JPH0742711A - ロッドレスシリンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】形状を大きくすることなくピストンの摺動抵抗
を低減させることができ、耐垂直荷重性に優れたロッド
レスシリンダを提供する。 【構成】各ピストン７及びピストンヨーク８にかかる垂
直荷重の一部は円筒コロにより支持されるため、各ピス
トン７自体にかかる垂直荷重は低減される。その結果、
各ピストン７がシリンダチューブ１を移動する際の摺動
抵抗を低減することができ、エア供給量に対してのワー
クの運搬効率が向上する。また、円筒コロはピストンヨ
ーク８の下面に設けられ、ピストンヨーク８にかかる垂
直荷重を支持するので、垂直荷重によるピストンヨーク
８のたわみは低減されロッドレスシリンダの耐垂直荷重
性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はロッドレスシリンダに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ロッドレスシりンダはシリンダ
チューブ内に介在されたピストンによって、シリンダチ
ューブ内を２つの圧力室に区画形成し、その２室に圧力
流体を給排することによってピストンを移動させる。そ
して、ピストンと一体移動するピストンヨークに連結さ
れたマウントテーブルにワークを取り付け、ワークを運
搬するようになっている。

【０００３】図５及び図６に示すように、シリンダチュ
ーブ５１は筒状に形成され、その上側にはシリンダチュ
ーブ５１の軸線方向にスリット５２が形成されている。
シリンダチューブ５１の両開口端にはそれぞれエンドブ
ラケット５３が嵌着され、各エンドブラケット５３には
シリンダチューブ５１内部側に向かって突出形成された
給排ポート５４が設けられている。

【０００４】シリンダチューブ５１の内部には一対のピ
ストン５５と、各ピストン５５の間に介在され、ピスト
ン５５と一体移動可能に連結されたピストンヨーク５６
が収容されている。そして、各ピストン５５の両外端に
は圧力室からエアが漏れるのを防ぐためのピストンパッ
キン５７が嵌着されている。ピストンヨーク５６は、そ
の一部が前記スリット５２を通してシリンダチューブ５
１の外側に露出するように形成され、シリンダチューブ
５１の外側に露出した部分には板状のマウントテーブル
５８が連結されている。このマウントテーブル５８はワ
ークを運搬するためのものである。

【０００５】また、ピストンヨーク５６のシリンダチュ
ーブ５１内に収容される部分は、シリンダチューブ５１
の内径より小さく形成されているので、その下面とシリ
ンダチューブ５１の内壁との間には隙間が形成されてい
る。従って、シリンダチューブ５１の内壁には各ピスト
ン５５のみが当接し、ワークを運搬する場合には各ピス
トン５５はシリンダチューブ５１の内壁を摺動するよう
になっている。また、マウントテーブル５８にシリンダ
チューブ５１の軸線方向に対して垂直荷重がかかると、
ピストンヨーク５６を介して各ピストン５５にその荷重
がかかるようになっている。

【０００６】ピストンヨーク５６のシリンダチューブ５
１外部に露出した部分の上面には、シリンダチューブ５
１の軸線方向に上部ガイド溝５９が凹設され、前記マウ
ントテーブル５８にて上部ガイド溝５９の上側開口部は
閉塞されている。一方、ピストンヨーク５６のシリンダ
チューブ５１内に収容された部分の下面には、シリンダ
チューブ５１の軸線方向に下部ガイド溝６０が凹設され
ている。そして、各ガイド溝５９，６０はピストンヨー
ク５６の中央部で最も浅く形成され、両外側へ向かうほ
ど深く形成されている。

【０００７】また、前記スリット５２の外側には両端を
各エンドブラケット５３に固定された防塵ベルト６１が
スリット５２に沿って張設されるとともに前記上部ガイ
ド溝５９に挿通されている。一方、スリット５２の内側
には両端を各エンドブラケット５３に固定されたシール
ベルト６２がスリット５２に沿って張設されるとともに
前記下部ガイド溝６０に挿通されている。なお、シール
ベルト６２はスリット５２からエアが漏れないようにす
るためのものである。

【０００８】このように構成されたロッドレスシリンダ
は、ピストン５５及びピストンヨーク５６によって区画
形成された各圧力室にエアを給排し、ピストン５５及び
ピストンヨーク５６を移動させる。そして、ピストンヨ
ーク５６に連結されたマウントテーブル５８もピストン
５５及びピストンヨーク５６と一体に移動し、ワークを
運搬できるようになっている。

【０００９】しかしながら、この種のロッドレスシリン
ダは大きな重量のワークを運搬すると、ワークの荷重が
すべて各ピストン５５とシリンダチューブ５１の内壁と
の摺接面にかかり、各ピストン５５の摺動抵抗が大きく
なってしまう。即ち、各ピストン５５の摺動抵抗に対抗
するエア圧を圧力室に供給しなければならず、大きな重
量のワークを運搬する場合非常に不利であった。

【００１０】また、ピストンヨーク５６は直接シリンダ
チューブ５１の内壁に当接しておらず、各ピストン５５
によって連結支持されているだけなので、シリンダチュ
ーブ５１の軸線に対して大きな垂直荷重がかかるとたわ
みが生じる恐れがある。即ち、ピストンヨーク５６にた
わみが生じると、ピストンヨーク５６に連結された各ピ
ストン５５はシリンダチューブ５１の内壁に軸線に対し
て傾いて当接してしまい、摺動抵抗が大きくなるという
問題点があった。

【００１１】そこで、図７に示すように、シリンダチュ
ーブ５１の両側面に軸線方向に沿ってガイド溝６３を凹
設し、マウントテーブル５８の両側から延出形成された
支持アーム６４の先端をガイド溝５３に摺動可能に係合
したものが提案されている。そして、このように構成さ
れたロッドレスシリンダでは支持アーム６４によって、
ピストンヨーク５６及び各ピストン５５にかかる垂直荷
重を低減させ、耐垂直荷重性の向上を図っている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示すロッドレスシリンダにおいては、支持アーム６４が
シリンダチューブ５１の側方に張り出して形成されてい
るので、狭い場所では使用できず使用場所が限定されて
しまうという問題点があった。また、支持アーム６４は
シリンダチューブ５１のガイド溝６３を摺動するため、
その分摺動抵抗が大きくなるという問題点があった。

【００１３】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は形状を大きくすることな
くピストンの摺動抵抗を低減させることができ、耐垂直
荷重性に優れたロッドレスシリンダを提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
め、請求項１記載の発明は、シリンダチューブの上部外
周に軸線方向に延びるスリットを形成するとともに、シ
リンダチューブ内にはピストンを移動可能に収容し、ピ
ストンの間にはピストンヨークを配設するとともに、そ
のピストンヨークの一部を前記スリットを介してシリン
ダチューブの外部に露出させてワークの取付部としたロ
ッドレスシリンダにおいて、前記ピストンヨークの下面
にシリンダチューブの内壁に対して、回転体を進行方向
に転動可能に支持したことその要旨とする。

【００１５】請求項２記載の発明は、シリンダチューブ
の下部外周に軸線方向に延びるスリットを形成するとと
もに、シリンダチューブ内にはピストンを移動可能に収
容し、ピストンの間にはピストンヨークを配設するとと
もに、そのピストンヨークの一部を前記スリットを介し
てシリンダチューブの外部に露出させてワークの取付部
としたロッドレスシリンダにおいて、前記ピストンヨー
クのスリット側の外面に、シリンダチューブの内壁に対
して回転体を進行方向に転動可能に支持したことをその
要旨とする。

【００１６】

【作用】従って、請求項１記載の発明は、各ピストン及
びピストンヨークにかかる垂直荷重の一部を回転体で受
けるため、各ピストン自体にかかる垂直荷重を低減する
ことができる。その結果、各ピストンがシリンダチュー
ブを移動する際の摺動抵抗を低減することができ、エア
供給量に対してのワークの運搬効率が向上する。また、
回転体はピストンヨークの下面に設けられ、ピストンヨ
ークにかかる垂直荷重を支持するので、垂直荷重による
ピストンヨークのたわみが少なくなり、耐垂直荷重性が
向上する。

【００１７】請求項２記載の発明は、ワークを釣り下げ
て運搬する場合においても、各ピストン自体にかかる垂
直荷重を低減することができる。その結果、各ピストン
がシリンダチューブを移動移動する際の摺動抵抗を低減
することができ、エア供給量に対してのワークの運搬効
率が向上する。また、回転体はピストンヨークにかかる
垂直荷重を支持するので、垂直荷重によるピストンヨー
クのたわみが少なくなり、耐垂直荷重性が向上する。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１〜
図４に従って説明する。図１及び図２に示すように、シ
リンダチューブ１は筒状に形成され、その上側にはシリ
ンダチューブ１の軸線方向にスリット２が形成されてい
る。シリンダチューブ１の両開口端にはそれぞれエンド
ブラケット３が嵌着され、各エンドブラケット３にはシ
リンダチューブ１の内部側に向かって突出形成された給
排ポート４がそれぞれ設けられている。前記スリット２
の外側には両端を各エンドブラケット３に固定されたウ
レタンゴムよりなる防塵ベルト５が張設され、スリット
２の内側には両端を各エンドブラケット３に固定された
ウレタンゴムよりなるシールベルト６が張設されてい
る。

【００１９】そして、防塵ベルト５はスリット２の外側
に形成した上部嵌合部２ａと脱着可能に嵌合し、シール
ベルト６はスリット２の内側に形成した下部嵌合部と脱
着可能に嵌合するようになっている。従って、シールベ
ルト６は給排ポート４から供給された圧力流体（本実施
例ではエア）をスリット２から漏れるのを防止し、防塵
ベルト５はシリンダチューブ１内への塵埃等の侵入を防
止する。

【００２０】シリンダチューブ１の内部には一対のピス
トン７と、各ピストン７の間に介在され、各ピストン７
と一体移動可能に連結されたピストンヨーク８が収容さ
れている。各ピストン５の両外端には圧力室からエアが
漏れるのを防ぐためのピストンパッキン９が嵌着されて
いる。そして、各ピストン７の給排ポート４に対向する
外面には給排ポート４を挿入可能な挿入凹部１０がそれ
ぞれ設けられている。また、各ピストン７及びピストン
ヨーク８によってシリンダチューブ１の内部は２つの圧
力室に区画形成され、各給排ポート４からエアを各圧力
室に給排することによって各ピストン７及びピストンヨ
ーク８を軸線方向に移動させるようになっている。

【００２１】ピストンヨーク８は、図２に示すようにシ
リンダチューブ１内に配設された胴部８ａと、前記スリ
ット２を通してシリンダチューブ１の外側に露出した頭
部８ｂと、その胴部８ａと頭部８ｂとを連結する首部８
ｃとから構成されている。そして、頭部８ｂにはワーク
の取付部としての板状のマウントテーブル１１が連結さ
れている。また、頭部８ｂの上面にはシリンダチューブ
１の軸線方向に上部ガイド溝１２が凹設され、前記マウ
ントテーブル１１にて上部ガイド溝１２の上側開口部は
閉塞されている。この上部ガイド溝１２はピストンヨー
ク８の中央部では最も浅く形成され、各ピストン７側へ
向かうほど深く形成されている。さらに、上部ガイド溝
１２には前記防塵ベルト５が挿通され、ピストンヨーク
８の頭部８ｂが移動しても防塵ベルト５に引っ掛からな
いようになっている。

【００２２】一方、ピストンヨーク８の胴部８ａ下面に
は、シリンダチューブ１の軸線方向に下部ガイド溝１３
が凹設されている。そして、下部ガイド溝１３はピスト
ンヨーク８の中央部で最も浅く形成され、各ピストン７
側へ向かうほど深く形成されている。さらに、下部ガイ
ド溝１３には前記シールベルト６が挿通され、胴部８ａ
が移動してもシールベルト６に引っ掛からないようにな
っている。

【００２３】また、胴部８ａの下面両外端には、下部ガ
イド溝１３の下側開口部の一部を塞ぐように支持器１４
が設けられている。この支持器１４は図３に示すよう
に、板状の支持器本体１５は、その左右両側に２つずつ
貫通孔１６が貫設され、この貫通孔１６に挿通されるボ
ルト１７によってピストンヨーク８の下面両外端に螺着
されている。支持器本体１５の中央部には正面から奥側
に向かって溝部１８が凹設され、この溝部１８の左右両
内側面には所定間隔をおいて左右一対の軸支穴（図３に
おいては一番手前の右側のみ図示する）１９が複数設け
られている。この軸支穴１９には回転体としての円筒コ
ロ２０を軸線方向に挿通した軸２１の両端部が挿入され
ている。そして、円筒コロ２０は軸２１を中心に対して
回転する。

【００２４】一方、シリンダチューブ１の内壁の支持器
１４に対応する部分には軸線方向にスチールベルト２２
が埋設され、このスチールベルト２２には前記円筒コロ
２０が当接されている。従って、ピストンヨーク８の胴
部８ａがシリンダチューブ１内を移動する場合、円筒コ
ロ２０はスチールベルト２２上を転がるようになってい
る。また、スチールベルト２２の左右両側にはスチール
ベルト２２に沿ってパッキン２３が嵌着され、スチール
ベルト２２の埋設された部分からエアが漏れるのを防止
するようになっている。

【００２５】次に、上記のように構成されたロッドレス
シリンダの作用を説明する。図１において、左側の給排
ポート４からエアを供給すると、そのエア圧によって各
ピストン７及びピストンヨーク８が右側に移動し、マウ
ントテーブル１１もピストンヨーク８に連結されている
ので右側に移動する。そして、ピストンヨーク８の下面
に螺着された支持器１４では円筒コロ２０がスチールベ
ルト２２を転動しながら移動する。即ち、円筒コロ２０
は支持器本体１５に軸支されているので、スチールベル
ト２２の上面を転がりながらピストンヨーク８と一体移
動する。一方、右側の圧力室内に滞留したエアはピスト
ン７が右側へ移動すると圧力室内のエア圧が高くなり、
エアは右側の給排ポート４から排出される。

【００２６】各ピストン７及びピストンヨーク８の移動
中において、マウントテーブル１１に載置されたワーク
の重量による垂直荷重は、各ピストン７とシリンダチュ
ーブ１の内壁との摺接面にかかる。さらに、この垂直荷
重は円筒コロ２０とスチールベルト２２との接触面にも
かかる。即ち、垂直荷重は各ピストン７の摺接面と円筒
コロ２０の接触面とに分散してかかり、各ピストン７自
体にかかる垂直荷重は支持器１４がない場合よりはるか
に小さくなる。従って、各ピストン７の摺動抵抗も小さ
くなる。

【００２７】また、ピストンヨーク８は、その下面が支
持器１４を介してスチールベルト２２の上面に当接し、
支持器１４はピストンヨーク８にかかる垂直荷重を支持
するので、ピストンヨーク８自体に生じるたわみも少な
くなる。従って、ピストンヨーク８に連結された各ピス
トン７は軸線に対して傾くことなく適正にシリンダチュ
ーブ１の内壁に当接するので摺動抵抗が増加することが
ない。

【００２８】そして、さらに左側の給排ポート４からエ
アを供給し続けると、各ピストン７及びピストンヨーク
８はシリンダチューブ１の内部を右側に移動しシリンダ
チューブ１の右端部にかかる。この時、右側ピストン７
に凹設された挿入凹部１０に給排ポート４が挿入し始
め、圧力室内の残留エアは挿入凹部１０の内周面と給排
ポート４の外周面とのわずかな隙間のみから少しずつ排
出される。従って、ピストン７がシリンダチューブ１の
右端に当接するときには、圧力室内の残留エアがエアク
ッションの役割をなし、ピストン７の当接時の衝撃を低
減させる。

【００２９】このように実施例ではピストンヨーク８の
下面に円筒コロ２０を有する支持器１４を設けたことに
より、垂直荷重を円筒コロ２０が受け、各ピストン７自
体にかかる垂直荷重を低減させることができる。そし
て、各ピストン７にかかる垂直荷重を低減させることに
よって各ピストン７の摺動抵抗も低減させることができ
る。特に垂直荷重が大きい場合に有効である。

【００３０】また、ピストンヨーク８は支持器１４を介
してスチールベルト２２を転動するので、ピストンヨー
ク８にかかる垂直荷重を支持器１４により支持すること
ができ、ピストンヨーク８自体のたわみを少なくするこ
とができる。従って、ピストンヨーク８に連結された各
ピストン７は軸線に対して傾いてシリンダチューブ１の
内壁に当接することがなく、シリンダチューブ１の内壁
に適正に摺接する。即ち、各ピストン７が傾いてシリン
ダチューブ１の内壁を摺接する際に生じる摺動抵抗の増
加を防ぐことができる。この場合においても、垂直荷重
が大きいとき特に有効である。

【００３１】また、本実施例では耐垂直荷重部材として
の支持器１４をシリンダチューブ１内に設けたことによ
り、狭い場所でのロッドレスシリンダの使用も可能であ
る。即ち、狭い場所でのロッドレスシリンダの使用でき
るにも拘わらず、耐垂直荷重性を向上させることができ
る。

【００３２】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で以下のよう
に変更して具体化することもできる。 （１）図４に示すように、ワークＷをマウントテーブル
１１に吊り下げて運搬する場合、シリンダチューブ１の
内壁でスリット２の左右両側にスチールベルト２２を埋
設する。そして、ピストンヨーク８の胴部８ａのスチー
ルベルト２２に対応する位置に支持器１４をスチールベ
ルト２２に当接するように設けてもよい。この場合にお
いても、耐垂直荷重性が向上し、各ピストン７の摺動抵
抗を低減させることができる。特に重量の大きいワーク
を運搬するときに有効である。

【００３３】（２）ピストンヨーク８の胴部８ａの下面
と上面の両方に支持器１４を設けてもよい。この場合、
ワークを載置して使用する場合とワークを吊り下げて使
用する場合の両方に使用することができる。即ち、ワー
ク載置用とワーク吊下げ用の２種類のロッドレスシリン
ダを作る必要がなくなる。

【００３４】（３）円筒コロ２０に代えて、球体コロを
用いて支持器１４を構成してもよい。 （４）円筒コロ２０を架設した支持器１４をピストンヨ
ーク８に螺着するのに代えて、ピストンヨーク８の下部
ガイド溝１３に直接円筒コロ２０を架設し、円筒コロ２
０がシリンダチューブ１の内壁を転動するようにしても
よい。

【００３５】（５）本実施例では支持器１４をピストン
ヨーク８の下面両外端に螺着したが、ピストンヨーク８
の下面中央に１つだけ螺着してもよい。勿論、ピストン
ヨーク８の下面全体を覆うように複数螺着してもよい。

【００３６】（６）シリンダチューブ１の内部にスチー
ルベルト２２を埋設せず、円筒コロ２０が直接シリンダ
チューブ１の内壁を転動させるようにしてもよい。 （７）本実施例では、各ピストン７及びマウントテーブ
ル１１をピストンヨーク８に対して一体移動可能に連結
したが、各ピストン７、マウントテーブル１１及びピス
トンヨーク８を一体形成してもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、形
状を大きくすることなくピストンの摺動抵抗を低減させ
ることができ、耐垂直荷重性が向上するという優れた効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本実施例のロッドレスシリンダの構成を
示す断面図である。

【図２】図２は図１のロッドレスシリンダを矢印Ａ─Ａ
方向から見た断面図である。

【図３】図３は支持器を示す斜視図である。

【図４】図４は別例を示す断面図である。

【図５】図５は従来のロッドレスシリンダの構成を示す
断面図である。

【図６】図６は図５のロッドレスシリンダを矢印Ｂ─Ｂ
方向から見た断面図である。

【図７】図７は従来のロッドレスシリンダを示す断面図
である。

【符号の説明】

１…シリンダチューブ、２…スリット、７…ピストン、
８…ピストンヨーク、２０…円筒コロ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダチューブ（１）の上部外周に軸
   線方向に延びるスリット（２）を形成するとともに、シ
   リンダチューブ（１）内にはピストン（７）を移動可能
   に収容し、ピストン（７）の間にはピストンヨーク
   （８）を配設するとともに、そのピストンヨーク（８）
   の一部を前記スリット（２）を介してシリンダチューブ
   （１）の外部に露出させてワークの取付部としたロッド
   レスシリンダにおいて、 前記ピストンヨーク（８）の下面にシリンダチューブ
   （１）の内壁に対して、回転体（２０）を進行方向に転
   動可能に支持したことを特徴とするロッドレスシリン
   ダ。
2. 【請求項２】 シリンダチューブ（１）の下部外周に軸
   線方向に延びるスリット（２）を形成するとともに、シ
   リンダチューブ（１）内にはピストン（７）を移動可能
   に収容し、ピストン（７）の間にはピストンヨーク
   （８）を配設するとともに、そのピストンヨーク（８）
   の一部を前記スリット（２）を介してシリンダチューブ
   （１）の外部に露出させてワークの取付部としたロッド
   レスシリンダにおいて、 前記ピストンヨーク（８）のスリット（２）側の外面
   に、シリンダチューブ（１）の内壁に対して回転体（２
   ０）を進行方向に転動可能に支持したことを特徴とする
   ロッドレスシリンダ。