガイドブロック76の一端部及び他端部側にそれぞれ設けられ、その本体部には、前記ガイドブロック76のボール循環溝80と一直線状となる位置にそれぞれ第1クリップ溝214が形成されると共に、前記第1クリップ溝214に対して円弧部側となる位置には、カバークリップ84a、84bの係合される一対の第2クリップ溝216が形成される。
第1クリップ溝214は、カバーブロック208a、208bの端面に対してガイドブロック76側へと窪み、その上部が前記ガイドブロック76側に向かうように傾斜して形成される。すなわち、図18に示されるように、第1クリップ溝214は、下端部から上端部に向かってガイドブロック76側へと所定角度だけ傾斜するように形成される。
この第1クリップ溝214は、所定間隔離間して上方に向かって延在し、その間には、ボールクリップ202a、202bの接続部210が係合される凸部218が設けられる。凸部218は、例えば、上端部が半円状に形成され、前記第1クリップ溝214に対して所定高さでカバーブロック208a、208bの端面側に突出している。
第2クリップ溝216は、その上方が第1クリップ溝214から離間する方向に傾斜してそれぞれ形成され、カバークリップ84a、84bの第2折曲部120a、120bがそれぞれ挿入され係合される。
そして、ガイド機構206においてボールクリップ202a、202b、カバークリップ84a、84bを装着する際には、先ず、ボール循環溝80が上方となるようにガイドブロック76を載置し、該ボール循環溝80に複数のボール58を装填した状態で、ボールクリップ202a、202bの直線部204a、204bを前記ボール58の外周面に当接するようにボール循環溝80の開口部220へと載置する(図19参照)。
次に、ガイドブロック76の両端部にそれぞれカバーブロック208a、208bを配置し、第2クリップ溝216にそれぞれカバークリップ84a、84bの第2折曲部120a、120bを係合させることにより、一対のカバーブロック208a、208bがガイドブロック76の両端部に保持され、同時に、ボールクリップ202a、202bの接続部210を、一方のカバーブロック208aにおける凸部218に係合させ、折曲部212a、212bを、他方のカバーブロック208bにおける第1クリップ溝214へと係合させる。
これにより、ボールクリップ202a、202bが、接続部210及び折曲部212a、212bを介して一対のカバーブロック208a、208bに保持され、直線部204a、204bによって複数のボール58がボール循環溝80内に保持された状態となり、ガイド機構206に対して一対のボールクリップ202a、202b及びカバークリップ84a、84bが組み付けられた状態となる。
以上のように、第3の実施の形態に係るリニアアクチュエータ200では、上述した第1の実施の形態に係るリニアアクチュエータ10で用いられていたカバープレート86a、86bが不要となるため、部品点数を削減して小型軽量化を図ることができると共に、組付工数の削減を図ることにより、製造性の向上を図ることができ、しかも、製造コストの削減も可能となる。
また、ガイドブロック76のボール循環溝80に装填されるボール58を、一対の直線部204a、204bで該ボール58の進行方向に沿って移動可能に保持できるため、前記ボール58を確実に保持でき、前記ボール循環溝80からの脱落を確実に防止できる。さらに、ボール58を、一対の直線部204a、204bで保持することで、例えば、1本の直線部でボール58をボール循環溝80に対して保持する場合と比較し、前記ボール58の摺動抵抗を低減できるため、スライドテーブル14を移動させる際に、前記ボール58をボール循環溝80に沿ってより一層円滑に転動させることができる。
さらに、ボールクリップ202a、202bによってボール循環溝80内のボール58を確実に保持できるため、前記ボール循環溝80の開口部220を大きく形成することが可能となり、例えば、該ボール循環溝80を有したガイドブロック76を引抜加工や鍛造等によって形成する場合の製造性を向上させることができる。
また、上述したボールクリップ202a、202bは、図17に示されるような線材から形成される場合に限定されるものではなく、図20に示される変形例に係るボールクリップ230のように、例えば、金属製材料や樹脂製材料からなる板材をプレス成形することで形成するようにしてもよい。
このボールクリップ230は、所定幅を有して長手方向に延在し、ボール58を保持するボール保持部232と、前記ボール保持部232の両端部に形成され、略直角に折曲した一対の折曲部234a、234bとを備える。ボール保持部232は、例えば、平板状に形成され、その中央部にはグリス等の潤滑油が充填される充填溝236が形成される。充填溝236は、ボール保持部232の長手方向に沿って互いに離間するように複数設けられ、該ボール保持部232の表面に対して所定深さで窪んで形成される。
折曲部234a、234bは、その上端部が断面半円状に形成され、中央に係合孔238が形成されたフレーム状に形成される。なお、折曲部234a、234bは、ボール保持部232と略同一の幅寸法で形成される。
そして、上述したボールクリップ230をガイドブロック76、カバーブロック208a、208bに装着する際、前記ガイドブロック76のボール循環溝80にボール58を装填した状態で、ボール保持部232の表面、すなわち、充填溝236側の面を前記ボール58に臨むように配置した後、折曲部234a、234bをそれぞれカバーブロック208a、208bの第1クリップ溝214、第2クリップ溝216に挿入すると共に、係合孔238を凸部218に対して係合させる。
これにより、ボールクリップ230が、一対の折曲部234a、234bを介して一対のカバーブロック208a、208bに保持され、ボール保持部232によって複数のボール58がボール循環溝80内に保持された状態となり、しかも、潤滑油の充填された充填溝236が複数のボール58に臨む位置に配置されるため、前記ボール循環溝80に沿ってボール58が転動する際に、潤滑油によって好適に潤滑がなされる。
このように、板材をプレス成形することでボールクリップ230を形成することにより、製造コストを削減できると共に、製造性を向上させることができる。また、ボール保持部232を平板状とすることで、潤滑油を充填可能な充填溝236を形成することが可能となり、ボール58の潤滑機能を持たせることができる。
なお、本発明に係るリニアアクチュエータは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

Claims (12)

  1. シリンダ本体(12)の軸線方向に沿ってスライドテーブル(14)を往復動作させるリニアアクチュエータ(10、150、200)において、
    前記シリンダ本体(12)に取り付けられ、複数の転動体(58)が循環する循環溝(80、88)の形成されたガイドブロック(76)と、前記ガイドブロック(76)の端部に設けられるカバー部材(78a、78b、208a、208b)とを有し、前記スライドテーブル(14)を前記シリンダ本体(12)の軸線方向に沿って案内するガイド機構(16、206)と、
    前記ガイドブロック(76)に装着され、前記循環溝(80)内に前記転動体(58)を循環自在に保持すると共に、前記カバー部材(78a、78b、208a、208b)を前記ガイドブロック(76)に対して保持する保持手段と、
    を備え、
    前記循環溝(80)は、前記ガイドブロック(76)において長手方向に沿って開口して形成されると共に、前記保持手段は、前記ガイドブロック(76)に対して着脱自在に設けられることを特徴とするリニアアクチュエータ。
  2. 請求項1記載のリニアアクチュエータにおいて、
    前記保持手段は、前記転動体(58)を保持する保持部材(82a、82b、202a、202b、230)を備え、前記保持部材(82a、82b、202a、202b、230)は、前記循環溝(80)に沿って延在し前記転動体(58)を保持する転動体保持部(112、204a、204b、232)と、前記転動体保持部(112、204a、204b、232)に対して折曲して前記カバー部材(78a、78b、208a、208b)を保持するカバー保持部(114a、114b、210、212a、212b、234a、234b)とを有することを特徴とするリニアアクチュエータ。
  3. 請求項2記載のリニアアクチュエータにおいて、
    前記循環溝(80)は、前記シリンダ本体(12)側に向かって開口していることを特徴とするリニアアクチュエータ。
  4. 請求項2記載のリニアアクチュエータにおいて、
    前記保持手段は、前記保持部材(82a、82b、202a、202b、230)と共に前記カバー部材(78a、78b、208a、208b)を前記ガイドブロック(76)の端部に保持する別の保持部材(84a、84b)を備えることを特徴とするリニアアクチュエータ。
  5. 請求項4記載のリニアアクチュエータにおいて、
    前記別の保持部材(84a、84b)は、前記ガイドブロック(76)に沿って延在する直線部(118)と、
    前記直線部(118)に対して折曲し、前記カバー部材(78a、78b、208a、208b)を保持する一組のカバー保持部(120a、120b)とを有することを特徴とするリニアアクチュエータ。
  6. 請求項1記載のリニアアクチュエータにおいて、
    前記シリンダ本体(12)には、前記循環溝(80)に潤滑油を供給する潤滑油供給部(152)が設けられることを特徴とするリニアアクチュエータ。
  7. 請求項6記載のリニアアクチュエータにおいて、
    前記潤滑油供給部(152)は、前記シリンダ本体(12)の外部に露呈し、前記循環溝(80)に臨む部位まで延在する供給溝(154、156)であることを特徴とするリニアアクチュエータ。
  8. 請求項2記載のリニアアクチュエータにおいて、
    前記転動体保持部(204a、204b)は、互いに離間して平行に一対設けられ、前記循環溝(80)の開口部(220)に設けられ、前記循環溝(80)の延在方向に沿って配置されることを特徴とするリニアアクチュエータ。
  9. 請求項2記載のリニアアクチュエータにおいて、
    前記保持部材(82a、82b、202a、202b)は、線材を折曲させることで形成されることを特徴とするリニアアクチュエータ。
  10. 請求項2記載のリニアアクチュエータにおいて、
    前記保持部材(230)は、板材をプレス成形することで形成されることを特徴とするリニアアクチュエータ。
  11. 請求項8記載のリニアアクチュエータにおいて、
    前記保持部材(230)は、前記転動体保持部(232)が平面状に形成され、該前記転動体保持部(232)には、潤滑油の充填される充填部(236)が形成されることを特徴とするリニアアクチュエータ。
  12. 請求項11記載のリニアアクチュエータにおいて、
    前記充填部(236)は、前記転動体保持部(232)において前記転動体(58)に臨む位置に設けられることを特徴とするリニアアクチュエータ。
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