JPH10292803A - スライドシリンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流体圧の供給により端部材１，２の間で進退
自在に変位する移動ブロック６と、端部材１，２の間に
架設したガイドレール４に沿って移動ブロック６の変位
に伴ってスライドする従動部７とを備えたスライドシリ
ンダについて、従動部７の変位が本来のストロークの中
途で停止させられたときに発生する衝撃を吸収する機能
を備えたスライドシリンダを提供する。 【解決手段】 移動ブロック６および従動部７を従動部
７のスライド方向に所定距離だけ相対変位自在に連結
し、移動ブロック６および従動部７の間に配置したバネ
手段２９により従動部７をそのスライド方向の一方に弾
性付勢することにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体圧アクチュエ
ータの一種であるスライドシリンダに係り、更に詳しく
は、その構成部品である移動ブロックに従動する従動部
の変位が、本来のストロークの中途で停止させられたと
きに発生する衝撃を吸収する機能を備えたスライドシリ
ンダに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から図６に示すように、流体圧の供
給により端部材５１，５２の間で進退自在に変位する移
動ブロック５３と、端部材５１，５２の間に架設したガ
イドレール５４に沿って移動ブロック５３の変位に伴っ
てスライドする従動部５５とを備えたスライドシリンダ
が知られており、このスライドシリンダにおいては、移
動ブロック５３および従動部５５が連結ボルトまたはカ
チコミ部材（図示せず）等により互いに固定的に連結さ
れている。

【０００３】また移動ブロック５３の側面に磁石５６が
取り付けられるとともに、この磁石５６と対向するよう
に端部材５１，５２の間にセンサ取付用レール５７が架
設され、このセンサ取付用レール５７に、移動ブロック
５３がストロークの一端限（図上下端限）に位置するこ
とを検出する磁気近接センサ５８と、移動ブロック５３
がストロークの他端限（図上上端限）に位置することを
検出する磁気近接センサ５９とが取り付けられている。

【０００４】図は、移動ブロック５３および従動部５５
がストロークの上端限に位置した状態を示しており、こ
の状態で、移動ブロック５３内のシリンダ室（図示せ
ず）に流体圧を供給して移動ブロック５３を下方に変位
させると、これに伴って従動部５５がガイドレール５４
に沿って下方にスライドし、移動ブロック５３がその下
端面において、一方の端部材５１に取り付けられたスト
ッパ６０に当接してストロークの下端限に達した時点
で、これらの変位が停止する。

【０００５】上記構成のスライドシリンダは例えば、従
動部５５にエアチャック（図示せず）を搭載してこのエ
アチャックでワーク（図示せず）を釈放自在に保持し、
このワークを上記変位により、実装基板等の装着部品
（図示せず）に設けられた凹部状の装着部に装着（挿
入）するのに用いられ、この場合、移動ブロック５３お
よび従動部５５がストロークの下端限に達した時点で丁
度、ワークが装着部に装着される。

【０００６】しかしながら、位置決め不良等によりワー
クが装着部以外の箇所で装着部品に当接すると、これに
よりワーク、エアチャック、従動部５５および移動ブロ
ック５３の変位が本来のストロークの中途で停止させら
れる。したがってこのときワークが装着部品に衝突して
大きな衝撃力が発生し、これによりワークまたはエアチ
ャックが破損したり、スライドシリンダが損傷したりす
る問題がある。

【０００７】また従来、特開平７−１５８６１１号公報
に掲載されたスライドシリンダの緩衝機構が知られてい
るが、この従来の緩衝機構には、その構成要素をなすス
プリングがシリンダボディの外部に常時突出しているロ
ッドの端部の外周に配置されるために、この緩衝機構を
備えたスライトシリンダの長さが、緩衝機構を備えてい
ないスライドシリンダより長くなって、取付スペースが
大型化する問題があり、また上記したようにワークを装
着部品の装着部に装着する際に、ワークが装着部に正確
に装着されてもされなくてもピストンがそのストローク
の一端限に位置する状態が実現されるために、ピストン
がストロークの一端限に位置することを検出するために
設置される磁気近接センサでは、ワークが装着部に正確
に装着されたか否かを検出することができず、よって新
たにロッドの先端部に磁石を取り付けるとともに、連結
部材の対応する箇所に、連結部材およびロッドが相対変
位して緩衝機構が作動したことを検出する磁気近接セン
サを取り付けなければならない問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の点に鑑
み、流体圧の供給により端部材の間で進退自在に変位す
る移動ブロックと、端部材の間に架設したガイドレール
に沿って移動ブロックの変位に伴ってスライドする従動
部とを備えたスライドシリンダにおいて、従動部の変位
が本来のストロークの中途で停止させられたときに発生
する衝撃を吸収する機能を備えたスライドシリンダを提
供することを目的とする。

【０００９】また設備の仕様変更または改造等で、後
（あと）から緩衝機構の追加が必要になった場合におい
ても、緩衝機構を備えたスライドシリンダの外形寸法お
よび取付寸法が大型化せず、もってこの緩衝機構を備え
たスライドシリンダを、緩衝機構を備えていないスライ
ドシリンダの場合と同じ大きさの取付スペースに装着す
ることが可能なスライドシリンダを提供することを目的
とする。

【００１０】またこれに加えて、スライドシリンダに緩
衝機構が備えられても、一組の磁石および磁気近接セン
サが、従動部がストロークの一端限に位置することを検
出する機能と、ワークが装着部に正確に装着されたか否
かを検出する機能とを兼ね備えており、もってこの後者
の機能を得るために新たに磁石および磁気近接センサを
設置する必要がないスライドシリンダを提供することを
目的とする。

【００１１】

【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によるスライドシリンダは、流体
圧の供給により端部材の間で進退自在に変位する移動ブ
ロックと、前記端部材の間に架設したガイドレールに沿
って前記移動ブロックの変位に伴ってスライドする従動
部とを備えたスライドシリンダであって、前記移動ブロ
ックおよび前記従動部を前記従動部のスライド方向に所
定距離だけ相対変位自在に連結し、前記移動ブロックお
よび前記従動部の間に配置したバネ手段により前記従動
部をそのスライド方向の一方に弾性付勢することにし
た。

【００１２】また本発明の請求項２によるスライドシリ
ンダは、上記した請求項１のスライドシリンダにおい
て、従動部の外面に取り付けられた磁石と、端部材の間
に架設したセンサ取付用レールに取り付けられて前記従
動部がストロークの一端限に位置することを検出する磁
気近接センサとを含むことにした。

【００１３】上記構成を備えた本発明の請求項１による
スライドシリンダにおいては、移動ブロックおよび従動
部が所定距離だけ相対変位自在に連結されるとともにこ
の両者の間にバネ手段が介装されるために、ワークを装
着部品の装着部に装着する際にワークが装着部以外の箇
所で装着部品に当接して、従動部の変位が本来のストロ
ークの中途で停止させられると、移動ブロックが単独で
バネ手段の弾性に抗して変位し続ける。したがってこの
バネ手段の弾性に抗する相対変位により、緩衝作用を奏
することが可能となる。

【００１４】また互いに変位自在に連結された移動ブロ
ックおよび従動部の間にバネ手段を配置する構成である
ために、この緩衝機構を備えたスライドシリンダの外形
寸法および取付寸法が大型化することもない。

【００１５】またこれに加えて、上記構成を備えた本発
明の請求項２によるスライドシリンダにおいては、端部
材の間に架設したセンサ取付用レールに取り付けられる
磁気近接センサと組み合わされる磁石が、上記従来技術
のように移動ブロックではなく、従動部の外面に取り付
けられるために、この一組の磁石および磁気近接センサ
が、従動部がストロークの一端限に位置することを検出
する機能と、ワークが装着部に正確に装着されたか否か
を検出する機能とを兼ね備えることになる。この後者の
機能は、以下のようなものである。

【００１６】すなわち、従動部に搭載したエアチャック
またはバキュームパッド等の保持部材に保持されたワー
クが装着部に正確に装着されると、このとき、磁石を外
面に取り付けた従動部がストロークの一端限に位置する
ために、磁気近接センサが磁石の磁力を感知して検出信
号を出力する。したがってこれにより従動部がストロー
クの一端限に位置したことと、ワークが装着部に正確に
装着されたこととが検知される。これに対して、従動部
に搭載したエアチャックまたはバキュームパッド等の保
持部材に保持されたワークが装着部以外の箇所で装着部
品に当接すると、ワーク、保持部材および従動部の変位
が本来のストロークの中途で停止し、よって従動部に取
り付けられた磁石の変位も本来のストロークの中途で停
止する。したがってこの磁石が磁気近接センサを作動さ
せずに、一定時間経っても磁気近接センサから信号が送
られないために、これをシーケンサ側が装着不良と判断
する。したがってこれによりワークが装着部以外の箇所
で装着部品に当接して装着部に正確に装着されず、その
結果として緩衝機構が緩衝作動したことが検知される。

【００１７】

【発明の実施の形態】つぎに本発明の実施形態を図面に
したがって説明する。

【００１８】図１は、当該実施形態に係るスライドシリ
ンダの一部切欠した正面図を示しており、図２は図１に
おけるＡ−Ａ線拡大断面図である。

【００１９】当該実施形態に係るスライドシリンダは先
ず、図上上下一対の端部材１，２を備えており、この一
対の端部材１，２の間に、ロッド３、ガイドレール４お
よびセンサ取付用レール５が互いに平行に架設され、ロ
ッド３の軸方向に沿って移動ブロック６が変位自在に外
挿され、ガイドレール４に従動部としてのスライドテー
ブル７が同じく軸方向にスライド自在に組み付けられて
いる。

【００２０】またスライドテーブル７のセンサ取付用レ
ール５側の側面に磁石（永久磁石またはマグネットとも
称する）８が取り付けられており、これと対向するセン
サ取付用レール５に、スライドテーブル７がストローク
の一端限（図上下端限）に位置することを検出する磁気
近接センサ９と、スライドテーブル７がストロークの他
端限（図上上端限）に位置することを検出する磁気近接
センサ１０とがそれぞれ着脱自在かつ取付位置調節自在
に取り付けられている。

【００２１】ロッド３は中空であってかつ軸方向に二分
割されており、上下一対の分割体３ａ，３ｂの間にピス
トン１１が挾み込まれて支持されている。分割体３ａ，
３ｂはそれぞれ、その一端において端部材１，２の内側
面に設けられた凹部１ａに挿入されるとともに、他端に
おいてピストン１１の端面に設けられた凹部１１ａに挿
入されている。分割体３ａ，３ｂと端部材１，２との間
はそれぞれＯリング等のパッキン１２によりシールされ
ている。

【００２２】移動ブロック６に孔状の貫通部１３が軸方
向に沿って設けられて、この貫通部１３に円筒状のシリ
ンダチューブ１４が内挿嵌着されており、このシリンダ
チューブ１４の軸方向端部にそれぞれ閉止部材１５が嵌
着され、この閉止部材１５の内周にロッド３が軸方向に
相対変位自在に貫挿されている。閉止部材１５はそれぞ
れ穴用止め輪１６により抜け止めされており、シリンダ
チューブ１４および閉止部材１５の間がＯリング等のパ
ッキン１７によりシールされ、閉止部材１５およびロッ
ド３の間がロッドシール１８によりシールされ、ピスト
ン１１およびシリンダチューブ１４の間がピストンシー
ル１９によりシールされている。

【００２３】シリンダチユーブ１４内のシリンダ室２０
が、ピストン１１により上下一対の圧力室２１に仕切ら
れており、この一対の圧力室２１にそれぞれ流体圧とし
ての圧縮空気を給排するべく、端部材１，２の外側面に
それぞれ配管ポート２２が設けられている。図上下側の
配管ポート２２はオリフィス２３および図上下側のロッ
ド３の分割体３ａの中空部を介して図上下側の圧力室２
１に連通している。一方、図示しない上側の配管ポート
は同じくオリフィスおよび図上上側のロッド３の分割体
３ｂの中空部を介して図上上側の圧力室２１に連通して
いる。ロッド３の分割体３ａ，３ｂの他端とこれを挿入
したピストン１１の端面との間にはそれぞれ、圧縮空気
を通す間隙状の流路２４が設けられている。

【００２４】スライトテーブル７はガイドレール４に跨
乗配置されており、これを可能にするべくスライドテー
ブル４の背面に、ガイドレール４と嵌め合わされる凹部
（図示せず）が設けられている。そしてガイドレール４
の両側面およびこれと対向する凹部の内面にそれぞれ一
対の直線状の軌道溝２５が焼き入れ、研磨により軸方向
に沿って設けられており、この軌道溝２５に多数のボー
ル（図示せず）が転動自在に介装されてリニアボールベ
アリング（図示せず）が構成されている。リニアボール
ベアリングは、ガイトレール４に対するスライドテーブ
ル７の円滑かつ高精度な軸方向の相対移動を可能にする
ものである。スライドテーブル７には搭載面７ａが設け
られている。

【００２５】スライドテーブル７の移動ブロック６側の
側面に、断面略円形のピン状を呈する係合部２６が移動
ブロック６に向けて立設されており、このピン状の係合
部２６が、移動ブロック６の対向面に設けられた係合凹
部２７に軸方向に所定距離だけ相対変位自在に係合して
いる。係合凹部２７は図２に示すように、軸方向に長い
長円形の開口形状を成している。相対変位のストローク
は、係合部２６が係合凹部２７の軸方向両開口縁に当接
する範囲である。また移動ブロック６とスライドテーブ
ル７とが相対変位の全ストロークにおいて直接接触する
ことがないように、移動ブロック６のスライドテーブル
７側の側面に切欠部６ａが設けられており、この切欠部
６ａの内面に上記した係合凹部２７が開口している。

【００２６】係合凹部２７に連通するように、移動ブロ
ック６の内部に横孔状のバネ装着部２８が軸方向に沿っ
て設けられており、このバネ装着部２８にバネ手段とし
てのコイル状のスプリング２９が内挿されている。バネ
装着部２８の図上上側の開口は移動ブロック６の上側の
端面に開口しており、この開口がここに嵌着固定側スプ
リング受け３０により閉塞され、このスプリング受け３
０と係合部２６との間に、上記したスプリング２９と、
更に従動側のスプリング受け３１とが介装されている。
従動側のスプリング受け３１はバネ装着部２８の内面に
対して軸方向に摺動自在である。スプリング２９は係合
部２６の図上上側（ワーク後進側）に配置され、従動側
のスプリング受け３１を介して、係合部２６を備えたス
ライドテーブル７全体を図上下向き（ワーク前進向き）
に常時弾性付勢している。

【００２７】また移動ブロック６の上下端面にそれぞれ
ストッパ受け３２が設けられ、このストッパ受け３２に
対向して、端部材１，２にそれぞれストッパまたはショ
ックアブソーバ３３が取り付けられている。

【００２８】つぎに上記構成を備えたスライドシリンダ
の作動を説明する。

【００２９】このスライトシリンダを使用してワーク
（図示せず）を装着部品（図示せず）の装着部に装着
（挿入）する場合には、スライドテーブル７の搭載面７
ａに保持部材としてのエアチャック（図示せず）を搭載
し、このエアチャックに釈放自在に保持されたワークを
装着部品の孔状または凹部状の装着部に正対させる。ま
た初動姿勢である図１の状態で、移動ブロック６はスト
ロークの上端限に位置しており、スライドテーブル７は
スプリング２９の弾性および自重により移動ブロック６
に対する相対ストロークの下端限に位置している。

【００３０】図１の状態で、下側の圧力室２１に圧縮空
気を供給するとともに上側の圧力室２１から圧縮空気を
排出すると、移動ブロック６が下方に変位し、これに伴
ってスプリング２９、スプリング受け３０，３１、係合
部２６を備えたスライドテーブル７、エアチャックおよ
びワークが移動ブロック６に対する相対的な位置関係を
変化させることなく下方に変位する。そして図３に示す
ように、移動ブロック６がその下端面に取り付けたスト
ッパ受け３２においてショックアブソーバ３３に当接
し、このショックアブソーバ３３が作動してストローク
の下端限に達すると、これらの下向きの変位が停止し、
このとき丁度、ワークが装着部に装着される。またこの
ようにワークが装着部に正確に装着されると、スライド
テーブル７の側面に取り付けられた磁石８の磁界を磁気
近接センサ９が感知して装着完了の信号を外部に送り、
エアチャックの保持が解除されて装着作業が完了する。

【００３１】これに対して、スライドシリンダ自体の位
置決め不良等が発生すると、ワークが装着部に装着され
ずに装着部以外の箇所で装着部品に当接する。このとき
係合部２６は軸方向に所定距離だけ変位可能に移動ブロ
ック６と係合しており、ワークを保持したエアチャック
およびスライトテーブル７はワークが装着部以外の箇所
で装着部品に当接した状態で保持される。

【００３２】一方、移動ブロック６は図４に示すよう
に、スプリング２９の弾性に抗して本来のストローク下
端限まで下降し、これによりワークが装着部以外の箇所
で装着部品に当接してもワークに作用する負荷が吸収さ
れ、ワークやエアチャック、更にはスライドシリンダ自
体に不具合が発生するのを確実に阻止することができ
る。

【００３３】またこのときは、スライドテーブル７が本
来のストローク下端限まで下降していないために、磁石
８が磁気近接センサ９を作動させずに、一定時間経って
も磁気近接センサ９から信号が送られず、これをシーケ
ンサ側が装着不良と判断し、装着不良に対応した次の作
動が自動的に開始される。したがってこの一組の磁石８
および磁気近接センサ９が、スライドテーブル７がスト
ロークの一端限に位置することを検出する機能と、ワー
クが装着部に正確に装着されたか否かを検出する機能と
を兼ね備えることになり、後者の機能を得るために新た
に磁石および磁気近接センサを設置する必要がない。

【００３４】またこのスライドシリンダには、スライド
テーブル７に立設した係合部２６、スプリング２９およ
びスプリング受け３０，３１が移動ブロック６の内部に
組み込まれるために、緩衝機構４１がスライドシリンダ
に備えられてもスライドシリンダの外形寸法および取付
寸法が大型化せず、よって緩衝機構４１付きのスライド
シリンダを、緩衝機構を備えていないスライドシリンダ
と同じ大きさの取付スペースに交換的に取り付けること
ができる利点がある。

【００３５】上記実施形態で説明した緩衝機構４１はこ
れを、図５に示すようにロッドレスタイプのスライトシ
リンダに組み込むことも可能である。

【００３６】すなわち、この図５のロッドレスタイプの
スライドシリンダは、一対の端部材１，２の間に架設し
たシリンダチューブ３４の内部に圧縮空気を供給して、
複数の磁石３６を備えたピストン３５を往復動させ、磁
石３６の磁力により磁性体製の移動ブロック６を従動さ
せ、これに伴ってスライドテーブル７をスライドさせる
ものである。

【００３７】また上記した実施形態では何れも、スライ
ドテーブル７にピン状の係合部２６が立設されて、この
係合部２６が、移動ブロック６に設けられた係合凹部２
７に対して軸方向に相対変位自在に係合しているが、反
対に、係合部２６を移動ブロック６に立設するとともに
スライドテーブル（従動部）７に係合凹部２７を設ける
ようにしても良い。尚、この後者の場合には、スプリン
グ（バネ手段）２９もスライドテーブル（従動部）７側
に配置される。また更に、係合部２６および係合凹部２
７を設けることなく、スプリング（バネ手段）２９を移
動ブロック６およびスライドテーブル（従動部）７の間
に直接介装することも考えられる。

【００３８】

【発明の効果】本発明は、以下の効果を奏する。

【００３９】すなわち先ず、上記構成を備えた本発明の
請求項１によるスライドシリンダにおいては、移動ブロ
ックおよび従動部が所定距離だけ相対変位自在に連結さ
れるとともにこの両者の間にバネ手段が介装されるため
に、このバネ手段の弾性に抗する両者の相対変位によ
り、緩衝作用を奏することが可能である。したがって例
えば、上記したようにワークを装着部品の装着部に装着
する際にワークが装着部以外の箇所で装着部品に当接し
て、従動部の変位が本来のストロークの中途で停止させ
られることがあっても、衝撃によりワーク、エアチャッ
クまたはバキュームパッド等の保持部材またはスライド
シリンダが損傷するのを防止することができる。

【００４０】また互いに変位自在に連結された移動ブロ
ックおよび従動部の間にバネ手段を配置する構成である
ために、この緩衝機構を備えたスライドシリンダの外形
寸法および取付寸法が大型化することがなく、よって緩
衝機構付きのスライドシリンダを、緩衝機構を備えてい
ないスライドシリンダと同じ大きさの取付スペースに交
換的に取り付けることができる。

【００４１】またこれに加えて、上記構成を備えた本発
明の請求項２によるスライドシリンダにおいては、端部
材の間に架設したセンサ取付用レールに取り付けられる
磁気近接センサと組み合わされる磁石が、上記従来技術
のように移動ブロックではなく、従動部の外面に取り付
けられるために、この一組の磁石および磁気近接センサ
が、従動部がストロークの一端限に位置することを検出
する機能と、ワークが装着部に正確に装着されたか否か
を検出する機能とを兼ね備えることになる。したがって
後者の機能を確保するために新たに磁石および磁気近接
センサを設置する必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るスライドシリンダの一
部切欠した正面図

【図２】図１におけるＡ−Ａ線拡大断面図

【図３】同スライドシリンダの作動状態を示す一部切欠
した正面図

【図４】同スライドシリンダの作動状態を示す一部切欠
した正面図

【図５】本発明の他の実施形態に係るスライドシリンダ
の一部切欠した正面図

【図６】従来例に係るスライドシリンダの正面図

【符号の説明】

１，２ 端部材 １ａ，１１ａ 凹部 ３ ロッド ３ａ，３ｂ 分割体 ４ ガイドレール ５ センサ取付用レール ６ 移動ブロック ６ａ 切欠部 ７ スライドテーブル（従動部） ７ａ 搭載面 ８，３６ 磁石 ９，１０ 磁気近接センサ １１，３５ ピストン １２，１７ パッキン １３ 貫通部 １４，３４ シリンダチューブ １５ 閉止部材 １６ 穴用止め輪 １８ ロッドシール １９ ピストンシール ２０ シリンダ室 ２１ 圧力室 ２２ 配管ポート ２３ オリフィス ２４ 流路 ２５ 軌道溝 ２６ 係合部 ２７ 係合凹部 ２８ バネ装着部 ２９ スプリング（バネ手段） ３０，３１ スプリング受け ３２ ストッパ受け ３３ ショックアブソーバ ４１ 緩衝機構

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体圧の供給により端部材（１）（２）
   の間で進退自在に変位する移動ブロック（６）と、前記
   端部材（１）（２）の間に架設したガイドレール（４）
   に沿って前記移動ブロック（６）の変位に伴ってスライ
   ドする従動部（７）とを備えたスライドシリンダであっ
   て、 前記移動ブロック（６）および前記従動部（７）を前記
   従動部（７）のスライド方向に所定距離だけ相対変位自
   在に連結し、 前記移動ブロック（６）および前記従動部（７）の間に
   配置したバネ手段（２９）により前記従動部（７）をそ
   のスライド方向の一方に弾性付勢したことを特徴とする
   スライドシリンダ。
2. 【請求項２】 請求項１のスライドシリンダにおいて、 従動部（７）の外面に取り付けられた磁石（８）と、 端部材（１）（２）の間に架設したセンサ取付用レール
   （５）に取り付けられて前記従動部（７）がストローク
   の一端限に位置することを検出する磁気近接センサ
   （９）とを含むことを特徴とするスライドシリンダ。