JPS60234106A

JPS60234106A - 直線駆動装置

Info

Publication number: JPS60234106A
Application number: JP60072842A
Authority: JP
Inventors: ラインハルト・リピンスキ; ジークムント・ハー・カイザー
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-04-10
Filing date: 1985-04-08
Publication date: 1985-11-20
Also published as: DE3464406D1; ATE27990T1; US4664019A; JPH0418166B2; EP0157892B1; EP0157892A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔埋業上の利用分野〕本発明は伝動装置に関し、特に回転運動または流体圧を
直線運動に変換する装置に関する。

この装置は往復動自在なピストンを備え、このピストン
は円筒状部材内に収容され、この円筒状部材は流体圧を
使用する場合にはシリンダとして使用され、また回転運
動を利用する場合にはピストンの案内筒として使用され
ろ。この案内筒にはスリットが形成されている。このス
リットは閉塞され、流体圧を利用する場合にはその圧力
の流出を防止し、また回転軸を利用する場合にはこの回
転軸が汚れるのを防止する。

〔従来の技術〕

以下に本発明に関連する特許出願を記載する。

１９８３年６月１日出願のＫＡＩＳＥＨの米国特許出願
Ａ３８３，７９５１９８２年１２月７日出願のＬＩＰＩＮＳＫＩ他の米国
特許出願屋４４７，５２２１９１８３年２月２日出願のＬＩＰＩＮＳＫＩ他の米国
特許出願屋４６３，１６７１９８３年１２月１９日出願のＬＩＰＩＮＳＫＩの米国
特許出願Ａ　５６３　、０２８本発明に関する直線移動装置は特に上記の１９８３年１
２月１９日出願のＬＩＰＩＮＳＫＩの米国特許出願Ａ　
５６３　、０２８に開示されている。この装置は、流体
圧が導入されるシリンダと、このシリンダ内に収容され
流体圧が作用するピストンと、スリットを介してこのピ
ストンに接続された伝動要素とから構成されている。

この伝動要素は上記のピストンの一端に取付けられ、上
記の縦方向のスリットから外方に突出し、その先端部は
つる状の案内要素に接続さ９− れ、この案内要素は上記筒状部材の外周に形成された縦
方向のスリット内に正確に縦方向に案内される。また、
ピストンが傾むいた場合に、このピストンの弾性シール
スリーブに不所望が不均一な荷重が作用し、これはピス
トンを所定量だけ傾動自在に形成して防止され、またこ
のピストンにし′！、萄重伝達要素の両側に２個の♂ス
トン部が取付けられ、これらピストンの一方にシールが
取付けられており、これによってこのシールの不均一な
荷重が防止される。これらピストンは上記の荷重伝達要
素に径方向に移動自在に取付けられている。これによっ
て製造誤差も吸収される。また、これによって大幅なず
れも吸収される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、荷重伝達要素テたは案内要素に不均一または
過大な荷重が作用した場合あるいは特に案内部材や筒状
部材の製造誤差によって、筒状部材内に収容されている
荷重受は部材に不均一な荷重が作用するの７防止するこ
とができ、−１０＝しかも高精度の仕上等を必要としない直線伝動装置を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段とその作用〕本発明の装
置は、流体圧または軸の回転によって筒状部材内を直線
移動するピストンがシリンダまたは案内筒等の外側筒に
よって縦方向に案内されるものである。また、たとえば
シリンダすなわち筒状部材の外周面に外１Ｕ！Ｉ案内面
が形成され、結合要素を摺動自在に案内しておシ、この
結合要素はこの筒状部材内の荷重受は要素に結合されて
いる。また、外部の荷重伝達を素と、ピストン、そのシ
ール、上記シリンダまたは筒状部材の案内面との間にね
じれ荷重が伝達されるのを防止するため、外部からの荷
重を受ける部材と伝動要素との間にはベアリングまたは
枢軸が設けられ、この伝動要素のうちシリンダまたは筒
状部材の外周に案内される部分と、ピストン等の荷重を
受ける部分とが自動的に整列されるように構成されてい
る。

また、この直線伝動装置は、荷重受は要素が筒状部材内
に案内されており、外部の影響に係わらず自動的に正し
く位置決される。また、上記案内要素と荷重受は要素の
結合は制限されているので、この筒状部材の外周に形成
された案内トラック上の案内要素は荷重受は要素の荷重
の一部のみを受けるだけでよい。よって、案内トラック
やその位置の製造時や作動時の誤差は自動的に補償され
、またこの場合に荷重受は要素に特別の機構を設ける心
太はない。

上記の荷重伝達要素は上記の案内要素によって独立して
案内され、この案内要素は一実施例の場合には筒状部材
の側面に形成された縦方向のスリットによって案内され
、さらに必要々場合にはこの筒状部材内に案内される。

この端部には、荷重伝達要素が上記縦方向のスリットの
側壁に摺接まだは転接する案内要素を介して横方向に支
持されている。この案内要素は例えば案内ブロックから
構成され、弾性的なシール要素とともに上記の縦方向の
スリットの側壁に嵌合している。

また、好ましくは上記シリンダの軸方向に対して垂直で
上記縦方向のスリットの中心面内にある少々くとも１本
の回転軸を有するベアリングによって上記荷重受は要素
と案内要素が回転自在に連結される。このベアリング等
の装置、上記の荷重受は要素、または案内要素に取付け
られた環状のベアリング要素を備え、このベアリング要
素は上記案内要素または荷重受は要素の他方に取付けら
れたベアリングキャッジに嵌合するように構成されてい
る。

上記の荷重受は要素と案内９素はこのベアリングによっ
て互いに軸方向に所定量だけ移動するように結合されて
いる。よって、上記筒状部材または荷重受は要素の軸と
案内要素との間の間隔の相違は自動的に補償される。ま
た、実施例のものは、円筒状のベアリングはペアリング
キャッジに軸方向に変位自在に支持されている。

また、上記ベアリング上の可撓性のシール要素が細い幅
の案内要素を通して案内されているので、構造が簡単に
なる。また、この案内要素１３− 上に配置されるシール要素をカバーするに充分である。

上記案内要素が筒状部材内の荷重受は要素に変位自在に
結合されているので、この案内要素およびこれに接続さ
れる要素の設計が自由になる。この案内要素はたとえば
上記筒状部材の外側に縦方向に形成されているスリット
に設けられていてもよく、このスリットは上記の縦方向
のスリットと反対側の筒状部材の下方に配置され、この
案内要素の縦方向の案内をなす。

また、案内要素が相当に狭い場合には、筒状部材の外面
の縦方向のスリットの近傍にこの案内要素に対応して目
盛を形成してもよく、またこの筒状部材が比較的長い場
合には少なくとも１個の縦方向の補強部材を上記縦方向
のスリットに沿って筒状部材の外面に設けてもよい。

また１、上記荷重受は要素がピストンであって、筒状部
材がシリンダの場合には筒状部材の内面との間をシール
し、ピストンの両面に流体圧が作用するようにしてもよ
い。

１４− また、ピストンが伝達要素に結合されたチーーブを有し
、また１個の同軸のぎストンとベアリングシール機構が
このチーーブ内に挿入されている場合には、構造が簡単
になる。チーーブは案内要素とは別に設けられ、最大荷
重に酬えるような断面を有している。また、別の実施例
では、上記の荷重受は要素はスピンドルナツトであり、
このナツトは螺条を有する回転軸に螺合しており、この
回転軸は筒状部材の一端部に回転自在に支持され、駆動
機構によって回転駆動される。

〔実施例〕

以下、図を参照して本発明の詳細な説明する。第１図に
は流体圧を利用した直線伝動装置を示す。この装置【は
円筒状の筒状部材１が設けられ、この円筒状部材内のシ
リンダ空間２はその一端部が蓋等の端部材によって閉塞
され、この蓋は第３図に３で示す。

また、荷重受は要素として作用するピストン４は、シリ
ンダ空間２内に縦方向に案内され、またこのピストンは
薄い壁の比較的短い筒部分５を有し、この内部には２個
の円錐台形のピストン部６が設けられ、これはたとえば
合成樹脂材料で形成され、チューブ５に嵌合する舌片等
に挿入されている。上記の同心状のピストン部６にはそ
れぞれ円筒部７が形成され、これらの近傍にはピストン
シール８が配置され、これら２個のピストンシール８に
よってシリンダ？［２とピストン４との間のシールをな
している。

また、上記２個のピストン部６にはそれぞれその端部に
同心の盲穴９が形成され、これら盲穴はピストンの死点
位置において凸状の緩衝要素に嵌合し、この緩衝要素は
上記缶３に形成されている。

また、上記の油状部材１にはその上面に縦方向のスリッ
ト１０が形成され、上記テー−プ５と一体に形成された
リゾ状の荷重伝達要素１）がこのスリソトヲ貫通して外
方に突出している。

また、上記スリット１０の中心面１４０両側には案内ト
ラック要素１５，１６が設けられ、これらは対をなして
上記筒状部材の外周に形成され、またシリンダ空間２の
中心線１３を含む平面１２の上下に配置されている。

また、第１図に示す実施例では、つる状の案内要素１７
が上記スリット１００両側に沿って中心面１２の上に配
置された２個の案内トラック１６に縦方向に移動自在に
支持されている。

この案内要素１７はピストン４にペアリンク１８を介し
て所定量だけ移動自在に取付けられている。

このベアリング１８は筒状部材１の外側に配置され、縦
方向の中心面内の配置された鉛直ベアリング軸１９を有
し、この軸１９まわりに荷重伝達要素１１と案内要素１
７とが所定量だけ相対的に回転し、誤差を吸収する。

また、上記ベアリング１８にはディスク２２が設けられ
、このディスクは上記ベアリング軸１９と同心に配置さ
れ、上記案内要素１７の縦方向縦２１の近傍のリブ状部
２０に取付けられている。このディスク２２は円筒状の
ペアリン１７− グカツプ２４内に挿入され、このカップ荷重伝達要素１
ノの幅広部に取付けられる。また、とのカップは回転自
在およびベアリング軸１９の方向に移動自在に設けられ
ている。

上記案内要素１７および荷重伝達要素１ノは互いにベア
リング１８によってそのベアリング　。

軸まわりに所定範囲だけ回転自在でかっこのベアリング
軸の方向に所定量だけ移動自在に結合されているので、
上記案内トラック１６等製造誤差が吸収され、この荷重
伝達を素１１を介してピストン４の筒状部５に不均一な
荷重が作用することはない。

また、上記ディスク２２０代りにたとえばが一ルを設け
、このボールを球面状のベアリングカップ２４内に嵌合
し、ピストン４と案内要素１７が水平の傾動軸まわり圧
傾動するようにしでもよい。

上記荷重伝達要素１ノは縦方向のスリット１０の互いに
対向する側壁の部分２３で横方向に案内されている。こ
の荷重伝達要素１ノには１８− 案内ローラ２３または摺動ブロックが設けられ、これら
は縦方向のスリット１０または縦方向の溝２５．２６（
第４，５図参照）に嵌合して案内をなす。

また、上記の荷重伝達要素１１の両側において、縦方向
のスリット１０は可撓性のシール要素２７によってシー
ルされ、これらシール要素の端部は上記の蓋３に取付け
られ、シリンダ空間２に沿って配置されている。この合
成樹脂製のシール要素２７はリブ２８を備え、とのリブ
はスリット１０を貫通して突出し、シール要素３０の縦
方向溝３０に嵌合し、このシール要素３０．２７は溝２
５．２６の底部にそれぞれ設けられている。このような
シール要素３０゜２７の詳細はドイツ特許３１２４９１
５に開示されている。

また、上記ピストンシール８の間の圧力の作用し力い部
分には、荷重受は要素１１の下方の筒状部５に形成され
た開口３１をシール要素２７が貫通し、上記のピストン
部８の円錐面に沿って配置され、この圧力の作用しカい
部分がスリット１０から突出し、荷重受は要素１１がこ
のスリット１０を貫通できるように構成されている。

この同じ部分において、シール要素３０はディスク２２
および荷重受は要素３２を超えて案内される。また、案
内要素１７のベアリング１８０両側には案内ローラ３３
が設けられ、このピストン４が縦方向に移動した場合に
、シール要素３０をスリット１０に押圧し、またピスト
ン部６に対応するシリンダ空間２側から同様にシール要
素２７がスリット１０の縁部に押圧され、上記のドイツ
特許に記載されているように縦方向の溝２９とリブ２８
が互いに嵌合する。

また、第２図には本発明の直線伝動装置の別の実施例を
示し、この実施例のものは第１図に示す実施例のものと
案内要素１７０が相違している。これらの図中、対応す
る部分には同杓号を付す。

この第２図のものは、案内要素１７０がヨーク形のつる
状をなし、この案内要素には円板形のベアリング部２２
０が設けられ、このベアリング部は荷重受は要素１１の
部分２３に配置されたペアリングカップ２４内に挿入さ
れている。

したがって、この案内要素１７０は荷重受は要素１１に
対して鉛直方向に所定量だけ移動自在であるとともに、
鉛直なベアリング軸９まわりに所定角度だけ回動自在で
ある。このベアリング１８およびシール要素３０はベア
リング部２２０を超え、カバーフード４０によってカバ
ーされ、このカバーは荷重受は要素１１に接続され、ま
たこのカバーの幅は上記のシール要素およびスリット１
０の幅よシ大きい。

また、上記スリット１０の近傍の平坦で平滑な面４１に
は目盛４２が形成され、この目盛と可動側のマーク４３
が協働する。したがって、この荷重伝達要素１１の筒状
部材１に対する位置が表示される。

また、上記案内要素１７０の反対側には、たとえば補強
帯４５がスリット１０に沿ってこの２１− 筒状部材１に設げられ、この筒状部材１が長尺の場合に
この曲りを防止する。

また、略ヨーク形のスライダ４６が筒状部材１０２個の
下部案内トラック１５の間に縦方向に移動自在に案内さ
れており、また案内要素１７０に接続されている。そし
て、このスライダ４６に被動側の要素が接続されている
。

また、第３図に示す直線伝動装置は第１図のものと略同
様のものである。この図中、対応する部分には同符号を
付してその説明を省略する。　□第１図に示すものは、
荷重受は要素にピストンが設けられ、その両端面に流体
圧が作用するが、この第３図のものは荷重受は要素がス
ピンドルナツトであり、このナツトは筒状部５０内に収
容され、シリンダ空間２内に同心に収容された螺条を有
するスピンドル５００に螺合している。このスピンドル
は蓋３に回転自在に支持され、図示はされていないが、
モータ等の駆動機構に接続されている。

また、筒状部５０内には２個の円錐台形の合２２− 成樹脂要素６０が挿入され、この場合にはピストンのシ
ールはなされず、筒状部５０の近傍のピストン部の開口
３１にはシール部２７が導入されている。

また、別の実施例では、この筒状部材１に外部案内機構
が設けられ、このシリンダ空間２の軸１３の方向の案内
をなす。

この外部案内機構は第２．６図中４５で示し、補強帯４
５が案内レールとして使用され、これらの間には移動要
素４５ａが設けられ、この移動要素はゾール形のニップ
ルを備え、荷重受は要素１１または案内要素１７０に所
定量だけ移動自在に結合されている。

また、外部案内機構が筒状部材１に直接取付けられ、図
に４５で示すだけでなくこの筒状部材に固定されたレー
ル要素に外部案内機構が取付けられていてもよく、また
第２，６図に示す補強帯すなわち案内機構とは別の位置
に配置してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の伝動機構流体圧シリンダに適用した実
施例の一部を破断して示す斜視図、第２図は第１図の装
置の一部を変形した変形例の一部を破断して示す実施例
、第３図はスピンドル駆動形の実施例の一部を破断して
示す分解□□□視図、第４図は第１図に示す装置の別の
変形例を示し、案内要素を除去した一部を破断した斜視
図、第５図は第４図の■−■線に沿う断面図、第６図は
第２図に示す装置の第５図に対応する斜視図である。１・・・筒状部材、２・・・シリンダ空間、４・・・荷
重受は要素、１０・・・スリット、１１・・・荷重伝達
要素、１７・・・案内要素、１８・・・ベアリング、１
９・・・ベアリング軸、２７．３０・・・シール要素。出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦ＦＩＧ、　５ＦＩＧ、　６

Claims

【特許請求の範囲】

（１）縦方向のスリッ）　（１０）を備えた細長状の筒
状部材（１）と；上記筒状部材（１）内に縦方向に摺動自在に設けられた
荷重受は要素および荷重伝達要素（４、１１）と；細長状の筒状部材の端部と荷重受は要素（りの間に上記
スリットを閉塞するように配置された可撓性の細長状の
シール要素（３０，２７）を備え、このシール要素は上
記荷重受は要素がこの筒状部材内で縦方向に移動自在で
あるとともにこの荷重受は要素が縦方向に移動した場合
にその背後の部分で上記スリットを閉塞するように再び
嵌合するものであし；上記細長筒状部材の外周面には案内トラック手段Ｃ１５
，１６）が形成され；上記案内トラック手段に往復動自在に案内され、筒状部
材の周囲の一部にヨーク状に設けられたフィッティング
を有する案内要素（１７，１７０）を倫え；また、上記荷重受は要素および荷重伝達要素（４）を束
内挟素に筒状部材の縦方向に移動自在に接続し荷重を上
記荷重受は要素（りに伝達する手段（１８）を備えたも
のにおいて、上記案内トラックに案内された案内要素（１７）と上記
筒状部材内の荷重受は要素（りとを所定角度だけ回転自
在にするベアリング（１８）が設けられていることを特
徴とする直線伝動装置。
（２）前記ベアリング（１８）は案内要素（１７゜１７
０）と荷重伝達要素（１１）との間に配置されているこ
とを特徴とする特許１項記載の直線伝動装置。
（３）前記ベアリング（１８）は前記筒状部材（１）の
外側に配置されていることを特徴とする前記特許請求の
範囲第１項記載の直線伝動装置。
（４）前記案内要素（１７）は前記縦方向のスリット（
１０）の側壁に案内されていることを特徴とする前記特
許請求の範囲第３項記載の直線伝動装置。
（５）前記案内要素（１７）には前記縦方向のスリブ）
　（１０）の側壁に摺接または転接する案内機構を備え
ていることを特徴とする特許の範囲第４項記載の直線伝
動装置。
（６）前記ベアリング（１８）はシリンダ軸（１３）に
垂直で前記縦方向のスリットの中心面（１４）内に配置
された少なくとも１本のペアリング軸（１９）を有し、
前記荷重受は要素（１１）と案内要素Ｃ１７，７７０）
はこのペアリング軸（１９）まわりに互いに回転自在で
あることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の
直線伝動装置。
（７）前記ベアリング（１８）は前記荷重伝達要素また
は案内要素（１ｖ．ｘｖｏ）のひとつに接続された環状
ベアリング部（２２，２２０）を備え、このベアリング
部は別の要素に設けられたペアリングカッ７’（、？４
）に嵌合していることを％徴とする前記特許請求の範囲
第６項記載の直線伝動装置。
（８）　前記荷重伝達要素（１１）と案内要素（１７。１７０）とはベアリング（１８）によってこれらがベア
リング軸（１９）の方向に互に所定量だけ移動可能であ
るように接続されていることを特徴とする前記特許請求
の範囲第６項記載の直線伝動装置。
（９）前記円筒状のベアリング部（、？２，；ｔｚｏ）
はペアリング力ノブ（２４）にベアリング軸（１９）の
方向に所定量だけ移動自在に支持されていることを特徴
とする前記特許請求の範囲第７項記載の直線伝動装置。Ｏｆ）　前記ベアリング（１８）の上方に延在されてい
る可撓性の細長状のシール要素（３０）は案内要素（１
７）を通して案内されていることを特徴とする前記特許
請求の範囲第１項記載の直線伝動装置。ｅｌｌ）　ＡｉＪ記案内要素（１７０）上には細長状の
シール４１索Ｃ３０）のカバー（４０）が設けられてい
ることを特徴とする前記特許請求の範囲第１０項記載の
直線伝動装置。（自）前記案内要素（１７０）は前記筒状部材（１）の
外面に縦方向に案内されているスライダ（４６）に一体
的に取付けられ、このスライダは前記縦方向のスリブ｝
　（１０）とは反対側の筒状部材（１）の下面に設けら
れていることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記
載の直線伝動装置。 α］　前記筒状部材（１）の外周面の縦方向のスリブ｝
　（１０）の近傍には目盛（４２）が形成され、この目
盛（４２）は前記案内要素（１７０）またはこれに接続
された要素（４０）と協働することを特徴とする前記特
許請求の範囲第１項記載の直線伝動装置。 α◆　前記筒状部材（１）の縦方向のスリット（１０）
に沿って少なくとも１個の縦方向の補強要素（４５）が
設けられていることを特徴とする前記特許請求の範囲第
１項記載の直線伝動装置。（ト）前記荷重受は要素は前記筒状部材の内面とシール
されたピストン（りであることを％徴とする前記特許請
求の範囲第１項記載の直線伝動装置。５− ０●　前記ピストン（つば前記荷重伝達要素（１ノ）に
接続された筒状部（５）を有し、この筒状部内にはペア
リングシール機構（８）の同心状のピストン部（６）が
両端に挿入されることを特徴とする前記特許請求の範囲
第１５項記載の直線伝動装置。０リ　前記荷重受は要素はスピンドルナツト（５θ）で
あり、このナツトは螺条を有するスピンドル（５０θ）
に螺合し、このスピンドルは前記筒状部材（１）の端部
に設けられた端要素（３）に回転自在に支持され、また
駆動機構に接続されていることを特徴とする前記特許請
求の範囲第１項記載の装置。（１→　シリンダ軸（１３）と平行な方向に向けて外部
案内機構が設けられ、この外部案内機構は筒状部材（１
）に対応し、またこの外部案内機構は荷重伝達要素（１
１）または案内要素（１７，１７０）に所定量だけ移動
自在に接続された案内要素（４５ａ）を有していること
を特徴とする前記特ｒ＋・請求の範囲第１項記載の直線
伝動装置。（１リ　縦方向のスリブ｝　（１０）を備えた細長状６
− の筒状部材（１）と；上記筒状部材（１）内に縦方向に摺動自在に設けられた
荷重受は要素および荷重伝達要素（４，１１）と；細長状の筒状部材の端部と荷重受は要素（りの間に上記
スリットを閉塞するように配置された可撓性の細長状の
シール要素（３θ、２７）を（Ｊｉｆ＋え、このシール
要素は上記荷重受は要素がこの筒状部材内で縦方向に移
動自在であるとともにこの荷重受は要素が縦方向に移動
した場合にその背後の部分で上記スリットを閉塞するよ
うに再び嵌合するものであり；上記細長状の筒状部材に対応して案内要素（４５）が設
けられ；この案内要素上を往復動自在に案内要素（４５ａ）が案
内され；また、上記荷重受は要素および荷重伝達要素（りを案内
要素に筒状部材の縦方向に移動自在に接続し荷重を上記
荷重受は要素（４）に伝達する手段（１８）を備えたも
のにおいて、案内手段は外部案内機構に形成され、この外部案内機構
は上記筒状部材（１）に対応してそのシリンダ軸（１３
）と平行に配置され、またこの外部案内機構は上記荷重
伝達要素または案内要素ＣＩ７，１７０）に所定量だけ
移動自在に接続された案内要素（４５ａ）を備えている
ことを特徴とする直線伝動装置。