(57)【要約】【課題】アクチュエータの軽量化及びコスト削減を図ることにある。【解決手段】フレーム１４の一端部側に回転駆動源１６が連結され、前記回転駆動源１６の回転駆動力を駆動プーリ４８、ベルト部材５６及び従動プーリ５４を介してスライダ２０に伝達し、該スライダ２０をガイド機構２２の作用下にフレーム１４の軸線方向に沿って変位させている。そして、フレーム１４及びスライダ２０をアルミニウム合金等から形成すると共に、前記フレーム１４に装着される第１ガイドレール４２ａ、４２ｂと、スライダ２０の側面に装着される第２ガイドレール８６ａ、８６ｂとを焼入れ処理が施された金属製材料から形成している。【選択図】図５
2005106284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームと、
前記フレームの一端部に設けられる駆動源と、
前記駆動源の駆動軸に接続されて、回転自在に軸支された駆動用プーリと、該フレームの他端部側に回転自在に軸支された従動用プーリと、前記駆動用プーリと前記従動用プーリとの間に懸架されるベルト部材を含む駆動力伝達機構と、
前記駆動源の駆動作用下に前記駆動力伝達機構を介して駆動力が伝達され、前記フレームの軸線方向に沿って往復変位するスライダと、
前記フレームの内壁面に軸線方向に沿って装着される一組の第１ガイドレールと、前記フレームと対向する前記スライダの側面に軸線方向に沿って装着される一組の第２ガイドレールと、前記第１及び第２ガイドレールにそれぞれ形成されるボール転動溝に沿って転動する複数のボールを含み、前記スライダがフレームに沿って変位する際に該スライダを案内するガイド機構と、
を備え、
前記第１及び第２ガイドレールが、前記フレーム及びスライダと別体、且つ、焼入れ処理が施された金属製材料から形成されると共に、前記フレーム及びスライダが、前記金属製材料より軽量な軽金属材料又は高強度樹脂材料から形成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、
前記フレーム及びスライダは、アルミ二ウム合金又は炭素繊維強化樹脂材料によって形成され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、
前記駆動用プーリ及び前記従動用プーリは、それぞれ前記フレームに直接設けられることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項４】
フレームと、
前記フレームの端部に設けられる駆動源と、
前記駆動源の駆動軸に接続されて回転自在に軸支された駆動用プーリと、該フレームの他端部側に回転自在に軸支された従動用プーリと、前記駆動用プーリと前記従動用プーリとの間に懸架されるベルト部材を含む駆動力伝達機構と、
前記駆動源の駆動作用下に前記駆動力伝達機構を介して駆動力が伝達され、前記フレームの軸線方向に沿って往復変位するスライダと、
前記フレームの内壁面に軸線方向に沿って装着される一組のガイドレールと、前記ガイドレール及び該ガイドレールと対向する前記スライダの側面に形成されるボール転動溝に沿って転動する複数のボールを含み、前記スライダがフレームに沿って変位する際に該スライダを案内するガイド機構と、
を備え、
前記ガイドレールが、前記フレームと別体、且つ、焼入れ処理が施された金属製材料から形成されると共に、前記フレームが、前記金属製材料より軽量な軽金属材料又は高強度樹脂材料から形成されることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項５】
フレームと、
前記フレームの一端部側に連結され、電気信号によって駆動する回転駆動源が設けられると共に、前記回転駆動源に連結される駆動用プーリが設けられる第１ユニットと、
前記フレームの他端部側に連結され、前記第１ユニットの駆動用プーリとの間にベルト部材が懸架される従動用プーリが設けられる第２ユニットと、
前記ベルト部材と連結され、前記回転駆動源の駆動作用下に前記フレームに沿って変位するスライダと、
を備え、
前記第１ユニット及び第２ユニットが、前記フレームに対して一体的に組み付けられることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項６】
請求項５記載のアクチュエータにおいて、
前記第２ユニットには、前記ベルト部材の張力を調整するための張力調整機構が設けられることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項７】
請求項６記載のアクチュエータにおいて、
前記張力調整機構は、前記従動用プーリを回転自在に保持するプーリホルダと、
前記プーリホルダを前記フレームの軸線方向に沿って変位自在に保持する保持ブラケットと、
前記保持ブラケットと前記プーリホルダとの間に介装され、前記プーリホルダを前記保持ブラケット側に接近させるように付勢するばね部材と、
を備え、
前記ばね部材の弾発力によって前記プーリホルダを前記保持ブラケット側に変位させることにより、前記保持ブラケットに保持される前記従動用プーリと駆動用プーリとの間に懸架されたベルト部材の張力を一定に保持することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項８】
請求項７記載のアクチュエータにおいて、
前記保持ブラケットは薄板材をプレス加工することによって形成され、該保持ブラケットが固定される前記第２ユニットのボディには、前記従動用プーリに向かって突出するように設けられ、前記ばね部材を軸線方向に沿って伸縮自在に保持するスプリングガイドが設けられることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項９】
請求項７記載のアクチュエータにおいて、
前記プーリホルダは薄板材をプレス加工することによって形成され、前記プーリホルダには一組の軸受を介して前記従動用プーリが回転自在に保持されることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項１０】
請求項７記載のアクチュエータにおいて、
前記プーリホルダは薄板材をプレス加工することによって形成され、該プーリホルダには前記フレームに装着される第１ガイドレールに対向するように突出する拡幅部が形成され、前記拡幅部の端部にはボール転動溝の形状に対応するように円弧状に折曲した折曲部が形成され、前記折曲部が前記ボール転動溝に係合されることを特徴とするアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源の駆動作用下にフレームに沿ってスライダを直線状に往復動作させることが可能なアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、ワークを搬送するためにアクチュエータ等の搬送機構が用いられている。
【０００３】
このアクチュエータは、図１２に示されるように、アウタレール１の内部に軸線方向に沿って変位自在なインナブロック２が設けられ、前記インナブロック２の略中央部にはボールねじ３が軸線方向に沿って螺合されている。
【０００４】
また、アウタレール１における一対の内壁面１ａ、１ｂは、インナブロック２と対向するように形成され、前記内壁面１ａ、１ｂには一対のボール転走溝４ａ、４ｂが軸線方向に沿って形成されている。このボール転走溝４ａ、４ｂと対向するインナブロック２の両側面には、図示しないボール溝が形成されている。そして、インナブロック２の内部には複数のボール６が循環する戻し通路７が形成され、ボール６が、戻し通路７、ボール転走溝４ａ、４ｂとボール溝（図示せず）との間を循環することによりインナブロック２がアウタレール１に沿って変位自在にガイドされている。
【０００５】
そして、図示しない電動モータ等の駆動源に一体的に連結されたボールねじ３が回転し、その回転作用下に前記ボールねじ３に螺合されたインナブロック２がアウタレール１の軸線方向に沿って直線的に変位する（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−０７４５５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に係る従来技術においては、駆動源の駆動作用下にインナブロック２がアウタレール１に沿って変位する際に、前記インナブロック２の内部の戻し通路７、ボール転走溝４ａ、４ｂと図示しないボール溝との間を複数のボール６が循環する構造としている。しかしながら、前記ボール６がボール転走溝４ａ、４ｂと前記ボール溝との間を循環する際に摺動抵抗が生じ、アウタレール１の内壁面１ａ、１ｂ及びインナブロック２に摩耗が生じる。
【０００８】
そのため、ボール転走溝４ａ、４ｂが形成されるアウタレール１と、ボール溝が形成されるインナブロック２を、熱処理（例えば、焼入れ処理）が可能な金属製材料（例えば、ステンレス鋼）から形成し、前記アウタレール１とインナブロック２にそれぞれ焼入れ処理を施す。これにより、前記ボール転走溝４ａ、４ｂ及びボール溝の硬度を増大させてボール６の摺動作用下に生じる摩耗を抑制している。しかしながら、前記アウタレール１とインナブロック２に対して焼入れ処理を施すことにより熱処理に伴ってコストが高騰すると共に、製造工程が増大してしまうという問題がある。
【０００９】
一方、近年では、アクチュエータのさらなる軽量化を望む要請がある。
【００１０】
本発明は、前記の種々の課題を考慮してなされたものであり、ガイド機構における摺動部位の摩耗を抑制しつつ、コストの削減及び軽量化を図ることが可能なアクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の目的を達成するために、本発明は、フレームと、
前記フレームの一端部に設けられる駆動源と、
前記駆動源の駆動軸に接続されて、回転自在に軸支された駆動用プーリと、該フレームの他端部側に回転自在に軸支された従動用プーリと、前記駆動用プーリと前記従動用プーリとの間に懸架されるベルト部材を含む駆動力伝達機構と、
前記駆動源の駆動作用下に前記駆動力伝達機構を介して駆動力が伝達され、前記フレームの軸線方向に沿って往復変位するスライダと、
前記フレームの内壁面に軸線方向に沿って装着される一組の第１ガイドレールと、前記フレームと対向する前記スライダの側面に軸線方向に沿って装着される一組の第２ガイドレールと、前記第１及び第２ガイドレールにそれぞれ形成されるボール転動溝に沿って転動する複数のボールを含み、前記スライダがフレームに沿って変位する際に該スライダを案内するガイド機構と、
を備え、
前記第１及び第２ガイドレールが、前記フレーム及びスライダと別体、且つ、焼入れ処理が施された金属製材料から形成されると共に、前記フレーム及びスライダが、前記金属製材料より軽量な軽金属材料又は高強度樹脂材料から形成されることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、複数のボールが転動するボール転動溝を有し、フレームの内壁面に装着される第１ガイドレールと、同じく複数のボールが転動するボール転動溝を有し、スライダにおけるフレームと対向する側面に形成される第２ガイドレールとを、それぞれフレーム及びスライダとは別体に形成すると共に、焼入れ処理が施された金属製材料から形成している。
【００１３】
従って、複数のボールが転動する第１及び第２ガイドレールの強度が維持され、該ボールが摺動した際の摩耗を抑制することができると共に、ボールが転動する第１及び第２ガイドレール以外の構成部材であるフレーム及びスライダを焼入れ処理がなされず、前記金属製材料より軽量な軽金属材料又は高強度樹脂材料から形成している。
【００１４】
そして、第１及び第２ガイドレールをフレーム及びスライダと別体とし、ステンレス鋼等の焼入れ処理が可能な材質と比較して重量の軽い軽金属材料又は高強度樹脂材料によって前記アクチュエータにおける体積の大部分を占めるフレーム及びスライダを形成することにより、アクチュエータ全体の大幅な軽量化を図ることができる。
【００１５】
また、フレーム及びスライダの全体に熱処理を施して強度を向上させる場合と比較して、複数のボールが転動する第１及び第２ガイドレールのみに対して焼入れ処理を施して強度を向上させているため、熱処理に要するコストの削減を図ることができる。
【００１６】
さらに、フレーム及びスライダを、アルミ二ウム合金又は炭素繊維強化樹脂材料によって形成するとよい。これにより、フレーム及びスライダの軽量化を図り、それに伴い、アクチュエータ全体の軽量化を図ることが可能となる。
【００１７】
さらにまた、駆動用プーリ及び従動用プーリを、それぞれフレームに直接設けるとよい。これにより、駆動用プーリ及び従動用プーリを保持するための部材をフレームに対してそれぞれ連結させる必要がないため、アクチュエータにおける部品点数及びコストの削減を図ることが可能となる。
【００１８】
またさらに、本発明は、フレームと、
前記フレームの端部に設けられる駆動源と、
前記駆動源の駆動軸に接続されて回転自在に軸支された駆動用プーリと、該フレームの他端部側に回転自在に軸支された従動用プーリと、前記駆動用プーリと前記従動用プーリとの間に懸架されるベルト部材を含む駆動力伝達機構と、
前記駆動源の駆動作用下に前記駆動力伝達機構を介して駆動力が伝達され、前記フレームの軸線方向に沿って往復変位するスライダと、
前記フレームの内壁面に軸線方向に沿って装着される一組のガイドレールと、前記ガイドレール及び該ガイドレールと対向する前記スライダの側面に形成されるボール転動溝に沿って転動する複数のボールを含み、前記スライダがフレームに沿って変位する際に該スライダを案内するガイド機構と、
を備え、
前記ガイドレールが、前記フレームと別体、且つ、焼入れ処理が施された金属製材料から形成されると共に、前記フレームが、前記金属製材料より軽量な軽金属材料又は高強度樹脂材料から形成されることを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、複数のボールが転動するボール転動溝を有し、フレームの内壁面に装着されるガイドレールを、前記フレームと別体に形成すると共に、焼入れ処理が施された金属製材料から形成している。
【００２０】
従って、複数のボールが転動するガイドレールの強度が維持され、該ボールが摺動した際の摩耗を抑制することができると共に、ボールが転動するガイドレール以外の構成部材であるフレームを焼入れ処理がなされず、前記金属製材料より軽量な軽金属材料又は高強度樹脂材料から形成している。
【００２１】
そして、ガイドレールをフレームと別体とし、ステンレス鋼等の焼入れ処理が可能な材質と比較して重量の軽い軽金属材料又は高強度樹脂材料によって前記アクチュエータにおける体積の大部分を占めるフレームを形成することにより、アクチュエータ全体の大幅な軽量化を図ることができる。
【００２２】
また、本発明は、フレームと、
前記フレームの一端部側に連結され、電気信号によって駆動する回転駆動源が設けられると共に、前記回転駆動源に連結される駆動用プーリが設けられる第１ユニットと、
前記フレームの他端部側に連結され、前記第１ユニットの駆動用プーリとの間にベルト部材が懸架される従動用プーリが設けられる第２ユニットと、
前記ベルト部材と連結され、前記回転駆動源の駆動作用下に前記フレームに沿って変位するスライダと、
を備え、
前記第１ユニット及び第２ユニットが、前記フレームに対して一体的に組み付けられることを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、回転駆動源及び該回転駆動源の駆動力を伝達する駆動用プーリを有する第１ユニットと、前記駆動用プーリからの駆動力がベルト部材を介して伝達される従動用プーリを有する第２プーリとをそれぞれユニット化して、フレームの端部にそれぞれ連結しているため、前記第１及び第２ユニットをフレームに対して簡便に着脱することができる。
【００２４】
従って、例えば、アクチュエータにおけるスライダのストローク量を変更する場合、前記ストローク量の変化に対応した長さを有するフレームへと交換する必要が生じる。その場合においても、第１及び第２ユニットをフレームから簡便に取り外すことができ、且つ、交換された新しいフレームに対しても第１及び第２ユニットを簡便に取り付けて使用することができる。
【００２５】
その結果、簡便にフレームの交換作業を行うことができると共に、第１及び第２ユニットをそのまま利用することができるため部品の共用化を図ってコストの削減を図ることが可能となる。
【００２６】
さらに、第２ユニットに、ベルト部材の張力を調整するための張力調整機構を設けることにより、前記ベルト部材の張力が経年変化等によって変化した場合においても張力を好適に調整することが可能となる。
【００２７】
さらにまた、張力調整機構には、前記従動用プーリを回転自在に保持するプーリホルダと、
前記プーリホルダを前記フレームの軸線方向に沿って変位自在に保持する保持ブラケットと、
前記保持ブラケットと前記プーリホルダとの間に介装され、前記プーリホルダを前記保持ブラケット側に接近させるように付勢するばね部材と、
を備え、
前記ばね部材の弾発力によって前記プーリホルダを前記保持ブラケット側に変位させることにより、前記保持ブラケットに保持される前記従動用プーリと駆動用プーリとの間に懸架されたベルト部材の張力を一定に保持させるとよい。
【００２８】
これにより、フレームに設けられた保持ブラケットでプーリホルダを保持し、該プーリホルダに回転自在に保持された従動用プーリがばね部材の弾発力によってフレームの軸線方向に沿って変位可能に設けることができる。そのため、従動用プーリに懸架されているベルト部材の張力が経年変化した際にも張力調整機構によって好適に調整される。
【００２９】
またさらに、保持ブラケットは薄板材をプレス加工することによって形成され、該保持ブラケットが固定される前記第２ユニットのボディに、前記従動用プーリに向かって突出するように設けられ、前記ばね部材を軸線方向に沿って伸縮自在に保持するスプリングガイドを設けるとよい。これにより、ばね部材がスプリングガイドを介して保持されるため、前記ばね部材が第２ユニットから脱落することがなく確実に保持することが可能となる。また、保持ブラケットをプレス加工された薄板材から形成することにより安価に製造することが可能となる。
【００３０】
また、プーリホルダは薄板材をプレス加工することによって形成され、前記プーリホルダに一組の軸受を介して前記従動用プーリを回転自在に保持させるとよい。
【００３１】
さらに、プーリホルダは薄板材をプレス加工することによって形成され、該プーリホルダには前記フレームに装着される第１ガイドレールに対向するように突出する拡幅部が形成され、前記拡幅部の端部にボール転動溝の形状に対応するように円弧状に折曲した折曲部を形成し、前記折曲部を前記ボール転動溝に係合させるとよい。すなわち、拡幅部の端部に折曲した折曲部を形成することにより、前記円弧状に形成された折曲部がボール転動溝に対して確実且つ好適に係合され、拡幅部によってプーリホルダをフレームに保持し、且つ、該フレームの軸線と略直交する方向への変位を規制することが可能となる。そのため、プーリホルダをフレームに対してより一層強固に固定することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００３３】
すなわち、複数のボールが転動するボール転動溝を有し、フレームの内壁面に装着される第１ガイドレールと、同様のボール転動溝を有し、スライダにおけるフレームと対向する側面に形成される第２ガイドレールとを、焼入れ処理が施された金属製材料から形成することにより、前記第１及び第２ガイドレールの強度が確保されるため、該ボールが摺動した際の摩耗を抑制することができる。
【００３４】
また、第１及び第２ガイドレールをフレーム及びスライダと別体とすることにより、前記フレーム及びスライダを前記金属製材料より軽量な軽金属材料又は高強度樹脂材料から形成することが可能となり、アクチュエータ全体の大幅な軽量化を図ることができる。
【００３５】
さらに、フレーム及びスライダの全体に熱処理を施して強度を向上させる場合と比較して、第１及び第２ガイドレールのみに焼入れ処理を施せばよいため、コストの削減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明に係るアクチュエータについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００３７】
図１〜図４において、参照符号１０は、本発明の第１の実施の形態に係るアクチュエータを示す。
【００３８】
このアクチュエータ１０は、複数の取付用孔部１２（図２及び図３参照）が形成され、平板状の底壁１４ａと相互に対向する一組の側壁１４ｂ、１４ｃとが一体的に形成されたフレーム１４（図２参照）を備え、前記フレーム１４の一端部側には回転駆動源１６が設けられている。また、アクチュエータ１０には、前記回転駆動源１６の回転駆動力を直線運動へと変換して伝達する駆動力伝達機構１８と、前記駆動力伝達機構１８を介して伝達される直線運動によって前記フレーム１４の軸線方向に沿って変位するスライダ２０と、前記スライダ２０をフレーム１４の軸線方向に沿ってガイドするガイド機構２２とを備えている。
【００３９】
このフレーム１４は、例えば、アルミニウム合金等の軽金属材料若しくは軽合金材料やカーボン繊維を含むカーボン繊維強化プラスチックＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）等の軽量高強度樹脂材料に対して押し出し成形、引き抜き成形等を施すことによって一体的に形成され、その軸線方向に沿った一端部には、第１ハウジング２４がボルト部材２８を介して一体的に連結される。そして、前記フレーム１４の軸線方向に沿った他端部には、第２ハウジング２６がボルト部材２８を介して一体的に連結されている。
【００４０】
また、第１ハウジング２４及び第２ハウジング２６の上面には、該第１ハウジング２４及び第２ハウジング２６を連結するように断面略Ｌ字状の第１サイドカバー３０及び第２サイドカバー３２がねじ部材３４を介して着脱自在に設けられている。この第１及び第２サイドカバー３０、３２は、第１ハウジング２４及び第２ハウジング２６の上面及び側面の一部を覆うと共に、フレーム１４の上方を覆うように設けられている。
【００４１】
さらに、第１ハウジング２４及び第２ハウジング２６の上面には、第１及び第２サイドカバー３０、３２との間に一組のトップカバー３６がそれぞれねじ部材３４を介して着脱自在に装着されている。すなわち、第１及び第２ハウジング２４、２６の上面は、トップカバー３６、第１及び第２サイドカバー３０、３２によって全体が覆われている。
【００４２】
第１ハウジング２４及び第２ハウジング２６のスライダ２０と対向する一端部には、スライダ２０が変位して当接する際の衝撃を緩和するストッパ部材３８がそれぞれ設けられている（図３参照）。
【００４３】
フレーム１４の内壁の底面に近接する部位には、図６に示されるように、断面矩形状に窪んだ一組の第１長溝４０ａ、４０ｂが軸線方向に沿って延在し、前記第１長溝４０ａ、４０ｂと略同一の断面形状を有する長尺な第１ガイドレール４２ａ、４２ｂが装着されている。なお、前記一組の第１長溝４０ａ、４０ｂは、互いに対向するように形成されている。
【００４４】
図４に示されるように、第１ハウジング２４の底面部には、図示しないねじ部材を介して回転駆動源１６が連結されている。そして、前記回転駆動源１６の駆動軸４４が、第１ハウジング２４の凹部４６に配設された駆動プーリ４８に開口部５０を介して連結されている。この駆動プーリ４８は、凹部４６の内部に回転自在に軸支されている。
【００４５】
なお、回転駆動源１６、駆動プーリ４８が設けられる第１ハウジング２４は、単一の駆動ユニット（第１ユニット）として機能している。すなわち、例えば、アクチュエータ１０のストローク量を変更するためにフレーム１４を交換する場合、別個のフレームの端部に前記駆動ユニットを組み付けることにより、簡便にフレーム１４の交換作業を行うことができると共に、前記駆動ユニットをそのまま利用することができるため部品の共用化を図ることが可能となる。
【００４６】
一方、第２ハウジング２６に形成される凹部５２の内部には、従動プーリ５４が回転自在に軸支され、前記駆動プーリ４８と従動プーリ５４との間にはフレーム１４と略平行に延在するベルト部材５６が環状に懸架されている。すなわち、駆動プーリ４８、従動プーリ５４及びベルト部材５６は、回転駆動源１６の回転駆動力を前記ベルト部材５６に連結されたスライダ２０へと伝達する駆動力伝達機構１８として機能する。
【００４７】
なお、従動プーリ５４が設けられる第２ハウジング２６は、単一の従動ユニット（第２ユニット）として機能している。すなわち、例えば、アクチュエータ１０のストローク量を変更するためにフレーム１４を交換する場合、別個のフレームの端部に前記従動ユニットを組み付けることにより、簡便にフレーム１４の交換作業を行うことができると共に、従動ユニットをそのまま利用することができるため部品の共用化を図ることができる。
【００４８】
この従動プーリ５４の略中央部には、図示しない複数の軸受を介して円柱状のプーリシャフト５８が挿入され、前記プーリシャフト５８は、第２ハウジング２６の凹部５２に装着される調整プレート６０に螺合されることにより固定されている。前記調整プレート６０は、図３に示されるように、第２ハウジング２６の凹部５２にねじ部材６２を介して軸線と略直交する方向に係止されると共に、前記ねじ部材６２が係合する複数の長孔６４に沿って、すなわち、第２ハウジング２６の軸線方向に沿って変位可能に設けられている。
【００４９】
また、調整プレート６０には、第２ハウジング２６に貫通して形成される孔部６６を介して調整ねじ６８が螺合されている。この調整ねじ６８の頭部は、孔部の内部に収納されるため第２ハウジング２６の端面より突出することがない（図４参照）。
【００５０】
そして、調整ねじ６８を螺回することにより調整プレート６０がフレーム１４の軸線方向に沿って変位するため、前記調整プレート６０に固定されている従動プーリ５４を一体的に変位させることができる。そのため、駆動プーリ４８と従動プーリ５４との間に懸架されたベルト部材５６の張力を調整することが可能となる。すなわち、例えば、六角レンチ等を介して前記調整ねじ６８を外部から螺回して調整プレート６０に対する螺合量を調整することにより、前記調整プレート６０がねじ部材６２を介して係合された長孔６４に沿って第２ハウジング２６の凹部５２内を微小距離だけ変位し、ベルト部材５６の張力を好適に調整することができる。
【００５１】
図６に示されるように、スライダ２０は、フレーム１４と同様にアルミニウム合金等の軽金属材料若しくは軽合金材料や、カーボン繊維を含むカーボン繊維強化プラスチックＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）等の軽量高強度樹脂材料からなり、前記フレーム１４の内部に軸線方向に沿って変位自在に設けられている。
【００５２】
このスライダ２０は、略中央部に形成され、第１サイドカバー３０と第２サイドカバー３２との間から上方に向かって若干突出するように形成される本体部７０と、前記本体部７０の両側に所定間隔離間して形成される一組のフランジ部７２ａ、７２ｂと、前記本体部７０とフランジ部７２ａ、７２ｂとの間にそれぞれ形成される空間部７４ａ、７４ｂとからなる。なお、本体部７０の上面には、図示しないねじ等を介してワークが載置されるテーブル等が装着される。
【００５３】
また、フランジ部７２ａ、７２ｂは、本体部７０より高さ方向の寸法が小さく形成され、そのフレーム１４と対向する両側面には、それぞれ所定深さだけ窪んだ断面矩形状の第２長溝７６ａ、７６ｂが軸線方向に沿って延在している。前記第２長溝７６ａ、７６ｂは、フレーム１４に形成される第１長溝４０ａ、４０ｂと対向する位置にそれぞれ形成されている。
【００５４】
空間部７４ａ、７４ｂは、本体部７０とフランジ部７２ａ、７２ｂとの間に該フランジ部７２ａ、７２ｂの上面より下方に向かって所定深さだけ窪んで形成されている。本体部７０の軸線方向に沿った一側面には、図３及び図６に示されるように、ボルト７８を介してプレート状のベルトストッパ８０が装着され、前記本体部７０の一側面とベルトストッパ８０との間にベルト部材５６の両端部が挟持されている（図３参照）。従って、ベルト部材５６がスライダ２０に固定されることにより、前記スライダ２０とベルト部材５６とが一体的に変位する。
【００５５】
その際、スライダ２０の一側面には、図３に示されるように、前記ベルトストッパ８０のボルト孔８２と対向する位置に断面略半円状に切り欠かれた一組の窪み部８４が形成されているため、前記ベルトストッパ８０をスライダ２０へと固定した際、ボルト７８の頭部が窪み部８４に収納され、前記スライダ２０の一側面より突出することがない。
【００５６】
一方、本体部７０における他側面とフランジ部７２ａとの間の空間部７４ａには、駆動プーリ４８と従動プーリ５４との間に懸架されたベルト部材５６が挿通されている（図６参照）。
【００５７】
ガイド機構２２は、図６に示されるように、フレーム１４の第１長溝４０ａ、４０ｂに沿ってそれぞれ装着される一組の第１ガイドレール４２ａ、４２ｂと、スライダ２０の側面の第２長溝７６ａ、７６ｂに沿ってそれぞれ装着される一組の第２ガイドレール８６ａ、８６ｂと、前記第２ガイドレール８６ａ、８６ｂに近接し、スライダ２０の内部を軸線方向に沿って貫通する一組のボール転動孔８８とからなる。そして、前記第１ガイドレール４２ａ、４２ｂと第２ガイドレール８６ａ、８６ｂとは、互いに対向する位置に配設されている。
【００５８】
第１ガイドレール４２ａ、４２ｂ及び第２ガイドレール８６ａ、８６ｂは、焼入れ処理が可能な金属製材料（以下、焼入鋼という）からなる角柱材によって形成されている。この第１ガイドレール４２ａ、４２ｂには、第２ガイドレール８６ａ、８６ｂと対向する側面にボール８９が転動する断面略円弧状の第１ボール転動溝９０が軸線方向に沿って延在するように形成される。一方、第２ガイドレール８６ａ、８６ｂには、前記第１ガイドレール４２ａ、４２ｂと対向する側面にボール８９が転動する断面略円弧状の第２ボール転動溝９２が軸線方向に沿って延在するように形成されている。
【００５９】
また、第１ガイドレール４２ａ、４２ｂ及び第２ガイドレール８６ａ、８６ｂを、第１及び第２長溝４０ａ、４０ｂ、７６ａ、７６ｂの内部にそれぞれ装着する方法としては、接着、圧入嵌合、溶着等のいずれの方法であってもよい。
【００６０】
さらに、ガイド機構２２は、図２に示されるように、スライダ２０の下部にねじ部材９４を介して一体的に連結される一組のプレート９６及びカバー９８と、前記スライダ２０の側面に装着されるリターンガイド１００とを有する。このプレート９６、カバー９８及びリターンガイド１００を、それぞれ樹脂製材料から形成すると好適である。なお、前記プレート９６、カバー９８及びリターンガイド１００は、スライダ２０における一方の側面側と他方の側面側とで同一の構成部品によって構成されている。
【００６１】
カバー９８には、スライダ２０に当接する端面にボールリターン溝１０２が形成され、この場合、第１ガイドレール４２ａ、４２ｂにおける第１ボール転動溝９０及び第２ガイドレール８６ａ、８６ｂにおける第２ボール転動溝９２と、スライダ２０を貫通するボール転動孔８８と、前記ボールリターン溝１０２とによって複数のボール８９が転動する環状の無限循環軌道が構成される。
【００６２】
また、図４に示されるアクチュエータ１０のフレーム１４、第１ハウジング２４及び第２ハウジング２６を一体的に形成し、図５に示されるように、単一のフレーム１５に対して駆動プーリ４８、従動プーリ５４及びスライダ２０をそれぞれ保持させるようにしてもよい。なお、この場合、フレーム１５の両端部には、それぞれエンドプレート１０４ａ、１０４ｂが該フレーム１５の軸線と略直交するように装着されている。また、フレーム１５の上面には、ストッパ部材３８を有する一組の保持ブロック１０６が設けられ、前記ストッパ部材３８がスライダ２０の端面と対向するように設けられている。
【００６３】
これにより、アクチュエータ１０におけるフレーム１５を一体形状とすることにより部品点数を削減することが可能となるため、前記アクチュエータ１０の製造時間の短縮化を図ることができ、同時に、コストの削減を図ることができる。
【００６４】
本発明の第１の実施の形態に係るアクチュエータ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。
【００６５】
図示しない電源より回転駆動源１６に電流を供給することにより、前記回転駆動源１６の回転作用下に駆動軸４４が回転し、前記駆動軸４４に連結された駆動プーリ４８の回転駆動力が従動プーリ５４との間に懸架されたベルト部材５６に伝達される。そして、前記ベルト部材５６の両端部が固定されたスライダ２０がガイド機構２２のガイド作用下に一体的にフレーム１４の軸線方向に沿って変位する。なお、図示しないコントローラの制御作用下に、回転駆動源１６へと供給される電流の極性を逆転させることにより、前記スライダ２０の変位方向を逆転させて該スライダ２０をフレーム１４の軸線方向に沿って往復運動させることができる。
【００６６】
スライダ２０がフレーム１４の軸線方向に沿って往復運動する際、第１ボール転動溝９０及び第２ボール転動溝９２に沿って複数のボール８９が転動することにより、フレーム１４に沿ってスライダ２０を円滑に変位させることができる。
【００６７】
以上のように、第１の実施の形態では、複数のボール８９が転動する第１ボール転動溝９０が形成される第１ガイドレール４２ａ、４２ｂと、第２ボール転動溝９２が形成される第２ガイドレール８６ａ、８６ｂとをフレーム１４及びスライダ２０とは別体に構成している。そして、第１ボール転動溝９０及び第２ボール転動溝９２が形成される第１及び第２ガイドレール４２ａ、４２ｂ、８６ａ、８６ｂを焼入れ処理が可能な焼入鋼から形成している。これにより、アクチュエータ１０における大部分の体積を占めるフレーム１４及びスライダ２０をアルミニウム合金等やカーボン繊維強化プラスチック等から形成することが可能となり、前記アクチュエータ１０全体の大幅な軽量化を図ることができる。
【００６８】
また、第１ガイドレール４２ａ、４２ｂ及び第２ガイドレール８６ａ、８６ｂが焼入れ等の熱処理が施された金属製材料から形成されているため、前記ボール８９が転動する際の摺動によって前記第１ガイドレール４２ａ、４２ｂ及び第２ガイドレール８６ａ、８６ｂが摩耗することを抑制できる。
【００６９】
その結果、フレーム１４及びスライダ２０の全体に熱処理を施して強度を向上させていた従来技術と比較して、ボール８９が転動する第１ガイドレール４２ａ、４２ｂ及び第２ガイドレール８６ａ、８６ｂのみに焼入れ処理を施して強度を向上させればよいため、熱処理に要するコストの削減を図ることができる。
【００７０】
一方、フレーム１４及びスライダ２０を、アルミニウム合金等やカーボン繊維強化プラスチック等の代わりに熱処理（例えば、焼入れ処理）を施さず生材として使用する一般構造用炭素材（ＳＳ材）等の金属製材料から形成することにより、従来のステンレス鋼等の焼入鋼を使用した場合と比較して焼入れ等の熱処理が不要であるためコストの削減を図ることができる。
【００７１】
また、ステンレス鋼等の焼入れ可能な焼入鋼と、一般構造用炭素材等の熱処理が不要な非焼入鋼とは剛性強度が略同等であるため、スライダ２０の軸線方向に沿った変位量が大きく、フレーム１４の軸線方向の長さが長くなったロングストロークタイプのアクチュエータにおいて、前記フレーム１４に焼入鋼の代わりに非焼入鋼を採用することにより、前記焼入鋼と略同等の剛性強度を確保しつつ、熱処理が不要であるためコストの削減を図ることができる。
【００７２】
さらに、焼入れ処理が施された焼入鋼（例えば、ステンレス鋼）と、熱処理が施されていない生材である非焼入鋼（例えば、一般構造用炭素材）とは、温度変化に応じた変形率を示す線膨張係数が略同等であるため、焼入鋼によって形成された第１及び第２ガイドレール４２ａ、４２ｂ、８６ａ、８６ｂと、非焼入鋼によって形成されたフレーム１４及びスライダ２０とが、温度変化によって変形する際のそれぞれの変形率が略同一となる。
【００７３】
その結果、ガイド機構２２における第１ガイドレール４２ａ、４２ｂと第２ガイドレール８６ａ、８６ｂとの間のクリアランス等が変化することが抑制され、前記クリアランスが略一定に維持されているため、スライダ２０を軸線方向に沿って円滑に変位させることができる。
【００７４】
次に、第１の実施の形態に係るアクチュエータの変形例を図７に示す。なお、上述した第１の実施の形態に係るアクチュエータ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。
【００７５】
この変形例に係るアクチュエータ１５０では、フレーム１４の第１長溝４０ａ、４０ｂに装着された第１ガイドレール４２ａ、４２ｂと対向するスライダ１５２の両側面に、ボール８９が転動する断面略円弧状の第２ボール転動溝１５４ａ、１５４ｂが形成されている。換言すると、スライダ１５２の両側面には、軸線方向に沿った第２ボール転動溝１５４ａ、１５４ｂを加工して形成している。
【００７６】
この第２ボール転動溝１５４ａ、１５４ｂは、第１ガイドレール４２ａ、４２ｂの第１ボール転動溝９０と対向する位置に一組となって形成され、前記第１ボール転動溝９０と第２ボール転動溝１５４ａ、１５４ｂとの間にボール８９が転動する。なお、その際、スライダ１５２を焼入れ処理が施された焼入鋼（例えば、ステンレス鋼）から形成すると共に、フレーム１４をアクチュエータ１５０の使用状況に応じてアルミニウム合金等の軽金属材料又は軽合金材料、カーボン繊維強化プラスチック等の軽量高強度樹脂や一般構造用炭素材等の非焼入鋼から形成するとよい。
【００７７】
すなわち、スライダ１５２の両側面に対して一組の第２ボール転動溝１５４ａ、１５４ｂを直接的に形成することにより、第１の実施の形態におけるアクチュエータ１０におけるスライダ２０と第２ガイドレール８６ａ、８６ｂとを別体で形成していた場合と比較して、前記スライダ２０に第２ガイドレール８６ａ、８６ｂを装着する工程を短縮することができる。
【００７８】
また、フレーム１４を一般構造用炭素材等の非焼入鋼から形成した場合、スライダ１５２が前記非焼入鋼と線膨張係数が略同等の焼入鋼から形成されているため、フレーム１４及びスライダ１５２が温度変化によって変形する際のそれぞれの変形率が略同一となる。
【００７９】
その結果、アクチュエータ１５０に使用環境下において温度変化が生じた場合、スライダ１５２の第２ボール転動溝１５４ａ、１５４ｂと第１ボール転動溝９０との間のクリアランスが変化することなく略一定に維持されるため、スライダ１５２を軸線方向に沿って円滑に変位させることができる。
【００８０】
次に、第２の実施の形態に係るアクチュエータ２００を図８〜図１１に示す。なお、上述した第１の実施の形態に係るアクチュエータ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。
【００８１】
この第２の実施の形態に係るアクチュエータ２００では、従動プーリ５４を有する従動ユニット２０２にコイルスプリング（ばね部材）２０４を介してベルト部材５６の張力が常に所望の張力として一定となるように自動的に調整可能な張力調整機構２０６が設けられている点で、第１の実施の形態に係るアクチュエータ１０と相違している。
【００８２】
なお、図５に示される第１の実施の形態に係るアクチュエータ１０と同様に、アクチュエータ２００において第１及び第２ハウジング２４、２６の代わりに単一の長尺なフレーム１５を設けるようにしてもよい。これにより、第１及び第２ハウジング２４、２６が不要となるため、アクチュエータ２００における部品点数及びコストの削減を図ることができる。
【００８３】
このアクチュエータ２００に設けられる張力調整機構２０６は、第２ハウジング２６の内壁面２０７に固定される保持ブラケット２０８と、前記保持ブラケット２０８に保持され、従動プーリ５４を回転自在に支持するプーリホルダ２１０と、前記保持ブラケット２０８とプーリホルダ２１０との間に介装されるコイルスプリング２０４とからなる。
【００８４】
保持ブラケット２０８は、例えば、金属製材料からなる薄板材をプレス加工することにより形成され、第２ハウジング２６の内壁面２０７に沿って形成されると共に、該第２ハウジング２６の底面に沿って形成される取付フランジ２１２を介してボルト２１４で固定されている。この保持ブラケット２０８には、図９に示されるように、従動プーリ５４に向かって断面略Ｕ字状となるように突出した突出部２１６が形成されている。前記突出部２１６の内部には、前記第２ハウジング２６の内壁面２０７に固定された円柱状のスプリングガイド２１８が配設されている。そして、スプリングガイド２１８の端面が、突出部２１６の内壁面に当接している。
【００８５】
プーリホルダ２１０は、図１０に示されるように、例えば、金属製材料からなる薄板材をプレス加工することによって断面略Ｕ字状に形成され、有底状の一端部側には、挿通孔２２０を介して保持ブラケット２０８のスプリングガイド２１８が挿通されている。また、プーリホルダ２１０の開口した他端部側には、前記スプリングガイド２１８の軸線と略直交する方向に一組の軸受孔２２２ａ、２２２ｂが形成され、前記軸受孔２２２ａ、２２２ｂの内部にはそれぞれ軸受２２４ａ、２２４ｂが装着されている。そして、前記軸受２２４ａ、２２４ｂの内部に円柱状のプーリシャフト２２６が挿通され、該プーリシャフト２２６に従動プーリ５４が保持されることにより、前記従動プーリ５４がプーリホルダ２１０の他端部側に支持される。その際、従動プーリ５４は、プーリシャフト２２６が軸支される一組の軸受２２４ａ、２２４ｂを介してプーリホルダ２１０に回転自在に保持されている。
【００８６】
また、有底状に形成されたプーリホルダ２１０の一端部と、突出部２１６の内壁面との間には、コイルスプリング２０４が所定量だけ圧縮された状態で介装され、前記コイルスプリング２０４は、突出部２１６の内壁面と前記スプリングガイド２１８の外周面との間に形成されたクリアランスを介して配設されている。前記コイルスプリング２０４は、プーリホルダ２１０を常に第２ハウジング２６の内壁面２０７に接近させる方向（矢印Ｘ１方向）に付勢している。なお、前記コイルスプリング２０４の代わりとして、プレート状の板ばね等を採用するようにしてもよい。すなわち、プーリホルダ２１０を第２ハウジング２６の内壁面２０７に接近させる方向（矢印Ｘ１方向）に付勢する弾発力を有する弾発部材であればよい。
【００８７】
一方、プーリホルダ２１０の他端部は、図９及び図１１に示されるように、従動プーリ５４の下部側にフレーム１４の軸線と略直交する方向に拡幅した拡幅部２２８が形成され、前記拡幅部２２８の両端部にはそれぞれプーリホルダ２１０の中心に向かって折曲された折曲部２３０が形成されている（図１１参照）。そして、湾曲するように折曲された一組の折曲部２３０が、第１ガイドレール４２ａ、４２ｂの第１ボール転動溝９０にそれぞれ係合されている。
【００８８】
詳細には、折曲部２３０の外壁面は、円弧状に窪んだ第１ボール転動溝９０の断面形状に対応するように断面略円弧状に形成されているため、前記折曲部２３０が第１ボール転動溝９０に好適に係合される。
【００８９】
すなわち、前記プーリホルダ２１０が、拡幅部２２８を介してフレーム１４に装着された第１ガイドレール４２ａ、４２ｂに係合されているため、前記プーリホルダ２１０におけるフレーム１４の軸線と略直交する方向への変位が規制される。これにより、プーリホルダ２１０は、コイルスプリング２０４の弾発力によってフレーム１４の軸線方向（矢印Ｘ１、Ｘ２方向）、すなわち、第１ガイドレール４２ａ、４２ｂ及びスプリングガイド２１８に沿ってのみ変位自在に設けられた状態となる。
【００９０】
このように、アクチュエータ２００の張力調整機構２０６では、従動プーリ５４を回転自在に保持するプーリホルダ２１０が軸線方向（矢印Ｘ１、Ｘ２方向）に沿ってのみ変位自在に設けられると共に、第２ハウジング２６に固定された保持ブラケット２０８と前記プーリホルダ２１０との間に介装されたコイルスプリング２０４によって、前記従動プーリ５４が常に駆動プーリ４８から離間する方向（矢印Ｘ１方向）に付勢されている。
【００９１】
そして、前記コイルスプリング２０４によって従動プーリ５４を介して引張されるベルト部材５６の張力が最適な値となるように前記コイルスプリング２０４の弾発力（ばね定数）を予め設定しておくことにより、前記ベルト部材５６の伸び等の原因により該ベルト部材５６の張力が低下した場合においても、前記弾発力によって従動プーリ５４が駆動プーリ４８に対して離間する方向に若干変位し、前記張力が予め設定されていた最適な値となるように自動的に調整される。
【００９２】
その結果、従来、作業者が、ベルト部材５６の使用状況に応じて該ベルト部材５６を目視したり、又は、前記ベルト部材５６の張力を測定することにより、前記ベルト部材５６における張力の調整を行っていた煩雑なメンテナンス作業を不要とすることができる
また、この張力調整機構２０６を構成する保持ブラケット２０８、プーリホルダ２１０等を、例えば、金属製材料からなる薄板材をプレス加工することにより、前記張力調整機構２０６を安価に製造することが可能であり、コストの削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るアクチュエータの斜視図である。
【図２】図１のアクチュエータの一部省略分解斜視図である。
【図３】図１のアクチュエータにおけるトップカバーを取り外した状態を示す一部断面平面図である。
【図４】図２のアクチュエータの軸線方向に沿った縦断面図である。
【図５】図１のアクチュエータの第１及び第２ハウジングとフレームとが一体的に形成された場合を示す軸線方向に沿った縦断面図である。
【図６】図１のＶＩ−ＶＩ線に沿った縦断面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係るアクチュエータの変形例を示す縦断面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るアクチュエータの一部切欠斜視図である。
【図９】図８のアクチュエータにおけるトップカバーを取り外した状態を示す部分拡大平面図である。
【図１０】図８のアクチュエータにおける従動ユニット近傍の軸線方向に沿った部分拡大縦断面図である。
【図１１】図８のＸＩ−ＸＩ線に沿った縦断面図である。
【図１２】従来技術に係るアクチュエータの一部切欠斜視図である。
【符号の説明】
【００９４】
１０、１５０、２００…アクチュエータ    １４、１５…フレーム
１６…回転駆動源                        ２０、１５２…スライダ
２２…ガイド機構                        ２４…第１ハウジング
２６…第２ハウジング                    ４０ａ、４０ｂ…第１長溝
４２ａ、４２ｂ…第１ガイドレール        ４８…駆動プーリ
５４…従動プーリ                        ５６…ベルト部材
７０…本体部                            ７２ａ、７２ｂ…フランジ部
７４ａ、７４ｂ…空間部                  ７６ａ、７６ｂ…第２長溝
７８、２１４…ボルト                    ８０…ベルトストッパ
８６ａ、８６ｂ…第２ガイドレール        ８８…ボール転動孔
８９…ボール                            ９０…第１ボール転動溝
９２、１５４ａ、１５４ｂ…第２ボール転動溝
１００…リターンガイド                  １０２…ボールリターン溝
２０２…従動ユニット                    ２０４…コイルスプリング
２０６…張力調整機構                    ２０８…保持ブラケット
２１０…プーリホルダ                    ２１６…突出部
２１８…スプリングガイド                ２２８…拡幅部
２３０…折曲部
【図１】
2005106284.tif 000003
【図２】
2005106284.tif 000004
【図３】
2005106284.tif 000005
【図４】
2005106284.tif 000006
【図５】
2005106284.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005106284.tif 000009
【図８】
2005106284.tif 000010
【図９】
2005106284.tif 000011
【図１０】
2005106284.tif 000012
【図１１】
2005106284.tif 000013
【図１２】
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