(57)【要約】【課題】構成が簡単で長期に渡るシール性を容易に確保でき、摩擦抵抗がなく、低圧力で作動するロッドレスシリンダ装置を得る。シリンダボディの全長に比して外部移動体のストロークを大きくとることができるロッドレスシリンダ装置を得る。【解決手段】ローリングダイヤフラムの中心トップ部に一体にされたピストン体；ローリングダイヤフラムの周縁環状固定部を固定し、ピストン体を移動自在に嵌めたシリンダボディ；このシリンダボディに形成した内外を貫通して軸線方向に延びるスリット；ピストン体に固定したこのスリットを貫通して外部に突出する内外連結体；シリンダボディの外側に位置し、内外連結体に固定された外部移動体；及びローリングダイヤフラム、シリンダボディ及びピストン体の間に形成された圧力室に、圧力流体を給排する給排機構；を有するロッドレスシリンダ装置。【選択図】図３
2008069009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周縁環状固定部と、折返筒状部と、中心トップ部とを有するローリングダイヤフラム；
上記ローリングダイヤフラムの中心トップ部に一体にされたピストン体；
上記ローリングダイヤフラムの周縁環状固定部を固定し、上記ピストン体を移動自在に嵌めたシリンダボディ；
このシリンダボディに形成した内外を貫通して軸線方向に延びるスリット；
上記ピストン体に固定したこのスリットを貫通して外部に突出する内外連結体；
シリンダボディの外側に位置し、上記内外連結体に固定された外部移動体；及び
上記ローリングダイヤフラム、シリンダボディ及びピストン体の間に形成された圧力室に、圧力流体を給排する給排機構；
を有することを特徴とするロッドレスシリンダ装置。
【請求項２】
請求項１記載のロッドレスシリンダ装置において、上記スリットは、ローリングダイヤフラムの折返筒状部の移動範囲に跨って形成され、ピストン体の往復移動に伴い該スリットから露見するロッドレスシリンダ装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のロッドレスシリンダ装置において、シリンダボディは、上記スリットを有する中心筒状体と、該中心筒状体の両側に結合した一対のボンネットからなるロッドレスシリンダ装置。
【請求項４】
請求項３記載のロッドレスシリンダ装置において、上記中心筒状体と一対のボンネットの間には、一対のローリングダイヤフラムの周縁環状固定部が挟着されており、該一対のローリングダイヤフラムの中心トップ部がピストン体の両端部に固定されているロッドレスシリンダ装置。
【請求項５】
請求項３または４記載のロッドレスシリンダ装置において、中心筒状体と一対のボンネットは複数のタイロッドで結合されており、該タイロッドの一部が外部移動体のガイドバーを兼ねているロッドレスシリンダ装置。
【請求項６】
請求項２ないし５のいずれか１項記載のロッドレスシリンダ装置において、上記シリンダボディは、少なくとも該シリンダボディに形成した上記スリットの内側エッジに沿って保護樹脂層が形成されているロッドレスシリンダ装置。
【請求項７】
請求項６記載のロッドレスシリンダ装置において、上記保護樹脂層は、粘着テープからなっているロッドレスシリンダ装置。
【請求項８】
請求項７記載のロッドレスシリンダ装置において、上記粘着テープは、シリコーン樹脂テープ、四フッ化エチレン樹脂テープ、塩化ビニル樹脂テープ、セロハン粘着テープのいずれかからなっているロッドレスシリンダ装置。
【請求項９】
請求項７または８記載のロッドレスシリンダ装置において、上記粘着テープの厚さは、０．０１ｍｍから０．１０ｍｍであるロッドレスシリンダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロッドレスシリンダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロッドレスシリンダ装置としては従来、シリンダの内外にピストン体とスライダ（移動体）を摺動自在に嵌合させ、同ピストン体とスライダに互いに吸引しあう永久磁石を設けて、スライダをピストン体と一緒に移動させるタイプが知られている（特許文献１）。また、シリンダに軸方向のスリットを形成し、このスリットを介してシリンダ内外のピストン体（ピストンヨーク）とピストンマウントを連結させ、気密性を確保するために、シリンダの内外にスリットに沿わせてインナーシールバンドとアウターシールバンドを設けるタイプも知られている（特許文献２）。
【特許文献１】特開２０００-２７８０９号公報
【特許文献２】特開２００１-１６５１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、前者は永久磁石が不可欠であるため構造が複雑化し、かつ大型になる。後者は、インナーとアウターのシールバンド回りの構成が複雑で、長期のシール性に問題があり、摩擦抵抗も大きく、低い圧力での作動には向かない。【０００４】
本発明は従って、構成が簡単で長期に渡るシール性を容易に確保でき、摩擦抵抗がなく、低圧力で作動するロッドレスシリンダ装置を得ることを目的とする。また本発明は、シリンダボディの全長に比して外部移動体のストロークを大きくとることができるロッドレスシリンダ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のロッドレスシリンダ装置は、周縁環状固定部と、折返筒状部と、中心トップ部とを有するローリングダイヤフラム；ローリングダイヤフラムの中心トップ部に一体にされたピストン体；ローリングダイヤフラムの周縁環状固定部を固定し、上記ピストン体を移動自在に嵌めたシリンダボディ；このシリンダボディに形成した内外を貫通して軸線方向に延びるスリット；上記ピストン体に固定したこのスリットを貫通して外部に突出する内外連結体；シリンダボディの外側に位置し、上記内外連結体に固定された外部移動体；及びローリングダイヤフラム、シリンダボディ及びピストン体の間に形成された圧力室に、圧力流体を給排する給排機構；を有することを特徴としている。【０００６】
シリンダボディのスリットは、ローリングダイヤフラムの折返筒状部の移動範囲に跨って形成され、ピストン体の往復移動に伴い該スリットから露見するように形成することで、シリンダボディの軸長に比して外部移動体のストロークが大きいロッドレスシリンダ装置を得ることができる。【０００７】
シリンダボディは、上記スリットを有する中心筒状体と、該中心筒状体の両側に結合した一対のボンネットから構成するのが実際的である。【０００８】
そして、中心筒状体と一対のボンネットの間に、一対のローリングダイヤフラムの周縁環状固定部を挟着し、該一対のローリングダイヤフラムの中心トップ部をピストン体の両端部に固定することで、複動型のロッドレスシリンダ装置を得ることができる。【０００９】
中心筒状体と一対のボンネットは複数のタイロッドで結合し、このタイロッドの一部を外部移動体のガイドバーとして利用することができる。【００１０】
ローリングダイヤフラムは、スリットの外方に突出しようとする圧力を受けて該スリットの内側エッジに高い面圧で押し付けられ転動する。このため、シリンダボディには、特に該シリンダボディがアルミ合金その他の金属製のとき、あるいは合成樹脂製であっても、スリットの内側エッジ部（Ｒダイヤフラム接触部）は注意深く滑らかに仕上げられなければならない。好ましくは、該シリンダボディにスリット加工を施した後、該スリットの少なくとも内側エッジに沿って、保護樹脂層を設けるのがよい。【００１１】
この保護樹脂層は、合成樹脂製の粘着テープやセロハン（再生繊維素）粘着テープから構成すると、コストパフォーマンスに優れる。具体的には、シリコーン樹脂粘着テープ、四フッ化エチレン樹脂粘着テープ、塩化ビニル樹脂粘着テープ、セロハン粘着テープのいずれかからなる粘着テープを用いるのがよい。また、この粘着テープの厚さは、０．０１ｍｍから０．１０ｍｍとするのがよい。合成樹脂製の粘着テープは、シリンダボディが金属製の場合は勿論、合成樹脂製である場合にも、スリットの内側エッジに沿わせて添着することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明によるロッドレスシリンダ装置の一実施形態を示す正面図である。
【図２】図１のII-II線に沿う断面図である。
【図３】図２のIII-III線に沿う断面図である。
【図４】同分解斜視図である。
【図５】本発明によるロッドレスシリンダ装置の別の実施形態を示す、図３に対応する断面図である。
【図６】本発明によるロッドレスシリンダ装置の別の実施形態を示す、シリンダボディの中心筒状体単体の斜視図である。
【図７】図６のVII-VII線に沿う断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１ないし図４は、本発明によるロッドレスシリンダ装置１０の第一の実施形態を示している。このロッドレスシリンダ装置１０は、左右対称構造であり、シリンダボディ２０、ピストン体３０、一対のローリングダイヤフラム（Ｒダイヤフラム）４０、及び外部移動体５０を基本的な構成要素としている。【００１４】
シリンダボディ２０は、中心部の中心筒状体２１と、この中心筒状体２１の両端部に結合した一対のボンネット２２とからなっている。【００１５】
Ｒダイヤフラム４０は、柔軟なゴム材料中に耐圧力を高めるための基布を埋設してなるもので、周縁環状ビード部（固定部）４１、折返筒状部４２、及び中心トップ部（ダイヤフラムトップ部）４３を有する、軸心を中心とする回転対称形状をなしている。折返筒状部４２は、外側筒状部４２ａ、内側筒状部４２ｂ及び折返部４２ｃを有しており、周縁環状ビード部４１と中心トップ部４３の軸方向の相対位置が変化すると、折返筒状部４２は折返部４２ｃの位置を変化させてその変化に追従する。このようなＲダイヤフラム４０は周知である。【００１６】
一対のＲダイヤフラム４０は互いに向きを反対とし、それぞれの周縁環状ビード部４１は、シリンダボディ２０の中心筒状体２１の両端部と一対のボンネット２２の間に挟着され、中心トップ部４３はピストン体３０の両端面に被着されて一体にされている。シリンダボディ２０の中心筒状体２１とピストン体３０とは非接触であり（両者の間に環状の隙
間があり）、外側筒状部４２ａはシリンダボディ２０の中心筒状体２１の内周面に沿い、内側筒状部４２ｂはピストン体３０の外周面に沿う。【００１７】
中心筒状体２１と両端のボンネット２２とは、シリンダボディ２０の軸線と平行な複数（図示例では４本）のタイロッド２３によって結合されており、一部のタイロッド２３（２３Ｇ）（図示例では２本）は、外部移動体５０のブッシュ（ころがり軸受またはすべり軸受）５１に相対摺動自在に挿入され、該外部移動体５０のガイドバー２３Ｇを兼ねている。外部移動体５０は、シリンダボディ２０（中心筒状体２１）の外側に位置し、ガイドバー２３Ｇに沿ってシリンダボディ２０の軸線方向に移動可能である。【００１８】
シリンダボディ２０の中心筒状体２１には、直径方向の対向位置に、軸線と平行な方向に延びるスリット２４が形成されている。また、ピストン体３０には、同様に直径方向の対向位置にスリット３１が形成されており、このスリット３１に挿通した内外連結板（内外連結体）３２が固定ねじ３３（図２）で該ピストン体３０に固定されている。内外連結板３２の両端部は、シリンダボディ２０のスリット２４に挿通されて外部に突出し、その両突出端が固定ねじ３４で外部移動体５０に固定されている。【００１９】
スリット２４の軸方向長は、ピストン体３０がシリンダボディ２０内で正逆に移動するとき、Ｒダイヤフラム４０の外側筒状部４２ａ及び折返部４２ｃがスリット２４から臨む（露見する）ように長く定められている。外部移動体５０の正逆の移動端は、ピストン体３０が左右のボンネット２２内のストッパに当接する位置で規制される。【００２０】
シリンダボディ２０内には、中心筒状体２１、一対のボンネット２２及びＲダイヤフラム４０（ピストン体３０）によって一対の圧力室２５が形成されている。シリンダボディ２０の両端のボンネット２２にはそれぞれ、圧力室２５に連通する空気ポート２６が開口している。一対の空気ポート２６には、図３に示すように、管路２６ａを介して、圧縮空気源２７、レギュレータ２８及び切換弁２９が接続されており、いずれか一方に択一的に加圧空気が供給される。すなわち、空気ポート２６に連なる管路２６ａに切換弁２９のポート２９ａが接続されたときには、図３の右方の圧力室２５に加圧空気が供給されてピストン体３０が左行し、ポート２９ｂが接続されたときには、図３の左方の圧力室２５に加圧空気が供給されてピストン体３０が右行する。【００２１】
上記構成の本ロッドレスシリンダ装置１０は従って、圧縮空気源２７及びレギュレータ２８を駆動した状態において、管路２６ａに切換弁２９のポート２９ａを接続することによりピストン体３０を左行させ、ポート２９ｂを接続することでピストン体３０を右行させることができる。ピストン体３０には、内外連結板３２を介して外部移動体５０が一体に結合されているため、外部移動体５０により仕事をさせることができる。【００２２】
本実施形態のロッドレスシリンダ装置１０は、シリンダボディ２０、ピストン体３０、Ｒダイヤフラム４０及び外部移動体５０の基本構成要素によって構成され、それぞれの要素の形状は単純である。ピストン体３０と外部移動体５０とは、シリンダボディ２０に形成したスリット２４を通る内外連結板３２によって機械的に結合されているので、ピストン体３０の動きは確実に外部移動体５０に伝達される。また、一対のＲダイヤフラム４０によって一対の圧力室２５が形成されているので、シール性に問題が生じることはない。ロッドシールや軸受を必要とする出力ロッドがないので摩擦がなく全長を抑えることができる。【００２３】
特に本実施形態では、スリット２４の軸方向長は、ピストン体３０がシリンダボディ２０内で正逆に移動するとき、Ｒダイヤフラム４０の外側筒状部４２ａ及び折返部４２ｃが臨む（見える）ように長く定められているため、シリンダボディ２０の全長比でピストン体３０（外部移動体５０）のストローク（移動量）を大きくとることができる。【００２４】
以上の実施形態は、ピストン体３０の両側に圧力室２５が形成される複動式であるのに対し、図５の実施形態は、ピストン体３０の両側のＲダイヤフラム４０のうちの一方を、圧縮コイルばね３６に代えた単動式に本発明を適用したものである。圧縮コイルばね３６以外の要素は共通であり、共通の要素には共通の符号を付している。【００２５】
図６、図７は、本発明によるロッドレスシリンダ装置の別の実施形態を示している。この実施形態では、シリンダボディ２０を構成する中心筒状体２１のスリット２４の内側エッジを、粘着テープ２４Ｔによって覆っている。Ｒダイヤフラム４０の一部が剛体（シリンダボディ２０）の内側エッジ（スリット２４）に当接しながら移動しても（スリット２４がＲローリングダイヤフラム４０の折返筒状部４２の移動範囲に跨って形成され、ピストン体３０の往復移動に伴い該スリット２４から露見しても）、スリット２４の内側エッジ周辺の面精度（面粗さ）を十分高く（滑らかに）すれば、このような粘着テープ２４Ｔを貼らなくても、Ｒダイヤフラム４０の耐久性には影響がないことが確認されている。しかし、このようにスリット２４の内側エッジに粘着テープ２４Ｔを貼ると、極めて安価かつ簡易に、Ｒダイヤフラム４０の耐久性を高めることができる。粘着テープ２４の貼付範囲（長さ）は、Ｒローリングダイヤフラム４０の折返筒状部４２が係合する範囲とする。図７には、粘着テープ２４Ｔを貼ったときのＲダイヤフラム４０の弾性変形形状を模式的に描いている。【００２６】
粘着テープ２４Ｔの材質には特に制限はなく、市販品を選択使用することができるが、具体的には、例えばシリコーン樹脂、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）粘着テープ、塩化ビニル樹脂粘着テープ、セロハン粘着テープのいずれかを用いることができる。さらに具体的に商品名を例示すると、ニトフロン粘着テープ（日東電工（株）製）、チューコーフロー粘着テープ（品番ＡＳＦ-１１０、中興化成（株）製）が挙げられる。またその厚さは、０．０１ｍｍから０．１０ｍｍ程度とするのがよい。０．０１ｍｍ未満では貼付作業その他で破断するおそれがあり、０．１０ｍｍを超えると、スリット２４近傍に粘着テープ２４Ｔによる大きな段差が生じて好ましくない。スリット２４には、図７に鎖線で示すように、内外連結板３２が挿通されるので、内外連結板３２の厚さは、この粘着テープ２４Ｔの厚さを考慮して定める。【００２７】
粘着テープ２４Ｔは、安価かつ簡易にスリット２４の内側エッジに保護樹脂層を形成するために好ましい。しかし、塗布、焼付その他の手段によって保護樹脂層を設けてもよい。また、粘着テープ（保護樹脂層）２４Ｔは、シリンダボディ２０（中心筒状体２１）がアルミ合金その他の金属材料からなるときにその必要性が高いが、中心筒状体２１が合成樹脂材料からなるときにも、スリット２４近傍の面精度を容易に高めるために効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明によれば、構成が簡単で高いシール性を有するロッドレスシリンダ装置を得ることができる。また、シリンダボディの長さに対して外部移動体のストロークを大きくとることができる。
【図１】
2008069009.tif 000003
【図２】
2008069009.tif 000004
【図３】
2008069009.tif 000005
【図４】
2008069009.tif 000006
【図５】
2008069009.tif 000007
【図６】
2008069009.tif 000008
【図７】
2008069009.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成20年4月1日(2008.4.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周縁環状固定部と、折返筒状部と、中心トップ部とを有するローリングダイヤフラム；
上記ローリングダイヤフラムの中心トップ部に一体にされたピストン体；
上記ローリングダイヤフラムの周縁環状固定部を固定し、上記ピストン体を移動自在に嵌めたシリンダボディ；
上記ピストン体とシリンダボディは非接触であり、上記ローリングダイヤフラムの折返筒状部は、ピストン体の外周面とシリンダボディの内周面に沿っていること；
このシリンダボディに形成した内外を貫通して軸線方向に延びるスリット；
上記ピストン体に固定したこのスリットを貫通して外部に突出する内外連結体；
シリンダボディの外側に位置し、上記内外連結体に固定された外部移動体；
及び
上記ローリングダイヤフラム、シリンダボディ及びピストン体の間に形成された圧力室に、圧力流体を給排する給排機構；
を有し、
上記スリットは、ローリングダイヤフラムの折返筒状部の移動範囲に跨って形成され、該折返筒状部はピストン体の往復移動に伴い該スリットの内側に押し付けられながら転動することを特徴とするロッドレスシリンダ装置。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
請求の範囲１記載のロッドレスシリンダ装置において、シリンダボディは、上記スリットを有する中心筒状体と、該中心筒状体の両側に結合した一対のボンネットからなるロッドレスシリンダ装置。
【請求項４】
請求の範囲３記載のロッドレスシリンダ装置において、上記中心筒状体と一対のボンネットの間には、一対のローリングダイヤフラムの周縁環状固定部が挟着されており、該一対のローリングダイヤフラムの中心トップ部がピストン体の両端部に固定されているロッドレスシリンダ装置。
【請求項５】
請求の範囲３または４記載のロッドレスシリンダ装置において、中心筒状体と一対のボンネットは複数のタイロッドで結合されており、該タイロッドの一部が外部移動体のガイドバーを兼ねているロッドレスシリンダ装置。
【請求項６】
請求の範囲２ないし５のいずれか１項記載のロッドレスシリンダ装置において、上記シリンダボディは、少なくとも該シリンダボディに形成した上記スリットの内側エッジに沿って保護樹脂層が形成されているロッドレスシリンダ装置。
【請求項７】
請求の範囲６記載のロッドレスシリンダ装置において、上記保護樹脂層は、粘着テープからなっているロッドレスシリンダ装置。
【請求項８】
請求の範囲７記載のロッドレスシリンダ装置において、上記粘着テープは、シリコーン樹脂テープ、四フッ化エチレン樹脂テープ、塩化ビニル樹脂テープ、セロハン粘着テープのいずれかからなっているロッドレスシリンダ装置。
【請求項９】
請求の範囲７または８記載のロッドレスシリンダ装置において、上記粘着テープの厚さは、０．０１ｍｍから０．１０ｍｍであるロッドレスシリンダ装置。
【国際調査報告】
2008069009.tif 000010
2008069009.tif 000011
2008069009.tif 000012
2008069009.tif 000013
2008069009.tif 000014