JPH1037912A - 流体圧アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 幅寸法を小さくし薄型とし得る流体圧アクチ
ュエータを提供する。 【解決手段】 シリンダ本体１１に取り付けられたロッ
ドカバー１４とヘッドカバー１６とにより圧力室１３が
区画形成され、この圧力室１３内に軸方向に摺動自在に
設けられたピストン２１には、ロッドカバー１４を貫通
するピストンロッド２０が固定され、シリンダ本体１１
の先端部にはロッドカバー１４よりも先端側に位置させ
てリニアガイド３０が埋め込まれている。ピストンロッ
ド２０に連結されたテーブル３２には、リニアガイド３
０に沿って摺動自在のガイドレール３５が取り付けら
れ、テーブル３２を直線方向に往復動する際にガイドレ
ール３５がテーブル３２とともにリニアガイド３０によ
り案内される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は圧縮空気などの流体
圧により部材を直線方向に往復動する流体圧アクチュエ
ータに関する。

【０００２】

【従来の技術】被加工物つまりワークを上下方向あるい
は水平方向に移動したり、ワークを保持したり加工する
ための治具や工具を上下方向あるいは水平方向に移動す
るために、空気圧により部材を直線方向に往復動するた
めの流体圧アクチュエータが使用される。

【０００３】このタイプの流体圧アクチュエータの一例
を示すと、図１１の通りであり、シリンダ本体１に形成
されたシリンダ室つまり圧力室２内に軸方向に摺動自在
にピストン３を設け、このピストン３に取り付けられた
ピストンロッド４にテーブル５を連結している。テーブ
ル５を直線方向に案内するために、シリンダ本体１に断
面四辺形のガイドレール６を取り付け、このガイドレー
ル６の案内溝に沿って摺動自在となった断面Ｕ字形状の
リニアガイド７をテーブル５に固定している。テーブル
５とともにガイドレール６に沿って往復動するリニアガ
イド７の摩擦抵抗を低減する場合には、リニアガイド７
の中に複数のボールを収容してボールをガイドレール６
に接触させている。

【０００４】このように、断面四辺形のガイドレール６
と断面Ｕ字形状のリニアガイド７とを有するタイプの流
体圧アクチュエータとしては、シリンダ本体に一体にガ
イドレールを形成するようにしたタイプのものがある
（たとえば、実開平6-43302 号公報参照）。また、ガイ
ドレールをシリンダ本体に一体に形成するとともにテー
ブル自体にリニアガイドの機能を持たせたものがある
（たとえば、実開平6-69404 号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】いずれのタイプにあっ
ても、これまでに開発されている流体圧アクチュエータ
にあっては、図１１に示すように、シリンダ本体１にこ
れの全長にわたってガイドレール６を設けるようにし、
これに沿ってテーブル５を案内するようにしている。ガ
イドレール６については、ねじ部材８によってシリンダ
本体１に設けられるようにすることから、ねじ部材８を
固定するための肉厚が必要となる。また、同様に、ニリ
アガイド７については、ねじ部材９によってテーブル５
に設けるようにすることから、ねじ部材９を固定するた
めの肉厚が必要となる。

【０００６】したがって、図１１に示すように、テーブ
ル５を水平方向に往復動する場合には、シリンダ本体１
の下面からテーブル５の上面までの上下方向の寸法Ａが
大きくなることから、流体圧アクチュエータが使用され
る設置場所如何によっては、他の部材と流体圧アクチュ
エータとが干渉してしまい、流体圧アクチュエータを使
用することができないことがある。また、流体圧アクチ
ュエータを上下方向に据え付けてワークなどの被搬送部
材を上下方向に移動する場合には、水平方向の寸法が大
きくなり、同様に、他の部材との干渉が発生することが
ある。

【０００７】しかも、図１１に示す流体圧アクチュエー
タにあっては、ピストンロッド４を後退移動させてテー
ブル５を後退限位置に戻したときに、テーブル５がシリ
ンダ本体１のほぼ全長に重なるようにしているので、使
用されるピストンロッド４のストロークつまりテーブル
５の往復動ストロークに対応させて、相互に長さ寸法が
相違した多数種類のテーブルを備えておくことが必要と
なり、流体圧シリンダの製造時における部品管理が困難
であるという問題点がある。

【０００８】また、往復動ストロークに対応させたテー
ブルのため、その分ストロークが長くなる毎に重量が増
える。さらには、一般的にテーブルはアルミニウム合金
などを素材として使い軽量化を図る一方、ストロークに
対応させて長くなるため、テーブル剛性を確保しなけれ
ばならず、肉厚を厚くする必要があり、その分重量が増
えるという問題点がある。

【０００９】本発明の目的は、幅寸法を小さくして薄型
とし得る流体圧アクチュエータを提供することにある。

【００１０】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１２】すなわち、本発明の流体圧アクチュエータ
は、ロッドカバーとヘッドカバーとが取り付けられこれ
らのカバーにより圧力室が区画形成されたシリンダ本体
と、圧力室内に軸方向に摺動自在に設けられたピストン
に固定され、ロッドカバーを貫通するピストンロッド
と、シリンダ本体の先端部にロッドカバーよりも先端側
に位置させて埋め込まれたリニアガイドと、ピストンロ
ッドの先端部に連結されるとともにリニアガイドに沿っ
てピストンロッドに平行な方向に摺動自在のガイドレー
ルに取り付けられた往復動部材とを有し、往復動部材を
直線方向に往復動する際にガイドレールが往復動部材と
ともにリニアガイドにより案内されるようにしたことを
特徴とする。リニアガイドとロッドカバーとがピストン
ロッドの中心軸に対して直角方向にオーバーラップして
いる。そして、リニアガイドは外方に向けて開口した案
内溝を有し、案内溝に沿って摺動するガイドレールが通
過する逃げ溝をシリンダ本体に形成している。

【００１３】本発明にあっては、リニアガイドはシリン
ダ本体の先端部に埋め込むようにして取り付けており、
リニアガイドが埋め込み型となっているので、このリニ
アガイド面に垂直な方向の流体圧アクチュエータの幅を
薄くすることができる。この埋め込みの量としては、ロ
ッドカバーとリニアガイドとをオーバーラップさせる程
度とすることができ、シリンダ本体としての所要の厚み
を確保しつつ、流体圧アクチュエータの幅を薄くするこ
とができる。さらに、シリンダ本体にガイドレールの逃
げ溝を形成することにより、流体圧アクチュエータの幅
を薄くすることができる。往復動部材の往復動ストロー
クを変更する場合には、リニアガイドに沿って摺動する
ガイドレールの長さを、その往復動ストロークに対応さ
せて変更するのみで良く、往復動部材の長さを変更する
ことが不要となる。これにより、サイズが同一となった
１種類の往復動部材によって、多種類の流体圧アクチュ
エータを製造することができるので、少ない部品点数に
よって、相互に移動ストロークが相違する多種類の流体
圧アクチュエータを製造することが可能となる。

【００１４】また、サイズが同一となった１種類の往復
動部材により、往復動ストロークに対応させてテーブル
長を長くしなくても済むため、重量も軽減することがで
きる。さらに、テーブルは一般的にアルミニウム合金な
どを素材として作られ、長いストロークに対応するため
に肉厚を厚くする方法がとられているが、本願において
は、焼入れされた鋼材が一般的に使われているガイドレ
ールを直接テーブル側に利用できるため、テーブルの肉
厚を薄くすることができ、軽量化が図れる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１６】図１〜図５は本発明の一実施の形態である
流体圧アクチュエータを示す図であり、この流体圧アク
チュエータは図１に示すように、全体的にほぼ直方体形
状となったブロック状のシリンダ本体１１を有する。こ
のシリンダ本体１１は、図２に示すように、４つの側面
１１ａ〜１１ｄと前後の端面１１ｅ，１１ｆとを有し、
幅の長い２つの側面１１ａ，１１ｂのうち一方の側面１
１ａが取付面となり、幅の狭い２つの側面１１ｃ，１１
ｄがいずれも取付面となっており、合計３つの側面がそ
れぞれ取付面となっている。これらの３つの側面のうち
少なくとも何れか１つの側面を使用して、図示しない取
付部材に対してシリンダ本体１１を取り付けることがで
きる。

【００１７】図３に示すように、シリンダ本体１１には
その先端部側に取付孔１２が形成され、後端部側に取付
孔１２よりも小さな内径を有するシリンダ室つまり圧力
室１３が形成されている。取付孔１２の後端部にはロッ
ドカバー１４が取り付けられ、シリンダ本体１１の後端
部に形成された取付孔１５にはヘッドカバー１６が取り
付けられ、これらのカバー１４，１６の間に圧力室１３
が形成されている。ロッドカバー１４は図４に示すよう
に、シリンダ本体１１に形成された嵌合孔に嵌合される
２本のピン１７により固定され、ヘッドカバー１６は図
６に示すように、Ｃ字形状のスナップリング１８により
固定されている。なお、ロッドカバー１４をスナップリ
ングにより固定するようにしても良く、ヘッドカバー１
６をピンにより固定するようにしても良く、さらには、
それぞれのカバー１４，１６をシリンダ本体１１にカシ
メにより固定するようにしても良い。

【００１８】ロッドカバー１４を貫通して軸方向に摺動
自在にピストンロッド２０が装着され、このピストンロ
ッド２０の後端部にはピストン２１が固定され、ピスト
ン２１にはシール部材２２とマグネット２３と前後の衝
撃吸収部材２４，２５とが組み付けられている。

【００１９】ピストン２１を圧力室１３内で軸方向に往
復動させるために、図１および図２に示すように、シリ
ンダ本体１１には圧力室１３のロッドカバー側に連通す
る給排ポート２６と、圧力室のヘッドカバー側に連通す
る給排ポート２７とが形成されており、一方の給排ポー
ト２６から圧縮空気を供給するとピストンロッド２０は
後退移動し、他方の給排ポート２７から圧縮空気を供給
するとピストンロッド２０は前進移動する。これらの給
排ポート２６，２７は、側面１１ｃに形成されている
が、他の側面１１ｄに形成するようにしても良く、さら
には、２つの側面１１ｃ，１１ｄに１つずつ形成するよ
うにしても良い。

【００２０】シリンダ本体１１の前端部に形成された切
り欠き部には、リニアガイド３０が図２および図５に示
すように埋め込まれ、２本のねじ部材３１によってシリ
ンダ本体１１に固定されている。このリニアガイド３０
は図示するように断面がＵ字形状となり、図３に示すよ
うに、リニアガイド３０の下端部は、リニアガイド３０
がシリンダ本体１１に埋め込まれていることから、ロッ
ドカバー１４に対して、図３および図５に示すように、
上下方向に寸法Ｌの部分がオーバーラップしている。こ
のように、シリンダ本体１１にリニアガイド３０を埋め
込むとともに、リニアガイド３０をロッドカバー１４に
対してオーバーラップすることにより、幅を小さくして
薄型の流体圧アクチュエータとすることが可能となり、
狭隘な場所でもこの流体圧アクチュエータを設置するこ
とができる。

【００２１】図３に示されるように、ピストンロッド２
０の先端には往復動部材としてのテーブル３２が締結ナ
ット３３により固定されており、このテーブル３２はピ
ストンロッド２０に対して平行に伸びるテーブル本体部
３２ａとこれに対して直角方向に伸びる連結部３２ｂと
を有している。テーブル３２には、リニアガイド３０に
形成された案内溝３４内に摺動自在に装着されるガイド
レール３５がねじ部材３６により取り付けられている。
ガイドレール３５はリニアガイド３０がシリンダ本体１
１に埋め込まれているために、ガイドレール３５はその
内面をシリンダ本体１１の側面１１ｂよりも内側に位置
して摺動することになるので、側面１１ｂの幅方向中央
部分には、逃げ溝３７が形成されており、テーブル３２
の往復動時にはガイドレール３５は逃げ溝３７の部分を
移動することになり、流体圧アクチュエータの幅寸法を
小さくすることが可能となる。

【００２２】シリンダ本体１１の側面１１ｂには、図１
に示すように、長手方向に伸びて２本のセンサ取付溝３
８が形成され、それぞれのセンサ取付溝３８は、逃げ溝
３７の両側に形成されており、図４に示すように、圧力
室１３に対して所定の間隔を有している。それぞれのセ
ンサ取付溝３８には、図示省略したセンサが取り付けら
れるようになっており、ピストン２１に設けられたマグ
ネットの磁界に感応してピストン２１が前進端あるいは
後退端の位置となったか否かがそれぞれのセンサにより
検出される。それぞれのセンサ取付溝３８は図６に示す
ように断面Ｕ字形状に形成され、それぞれのセンサ取付
溝３８の上端部にはテーパ面３８ａが形成されている。

【００２３】図１１に示した流体圧アクチュエータで
は、リニアガイドをテーブル側に取り付けるようにして
いるのに対して、図２および図３に示されるように、シ
リンダ本体１１にリニアガイド３０を固定するようにし
たことから、シリンダ本体１１の長手方向におけるガイ
ドレール３５の長さ寸法を短くして、シリンダ本体１１
の前端部にガイドレール３５を取り付けることができ
る。したがって、ガイドレール３５をシリンダ本体１１
の全長にわたって設ける必要がなく、さらにはシリンダ
本体１１にリニアガイド３０を埋め込むようにしたこと
から、図３におけるシリンダ本体１１の底面からリニア
ガイド３０の上面までの幅寸法Ａを短くすることが可能
となる。

【００２４】これにより、リニアガイド３０の案内溝３
４に沿って摺動するガイドレール３５およびこれに取り
付けられるテーブル３２を含めた流体圧シリンダの図３
における上下方向の幅寸法Ａを、従来に比して短くする
ことができ、この流体圧アクチュエータを他の部材との
干渉を避けて狭隘な場所に据え付けることが可能とな
る。

【００２５】流体圧アクチュエータを図示しない部材に
対してシリンダ本体１１の側面１１ａの部分で据え付け
るようにするために、図７に示すように両方の側面１１
ａ，１１ｂを貫通してねじ孔４１がシリンダ本体１１に
形成され、それぞれのねじ孔４１の端部にはねじ部材の
頭部を収容するために、図１に示すように側面１１ｂ側
に大径の座ぐり孔４２が形成されている。それぞれのね
じ孔４１にねじ部材を取り付ける際に、そのねじ部材の
頭部を案内させるために、テーブル３２には凹部４３が
形成されている。

【００２６】また、流体圧アクチュエータを側面１１ｃ
の部分で据え付けるようにするために、側面１１ｃには
２本のねじ孔４４が形成されている。同様のねじ孔４４
が反対側の側面１１ｄにも形成されており、その側面１
１ｄの部分でシリンダ本体１１を据え付けることも可能
である。

【００２７】テーブル３２を往復動させることによって
ワークを水平移動したり、上下移動することが可能とな
るが、ワークを支持するための部材をテーブル本体部３
２ａに取り付けるためのねじ孔４５が、図１に示すよう
に、テーブル本体部３２ａに形成され、テーブル３２の
連結部３２ｂにもねじ孔４６が形成されている。また、
図５に示すように、リニアガイド３０をシリンダ本体１
１の幅方向一方側に押し付けるために、ねじ部材４７が
取り付けられている。

【００２８】ピストンロッド２０の往復動ストロークは
任意に設定することができ、図示する場合よりもこのス
トロークを長くするには、これより長いシリンダ本体１
１が用いられるとともに、ガイドレール３５もストロー
クに対応させてより長いものが使用されるが、ストロー
クが長くなっても、リニアガイド３０およびテーブル３
２は図示する場合と同一のものをそれぞれ使用すること
ができる。

【００２９】シリンダ本体１１はアルミニウム合金など
を素材としてそれを押し出し成形により、圧力室１３の
内径の孔と逃げ溝３７とセンサ取付溝３８を有する棒状
の部材を成形した後に、これを所定の長さに切断すると
ともにねじ孔などを機械加工することにより製造され
る。

【００３０】図８〜図１０は本発明の他の実施の形態で
ある流体圧アクチュエータを示す図であり、これらの図
においては前記実施の形態の流体圧アクチュエータの構
成部材と共通する部材には同一の符号が付されている。

【００３１】この場合には、前述したテーブル３２にお
ける連結部３２ｂに対応する部分によって往復動部材４
８が構成されており、この往復動部材４８はねじ部材４
９によりガイドレール３５に締結され、締結ナット３３
によりピストンロッド２０に連結されている。このよう
に、前記実施の形態におけるテーブル３２の本体部３２
ａを有していないことから、図９における上下方向の幅
寸法Ａは前記実施の形態の場合よりも小さくすることが
可能となる。このタイプの流体圧アクチュエータを使用
して、往復動部材４８を水平方向に駆動する場合には、
たとえば、ワークを往復動部材４８により水平方向に移
動することができる。また、往復動部材４８を上下方向
に駆動する場合には、たとえば、ワークを往復動部材４
８により上下方向に移動することができる。

【００３２】図８に示すように、センサ取付溝３８には
それぞれセンサ５０がねじ部材５１により固定されてお
り、それぞれのねじ部材５１を締め付けると、センサ５
０の表面側の両側部は、図４に示されるセンサ取付溝３
８のテーパ面３８ａに押し付けられることになる。前記
実施の形態におけるセンサ取付溝３８にも同様のセンサ
５０が取り付けられるようになっている。

【００３３】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記の
形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００３４】たとえば、ピストンロッド２０の後端部を
ヘッドカバー１６からシリンダ本体１１の後方に突出さ
せて、突出端にストローク調整用のナットを取り付ける
ようにしても良い。また、リニアガイド３０にガイドレ
ール３５に接触するボールを多数個収容し、ガイドレー
ル３５内でボールを循環するようにしても良い。

【００３５】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００３６】(1).シリンダ本体にリニアガイドを埋め込
むようにしたことから、流体圧アクチュエータの幅ない
し厚みを小さくすることができ、流体圧アクチュエータ
の薄型化を達成することができる。

【００３７】(2).基本構造を変えることなく、往復動部
材の移動ストロークのみを相違させるには、シリンダ本
体とガイドレールおよびピストンロッドの長さを相違さ
せるのみで良く、テーブルは長さを相違させずに済むた
め、部品点数を低減することができるとともに、重量を
軽くすることができる。

【００３８】(3).これにより、流体圧アクチュエータを
製造する際における部品管理が容易となり、製造コスト
を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である流体圧アクチュエ
ータを示す斜視図である。

【図２】テーブルを除去した状態における図１に示す流
体圧アクチュエータを示す斜視図である。

【図３】図１の縦断面図である。

【図４】図３における４−４線に沿う断面図である。

【図５】図３における５−５線に沿う断面図である。

【図６】図３における右側面図である。

【図７】図３の底面図である。

【図８】本発明の他の実施の形態である流体圧アクチュ
エータを示す平面図である。

【図９】図８の正面図である。

【図１０】図８における１０−１０線に沿う断面図であ
る。

【図１１】従来の流体圧アクチュエータを示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１１ シリンダ本体 １２ 取付孔 １３ 圧力室 １４ ロッドカバー １５ 取付孔 １６ ヘッドカバー １７ ピン １８ スナップリング ２０ ピストンロッド ２１ ピストン ２２ シール部材 ２３ マグネット ２４，２５ 衝撃吸収部材 ２６，２７ 給排ポート ３０ リニアガイド ３１ ねじ部材 ３２ テーブル（往復動部材） ３３ 締結ナット ３４ 案内溝 ３５ ガイドレール ３６ ねじ部材 ３７ 逃げ溝 ３８ センサ取付溝 ３８ａ テーパ面 ４１ ねじ孔 ４２ 座ぐり孔 ４３ 凹部 ４４〜４６ ねじ孔 ４７ ねじ部材 ４８ 往復動部材 ４９ ねじ部材 ５０ センサ ５１ ねじ部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロッドカバーとヘッドカバーとが取り付
   けられこれらのカバーにより圧力室が区画形成されたシ
   リンダ本体と、 前記圧力室内に軸方向に摺動自在に設けられたピストン
   に固定され、前記ロッドカバーを貫通するピストンロッ
   ドと、 前記シリンダ本体の先端部に前記ロッドカバーよりも先
   端側に位置させて埋め込まれたリニアガイドと、 前記ピストンロッドの先端部に連結されるとともに、前
   記リニアガイドに沿って前記ピストンロッドに平行な方
   向に摺動自在のガイドレールに取り付けられた往復動部
   材とを有し、 前記往復動部材を直線方向に往復動する際に前記ガイド
   レールが前記往復動部材とともに前記リニアガイドによ
   り案内されるようにしたことを特徴とする流体圧アクチ
   ュエータ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の流体圧アクチュエータで
   あって、前記リニアガイドと前記ロッドカバーとが前記
   ピストンロッドの中心軸に対して直角方向にオーバーラ
   ップしていることを特徴とする流体圧アクチュエータ。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の流体圧アクチュ
   エータであって、前記リニアガイドは外方に向けて開口
   した案内溝を有し、前記案内溝に沿って摺動する前記ガ
   イドレールが通過する逃げ溝を前記シリンダ本体に形成
   したことを特徴とする流体圧アクチュエータ。