(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0008】
このリニアアクチュエータ10は、
図1〜
図6に示されるように、シリンダ本体12と、該シリンダ本体12の上部に設けられ、長手方向(矢印A、B方向)に沿って直線状に往復動作するスライドテーブル14と、前記シリンダ本体12とスライドテーブル14との間に介装され、前記スライドテーブル14を長手方向(矢印A、B方向)に沿って案内するガイド機構16とを含む。
【0009】
シリンダ本体12は、例えば、アルミニウム合金等の金属製材料から形成され、断面長方形状で長手方向(矢印A、B方向)に沿って所定長さで形成され、その上面には、略中央部に断面略半円状に窪んだ凹部18が形成される(
図2参照)。この凹部18は、長手方向(矢印A、B方向)に沿って延在すると共に、シリンダ本体12とガイド機構16とを連結する連結ボルト20の挿通される一組の挿通孔22が貫通している。
【0010】
また、シリンダ本体12の一側面には、圧力流体の供給・排出される第1及び第2ポート24、26が該シリンダ本体12の長手方向(矢印A、B方向)と直交するように形成され、後述する一対の貫通孔28a、28bと連通している(
図4参照)。さらに、シリンダ本体12の両側面には、長手方向(矢印A、B方向)に沿ってセンサ取付溝30がそれぞれ形成され、図示しないセンサが装着される。
【0011】
シリンダ本体12の下面には、軸線上となる幅方向の中央部に一組の挿通孔22が形成され、
図3に示されるように、下方より連結ボルト20が挿通される。そして、連結ボルト20は、その先端部が前記シリンダ本体12の上面より突出し、ガイド機構16のガイドブロック68に螺合されることによって互いに連結される。
【0012】
一方、
図4に示されるように、一対の貫通孔28a、28bが、シリンダ本体12の内部において長手方向(矢印A、B方向)に沿って貫通し、一方の貫通孔28aと他方の貫通孔28bとは、所定間隔離間して略平行に並設されている。
【0013】
貫通孔28a、28bには、シールリング32及びマグネット34が外周面に装着されたピストン36と、前記ピストン36に連結されたピストンロッド38とを含むシリンダ機構40がそれぞれ設けられる。このシリンダ機構40は、一対のピストン36及びピストンロッド38が一対の貫通孔28a、28bにそれぞれ内装され構成される。
【0014】
また、貫通孔28a、28bの一端部は、キャップ42によって閉塞され、前記貫通孔28a、28bの他端部は、止め輪を介して保持されるロッドホルダ44によって気密に閉塞される。
【0015】
さらに、一方の貫通孔28aは、第1及び第2ポート24、26とそれぞれ連通し、他方の貫通孔28bは、一方の貫通孔28aとの間に形成された一組の接続通路46を介して互いに連通している。すなわち、第1及び第2ポート24、26に供給された圧力流体は、一方の貫通孔28aへと導入された後、接続通路46を通じて他方の貫通孔28bにも導入される。この接続通路46は、貫通孔28a、28bの延在方向(矢印A、B方向)と直交するように形成されている。
【0016】
スライドテーブル14は、
図1〜
図6に示されるように、テーブル本体48と、該テーブル本体48の他端部に連結されるエンドプレート50とを備え、前記エンドプレート50は、前記テーブル本体48に対して直交するように連結される。
【0017】
テーブル本体48は、長手方向(矢印A、B方向)に沿って所定厚さで延在するベース部52と、該ベース部52の両側部から直交するように下方へと延在した一対のガイド壁54a、54bとからなる。そして、ガイド壁54a、54bの内面には、後述するガイド機構16のボール(転動体)56が案内される第1ボール案内溝58が形成される。この第1ボール案内溝58は、断面略半円状に窪んで形成される。
【0018】
また、テーブル本体48の一端部には、一対のボルト60によってエンドプレート50が固定される。
【0019】
ベース部52には、例えば、互いに所定間隔離間して配置された4個のワーク保持用孔部62が形成され、このワーク保持用孔部62は、例えば、スライドテーブル14に載置されたワーク(図示せず)を固定するために用いられる。
【0020】
エンドプレート50は、テーブル本体48の他端部に固定され、シリンダ本体12の端面に臨むように設けられると共に、一組のロッド孔に挿通されたピストンロッド38の端部がそれぞれ固定される。これにより、エンドプレート50を含むスライドテーブル14が、ピストンロッド38と共にシリンダ本体12の長手方向(矢印A、B方向)に沿って変位する。
【0021】
また、エンドプレート50の略中央部には、ダンパ装着孔を介してダンパ66が装着される。このダンパ66は、例えば、ゴム等の弾性材料からなり、その端部がエンドプレート50の端面から突出し、スライドテーブル14の変位作用下に共に前記ダンパ66がシリンダ本体12の端面に当接する。
【0022】
ガイド機構16は、
図2、
図5〜
図10に示されるように、幅広扁平状のガイドブロック68と、該ガイドブロック68の両端部に設けられる一対のカバーブロック(カバー部材)70a、70bと、前記ガイドブロック68の長手方向に沿って循環する複数のボール56と、前記ボール56を前記ガイドブロック68のボール循環溝(循環溝)71に保持するカバープレート(保持部材)72とを含む。
【0023】
ガイドブロック68は、例えば、ステンレスや炭素鋼等の金属製材料から形成され、その両側面に長手方向(矢印A、B方向)に沿って第2ボール案内溝74が形成されると共に、その下面にはボール56の装填される一対のボール循環溝71が長手方向(矢印A、B方向)に沿って形成される。すなわち、第2ボール案内溝74とボール循環溝71とが略平行に形成される(
図10参照)。なお、第2ボール案内溝74は、第1ボール案内溝58と同様に断面半円状に形成される。
【0024】
そして、ガイド機構16の上部にスライドテーブル14が配置された際、第2ボール案内溝74は、第1ボール案内溝58と対向する位置に形成され、ボール循環溝71はシリンダ本体12の上面に臨むように形成される。
【0025】
また、ガイドブロック68の幅方向中央には、連結ボルト20の螺合される一組のボルト孔76が形成されている。
【0026】
カバーブロック70a、70bは、例えば、ナイロン等の樹脂製材料からなり、本体部78と、該本体部78の幅方向略中央で切り欠かれた切欠部80とを有している。
【0027】
本体部78は、切欠部80を中心として幅方向左右に2分割して形成されると共に、ガイドブロック68に当接する一端面が平面状に形成され、該一端面と反対側となる他端面が段付状に形成される。
【0028】
また、本体部78の幅方向略中央には、下方に向かって断面円弧状に膨出した円弧部82が形成され、前記円弧部82は、ガイド機構16がシリンダ本体12の上部に連結された際、凹部18に挿入される。
【0029】
さらに、本体部78は、ガイドブロック68の端面に当接した際、ボール循環溝71の端部を閉塞すると共に、切欠部80は、カバーブロック70a、70bの一端面から他端面まで貫通しているため、前記ガイドブロック68の端面が前記切欠部80を介して露呈している。
【0030】
また、本体部78の一端面には、ボール56の循環方向を反転させる一組のリターンガイド84が装着孔86を介してそれぞれ設けられる。このリターンガイド84は、断面半円状に形成され外周面にボール56の転動する溝状のガイド部88を備える。そして、リターンガイド84の装着されたカバーブロック70a、70bがガイドブロック68の両端面に装着された際、前記リターンガイド84の一端部がボール循環溝71に接続され、他端部が第2ボール案内溝74に接続される。
【0031】
すなわち、リターンガイド84によってボール循環溝71と第2ボール案内溝74とが連続的に接続され、ボール56は、前記リターンガイド84においてボール循環溝71からガイド部88を介して第1及び第2ボール案内溝58、74へと180°方向変換して連続的に転動する。
【0032】
一方、本体部78の他側面には、切欠部80を中心として一対の保持部(係合部)90が互いに等間隔離間して形成され、この保持部90は、前記本体部78の一端面側に向かって所定深さで窪んで形成される。そして、保持部90には、後述するカバープレート72のフック部94がそれぞれ係合される。
【0033】
カバープレート72は、
図7〜
図14に示されるように、例えば、ステンレス鋼等の金属製材料の板材をプレス成形することで形成され、ベース部(転動体保持部)92と、該ベース部92の長手方向(矢印A、B方向)に沿った両端部において直交するように立設した4つのフック部(カバー保持部)94とからなる。
【0034】
ベース部92は、
図11及び
図12に示されるように、例えば、略中央に連結ボルト20の挿通される孔部96を有した略平面状に形成され、前記孔部96を挟んだ両端部側にそれぞれ半長円状に切り欠かれた一組の逃げ部98が形成されている。また、ベース部92の幅方向となる両側部には、幅中心側に向かってそれぞれ略長方形状に窪んだ一組の窪み部100が形成される。
【0035】
この逃げ部98及び窪み部100の縁部には、ベース部92に対して所定角度で折曲して突出した複数の突起部102が形成される。突起部102は、
図13に示されるように、ベース部92に対してフック部94の突出方向とは反対方向に突出するように形成され、例えば、前記ベース部92に対して約30°〜45°の傾斜角度で折曲されている。また、突起部102は、ベース部92の長手方向(矢印A、B方向)に沿って所定長さで形成され、互いに等間隔離間するように形成されている。
【0036】
換言すれば、突起部102は、ガイドブロック68をシリンダ本体12及びスライドテーブル14と組み付ける際、前記シリンダ本体12側に向かって突出するように形成されている。
【0037】
フック部94は、例えば、ベース部92の幅方向に沿って所定幅で形成され、該ベース部92の一端部、他端部にそれぞれ一組ずつ形成されると共に、前記ベース部92に対して所定高さだけ突出するように形成される。また、フック部94は、
図14に示されるように、その高さ方向に沿った略中央部がベース部92の中心側に向かって凸状となる断面略V字状に折曲されている。
【0038】
また、
図14に示されるように、ベース部92の一端部側に形成されたフック部94と、前記ベース部92の他端部側に形成されたフック部94との離間距離は、一対のカバーブロック70a、70bとガイドブロック68との長手方向に沿った長さと略同等若しくは若干だけ小さくなるように形成される。
【0039】
そして、カバープレート72は、
図6及び
図9に示されるように、そのベース部92をガイドブロック68の下面に当接させることで、一対のボール循環溝71を覆うこととなるため該ボール循環溝71の内部にボール56が保持され、前記ボール56は、前記ボール循環溝71から離間する方向への脱落が防止された状態で該ボール循環溝71に保持される。また、カバープレート72は、ガイドブロック68の両端面に一対のカバーブロック70a、70bがそれぞれ設けられた状態で、
図7、
図9及び
図14に示されるように、4つのフック部94がそれぞれ前記カバーブロック70a、70bの保持部90へと係合されることで、一組のカバーブロック70a、70bの間にガイドブロック68が挟まれた状態でカバープレート72によって保持されるガイド機構16が構成される。換言すれば、カバープレート72が、カバーブロック70a、70bに対して保持される。
【0040】
すなわち、カバープレート72は、複数のボール56をガイドブロック68に対して保持するボール保持機能と、該ガイドブロック68の両端部に対して一対のカバーブロック70a、70bを保持するカバー保持機能とを兼ね備えている。
【0041】
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、次に前記リニアアクチュエータ10を構成するガイド機構16の組み付けについて説明する。
【0042】
先ず、
図8及び
図10に示される状態から、ガイドブロック68のボール循環溝71及び第2ボール案内溝74に複数のボール56を装填した後、前記ガイドブロック68の両端面にそれぞれカバーブロック70a、70bを当接させる。なお、この場合、第2ボール案内溝74に装填されたボール56は、図示しない治具等によってガイドブロック68から脱落することがないように保持される。
【0043】
次に、カバープレート72をガイドブロック68の下面側から接近させ、そのベース部92を前記下面に当接させることで一対のボール循環溝71を閉塞する。これにより、ボール循環溝71において複数のボール56がベース部92によって保持され、前記ボール56が開口したボール循環溝71から脱落することがない。
【0044】
そして、各カバーブロック70a、70bの保持部90に対してそれぞれカバープレート72のフック部94を係合させることで、ガイドブロック68の両端部にカバーブロック70a、70bがそれぞれ連接された状態で固定されると共に、前記ガイドブロック68及び前記カバーブロック70a、70bに対して前記カバープレート72が保持された状態となり、ガイド機構16の組み付けが完了した状態となる。
【0045】
このように組み付けられたガイド機構16を、シリンダ本体12の上部に載置した状態で、連結ボルト20をシリンダ本体12の挿通孔22へ挿通させ、ガイドブロック68のボルト孔76に螺合させることで、前記シリンダ本体12と前記ガイド機構16とが互いに接近する方向へと引っ張られ互いに固定される。この際、カバープレート72のベース部92が、シリンダ本体12の上面に当接しており、しかも、前記シリンダ本体12に対して硬い材質で形成されているため、複数の突起部102がそれぞれ連結ボルト20の螺合によって前記シリンダ本体12へと食い込むように進入する。
【0046】
その結果、シリンダ本体12に対してガイド機構16を固定することで、複数の突起部102が前記シリンダ本体12に食い込むことによる位置決めが同時になされ、ずれやがたつき等が好適に防止される。
【0047】
このようにリニアアクチュエータ10を構成するガイド機構16では、単一のカバープレート72を用い、該カバープレート72をガイドブロック68に装着することで、複数のボール56をガイドブロック68のボール循環溝71に対して循環自在に保持することができると共に、前記ガイドブロック68の両端部に当接させた一対のカバーブロック70a、70bを容易に固定することができる。
【0048】
その結果、ガイドブロック68、カバーブロック70a、70b等を含むガイド機構16を、例えば、ボルト等を用いて互いに組み付ける場合と比較し、簡便に組み付けることができると共に、構成の簡素化を図ることができる。そのため、ガイド機構16を含むリニアアクチュエータ10においての組付性の向上及び製造コストの削減を図ることができる。
【0049】
また、シリンダ本体12の上部にガイド機構16を固定する際、連結ボルト20の螺合作用下に前記シリンダ本体12と前記ガイド機構16とを互いに接近させる方向に引っ張ることで、カバープレート72に形成された複数の突起部102を前記シリンダ本体12へと食い込ませることができ、相対的な位置決めを行うことが可能となり、前記シリンダ本体12に対するガイド機構16のずれやがたつき等を好適に防止することができる。
【0050】
さらに、ガイドブロック68には、ボール56の循環する貫通孔を設ける代わりに、下方に向かって開口したボール循環溝71を形成し、該ボール循環溝71に前記ボール56を循環させる構成としている。そのため、前記貫通孔を形成する場合と比較し、加工工数及び加工コストの削減を図ることが可能となる。その結果、リニアアクチュエータ10における製造コストの削減を図ることができる。
【0051】
次に、上述したように組み付けられたガイド機構16を含むリニアアクチュエータ10の動作並びに作用効果について簡単に説明する。なお、
図4及び
図5に示されるように、スライドテーブル14を構成するエンドプレート50が、シリンダ本体12の端面に当接した状態を初期位置として説明する。
【0052】
先ず、図示しない圧力流体供給源から圧力流体を第1ポート24へと導入する。この場合、第2ポート26は、図示しない切換弁の操作下に大気開放状態としておく。
【0053】
この第1ポート24に供給された圧力流体は、一方の貫通孔28aへ供給されると共に、接続通路46を通じて他方の貫通孔28bへと供給され、ピストン36をロッドホルダ44側(矢印A方向)に向かって押圧する。これにより、ピストン36に連結されたピストンロッド38と共に、スライドテーブル14がシリンダ本体12から離間する方向へと変位する。
【0054】
この際、ガイド機構16を構成するボール56が、スライドテーブル14の変位に伴ってボール循環溝71、第1及び第2ボール案内溝58、74に沿って転動することにより、前記スライドテーブル14が前記ガイド機構16によって軸線方向に沿って案内される。
【0055】
一方、スライドテーブル14を前記とは反対方向に変位させる場合には、第1ポート24に供給されていた圧力流体を第2ポート26に対して供給すると共に、前記第1ポート24を大気開放状態とする。これにより、第2ポート26から一対の貫通孔28a、28bへと供給された圧力流体によってピストン36がロッドホルダ44から離間する方向(矢印B方向)へと変位し、該ピストン36と共にピストンロッド38を介してスライドテーブル14がシリンダ本体12に接近する方向へと変位する。そして、スライドテーブル14を構成するエンドプレート50に設けられたダンパ66が、シリンダ本体12の端面に当接することにより初期位置へと復帰する。
【0056】
なお、本発明に係るリニアアクチュエータは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。