JP2004162764A - テーブル可動型リニアアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】全体として組み立てし易く、製造組立工数が低減されるとともに、製造原価的に安価なテーブル可動型リニアアクチュエータを提供する。
【解決手段】長いボールねじ軸６を有するリニアガイド部２と、前記ボールねじ軸６に螺合するボールねじナット１２を有するテーブル可動型リニアアクチュエータ１であって、前記リニアガイド部２は、断面が「コ」の字状形の長さ方向に長いガイドレール部材３と、該ガイドレール部材３の前記断面のほぼ中央に配設される前記ボールねじ軸６とからなり、前記モータ部１０は、前記ガイドレール部材３の内側に、側面１３ｅ，１３ｆと前記内側の側面３ａ，３ｂとの間に形成又は配設されるリニアボール軸受１４を介してガイドされるとともに、前記モータ１１のステータ１１ａを収容するケースは、前記テーブル２０と一体的に形成されるブロック部材１３により形成されるリニアアクチュエータである。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータ軸が中空のモータを使用するテーブル可動型リニアアクチュエータの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のテーブル可動型リニアアクチュエータとしては、長さ方向に長い固定されたボールねじ軸を有するリニアガイド部と、内周面に前記ボールねじ軸にボール介して螺合する、ボールねじナットをモータのロータ軸（回転軸）側に有するとともに、該ボールねじ軸を貫通させるため前記ロータ軸が中空で、そのステータを収容するケースに、物品を載置して搬送するテーブルが装着されるモータ部とならなるリニアアクチュエータが、すでに開示されている。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
前記モータ部のモータには、正、逆回転が可能な、例えば電気モータを使用し、別途用意される制御駆動装置により該モータに駆動電力を供給すると、前記ロータ軸は前記ボールねじナットとともに所定方向に回転するため、前記モータ部は、該ボールねじナットに螺合する前記ボールねじ軸に対して、相対的に該ボールねじ軸に沿って摺動される。このため、前記モータ部の前記テーブルに物品を載置しておくと、該物品は前記ボールねじ軸に沿って搬送される。前記モータを前記方向と逆方向に回転すれば、前記物品は前記ボールねじ軸に沿って逆方向に搬送される。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１−３１１８４６号公報
【特許文献２】
実開平１−１２３４７４号公報（実願昭６３−１７４３４号）
【特許文献３】
実開平２−１０７２４７号公報（実願平１−１４６４７号）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のような従来の前記リニアアクチュエータにあっては、前記モータ部は普通の電気モータを使用していたため、該モータ部をリニアガイド部に取り付けるにあたり、別部品を用意する必要があり、該部品の手配及び組立が煩雑で、製造工数が多くかかるという問題点があった。
また、同時に、別部品を取り付けるため、機構部が大きくなるという問題点もあった。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みなされたもので、その目的は前記問題点を解消し、リニアアクチュエータを構成するリニアガイド部とモータ部を構成する部材の構造を改良して、全体として組み立てし易く、製造組立工数が低減されるとともに、製造原価的に安価なテーブル可動型リニアアクチュエータを提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、性能が同じでも製品全体の大きさがコンパクトにできるテーブル可動型リニアアクチュエータを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の構成は、長さ方向に長いボールねじ軸を有するリニアガイド部と、前記ボールねじ軸に螺合するボールねじナットをモータのロータ軸に有するとともに、前記ボールねじ軸を貫通させるため前記ロータ軸が中空で、そのステータを収容するケースに物品を載置して搬送するテーブルが装着されるモータ部とからなるリニアアクチュエータにおいて、次のとおりである。
【０００９】
前記リニアガイド部は、断面が「コ」の字状形の長さ方向に長いガイドレール部材と、該ガイドレール部材の前記断面のほぼ中央に配設される前記ボールねじ軸とからなり、前記モータ部は、前記ガイドレール部材の内側に、側面と前記内側側面との間に形成又は配設されるリニアボール軸受を介してガイドされるとともに、前記ステータを収容するケースは、前記テーブルと一体的に形成されるブロック部材により形成されるテーブル可動型リニアアクチュエータである。
【００１０】
前記リニアボール軸受は、前記ガイドレール部材内側の２つの側面と、該２つの側面に対向する前記モータ部のそれぞれの側面との間に、単数又は複数がそれぞれ形成又は配設されるテーブル可動型リニアアクチュエータである。
【００１１】
前記モータ部に配設される前記モータの前記ロータ軸は、前記ブロック部材の前記ロータ軸に直角な断面の中心軸上に配置されるとともに、前記リニアボール軸受は、前記モータ部の前記両側面側で、前記中心軸を中心に左右対称的に形成又は配設されるテーブル可動型リニアアクチュエータである。
【００１２】
本発明のテーブル可動型リニアアクチュエータは、以上のように構成されるので、前記モータ部におけるブロック部材は、前記モータのステータを収容するケースと前記テーブルとを一体的に形成して、前記モータ部品と前記テーブルとを共用し、かつ該ブロック部材にリニアガイドブロックの機能を持たせるとともに、前記モータを内蔵するようにしている。
【００１３】
前記モータ部のロータ軸の中心軸は、前記ブロック部材の前記ロータ軸に直角な断面の中心にあるとともに、断面が「コ」の字状形の前記ガイドレール部材のほぼ中央に配置されている。
また、前記ブロック部材は、前記モータ部のステータを中心として左右側に対称的に前記リニアボール軸受のボールリターン部を備えており、該ブロック部材の左右外側面と、該左右外側面に対向する前記ガイドレール部材の内側面とに転動ボールが転動する溝を形成している。
【００１４】
このため、全体として組み立てし易く、製造組立工数が低減され、製造原価的に安価になるとともに、性能が同じでも製品全体の大きさがコンパクトなテーブル可動型リニアアクチュエータにすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。
図１は、本発明のテーブル可動型リニアアクチュエータの実施の形態を示す図で、図２の、リニアボール軸受１４を通るＩ−Ｉ線による平面断面図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線による断面図である。図３は、図１のＡ部（リニアボール軸受１４）の拡大図である。
【００１６】
図１において、テーブル可動型リニアアクチュエータ１は、リニアガイド部２と該リニアガイド部２に案内されながら移動又は摺動するモータ部１０とからなる。
【００１７】
前記リニアガイド部２は、断面が「コ」の字状形の長さ方向に長いガイドレール部材３と、前記ガイドレール部材３の両端に図示しない固定ねじにより固定される２個のエンド部材（Ａ）４、エンド部材（Ｂ）５と、該エンド部材（Ａ）４、エンド部材（Ｂ）５により、該ガイドレール部材３の前記断面のほぼ中央位置に、固定される前記長さ方向に長いボールねじ軸（又は、滑りねじ軸）６とからなる。
【００１８】
該モータ部１０は、電気モータ、例えばステッピングモータ１１と、前記ボールねじ軸６と螺合するボールねじナット１２と、ブロック部材１３と、リニアボール軸受１４とからなる。
そして、該モータ部１０は、前記ガイドレール部材３の内側の前記断面のほぼ中央位置に配設される前記ボールねじ軸６に沿って、前記内側の側面３ａ、３ｂと該モータ部１０との間に形成されるそれぞれ２個（本実施の形態では、それぞれ２個を示す）の前記リニアボール軸受１４を介して、該ガイドレール部材３に案内されながら前記ボールねじ軸６の長さ方向に摺動するとともに、前記ステッピングモータ１１によれば、正確な位置決めがされる。
【００１９】
前記モータ部１０の前記電気モータ１１は、ステータ１１ａと、前記ボールねじ軸６を軸方向に貫通させるために中空のロータ軸１１ｃを有するロータ１１ｂとからなる正逆回転可能なモータである。なお、前記モータ１１は前記電気モータに限らず、空圧又は液圧によるモータでもよい。
前記ボールねじナット１２は、前記中空のロータ軸１１ｃの一方の拡径された軸端側内に固定的に嵌着、又は図示しない締結部材により締結され、内周面に前記ボールねじ軸６とボールを介して螺合するねじ部を有するナットで、前記ロータ１１ｂとともに回転する。
【００２０】
前記ブロック部材１３は、中央部のブロック本体１３ａと、前記長さ方向の両端に図示しない固定ねじにより固定される、２つのブロック端部１３ｂ、１３ｃとからなる。
図２において、前記ブロック本体１３ａは、前記モータ１１の前記ロータ軸１１ｃが、前記ブロック部材１３の前記ロータ軸１１ｃに直角な断面の中心軸Ｃ上に配置されるように形成されるとともに、前記電気モータ１１の前記ステータ１１ａを収容するケース（又はステータカバー）としても形成されている。また、前記ブロック本体１３ａは、物品を載置して搬送するテーブル２０と一体的に形成されているが、該テーブル２０と構造上分離できるように形成してもよい。２１はテーブルカバー、２２は前記リニアガイド部２のカバーである。
【００２１】
前記リニアボール軸受１４は、前記ブロック部材１３の前記ロータ軸１１ｃに直角な断面の中心軸Ｃの左右の側面１３ｅ、１３ｆと、該左右の側面１３ｅ、１３ｆに対向する前記ガイドレール部材３の内側の２つの前記側面３ａ、３ｂとの間にそれぞれ２個が形成されている。
本実施の形態では、それぞれの前記側面１３ｅ、１３ｆに２個が形成されているが、２個に限らずにそれぞれ単数個又は３個以上の複数個でもよいが、それぞれ１〜４個が好ましい。また、前記リニアボール軸受１４を形成する代わりに、別途組み立てられる部品としてのリニアボール軸受１４をそれぞれ配設してもよい。
【００２２】
また、前記２つのブロック端部１３ｂ、１３ｃにはそれぞれ、前記ロータ軸１１ｃの軸方向の両端を回動自在に支持するラジアルボール軸受１５と，スラスト荷重に対応するボール軸受１６ａ、１６ｂとが配設されている。なお、１７は、図示しない取付部材により前記ブロック端部１３ｃに取り付けられ、前記軸受１６ａ、１６ｂの外輪を該ブロック端部１３ｃに固定する軸受カバー、１８は、前記ロータ軸１１ｃの拡径部に螺合し、前記軸受１６ａ、１６ｂの内輪を該ロータ軸１１ｃに固定する環状ロックナットである。
【００２３】
次いで、図３のＡ部拡大図により、前記リニアボール軸受１４の詳細な構造について説明する。
前記ブロック部材１３の左右の前記側面１３ｅ、１３ｆに対向して、前記ガイドレール部材３の内側の前記２つの側面３ａ、３ｂ上に、前記ボールねじ軸６の軸方向に沿って、転動ボール１４ｆが転動する第１の直線溝１４ａが形成されるとともに、前記ブロック部材１３の前記ブロック本体１３ａの左右の前記側面１３ｅ、１３ｆに、前記第１の直線溝１４ａに対向して転動ボール１４ｆ用の第２の直線溝１４ｂが形成されている。
また、前記ガイドレール部材３の内側の他の側面３ｃには、前記モータ部１０の前記ブロック部材１３の移動を妨げないように、前記ボールねじ軸６の軸方向に沿って円弧形状又は角形状の凹部３ｄが形成されている。
【００２４】
前記ブロック本体１３ａの前記側面１３ｅ、１３ｆにそれぞれ形成される前記第２の直線溝１４ｃの背後で、前記ブロック本体１３ａの中に前記第２の直線溝１４ｂに対応して、前記軸方向に転動ボール１４ｆ用のボールリターン穴１４ｃが形成されるとともに、該ブロック本体１３ａの前記軸方向の両端側に配設される前記ブロック端部１３ｂ、１３ｃの互いに対向するそれぞれの内側面には、前記第１、第２の直線溝１４ａ、１４ｂと前記ボールリターン穴１４ｃに接続するように、それぞれ前記転動ボール１４ｆ用の湾曲した案内溝１４ｄ、１４ｅが形成されている。そして、前記第１、第２の直線溝１４ａ、１４ｂ間、前記ボールリターン穴１４ｃ及び前記案内溝１４ｄ、１４ｅには、多数の前記転動ボール１４ｆがそれぞれ転動可能に一列に配置されている。
【００２５】
前記リニアボール軸受１４の作用は、前記モータ部１０（前記ブロック部材１３）の前進ににより、前記第１、第２の直線溝１４ａ、１４ｂ間を転動する転動ボール１４ｆは後進し、後方の前記ブロック端部１３ｃ又は１３ｂの案内溝１４ｅ又は１４ｄから半径方向内方に案内され、その後前記ブロック本体１３ａのボールリターン穴１４ｃから前方に戻され、前方の前記ブロック端部１３ｂ又は１３ｃの案内溝１４ｄ又は１４ｅから半径方向外方に案内されて、前記第１、第２の直線溝１４ａ、１４ｂ間に戻る。
したがって、前記多数の転動ボール１４ｆが前記それぞれの溝内を循環するように転動して、前記モータ部１０が前進する。前記モータ部１０が後進する場合は、前記多数の転動ボール１４ｆは、前述と逆方向に循環するように転動する。
【００２６】
この場合、前記リニアボール軸受１４により、特に前記第１、第２の直線溝１４ａ、１４ｂ間を転動する前記転動ボール１４ｆにより、前記ブロック本体１３ａの前記テーブル２０に載置される物品の荷重を支持することになる。
したがって、前記テーブル２０に載置される前記物品の荷重により、前記リニアボール軸受１４の形成又は配設される個数を増減するとともに、前記多数の転動ボール１４ｆのサイズ及び材質等を適切に選択することにより対応することができる。
【００２７】
なお、本実施の形態の説明は、本発明の技術は前記実施の形態における技術に限定されるものではなく、同様な機能を果たす他の態様の手段によってもよく、また本発明の技術は前記構成の範囲内において種々の変更、付加が可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明のテーブル可動型リニアアクチュエータによれば、リニアガイド部は、断面が「コ」の字状形の長さ方向に長いガイドレール部材と、該ガイドレール部材の前記断面のほぼ中央に配設されるボールねじ軸とからなり、モータ部は、前記ガイドレール部材の内側に、側面と前記内側側面との間に形成又は配設されるリニアボール軸受を介してガイドされるとともに、モータのステータを収容するケースは、テーブルと一体的に形成されるブロック部材により形成されるので、全体として組み立てし易く、このため、組立調整工数が低減され、製造原価的に安価にすることができるという優れた効果を奏する。
同時に、本発明の前記リニアアクチュエータによれば、性能が同じでも製品全体の大きさがコンパクトにできるという優れた効果もある。
【００２９】
すなわち、本発明のテーブル可動型リニアアクチュエータは、従来のものに比べ、前記モータ部の前記ブロック部材をモータ部品（ステータケース）と共用できるので、普通のモータを使っていた時に必要であった前記ブロック部材との組み立てるための部品が省略でき、また、省スペースになる。
【００３０】
また、本発明は、前記モータ部のロータ軸が前記ブロック部材の中心軸上に配設されるため、前記モータの推力点が前記ブロック部材の中心に位置されるので、スムーズな搬送動作ができるとともに、モーメントにも強くなるとういう効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のテーブル可動型リニアアクチュエータの実施の形態を示す図で、図２の、リニアボール軸受を通るＩ−Ｉ線による平面断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線による断面図である。
【図３】図１のＡ部（リニアボール軸受）の拡大図である。
【符号の説明】
１ テーブル可動型リニアアクチュエータ
２ リニアガイド部
３ ガイドレール部材
３ａ，３ｂ，３ｃ 側面
３ｄ 円弧形状凹部
６ ボールねじ軸
１０ モータ部
１１ 電気モータ（例えば、ステッピングモータ）
１１ａ ステータ
１１ｂ ロータ
１１ｃ ロータ軸
１２ ボールねじナット
１３ ブロック部材
１３ａ ブロック本体
１３ｂ，１３ｃ ブロック端部
１３ｅ，１３ｆ 側面
１４ リニアボール軸受
１４ａ 第１の直線溝
１４ｂ 第２の直線溝
１４ｃ ボールリターン穴
１４ｄ，１４ｅ 案内溝
１４ｆ 転動ボール
１５，１６ａ，１６ｂ 軸受
２０ テーブル

Claims (3)

1. 長さ方向に長いボールねじ軸を有するリニアガイド部と、前記ボールねじ軸に螺合するボールねじナットをモータのロータ軸に有するとともに、前記ボールねじ軸を貫通させるため前記ロータ軸が中空で、そのステータを収容するケースに物品を載置して搬送するテーブルが装着されるモータ部とからなるリニアアクチュエータにおいて、
   前記リニアガイド部は、断面が「コ」の字状形の長さ方向に長いガイドレール部材と、該ガイドレール部材の前記断面のほぼ中央に配設される前記ボールねじ軸とからなり、
   前記モータ部は、前記ガイドレール部材の内側に、側面と前記内側側面との間に形成又は配設されるリニアボール軸受を介してガイドされるとともに、前記ステータを収容するケースは、前記テーブルと一体的に形成されるブロック部材により形成されることを特徴とするテーブル可動型リニアアクチュエータ。
2. 前記リニアボール軸受は、前記ガイドレール部材内側の２つの側面と、該２つの側面に対向する前記モータ部のそれぞれの側面との間に、単数又は複数がそれぞれ形成又は配設されることを特徴とする請求項１に記載のテーブル可動型リニアアクチュエータ。
3. 前記モータ部に配設される前記モータの前記ロータ軸は、前記ブロック部材の前記ロータ軸に直角な断面の中心軸上に配置されるとともに、前記リニアボール軸受は、前記モータ部の前記両側面側で、前記中心軸を中心に左右対称的に形成又は配設されることを特徴とする請求項２に記載のテーブル可動型リニアアクチュエータ。

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