(57)【要約】【課題】ベルト駆動でガイドレールに沿って往復運動するスライダを備えたアクチュエータにおいて、スライダが高速且つ高加減速で走行した場合に搭載物に伝わる微振動を低減する。【解決手段】スライダ３は、運動方向に沿って３組以上のベルト連結用軸受３１と搭載物固定用軸受３２を有する。ベルト連結用軸受３１にはベルト１の端部１１が、スライダの重心位置またはその近傍で固定されている。搭載物固定用軸受３２にはベルト１の端部１１が固定されていない。ベルト連結用軸受３１と搭載物固定用軸受３２は、例えば平板ばね８と板ばね８１，８２を用いて、スライダ３の運動方向には実質的に変形せず、スライダ３の運動方向以外の方向には弾性変形自在に結合されている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト駆動でガイドレールに沿って往復運動するスライダを備え、
前記スライダは、前記ガイドレールに対する軸受を運動方向に沿って３組以上有し、
前記３組以上の軸受は、ベルトの端部が固定されたベルト連結用軸受と、ベルトの端部が固定されていない搭載物固定用軸受とからなり、
前記ベルトの端部は前記ベルト連結用軸受に対して、前記スライダの重心位置またはその近傍で固定され、
前記ベルト連結用軸受と前記搭載物固定用軸受は、前記スライダの運動方向には実質的に変形せず、前記スライダの運動方向以外の方向には弾性変形自在に結合されているアクチュエータ。 
【請求項２】
前記ベルト連結用軸受は、前記スライダの運動方向に沿った両端に配置されている請求項１記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記ベルト連結用軸受および前記搭載物固定用軸受は、前記ガイドレールとの間に静圧空気軸受を形成する静圧パッドを有する請求項１または２記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ベルト駆動でガイドレールに沿って往復運動するスライダを備えたアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高精度な製造装置、検査装置、搬送装置等では、回転モータによるベルト駆動で、スライダがガイドレールに沿って往復運動するアクチュエータが使用されている。このアクチュエータを構成するスライダはガイドレールに対する軸受を備えている。 このようなアクチュエータの従来例としては、特許文献１および２に記載されたものが挙げられる。
【０００３】
特許文献１および２に記載されたアクチュエータは、別々のガイドレールに沿って移動する主軸受（搭載物を固定するスライダ）とカウンタ軸受（スライダ）を有している。これらの軸受は、各ガイドレールとの間に静圧空気軸受を形成する静圧パッドを有する。特許文献１および２には、主軸受とカウンタ軸受とを逆方向に移動させることにより、加速時又は減速時などに生じる主軸受の反力が抑えられて、振動の抑制を図ることができると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２４８７０３号公報
【特許文献２】特開２００８−１０１６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１および２に記載されたアクチュエータには、スライダが高速且つ高加減速で走行した場合に、スライダに固定された搭載物に微振動を伝えないようにするという点で改善の余地がある。
この発明の課題は、ベルト駆動でガイドレールに沿って往復運動するスライダを備えたアクチュエータとして、スライダが高速且つ高加減速で走行した場合に搭載物に伝わる微振動が、従来品よりも低減できるものを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、この発明の一態様のアクチュエータは、ベルト駆動でガイドレールに沿って往復運動するスライダを備え、前記スライダは、前記ガイドレールに対する軸受を運動方向に沿って３組以上有し、前記３組以上の軸受は、ベルトの端部が固定されたベルト連結用軸受と、ベルトの端部が固定されていない搭載物固定用軸受とからなり、前記ベルトの端部は前記ベルト連結用軸受に対して、前記スライダの重心位置またはその近傍で固定され、前記ベルト連結用軸受と前記搭載物固定用軸受は、前記スライダの運動方向には実質的に変形せず、前記スライダの運動方向以外の方向には弾性変形自在に結合されている。
【０００７】
この態様のアクチュエータによれば、前記スライダが、ベルトの駆動力を伝達する前記ベルト連結用軸受と、搭載物を固定する前記搭載物固定用軸受を別々に有することで、スライダの走行中にベルトに発生する振動を搭載物に伝えないようにすることができる。また、前記ベルト連結用軸受と前記搭載物固定用軸受が、前記スライダの運動方向には実質的に変形せず、前記スライダの運動方向以外の方向には弾性変形自在に結合されているとともに、前記ベルトの端部が前記ベルト連結用軸受に対して、前記スライダの重心位置またはその近傍で固定されているため、このような結合方法および固定方法を採用しない場合と比較して、前記スライダの高加減速に対する耐性が向上する。
【０００８】
この態様のアクチュエータにおいて、前記ベルト連結用軸受が前記スライダの運動方向に沿った両端に配置されていると、前記ベルト連結用軸受が前記スライダの運動方向に沿った両端以外の位置に配置されている場合と比較して、ベルトの長さを短くできる。これに伴い、コストを低減できるとともに、ベルト振動の周波数が高くなるためベルトの揺れが少なくなる。
この態様のアクチュエータにおいて、前記ベルト連結用軸受および前記搭載物固定用軸受は、前記ガイドレールとの間に静圧空気軸受を形成する静圧パッドを有するものとすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明のアクチュエータによれば、スライダが高速且つ高加減速で走行した場合に搭載物に伝わる微振動を、従来品よりも低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態のアクチュエータを示す平面図である。
【図２】実施形態のアクチュエータを示す側面図である。
【図３】実施形態のアクチュエータを構成するスライダの平面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図４のＢ矢視図である。
【図６】図４のＣ−Ｃ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の実施形態について説明するが、この発明はこの実施形態に限定されるものではない。
この実施形態のアクチュエータは、図１および２に示すように、ベルト１と、ガイドレール２と、スライダ３と、従動プーリ４と、駆動プーリ５と、駆動プーリ５を回転駆動するモータ６とで構成されている。ベルト１は、従動プーリ４と駆動プーリ５に掛け渡されている。ガイドレール２は、上側が開放された凹状の断面形状を有し、対向する二つの側部材２１と底板部２２とからなる。図１および３において、スライダ３の上側のベルト１は二点鎖線で示してある。
【００１２】
スライダ３は、図３〜６に示すように、運動方向に沿って配置された各二個のベルト連結用軸受３１および搭載物固定用軸受３２と、ガイドレール２の各側部材２１の外側で二個のベルト連結用軸受３１を連結する第一連結板３３，３４と、各側部材２１の外側で二個の搭載物固定用軸受３２を連結する第二連結板３５，３６を有する。
図３、５、６に示すように、二個のベルト連結用軸受３１は、スライダ３の運動方向に沿った両端に配置されている。二個の搭載物固定用軸受３２は、二個のベルト連結用軸受３１の間に配置されている。二個の搭載物固定用軸受３２は、それぞれ隣のベルト連結用軸受３１に対しては少しの隙間を開け、互いの間には前記隙間より大きな所定間隔を開けて配置されている。
【００１３】
図４に示すように、ベルト連結用軸受３１は、ガイドレール２の上側に配置される上板３１１と、ガイドレール２の底板部２２の下側に配置される底板３１２と、ガイドレール２の各側部材２１の外側に配置される一対の側板３１３，３１４とで構成されている。そして、上板３１１の下面の両端側（ガイドレール２の各側部材２１の上面と対向する位置）、底板３１２の上面の両端側（ガイドレール２の各側部材２１の上面と対向する位置）、一対の側板３１３，３１４の内面の上部及び下部に、それぞれグラファイト多孔質で形成された静圧パッド３１１ａ〜３１４ａが配置されている。これらの静圧パッド３１１ａ〜３１４ａとガイドレール２の各側部材２１との間に、静圧空気軸受が形成される。
【００１４】
ベルト連結用軸受３１と同様に、搭載物固定用軸受３２は、ガイドレール２の上側に配置される上板３２１と、ガイドレール２の底板部２２の下側に配置される底板３２２と、ガイドレール２の各側部材２１の外側に配置される一対の側板３２３，３２４とで構成されている。そして、上板３２１の下面の両端側（ガイドレール２の各側部材２１の上面と対向する位置）、底板３２２の上面の両端側（ガイドレール２の各側部材２１の上面と対向する位置）、一対の側板３２３，３２４の内面の上部及び下部に、それぞれグラファイト多孔質で形成された静圧パッド３２１ａ〜３２４ａが配置されている。これらの静圧パッド３２１ａ〜３２４ａとガイドレール２の各側部材２１との間に、静圧空気軸受が形成される。
【００１５】
図４、５に示すように、第一連結板３３，３４の板面に、長尺な長方形の貫通穴３３ａ，３４ａが形成されている。この長方形は、第二連結板３５，３６が緩く入る大きさである。第一連結板３３，３４の長手方向両端が、スライダ３の運動方向両端に配置された両ベルト連結用軸受３１の側板３１３，３１４に固定されている。貫通穴３３ａ，３４ａ内に配置された第二連結板３３，３４の長手方向両端が、両搭載物固定用軸受３２の側板３２３，３２４に固定されている。第二連結板３３，３４の一方（この例では第二連結板３３）に搭載物７１が固定され、他方（この例では第二連結板３４）にバランスウエイト７２が固定される。
【００１６】
図３、４、６に示すように、ベルト連結用軸受３１と搭載物固定用軸受３２は、一枚の平板ばね８と、四個の板ばね８１，８２を用いて結合されている。また、平板ばね８、板ばね８１，８２、およびベルト１の下側部１０は、ガイドレール２の凹部内に配置されている。平板ばね８の長さ（ガイドレール２に沿った長さ）は、運動方向に沿って配置された各二個のベルト連結用軸受３１および搭載物固定用軸受３２の全体に渡る長さであり、平板ばね８の幅はベルト１の幅より少し大きい。
【００１７】
図４に示すように、板ばね８１，８２は、頂板８１ａ，８２ａと、一対の裾板８１ｂ，８２ｂと、一対の斜板８１ｃ，８２ｃとからなる。板ばね８１，８２の長さは、ベルト連結用軸受３１および搭載物固定用軸受３２の長さより僅かに短い。板ばね８１，８２の頂板８１ａ，８２ａが、ベルト連結用軸受３１および搭載物固定用軸受３２の上板３１１，３２１に、ボルト９０で固定されている。板ばね８１，８２の一対の裾板８１ｂ，８２ｂが、平板ばね８の上面に配置されている。
ベルト連結用軸受３１の位置に存在する平板ばね８の下側に、ベルト１の端部１１を上下から挟む上板部材８３および下板部材８４が配置されている。下板部材８４の上面にはベルト１の端部１１を配置する凹部８４ａが形成されている。搭載物固定用軸受３２の位置に存在する平板ばね８の下面には、受け板８５が配置されている。
【００１８】
ベルト連結用軸受３１の位置で平板ばね８は、板ばね８１の一対の裾板８１ｂと上板部材８３との間に配置されて、これらを貫通するボルト９１でベルト連結用軸受３１に固定されている。搭載物固定用軸受３２の位置で平板ばね８は、板ばね８２の一対の裾板８２ｂと受け板８５との間に配置されて、これらを貫通するボルト９２で搭載物固定用軸受３２に固定されている。これにより、ベルト連結用軸受３１と搭載物固定用軸受３２は、スライダ３の運動方向には実質的に変形せず、スライダ３の運動方向以外の方向には弾性変形自在に結合されている。
【００１９】
ベルト１の端部１１は、下板部材８４の凹部８４ａに配置された状態で、上板部材８３および下板部材８４を貫通するボルト９３により、上板部材８３と下板部材８４の間に固定されている。この上板部材８３は平板ばね８と板ばね８１に固定されている。よって、ベルト１の端部１１は、平板ばね８と板ばね８１を介して、ベルト連結用軸受３１の上板３１１に固定されている。これにより、ベルト１の端部１１はスライダ３の重心位置近傍でベルト連結用軸受３１に固定されている。
【００２０】
この実施形態のアクチュエータは、モータ６の駆動により駆動プーリ５が回転すると、ベルト１が駆動して従動プーリ４で案内される。これにより、ベルト１の駆動力がスライダ３のベルト連結用軸受３１に伝達されて、スライダ３がガイドレール２に沿って往復運動する。搭載物７１は、搭載物固定用軸受３２にのみ固定された第二連結板３５に固定されるため、スライダ３の走行中にベルト１に発生する振動の殆どは、ベルト１の端部１１が固定されたベルト連結用軸受３１に伝わり、搭載物７１に伝わる振動が抑制される。
【００２１】
また、ベルト連結用軸受３１と搭載物固定用軸受３２が、平板ばね８と板ばね８１，８２とにより、スライダ３の運動方向には実質的に変形せず、スライダ３の運動方向以外の方向には弾性変形自在に結合され、ベルト１の端部１１がベルト連結用軸受３１に対して、スライダ３の重心近傍で固定されているため、スライダ３の高加減速に対する耐性が高くなる。
【００２２】
また、平板ばね８とベルト連結用軸受３１および搭載物固定用軸受３２との結合に、軽量の板ばね８１，８２を用いることにより、ベルト１が蛇行する等のミスアライメントや微振動がキャンセルされる。
また、ベルト連結用軸受３１がスライダ３の運動方向に沿った両端に配置されているため、ベルト１の長さを短くできる。これに伴い、コストを低減できるとともに、ベルト振動の周波数が高くなるためベルト１の揺れが少なくなる。
【符号の説明】
【００２３】
１  ベルト
２  ガイドレール
２１  側部材
２２  底板部
３  スライダ
３１  ベルト連結用軸受
３１１  ベルト連結用軸受の上板
３１２  ベルト連結用軸受の底板
３１３，３１４  ベルト連結用軸受の側板
３１１ａ〜３１４ａ  ベルト連結用軸受の静圧パッド
３２  搭載物固定用軸受
３２１  搭載物固定用軸受の上板
３２２  搭載物固定用軸受の底板
３２３，３２４  搭載物固定用軸受の側板
３２１ａ〜３２４ａ  搭載物固定用軸受の静圧パッド
３３，３４  第一連結板
３３ａ，３４ａ  貫通穴
３５，３６  第二連結板
４  従動プーリ
５  駆動プーリ
６  モータ
７１  搭載物
７２  バランスウエイト
８  平板ばね
８１，８２  板ばね
８１ａ，８２ａ  頂板
８１ｂ，８２ｂ  裾板
８１ｃ，８２ｃ  斜板
８３  上板部材
８４  下板部材
８４ａ  凹部
８５  受け板
９０  ボルト
９１  ボルト
９２  ボルト
９３  ボルト
【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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