(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体出入ポートから圧力流体を導入することにより、アクチュエータボデイの軸線方向に沿ってスライドテーブルを往復動作させるリニアアクチュエータにおいて、
前記アクチュエータボデイと前記スライドテーブルとの摺動部位にガイド部が設けられ、前記ガイド部は、前記スライドテーブルの動作方向に沿った凹部を有し、前記凹部には、焼入れ処理された金属材料からなる線状部材がかしめて固定されることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項２】
請求項１記載のリニアアクチュエータにおいて、ガイド部はアクチュエータボデイと一体的に設けられ、線状部材を除くアクチュエータボデイおよびガイド部が非磁性体の材料で形成され、前記アクチュエータボデイの側面部にはセンサ取付用の長溝が画成されることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項３】
請求項１または２記載のリニアアクチュエータにおいて、アクチュエータボデイの上面部には、スライドテーブルの変位量を規制するとともに、前記変位量を調節する一組の調節ねじが設けられることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項４】
請求項１または２記載のリニアアクチュエータにおいて、アクチュエータボデイの側端部から突出する部位には、スライドテーブルの変位量を規制するとともに、前記変位量を調節する一組の調節ねじが設けられることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項５】
請求項１または２記載のリニアアクチュエータにおいて、スライドテーブルの側端部はアクチュエータボデイの短手方向から外方に突出し、前記アクチュエータボデイの外周面に沿って屈曲して形成されることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項６】
請求項１または２記載のリニアアクチュエータにおいて、線状部材は、断面略円弧状を呈し、ボールベアリングが転動する軌道面を有することを特徴とするリニアアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、流体出入ポートから圧力流体を導入することにより、アクチュエータボデイの軸線方向に沿ってスライドテーブルを往復動作させるリニアアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ワーク等の搬送手段としてリニアアクチュエータが用いられている。このリニアアクチュエータは、シリンダボデイの上面部にガイドレールが連結され、前記ガイドレールに沿ってスライドテーブルを直線状に往復運動させることにより、前記移動テーブルに載置されたワークを搬送している。
【０００３】
この場合、前記ガイドレールは、往復運動するスライドテーブルの直線精度を確保するために高い強度が要求されることから、硬質な鋼材（磁性体）によって形成されている。
【０００４】
例えば、実開平６−４７７０８号公報では、シリンダボデイとスライドテーブルとを強磁性体（ＳＵＳ４４０Ｃを焼入れ処理したもの）で形成し、前記ガイドレールに対応する軸受も強磁性体で形成している。また、前記実開平６−４７７０８号公報では、前記シリンダボデイの側面に非磁性体からなるセンサ取付部材を設け、前記センサ取付部材の取付溝に磁気センサを装着して、スライドテーブルの位置検出を行っている。
【０００５】
【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リニアアクチュエータでは、ガイドレールを製造する際に焼入れ等の処理を施す必要があり、製造コストが高騰するという不都合がある。また、ガイドレール全体が硬質な鋼材で形成されることから、リニアアクチュエータ全体の重量が増加して、軽量化を図ることができないという不都合がある。
【０００６】
さらに、シリンダボデイが強磁性体の材料で形成されるため、該シリンダボデイに直接磁気センサを装着することができず、非磁性体の材料からなるセンサ取付部材等を介して磁気センサを取り付ける必要があり、このため部品点数が増大するという不都合がある。
【０００７】
本発明は、前記の各種不都合を克服するためになされたものであり、簡単な構成によって廉価に製造することができるとともに、軽量化を図ることが可能なリニア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、流体出入ポートから圧力流体を導入することにより、アクチュエータボデイの軸線方向に沿ってスライドテーブルを往復動作させるリニアアクチュエータにおいて、
前記アクチュエータボデイと前記スライドテーブルとの摺動部位にガイド部が設けられ、前記ガイド部は、前記スライドテーブルの動作方向に沿った凹部を有し、前記凹部には、焼入れ処理された金属材料からなる線状部材がかしめて固定されることを特徴とする。
【０００９】
【作用】
上記の本発明に係るリニアアクチュエータでは、アクチュエータボデイとスライドテーブルとの摺動部位に設けられるガイド部を構成する凹部に、焼入れ処理された金属材料からなる線状部材がかしめて固定されているため、流体出入ポートから導入される圧力流体によってスライドテーブルが変位する際、前記線状部材を介してスライドテーブルが直線精度を損なうことなく円滑に変位する。
【００１０】
【実施例】
次に、本発明に係るリニア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、本発明の第１実施例に係るリニアアクチュエータの平面図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った縦断面図、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った縦断面図、図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った縦断面図、図５は、図１の正面図、図６は、図１の底面図である。
【００１２】
この第１実施例に係るリニアアクチュエータ１０は、図１に示されるように、基本的には、非磁性体の材料で形成される直方体状のアクチュエータボデイ１２と、前記アクチュエータボデイ１２の上面部に膨出して一体的に形成されたガイド部１４に沿って直線状に往復動作するスライドテーブル１６とから構成される。
【００１３】
アクチュエータボデイ１２の上面部には、長手方向に沿った両端部側に夫々ねじ止めされた一対のブロック体１８ａ、１８ｂが対向して設けられ、前記ブロック体１８ａ、１８ｂには、夫々、スライドテーブル１６の変位量を微調整する一対の調整用ねじ２０ａ、２０ｂが螺入され、四隅角部には、夫々リニアアクチュエータ１０を他の部材に取着するための取付用孔部２２ａ〜２２ｄが画成される。また、アクチュエータボデイ１２の内部には軸線方向に沿って貫通する略円形状の貫通孔２４（図２参照）が画成され、該アクチュエータボデイ１２の上面部には後述するジョイント部材２６が自在に変位できるように略長円状の開口部２８（図１および図２参照）が画成され、さらに、底面部には略矩形状の組立用孔部３０（図６参照）が画成されている。この場合、前記貫通孔２４は、前記開口部２８および組立用孔部３０に夫々連通するように形成されている（図２参照）。さらに、前記アクチュエータボデイ１２の一側面部には、端部から略中央部まで長手方向に沿って略平行な二条の長溝３２ａ、３２ｂと、後述するシリンダ室３４に夫々連通する一組の流体圧出入ポート３６ａ、３６ｂとが画成される。
【００１４】
アクチュエータボデイ１２の貫通孔２４は、その両端部が一組の閉塞部材３８、３９によって閉塞されるとともに、前記貫通孔２４の略中央部に嵌挿されたロッドカバー４０と一方の閉塞部材３９によってシリンダ室３４が画成される（図２参照）。なお、前記ロッドカバー４０はアクチュエータボデイ１２にねじ４２を介して固定され、該ロッドカバー４０の外周部にはシリンダ室３４の気密性を保持するためのシールリング４４が装着される。
【００１５】
前記シリンダ室３４には、外周部にシールリング４６が装着されたピストン４８が摺動自在に設けられ、前記ピストン４８にはピストンロッド５０が係着される。前記ピストンロッド５０の先端部には、スライドテーブル１６に連結されるジョイント部材２６と先端部にセンサ検出用の磁石５２が装着されたブラケット５４とがねじ５６によって保持されている。なお、前記ブラケット５４は、組立用孔部３０を介してジョイント部材２６の先端部に簡便に装着することが可能である。前記長溝３２ａ、３２ｂに装着された図示しないセンサが、前記磁石５２の磁気作用を検知することにより、スライドテーブル１６の位置を検出することができる。前記ジョイント部材２６の一端部はスライドテーブル１６に嵌合される。従って、ピストン４８が矢印ＸまたはＹ方向に変位することにより、ピストンロッド５０の先端部のジョイント部材２６を介して、スライドテーブル１６が一体的に変位する。
【００１６】
ガイド部１４の両側面部には、断面略円弧状の一対の凹部内にかしめられた一対の線状部材５８ａ、５８ｂが設けられ、前記線状部材５８ａ、５８ｂに複数のボールベアリング６０が摺接する軌道溝が長手方向に沿って画成される（図４参照）。すなわち、スライドテーブル１６を円滑に往復動作させる機能を営む複数のボールベアリング６０は、線状部材５８ａ、５８ｂ側に画成された断面略円弧状の一方の軌道面５９と、スライドテーブル１６の内壁面に画成された断面略円弧状の他方の軌道面６１に沿って転動しながら、夫々循環穴６２ａ、６２ｂを介して循環する（図４参照）。なお、前記線状部材５８ａ、５８ｂは、焼入れすることが可能な硬質の金属材料で形成される。前記スライドテーブル１６の底面部には略円柱状のジョイント部材２６の一端部が連結され、前記ジョイント部材２６は、アクチュエータボデイ１２の上面に形成された開口部２８に沿って変位自在に設けられる。
【００１７】
ここで、ガイド部１４の両側面部に前記一対の線状部材５８ａ、５８ｂをかしめて固定する方法について説明する。
【００１８】
先ず、予め断面略円形状の棒状部材に対して、焼入れ工具を介して所定の焼入れ温度に加熱した後、急冷して硬化させる焼入れ処理を施す。一方、アクチュエータボデイ１２と一体的に設けられたガイド部１４の両側面部に断面略円弧状の凹部を、例えば、引き抜き、切削加工等によって形成する。次に、焼入れ処理が施された前記棒状部材を前記凹部に挿入した状態で、かしめ工具を用いてかしめて固定する。この場合、ガイド部１４には焼入れ処理が施されていないため、焼入れの際に生ずる懸念のある曲がり、捩じれ等が発生することがない。また、棒状部材は、ガイド部１４の凹部に沿って固定されるため、前記棒状部材に曲がり、捩じれ等が発生しない。最後に、前記凹部内に固定された棒状部材に軌道面となる溝を切削加工することにより、断面略円弧状の線状部材が形成される。なお、線状部材の断面形状は略円弧状に限定されるものではなく、またガイド部１４の凹部の断面形状も線状部材の形状に対応するものであればよい。
【００１９】
本実施例では、線状部材５８ａ、５８ｂをかしめて固定する方法を例にして説明しているがこれに限定されるものではなく、ろう付け、溶接、接着等の方法を用い、あるいはこれらの方法を併用してもよい。
【００２０】
スライドテーブル１６は、図４に示されるように、断面略コの字状に形成され、前記スライドテーブル１６の上面部および対向する両側面部には複数のワーク取付用孔部６４が画成されている。さらに、スライドテーブル１６の移動方向に沿った両端部にねじ部材を介して一対のスクレーパ６６ａ、６６ｂが夫々装着される。
【００２１】
本発明の第１実施例に係るリニアアクチュエータ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。
【００２２】
先ず、図示しない流体圧供給源から圧力流体を一方の流体圧出入ポート３６ｂに導入する。その際、他方の流体圧出入ポート３６ａは、図示しない切換弁の操作下に大気開放状態にしておく。
【００２３】
前記圧力流体は前記流体圧出入ポート３６ｂに連通するシリンダ室３４に導入され、ピストン４８を矢印Ｘ方向に押圧する。従って、ピストンロッド５０の先端部に保持されるジョイント部材２６を介してピストン４８と一体的にスライドテーブル１６が矢印Ｘ方向に変位する。この場合、軌道面５９を有し、ガイド部１４にかしめ止めされた線状部材５８ａ、５８ｂによって直線精度が確保され、且つ前記線状部材５８ａ、５８ｂは硬質な金属材料で形成されているため摩耗によるガタの発生を防止することができる。前記矢印Ｘ方向に向かって移動するスライドテーブル１６は、調整用ねじ２０ａにスライドテーブル１６が当接することにより変位終端位置が規制され、一方、センサ取付用の長溝３２ａ、３２ｂに装着された図示しないセンサが磁石５２の磁気作用を検知することにより、スライドテーブル１６の位置が検出される。
【００２４】
前記とは逆方向にスライドテーブル１６を移動させる場合には、他方の流体圧出入ポート３６ａに圧力流体を供給する。前記供給された圧力流体は、シリンダ室３４に導入され、ピストン４８を前記とは反対方向（矢印Ｙ方向）に押圧することにより、スライドテーブル１６も矢印Ｙ方向に変位する。なお、その他の動作は前記と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
【００２５】
次に、本発明の第２実施例に係るリニアアクチュエータ７０を図７〜図１３に示す。なお、以下において、図１に示すリニアアクチュエータ１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略するとともに、異なる点についてのみ以下に説明する。
【００２６】
このリニアアクチュエータ７０は、略直角状に屈曲する屈曲部７１と平面状に形成された平面部７３とからなり、前記屈曲部７１と平面部７３とがブラケット７５を介して一体的に連結されたスライドテーブル７２（図８参照）と、略中央にガイド部７４（図９参照）が膨出して形成されたアクチュエータボデイ７６と、前記アクチュエータボデイ７６の内部に長手方向に沿って並設され、通路７８（図１２参照）を介して連通する一対のシリンダ室８０ａ、８０ｂと、前記一対のシリンダ室８０ａ、８０ｂに夫々配設される一対のピストン８２ａ、８２ｂと、一端部が前記ピストン８２ａ、８２ｂに係着されるとともに他端部がスライドテーブル７２の屈曲部７１に連結されるピストンロッド８４ａ、８４ｂとを有する。なお、参照符号８６は、前記ピストン８２ａ、８２ｂに装着されたリング状の磁石（図１１参照）、参照符号８８ａ、８８ｂは、アクチュエータボデイ７６に固定された一対のブロック体９０ａ、９０ｂに設けられ、スライドテーブル７２の変位量を微調整する一対の調整用ねじ（図１３参照）、参照符号９２、９３は、夫々シリンダ室８０ｂ（８０ａ）を画成するロッドカバーおよびヘッドカバー（図１１参照）、参照符号９４は、スライドテーブル７２に固定されて一体的に変位し、前記一対の調整用ねじ８８ａ、８８ｂに当接する当接ブロック（図１３参照）である。
【００２７】
動作については、一方の流体圧出入ポート３６ｂから導入された圧力流体によってスライドテーブル７２が変位した際、該スライドテーブル７２の屈曲部７１がアクチュエータボデイ７６から突出して矢印Ｘ方向に変位する点で異なる。
【００２８】
次に、本発明の第３実施例に係るリニアアクチュエータ１００を図１４〜図１８に示す。
【００２９】
このリニアアクチュエータ１００は、図１に示すリニアクチュエータ１０のようにアクチュエータボデイ１２の上面部に長手方向に沿って膨出するガイド部１４を設けることなく、直方体状のアクチュエータボデイ１０２の対向する両側面部に、ボールベアリングの転動作用下にスライドテーブル１０４と摺動する線状部材５８ａ、５８ｂをかしめて形成している点で異なる。前記スライドテーブル１０４は、アクチュエータボデイ１０２よりも若干幅広な断面略コの字状に形成される。また、長尺な一対のブロック体１０６ａ、１０６ｂを介して、スライドテーブル１０４の変位量を微調整する調整用ねじ１０８ａ、１０８ｂを軸線から端部側に偏位する位置に設けている点（図１４参照）、並びにピストンロッド５０の先端部に固着された保持部材１１０の外周部にリング状の磁石１１２を装着している点（図１５参照）も異なる。
【００３０】
なお、その他の構成並びに作用効果は、第１実施例と略同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【００３１】
【発明の効果】
本発明に係るリニアアクチュエータによれば、以下の効果が得られる。
【００３２】
すなわち、アクチュエータボデイとスライドテーブルの摺動部位に線状部材を保持させるだけで簡便にガイド部を形成することができ、廉価に製造することが可能となる。
【００３３】
また、従来技術では、ガイドレール全体を硬質な鋼材で形成していたのに対し、本発明では、前記線状部材のみを焼入れ処理した後、凹部にかしめて固定しているため、捩れ等のない高精度なガイド部を形成できるとともに、リニアアクチュエータ全体として軽量化を図ることが可能となる。
【００３４】
さらに、アクチュエータボデイに設けられたセンサ取付用の長溝を介して、該アクチュエータボデイに磁気センサを直接装着することができる。このため、センサ取付部材等を用いる必要がないため、部品点数を削減して廉価に製造す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実施例に係るリニアアクチュエータの平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った縦断面図である。
【図５】図１に示すリニアアクチュエータの正面図である。
【図６】図１に示すリニアアクチュエータの底面図である。
【図７】本発明の第２実施例に係るリニアアクチュエータの平面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図９】図７のＩＸ−ＩＸ線に沿った縦断面図である。
【図１０】図７に示すリニアアクチュエータの右側面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿った縦断面図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図１３】図７に示すリニアアクチュエータの背面図である。
【図１４】本発明の第３実施例に係るリニアアクチュエータの平面図である。
【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶ線に沿った縦断面図である。
【図１６】図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿った縦断面図である。
【図１７】図１５のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図１８】図１４に示すリニアアクチュエータの正面図である。
【符号の説明】
１０、７０、１００…リニアアクチュエータ
１２、７６、１０２…アクチュエータボデイ
１４、７４…ガイド部              １６、７２、１０４…スライドテーブル
２０ａ、２０ｂ、８８ａ、８８ｂ、１０８ａ、１０８ｂ…調整用ねじ
２４…貫通孔                      ２６…ジョイント部材
２８…開口部                      ３０…組立用孔部
３２ａ、３２ｂ…長溝              ３４、８０ａ、８０ｂ…シリンダ室
３６ａ、３６ｂ…流体圧出入ポート  ４８、８２ａ、８２ｂ…ピストン
５０、８４ａ、８４ｂ…ピストンロッド
５２、８６、１１２…磁石          ５４、７５…ブラケット
５８ａ、５８ｂ…線状部材          ６０…ボールベアリング
５９、６１…軌道面                ６２ａ、６２ｂ…循環穴
【図１】
0003595583.tif 000002
【図２】
0003595583.tif 000003
【図３】
0003595583.tif 000004
【図４】
0003595583.tif 000005
【図５】
0003595583.tif 000006
【図６】
0003595583.tif 000007
【図７】
0003595583.tif 000008
【図８】
0003595583.tif 000009
【図９】
0003595583.tif 000010
【図１０】
0003595583.tif 000011
【図１１】
0003595583.tif 000012
【図１２】
0003595583.tif 000013
【図１３】
0003595583.tif 000014
【図１４】
0003595583.tif 000015
【図１５】
0003595583.tif 000016
【図１６】
0003595583.tif 000017
【図１７】
0003595583.tif 000018
【図１８】
0003595583.tif 000019