JP2007282387A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】 装置の大型化や構成の複雑化を来すことなくスライダの移動に伴う内部の圧縮・膨張の影響を解消することが可能なアクチュエータを提供すること。
【解決手段】 開口部を備えたハウジング１と、上記ハウジング１に移動可能に設置されたスライダ７と、上記ハウジング１の開口部を閉塞するように設置されたシールプレート６と、を具備したアクチュエータにおいて、上記ハウジング１の内部空間を粉塵等の侵入を防止しつつ外気と連通させた構成とし、それによって、上記スライダ７の移動に伴うハウジング１の内部空気の圧縮・膨張を緩和させるようにしたもの。
【選択図】 図３

Description

本発明は、アクチュエータに係り、特に、スライダの移動に伴ってハウジングの左右の内部空間が圧縮・膨張されるものにおいて、装置の大型化や構成の複雑化を来すことなく、そのような圧縮・膨張による不具合を解消することができるように工夫したものに関する。

アクチュエータ、例えば、リニアモータ駆動方式のアクチュエータは図７に示すような構成になっている。まず、ハウジング２０１があり、このハウジング２０１は、下部ハウジング２０３と上部ハウジング２０５とから構成されている。上記ハウジング２０１内にはスライダ２０７が紙面に直交する方向に移動可能な状態で設置されている。又、上記上部ハウジング２０５の上面開口部はシールプレート２０６によって閉塞されている。

上記下部ハウジング２０３の底面にはマグネットユニット２０９が設置されている。このマグネットユニット２０９は、マグネット保持部材２１１と、このマグネット保持部材２１１に取り付けられた任意極性（Ｎ極又はＳ極）のマグネット２１３とから構成されている。上記マグネット保持部材２１１は固定用ねじ部材２１５によって下部ハウジング２０３の底面に固定されている。

上記スライダ２０７にはコイル２１７が設置されている。又、上記下部ハウジング２０３には一対のガイドレール２１９、２１９が設置されている。一方、上記スライダ２０７側にはガイド部材２２１、２２１が設置されていて、これらガイド部材２２１、２２１は上記ガイドレール２１９、２１９に対して移動可能な状態で係合している。図中右側のガイド部材２２１の外側にはエンコーダ２２２が取り付けられている。

上記構成において、上記コイル２１７に所定の電流を供給することにより、スライダ２０７に紙面に直交する方向の推力が発生し、それによって、スライダ２０７が紙面に直交する方向に移動することになる。

上記構成において、スライダ２０７が移動する際、ハウジング２０１の内部空間であってスライダ２０７が移動していく側の空間内は圧縮され、逆に、スライダ２０７が離れていく側の空間内は膨張することになる。このような圧縮・膨張はスライダ２０７の移動動作に影響を与えてしまうことになる。そこで、そのような圧縮・膨張による影響を緩和させるために、ハウジング２０１の上部ハウジング２０５の内部空間２２３の容積を大きく確保し、圧縮される側の空気がその内部空間２２３を介して膨張側に移動できるような構成になっている。

別のタイプのアクチュエータを図８及び図９に示す。図７に示したタイプのアクチュエータの場合には、上部ハウジング２０５の内部空間２２３を大きく確保し、それによって、圧縮側の空気を膨張側に移動させるように構成したが、図８及び図９に示すタイプの場合には、下部ハウジング２０３内に中空部２４１を設けるとともに複数個の連通孔２４３を設けたものである。

そして、圧縮される側の空気を連通孔２４３、中空部２４１、連通孔２４３を介して膨張側に移動させるように構成したものである。
尚、その他の構成は図７に示したアクチュエータと同じであり、図中同一部分には同一符号を付して示してある。

上記従来の構成によると次のような問題があった。
まず、図７に示したタイプのアクチュエータの場合には、上部ハウジング２０５の内部空間２２３を大きく確保しなければならないので、アクチュエータの横断面積が大きくなってしまい、それによって、装置が大型化してしまうという問題があった。
又、図８及び図９に示すタイプのアクチュエータの場合には、下部ハウジング２０３に中空部２４１を設けなければならないので、この場合にもアクチュエータの横断面積が大きくなってしまい、それによって、装置が大型化してしまうという問題があった。
又、複数個の連通孔２４３を加工・形成しなければならず、多くの加工労力と加工時間を要してしまうという問題があった。
尚、先行技術を開示するものとして、例えば、特許文献１がある。
特開２０００−１９７３０４号公報

本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、装置の大型化や構成の複雑化を来すことなくスライダの移動に伴う内部の圧縮・膨張の影響を解消することが可能なアクチュエータを提供することにある。

上記課題を解決するべく本願発明の請求項１によるアクチュエータは、開口部を備えたハウジングと、上記ハウジングに移動可能に設置されたスライダと、 上記ハウジングの開口部を閉塞するように設置されたシールプレートと、を具備したアクチュエータにおいて、上記ハウジングの内部空間を粉塵等の侵入を防止しつつ外気と連通させた構成とし、それによって、上記スライダの移動に伴うハウジングの内部空気の圧縮・膨張を緩和させるようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項２によるアクチュエータは、請求項１記載のアクチュエータにおいて、上記ハウジングに上記開口部とは別に設けられたその他開口部と、上記その他開口部に取り付けられ粉塵等の侵入を防止しつつ外気と連通させるフィルタと、を具備したことを特徴とするものである。
又、請求項３によるアクチュエータは、請求項２記載のアクチュエータにおいて、上記その他開口部は上記スライダの移動方向の両端開口部であり、これら両端開口部は夫々エンドカバによって閉塞され、それらエンドカバには開口部が形成されていて、該開口部にはフィルタが取り付けられていることを特徴とするものである。
又、請求項４によるアクチュエータは、請求項２記載のアクチュエータにおいて、上記その他開口部はハウジングの側部に設けられた側部開口部であり、これら側部開口部にはフィルタが取り付けられていることを特徴とするものである。
又、請求項５によるアクチュエータは、請求項２記載のアクチュエータにおいて、上記その他開口部はハウジングの底部に設けられた底部開口部であり、これら底部開口部にはフィルタが取り付けられていることを特徴とするものである。
又、請求項６によるアクチュエータは、請求項１記載のアクチュエータにおいて、上記ハウジングの全部又は一部が粉塵等の侵入を防止しつつ外気と連通させるような多孔質材料から構成されていることを特徴とするものである。
又、請求項７によるアクチュエータは、請求項６記載のアクチュエータにおいて、上記ハウジングの上記スライダの移動方向の両端開口部にはエンドカバが取り付けられていて、このエンドカバが粉塵等の侵入を防止しつつ外気と連通させるような多孔質材料から構成されていることを特徴とするものである。
又、請求項８によるアクチュエータは、請求項１〜請求項７の何れかに記載のアクチュエータにおいて、上記スライダはリニアモータ駆動によって移動するものであることを特徴とするものである。
又、請求項９によるアクチュエータは、請求項１〜請求項８の何れかに記載のアクチュエータにおいて、上記ハウジングの上記スライダの移動方向の両端開口部側にはクリーンルームに対応するための蓋体が着脱可能な構成になっていることを特徴とするものである。

以上述べたように本願発明によるアクチュエータによると、開口部を備えたハウジングと、上記ハウジングに移動可能に設置されたスライダと、上記ハウジングの開口部を閉塞するように設置されたシールプレートと、を具備したアクチュエータにおいて、上記ハウジングの内部空間を粉塵等の侵入を防止しつつ外気と連通させた構成とし、それによって、上記スライダの移動に伴うハウジングの内部空気の圧縮・膨張を緩和させるようにしたので、まず、装置の大型化や構成の複雑化を来すことなくスライダの移動に伴う内部空気の圧縮・膨張をなくして、内部空気の圧縮・膨張に起因した不具合を解消することができるものである。
特に、アクチュエータの横断面において、空気を移動させるための空間の確保が不要になったので、横断面方向における寸法を小さなものとすることができる。
又、複雑な加工を要するようなこともないので製造・組立の容易化を図ることができる。
又、粉塵等がハウジング内に侵入することを防止するようにしているので、粉塵等の侵入に起因した各種不具合の発生を防止することができる。

以下、図１乃至図４を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。この実施の形態は、本願発明をリニアモータ駆動方式のアクチュエータに適用した例を示すものである。まず、ハウジング１があり、このハウジング１は、下部ハウジング３と上部ハウジング５とから構成されている。上記上部ハウジング５には上面開口部４が形成されていて、該上面開口部４はシールプレート６によって閉塞されている。又、上記ハウジング１内にはスライダ７が紙面に直交する方向に移動可能な状態で設置されている。

上記下部ハウジング３の底面にはマグネットユニット９が設置されている。このマグネットユニット９は、マグネット保持部材１１と、このマグネット保持部材１１に取り付けられた任意極性（Ｎ極又はＳ極）のマグネット１３とから構成されている。上記マグネット保持部材１１は固定用ねじ部材１５によって下部ハウジング３の底面に固定されている。

上記スライダ７にはコイル１７が設置されている。又、上記下部ハウジング３には一対のガイドレール１９、１９が設置されている。一方、上記スライダ７側にはガイド部材２１、２１が設置されていて、これらガイド部材２１、２１は上記ガイドレール１９、１９に対して移動可能な状態で係合している。図４中右側のガイド部材２１の外側にはエンコーダ２２が取り付けられている。

上記構成において、上記コイル１７に所定の電流を供給することにより、スライダ７に紙面に直交する方向の推力が発生し、それによって、スライダ７が紙面に直交する方向に移動することになる。

上記ハウジング1の左右両端はエンドカバ３１によって閉塞されるように構成されている。上記エンドカバ３１は、例えば、板金内抜き加工や樹脂の射出成形によって形成されたものであり、開口部３３、３５、３７が形成されている。そして、上記開口部３３、３５、３７にはフィルタ３９、４１、４３が設置されている。上記フィルタ３９、４１、４３は、例えば、焼結等によって製作されたものであり、粉塵の内部への流入を防止しつつ外気と連通させることができる程度の粗さのものである。

すなわち、本実施の形態の場合にはハウジング1の両端を開放として外気と連通させているものであり、それによって、装置の大型化や構成の複雑化を来すことなくスライダ７の移動に伴う内部空気の圧縮・膨張を緩和させて、内部空気の圧縮・膨張に起因した不具合を解消しようとするものである。
又、フィルタ３９、４１、４３を設置することにより粉塵等がハウジング１内に侵入することを防止するようにしているものである。

尚、図１、図２、図３に示すように、ハウジング１側にはケーブル支持部４５が設置されており、又、スライダ７側にもケーブル支持部４７が設置されている。これらケーブル支持部４５、４７にはケーブル保持部材４９によって被覆・保持されたケーブルが配設されることになる。

以上、本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、装置の大型化や構成の複雑化を来すことなくスライダ７の移動に伴う内部空気の圧縮・膨張をなくして、内部空気の圧縮・膨張に起因した不具合を解消することができるものである。
特に、アクチュエータの横断面において、空気を移動させるための空間の確保が不要になったので、横断面方向における寸法を小さなものとすることができる。
又、複雑な加工を要するようなこともないので製造・組立の容易化を図ることができる。
又、フィルタ３９、４１、４３を設置することにより粉塵等がハウジング１内に侵入することを防止するようにしているので、粉塵等の侵入に起因した各種不具合の発生を防止することができる。

次に、図５及び図６を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。この場合には、クリーンルームに対応したアクチュエータの構成を示すものである。図５及び図６に示すように、エンドカバ３１の外側には蓋体５１が着脱可能な状態で設置されていて、この蓋体５１にはノズル５３が取り付けられている。又、図示しない反対側についても同様の蓋体５１とノズル５３が取り付けられている。そして、両側のノズル５３、５３の間に図示しないチューブを接続したものである。
尚、その他の構成は前記第１の実施の形態の場合と同様であり、同一部分には同一符号を付して示しその説明は省略する。

上記構成によると、スライダ７が移動する側の内部空間の空気は上記ノズル５３、チューブ、ノズル５３を介して反対側の内部空間に移動する。スライダ７が逆方向に移動する場合も同様である。
したがって、ハウジング１内の空気がクリーンルーム内に流出するようなことはない。
又、このような構成のアクチュエータをクリーンルーム以外の環境で使用する場合は、蓋体５１等を取り外せばよい。

よって、前記第１の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができるとともに、適宜クリーンルームに対応することも可能である。

尚、本発明は前記第１、第２の実施の形態に限定されるものではない。
例えば、前記第１、第２の実施の形態の場合には、エンドカバに開口部を設けてその開口部にフィルタを設置した例を挙げて説明したが、それ以外にも、ハウジングの側部、底部に開口部を設けてフィルタを設置する構成も想定される。
又、フィルタの構成についてはこれを特に限定するものではなく、粉塵等の侵入を防止しつつ外気と連通させることができるようなものであればよい。
又、フィルタの気孔の大きさや厚みを調整することにより通気量の調整を行うこともできる。
又、フィルタを使用する構成ではなく、ハウジングの全部又は一部を多孔質材料から構成し、それによって、粉塵等の侵入を防止しつつ外気と連通させる構成でもよい。その一例としては、前記第１の実施の形態におけるエンドカバ３１自体を多孔質材料から構成し、それによって、粉塵等の侵入を防止しつつ外気と連通させる構成が考えられる。この場合には空気が流通する部分の面積が拡大されることになる。
又、前記各実施の形態の場合には、リニアモータ駆動のアクチュエータを例に挙げて説明したが、それ以外の駆動方式のアクチュエータについても同様に適用可能である。

本発明は、アクチュエータに係り、特に、スライダの移動に伴ってハウジングの左右の内部空間が圧縮・膨張されるものにおいて、装置の大型化や構成の複雑化を来たすことなく、そのような圧縮・膨張による不具合を解消することができるように工夫したものに関し、例えば、各種一軸アクチュエータとして好適である。

本発明の第１の実施の形態を示す図で、アクチュエータの全体の構成を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、図２（ａ）はアクチュエータの全体の構成を示す平面図、図２（ｂ）はアクチュエータの全体の構成を示す正面図、図２（ｃ）はアクチュエータの全体の構成を示す側面図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、アクチュエータの端部の構成を示す分解斜視図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、図２（ａ）のＩＶ−ＩＶ断面図である。 本発明の第２の実施の形態を示す図で、アクチュエータの全体の構成を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態を示す図で、アクチュエータの端部の構成を示す分解斜視図である。 従来例を示す図で、アクチュエータの構成を示す横断面図である。 従来例を示す図で、アクチュエータの一部平面図である。 従来例を示す図で、アクチュエータの構成を示す横断面図である。

符号の説明

１ ハウジング
３ 下部ハウジング
４ 上面開口部
５ 上部ハウジング
６ シールプレート
７ スライダ
９ マグネットユニット
１１ マグネット保持部
１３ マグネット
１５ 固定ねじ部材
１７ コイル
１９ ガイドレール
２１ ガイド部材
２２ エンコーダ
３１ エンドカバ
３３ 開口部
３５ 開口部
３７ 開口部
３９ フィルタ
４１ フィルタ
４３ フィルタ
４５ ケーブル支持部
４７ ケーブル支持部
４９ ケーブル保持部材
５１ 蓋体
５３ ノズル

Claims (9)

1. 開口部を備えたハウジングと、
   上記ハウジングに移動可能に設置されたスライダと、
   上記ハウジングの開口部を閉塞するように設置されたシールプレートと、
   を具備したアクチュエータにおいて、
   上記ハウジングの内部空間を粉塵等の侵入を防止しつつ外気と連通させた構成とし、それによって、上記スライダの移動に伴うハウジングの内部空気の圧縮・膨張を緩和させるようにしたことを特徴とするアクチュエータ。
2. 請求項１記載のアクチュエータにおいて、
   上記ハウジングに上記開口部とは別に設けられたその他開口部と、上記その他開口部に取り付けられ粉塵等の侵入を防止しつつ外気と連通させるフィルタと、を具備したことを特徴とするアクチュエータ。
3. 請求項２記載のアクチュエータにおいて、
   上記その他開口部は上記スライダの移動方向の両端開口部であり、これら両端開口部は夫々エンドカバによって閉塞され、それらエンドカバには開口部が形成されていて、該開口部にはフィルタが取り付けられていることを特徴とするアクチュエータ。
4. 請求項２記載のアクチュエータにおいて、
   上記その他開口部はハウジングの側部に設けられた側部開口部であり、これら側部開口部にはフィルタが取り付けられていることを特徴とするアクチュエータ。
5. 請求項２記載のアクチュエータにおいて、
   上記その他開口部はハウジングの底部に設けられた底部開口部であり、これら底部開口部にはフィルタが取り付けられていることを特徴とするアクチュエータ。
6. 請求項１記載のアクチュエータにおいて、
   上記ハウジングの全部又は一部が粉塵等の侵入を防止しつつ外気と連通させるような多孔質材料から構成されていることを特徴とするアクチュエータ。
7. 請求項６記載のアクチュエータにおいて、
   上記ハウジングの上記スライダの移動方向の両端開口部にはエンドカバが取り付けられていて、このエンドカバが粉塵等の侵入を防止しつつ外気と連通させるような多孔質材料から構成されていることを特徴とするアクチュエータ。
8. 請求項１〜請求項７の何れかに記載のアクチュエータにおいて、
   上記スライダはリニアモータ駆動によって移動するものであることを特徴とするアクチュエータ。
9. 請求項１〜請求項８の何れかに記載のアクチュエータにおいて、
   上記ハウジングの上記スライダの移動方向の両端開口部側にはクリーンルームに対応するための蓋体が着脱可能な構成になっていることを特徴とするアクチュエータ。

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