JP3140586B2 - ロッドレスシリンダ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ピストンロッドを用い
ずにシリンダ内のピストンを移動させることのできるロ
ッドレスシリンダ装置に係り、特にピストンをシリンダ
ストロークの任意の位置で位置決め停止することのでき
るロッドレスシリンダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリンダはエアシリンダに代表されるよ
うに部品又は治具等の位置決め用のアクチュエータとし
て普及している。通常のシリンダは、円筒状のシリンダ
チューブと、このシリンダチューブ内を往復運動するピ
ストンと、このピストンの往復運動を外部に伝達するピ
ストンロッドとで構成されている。ところが、ピストン
ロッドを有するシリンダは、往復運動のストローク長と
同じ長さのシリンダチューブが必要である。従って、ス
トロークが長くなればなるほど、そのストローク長に応
じたシリンダを取り付けるための大きなスペースが必要
であり、問題となっていた。

【０００３】そこで、最近ではピストンロッドを用いず
にシリンダ内のピストンを往復運動させることのできる
ロッドレスシリンダが注目されるようになってきた。こ
のロッドレスシリンダはピストンロッドを有しないの
で、従来のピストンロッドを有するシリンダに比べて取
り付けスペースを大幅に省略できるという優れた効果を
有するものである。

【０００４】図１１、図１２及び図１３は従来のロッド
レスシリンダの概略構成を第三角法で示す図である。図
１１はロッドレスシリンダ１をＺ軸方向から見た上面
図、図１２はロッドレスシリンダ１をＹ軸方向から見た
側面図、図１３はロッドレスシリンダ１をＸ方向（往復
運動方向）から見た側面図である。なお、図１２及び図
１３はロッドレスシリンダ１の一部断面形状を示してい
る。

【０００５】シリンダチューブ１ａの外観形状は直方体
であり、内部にピストン２ａを移動させるための案内と
なるカプセル形の空洞を有する。図１３には、ピストン
２ａの往復運動方向（Ｘ軸方向）から見たカプセル形の
空洞の断面形状を示してある。また、シリンダチューブ
１ａは、ピストンヨーク２ｂを外部に露出させ、自由に
移動させるための一定幅の間隙を運動方向全体に渡って
有する。従って、シリンダチューブ１ａは運動方向から
見た断面形状が全体的にＣ字形をしている。

【０００６】ピストン２ａは、シリンダチューブ１ａの
カプセル形空洞の断面形状と相似形の円柱体で構成され
ている。ピストンヨーク２ｂは、このピストン２ａに結
合され、上部にテーブル６を支持するための支持部を有
する。ピストンヨーク２ｂは往復運動方向から見た断面
形状がＴ字形をしており、上面（Ｚ軸方向）から見た形
状がＨ字形をしている。ピストン２ａには、ピストンパ
ッキン３がその外周面に沿って設けられている。ピスト
ンヨーク２ｂの円柱体内部には、シールベルト５を貫通
させるための空洞４を有する。シールベルト５はこの空
洞４に沿って移動する。

【０００７】テーブル６はその断面形状がコの字形をし
ており、ピストンヨーク２ｂの上面に取り付けられてい
る。ピストンヨーク２ｂはその上面に防塵ベルト７の案
内溝を有する。防塵ベルト７はテーブル６とピストンヨ
ーク２ｂとの間をピストンヨーク２ｂの案内溝に沿って
滑り移動するようになっている。ベルト押さえ８はシャ
フト９によって回転自在に設けられ、バネ１０によって
押圧力を受けるようになっている。従って、ベルト押さ
え８はバネ１０の押圧力に応じて防塵ベルト７をシリン
ダチューブ１ａの間隙部に押しつる。

【０００８】エンドキャップ１１Ｌ，１１Ｒはシリンダ
チューブ１ａの両端に設けられており、流体（圧縮空
気）をシリンダチューブ１ａ内に供給するための空気供
給管１１ａ，１１ｂを有する。ベルトカバー１２Ｌ，１
２Ｒは防塵ベルト５及びシールベルト７をシリンダチュ
ーブ１ａ両端に固定するためのカバーである。エンドキ
ャップ１１Ｌ、シリンダチューブ１ａ、シールベルト５
及びピストン２ａによってロッドレスシリンダ１の左室
空間が構成され、エンドキャップ１１Ｒ、シリンダチュ
ーブ１ａ、シールベルト５及びピストン２ａによってロ
ッドレスシリンダ１の右室空間が構成される。

【０００９】空気供給管１１ａから所定の圧縮空気が供
給されることによって左室空間の空気圧が増大し、ロッ
ドレスシリンダ１のピストン２ａ及びピストンヨーク２
ｂは一体として右方向に移動する。逆に、空気供給管１
１ｂから所定の圧縮空気を供給することによって右室空
間の空気圧が増大し、ロッドレスシリンダ１のピストン
２ａ及びピストンヨーク２ｂは一体として左方向に移動
する。このようにして、テーブル６はシリンダチューブ
１ａの全長をストロークとして往復運動する。

【００１０】なお、図示していないが、ピストンヨーク
２ｂの円筒部分の外周近傍にはマグネットが設けられ、
シリンダチューブ１ａの側面には近接スイッチ等が設け
られている。このマグネットと近接スイッチによってシ
リンダのストロークエンドを検出し、ピストン２ａの往
復運動を制御している。

【００１１】

【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１は、テーブル６からピストン２ａに対して加わる
垂直方向（Ｚ軸方向）の負荷荷重に対しては比較的大き
な荷重特性を示す。しかし、ロッドレスシリンダ１はシ
リンダチューブ１ａにピストンヨーク２ｂを外部に露出
させ、自由に移動させるための間隙を運動方向（Ｘ軸方
向）全体に渡って有しているため、テーブル６を介して
ピストンヨーク２ｂに加わる荷重モーメントに対しては
弱い特性を示す。特に、ピストンヨーク２ｂの中心から
Ｙ軸方向に加わる横曲げモーメントに対してはロッドレ
スシリンダ１は非常に弱い荷重特性を示す。この横曲げ
モーメントはピストンヨーク２ｂをＹＺ平面で回転させ
ようとするモーメントのことである。この他、ピストン
ヨーク２ｂをＸＺ平面で回転させようとするモーメント
を曲げモーメントといい、ピストンヨーク２ｂをＸＹ平
面で回転させようとするモーメントを捩じりモーメント
という。従って、従来のロッドレスシリンダ１を複数用
いて２次元座標空間又は３次元座標空間内を自由に移動
制御できるロボット等を構成したとしても、ロッドレス
シリンダ１自身の荷重によって生じる上述のような各モ
ーメントによって最終的にテーブル６に設置することの
できる部品や治具の重量は限られたものとなり、実用的
でないという問題を有する。

【００１２】また、従来のロッドレスシリンダ１は、ピ
ストン２ａに内蔵されたマグネットと近接スイッチによ
ってそのストロークエンドを検出できるだけであって、
ピストン２ａの全ストロークにおける現在位置を検出す
ることはできず、ストロークの任意位置（中間点）にピ
ストン２ａ（テーブル６）を停止させるという位置決め
機能を有していなかった。なお、ロッドレスシリンダ１
はピストン２ａの両側の受圧面積が等しいので、ピスト
ン２ａの両側に同じ空気圧を加えることによって、スト
ローク中間のどの位置にでも停止させることは可能であ
るが、停止位置を正確に制御することはできなかった。
特に、複数のロッドレスシリンダ１を用いて２次元座標
空間又は３次元座標空間を構成した場合、運動方向が重
力方向と同じとなるロッドレスシリンダ１のピストン２
ａ（テーブル６）をストローク中間で停止させることは
困難であった。

【００１３】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
あり、全体的に負荷荷重に対して強い剛性を有し、ピス
トンをシリンダストロークの任意の位置で位置決め停止
することのできるロッドレスシリンダ装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】 本発明のロッドレスシ
リンダ装置は、シリンダチューブとこのシリンダチュー
ブ内を移動するピストンとこのピストンに対してピスト
ンヨークを介して結合されたテーブルとから少なくとも
構成され、前記ピストンに対して流体圧を作用させるこ
とによって前記テーブルを移動させるロッドレスシリン
ダと、軸方向が前記ピストンの移動方向と平行になるよ
うに前記シリンダチューブに対して相対的に固定され、
前記テーブルの負荷荷重を受けるように配置された少な
くとも一本のロッドと、前記ピストンの移動に伴って前
記ロッドに沿って移動し、前記ピストンの現在位置を検
出するセンサ手段と、前記ピストンの移動に伴って前記
ロッドに沿って移動し、前記ロッドとの間に生じる摩擦
力によって前記ピストンに制動力をかける流体圧式のブ
レーキ手段と、前記ピストン及び前記ピストンヨークの
内部に流体圧流路を形成し、該内部の流体圧流路を介し
て前記流体圧式ブレーキ手段に前記シリンダチューブ内
の流体圧を供給する流体圧供給手段とから構成されるも
のである。

【００１５】

【作用】ロッドレスシリンダはシリンダチューブとピス
トンとテーブルとから少なくとも構成され、通常のシリ
ンダに不可欠のピストンロッドを有しない。テーブルは
ピストンヨークを介してピストンに結合されているの
で、流体圧の作用によって移動するピストンと共に部品
や治具等を積載して移動する。このようなロッドレスシ
リンダではテーブルに積載された部品や治具等の荷重が
ピストンヨーク及びピストン部分にかかるようになって
いる。

【００１６】ロッドは、その軸方向がテーブルの移動方
向と平行になるようにシリンダチューブに対して相対的
に固定されている。そこで、センサ手段及びブレーキ手
段をピストンの移動に伴ってロッドに沿って移動するよ
うに設けることによって、センサ手段及びブレーキ手段
はピストンの移動に伴ってスムーズに移動するようにな
る。センサ手段はピストンの現在位置を検出するもので
あり、ブレーキ手段は流体圧の作用によってロッドとの
間に摩擦力を生じさせ、その摩擦力によってピストンに
制動力を加える流体圧式のものである。また、ロッドは
テーブルの負荷荷重を受けるように配置されているの
で、テーブルに積載された部品や治具等の負荷荷重を受
ける梁として作用する。従って、従来のロッドレスシリ
ンダがピストンヨーク、ピストン及びシリンダチューブ
だけで負荷荷重に対応していたのに比べて格段に荷重特
性が向上する。ロッドは少なくとも一本設けることによ
って、荷重特性を向上することができるが、横曲げモー
メント等に対しての性能を上げたい場合には、二本のロ
ッドを設ければよい。

【００１７】 ブレーキ手段は流体圧の作用によって制
動力を発生するものなので、この流体圧を供給するため
の配管等を設けなければならない。ところが、ブレーキ
手段はピストンと一緒に移動するので、流体圧を供給す
る配管等をテーブルやセンサ手段の移動の妨げとならな
いように注意して設けなければならない。そこで、本発
明では、前記ピストン及び前記ピストンヨークの内部に
流体圧流路を形成し、該内部の流体圧流路を介して流体
圧式ブレーキ手段にシリンダチューブ内の流体圧を供給
する流体圧供給手段を設けたことを特徴としている。す
なわち、ロッドレスシリンダのシリンダチューブ内には
ピストンを移動させるための流体圧が常に供給されてい
るので、このシリンダチューブ内の流体圧をブレーキ手
段に供給するように、ブレーキ駆動のための流体圧流路
をピストンとピストンヨークの内部に形成したことを特
徴としている。これによって、わざわざブレーキ手段に
対して流体圧を供給するための外部配管等を設けなくて
も、ブレーキ手段に流体圧を供給することが可能とな
り、また、外部配管等の配置を考慮しなくてもよくな
る。

【００１８】このように本発明によれば、テーブルの負
荷荷重を受けるようにロッドを設けることによって、荷
重特性を格段に向上することができるとともに、このロ
ッドを用いてブレーキ手段及びセンサ手段を構成してい
るので、ピストンをシリンダストロークの任意の位置で
正確に位置決め停止することができるという優れた効果
がある。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。図１は本発明のロッドレスシリンダ装置の概略構
成を第三角法で示す図であり、図１１に対応しており、
ロッドレスシリンダ装置をＺ軸方向から見た上面図であ
る。図２は図１２に対応しており、図１のロッドレスシ
リンダ装置をＹ軸方向から見た側面図である。図３は図
１３に対応しており、図１のロッドレスシリンダ装置を
Ｘ軸方向から見た側面図である。

【００２０】図において、ロッドレスシリンダ装置は、
従来のロッドレスシリンダ１と、固定板２１Ｌ，２１Ｒ
と、ブレーキ用ロッド２２と、センサ用ロッド２３と、
ブレーキ手段２４と、センサ手段２５とから構成され
る。ロッドレスシリンダ１は図１１〜図１３の記載のも
のと同じ構成である。テーブル６ａは従来のテーブル６
よりも巾が広く、上面（Ｘ軸方向）から見てブレーキ手
段２４及びセンサ手段２５を覆ようになっており、ブレ
ーキ手段２４及びセンサ手段２５に溶接やネジ締め等に
よって機械的に固定されている。

【００２１】固定板２１Ｌ，２１Ｒは厚さ約２５ｍｍの
鉄板で構成され、ブレーキ用ロッド２２、センサ用ロッ
ド２３及びロッドレスシリンダ１を機械的に固定する。
固定板２１Ｌ，２１Ｒはベッド等に溶接結合されたり、
ボルト等でネジ締めされたりして固定される。固定板２
１Ｌ，２１Ｒには、図１２のロッドレスシリンダ１の空
気供給管１１ａ，１１ｂに接続された空気供給管（図示
せず）を有する。

【００２２】ブレーキ用ロッド２２及びセンサ用ロッド
２３は直径約３６ｍｍの鉄柱で構成され、固定板２１
Ｌ，２１Ｒに機械的に固定される。例えば、ブレーキ用
ロッド２２及びセンサ用ロッド２３両側にナットを形成
し、固定板２１Ｌ，２１Ｒの両側をボルトで締め付け固
定してもよいし、固定版２１Ｌ，２１Ｒとブレーキ用ロ
ッド２２及びセンサ用ロッド２３とを溶接で固定しても
よい。ロッドレスシリンダ１も同様にして固定板２１
Ｌ，２１Ｒに固定すればよい。

【００２３】ブレーキ手段２４は、その両側に軸受け２
４Ｌ，２４Ｒを有し、ブレーキ用ロッド２２をガイドと
して滑り移動し、所定のストローク位置にてテーブル６
ａをブレーキング停止させる。センサ手段２５も同様に
両側に軸受け２５Ｌ，２５Ｒを有し、センサ用ロッド２
２をガイドとして滑り移動し、ストロークの現在位置を
アブソリュートに検出する。センサ手段２５には位置検
出用の信号ケーブル（図示せず）が接続されている。ブ
レーキ手段２４及びセンサ手段２５の詳細構成について
は後述する。

【００２４】ブレーキ手段２４及びセンサ手段２５は共
にテーブル６ａに機械的に固定されているので、テーブ
ル６ａはブレーキ手段２４及びセンサ手段２５を介して
結合されたブレーキ用ロッド２２及びセンサ用ロッド２
３に沿って、固定板２１Ｌ，２１Ｒ間を自由に滑り、直
線方向（Ｘ軸方向）に移動することができる。

【００２５】固定板２１Ｌ，２１Ｒに機械的に固定され
たブレーキ用ロッド２２及びセンサ用ロッド２３は、そ
れぞれ固定梁を構成する。従って、テーブル６ａの負荷
荷重は、ブレーキ手段２４及びセンサ手段２５を介して
固定梁を構成するブレーキ用ロッド２２及びセンサ用ロ
ッド２３に全て架かるようになり、ロッドレスシリンダ
１は単にテーブル６ａを運動方向（Ｘ軸方向）に移動さ
せるためのアクチュエータとして機能し、負荷荷重の影
響を受けなくなる。これによってロッドレスシリンダ装
置は、曲げモーメント、横曲げモーメント及び捩じりモ
ーメント等の各種モーメントに対して、従来とは比べも
のにならない程大きな荷重特性を示す。

【００２６】図４は本実施例に係るロッドレスシリンダ
装置のブレーキ手段にシリンダチューブ内の空気圧をピ
ストン及びピストンヨークを介してブレーキ手段２５に
供給するための流体圧供給手段の一部構成を示す図であ
る。図５は図４の一部断面形状を示す図である。ピスト
ン２ａＬ，２ａＲは、シリンダチューブ１ａのカプセル
形空洞の断面形状と相似形の円柱体で構成されている。
ピストンヨーク２ｂは、このピストン２ａに結合され、
上部にテーブル６ａを支持するための支持部２ｃを有す
る。ピストンヨーク２ｂは往復運動方向から見た断面形
状がＴ字形をしており、上面（Ｚ軸方向）から見た形状
がＨ字形をしている。ピストン２ａＬ，２ａＲには、ピ
ストンパッキン用の溝が設けられている。ピストンヨー
ク２ｂの円柱体内部には、シールベルト５を貫通させる
ための空洞４を有する。＄流体圧供給手段はピストン２
ａＬ，２ａＲ内に形成された空気圧流路Ｌ１，Ｒ２と、
ピストンヨーク２ｂ内に形成された空気圧流路Ｌ２，Ｒ
２，Ｃ３と、ピストンヨーク２ａ内に設けられた空気圧
流路Ｌ３，Ｒ３，Ｃ２及びシャトルバルブＣ１と、テー
ブル６ａ内に設けられた空気圧流路Ｃ４とから構成され
る。空気圧流路Ｌ１、Ｌ２及びＬ３はロッドレスシリン
ダ１の左室空間とシャトルバルブＣ１の一方の入力ポー
トとを接続し、空気圧流路Ｒ１、Ｒ２及びＲ３はロッド
レスシリンダ１の右室空間とシャトルバルブＣ１の他方
の入力ポートとを接続する。空気圧流路Ｃ２、Ｃ３及び
Ｃ４はブレーキ手段２４の方向切換弁６５とシャトルバ
ルブＣ１の出力ポートとを接続する。シャトルバルブＣ
１は２つの入力ポートに供給されるシリンダチューブ１
ａ内の左室空間及び右室空間内の圧縮空気のうち、高圧
側の空気圧を出力ポートから出力するので、方向切換弁
６５は常に高圧の圧縮空気の供給を受けることになる。

【００２７】本発明のロッドレスシリンダ装置は、ロッ
ドレスシリンダ１でテーブル６ａをＸ方向に移動制御
し、センサ手段２５でテーブル６ａの現在位置を検出
し、ブレーキ手段２４でテーブル６ａを任意の位置に位
置決め停止させている。本発明では、ブレーキ手段２４
を用いてテーブル６ａを任意の位置に停止させる位置決
め制御方式として、特開昭５９−１１７９０２号公報に
記載の位置決め制御方式を採用する。この位置決め制御
方式の詳細は特開昭５９−１１７９０２号公報に記載さ
れているので、ここではその概略を説明する。この位置
決め制御方式は、ピストン２ａ（テーブル６ａ）の速度
若しくは加速度又はこれら両方に応じたオーバラン量の
変化を考慮して正確な位置決め停止を行えるようにした
学習機能を有するものである。

【００２８】この位置決め制御方式は、ピストン２ａの
移動速度に応じたオーバラン量を予測するばかりでな
く、移動の立上り時が加速度の影響を比較的強く受ける
ことから、加速度をも考慮してオーバラン量を予測して
位置決め制御している。すなわち、シリンダチューブ１
ａに対するピストン２ａの相対的移動速度及び加速度の
両方を考慮して予測オーバラン量を決定し、決定した予
測オーバラン量に応じて補償を行うようにセンサ手段２
５からの現在位置データ又は位置決め目標値（移動量設
定値）の値を変更し、その変更された位置データ又は目
標値との比較に基づきピストン２ａの移動量を制御して
いる。

【００２９】図６はセンサ手段２５の詳細構成を示す図
である。センサ手段は誘導型の位相シフト型位置センサ
からなるアブソリュート型の位置センサである。尚、こ
の位置センサの詳細については実開昭５７−１３４６２
２号公報、実開昭５７−１５１５０３号公報、実開昭５
７−１３５９１７号公報、実開昭５８−１３６７１８号
公報又は実開昭５９−１７５１０５号公報等にて公知な
ので、ここでは簡単に説明する。

【００３０】センサ手段２５は位相シフト方式によって
センサ用ロッド２３とケーシング４２との間の相対的な
直線位置を検出するものである。すなわち、センサ手段
２５は、固定部となるセンサ用ロッド２３と可動部とな
るコイルアッセンブリ４１とから構成され、センサ用ロ
ッド２３に沿って直線移動するコイルアッセンブリ４１
のセンサ用ロッド２３に対する位置を検出するものであ
る。コイルアッセンブリ４１は、センサ用ロッド２３の
軸方向に所定間隔をもって配置された４個の１次コイル
１Ａ，１Ｃ，１Ｂ，１Ｄと、これに対応して設けられた
２次コイル２Ａ，２Ｃ，２Ｂ，２Ｄとからなる。コイル
アッセンブリ４１は、その内部に形成される円筒空間が
センサ用ロッド２３と同心となるようにケーシング４２
に固定されている。

【００３１】センサ用ロッド２３は特殊加工が施されて
いる。すなわち、センサ用ロッド２３はその周囲におい
て、磁性体部４５と、その周囲の軸方向に交互に設けら
れた所定幅のリング状の非磁性体部４６とからなる磁気
目盛り部４３を具備している。この磁性体部４５と非磁
性体部４６とはコイルアッセンブリ４１に形成された磁
気回路に対して磁気抵抗の変化を与えるような構成にな
っていればどのような材質のもので構成してもよい。例
えば、非磁性体部４６を非磁性体又は空気等で構成して
もよい。また、鉄製のセンサ用ロッド２３にレーザ焼き
付けを行うことにより、磁気的性質を変化させることに
より、互いに透磁率の異なる磁性体部４５と非磁性体部
４６とを交互に形成するようにしてもよい。

【００３２】一例として一つのコイル長を「Ｐ／２」
（Ｐは任意の数）とすると、磁性体部４５と非磁性体部
４６の交互配列における１ピッチ分の間隔は「Ｐ」であ
る。その場合、例えば、磁性体部４５と非磁性体部４６
の長さは等しく「Ｐ／２」であってもよいし、また、必
ずしも等しくなくてもよい。本実施例において、コイル
アッセンブリ４１は４つの相で動作するように構成され
いる。図面上では、これらの相に便宜上Ａ，Ｃ，Ｂ，Ｄ
の符号が付されている。

【００３３】センサ用ロッド２３とコイルアッセンブリ
４１との位置関係は、センサ用ロッド２３の磁性体部４
５の位置に応じてコイルアッセンブリ４１の各相Ａ〜Ｄ
に生じるリラクタンスが９０度ずつずれるようになって
いる。例えば、Ａ相をコサイン（ｃｏｓ）相とすると、
Ｃ相はマイナスコサイン（−ｃｏｓ）相、Ｂ相はサイン
（ｓｉｎ）相、Ｄ相はマイナスサイン（−ｓｉｎ）相と
なるように構成されている。

【００３４】図６の実施例では、各相Ａ〜Ｄ毎に個別に
１次コイル１Ａ，１Ｃ，１Ｂ，１Ｄ及び２次コイル２
Ａ，２Ｃ，２Ｂ，２Ｄがそれぞれ設けられている。各相
Ａ〜Ｄの２次コイル２Ａ，２Ｃ，２Ｂ，２Ｄはそれぞれ
に対応する１次コイル１Ａ，１Ｃ，１Ｂ，１Ｄの外側に
巻かれている。

【００３５】各１次コイル１Ａ，１Ｃ，１Ｂ，１Ｄ及び
２次コイル２Ａ，２Ｃ，２Ｂ，２Ｄの長さは、前述のよ
うに「Ｐ／２」である。図６の例では、Ａ相のコイル１
Ａ，２ＡとＣ相のコイル１Ｃ，２Ｃとが隣合って設けら
れており、Ｂ相のコイル１Ｂ，２ＢとＤ相のコイル１
Ｄ，２Ｄも隣合って設けられている。また、Ａ相とＢ相
又はＣ相とＤ相のコイル間隔は「Ｐ（ｎ±１／４）」
（ｎは任意の自然数）である。

【００３６】この構成によって、センサ用ロッド２３と
コイルアッセンブリ４１との間の相対的直線変位に応じ
て各相Ａ〜Ｄにおける磁気回路のリラクタンスが距離
「Ｐ」を一周期として周期的に変化し、しかもそのリラ
クタンス変化の位相が各相Ａ〜Ｄ毎に９０度ずつずれる
ようにすることができる。従って、Ａ相とＣ相とでは１
８０度ずれ、Ｂ相とＤ相とでも１８０度ずれる。

【００３７】１次コイル１Ａ，１Ｃ，１Ｂ，１Ｄ及び２
次コイル２Ａ，２Ｃ，２Ｂ，２Ｄの結線形式は図７に示
すようにする。図７において、Ａ相とＣ相の１次コイル
１Ａ及び１Ｃは正弦信号ｓｉｎωｔで互いに同相に励磁
され、２次コイル２Ａ及び２Ｃの出力は逆相で加算され
るように結線されている。同様に、Ｂ相とＤ相の１次コ
イル１Ｂ及び１Ｄは余弦信号ｃｏｓωｔで互いに同相に
励磁され、２次コイル２Ｂ及び２Ｄの出力は逆相で加算
されるように結線されている。２次コイル２Ａ，２Ｃ，
２Ｂ，２Ｄの出力は最終的に加算され、出力信号Ｙとし
て位相差検出手段３０に取り込まれる。

【００３８】この出力信号Ｙは、センサ用ロッド２３の
磁性体部４５とセンサ手段２５との間の相対的な直線位
置に応じた位相角φだけ基準交流信号（ｓｉｎωｔ，ｃ
ｏｓωｔ）を位相シフトしたものとなる。その理由は、
各相Ａ〜Ｄのリラクタンスが９０度ずつずれており、か
つ一方の対（Ａ，Ｃ）と他方の対（Ｂ，Ｄ）の励磁信号
の電気的位相が９０度ずれているためである。従って、
出力信号ＹはＹ＝Ｋｓｉｎ（ωｔ＋φ）となる。ここ
で、Ｋは定数である。

【００３９】リラクタンス変化の位相φは磁性体部４５
の直線位置に所定の比例係数（又は関数）に従って比例
しているので、出力信号Ｙにおける基準信号ｓｉｎωｔ
（又はｃｏｓωｔ）からの位相ずれφを測定することに
より直線位置を検出することができる。但し、位相ずれ
量φが全角２πのとき、直線位置は前述の距離Ｐに相当
する。すなわち、出力信号Ｙにおける電気的位相ずれ量
φによれば、距離Ｐの範囲内でのアブソリュートな直線
位置が検出できるのである。この電気的位相ずれ量φを
測定することによって、距離Ｐの範囲内の直線位置をか
なりの高分解能で精度よく割り出すことが可能となる。

【００４０】なお、センサ用ロッド２３における磁気目
盛り部４３は磁性体部４５と非磁性体部４６に限らず、
磁気抵抗変化を生ぜしめることのできるその他の材質を
用いてもよい。例えば、銅等のように導電率の高い材質
と鉄等のように導電率の低い材質（非導電体でもよい）
との組合せ（導電率の異なる材質）により磁気目盛り部
４３を形成し、渦電流損に応じた磁気抵抗変化を生ぜし
めるようにしてもよい。その場合、鉄等のセンサ用ロッ
ド２３の表面に銅メッキ等により良導電体のパターンを
形成するようにしてもよい。パターンの形状等は磁気抵
抗の変化を効率よく生ぜしめるものであれば、いかなる
形状のものでもよい。

【００４１】出力信号Ｙと基準信号ｓｉｎωｔ（又はｃ
ｏｓωｔ）との位相ずれ量φを求めるための手段は適宜
に構成することができる。図７はこの位相ずれ量φをデ
ジタル量で求めるようにした位相差検出手段の回路例を
示す図である。図７において、位相差検出手段３０は基
準交流信号ｓｉｎωｔ及びｃｏｓωｔを発生する基準信
号発生部と、２次コイル２Ａ〜２Ｄの相互誘導電圧と基
準交流信号ｓｉｎωｔとの間の位相差（位相ずれ量）Ｄ
θを検出する位相差検出部とからなる。

【００４２】基準信号発生部はクロック発振器３１、同
期カウンタ３２、ＲＯＭ３３，３３ｂ、Ｄ／Ａ変換器３
４，３４ｂ及びアンプ３５，３５ｂからなり、位相差検
出部はアンプ３６、ゼロクロス回路３７及びラッチ回路
３８からなる。クロック発振器３１は高速の正確なクロ
ック信号を発生するものであり、このクロック信号に基
づいて他の回路は動作する。同期カウンタ３２はクロッ
ク発振器３１のクロック信号をカウントし、そのカウン
ト値をアドレス信号としてＲＯＭ３３及び位相差検出部
のラッチ回路３８に出力する。

【００４３】ＲＯＭ３３及び３３ｂは基準交流信号に対
応した振幅データを記憶しており、同期カウンタ３２か
らのアドレス信号（カウント値）に応じて基準交流信号
の振幅データを発生する。ＲＯＭ３３はｓｉｎωｔの振
幅データを、ＲＯＭ３３ｂはｃｏｓωｔの振幅データを
記憶している。従って、ＲＯＭ３３及び３３ｂは同期カ
ウンタ３２から同じアドレス信号を入力することによっ
て、２種類の基準交流信号ｓｉｎωｔ及びｃｏｓωｔを
出力する。なお、同じ振幅データのＲＯＭを位相のそれ
ぞれ異なるアドレス信号で読み出しても同様に２種類の
基準交流信号を得ることができる。

【００４４】Ｄ／Ａ変換器３４及び３４ｂはＲＯＭ３３
及び３３ｂからのデジタルの振幅データをアナログ信号
に変換してアンプ３５及び３５ｂに出力する。アンプ３
５及び３５ｂはＤ／Ａ変換器からのアナログ信号を増幅
し、それを基準交流信号ｓｉｎωｔ及びｃｏｓωｔとし
て１次コイル１Ａ〜１Ｄに供給する。同期カウンタ３２
の分周数をＭとすると、そのＭカウント分が基準交流信
号の最大位相角２πラジアン（３６０度）に相当する。
すなわち、同期カウンタ３２の１カウント値は２π／Ｍ
ラジアンの位相角を示している。

【００４５】アンプ３６は２次コイル２Ａ〜２Ｄに誘起
された２次電圧の合成値を増幅して、ゼロクロス回路３
７に出力する。ゼロクロス回路３７は磁気センサ４の２
次コイル２Ａ〜２Ｄに誘起された相互誘導電圧（２次電
圧）に基づいて負電圧から正電圧へのゼロクロス点を検
出し、検出信号をラッチ回路３８に出力する。

【００４６】ラッチ回路３８は基準交流信号の立上りの
クロック信号にてスタートした同期カウンタのカウント
値をゼロクロス回路３７の検出信号の出力時点（ゼロク
ロス点）でラッチする。従って、ラッチ回路３８にラッ
チされた値はちょうど基準交流信号と相互誘導電圧（合
成２次出力）との間の位相差（位相ずれ量）Ｄθとな
る。この位相差Ｄθに基づいてピストン２ａの全ストロ
ークにおける現在位置を検出することができる。

【００４７】図８は図６のセンサ手段２５の他の実施例
の詳細構成を示す図である。図８のセンサ手段２５ａ
は、図６のセンサ手段２５においては可動部であるコイ
ルアッセンブリ４１を固定部となるセンサ用ロッド２３
ｃ側に設け、さらに固定部であるセンサ用ロッド２３の
磁気目盛り部４３を構成する磁性体部４５及び非磁性体
部４６を可動部となるケーシング４２ａ側に設けたもの
である。すなわち、センサ手段２５及び２５ａは共に可
動部と固定部とから構成されているが、この可動部と固
定部との位置関係が相互に入れ替わった構成となってい
る。従って、図８のセンサ手段２５ａは、図６のセンサ
手段２５と同じ位相シフト方式によってアブソリュート
に直線位置を検出する誘導型の位相シフト型位置センサ
を構成する。以下、このセンサ手段２５ａの詳細構成に
ついて説明する。

【００４８】センサ手段２５ａは位相シフト方式によっ
てセンサ用ロッド２３ａとケーシング４２ａとの間の相
対的な位置関係を検出するものである。すなわち、セン
サ手段２５ａは、固定部であるコイルアッセンブリ４１
ａと、可動部であるケーシング４２ａに設けられた磁性
体部４５ａ及び非磁性体部４６ａとから構成され、セン
サ用ロッド２３ａに沿って直線移動するケーシング４２
ａに設けられた磁性体部４５ａ及び非磁性体部４６ａの
センサ用ロッド２３ａに対する位置を検出するものであ
る。

【００４９】コイルアッセンブリ４１ａは、センサ用ロ
ッド２３ａの外周上に軸方向に沿ってスペーサ２３ｂを
介して所定のピッチ間隔で配置された２次コイル２Ａ，
２Ｂ，２Ｃ，２Ｄと、さらに、この２次コイルの外周上
に設けられた１次コイル１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄとから
なる組み合わせをさらに軸方向に複数組配置したもので
ある。このように所定のピッチ間隔で設けられた１次コ
イル及び２次コイルが磁気目盛り部を構成する。そし
て、このコイルアッセブリ４１ａ（１次コイル）の外周
上には、保護用にステンレス製チューブ２３ｃが設けら
れている。また、１次コイル及び２次コイル間には、リ
ング状の金属製スペーサー２３ｂが設けられている。こ
のスペーサー２３ｂはセンサ用ロッド２３ａとチャーブ
２３ａとの間に１次コイル及び２次コイルを収納するた
めの空間を形成することによって、１次コイル及び２次
コイルを外部圧力から保護する。

【００５０】一方、ケーシング４２ａには、コイルアッ
センブリ４１ａに形成された磁気回路に対して磁気抵抗
の変化を与えるための磁性体部４５ａ及び非磁性体部４
６ａが設けられている。この磁性体部４５ａ及び非磁性
体部４６ａはコイルアッセンブリ４１ａに形成された磁
気回路に対して磁気抵抗の変化を与えるものであればど
のような材質のもので構成してもよい。例えば、非磁性
体部４６を非磁性体又は空気等で構成してもよい。ま
た、鉄製のケーシング４２ａにレーザ焼き付けを行うこ
とにより、磁気的性質を変化させることにより、互いに
透磁率の異なる磁性体部４５ａと非磁性体部４６ａとを
交互に形成するようにしてもよい。

【００５１】一例として、１個の１次コイル又は２次コ
イルの軸方向におけるコイル長（スペーサ２３ｂの長さ
を考慮する）を「Ｐ／２」（Ｐは任意の数）とすると、
磁性体部４５ａと非磁性体部４６ａの交互配列における
１ピッチ分の間隔は「Ｐ」である。この場合、例えば、
磁性体部４５ａと非磁性体部４６ａの長さは共に「３Ｐ
／２」でも、「Ｐ／２」でもよいし、また必ずしも等し
くなくてもよい。この実施例では、磁性体部４５ａと非
磁性体部４６ａの長さは共に「３Ｐ／２」である。

【００５２】ケーシング４２ａに設けられた磁性体部４
５ａ及び非磁性体部４６ａとコイルアッセンブリ４１ａ
との位置関係は、ケーシング４２ａに設けられた磁性体
部４５ａ及び非磁性体部４６ａの位置に応じてコイルア
ッセンブリ４１の各１次コイル１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ
に生じるリラクタンスが９０度ずつずれるようになって
いる。例えば、１次コイル１Ａをコサイン（ｃｏｓ）相
とすると、１次コイル１Ｃはマイナスコサイン（−ｃｏ
ｓ）相、１次コイル１Ｂはサイン（ｓｉｎ）相、１次コ
イル１Ｄはマイナスサイン（−ｓｉｎ）相となるように
構成されている。

【００５３】この構成によって、ケーシング４２ａに設
けられた磁性体部４５ａ及び非磁性体部４６ａと、コイ
ルアッセンブリ４１ａの設けられたセンサ用ロッド２３
ａとの間の相対的直線変位に応じて各１次コイル１Ａ，
１Ｂ，１Ｃ，１Ｄにおける磁気回路のリラクタンスが距
離「Ｐ」を一周期として周期的に変化し、しかもそのリ
ラクタンス変化の位相が各１次コイル１Ａ，１Ｂ，１
Ｃ，１Ｄ毎に９０度ずつずれるようにすることができ
る。従って、１次コイル１Ａと１Ｃとではリラクタンス
変化の位相が１８０度ずれ、１次コイル１Ｂと１Ｄとで
も１８０度ずれるようになっている。

【００５４】１次コイル１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ及び２
次コイル２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの結線形式は図９に示
すようにする。図９において、１次コイル１Ａ及び１Ｃ
は正弦信号ｓｉｎωｔ（又は余弦信号ｃｏｓωｔ）で互
いに逆相に励磁され、１次コイル１Ｂ及び１Ｄは余弦信
号ｃｏｓωｔ（又は正弦信号ｓｉｎωｔ）で互いに逆相
に励磁され、２次コイル２Ａ、２Ｂ、２Ｃ及び２Ｄの出
力は同相で加算されるように結線される。２次コイル２
Ａ，２Ｃ，２Ｂ，２Ｄの出力は出力信号Ｙとして図７の
位相差検出手段３０に取り込まれる。

【００５５】この出力信号Ｙは、ケーシング４２ａの磁
性体部４５ａ及び非磁性体部４６ａと、センサ用ロッド
２３ａの１次コイル１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄとの間の相
対的な直線位置に応じた位相角φだけ基準交流信号（ｓ
ｉｎωｔ，ｃｏｓωｔ）を位相シフトしたものとなる。
その理由は、１次コイル１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄのリラ
クタンスが９０度ずつずれており、かつ１次コイルの一
方の対（１Ａ，１Ｃ）と他方の対（１Ｂ，１Ｄ）の励磁
信号の電気的位相が９０度ずれているためである。従っ
て、出力信号ＹはＹ＝Ｋｓｉｎ（ωｔ＋φ）となる。こ
こで、Ｋは定数である。

【００５６】リラクタンス変化の位相φは磁性体部４５
ａ及び非磁性体部４６ａと、センサ用ロッド２３ａの１
次コイル１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄとの間の直線位置に対
して所定の比例係数（又は関数）で比例しているので、
出力信号Ｙにおける基準信号ｓｉｎωｔ（又はｃｏｓω
ｔ）からの位相ずれφを測定することによりその直線位
置を検出することができる。但し、位相ずれ量φが全角
２πのとき、直線位置は前述の距離Ｐに相当する。すな
わち、出力信号Ｙにおける電気的位相ずれ量φによれ
ば、距離Ｐの範囲内でのアブソリュートな直線位置が検
出できるのである。この電気的位相ずれ量φを測定する
ことによって、距離Ｐの範囲内の直線位置をかなりの高
分解能で精度よく割り出すことが可能となる。

【００５７】なお、ケーシング４２ａに設けられた磁性
体部４５ａ及び非磁性体部４６ａは、磁気抵抗変化を生
ぜしめることのできる材質のものであればよく、例え
ば、銅等のように導電率の高い材質のものと、鉄等のよ
うに導電率の低い材質（非導電体でもよい）のものとを
組み合わせてよい。すなわち、ケーシング４２ａ内に導
電率の異なる材質を設けて、両者の渦電流損の違いによ
って磁気抵抗変化を生ぜしめるようにしてもよい。その
場合、鉄等のケーシング４２ａの表面に銅メッキ等によ
り良導電体のパターンを形成するようにしてもよい。ま
た、パターンの形状等は磁気抵抗の変化を効率よく生ぜ
しめるものであれば、いかなる形状のものでもよい。

【００５８】出力信号Ｙと基準信号ｓｉｎωｔ（又はｃ
ｏｓωｔ）との位相ずれ量φを求めるための手段は図７
の位相差検出手段３０を用いることができる。図６のセ
ンサ手段２５の場合は、可動部側にコイルアッセンブリ
が存在するので、基準交流信号ｓｉｎωｔ及びｃｏｓω
ｔや出力信号Ｙ用の信号線がテーブル６ａの移動の支障
とならないように配線しなければならないが、図８のセ
ンサ手段２５ａの場合は、固定部側にコイルアッセンブ
リは設けられているので、このような配線を施す必要が
ない。

【００５９】図１０はブレーキ手段２４の概略構成を示
す図である。このブレーキ手段２４は全空気圧式のブレ
ーキ機構で構成されている。円筒状のケーシング６１は
ブレーキ用ロッド２２の周囲に設けられている。ケーシ
ング６１の両側には軸受け２４Ｌ，２４Ｒが設けられ、
ブレーキ用ロッド２２の軸方向に沿って滑り移動するよ
うに構成されている。軸受け２４Ｌ，２４Ｒはケーシン
グ６１内の気密を保持するためのパッキン６２ａ，６２
ｂ，６３ａ，６３ｂをそれぞれ有する。

【００６０】ケーシング６１は電磁弁６５、空気圧流路
Ｃ４，Ｃ３，Ｃ２、シャトルバルブＣ１及び空気圧流路
Ｌ３，Ｒ３，Ｌ２，Ｒ２，Ｌ１，Ｒ１を介してロッドレ
スシリンダ１内の圧縮空気をケーシング６１内の空気室
６７Ｌ，６７Ｒ又は６８に供給するための空気圧流路を
有する。ブレーキピストン６９Ｌ，６９Ｒはパッキン７
０ａ，７１ａを介してケーシング６１に接し、パッキン
７０ｂ，７１ｂを介してブレーキ用ロッド２２に接し、
ブレーキ用ロッド２２の軸方向に滑り移動する。ブレー
キピストン６９Ｌ，６９Ｒはケーシング６１との間でそ
れぞれ空気室６７Ｌ，６７Ｒ及び空気室６８を形成す
る。

【００６１】ブレーキピストン６９Ｌ，６９Ｒ間に形成
された空気室６８にはコイルバネ７２が設けられてい
る。コイルバネ７２はブレーキ用ロッド２２の外周に沿
って複数個設けられている。コイルバネ７２はブレーキ
ピストン６９Ｌ，６９Ｒをそれぞれ左右方向に押し広げ
る働きをする。ブレーキブッシュ７４Ｌ，７４ＲはＣ字
形のブッシュにすり割の付いたものである。従って、ブ
レーキブッシュ７４Ｌ，７４Ｒは通常の（何ら外力の作
用していない）状態ではブレーキ用ロッド２２の外周面
に沿って自在に移動可能である。

【００６２】ブレーキブッシュ７４Ｌ，７４Ｒの周囲に
は皿バネ７３Ｌ，７３Ｒが設けられている。皿バネ７３
Ｌ，７３Ｒの内周部分はブレーキブッシュ７４Ｌ，７４
Ｒの外周面に接し、皿バネ７３Ｌ，７３Ｒの外周部分は
ブレーキピストン６９Ｌ，６９Ｒの内周面に接してい
る。従って、ブレーキブッシュ７４Ｌ，７４Ｒとブレー
キピストン６９Ｌ，６９Ｒとの間の距離が小さくなる
と、皿バネ７３Ｌ，７３Ｒの外周部分が広がり、ブレー
キブッシュ７４Ｌ，７４Ｒには皿バネ７３Ｌ，７３Ｒか
ら法線方向の圧力が加わり、ブレーキブッシュ７４Ｌ，
７４Ｒの外周を収縮させる。収縮したブレーキブッシュ
７４Ｌ，７４Ｒの内面はブレーキ用ロッド２２に所定の
圧力で押し付けられるので、この押圧に応じてブレーキ
ング状態となる。

【００６３】逆に、ブレーキブッシュ７４Ｌ，７４Ｒと
ブレーキピストン６９Ｌ，６９Ｒとの間の距離が大きく
なると、皿バネ７３Ｌ，７３Ｒは元の状態に戻り、ブレ
ーキブッシュ７４Ｌ，７４Ｒには皿バネ７３Ｌ，７３Ｒ
からの圧力が加わらなくなり、ブレーキブッシュ７４
Ｌ，７４Ｒの外周を収縮させる力がなくなる。これによ
って，ブレーキブッシュ７４Ｌ，７４Ｒの内面がブレー
キ用ロッド２２から離れて、ブレーキング状態は開放さ
れる。

【００６４】このブレーキ手段２４は、圧縮空気が供給
されないオフ状態では、コイルバネ７２によりブレーキ
ピストン６９Ｌ，６９Ｒが左右に押し広げられ、皿バネ
７３Ｌ，７４Ｒはブレーキピストン６９Ｌ，６９Ｒによ
って軸方向に沿ってケーシング６１の内面に押し付けら
れる。押し付けられた皿バネ７３Ｌ，７３Ｒの内径が収
縮することにより、ブレーキブッシュ７４Ｌ，７４Ｒは
ブレーキ用ロッド２２に押し付けられ、ブレーキ用ロッ
ド２２に接触する。ブレーキ手段２４はブレーキブッシ
ュ７４Ｌ，７４Ｒとブレーキ用ロッド２２との間の摩擦
力によってブレーキング状態となる。従って、ブレーキ
手段２４はなんら圧縮空気が供給されない状態でも、常
にブレーキング状態を維持するセルフロック機構を有す
る。

【００６５】ロッドレスシリンダ１内の圧縮空気が電磁
弁６５に供給されている状態で、電磁弁６５をオン／オ
フ制御することにより、ブレーキの設定／解除を制御す
ることができる。図１０のように電磁弁６５がオフ状態
の場合は、空気室６８に圧縮空気が導かれ、空気室６９
Ｌ，６９Ｒは大気圧となるため、ブレーキピストン６９
Ｌ，６９Ｒにはコイルバネ７２の反発力に加えて、圧縮
空気による圧力が加算される。従って、皿バネ７３Ｌ，
７３Ｒはさらに大きな力でケーシング６１の内面に軸方
向に沿って押し付けられるので、ブレーキ手段２４のブ
レーキング状態は強固なものとなる。

【００６６】逆に、電磁弁６５がオン状態の場合は、空
気室６９Ｌ，６９Ｒに圧縮空気が導かれ、空気室６８は
大気圧となるため、ブレーキピストン６９Ｌ，６９Ｒに
はコイルバネ７２の反発力を打ち消す方向に圧縮空気に
よる圧力が加わる。ブレーキピストン６９Ｌ，６９Ｒは
圧縮空気の圧力によってコイルバネ７２を押し付けるよ
うに内側に狭まる。すると、皿バネ７３Ｌ，７３Ｒに加
わっていた押し付け力が無くなるために、皿バネ７３
Ｌ，７３Ｒは開き、ブレーキブッシュ７４Ｌ，７４Ｒと
ブレーキロッド２２との接触状態を開放する。これによ
って、ブレーキ手段２４のブレーキング状態は開放さ
れ、ケーシング６１全体がブレーキロッド２２に沿って
自由に移動するようになる。

【００６７】なお、上述の実施例では、ブレーキ手段２
４とセンサ手段２５とをそれぞれ別々のロッドに設ける
場合について説明したが、これに限らず左右のロッドに
それぞれブレーキ手段２４を設け、いずれか一方にセン
サ手段２５を設けるようにしてもよい。また、ロッドの
片側一方だけにブレーキ手段２４及びセンサ手段２５を
設けるようにしてもよい。

【００６８】また、上述の実施例では、ロッドをセンサ
用とブレーキ用の２本設ける場合について説明したが、
これに限らず、ロッドを１本設けて、それにブレーキ手
段及びセンサ手段を設けるようにしてもよい。ロッドを
シリンダチューブ内に設け、ピストン及びピストンヨー
クを軸方向に移動可能に支持するように構成し、さらに
ブレーキ手段及びセンサ手段もピストンヨーク内に形成
してもよい。

【００６９】また、上述の実施例では、固定板２１Ｌ，
２１Ｒにロッドレスシリンダ１の両側が固定されている
場合について説明したが、ブレーキ用ロッド２２及びセ
ンサ用ロッド２３が固定板２１Ｌ，２１Ｒとの間で梁を
構成し、テーブル６ａがそのロッドに沿って移動するよ
うにロッドレスシリンダ１が取り付けてあればよく、ロ
ッドレスシリンダ１は固定板に直接固定されていなくて
もよい。すなわち、ロッドレスシリンダ１と各ロッド２
２，２３との間は固定板等の部材を介して相対的に固定
されいればよい。

【００７０】さらに、図４の実施例では、シャトルドル
ブＣ１をピストンヨーク２ｂ内に設けた場合について説
明したが、これに限らずシャトルバルブをブレーキ手段
２４側に設けてもよい。この場合、ロッドレスシリンダ
１内の左室空間及び右室空間の圧縮空気がブレーキ手段
側のシャトルバルブまでそれぞれ別々の空気圧流路を介
して導かれるようにすることが必要である。

【００７１】上述の実施例では、ロッドレスシリンダと
して、図１１〜図１３に図示のものについて説明した
が、これ以外のロッドレスシリンダに対しても図１〜図
３のようなロッドを用いた梁を形成することによって、
本発明のロッドレスシリンダ装置を構成できることはい
うまでもない。

【００７２】上述の実施例では、ブレーキ用ロッド及び
センサ用ロッドが露出しているが、ロッドレスシリンダ
装置全体を筐体内に収納し、塵や埃等から保護するよう
にしてもよい。本発明のロッドレスシリンダ装置を複数
使用して、２次元座標空間や３次元座標空間等を自由に
移動制御可能なロボットを構成してもよい。この場合
は、Ｘ軸及びＹ軸を構成するロッドレスシリンダ装置の
テーブル同士を結合してやればよい。このテーブル同士
を結合することによって、Ｚ軸方向における基準面から
の可動範囲の高さをシリンダチューブの高さ分だけ低く
設定することができ、ロボット全体を小さくできるとい
う利点がある。

【００７３】

【発明の効果】 本発明によれば、全体的に負荷荷重に
対して強い剛性を有するように構成すると共に、流体圧
式ブレーキ手段を用いてピストンをシリンダストローク
の任意の位置で容易に位置決め停止することができると
いう効果を有するブレーキ付のロッドレスシリンダ装置
において、ピストン及びピストンヨークの内部に流体圧
流路を形成し、該内部の流体圧流路を介して流体圧式ブ
レーキ手段にシリンダチューブ内の流体圧を供給する流
体圧供給手段を設けたことにより、ブレーキ手段に対し
て流体圧を供給するための外部配管等を設けなくても、
ブレーキ手段に流体圧を供給することが可能となり、外
部配管等の配置を考慮することなく、シンプルな構成の
ブレーキ付のロッドレスシリンダ装置を提供することが
できる、という優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例であるロッドレスシリンダ
装置をＺ軸方向から見た上面図である。

【図２】 本発明の一実施例であるロッドレスシリンダ
装置をＹ軸方向から見た側面図である。

【図３】 本発明の一実施例であるロッドレスシリンダ
装置をＸ軸方向から見た側面図である。

【図４】 本発明の一実施例であるロッドレスシリンダ
装置のブレーキ手段にシリンダチューブ内の空気圧をピ
ストン及びピストンヨークを介してブレーキ手段に供給
するための流体圧供給手段の構成の一部を示す図であ
る。

【図５】 図４の一部断面形状を示す図である。

【図６】 本発明の一実施例であるロッドレスシリンダ
装置のセンサ手段の詳細構成を示す図である。

【図７】 図６のセンサ手段からの位相ずれ量φをデジ
タル量で求めるようにした位相差検出手段の回路例を示
す図である。

【図８】 図６のセンサ手段の他の実施例を示す図であ
る。

【図９】 図９のセンサ手段の巻線の結線形式を示す図
である。

【図１０】 本発明の一実施例であるロッドレスシリン
ダ装置のブレーキ手段の概略構成を示す図である。

【図１１】 従来のロッドレスシリンダをＺ軸方向から
見た上面図である。

【図１２】 従来のロッドレスシリンダをＹ軸方向から
見た側面図である。

【図１３】 従来のロッドレスシリンダをＸ軸方向から
見た側面図である。

【符号の説明】

１…ロッドレスシリンダ、１ａ…シリンダチューブ、２
ａ…ピストン、２ｂ…ピストンヨーク、３…ピストンパ
ッキン、４…空洞、５…シールベルト、６，６ａ…テー
ブル、７…防塵ベルト、８…ベルト押さえ、９…シャフ
ト、１０…バネ、１１Ｌ，１１Ｒ…エンドキャップ、１
１ａ，１１ｂ…空気供給管、１２Ｌ，１２Ｒ…ベルトカ
バー、２１Ｌ，２１Ｒ…固定板、２２…ブレーキ用ロッ
ド、２３…センサ用ロッド、２４…ブレーキ手段、２５
…センサ手段、２４Ｌ，２４Ｒ，２５Ｌ，２５Ｒ…軸受
け、１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ…１次コイル、２Ａ，２
Ｂ，２Ｃ，２Ｄ…２次コイル、３０…位相差検出手段、
３１…クロック発振器、３２…同期カウンタ、３３，３
３ｂ…ＲＯＭ、３４，３４ｂ…Ｄ／Ａ変換器、３５，３
５ｂ，３６，３６ｂ…アンプ、３７…ゼロクロス回路、
３８…ラッチ回路、４１…コイルアッセンブリ、４２…
ケーシング、４３…磁気目盛り、４５…磁性体部、４６
…非磁性体部、６１…ケーシング、６２ａ，６２ｂ，６
３ａ，６３ｂ，７０ａ，７０ｂ，７１ａ，７１ｂ…パッ
キン、６５…電磁弁、６６…空気圧力源、６７Ｌ，６７
Ｒ，６８…空気室、６９Ｌ，６９Ｒ…ブレーキピスト
ン、７２…コイルバネ、７３Ｌ，７３Ｒ…皿バネ、７４
Ｌ，７４Ｒ…ブレーキブッシュ、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｒ
１，Ｒ２，Ｒ３，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４…空気圧流路、Ｃ１
…シャトルバルブ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダチューブとこのシリンダチュー
   ブ内を移動するピストンとこのピストンに対してピスト
   ンヨークを介して結合されたテーブルとから少なくとも
   構成され、前記ピストンに対して流体圧を作用させるこ
   とによって前記テーブルを移動させるロッドレスシリン
   ダと、 軸方向が前記ピストンの移動方向と平行になるように前
   記シリンダチューブに対して相対的に固定され、前記テ
   ーブルの負荷荷重を受けるように配置された少なくとも
   一本のロッドと、 前記ピストンの移動に伴って前記ロッドに沿って移動
   し、前記ピストンの現在位置を検出するセンサ手段と、 前記ピストンの移動に伴って前記ロッドに沿って移動
   し、前記ロッドとの間に生じる摩擦力によって前記ピス
   トンに制動力をかける流体圧式のブレーキ手段と、 前記ピストン及び前記ピストンヨークの内部に流体圧流
   路を形成し、該内部の流体圧流路を介して前記流体圧式
   ブレーキ手段に前記シリンダチューブ内の流体圧を供給
   する流体圧供給手段とを具備するロッドレスシリンダ装
   置。