JP4273476B2 - リニアアクチュエータ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動源の駆動作用下に、ガイドレールに沿ってスライダを直線状に往復動作させることが可能なリニアアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、ワークの搬送手段としてリニアアクチュエータが用いられている。この種のリニアアクチュエータは、図１４に示されるように、ピストン１に装着された磁石２の吸引作用下に円筒体３に沿ってスライダ４を変位させる磁石式ロッドレスシリンダ５と、前記スライダ４を案内するガイドレール６とを有し、前記磁石式ロッドレスシリンダ５とガイドレール６とがそれぞれ長手方向に沿って略平行に並設されている（特開平７−２４８００６号公報参照）。
【０００３】
また、従来技術に係る他のリニアアクチュエータは、図１５に示されるように、長手方向に沿って延在する断面コ字状の凹部７が形成された長尺なガイドレール８と、前記凹部７よりも幅狭に形成され該凹部７に沿って変位自在に配設されたスライダ９とを有し、前記ガイドレール８の内壁面には、該ガイドレール８とスライダ９との間に配設された複数のボール９ａを転動させる転動溝が形成されている（特開平１０−３１８２０９号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１４に示される従来技術に係るリニアアクチュエータでは、磁石式ロッドレスシリンダ５とガイドレール６とを略並列に配置しているため、装置全体の幅方向（長手方向と略直交する方向）の寸法が大きくなり、小型化することができないという不具合がある。
【０００５】
また、図１５に示されるリニアアクチュエータでは、ガイドレール８の内側に形成された凹部７に沿ってスライダ９が変位するように構成されているため、前記スライダ９の幅方向の寸法に対しガイドレール８の幅方向の寸法が大きくなり、装置全体の重量が増大するという不具合がある。
【０００６】
さらに、図１５に示されるリニアアクチュエータでは、一般的に、ボール９ａが循環する循環軌道の直径Ａをボール９ａの直径の約２．５倍に設定する必要がある。従って、従来技術に係るリニアアクチュエータでは、前記循環軌道の直径Ａの２倍の寸法とロッドレスシリンダの円筒体の外径Ｂとがガイドレール８の幅方向の寸法として必須であるため、前記ガイドレール８の幅方向の寸法を縮小することができないという不具合がある。
【０００７】
本発明は、前記の不具合を考慮してなされたものであり、ガイドレールの幅方向の寸法を縮小して小型・軽量化を図ることが可能なリニアアクチュエータを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、駆動部と、
前記駆動部の駆動作用下に変位するスライダと、
前記スライダを直線状に案内するガイド手段と、
前記駆動部の一端部と他端部とにそれぞれ連結された一組のエンドブロックと、
を備え、前記ガイド手段は、前記スライダの凹部内に装着され且つ両端部が前記一組のエンドブロックにそれぞれ連結されたガイドレールを有し、該スライダの変位方向と略直交する前記ガイドレールの幅方向の寸法がスライダの幅よりも小さく設定されることを特徴とする。
【０００９】
この場合、前記駆動部は、一組のエンドブロック間に連結される円筒体と、供給される圧力流体の作用下に前記円筒体の貫通孔に沿って摺動変位するピストンと、前記ピストンに装着される内側磁石と、前記円筒体に外嵌されるスライドブロックと、前記スライドブロックに装着される外側磁石とを有する磁石式ロッドレスシリンダとによって構成されると好適である。
【００１０】
なお、前記駆動部を、所定間隔離間して略平行に配設された第１駆動部と第２駆動部とによって構成してもよい。
【００１１】
前記円筒体を、ガイドレールの軸線方向に沿って延在し断面半円状に形成された凹部内に沿って配設することにより、高さ方向の寸法が抑制される。
【００１２】
前記スライダには、ガイドブロックに形成された長孔と、スライドブロックに連結されて前記長孔に係合するスタッドとを有し、略水平面において変位方向と略直交する方向に対するスライドブロックの微小変位、および略鉛直上下方向に対するスライドブロックの微小変位をそれぞれ吸収するフローティング機構を設けるとよい。
【００１３】
前記一組のエンドブロックには、センサを装着するための長孔が形成されたセンサ取付用レールを連結し、前記センサ取付用レールには、一組のエンドブロックに形成された圧力流体出入ポートに連通し、軸線方向に沿って延在する流体通路を形成するとよい。
【００１４】
また、前記一組のエンドブロックに、それぞれ、スライダの変位終端位置における衝撃を吸収する緩衝機構を設けるとよい。この緩衝機構は、ピストンが変位する際、円筒体の外部に排気されるエアーの流量を規制することにより緩衝機能を営むエアークッション機構によって構成すると好適である。
【００１５】
さらに、前記スライダには、円筒体の外周面に摺接する孔部と、ガイドレールに形成された転動溝に摺接する突起部とがそれぞれ形成された潤滑部材を設け、前記潤滑部材を、潤滑油が含浸された多孔質の材料によって形成することにより、ガイドレールに沿って変位するスライダの摺動抵抗が低減される。
【００１６】
本発明によれば、スライダの凹部内に装着され且つ両端部が前記一組のエンドブロックにそれぞれ連結されたガイドレールを設けることにより、軸線と略直交するガイドレールの幅方向の寸法が縮小され、装置全体が小型・軽量化される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明に係るリニアアクチュエータについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１８】
図１において、参照数字１０は、本発明の実施の形態に係るリニアアクチュエータを示す。
【００１９】
このリニアアクチュエータ１０は、実質的に磁石式ロッドレスシリンダからなる駆動部１２と、前記駆動部１２の駆動作用下に直線状に往復動作するスライダ１４と、前記スライダ１４を直線状に案内するガイドレール１６と、前記ガイドレール１６の両端部にそれぞれ連結される一組のエンドブロック１８ａ、１８ｂと、前記一組のエンドブロック１８ａ、１８ｂにそれぞれ固定され、ガイドレール１６と略平行に配置されたセンサ取付用レール２０とを含む。
【００２０】
駆動部１２は、図６に示されるように、内部にシリンダ室として機能する貫通孔２２が形成され、その両端部にそれぞれ装着されるエンドキャップ２４を介して一組のエンドブロック１８ａ、１８ｂに支持される円筒体２６と、磁性材料によって形成され、前記円筒体２６内の貫通孔２２に沿って摺動自在に設けられたピストン２８と、前記円筒体２６の外周面を囲繞するとともに、前記ピストン２８と一体的に該円筒体２６の軸線方向に沿って変位するスライドブロック３０とを有する。なお、前記エンドキャップ２４には、通路を流通する流体の流量を絞るオリフィス３２が形成されている。
【００２１】
各エンドブロック１８ａ（１８ｂ）は、図２に示されるように、円筒体２６の軸線と略平行に形成された第１圧力流体出入ポート３４ａと、該円筒体２６の軸線と略直交する方向に沿って形成された第２圧力流体出入ポート３４ｂとを有する。
【００２２】
図６に示されるように、前記ピストン２８の軸線方向に沿った両端部側には、ウェアリング３６およびスクレーパ３８がそれぞれ装着されている。さらに、ピストン２８の外周面には、鉄等の磁性体によって形成された８枚の環状板４０ａ〜４０ｈからなる第１ヨークが外嵌され、隣接する環状板４０ａ〜４０ｈの間には、リング状の内側磁石４２ａ〜４２ｇがそれぞれ介装されている。
【００２３】
また、スライドブロック３０の内周面には、鉄等の磁性体からなり複数枚に分割された環状板４４ａ〜４４ｈによって構成される第２ヨークが内嵌され、隣接する前記環状板４４ａ〜４４ｈの間には、リング状の外側磁石４６ａ〜４６ｇがそれぞれ介装されている。この場合、前記ピストン２８に装着された内側磁石４２ａ〜４２ｇとスライドブロック３０に装着された外側磁石４６ａ〜４６ｇとは、それぞれ円筒体２６を間にして相互に対峙するように配設され、しかも相互に吸引し合うようにその磁極が設定されている。
【００２４】
本実施の形態では、第１ヨークを介してピストン２８に装着された内側磁石４２ａ〜４２ｇと、第２ヨークを介してスライドブロック３０に装着された外側磁石４６ａ〜４６ｇとによって構成しているが、これに限定されるものではなく、図８に示されるように、外側磁石４６ａ〜４６ｇを設けることがなく磁性体によって一体的に形成された第２ヨーク４８のみをスライドブロック３０に連結するようにしてもよい。
【００２５】
この場合、部品点数を削減することによりコストダウンを図ることができるとともに、第２ヨーク４８とスライドブロック３０とを一体的に形成することにより、スライドブロック３０の外形寸法を抑制することができる利点がある。なお、図８において、参照数字５０は、第２ヨーク４８の軸線方向に沿って所定間隔離間して形成された複数の環状凹部を示している。
【００２６】
また、図７に示されるように、内側磁石４２ａ〜４２ｇを設けることがなく、磁性材料によってピストン５２を第１ヨークと一体的に形成してもよい。この場合、部品点数を削減してコストダウンを図ることができる。その際、ピストン５２には、軸線方向に沿って所定間隔離間する複数の環状凹部５４を形成するとよい。
【００２７】
スライダ１４は、図３に示されるように、断面逆凹字状を呈し、所定間隔離間して相互に対向する一組の側部５６が一体的に形成されたガイドブロック５８と、前記ガイドブロック５８のストローク方向に沿った両端部にそれぞれ連結されるリターン路形成部材６０と、前記リターン路形成部材６０に連結されるカバー部材６２と、前記カバー部材６２に連結される板状のスクレーパ６４とを有する。
【００２８】
前記カバー部材６２の凹部には、多孔質の材料からなり潤滑油が含浸された潤滑部材６６が装着され、前記潤滑部材６６には、円筒体２６の外周面に摺接する略円形状の孔部６８と、ガイドレール１６の転動溝７０（後述する）に摺接する突起部７２とがそれぞれ形成されている。前記スクレーパ６４、カバー部材６２およびリターン路形成部材６０にはそれぞれ孔部７４が貫通して形成され、前記孔部７４には後述するねじ部材７６が当接する弾性部材７８が装着される。
【００２９】
前記潤滑部材６６を設けることにより、円筒体２６の外周面およびガイドレール１６の転動溝７０に対して潤滑油が塗布され、スライダ１４が変位する際の摺動抵抗を低減して円滑な変位動作を確保することができる。
【００３０】
前記ガイドブロック５８の平面部には４つのワーク取付用孔部８０が形成され、前記ワーク取付用孔部８０の間には、円筒体２６に沿って変位するスライドブロック３０のずれを吸収するフローティング機構８２が設けられる。
【００３１】
このフローティング機構８２は、ガイドブロック５８の平面部に形成され該ガイドブロック５８のストローク方向に対して略直交する方向の直径が大きく形成された一組の長孔８４ａ、８４ｂと、一端部がスライドブロック３０にねじ締結され他端部が前記長孔８４ａ、８４ｂにそれぞれ遊嵌された一組のスタッド８６ａ、８６ｂとを有する。
【００３２】
円筒体２６に沿って変位するスライドブロック３０の直線運動は、該スライドブロック３０にねじ締結されたスタッド８６ａ、８６ｂを介してガイドブロック５８に伝達され、ピストン２８、スライドブロック３０およびガイドブロック５８が一体的に変位する。換言すると、スライドブロック３０の直線運動は長孔８４ａ、８４ｂに対するスタッド８６ａ、８６ｂの係合作用下にガイドブロック５８に伝達され、スライドブロック３０とガイドブロック５８とはそれぞれ連結されていない。
【００３３】
従って、無限循環軌道として機能する転動溝７０、９６（後述する）との完全な平行精度が保持されていない場合にスライドブロック３０が円筒体２６に沿って変位する際に発生するずれは、前記スライドブロック３０に連結されたスタッド８６ａ、８６ｂと長孔８４ａ、８４ｂとの係合作用下に吸収されるため、図示しないワークを円滑に搬送することができる。
【００３４】
各エンドブロック１８ａ、１８ｂの角部には、スライダ１４のストローク量を調整するねじ部材７６が螺入され、前記ねじ部材７６のねじ込み量を増減させることによりスライダ１４のストローク量が調整される。
【００３５】
ガイドレール１６は、長尺な柱状体からなり、図５に示されるように、その上面部に長手方向に沿って延在するように形成された断面半円状の凹部８８と、相互に対向する側部５６に長手方向に沿って延在するように形成された断面円弧状の一組の転動溝７０と、長手方向に沿って延在し、後述するサポート部材９０が係合するフランジ部９２とを有する。前記断面半円状の凹部８８内には円筒体２６の下部側の約半分が臨むように装着され、前記凹部８８と円筒体２６との間には所定のクリアランスが形成されている。
【００３６】
このように、ガイドレール１６に凹部８８を設け、前記凹部８８に円筒体２６が臨むように装着することにより、装置全体の高さ方向の寸法を抑制することができるという利点がある。
【００３７】
また、前記ガイドレール１６は、ガイドブロック５８の相互に対向する一組の側部５６によって形成された凹部９４内に臨むように設けられているため、ガイドブロック５８の一組の側部５６間の寸法に対してガイドレール１６の幅方向の寸法（軸線と略直交する方向の寸法）を小さく設定することができる。
【００３８】
この場合、ガイドブロック５８の側部５６に形成された転動溝９６とガイドレール１６に形成された転動溝７０との間に複数のボール９８が転動自在に形成され、前記転動溝７０、９６とガイドブロック５８の側部５６に形成された貫通孔１００によって無限循環軌道が構成される。
【００３９】
なお、貫通する一組の取付用孔部１０２（図４参照）に挿入されるボルト１０４によってガイドレール１６を他の部材１０６に固定してもよいし、あるいは、図１０に示されるように、フランジ部９２に係合する一組のサポート部材９０を介してガイドレール１６を他の部材１０６に固定してもよい。
【００４０】
センサ取付用レール２０の一側面には、軸線方向に沿って略平行な断面円弧状の２条のセンサ取付用長溝１０８が形成され、その反対側の一側面には断面三角形状の凹部１１０が軸線方向に沿って形成されている。前記凹部１１０には取付用金具１１２を介してガイドブロック５８に保持された磁石１１４が臨み、前記ガイドブロック５８と一体的に変位する磁石１１４の磁界をセンサ取付用長溝１０８に装着された図示しないセンサによって検知することにより、スライダ１４の位置を検出することができる。
【００４１】
また、前記センサ取付用レール２０の内部には、図４に示されるように、軸線方向に沿って延在する通路１１６が形成され、前記通路１１６は、センサ取付用長溝１０８の下部側に形成された一組の孔部にそれぞれ嵌着される配管用スタッド１２０を介して、エンドブロック１８ａ、１８ｂに形成された圧力流体出入ポート３４ｂにそれぞれ連通するように設けられている。なお、図２および図４において、参照数字１２２はシールリングを示している。
【００４２】
この場合、前記配管用スタッド１２０は、センサ取付用レール２０をエンドブロック１８ａ、１８ｂに対して取着する機能と、該配管用スタッド１２０に形成された連通路１２４を介してエンドブロック１８ａ、１８ｂの第２圧力流体出入ポート３４ｂとセンサ取付用レール２０の通路１１６とを連通させる機能とを併有する。従って、センサ取付用レール２０に圧力流体が流通する通路１１６を形成することにより、配管の取り出し方向の自由度を向上させ、しかも一組のエンドブロック１８ａ、１８ｂに対してそれぞれチューブを接続する必要がなく、いずれか一方のエンドブロック１８ａ（１８ｂ）に対してチューブを接続するだけでよいことから、配管の簡素化を図ることができる。
【００４３】
なお、センサ取付用レール２０に形成された通路１１６の両端部は、それぞれ鋼球１２６によって気密に閉塞されている。
【００４４】
本発明の実施の形態に係るリニアアクチュエータ１０は基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００４５】
図示しない圧力流体供給源から供給された圧力流体（例えば、圧縮空気）は、第１圧力流体出入ポート３４ａを経由してシリンダ室として機能する円筒体２６の貫通孔２２内に導入される。円筒体２６の貫通孔２２内に導入された圧力流体の作用下にピストン２８が押圧され、環状板４０ａ〜４０ｈからなる第１ヨークを介して複数の内側磁石４２ａ〜４２ｇとピストン２８とが円筒体２６の貫通孔２２に沿って一体的に変位する。その際、第１ヨークを介してピストン２８に装着された内側磁石４２ａ〜４２ｇの磁界作用下に外側磁石４６ａ〜４６ｇが吸引され、前記外側磁石４６ａ〜４６ｇを保持するスライドブロック３０がピストン２８と一体的に変位する。
【００４６】
前記スライドブロック３０が円筒体２６に沿って変位する際、ガイドブロック５８の側部５６とガイドレール１６との間に介装された複数のボール９８が無限循環軌道として機能する転動溝７０、９６に沿って転動することによりガイドブロック５８の案内作用が営まれ、該スライドブロック３０の直線運動がスタッド８６ａ、８６ｂを介してガイドブロック５８に伝達される。この結果、ピストン２８、スライドブロック３０およびガイドブロック５８が一体的に直線状に変位することにより、スライダ１４の直線往復運動が保持される。
【００４７】
本実施の形態では、ガイドブロック５８の相互に対向する一組の側部５６によって形成された凹部９４内にガイドレール１６を臨むように設けているため、図１４および図１５に示す従来技術と比較してガイドレール１６の幅方向の寸法（軸線と略直交する方向の寸法）を小さく設定することができる。従って、本実施の形態では、装置全体の重量を減少させ、軽量化を図ることができる。
【００４８】
また、本実施の形態では、ボール９８が転動する循環軌道の直径Ａの寸法に影響されることがなくガイドレール１６の幅方向の寸法を設定することができるため、ガイドレール１６の幅方向の寸法をより一層、縮小することができる。なお、本実施の形態では、ガイドレール１６の幅方向の寸法は、円筒体２６の外径と、ガイドレール１６に形成された取付用孔部１０２の直径の２倍の寸法とによって設定される。
【００４９】
さらに、本実施の形態では、前記スライダ１４が円筒体２６に沿って変位する際、前記円筒体２６と転動溝７０、９６との平行精度のずれがスライドブロック３０に連結されたスタッド８６ａ、８６ｂとガイドブロック５８に形成された長孔８４ａ、８４ｂとの係合作用下に吸収されるため、ワークを円滑に変位させることができる。
【００５０】
すなわち、円筒体２６の軸線と転動溝７０、９６の軸線との平行精度が完全でない場合、前記転動溝７０、９６の案内作用下に前記円筒体２６に沿って変位するスライドブロック３０にずれが発生する。この場合、略水平面上におけるスライダ１４の変位方向と略直交する幅方向に沿って発生するずれは、長孔８４ａ、８４ｂに対するスタッド８６ａ、８６ｂの係合作用下にスライドブロック３０およびスタッド８６ａ、８６ｂが一体的に幅方向に沿って微小距離だけ変位することにより吸収される。
【００５１】
また、スライドブロック３０の略鉛直方向（上下方向）に沿って発生するずれは、長孔８４ａ、８４ｂに対するスタッド８６ａ、８６ｂの係合作用下にスライドブロック３０およびスタッド８６ａ、８６ｂが一体的に微小距離だけ上下動することにより好適に吸収される。
【００５２】
従って、円筒体２６に沿ってスライドブロック３０が直線往復運動する際にずれが生じた場合であっても、ワークを円滑に搬送することができる。この結果、リニアアクチュエータ１０を組み付ける際、円筒体２６の軸線と転動溝７０、９６の軸線との完全な平行精度をだす必要がないため、組み付け工程を簡略化して製造コストを低減することができる。
【００５３】
さらにまた、本実施の形態では、センサ取付用レール２０に配管用の通路１１６を形成することにより、配管作業の簡便化を図るとともに、配管スペースを有効利用することができる。
【００５４】
次に、本発明の他の実施の形態に係るリニアアクチュエータを図１１および図１２に示す。なお、以下の実施の形態において、上述した本実施の形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５５】
他の実施の形態に係るリニアアクチュエータ２００では、一組のエンドブロック２０２ａ、２０２ｂの間に実質的に磁石式ロッドレスシリンダからなる第１駆動部２０４と第２駆動部２０６とを所定間隔離間して略平行に並設している点に特徴がある。なお、前記第１駆動部２０４および第２駆動部２０６は、前記実施の形態の駆動部１２と同一に構成されるため、その詳細な説明を省略する。
【００５６】
他の実施の形態に係るリニアアクチュエータ２００では、第１駆動部２０４と第２駆動部２０６とをそれぞれ略平行に並設することにより、スライダ２０８を変位させる駆動力を約２倍に強化することができるとともに、ローリング方向のモーメントを強化することができるという利点がある。
【００５７】
次に、本発明のさらに他の実施の形態に係るリニアアクチュエータ３００を図１３に示す。
【００５８】
さらに他の実施の形態に係るリニアアクチュエータ３００では、一組のエンドブロック３０２ａ、３０２ｂにエアークッション機構３０４がそれぞれ設けられている点に特徴がある。なお、一組のエンドブロック３０２ａ、３０２ｂにそれぞれ設けられたエアークッション機構３０４は、同一構成からなるため、一方のみを詳細に説明にして他方の説明を省略する。
【００５９】
このエアークッション機構３０４は、ピストン３０６の両端部にそれぞれ略同軸状に連結され該ピストン３０６と一体的に変位する一組のロッド部材３０８と、前記ロッド部材３０８の外周面に形成された環状溝に装着され、円筒体３１０の貫通孔３１２の内周面に摺接することによりシール機能を営むシール部材３１４と、前記エンドブロック３０２ａに形成され、前記貫通孔３１２内のエアーを外部に排気する排気ポート３１６と、前記排気ポート３１６と近接する部位に設けられ、円筒体３１０内のエアーが外部に排気される際にその排気量を抑制する絞り手段３１８とを有する。
【００６０】
前記絞り手段３１８は、排気量を規制する絞り孔３２２と、前記絞り孔３２２を経由しないエアーの流れを阻止するチェック弁３２４と、前記絞り孔３２２の開口面積を調整する調整部材３２６と、前記調整部材３２６が内嵌された弁部材３２８とを有する。前記絞り孔３２２は連通路３３０を介して排気ポート３１６に連通するように設けられている。この場合、調整部材３２６の一端部によって絞り孔３２２の開口面積を調整する可変絞りタイプに代替して、図示しない固定絞りタイプのものを用いてもよい。
【００６１】
なお、前記エンドブロック３０２ａの孔部内には、排気ポート３１６を間にして一組のシールリング３２０ａ、３２０ｂが装着されている。
【００６２】
前記エアークッション機構３０４の動作について説明すると、ピストン３０６と一体的にロッド部材３０８が円筒体３１０の貫通孔３１２に沿って一方の変位終端位置に向かって移動する際、ロッド部材３０８の外周面に装着されたシール部材３１４が排気ポート３１６の位置、すなわち、図１３中の二点鎖線Ｃの位置を通過する前は、円筒体３１０の貫通孔３１２内に残存するエアーが主として前記排気ポート３１６から外部に排気される。
【００６３】
ピストン３０６がさらに変位してロッド部材３０８のシール部材３１４が排気ポート３１６を通過した以後は、円筒体３１０の貫通孔３１２の内周面に摺接するシール部材３１４によってシールされるため、貫通孔３１２内に残存するエアーが排気ポート３１６から直接的に排気されることが阻止される。
【００６４】
すなわち、ロッド部材３０８のシール部材３１４が排気ポート３１６を通過した以後、貫通孔３１２内に残存するエアーは、調整部材３２６の一端部との離間間隔によって調圧された絞り孔３２２によって絞られ、連通路３３０を介して排気ポート３１６から外部に排気される。
【００６５】
従って、シール部材３１４が排気ポート３１６を通過した以降、すなわち、シール部材３１４が二点鎖線Ｃの位置を通過して変位終端位置に到達するまでは、絞り手段３１８を経由して外部に排気され、前記絞り手段３１８を流通するエアーの流量が絞られるため、緩衝作用が営まれる。
【００６６】
このように、エアークッション機構３０４を設けることにより、スライダ１４の変位終端位置における衝撃を緩和してその衝撃音を抑制するとともに、スライダ１４の往復直線運動を円滑に遂行することができる。また、前記エアークッション機構３０４では、スライダ１４の変位終端位置における運動エネルギの吸収力を増大させることにより、重量物からなるワークを高速で移動させることができる。さらに、緩衝作用を営む際の発塵を抑制することにより、清浄性が要求される使用環境において好適に使用することができるという利点がある。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００６８】
すなわち、スライダの凹部内に装着され且つ両端部が一組のエンドブロックにそれぞれ連結されたガイドレールを設けることにより、軸線と略直交するガイドレールの幅方向の寸法が縮小され、装置全体を小型化して軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るリニアアクチュエータの斜視図である。
【図２】図１のリニアアクチュエータからセンサ取付用レールを外した状態を示す分解斜視図である。
【図３】図１のリニアアクチュエータを構成するスライダの分解斜視図である。
【図４】図１のリニアアクチュエータの一部切欠平面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図である。
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ線に沿った縦断面図である。
【図７】円筒体の外部に外側磁石のみを設けた駆動部の変形例を示す一部省略縦断面図である。
【図８】円筒体の内部に内側磁石のみを設けた駆動部の変形例を示す一部省略縦断面図である。
【図９】図１のリニアアクチュエータの一部切欠側面図である。
【図１０】サポート部材の取付状態を示す縦断面図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態に係るリニアアクチュエータの平面図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図１３】本発明のさらに他の実施の形態に係るリニアアクチュエータの一部省略横断面図である。
【図１４】従来技術に係るリニアアクチュエータの一部切欠平面図である。
【図１５】他の従来技術に係るリニアアクチュエータの縦断面図である。
【符号の説明】
１０、２００、３００…リニアアクチュエータ
１２、２０４、２０６…駆動部 １４、２０８…スライダ
１６…ガイドレール
１８ａ、１８ｂ、２０２ａ、２０２ｂ、３０２ａ、３０２ｂ…エンドブロック
２０…センサ取付用レール ２２、３１２…貫通孔
２４…エンドキャップ ２６、３１０…円筒体
２８、５２、３０６…ピストン ３０…スライドブロック
３４ａ、３４ｂ…圧力流体出入ポート
４０ａ〜４０ｈ、４４ａ〜４４ｈ…環状板
４２ａ〜４２ｇ…内側磁石 ４６ａ〜４６ｇ…外側磁石
５８…ガイドブロック ６６…潤滑部材
７０、９６…転動溝 ８２…フローティング機構
８４ａ、８４ｂ…長孔 ８６ａ、８６ｂ…スタッド
８８、９４…凹部 ９８…ボール
１００…貫通孔 １０２…取付用孔部
１１６…通路 １２０…配管用スタッド
３０４…エアークッション機構
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動源の駆動作用下に、ガイドレールに沿ってスライダを直線状に往復動作させることが可能なリニアアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、ワークの搬送手段としてリニアアクチュエータが用いられている。この種のリニアアクチュエータは、図１４に示されるように、ピストン１に装着された磁石２の吸引作用下に円筒体３に沿ってスライダ４を変位させる磁石式ロッドレスシリンダ５と、前記スライダ４を案内するガイドレール６とを有し、前記磁石式ロッドレスシリンダ５とガイドレール６とがそれぞれ長手方向に沿って略平行に並設されている（特開平７−２４８００６号公報参照）。
【０００３】
また、従来技術に係る他のリニアアクチュエータは、図１５に示されるように、長手方向に沿って延在する断面コ字状の凹部７が形成された長尺なガイドレール８と、前記凹部７よりも幅狭に形成され該凹部７に沿って変位自在に配設されたスライダ９とを有し、前記ガイドレール８の内壁面には、該ガイドレール８とスライダ９との間に配設された複数のボール９ａを転動させる転動溝が形成されている（特開平１０−３１８２０９号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１４に示される従来技術に係るリニアアクチュエータでは、磁石式ロッドレスシリンダ５とガイドレール６とを略並列に配置しているため、装置全体の幅方向（長手方向と略直交する方向）の寸法が大きくなり、小型化することができないという不具合がある。
【０００５】
また、図１５に示されるリニアアクチュエータでは、ガイドレール８の内側に形成された凹部７に沿ってスライダ９が変位するように構成されているため、前記スライダ９の幅方向の寸法に対しガイドレール８の幅方向の寸法が大きくなり、装置全体の重量が増大するという不具合がある。
【０００６】
さらに、図１５に示されるリニアアクチュエータでは、一般的に、ボール９ａが循環する循環軌道の直径Ａをボール９ａの直径の約２．５倍に設定する必要がある。従って、従来技術に係るリニアアクチュエータでは、前記循環軌道の直径Ａの２倍の寸法とロッドレスシリンダの円筒体の外径Ｂとがガイドレール８の幅方向の寸法として必須であるため、前記ガイドレール８の幅方向の寸法を縮小することができないという不具合がある。
【０００７】
本発明は、前記の不具合を考慮してなされたものであり、ガイドレールの幅方向の寸法を縮小して小型・軽量化を図ることが可能なリニアアクチュエータを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、駆動部と、
前記駆動部の駆動作用下に変位するスライダと、
前記スライダを直線状に案内するガイド手段と、
前記駆動部の一端部と他端部とにそれぞれ連結された一組のエンドブロックと、
を備え、前記ガイド手段は、前記スライダの凹部内に装着され且つ両端部が前記一組のエンドブロックにそれぞれ連結されたガイドレールを有し、該スライダの変位方向と略直交する前記ガイドレールの幅方向の寸法がスライダの幅よりも小さく設定されることを特徴とする。
【０００９】
この場合、前記駆動部は、一組のエンドブロック間に連結される円筒体と、供給される圧力流体の作用下に前記円筒体の貫通孔に沿って摺動変位するピストンと、前記ピストンに装着される内側磁石と、前記円筒体に外嵌されるスライドブロックと、前記スライドブロックに装着される外側磁石とを有する磁石式ロッドレスシリンダとによって構成されると好適である。
【００１０】
なお、前記駆動部を、所定間隔離間して略平行に配設された第１駆動部と第２駆動部とによって構成してもよい。
【００１１】
前記円筒体を、ガイドレールの軸線方向に沿って延在し断面半円状に形成された凹部内に沿って配設することにより、高さ方向の寸法が抑制される。
【００１２】
前記スライダには、ガイドブロックに形成された長孔と、スライドブロックに連結されて前記長孔に係合するスタッドとを有し、略水平面において変位方向と略直交する方向に対するスライドブロックの微小変位、および略鉛直上下方向に対するスライドブロックの微小変位をそれぞれ吸収するフローティング機構を設けるとよい。
【００１３】
前記一組のエンドブロックには、センサを装着するための長孔が形成されたセンサ取付用レールを連結し、前記センサ取付用レールには、一組のエンドブロックに形成された圧力流体出入ポートに連通し、軸線方向に沿って延在する流体通路を形成するとよい。
【００１４】
また、前記一組のエンドブロックに、それぞれ、スライダの変位終端位置における衝撃を吸収する緩衝機構を設けるとよい。この緩衝機構は、ピストンが変位する際、円筒体の外部に排気されるエアーの流量を規制することにより緩衝機能を営むエアークッション機構によって構成すると好適である。
【００１５】
さらに、前記スライダには、円筒体の外周面に摺接する孔部と、ガイドレールに形成された転動溝に摺接する突起部とがそれぞれ形成された潤滑部材を設け、前記潤滑部材を、潤滑油が含浸された多孔質の材料によって形成することにより、ガイドレールに沿って変位するスライダの摺動抵抗が低減される。
【００１６】
本発明によれば、スライダの凹部内に装着され且つ両端部が前記一組のエンドブロックにそれぞれ連結されたガイドレールを設けることにより、軸線と略直交するガイドレールの幅方向の寸法が縮小され、装置全体が小型・軽量化される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明に係るリニアアクチュエータについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１８】
図１において、参照数字１０は、本発明の実施の形態に係るリニアアクチュエータを示す。
【００１９】
このリニアアクチュエータ１０は、実質的に磁石式ロッドレスシリンダからなる駆動部１２と、前記駆動部１２の駆動作用下に直線状に往復動作するスライダ１４と、前記スライダ１４を直線状に案内するガイドレール１６と、前記ガイドレール１６の両端部にそれぞれ連結される一組のエンドブロック１８ａ、１８ｂと、前記一組のエンドブロック１８ａ、１８ｂにそれぞれ固定され、ガイドレール１６と略平行に配置されたセンサ取付用レール２０とを含む。
【００２０】
駆動部１２は、図６に示されるように、内部にシリンダ室として機能する貫通孔２２が形成され、その両端部にそれぞれ装着されるエンドキャップ２４を介して一組のエンドブロック１８ａ、１８ｂに支持される円筒体２６と、磁性材料によって形成され、前記円筒体２６内の貫通孔２２に沿って摺動自在に設けられたピストン２８と、前記円筒体２６の外周面を囲繞するとともに、前記ピストン２８と一体的に該円筒体２６の軸線方向に沿って変位するスライドブロック３０とを有する。なお、前記エンドキャップ２４には、通路を流通する流体の流量を絞るオリフィス３２が形成されている。
【００２１】
各エンドブロック１８ａ（１８ｂ）は、図２に示されるように、円筒体２６の軸線と略平行に形成された第１圧力流体出入ポート３４ａと、該円筒体２６の軸線と略直交する方向に沿って形成された第２圧力流体出入ポート３４ｂとを有する。
【００２２】
図６に示されるように、前記ピストン２８の軸線方向に沿った両端部側には、ウェアリング３６およびスクレーパ３８がそれぞれ装着されている。さらに、ピストン２８の外周面には、鉄等の磁性体によって形成された８枚の環状板４０ａ〜４０ｈからなる第１ヨークが外嵌され、隣接する環状板４０ａ〜４０ｈの間には、リング状の内側磁石４２ａ〜４２ｇがそれぞれ介装されている。
【００２３】
また、スライドブロック３０の内周面には、鉄等の磁性体からなり複数枚に分割された環状板４４ａ〜４４ｈによって構成される第２ヨークが内嵌され、隣接する前記環状板４４ａ〜４４ｈの間には、リング状の外側磁石４６ａ〜４６ｇがそれぞれ介装されている。この場合、前記ピストン２８に装着された内側磁石４２ａ〜４２ｇとスライドブロック３０に装着された外側磁石４６ａ〜４６ｇとは、それぞれ円筒体２６を間にして相互に対峙するように配設され、しかも相互に吸引し合うようにその磁極が設定されている。
【００２４】
本実施の形態では、第１ヨークを介してピストン２８に装着された内側磁石４２ａ〜４２ｇと、第２ヨークを介してスライドブロック３０に装着された外側磁石４６ａ〜４６ｇとによって構成しているが、これに限定されるものではなく、図８に示されるように、外側磁石４６ａ〜４６ｇを設けることがなく磁性体によって一体的に形成された第２ヨーク４８のみをスライドブロック３０に連結するようにしてもよい。
【００２５】
この場合、部品点数を削減することによりコストダウンを図ることができるとともに、第２ヨーク４８とスライドブロック３０とを一体的に形成することにより、スライドブロック３０の外形寸法を抑制することができる利点がある。なお、図８において、参照数字５０は、第２ヨーク４８の軸線方向に沿って所定間隔離間して形成された複数の環状凹部を示している。
【００２６】
また、図７に示されるように、内側磁石４２ａ〜４２ｇを設けることがなく、磁性材料によってピストン５２を第１ヨークと一体的に形成してもよい。この場合、部品点数を削減してコストダウンを図ることができる。その際、ピストン５２には、軸線方向に沿って所定間隔離間する複数の環状凹部５４を形成するとよい。
【００２７】
スライダ１４は、図３に示されるように、断面逆凹字状を呈し、所定間隔離間して相互に対向する一組の側部５６が一体的に形成されたガイドブロック５８と、前記ガイドブロック５８のストローク方向に沿った両端部にそれぞれ連結されるリターン路形成部材６０と、前記リターン路形成部材６０に連結されるカバー部材６２と、前記カバー部材６２に連結される板状のスクレーパ６４とを有する。
【００２８】
前記カバー部材６２の凹部には、多孔質の材料からなり潤滑油が含浸された潤滑部材６６が装着され、前記潤滑部材６６には、円筒体２６の外周面に摺接する略円形状の孔部６８と、ガイドレール１６の転動溝７０（後述する）に摺接する突起部７２とがそれぞれ形成されている。前記スクレーパ６４、カバー部材６２およびリターン路形成部材６０にはそれぞれ孔部７４が貫通して形成され、前記孔部７４には後述するねじ部材７６が当接する弾性部材７８が装着される。
【００２９】
前記潤滑部材６６を設けることにより、円筒体２６の外周面およびガイドレール１６の転動溝７０に対して潤滑油が塗布され、スライダ１４が変位する際の摺動抵抗を低減して円滑な変位動作を確保することができる。
【００３０】
前記ガイドブロック５８の平面部には４つのワーク取付用孔部８０が形成され、前記ワーク取付用孔部８０の間には、円筒体２６に沿って変位するスライドブロック３０のずれを吸収するフローティング機構８２が設けられる。
【００３１】
このフローティング機構８２は、ガイドブロック５８の平面部に形成され該ガイドブロック５８のストローク方向に対して略直交する方向の直径が大きく形成された一組の長孔８４ａ、８４ｂと、一端部がスライドブロック３０にねじ締結され他端部が前記長孔８４ａ、８４ｂにそれぞれ遊嵌された一組のスタッド８６ａ、８６ｂとを有する。
【００３２】
円筒体２６に沿って変位するスライドブロック３０の直線運動は、該スライドブロック３０にねじ締結されたスタッド８６ａ、８６ｂを介してガイドブロック５８に伝達され、ピストン２８、スライドブロック３０およびガイドブロック５８が一体的に変位する。換言すると、スライドブロック３０の直線運動は長孔８４ａ、８４ｂに対するスタッド８６ａ、８６ｂの係合作用下にガイドブロック５８に伝達され、スライドブロック３０とガイドブロック５８とはそれぞれ連結されていない。
【００３３】
従って、無限循環軌道として機能する転動溝７０、９６（後述する）との完全な平行精度が保持されていない場合にスライドブロック３０が円筒体２６に沿って変位する際に発生するずれは、前記スライドブロック３０に連結されたスタッド８６ａ、８６ｂと長孔８４ａ、８４ｂとの係合作用下に吸収されるため、図示しないワークを円滑に搬送することができる。
【００３４】
各エンドブロック１８ａ、１８ｂの角部には、スライダ１４のストローク量を調整するねじ部材７６が螺入され、前記ねじ部材７６のねじ込み量を増減させることによりスライダ１４のストローク量が調整される。
【００３５】
ガイドレール１６は、長尺な柱状体からなり、図５に示されるように、その上面部に長手方向に沿って延在するように形成された断面半円状の凹部８８と、相互に対向する側部５６に長手方向に沿って延在するように形成された断面円弧状の一組の転動溝７０と、長手方向に沿って延在し、後述するサポート部材９０が係合するフランジ部９２とを有する。前記断面半円状の凹部８８内には円筒体２６の下部側の約半分が臨むように装着され、前記凹部８８と円筒体２６との間には所定のクリアランスが形成されている。
【００３６】
このように、ガイドレール１６に凹部８８を設け、前記凹部８８に円筒体２６が臨むように装着することにより、装置全体の高さ方向の寸法を抑制することができるという利点がある。
【００３７】
また、前記ガイドレール１６は、ガイドブロック５８の相互に対向する一組の側部５６によって形成された凹部９４内に臨むように設けられているため、ガイドブロック５８の一組の側部５６間の寸法に対してガイドレール１６の幅方向の寸法（軸線と略直交する方向の寸法）を小さく設定することができる。
【００３８】
この場合、ガイドブロック５８の側部５６に形成された転動溝９６とガイドレール１６に形成された転動溝７０との間に複数のボール９８が転動自在に形成され、前記転動溝７０、９６とガイドブロック５８の側部５６に形成された貫通孔１００によって無限循環軌道が構成される。
【００３９】
なお、貫通する一組の取付用孔部１０２（図４参照）に挿入されるボルト１０４によってガイドレール１６を他の部材１０６に固定してもよいし、あるいは、図１０に示されるように、フランジ部９２に係合する一組のサポート部材９０を介してガイドレール１６を他の部材１０６に固定してもよい。
【００４０】
センサ取付用レール２０の一側面には、軸線方向に沿って略平行な断面円弧状の２条のセンサ取付用長溝１０８が形成され、その反対側の一側面には断面三角形状の凹部１１０が軸線方向に沿って形成されている。前記凹部１１０には取付用金具１１２を介してガイドブロック５８に保持された磁石１１４が臨み、前記ガイドブロック５８と一体的に変位する磁石１１４の磁界をセンサ取付用長溝１０８に装着された図示しないセンサによって検知することにより、スライダ１４の位置を検出することができる。
【００４１】
また、前記センサ取付用レール２０の内部には、図４に示されるように、軸線方向に沿って延在する通路１１６が形成され、前記通路１１６は、センサ取付用長溝１０８の下部側に形成された一組の孔部にそれぞれ嵌着される配管用スタッド１２０を介して、エンドブロック１８ａ、１８ｂに形成された圧力流体出入ポート３４ｂにそれぞれ連通するように設けられている。なお、図２および図４において、参照数字１２２はシールリングを示している。
【００４２】
この場合、前記配管用スタッド１２０は、センサ取付用レール２０をエンドブロック１８ａ、１８ｂに対して取着する機能と、該配管用スタッド１２０に形成された連通路１２４を介してエンドブロック１８ａ、１８ｂの第２圧力流体出入ポート３４ｂとセンサ取付用レール２０の通路１１６とを連通させる機能とを併有する。従って、センサ取付用レール２０に圧力流体が流通する通路１１６を形成することにより、配管の取り出し方向の自由度を向上させ、しかも一組のエンドブロック１８ａ、１８ｂに対してそれぞれチューブを接続する必要がなく、いずれか一方のエンドブロック１８ａ（１８ｂ）に対してチューブを接続するだけでよいことから、配管の簡素化を図ることができる。
【００４３】
なお、センサ取付用レール２０に形成された通路１１６の両端部は、それぞれ鋼球１２６によって気密に閉塞されている。
【００４４】
本発明の実施の形態に係るリニアアクチュエータ１０は基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００４５】
図示しない圧力流体供給源から供給された圧力流体（例えば、圧縮空気）は、第１圧力流体出入ポート３４ａを経由してシリンダ室として機能する円筒体２６の貫通孔２２内に導入される。円筒体２６の貫通孔２２内に導入された圧力流体の作用下にピストン２８が押圧され、環状板４０ａ〜４０ｈからなる第１ヨークを介して複数の内側磁石４２ａ〜４２ｇとピストン２８とが円筒体２６の貫通孔２２に沿って一体的に変位する。その際、第１ヨークを介してピストン２８に装着された内側磁石４２ａ〜４２ｇの磁界作用下に外側磁石４６ａ〜４６ｇが吸引され、前記外側磁石４６ａ〜４６ｇを保持するスライドブロック３０がピストン２８と一体的に変位する。
【００４６】
前記スライドブロック３０が円筒体２６に沿って変位する際、ガイドブロック５８の側部５６とガイドレール１６との間に介装された複数のボール９８が無限循環軌道として機能する転動溝７０、９６に沿って転動することによりガイドブロック５８の案内作用が営まれ、該スライドブロック３０の直線運動がスタッド８６ａ、８６ｂを介してガイドブロック５８に伝達される。この結果、ピストン２８、スライドブロック３０およびガイドブロック５８が一体的に直線状に変位することにより、スライダ１４の直線往復運動が保持される。
【００４７】
本実施の形態では、ガイドブロック５８の相互に対向する一組の側部５６によって形成された凹部９４内にガイドレール１６を臨むように設けているため、図１４および図１５に示す従来技術と比較してガイドレール１６の幅方向の寸法（軸線と略直交する方向の寸法）を小さく設定することができる。従って、本実施の形態では、装置全体の重量を減少させ、軽量化を図ることができる。
【００４８】
また、本実施の形態では、ボール９８が転動する循環軌道の直径Ａの寸法に影響されることがなくガイドレール１６の幅方向の寸法を設定することができるため、ガイドレール１６の幅方向の寸法をより一層、縮小することができる。なお、本実施の形態では、ガイドレール１６の幅方向の寸法は、円筒体２６の外径と、ガイドレール１６に形成された取付用孔部１０２の直径の２倍の寸法とによって設定される。
【００４９】
さらに、本実施の形態では、前記スライダ１４が円筒体２６に沿って変位する際、前記円筒体２６と転動溝７０、９６との平行精度のずれがスライドブロック３０に連結されたスタッド８６ａ、８６ｂとガイドブロック５８に形成された長孔８４ａ、８４ｂとの係合作用下に吸収されるため、ワークを円滑に変位させることができる。
【００５０】
すなわち、円筒体２６の軸線と転動溝７０、９６の軸線との平行精度が完全でない場合、前記転動溝７０、９６の案内作用下に前記円筒体２６に沿って変位するスライドブロック３０にずれが発生する。この場合、略水平面上におけるスライダ１４の変位方向と略直交する幅方向に沿って発生するずれは、長孔８４ａ、８４ｂに対するスタッド８６ａ、８６ｂの係合作用下にスライドブロック３０およびスタッド８６ａ、８６ｂが一体的に幅方向に沿って微小距離だけ変位することにより吸収される。
【００５１】
また、スライドブロック３０の略鉛直方向（上下方向）に沿って発生するずれは、長孔８４ａ、８４ｂに対するスタッド８６ａ、８６ｂの係合作用下にスライドブロック３０およびスタッド８６ａ、８６ｂが一体的に微小距離だけ上下動することにより好適に吸収される。
【００５２】
従って、円筒体２６に沿ってスライドブロック３０が直線往復運動する際にずれが生じた場合であっても、ワークを円滑に搬送することができる。この結果、リニアアクチュエータ１０を組み付ける際、円筒体２６の軸線と転動溝７０、９６の軸線との完全な平行精度をだす必要がないため、組み付け工程を簡略化して製造コストを低減することができる。
【００５３】
さらにまた、本実施の形態では、センサ取付用レール２０に配管用の通路１１６を形成することにより、配管作業の簡便化を図るとともに、配管スペースを有効利用することができる。
【００５４】
次に、本発明の他の実施の形態に係るリニアアクチュエータを図１１および図１２に示す。なお、以下の実施の形態において、上述した本実施の形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５５】
他の実施の形態に係るリニアアクチュエータ２００では、一組のエンドブロック２０２ａ、２０２ｂの間に実質的に磁石式ロッドレスシリンダからなる第１駆動部２０４と第２駆動部２０６とを所定間隔離間して略平行に並設している点に特徴がある。なお、前記第１駆動部２０４および第２駆動部２０６は、前記実施の形態の駆動部１２と同一に構成されるため、その詳細な説明を省略する。
【００５６】
他の実施の形態に係るリニアアクチュエータ２００では、第１駆動部２０４と第２駆動部２０６とをそれぞれ略平行に並設することにより、スライダ２０８を変位させる駆動力を約２倍に強化することができるとともに、ローリング方向のモーメントを強化することができるという利点がある。
【００５７】
次に、本発明のさらに他の実施の形態に係るリニアアクチュエータ３００を図１３に示す。
【００５８】
さらに他の実施の形態に係るリニアアクチュエータ３００では、一組のエンドブロック３０２ａ、３０２ｂにエアークッション機構３０４がそれぞれ設けられている点に特徴がある。なお、一組のエンドブロック３０２ａ、３０２ｂにそれぞれ設けられたエアークッション機構３０４は、同一構成からなるため、一方のみを詳細に説明にして他方の説明を省略する。
【００５９】
このエアークッション機構３０４は、ピストン３０６の両端部にそれぞれ略同軸状に連結され該ピストン３０６と一体的に変位する一組のロッド部材３０８と、前記ロッド部材３０８の外周面に形成された環状溝に装着され、円筒体３１０の貫通孔３１２の内周面に摺接することによりシール機能を営むシール部材３１４と、前記エンドブロック３０２ａに形成され、前記貫通孔３１２内のエアーを外部に排気する排気ポート３１６と、前記排気ポート３１６と近接する部位に設けられ、円筒体３１０内のエアーが外部に排気される際にその排気量を抑制する絞り手段３１８とを有する。
【００６０】
前記絞り手段３１８は、排気量を規制する絞り孔３２２と、前記絞り孔３２２を経由しないエアーの流れを阻止するチェック弁３２４と、前記絞り孔３２２の開口面積を調整する調整部材３２６と、前記調整部材３２６が内嵌された弁部材３２８とを有する。前記絞り孔３２２は連通路３３０を介して排気ポート３１６に連通するように設けられている。この場合、調整部材３２６の一端部によって絞り孔３２２の開口面積を調整する可変絞りタイプに代替して、図示しない固定絞りタイプのものを用いてもよい。
【００６１】
なお、前記エンドブロック３０２ａの孔部内には、排気ポート３１６を間にして一組のシールリング３２０ａ、３２０ｂが装着されている。
【００６２】
前記エアークッション機構３０４の動作について説明すると、ピストン３０６と一体的にロッド部材３０８が円筒体３１０の貫通孔３１２に沿って一方の変位終端位置に向かって移動する際、ロッド部材３０８の外周面に装着されたシール部材３１４が排気ポート３１６の位置、すなわち、図１３中の二点鎖線Ｃの位置を通過する前は、円筒体３１０の貫通孔３１２内に残存するエアーが主として前記排気ポート３１６から外部に排気される。
【００６３】
ピストン３０６がさらに変位してロッド部材３０８のシール部材３１４が排気ポート３１６を通過した以後は、円筒体３１０の貫通孔３１２の内周面に摺接するシール部材３１４によってシールされるため、貫通孔３１２内に残存するエアーが排気ポート３１６から直接的に排気されることが阻止される。
【００６４】
すなわち、ロッド部材３０８のシール部材３１４が排気ポート３１６を通過した以後、貫通孔３１２内に残存するエアーは、調整部材３２６の一端部との離間間隔によって調圧された絞り孔３２２によって絞られ、連通路３３０を介して排気ポート３１６から外部に排気される。
【００６５】
従って、シール部材３１４が排気ポート３１６を通過した以降、すなわち、シール部材３１４が二点鎖線Ｃの位置を通過して変位終端位置に到達するまでは、絞り手段３１８を経由して外部に排気され、前記絞り手段３１８を流通するエアーの流量が絞られるため、緩衝作用が営まれる。
【００６６】
このように、エアークッション機構３０４を設けることにより、スライダ１４の変位終端位置における衝撃を緩和してその衝撃音を抑制するとともに、スライダ１４の往復直線運動を円滑に遂行することができる。また、前記エアークッション機構３０４では、スライダ１４の変位終端位置における運動エネルギの吸収力を増大させることにより、重量物からなるワークを高速で移動させることができる。さらに、緩衝作用を営む際の発塵を抑制することにより、清浄性が要求される使用環境において好適に使用することができるという利点がある。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００６８】
すなわち、スライダの凹部内に装着され且つ両端部が一組のエンドブロックにそれぞれ連結されたガイドレールを設けることにより、軸線と略直交するガイドレールの幅方向の寸法が縮小され、装置全体を小型化して軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るリニアアクチュエータの斜視図である。
【図２】図１のリニアアクチュエータからセンサ取付用レールを外した状態を示す分解斜視図である。
【図３】図１のリニアアクチュエータを構成するスライダの分解斜視図である。
【図４】図１のリニアアクチュエータの一部切欠平面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図である。
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ線に沿った縦断面図である。
【図７】円筒体の外部に外側磁石のみを設けた駆動部の変形例を示す一部省略縦断面図である。
【図８】円筒体の内部に内側磁石のみを設けた駆動部の変形例を示す一部省略縦断面図である。
【図９】図１のリニアアクチュエータの一部切欠側面図である。
【図１０】サポート部材の取付状態を示す縦断面図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態に係るリニアアクチュエータの平面図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図１３】本発明のさらに他の実施の形態に係るリニアアクチュエータの一部省略横断面図である。
【図１４】従来技術に係るリニアアクチュエータの一部切欠平面図である。
【図１５】他の従来技術に係るリニアアクチュエータの縦断面図である。
【符号の説明】
１０、２００、３００…リニアアクチュエータ
１２、２０４、２０６…駆動部 １４、２０８…スライダ
１６…ガイドレール
１８ａ、１８ｂ、２０２ａ、２０２ｂ、３０２ａ、３０２ｂ…エンドブロック
２０…センサ取付用レール ２２、３１２…貫通孔
２４…エンドキャップ ２６、３１０…円筒体
２８、５２、３０６…ピストン ３０…スライドブロック
３４ａ、３４ｂ…圧力流体出入ポート
４０ａ〜４０ｈ、４４ａ〜４４ｈ…環状板
４２ａ〜４２ｇ…内側磁石 ４６ａ〜４６ｇ…外側磁石
５８…ガイドブロック ６６…潤滑部材
７０、９６…転動溝 ８２…フローティング機構
８４ａ、８４ｂ…長孔 ８６ａ、８６ｂ…スタッド
８８、９４…凹部 ９８…ボール
１００…貫通孔 １０２…取付用孔部
１１６…通路 １２０…配管用スタッド
３０４…エアークッション機構
Claims (11)
- 駆動部と、
前記駆動部の駆動作用下に変位するスライダと、
前記スライダを直線状に案内するガイド手段と、
前記駆動部の一端部と他端部とにそれぞれ連結された一組のエンドブロックと、
を備え、前記ガイド手段は、前記スライダの凹部内に装着され且つ両端部が前記一組のエンドブロックにそれぞれ連結されたガイドレールを有し、前記駆動部は前記スライダにフローティング機構を介して連結されるスライドブロックを含み、前記スライダと前記ガイドレールとの間に無限循環軌道が設けられ、該スライダの変位方向と略直交する前記ガイドレールの幅方向の寸法がスライダの幅よりも小さく設定されることを特徴とするリニアアクチュエータ。 - 請求項１記載のリニアアクチュエータにおいて、
前記駆動部は、一組のエンドブロック間に連結される円筒体と、供給される圧力流体の作用下に前記円筒体の貫通孔に沿って摺動変位するピストンと、前記ピストンに装着される内側磁石と、前記円筒体に外嵌されるスライドブロックと、前記スライドブロックに装着される外側磁石とを有する磁石式ロッドレスシリンダとからなることを特徴とするリニアアクチュエータ。 - 請求項２記載のリニアアクチュエータにおいて、
前記円筒体は、ガイドレールの軸線方向に沿って延在し断面半円状に形成された凹部内に沿って配設されることを特徴とするリニアアクチュエータ。 - 請求項１〜３記載のリニアアクチュエータにおいて、
前記フローティング機構は、略水平面において変位方向と略直交する方向に対するスライドブロックの微小変位、および略鉛直上下方向に対するスライドブロックの微小変位をそれぞれ吸収することを特徴とするリニアアクチュエータ。 - 請求項４記載のリニアアクチュエータにおいて、
前記スライダは相互に対向する一組の側部が形成されたガイドブロックを含み、前記フローティング機構は、前記ガイドブロックに形成された長孔と、スライドブロックに連結されて前記長孔に係合するスタッドとを有することを特徴とするリニアアクチュエータ。 - 請求項１記載のリニアアクチュエータにおいて、
前記駆動部は、所定間隔離間して略平行に配設された第１駆動部と第２駆動部とを有し、前記第１駆動部および第２駆動部はそれぞれ磁石式ロッドレスシリンダからなることを特徴とするリニアアクチュエータ。 - 請求項１記載のリニアアクチュエータにおいて、
前記一組のエンドブロックには、センサを装着するための長孔が形成されたセンサ取付用レールが連結されることを特徴とするリニアアクチュエータ。 - 請求項７記載のリニアアクチュエータにおいて、
前記センサ取付用レールには、一組のエンドブロックに形成された圧力流体出入ポートに連通し、軸線方向に沿って延在する流体通路が形成されることを特徴とするリニアアクチュエータ。 - 請求項１記載のリニアアクチュエータにおいて、
前記一組のエンドブロックには、それぞれ、スライダの変位終端位置における衝撃を吸収する緩衝機構が設けられることを特徴とするリニアアクチュエータ。 - 請求項９記載のリニアアクチュエータにおいて、
前記緩衝機構は、ピストンが変位する際、円筒体の外部に排気されるエアーの流量を規制することにより緩衝機能を営むエアークッション機構からなることを特徴とするリニアアクチュエータ。 - 請求項２記載のリニアアクチュエータにおいて、
前記スライダには、円筒体の外周面に摺接する孔部と、ガイドレールに形成された転動溝に摺接する突起部とがそれぞれ形成された潤滑部材が設けられ、前記潤滑部材は、潤滑油が含浸された多孔質の材料からなることを特徴とするリニアアクチュエータ。
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