(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に沿って長尺に形成されたベース部材と、
前記ベース部材の一端部に固設される回転駆動手段と、
前記ベース部材の他端部に対向して固設され、前記回転駆動手段の回転量を検出する検出手段と、
前記回転駆動手段の駆動作用下にベース部材の長手方向に沿って変位するスライドテーブルと、
前記回転駆動手段の駆動力をスライドテーブルに伝達する駆動力伝達手段と、
前記ベース部材と一体的に膨出形成され、前記スライドテーブルを案内するガイド部と、
を備え、
前記回転駆動手段は、モータハウジングと前記モータハウジングの開口部に嵌合されるモータユニットとを有し、前記検出手段は、エンコーダハウジングと前記エンコーダハウジングの開口部に嵌合されるエンコーダユニットとを有し、前記モータハウジングおよびエンコーダハウジングはそれぞれ略同一形状で形成され、前記モータハウジングとエンコーダハウジングの開口部がそれぞれ略同一寸法で画成されることを特徴とする電動アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１記載の電動アクチュエータにおいて、ベース部材は、長手方向に沿って延在し所定距離離間する一組のガイド部を有し、一方のガイド部はベース部材と一体的に膨出形成され、他方のガイド部は該ベース部材と別体で分離形成されたガイドレールからなることを特徴とする電動アクチュエータ。
【請求項３】
請求項１または２記載の電動アクチュエータにおいて、ベース部材の長手方向に沿って延在し所定距離離間する一組のガイド部の内壁面に相互に対向する長溝を画成し、スライドテーブルは前記長溝に沿って摺動する軸受部材によって案内されることを特徴とする電動アクチュエータ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電動アクチュエータにおいて、駆動力伝達手段はボールねじからなり、前記ボールねじはモータ軸およびエンコーダシャフトと一体的に形成され、前記ボールねじ、モータ軸およびエンコーダシャフトは同一軸線上にあ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、回転駆動手段の駆動作用下にスライドテーブルが変位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、長尺状に形成されたフレームと、前記フレーム内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と、所定間隔離間し前記フレームの上面部の長手方向に沿って固設される一対のガイドレールと、前記ガイドレールの案内作用下に前記ボールねじ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構成される。
【０００３】
また、前記ボールねじの一端部には該ボールねじを回転自在に軸支する軸受部材が設けられ、前記ボールねじの他端部にはカップリング部材を介して電動モータのモータ軸が連結される。さらに、前記電動モータの近接する部位には、該電動モータの回転角度、回転数等を検出するためのエンコーダが配設されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来技術に係る電動アクチュエータでは、フレームがアルミニウムの材料で形成されるため剛性がやや劣り、スライドテーブルの直線精度並びに平行精度は、実質的に、剛性の高いステンレス鋼の材料で形成されたガイドレールに依存している。従って、従来技術に係る電動アクチュエータの高さ方向の寸法は、前記フレームの高さ方向の寸法と前記フレームの上面部に固設されるガイドレールの高さ方向の寸法とが加算された寸法となり、高い剛性を保持しながら前記電動アクチュエータの高さ方向の寸法を規制することができないという不都合がある。
【０００５】
また、フレームとガイドレールとが別体で形成されるため部品点数が多くなり、組付工数が増加して製造コストが高騰するという不都合がある。
【０００６】
さらに、従来技術に係る電動アクチュエータでは、その組付工程の際、カップリング部材を介してボールねじとモータ軸とが同一の軸心となるように位置決めして連結しなければならないとともに、前記ボールねじをフレームの軸心に沿って配設する必要があり、このようなボールねじの調心作業が煩雑となる不都合がある。
【０００７】
本発明は、前記の種々の不都合を克服するためになされたものであり、高い剛性を保持しながら高さ方向の寸法を規制するとともに廉価に製造することが可能であり、さらにボールねじの調心作業等を行う必要がなく簡便に組み付け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。
【０００８】
【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、長手方向に沿って長尺に形成されたベース部材と、
前記ベース部材の一端部に固設される回転駆動手段と、
前記ベース部材の他端部に対向して固設され、前記回転駆動手段の回転量を検出する検出手段と、
前記回転駆動手段の駆動作用下にベース部材の長手方向に沿って変位するスライドテーブルと、
前記回転駆動手段の駆動力をスライドテーブルに伝達する駆動力伝達手段と、
前記ベース部材と一体的に膨出形成され、前記スライドテーブルを案内するガイド部と、
を備え、
前記回転駆動手段は、モータハウジングと前記モータハウジングの開口部に嵌合されるモータユニットとを有し、前記検出手段は、エンコーダハウジングと前記エンコーダハウジングの開口部に嵌合されるエンコーダユニットとを有し、前記モータハウジングおよびエンコーダハウジングはそれぞれ略同一形状で形成され、前記モータハウジングとエンコーダハウジングの開口部がそれぞれ略同一寸法で画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、付勢された回転駆動手段の駆動力が駆動力伝達手段を介してスライドテーブルに伝達され、ベース部材と一体的に形成されたガイド部の案内作用下に前記スライドテーブルが変位する。この結果、前記スライドテーブルに載置されたワークを所定位置に搬送することができる。
【００１０】
前記電動アクチュエータでは、ガイド部がベース部材と一体的に膨出形成されているため、高さ方向が規制されて低く形成することができる。さらに、前記電動アクチュエータでは、モータハウジングおよびエンコーダハウジングがそれぞれ略同一形状で形成され、且つ前記モータハウジングとエンコーダハウジングの開口部がそれぞれ略同一寸法で画成されることにより、前記モータハウジングの開口部に嵌合されるモータユニットと、エンコーダハウジングの開口部に嵌合されるエンコーダユニットと、例えば、ボールねじ等の駆動力伝達手段とを、それぞれ同一軸線上に調心することができる。この結果、本願発明では、従来技術のように、モータ軸とボールねじとエンコーダとがそれぞれ同一軸線となるように電動モータ、ボールねじおよびエンコーダをそれぞれ調整する調心作業を行う必要がないため、簡便に組付作業を行うことが可能となる。
【００１１】
【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。
【００１２】
図１は、本発明の第１実施例に係る電動アクチュエータの分解斜視図、図２は、図１に示す電動アクチュエータの縦断面図である。
【００１３】
この電動アクチュエータ１０は、長手方向に沿って長尺状に形成されたベース部材１２と、前記ベース部材１２の上面に画成された凹部１４内に長手方向に沿って支持されたボールねじ１６と、前記ベース部材１２の長手方向に沿った一端部に設けられ、前記ボールねじ１６を回転駆動させるモータ部１８と、前記ベース部材１２の長手方向に沿った他端部に設けられるエンコーダ部２０と、前記ベース部材１２に画成された凹部１４を閉塞するカバー部材２２とを含む。
【００１４】
なお、前記カバー部材２２は、ベース部材１２の上面部を閉塞するトップカバー部２４とベース部材１２の長手方向に沿った両端部を閉塞する一組のサイドカバー部２６、２７とが一体的に組み付けられて構成される。一方のサイドカバー部２６には、前記モータ部１８およびエンコーダ部２０に電気的に接続されるリード線（図示せず）を導出するための窓部２８が画成されている。さらに、前記電動アクチュエータ１０は、ボールねじ１６の回転作用下に相互に対向して配設された二組の軸受部材（後述する）を介してベース部材１２の長手方向に沿って変位するスライド機構３０を有する。
【００１５】
ベース部材１２は、鋼材、例えば、鋼板（ＳＰＣ）等の材料を引き抜きにより一体成形することによって高い剛性を保持することが可能である。このベース部材１２は断面略コの字状に形成され、短手方向に沿って所定間隔離間した両端部には、上方に膨出する一組のガイド部３２ａ、３２ｂが平面状のプレート部３４と一体的に形成される。このガイド部３２ａ、３２ｂの相互に対向する内壁面には断面略ｖ字状の長溝３６ａ、３６ｂが画成され、前記長溝３６ａ、３６ｂに沿って軸受部材（後述する）が摺動自在に設けられる。
【００１６】
モータ部１８は、ベース部材１２の短手方向に沿って突出する一組の突起部３８ａ、３８ｂを介してガイド部３２ａ、３２ｂの上面にそれぞれねじ止めされるモータハウジング４０と、前記モータハウジング４０の軸線方向に沿って貫通する孔部４２に嵌合されるモータユニット４４とから構成される。この場合、前記モータハウジング４０は、好適にはアルミニウムの材料を押し出して形成される。前記モータユニット４４は略円筒状を呈するケーシングを有し、前記ケーシング内には、電動モータを構成する図示しないロータおよびステータが配設される。なお、前記ロータが固定される電動モータのモータ軸はカップリング部材を用いることなくボールねじ１６と一体的に形成される。
【００１７】
エンコーダ部２０は、前記モータハウジング４０と同一材質且つ同一形状に形成されるエンコーダハウジング４６と、前記エンコーダハウジング４６の貫通する孔部４８に嵌合されるエンコーダユニット５０とから構成される。前記エンコーダユニット５０は、略円筒状のケーシングを有し、前記ケーシング内には、ボールねじ１６の回転速度、回転数等を検出するロータリエンコーダ（図示せず）が配設される。なお、前記モータハウジング４０およびエンコーダハウジング４６の孔部４２、４８はそれぞれ略同一の直径に形成される。
【００１８】
従って、同一形状に形成された前記モータハウジング４０およびエンコーダハウジング４６は、貫通する孔部４２、４８内にモータユニット４４またはエンコーダユニット５０を嵌合するとともに、突起部３８ａ、３８ｂを介してベース部材１２の長手方向に沿った両端部にそれぞれねじ止めすることにより、モータ部１８のモータ軸、ボールねじ１６およびエンコーダ部２０のエンコーダシャフトをそれぞれ同一軸線上に配設することができる。この結果、従来技術のように、モータ軸とボールねじ１６との調心作業を行う必要がないため、簡便に組み付けることが可能となる。
【００１９】
スライド機構３０は、上面に画成された取付用孔部（図示せず）を介してワークが連結されるスライドテーブル５２を含む。前記スライドテーブル５２は、ベース部材１２のガイド部３２ａ、３２ｂに沿って摺動変位する一組の摺動ブロック５４ａ、５４ｂと、前記一組の摺動ブロック５４ａ、５４ｂ間に設けられた保持ブロック５６とが一体的に連結されて構成される。前記保持ブロック５６の中央部には軸線方向に沿って開口する開口部５８が画成され、ボールねじ１６に螺合する略円柱状の軸受ブロック６０が前記開口部５８内に保持される。
【００２０】
前記一組の摺動ブロック５４ａ、５４ｂには、図２に示されるように、所定距離離間し相互に対向する固定軸受部材６２および偏心軸受部材６４がそれぞれ２個ずつねじ止めされる。前記固定軸受部材６２および偏心軸受部材６４は、所定角度傾斜する外周面６６がガイド部３２ａ（３２ｂ）の長溝３６ａ（３６ｂ）に摺接するガイドホイール６８と、ボールベアリング７０を介して前記ガイドホイール６８を回動自在に保持するブッシュ７０ａ、７０ｂと、前記ブッシュ７０ａ、７０ｂを摺動ブロック５４ａ、５４ｂに固定するボルト部材７２と、前記ボルト部材７２のねじ部に嵌合するナット部材７４とを有する点で同一に構成される。
【００２１】
前記固定軸受部材６２ではボルト部材７２の軸線とブッシュ７０ａとの軸線が一致しているのに対し、偏心軸受部材６４では前記ボルト部材７２の軸線Ａとブッシュ７０ｂとの軸線Ｂが一致せず偏心しており、前記偏心作用を利用してガイドホイール６８が長溝３６ｂに摺接する具合を調整することができる。この場合、前記固定軸受部材６２および偏心軸受部材６４を構成するガイドホイール６８、６８は、相互に対向するガイド部３２ａ、３２ｂの内壁面側に設けられるため、高さ方向が何ら規制されることなく、好適に案内作用を営むことができる。
【００２２】
本発明の第１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】
まず、電動アクチュエータ１０の組付作業について説明する。
【００２４】
モータハウジング４０およびエンコーダハウジング４６に画成された貫通する孔部４２、４８にそれぞれ略円柱状に形成されたモータユニット４４およびエンコーダユニット５０を嵌合する。続いて、突起部３８ａ、３８ｂに画成されたねじ穴に図示しないねじ部材を螺入して前記モータハウジング４０およびエンコーダハウジング４６をベース部材１２の端部側の上面部にそれぞれ固定する。
【００２５】
このように、本実施例に係る電動アクチュエータ１０では、モータハウジング４０およびエンコーダハウジング４６をベース部材１２に固定するだけでモータ部１８、ボールねじ１６およびエンコーダ部２０を同一軸線上に調心することができる。この結果、従来技術のように、モータ軸とボールねじとエンコーダとがそれぞれ同一軸線となるように電動モータ、ボールねじおよびエンコーダをそれぞれ調整する調心作業を行う必要がないため、簡便に組付作業を行うことが可能となる。
【００２６】
次に、電動アクチュエータ１０の動作について説明する。
【００２７】
図示しない電源を付勢して電動モータを回転駆動させ、モータ軸と一体的に形成されたボールねじ１６を回転させる。前記ボールねじ１６の回転作用下に該ボールねじ１６に螺合する軸受ブロック６０を介してスライドテーブル５２がベース部材１２の長手方向に沿って変位する。従って、前記スライドテーブル５２上に搭載されるワークを所定距離搬送することができる。
【００２８】
第１実施例に係る電動アクチュエータ１０では、ベース部材１２と一体的に相互に対向する一組のガイド部３２ａ、３２ｂを膨出形成することにより、フレームとガイドレールとが別体で形成された従来技術と比較して高さ方向の寸法を低く抑制することが可能となる。この結果、電動アクチュエータ１０の小型・軽量化を図るとともに、部品点数を削減して廉価に製造することができる。
【００２９】
次に、本発明の第２実施例に係る電動アクチュエータ８０を図３〜図１０に示す。なお、この第２実施例において、前記第１実施例と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、異なる構成要素並びに動作についてのみ説明する。
【００３０】
この第２実施例に係る電動アクチュエータ８０は、ベース部材８２を構成する平面状のプレート部８４の短手方向の一方に長尺状のガイド部８６を膨出させて一体成形するとともに、前記プレート部８４の短手方向の他方に前記ガイド部８６と略同一形状からなり、前記ベース部材８２と別体で形成されたガイドレール８８を固設している点で前記第１実施例と異なる。
【００３１】
第２実施例に係る電動アクチュエータ８０は、基本的には、長手方向に沿って長尺状に形成されたベース部材８２と、前記ベース部材８２の長手方向に沿って支持されたボールねじ１６と、前記ベース部材８２の長手方向に沿った一端部に設けられ、前記ボールねじ１６を回転駆動させるモータ部９０と、前記ベース部材８２の長手方向に沿った他端部に設けられるエンコーダ部９２と、前記ベース部材８２の上面部を閉塞するカバー部材２２とを含む。なお、前記カバー部材２２は、前述した第１実施例と同様に形成される。さらに、前記電動アクチュエータ８０は、ボールねじ１６の回転作用下に相互に対向して配設された４個の軸受ブロック９３を介してベース部材８２の長手方向に沿って変位するスライド機構９４を有する。前記軸受ブロック９３には、後述するガイド溝９６に沿って転動循環する複数のボールべアリング（図示せず）が配設される。
【００３２】
ベース部材８２は、鋼材、例えば、鋼板（ＳＰＣ）等の材料を引き抜きにより一体成形することによって高い剛性を保持することが可能である。このベース部材８２の短手方向に沿った一端部には、上方に膨出するガイド部８６が平面状のプレート部８４と一体的に形成され、前記ガイド部８６から所定距離離間する他端部には、例えば、公知のＬＭガイド（登録商標）からなるガイドレール８８が該プレート部８４の上面部にねじ止めされる。このガイド部８６およびガイドレール８８の両側面部には長手方向に沿ってガイド溝９６がそれぞれ画成され、前記ガイド溝９６に沿って軸受ブロック９３が摺動自在に設けられる。なお、前記軸受ブロック９３は、それぞれ同一形状に形成される。また、好適には、自動調心機能を有するガイドレール８８を用いることにより、取付面に対する加工精度の許容値を大きくすることができる利点がある。
【００３３】
モータ部９０は、ベース部材８２の短手方向に沿って突出する一組の突起部９８ａ、９８ｂを介してガイド部８６およびガイドレール８８の上面にそれぞれねじ止めされるモータハウジング１００と、前記モータハウジング１００の開口する開口部１０２に嵌合されるモータユニット１０４とから構成される。この場合、前記モータハウジング１００は、好適にはアルミニウムの材料を押し出して形成され、開口部１０２の湾曲する内壁面に沿って嵌合溝１０６が画成される。また、ベース部材８２の端部上面には略長方形状の切欠部１０８が画成され、前記切欠部１０８にモータハウジング１００の底面部１１０（図６参照）を当接させることにより、ベース部材８２に対してモータハウジング１００を位置決めすることができる。
【００３４】
前記モータユニット１０４は、前記開口部１０２内に保持されるケーシング１１２と、前記ケーシング１１２内に配設され、ボールねじ１６と一体的に形成されたモータ軸１１４を回転自在に軸支するベアリング部材１１６と、前記モータ軸１１４に固定されるロータ１１８と、前記ケーシング１１２の内壁面に積層されて固着されるステータ１２０とを含む。前記ステータ１２０およびロータ１１８によって電動モータが構成される。なお、参照符号１２２はリング状のダンパ部材、参照符号１２４はウェーブワッシャをそれぞれ示す。
【００３５】
エンコーダ部９２は、図７〜図９に示されるように、前記モータハウジング１００と同一材質且つ同一形状に形成されるエンコーダハウジング１２６と、前記エンコーダハウジング１２６の開口する開口部１２８に嵌合されるエンコーダユニット１３０とから構成される。前記エンコーダハウジング１２６は、モータハウジング１００と同様に、ベース部材８２の端部の切欠部１０８に該エンコーダハウジング１２６の底面部１１０を当接させることにより位置決めされる。
【００３６】
前記エンコーダユニット１３０は、図７および図１０に示されるように、ボールねじ１６を回動自在に軸支するベアリング部材１３２と、前記ベアリング部材１３２を保持するとともに、エンコーダハウジング１２６の嵌合溝１０６に嵌合して位置決めされる略円形状の保持ブロック１３４と、前記保持ブロック１３４に連結され、先端部にリング状のダンパ部材１３６が設けられたカバーブロック１３８と、ボールねじ１６と一体的に形成されるエンコーダシャフト１４０を介して電動モータの回転角度、回転速度等を検出するロータリエンコーダ１４２とを含む。
【００３７】
前記モータハウジング１００およびエンコーダハウジング１２６は略同一形状に形成されるとともに、開口部１０２、１２８はそれぞれ略同一直径に形成される。この場合、湾曲する前記開口部１０２、１２８に沿ってモータユニット１０４またはエンコーダユニット１３０を嵌合するとともに、切欠部１０８を介して位置決めした後、突起部９８ａ、９８ｂを介してベース部材８２の長手方向に沿った両端部にそれぞれねじ止めすることにより、モータ部９０、ボールねじ１６およびエンコーダ部９２を同一軸線上に配設することができる。この結果、従来技術で必要とされたモータ軸とボールねじとの調心作業を行うことなく、簡便に組み付けることが可能となる。
【００３８】
スライド機構９４は、上面に画成された取付用孔部（図示せず）を介してワークが連結されるスライドテーブル１４４を含む。前記スライドテーブル１４４は、ベース部材８２のガイド部８６並びにガイドレール８８に沿って摺動変位する一組の摺動ブロック１４６ａ、１４６ｂと、前記一組の摺動ブロック１４６ａ、１４６ｂ間に設けられた保持ブロック１４８とが一体的に連結されて構成される。前記保持ブロック１４８には軸線方向に沿って開口する開口部１５０が画成され、ボールねじ１６に螺合する略円柱状の軸受ブロック１５２のフランジ１５４を介してねじ止めすることにより前記軸受ブロック１５２が前記開口部１２８に保持される。
【００３９】
なお、その他の構成要素並びに作用効果は、第１実施例と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
【００４０】
【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。
【００４１】
すなわち、高い剛性を保持しながら高さ方向の寸法を規制することができるため、電動アクチュエータの小型・軽量化を図ることができる。
【００４２】
また、ガイド部をベース部材と一体的に膨出形成しているため、部品点数が削減され、組付工数が減少して廉価に製造することができる。
【００４３】
さらに、ボールねじの調心作業を行う必要がなく、簡便に組み付けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る電動アクチュエータからカバー部材を外した状態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す電動アクチュエータの縦断面図である。
【図３】本発明の第２実施例に係る電動アクチュエータからカバー部材を外した状態を示す斜視図である。
【図４】図３に示す電動アクチュエータの分解斜視図である。
【図５】図３に示す電動アクチュエータの縦断面図である。
【図６】モータハウジングまたはエンコーダハウジングの形状を示す正面図である。
【図７】図３に示す電動アクチュエータを構成するモータ部およびエンコーダ部を示す断面図である。
【図８】図３に示す電動アクチュエータのモータ部を示す部分断面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線に沿った要部縦断面図である。
【図１０】図３に示す電動アクチュエータのエンコーダ部を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１０、８０…電動アクチュエータ      １２、８２…ベース部材
１６…ボールねじ                    １８、９０…モータ部
２０、９２…エンコーダ部            ２２…カバー部材
３０、９４…スライド機構            ３２ａ、３２ｂ、８６…ガイド部
３６ａ、３６ｂ…長溝                ４０、１００…モータハウジング
４２、４８…孔部                    ４６、１２６…エンコーダハウジング
５０、１３０…エンコーダユニット    ５２、１４４…スライドテーブル
１０２、１２８…開口部              １４２…ロータリエンコーダ
【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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【図１０】
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