(57)【要約】【課題】クリーンルーム内での使用が可能であって、キャリッジ駆動機構を収容する防塵ケースの長さをワークの搬送距離よりも小さくすることのできるコンパクトな直動アクチュエータを提供する。【解決手段】キャリッジ１２に可動防塵ケース２８を取り付け、この可動防塵ケース２８内にキャリッジ１２の移動ストロークをワークＷに伝えるストローク伝達機構を設ける。【選択図】　図１
2004084824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを搬送するキャリッジと、このキャリッジを一軸方向に往復駆動するキャリッジ駆動機構と、このキャリッジ駆動機構を収容する固定防塵ケースとを備えた直動アクチュエータであって、
前記キャリッジのストロークを増倍して前記ワークに伝えるストローク増倍機構を有することを特徴とする直動アクチュエータ。
【請求項２】
前記ストローク増倍機構を、前記キャリッジに固定された可動防塵ケースと、この可動防塵ケースに形成された開口窓を通じて前記ワークを保持するワーク取付座と、このワーク取付座を前記キャリッジの移動方向に移動させるスライダを有するリニアガイドと、このリニアガイドのスライダを前記キャリッジの移動方向に牽引する牽引ベルトと、この牽引ベルトを前記キャリッジの移動量に応じて走行駆動する走行駆動機構部とから構成し、前記牽引ベルトを前記可動防塵ケース内に前記開口窓を閉塞するように設けたことを特徴とする請求項１記載の直動アクチュエータ。
【請求項３】
前記牽引ベルトは、平ベルト状に形成されていることを特徴とする請求項２項記載の直動アクチュエータ。
【請求項４】
前記可動防塵ケースは、前記キャリッジ内に形成された排気通路を介して前記固定防塵ケース内に連通する排気孔を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の直動アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばクリーンルーム内で使用される防塵タイプの直動アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
クリーンルーム内でワークを一軸方向に往復動させる機構部として、たとえば、特開平８−２９０３８４号公報に記載されているような防塵タイプの直動アクチュエータが知られている。この種の直動アクチュエータは、ワークを搬送するキャリッジと、このキャリッジを一軸方向に往復駆動するキャリッジ駆動機構とを備えており、このキャリッジ駆動機構を防塵ケース内に収容してクリーンルーム内への発塵量を抑えるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような直動アクチュエータは、防塵ケース内に収容されたキャリッジ駆動機構が例えばリニアガイドとボールねじとで構成されているため、キャリッジに搭載されたワークを一軸方向に高精度に往復動させることができる。しかしながら、キャリッジ駆動機構を収容する防塵ケースの長さを少なくともワークの搬送距離よりも長くする必要があり、床面への設置面積が大きくなるという問題があった。
【０００４】
本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、クリーンルーム内での使用が可能であって、キャリッジ駆動機構を収容する防塵ケースの長さをワークの搬送距離よりも小さくすることのできるコンパクトな直動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】
上記の目的を達成するために、本発明に係る直動アクチュエータは、ワークを搬送するキャリッジと、このキャリッジを一軸方向に往復駆動するキャリッジ駆動機構と、このキャリッジ駆動機構を収容する固定防塵ケースとを備えた直動アクチュエータであって、前記キャリッジのストロークを増倍して前記ワークに伝えるストローク増倍機構を有することを特徴とする。
【０００６】
このような構成であると、キャリッジの移動ストロークを約半分にしてワークを搬送することが可能となる。したがって、キャリッジ駆動機構を収容する固定防塵ケースの長さをワークの搬送距離よりも小さくすることができ、これにより、固定防塵ケースのコンパクト化を図ることができる。
この場合、ストローク増倍機構を、請求項２記載の発明のように、前記キャリッジに固定された可動防塵ケースと、この可動防塵ケースに形成された開口窓を通じて前記ワークを保持するワーク取付座と、このワーク取付座を前記キャリッジの移動方向に移動させるスライダを有するリニアガイドと、このリニアガイドのスライダを前記キャリッジの移動方向に牽引する牽引ベルトと、この牽引ベルトを前記キャリッジの移動量に応じて走行駆動する走行駆動機構部とから構成し、前記牽引ベルトを前記可動防塵ケース内に前記開口窓を閉塞するように設けると、可動防塵ケース内で発生した摩耗粉等の塵埃が開口窓から可動防塵ケース外（例えばクリーンルーム内）に放出されることがないので、クリーンルーム内でも好適に使用することができる。
【０００７】
また、牽引ベルトとしては、請求項３記載の発明のように、平ベルト状に形成されているものを使用することができ、このような牽引ベルトを使用することにより、発塵性の比較高いタイミングベルトを牽引ベルトとして使用した場合に比較して、外部への発塵量を低く抑えることができる。
さらに、可動防塵ケースとしては、請求項４記載の発明のように、前記キャリッジ内に形成された排気通路を介して前記固定防塵ケース内に連通する排気孔を有するものを使用することができ、このような可動防塵ケースを使用することにより、可動防塵ケース内の空気が固定防塵ケース内に排気されるため、可動防塵ケースの開口窓から外部に放出される塵埃の放出量を低減することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の一実施形態に係る直動アクチュエ−タの側面図、平面図および正面図を図１乃至図３に示す。これらの図に示されるように、本発明の一実施形態に係る直動アクチュエ−タ１０は箱形の固定防塵ケース１１を備えており、この固定防塵ケース１１内には、図５に示されるように、キャリッジ１２を一軸方向に往復駆動するキャリッジ駆動機構１３が収容されている。
【０００９】
キャリッジ駆動機構１３はリニアガイド１４およびボールねじ１５から構成されており、リニアガイド１４の案内レール１４ａは図示しない複数本のボルトにより固定防塵ケース１１の底面部に固定されている。また、案内レール１４ａは幅方向に沿う断面が略コ字形に形成されており、この案内レール１４ａの下面中央部と固定防塵ケース１１の底面中央部との間には、後述する帯状シール体２４を固定防塵ケース１１の長手方向（図１中左右方向）に走行させるためのシール体走行路１６が形成されている。
【００１０】
一方、リニアガイド１４のスライダ１４ｂはボールねじ１５のナット１５ａと一体化されており、固定防塵ケース１１の外部に設けられた駆動モータ１７の回転トルクがタイミングプーリ１８、タイミングベルト１９およびボールねじ１５のねじ軸１５ｂに取り付けられた不図示のタイミングプーリを介してボールねじ１５のねじ軸１５ｂに伝わるとナット１５ａと一体に固定防塵ケース１１の長手方向に移動するようになっている。上記タイミングベルト１９は固定防塵ケース１１の側面に設けられた開口を通して前述した二つのタイミングプーリ間に掛け渡されている。なお、駆動モータ１７の出力軸及びタイミングプーリ１８はモータケース２０内に収容されており、前述した固定防塵ケース側面の開口はモータケース２０により塞がれている。このモータケース２０と固定防塵ケース１１との接合部はパッキン２１により気密構造とされている。
【００１１】
キャリッジ１２は連結板２２を介してスライダ１４ｂの上面に取り付けられており、このキャリッジ１２はスライダ１４ｂが固定防塵ケース１１の長手方向に移動すると固定防塵ケース１１の上面中央部に形成された細長い矩形状の開口窓２３（図２及び図４参照）内を固定防塵ケース１１の長手方向に移動するようになっている。
【００１２】
開口窓２３はスチール製の帯状シール体２４により閉塞されており、開口窓２３の図５中左右側縁部には、帯状シール体２４を固定防塵ケース１１の長手方向に案内するシール体案内溝２５（図６参照）が相対向して形成されている。なお、帯状シール体２４としては、スチールの他に、例えばポリウレタン含浸帆布あるいはプラスチック等の発塵性の低い材質のものであれば好ましく用いることができる。
【００１３】
帯状シール体２４は平ベルト状に形成されており、この帯状シール体２４の長手方向両端部はキャリッジ１２の移動側両端部に固定されている。また、帯状シール体２４は、図４に示されるように、固定防塵ケース１１内に設けられた複数個のプーリ２６により固定防塵ケース１１の長手方向に走行可能に支持されている。
【００１４】
前記キャリッジ１２には、図１乃至図３に示されるように、キャリッジ１２のストロークを増倍してワークＷに伝えるストローク増倍機構２７が搭載されている。このストローク増倍機構２７は、長手方向を固定防塵ケース１１の長手方向に一致させてキャリッジ１２の可動防塵ケース取付面１２ａ（図４参照）に取り付けられた箱形の可動防塵ケース２８と、この可動防塵ケース２８内に設けられてキャリッジ１２の移動ストロークをワークＷに伝えるストローク伝達機構４０（図８参照）とからなり、可動防塵ケース２８の底面中央部には排気孔３３（図７参照）が形成されている。この排気孔３３はキャリッジ１２内に形成された排気通路３４（図４及び図５参照）を介して固定防塵ケース１１内に連通しており、固定防塵ケース１１には、固定防塵ケース１１内を強制排気すると共に上記排気通路３４および強制排気孔３３を介して可動防塵ケース２８内を強制排気する強制排気手段としての排気ファン３５（図１参照）が取り付けられている。
【００１５】
さらに詳細に説明すると、排気通路３４は、キャリッジ１２を上下に貫通する軸方向断面略Ｔ字状の貫通孔３４ａと、連結板２２の上面中央部に固定防塵ケース１１の長手方向に沿って形成された凹溝３４ｂと、案内レール１４ａ及び固定防塵ケース１１の底面を貫通してファン３５に対応する部位に設けられた貫通孔３４ｃとからなる。
【００１６】
可動防塵ケース２８は固定防塵ケース１１のほぼ２／３程度の長さを有しており、この可動防塵ケース２８の左右両側面には、細長い矩形状の開口窓２９ａ，２９ｂ（図８参照）が可動防塵ケース２８の長手方向一端部から長手方向他端部にかけて形成されている。
前記ストローク伝達機構４０は、図７に示されるように、可動防塵ケース２８の一方の開口窓（例えば２９ａ）を通じてワークＷを保持するワーク取付座３０と、このワーク取付座３０をキャリッジ１２の移動方向に移動させるスライダ３１及びスライダ３１をキャリッジ１２の移動方向に案内する案内レール３２を有するリニアガイド４１と、このリニアガイド４１のスライダ３１をキャリッジ１２の移動方向に牽引する牽引ベルト３６と、この牽引ベルト３６をキャリッジ１２の移動量に応じて走行駆動する走行駆動機構部４２とから構成されている。
【００１７】
スチール製の牽引ベルト３６は平ベルト状に形成されており、この牽引ベルト３６の長手方向両端部はワーク取付座３０の移動側両端部に固定されている。また、牽引ベルト３６は可動防塵ケース２８の開口窓２９ａ，２９ｂを閉塞するように可動防塵ケース２８内に設けられており、開口窓２９ａ，２９ｂの上縁部と下縁部には、牽引ベルト３６を可動防塵ケース２８の長手方向に案内する牽引ベルト案内溝３７（図８及び図９参照）が相対向して形成されている。
【００１８】
走行駆動機構部４２は牽引ベルト３６を走行可能に支持する４つのプーリ３８を備えており、これらのプーリ３８は可動防塵ケース２８内の四隅に配置されている。また、走行駆動機構部４２は取付板３９ａ及び固定金具３９ｂからなる牽引ベルト固定部材３９（図９参照）を備えており、牽引ベルト３６の長手方向中央部は牽引ベルト固定部材３９により固定防塵ケース１１に固定されている。なお、牽引バンド３６は発塵性の低いものであればスチール製以外のものでもよい。
【００１９】
このような構成において、駆動モータ１７の回転トルクがタイミングプーリ１８、タイミングベルト１９および不図示のタイミングプーリを介してボールねじ１５のねじ軸１５ｂに伝わると、ナット１５ａ及びスライダ１４ｂが固定防塵ケース１１の長手方向に移動し、これと一体にキャリッジ１２及び可動防塵ケース２８が固定防塵ケース１１の長手方向に移動する。そして、可動防塵ケース２８が固定防塵ケース１１の長手方向に移動すると、これに連動して可動防塵ケース２８内に設けられたストローク伝達機構４０の牽引ベルト３６が可動防塵ケース２８の移動量に応じて固定防塵ケース１１の長手方向に走行し、これによってストローク伝達機構４０のワーク取付座３０及びスライダ３１が固定防塵ケース１１の長手方向に牽引駆動される。このとき、ワーク取付座３０及びスライダ３１はキャリッジ１２の移動量と可動防塵ケース２８の移動量とを足し合わせたストロークで固定防塵ケース１１の長手方向に移動するので、キャリッジ１２の移動ストロークを約半分にしてワークＷを搬送することができる。したがって、上述した実施形態では、キャリッジ駆動機構１３を収容する固定防塵ケース１１の長さをワークＷの搬送距離よりも小さくすることができ、これにより、固定防塵ケース１１のコンパクト化を図ることができる。
【００２０】
また、上述した実施形態のように、ストローク伝達機構４０を、可動防塵ケース２８の一方の開口窓２９ａを通じてワークＷを保持するワーク取付座３０と、このワーク取付座３０をキャリッジ１２の移動方向に移動させるスライダ３１を有するリニアガイド４１と、このリニアガイド４１のスライダ３１をキャリッジ１２の移動方向に牽引する牽引ベルト３６と、この牽引ベルト３６をキャリッジ１２の移動量に応じて走行駆動する走行駆動機構部４２とから構成し、牽引ベルト３６を可動防塵ケース２８内に開口窓２９ａ，２９ｂを閉塞するように設けると、ワーク取付座３０及び牽引ベルト固定部材３９が位置しない部分においては開口窓２９ａ，２９ｂが牽引ベルト３６により常に塞がれているので、可動防塵ケース２８内で発生した摩耗粉等の塵埃が可動防塵ケース２８の開口窓２９ａ，２９ｂから可動防塵ケース２８外に放出されることを防止でき、これにより、クリーンルーム内でも好適に使用することができる。
【００２１】
さらに、上述した本発明の一実施形態では、牽引バンド３６が発塵性の低い平ベルト状のもので形成されているため、例えば発塵性が比較的高いタイミングベルトとした場合に比べて外部への発塵量を低減することができる。
上述した本発明の一実施形態では、排気ファン３５を作動させると可動防塵ケース２８内の空気が排気孔３３および排気通路３４を経て固定防塵ケース１１内に排気されるため、可動防塵ケース２８内で発生した摩耗粉等の塵埃が開口窓２９から可動防塵ケース２８外に放出されることを防止することができる。また、排気ファン３５を作動させると固定防塵ケース１１内および可動防塵ケース２８内が負圧となる。これにより、帯状シール体２４および牽引ベルト３６が案内溝２６，３７の溝面に接触あるいは接触していないとしても両者間の隙間が小さくなり、内部が負圧にされることも相俟って、固定防塵ケース１１および可動防塵ケース２８内で発生した摩耗粉等の塵埃が開口窓２３，２９ａ，２９ｂから外部に放出され、クリーンルーム内の汚染源となることを防止することができる。
【００２２】
なお、牽引ベルト案内溝３７の断面形状を図１０に示すような断面形状すなわち開口側が狭い断面形状とすることにより、外部への発塵をより確実に防止することができる。また、固定防塵ケース１１および可動防塵ケース２８内を排気する手段として排気ファンを使用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば特開平８−２９０３８４号公報に開示されているような、適宜の本数、空気抜き管を外部から固定防塵ケース１１を貫通させて一端側を内部に臨ませる共に他端を排気ポンプに接続させた排気手段を使用してもよい。
【００２３】
さらに、上述した実施形態ではキャリッジ１２上に単段構成のストローク増倍機構２７を設けたが、例えばキャリッジ１２上に多段構成のストローク増倍機構を設けることにより、ワークをさらに高速で移動させることができる。また、開口窓２９ａ，２９ｂを可動防塵ケース２８の左右側面に形成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば開口窓２９ａ，２９ｂを可動防塵ケース２８の上下面に形成してもよい。その場合、牽引ベルト固定部材３９の取付板３９ａは下面の開口窓内に臨むように固定され、ワーク取付座３０は上面の開口窓から延出するように構成され、これに伴いプーリ３８の位置も適宜変更される。
【００２４】
また、牽引バンド３６の両端部をスライダ３１の移動側両端部に固定し、牽引バンド３６の長手方向中央部を牽引ベルト固定部材３９に固定するようにしたが、逆に牽引バンド３６の両端部を牽引ベルト固定部材３９に、牽引バンド３６の長手方向中央部をスライダ３１に固定するようにしてもよい。あるいは２枚の牽引バンド３６を用い、それぞれの一端をスライダ３１に、他端を牽引ベルト固定部材３９に固定するようにしてもよい。また、プーリ２６及び３８をそれぞれ４個ずつ用いることにより、固定防塵ケース１１および可動防塵ケース２８の長さに対するキャリッジ１２、スライダ３１のストローク長の割合を大きく取れるようにしているが、このような利点を多少犠牲にしてもよい場合であれば、例えば、プーリ２６あるいは３８を２つにしてもよい。さらにまた、キャリッジ駆動機構１３はボールねじとリニアガイドの組合せに限らず、リニアモータやベルトとプーリの組合せ等、他の方式でもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明に係る直動アクチュエータによれば、キャリッジの移動ストロークを約半分にしてワークを搬送することが可能となるので、キャリッジ駆動機構を収容する固定防塵ケースの長さをワークの搬送距離よりも小さくすることができ、これにより、固定防塵ケースのコンパクト化を図ることができる。
【００２６】
請求項２の発明に係る直動アクチュエータによれば、上記の効果に加え、可動防塵ケース内で発生した摩耗粉等の塵埃が開口窓から可動防塵ケース外に放出されることを防止することができる。
請求項３の発明に係る直動アクチュエータによれば、請求項２の発明の効果に加え、可動防塵ケースに形成された開口窓を帯状シール体によって確実にシールすることができる。
請求項４の発明に係る直動アクチュエータによれば、請求項２の発明の効果に加え、可動防塵ケースの開口窓から外部に放出される塵埃の放出量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る直動アクチュエータの側面図である。
【図２】図１に示す直動アクチュエータの平面図である。
【図３】図１に示す直動アクチュエータの正面図である。
【図４】図１に示す直動アクチュエータの一部を示す図である。
【図５】図４の軸方向の直角方向の断面図である。
【図６】図２のＶＩ−ＶＩ線に沿う矢視断面図である。
【図７】図１のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う矢視断面図である。
【図８】図１のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う矢視断面図である。
【図９】図２のＩＸ−ＩＸ線に沿う矢視断面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態を説明するためのシール体案内溝の断面図である。
【符号の説明】
１１　　固定防塵ケース
Ｗ　　ワーク
１２　　キャリッジ
１３　　キャリッジ駆動機構
１４　　リニアガイド
１４ａ　案内レール
１４ｂ　スライダ
１５　　ボールねじ
１５ａ　ナット
１５ｂ　ねじ軸
１６　　シール体走行路
１７　　駆動モータ
１８　　タイミングプーリ
１９　　タイミングベルト
２０　　モータケース
２１　　パッキン
２２　　連結板
２３　　開口窓
２４　　帯状シール体
２５　　シール体案内溝
２６　　プーリ
２７　　ストローク増倍機構
２８　　可動防塵ケース
２９ａ，２９ｂ　　開口窓
３０　　ワーク取付座
３１　　スライダ
３２　　案内レール
３３　　強制排気孔
３４　　排気通路
３５　　排気ファン
３６　　牽引バンド
３７　　牽引バンド案内溝
３８　　プーリ
３９　　牽引バンド固定部材
４０　　ストローク伝達機構
４１　　リニアガイド
４２　　走行駆動機構部
【図１】
2004084824.tif 000003
【図２】
2004084824.tif 000004
【図３】
2004084824.tif 000005
【図４】
2004084824.tif 000006
【図５】
2004084824.tif 000007
【図６】
2004084824.tif 000008
【図７】
2004084824.tif 000009
【図８】
2004084824.tif 000010
【図９】
2004084824.tif 000011
【図１０】
2004084824.tif 000012