(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に平行な２つの駆動側面、およびそれぞれの前記駆動側面に対して直角となりガイドレールが取り付けられた把持側面を有するアクチュエータ本体と、
前記駆動側面に沿って伸びるアーム基部、および前記駆動側面に対して直角となった前記ガイドレールに沿って摺動しワーク把持部が設けられた摺動部を備える対をなす開閉アームと、
前記把持側面に平行となって前記アクチュエータ本体内に設けられ、両端部が前記アクチュエータ本体に軸受により回転自在に支持され中空部を有する回転軸を回転駆動する電動モータと、
前記回転軸の前記中空部内面の一方側に形成された第１雌ねじ部に一方の前記駆動側面から突出してねじ結合される雄ねじ部を備えるとともに前記対をなす開閉アームの一方の前記アーム基部に固定され、前記回転軸の回転により軸方向に直線往復動する第１駆動軸と、
前記回転軸の前記中空部内面の他方側に前記第１雌ねじ部とは逆向きに形成された第２雌ねじ部に他方の前記駆動側面から突出してねじ結合される雄ねじ部を備えるとともに前記対をなす開閉アームの他方の前記アーム基部に固定され、前記回転軸の回転により前記第１駆動軸と相反する方向に直線往復動する第２駆動軸とを有することを特徴とする電動アクチュエータ。
【請求項２】
相互に平行な２つの駆動側面、およびそれぞれの前記駆動側面に対して直角となりガイドレールが取り付けられた把持側面を有するアクチュエータ本体と、
前記駆動側面に沿って伸びるアーム基部、および前記駆動側面に対して直角となった前記ガイドレールに沿って摺動しワーク把持部が設けられた摺動部を備える対をなす開閉アームと、
前記把持側面に平行となって前記アクチュエータ本体内に設けられ、両端部が前記アクチュエータ本体に軸受により回転自在に支持され中空部を有する回転軸を回転駆動する電動モータと、
前記回転軸の前記中空部内面の一方側に形成された第１雌ねじ部に一方の前記駆動側面から突出してねじ結合される雄ねじ部を備えるとともに前記対をなす開閉アームの一方の前記アーム基部に固定され、前記回転軸の回転により軸方向に直線往復動する第１駆動軸と、
前記回転軸の前記中空部内面の他方側に前記第１雌ねじ部とは逆向きに形成された第２雌ねじ部に他方の前記駆動側面から突出してねじ結合される雄ねじ部を備えるとともに前記対をなす開閉アームの他方の前記アーム基部に固定され、前記回転軸の回転により前記第１駆動軸と相反する方向に直線往復動する第２駆動軸とを有し、
前記アーム基部に前記ガイドレールが入り込む切欠部を形成し、前記駆動側面に前記アーム基部が入り込む凹部を形成したことを特徴とする電動アクチュエータ。
【請求項３】
請求項２または３記載の電動アクチュエータにおいて、前記それぞれの開閉アームにそれぞれ複数対のワーク把持部が設けられていることを特徴とする電動アクチュエータ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動アクチュエータにおいて、前記アクチュエータ本体に、前記ガイドレールが取り付けられた前記把持側面を複数形成したことを特徴とする電動アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電動アクチュエータに関し、特に、対をなす把持部の間隔を変化させることによりワークの把持と開放を行う電動アクチュエータに適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電動アクチュエータは、電動モータなど電気的に発生された駆動力を機械的な直線運動または回転運動などの仕事に変換する機器であり、空気圧を用いるアクチュエータに比べてエネルギ効率がよく、また制御性に優れるため様々な生産設備に用いられている。
【０００３】
電動アクチュエータには、対をなす把持部の間隔をモータによって相対的に変化させることにより、ワークの把持と開放を行うものがある。このような電動アクチュエータは、生産設備としてのロボットのアームなどに取り付けられ、ワークのハンドリングなどの用途に用いられている。そのため、このような電動アクチュエータは、タクトタイムの向上やロボットの小型化による省スペース化、設置性の向上などの理由で小型、軽量化が求められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のこのような電動アクチュエータは、モータの回転運動を把持部の開閉運動に変換するために、カム機構もしくはギヤ機構などの複雑な構造を有しており、小型、軽量化に限りがあった。
【０００５】
本発明の目的は、電動アクチュエータの小型、軽量化にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の電動アクチュエータは、相互に平行な２つの駆動側面、およびそれぞれの前記駆動側面に対して直角となりガイドレールが取り付けられた把持側面を有するアクチュエータ本体と、前記駆動側面に沿って伸びるアーム基部、および前記駆動側面に対して直角となった前記ガイドレールに沿って摺動しワーク把持部が設けられた摺動部を備える対をなす開閉アームと、前記把持側面に平行となって前記アクチュエータ本体内に設けられ、両端部が前記アクチュエータ本体に軸受により回転自在に支持され中空部を有する回転軸を回転駆動する電動モータと、前記回転軸の前記中空部内面の一方側に形成された第１雌ねじ部に一方の前記駆動側面から突出してねじ結合される雄ねじ部を備えるとともに前記対をなす開閉アームの一方の前記アーム基部に固定され、前記回転軸の回転により軸方向に直線往復動する第１駆動軸と、前記回転軸の前記中空部内面の他方側に前記第１雌ねじ部とは逆向きに形成された第２雌ねじ部に他方の前記駆動側面から突出してねじ結合される雄ねじ部を備えるとともに前記対をなす開閉アームの他方の前記アーム基部に固定され、前記回転軸の回転により前記第１駆動軸と相反する方向に直線往復動する第２駆動軸とを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の電動アクチュエータは、相互に平行な２つの駆動側面、およびそれぞれの前記駆動側面に対して直角となりガイドレールが取り付けられた把持側面を有するアクチュエータ本体と、前記駆動側面に沿って伸びるアーム基部、および前記駆動側面に対して直角となった前記ガイドレールに沿って摺動しワーク把持部が設けられた摺動部を備える対をなす開閉アームと、前記把持側面に平行となって前記アクチュエータ本体内に設けられ、両端部が前記アクチュエータ本体に軸受により回転自在に支持され中空部を有する回転軸を回転駆動する電動モータと、前記回転軸の前記中空部内面の一方側に形成された第１雌ねじ部に一方の前記駆動側面から突出してねじ結合される雄ねじ部を備えるとともに前記対をなす開閉アームの一方の前記アーム基部に固定され、前記回転軸の回転により軸方向に直線往復動する第１駆動軸と、前記回転軸の前記中空部内面の他方側に前記第１雌ねじ部とは逆向きに形成された第２雌ねじ部に他方の前記駆動側面から突出してねじ結合される雄ねじ部を備えるとともに前記対をなす開閉アームの他方の前記アーム基部に固定され、前記回転軸の回転により前記第１駆動軸と相反する方向に直線往復動する第２駆動軸とを有し、前記アーム基部に前記ガイドレールが入り込む切欠部を形成し、前記駆動側面に前記アーム基部が入り込む凹部を形成したことを特徴とする。
【０００８】
本発明の電動アクチュエータは、前記それぞれの開閉アームにそれぞれ複数対のワーク把持部を設けるようにしてもよい。また、前記アクチュエータ本体に、前記ガイドレールが取り付けられた前記把持側面を複数形成するようにしてもよい。
【０００９】
本発明にあっては、モータの回転運動をカム機構やギヤ機構などの複雑な構造を用いずに作動部材の駆動力とすることができるので、電動アクチュエータの小型、軽量化が可能である。
【００１０】
【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詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の一実施の形態である電動アクチュエータを示す斜視図であり、図２は図１における矢視Ａを示す正面図である。
【００１２】
図１に示す電動アクチュエータのアクチュエータ本体１は、相互に平行な２つの駆動側面１ａ，１ｂと、それぞれの駆動側面１ａ，１ｂに対して直角となりリニア軸受２のガイドレール２ａが取り付けられた把持側面１ｃとを有している。それぞれの駆動側面１ａ，１ｂには、それぞれ第１駆動軸３と第２駆動軸４とが突出しており、この第１駆動軸３と第２駆動軸４とは図２に示すように、対をなす開閉アーム５，６のアーム基部５ａ，６ａに取り付けられている。
【００１３】
駆動側面１ａ，１ｂには凹部１ｅ，１ｆが設けられており、この凹部１ｅ，１ｆにアーム基部５ａ，６ａが入り込めるようになっている。またアーム基部５ａ，６ａには切欠部５ｄ，６ｄが設けられており、アーム基部５ａ，６ａが凹部に入り込んだ時に、この切欠部５ｄ，６ｄにはガイドレール２ａが入り込むようになっている。したがって、リニア軸受２のストロークを確保しながらこの電動アクチュエータを小型にすることができる。
【００１４】
開閉アーム５，６の摺動部５ｂ，６ｂにはそれぞれガイドブロック２ｂ，２ｃが取り付けられており、それぞれのガイドブロック２ｂ，２ｃはガイドレール２ａに係合され軸方向に摺動自在となっている。また、摺動部５ｂ，６ｂにはワーク把持部５ｃ，６ｃが互いに対向するように対となって設けられている。なお、ワーク把持部５ｃ，６ｃの形状は、ワークの形状等に合わせて任意の形状とすることができる。また、図１においてはそれぞれの開閉アーム５，６にそれぞれ１対のワーク把持部５ｃ，６ｃが設けられているが、これに限らず１対の開閉アーム５，６に複数のワーク把持部を設けるようにしてもよい。
【００１５】
アクチュエータ本体１の把持側面１ｃと対向する側の面、つまり図１における矢視Ａとして図２に示す取付面１ｄには、取付ボス部７が締結部材８，９により取り付けられている。この取付ボス部７に設けられた取付ボス７ａと取付ねじ孔７ｂとによりこの電動アクチュエータをロボットのアームなどに装着することができるようになっている。
【００１６】
図３は図２におけるＡ−Ａ断面を示す断面図であり、図３に示すようにアクチュエータ本体１の内部には電動モータ１０が把持側面１ｃと平行に設けられている。この電動モータ１０はステッピングモータであり、フレーム１０ａの内周に設けられた複数のコイル部を有するステータ１０ｂとステータ１０ｂの内側に設けられ中空の回転軸としてのシャフト１１に固定されているロータ１０ｃとを有している。シャフト１１の両端は軸受１２，１３によりアクチュエータ本体１に回転自在に支持されており、コイル部に流す電流を制御することによりシャフト１１を正回転もしくは逆回転させることができる。
【００１７】
シャフト１１の軸心には中空部１４が形成されており、その中空部１４の内面には図中左側の半分においては通常のねじ山である第１雌ねじ部１４ａが設けられており、図中右側半分においては第１雌ねじ部１４ａと逆向きに形成された第２雌ねじ部１４ｂが設けられている。また、アーム基部５ａ，６ａに固定された第１駆動軸３、第２駆動軸４にはそれぞれ雄ねじ部３ａ，４ａが設けられており、第１駆動軸３、第２駆動軸４はそれぞれの雄ねじ部３ａ，４ａを、それぞれ第１雌ねじ部１４ａ、第２雌ねじ部１４ｂとねじ結合することによりシャフト１１に取り付けられている。
【００１８】
第１駆動軸３、第２駆動軸４の他端はリニア軸受２によりアクチュエータ本体１に支持された開閉アーム５，６のアーム基部５ａ，６ａに固定されているので、第１駆動軸３と第２駆動軸４はそれ自体はアクチュエータ本体１に対して回転しないようになっている。したがって、電動モータ１０が作動すると、電動モータ１０の回転運動は、ねじ結合されたシャフト１１と第１駆動軸３、第２駆動軸４とのねじ作用によって直線運動に変換され、第１駆動軸３、第２駆動軸４はそれぞれ軸方向に直線運動することになる。このとき、第１駆動軸３、第２駆動軸４が変位する方向は、互いのねじ結合が逆向きとなっているので、それぞれ互いに相反する方向となる。また、電動モータ１０を逆方向に回転させることにより第１駆動軸３、第２駆動軸４も逆方向に直線運動することになる。したがって、電動モータ１０の回転方向を任意に切り換えることにより第１駆動軸３と第２駆動軸４とを互いに相反する軸方向に直線往復動させることができる。
【００１９】
開閉アーム５，６をアクチュエータ本体１に支持するリニア軸受２は、アクチュエータ本体１に固定されたガイドレール２ａと、ガイドレール２ａ上に直線往復動自在に係合されている２つのガイドブロック２ｂ，２ｃとで構成されており、２つのガイドブロック２ｂ，２ｃはそれぞれ開閉アーム５，６の摺動部５ｂ，６ｂに固定されている。ガイドレール２ａはその軸方向を第１駆動軸３、第２駆動軸４の軸方向と同じ方向に向けてアクチュエータ本体１に固定されているので、開閉アーム５，６はそれぞれ第１駆動軸３、第２駆動軸４と一体に直線往復動することができる。
【００２０】
したがって、先端にワーク把持部５ｃ，６ｃが設けられた開閉アーム５，６は電動モータ１０により互いに相反する方向に直線往復動することになる。したがって、電動モータ１０の回転方向を制御することにより、ワーク把持部５ｃ，６ｃはワークの把持と開放とを行う開閉動作をすることができる。このとき、第１駆動軸３、第２駆動軸４の駆動はシャフト１１とのねじ作用により行われるので、ねじのピッチないしリードによってシャフト１１の回転力が拡大されて第１駆動軸３、第２駆動軸４の軸方向に伝達されることになる。したがって、電動モータ１０を小型化しても所望の駆動力を開閉アーム５，６に伝達することができる。また、シャフト１１の回転運動から第１駆動軸３、第２駆動軸４の直線往復動への変換は、シャフト１１の中空部１４におけるねじ結合によってのみ行われているので、カム機構、もしくはギヤ機構などの複雑な構造を必要としない。したがって、この電動アクチュエータを小型、軽量化することができる。
【００２１】
図４は、図１に示す電動アクチュエータの変形例であって、アクチュエータ本体に３つの把持側面を設けた場合の電動アクチュエータを示す斜視図である。
【００２２】
図４に示すこの変形例のアクチュエータ本体１５の内部構造は図１に示すアクチュエータ本体１の内部構造とほぼ同じであり、電動モータ１０が作動することにより第１駆動軸３、第２駆動軸４が相反する方向に直線往復動するようになっている。
【００２３】
図４に示すように、アクチュエータ本体１５は、相互に平行な２つの駆動側面１５ａ，１５ｂと、それぞれの駆動側面１５ａ，１５ｂに対して直角となり、それぞれリニア軸受１６，１７，１８のガイドレール１６ａ，１７ａ，１８ａが取り付けられた３つの把持側面１５ｃ，１５ｄ，１５ｅとを有している。なお、図４に示すアクチュエータ本体に設けられた把持側面は３面となっているが、これに限らず把持側面は何面設けてもよい。
【００２４】
それぞれの駆動側面１５ａ，１５ｂには、それぞれ軸方向に互いに相反する方向に直線往復動する第１駆動軸３と第２駆動軸４とが突出しており、第１駆動軸３、第２駆動軸４の先端には、対をなす開閉アーム１９，２０が取り付けられている。
【００２５】
第１駆動軸３に取り付けられた開閉アーム１９は、３つのアーム基部１９ａ，１９ｂ，１９ｃと、それぞれガイドレール１６ａ，１７ａ，１８ａと係合するガイドブロック１６ｂ，１７ｂ，１８ｂを有する３つの摺動部１９ｄ，１９ｅ，１９ｆとを有しており、第１駆動軸３と一体にガイドレール１６ａ，１７ａ，１８ａの軸方向に直線往復動することができる。同様に、第２駆動軸４に取り付けられた開閉アーム２０は、３つのアーム基部と、それぞれガイドレール１６ａ，１７ａ，１８ａと係合するガイドブロックを有する３つの摺動部とを有しており、第２駆動軸４と一体にガイドレール１６ａ，１７ａ，１８ａの軸方向に直線往復動することができる。したがって、開閉アーム１９，２０は互いに相反する方向に直線往復動することになり、それぞれ対となって設けられたワーク把持部１９ｇ，１９ｈ，１９ｉとワーク把持部２０ｇ，２０ｈ，２０ｉとによりワークの把持と開放とを行うことができる。これらの３対のワーク把持部の形状はそれぞれ異なった形状となっているため、ワーク把持部の交換を行わなくても、アクチュエータ本体１５の角度を変化させるだけで、多様なワークに対応することができる。また、図４に示す開閉アーム１９，２０には、それぞれ３対のワーク把持部が設けられているが、把持部の数はこれに限らず任意の数とすることができる。
【００２６】
また、駆動側面１５ａ，１５ｂには凹部１５ｆ，１５ｇが設けられており、この凹部にそれぞれの開閉アームのアーム基部が入り込めるようになっている。またアーム基部１９ａ，１９ｂ，１９ｃにはそれぞれ切欠部１９ｊ，１９ｋ，１９ｌが設けられており、同様な切欠は開閉アーム２０のアーム基部にも設けられている。それぞれの切欠部には、それぞれのアーム基部が凹部１５ｆ，１５ｇに入り込んだ時に、ガイドレール１６ａ，１７ａ，１８ａが入り込むようになっており、リニア軸受１６，１７，１８のストロークを確保しながらこの電動アクチュエータを小型にすることができる。
【００２７】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、電動モータの回転力をカム機構やギヤ機構などの複雑な構造を用いずに開閉アームの駆動力とすることができるので、電動アクチュエータを小型、軽量とすることができる。
【００２９】
また、電動モータを小型化しても所望の把持力を開閉アームに伝達することができるので、電動アクチュエータを小型、軽量とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である電動アクチュエータを示す斜視図である。
【図２】図１における矢視Ａを示す正面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図４】図１に示す電動アクチュエータの変形例であって、アクチュエータ本体に３つの把持側面を設けた場合の電動アクチュエータを示す斜視図である。
【符号の説明】
１    アクチュエータ本体１
１ａ，１ｂ    駆動側面
１ｃ    把持側面
１ｄ    取付面
１ｅ，１ｆ    凹部
２    リニア軸受
２ａ    ガイドレール
２ｂ，２ｃ    ガイドブロック
３    第１駆動軸
４    第２駆動軸
３ａ，４ａ    雄ねじ部
５，６    開閉アーム
５ａ，６ａ    アーム基部
５ｂ，６ｂ    摺動部
５ｃ，６ｃ    ワーク把持部
５ｄ，６ｄ    切欠部
７    取付ボス部
７ａ    取付ボス
７ｂ    取付ねじ孔
８，９    締結部材
１０    電動モータ
１０ａ    フレーム
１０ｂ    ステータ
１０ｃ    ロータ
１１    シャフト
１２，１３    軸受
１４    中空部
１４ａ    第１雌ねじ部
１４ｂ    第２雌ねじ部
１５    アクチュエータ本体
１５ａ，１５ｂ    駆動側面
１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ    把持側面
１５ｆ，１５ｇ    凹部
１６，１７，１８    リニア軸受
１６ａ，１７ａ，１８ａ    ガイドレール
１６ｂ，１７ｂ，１８ｂ    ガイドブロック
１６ｃ，１７ｃ，１８ｃ    ガイドブロック
１９，２０    開閉アーム
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ    アーム基部
１９ｄ，１９ｅ，１９ｆ    摺動部
１９ｇ，１９ｈ，１９ｉ    ワーク把持部
１９ｊ，１９ｋ，１９ｌ    切欠部
２０ｇ，２０ｈ，２０ｉ    ワーク把持部
【図１】
0004291947.tif 000002
【図２】
0004291947.tif 000003
【図３】
0004291947.tif 000004
【図４】
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