特許 6372213 アクチュエータのガイドユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6372213

(24)【登録日】2018年7月27日

(45)【発行日】2018年8月15日

(54)【発明の名称】アクチュエータのガイドユニット

(51)【国際特許分類】

   F15B 15/14 20060101AFI20180806BHJP

【ＦＩ】

   F15B15/14 335B

   F15B15/14 365

   F15B15/14 340A

【請求項の数】7

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-144725(P2014-144725)

(22)【出願日】2014年7月15日

(65)【公開番号】特開2016-20719(P2016-20719A)

(43)【公開日】2016年2月4日

【審査請求日】2017年5月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000102511

【氏名又は名称】ＳＭＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100077665

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 剛宏

(74)【代理人】

【識別番号】100116676

【弁理士】

【氏名又は名称】宮寺 利幸

(74)【代理人】

【識別番号】100149261

【弁理士】

【氏名又は名称】大内 秀治

(74)【代理人】

【識別番号】100136548

【弁理士】

【氏名又は名称】仲宗根 康晴

(74)【代理人】

【識別番号】100136641

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 志郎

(74)【代理人】

【識別番号】100169225

【弁理士】

【氏名又は名称】山野 明

(72)【発明者】

【氏名】脇 和文

【審査官】 北村 一

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭６３−１３３６１０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０５−０４５２０５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第０６３０５６６８（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 登録実用新案第３０５５４８７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０５−０５８９０５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１０−２２３３０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−１５１６０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−１１６９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０４６００９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１５Ｂ １５／００−１５／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スライド部とガイド部を含むアクチュエータのガイドユニットであって、
前記アクチュエータは、シリンダ本体から延出する駆動ロッドを備え、
前記スライド部は、前記駆動ロッドに着脱自在に連結されるスライダと、前記スライダに固定されるガイドロッドを有し、
前記ガイド部は、前記シリンダ本体に固定されるガイドプレートと、前記ガイドプレートに固定されるガイド筒を有し、
前記ガイドロッドは、前記ガイド筒に摺動自在に挿通され、
前記スライダは、前記駆動ロッドの軸線に直交する方向に遊動できるように隙間を設けたフローティング機構を介して前記駆動ロッドに連結される
ことを特徴とするアクチュエータのガイドユニット。

【請求項2】

請求項１記載のアクチュエータのガイドユニットにおいて、
前記ガイドプレートは、矩形状の板材からなり、厚み方向に貫通する取付穴が隅部に形成されている
ことを特徴とするアクチュエータのガイドユニット。

【請求項3】

請求項１記載のアクチュエータのガイドユニットにおいて、
前記ガイドプレートは、矩形状の板材からなり、一方の側部端面から対向する他方の側部端面にかけて貫通する取付穴が形成されている
ことを特徴とするアクチュエータのガイドユニット。

【請求項4】

請求項１記載のアクチュエータのガイドユニットにおいて、
前記ガイドプレートは、断面Ｌ字状の板材からなり、前記ガイドロッドに略直交する第１プレート部と前記ガイドロッドに略平行な第２プレート部を有し、前記第２プレート部の厚み方向に貫通する取付穴が形成されている
ことを特徴とするアクチュエータのガイドユニット。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項に記載のアクチュエータのガイドユニットにおいて、
前記ガイド筒は、ボルト、ねじ嵌合または止め輪により前記ガイドプレートに固定される
ことを特徴とするアクチュエータのガイドユニット。

【請求項6】

請求項１〜４のいずれか１項に記載のアクチュエータのガイドユニットにおいて、
前記スライダは、ボルトまたはナットにより前記駆動ロッドに固定される
ことを特徴とするアクチュエータのガイドユニット。

【請求項7】

請求項１〜４のいずれか１項に記載のアクチュエータのガイドユニットにおいて、
前記ガイドロッドは、ボルト、ねじ嵌合、加締めまたは溶接により、前記スライダに固定される
ことを特徴とするアクチュエータのガイドユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アクチュエータのガイドユニット、特に、流体圧アクチュエータのガイドユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、ワーク等を搬送する手段として、流体圧やモータによってロッドを軸方向に駆動し、ワークを搬送するスライダを変位させるアクチュエータが広く用いられている。

【0003】

本出願人は、駆動ユニットに対して、一対のガイドロッドを備えたガイドユニットを着脱自在に設け、駆動ユニットを構成するピストンロッドの端部に、ガイドロッドに連結された連結プレートを連結することにより、ピストンロッドとともにガイドロッドを変位させるようにしたアクチュエータを提案した（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−１０６４８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、前記の提案に関連してなされたものであり、要求される負荷の大きさ、取付スペース、用途等に応じて、ガイドロッドの外径、ガイドロッド相互の間隔（ピッチ）、ガイドロッドの軸受支持スパンを容易に変更することが可能であり、しかも、構成が簡単なアクチュエータのガイドユニットを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記の目的を達成するために、本発明は、スライド部とガイド部を含むアクチュエータのガイドユニットであって、アクチュエータは、シリンダ本体から延出する駆動ロッドを備え、スライド部は、駆動ロッドに着脱自在に連結されるスライダと、スライダに固定されるガイドロッドを有し、ガイド部は、シリンダ本体に固定されるガイドプレートと、ガイドプレートに固定されるガイド筒を有し、ガイドロッドは、ガイド筒に摺動自在に挿通され、スライダは、駆動ロッドの軸線に直交する方向に遊動できるように隙間を設けたフローティング機構を介して駆動ロッドに連結されることを特徴とする。

【0007】

上記のガイドユニットによれば、スライダ、ガイドロッド、ガイドプレート及びガイド筒の組み合わせを変更することによって、ガイドロッドの外径、ガイドロッド相互の間隔またはガイドロッドの軸受支持スパンを所望のものに容易に変更することができる。しかも、スライダ、ガイドロッド、ガイドプレート及びガイド筒のそれぞれを簡単な構成とすることができる。また、駆動ロッド（ピストンロッド）、シリンダ本体、ガイド部及びスライド部の相互間で、駆動ロッドの軸線と直交する方向に取付誤差が生じても、これを吸収することができる。

【0008】

上記のガイドユニットにおいて、ガイドプレートは、矩形状の板材からなり、厚み方向に貫通する取付穴が隅部に形成されているのが好ましい。これによれば、ガイドプレートを特に簡単な構成にすることができる。

【0009】

また、ガイドプレートは、矩形状の板材からなり、一方の側部端面から対向する他方の側部端面にかけて貫通する取付穴が形成されていてもよい。これによれば、ガイドプレートを簡単な構成にすることができ、また、ガイドユニットを被取付部材である装置の壁面等に沿う向きに取り付けることが容易である。

【0010】

さらに、ガイドプレートは、断面Ｌ字状の板材からなり、ガイドロッドに略直交する第１プレート部とガイドロッドに略平行な第２プレート部を有し、第２プレート部の厚み方向に貫通する取付穴が形成されていてもよい。これによれば、ガイドプレートの製造が容易で、また、ガイドユニットを被取付部材である装置の壁面等に沿う向きに取り付けることが容易である。

【0012】

また、ガイド筒は、ボルト、ねじ嵌合または止め輪によりガイドプレートに固定されるのが好ましい。これによれば、ガイドプレートとガイド筒の固定と分離が自在で、ガイドプレートとガイド筒の組み合わせを変更する場合に、その一方を再び使用することができる。

【0013】

さらに、スライダは、ボルトまたはナットにより駆動ロッドに固定されてもよい。これによれば、スライダと駆動ロッドの固定が簡単である。

【0014】

さらに、ガイドロッドは、ボルト、ねじ嵌合、加締めまたは溶接により、スライダに固定されてもよい。これによれば、ガイドロッドとスライダの固定が簡単である。

【発明の効果】

【0015】

本発明に係るアクチュエータのガイドユニットによれば、スライダ、ガイドロッド、ガイドプレート及びガイド筒の組み合わせを変更することによって、ガイドロッドの外径、ガイドロッド相互の間隔またはガイドロッドの軸受支持スパンを所望のものに容易に変更することができる。しかも、スライダ、ガイドロッド、ガイドプレート及びガイド筒のそれぞれについて、単純な形状のものを採用することができ、製造が容易で、低廉化が達成される。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１実施形態に係るガイドユニットの斜視図である。

【図2】図１に示すガイドユニットの正面図である。

【図3】図２に示すガイドユニットのＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。

【図4】図２に示すガイドユニットの所定の動作状態におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。

【図5】本発明の第２実施形態に係るガイドユニットの斜視図である。

【図6】本発明の第３実施形態に係るガイドユニットの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明に係るアクチュエータのガイドユニットについて好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

【0018】

第１実施形態に係るガイドユニット１０を、図１〜図４を参照しながら説明する。

【0019】

このガイドユニット１０は、流体圧アクチュエータ１２、例えば空気圧シリンダと組み合わせて構成され、スライド部１４とガイド部１６を含む。

【0020】

流体圧アクチュエータ１２は、シリンダチューブ１８、ピストン２０、ピストンロッド（駆動ロッド）２２等を有し、シリンダチューブ１８の内部にピストン２０が摺動自在に配設される。薄肉円筒状のシリンダチューブ１８の一端側に円筒状のロッドカバー２４が嵌合固定されるとともに、シリンダチューブ１８の他端側にヘッドカバー２６が嵌合固定されて、シリンダ本体２８が構成される。ピストン２０の一端側とロッドカバー２４との間に第１圧力室３０が形成され、ピストン２０の他端側とヘッドカバー２６との間に第２圧力室３２が形成される。第１圧力室３０と第２圧力室３２には、それぞれ第１ポート３４と第２ポート３６を通じてエアが給排される。シリンダチューブ１８とは反対側のロッドカバー２４の端部は、雄ねじ部３８を有する。

【0021】

ピストン２０の一端側にピストンロッド２２が連結され、該ピストンロッド２２は、ロッドカバー２４の内部を通って外部に延出する。外部に延出したピストンロッド２２の端部には、有底状のねじ穴４０が形成されている。ピストン２０の外周にはピストンパッキン４２が設けられ、ピストンパッキン４２はシリンダチューブ１８の内面に摺接する。ロッドカバー２４の内周にはロッドパッキン４４が設けられ、ロッドパッキン４４は、ピストンロッド２２に摺接し、第１圧力室３０を外部から気密に保つ。

【0022】

スライド部１４は、スライダ４６とガイドロッド４８を有する。スライダ４６は、細長い矩形状の板材からなり、中央に円形の第１貫通穴５０を有する。第１貫通穴５０は段付き形状で、ピストンロッド２２に近接する側において、内方に向けて突出するフランジ部５２が形成されている。スライダ４６の長手方向両端近傍には、第１貫通穴５０から略等しい距離をおいて、第２貫通穴５４が形成されている。第２貫通穴５４には雌ねじが形成されている。

【0023】

スライダ４６は、第１ボルト５６、平板状の第１止め輪５８及び断面Ｌ字状の第２止め輪６０を用いて、ロッドカバー２４から延出するピストンロッド２２の端部に連結される。第２止め輪６０は、環状板部の一方の面から突出する筒状部５９を有する。筒状部５９の外径は、スライダ４６のフランジ部５２の内径よりも小さく、筒状部５９の軸方向長さは、フランジ部５２の厚さと略等しい。第１止め輪５８及び第２止め輪６０には第１ボルト５６の軸部が挿通される。

【0024】

一対のガイドロッド４８は、外周に雄ねじが形成された小径の突出軸部６２を有し、突出軸部６２がスライダ４６の第２貫通穴５４にねじ込まれることにより、各ガイドロッド４８がスライダ４６に固定される。

【0025】

第１貫通穴５０から第２貫通穴５４までの距離が異なる複数のスライダ４６が予め用意されるとともに、外径の異なる複数のガイドロッド４８が予め用意される。複数のスライダ４６は、第１貫通穴５０から第２貫通穴５４までの距離に応じて、長手方向の長さが異なるものとしてもよい。

【0026】

ガイド部１６は、ガイドプレート６４と一対のガイド筒６６を有する。ガイドプレート６４は、鉄製またはアルミ製で、細長い矩形状の板材からなり、中央にロッドカバー２４挿通用の第３貫通穴６８を有するとともに、その両側にガイド筒６６取付用の第４貫通穴７０を有する。第４貫通穴７０には雌ねじが形成されている。さらに、ガイドプレート６４の四隅には、装置の壁面等の被取付部材に取り付けるための取付穴７２が形成されている。

【0027】

ガイド筒６６は、略円筒形状で、ガイドロッド４８挿通用の第５貫通穴７４を有する。ガイド筒６６の軸方向一端には、ガイドプレート６４の第４貫通穴７０に螺合する雄ねじを有する小径部６７が形成されている。

【0028】

ロッドカバー２４は、ガイドプレート６４の第３貫通穴６８に挿通され、ロックナット７８がロッドカバー２４端部の雄ねじ部３８に螺合されることにより、ロッドカバー２４がガイドプレート６４に固定される。ガイド筒６６の第５貫通穴７４には一対のすべり軸受８０が設けられ、ガイドロッド４８は、一対のすべり軸受８０を介してガイド筒６６に摺動自在に挿通される。

【0029】

第３貫通穴６８から第４貫通穴７０までの距離及び第４貫通穴７０の内径のうち、一方または両方が異なる複数のガイドプレート６４が予め用意される。これらのガイドプレート６４は、第３貫通穴６８から第４貫通穴７０までの距離に応じて、長手方向の長さが異なるものとしてもよい。また、第５貫通穴７４の内径及び軸方向長さのうち、一方または両方が異なる複数のガイド筒６６が予め用意される。

【0030】

本実施形態に係るガイドユニット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、ガイドユニット１０の組立方法について説明する。

【0031】

まず、予め用意された複数のスライダ４６、ガイドロッド４８、ガイドプレート６４及びガイド筒６６の中から、要求される負荷に応じて、それぞれ適切なものが選択される。要求される負荷が大きい場合は、ガイドロッド４８の外径、一対のガイドロッド４８相互の間隔（ピッチ）またはガイドロッド４８の軸受支持スパンを大きくして、ピストンロッド２２にかかる負荷を軽減し、アクチュエータの安定した動作を図ることが必要である。

【0032】

外径の大きいガイドロッド４８を選択するときは、ガイドロッド４８の外径に見合った内径の第４貫通穴７０を有するガイドプレート６４を選択するとともに、該ガイドロッド４８の外径に見合った内径の第５貫通穴７４を有するガイド筒６６を選択する。一対のガイドロッド４８相互の間隔を大きくするときは、第１貫通穴５０から第２貫通穴５４までの距離が大きいスライダ４６を選択するとともに、これに見合ったガイドプレート６４、すなわち、第３貫通穴６８から第４貫通穴７０までの距離が大きいガイドプレート６４を選択する。ガイドロッド４８の軸受支持スパンを大きくするときは、軸方向長さの大きいガイド筒６６を選択する。

【0033】

選択されたガイド筒６６の小径部６７を選択されたガイドプレート６４の第４貫通穴７０に螺合することにより、ガイド部１６を一体構成とした後、流体圧アクチュエータ１２のロッドカバー２４をガイドプレート６４の第３貫通穴６８に挿通する。そして、ロックナット７８をロッドカバー２４端部の雄ねじ部３８に螺合していき、ロックナット７８をガイドプレート６４に当接するまでねじ込むことにより、ガイド部１６とシリンダ本体２８が一体化される。

【0034】

次に、選択されたガイドロッド４８の突出軸部６２を選択されたスライダ４６の第２貫通穴５４にねじ込むことにより、スライド部１４を一体構成とする。その後、ガイドロッド４８をガイド筒６６の第５貫通穴７４に対して一対のすべり軸受８０を介在させて挿通する。また、第１ボルト５６、第１止め輪５８及び第２止め輪６０をスライダ４６のフランジ部５２にセット（仮固定）した状態で、ロッドカバー２４から延出するピストンロッド２２の端面にスライダ４６を近接させ、第１ボルト５６をピストンロッド２２のねじ穴４０にねじ込む。すなわち、フランジ部５２の一方の端面とピストンロッド２２の端面との間に第２止め輪６０の環状板部を介在させるとともに、フランジ部５２の他方の端面と第１ボルト５６の頭部背面との間に第１止め輪５８を介在させた状態で、ピストンロッド２２のねじ穴４０に第１ボルト５６がねじ込まれる。これにより、スライド部１４とピストンロッド２２が一体化される。

【0035】

このとき、フランジ部５２の内周と第２止め輪６０の筒状部５９の外周との間には所定の隙間が存在し、フローティング構造とされているため、ピストンロッド２２、ロッドカバー２４、ガイド部１６及びスライド部１４の相互間で、ピストンロッド２２の軸線と直交する方向に取付誤差が生じても、これを吸収することができる。このようにして組み立てられたガイドユニット１０は、ガイドプレート６４の取付穴７２を利用し、図示しない装置の壁面等にボルトにより取り付けられる。

【0036】

次に、流体圧アクチュエータ１２の作用効果について説明する。なお、図３に示されるように、ピストンロッド２２が後退してシリンダ本体２８の内部に収容された状態を初期位置として説明する。

【0037】

この初期位置において、第２ポート３６を通じて第２圧力室３２にエアを供給するとともに、第１ポート３４を通じて第１圧力室３０のエアを排出すると、ピストン２０がロッドカバー２４に向かって摺動する。これにより、ピストンロッド２２及びこのピストンロッド２２と一体化されたスライド部１４がシリンダ本体２８から離れる方向に伸張し（図４参照）、スライダ４６の部位において図示しないワークの搬送等が行われる。

【0038】

このとき、所定距離だけ平行に離間した一対のガイドロッド４８が、装置の壁面等に固定されたガイド部１６に所定長さの支持スパンで摺動案内されるので、スライダ４６がピストンロッド２２の軸線に交差する方向に負荷を受けることがあっても、ピストンロッド２２にこじれ等の無理な荷重がかからない。

【0039】

本実施形態では、ガイド筒６６をねじ嵌合によりガイドプレート６４に固定したが、ガイドプレート６４に対するガイド筒６６の固定は、固定と分離が自在な手段であれば、他の手段、例えば、ボルトや止め輪による手段を用いてもよい。固定と分離が自在であれば、ガイドプレート６４とガイド筒６６の組み合わせを変更する際に、その一方を再び使用することが可能となるからである。

【0040】

また、本実施形態では、スライダ４６を第１止め輪５８、第２止め輪６０等からなるフローティング機構を介してピストンロッド２２に連結したが、ピストンロッド２２に対するスライダ４６の連結は、ボルト、ナット等の固定手段を用いてもよい。

【0041】

さらに、本実施形態では、ガイドロッド４８をねじ嵌合によりスライダ４６に固定したが、スライダ４６に対するガイドロッド４８の固定は、ボルト、加締め、溶接等の手段を用いてもよい。

【0042】

ガイドロッド４８をスライダ４６にボルトで固定し、スライダ４６をピストンロッド２２にボルトで固定する場合、スライダ４６の長手方向または短手方向に延びる凹溝をスライダ４６の板面に形成し、該凹溝内にこれらのボルトの頭部を収容してもよい。

【0043】

本実施形態に係るガイドユニット１０によれば、スライダ４６、ガイドロッド４８、ガイドプレート６４及びガイド筒６６の組み合わせを変更することによって、ガイドロッド４８の外径、ガイドロッド４８相互の間隔またはガイドロッド４８の軸受支持スパンを所望のものに容易に変更することができる。また、スライダ４６、ガイドロッド４８、ガイドプレート６４及びガイド筒６６のそれぞれを簡単な構成とすることができる。さらに、スライダ４６がフローティング機構を介してピストンロッド２２に連結されているので、ピストンロッド２２、シリンダ本体２８、ガイド部１６及びスライド部１４の相互間で、ピストンロッド２２の軸線と直交する方向に取付誤差が生じても、これを吸収することができる。

【0044】

次に、第２実施形態に係るガイドユニット１００を、図５を参照しながら説明する。本実施形態に係るガイドユニット１００は、ガイドプレートのみが第１実施形態に係るガイドユニット１０と相違する。第１実施形態に係るガイドユニット１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明は省略し、以下同様とする。

【0045】

ガイドプレート１０２は、細長い矩形状の板材で、ロッドカバー２４に取り付けられる長手方向中央部以外は肉厚に形成されている。そして、長手方向の両端近傍において、ガイドプレート１０２の一方の長辺側の側部端面から他方の長辺側の側部端面にかけて貫通する取付穴１０４が形成されている。ガイドユニット１００は、一対の取付穴１０４を利用して、装置の壁面等に沿うように取り付けられる。

【0046】

本実施形態に係るガイドユニット１００によれば、第１実施形態に係るガイドユニット１０と同様の効果が得られるほか、ガイドプレート１０２を簡単な構成にすることができ、また、ガイドユニット１００を装置の壁面等に沿う向きに取り付けることが容易である。

【0047】

次に、第３実施形態に係るガイドユニット１１０を、図６を参照しながら説明する。本実施形態に係るガイドユニット１１０は、ガイドプレートのみが第１実施形態に係るガイドユニット１０と相違する。

【0048】

ガイドプレート１１２は、断面Ｌ字状の板材からなり、ガイドロッド４８に略直交する第１プレート部１１４と、第１プレート部１１４から略直角に折れ曲がり、ガイドロッド４８に略平行な第２プレート部１１６を有する。第２プレート部１１６には、厚み方向に貫通する取付穴１１８が四隅近傍に形成されている。ガイドユニット１１０は、４つの取付穴１１８を利用して、装置の壁面等に沿うように取り付けられる。

【0049】

本実施形態に係るガイドユニット１１０によれば、第１実施形態に係るガイドユニット１０と同様の効果が得られるほか、ガイドプレート１１２の製造が容易で、また、ガイドユニット１１０を装置の壁面等に沿う向きに取り付けることが容易である。

【0050】

本発明に係るアクチュエータのガイドユニットは、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することのない範囲で、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、流体圧アクチュエータに替えて、モータでロッドを往復駆動するアクチュエータを採用してもよい。

【符号の説明】

【0051】

１０、１００、１１０…ガイドユニット
１２…流体圧アクチュエータ（アクチュエータ）
１４…スライド部 １６…ガイド部
２２…ピストンロッド（駆動ロッド） ２８…シリンダ本体
４６…スライダ ４８…ガイドロッド
６４、１０２、１１２…ガイドプレート ６６…ガイド筒
７２、１０４、１１８…取付穴

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】