JP2858391B2 - 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】本発明は、流体圧アクチュエータ
の一種であるロッドレスシリンダに関する。本発明のロ
ッドレスシリンダは、その構成部品であるテーブルに工
作機械等のワークを搭載し、流体圧を供給してテーブル
をワークとともに往復動させるものである。

【０００２】

【従来の技術】本願発明者が先に提案した特開平６−１
０９１４号発明においては、永久磁石を設けたピストン
に従動するヨークと、テーブルとが一体に成形されてい
る。

【０００３】しかしながら、ヨークとテーブルが一体に
成形されていると、テーブルについて高精度の市販品が
提供されても、この市販品を利用することができない問
題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の点に鑑
み、テーブルについての市販品を利用可能とし、もって
コスト的に有利なロッドレスシリンダを提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１によるロッドレスシリンダは、永
久磁石を設けたピストンに従動するヨークと、前記ヨー
クに連結されたテーブルとを備え、前記ヨークと前記テ
ーブルが、両部材に嵌合された連結部材と、頭部の外径
寸法が前記ヨーク内部の磁極の間隔より小さく設定さ
れ、かつ互いに隣り合った磁極の間に配置されるボルト
とにより、連結されていることにした。また本発明の請
求項２によるロッドレスシリンダは、上記請求項１のロ
ッドレスシリンダにおいて、ヨークとテーブルの連結面
と略同一面上に、衝撃吸収機構が配置されていることに
した。

【０００６】

【作用】ヨークとテーブルを別体として両部材を連結す
ることにすれば、テーブルについての市販品を利用する
ことが可能となるが、本発明では、更に、以下の点に留
意することにした。 二つの部品を連結する場合には、一般に両部品の間
にアダプタが介装される等して、連結構造が兎角、複雑
かつ大型になりがちであるが、本発明では、シンプルか
つコンパクトな連結構造を目指すことにした。このため
本発明では、ヨークとテーブルを連結部材とボルトを用
いて直接、連結することにした。 連結構造が、磁気特性に悪影響を及ぼすことがない
ように留意した。このため本発明では、ボルトに、頭部
の外径寸法がヨーク内部の磁極の間隔より小さく設定さ
れ、かつ互いに隣り合った磁極の間に配置されるものを
用いることにし、これによりこのボルトが閉鎖的な磁気
回路の形成を阻害することがないようにした。 テーブルに大きなワーク（慣性質量）を搭載して
も、停止時の衝撃に十分耐え得るような構造とした。こ
のため本発明では、ボルトの他に「両部材に嵌合 された
連結部材」を用いることにし、この連結部材により、衝
撃により連結部に発生する剪断力を受け止めるようにし
た。また上記によりボルトに強度が其程大きくない小
型のものが用いられるために、この連結部材には、この
強度を補強する作用がある。またヨークとテーブルの連
結面と略同一面上に衝撃吸収機構を配置した場合には、
衝撃により連結部に大きな回転モーメントが発生するの
を防止することができる。

【０００７】

【実施例】つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説
明する。

【０００８】図１ないし図４に示すように、一対のエン
ドプレート１，２の間に、リニアガイド３、シリンダ４
および磁気近接スイッチ取付レール５が互いに平行に架
設されており、シリンダ４の、シリンダチューブ６に内
挿されたピストン７が往復動すると、このピストン７に
備えられた永久磁石８の牽引力により、シリンダチュー
ブ６に外挿された磁性体製のヨーク９と、このヨーク９
に連結されたリニアガイド３のテーブル１０が従動す
る。テーブル１０は、同じくリニアガイド３のガイドレ
ール１１に支持および案内されて、このガイドレール１
１に沿って走行するもので、このテーブル１０に工作機
械等のワーク（図示せず）が搭載される。上記したよう
に本発明の眼目は、このテーブル１０とガイドレール１
１とよりなるリニアガイド３に高精度の市販品が提供さ
れた場合に、この市販品を有効に利用できるようにする
ことにある。

【０００９】シリンダ４は、ステンレス鋼等の非磁性体
よりなるシリンダチューブ６の端部に一対のエンドカバ
ー１２，１３を気密的に嵌着し、このエンドカバー１
２，１３をエンドプレート１，２に気密的に嵌着したも
のであって、エンドプレート１，２およびエンドカバー
１２，１３に穿たれた一連の孔により、一対の圧力供給
ポート１４，１５が設けられている。シリンダチューブ
６の外周面には、硬質クロームメッキ処理（図示せず）
が施されている。

【００１０】シリンダチューブ６に、ピストン７が内挿
されている。全体を符号７で示したこのピストンは、一
対のピストン部材１６，１７を非磁性体製のタイロッド
１８およびナット１９，２０により一体に組み付けたも
のであって、この一対のピストン部材１６，１７の間
に、所要数（図では七つ）の環状を呈する磁性体製の磁
極部材２１と、所要数（図では六つ）の環状を呈する永
久磁石８が軸方向に交互に並んだ状態で挾まれている。
永久磁石８はそのＮ極とＳ極を軸方向端部に配置し、か
つ一の磁極部材２１を挾んで互いに向かい合った二つの
永久磁石８，８が互いに同極をもって対向している。ピ
ストン部材１６，１７には、ウェアリング２２とシール
２３が取り付けられており、このうちウェアリング２２
は、ピストン７をシリンダチューブ６に対して同軸上に
保ち、磁極部材２１とシリンダチューブ６の間および永
久磁石８とシリンダチューブ６の間に所定の間隙を設定
するために取り付けられている。

【００１１】シリンダチューブ６に、磁性体製のヨーク
９が外挿されている。このヨーク９の、シリンダチュー
ブ６を挿通した貫通孔９ａの内周面には、環状突起状の
磁極９ｂが磁極部材２１と同数、軸方向に並んだ状態で
一体に設けられており、互いに隣り合った磁極９ｂ，９
ｂの間隔ｘ（図４参照）が、永久磁石８を挾んで互いに
隣り合った磁極部材２１，２１の間隔と略等しく設定さ
れており、これにより、永久磁石８のＮ極から、このＮ
極に接した磁極部材２１、この磁極部材２１の外周側に
シリンダチューブ６を介して対向配置された磁極９ｂ、
ヨーク９本体、隣りの磁極９ｂ、この磁極９ｂの内周側
にシリンダチューブ６を介して対向配置された磁極部材
２１、およびこの磁極部材２１に接した永久磁石８のＳ
極を巡る閉鎖的な磁気回路が形成されており、このよう
にして閉鎖的な磁気回路が形成されていることにより、
永久磁石８の磁力がヨーク９を牽引する牽引力として最
大限、有効に利用されるようになっている。互いに隣り
合った磁極９ｂ，９ｂの間は、磁気の漏洩を防止するた
めに、中グリ加工により凹んでいる。ヨーク９には、磁
極９ｂをシリンダチューブ６に対して同軸上に保ち、こ
の磁極９ｂとシリンダチューブ６の間に所定の間隙を設
定するために、一対のウェアリング２４が取り付けられ
ており、このウェアリング２４の端部に、貫通孔９ａに
粉塵が侵入するのを防止するスクレーパ（図示せず）が
設けられている。

【００１２】テーブル１０およびガイドレール１１より
なるリニアガイド３は、両部材１０，１１の間に直動ベ
アリング２５が組み込まれていることにより、極めて高
精度に走行動作する組立済のアッセンブリとして市販さ
れており、当該ロッドレスシリンダは、この組立済の市
販アッセンブリと他の部品群を組み合わせたものであ
り、特にテーブル１０とヨーク９が、互いの接触面１０
ａ，９ｃに設けられたキー溝状の嵌合凹部１０ｂ，９ｄ
にそれぞれキー状の連結部材２６を嵌合するとともに、
ヨーク９に所要数（図では二本）のボルト差込み孔９ｅ
を設けて、ここにボルト２７をねじ込むことにより、連
結されている。ボルト差込み孔９ｅはヨーク９の正面外
壁９ｆ側から穿設されて、貫通孔９ａと直角に交叉して
いる。したがってこのボルト差込み孔９ｅの穿設によ
り、貫通孔９ａの内周面に設けられた磁極９ｂがその一
部でも削られてしまうと、上記した磁気回路の閉鎖性が
損なわれて磁気が漏洩してしまうために、磁気特性に悪
影響を及ぼすことになる。これを防止するには、ボルト
差込み孔９ｅの穿設に際して磁極９ｂを削ることがない
ように留意する必要があり、これを可能とするには、ボ
ルト差込み孔９ｅが貫通孔９ａと交叉するものである以
上、ボルト差込み孔９ｅの幅ｙを、図４に示すように、
互いに隣り合った磁極９ｂ，９ｂの間隔ｘより小さなも
のとしなければならず、これを可能とするには、ボルト
差込み孔９ｅがボルト２７を差し込むために設けられる
ものである以上、ボルト２７の最大外径寸法、すなわち
ボルト２７の頭部２７ａの外径寸法を、互いに隣り合っ
た磁極９ｂ，９ｂの間隔ｘより小さなものとしなければ
ならない。したがってボルト２７の頭部２７ａの外径寸
法を磁極９ｂの間隔ｘより小さく設定するとともに、こ
のボルト２７およびボルト差込み孔９ｅを互いに隣り合
った磁極９ｂ同士の間に配置することにより、磁気特性
に悪影響が及ぶのを防止することができる。ボルト２７
は、磁気の漏洩を防止するため、非磁性体により成形さ
れている。連結部材２６は、図は角ブロックを想定して
描いてあるが、円柱形その他のピン状のものであっても
良い。ボルト２７および連結部材２６の装着本数および
装着個数は特に限定されず、その数に応じた数の嵌合凹
部１０ｂ，９ｄまたはボルト差込み孔９ｅが形成され
る。

【００１３】ガイドレール１１が、その端部において、
図３に示すように、エンドプレート１，２の凹部１ａに
嵌合されている。またガイドレール１１が、その下面１
１ａにおいて、図２および図３に示すように、エンドプ
レート１，２の下面１ｂ，２ａより下方に突出してお
り、これにより、このガイドレール１１の下面１１ａが
当該ロッドレスシリンダの取付基準面として用いられ
る。ガイドレール１１に一対のストッパブロック２８，
２９が取り付けられ、このストッパブロック２８，２９
に油圧式のショックアブソーバ等の衝撃吸収機構３０，
３１が取り付けられて、ヨーク９の側面に取り付けられ
た一対のストッパ３２，３３と対向している。テーブル
１０の往復動方向について、ストッパブロック２８，２
９はガイドレール１１に対して取付固定位置を調節可能
であり、衝撃吸収機構３０，３１はストッパブロック２
８，２９に対して取付固定位置を調節可能であり、これ
らの調節可能範囲内で、ヨーク９およびテーブル１０の
往復動限を調節することが可能である。衝撃吸収機構３
０，３１およびストッパ３２，３３は、ヨーク９とテー
ブル１０の連結面９ｃ，１０ａと略同一面上に配置され
ている。

【００１４】上記構成のロッドレスシリンダを作動させ
るに際しては、ガイドレール１１およびエンドプレート
１，２に設けられた取付孔３４に取付ボルト（図示せ
ず）を差し通して、当該ロッドレスシリンダを所定箇所
にボルト止めするとともに、圧力供給ポート１４，１５
に圧力供給配管（図示せず）を接続し、ストッパブロッ
ク２８，２９および衝撃吸収機構３０，３１の取付固定
位置を調節し、磁気近接スイッチ取付レール５に磁気近
接スイッチ（図示せず）を取り付け、テーブル１０にワ
ークを搭載する。そして一方の圧力供給ポート１４から
シリンダ４内に流体圧（空気圧）を供給すると、ピスト
ン７が他方の圧力供給ポート１５の方へ移動し、ピスト
ン７に備えられた永久磁石８の牽引力により、ヨーク
９、テーブル１０およびワークが従動し、ストッパ３３
が衝撃吸収機構３１に衝接すると、これらの移動が停止
せしめられる。次いで、一方の圧力供給ポート１４から
流体圧を排出するとともに他方の圧力供給ポート１５か
らシリンダ４内に流体圧を供給すると、ピストン７が一
方の圧力供給ポート１４の方へ移動し、永久磁石８の牽
引力により、ヨーク９、テーブル１０およびワークが従
動し、ストッパ３２が衝撃吸収機構３０に衝接すると、
移動が停止せしめられ、引き続き、必要に応じて、この
往復動が繰り返される。

【００１５】当該実施例は、以下の作用効果を奏する。 ヨーク９とリニアガイド３のテーブル１０を別体と
して、両部材９，１０を連結することにしたために、リ
ニアガイド３について高精度の市販品が提供された場合
に、この市販品を利用することが可能である。したがっ
て、この市販品を有効に利用したコスト的に有利な製品
を提供することができる。 ヨーク９とリニアガイド３のテーブル１０を直接、
連結することにしたために、連結構造がシンプルでコン
パクトである。したがってヨーク９とテーブル１０を別
体としたにも拘らず、コンパクトな製品を提供すること
ができる。 ヨーク９とリニアガイド３のテーブル１０を連結す
るボルト２７に、頭部２７ａの外径寸法がヨーク９内部
の磁極９ｂの間隔ｘより小さく設定され、かつ互いに隣
り合った磁極９ｂの間に配置されるものを用いることに
したために、このボルト２７が閉鎖的な磁気回路の形成
を阻害することがない。したがって永久磁石８の磁力を
最大限、有効に利用することができ、牽引力の大きな製
品を提供することができる。また小型の永久磁石８を利
用可能となるために、この面からも製品をコンパクトに
することができる。 ヨーク９とリニアガイド３のテーブル１０を、ボル
ト２７の他に「両部材に嵌合された連結部材２６」を用
いて連結することにしたために、この連結部材２６によ
り、停止時に発生する剪断力を受け止めることができ
る。したがって上記によりボルトに強度が其程大きく
ない小型のものが用いられるのにも拘らず、停止時の衝
撃に十分耐え得る製品を提供することができる。 衝撃吸収機構３０，３１をヨーク９とテーブル１０
の連結面９ｃ，１０ａと略同一面上に配置することにし
たために、停止時に大きな回転モーメントが発生するの
を防止することができる。したがって、この大きな回転
モーメントに対処し得る強度を各部に設定する必要がな
い。尚、衝撃吸収機構３０，３１は、これをエンドプレ
ート１，２に取り付けても良く、またストッパ３２，３
３との配置を反対にして、これをヨーク９に取り付けて
も良い。

【００１６】

【発明の効果】本発明は、以下の効果を奏する。

【００１７】すなわち先ず、上記構成を備えた本発明の
請求項１によるロッドレスシリンダは、以下の効果を奏
する。 ヨークとテーブルを別体として、両部材を連結する
ことにしたために、テーブルについて高精度の市販品が
提供された場合に、この市販品を利用することが可能で
ある。したがって、この市販品を有効に利用したコスト
的に有利な製品を提供することができる。 ヨークとテーブルを直接、連結することにしたため
に、連結構造がシンプルでコンパクトである。したがっ
てヨークとテーブルを別体としたにも拘らず、コンパク
トな製品を提供することができる。 ヨークとテーブルを連結するボルトに、頭部の外径
寸法がヨーク内部の磁極の間隔より小さく設定され、か
つ互いに隣り合った磁極の間に配置されるものを用いる
ことにしたために、このボルトが閉鎖的な磁気回路の形
成を阻害することがない。したがって永久磁石の磁力を
最大限、有効に利用することができ、牽引力の大きな製
品を提供することができる。また小型の永久磁石を利用
可能となるために、この面からも製品をコンパクトにす
ることができる。

【００１８】 ヨークとテーブルを、ボルトの他に
「両部材に嵌合された連結部材」を用いて連結すること
にしたために、この連結部材により、停止時に発生する
剪断力を受け止めることができる。したがって上記に
よりボルトに強度が其程大きくない小型のものが用いら
れるのにも拘らず、停止時の衝撃に十分耐え得る製品を
提供することができる。

【００１９】また上記構成を備えた本発明の請求項２に
よるロッドレスシリンダは、以下の効果を奏する。
衝撃吸収機構をヨークとテーブルの連結面と略同一面上
に配置することにしたために、停止時に大きな回転モー
メントが発生するのを防止することができる。したがっ
て、この大きな回転モーメントに対処し得る強度を各部
に設定する必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るロッドレスシリンダの一
部切欠した平面図

【図２】同ロッドレスシリンダの背面図

【図３】同ロッドレスシリンダの側面図

【図４】ヨークの平断面図

【符号の説明】

１，２ エンドプレート １ａ 凹部 １ｂ，２ａ，１１ａ 下面 ３ リニアガイド ４ シリンダ ５ 磁気近接スイッチ取付レール ６ シリンダチューブ ７ ピストン ８ 永久磁石 ９ ヨーク ９ａ 貫通孔 ９ｂ 磁極 ９ｃ，１０ａ 連結面 ９ｄ，１０ｂ 嵌合凹部 ９ｅ ボルト差込み孔 ９ｆ 正面外壁 １０ テーブル １１ ガイドレール １２，１３ エンドカバー １４，１５ 圧力供給ポート １６，１７ ピストン部材 １８ タイロッド １９，２０ ナット ２１ 磁極部材 ２２，２４ ウェアリング ２３ シール ２５ 直動ベアリング ２６ 連結部材 ２７ ボルト ２７ａ 頭部 ２８，２９ ストッパブロック ３０，３１ 衝撃吸収機構 ３２，３３ ストッパ ３４ 取付孔

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 永久磁石（８）を設けたピストン（７）
   に従動するヨーク（９）と、前記ヨーク（９）に連結さ
   れたテーブル（１０）とを備え、前記ヨーク（９）と前
   記テーブル（１０）が、両部材（９）（１０）に嵌合さ
   れた連結部材（２６）と、頭部（２７ａ）の外径寸法が
   前記ヨーク（９）内部の磁極（９ｂ）の間隔（ｘ）より
   小さく設定され、かつ互いに隣り合った磁極（９ｂ）の
   間に配置されるボルト（２７）とにより、連結されてい
   ることを特徴とするロッドレスシリンダ。
2. 【請求項２】 請求項１のロッドレスシリンダにおい
   て、ヨーク（９）とテーブル（１０）の連結面（９ｃ）
   （１０ａ）と略同一面上に、衝撃吸収機構（３０）（３
   １）が配置されていることを特徴とするロッドレスシリ
   ンダ。