JPH09210014A - 増圧型モータシリンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】出力ロッドの押出し端付近で大きな推力を出す
ことができ、比較的小形で小出力のモータを使用可能な
増圧型モータシリンダを提供する。 【解決手段】この増圧型モータシリンダは、ドライブシ
ャフト８をモータ７により回転駆動し、ドライブシャフ
ト８とねじ部を介して螺合する出力ロッド６を、軸方向
に押出し引き戻し作動するモータシリンダである。シリ
ンダ室２０内に出力ロッド６の末端に固定されたピスト
ン９が嵌挿され、圧力流体をシリンダ室２０内に供給す
るアキュムレータ１５が設けられ、出力ロッド６の押出
し終端付近でシリンダ室２０内に進入して室内の流体圧
を上昇させる増圧ラム１１が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ドライブシャフト
をモータにより回転駆動し、ドライブシャフトとねじ部
を介して螺合する出力ロッドを、軸方向に押出し引き戻
し作動する増圧型のモータシリンダに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、おねじ部を有するドライブシャフ
トの外周に、めねじ部を有する出力ロッドを鋼球等を介
して螺合させ、モータによりドライブシャフトを回転駆
動することにより、出力ロッドを軸方向に押出し引き戻
し作動するモータシリンダが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種のモータシリン
ダは、モータによりドライブシャフトを回転駆動して出
力ロッドを軸方向に移動させるため、ドライブシャフト
の回転速度を上げれば、出力ロッドは比較的速く移動す
るが、モータ駆動のため、移動速度を速くすると推力が
低下する。このため、推力の低下を補うためには、出力
の大きい大型のモータを使用する必要があった。

【０００４】特に、モータシリンダがクランプ機構など
に使用された場合、中間移動部はそれ程大きな推力を必
要としないが、出力ロッドの押出し端付近で大きな推力
を必要とするため、押出し終端付近での必要な推力に合
せて大型のモータを装着していた。このため、シリンダ
装置全体が大型化し、製造コストも増大する問題があっ
た。

【０００５】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、出力ロッドの押出し端付近で大きな推力を出すこと
ができ、比較的小形で小出力のモータを使用可能な増圧
型モータシリンダを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の増圧型モータシリンダは、ドライブシャフ
トをモータにより回転駆動し、ドライブシャフトとねじ
部を介して螺合する出力ロッドを、軸方向に押出し引き
戻し作動するモータシリンダにおいて、シリンダ室内に
出力ロッドの末端に固定されたピストンが嵌挿され、圧
力流体をシリンダ室内に供給するアキュムレータが設け
られ、出力ロッドの押出し終端付近でシリンダ室内に進
入して室内の流体圧を上昇させる増圧ラムが設けられた
ことを特徴とする。

【０００７】ここで、増圧ラムは円筒状に形成されると
共にドライブシャフトの外周部に配置され、増圧ラムの
内面にドライブシャフトのおねじ部と螺合可能なめねじ
部が設けられ、増圧ラムが出力ロッドの押出し終端付近
でドライブシャフトのおねじ部と螺合してシリンダ室内
に進入しその室内の流体圧を上昇させるようにした構成
を採用することができる。

【０００８】

【作用・効果】このような構成の増圧型モータシリンダ
では、押出し作動する場合、モータの駆動によりドライ
ブシャフトが押出し方向に回転駆動され、ねじ部を介し
てそれと螺合する出力ロッドが軸方向に前進移動し、押
出されていく。そして、出力ロッドがその押出し終端付
近に達すると、出力ロッドの末端に固定されたピストン
のシリンダ室内に増圧ラムが進入し、その増圧ラムによ
ってシリンダ室内の流体圧が上昇し、ピストンを介して
出力ロッドに押出し方向の大きな推力がかかり、この状
態で、出力ロッドはモータによる前進力以上の推力で終
端位置まで押出される。

【０００９】このように、出力ロッドの押出し端付近
で、モータによる前進力以上の大きな推力を出すことが
できるため、押出し終端付近で最大推力を必要とするク
ランプ機構などで使用されるモータシリンダとしては、
比較的小形で小出力のモータを使用することができ、形
状や重量の小形化・軽量化が可能となり、製造コストも
下げることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１１】図１はモータシリンダの側面図を示し、図
２はその拡大断面図、図３、４はその横断面図を示して
いる。１は第一シリンダチューブ、２は第二シリンダチ
ューブであり、第一シリンダチューブ１と第二シリンダ
チューブ２は中間ブロック３を介して接続され、第一シ
リンダチューブ１の末端にヘッドカバー４が固定され、
第二シリンダチューブ２の先端にロッドカバー５が固定
される。ロッドカバー５の中央孔には出力ロッド６が摺
動可能に挿通され、ヘッドカバー４には後述のドライブ
シャフト８を回転駆動するためのモータ７が取付けられ
る。

【００１２】ドライブシャフト８は、ヘッドカバー４及
び中間ブロック３を貫通し、第一シリンダチューブ１、
第二シリンダチューブ２の中央軸方向に配設され、ヘッ
ドカバー４内の玉軸受１７等により回転自在に支持され
る。また、ドライブシャフト８の中間部から先端部にか
けての外周におねじ部（台形ねじ）８ａが形成される。

【００１３】出力ロッド６は中空状に形成され、その出
力ロッド６内に、ドライブシャフト８の中間部から先端
部が挿入され、さらに、出力ロッド６の末端に取付けら
れたピストン９の内側に形成されためねじ部９ａが、ド
ライブシャフト８のおねじ部８ａと螺合する。出力ロッ
ド末端のピストン９は第二シリンダチューブ２内に嵌挿
される。第二シリンダチューブ２内にシリンダ室２０が
形成される。

【００１４】したがって、基本的には、モータ７により
ドライブシャフト８が回転駆動され、そのおねじ部８ａ
とピストン９のめねじ部９ａを介して出力ロッド６が軸
方向に移動し、ピストン９が第二シリンダチューブ２内
を移動する範囲内で出力ロッド６が押出し引き戻し作動
する。

【００１５】さらに、第二シリンダチューブ２内には、
２本の回り止めロッド１０がその両端をロッドカバー５
と中間ブロック３に連結して軸方向に配設され、ピスト
ン９内に挿通される。ピストン９の外周部及びロッド１
０との摺動部には、シール材が嵌着される。

【００１６】一方、第一シリンダチューブ１内のドライ
ブシャフト８の外周には、末端に円板１２を取付けた円
筒状の増圧ラム１１がすきまばめで移動可能に外嵌され
る。第一シリンダチューブ１内には、２本の回り止めロ
ッド１３がその両端をヘッドカバー４と中間ブロック３
に連結して軸方向に配設され、円板１２内に挿通され
る。この増圧ラム１１の内面には、上記ドライブシャフ
ト８のおねじ部８ａと螺合可能なめねじ部１１ａが形成
される。

【００１７】さらに、増圧ラム１１の外周で第一シリン
ダチューブ１内にはアキュムレータピストン１４が嵌挿
され、このアキュムレータピストン１４と中間ブロック
３の間の第一シリンダチューブ１内にオイルが充填さ
れ、アキュムレータ１５が構成される。アキュムレータ
ピストン１４の外周部、内周部、及び回り止めロッド１
３との摺動部にはリール材が嵌着される。ヘッドカバー
４とアキュムレータピストン１４間に、予圧ばね１６が
装着され、この予圧ばね１６によりアキュムレータ１５
内のオイルに予圧がかけられる。アキュムレータ１５内
の油圧は押出し作動時、その前方のシリンダ室２０内に
供給される。

【００１８】増圧ラム１１の先端と出力ロッド６（ピス
トン９）の末端とは、圧縮ばねとして又は引っ張りばね
として作用するコイルばね１８により連結される。出力
ロッド６（ピストン９）の前進時、コイルばね１８の引
っ張りばね力により増圧ラム１１は中間ブロック３の中
央孔を通して第二シリンダチューブ２内に進入可能であ
る。その中間ブロック３の中央孔の内周部にシール材１
９が嵌着される。

【００１９】次に、上記構成の増圧型モータシリンダの
動作を説明する。

【００２０】図１、図２のように、出力ロッド６を引き
戻した状態において、モータ７を押出し方向に回転させ
ると、ドライブシャフト８が回転駆動され、これによ
り、ドライブシャフト８のおねじ部８ａが回転し、これ
と螺合するめねじ部９ａを有するピストン９が、図の左
方向つまり押出し側に前進し、ピストン９に固定された
出力ロッド６が押出され前進する。

【００２１】そして、図５に示すように、出力ロッド末
端のピストン９のめねじ部９ａの位置が、ドライブシャ
フト８のおねじ部８ａの先端付近に達すると、出力ロッ
ド６にコイルばね１８を介して連結された増圧ラム１１
が、コイルばね１８のばね力により前方に引っ張られて
前進し、増圧ラム１１のめねじ部１１ａがドライブシャ
フト８のおねじ部８ａと螺合する状態となる。

【００２２】このため、ドライブシャフト８の回転に伴
ない、増圧ラム１１はねじ部を介して軸方向移動力を発
生させてさらに前進し、第二シリンダチューブ２内に進
入していく。この増圧ラム１１の第二シリンダチューブ
２内への進入は、図６に示すように、増圧ラム１１の末
端の円板１２がアキュムレータピストン１４に当るまで
進み、この増圧ラム１１の第二シリンダチューブ２内へ
の進入によって、第二シリンダチューブ２内の油圧が上
昇し、この増圧された油圧がピストン９に印加されるこ
とにより、出力ロッド６は油圧に応じた推力を受け、そ
の押出し終端部付近で大きな推力を出し、終端まで進
む。

【００２３】このように、押出し終端付近において、増
圧ラム１１が、出力ロッド６のピストン９が位置するシ
リンダ室２０内に進入し、その室内の油圧を上昇させる
ため、出力ロッド６は、モータ７の駆動力に拘らず、押
出し終端付近で増圧されて前進することができる。

【００２４】一方、出力ロッド６を引き戻す場合には、
モータ７を上記とは逆方向に回転駆動し、ドライブシャ
フト８を同方向に回転させる。すると、図６の状態か
ら、増圧ラム１１がドライブシャフト８からねじ部を介
して引き戻し側に移動力を受けて後退し、この増圧ラム
１１の後退により、シリンダ室２０内の油圧が低下する
と共にコイルばね１８を介して出力ロッド６が後退方向
に引き戻され、ピストン９の内側のめねじ部９ａがドラ
イブシャフト８のおねじ部８ａと螺合する。

【００２５】このめねじ部９ａとおねじ部８ａの螺合に
より、出力ロッド６はさらに引き戻され、ピストン９が
中間ブロック３に当接する引き戻し終端部まで移動して
停止する。増圧ラム１１は、そのめねじ部１１ａとおね
じ部８ａの螺合によりドライブシャフト８の逆回転に応
じて後退し、最終的には、コイルばね１８のばね力によ
り後方に押されてめねじ部１１ａとおねじ部８ａの螺合
が外れ、増圧ラム１１は図２の引き戻し端位置まで後退
し、モータは停止する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す増圧型モータシリンダ
の側面図である。

【図２】同モータシリンダの拡大断面図である。

【図３】図１の III− III断面図である。

【図４】図１の IV − IV 断面図である。

【図５】出力ロッドの押出し作動開始付近の断面図であ
る。

【図６】出力ロッドの押出し終端付近の断面図である。

【符号の説明】

６−出力ロッド ７−モータ ８−ドライブシャフト ９−ピストン １１−増圧ラム １５−アキュムレータ ２０−シリンダ室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１５Ｂ 15/14

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドライブシャフトをモータにより回転駆
   動し、該ドライブシャフトとねじ部を介して螺合する出
   力ロッドを、軸方向に押出し引き戻し作動するモータシ
   リンダにおいて、 シリンダ室内に前記出力ロッドの末端に固定されたピス
   トンが嵌挿され、圧力流体を該シリンダ室内に供給する
   アキュムレータが設けられ、該出力ロッドの押出し終端
   付近で該シリンダ室内に進入して該室内の流体圧を上昇
   させる増圧ラムが設けられたことを特徴とする増圧型モ
   ータシリンダ。
2. 【請求項２】 前記増圧ラムは円筒状に形成されると共
   に前記ドライブシャフトの外周部に配置され、該増圧ラ
   ムの内面に該ドライブシャフトのおねじ部と螺合可能な
   めねじ部が設けられ、該増圧ラムが該出力ロッドの押出
   し終端付近で該ドライブシャフトのおねじ部と螺合して
   該シリンダ室内に進入し該室内の流体圧を上昇させるよ
   うに構成した請求項１記載の増圧型モータシリンダ。