JP3546422B2

JP3546422B2 - ベースと駆動装置の連結構造及びリニアアクチュエータ

Info

Publication number: JP3546422B2
Application number: JP04446299A
Authority: JP
Inventors: 光雄野田
Original assignee: Howa Machinery Ltd
Current assignee: Howa Machinery Ltd
Priority date: 1999-02-23
Filing date: 1999-02-23
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2019-02-23
Also published as: EP1031733B1; CN1264794A; KR100382430B1; US6293183B1; EP1031733A2; EP1031733A3; KR20010006673A; TW418289B; DE60021935T2; DE60021935D1; JP2000240608A; CN1159532C

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ベース長手方向に沿って案内されたスライド体を往復移動する駆動装置をベース上に固着するベースと駆動装置の連結構造及びその連結構造を有するリニアアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば▲１▼意匠登録第７９８７４１号公報に開示のものでは、駆動装置であるロッドレスシリンダ両端のエンドキャップにＬ字ブラケットを設け、このＬ字ブラケットに挿通した取り付けボルトをベースのネジ孔に直接螺合してロッドレスシリンダを長手方向と直交する直交方向（上下方向）からベースに連結した直線作動機（リニアアクチュエータ）が示されている。また、▲２▼特開平８−２１０３１１号公報に開示のものでは、フレーム（ベース）の収容部の内底部に形成された長手方向に延びる部材取付用溝（Ｔ溝）が一体に押出成形されており、この部材取付用溝を使用してボルト及びナットによりシリンダ（駆動装置）をフレームに直交方向から取り付けている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記▲１▼では、ベースに駆動装置をベースに直接螺合した取り付けボルトによって連結しているので、ベースがアルミニウム合金等の比較的軟らかい材料から構成されたものであると、取り付けボルトを螺合するベースに設けたネジ孔の強度が弱く、ネジ孔のネジ部が取り付けボルトの締結力により変形、破損し易く、ネジ孔と取り付けボルトとの締結が緩み、駆動装置をベースに堅固に連結できない問題があった。また、ベースに長手方向との直交方向からネジ孔の加工が必要である為に、ベースの長さ毎に各ベースの長さに対応したベース長手方向ピッチでネジ孔の加工をするため、例えばベース端面に、ベース長手方向外側からエンドプレートを取付けるために取付ネジ用のタップ加工を必要とする場合には、加工方向がベース長手方向と、これと直交する方向との２方向となり、段取り替えを必要として製造上手間がかかり好ましくなかった。また、▲２▼では、ベースにベース長手方向全長に渡る２条のＴ溝を形成し、このＴ溝を利用してボルト及びナットによってベース上に駆動装置を取り付けているが、ベース全長に渡ってＴ溝が設けてあって、Ｔ溝の駆動装置に向く開口がベース全長にわたっているので、ベースの強度が弱くなり、好ましくない。
本願発明の課題は、ベースの強度を向上し、かつ、駆動装置をベースに堅固に連結することにある。また、本願の別の課題はベースの加工を容易とすることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本願発明では、ベース上に、そのベース上で長手に沿って案内されているスライド体を往復移動させる駆動装置を固定するベースと駆動装置の連結構造において、ベースは押し出し、あるいは引き抜きによる型材から成形され、その底壁には、全長に渡って突起を内側に突出形成した貫通孔が一体成形され、ベース底壁の長手両端部において前記突起を所定長さ切除して、長手外向きに開口した取り付けナットの挿入孔を形成すると共に、突起の切除端面を取り付けナットと当接して長手内側への移動を規制する規制部とし、挿入孔に対して駆動装置の取り付け側となる底壁部分に、挿入孔と対応する位置にのみ取り付けボルトの通過部を形成し、駆動装置に対してベース直交方向から挿通した取り付けボルトを前記通過部を通して前記挿入孔内に挿入した取り付けナットに螺合して、駆動装置を直接ベースに固定したことを特徴とする（請求項１）。この構成では、ベースの駆動装置の取り付け側となる底壁部分には、両端部分を除いて、ボルト通過部がなく、従来のＴ溝のようにベース全長に渡って駆動装置側が開放しているものと比べて、ベース強度が増す。また、ベースに直接取り付けボルトをねじ込まず、取り付けナットに取り付けボルトを螺合することにより、大きな締め付け力で両者を結合できる。また、突起を削除すると、貫通孔の孔空間と合わせてベース底壁両端の挿入孔が形成されることから、加工が容易である。
【０００５】
取り付けボルトの通過部は、ベース長手方向両端外側が開放した挿入溝である（請求項２）。前記挿入溝は回転軸をベース長手方向と平行とした切削工具によってベース長手方向から加工される（請求項３）。これによれば、加工工具による加工方向が、ベース長手方向のみにでき、ベースに対して直交する方向から加工する必要のあった従来のものに比べて、加工が容易である。
【０００７】
また、駆動装置はロッドレスシリンダであって、ロッドレスシリンダの長手方向両端のエンドキャップに夫々連通路を設け、そのロッドレスシリンダを請求項１から３の何れか１項に記載のベースと駆動装置の連結構造によって長手方向両端にエンドプレートを設けたベース上に配設し、ベース一端側のエンドプレートに設けた２つの給排ポートを夫々長手方向両端のエンドキャップの連通路に連通して片側配管とした（請求項４）。
【０００８】
また、ベース一端側のエンドプレートの一方の給排ポートをロッドレスシリンダの一端側のエンドキャップの連通路に連通し、他方の給排ポートをベースの他端側のエンドプレートのエア通路に連通し、そのエア通路にエンドパイプをベース長手方向に摺動可能に設けてベース長手方向からロッドレスシリンダ他端側のエンドキャップに圧接して他端側のエンドキャップの連通路に連通した（請求項５）。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本願発明の実施の形態について図１から図８に基づいて説明する。図１から図５に示すリニアアクチュエータ１はベース２と駆動装置としてのロッドレスシリンダ３とリニアガイド４とスライド体５とを備えている。ベース２は例えばアルミニウム合金の押出、若しくは引き抜き型材で構成されており、図６に示すように断面がコの字形状をしており、窪み部分６内にロッドレスシリンダ３が嵌まり込むようになっている。図６、図７に示すようにベース２の上壁面７ａにはアタッチメントホルダ８取り付け用のＴ溝９と幅方向両側に２条のリニアガイド４のガイドレール４ａ取り付け用のＴ溝１０が、底面１１ａ及び側壁面１２ａの幅方向両側にはリニアアクチュエータ１取り付け用のＴ溝１３が夫々ベース２長手方向全長に渡って設けてある。ベース２の長手両端にエンドプレート２５，２６が取付けられるとＴ溝１３の端部が塞がれることから、各Ｔ溝１３には、リニアアクチュエータ１を機械装置等に固着するためのナット４７が、ベース２両端にエンドプレート２５、２６が取り付けられる前に、所定数予め挿入される。
【００１０】
また幅方向両側の側壁面１２ａには、Ｔ字形状をしたレール取り付け係合部１４が左右対称にベース２長手方向に渡って一体形成されていると共に、図７に示すように長手方向両端部分が切除されている。この長手方向両端の切除部分の長さは、後述のセンサ取り付けレール１５の取り付け用の固定ネジ１６をセンサ取り付けレール１５に軸方向からねじ込んだときに、固定ネジ１６の軸方向内端とレール取り付け係合部１４の端面１４ａとが干渉しない長さに設定してある。
【００１１】
また、ベース２には、その底壁１１に全長にわたって貫通孔２Ａが予め成形されている。貫通孔２Ａの上内面２Ａａには、貫通孔２Ａの全長にわたって突起２０が貫通孔２Ａの空間内側に向けて一体成形されている。突起２０の下端と貫通孔２Ａの下内面２Ａｂとの間隔は、シリンダナット１７の厚みより小さくしてある。突起２０は、その長手両端部が所定長さ切除され、これによって、その切除された部分と貫通孔２Ａの形成空間とにより、矩形断面のシリンダナット（取り付けナット）１７を挿入するための挿入孔１８が形成される。突起２０の前記切除端面は、挿入孔１８に挿入されたシリンダナット１７のシリンダ軸方向内側端と当接してシリンダナット１７の軸方向位置を定める規制部２０Ａとなっている。規制部２０Ａに当接した状態において、シリンダナット１７のネジ孔は、両エンドプレート２５，２６に挟まれた状態で窪み部分６に配設されたロッドレスシリンダ３のエンドキャップ３４のボルト孔３４ａと、上下方向で略同軸となるようになっている。この挿入孔１８に対して、底壁１１の上壁１１ｂ（ロッドレスシリンダ３を取付ける側となる底壁部分）には、挿入孔１８と対応する位置にのみ、ベース２の長手方向両端部から、長手方向外側を開放する形で所定長さ切削されたボルト挿入溝（切欠部）１９が、ボルト通過部として形成されている。ベース２長手方向両端面２Ｂには、エンドプレート２５、２６を固着するボルト４５が螺合する雌ネジ４６がベース２長手方向からタップ加工されている。
【００１２】
この雌ネジ４６の加工方向に合わせて、回転軸がベース長手方向と平行な切削工具により、上記ボルト挿入溝１９及び突起２０の切除がベース長手方向から行われる。このようにすることで、ベース２に対するエンドプレート取付用のタップ加工を行う場合には、その加工と本願のボルト挿入溝、挿入孔の加工方向がベース２の長手方向の１方向となり、加工時の段取り替の手間が軽減される。また、ベース２には、取り付けボルト４１を挿通可能な挿入溝１９がベース２両端部分に設けられるのみであり、従来のように、ベース２全長にわたるＴ溝が設けられる場合に比べ、ベースの強度を向上できる。２１は長手方向全長に渡って一体に成形されたエア通路である。
【００１３】
図８に示すようにセンサ取り付けレール１５は、ベース２と同様に例えばアルミニウム合金を押出、あるいは引き抜き成形した形材であり、ベース２の全長と略同様の長さを有している。センサ取り付けレール１５は、センサ取り付け溝２２と被係合部２３とが長手方向全長に渡って形成されている。被係合部２３は、レール取り付け係合部１４と係合可能な相補形状に形成されており、一部分が長手方向全長に渡るねじ込み下孔２４となっている。また、センサ取り付け溝２２はセンサを取り付けるセンサ取り付け部２２ａとリード線を保持可能なリード線保持部２２ｂとから構成されている。
【００１４】
このセンサ取り付けレール１５は、被係合部２３をベース２のレール取り付け係合部１４に長手方向から嵌め込まれるが、その取付態様としては、ユーザーの要求により、組み付け時にベース２の両側、または何れか一方と選択的に取付け可能で、嵌め込まれたセンサ取り付けレール１５は、ベース２の長手方向端に固着したエンドプレート２５、２６間に挟み込みまれた状態で、ベース２長手方向外側からねじ込み下孔２４にねじ込まれた固定ネジ１６によりエンドプレート２５、２６に固着されて、ベース２に一体的に組み付けられる。
【００１５】
ベース２長手方向端に固着される一方のエンドプレート２５には給排ポート２７，２８が設けられており、他方のエンドプレート２６にはエア通路２９が設けられ、エア通路２９の、給排ポート２７と同軸上で対向するシリンダ長手方向部分には、段付き形状のエンドパイプ３０が摺動可能に挿入され、給排ポート２８はベース２のエア通路２１を介してエア通路２９と連通している。また、エンドプレート２６には、ベース２にロッドレスシリンダ３が配設された際に、ロッドレスシリンダ３に向けてエンドパイプ３０の大径部を押圧する押圧ネジ４４がエンドパイプ３０の左右に螺合されている。
【００１６】
このエンドプレート２５、２６が固着されたベース２の窪み部分６には図１から図３に示すようにロッドレスシリンダ３が配設される。ロッドレスシリンダ３は例えば特開平１０−２９９７１４号公報等に開示の公知のものであり、それ単体でも使用できるものである。シリンダ孔３１が設けられたシリンダチューブ３２に長手方向全長に亘るスリット３３が設けられ、シリンダチューブ３２の両端はシリンダ孔３１に嵌合してこれを塞ぐエンドキャップ３４が固着されている。このエンドキャップ３４にスリット３３の内外を塞ぐ内側、外側シールバンド３５、３６の両端が止着されている。また、両端のエンドキャップ３４にはシリンダ長手方向のエア通路３７が設けられている。また、シリンダ孔３１内には長手方向に摺動可能なピストン３８が嵌合され、ピストン３８の一部はスリット３３から外側に突出してマウント３９が一体に形成され、マウント３９にマウントカバー４０が嵌装されて外部移動体を構成している。各エンドキャップ３４には、ロッドレスシリンダ３がもともと有していたエア通路３７に連通するように、軸方向に連通路３７ａが穿設されている。これらの連通路３７ａは同軸上にあって、ロッドレスシリンダ３をエンドプレート２５，２６の間に挟んでベース２の窪み部分６に配置したとき、給排ポート２７、及びエンドパイプ３０と同軸上で夫々対向するように設けてある。
【００１７】
ベース２の窪み部分６へロッドレスシリンダ３を配置すると、図１、図２において左側のエンドキャップ３４の連通路３７ａと左側のエンドプレート２５の給排ポート２７、右側のエンドキャップ３４の連通路３７ａと右側のエンドプレート２６内のエンドパイプ３０とがほぼ同一軸線上で対向する。後述のように、押圧ネジ４４の締め付けを行った後、図５に示すように両端のエンドキャップ３４にベース２に直交する方向から挿通した取り付けボルト４１を挿入溝１９を介して挿入孔１８内のシリンダナット１７と螺合する。シリンダナット１７は、挿入孔１８内に押し込むことで軸方向内端が規制部２０Ａに当接して軸方向内側への移動が阻止されているので、取り付けボルト４１をねじ込むときに、単に上からねじ込めば、位置決めされたシリンダナット１７に簡単に捻じ込むことができる。
【００１８】
シリンダナット１７はベース２より強度の大きな例えば鋼製のものであり、取り付けボルト４１の締結力をシリンダナット１７で担持するので、シリンダナット１７と取り付けボルト４１とが緩み難く、ベース２とロッドレスシリンダ３の連結が堅固、確実となる。また、ベース２とロッドレスシリンダ３の連結の際に、取り付けボルト４１を挿入溝１９を介してシリンダナット１７に螺合するので、ベース２の加工の際に、従来のように取り付けボルトを螺合するネジ孔の加工ピッチを考慮する必要がなくなり、ベースの加工が簡単になる。
【００１９】
ベース２にロッドレスシリンダ３を配置した際に、ロッドレスシリンダ３の全長はエンドプレート２５、２６間の長さより僅かに短いために、ベース２上のロッドレスシリンダ３のエンドプレート２６側のエンドキャップ３４には、ベース２長手方向からエンドパイプ３０が押圧ネジ４４の締め付けにより押圧され、これにより、ロッドレスシリンダ３の全体が図１において左側に押し付けられ、両端のエンドキャップ３４の連通路３７ａに夫々給排ポート２７とエンドパイプ３０が密着して連通し、圧流体を損失なくシリンダ孔内に供給できる。また、一端側のエンドプレート２５に設けた給排ポート２７、２８に連通路３７ａ、３７ａが連通するので、ロッドレスシリンダへの圧流体の供給のための配管がコンパクトな片側配管となる。
【００２０】
ロッドレスシリンダ３の外部移動体には、外部移動体の長手方向移動でスライド体５が同じ方向に連行されるように連結してある。ベース２のＴ溝１０にはリニアガイド４のガイドレール４ａが固着されており、このガイドレール４ａ上を摺動案内されるリニアガイド４の案内子４ｂがスライド体５の下部に設けられている。スライド体５の下面にはセンサマグネット４２が設けられている。ベース２のＴ溝９の長手方向両端位置にはショックアブソーバ４３を備えたアタッチメントホルダ８が対向して固着される。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本願発明では、ベース両端の挿入孔に規制部によって長手方向への移動が規制されたシリンダナットを挿入して取り付けボルトによりベースに駆動装置を直接連結したので、取り付けボルトの締結力をシリンダナットで担持できて、シリンダナットと取り付けボルトとが緩み難く、ベースとロッドレスシリンダの連結が堅固となる。
また、ベースの長手方向両端の取り付けナットが挿入される位置と対応する、駆動手段の取り付け側となる底壁部分のみに、取り付けボルトが挿通するボルト挿通部が形成されているので、従来のようにベース長手方向全長に渡ってＴ溝を設けたものに比べて、強度が向上する。
また、回転軸をベース長手方向と平行とした工具によって、挿入溝及び規制部の加工を行うことで、ベースに対してベース長手から加工される別の加工を必要とする場合には、ベース長手方向１方向からのみの加工となり、加工が容易となる。
また、本願では、型材から成るベースの底壁に形成された、貫通孔の突起を所定長さ切除して挿入孔を形成するので、突起を削除すると、貫通孔の孔空間と合わせてベース底壁両端の挿入孔が形成されることから、切除部分が少なくて済み、加工が容易である。
さらに本願のリニアアクチュエータでは、エンドパイプを駆動装置に設けた連通路に密着し、一端側のエンドプレートに設けた給排ポートに駆動装置両端の連通路を連通したので、コンパクトな片側配管となると共に駆動装置に給排される圧流体の漏れが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】リニアアクチュエータの正面図である。
【図２】図１のＩＩ視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図１のＩＶ視図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】ベースの側面図である。
【図７】図６のＶＩＩ視図である。
【図８】センサ取り付けレールの側面図である。
【符号の説明】
１リニアアクチュエータ
２ベース
３駆動装置
５スライド体
１７取り付けナット
１８挿入孔
１９挿入溝（通過部）
２０Ａ規制部
２５、２６エンドプレート
２７、２８給排ポート
２９エア通路
３０エンドパイプ
３４エンドキャップ
３７エア通路
３７ａ連通路
４１取り付けボルト

Claims

ベース上に、そのベース上で長手に沿って案内されているスライド体を往復移動させる駆動装置を固定するベースと駆動装置の連結構造において、ベースは押し出し、あるいは引き抜きによる型材から成形され、その底壁には、全長に渡って突起を内側に突出形成した貫通孔が一体成形され、ベース底壁の長手両端部において前記突起を所定長さ切除して、長手外向きに開口した取り付けナットの挿入孔を形成すると共に、突起の切除端面を取り付けナットと当接して長手内側への移動を規制する規制部とし、挿入孔に対して駆動装置の取り付け側となる底壁部分に、挿入孔と対応する位置にのみ取り付けボルトの通過部を形成し、駆動装置に対してベース直交方向から挿通した取り付けボルトを前記通過部を通して前記挿入孔内に挿入した取り付けナットに螺合して、駆動装置を直接ベースに固定したことを特徴とするベースと駆動装置の連結構造。
取り付けボルトの通過部は、ベース長手方向両端外側が開放した挿入溝である請求項１記載のベースと駆動装置の連結構造。
挿入溝は回転軸をベース長手方向と平行とした切削工具によってベース長手方向から加工される請求項２記載のベースと駆動装置の連結構造。
駆動装置はロッドレスシリンダであって、ロッドレスシリンダの長手方向両端のエンドキャップに夫々連通路を設け、そのロッドレスシリンダを請求項１から３の何れか１項に記載のベースと駆動装置の連結構造によって長手方向両端にエンドプレートを設けたベース上に配設し、ベース一端側のエンドプレートに設けた２つの給排ポートを夫々長手方向両端のエンドキャップの連通路に連通して片側配管としたリニアアクチュエータ。
ベース一端側のエンドプレートの一方の給排ポートをロッドレスシリンダの一端側のエンドキャップの連通路に連通し、他方の給排ポートをベースの他端側のエンドプレートのエア通路に連通し、そのエア通路にエンドパイプをベース長手方向に摺動可能に設けてベース長手方向からロッドレスシリンダ他端側のエンドキャップに圧接して他端側のエンドキャップの連通路に連通した請求項４記載のリニアアクチュエータ。