JPH01108404A - ロッドレスシリンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、ピストンロッドのないロッドレスシリンダに
関し、特にシリンダチューブからの流体の漏れをなくす
ことができるロッドレスシリンダに関する。

〈従来の技術〉 通常の流体圧ピストンシリンダでは最大ストローク時の
全長が長すぎて機器等の限られたスペースにシリンダを
設置することができない場合、ピストンロッドのないロ
ッドレスシリンダが使用されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 この種のピストンシリンダは従来各種の構造のものが開
発されたが、何れもシリンダチューブの一部にその長手
方向に沿って一部のスリットを設け、被駆動物体に連結
される連結部をこのスリツトを通してチューブ内のピス
トンに接続する構造であるため、スリットが金属帯やベ
ルトで閉鎖されていても、スリットにどうしてもわずか
な隙間が生じ、シリンダチューブ内の圧力流体がもれる
問題があった。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもの
で、スリットのないチューブを用いることにより圧力流
体の漏洩を防止できるロッドレスシリンダを提供するこ
とを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 このために、本発明のロッドレスシリンダは、内部に圧
力流体を流入させるシリンダ本体となる可撓性チューブ
と、可撓性チューブ内に気密的に且つ摺動可能に挿入さ
れ、中間部に連続するなだらかな曲面の小径部が設けら
れたピストンと、ピストンの小径部と対応した形状の小
内径部を持ち、可撓性チューブを挟んで該ピストンの外
周に外嵌された移動体と、を備え、ピストンの移動に伴
ない移動体を従動させるように構成した。

ここで、ピストンと可撓性チューブの摩擦抵抗を下げる
ために、ピストンの外周面にボール溝を設け、そのボー
ル溝に可撓性チューブの内周面と接触して転動する多数
のボールを配設してもよく、また、移動体と可撓性チュ
ーブの摩擦抵抗を下げるために、移動体の内周面にボー
ル溝を設け、そのボール溝に可撓性チューブの外周面と
接触して転動する多数のボールを配設することもできろ
く作用〉 可撓性チューブ内の一方に圧力流体を導入すると、ピス
トンはその流体圧に押されてチューブ内を移動する。こ
の時、ピストンの中間部に小径部があり、この小径部と
チューブを挟んで嵌合される小内径部を持つ移動体は、
可撓性チューブの縮径部を介してピストンの推力を受け
、ピストンと共に移動するが、可撓性チューブには従来
のよう、にスリットがないため、圧力流体の漏れは発生
せず、良好にロッドレスシリンダを使用することができ
る。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はロッドレスシリンダの断面図を示し、ｌはシリ
ンダ本体となる可撓性チューブである。

この可撓性チューブ１は例えば軟質合成樹脂製のチュー
ブ（ホース）からなり、流体圧にたいし充分な強度を有
すると共に、適度な可撓性を具備している。また、可撓
性チューブ１の外周面と内周面は極力摩擦抵抗を小さく
するように形成され、例えば、それらの周面にフッソ樹
脂等の非粘着層が設けられ、或はグリース等の潤滑剤が
塗布される。

この可撓性チューブ１内には、中間部に小径部２ａを有
する円柱状にピストン２が摺動可能に挿入される。この
小径部２ａは、ピストン２の中間部にその外径をなだら
かに徐々に細くするように形成される。さらに、このピ
ストン２内には変形楕円状のボール溝３ａ〜３ｄが長手
方向に沿って且つ放射状に設けられ、これらのボール溝
３ａ〜３ｄの一部がピストン２の小径部２ａで開口し、
これらのボール溝に入れられたボール（ｔ！４球）４が
小径部２ａで、そのボール溝の開口部から僅かに突出す
るように形成される。勿論その開口部の幅はボールの径
より小さくし、ボール４がボール溝内で安全に保持され
ｉ環するようにしている。

ボール４はこれらのボール溝３ａ〜３ｄ内全体に、また
回動自在に充填される。

このように、ピストン２の小径部２ａにおいてボール溝
内のボール４が長手方向に沿った開口部から僅かに突出
しているため、ピストン２が可撓性チューブ！内に挿入
され、後述の移動体６がその外周に嵌められた状態にお
いて、ボール４は可撓性チューブ１の縮径部に当接し、
ピストン２の移動に伴なって転動する。

なお、ピストン２の前部と後部の外周にはリング溝が設
けられ、ここにピストンカップ５が嵌挿される。

可撓性チューブ１を挟んでピストン２の外周に外嵌され
る移動体６は、スリーブつまり円筒状に形成され、その
内周面は上記ピストン２の外周面とほぼ同様なプロフィ
ルをもつように形成される。すなわち、移動体６の内周
中間部にはピストン２の小径部２ａにチューブを挟んで
正確に嵌合されるような小内径部６ａが設けられ、この
小内径部は移動体６の内周面が両側から徐々に滑らかに
小径となり内側に突出するように形成される。この移動
体６にもピストン２と同様のボール溝７８〜７ｄがボー
ル溝３８〜３ｄと対向した位置に設けられ、多数のボー
ル４がそこに回動自在に挿入される。つまり、移動体内
には、変形楕円状のボール溝７ａ〜７ｄが長手方向に沿
って且つ放射状に設けられ、これらのボール溝７ａ〜７
ｄの一部が小内径部６ａで内側に開口し、これらのボー
ル溝に入れられたボール（ｍ球）４が小内径部６ａで、
・そのボール溝の開口部から僅かに突出するように形成
される。したがって、小内径部６ａにおいてボール溝７
８〜７ｄ内のボール４が長手方向に沿った開口部から内
側に僅かに突出しているため、ピストン２が可撓性チュ
ーブ１内に挿入され、移動体６がその外周に嵌められた
状態において、ボール４は可撓性チューブ１の縮径部の
外周に当接し、ピストン２の移動に伴なって転動する。

このように構成される移動体６は例えば予め二つ割りに
形成され、第１図に示すように可撓性チューブ１を挟ん
でピストン２の外周に正確に嵌合されるように組み付け
られ、これによってピストン２の小径部２ａと移動体６
の小内径部６ａに挟まれた可撓性チューブ１の部分は径
を圧縮するように変形されて縮径部となる。

一方、可撓性チューブ１の両端にはニップル８が嵌め込
まれ、ニップル８に接続されたホース９を通して空気等
の圧力流体が可撓性チューブ、１内に供給される。

このように構成されたロッドレスシリンダは、移動体６
を被移動物体に連結して配設され、被移動物体または移
動体６がガイドレールなどにより支持され、被移動物体
に推力を与える。すなわち、可撓性チューブ１内に一方
から流体圧がかけられると、この圧力がピストン２に作
用してピストン２は可撓性チューブ１内を移動する。こ
の時、ピストン２の中間部に小径部２ａがあり、この小
径部２ａとチューブ１を挟んで嵌合される小内径部６ａ
を持つ移動体６は、可撓性チューブ１を介してピストン
２の推力を受ける。この時、ピストン２の小径部２ａは
可撓性チューブ１の縮径部を移動させるように作用する
ため、可撓性チューブの縮径部が推力方向に移動し、こ
れによって、移動体６の小内径部６ａが可撓性チューブ
１の縮径部により同方向に動かされ、移動体６はピスト
ン２と共に移動する。また、この時、可撓性チューブ１
の縮径部の内外周面にかかる摩擦抵抗は、ピストン２と
移動体６のボール溝に入れた多数のボール４がチューブ
の周面で転動し循環することにより大きく減少され、円
滑にピストン２と移動体６が移動する。また、可撓性チ
ューブ１にスリットがないため、圧力流体の澗れは発生
せず、良好にロッドレスシリンダを作動することができ
る。

なお、ピストン２の小径部２ａの小径率があまり大きい
と、可撓性チューブ１の縮径部の屈曲率が増大し、移動
抵抗の増大や屈曲疲労の原因となるため、小径部２ａの
外径はピストン２の例えば９０％以下が望ましい。

なお、上記実施例ではボール４をピストン２と移動体６
の両方に配設したが、可撓性チューブ２の周面の摩擦抵
抗が小さい場合、どちらか一方のみにボール４を入れる
構造とすることもできる。

また、第２図、第３図に示すように、横断面においてボ
ール溝３ａ〜３ｄ、７ａ〜７ｄを円周に９０度間隔で設
けたが、１２０度間隔或はそれ以下の間隔でより多くの
ボール溝を設けるようにすることもでき、この場合にお
いても、ピストン２のボール溝３８〜３ｄと移動体６の
ボール溝７ａ〜７ｄは対向位置にあることが望ましい。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明のロッドレスシリンダによ
れば、内部に圧力流体を流入させるシリンダ本体となる
可撓性チューブと、可撓性チューブ内に気密的に且つ摺
動可能に挿入され、中間部に連続するなだらかな曲面の
小径部が設けられたピストンと、ピストンの小径部と対
応した形状の小内径部を持ち、可撓性チューブを挟んで
該ピストンの外周に外嵌された移動体と、を備え、ピス
トンの移動に伴ないＢ動体を従動させるように構成した
から、可撓性チューブにスリットは不要となり、圧力流
体の漏れのないロッドレスシリンダとすることができる
。また、シリンダ本体が可撓性チューブでできているた
め、ある程度大きな曲率であれば、移動体を曲線に沿っ
て移動させることもできる。さらに、ピストンまたは移
動体のチューブとの接触部分にボール溝を形成し、そこ
に多数のポールを入れてチューブの局面で転動させるよ
うにすれば、可撓性チューブとの摩擦抵抗を小さくして
、より円滑に移動体を移動させることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示し、第１図はロッドレスシリン
ダの断面図、第２図は第１図のＩＩ　−ＩＩ断面図、第
３図は同ＩＩＩ　−ＩＩＩ断面図である。 １・・・可撓性チューブ、 ２・・・ピストン、 ３　ａ〜３　ｄ、　　？　ａ〜７　ｄ”−ボール溝、４
・・・ボール、 ６・・・移動体。 特　　許　　出　　願　　人 松　　井　　明　　男

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部に圧力流体を流入させるシリンダ本体となる
   可撓性チューブと、 該可撓性チューブ内に気密的に且つ摺動可能に挿入され
   、中間部に連続するなだらかな曲面の小径部が設けられ
   たピストンと、 該ピストンの小径部と対応した形状の小内径部を持ち、
   可撓性チューブを挟んで該ピストンの外周に外嵌された
   移動体と、 を備え、ピストンの移動に伴ない該移動体を従動させる
   ように構成したロッドレスシリンダ。
2. （２）前記移動体の内周面にボール溝を設け、該ボール
   溝に前記可撓性チューブの外周面と接触して転動する多
   数のボールを配設した特許請求の範囲第１項記載のロッ
   ドレスシリンダ。
3. （３）前記ピストンの外周面にボール溝を設け、該ボー
   ル溝に前記可撓性チューブの内周面と接触して転動する
   多数のボールを配設した特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載のロッドレスシリンダ。