JP3856401B2 - 直動ガイド付きエアシリンダユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直動ガイド付きエアシリンダ用組立部品ユニット、それを用いた直動ガイド付きエアシリンダの製造方法および製造された直動ガイド付きエアシリンダに関する。詳細には本発明は、直動ガイド、エアシリンダ等の市販品、アルミベース等の半規格部材およびそのほか規格部品群からなるユニット中の各種部品等を組み合わせて多様な品種に対応し、半規格部材の少々の加工のみで、任意の形態の直動ガイド付きエアシリンダを完成させることができる直動ガイド付きエアシリンダ用組立部品ユニット、それを用いた直動ガイド付きエアシリンダの製造方法および製造された直動ガイド付きエアシリンダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりエアシリンダで物品を往復動作させる機構は、種々の技術分野で多用されている。エアシリンダは種々の市販品があり、ある程度規格化されており、用途に応じた寸法・出力のものを選択できるが、エアシリンダを取付ける部材やテーブルを取付け摺動させる部材は、個別に設計されており、規格化されたものは存在していない。
従来、エアシリンダに直動ガイドを組み合わせる場合、設計者が部品の一つ一つを設計し組み合わせていた。しかし、一から設計するとかなり手段を掛けなければならない。最近になり各空気圧メーカーより組み合わせた仕様の既成品が発表されるようになってきたが、機種も限定され設計者の希望を満足させるものも少ない。また、既製品の場合追加工も不可能なため、テーブル面に規格化された他の機器（エアチャック等）を装着しようとした場合、取り付け穴位置の関係で別途スペーサーが必要になる場合がほとんどであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、設計工数が多くかかる、部品が種々雑多であるので、補修が困難である、組立方法も種々雑多となるので組立工数が多くかかる場合もある、などの種々の問題があった。
【０００４】
本発明はかかる事情に鑑み、組み合わせ駆動機器の業界、特に直動ガイド付きエアシリンダ業界における設計、製作および流通の合理化、効率化を目的としたものである。本発明は予め半規格化およびまたは規格化して、特にエアシリンダを取付ける部材やテーブルを取付け摺動させる部材において予め半規格化およびまたは規格化することにより、設計工数や組立工数を大幅に減らし、補修が容易で、高精度の直動ガイド付きエアシリンダを簡単に組み立てようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、半規格化ベース部材を含むことを特徴とする直動ガイド付きエアシリンダ用組立部品ユニットである。ベースを半規格化部材とすることを基本技術としており、ユニット半規格部材の少々の加工のみで多様な品種、例えば基本仕様として２８種類、に対応できるという特徴をそなえている。
【０００６】
上記半規格化ベース部材を、長手方向に嵌合溝を形成した平面を有する長尺体とすることにより、本発明は、直動ガイド、エアシリンダ等の市販品、アルミベース等の半規格部材およびそのほか規格部品群を、ユニットシステムという組み合わせ方式により完成させることのできる直動ガイド付きエアシリンダ用組立部品ユニットを提供できる。多様な品種に対応できるように長手方向に形成する嵌合溝は上下面２面でも上下左右面４面でもよい。嵌合溝は直動ガイドを精度よく装着できるように規格化された溝である。
【０００７】
半規格部材は加工しやすさの点からアルミニュウム材の長尺体であることが好ましい。アルミ材は押し出し成形が可能であるから断面角形の長尺材が容易に得られ、それをさらに機械加工することにより寸法精度の高い嵌合溝をもつベース部材を得ることができる。この寸法精度の高い嵌合溝は直動ガイドやエアシリンダを精度よく取付ける前提となっている。すなわち本発明の最も好ましい態様は、長手方向に嵌合溝を形成した平面を有する断面角形のアルミニュウム材の長尺体である半規格化ベース部材を含むことを特徴とする直動ガイド付きエアシリンダ用組立部品ユニットである。アルミニュウムベースは、規格化された型材により押し出し成形されており、穴明け等の追加工が容易である。直動ガイドを精度よく装着できるように規格化された溝が設けられている。アルミニュウムベースに直動ガイドを装着したものは、高さが規格化されているため、自由な幅で平行して使用することができる。
【０００８】
さらにスライダおよびレールからなる直動ガイドを含んでおり、本発明は、半規格化ベース部材ならびにスライダおよびレールからなる直動ガイドを含むことを特徴とする直動ガイド付きエアシリンダ用組立部品ユニットである。上記直動ガイドは、スライダおよび上記嵌合溝に嵌合して取付けられる半規格化レール部材からなる直動ガイド組立部品である。ベース部材の嵌合溝に直動ガイドを嵌合させて取り付けると、ベース部材の軸心と直動ガイドの軸心が一致するので、組立時の芯出しが不要となり、かつ平行度や寸法精度の高い組立体が得られる。
【０００９】
さらにベースに平行にエアシリンダのシリンダをベースに取り付けるシリンダブラケット、エアシリンダのピストンロッドをテーブルプレートに連結するジョイントホルダおよびジョイントコネクタ、ならびに直動ガイドのスライダに取り付けられるテーブルプレートを含んでおり、本発明は、半規格化ベース部材、スライダおよびレールからなる直動ガイド、ベースに平行にエアシリンダのシリンダをベースに取り付けるシリンダブラケット、エアシリンダのピストンロッドをテーブルプレートに連結するジョイントホルダおよびジョイントコネクタ、ならびに直動ガイドのスライダに取り付けられるテーブルプレートを含むことを特徴とする直動ガイド付きエアシリンダ用組立部品ユニットである。前記直動ガイドのスライダにテーブルプレートを取り付け、ジョイントホルダとジョイントコネクタでエアシリンダのピストンロッドを連結すると、市販品のエアシリンダをベース部材に高精度で平行を維持して取付けることができ、直動ガイド上のテーブルプレートを円滑に、かつベース部材に対して高精度に平行を維持して往復動をさせることができる。
【００１０】
さらにテーブルプレートに取付けるストッパーブロック、ショックアブソーバ、および該ショックアブソーバをベースに取付けるショックホルダを含んでおり、本発明は、半規格化ベース部材、スライダおよびレールからなる直動ガイド、ベースに平行にエアシリンダのシリンダをベースに取り付けるシリンダブラケット、エアシリンダのピストンロッドをテーブルプレートに連結するジョイントホルダおよびジョイントコネクタ、直動ガイドのスライダに取り付けられるテーブルプレート、テーブルプレートに取付けるストッパーブロック、ショックアブソーバ、ならびに該ショックアブソーバをベースに取付けるショックホルダを含むことを特徴とする直動ガイド付きエアシリンダ用組立部品ユニットである。
上記の点に加えて、テーブルプレートにストッパブロックを取付け、ベース部材にショックホルダによって市販品のショックアブソーバを取付けることができるので、テーブルプレートの往復運動の両端でショックを吸収することができる。
【００１１】
本発明は、任意の形態のエアシリンダを用いて任意の形態の直動ガイド付きエアシリンダを製造する方法であって、上記直動ガイド付きエアシリンダ用組立部品ユニットを用いることを特徴とする方法である。本発明は、直動ガイド、エアシリンダ等に対応できる規格部品と半規格部材を設定し、それをＣＡＤ用アプリケーションソフトとして登録したものを開発し、それにより、設計者は、ディスプレイ上において半規格部材を自らの希望する全長、取り付け穴位置および種類等を書き入れ、市販品と規格部品を自由に動かし組み合わせることにより簡単に様々な仕様の直動ガイド付きエアシリンダの図面を完成させることができる。これにより、大幅な設計工数の削減が計れる。また、アプリケーションソフトの価格も安価に設定することにより、設計コストの削減にも貢献できると考える。
【００１２】
また、エアシリンダの取り付け用部品は、各エアシリンダメーカーの製品に対応した規格にしている。そのため、設計者は常に使い慣れたメーカー品を採用できるのでその点においても安心して設計できる。直動ガイド付きエアシリンダをユーザーが製作する場合においては、ほとんどの部品が規格化、半規格化されており、その部品、部材共に販売されているため、一から製作するのに比べて大幅な製作工数の削減が計れる。また、半規格部材に関しても、切断、穴明け加工のみなので簡単に加工することができる。また、自社において加工、組み付けを行うのが難しい場合でも、各地域にユーザーに成り代わり製作を代理（代行）する製作所を設けることが可能であり、ユーザーは自ら設計した図面をその製造代理工場に渡すことにより、ユーザーの必要とするオリジナルな直動ガイド付きエアシリンダの完成品を入手することができる。
【００１３】
本発明の製造方法は、ユーザーが自ら希望するものを、自ら設計し、それを地域の製造代理工場が製作し、完成品として入手できるというシステムにより製造する態様を包含するが、最終完成品の価格が高価なものでは何ら意味のないことになり、システム全体が無意味なものになってしまう。そこで、ユーザーが安心して納得して購入してもらえる金額であり、且つ他メーカーの同仕様の既製品に対しても競争力をもった金額をいかに設定するかにかかってくる。その問題を解決するに当たり、直動ガイド付きエアシリンダの価格の大半を占める直動ガイド、エアシリンダ等の市販品の価格を如何に製品価格に影響させないかという点にある。
【００１４】
従来方式では、製作所が１カ所に限定されているため、市販品メーカーによって製作された市販品は、製作所に近いＡ、販売店経由で製作所が購入し組み付けることにより製品にし、それを各地域に分散した販売店の内の一つのＢ、販売店経由でユーザーに販売していた。その場合市販品メーカーの出荷価格を１とし、流通及び管理にかかるマージンを仮に１０％とした場合、Ａ．販売店から製作所に販売される金額は、１÷０．９≒１．１１となり、製作所からＢ．販売店に販売される金額は、１．１１÷０．９≒１．２３となるから、Ｂ．販売店からユーザーに販売される金額は、１．２３÷０．９≒１．３６となる。
【００１５】
本発明のユニットを使用する方法の場合では、製造代理工場が各地域に分散することが可能であり、従来方式でいうところのＡ．販売店とＢ．販売店を同一のものにすることができる。そのため、販売店と製造代理工場間の市販品のやり取りでは、支給を行うことができ、マージンは発生しなくなる。すなわち、販売店からユーザーに販売される金額、１÷０．９≒１．１１になり従来方式と比較して２５ポイントもの価格差が発生する。基本的にこの方法は、市販品を支給にて製造代理工場に提供するため、製造代理工場において管理費の発生がないので、このように安価にすることができる。しかも、既存の流通方式に影響を与えず、すぐに導入できる方式である。この方式のユーザー側における利点としては、市販品価格が、常時購入価格と同一のため、規格部品の価格をユーザーに明示することにより、製造代理工場における加工、組み付けの費用の概略が分かり、自社において組み付けするか、製造を依頼するかの判断がつけやすい。
また、この場合の販売の主体は、販売店になるが、販売店においても自社の得意なメーカーの製品を装着することにより、販売店が独自に市販品の組み合わせを決定できるため、販売店オリジナルの直動ガイド付きエアシリンダを完成させ販売することができるようになる。
【００１６】
また本発明は、上記方法によって得られた直動ガイド付きエアシリンダである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る直動ガイドテーブル用組立ユニット、図２は図１のユニットを組み立てた直動ガイドテーブル図、図３〜７は本発明における各種実施形態の斜視図である。
【００１８】
図１において、１はベース部材で、断面角形の長尺アルミ材である。このベース部材１はアルミニウム材であるため、押し出し成形するにより同一断面形状をもつ長尺材に容易に成形することができる。そして、成形後は、その側面に嵌合溝１ａが機械加工によって切削され、高い寸法精度に仕上げられる。前記嵌合溝１ａは１〜４本の任意の本数を形成すればよいが、４本形成しておくと、組立の自由度が高くなるので最も好ましい。
【００１９】
２は直動ガイドで、レール２ａとスライダ２ｂとから構成され、スライダ２ｂはレール２ａ上を摺動するようになっている。そして、レール２ａの外形寸法は前記ベース部材１の嵌合溝１ａと同寸法であり、互いに嵌め合わせると、ベース部材１とレール２ａの軸心が一致するようになっている。
【００２０】
レール２ａの嵌合は位置決めを目的とするものであって、これにより固定的に取付けられるものではないから、レール２ａとベース部材１の結合は、ねじ孔を加工してボルトにより締結または、貫通穴にてボルト、ナットにより締結する。
【００２１】
３はエアシリンダで、これらは市販品が用いられる。本出願の時点でエアシリンダはメーカー数社から出力や寸法が規格化されたものが多数市販されている。
【００２２】
４は前記市販品のエアシリンダ３のシリンダ３ａをベース部材１に取付けるシリンダブラケットである。このシリンダブラケット４は側面視でＬ字型をしており、数本のボルトまたはナットでシリンダ３ａのヘッド部とベース部材１の側面間に取付けるようになっている。
【００２３】
５はエアシリンダ３のピストンロッド３ｂを後述するテーブルプレート７に取付けるジョイントホルダで、６はピストンロッド３ｂをジョイントホルダ５に取付けるジョイントコネクタである。ジョイントコネクタ６はピストンロッド３ｂに螺合し、その溝をジョイントホルダ５のフォーク５ｂが挟むようになっており、ジョイントホルダ５のベース５ａはボルトでテーブルプレート７に締結されるようになっている。
【００２４】
７はテーブルプレートで、直動ガイドのスライダ２ｂ上にボルトで締結されるようになっている。
８はストッパブロックで、テーブルプレート７の下面にボルトで締結される。
９はショックホルダで、雌ネジ孔９ｂに市販品のショックアブソーバ１０を螺合し、結合凸部９ａをベース部材１の嵌合溝１に合わせて、ボルトで締結するようになっている。
【００２５】
図２は、上記各部材からなる組立体を組合わせた直動ガイド付きエアシリンダＡを示している。
なお、図３の１１はエンドプレートであり、これを用いて、エアシリンダ３のシリンダ底部をベース部材１に対して固定すると、長尺のシリンダ３であっても、正確に平行度を保ってテーブルプレート７を摺動させることができる。
【００２６】
この実施形態によれば、つぎのような利点がある。
▲１▼各部品を精度よく加工すると共に主要部品を位置決めピン兼用のボルトによって結合させた為、高精度な位置ぎめが可能となり容易に直動ガイドとエアシリンダとの平行度を出せる。そのため、使用者において部品を組み合わせても高精度なテーブル式ガイド付きエアシリンダを完成させることができる。
【００２７】
▲２▼市販されているエアシリンダ、ショックアブソーバは各メーカー規格の寸法である為互換性は無いが、シリンダブラケット、ショックホルダおよびエンドプレートの穴加工（穴位置、穴径）を変更させることによりどの市販品にも対応させることができる。
【００２８】
▲３▼加工性に富んだアルミベースが基本部材になっているので、ユーザーの希望する全長寸法にできる。また、取り付け穴位置にしても取り付け相手の装置に合わせて決定し、加工することができる。
【００２９】
▲４▼分解、組み付けが容易なため市販製品（エアシリンダ、ショックアブソーバ）の寿命、故障に対しての補修性が良く、また保守性も同様に良い。
【００３０】
▲５▼装着できる市販製品（直動ガイド、エアシリンダ）のオプションおよび標準品も取り付けが一致すれば装着できる。それにより組立体のバリエーションも豊富にできる。
【００３１】
▲６▼アルミベースに対するエアシリンダの取り付け位置を左右変更させる場合も同一部品でもって可能である。
【００３２】
つぎに、本発明のほかの実施形態を説明する。
図４に示す実施形態は、エアクッション付エアシリンダ３を用いた例であって、直動ガイド２、エアシリンダ３と共にベース部材１、テーブルプレート７、ジョイントホルダ５、ジョイントコネクタ６、シリンダブラケット４により構成させることができ、ショックアブソーバ１０とショックホルダ９を必要としない。
【００３３】
図５に示す実施形態は、テーブルプレート７を延長することにより、ベース部材１の範囲外にワークを移動させるようにした例である。その際、テーブル前進端での衝撃吸収の為の、ショックアブソーバ１０はベース部材１におけるエアシリンダ取付面と対称の面に装着することができる。図ではテーブル後退端の衝撃吸収用ショックアブソーバ１０も、ベース部材１におけるエアシリンダ取付面の対称面に取り付けている。
【００３４】
図６に示す実施形態は、テーブルプレート７上にエクステンションプレート１１（延長板）を取り付けた例であり、ベース部材１の範囲外にワークを移動させることができる。
【００３５】
図７に示す実施形態は、横長のテーブルプレート７を２本のベース部材１を並列に組み合わせてガイドするようにした例であり、幅広のワークに対応することができる。
【００３６】
図８に示す実施形態は、ベース部材１と直動ガイド２のレール２ａを長くした例であり、直動ガイド２のベアリングを２個装着することができる。それにより耐モーメント性を良好にすることが可能となる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、予め規格化して設計工数や組立工数を大幅に減らし、補修が容易で、組立が簡単であり、寸法や平行度が高精度のリニアエアテーブルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る直動ガイドテーブル用組立ユニットの斜視図である。
【図２】図１のユニットを組み立てた本発明の一実施形態に係る直動ガイドテーブルの斜視図である。
【図３】本発明における他の実施形態の斜視図である。
【図４】本発明における他の実施形態の斜視図である。
【図５】本発明における他の実施形態の斜視図である。
【図６】本発明における他の実施形態の斜視図である。
【図７】本発明における他の実施形態の斜視図である。
【図８】 本発明における他の実施形態の斜視図である。
【符号の簡単な説明】
１ ベース部材
２ 直動ガイド
３ エアシリンダ
４ シリンダブラケット
５ ジョイントホルダ
６ ジョイントコネクタ
７ テーブルプレート
８ ストッパブロック
９ ショックホルダ
１０ ショックアブソーバ

Claims (5)

1. 断面角形の長尺体であるベース部材と、ベース部材に取り付けるレールおよびスライダからなる直動ガイドと、ピストンロッドを有するエアシリンダと、エアシリンダをベース部材に固設するためのシリンダブラケットと、直動ガイドおよびエアシリンダと接合されるプレート部材とを備え、
   前記ベース部材は、ベース部材の軸心と前記直動ガイドの軸心を一致して嵌合できる規格化された嵌合溝が長手方向に形成されており、当該嵌合溝に直動ガイドを取り付け、前記シリンダブラケットによりベース部材に前記エアシリンダを固設し、直動ガイドのスライダに前記プレート部材を接合し、プレート部材にエアシリンダのピストンロッドを接合してプレート部材をベース部材との平行を維持して往復動させる構成とすることで、異なる種類のエアシリンダおよび異なる種類の直動ガイドを取り付け可能とした直動ガイド付きエアシリンダユニット。
2. 前記ベース部材の上下または左右２面に前記嵌合溝が形成されている請求項１の直動ガイド付きエアシリンダユニット。
3. 前記ベース部材の上下左右４面に前記嵌合溝が形成されている請求項１の直動ガイド付きエアシリンダユニット。
4. 前記ベース部材がアルミニュウム材である請求項１、２または３の直動ガイド付きエアシリンダユニット。
5. 前記ベース部材および前記直動ガイドはそれぞれ２つあり、前記プレート部材の一辺は一の直動ガイドに固定され、対向する一辺は他の直動ガイドに固定され、２つのベース部材が平行に配されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの直動ガイド付きエアシリンダユニット。

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