JP2012171732A

JP2012171732A - 昇降装置

Info

Publication number: JP2012171732A
Application number: JP2011034449A
Authority: JP
Inventors: Hidetsuna Sakata; 英維坂田; Hiroyuki Fujioka; 宏之藤岡; Hironori Yoshimura; 浩則吉村; Kazuhiro Mogi; 一宏茂木
Original assignee: Tsubaki Emerson Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 2011-02-21
Filing date: 2011-02-21
Publication date: 2012-09-10
Anticipated expiration: 2031-02-21
Also published as: JP5550183B2

Abstract

【課題】昇降装置の荷重、偏荷重の変動に対する剛性を保ちつつ、コンパクトな昇降装置を提供すること。
【解決手段】昇降装置１０は、ねじ機構１６が、横断面がＨ形状の支柱１２の一方の凹部のスペース１２ｃ内に設けられ、ガイド部材１４が支柱１２の他方の凹部の底面１２ｂ上に設けられているため、支柱１２の２つある凹部のスペースを有効に利用した、基台内部の無駄なスペースが排除された、コンパクトな昇降装置である。支柱１２の横断面がＨ形状であるため、曲げ剛性や曲げ強度に優れており、昇降装置の荷重、偏荷重に対する剛性も良好である。
【選択図】図１

Description

本発明は、ねじ機構を利用した昇降装置に関し、一般産業用の製造工程、特に、半導体や液晶ＦＰＤ製造工程等に使用される片持ち支持の昇降装置（以下、単に「昇降装置」という。）に関する。

昇降装置においては、基台となる支柱と昇降部材を有し、基台の内部に配設されるねじ機構によって進退動する昇降部材を、ガイド部材で案内するものが知られている。その例として、特許文献１、２に示すものがある。

特開平８−１６５０９２号公報特開平２−４８１８７号公報

特許文献１には、柱フレーム構成体を水平断面形状前開きコの状に構成し、柱フレーム構成体の後壁部の前面に、構成体内に収納されて上下方向に延びるガイドレールを一体的に固着し、昇降体には、上記ガイドレールに上下方向摺動自在に噛合うと共に柱フレーム構成体内に収納されるスライダを設け、柱フレーム構成体の外周面には、支柱の外周を構成する外装板を固着している昇降装置が開示されている。この昇降装置によれば、昇降装置を小型化できると共に支柱内の無駄なスペースを無くすことができ、支柱全体の断面をコンパクトにすることができるとされている。
特許文献２には、形鋼材の側面部の外面に切削加工による長手方向の肩が形成され、肩により位置決めされるガイド部材が取付けられ、形鋼材の主面部を対向させ、主面部と側面部が形成する凹部を外側としてロボットの直線軸と平行に並置し、固定してある産業用ロボットの直動軸コラムが開示されている。この発明によれば、肩を形鋼材の側面部を直接切削加工し形成するから、その形成作業が簡単で作業性がよく、また、基台が比較的小さい直動軸コラムを提供できるとされている。

昇降装置には、組立工数の簡素化、小型・軽量化の要請から部品点数の削減、また、荷重、偏荷重の変動に耐え得る高い剛性、そして、設置スペースという観点からのコンパクト化が求められている。
特許文献１、２に挙げられるように、コンパクト化を図った昇降装置が提案されているが、依然として、基台内部の無駄なスペースが多く、また、部品点数も多い。

そこで、本発明は、前述した従来技術の問題点に鑑み、昇降装置の荷重、偏荷重の変動に対する剛性を保ちつつ、部品点数を削減し、組立工数を簡素化させ、小型・軽量化を図り、さらに、基台内部の無駄なスペースを極力排除したコンパクトな昇降装置を提供することをその目的とする。

本発明は、ガイド部材を具える横断面がＨ形状の支柱と、前記ガイド部材によって案内される、ねじ機構により進退動する、負荷受部材の装着面を有する昇降部材を具える片持ち支持の昇降装置であって、
前記ねじ機構が前記Ｈ形状支柱の一方の凹部のスペース内に設けられ、
前記ガイド部材が前記支柱の他方の凹部のスペース内に設けられており、
前記負荷受部材の装着面が前記ねじ機構が設けられている凹部の開口部の前に設けられていることを特徴とする昇降装置によって前記課題を解決した。

また、請求項２のように、負荷受部材の装着面が、ガイド部材が設けられている凹部の開口部の前に設けられているのが好適である。

また、請求項３のように、負荷受部材の装着面が、支柱のいずれか一方のフランジの外面の前に設けられている構成としてもよい。

さらに、請求項４のように、ガイド部材が支柱の一方のフランジの外面上に設けられており、負荷受部材の装着面が支柱の他方のフランジの外面の前に設けられているのも好適な実施形態である。

また、請求項５のように、請求項４において、負荷受部材の装着面がガイド部材の前に設けられていてもよい。

また、請求項６のように、請求項４において、負荷受部材の装着面が支柱のいずれか一方の凹部の開口部の前に設けられている構成としてもよい。

請求項１の発明によれば、ねじ機構が、横断面がＨ形状の支柱の一方の凹部のスペース内に設けられ、ガイド部材が、支柱の他方の凹部のスペース内に設けられているため、支柱の２つある凹部のスペースを有効に利用したコンパクトな昇降装置を提供することができる。また、従来の昇降装置に比べ、小型・軽量化を図ることができ、組立工数を削減することができる。論じるまでもなく、製造コストの削減にも繋がる。また、支柱の横断面がＨ形状であるため、曲げ剛性や曲げ強度に優れており、昇降装置の荷重、偏荷重に対する剛性も良好である。

請求項２によれば、負荷受部材の装着面が、ガイド部材が設けられている凹部の開口部の前に設けられているため、昇降部材にかかる負荷荷重の位置とガイド部材との距離が近くなる。すなわち、ガイド部材に作用する偏荷重が小さくなるため、昇降装置の許容可能負荷荷重が大きくなるという効果を奏する。また、請求項３のように、負荷受部材の装着面の位置を支柱のいずれか一方のフランジの外面の前に設ければ、昇降部材にかかる負荷荷重が片寄っている場合に有利である。

請求項４によれば、ガイド部材が支柱の一方のフランジの外面上に設けられているため、支柱の一方の凹部の空いたスペースに各種センサやメカストッパーといった装置を有するコンパクトな昇降装置を提供することができる。

請求項５によれば、昇降部材にかかる負荷位置とガイド部材との距離を近づけることができるため、前述したように、昇降装置の許容負荷荷重を大きくすることができる。また、請求項６によれば、請求項３と同様に、昇降部材にかかる負荷荷重が片寄っている場合に有利である。

本発明の第一実施形態の横断面図。本発明の第二実施形態の横断面図。本発明の第三実施形態の横断面図。本発明の第四実施形態の横断面図。本発明の第五実施形態の横断面図。本発明の第六実施形態の横断面図。本発明の第二実施形態の上部正面図。図７の８−８線断面図。

本発明の実施例を図１〜８を参照して説明する。但し、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。

図７、８に示すように、横断面がＨ形状の支柱１２を有する昇降装置１０ａは、ガイド部材１４、ねじ機構１６及び昇降部材１８を具えている。ここで、支柱１２には、市販のＨ形鋼やＩ形鋼又は、みぞ形鋼や平鋼等の鋼材の溶接若しくは貼り合わせ構造にて適用することができる。また、ガイド部材１４としては、図にあるようなガイドレール式の直線運動軸受が典型的であるが、ローラ式や摺動式の各種ガイド部材を用いてもよく、また、使用される環境に応じて、ガイド部材を複数設けてもよい。また、ねじ機構１６としては、ボールねじ機構や台形ねじ機構等のねじ機構を適用できる。そして、特開２００８−５６３７２に開示されている技術を付加し、ねじ軸とナットに無理な力が入らないようにすることもできる。ここで、図８に示すように、ねじ機構１６は支柱１２の一方の凹部１２ｃのスペース内に設けられており、ガイド部材１４のガイドレール１４ａは、取付座１４ｃを介して支柱１２の他方の凹部１２ｃの底面１２ｂ上に取付けられている。なお、ガイドレール１４ａの取付方法として、図１〜３のように取付座１４ｃを用いたり、図４のように直接、支柱に取付けるといった方法がある。

ところで、駆動部２０からの動力は、回転可能に軸支されたねじシャフト１６ａに伝えられ、ねじ機構１６のトラベリングナット１６ｂが昇降する。図８に示すように、トラベリングナット１６ｂと負荷受部材１８ｃ（便宜上、物を載せる荷受部については図示を省略している。）は、昇降部材１８の昇降枠１８ａによって連結されている。昇降枠１８ａとトラベリングナット１６ｂ及び負荷受部材１８ｃは、それぞれボルト等で取付けられている。昇降枠１８ａには、ガイド部材１４のスライドユニット１４ｂが取付けられており、スライドユニット１４ｂがガイドレール１４ａ上を転がり案内されることによって、昇降部材１８の昇降が低摩擦で案内される。ここで、昇降枠１８ａは横断面がＨ形状の支柱１２の４面を囲った４面の枠状であるが、ガイド部材１４及びねじ機構１６の配置関係によっては、３面のコの字形状や、２面のＬ字形状としてもよい。また、スライドユニット１４ｂは、負荷荷重を許容するために、昇降枠１８ａの上下２箇所に間隔を設けて取付けられることが好ましい。なお、当然のことながら、ガイド部材１４の負荷能力が大きければ大きいほど、大きな負荷荷重に耐えられることになる。

以下、図１〜６の横断面図を用いて、各実施形態について説明する。

図１は、本発明の第一実施形態の横断面図であり、昇降プレート１８ｂは、ねじ機構１６が設けられている横断面がＨ形状支柱１２の凹部１２ｃの開口部の前に設けられている。昇降装置及びガイドレールを大きくせずに、大きな負荷荷重に対応できるようにしたい場合は、図２のように、昇降プレート１８ｂをガイド部材１４が設けられている凹部１２ｃの開口部の前に設ける。こうすることにより、図１の構成に比べ、負荷荷重の重心の位置とガイド部材１４との位置が近くなるため、ガイド部材１４にかかるモーメントが小さくなり、より大きな負荷荷重に耐えることができる。すなわち、ガイド部材１４を大きくしなくても済み、従来に比べ、昇降装置の軽量化を図ることができることになる。また、図３のように、昇降プレート１８ｂを支柱１２のいずれか一方のフランジ１２ａの外面の前に設ければ、昇降部材１８にかかる負荷荷重が片寄っている場合に有利である。換言すれば、コンパクトなサイズを維持しつつ、様々な負荷荷重の位置に対応できるフレキシブルな昇降装置を提供できるということになる。

次に、図４は、ガイド部材１４を横断面がＨ形状の支柱１２の一方のフランジ１２ａの外面上に設け、昇降プレート１８ｂを支柱１２の他方のフランジ１２ａの前に設けた実施形態を表している。この構成によれば、コンパクトなサイズを損なわずに、支柱１２の一方の凹部１２ｃの空いたスペースに各種センサやメカストッパーといった装置を収納することができる。また、図５のように、ガイド部材１４の前に昇降プレート１８ｂを設ける構成とすれば、前述したように、昇降装置及びガイド部材を大きくすることなく、耐負荷荷重性を大きくすることができる。さらに、図６のように、昇降プレート１８ｂを支柱１２の凹部１２ｃの開口部の前に設ければ、昇降部材１８にかかる負荷荷重が片寄っている場合に有利である。

以上説明したように、昇降装置の支柱の横断面をＨ形状とし、ねじ機構を支柱の一方の凹部のスペース内に設け、ガイド部材を支柱の他方の凹部のスペース内に設けることにより、支柱の有する空スペースである２箇所の凹部を有効的に利用した、極めてコンパクトな昇降装置を提供することができる。
また、負荷荷重の位置や大きさに応じて、負荷受部材の装着面とガイド部材の取付位置関係を変えることにより、様々な負荷荷重に対応できるフレキシブルな昇降装置を提供することができる。特に、昇降部材とガイド部材を隣接させるように構成すれば、昇降装置及びガイド部材を大きくすることなく、対応可能な負荷荷重を増大させることができる。
さらに、ガイド部材を支柱のフランジの外面上に設ければ、支柱の一方の凹部のスペースが空くため、昇降装置のコンパクトなサイズを損なわずに、その空スペースに各種センサやメカストッパーといった装置を収納することができる。

１０第一実施形態の昇降装置
１２横断面がＨ形状の支柱
１２ａフランジ
１４ガイド部材
１６ねじ機構
１８昇降部材
１８ｂ負荷受部材の装着面
１８ｃ負荷受部材

Claims

ガイド部材を具える横断面がＨ形状の支柱と、前記ガイド部材によって案内され、ねじ機構により進退動する、負荷受部材の装着面を有する昇降部材を具える片持ち支持の昇降装置であって、
前記ねじ機構が前記支柱の一方の凹部のスペース内に設けられ、
前記ガイド部材が前記支柱の他方の凹部のスペース内に設けられており、
前記負荷受部材の装着面が前記ねじ機構が設けられている凹部の開口部の前に設けられていることを特徴とする、
昇降装置。
前記負荷受部材の装着面が前記ガイド部材が設けられている凹部の開口部の前に設けられている、請求項１の昇降装置。
前記負荷受部材の装着面が前記支柱のいずれか一方のフランジの外面の前に設けられている、請求項１の昇降装置。
前記ガイド部材が前記支柱の一方のフランジの外面上に設けられており、
前記負荷受部材の装着面が前記支柱の他方のフランジの外面の前に設けられている、
請求項１の昇降装置。
前記負荷受部材の装着面が前記ガイド部材の前に設けられている、請求項４の昇降装置。
前記負荷受部材の装着面が前記支柱のいずれか一方の凹部の開口部の前に設けられている、請求項４の昇降装置。