(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータの作動方向に対して垂直に切断した際に略凹状の断面形状を有する直線作動式アクチュエータのフレームであって、
前記フレームの両端において突出して上を向いた面に、フレームの内部から外部に向かって下り傾斜となりかつ前記アクチュエータの作動方向に沿って延びるテーパ面が形成され、
前記フレームには部品を取付けるために平面状に形成された複数の部品取付け面が設けられ、
前記部品取付け面以外の上を向いた面に、前記部品取付け面から下り傾斜となりかつ前記アクチュエータの作動方向に沿って延びるテーパ面が形成され、前記テーパ面の最下部に前記アクチュエータの作動方向に沿って延びる逃がし流路が設けられており、
前記逃がし流路の最下部から外部に連通する逃がし穴が設けられている、
ことを特徴とする直線作動式アクチュエータのフレーム。
【請求項２】
前記逃がし穴は、前記逃がし流路に対して垂直に貫通している、
請求項１記載の直線作動式アクチュエータのフレーム。
【請求項３】
前記逃がし穴は、前記逃がし流路に対して斜めに貫通している、
請求項１記載の直線作動式アクチュエータのフレーム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動組み立て装置において部品搬送装置などに利用される、直線作動式アクチュエータのフレームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、各種の自動組み立て装置において、部品や工具などの搬送物を移動させるために、往復直線駆動手段としてロッドレスシリンダが良く用いられている。しかし、ロッドレスシリンダとしては、一般に空気圧用もしくは低油圧用のものしか使用されていない。
【０００３】
ロッドレスシリンダには、マグネット型とメカジョイント型とがある。マグネット型は、シリンダ外部に対して供給流体の漏れはないが、マグネットの磁力に限度があり供給流体の圧力が約０．７ＭＰａを越えると内部ピストンと外部スライダとが外れる脱調現象を起こしてしまう。また、高温になるとマグネットの磁力が弱まり同様に脱調現象を起こしてしまう。
【０００４】
メカジョイント型は、内部ピストンと外部スライダとが機械的に接続されているためマグネット型のように脱調現象を起こすことはないが、構造上供給流体の外部への漏れが避けられない。
【０００５】
そのため、供給流体の圧力が約０．７ＭＰａを越える場合には、図５に示すように油圧シリンダ８２とチェーン８３もしくはラックアンドピニオンなどを用いた行程増機構とを組み合わせた直線作動式アクチュエータ８０が一般的に使用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した直線作動式アクチュエータ８０では油圧シリンダを使用しているため、油圧シリンダのロッドに異物が付着する可能性のある環境で使用した場合には故障が発生する可能性があった。
【０００７】
例えば、工作機械の周辺で上述した直線作動式アクチュエータ８０を使用する場合には、工作機械から出る切り粉などが混じった汚れた切削油が直線作動式アクチュエータ８０の内部に進入し、油圧シリンダのロッドなどに付着して直線作動式アクチュエータ８０の動作不良を引き起こす恐れがあった。
【０００８】
また、従来においては、直線作動式アクチュエータ８０の内部に進入した汚れた切削油を外部に排出することは困難であるため、汚れた切削油が内部に大量に溜まっていた。
【０００９】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、直線作動式アクチュエータの内部に進入した汚れた切削油を外部に排出しやすくし、故障の発生する可能性を低減し、メンテナンスの手間を省くことができる直線作動式アクチュエータのフレームを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る直線作動式アクチュエータのフレームは、アクチュエータの作動方向に対して垂直に切断した際に略凹状の断面形状を有する直線作動式アクチュエータのフレームであって、前記フレームの両端において突出して上を向いた面に、フレームの内部から外部に向かって下り傾斜となりかつ前記アクチュエータの作動方向に沿って延びるテーパ面が形成され、前記フレームには部品を取付けるために平面状に形成された複数の部品取付け面が設けられ、前記部品取付け面以外の上を向いた面に、前記部品取付け面から下り傾斜となりかつ前記アクチュエータの作動方向に沿って延びるテーパ面が形成され、前記テーパ面の最下部に前記アクチュエータの作動方向に沿って延びる逃がし流路が設けられており、前記逃がし流路の最下部から外部に連通する逃がし穴が設けられて構成される。
【００１３】
本発明では、フレームの両端において突出して上を向いた面に、フレームの内部から外部に向かって下り傾斜となりかつ前記アクチュエータの作動方向に沿って延びるテーパ面が形成されているため、汚れた切削油がフレームの内部に進入することが防止される。さらに、フレームの部品取付け面以外の上を向いた面に下り傾斜のテーパ面を形成し、そのテーパ面の最下部に逃がし流路を設け、その一部に外部に貫通する逃がし穴を設けているため、切り粉などが混じった汚れた切削油がフレームの内部に進入することを防ぎ、また進入しても逃がし穴から排出され、直線作動式アクチュエータは故障することなく動作できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る直線作動式アクチュエータ１の断面左側面図、図２は本発明に係る直線作動式アクチュエータ１の断面正面図、図３はフレーム１１の左側面図、図４はフレーム１１の平面図である。
【００１５】
まず、直線作動式アクチュエータ１の構成について図１及び図２を参照して説明する。
直線作動式アクチュエータ１は、油圧シリンダ１２、チェーン部１３及びリニアガイド１５などがフレーム１１上に取付けられて構成されている。
【００１６】
フレーム１１の長手方向両端部には、ヘッド側フレームカバー１７とロッド側フレームカバー１８が取付けられ、その両フレームカバー１７及び１８の上部には上面カバー１６が取付けられている。
【００１７】
リニアガイド１５の上面にはワークを搬送するスライダ１４が取り付けられている。スライダ１４は、チェーン１３ｄの一端部と連結されており、リニアガイド１５に案内されて直線移動する。
【００１８】
油圧シリンダ１２のロッド先端部にはスプロケット１３ｂが連結されており、油圧シリンダ１２のロッドが伸長するとスプロケット１３ｂはチェーン１３ｄを回転させながら移動し、チェーン１３ｄに連結されたスライダ１４は油圧シリンダ１２のロッドが伸長した長さの２倍の距離を移動する。
【００１９】
次に、直線作動式アクチュエータ１の各構成部品について詳細に説明する。
フレーム１１は、図３及び図４に示すように油圧シリンダ１２のシリンダチューブ１２ｂと一体に押し出し成形で作られている。この際にシリンダチューブ１２ｂと共にネジ下穴１２ｄ、配管穴１２ｅ及びリニアガイド１５を取り付けるためのガイド１１ｎも成形されている。
【００２０】
フレーム１１には、機械加工による追加工を行い、この際にシリンダチューブ１２ｂの不要部分も削り取る。なお、フレーム１１及びシリンダチューブ１２ｂの材質として、アルミニウム合金などの押し出し成形性の良好なものが用いられている。
【００２１】
図３によく示すように、フレーム１１は、長手方向に対して垂直に切断した際に略凹状の断面形状を有している。フレーム１１の両端の突出して上を向いた面１１ａ、１１ａは、フレーム１１の内部から外部に向かって下り傾斜となりフレーム１１の長手方向に沿って延びるテーパ面となっている。そのため、汚れた切削油がフレームの内部に進入することを防いでいる。
【００２２】
フレーム１１のリニアガイド１５の取付け面１５ａ、１５ａは、その片側ないし両側が該取付け面１５ａ、１５ａから下り傾斜となりフレーム１１の長手方向に沿って延びるテーパ面１１ｂ、１１ｂ及び１１ｃ、１１ｃとなっている。そのため、汚れた切削油がフレームの内部に進入しても、下り傾斜によってテーパ面最下部の逃がし流路１１ｅ、１１ｅ、１１ｆ及び１１ｈに流れ込み、図１によく示すように、逃がし穴１１ｉ、１１ｉ、１１ｊ及び１１ｍからフレームの外部に流れ出す。
【００２３】
なお、上述した逃がし流路１１ｅ、１１ｆ及び１１ｈの形状は、断面が半円状となっておりフレーム１１の長手方向に沿って延びている。
また、上述した逃がし穴１１ｉは、フレーム１１の両側面に複数設けられており、逃がし流路１１ｅの最下部から外部に向かって水平に貫通している。逃がし穴１１ｊ及び１１ｍは、フレーム１１の底面に複数設けられており、逃がし流路１１ｆ及び１１ｈの最下部から外部に向かって垂直に貫通している。
【００２４】
フレーム１１の油圧シリンダ１２の取付け面１２ａは、その両側が該取付け面１２ａから下り傾斜となりフレーム１１の長手方向に沿って延びるテーパ面１１ｄ、１１ｄとなっている。そのため、汚れた切削油がフレームの内部に進入しても、下り傾斜によってテーパ面最下部の逃がし流路１１ｇ及び１１ｈに流れ込み、図１によく示すように、逃がし穴１１ｋ及び１１ｍからフレームの外部に流れ出す。
【００２５】
なお、上述した逃がし流路１１ｇ及び１１ｈの形状は、断面が半円状となっておりフレーム１１の長手方向に沿って延びている。
また、上述した逃がし穴１１ｋ及び１１ｍは、フレーム１１の底面に複数設けられており、逃がし流路１１ｇ及び１１ｈの最下部から外部に向かって垂直に貫通している。
【００２６】
フレーム１１のチェーン部１３の取付け面１３ａは、その両側がフレーム１１の長手方向に沿って延びる逃がし流路１１ｆ及び１１ｇとなっている。そのため、汚れた切削油がフレームの内部に進入しても、逃がし流路１１ｆ及び１１ｇに流れ込み、図１によく示すように、逃がし穴１１ｊ及び１１ｋからフレームの外部に流れ出す。
【００２７】
なお、上述した逃がし流路１１ｆ及び１１ｇの形状は、断面が半円状となっておりフレーム１１の長手方向に沿って延びている。
また、上述した逃がし穴１１ｊ及び１１ｋは、フレーム１１の底面に複数設けられており、逃がし流路１１ｆ及び１１ｇの最下部から外部に向かって垂直に貫通している。しかし、この逃がし穴１１ｊ及び１１ｋは斜めに貫通するように設けることもできる。
【００２８】
油圧シリンダ１２は、直線作動式アクチュエータ１の駆動源であり、一般的な複動型で片側ロッドの油圧シリンダが使われている。油圧シリンダ１２のシリンダチューブ１２ｂは、上述したようにフレーム１１と一体に押し出し成形されており、図３に示すように、油圧シリンダ１２取付け用のピストン穴１２ｃ、ネジ下穴１２ｄ及び配管穴１２ｅも成形されている。そのため、直線作動式アクチュエータ１の組み立ての際には、フレーム１１と油圧シリンダ１２との芯出し作業は不要であり、直線作動式アクチュエータ１を容易に短時間で組み立てることができ、作業コストを省くことができる。なお、シリンダチューブ１２ｂには、ピストン位置を検出するためのスイッチ用の溝を設けることもできる。
【００２９】
シリンダカバー１２ｆを取り付ける際には、シリンダチューブ１２ｂの内面にシリンダカバー１２ｆをＯリング１２ｇと共に嵌入し、ネジ下穴１２ｄにセルフタッピングボルト１２ｈをねじ込むことで容易にシリンダカバー１２ｆを固定することができる。また、油圧シリンダ１２への供給圧力が高い場合には、ネジ下穴１２ｄは、タイロッドを通す穴として利用することができる。なお、ヘッド側のシリンダカバーについては図示を省略したがロッド側のシリンダカバー１２ｆと同様である。
【００３０】
配管穴１２ｅは、フレーム１１のシリンダチューブ１２ｂの直下の位置に２か所平行して設けられている。フレーム１１には、機械加工の追加工によってシリンダチューブ１２ｂの上面からシリンダチューブ１２ｂを貫通し、シリンダチューブ１２ｂの内部と配管穴１２ｅの一方とが連通するような貫通穴がヘッド側に一つ形成されている。また、ロッド側にも配管穴１２ｅの他方と連通するような貫通穴が一つ形成されている。なお、シリンダチューブ１２ｂの上面の不要な穴は鋼球又はＯリングなどで閉口する。
【００３１】
この貫通穴により、配管穴１２ｅの一方はシリンダチューブ１２ｂのヘッド側内部と連通し、配管穴１２ｅの他方はシリンダチューブ１２ｂのロッド側内部と連通する。そのため、シリンダチューブ１２ｂにピストンを挿入した後は、フレーム１１の長手方向の両端面から流体を供給することにより油圧シリンダ１２を駆動することができる。
【００３２】
フレーム１１の長手方向の両端面には、ヘッド側フレームカバー１７及びロッド側フレームカバー１８が取り付けられるため、両フレームカバー１７、１８の、配管穴１２ｅと対向する位置に流体供給用ポート１７ａ、１７ｂ（ロッド側フレームカバー１８の流体供給用ポートは図示省略）を設けている。これにより、直線作動式アクチュエータ１の取付け場所に応じて直線作動式アクチュエータ１の長手方向の任意の方向から流体を供給することが可能になる。
【００３３】
また、直線作動式アクチュエータ１の内部に油圧シリンダ１２を駆動するための配管が必要ないためコンパクトでメンテナンスの容易な直線作動式アクチュエータ１を提供することができる。
【００３４】
また、油圧シリンダ１２は、上述したように、チェーン部１３を介してスライダ１４と連結されており、スライダ１４を直線移動させる。
油圧シリンダ１２のロッド先端部には、取付け金具を介してスプロケット１３ｂを保持するスプロケットサポート１３ｅが取り付けられている。
【００３５】
チェーン１３ｄ、１３ｄは、スライダ取付け金具１３ｆとフレーム取付け金具１３ｇを間に挟んで、スプロケット１３ｂ及びスプロケット１３ｃとの間に、円環状に巻き付けられている。
【００３６】
チェーン１３ｄの一端部はスライダ取付け金具１３ｆを介してスライダ１４に固定され、他端部はフレーム取付け金具１３ｇを介してフレーム１１に固定されている。
【００３７】
油圧シリンダ１２のロッドが伸長すると、スプロケットサポート１３ｅに保持されたスプロケット１３ｂは、チェーン１３ｄを回転させながら移動する。チェーン１３ｄの端部にスライダ取付け金具１３ｆを介して接続されたスライダ１４は、チェーン１３ｄとスプロケット１３ｂ及び１３ｃとの行程増機構により、油圧シリンダ１２のロッドが伸長した方向に伸長した長さの２倍の距離を移動する。
【００３８】
チェーン部１３は、上述したように、スプロケット１３ｂ及び１３ｃ、チェーン１３ｄ及びスプロケットサポート１３ｅなどから構成されている。チェーン１３ｄが走行する経路の下には、高分子材料で作られたチェーンレール１３ｆが配置されており、チェーン１３ｄが直接フレーム１１と接触しないようになっている。
【００３９】
スライダ１４は、フレーム１１と同様に直線作動式アクチュエータ１の作動方向に対して垂直に切断した際に略凹状の断面形状を有している。スライダ１４の下面はリニアガイド１５の上面に取り付けられ、またスライダ取付け金具１３ｆを介してチェーン１３ｄが取り付けられている。
【００４０】
スライダ１４の両端の突出して上を向いた水平面には、ワークを取り付けるためのネジ穴が設けられている。また、両端の突出した部分は上面カバー１６に接触しないように上面カバー１６の幅よりも外側に突出している。
【００４１】
リニアガイド１５は、内部にリニアベアリングを内蔵しており、スライダ１４の直線動作を案内している。上述したようにフレーム１１には、リニアガイド１５を取り付けるためのガイド１１ｎが成形されており、リニアガイド１５の取付け作業コストを省くことができる。なお、本装置においてはリニアガイド１５は市販品を使用している。
【００４２】
上面カバー１６は、上述したようにヘッド側フレームカバー１７とロッド側フレームカバー１８との上部にネジ止めされている。フレーム１１の内部に切り粉などの混じった汚れた切削油が進入するのを防ぐために、上面カバー１６の幅はフレーム１１の幅より大きめに作られ、フレーム１１の上部を覆うように取付けられている。
【００４３】
ヘッド側フレームカバー１７及びロッド側フレームカバー１８は、フレーム１１の長手方向両端部に取り付けられている。両フレームカバー１７及び１８には、上述したように、流体供給用ポート１７ａ、１７ｂ（ロッド側フレームカバー１８の流体供給用ポートは図示省略）が設けられている。駆動流体の供給は、両フレームカバー１７又は１８のどちら側からでも行うことができ、使用しないポート穴はプラグなどで閉口する。
【００４４】
次に、直線作動式アクチュエータ１の動作について簡単に説明する。
ヘッド側フレームカバー１７の流体供給用ポート１７ａ、１７ｂと制御弁との間を配管し、また制御弁と油圧ポンプとの間を配管して作動油を供給する（電磁弁、油圧ポンプ及び配管などは図示省略）。制御弁を切り換えると作動油が油圧シリンダ１２のヘッド側に供給され、油圧シリンダ１２が作動しロッドが伸長する。ロッドが伸長するとスプロケット１３ｂが移動しつつチェーン１３ｄを回転させるため、チェーン１３ｄは回転しながらチェーン１３ｄの一端部にスライダ取付け金具１３ｆを介して接続されたスライダ１４をロッドが伸長した方向に直線移動させる。スライダ１４は工程増機構により、油圧シリンダ１２のロッドが伸長した長さの２倍の距離を移動する。
【００４５】
直線作動式アクチュエータ１の両側面には、スライダ１４が移動するための開口部がどうしても必要になる。そのため、工作機械の周辺などの切り粉などの混じった汚れた切削油が飛散する環境下で直線作動式アクチュエータ１を使用する際には、汚れた切削油の内部への浸入が避けられない。
【００４６】
この直線作動式アクチュエータ１は、切り粉などの混じった汚れた切削油の浸入を防ぎ、浸入した場合にも、その汚れた切削油をアクチュエータの動作に支障のない部分に集めて外部に排出することができる。
【００４７】
上述の実施形態において、直線作動式アクチュエータ１の駆動源として油圧シリンダ１２を使用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の駆動源として各種の流体圧シリンダ、リニアモータなどを使用することが可能である。
【００４８】
上述の実施形態において、フレーム１１と共にシリンダチューブ１２ｂ、配管穴１２ｅ及びガイド１１ｍを一体成形したが、必要に応じてその他の部品を一体成形することが可能である。
【００４９】
上述の実施形態において、フレーム１１はアルミニウム合金で製作された例について説明したが、他の材料で製作することも可能である。
直線作動式アクチュエータ１の各部又は全体の構造、形状、寸法などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によると、直線作動式アクチュエータのフレームの両端において突出して上を向いた面に、フレームの内部から外部に向かって下り傾斜となりかつ前記アクチュエータの作動方向に沿って延びるテーパ面を形成し、フレームの部品取付け面以外の面をテーパ面としその最下部に逃がし流路を設けたため、切り粉などが混じった汚れた切削油がフレームの内部に進入することが防止され、また進入した場合でも動作に支障のない部分に集めて容易に外部に排出することができ、直線作動式アクチュエータに故障が発生する可能性を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る直線作動式アクチュエータの断面左側面図である。
【図２】本発明に係る直線作動式アクチュエータの断面正面図である。
【図３】本発明に係るフレームの左側面図である。
【図４】本発明に係るフレームの平面図である。
【図５】従来の直線作動式アクチュエータの断面左側面図である。
【符号の説明】
１  直線作動式アクチュエータ
１１、８１  フレーム
１１ａ〜ｄ  テーパ面
１１ｅ〜ｈ  逃がし流路
１１ｉ〜ｍ  逃がし穴
１２ａ、１３ａ、１５ａ  取付け面
【図１】
0003894674.tif 000002
【図２】
0003894674.tif 000003
【図３】
0003894674.tif 000004
【図４】
0003894674.tif 000005
【図５】
0003894674.tif 000006