JPH0113879Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、例えばマシニングセンターにおいて
安全性確保のために機械装置の周囲に構築された
囲壁に装着のドアを自動開閉する場合、そのほか
各種の可動部材を二位置間に亘つて往復移動させ
る場合に用いられるアクチユエータで詳しくはシ
リンダ内に嵌合のピストンが、該ピストン両側に
おけるシリンダ室への流体圧の供給制御によつて
シリンダ軸線方向に往復駆動移動自在に構成され
ているとともに、前記シリンダの外側に、シリン
ダ軸線方向と平行又はほぼ平行な一定経路に沿つ
て往復移動自在な被動体が設けられ、この被動体
と前記ピストンとの間に、前記ピストンの往復駆
動移動力を前記被動体に伝達する移動力伝達機構
が設けられている流体圧シリンダ利用の往復運動
用アクチユエータに関する。

〈従来の技術〉 上記構成のアクチユエータは、ロツドレスシリ
ンダが主要構成であつて、シリンダボア径の縮小
化のみならず、被動体の往復移動範囲をシリンダ
の軸線長さ範囲内にオーバーラツプさせて所定ス
トロークの往復運動を行なわせるに要するアクチ
ユエータの占有スペースを削減することが可能
で、出力／重量比、及び、力／大きさ比を大きく
できて用途性が著しく広いといつた実用効果を有
する。

ところで、この種のロツドレスシリンダ利用の
アクチユエータで従来から知られているものは、 (イ) 第６図で概略示すように、ピストン０２の往
復駆動力をシリンダ０１外側に形成の一定経路
に沿つて往復移動自在な被動体０３に伝達する
移動力伝達機構０４が、前記被動体０３の移動
経路を含む状態で前記ピストン０２の運動方向
両側面部間に亘つてエンドレス状に掛け回し連
結されたワイヤーから構成されたもの、と (ロ) 図示省略するが前記ワイヤーに代えて屈曲性
のあるスチール帯板を利用して構成されたも
の、とがある。

〈考案が解決しようとする問題点〉 然して上記構成の従来アクチユエータにおいて
は、前者(イ)と後者(ロ)との比較において各々一長一
短があるものの、何れにしても本来の往復運動
（ストローク運動）性能の面でも多くの難点欠点
があつた。

つまり、従来のものでは前記の移動力伝達機構
がワイヤー又はスチール帯板といつたようにピス
トンと被動体との長さ範囲に亘つて同一材質の長
尺一連の帯状体であるとともに、ピストンの移動
力がその長尺帯状体にテンシヨンを付与する状態
で被動体に伝達されるものであつて、殊に、被動
体停止状態からこれを移動させる運動初期におい
てはワイヤーやスチール帯板に強大な引張応力が
作用することになる。このようにストローク運動
時における引張応力の繰り返し作用に伴なう経時
的な伸びと環境条件、特に湿度変化に伴なう熱膨
張の影響度が大きいこと、更には前記長尺帯状体
の運動経路が屈曲経路となり、その経路構成部と
帯状体との摩擦に起因する伝達力のロスとが相乗
じてストロークや速度等被動体の運動性能を長期
に亘つて安定維持することができないばかりでな
く、力伝達機構（長尺帯状体）とシリンダとの間
のシール構成の面での耐性にも欠けるものであつ
た。また、熱膨張の影響度等をできるだけ小さく
して性能の維持を図る種々の工夫も試みられてい
るが、この場合は構成の複雑化に伴ない全体コス
トが非常に高くつく欠点があつた。加えて上記の
如き性能面での問題点は、ストロークが大きけれ
ば大きい程、また、被動体（負荷）重量が大きけ
れば大きい程に顕著に現われるのであり、それ故
にこの種のアクチユエータの適用範囲にも自ずと
限界があつた。

本考案はかかる実情に鑑み、本来の運動性能を
確実、精巧に、かつ長期に亘つて安定的に維持で
き、しかも全体をコイト面で非常に有利に構成で
きる流体圧シリンダ利用の往復運動用アクチユエ
ータを提供する点に目的を有する。

〈問題点を解決するための手段〉 上記の目的を達成するために本考案に係る流体
圧利用の往復運動用アクチユエータは、冒頭詳記
のものにおいて、前記ピストン２の往復運動方向
側面部と前記被動体３の往復運動方向側面部とに
亘つて屈曲経路５が形成され、この屈曲経路５内
に同一径の複数個の球体６を、相隣るものの周面
が互いに接当する状態でかつ転動規制状態に配列
することにより、前記ピストン２の往復駆動移動
力を前記被動体３に伝達する移動力伝達機構４が
構成されているとともに、前記被動体３内に、該
被動体３の前記球体６群に対する移動力接当受面
３Ａの前記経路５軸線方向に沿つた位置を、少な
くとも１つの球体６の直径Ｄに相当する範囲にお
いて調整自在な機構１５が組込まれているという
構成に特徴と有するものである。

〈作用〉 このような特徴構成を有する本考案に係る流体
圧シリンダ利用の往復運動用アクチユエータによ
れば、前記ピストン２の流体圧による往復駆動移
動力が、前記屈曲経路５内に密接配列された球体
６群の力学的運動エネルギー保存の法則に基づく
押圧力を介して前記被動体３に伝達されることと
なり、屈曲経路５でありながらもその屈曲部分で
の力の逃散が殆んどなく、伝達力のロスが非常に
少なくて済む。而して、力の伝達媒体である球体
６群は精密加工が可能であるとともに、熱弾性係
数も非常に小さく、前記ピストン２と被動体３と
の間に亘る力の伝達作用の温度変化による影響度
を極めて僅少なものに抑制することができる。加
えて、力の伝達経路である前記屈曲経路５の構成
に際して多少の製作誤差が発生しても、前記被動
体３に組込まれている調整機構１５を介しての移
動力接当受面３Ａの位置調整により誤差を吸収
し、各球体６群の周面接当状態を確実容易に現出
させることができるのである。

〈実施例〉 以下本考案の実施例を図面に基づいて群述す
る。

第１図乃至第３図において、１はその軸線方向
の両端にエアーや油圧等の流体圧供給及び排出用
の流路８Ａ，８Ｂを貫設のプラグヘツド９Ａ，９
Ｂを長尺ボールト１６Ａ、ナツト１６Ｂを介して
気密状態又は水密状態に嵌着させたシリンダであ
り、、２は該シリンダ１内にその軸線方向に往復
摺動可能に嵌合保持されたピストンであつて、こ
のピストン２両側のシリンダ室１Ａ，１Ｂへの図
外バルブ及び前記流路８Ａ，８Ｂを介しての流体
圧供給制御によつてシリンダ軸線方向に往復駆動
移動自在に構成されている。３は前記シリンダ１
の上部左右両側において、前記両プラグヘツド９
Ａ，９Ｂの上端部間に亘つて固着連設の軸状ガイ
ドレール１０に沿つてシリンダ軸線方向と平行又
はほぼ平行に往復移動自在に支持された被動体で
あつて、これは例えば既述の自動開閉ドアに対す
る開閉操作用リンク機構の一端部や溶接装置など
を取付け可能に構成されているとともに、前記ガ
イドレール１０に嵌合する筒部１１，１１と後述
の移動力受部材１２とを備えている。５，５は前
記両プラグヘツド９Ａ，９Ｂにノツクピン１７，
１７を介して固定連結の側面視半円状の部材５
ａ，５ｂ及びそれらの外側に沿つて固定支持され
た半円状湾曲部材５a′，５b′との間に形成される
半円状湾曲経路部分５Ａ，５Ｂと、前記シリンダ
１の直上部位置で円周方向に等間隔（中心角で
120度）を隔てた三箇所において前記移動力受部
材１２を貫通させて前記両プラグヘツド９Ａ，９
Ｂ間に亘つてシリンダ軸線と平行に固定架設した
三本のガイド杆７Ｄから構成される上側直線経路
部分５Ｄ，５Ｄ並びに、前記シリンダ１内でその
内径よりも小なる円周上に等間隔（中心角で120
度）を隔てた三箇所において前記ピストン２を貫
通させて前記プラグヘツド９Ａ，９Ｂの対向両面
間に亘つてシリンダ軸線と平行に固定架設した三
本のガイド杆７Ｃから構成される下側直線経路部
分５Ｃ，５Ｃとをもつて、前記ピストン２の往復
運動方向両側面部と前記被動体３の両側面部とに
亘つて形成された屈曲経路であり、これら両屈曲
経路５，５内には夫々、鋼球又は硬度及び耐摩耗
性に勝れたナイロン66の成形球が用いられる同一
の径の複数個の球体６，６群を相隣るものの周面
が互いに接当する密接状態でかつ転動規制状態に
配列することにより、前記ピストン２の往復駆動
移動力を剛体による押圧力として前記被動体３に
伝達する移動力伝達機構４，４を構成してある。
１５は前記被動体３における前記移動力受部材１
２内に組込まれた調整機構であつて、前記両屈曲
経路５，５各々に配列の球体６群に対する移動力
接当受面３Ａ，３Ａを有する部材１５Ａ，１５Ａ
を前記移動力受部材１２に貫設の孔１２Ａ内に摺
動のみ自在に嵌合保持させるとともに、これら摺
動部材１５Ａ，１５Ａの対向端部に夫々それらの
摺動方向に対して傾斜し相互には逆勾配のカム面
１５ａ，１５ａを形成し、この両カム面１５ａ，
１５ａに同時作用するテーパ面１５ｂ，１５ｂを
もつた楔部材１５Ｂをねじ部材５Ｃを介して前記
摺動部材１５Ａ，１５Ａの摺動方向に対して直角
方向に出退移動自在に構成し、もつて前記ねじ部
材５Ｃを介しての楔部材１５Ｂの出退移動操作に
より前記両摺動部材１５Ａ，１５Ａの移動力接当
受面３Ａ，３Ａの位置を、前記屈曲経路５，５の
軸線方向に沿つて、１つの球体６の直径Ｄに相当
する範囲において調整自在に構成してある。図中
１３，１３は前記屈曲経路５，５のうち、プラグ
ヘツド９Ａ，９Ｂに貫設の貫通路の始端部分に筒
状に嵌着させた気密又は油密用の弾性シール部材
である。

上記の如く構成されたアクチユエータにおいて
は、図外バルブの切換えによつてピストン２両側
のシリンダ室１Ａ，１Ｂに対する流体圧の供給制
御によりピストン２が矢印Ｘ−X′方向に往復駆
動移動し、その駆動移動力が球体６，６群を介し
て被動体３に伝達されてこの被動体３が一定経路
に沿つて矢印Ｙ−Y′方向に往復運動され、もつ
てドアの開閉など可動部材を二位置間に亘つて往
復移動させるように用いられるのである。

次に別の実施例について列記する。

〔〕 第４図及び第５図に示す実施例は、ピス
トン２を嵌合した二つのシリンダ１，１を同一
平面内において互いに平行姿勢に並置するとと
もに、各ピストン２，２の互いに反対側の運動
方向側面部と前記被動体３の両側面部とに亘つ
て各別に屈曲経路５，５を形成し、これら屈曲
経路５，５に球体６，６群を密接配列すること
により、被動体３の往復運動を互いに異なる単
動式シリンダ１，１にて行なえるように構成し
たものである。

〔〕 前記調整機構１５による最大調整範囲を
複数個の球体６の直径合計値にしても良い。

〈考案の効果〉 以上詳述したことからも理解されるように本考
案による時は、 (1) ピストンの往復駆動移動力を被動体に伝達す
る機構が、精密加工が可能で、かつ伝達効率の
良いものであるとともに、被動体のスレローク
や負荷の大きさに拘わらず、また繰返し応力を
受けるにも拘わらず、伸びなど歪変形しない又
は歪変形の極めて少ないものであり、更に熱影
響も極めて少ないものであるから、長期に亘つ
て所期の運動性能を確実良好に安定維持するこ
とができる。

(2) 力伝達機構とシリンダとの間のシール構成が
簡単で済むとともに、そのシールの耐久性向上
が図れる。

(3) ストロークを大きくとれ、また負荷重量も大
きくとれるので適用範囲の拡大が図れる。

(4) 熱膨張や機械的な歪変形を抑制するための特
別な機構、構成が要らないことと、球体６が量
産化によつて安価に入手できることとによつて
従来のものに比して全体コストを低減化でき
る。

(5) その上、屈曲経路の構成に際して多少の製作
誤差があつても各球体６群の周面接当状態を確
実容易に現出させることができるから、製作条
件を有利にしながら所期の運動性能を確実に発
揮させることができる。

といつた顕著な効果を期待し得るに至つたのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例の縦断側面図、第２図は一部
切欠き平面図、第３図は第１図−線での拡大
縦断正面図、第４図及び第５図は別の実施例を示
す概略横断面図と第４図−線での縦断正面
図、第６図は従来例を示す概略縦断側面図であ
る。 １はシリンダ、２はピストン、３は被動体、４
は移動力伝達機構、５は屈曲経路、６は球体、７
Ｃ，７Ｃはガイド杆、１５は調整機構。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 シリンダ１内に嵌合のピストン２が、該ピス
   トン２両側におけるシリンダ室１Ａ，１Ｂへの
   流体圧の供給制御によつてシリンダ軸線方向に
   往復駆動移動自在に構成されているとともに、
   前記シリンダ１の外側に、シリンダ軸線方向と
   平行又はほぼ平行な一定径路に沿つて往復移動
   自在な被動体３が設けられ、この被動体３の往
   復運動方向側面部と前記ピストン２の往復運動
   方向側面部との間に亘つて屈曲経路５が形成さ
   れ、この屈曲経路５内に同一径の複数個の球体
   ６を、相隣るものの周面が互いに接当する状態
   でかつ転動規制状態に配列することにより、前
   記ピストン２の往復駆動移動力を前記被動体３
   に伝達する移動力伝達機構４が構成されている
   流体圧シリンダ利用の往復運動用アクチユエー
   タであつて前記被動体３内に、該被動体３の前
   記球体６群に対する移動力接当受面３Ａの前記
   経路５軸線方向に沿つた位置を、少なくとも１
   つの球体６の直径Ｄに相当する範囲において調
   整自在な機構１５が組込まれていることを特徴
   とする流体圧シリンダ利用の往復運動用アクチ
   ユエータ。 前記の移動力伝達機構４が、単一のピストン
   ２の両側面部と前記被動体３の両側面部との間
   に各々設けられている実用新案登録請求の範囲
   第項に記載の流体圧シリンダ利用の往復運動
   用アクチユエータ。 前記屈曲経路５のうち、シリンダ１内に位置
   する直線経路部分５Ｃ及びシリンダ１外の直線
   経路部分５Ｄが、前記ピストン２及び被動体３
   を貫通させてシリンダ軸線と平行に固定架設さ
   れた円周方向で三本以上の球体移動用ガイド杆
   ７Ｃ及び７Ｄから構成されている実用新案登録
   請求の範囲第項に記載の流体圧シリンダ利用
   の往復運動用アクチユエータ。 前記球体６群が鋼球である実用新案登録請求
   の範囲第項に記載の流体圧シリンダ利用の往
   復運動用アクチユエータ。 前記球体６群が硬度、耐摩耗性に勝れたナイ
   ロン66の成形球である実用新案登録請求の範囲
   第項に記載の流体圧シリンダ利用の往復運動
   用アクチユエータ。