(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に沿って延在するフレームと、
前記フレームに形成された溝部に沿って平行に固設される一対のリニアガイドと、
前記リニアガイドの案内作用下に前記フレームの長手方向に沿って変位するスライドテーブルと、
前記フレームの長手方向に沿った両端部に相互に対向して着脱自在に装着されるエンドカバーと、
前記フレームの長手方向と直交する両側面部に相互に対向して着脱自在に装着されるサイドカバーと、
前記フレームの長手方向に沿った上面部に設けられ、前記エンドカバーを介して着脱自在に装着されるトップカバーと、
前記ボールねじの一端部にモータ部を一体的に設けるとともに、前記ボールねじの他端部に該モータ部の回転数または回転角度を検出するエンコーダ部を一体的に設け、前記モータ部とエンコーダ部との間には、前記ボールねじに螺着されて該ボールねじの軸線方向に沿って変位する係合ブロックが配設され、前記モータ部、前記ボールねじ、前記エンコーダ部および前記係合ブロックが一体的に組み付けられて設けられた駆動ユニットと、
前記モータ部を前記フレームに固定するねじ部材と、
前記モータ部はケーシングを含み、コイルが巻回され前記ケーシングに固定されたステータと、
前記エンコーダ部はエンコーダ固定用ブロックを含み、前記エンコーダ固定用ブロックに設けられ前記ボールねじを回転自在に支持するベアリング部材と、
を備え、
前記フレームには、長手方向に沿って貫通し、前記駆動ユニットの配線通路である断面略矩形状の貫通孔が設けられ、
前記駆動ユニットを前記フレームに組み付ける際、前記モータ部およびエンコーダ部は、前記フレームの両端部に形成された一組の段部にそれぞれ位置決めされることにより、前記フレーム内に予め固定されたリニアガイドと前記駆動ユニットのボールねじとの平行精度が確保され、
前記スライドテーブルは、所定間隔離間して平行に形成された一対の固定ブロックと、前記一対の固定ブロックの間に一体的に結合された保持ブロックとからなり、前記保持ブロックには、前記駆動ユニットを前記フレームに組み付ける際、前記ボールねじが挿通可能な間隙が形成されることを特徴とする電動アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、フレームに設けられたモータ部の回転駆動力をボールねじを介してスライドテーブルに伝達し、前記フレームに固定されたガイドレールに沿って前記スライドテーブルを変位させることによりワークを搬送する電動アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、ワークを搬送するための手段として電動アクチュエータが用いられている。この電動アクチュエータは、基本的には、アクチュエータのフレームに配設された電動モータと、前記電動モータの回転駆動力を直線運動に変換して他の部材に伝達するボールねじ等の駆動力伝達手段と、前記駆動力伝達手段を介してフレームの長手方向に沿って変位するスライドテーブルとからなり、前記夫々の構成要素が単一の部品で形成され且つ各構成要素毎に夫々組み付けられて構成されている。
【０００３】
電動モータとボールねじとの間には、モータ軸とボールねじとを同軸に連結し且つモータ軸の回転運動をボールねじに伝達するカップリング部材が介装されている。また、前記ボールねじの一端部には、該ボールねじを回動自在に軸支する支持ブロック等が設けられ、さらに、電動モータに近接し、あるいは該電動モータと一体化されて回転数または回転角度等を検出するエンコーダが設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術に係る電動アクチュエータでは、カップリング部材等が設けられることにより、フレームの長手方向の全長において、スライドテーブルの移動範囲以外の余分なスペースが必要となり、フレームの長手方向の全長にわたってスライドテーブルの移動範囲とすることができないという不都合がある。
【０００５】
また、電動アクチュエータにおける種々の構成要素は夫々単一の部品で形成されているため、組み付け工数に多くの時間を要し、製造コストが高騰するという不都合がある。
【０００６】
本発明は、前記の不都合を克服するためになされたものであり、スライドテーブルの移動範囲を増長させて該移動範囲とフレーム長とが略一致するように形成するとともに、前記フレームに配設される構成要素をユニット化して組み付け工数を削減し、製造コストの低減化を図ることが可能な電動アクチュエータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、長手方向に沿って延在するフレームと、
前記フレームに形成された溝部に沿って平行に固設される一対のリニアガイドと、
前記リニアガイドの案内作用下に前記フレームの長手方向に沿って変位するスライドテーブルと、
前記フレームの長手方向に沿った両端部に相互に対向して着脱自在に装着されるエンドカバーと、
前記フレームの長手方向と直交する両側面部に相互に対向して着脱自在に装着されるサイドカバーと、
前記フレームの長手方向に沿った上面部に設けられ、前記エンドカバーを介して着脱自在に装着されるトップカバーと、
前記ボールねじの一端部にモータ部を一体的に設けるとともに、前記ボールねじの他端部に該モータ部の回転数または回転角度を検出するエンコーダ部を一体的に設け、前記モータ部とエンコーダ部との間には、前記ボールねじに螺着されて該ボールねじの軸線方向に沿って変位する係合ブロックが配設され、前記モータ部、前記ボールねじ、前記エンコーダ部および前記係合ブロックが一体的に組み付けられて設けられた駆動ユニットと、
前記モータ部を前記フレームに固定するねじ部材と、
前記モータ部はケーシングを含み、コイルが巻回され前記ケーシングに固定されたステータと、
前記エンコーダ部はエンコーダ固定用ブロックを含み、前記エンコーダ固定用ブロックに設けられ前記ボールねじを回転自在に支持するベアリング部材と、
を備え、
前記フレームには、長手方向に沿って貫通し、前記駆動ユニットの配線通路である断面略矩形状の貫通孔が設けられ、
前記駆動ユニットを前記フレームに組み付ける際、前記モータ部およびエンコーダ部は、前記フレームの両端部に形成された一組の段部にそれぞれ位置決めされることにより、前記フレーム内に予め固定されたリニアガイドと前記駆動ユニットのボールねじとの平行精度が確保され、
前記スライドテーブルは、所定間隔離間して平行に形成された一対の固定ブロックと、前記一対の固定ブロックの間に一体的に結合された保持ブロックとからなり、前記保持ブロックには、前記駆動ユニットを前記フレームに組み付ける際、前記ボールねじが挿通可能な間隙が形成されることを特徴とする。
【０００９】
【作用】
上記の本発明に係る電動アクチュエータでは、モータ部、ボールねじ、エンコーダ部および係合ブロックが一体的に組み付けられた駆動ユニットを備えることにより、前記駆動ユニットをフレームに簡便に組み付けることができる。前記駆動ユニットを前記フレームに組み付ける際、前記モータ部およびエンコーダ部が前記フレームの両端部に形成された一組の段部にそれぞれ位置決めされることにより、前記フレーム内に予め固定されたリニアガイドと前記駆動ユニットのボールねじとの平行精度が確保される。この結果、これらの部材の組み付け作業を短時間で効率的に行うことができる。さらに、本願発明では、スライドテーブルを構成する保持ブロックにボールねじが挿通可能な間隙を設けることにより、モータ部、ボールねじ、エンコーダ部および係合ブロックが一体的に組み付けられた駆動ユニットをフレームに組み付ける際、前記係合ブロックをスライドテーブルの保持ブロックに対して簡便に組み付けることができる。
【００１０】
【実施例】
次に、本発明に係る電動アクチュエータについて好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施例に係る電動アクチュエータの斜視図、図２は、図１に示す電動アクチュエータの要部分解斜視図、図３は、図１に示す電動アクチュエータの一部断面側面図、図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った縦断面図である。
【００１２】
この電動アクチュエータ１０は、基本的には、図２に示されるように、長手方向に沿って長尺状に形成されたフレーム１２と、前記フレーム１２の上面部に画成された溝部１４ａ、１４ｂに略平行に固設される一対のリニアガイド１６ａ、１６ｂと、前記リニアガイド１６ａ、１６ｂに固定されてフレーム１２の長手方向に沿って変位するスライドテーブル１８と、フレーム１２の両端部に画成された一組の段部１９、２１に夫々位置決めして固定される駆動ユニット２０とから構成される（図２参照）。
【００１３】
前記フレーム１２の長手方向に沿った両端部には一組のエンドカバー２２、２４が夫々対向して装着され、前記フレーム１２の短手方向に沿った両側面部には、一対のサイドカバー２６ａ、２６ｂが夫々対向して装着され、前記フレーム１２の上面部にはトップカバー２８が装着される（図１参照）。なお、前記エンドカバー２２、２４、サイドカバー２６ａ、２６ｂおよびトップカバー２８は、夫々フレーム１２に着脱自在に設けられている。さらに、前記フレーム１２には、断面略矩形状の第１〜第４の貫通孔３０ａ〜３０ｄが画成され（図４参照）、前記第１〜第４貫通孔３０ａ〜３０ｄは、駆動ユニット２０の配線通路等として用いられる。フレーム１２の底面部には、長手方向に沿って延在し他の装置等に連結するための断面略Ｔ字状の溝部３２ａ、３２ｂが画成されている。
【００１４】
リニアガイド１６ａ、１６ｂは、図２に示されるように、夫々略同一形状に形成され、所定間隔離間する複数の固定用孔部３４を介してフレーム１２の溝部１４ａ、１４ｂに位置決めされて固設される長尺な一対のガイドレール３６ａ、３６ｂと、夫々のガイドレール３６ａ、３６ｂの長手方向に沿って摺動変位する一対のガイドブロック３８ａ、３８ｂとから構成される。前記ガイドレール３６ａ、３６ｂとガイドブロック３８ａ、３８ｂとの摺動部位には、ボール等の図示しない転動部材が環状通路内に配設され、ガイドブロック３８ａ、３８ｂをガイドレール３６ａ、３６ｂに沿って円滑に変位させることができる。
【００１５】
スライドテーブル１８は、図２および図４に示されるように、一対のガイドブロック３８ａ、３８ｂに夫々ねじ止めして固定され、所定間隔離間して略平行に形成された固定ブロック４０ａ、４０ｂと、前記固定ブロック４０ａ、４０ｂの間に一体的に結合され、断面略円弧状を呈する保持ブロック４２とから構成される。前記保持ブロック４２の上面部には、駆動ユニット２０を構成するボールねじ４４が挿通可能な幅からなる間隙４６が画成され、前記間隙４６に連続して略円形状の開口部が画成されている（図２、図４参照）。
【００１６】
駆動ユニット２０は、図２並びに図３に示されるように、ボールねじ４４（駆動力伝達手段）の両端部に夫々同軸に設けられたモータ部４８およびエンコーダ部５０と、前記モータ部４８とエンコーダ部５０との間に設けられボールねじ４４に螺着されて軸線方向に沿って変位する係合ブロック５２とが一体的にユニット化されて構成されている。前記係合ブロック５２には円柱部５４が設けられ、前記円柱部５４は取付用孔部５６を介して保持ブロック４２の開口部に装着される。なお、送りねじとして機能するボールねじ４４に代替して、図示しないタイミングベルト等を用いてもよい。
【００１７】
モータ部４８は、図５に示されるように、ねじ５８を介してフレーム１２の段部１９に固定されるとともに、図示しない位置決めピンを挿入してフレーム１２の中心に位置決めされるモータ固定用ブロック６０と、前記モータ固定用ブロック６０と一体的に連結される断面略矩形状のケーシング６２とを含む。前記ケーシング６２の外周部にはステータ６４が設けられ、前記ステータ６４の内壁面にコイルが巻回されたステータコイル部６６が設けられている。前記ケーシング６２内には、軸線方向に沿って延在するボールねじ４４の端部がベアリング部材６８によって支持され、該ボールねじ４４の終端部にはロータ７０が止めねじ７２を介して保持されている。
【００１８】
エンコーダ部５０は、図６に示されるように、ボールねじ４４の端部近傍をベアリング部材７４を介して回動自在に支持するとともに、ねじ７６を介してフレーム１２の段部２１に固定されるエンコーダ固定用ブロック７８と、連結部材８０、８２を介して前記エンコーダ固定用ブロック７８に連結され、モータの回転数または回転角度等を検出するエンコーダ本体８４とから構成される。この場合、前記エンコーダ本体８４はエンコーダ固定用ブロック７８と一体的に連結され、且つ該エンコーダ固定用ブロック７８によって保持されている。
【００１９】
なお、駆動ユニット２０は、モータ部４８およびエンコーダ部５０を夫々フレーム１２の両端部に画成された段部１９、２１に位置決めして固定することにより、ボールねじ４４とガイドレール３６ａ、３６ｂとの平行精度を確保することができる。さらに、モータ固定用ブロック６０およびエンコーダ固定用ブロック７８に夫々画成された位置決め用孔部（図示せず）とフレーム１２の段部１９、２１に夫々画成された位置決め用孔部８６、８８（図２参照）とに図示しない位置決めピンを挿通することにより、前記モータ固定用ブロック６０およびエンコーダ固定用ブロック７８を夫々フレームの中心に位置決めすることができる。
【００２０】
また、前記駆動ユニット２０では、モータ部４８、ボールねじ４４およびエンコーダ部５０をユニットとして構成しているが、例えば、図示しないステッピングモータ等のパルスモータを用いることにより、モータ部４８およびボールねじ４４のみをユニットとして構成してもよい。
【００２１】
さらに、エンコーダ本体８４に代替して、エンコーダ固定用ブロック７８にリミットスイッチ等のセンサを設ける構成を採用することも可能である。
【００２２】
本発明の実施例に係る電動アクチュエータ１０は基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００２３】
先ず、電動アクチュエータ１０の組み付け工程について説明する。
【００２４】
図２に示されるように、フレーム１２の溝部１４ａ、１４ｂにリニアガイド１６ａ、１６ｂを位置決めして固設する。続いて、前記リニアガイド１６ａ、１６ｂを構成するガイドブロック３８ａ、３８ｂに沿ってスライドテーブル１８の固定ブロック４０ａ、４０ｂをねじ止めする。次に、予め、単一の部品として製造された駆動ユニット２０の係合ブロック５２をスライドテーブル１８の保持ブロック４２に嵌合する。この場合、保持ブロック４２の間隙４６を介してボールねじ４４を挿通した後、軸線方向に沿ってボールねじ４４を移動させることにより、保持ブロック４２の開口部に円柱部５４を嵌着することができる。
【００２５】
続いて、前記駆動ユニット２０を構成するモータ部４８およびエンコーダ部５０をフレーム１２に位置決めして固定する。すなわち、モータ固定用ブロック６０およびエンコーダ固定用ブロック７８をフレーム１２の段部１９、２１に位置決めして、ボールねじ４４とガイドレール３６ａ、３６ｂとの平行精度を確保した後、図示しない位置決めピンによってモータ固定用ブロック６０およびエンコーダ固定用ブロック７８をフレーム１２の中心に位置決めして固定することができる。
【００２６】
このように、一対のリニアガイド１６ａ、１６ｂ、スライドテーブル１８および駆動ユニット２０をフレーム１２の上面方向から簡便に組み付けた後、前記フレーム１２にエンドカバー２２、２４、サイドカバー２６ａ、２６ｂおよびトップカバー２８を装着する。なお、ユーザーの用途に応じて前記各種のカバーを装着せずに、フレーム１２が露呈した状態で使用することも可能である。
【００２７】
このように組み付けられた電動アクチュエータ１０は、図示しない電源を付勢してモータ部４８を駆動させ、モータ軸として機能するボールねじ４４を回動させる。この場合、モータの回転数または回転角度等はボールねじ４４の端部に設けられたエンコーダ本体８４によって検出され、前記検出信号は貫通孔３０ａ〜３０ｄに挿入されたリード線を通じて図示しないコントローラに導入される。
【００２８】
前記ボールねじ４４の回転運動は、該ボールねじ４４に螺着された係合ブロック５２に伝達され、前記係合ブロック５２を保持するスライドテーブル１８がリニアガイド１６ａ、１６ｂに沿って円滑に直線状に変位する。
【００２９】
以上のように、本実施例に係る電動アクチュエータ１０では、ボールねじ４４の両端部に夫々モータ部４８とエンコーダ部５０とを同軸に且つ一体的に設けるとともに、モータ部４８、エンコーダ部５０、ボールねじ４４および係合ブロック５２からなる構成要素を一体化した駆動ユニット２０として構成している。このため、各構成要素毎に組み付け作業を行っていた従来技術と比較して、本実例に係る電動アクチュエータ１０では、組み付け工数を削減して製造コストの低減化を図ることが可能となる。
【００３０】
前記駆動ユニット２０がユニット化されることにより、大量生産することが可能となるとともに、何らかの原因で故障が発生した場合には、簡便にフレーム１２から離脱させることにより、新たな駆動ユニット２０と容易に交換することができる。
【００３１】
また、本実施例に係る電動アクチュエータ１０では、カップリング部材を用いることなくモータ軸とボールねじ４４とを同軸に形成していることから、前記カップリング部材が占有する長さだけスライドテーブル１８の移動範囲が増長され、この結果、フレーム１２の略全長にわたってスライドテーブル１８を移動させることが可能となる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明に係る電動アクチュエータによれば、以下の効果が得られる。
【００３３】
すなわち、モータ部、ボールねじ、エンコーダ部および係合ブロックが一体的に組み付けられた駆動ユニットとして構成し、前記モータ部およびエンコーダ部を前記フレームの両端部に形成された一組の段部にそれぞれ位置決めして前記駆動ユニットを該フレームに固定することにより、電動アクチュエータを製造する際の組み付け工数を削減し、製造コストの低減化を図ることができる。
【００３４】
また、従来技術のようにカップリング部材を用いることなく、ボールねじの一端部および他端部にそれぞれモータ部およびエンコーダ部を一体化しているため、前記カップリング部材を配設するスペースを削減してスライドテーブルが移動する範囲を増長させ、フレームの略全長にわたって該スライドテーブルを移動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る電動アクチュエータの斜視図である。
【図２】図１に示す電動アクチュエータの要部分解斜視図である。
【図３】図１に示す電動アクチュエータの一部断面側面図である。
【図４】図１に示すＩＶ−ＩＶ線に沿った縦断面図である。
【図５】駆動ユニットを構成するモータ部の部分断面図である。
【図６】駆動ユニットを構成するエンコーダ部の部分断面図である。
【符号の説明】
１０…電動アクチュエータ              １２…フレーム
１４ａ、１４ｂ…溝部                  １６ａ、１６ｂ…リニアガイド
１８…スライドテーブル                １９、２１…段部
２０…駆動ユニット                    ３６ａ、３６ｂ…ガイドレール
３８ａ、３８ｂ…ガイドブロック        ４０ａ、４０ｂ…固定ブロック
４２…保持ブロック                    ４８…モータ部
５０…エンコーダ部                    ５２…係合ブロック
５４…円柱部                          ６０…モータ固定用ブロック
７８…エンコーダ固定用ブロック        ８４…エンコーダ本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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