(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源と、
押し出し、引き抜き等により一体成形されるボデイと、
前記ボデイに形成される壁部と、
前記駆動源の駆動力により変位する移動手段と、
前記ボデイに沿って一体に形成される係合部に着脱可能に係合し、前記移動手段を前記ボデイに沿って摺動可能に案内する案内手段と、
前記案内手段、または、前記移動手段の互いに摺接する部位に形成される凹部と、
を備え、前記駆動源は、前記ボデイと前記壁部とにより囲繞された状態で前記ボデイに固定されることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
請求項１記載のアクチュエータにおいて、
前記案内手段、または、前記移動手段の互いに摺接する部位に表面平滑化処理が施されていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項３】
請求項１記載のアクチュエータにおいて、
前記案内手段は、前記ボデイの互いに直角に形成された二面に沿って一体に形成される係合部に着脱可能に係合することを特徴とするアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ボデイと一体的に形成された案内部材に移動手段を係合させて、移動手段を移動させる際、塵埃等を除去するように構成したアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、ワークを吸着し、またはメカニカルハンドやチャックを用いて把持し搬送するための装置にはアクチュエータが備えられている。この種のアクチュエータは、鋳造、押し出し、引き抜き等の方法により一体成形された本体に、テーブル等の移動体をガイドを介して取り付け、ボールねじまたはタイミングベルト等を、サーボモータ、ステッピングモータ等の駆動源により回転せしめて前記移動体を移動させている。この移動に伴って、前記移動体にＴ溝を介して連結されたメカニカルチャック等の把持あるいは吸着手段も移動し、該手段に保持されたワークは、所望の位置に搬送される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなアクチュエータは、本体にボールベアリング等のガイドを設け、前記ボールベアリングを介してスライドテーブル等の移動体を支持する。しかしながら、ボールベアリングは本体、あるいはスライドテーブルに対して摺接する際に塵埃を発生する。これは、クリーンルーム等の精密機器を扱う作業現場では、許容され難い。また、移動体が前記ガイドに対して摺動運動することにより、該ガイド等に塗布されたグリース等が落下する等の不都合も指摘されている。
【０００４】
本発明は、この種の問題を解決するためになされたものであって、塵埃の発生を極力抑え、しかもグリース等の落下を阻止し、使用条件の厳しい環境下でも使用可能なアクチュエータを提供することを目的とする。
【０００５】
【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、駆動源と、押し出し、引き抜き等により一体成形されるボデイと、前記ボデイに形成される壁部と、前記駆動源の駆動力により変位する移動手段と、前記ボデイに沿って一体に形成される係合部に着脱可能に係合し、前記移動手段を前記ボデイに沿って摺動可能に案内する案内手段と、前記案内手段、または、前記移動手段の互いに摺接する部位に形成される凹部と、を備え、前記駆動源は、前記ボデイと前記壁部とにより囲繞された状態で前記ボデイに固定されることを特徴とする。
【０００７】
【作用】
本発明のアクチュエータは、駆動源の駆動力によりボデイに対して移動手段を変位させ、案内手段により該移動手段を案内してワーク等を搬送する。その際、案内手段と移動手段とが摺接する部位に凹部を設けたため、移動手段の変位に伴い塵埃の除去ができる。したがって、微小な塵埃が作業現場を浮遊するということが阻止できる。
また、駆動源は、押し出し、引き抜き等によって成形されたボデイおよび壁部により囲繞され、固定部材を用いることなく塵埃の発生しない構成でボデイに固定される。この結果、塵埃の発生がさらに効果的に阻止される。
また、案内手段または移動手段の摺接する部位に表面平滑化処理を施したため、グリースを使用する必要もない。さらに、ボデイの互いに直角に形成された二面にそれぞれ案内手段を設け、該案内手段に移動手段が係合したため、実質的に移動手段が直角二方向によって支持され、精度よく、また外れることなく案内される。
【０００８】
【実施例】
本発明に係る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。
【０００９】
図１〜図３に示すように、アクチュエータ１０は、基本的にボデイ１２、電動モータ１４、ボールねじ１６およびスライドテーブル１８から構成されている。
【００１０】
ボデイ１２は、断面が略Ｌ字型に形成され、前記Ｌ字型端部に沿ってスライドテーブル１８の案内部材となる、断面が半円形状の案内部材２０ａ、２０ｂが長手方向に形成されている。案内部材２０ａ、２０ｂは、スライドテーブル１８と摺接する部分に所定間隔離間して溝２２ａ、２２ｂが形成されている。また、前記案内部材２０ａ、２０ｂは、ポリテトラフルオロエチレン等の低摩擦部材をコーティングしたり、あるいは鏡面仕上げ等の表面平滑化処理を行い、グリース等を不要にしている。前記ボデイ１２の中央部には、長手方向に沿って壁部２４が突出形成される。ボデイ１２のそれぞれの端部には、前記ボールねじ１６の端部が回転自在に保持されるべく、孔部を画成した板体２６ａ、２６ｂを設け、実質的に前記Ｌ字型のボデイ１２の空間をその両端部で閉塞している。このように構成されるボデイ１２は、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）等の複合材料、樹脂材料等から押し出し、引き抜き、精密鍛造、精密鋳造、金属射出成形、セラミック射出成形等によって、前記案内部材２０ａ、２０ｂの位置等が正確に形成される。
【００１１】
電動モータ１４は、ボデイ１２の空間内で案内部材２０ａ側に配設され、該電動モータ１４はケイ素鋼板を積層し、該ケイ素鋼板にコイルを巻回して構成している。ここでは、前記電動モータ１４は、いわゆるカバーを有しておらず、ボデイ１２で囲繞することにより、アクチュエータ１０を全体として小型化するために貢献している。なお、電動モータ１４は、ＡＣモータ、ＤＣモータ、インダクションモータ、ステッピングモータ、コアレスモータのいずれでもよく、また、ハーモニックドライブ機構あるいは遊星歯車機構を設けたモータであってもよい。前記ハーモニックドライブ機構あるいは遊星歯車機構をモータに備えると、前記機構を介して減速することにより１００００ｒｐｍ程度の高回転型モータを使用できる。したがって、同一の出力に対して相対的にモータ径の小さいモータを使用でき、アクチュエータ全体の小型化につながる。
【００１２】
なお、電動モータ１４には、図示しないエンコーダ等のセンサが取り付けられ、スライドテーブル１８の位置、速度等を検出している。
【００１３】
前記電動モータ１４の軸線に沿って筐体形状を有するコントローラ２９が設けられ、該コントローラ２９の一端側は、ボデイ１２の案内部材２０ａ側に当接するように設けられている。
【００１４】
電動モータ１４の一端部からは駆動軸３０が突出し、その先端部は板体２６ａに設けられた孔部に嵌合されるとともに、該板体２６ａの内側にタイミングベルト３２を懸架するためのプーリ３４を装着されている。
【００１５】
ボールねじ１６は、その両端部が板体２６ａ、２６ｂの孔部に嵌合されるとともに、板体２６ａ側にタイミングベルト３２を懸架するプーリ３６を装着される。すなわち、プーリ３４、３６との間でタイミングベルト３２が懸架され、電動モータ１４の回転をボールねじ１６に伝達する。ボールねじ１６は、その途中でスライドテーブル１８と一体的に構成された支持体３８に係合している。
【００１６】
スライドテーブル１８は、ポリアセタール等の潤滑性を有する部材から、実質的に、略Ｌ字型に形成され、該Ｌ字型のそれぞれの端部にボデイ１２の案内部材２０ａ、２０ｂに嵌合する半円形状の案内溝４０ａ、４０ｂが画成されている。前記案内溝４０ａ、４０ｂの表面も前記案内部材２０ａ、２０ｂと同様にポリテトラフルオロエチレン加工でコーティングし、あるいは鏡面仕上げ等で表面平滑化処理を行っている。
【００１７】
なお、案内部材２０ａ、２０ｂは、図４に示すように、断面円形のシャフトで別体に形成してもよく、この場合には、ボルト４２ａ、４２ｂでボデイ１２に装着されている。また、スライドテーブル１８の案内溝４０ａ、４０ｂもこれに対応して断面が半円以上の円形状に形成されている。したがって、スライドテーブル１８が案内部材２０ａ、２０ｂによって確実に案内される。前記案内部材２０ａ、２０ｂは、図５に示すように、ボデイ１２の一部を変形させて装着してもよい。
【００１８】
案内部材２０ａ、２０ｂは、図６のように摺動によって発生する塵埃を取り込む、円周面に螺旋状の溝４４を形成してもよいし、また、図７のように凹部４６を形成したものでもよい。
【００１９】
なお、案内部材２０ａ、２０ｂおよびスライドテーブル１８の案内溝４０ａ、４０ｂは、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂によって、あるいはＴｉＣ、Ｂ、ダイヤモンド等を物理蒸着法または化学蒸着法でコーティングしてもよい。
【００２０】
次に、以上のように構成されるアクチュエータ１０の動作説明を行う。
【００２１】
先ず、コントローラ２９からの付勢信号により、電動モータ１４が駆動される。電動モータ１４から延在する駆動軸３０の回転は、プーリ３４、タイミングベルト３２、プーリ３６を介してボールねじ１６に伝達される。ボールねじ１６の回転により、支持体３８と一体的に構成されたスライドテーブル１８を変位させる。この際、スライドテーブル１８の案内溝４０ａ、４０ｂがボデイ１２の案内部材２０ａ、２０ｂに摺接してスライドテーブル１８を変位させるため、例えば、スライドテーブル１８に搭載された図示しないワークあるいは機器を好適に移動することができる。なお、ボデイ１２の断面Ｌ字型の端部に案内部材２０ａ、２０ｂを設け、スライドテーブル１８の案内溝４０ａ、４０ｂと嵌合させているため、実質的にスライドテーブル１８から作用する荷重をボデイ１２が直角二方向で支持する形となり、したがって、二方向からの合力等に対しても支持できる。
【００２２】
この場合、アクチュエータ１０の変位に伴い、案内部材２０ａ、２０ｂとスライドテーブル１８の案内溝４０ａ、４０ｂとの摺接部分では、案内部材２０ａ、２０ｂの表面に付着した塵埃が空気中を浮遊するおそれ、また、グリースを使用した場合には、該グリースが落下するおそれもある。しかしながら、本発明では案内部材２０ａ、２０ｂに設けられた溝２２ａ、２２ｂ内に塵埃およびグリースを進入させて回収することができる。
【００２３】
図８に本発明の他の実施例を示す。この実施例では、案内部材２０ａ、２０ｂの溝２２ａ、２２ｂに代えて、スライドテーブル１８の案内溝４０ａ、４０ｂに溝４８ａ、４８ｂを設けている。これにより、前の実施例と同様の効果を得ることもできる。さらに、案内部材２０ａ、２０ｂとスライドテーブル１８の双方に溝２２ａ、２２ｂ、４８ａ、４８ｂを設け、一層効果的にゴミを該溝２２ａ、２２ｂ、４８ａ、４８ｂに回収することも可能である。前記案内溝４０ａ、４０ｂが案内部材２０ａ、２０ｂの溝４４あるいは凹部４６に対応する形状の場合も同様である。
【００２４】
このように、本実施例に係るアクチュエータ１０は、案内部材２０ａ、２０ｂの表面に溝２２ａ、２２ｂを形成し、あるいは、スライドテーブル１８の案内溝４０ａ、４０ｂの表面に溝４８ａ、４８ｂを形成するため、スライドテーブル１８の変位に伴って、案内部材２０ａ、２０ｂの表面に付着している塵埃およびグリースが該溝２２ａ、２２ｂ、４８ａ、４８ｂに回収されることになる。このため、アクチュエータ１０の動作中に塵埃等が浮遊すること、あるいはグリースが落下するおそれはない。また、案内部材２０ａ、２０ｂおよび案内溝４０ａ、４０ｂの表面をポリテトラフルオロエチレン等により表面平滑化処理を施して摺接自在にしているため、グリース等が不要となる。したがって、本発明に係るアクチュエータ１０は、クリーンルーム等でも使用可能である。
【００２５】
なお、図９に示すように、電動モータ１４はハーモニックドライブ機構５０を一体的に構成し、ボールねじ１６に直列に接続してもよい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明に係るアクチュエータによれば、以下の効果が得られる。
【００２７】
アクチュエータは、案内手段と移動手段の摺接する部位に移動方向に沿って凹部を設けたため、移動手段の変位に伴い塵埃の回収が図れる。換言すれば、移動手段の変位に伴い、案内手段と移動手段相互の摺接により、案内手段に付着した塵埃およびグリース等が該凹部に回収される。したがって、案内手段の表面等に発生した微小な塵埃が作業現場を浮遊するということ、また、グリースの落下が阻止できる。さらに、案内部材および移動部材の表面に対して、摺接自在になるように表面平滑化処理を施せば、グリースが不要となる。
また、駆動源は、押し出し、引き抜き等によって成形されたボデイおよび壁部により囲繞され、固定部材を用いることなく塵埃の発生しない構成でボデイに固定される。この結果、塵埃の発生がさらに効果的に阻止される。
【００２８】
さらに、互いに直角であるボデイの二面に案内手段を設け、そこに移動手段を係合させたため、該移動手段が精度よくかつ確実に案内される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施例のアクチュエータの全体斜視図である。
【図２】本発明に係る一実施例のアクチュエータの要部説明斜視図である。
【図３】本発明に係る一実施例のアクチュエータの一部省略説明縦断面図である。
【図４】本発明に係るアクチュエータの内部構成を示す一部省略説明縦断面図である。
【図５】本発明に係るアクチュエータの内部構成を示す部分説明縦断面図である。
【図６】本発明に係るアクチュエータの案内部材の表面形状説明図である。
【図７】本発明に係るアクチュエータの案内部材の表面形状説明図である。
【図８】本発明に係る他の実施例のアクチュエータのスライドテーブルの説明斜視図である。
【図９】本発明に係るアクチュエータの内部構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０…アクチュエータ
１２…ボデイ
１４…電動モータ
１６…ボールねじ
１８…スライドテーブル
２０ａ、２０ｂ…案内部材
２２ａ、２２ｂ、４４、４８ａ、４８ｂ…溝
４０ａ、４０ｂ…案内溝
４６…凹部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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