JP2008101642A - Actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば製造装置、検査装置、搬送装置等の直線案内軸受装置等に用いられると好適なアクチュエータに関する。 The present invention relates to an actuator suitable for use in, for example, a linear guide bearing device such as a manufacturing apparatus, an inspection apparatus, or a conveyance apparatus.
例えば製造装置などにおいては、ワークのごとき物体を駆動するために直線案内軸受装置が用いられている。特許文献1には、無端ベルトに対し、主軸受が取り付けられた側とは駆動プーリ、従動プーリを挟んで反対側において接続され、カウンタガイドレールに沿って移動可能なカウンタ軸受を備えてたアクチュエータが開示されている。この従来技術では、主軸受とカウンタ軸受とを逆方向に移動させることにより、加速時又は減速時などに生じる主軸受の反力を抑えることが出来、それにより振動の抑制を図ることが出来る。
ところで、特許文献1のアクチュエータにおいては、ガイドレールが丸軸であるため、それに係合する主軸受を円筒状としているので、真直精度を確保しにくいという問題がある。又、無端ベルトが開放状態にあるので、発塵などが生じやすいという問題もある。 By the way, in the actuator of patent document 1, since the guide rail is a round shaft, since the main bearing engaged with it is cylindrical, there exists a problem that it is difficult to ensure straightness accuracy. Further, since the endless belt is in an open state, there is a problem that dust generation or the like is likely to occur.
そこで本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、高加減速で高真直度精度を確保し且つ発塵や振動を抑制できる、直線案内軸受装置などに用いられると好適なアクチュエータを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the problems of the prior art, and is preferably used for a linear guide bearing device that can ensure high straightness accuracy with high acceleration / deceleration and suppress dust generation and vibration. It is an object to provide a simple actuator.
上述の目的を達成するために、本発明のアクチュエータは、
駆動装置により回転駆動される駆動プーリと、
回転自在に支持された従動プーリと、
前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に掛け渡された無端ベルトと、
ガイドレールと、
前記無端ベルトに接続され、かつ前記ガイドレールに沿って移動可能な主軸受と、
カウンタガイドレールと、
前記無端ベルトに対し、前記主軸受が取り付けられた側とは前記両プーリを挟んで反対側において接続され、かつ前記カウンタガイドレールに沿って移動可能なカウンタ軸受と、を有し、
前記ガイドレールの断面はコ字形状であり、前記ガイドレールの内部に前記無端ベルトが配置されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the actuator of the present invention comprises:
A drive pulley that is rotationally driven by a drive device;
A driven pulley supported rotatably;
An endless belt stretched between the drive pulley and the driven pulley;
A guide rail,
A main bearing connected to the endless belt and movable along the guide rail;
Counter guide rail,
A counter bearing connected to the endless belt on the opposite side of the pulley to the side on which the main bearing is attached, and movable along the counter guide rail;
A cross-section of the guide rail is U-shaped, and the endless belt is disposed inside the guide rail.
本発明のアクチュエータによれば、駆動装置により回転駆動される駆動プーリと、回転自在に支持された従動プーリと、前記駆動プーリと、前記従動プーリとの間に掛け渡された無端ベルトと、ガイドレールと、前記無端ベルトに接続され、かつ前記ガイドレールに沿って移動可能な主軸受と、カウンタガイドレールと、前記無端ベルトに対し、前記主軸受が取り付けられた側とは前記両プーリを挟んで反対側において接続され、かつ前記カウンタガイドレールに沿って移動可能なカウンタ軸受と、を有するので、前記主軸受と前記カウンタ軸受とを逆方向に移動させることにより、加速時又は減速時などに生じる主軸受の反力を抑えることが出来、それにより振動の抑制を図ることが出来る。この場合、主軸受及びこれに取り付けられるワークの質量と、カウンタ軸受の質量とを近くするほど効果的である。 According to the actuator of the present invention, a driving pulley that is rotationally driven by a driving device, a driven pulley that is rotatably supported, the endless belt that is spanned between the driving pulley and the driven pulley, and a guide A rail, a main bearing connected to the endless belt and movable along the guide rail, a counter guide rail, and a side on which the main bearing is attached to the endless belt sandwich the pulleys. The counter bearing is connected on the opposite side and is movable along the counter guide rail, so that the main bearing and the counter bearing can be moved in the opposite directions so as to accelerate or decelerate. The reaction force of the main bearing that occurs can be suppressed, thereby suppressing vibration. In this case, the closer the mass of the main bearing and the workpiece attached thereto to the mass of the counter bearing, the more effective.
更に、前記ガイドレールの断面はコ字形状であり、従ってその外表面は平面の組み合わせからなるので、加工精度(特に真直精度)を向上させ易いという利点がある。又、断面がコ字状である前記ガイドレールの開いた側の内部に前記無端ベルトを配置することで、前記ガイドレールの閉じた側をワークに向けたときに、前記ワークに前記無端ベルトから発生した塵埃が付着することを抑制でき、別個にカバーを設ける必要がなく、コストを低減できる。 Furthermore, since the cross section of the guide rail is U-shaped, and the outer surface thereof is a combination of flat surfaces, there is an advantage that machining accuracy (particularly straightness accuracy) can be easily improved. Further, by arranging the endless belt inside the open side of the guide rail having a U-shaped cross section, when the closed side of the guide rail is directed to the work, the endless belt is moved from the endless belt to the work. The generated dust can be prevented from adhering, and it is not necessary to provide a separate cover, thereby reducing the cost.
前記無端ベルトは、前記主軸受に対し、その重心位置で連結されていると無用のモーメントの抑制できるので好ましい。尚、「主軸受の重心位置」とは、主軸受に他の物体が搭載されている場合、主軸受と他の物体との組み合わせ体の重心位置をいうものとする。 It is preferable that the endless belt is connected to the main bearing at the position of the center of gravity, because an unnecessary moment can be suppressed. It should be noted that “the center of gravity position of the main bearing” refers to the center of gravity position of the combination of the main bearing and another object when another object is mounted on the main bearing.
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態にかかるアクチュエータを含む直線案内軸受装置100の上面図であり、図2は側面図であり、図3は、図1の構成をIII-III線で切断して矢印方向に見た拡大図である。駆動プーリ109と、従動プーリ110aと、無端ベルトとしての歯付きベルト111と、ガイドレール104と、主軸受120と、カウンタガイドレール131,131と、カウンタ軸受130とでアクチュエータを構成する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a top view of a linear guide bearing device 100 including an actuator according to the present embodiment, FIG. 2 is a side view, and FIG. 3 is an arrow cut along the line III-III in FIG. It is the enlarged view seen in the direction. The
フレームの機能を兼ねるガイドレール104の両端には、図1,2に示すように支持板102,103が固定されている。レール支持板102,103に掛け渡されるようにして、丸軸状のカウンタガイドレール131,131が、ガイドレール104に平行して配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 2,
図1,2で右側のレール支持板103には、モータ108が回転軸108aを水平に且つガイドレール104の軸線に直交する方向に突出させた状態で取り付けられている。回転軸108aには、歯付きの駆動プーリ109が取り付けられている。図1,2で左側のレール支持板102には、歯付きの従動プーリ110aを回転自在に支持するプーリハウジング110が取り付けられている。駆動プーリ109と従動プーリ110aとの間には、ガイドレール104に沿った方向に、歯付きベルト111が掛け渡されている。そのため、レール支持板102、103は、歯付きベルト111を通すのに必要な開口を有する。
The
歯付きベルト111の一部は、折れ曲がった板状の固定具121により主軸受120に取り付けられている。主軸受120は、ガイドレール104を内包している。かかる構成について、より具体的に説明する。
A part of the
図3において、ガイドレール104は、一対の側壁104a、104aの下端を底壁104bで連結した、いわゆる断面がコ字状である。主軸受120は、底壁104bに対向する底板120aと、側壁104a、104aの側面にそれぞれ対向する側板120b、120bと、側壁104a、104aの上面にそれぞれ対向する頂板120c、120cとを連結して形成されている。底板120aと、側板120b、120bと、頂板120c、120cのガイドレール104に対向する各面には、グラファイト多孔質で形成された静圧パッドSPが配置されている。静圧パッドSPには、不図示の空気源から圧縮空気が供給され、静圧パッドSPよりガイドレール104に向かって吐出された気体の圧力によって、ガイドレール104に対し主軸受120がわずかに離隔するようになり、殆ど摩擦なく移動できるようになっている。
In FIG. 3, the
主軸受120の頂板120c、120cに、固定具121の両端が不図示のボルトにより取り付けられている。固定具121は、中央が一段低くなるように折り曲げられており、低くなった中央部に歯付きベルト111が固定されている。固定具121に取り付けられた歯付きベルト111は、ガイドレール104の側壁104a、104aの上端より低い位置に配置されており、即ちガイドレール104の内部に配置されている。歯付きベルト111と固定具121の連結位置を、主軸受120の重心位置とすることで、歯付きベルト111により駆動されるときに主軸受120に無用なモーメントが発生することを抑制できる。
Both ends of the
一方、歯付きベルト111の一部は、駆動プーリ109と従動プーリ110aを挟んで対向する位置において、固定具121と同様の固定具132によりカウンタ軸受130、130に取り付けられている。カウンタ軸受130、130は、カウンタガイドレール131、131を挿通する円筒孔を有する直方体状である。かかる円筒孔内には円管状の静圧パッドSP、SPが配置されている。グラファイト多孔質で形成された静圧パッドSP、SPには、不図示の空気源から圧縮空気が供給され、静圧パッドSP、SPよりカウンタガイドレール131,131に向かって吐出された気体の圧力によって、カウンタガイドレール131,131に対しカウンタ軸受130、130がわずかに離隔するようになり、殆ど摩擦なく移動できるようになっている。
On the other hand, a part of the
カウンタガイドレール131、131は、主軸受120に対して質量バランスをとるためのカウンタ軸受130,130を案内することを目的とするものであるため、さほど精度は要求されないため、比較的安価に製造できる丸軸としている。但し、カウンタガイドレール131が一本だと、カウンタ軸受130が回転してしまうので、2本平行して配置し、それぞれに係合するカウンタ軸受130,130を固定具132により連結することで、軸線方向のみの移動に制限している。歯付きベルト111と固定具132の連結位置を、カウンタ軸受130、130の重心位置とすることで、歯付きベルト111により駆動されるときにカウンタ軸受130、130に無用なモーメントが発生することを抑制できる。
The
質量のバランスをとる手段としては、カウンタ軸受130,130に別のバランスウェイトを搭載しても良いが、例えば主軸受120を比重の小さいアルミ合金で製作し、反対にカウンタ軸受130,130は比重の大きな鉄系材にするなどして設計すれば、あえてバランスウェイトを付加しなくてもバランスをとることができる。これによりカウンタ軸受130,130に対して加速時の反力がモーメント負荷として発生しなくなるため、軸受も小形の物でよくなる。
As a means for balancing the mass, another balance weight may be mounted on the
本実施の形態に動作について説明する。主軸受120の下面には検査用のカメラ(不図示)が取り付けられ、ワークW(図2)の上面を走査可能となっている。まず、不図示の空気源から供給された圧縮空気によって、ガイドレール104に対し主軸受120がわずかに離隔するようになり、カウンタガイドレール131、131に対しカウンタ軸受130、130がわずかに離隔した状態に維持される。
The operation of this embodiment will be described. An inspection camera (not shown) is attached to the lower surface of the
ここで、モータ108が駆動プーリ109を駆動した場合、歯付きベルト111を介して、ガイドレール104に沿って主軸受120が殆ど摩擦なく、またカウンタガイドレール131、131に対しカウンタ軸受130、130が殆ど摩擦なく移動される。この際、加速又は減速時に生じる駆動反力は、主軸受120に対向して設けられたカウンタ軸受130、130により相殺され、振動を抑制できるようになっている。なお、主軸受120(及びそれに搭載される物体)の質量と、カウンタ軸受130、130の合計質量とをほぼ一致させるようにすると、駆動反力をより効果的に相殺でき、効果的に振動を抑制できる。又、駆動プーリ109と従動プーリ110aは、この装置の最大の発塵源でもあるが、その対策としてカバーC(図1の点線)が設けられ、その内部は排気ポンプ(不図示)に接続されて集塵排気が成されるようになっている。これにより高速、高加減速で動作させてもワークWに対する異物の付着が極めて少ない、好適なアクチュエータが実現できる。
Here, when the
本実施の形態によれば、ガイドレール104の断面はコ字形状であり、従って側壁104a、104aと底壁104bの外表面は平面からなるので、加工精度(特に真直精度)を向上させ易いという利点がある。又、断面がコ字状のガイドレール104の開いた上側から、その内部に歯付きベルト111を配置することで、ガイドレール104の閉じた下側をワークWに向けることができ、ワークWに歯付きベルト111から発生した塵埃が付着することを抑制でき、別個にカバーを設ける必要がなく、コストを低減できる。
According to the present embodiment, the cross section of the
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。主軸受120には、カメラに限らず種々の物体や処理装置等を搭載することができる。
The present invention has been described above with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and can be modified or improved as appropriate. The
100 直線案内軸受装置
102,103 レール支持板
104 ガイドレール
104a 側壁
104b 底壁
108 モータ
109 駆動プーリ
110 プーリハウジング
110a 従動プーリ
111 ベルト
120 主軸受
120a 底板
120b 側板
120c 頂板
121 固定具
130 カウンタ軸受
131 カウンタガイドレール
132 固定具
C カバー
SP 静圧パッド
W ワーク
100 linear
Claims (2)
回転自在に支持された従動プーリと、
前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に掛け渡された無端ベルトと、
ガイドレールと、
前記無端ベルトに接続され、かつ前記ガイドレールに沿って移動可能な主軸受と、
カウンタガイドレールと、
前記無端ベルトに対し、前記主軸受が取り付けられた側とは前記両プーリを挟んで反対側において接続され、かつ前記カウンタガイドレールに沿って移動可能なカウンタ軸受と、を有し、
前記ガイドレールの断面はコ字形状であり、前記ガイドレールの内部に前記無端ベルトが配置されていることを特徴とするアクチュエータ。 A drive pulley that is rotationally driven by a drive device;
A driven pulley supported rotatably;
An endless belt stretched between the drive pulley and the driven pulley;
A guide rail,
A main bearing connected to the endless belt and movable along the guide rail;
Counter guide rail,
A counter bearing connected to the endless belt on the opposite side of the pulley to the side on which the main bearing is mounted, and movable along the counter guide rail;
The guide rail has a U-shaped cross section, and the endless belt is disposed inside the guide rail.
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