JP3515953B2 - アクチュエータ - Google Patents

アクチュエータ

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JP3515953B2
JP3515953B2 JP2000392866A JP2000392866A JP3515953B2 JP 3515953 B2 JP3515953 B2 JP 3515953B2 JP 2000392866 A JP2000392866 A JP 2000392866A JP 2000392866 A JP2000392866 A JP 2000392866A JP 3515953 B2 JP3515953 B2 JP 3515953B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、塵埃等を除去でき
るとともに、高い放熱効果を有し、軽量に構成すること
のできるアクチュエータに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば、ワークを吸着し、または
メカニカルハンドやチャックを用いて把持し搬送するた
めの装置にはアクチュエータが備えられている。この種
のアクチュエータは、鋳造、押し出し、引き抜き等の方
法により一体成形された本体に、テーブル等の移動体を
ガイドを介して取り付け、ボールねじまたはタイミング
ベルト等を、サーボモータ、ステッピングモータ等の駆
動源により回転せしめて前記移動体を移動させている。
この移動に伴って、前記移動体にT溝を介して連結され
たメカニカルチャック等の把持あるいは吸着手段も移動
し、該手段に保持されたワークは、所望の位置に搬送さ
れる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このようなアクチュエ
ータは、本体にボールベアリング等のガイドを設け、前
記ボールベアリングを介してスライドテーブル等の移動
体を支持する。しかしながら、ボールベアリングは本
体、あるいはスライドテーブルに対して摺接する際に塵
埃を発生する。これは、クリーンルーム等の精密機器を
扱う作業現場では、許容され難い。また、移動体が前記
ガイドに対して摺動運動することにより、該ガイド等に
塗布されたグリース等が落下する等の不都合も指摘され
ている。
【0004】そこで、これらの不都合を回避するために
は、例えば、アクチュエータを密閉構造にすることが考
えられる。しかしながら、密閉構造にすると、シールや
カバー等の構成部材が増加するため、アクチュエータ自
体が重量化する不都合が生じてしまう。また、駆動部か
らの発熱を効率的に放熱することができなくなる問題も
発生する。
【0005】本発明は、この種の問題を解決するために
なされたものであって、塵埃の発生を極力抑え、小型軽
量で、且つ、十分な放熱効果を備えたアクチュエータを
提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、押し出しまたは引き抜きにより略L字
状に成形されるボデイと、前記ボデイの押し出し方向ま
たは引き抜き方向の両端部に配設される支持部材と、前
記ボデイに収納され、位置、速度等を検出するエンコー
ダを有し、それ自体のカバーを有していないステッピン
グモータと、前記ステッピングモータの駆動軸に連結
し、両端部が前記各支持部材によって回転可能に支持さ
れるボールねじと、前記ボールねじに螺合する支持体
一体的に構成され、前記ボデイに沿って変位する略L字
状のスライドテーブルと、前記ボデイと一体的に構成さ
れ、前記ボデイの押し出し方向または引き抜き方向と直
交する方向の両端部に沿って配設される断面が略円形状
の第1案内部と、前記スライドテーブルと一体的に構成
され、前記第1案内部に摺動自在な状態で係合し、前記
スライドテーブルの変位方向と直交する方向の両端部に
配設される断面が略円形状の第2案内部とを有し、前記
第1案内部または前記第2案内部の摺接する表面に塵埃
取り込み用の溝が形成される案内手段と、を備えること
を特徴とする。
【0007】なお、前記ステッピングモータに換えて、
ACモータまたはインダクションモータとすることもで
きる。
【0008】本発明のアクチュエータは、ステッピング
モータ等の駆動源の駆動力によりボールねじを介してス
ライドテーブルを移動させ、第1案内部および第2案内
部からなる案内手段によりスライドテーブルを案内して
ワーク等を搬送する。その際、ボデイ側の第1案内部
と、スライドテーブル側の第2案内部とが摺接する表面
塵埃取り込み用の溝を設けたため、スライドテーブル
の変位に伴って発生する塵埃を除去することができる。
したがって、微小な塵埃が作業現場を浮遊するというこ
とが阻止できる。
【0009】また、ステッピングモータ等の駆動源は、
それ自体にカバーを設けておらず、駆動源を収納するボ
デイ等を実質上のカバーとして構成しているため、アク
チュエータの軽量化に大きく貢献できるとともに、駆動
源から発生する熱を効果的に放熱することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明に係るアクチュエータにつ
いて、好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら
以下詳細に説明する。
【0011】図1に示すように、アクチュエータ10
は、基本的にボデイ12、電動モータ14、ボールねじ
16およびスライドテーブル18から構成されている。
【0012】ボデイ12は、断面が略L字型に形成さ
れ、前記L字型端部に沿ってスライドテーブル18の案
内部材となる、断面が半円形状の案内部材20a、20
bが長手方向に形成されている。案内部材20a、20
bは、スライドテーブル18と摺接する部分に所定間隔
離間して溝22a、22bが形成されている。また、前
記案内部材20a、20bは、ポリテトラフルオロエチ
レン等の低摩擦部材をコーティングしたり、あるいは鏡
面仕上げ等の表面平滑化処理を行い、グリース等を不要
にしている。前記ボデイ12の中央部には、長手方向に
沿って壁部24が突出形成される。ボデイ12のそれぞ
れの端部には、前記ボールねじ16の端部が回転自在に
保持されるべく、孔部を画成した板体26a、26bを
設け、実質的に前記L字型のボデイ12の空間をその両
端部で閉塞している。このように構成されるボデイ12
は、繊維強化プラスチック(FRP)等の複合材料、樹
脂材料等から押し出し、引き抜き、精密鍛造、精密鋳
造、金属射出成形、セラミック射出成形等によって、前
記案内部材20a、20bの位置等が正確に形成され
る。
【0013】電動モータ14は、ボデイ12の空間内で
案内部材20a側に配設され、該電動モータ14はケイ
素鋼板を積層し、該ケイ素鋼板にコイルを巻回して構成
している。ここでは、前記電動モータ14は、いわゆる
カバーを有しておらず、ボデイ12で囲繞することによ
り、アクチュエータ10を全体として小型化するために
貢献している。なお、電動モータ14は、ACモータ、
DCモータ、インダクションモータ、ステッピングモー
タ、コアレスモータのいずれでもよく、また、ハーモニ
ックドライブ機構あるいは遊星歯車機構を設けたモータ
であってもよい。前記ハーモニックドライブ機構あるい
は遊星歯車機構をモータに備えると、前記機構を介して
減速することにより10000rpm程度の高回転型モ
ータを使用できる。したがって、同一の出力に対して相
対的にモータ径の小さいモータを使用でき、アクチュエ
ータ全体の小型化につながる。
【0014】なお、電動モータ14には、図示しないエ
ンコーダ等のセンサが取り付けられ、スライドテーブル
18の位置、速度等を検出している。
【0015】前記電動モータ14の軸線に沿って筐体形
状を有するコントローラ29が設けられ、該コントロー
ラ29の一端側は、ボデイ12の案内部材20a側に当
接するように設けられている。
【0016】電動モータ14の一端部からは駆動軸30
が突出し、その先端部は板体26aに設けられた孔部に
嵌合されるとともに、該板体26aの内側にタイミング
ベルト32を懸架するためのプーリ34を装着されてい
る。
【0017】ボールねじ16は、その両端部が板体26
a、26bの孔部に嵌合されるとともに、板体26a側
にタイミングベルト32を懸架するプーリ36を装着さ
れる。すなわち、プーリ34、36との間でタイミング
ベルト32が懸架され、電動モータ14の回転をボール
ねじ16に伝達する。ボールねじ16は、その途中でス
ライドテーブル18と一体的に構成された支持体38に
係合している。
【0018】スライドテーブル18は、ポリアセタール
等の潤滑性を有する部材から、実質的に、略L字型に形
成され、該L字型のそれぞれの端部にボデイ12の案内
部材20a、20bに嵌合する半円形状の案内溝40
a、40bが画成されている。前記案内溝40a、40
bの表面も前記案内部材20a、20bと同様にポリテ
トラフルオロエチレン加工でコーティングし、あるいは
鏡面仕上げ等で表面平滑化処理を行っている。
【0019】なお、案内部材20a、20bは、図4に
示すように、断面円形のシャフトで別体に形成してもよ
く、この場合には、ボルト42a、42bでボデイ12
に装着されている。また、スライドテーブル18の案内
溝40a、40bもこれに対応して断面が半円以上の円
形状に形成されている。したがって、スライドテーブル
18が案内部材20a、20bによって確実に案内され
る。前記案内部材20a、20bは、図5に示すよう
に、ボデイ12の一部を変形させて装着してもよい。
【0020】案内部材20a、20bは、図6のように
摺動によって発生する塵埃を取り込む、円周面に螺旋状
の溝44を形成してもよいし、また、図7のように凹部
46を形成したものでもよい。
【0021】なお、案内部材20a、20bおよびスラ
イドテーブル18の案内溝40a、40bは、ポリテト
ラフルオロエチレン等の樹脂によって、あるいはTi
C、B、ダイヤモンド等を物理蒸着法または化学蒸着法
でコーティングしてもよい。
【0022】次に、以上のように構成されるアクチュエ
ータ10の動作説明を行う。
【0023】先ず、コントローラ29からの付勢信号に
より、電動モータ14が駆動される。電動モータ14か
ら延在する駆動軸30の回転は、プーリ34、タイミン
グベルト32、プーリ36を介してボールねじ16に伝
達される。ボールねじ16の回転により、支持体38と
一体的に構成されたスライドテーブル18を変位させ
る。この際、スライドテーブル18の案内溝40a、4
0bがボデイ12の案内部材20a、20bに摺接して
スライドテーブル18を変位させるため、例えば、スラ
イドテーブル18に搭載された図示しないワークあるい
は機器を好適に移動することができる。なお、ボデイ1
2の断面L字型の端部に案内部材20a、20bを設
け、スライドテーブル18の案内溝40a、40bと嵌
合させているため、実質的にスライドテーブル18から
作用する荷重をボデイ12が直角二方向で支持する形と
なり、したがって、二方向からの合力等に対しても支持
できる。
【0024】この場合、アクチュエータ10の変位に伴
い、案内部材20a、20bとスライドテーブル18の
案内溝40a、40bとの摺接部分では、案内部材20
a、20bの表面に付着した塵埃が空気中を浮遊するお
それがあり、また、グリースを使用した場合には該グリ
ースが塵埃として落下するおそれある。しかしなが
ら、本発明では案内部材20a、20bに設けられた溝
22a、22b内に塵埃を進入させて回収することがで
きる。
【0025】図8に本発明の他の実施例を示す。この実
施例では、案内部材20a、20bの溝22a、22b
に代えて、スライドテーブル18の案内溝40a、40
bに溝48a、48bを設けている。これにより、前の
実施例と同様の効果を得ることもできる。さらに、案内
部材20a、20bとスライドテーブル18の双方に溝
22a、22b、48a、48bを設け、一層効果的に
ゴミを該溝22a、22b、48a、48bに回収する
ことも可能である。前記案内溝40a、40bが案内部
材20a、20bの溝44あるいは凹部46に対応する
形状の場合も同様である。
【0026】このように、本実施例に係るアクチュエー
タ10は、案内部材20a、20bの表面に溝22a、
22bを形成し、あるいは、スライドテーブル18の案
内溝40a、40bの表面に溝48a、48bを形成す
るため、スライドテーブル18の変位に伴って、案内部
材20a、20bの表面に付着している塵埃が該溝22
a、22b、48a、48bに回収されることになる。
このため、アクチュエータ10の動作中に塵埃が浮遊す
おそれ、あるいはグリースが塵埃として落下するお
それはない。また、案内部材20a、20bおよび案内
溝40a、40bの表面をポリテトラフルオロエチレン
等により表面平滑化処理を施して摺接自在にしているた
め、グリース等が不要となる。したがって、本発明に係
るアクチュエータ10は、クリーンルーム等でも使用可
能である。
【0027】なお、図9に示すように、電動モータ14
はハーモニックドライブ機構50を一体的に構成し、ボ
ールねじ16に直列に接続してもよい。
【0028】
【発明の効果】本発明に係るアクチュエータによれば、
以下の効果が得られる。
【0029】アクチュエータは、案内手段とスライドテ
ーブルまたはボデイとが摺接する部位に移動方向に沿っ
て溝を設けたため、移動手段の変位に伴いグリースを含
む塵埃の回収が図れる。したがって、案内手段の表面等
に発生した微小な塵埃が作業現場を浮遊するというこ
と、また、グリースの落下が阻止できる。
【0030】また、ステッピングモータ等の駆動源は、
それ自体にカバーを設けておらず、駆動源を収納するボ
デイ等を実質上のカバーとして構成しているため、アク
チュエータの軽量化に大きく貢献できるとともに、駆動
源から発生する熱を効果的に放熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る一実施例のアクチュエータの全体
斜視図である。
【図2】本発明に係る一実施例のアクチュエータの要部
説明斜視図である。
【図3】本発明に係る一実施例のアクチュエータの一部
省略説明縦断面図である。
【図4】本発明に係るアクチュエータの内部構成を示す
一部省略説明縦断面図である。
【図5】本発明に係るアクチュエータの内部構成を示す
部分説明縦断面図である。
【図6】本発明に係るアクチュエータの案内部材の表面
形状説明図である。
【図7】本発明に係るアクチュエータの案内部材の表面
形状説明図である。
【図8】本発明に係る他の実施例のアクチュエータのス
ライドテーブルの説明斜視図である。
【図9】本発明に係るアクチュエータの内部構成を示す
縦断面図である。
【符号の説明】
10…アクチュエータ 12…ボデイ 14…電動モータ 16…ボールねじ 18…スライドテーブル 20a、20b…案内部材 22a、22b、44、48a、48b…溝 40a、40b…案内溝 46…凹部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−71234(JP,A) 特開 昭61−13101(JP,A) 特開 昭59−93556(JP,A) 特開 昭58−118361(JP,A) 特開 平2−102917(JP,A) 実開 昭64−56936(JP,U) 実開 昭56−12127(JP,U) 実公 昭35−21757(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16H 25/20 - 25/24 B23Q 5/00 - 5/58 B23Q 1/00 - 1/30 B23Q 9/00 - 9/02 F16C 29/00 - 31/06

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】押し出しまたは引き抜きにより略L字状に
    成形されるボデイと、 前記ボデイの押し出し方向または引き抜き方向の両端部
    に配設される支持部材と、 前記ボデイに収納され、位置、速度等を検出するエンコ
    ーダを有し、それ自体のカバーを有していないステッピ
    ングモータと、 前記ステッピングモータの駆動軸に連結し、両端部が前
    記各支持部材によって回転可能に支持されるボールねじ
    と、 前記ボールねじに螺合する支持体一体的に構成され、
    前記ボデイに沿って変位する略L字状のスライドテーブ
    ルと、前記ボデイと一体的に構成され、 前記ボデイの押し出し
    方向または引き抜き方向と直交する方向の両端部に沿っ
    て配設される断面が略円形状の第1案内部と、前記スラ
    イドテーブルと一体的に構成され、前記第1案内部に摺
    動自在な状態で係合し、前記スライドテーブルの変位方
    向と直交する方向の両端部に配設される断面が略円形状
    の第2案内部とを有し、前記第1案内部または前記第2
    案内部の摺接する表面に塵埃取り込み用の溝が形成され
    る案内手段と、 を備えることを特徴とするアクチュエータ。
  2. 【請求項2】請求項1記載のアクチュエータにおいて、 前記ステッピングモータに換えて、ACモータを備える
    ことを特徴とするアクチュエータ。
  3. 【請求項3】請求項1記載のアクチュエータにおいて、 前記ステッピングモータに換えて、インダクションモー
    タを備えることを特徴とするアクチュエータ。
  4. 【請求項4】請求項1〜3のいずれか1項に記載のアク
    チュエータにおいて、 前記第1案内部は、前記ボデイに対して嵌合結合される
    ことを特徴とするアクチュエータ。
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