(57)【要約】    【課題】    所定のストローク長に対するストローク方向の寸法を短くすることのできるリニアアクチュエータを提供する。    【解決手段】  本体１００に、並列する往駆動用及び復駆動用のピストン摺動空間１０Ａ、１０Ｂ、ピストン摺動空間１０Ａ、１０Ｂのそれぞれに並列して収容された往駆動用及び復駆動用のピストン２０Ａ、２０Ｂを設け、駆動部２００を、往駆動用及び復駆動用のピストンピストン２０Ａ、２０Ｂのそれぞれの周側面であってピストンヘッド端面近傍に突設された連結軸部２２０を介して往駆動用ピストン２０Ａ及び復駆動用ピストン２０Ｂと連結し、連結軸部２２０のそれぞれの移動領域に対応する本体１００に連結軸部用通孔１１１Ａ、１１１Ｂを設ける。【選択図】  図８
2005188680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体圧駆動で摺動するピストンを収容した本体と、該本体の外部に配設されるとともに前記ピストンに連結されて該ピストンとともに往復動する駆動部と、を有するリニアアクチュエータであって、
前記本体は、並列して設けられた往駆動用及び復駆動用のピストン摺動空間と、該ピストン摺動空間のそれぞれに並列して収容された往駆動用及び復駆動用の前記ピストンとを備えるとともに、前記往駆動用及び復駆動用の各ピストンと前記駆動部とを連結する連結軸部が通る連結軸部用通孔が形成され、
前記駆動部は、前記往駆動用及び復駆動用のピストンのそれぞれの周側面であってピストンヘッド端面近傍に突設された前記連結軸部を介して前記往駆動用ピストン及び前記復駆動用ピストンと連結されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項２】
前記ピストン各々の後端面中央部に凹部が形成され、該凹部に位置検出用磁気部材が埋設されていることを特徴とする請求項１記載のリニアアクチュエータ。
【請求項３】
前記本体が、前記ピストン摺動空間に略平行な表面を有し、該表面に前記ピストン摺動空間に沿って磁気センサ取付用溝が形成されていることを特徴とする請求項２記載のリニアアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアアクチュエータに係り、より詳細には流体圧駆動で摺動空間内のピストン、及びそれに連結された駆動部が直線移動するリニアアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
リニアアクチュエータは、所定のストローク長で摺動する駆動部と、該駆動部を摺動自在に保持する本体とを有する装置であって、例えば、産業用製造機器における加工物の搬送或いは保持などの目的で様々な装置に組み込まれて応用されている。
【０００３】
このようなリニアアクチュエータとして、例えば、図９に示すように、スライドテーブル１と、スライドテーブル１を摺動自在に保持する本体２とを有するリニアアクチュエータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図９（ａ）は、従来のリニアアクチュエータの縦断側面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【０００５】
前示従来のリニアアクチュエータにおいて、本体２は、ピストン３と、ピストン摺動空間４とを備えている。本体２上面には、スライドテーブル１とピストン３とを連結する連結軸部６の通る連結軸部用通孔５が設けられている。摺動空間４の両終端部は各々エンドブロック２ａ、２ａで閉塞されており、エンドブロック２ａ、２ａの各々には流体出入ポート７、７が設けられている。スライドテーブル１と本体２との間には、スライドテーブル１の摺動抵抗低下用のベアリング２ｂが介装されている。
【０００６】
上記リニアアクチュエータによれば、圧力流体を導入する流体出入ポート７、７を交互に切り替えることにより、ピストン３及びそれに連結されたスライドテーブル１の往復動作が可能となっている。
【０００７】
また、図９（ｂ）に示すように、本体２には、スライドテーブル１の側面に配設された磁石８の摺動軌跡に沿ったレール部材９が設けられており、レール部材９の溝部９ａに磁気センサを取り付けることによって、スライドテーブル１の位置を検出することができるようになっている。
【特許文献１】特開２００３−２２２１０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のようにリニアアクチュエータは、様々な装置に組み込まれて応用されるものであるので、種々の設置環境に順応し得るように、リニアアクチュエータ自体の小型化が求められている。
【０００９】
ピストン摺動空間４は、ストローク長にピストン３の長さを加えた長さが必要となる。更にピストン３のストローク中に連結軸部用通孔５からピストン３を駆動する加圧流体が漏れないようにする必要があるため、本体２のシリンダ部を構成しているピストン摺動空間４の長手方向の中間領域に連結軸部用通孔５を形成するとともに、連結軸部６をピストンのストローク方向中央部に形成した上で、ピストンのストローク方向長さＬ１を連結軸部通孔５の長さＬ２の少なくとも２倍以上としなければならない。ストローク長は連結軸部通孔５の長さＬ２に相当するから、結局、ピストン摺動空間４は、ストローク長の少なくとも３倍以上の長さが必要となっており、このことが、リニアクチュエータの小型化を阻害する要因となっていた。
【００１０】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、所定のストローク長に対するストローク方向の寸法を短くすることのできるリニアアクチュエータを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明に係るリニアアクチュエータは、流体圧駆動で摺動するピストンを収容した本体と、該本体の外部に配設されるとともに前記ピストンに連結されて該ピストンとともに往復動する駆動部と、を有するリニアアクチュエータであって、前記本体は、並列して設けられた往駆動用及び復駆動用のピストン摺動空間と、該ピストン摺動空間のそれぞれに並列して収容された往駆動用及び復駆動用の前記ピストンとを備えるとともに、前記往駆動用及び復駆動用の各ピストンと前記駆動部とを連結する連結軸部が通る連結軸部用通孔が形成され、前記駆動部は、前記往駆動用及び復駆動用のピストンのそれぞれの周側面であってピストンヘッド端面近傍に突設された前記連結軸部を介して前記往駆動用ピストン及び前記復駆動用ピストンと連結されていることを特徴とする（発明１）。
【００１２】
また、前記ピストン各々の後端面中央部に凹部が形成され、該凹部に位置検出用磁気部材が設けられていることが望ましい（発明２）。
【００１３】
また、前記本体が、前記ピストン摺動空間に略平行な表面を有し、該表面に前記ピストン摺動空間に沿って磁気センサ取付用溝が形成されていることが望ましい（発明３）。
【発明の効果】
【００１４】
上記発明１によれば、前記往駆動用のピストンと前記復駆動用のピストンとを並列させて配置する。上記のような加圧流体の漏れを防ぐには、前記ピストンのそれぞれの長さをストローク長より長くするとよいので、所定のストローク長を確保するには、ストローク長に前記往駆動用のピストン又は前記復駆動用のピストンのいずれかの長さを加えた長さ以上、即ち、そのストローク長の少なくとも２倍以上の長さの前記ピストン摺動空間を設ければ足りる。したがって、本発明に係るリニアクチュエータは、従来の技術に係るリニアアクチュエータに比べ、所定のストローク長に対するストローク方向の寸法を短くすることができる。
【００１５】
上記発明２によれば、前記往駆動用ピストンの外側に磁気センサを備え付けるだけで、容易に前記往駆動用ピストン及びそれに連動する前記駆動部の位置検出を行うことができる。また、前記位置検出用磁気部材は、ピストン各々の後端面の前記凹部に挿入されているので、前記ピストンを短縮化することができ、全体として小型化することができる。
【００１６】
上記発明３によれば、別体のレール部材を取り付けてリニアアクチュエータの寸法を拡大させることなく、前記本体表面内に埋め込まれるように位置検出センサを取り付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る実施形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明をする。
【００１８】
図１〜図５は、それぞれ本発明の実施形態に係るリニアアクチュエータを示す斜視図、平面図、側面図、底面図、及び正面図である。図６は、図２のＢ１−Ｂ１線に沿う断面図、図７は図２のＢ２−Ｂ２線に沿う断面図、図８は、図３のＢ３−Ｂ３線に沿う断面図である。
【００１９】
図示のように、本発明の実施形態に係るリニアアクチュエータは、流体圧駆動で摺動するピストン２０Ａ、２０Ｂ（図８参照）を収容した長尺な本体１００と、本体１００の外部に配設されるとともにピストン２０Ａ、２０Ｂに連結されてピストン２０Ａ、２０Ｂとともに往復動する駆動部２００と、を有する。本体１００は、上面１１０の４箇所に設けられた陥没部分から本体１００を貫通する貫通ねじ孔１１２、裏面１４０の取り付けガイド用凹部１４１、１４２、ねじ孔１４３によって様々な装置への取り付けが可能となっている。
【００２０】
本体１００は、その上面１１０に、本体１００の長手方向に延びた略直方体状のガイド部１５０を備えており、ガイド部１５０はその上面の陥没部分内のねじ孔に螺入されたねじ１５１で固定されている。ガイド部１５０上には、その長手方向の両側面を挟むように断面視略コ字状で、長手方向の長さがガイド部１５０上より短い駆動部２００が、ガイド部１５０上を摺動自在に取り付けられている。ガイド部１５０と駆動部２００との間には、ボールベアリング１５２が介装されている。
【００２１】
本体１００の長手方向の両端部には、本体１００と略同じ横幅で上面１１０から切り立つように配設された一対のエンドブロック１６０が、その上面の陥没部分内の貫通ねじ孔に螺入されたねじ１６１、及びその側面の貫通ねじ孔に螺入されたねじ１６２で固定されている。各エンドブロック１６０には、先端が駆動部２００方向に向くよう、本体１００の長手方向に各エンドブロック１６０の側方を貫通した棒状のオイルダンパー１７０がそれぞれ設けられている。
【００２２】
また、図６〜８に示すように、本体１００は、並列して設けられた往駆動用及び復駆動用のピストン摺動空間１０Ａ、１０Ｂ、ピストン摺動空間１０Ａ、１０Ｂのそれぞれに並列して収容された往駆動用及び復駆動用のピストン２０Ａ、２０Ｂを備えるとともに、往駆動用及び復駆動用の各ピストン２０Ａ、２０Ｂと駆動部２００とを連結する連結軸部２２０、２２０が通る連結軸部用通孔１１１Ａ、１１１Ｂが形成されている。
【００２３】
ピストン摺動空間１０Ａは、断面視略円形の長尺の貫通孔の両端を加圧端部３０Ａ及びリーク端部３５Ａとで閉塞して形成されている。加圧端部３０Ａは、エアチューブ接続孔３１Ａ、それに連通するノズル部３２Ａを有し、ピストン摺動空間１０Ａの一端の径拡大部分１０Ａａに差し込まれ、リング状固定部材３３Ａで固定されている。加圧端部３０Ａの外周溝部とピストン摺動空間１０Ａの内壁との間にはＯリング３４Ａが介装されている。リーク端部３５Ａは、外周の一部に切り欠き（図示せず）を有する円盤状に形成されており、ピストン摺動空間１０Ａの他端の径拡大部分１０Ａｂに差し込まれ、リング状固定部材３７Ａで固定されている。ピストン摺動空間１０Ｂはピストン摺動空間１０Ａと逆向きに設けられているが、ピストン摺動空間１０Ａと同様の構成を有する。したがって、上記図示しない切り欠きは、図５に示すピストン摺動空間１０Ｂのリーク端部３５Ｂに設けられた切り欠き３６Ｂと同様である。
【００２４】
ピストン２０Ａの後端面中央部分には凹部２１Ａが設けられており、凹部２１Ａ内には位置検出用磁気部材２２Ａが設けられている。また、ピストン２０Ａ後方の外周溝部とピストン摺動空間１０Ａの内壁との間にはリング状のＶパッキン２３ＡがＶ字の先端部分がピストン２０Ａの前方に向くように介装されている。ピストン２０Ｂはピストン２０Ａと逆向きに設けられているが、ピストン２０Ａと同様の構成を有する。
【００２５】
駆動部２００は、断面コ字状の駆動部本体２０１、駆動部本体２０１の下面にねじ２０３で固定された一対の軸受け板２１０、軸受け板２１０のそれぞれに固定された一対の連結軸部２２０、駆動部本体２０１の両側面にねじ２３１で固定された一対の衝突用突起部２３０を備えている。
【００２６】
一対の連結軸部２２０、２２０は、往駆動用及び復駆動用のピストン２０Ａ、２０Ｂのそれぞれの周側面であってピストンヘッド端面近傍に突設されており、駆動部２００は、連結軸部２２０、２２０を介して往駆動用ピストン２０Ａ及び復駆動用ピストン２０Ｂと連結されている。そして、連結軸部２２０のそれぞれの移動領域に対応する本体１００に連結軸部用通孔１１１Ａ、１１１Ｂが設けられている。
【００２７】
また、本体１００の側面１２０は、ピストン摺動空間１０Ａ、１０Ｂに略平行な表面となっており、該表面にはピストン摺動空間１０Ａ、１０Ｂに沿って磁気センサ取付用溝１２１が形成されている。
【００２８】
このように構成された本実施形態に係るリニアアクチュエータによれば、図示しないエアコンプレッサなどの加圧手段の圧縮エア供給チューブに接続された加圧端部３０Ａから圧縮エアが注入されると、加圧端部３０Ａとピストン２０Ａとの間の押圧空間Ｓ内の圧力が上昇し、ピストン２０Ａがピストン摺動空間１０Ａ内をリーク端部３５Ａ側に変位する。該変位に連動して、駆動部２００もガイド部１５０に沿って変位するが、駆動部２００は、衝突用突起部２３０がオイルダンパー１７０先端部分に衝突し、該先端部分がオイルダンパー１７０内に窪んだ位置で停止する。
【００２９】
上記変位の際、駆動部２００を介してピストン２０Ａに連結されたピストン２０Ｂも、ピストン摺動空間１０Ｂ内を加圧端部３０Ｂ側に変位する。ピストン２０Ｂの該変位により押圧されたピストン摺動空間１０Ｂの押圧空間Ｓ内のエアは、加圧端部３０Ｂのエアチューブ接続孔３１Ｂ及びノズル部３２Ｂを通って抜ける。
【００３０】
次いで、加圧端部３０Ａへの圧縮エアの注入が停止され、加圧端部３０Ｂに圧縮エアが注入されると、加圧端部３０Ｂとピストン２０Ｂとの間の押圧空間Ｓ内の圧力が上昇し、ピストン２０Ａ及びピストン２０Ｂは先とは逆方向に変位する。以上を繰り返すことにより、ピストン２０Ａ及びピストン２０Ｂを往復摺動させ、ピストン２０Ａ及びピストン２０Ｂに連結された駆動部２００をガイド部１５０に沿って摺動させることができる。
【００３１】
上記のように本実施形態に係るリニアアクチュエータによれば、往駆動用のピストン２０Ａと復駆動用のピストン２０Ｂとを並列させて配置する。ピストン２０Ａ、２０Ｂのストローク中に連結軸部用通孔１１１Ａ、１１１Ｂからピストン２０Ａ、２０Ｂを駆動する加圧流体が漏れないようにするには、ピストン２０Ａ、２０Ｂのそれぞれの長さをストローク長より長くするとよいので、所定のストローク長を確保するには、少なくともストローク長より長い連結軸部用通孔１１１Ａ、１１１Ｂの長さＬ２に、往駆動用のピストン２０Ａ又は復駆動用のピストン２０Ｂのいずれかの長さＬ１を加えた長さ以上、即ち、そのストローク長の少なくとも２倍以上の長さのピストン摺動空間１０Ａ、１０Ｂを設ければ足りる。したがって、本発明に係るリニアクチュエータは、従来の技術に係るリニアアクチュエータに比べ、所定のストローク長に対するストローク方向の寸法を短くすることができる。
【００３２】
また、ピストン２０Ａに位置検出用磁気部材２２Ａが設けられていることにより、往駆動用ピストン２０Ａの外側に磁気センサ（図示せず）を備え付けるだけで、容易に往駆動用ピストン２０Ａ及びそれに連動する駆動部２００の位置検出を行うことができる。位置検出用磁気部材２２Ａは、ピストン２０Ａ、２０Ｂ各々の後端面の凹部２１Ａ、２１Ｂに挿入されているので、ピストン２０Ａ、２０Ｂを短縮化することができ、全体として小型化することができる。さらに、本体側面１２０の磁気センサ取付用溝１２１により、別体のレール部材を取り付けてリニアアクチュエータの寸法を拡大させることなく、本体１００表面内に埋め込まれるように位置検出センサを取り付けることができる。位置検出センサは、本体片側の磁気センサ取付用溝１２１に取り付けてピストン２０Ａ、２０Ｂのいずれかの位置を検出するようにしても良く、本体両側の磁気センサ取付用溝１２１、１２１に取り付けてピストン２０Ａ、２０Ｂの両方の位置を検出するようにしても良い。
【００３３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、種々の変更等が可能である。例えば、ピストン及びピストン摺動空間は往駆動用と復駆動用とで太さや長さの異なる別のタイプのものとしてもよい。また、圧縮エアに代えて他のガスや液体などを適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係るリニアアクチュエータの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のリニアアクチュエータの平面図である。
【図３】図１のリニアアクチュエータの側面図である。
【図４】図１のリニアアクチュエータの底面図である。
【図５】図１のリニアアクチュエータの正面図である。
【図６】図２のＢ１−Ｂ１線に沿う断面図である。
【図７】図２のＢ２−Ｂ２線に沿う断面図である。
【図８】図３のＢ３−Ｂ３線に沿う断面図である。
【図９】図９（ａ）は、従来のリニアアクチュエータの縦断側面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０Ａ、１０Ｂ  ピストン摺動空間
２０Ａ、２０Ｂ  ピストン
３０Ａ、３０Ｂ  加圧端部
３５Ａ、３５Ｂ  リーク端部
１００  本体
２００  駆動部
２２０  連結軸部
１１１Ａ、１１１Ｂ  連結軸部用通孔
Ｓ  押圧空間
【図１】
2005188680.tif 000003
【図２】
2005188680.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005188680.tif 000006
【図５】
2005188680.tif 000007
【図６】
2005188680.tif 000008
【図７】
2005188680.tif 000009
【図８】
2005188680.tif 000010
【図９】
2005188680.tif 000011