JPH0765602B2 - ロツドレスシリンダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 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、詳しく
は軸線方向にスリットを有するシリンダバレル内にピス
トンを嵌装し、そのピストンに設けた連結部を前記スリ
ットから外部に突出させ、その連結部にマウントを連結
し、前記スリットをシールバンドによって密封して成る
ロッドレスシリンダに関するものである。

従来の技術 従来のこの種のロッドレスシリンダとしては、特開昭58
−50302号公報に示されているように、シリンダバレル
のスリットを挟んだ両側の側壁の上部側面に夫々Ｖ形の
案内溝から成る案内レールを設け、それらの案内溝に案
内されるＶ形の案内部をマウントに設けたものや、特開
昭60−234106号公報に示されているように、シリンダバ
レルの底部に夫々Ｖ形の案内溝から成る案内レールを設
け、これらの案内溝に案内されるスライダを案内要素を
介してマウントに連結し、更にシリンダバレルのスリッ
トを挟んだ一方の側壁の上部に案内レールを別設し、そ
の案内レールに案内される案内要素をマウントに連結し
たものが知られている。

発明の解決しようとする問題点 前記従来の前者のロッドレスシリンダにあっては、マウ
ントの上面に大きな荷重が作用すると両側の案内部が案
内溝の下側傾斜面を押して両側壁を内側へ変形させ、ま
たマウントに横曲げモーメントが作用しても、一方の案
内部が案内溝の上側斜面を、他方の案内部が案内溝の下
側斜面を夫々押して両側壁を内側へ変形させ、これによ
りシリンダバレルのスリットが著しく狭くなってピスト
ンの移動が重くなったり移動が困難になり、しかも案内
部が案内溝の２面に案内されているので案内溝に対する
案内部の位置調整が難しい問題点があった。

また従来の後者のロッドレスシリンダにあっては、シリ
ンダバレルの底部に設けた案内溝に案内されるスライダ
にマウントを案内要素を介して連結しているので、シリ
ンダバレルの周囲の３方の空間がスライダとマウントと
案内要素によって制約され、シリンダバレルの取付けに
支障を来す上に大嵩になって大きな据付スペースを要す
る問題点があった。

問題点を解決するための手段 本発明は前記問題点を解決するために、シリンダバレル
のスリットを上向きにしたときにそのスリットを挟んで
左右両側に位置する両側壁には、スリットを上向きにし
た状態でシリンダバレルの摺動孔の中心部の高さ位置に
おける側壁部分のほぼ真上に位置する上面に、略水平な
案内面を有する水平案内レールを夫々設けると共に、ス
リットを上向きにした状態で側方を向いている側面に上
記水平案内レールに対して斜め下向き斜面の案内面を有
する傾斜案内レールを夫々設け、マウントには連結部を
挟んだ両側に水平案内レールの案内面に案内される案内
部と傾斜案内レールの案内面に案内される案内部とを夫
々設けて成ることを特徴としている。

作用 シリンダバレル内のピストンを移動させると、シリンダ
バレル外のマウントが連結部を介して同方向へ移動され
る。スリットを上向きにして使用する場合、水平案内レ
ールが摺動孔の中心部の高さ位置における側壁部分のほ
ぼ真上に位置しているので、マウントの上面に大きな荷
重が作用しても、その荷重の全部又は大部分を両側壁の
水平案内レールを介して摺動孔の中心部の高さ位置にお
ける側壁部分で確実に受け止め、その結果両側壁におけ
る摺動孔の上側に位置する上壁部分が変形するのを防止
できてスリット幅の寸法変動が少なくなる。またマウン
トに横曲げモーメントが作用すると、その横曲げモーメ
ントを一方側の水平案内レールと他方側の傾斜案内レー
ルによってスリット幅方向に対して略直角な方向の力と
して受け止める。従って、シリンダバレルの両側壁に作
用するスリット幅方向の曲げ応力が小さくなり、スリッ
ト幅の寸法変動が少なくなる。

実施例 図面において、１はアルミ材料等の非磁性材料によって
形成してあるシリンダバレルで、断面略四角形に形成し
てある。このシリンダバレル１において、２は摺動孔、
３は周壁の一部に形成してあるスリットで、軸線方向へ
全長に亘って形成してある。次に、４はシリンダバレル
１の両方の端部に夫々取付ボルト５によって止着してあ
るエンドキャップで、圧縮空気を給排する為の給排孔６
を形成してある。７はスリット３を閉鎖する為の内部側
のシールバンドで、磁性材料によってスリット幅より大
きい幅に形成されている。そのシールバンド７の端部
は、エンドキャップ４の挿入穴８に挿入すると共に取付
ねじ９によって固定してある止板10に螺合してある止ね
じ11によってエンドキャップ４に止着されている。12は
外部側のシールバンドで、磁性材料によってスリット幅
より大きい幅に形成されている。そのシールバンド12の
端部は、前記止板10を固定する取付ねじ９によって押板
10aを介してエンドキャップ４に止着されている。80は
第３図に示すようにスリット３の両側においてシリンダ
バレル１の上面1aに埋設してある永久磁石から成る磁性
バンドで、前記シールバンド７、12の両縁部を吸着する
ようにしてある。

次に、13は摺動孔２に摺動自在に嵌合してあるピストン
で、両端部13aの周囲に夫々環状溝14を備え、それらの
環状溝14に弾性材料から成るピストンパッキン15が嵌着
されている。これらのピストンパッキン15は軸線方向に
適当な間隔Ｌをあけて配設してある。ピストン13の中間
部13bは下側に凹溝17を形成することによって断面略コ
字形に形成され、その凹溝17内に前記シールバンド７が
挿通されている。中間部13bの外周には連結部16が一体
に形成されている。その連結部16はシリンダバレル１外
に位置される外部体18とスリット３を貫通している首部
19とで構成されている。外部体18にはピストンパッキン
15、15間の中心部と対応する位置にピストン13の移動方
向に対して直交する方向の連続孔21を有し、その連結孔
21にブッシュ22が嵌着されている。外部体18の上面には
凹溝18aが形成され、その凹溝18aに前記シールバンド12
が嵌め込まれている。上記中間部13bには２本のマグネ
ット20が埋設され、そのマグネット20が後述の位置検出
スイッチを作動させる為の被検出体を構成している。

次に、23はシリンダバレル１のスリット３を挟んだ両側
壁（スリット３を上向きにしたときスリット３を挟んで
左右側に位置する両側壁）の上面1aに夫々設けてある水
平案内レールで、軸線方向へ全長に亘って配設されてい
る。その水平案内レール23の配設位置は、第３図に示す
ようにスリットを上向きにした状態でシリンダバレル１
の中心部高さ位置の側壁部分即ち中心部高さ位置での肉
厚部の略真上に位置されている。水平案内レール23の案
内面は、上面1aに形成した溝24に貼着してあるステンレ
ススチールバンド等の耐摩耗性バンド25の上面25aによ
って構成されている。その耐摩耗性バンド25の上面25a
はスリット幅方向（スリットを上向きにしたとき略水平
方向、第３図において左右方向）と平行でかつシリンダ
バレル１の上面1aと略面一に形成されている。なお、水
平案内レール23は硬質アルマイト処理を施してあるシリ
ンダバレル１の上面1a自体で構成しても良い。

次に、26はスリット３の両側においてシリンダバレル１
の側面1bの上部に夫々設けてある傾斜案内レールで、軸
線方向へ全長に亘って配設されている。その傾斜案内レ
ール26の案内面は側面1bに形成した略Ｖ形の案内溝27の
上側斜面27aによって構成されている。その上側斜面27a
はシリンダバレル１の中心側に向けて下向きの斜面に形
成され、その傾斜角度はスリット３を上向きにした状態
でスリット幅方向である水平方向に対して下側へ略30度
の角度に設定されている。なお、傾斜案内レール26はシ
リンダバレル１の側面1bに取付けた直線転動ガイドによ
って構成しても良い。またその傾斜角度も適宜変更して
も良い。

28はスリット３の両側においてシリンダバレル１の側面
1bの下部に夫々設けてある取付溝で、軸線方向へ全長に
亘って形成されている。その取付溝28には第４図に示す
ように任意の位置でサポート29の係止部29aが係合さ
れ、そのサポート29を取付ボルト30によって被取付部材
に締着することによってシリンダバレル１をその被取付
部材に固定し得るようにしてある。31はスリット３の両
側においてシリンダバレル１の側面1bの中間部に夫々設
けてある係止溝で、軸線方向へ全長に亘って形成されて
いる。その係止溝31には第４図に示すように任意の位置
で位置検出スイッチ32の取付具33の係止部33aが係合さ
れ、取付ねじ34の締付けによって位置検出スイッチ32を
シリンダバレル１に固定し得るようにしてある。

次に、34は連結部16の外部体18に連結してあるマウント
である。そのマウント34において、35はマウント本体
で、断面略コ字形に形成され、シリンダバレル１の上部
を覆うように位置されている。そのマウント本体35にお
いて、36はシリンダバレル１の上方に位置されているマ
ウント基部で、上面には被移動体を取付ける為の取付ね
じ孔81が設けられている。マウント基部36の下面には凹
溝37が形成され、その凹溝37に外部体18が嵌め込まれて
いる。マウント基部36には移動方向の長さの中央部に凹
溝37を横切る連結ピン38がねじ39によって固定され、そ
の連結ピン38が前記ブッシュ22の孔に隙間をあけて挿通
されている。連結ピン38には上側と下側に夫々切除部38
aを形成して二面幅部分を設け、その連結ピン38とブッ
シュ22間のピストン移動方向と直交する方向の隙間がピ
ストン移動方向の隙間より僅かに大きくなるようにして
ある。

また、マウント本体35において、40、41はシリンダバレ
ル１の側方に位置される一対の保持片で、マウント基部
36の両側部から下向きに一体に突設されている。一方の
保持片40は、第３図に示すようにマウント基部36の側面
に階段上の切割溝36aを設けて薄肉の接続部40aを形成す
ることによって、左右方向へ弾性変形可能に構成されて
いる。なお、上記保持片40は第８図に示すようにマウン
ト本体35の内側から切り込みを入れて弾性変形可能に構
成しても良い。

次に、42はマウント基部36の下面に設けてある案内部
で、水平案内レール23に案内されるように一対配設され
ている。その案内部42は、マウント本体35がアルミ材で
構成してあるときは、含油焼結金属等の金属シート43で
構成されており、比較的低速で高荷重の場合に適してい
る。なお、上記案内部42は、マウント本体35が鋼材で構
成されかつその部分の硬度が焼き入れ等で高くしてある
ときや、マウント本体35がアルミ材で構成されかつその
部分にステンレススチール等の耐摩耗性バンドを貼着し
てあるときは、合金鋼の針状コロ又は平形保持器付の針
状コロ等で構成すると良い。また、案内部42は、水平案
内レール23をシリンダバレル１の上面自体で構成すると
きは、ポリアセタール樹脂等のプラスチックシート又は
鋼板に銅合金とポリアセタール樹脂を付けたシートで構
成すると良く、比較的高速で低荷重の場合に適してい
る。

44、45は保持片40、41に設けてある案内部で、夫々保持
片40、41の内側に形成した凹曲溝46に回動自在に嵌合し
てあるポリアセタール樹脂等のプラスチック材料から成
る案内体47によって構成されている。各案内体47の案内
面47aは、マウント基部36の側面に螺合してある複数の
調整ビス48を保持片40の当接部40bに当接させることに
よって傾斜案内レール26に夫々摺動自在に密接されてい
る。前記案内面47aと傾斜案内レール26間の隙間は約0.0
5mm〜約0.1mm程度に調節されている。案内体47、47はマ
ウント本体35の両端面に夫々取付ボルト49によって止着
してある押え板50、51の止部50a、51aによって抜止めさ
れている。前記保持片40、41は夫々ピストンパッキン1
5、15位置より内側へ所定量Ｈ入り込んだ位置に配置さ
れている。その所定量Ｈは、例えばシリンダ孔径が25mm
のときは約15mm程度、シリンダ孔径が40mmのときは約20
mm程度にしてあり、約10mm以上にすると作動時における
シリンダバレル１の変形の影響を少なくできて好まし
い。

次に、52はマウント34の両端部に夫々備えさせてあるシ
ールバンドプレートで、マウント本体35と押え板50、51
間に挟着され、その下部の中央部分はシールバンド12の
上面に摺接されている。このシールバンドプレート52は
ポリアセタール樹脂等のプラスチック材料によって構成
されている。また、53はシールバンドプレート52の外側
に並設してある略コ字形のスクレーパで、マウント本体
35と押え板50、51間にシールバンドプレート52を介して
挟着され、その下部はシールバンド12と水平案内レール
23とシリンダバレル１との上面及び案内溝27の内面に夫
々摺接されている。このスクレーパ53はゴム等の弾性材
によって構成されている。54は保持片40、41の外側に設
けてあるグリースニップル、55は給油孔で、シリンダバ
レル１の上面とマウント34の下面との間に形成される空
間に給油し得るようにしてある。

次に、57は第６図に示すように後述のストッパーを支持
する為の取付ブラケットで、シリンダバレル１の両端部
に夫々固定されている。その取付ブラケット57には軸線
方向の取付ねじ孔58が形成され、その取付ねじ孔58の雌
ねじ58aにねじ体から成るストッパー59の雄ねじ59aが螺
合されている。また取付ブラケット57には取付ねじ孔58
と一方の側面との間に切割溝60が形成され、その切割溝
60より上側の壁体57aが上下に弾性変形するようにして
ある。また取付ブラケット57の両端部には上下方向の挿
通孔61が夫々形成され、その一方の挿通孔61が前記切割
溝60を横切っている。両挿通孔61には夫々取付ボルト62
が挿通され、それらの取付ボルト62の先端部に締着体63
に設けたねじ孔63aが螺合されている。前記締着体63の
係合部63bは前記案内溝27の任意の位置に嵌合され、そ
の位置で取付ボルト62を締付けることによって係合部63
bが取付ブラケット57との間にシリンダバレル１の案内
溝27と上面1a間の張出部64を挟着固定すると共に、前記
取付ねじ孔58がストッパー59を挟着固定している。65は
切割溝60より上側の壁体57aに設けたねじ孔、66はその
ねじ孔65に螺合してある開放ビスで、その先端部を切割
溝60より下側の壁体57bに当接させることによって切割
溝60を拡大し得るようにしてある。

上記構成のものにあっては、一方の給排孔６からシリン
ダバレル１内のシリンダ室に圧縮空気を供給すると、そ
の圧縮空気の空気圧がピストン13の端面に作用してその
ピストン13を押圧移動させる。そのピストン１の移動に
よってマウント34も連結部16及び連結ピン38を介して移
動される。そのマウント34は案内部42、42がシリンダバ
レル１の水平案内レール23、23に、また案内部44、45が
シリンダバレル１の傾斜案内レール26、26に夫々軸線方
向へ案内され、マウント34は軸線方向へまっすぐ安定移
動される。

上記の場合、シリンダ室に供給した圧縮空気の空気圧が
シリンダバレル１の内面に作用してシリンダバレル１の
両側壁のスリット３側部分を外側へ変形させる。この両
側壁の変形量は第７図に示すようにピストンパッキン15
位置より外側へ離れるほど大きくなり、ピストンパッキ
ン15位置より内側へ離れるほど急激に小さくなる。例え
ばシリンダ室の空気圧を5kgf/cm²としたときシリンダバ
レル１の孔径が25mmのものでは、ピストンパッキン15位
置での両側壁の外側間の変形量は0.03mmであるが、ピス
トンパッキン15位置から15mm外側へ離れるとその変形量
は0.04mmとなり、ピストンパッキン15位置から10mm内側
へ離れるとその変形量は0.02mmとなり、ピストンパッキ
ン15位置から40mm内側へ離れるとその変形量は略零にな
る。ところが、前記マウント34の両側の案内部44、45は
ピストンパッキン15位置よりも完全に内側に位置させて
あるので、前記両側壁の変形によって傾斜案内レール2
6、26が案内体47の案内面47aに強く圧接するのを阻止で
きる。

また上記のようにマウント34が移動される場合、スクレ
ーパ53が外側のシールバンド12と水平案内レール23、23
とシリンダバレル１との上面及び案内溝27、27の内面を
夫々摺動してそれらの表面を清掃すると共にシールバン
ドプレート52が外側のシールバンド12の上面を摺動して
シールバンド12を磁性バンド80に確実に接着させる。上
記マウント34は移動端迄移動されるとストッパー59に当
接して正確な位置に停止される。上記ピストン13が所定
位置に移動されると、被検出体としてのマグネット20が
位置検出スイッチ32を作動させる。

次に、シリンダバレル１をスリット３が上側になるよう
に配置した使用状態において、マウント34の上面に下向
きの大きな荷重が作用すると、その荷重は案内部42、42
がシリンダバレル１の水平案内レール23、23に案内され
ることによってその水平案内レール23、23で支持され
る。その水平案内レール23、23の上面25aはスリット幅
方向と平行に形成されているので、水平案内レール23、
23が前記荷重を案内部42、42を介して略スリット幅方向
に対して直角な方向の力だけによって受止める。また水
平案内レール23、23がシリンダバレル１の中心部の側壁
の略真上に位置されているので、シリンダバレル１の両
側壁には前記荷重が略上下方向の圧縮力としてのみ作用
し、スリット幅方向の曲応力がほとんど作用せず、両側
壁のスリット幅方向への変形量が極めて小さくなる。そ
の結果、マウント34の上面に作用する荷重の大きさを相
当大きくしても、傾斜案内レール26、26が案内体47の案
内面47aに強く圧接するのを阻止できてマウント34を円
滑に移動させることができる。

また、マウント34に例えば第３図において右方向の大き
な横曲げモーメントが作用したときには、左側の案内部
44が傾斜案内レール26を押すと共に右側の案内部42が水
平案内レール23を押す。左側の案内部44が傾斜案内レー
ル26を押すと、その傾斜案内レール26の上側斜面27aの
傾斜角度が水平方向（スリット幅方向）に対して下側へ
略30度の角度になっているので、傾斜案内レール26は案
内部44の力を上方向の力とその力よりも小さい右方向
（スリット幅方向）の力によって受止め、左側の側壁は
内側へ僅かに変形される。また右側の案内部42が水平案
内レール23を押すと、その水平案内レール23の上面25a
がスリット幅方向と平行に形成してあるので、水平案内
レール23は案内部42の力を下方向（スリット幅方向に対
して直角な方向）の力によって受止め、右側の側壁はス
リット幅方向の曲応力をほとんど受けず、内側へ大きく
変形することはない。右側の側壁は外方向への僅かな曲
応力を受けて外側へ僅かに変形する。従って、マウント
34に大きな横曲げモーメントが作用したときでも両側壁
のスリット幅方向への変形量が極めて小さくなり、傾斜
案内レール26、26が案内体47の案内面47aに強く圧接す
るのを阻止できてマウント34を円滑に移動させることが
できる。なお、マウント34に第３図において左方向の横
曲げモーメントが作用したときにも前記と同様のことが
言える。

次に、マウント34の停止位置即ち移動ストロークを大き
く変更したい場合には、取付ボルト62を緩めて締着体63
による張出部64の挟着を解除し、その状態で取付ブラケ
ット57を軸線方向へ移動させて締着体63を案内溝27の所
望の位置に移動させ、その位置で再び取付ボルト62を締
付けて取付ブラケット57をシリンダバレル１に固定す
る。また前記マウント34の停止位置即ち移動ストローク
を僅かに変更したい場合には、取付ボルト62を緩めた状
態で開放ビス66を締付けることによってその開放ビス66
の先端部を切割溝60より下側の壁体57bに当接させ、こ
れにより切割溝60を拡大して取付ねじ孔58の雌ねじ58a
と雄ねじ59aとの食いつきを解除する。その後ストッパ
ー59を回動させて取付ねじ孔58との螺合位置を変更し、
その状態で再び開放ビス66を緩めると共に取付ボルト62
を締付けてストッパー59を挟着固定する。

第８図は本願の異なる例を示すもので、シリンダバレル
1eの側方に張出部90、90を一体に設け、それらの張出部
90、90の上面に水平案内レール23e、23eを設け、その水
平案内レール23e、23eに案内される案内部44、45をマウ
ント34eの保持片40e、41eに設けたものである。なお、
前記実施例と同じ部分には同一の符号にアルファベット
のｅを付して重複説明を省略した。

発明の効果 以上のように本発明にあっては、シリンダバレルのスリ
ットを挟んだ両側の側壁に水平案内レールと傾斜案内レ
ールを夫々設け、マウントの連結部を挟んだ両側にこれ
らの案内レールに案内される案内部を夫々設けたので、
マウントの移動を円滑化し得ると共にピストンの寿命を
長くできる。またスリットを上向きにした状態で水平案
内レールの案内面を両側壁の上面に略水平に夫々設け、
傾斜案内レールの案内面を両側壁の側面にシリンダバレ
ルの中心部を向き斜め下向きに夫々設けてあるので、マ
ウントの上面に大きな荷重が加わった場合には、その荷
重の全部又は大部分を両側壁の上面の水平案内レールに
よってスリットの幅方向と略直交する方向の力として受
止めることができ、マウントに横曲げモーメントが作用
した場合には、その横曲げモーメントを片側の水平案内
レールによってスリットの幅方向と略直交する方向の力
として受止めることができ、その結果シリンダバレルの
側壁がスリット幅方向へ変形するのを少なくできてスリ
ット幅の寸法変動を少なくでき、横曲げモーメントに強
い簡易な構成のロッドレスシリンダを提供できる。また
大きな荷重や大きな横曲げモーメントに強いものであっ
ても、マウントをシリンダバレルの上部付近でコンパク
トに案内でき、装置を小型化できると共にシリンダバレ
ルの底部と側面を取付等に有効利用できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例を示すもので、第１図は一部を断面
にして示す側面図、第２図は第１図の平面図、第３図は
III−III線拡大断面図、第４図はIV−IV線断面図、第５
図はＶ−Ｖ線断面図、第６図はVI−VI線断面図、第７図
はピストンパッキン位置とシリンダバレルの両側壁間の
変形量との関係を示すグラフ、第８図は異なる実施例を
示す断面図である。 １…シリンダバレル、３…スリット、７、12…シールバ
ンド、13…ピストン、16…連結部、23…水平案内レー
ル、26…傾斜案内レール、34…マウント、42、44、45…
案内部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】周壁の一部に軸線方向に長いスリットを全
   長に亘って有するシリンダバレルの摺動孔にピストンを
   嵌装し、そのピストンに設けた連結部を前記スリットか
   ら外部に突出させ、その連結部にマウントを連結し、前
   記スリットをシールバンドによって密封して成るロッド
   レスシリンダにおいて、シリンダバレルのスリットを上
   向きにしたときにそのスリットを挟んで左右両側に位置
   する両側壁には、スリットを上向きにした状態でシリン
   ダバレルの摺動孔の中心部の高さ位置における側壁部分
   のほぼ真上に位置する上面に、略水平な案内面を有する
   水平案内レールを夫々設けると共に、スリットを上向き
   にした状態で側方を向いている側面に上記水平案内レー
   ルに対して斜め下向き斜面の案内面を有する傾斜案内レ
   ールを夫々設け、マウントには連結部を挟んだ両側に水
   平案内レールの案内面に案内される案内部と傾斜案内レ
   ールの案内面に案内される案内部とを夫々設けて成るこ
   とを特徴とするロッドレスシリンダ。
2. 【請求項２】シリンダバレルの水平案内レールをシリン
   ダバレルに固着した耐摩耗性バンドによって構成して成
   る特許請求の範囲第１項記載のロッドレスシリンダ。
3. 【請求項３】シリンダバレルの上面に硬質アルマイト処
   理を施して水平案内レールをシリンダバレルの上面自体
   で構成して成る特許請求の範囲第１項記載のロッドレス
   シリンダ。