(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部材と、この軸部材に機械的に係合していると共に当該軸部材に沿って往復移動可能な移動ステージとを有するリニアアクチュエータにおいて、
前記軸部材および前記移動ステージの間に配置された仕切り板と、
前記移動ステージにおける前記軸部材への連結部の移動軌跡に沿って当該仕切り板に形成された開口部と、
当該開口部を封鎖するために前記仕切り板の前記軸部材の側において前記開口部に沿って配置された防塵ベルトと、
前記防塵ベルトを前記連結部に対して前記軸部材の側に迂回させるために、前記移動ステージに取り付けたベルト迂回手段とを有し、
前記仕切り板は、前記軸部材と平行に延びる左右一対の垂直側板と、この左右一対の垂直側板の中間に配置される中央仕切り板と、を有し、
前記左右一対の垂直側板及び前記中央仕切り板の前後端は、前記軸部材の両端部を回転自在の状態で支持する一対の端部ブロックに取り付けられ、
前記防塵ベルトは前記一対の端部ブロック間に架け渡され、
前記開口部は、前記中央仕切り板と前記左右一対の垂直側板との間に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２】
請求項１において、
前記ベルト迂回手段は、前記防塵ベルトを前記軸部材の側に押しつけているローラを備えてい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において、
前記ベルト迂回手段は、前記防塵ベルトを前記軸部材の側に押しつけている摺動面を備えてい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において、
前記移動ステージは左右一対の前記連結部を備えており、
前記開口部はこれらの連結部に対応する左右一対の開口部を含み、
前記仕切り板は、左右一対の開口部の間に配置されている中央仕切り板を備えており、
前記移動ステージは、前記中央仕切り板が貫通して延びる貫通孔を備えてい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において、
前記軸部材は、前記仕切り板を含む部材によって区画形成された区画室の中に配置されており、
更に、前記区画室の内部から空気を吸引する吸気口を有してい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５において、
更に、前記開口部近傍の前記区画室の外側位置に配置された吸気口を有していることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項７】
請求項１ないし６のうちの何れか一つの項において、前記軸部材はボールねじであり、前記移動ステージには、当該ボールねじに螺合しているボールねじナットが形成されてい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】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クリーンルーム内等において使用する駆動機構として用いるのに適した防塵機構付きのリニアアクチュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
リニアアクチュエータとしては各種の構造のものが知られている。一般的に知られているリニアアクチュエータの一つには、ボールねじとボールねじナットを用いて、モータの回転運動を移動ステージの往復直線運動に変換する構成を備えたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
リニアアクチュエータをクリーンルーム等において使用する場合には、ボールねじとボールねじナットの噛み合い摺動部分や、移動ステージとこれをガイドするためのガイドレールとの間の摺動部分から発生する粉塵がクリーンルーム内に漏れ出ないようにする必要がある。
【０００４】
ここで、移動ステージとボールねじを連結している連結部分の移動軌跡に沿って、アクチュエータハウジングには開口部が形成されている。従って、この開口部から粉塵が漏出することを確実に防止する必要がある。
【０００５】
本発明の課題は、アクチュエータハウジングの開口部からの粉塵漏出を確実に防止可能な防塵機構付きリニアアクチュエータを提案することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、軸部材と、この軸部材に機械的に係合していると共に当該軸部材に沿って往復移動可能な移動ステージとを有するリニアアクチュエータにおいて、前記軸部材と前記移動ステージの間に配置された仕切り板と、前記移動ステージにおける前記軸部材への連結部の移動軌跡に沿って当該仕切り板に形成された開口部と、当該開口部を封鎖するために前記仕切り板の前記軸部材の側において前記開口部に沿って配置された防塵ベルトと、前記防塵ベルトを前記連結部に対して前記軸部材の側に迂回させるために、前記移動ステージに取り付けた迂回手段とを有し、前記仕切り板は、前記軸部材と平行に延びる左右一対の垂直側板と、この左右一対の垂直側板の中間に配置される中央仕切り板と、を有し、前記左右一対の垂直側板及び前記中央仕切り板の前後端は、前記軸部材の両端部を回転自在の状態で支持する一対の端部ブロックに取り付けられ、前記防塵ベルトは前記一対の端部ブロック間に架け渡され、前記開口部は、前記中央仕切り板と前記左右一対の垂直側板との間に形成されることを特徴としている。
【０００７】
ここで、前記迂回手段としては、ローラを用いて前記防塵ベルトを前記連結部から迂回させるもの、円弧状等の摺動面を用いて前記防塵ベルトを前記連結部から迂回させるものを採用することができる。
【０００８】
前記移動ステージは左右一対の前記連結部によって支持されている場合には、これらの連結部のそれぞれの移動軌跡に沿って形成した左右一対の開口部が形成される。この場合には、左右一対の開口部の間に配置されている中央仕切り板の貫通孔を前記移動ステージに形成しておけばよい。
【０００９】
典型的なリニアアクチュエータにおいては、前記軸部材は、前記仕切り板を含む部材によって区画形成された区画室（アクチュエータハウジング）の中に配置されている。この場合には、前記区画室の内部から空気を吸引する吸気口を設けることにより、区画室内部で発生した粉塵を確実に吸引除去できる。
【００１０】
これに加えて、前記開口部近傍の前記区画室の外側位置に吸引口を取り付ければ、前記開口部から漏れ出た粉塵を確実に吸引除去できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明を適用した防塵機構付きリニアアクチュエータの一例を説明する。
【００１２】
図１（ａ）〜（ｃ）は本例のリニアアクチュエータを示す平面図、正面図および横断面図である。これらの図に示すように、リニアアクチュエータ１は、細長い箱形のハウジング２と、この中に回転自在の状態で支持されたボールねじ３と、このボールねじ３の回転に応じて往復直線移動する移動ステージ４と、ボールねじ３を回転させるための駆動モータ５を有している。
【００１３】
ハウジング２は、水平基板２１と、この水平基板２１の上面から垂直に起立しボールねじ３と平行に延びる左右一対の垂直側板２２、２３（仕切り板）と、これら垂直側板２２、２３の前端および後端に取り付けられた端部ブロック２４、２５とを備えている。一方の端部ブロック２４によってボールねじ３の一端が回転自在の状態で支持されている。ボールねじ３の他端側の部分は、他方の端部ブロック２５によって回転自在の状態で支持されていると共に、当該ブロック２５を貫通して駆動モータ５の側に連結されている。
【００１４】
左右の垂直側板２２、２３の上端部分は内側に向けて直角に折れ曲がって、左右の水平上板部分２２ａ、２３ａとなっている。これら左右の上板部分２２ａ、２３ａの中間には中央仕切り板２６が配置されており、この中央仕切り板２６の前後端はそれぞれ端部ブロック２４、２５に取り付け固定されている。この結果、水平上板部分２２ａおよび中央仕切り板２６の間に、ボールねじ３の軸線方向、すなわち移動ステージ４の移動方向に延びる左側開口部２７が形成されている。同様に、水平上板部分２３ａと中央仕切り板２６の間には右側開口部２８が形成されている。
【００１５】
各開口部２７、２８は、これらの開口部よりも広幅の防塵ベルト２９、３０によって封鎖されている。これらの防塵ベルト２９、３０は、それぞれ、水平上板部分２２ａ、２３ａおよび中央仕切り板２６の下面側に沿って、端部ブロック２４、２５の間に架け渡されている。
【００１６】
このように、ハウジング２は、基板２１、側板２２、２３、上板部分２２ａ、２３ａ、中央仕切り板２６、および端部ブロック２４、２５、並びに、開口部２７、２８を封鎖している防塵ベルト２９、３０によって、箱形に仕切られた区画室となっている。
【００１７】
次に、移動ステージ４は、ボールねじ３に螺合しているボールねじナットが形成されているナットブロック４１と、このナットブロック４１の上面に固定されている下プレート４２、この下プレート４２の上面に固定されている中プレート４３および、この中プレート４３の上面に固定されている上プレート４４とを備えている。ナットブロック４１の両側面は、ハウジング２の内部に取り付けられているリニアガイドレール３１によって、ボールねじ３の軸線方向に向けて摺動自在に支持されている。
【００１８】
図２はナットブロック４１によって支持されている３枚のプレート４２〜４４の形状を説明するための分解斜視図である。この図も参照して説明すると、下プレート４２は平坦な板である。この上に固定されている中プレート４３は、その中央を前後方向に延びる矩形断面のリブ４３ａを備え、このリブ４３ａの前後端の左右側面および中央部の左右側面には、それぞれ水平に張り出したローラ６１〜６６が回転自在の状態で支持されている。両端部のローラ６１、６２、６５、６６に比べて、中央部のローラ６３、６４は一段低い位置に配置されている。
【００１９】
また、リブ４３ａの両側からは張り出し部４３ｂ、４３ｃが水平に張り出しており、これらの張り出し部４３ｂ、４３ｃの上面はリブ上面と面一であるが、その下面は前後から中央に向けて傾斜面４３ｄ、４３ｅおよび４３ｆ、４３ｇとされ、これら傾斜面の頂点部分には上方に略半円状にくり抜いた円弧溝４３ｈ、４３ｉとされ、これらの中にローラ６３、６４が位置している。
【００２０】
上プレート４４は、平板状の本体部分４４ａと、この本体部分の下面の左右両側部分から下方に突出している前後方向に延びる突出部４４ｂ、４４ｃとを備え、これらの突出部４４ｂ、４４ｃが中プレート４３の上面に固定されている。突出面４４ｂ、４４ｃの間の溝と中プレート４３の上面とによって、中央仕切り板２６が貫通している貫通孔４５が区画形成されている。また、本体部分４４ａの左右の側面の下端部分はＬ形に切り取られて、前後方向に延びるＬ形溝４４ｄ、４４ｅが形成されている。このＬ形溝４４ｄ、４４ｅには、ハウジング２の左右の水平上板部分２２ａ、２３ａが僅かの隙間で対峙した状態となっている。
【００２１】
このように、移動ステージ４における上プレート４４がハウジング２の外側に位置し、中プレート４３、下プレート４２およびナットブロック４１がハウジング２の内部に位置し、これら双方の間は、上プレート４４の下面に形成した左右一対の突出部４４ｂ、４４ｃを介して連結された状態となっている。これら連結部としての突出部４４ｂ、４４ｃの移動軌跡に沿って、前述した左右一対の開口部２７、２８が形成されている。
【００２２】
ここで、本例では、これらの突出部（連結部）４４ｂ、４４ｃと防塵ベルト２９、３０とが干渉することが無いように、各ベルトはこれら突出部分の下方を迂回するように架け渡されている。すなわち、左側の防塵ベルト２９は、前側のローラ６１の上側を通り、傾斜面４３ｄに沿って中央のローラ６３の下側に架け渡され、更に、傾斜面４３ｅに沿って後側のローラ６５の上側を通っている。右側の防塵ベルト３０も同様に、前側のローラ６２の上側を通り、傾斜面４３ｆに沿って中央のローラ６３の下側に架け渡され、更に、傾斜面４３ｇに沿って後側のローラ６６の上側を通っている。
【００２３】
このように構成した本例のリニアアクチュエータ１においては、図３から分かるように、移動ステージ４の移動軌跡に沿って形成されている開口部２７、２８は防塵ベルト２９、３０によって封鎖されている。従って、ボールねじ３とナットブロック４１のボールねじナットの摺動部分や、ナットブロック４１とリニアガイドレールとの摺動部分から発生した粉塵が、これらの開口部２７、２８を介して外部に漏れ出ることを防止できる。
【００２４】
また、本例では、防塵ベルト２９、３０がハウジング２の内側に配置され、この配置に伴って、開口部２７、２８に沿って移動する移動ステージ４の突出部４４ｂ、４４ｃに対して各防塵ベルト２９、３０を下方に迂回させるようにしている。移動ステージ４の移動に起因してハウジング内に発生したポンピング作用により内圧が高まった場合には、各防塵ベルト２９、３０は、ハウジング内側から水平上板部分２２ａ、２３ａおよび中央仕切り板２６に押しつけられる。よって、ハウジングの外側に防塵ベルトを配置する場合に比べて、優れた防塵効果を得ることができる。
【００２５】
さらに、本例では、移動ステージ４に貫通孔４５を形成し、ここを通して中央仕切り板２６を配置することにより、ハウジング２の開口部２７、２８の幅を可能な限り狭くしている。この結果、ハウジング２に広幅の開口が開いている場合に比べて、粉塵の漏出量を低減できる。
【００２６】
一方、本例のリニアアクチュエータ１においては、上記の構成に加えて、ハウジング内から空気を吸引する吸気口が備わっている。すなわち、図１、図３に示すように、左右一対の側板２２、２３には吸気口２２ｂ、２３ｂが形成されており、これらの吸気口を介して、ハウジング内の空気を吸引可能である。
【００２７】
また、側板２２、２３の上端に形成されている水平上板部分２２ａ、２３ａには、想像線で示すように矩形断面の吸気用ダクト７、８が取り付けられており、各吸気用ダクト７、８と水平上板部分２２ａ、２３ａの間には、開口部２７、２８に沿って延びる狭い幅の吸気口７ｂ、８ｂが開いている。
【００２８】
従って、ハウジング内で発生した粉塵は左右の側板２２、２３に形成した吸気口２２ｂ、２３ｂから外部の集塵機等（図示せず）に吸引されて、当該ハウジング内から除去される。
【００２９】
また、クリーンルーム等では一般にダウンフロー状態の空気流が形成されている。従って、開口部２７、２８の隣接位置に配置した吸気口７ｂ、８ｂを介して吸気動作を行うと、開口部２７、２８から漏れ出た粉塵がダウンフローの空気流と共に当該吸気口に吸引される。よって、粉塵を周囲に飛散させることなく、確実に吸引除去できる。特に、本例では、中央仕切り板の上面を左右に傾斜したテーパー面としてあるので、上方からの空気流を当該テーパー面に沿って効率良く吸気口７ｂ、８ｂに導くことができる。
【００３０】
さらに、本例のリニアアクチュエータ１においては、中央仕切り板２６を配置することにより各開口部２７、２８が極めて狭い幅となっている。従って、防塵ベルト２９、３０を省略し、上記の吸気口から吸気動作を行うだけでも、目標とする防塵性能を得ることができる。
【００３１】
（その他の実施の形態）
次に、図４（ａ）〜（ｃ）は、上記のリニアアクチュエータの変形例を示す平面図、正面図および横断面図であり、図５は移動ステージの中プレートを示す斜視図である。このリニアアクチュエータ１００の基本的な構成は上記のアクチュエータ１と同一であるので、対応する部分には同一の符号を付し、それらの説明は省略する。
【００３２】
本例のアクチュエータ１００では、一対の防塵ベルト２９、３０が移動ステージ４の突出部４４ｂ、４４ｃに干渉することの無いように、これらのベルトを迂回させるための手段として、ローラの代わりに、下に凸となった円弧状摺動面を用いている。
【００３３】
すなわち、移動ステージ４を構成している中プレートとして、ローラを備えた中プレート４３（図２参照）の代わりに、中プレート４３０を備えている。この中プレート４３０は、その中央を前後方向に延びる矩形断面のリブ４３１を備え、このリブ４３１の前後端の左右側面および中央部の左右側面には、それぞれ左右に水平に張り出した前側張り出し部４３２、４３３、後側張り出し部４３４、４３５、および中央張り出し部４３６、４３７が形成されている。中央張り出し部４３６、４３７は、下面が下方に突出した円弧状摺動面４３６ａ、４３７ａとされている。前側に位置している前側張り出し部４３２、４３３には、当該円弧状摺動面４３６ａ、４３７ａに所定の間隔で対峙した凸円弧状摺動面４３２ａ、４３３ａが形成されている。同様に、後側に位置している後側張り出し部４３４、４３５にも、当該円弧状摺動面に対して所定の間隔で対峙している凸円弧状摺動面４３４ａ、４３５ａが形成されている。
【００３４】
左側の防塵ベルト２９は、左側の摺動面４３２ａ、４３６ａおよび４３４ａに架け渡されている。同様に、右側の防塵ベルト３０は、右側の摺動面４３３ａ、４３７ａおよび４３５ａに架け渡されている。各摺動面は、移動ステージ４の移動に伴って、各防塵ベルト２９、３０に沿って摺動する。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のリニアアクチュエータにおいては、移動ステージの移動軌跡に沿って形成したハウジング（区画室）の開口部を、ハウジング内側から広幅の防塵ベルトによって封鎖し、かかる配置に伴って、防塵ベルトが開口部に沿って移動する移動ステージの部位に干渉することが無いように、当該防塵ベルトをハウジング内部に迂回させるようにしている。従って、本発明によれば、移動ステージの移動に伴ってハウジング内圧が高まった場合等において、防塵ベルトをハウジングの外側に配置する構成に比べて優れた防塵効果を得ることができる。
【００３６】
また、本発明では、ハウジング内から空気を吸引する吸気口および、ハウジングの外における開口部の近傍位置に配置した吸気口を配置した構成を採用している。これらの吸気口を介して吸気動作を行うことにより、ハウジング内で発生した粉塵を吸引して集塵機等に回収できるので、リニアアクチュエータからの発塵を確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したリニアアクチュエータを示す平面図、正面図および横断面図である。
【図２】図１の移動ステージを構成している上、中、下プレートを示す分解斜視図である。
【図３】図１のリニアアクチュエータの防塵機構を示す説明図である。
【図４】図１のリニアアクチュエータの変形例を示す平面図、正面図および横断面図である。
【図５】図４の移動ステージを構成している中プレートを示す斜視図である。
【符号の説明】
１  リニアアクチュエータ
２  ハウジング
２１  基板
２２、２３  側板
２２ａ、２３ｂ  水平上板部分
２２ｂ、２３ｂ  吸気口
２４、２５  端部ブロック
２６  中央仕切り板
２７、２８  開口部
２９、３０  防塵ベルト
４  移動ステージ
４１  ナットブロック
４２  下プレート
４３  中プレート
４４  上プレート
４４ｂ、４４ｃ  突出部（連結部）
４５  貫通孔
６１〜６６  ローラ
７、８  吸気ダクト
７ｂ、８ｂ  吸気口
１００  リニアアクチュエータ
４３０  中プレート
４３２ａ〜４３７ａ  円弧状摺動面
【図１】
0004311801.tif 000002
【図２】
0004311801.tif 000003
【図３】
0004311801.tif 000004
【図４】
0004311801.tif 000005
【図５】
0004311801.tif 000006