JP2933200B2

JP2933200B2 - ロッドレスシリンダ

Info

Publication number: JP2933200B2
Application number: JP6335701A
Authority: JP
Inventors: 大樹真木
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 1994-12-20
Filing date: 1994-12-20
Publication date: 1999-08-09
Anticipated expiration: 2014-08-09
Also published as: JPH08177806A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ピストンロッドを備え
ることなく、ピストンの運動を外部に伝達するロッドレ
スシリンダに関し、特に、シリンダに形成されたスリッ
トから外部に突出し、シリンダ外部で案内されるテーブ
ルが、横荷重を受けることにより生じる不都合を防止す
るための手段を備えたロッドレスシリンダに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ピストンロッドを用いずにシ
リンダ内のピストンの運動を外部装置に伝達する形式の
ロッドレスシリンダが使用されている。ロッドレスシリ
ンダでは、ピストンの往復運動に伴って長手方向にピス
トンロッドが移動する従来のシリンダと比較して、ロッ
ドの移動方向に関して、大幅にスペースの縮小を図るこ
とができる利点がある。従来使用されているロッドレス
シリンダの一例として、特公昭６２ー１６３２１号公報
に開示されているものを図５に斜視断面図で示す。

【０００３】このロッドレスシリンダは、以下に示すよ
うに構成されている。すなわち、長尺状のシリンダ５１
の上面には長手方向に沿ってスリット５３が形成されて
いる。シリンダ５１内部を摺動するピストンには、リブ
５９が、シリンダ５１のスリット５３から突出して形成
されている。リブ５９の上端には、シリンダ５１の上面
を覆うように、両横方向に広がったヨーク６０が形成さ
れている。また、シリンダ５１の上面を覆うヨーク６０
は、シリンダ５１の側面の上端を一部覆うように垂直に
折れて一対の脚部６１を形成している。そして、脚部６
１には、スリット５３と平行に、先端三角形状の断面を
備える案内部材６２が取り付けられている。一方、シリ
ンダ５１の両側側部には、案内部材６２と係合する三角
溝形状の案内溝６３が形成されている。一対の案内部材
６２は、一対の案内溝６３と係合されて摺動され、ガイ
ドされる。また、ヨーク６０の上面には、ピストン５４
の運動を外部装置等に伝達するためのフランジ６４が形
成されている。

【０００４】以上のような構成を有する従来のロッドレ
スシリンダの作用を説明する。例えば、シリンダ５１の
内部をピストン５４が摺動すると、その運動がリブ５９
を介して外部装置等に伝達される。このように、フラン
ジ６４によって外部にピストン５４の運動が伝達される
が、そのピストン５４の移動に際して、リブ５９に設け
られたヨーク６０によって安定した運動を伝達する。こ
こで、ピストン５４の移動に際して横方向に力が加わっ
た場合を考える。ここで、スリット５３はリブ５９に対
して若干の遊びが設けられて形成されているため、リブ
５９及びヨーク６０は、少し傾いて移動することとな
る。

【０００５】このヨーク６０の傾きを防止するために、
ヨーク６０の移動に際して両側面に取り付けられている
案内部材６２が、シリンダ５４の両側側面に形成された
案内溝６３に沿って摺動する。従って、ヨーク６０に横
荷重が加わった場合でも、案内部材６２と案内溝６３の
組合せにより、横荷重を受け止めるため、リブ５９はス
リット５３の側面に当接することなく摺動できる。

【０００６】次に、第２従来例として実開昭６４−４５
００８号公報に開示されたものについて説明する。図６
は第２従来例のロッドレスシリンダの断面図である。第
２従来例は、上記第１従来例のものとその構成を同じく
する部分が多いため、以下、特徴的な構成についてのみ
説明する。第２従来例では、第１従来例のものと同じく
シリンダ８１上面に形成されたスリット８２から、ピス
トン８３の運動を伝達する運動伝達手段８４が外部に突
出するように構成されている。そして、その運動伝達手
段８４の両側には、下方向に垂下して脚部８５，８６が
形成されている。そして、右脚部８６には、４５度の角
度で右ガイドローラ８７が回転可能に取り付けられてい
る。右ガイドローラ８７は、シリンダの右上端に水平面
と４５度の傾きを持って形成された右ガイド面８８に当
接して移動する。また、左脚部８５には、垂直に左ガイ
ドローラ８９が回転可能に取り付けられている。左ガイ
ドローラ８９は、シリンダの左側面部に形成された左ガ
イド面９０に当接して移動する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のロッドレスシリ
ンダには、以下に説明するような問題点があった。（１）第１従来例のロッドレスシリンダにおいては、内
圧によるスリットの拡幅を防止するため、シリンダチュ
ーブ上面と中心線の間に案内係合面を形成している。そ
のため、スリットに直角方向に横荷重が作用した場合に
は、その荷重が全てダイレクトにスリット自体を狭める
ように作用してしまう。それにより、シリンダチューブ
内径が縮径し、シリンダとピストンとの隙間が狭められ
るため、ピストンの摺動がスムーズでなくなる問題があ
った。

【０００８】（２）第２従来例のロッドレスシリンダに
おいては、水平案内面と、その反対方向で１３５度程度
の傾きを持つ傾斜案内面より構成されているので、スリ
ットに直角方向の横荷重がテーブルに作用する場合に
は、水平案内面側のローラ及び横荷重が作用する反対側
の傾斜案内面のローラは、横荷重を受けることができ
ず、横荷重が作用する傾斜案内面のみのローラが横荷重
を受けることとなる。また、テーブルに作用する横荷重
は、単なる静的な荷重負荷だけとは限らない。すなわ
ち、テーブルがストロークエンドにある時や中間位置で
停止する時には、その衝撃によって、テーブルに対して
ねじりモーメントが発生する。ねじりモーメントは、テ
ーブルを回転させる方向に働く。このため、第２従来例
のように横荷重に対する案内面が１つとなる構成では、
ローラ及び案内面に過大な負荷がかかり、耐久性が著し
く低下する問題があった。

【０００９】本発明は、上記した従来のロッドレスシリ
ンダの欠点を防止した、横荷重によるシリンダの変形に
よって生じるピストンの運動低下をなくしたスムーズな
摺動を可能とするロッドレスシリンダを提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のロッドレスシリ
ンダは、長手方向にスリットを有するシリンダと、該シ
リンダ内に摺動可能に嵌合されたピストンと、該スリッ
トからシリンダ外に突出して設けられ該ピストンと一体
的に摺動する運動伝達手段とを有するロッドレスシリン
ダであって、シリンダの両側面の各々にスリットと平行
かつシリンダの中心線より上側に形成され水平面と約４
５度の傾きを持つ一対の第一案内面と、一対の第一案内
面と９０度の傾きを持ちシリンダの中心線より下側に形
成された一対の第二案内面と、運動伝達手段に取り付け
られ一対の第一案内面と係合する、ローラベアリングを
備える一対の第一ローラと、運動伝達手段に取り付けら
れ一対の第二案内面と係合する、ローラベアリングを備
える一対の第二ローラとを有している。ここで、シリン
ダ中心線とは、図１の断面が長孔形状のシリンダ孔の内
側上面と内側上面との中心面を通る線を意味している。

【００１１】また、上記ロッドレスシリンダにおいて、
前記一対の第一案内面が上広がりのハの字形状を成し、
前記一対の第二案内面が下広がりのハの字形状を成して
いることを特徴とする。

【００１２】

【作用】上記構成を有する本発明のロッドレスシリンダ
は、シリンダ内にエアが供給されるとシリンダ内のピス
トンが押されて所定方向に移動し、ピストンに連結され
た運動伝達手段がシリンダに形成されたスリットを介し
て外部の装置等へ運動を伝達する。ピストンの運動が外
部装置等に伝達される際、運動伝達手段に外部から横方
向の荷重が加わった場合には、運動伝達手段に取り付け
られた第一ローラが第一案内面と係合し、同時に第二ロ
ーラが第二案内面と係合しているので、どちらの方向か
ら横荷重が作用しても、どちらかのローラと案内面の組
合せで荷重を受けることができる。

【００１３】ここで、第一案内面が水平面に対して４５
度の傾きを持っているため、スリットを狭めようとする
力を、第一ローラから伝わる横荷重の半分に減少させる
ことができる。また、第二案内面が第二ローラから受け
る横荷重は、スリットを狭める作用が無いため、第１従
来例と比較して同じ横荷重を受けた場合に、スリットが
狭められる量が半減できる。さらに、運動伝達手段がエ
ンドストッパー等に当接して停止した場合には、運動伝
達手段にねじりモーメントが作用するが、シリンダの両
側に設けられている第一案内面が第一ローラと係合して
おり、かつ第二案内面が第二ローラと係合しているの
で、ねじりモーメントを２つの面で受けることができ、
案内面の耐久性を向上させることができる。そして、ス
ムーズな移動により運動伝達手段が安定した運動を伝達
できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明のロッドレスシリンダの第１実
施例について図面を用いて説明する。図３に、本実施例
のロッドレスシリンダを側面から見た部分断面図を示
す。図４に、ロッドレスシリンダの平面図を示す。図１
に、図３のＡＡ断面図を示し、図２に図３のＢＢ断面図
を示す。ロッドレスシリンダは、以下に示すように構成
されている。図１に示すように、楕円形状の中空部１４
が形成されたシリンダ２７の上側には、中空部１４と連
通して長手方向にスリット２８が形成されている。シリ
ンダ２７の両端部は、シリンダ２７内にエアを供給する
ためのポート２９ａが形成されたカバー２９によって閉
鎖されている。

【００１５】シリンダ２７の中空部１４を摺動するピス
トン３０には、ピストン３０と一体的に摺動して外部に
運動を伝達するリブ１３が、スリット２８からシリンダ
２７の外部に突出して設けられている。具体的には、シ
リンダ２７のスリット２８から若干の遊びが設けられる
ようにして、板状のリブ１３が外部に突出し、リブ１３
に連続して支持台１８が形成されている。そして、支持
台１８の上部には、ピストン３０の横幅よりもさらに広
いテーブル１２が固設されている。また、テーブル１２
の両端部には、脚部１５Ａ，１５Ｂが垂下して形成され
ている。脚部１５Ａ，１５Ｂの内側には、図１に示すよ
うに、ローラの接触面が水平面と４５度の傾きを持つ一
対の第一ローラ１９Ａ，１９Ｂが回転可能に取り付けら
れている。また、脚部１５Ａ，１５Ｂの内側には、図１
に示すように、ローラの接触面が第一ローラ１９Ａ，１
９Ｂの接触面と９０度の傾きを持って一対の第二ローラ
１７Ａ，１７Ｂが回転可能に取り付けられている。

【００１６】一方、シリンダ２７の両側面には、スリッ
ト２８と平行に、水平面と４５度の傾きを持つ一対の第
一案内面１６Ａ，１６Ｂが形成されている。本実施例で
は、案内面の強度を高めて耐久性を向上させるために、
シリンダ２７に凹部を形成し、その凹部に第一案内面１
６Ａ，１６Ｂを持つ案内板を固設している。また、第一
案内面１６Ａ，１６Ｂと９０度の傾きを持つ一対の第二
案内面３１Ａ，３１Ｂが形成されている。本実施例で
は、案内面の強度を高めて耐久性を向上させるために、
シリンダ２７に凹部を形成し、その凹部に第二案内面３
１Ａ，３１Ｂを持つ案内板を固設している。ここで、第
一案内面１６Ａ，１６Ｂは、上広がりのハの字形状を成
し、第二案内面３１Ａ，３１Ｂは、下広がりのハの字形
状を成している。また、第一案内面１６Ａ，１６Ｂと第
二案内面３１Ａ，３１Ｂの間には、溝２０Ａ，２０Ｂが
形成されている。そして、第一ローラ１９Ａ，１９Ｂが
第一案内面１６Ａ，１６Ｂに当接しながら回動し、第二
ローラ１７Ａ，１７Ｂが第二案内面３１Ａ，３１Ｂに当
接しながら回動する。

【００１７】次に、上記したようにシリンダ１の上面に
はスリット２が形成されているが、これは、２つの要素
よりなるシールベルトによって閉じられた構成となって
いる。つまり、図３に示すようにスリット２８の上方を
可撓性の外側用シールベルト２６によって、また、下方
を同じく可撓性の内側用シールベルト２５によって、シ
ールされている。一方、シリンダ２７の端部上面には、
ブロック２４が固設されている。ブロック２４には、テ
ーブル１２の移動を制限するため、テーブル１２が当接
して停止するようにストッパー２３、及びテーブル１２
を緩やかに停止させるためのショックアブソーバ２１が
取り付けられている。

【００１８】次に、上記構成を有する本実施例のロッド
レスシリンダの作用について説明する。例えば、ポート
２９ａよりピストン３０の一方の側の中空部１４へエア
が供給される。このとき、中空部１４は、カバー２９、
及び内側用シールベルト２５、外側用シールベルト２６
によって密閉されている。これにより、ピストン３０が
シリンダ２７内部を摺動し、ピストン３０の摺動に伴っ
て、リブ１３、支持台１８、及びテーブル１２がスリッ
ト２８に沿って移動する。

【００１９】中空部１４に供給されたエアによりピスト
ン３０が移動する際に、外力によりテーブル１２が横荷
重を受けることがあるが、図１及び図２において、図の
右側からテーブル１２が横荷重を受けた場合は、シリン
ダ２７の右側側面に形成された第一案内面１６Ａ及び第
二案内面３１Ａが、右側脚部１５Ａに取り付けられた第
一ローラ１９Ａ及び第二ローラ１７Ａを介して、横荷重
を受け止める。また、図の左側からテーブル１２が横荷
重を受けた場合は、シリンダ２７の左側側面に形成され
た第一案内面１６Ｂ及び第二案内面３１Ｂが、左側脚部
１５Ｂに取り付けられた第一ローラ１９Ｂ及び第二ロー
ラ１７Ｂを介して、横荷重を受け止める。

【００２０】また、テーブル１２がストッパー２３に当
接して停止するとき、ショックアブソーバ２１の作用に
より、テーブル１２で発生する衝撃荷重は減少される
が、例えば、図４のテーブル１２に矢印Ｍで示すような
ねじりモーメントＭが発生する場合がある。ねじりモー
メントＭが発生した場合には、第二ローラ１７Ａと第二
案内面３１Ａの組合せ、及び第一ローラ１９Ｂと第一案
内面１６Ｂの組合せにより、ねじりモーメントＭを受け
止めることができる。また、矢印の反対の方向にねじり
モーメントが発生した場合は、第二ローラ１７Ｂと第二
案内面３１Ｂの組合せ、及び第一ローラ１９Ａと第一案
内面１６Ａの組合せにより、ねじりモーメントを受け止
めることができる。

【００２１】以上、本発明のロッドレスシリンダの第１
実施例について説明したが、本実施例のロッドレスシリ
ンダによれば、シリンダ２７の両側面の各々にスリット
２８と平行に形成され水平面と約４５度の傾きを持つ一
対の第一案内面１６Ａ，１６Ｂと、一対の第一案内面１
６Ａ，１６Ｂと９０度の傾きを持つ一対の第二案内面３
１Ａ，３１Ｂと、脚部１５Ａ，１５Ｂに取り付けられ一
対の第一案内面１６Ａ，１６Ｂと係合する一対の第一ロ
ーラ１９Ａ，１９Ｂと、脚部１５Ａ，１５Ｂに取り付け
られ一対の第二案内面３１Ａ，３１Ｂと係合する一対の
第二ローラ１７Ａ，１７Ｂとを有しているので、第一案
内面１６Ａ，１６Ｂが水平面に対して４５度の傾きを持
っているため、スリット２８を狭めようとする力を、第
一ローラ１９Ａ，１９Ｂから伝わる横荷重から減少させ
ることができる。また、第二案内面３１Ａ，３１Ｂが第
二ローラ１９Ａ，１９Ｂから受ける横荷重は、スリット
２８を狭める作用が無いため、第１従来例と比較して同
じ横荷重を受けた場合に、スリット２８が狭められる量
が半減できる。また、テーブル１２にねじりモーメント
が発生した場合でも、対角線上にあるローラによりねじ
りモーメントを受けることができるため、耐久性が向上
する。

【００２２】以上、本発明のロッドレスシリンダの実施
例について詳細に説明したが、本発明は、上記実施例に
限定されるものではなくその趣旨を逸脱しない範囲で様
々な変更が可能である。例えば、本実施例では、第一案
内面１６Ａ，１６Ｂを水平面から４５度の傾きを持つよ
うに構成したが、これは、４５度に限定されず、約４５
度であれば良い。また、第二案内面３１Ａ，３１Ｂが第
一案内面１６Ａ，１６Ｂとなす傾きも約９０度であれば
良い。また、本実施例では、第一案内面及び第二案内面
をシリンダ本体とは別部材で構成したが、同一部材で構
成して表面処理を施す等しても良い。

【００２３】

【発明の効果】以上説明した本発明のロッドレスシリン
ダによれば、シリンダの両側面の各々にスリットと平行
に形成され水平面と約４５度の傾きを持つ一対の第一案
内面と、一対の第一案内面と９０度の傾きを持つ一対の
第二案内面と、テーブルに取り付けられ一対の第一案内
面と係合する一対の第一ローラと、テーブルに取り付け
られ一対の第二案内面と係合する一対の第二ローラとを
有しているので、第一案内面が水平面に対して４５度の
傾きを持っているため、スリットを狭めようとする力
を、第一ローラから伝わる横荷重を減少させることがで
きる。また、第二案内面が第二ローラから受ける横荷重
は、スリットを狭める作用が無いため、第１従来例と比
較して同じ横荷重を受けた場合に、スリットが狭められ
る量が半減できる。また、テーブルにねじりモーメント
が発生した場合でも、対角線上にあるローラによりねじ
りモーメントを受けることができるため、耐久性が向上
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のロッドレスシリンダのＡ
Ａ断面図である。

【図２】本発明の第１実施例のロッドレスシリンダのＢ
Ｂ断面図である。

【図３】第１実施例のロッドレスシリンダの側面図であ
る。

【図４】第１実施例のロッドレスシリンダの平面図であ
る。

【図５】第１従来例のロッドレスシリンダの断面図であ
る。

【図６】第２従来例のロッドレスシリンダの断面図であ
る。

【符号の説明】１２テーブル１３リブ１５脚部１６第一案内面１７第二ローラ１９第一ローラ３０ピストン３１第二案内面Ｍねじりモーメント

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】長手方向にスリットを有するシリンダ
と、該シリンダ内に摺動可能に嵌合されたピストンと、
該スリットからシリンダ外に突出して設けられ該ピスト
ンと一体的に摺動する運動伝達手段とを有するロッドレ
スシリンダにおいて、前記シリンダの両側面の各々に前記スリットと平行かつ
前記シリンダの中心線より上側に形成され、水平面と約
４５度の傾きを持つ一対の第一案内面と、前記一対の第一案内面と９０度の傾きを持ち、かつ前記
シリンダの中心線より下側に形成された一対の第二案内
面と、前記運動伝達手段に取り付けられ前記一対の第一案内面
と係合する、ローラベアリングを備える一対の第一ロー
ラと、前記運動伝達手段に取り付けられ前記一対の第二案内面
と係合する、ローラベアリングを備える一対の第二ロー
ラとを有し、前記一対の第一案内面が上広がりのハの字形状を成し、
前記一対の第二案内面が下広がりのハの字形状を成すと
ともに、前記第一ローラと前記第二ローラとが、前記ピストンの
摺動方向において異なる位置に配設されていることを特
徴とするロッドレスシリンダ。