JP2647036B2 - ロッドレスシリンダ - Google Patents

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、詳しくは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−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。

【０００２】

【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、シリンダバレル内にピストンを嵌装し、そのピス
トンに設けた連結部をシリンダバレルのスリットから外
部に突出させ、その連結部にマウントを連結し、スリッ
トをシ−ルバンドによって密封し、マウントの移動方向
側の両端部に夫々シ−ルバンドを押圧する押圧部材を設
け、この押圧部材によってシ−ルバンドの押圧とシ−ル
バンド付近の清掃とを行うようにしてある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の前者のロッ
ドレスシリンダにあっては、マウントの移動方向側の両
端部に設けた押圧部材によってシ−ルバンドの押圧とシ
−ルバンド付近の清掃とを行うようにしてあるので、押
圧力を高くするために押圧部材の材料に摺動抵抗の小さ
いものを使用するとどうしても押圧部材の耐久性が低下
する問題があり、また耐久性の高い材料を使用するとど
うしても摺動抵抗が大きくなり、マウントの移動が不円
滑になったりシール性が低下する問題があった。

【０００４】

【課題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、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−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、マウントには、その移動方向側の両
端部に、夫々外部側のシ−ルバンドの外面に摺接するシ
−ルバンドプレ−トとシリンダバレルの外周面に摺接す
るスクレ−パ−とをマウントの中心側から順に備え、そ
のシ−ルバンドプレ−トとスクレ−パ−との材質を異に
して成ることを特徴としている。

【０００５】

【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。その場合、マウントの移動方向側にシ−ル
バンドに摺接するシ−ルバンドプレ−トを設けているの
で、シ−ルバンドプレ−トによってシールバンドを押圧
してシールを確実にでき、またシ−ルバンドプレ−トの
外側にシリンダバレルの外周面に摺接するスクレ−パ−
を設けているので、シリンダバレル外周面のシールバン
ド付近を清掃することができる。またシ−ルバンドプレ
−トとスクレ−パ−との材質を異にしているので、シ−
ルバンドプレ−トに摺動抵抗の小さい材料を使用してシ
ール性を高くできると共に、スクレ−パ−に耐久性のあ
る材料を使用して清掃能力を長く維持することができ
る。

【０００６】

【実施例】図において、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は上壁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−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−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−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−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は図３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−ルバンド７、１２の
両縁部を吸着するようにしてある。

【０００７】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１
４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−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結孔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−ルバンド１２が嵌め込まれている。上記中間部１３
ｂ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。

【０００８】次に、２３はシリンダバレル１のスリット
３を挾んだ両側の側壁の上面１ａに夫々設けてある水平
案内レ−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−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−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は図３に示すようにシ
リンダバレル１の中心部の側壁即ち中心部高さ位置での
側壁の略真上に位置され、その上面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、図３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−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。

【０００９】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−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−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−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には図４に示すよ
うに任意の位置でサポ−ト２９の係止部２９ａが係合さ
れ、そのサポ−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には図４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。

【００１０】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
３８ａ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、４
０、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、図３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は図８に示すようにマウント本体３５の内側か
ら切込みを入れて弾性変形可能に構成しても良い。

【００１１】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−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−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−
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−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−
ル樹脂等のプラスチックシ−ト又は鋼板に銅合金とポリ
アセタ−ル樹脂を付けたシ−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−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−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−ル
２６間の隙間は約０．０５ｍｍ〜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
１５、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４０
ｍｍのときは約２０ｍｍ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。

【００１２】次に、５２はマウント３４の両端部に夫々
備えさせてあるシ−ルバンドプレ−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−ルバンド１２の上面に摺接されている。この
シ−ルバンドプレ−ト５２はポリアセタ−ル樹脂等のプ
ラスチック材料（摺動抵抗が小さい。）によって構成さ
れている。また、５３はシ−ルバンドプレ−ト５２の外
側に並設してある略コ字形のスクレ−パで、マウント本
体３５と押え板５０、５１間にシ−ルバンドプレ−ト５
２を介して挟着され、その下部はシ−ルバンド１２と水
平案内レ−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−パ５
３はゴム（摺動抵抗は大きいが耐久性が良い。）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−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。

【００１３】次に、５７は図６に示すように後述のスト
ッパ−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−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６
３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６３ｂ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−５
９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。

【００１４】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−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−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図７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−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る。

【００１５】また上記のようにマウント３４が移動され
る場合、スクレ−パ５３が外側のシ−ルバンド１２と水
平案内レ−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−ルバンドプレ−ト５２が外側のシ
−ルバンド１２の上面を摺動してシ−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−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。

【００１６】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３
４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−
ル２３、２３に案内されることによってその水平案内レ
−ル２３、２３で支持される。その水平案内レ−ル２
３、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−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−
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−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。

【００１７】また、マウント３４に例えば図３において
右方向の大きな横曲げモ−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−ル２６を押すと共に右
側の案内部４２が水平案内レ−ル２３を押す。左側の案
内部４４が傾斜案内レ−ル２６を押すと、その傾斜案内
レ−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−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−ル２３を押
すと、その水平案内レ−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−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−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−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に図３において左方
向の横曲げモ−メントが作用したときにも前記と同様の
ことが言える。

【００１８】次に、マウント３４の停止位置即ち移動ス
トロ−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５
７をシリンダバレル１に固定する。また前記マウント３
４の停止位置即ち移動ストロ−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−
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−５９を挟着固定する。

【００１９】図８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−ル
２３ｅ、２３ｅを設け、その水平案内レ−ル２３ｅ、２
３ｅ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。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明にあっては、マウン
トには、その移動方向側の両端部に、外部側のシ−ルバ
ンドの外面に摺接するシ−ルバンドプレ−トを設けてい
るので、シ−ルバンドプレ−トによって外部側のシール
バンドを押圧してシールを確実にでき、またマウントの
中心側に対してシ−ルバンドプレ−トの外側にシリンダ
バレルの外周面に摺接するスクレ−パ−を設けているの
で、シリンダバレルの外周面のシールバンド付近を確実
に清掃することができる。またシ−ルバンドプレ−トと
スクレ−パ−との材質を異にしているので、シ−ルバン
ドプレ−トに摺動抵抗の小さい材料を使用することによ
って加圧力を大きくしてシール性を高くできると共に、
スクレ−パ−に摺動抵抗が大きくて耐久性のあるゴム等
の材料を使用して清掃能力を長く維持することができる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】一部を断面にして示す側面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】図１のIII−III線拡大断面図である。

【図４】図１のIV−IV線断面図である。

【図５】図１のＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】図１のVI−VI線断面図である。

【図７】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である。

【図８】異なる実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ シリンダバレル、 ３ スリット、 ７ シ−ルバ
ンド、 １２ シ−ルバンド、 １３ ピストン、 １
６ 連結部、 ２３ 水平案内レール、 ２６傾斜案内
レ−ル、 ３４ マウント、 ４２、４４、４５ 案内
部

Claims (1)

(57)【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−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、マウントには、その移動方向側の両
   端部に、夫々外部側のシ−ルバンドの外面に摺接するシ
   −ルバンドプレ−トとシリンダバレルの外周面に摺接す
   るスクレ−パ−とをマウントの中心側から順に備え、そ
   のシ−ルバンドプレ−トとスクレ−パ−との材質を異に
   して成ることを特徴とするロッドレスシリンダ。