JP2006345587A

JP2006345587A - 電動アクチュエータ

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Publication number: JP2006345587A
Application number: JP2005166379A
Authority: JP
Inventors: Takashi Doi; 高司土井
Original assignee: Koganei Corp
Current assignee: Koganei Corp
Priority date: 2005-06-07
Filing date: 2005-06-07
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2025-06-07
Also published as: JP4566826B2

Abstract

【課題】電動アクチュエータのケースに取り付けられるケーブルの位置を容易に変更し得るようにする。
【解決手段】電動アクチュエータは、電動モータとこれにより駆動される出力軸とを収容するケース２６を有し、ケース２６のケーブル引出壁２４ａに開口部３１ａが形成されるとともにケーブル引出壁２４ｂに開口部３１ａに連なる開口部３１ｂが形成され、一方のケーブル引出壁に突き当てられて一方の開口部を覆うケーブル装着片３２ａと、ケーブル装着片３２ａに一体に設けられ他方のケーブル引出壁に突き当てられて他方の開口部を覆うケーブル装着片３２ｂとによりケーブル装着体３２が形成されている。ケーブル装着体３２にはケーブル取付孔３３とねじ取付孔３５が形成され、ケーブル取付孔３３の位置を２つのケーブル引出壁のいずれにも設定することができる。
【選択図】図６

Description

本発明は電動モータを駆動源として被駆動部材を駆動する電動アクチュエータに関する。

電動モータを駆動源として被駆動部材を駆動する電動アクチュエータには、出力軸やテーブルを直線方向に往復動する直動タイプ、出力軸や円板を所定の揺動範囲で揺動往復動する揺動タイプおよび出力軸を回転駆動する回転タイプ等がある。電動モータの回転運動を出力軸の直線往復動に変換して出力軸に伝達する直動タイプの電動アクチュエータには、特許文献１に記載されるように、出力軸をねじ軸としてこれにねじ結合されるナットを電動モータにより駆動するようにしたものや、特許文献２に記載されるように、テーブルに連結されたベルトを電動モータにより駆動するようにしたものがある。揺動タイプの電動アクチュエータには、電動モータの回転を減速機構を介して出力軸を揺動往復動するようにしたものがある。

これらの電動アクチュエータは、動力源である電動モータとこれにより駆動される出力軸、テーブルおよび円板等の出力部材とが筐体つまりケース内に組み込まれてユニット化され、被加工物や治具等の被駆動部材を駆動するために種々の組立装置や製造装置に搭載されることになる。
特開２００５−８３４４４号公報特開平８−２２６５１４号公報

電動アクチュエータのケースには、その内部の電動モータに電力を供給するためのケーブルや出力部材の位置を検出するためのセンサからの信号を送るためのケーブル等が取り付けられており、これらのケーブルは通常束ねられて制御ユニットや電源ユニットに接続される。ケーブルは通常、電動アクチュエータのケース背面あるいは側面から外部に繰り出されるようにケースに取り付けられている。このため、例えば、電動アクチュエータが上述した組立装置に搭載される場合には、組立装置の特定の位置にケーブルを這い回す必要がある。しかしながら、組立装置と制御ユニット等との位置関係によっては、ケーブルと他の部材との干渉を避けるために、電動アクチュエータや組立装置のレイアウトを変更しなければならない場合がある。このように、電動アクチュエータが搭載される装置の種類や構造によっては電動アクチュエータをそのまま搭載することができずに、装置側の構造や形状を変更しなければならなくなる場合がある。

一方、電動アクチュエータを製造する際に、電動アクチュエータが搭載される装置の種類に応じてケーブルが取り付けられる位置に応じて複数のケースを用意することは、電動アクチュエータの種類が増加することになり、その製造工程が複雑となって製造コストを高めることになる。

本発明の目的は、電動アクチュエータのケースに取り付けられるケーブルの位置を容易に変更し得るようにすることにある。

本発明の電動アクチュエータは、モータシャフトを回転駆動する電動モータを駆動源として被駆動部材を駆動する電動アクチュエータであって、前記電動モータとこれにより駆動されて前記被駆動部材を駆動する出力部材とを収容するケースを有し、前記ケースの第１のケーブル引出壁に第１の開口部を形成するとともに前記第１のケーブル引出壁に対して所定の角度をなす第２のケーブル引出壁に前記第１の開口部に連なる第２の開口部を形成し、一方の前記ケーブル引出壁に突き当てられて一方の前記開口部を覆う第１のケーブル装着片と、前記第１のケーブル装着片に一体に設けられ他方の前記ケーブル引出壁に突き当てられて他方の前記開口部を覆う第２のケーブル装着片とによりケーブル装着体を形成し、前記電動モータに電力を供給するケーブルが貫通するケーブル取付孔と、前記ケースにねじ結合される雄ねじ部材が貫通するねじ取付孔とを前記ケーブル装着体に形成し、前記ケーブル取付孔の位置を前記第１のケーブル引出壁と前記第２のケーブル引出壁のいずれにも設定し得ることを特徴とする。

本発明の電動アクチュエータは、前記ケーブル取付孔と前記ねじ取付孔とを一方のケーブル装着片に形成し、他方のケーブル装着片に前記ケースに係合する係合爪を形成することを特徴とする。

本発明の電動アクチュエータは、前記第１のケーブル装着片が前記一方のケーブル引出壁に突き当てられた状態のもとで前記雄ねじ部材がねじ結合する第１の雌ねじ部材と、前記第１のケーブル装着片が前記他方のケーブル引出壁に突き当てられた状態のもとで前記雄ねじ部材がねじ結合する第２の雌ねじ部材とを前記ケース内に設けることを特徴とする。

本発明の電動アクチュエータは、前記第１のケーブル引出壁を前記ケースの背面とし、前記第２のケーブル引出壁を前記背面にほぼ直角をなして連なる４つの側面のいずれか１つの側面とすることを特徴とする。

本発明によれば、電動アクチュエータに組み込まれた電動モータに電力を供給する通電用のケーブルは、ケースを貫通して外部に繰り出されるようになっており、ケースを構成する２つのケーブル引出壁に突き当てられる２つのケーブル装着片の向きを反転させることにより、ケーブルが一方のケーブル引出壁から繰り出されるタイプと他方のケーブル引出壁から繰り出されるタイプとに電動アクチュエータのケーブル配置を変化させることができる。これにより、１種類の電動アクチュエータを製造することにより、ケーブル配置が相違する２種類の電動アクチュエータが得られることになる。

本発明によれば、電動アクチュエータの組立装置や製造装置等に対する搭載位置を変更するとケーブルと他の部材との干渉が発生する場合には、ケーブルの繰り出し面を変更することにより同じ電動アクチュエータをそのまま組立装置等に使用することができる。

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。図１（Ａ）はケーブルがケースの背面から引き出された状態における電動アクチュエータを示す斜視図であり、図１（Ｂ）はケーブルがケースの側面から引き出された状態における電動アクチュエータを示す斜視図であり、図２は図１（Ａ）における２−２線に沿う断面図であり、図３は図２における矢印３方向から見た電動アクチュエータの正面図である。

この電動アクチュエータ１０は、図２に示すようにベースプレート１１を有し、ベースプレート１１に固定される支持板１２にはその背面側に電動モータ１３が取り付けられ、正面側には減速機１４が取り付けられている。減速機１４は電動モータ１３のモータシャフト１５の回転を減速して出力する出力軸１６を有し、出力軸１６は電動アクチュエータ１０の前方に向けて突出し、電動モータ１３により所定の角度の範囲において揺動往復動したり、正転方向あるいは逆転方向に連続的に回転駆動される。

出力軸１６には出力部材としての円筒形状の回転ブロック１７が複数本のボルト１８により取り付けられ、回転ブロック１７には、図３に示すように、被駆動部材としての治具や工具を取り付けるための複数の取付孔１９が設けられている。それぞれの取付孔１９には雌ねじが形成され、被駆動部材を回転ブロック１７に取り付けるためのボルトがそれぞれの雌ねじにねじ結合されるようになっている。

出力軸１６の回転方向の原点位置を検出するために、出力軸１６にディスク２１が固定され、ベースプレート１１には発光素子と受光素子とを有する原点センサ２２が取り付けられており、発光素子から照射された光がディスク２１に形成された貫通孔を透過して受光素子に到達すると原点センサ２２からの信号により出力軸１６の原点位置が検出される。電動モータ１３には図２に示すようにエンコーダ２３が取り付けられており、このエンコーダ２３によりモータシャフト１５の回転角度や回転数が検出される。

ベースプレート１１にはモータカバー２４と出力軸カバー２５とが取り付けられている。モータカバー２４は、図１および図２に示すように、背面壁２４ａと、これに対してほぼ直角をなすとともに相互に対向し合う左右の側面壁２４ｂ，２４ｃと、背面壁２４ａおよび左右の側面壁２４ｂ，２４ｃに対してほぼ直角をなす上面壁２４ｄとを有している。出力軸カバー２５は左右の側面壁２５ａ，２５ｂと上面壁２５ｃと正面壁２５ｄとを有している。それぞれのカバー２４，２５とベースプレート１１とにより電動アクチュエータ１０のケース２６が構成され、ケース２６の内部には電動モータ１３および減速機１４が収容されている。

図２に示すように、電動モータ１３にはこれに対して電力を供給するための通電用のケーブル２７が接続され、原点センサ２２には検出信号を外部の制御ユニットに送るための信号用のケーブル２８が接続され、エンコーダ２３には検出信号を外部の制御ユニットに送るための信号用のケーブル２９が接続されている。これらのケーブル２７〜２９は束ねられ、それぞれの先端は図示しない外部のコネクタに接続されている。

図４は図１に示されたケース２６の一部を拡大して示す斜視図であり、図５は図４に示されたケーブル装着体３２を示す平面図であり、図６（Ａ）は図１（Ａ）における６Ａ−６Ａ線に沿う拡大断面図であり、図６（Ｂ）は図１（Ｂ）における６Ｂ−６Ｂ線に沿う拡大断面図である。

図４に示すように、ケース２６を構成するモータカバー２４の背面壁２４ａは第１のケーブル引出壁となっている。この背面壁２４ａには開口部３１ａが第１の開口部として形成され、この開口部３１ａは図４において水平方向に延びて背面壁２４ａと一方の側面壁２４ｂとの境界部にまで連なった長方形となっている。背面壁２４ａに対してほぼ直角をなす側面壁２４ｂは第２のケーブル引出壁となっており、この側面壁２４ｂには開口部３１ｂが第２の開口部として形成され、この開口部３１ｂは図４において水平方向に延びて開口部３１ａに連なっている。したがって、それぞれの開口部３１ａ，３１ｂによって、モータカバー２４の角部にはＬ字形状となった開口部ないし切り欠き部が形成されることになる。

ケース２６にはＬ字形状となったケーブル装着体３２が着脱自在に装着されるようになっており、ケーブル装着体３２は第１のケーブル引出壁としての背面壁２４ａと第２のケーブル引出壁としての側面壁２４ｂのいずれか一方に選択的に突き当てられて一方の開口部を覆う第１のケーブル装着片３２ａと、いずれか他方に選択的に突き当てられて他方の開口部を覆う第２のケーブル装着片３２ｂとを有している。図６（Ａ）はケーブル装着片３２ａが背面壁２４ａに突き当てられて開口部３１ａを覆い、ケーブル装着片３２ｂが側面壁２４ｂに突き当てられて開口部３１ｂを覆った状態を示し、図６（Ｂ）はケーブル装着片３２ａが側面壁２４ｂに突き当てられて開口部３１ｂを覆い、ケーブル装着片３２ｂが背面壁２４ａに突き当てられて開口部３１ａを覆った状態を示す。

一方のケーブル装着片３２ａには、図４に示すように、ケーブル２７〜２９を束ねられることにより形成された結束ケーブル３０が貫通するケーブル取付孔３３が形成されるとともに、雄ねじ部材３４が貫通するねじ取付孔３５が形成されており、ケーブル装着片３２ａの外面にはフランジ３６が突設され、フランジ３６の内側はケーブル取付孔３３となっている。ただし、一方のケーブル装着片３２ａにケーブル取付孔３３を形成し、他方のケーブル装着片３２ｂにねじ取付孔３５を形成するようにしても良い。

ケーブル装着体３２の内面には、図５に示すように、ケーブル装着体３２がケース２６に装着されるときに開口部３１ａ，３１ｂに入り込む突起３７が設けられている。この突起３７の幅は、図４に示すようにそれぞれの開口部３１ａ，３１ｂの幅をＷとすると、それよりも僅かに小さい寸法に設定され、ケーブル装着体３２をケース２６に装着する際に装着位置をガイドする機能を有している。突起３７のケーブル装着片３２ｂ側には、図５に示すように、ケース２６に対して開口部３１ａ，３１ｂの係合端の部分で係合する係合爪３８が設けられている。

背面壁２４ａの内側にはねじ孔３９ａが形成された雌ねじ部材４０ａが設けられ、側面壁２４ｂの内側にはねじ孔３９ｂが形成された雌ねじ部材４０ｂが設けられており、図４に示すように、それぞれのねじ孔３９ａ，３９ｂの壁境界エッジ４１からの距離Ｄは同一に設定されている。したがって、例えば、図４に示すように、ケーブル装着片３２ａを背面壁２４ａに突き当てて開口部３１ａを覆うようにしてケーブル装着体３２をケース２６に装着する際には、突起３７を開口部３１ｂに滑り込ませるようにして係合爪３８をケース２６に係合させた後に、雄ねじ部材３４をねじ孔３９ａにねじ結合させる。この状態のもとでは、ねじ孔３９ｂはケーブル装着片３２ｂにより覆われて外部から観察されることはない。このようにしてケーブル装着体３２をケース２６に取り付けると、図６（Ａ）に示すようにケーブル取付孔３３が背面壁２４ａ側に配置され、結束ケーブル３０は電動アクチュエータ１０の背面側から後方に向けて繰り出されることになる。

これに対し、図６（Ｂ）に示すように、ケーブル装着片３２ａを側面壁２４ｂに突き当てて開口部３１ｂを覆うようにしてケーブル装着体３２をケース２６に装着する際には、突起３７を開口部３１ａに滑り込ませるようにして係合爪３８をケース２６に係合させた後に、雄ねじ部材３４をねじ孔３９ｂにねじ結合させる。この状態のもとでは、ねじ孔３９ａはケーブル装着片３２ａにより覆われて外部から観察されることはない。

上述のように、ほぼ直角をなす背面壁２４ａと側面壁２４ｂに対応してほぼ直角となったケーブル装着片３２ａ，３２ｂが一体となって形成されたケーブル装着体３２は、２つの壁２４ａ，２４ｂのいずれかを選択して選択された壁に一方のケーブル装着片が突き当てられるようにしてケース２６に装着することができるので、一方のケーブル装着片に設けられたケーブル取付孔３３の位置を背面壁２４ａと側面壁２４ｂのいずれにも設定することができる。したがって、電動アクチュエータ１０を使用する場合には、電動アクチュエータ１０が搭載される組立装置や製造装置に応じて、同一の電動アクチュエータ１０の結束ケーブル３０の繰り出し方向を、ケーブル装着体３２の向きを反転させることによって２つの壁２４ａ，２４ｂのいずれか一方に設定することができ、同一の電動アクチュエータ１０によりケーブル繰り出し方向が相違した２種類の電動アクチュエータ１０とすることができる。また、電動アクチュエータ１０の搭載位置を変更するときに、結束ケーブル３０の繰り出し位置を変更する必要が発生した場合には、ケーブル装着体３２の向きを反転させることによって容易に結束ケーブル３０の繰り出し位置を変更させることができる。

ケーブル取付孔３３を一方のケーブル装着片３２ａに形成し、ねじ取付孔３５を他方のケーブル装着片３２ｂに形成した場合には、ケーブル取付孔３３が形成される方のケーブル装着片３２ａに突起３７と係合爪３８とを形成することになる。それぞれのケーブル装着片３２ａ，３２ｂにねじ取付孔３５を形成することも可能であり、その場合には係合爪３８は不要となるが、雄ねじ部材は２本必要となる。これに対して、本発明のように一方のケーブル装着片３２ａにねじ取付孔３５を形成し他方のケーブル装着片３２ｂの内面に係合爪３８を形成することによって１本の雄ねじ部材３４によりＬ字形状のケーブル装着体３２をケース２６に固定することができる。なお、ケーブル装着体３２を背面壁２４ａと側面壁２４ｃとに突き当てるようにこれらに開口部を形成するようにしても良く、背面壁２４ａと上面壁２４ｄとに突き当てるようにこれらに開口部を形成するようにしても良く、側面壁２４ｂ，２４ｃの一方と上面壁２４ｄとに突き当てるようにこれらに開口部を形成するようにしても良い。

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。たとえば、図示する電動アクチュエータ１０は、出力軸１６と回転ブロック１７とを所定の揺動範囲において揺動往復動したり、正転ないし逆転方向に連続的に回転させるようにしたタイプであるが、出力軸やテーブルを直線方向に往復動する直動タイプの電動アクチュエータに対しても、電動モータとこれにより駆動される出力部材とをケースに収容するようにした電動アクチュエータであれば、本発明を適用することができる。

図示するケース２６は全体的に直方体形状となっており、相互に隣り合ってケース２６を構成する各々の壁は相互にほぼ直角となって隣り合っているが、直角以外の角度となって隣り合う２つの壁に突き当てられるようにしてケーブル装着体３２を装着する場合にも本発明を適用することができる。

また、図示する電動アクチュエータ１０は原点センサ２２を有しており、ケース２６の外部に通電用のケーブル２７と原点センサ２２の信号用のケーブル２８とエンコーダ２３の信号用のケーブル２９とを束ねて外部に繰り出すようにしているが、原点センサ２２およびエンコーダ２３が設けられない場合には、電動モータの通電用のケーブル２７のみが外部に繰り出されることになり、原点センサ２２が設けられず、エンコーダ２３が設けられる場合には、通電用のケーブル２７と信号用のケーブル２９を外部に繰り出すことになる。いずれの場合にも本発明のケーブル装着体３２を使用することができる。

（Ａ）はケーブルがケースの背面から引き出された状態における電動アクチュエータを示す斜視図であり、（Ｂ）はケーブルがケースの側面から引き出された状態における電動アクチュエータを示す斜視図である。図１（Ａ）における２−２線に沿う断面図である。図２における矢印３方向から見た電動アクチュエータの正面図である。図１に示されたケースの一部を拡大して示す斜視図である。図４に示されたケーブル装着体を示す平面図である。（Ａ）は図１（Ａ）における６Ａ−６Ａ線に沿う拡大断面図であり、（Ｂ）は図１（Ｂ）における６Ｂ−６Ｂ線に沿う拡大断面図である。

符号の説明

１１ベースプレート
１２支持板
１３電動モータ
１４減速機
１５モータシャフト
１６出力軸
１７回転ブロック
２１ディスク
２２原点センサ
２３エンコーダ
２４モータカバー
２４ａ背面壁（ケーブル引出壁）
２４ｂ側面壁（ケーブル引出壁）
２５出力軸カバー
２６ケース
３０結束ケーブル
３１ａ，３１ｂ開口部
３２ケーブル装着体
３２ａ，３２ｂケーブル装着片
３３ケーブル取付孔
３４雄ねじ部材
３５ねじ取付孔
３６フランジ
３７突起
３８係合爪
３９ａ，３９ｂねじ孔
４０ａ，４０ｂ雌ねじ部材
４１壁境界エッジ

Claims

モータシャフトを回転駆動する電動モータを駆動源として被駆動部材を駆動する電動アクチュエータであって、
前記電動モータとこれにより駆動されて前記被駆動部材を駆動する出力部材とを収容するケースを有し、
前記ケースの第１のケーブル引出壁に第１の開口部を形成するとともに前記第１のケーブル引出壁に対して所定の角度をなす第２のケーブル引出壁に前記第１の開口部に連なる第２の開口部を形成し、
一方の前記ケーブル引出壁に突き当てられて一方の前記開口部を覆う第１のケーブル装着片と、前記第１のケーブル装着片に一体に設けられ他方の前記ケーブル引出壁に突き当てられて他方の前記開口部を覆う第２のケーブル装着片とによりケーブル装着体を形成し、
前記電動モータに電力を供給するケーブルが貫通するケーブル取付孔と、前記ケースにねじ結合される雄ねじ部材が貫通するねじ取付孔とを前記ケーブル装着体に形成し、
前記ケーブル取付孔の位置を前記第１のケーブル引出壁と前記第２のケーブル引出壁のいずれにも設定し得ることを特徴とする電動アクチュエータ。
請求項１記載の電動アクチュエータにおいて、前記ケーブル取付孔と前記ねじ取付孔とを一方のケーブル装着片に形成し、他方のケーブル装着片に前記ケースに係合する係合爪を形成することを特徴とする電動アクチュエータ。
請求項１または２記載の電動アクチュエータにおいて、前記第１のケーブル装着片が前記一方のケーブル引出壁に突き当てられた状態のもとで前記雄ねじ部材がねじ結合する第１の雌ねじ部材と、前記第１のケーブル装着片が前記他方のケーブル引出壁に突き当てられた状態のもとで前記雄ねじ部材がねじ結合する第２の雌ねじ部材とを前記ケース内に設けることを特徴とする電動アクチュエータ。
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、前記第１のケーブル引出壁を前記ケースの背面とし、前記第２のケーブル引出壁を前記背面にほぼ直角をなして連なる４つの側面のいずれか１つの側面とすることを特徴とする電動アクチュエータ。