JP3570077B2

JP3570077B2 - 無吸引クリーンアクチュエータ

Info

Publication number: JP3570077B2
Application number: JP11389296A
Authority: JP
Inventors: 伸仁佐治
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1996-05-08
Filing date: 1996-05-08
Publication date: 2004-09-29
Anticipated expiration: 2016-05-08
Also published as: JPH09303518A; US5915916A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハウジングに組み込まれて軸方向に直線駆動されるキャリッジを有する防塵構造のアクチュエータに係り、特に、排気ポンプ無しで外部への発塵を防止できる無吸引クリーンアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の防塵構造のアクチュエータとしては、例えば、実開平７−７８３７号に開示されたものがある。このものは、図６に示すように、ハウジング１００の内部に直線案内装置１０１と、これに案内されるキャリッジ１０２と、そのキャリッジをボールねじを介して軸方向に駆動する駆動装置１０３とを備えており、ハウジング１００の一面にはキャリッジ１０２の移動方向に長く開口したスリットを有する。キャリッジ１０２の一部はスリットを介してハウジング外に突き出していて、これに搬送用のテーブル等を取り付けるようになっている。そのハウジング１００の両端部に複数個のプーリ１０５を配し、それらのプーリを介して張設したシールベルト１０６の可動ループにキャリッジ１０２を取り付けてある。シールベルト１０６の可動ループは、ハウジングのスリット開口を塞いで、ハウジング内部で発生した金属粉やグリース微粒子等の塵埃が外部へ飛散することを防止するもので、プーリ１０５を経てキャリッジ１０２の直線移動に伴って循環する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の防塵構造のアクチュエータは、キャリッジ１０２がある程度高速で移動すると、その前進側のハウジング内部空間の空気が圧縮されて内圧が外部空気圧より高くなり、シールベルト１０６で塞がれている筈のスリットから外部に洩れ出すことがある。そのため、上記防塵構造のアクチュエータを例えば極微小な塵埃の微量飛散することも忌避される無塵室内で部品移送ロボットとして使用する場合等には、図７に示すように、防塵構造のアクチュエータを更にカバー１１０で覆うとともに、ダクト１１１を介して排気ポンプ１１２でカバー１１０内を排気して負圧を作り、微小塵埃の外部飛散の完全防止を図らなければならないという未解決の課題がある。
【０００４】
本発明は、このような従来の防塵構造のアクチュエータが直面する未解決の課題に着目してなされたもので、カバーで覆い排気ポンプで減圧することを不要とする完全防塵構造の無吸引クリーンアクチュエータを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る発明は、軸方向に長く開口したスリットを外面に有するハウジング内に、直線案内装置を介して軸方向に移動自在に支持されるとともに送り装置で前記スリットに沿って往復駆動される搬送用部材を設け、該搬送用部材はその一部を前記スリットを介してハウジング外部に突出せしめるとともに、複数のプーリを介してハウジング内に軸方向可動に張設され前記スリットの開口を封止するシールベルトの可動ループに係合してなるアクチュエータにおいて、前記搬送用部材が移動する前記ハウジング内の主空間に沿わせて、外部と連通する従空間を併設するとともに、その従空間と前記主空間とを、主空間の両端部に設置されて従空間への一方向のみに空気を流す排気弁を介して連通させたことを特徴とするものである。
【０００６】
本発明に係る無吸引クリーンアクチュエータは、搬送用部材自身の軸方向への搬送動作と排気弁との共働により、ハウジング内の主空間内の空気を隣設した従空間の方へ追い出すと共に、逆流を阻止する。これにより、排気ポンプを用いることなくハウジング内に負圧をつくり出して、ハウジング内の直線案内装置や送り装置などの駆動で発生する塵埃をハウジング外部に飛散させない。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１，図２は本発明の一実施形態例を示したもので、図１は軸に垂直に切断した断面図、図２はそのＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【０００８】
先ず、構成を説明すると、軸方向に長いハウジング１の内部は上下二段に仕切り、上部の空間（以下、「主空間」という）２と下部の空間（以下、「従空間」という）３とに分割されている。
【０００９】
その主空間２内に、一対の直動案内装置（リニアガイド装置）４，４が平行に配設され、この２台の直動案内装置４，４により、搬送用部材である１台の主キャリア１０が軸方向に移動自在に支持されている。主キャリア１０は断面ほぼＴ型で、ハウジング１の内法の幅よりやや小さい幅を有し、その上面には左右両サイド寄りの位置に被搬送ワークの取付け座面１０ａが突設されている。直動案内装置４は、左右両側面に軸方向の転動体転動溝５を有する断面ほぼ角形の案内レール６と、その案内レール６を跨ぐ断面コ字型に形成されて内側面に前記案内レールの転動体転動溝５に対向する図示されない転動体転動溝を有するスライダ７と、両転動体転動溝内を転動しつつ無限循環する図示されない多数の転動体とを備え、スライダ７は転動体の転動を介して案内レール６上を滑らかに移動する構造の転がり案内である。
【００１０】
前記直動案内装置４の案内レール６は、下部が主空間２の床面１１の左右両サイドにある軸方向の溝１２内に埋め込まれて固定され、その上に跨架されたスライダ７の下面が床面１１とすれすれになるようにしてある。そのスライダ７は主キャリア１０のＴ型断面の下部空間内に密着して取付けてある。かくして、床面１１と側壁１３とハウジングのカバー１ａとで囲まれた主空間２の空間断面が主キャリア１０とこれを支持した直動案内装置４とで、接触しない程度の僅かの隙間を残して軸方向に仕切られ、これにより主キャリア１０はピストンとしての機能をも兼ねるものとなっている。
【００１１】
この主キャリア１０を、選定された速度で選定された位置まで軸方向に正確に搬送する送り装置として、本実施形態例ではボールねじ装置１６が用いられている。ボールねじ装置１６は、主空間２の長さにほぼ見合う長さのねじ軸１７に図示されない多数のボールを介してボールねじナット１８が螺着されており、そのねじ軸１７の一端は軸受１９ａを介してハウジング１に支持され、他端は軸受１９ｂを介してモータハウジング２０に支持されると共に、カップリング２１を介してモータ２２（例えばＡＣサーボモータ）に連結されている。ボールねじナット１８は主キャリア１０の下部に一体的に固定されている。
【００１２】
ハウジング１は、その上面を覆うカバー１ａの両サイドに、軸方向に長く開口した２条の平行なスリットＳを備え、主キャリア１０のワーク取付け座面１０ａが各スリットＳを貫通してハウジング１の外部に突き出している。その２条のスリットＳの開口をそれぞれ封止するため、シールベルト２５の可動ループからなるベルト式防塵装置が各スリットＳに対応して左右一対に、ハウジング１内に設けられている。各ベルト式防塵装置は同一の構成であるから、その一方のみを説明すると、ハウジング１内の軸方向の両端部において上の主空間２に二個、下の従空間３に二個と上下に計四個のプーリ２６を配置してある。シールベルト２５は一端を主キャリア１０の一端側にねじ２７で係止し、四個のプーリ２６を通し下方の従空間３を経てループ状に掛け渡し、他端を主キャリア１０の他端側に係止することによりシールベルト２５の可動ループを形成している。スリットＳの開口の側縁にはベルトシール溝２８が形成され、その溝２８にシールベルト２５の側縁を係合させるようにしてシールを効果的に行うようになっている。なお、シールベルト２５の材質は、薄い金属帯板又はポリウレタン含浸帆布製の平バンド等任意に選定できる。
【００１３】
従空間３の床面３０には幅中心位置に溝３１が軸方向に延設され、これに従動用の直動案内装置３２の案内レール３３が下部を埋め込んで設置してある。その案内レール３３上に跨架されたスライダ３４に、従動キャリア３５が一体的に取付けられている。従動キャリア３５は、従空間３の壁面に接触しない程度の僅かの隙間を残す断面形状とされ、その左右両側の下面にシールベルト２５を通す溝３５ａを有し、ねじ３５ｂでシールベルト２５に係止されている。こうして、シールベルト２５の回動に伴い直動案内装置４に案内されつつ従空間３を軸方向に移動するピストンとしての機能を有するものとなっている。
【００１４】
このように形成された主空間２と従空間３とは、軸方向の両端部近傍に設けられた開口３６，３７で連通しており、各開口３６，３７にそれぞれ、主空間２から従空間への一方向のみに空気を流す排気弁３８，３９が取付けられている。
【００１５】
また、従空間３の軸方向の両端には開口４０，４１が形成されていて、これに排気ダクト４２，４３が接続され、各開口４０，４１にそれぞれ、従空間３から排気ダクト４２，４３への一方向のみに空気を流す排気弁４４，４５が取付けられている。
【００１６】
次に作用を述べる。
ハウジング１の上カバー１ａからスリットＳを介して突き出ている主キャリア１０の左右一対のワーク取付座面１０ａには、図示しない被搬送体であるワークを取り付け、ボルトで固定される。
【００１７】
いま、主キャリア１０は、図２においてモータ２２に接近した位置に停止しているものとする。
この状態で駆動装置であるモータ２２を正転させる。このようにモータ２２が正転すると、その回転力がボールねじ装置１６のねじ軸１７を正回転させる。これにボールねじナット１８が応動して矢符号Ｆ方向に移動すると、主キャリア１０が共に同方向に移動する。こうして主キャリア１０が駆動され、直動案内装置４に案内されてハウジング１の主空間２内を移動することによりワークが搬送される。主キャリア１０の移動に伴い、シールベルト２５は回動移動しつつスリットＳの開口をシールする。このシールベルト２５の回動に伴い、シールベルト２５に取り付けられている従動キャリア３５が、従空間３の内部を主キャリア１０の進行方向とは反対に矢符号Ｇ方向に同速度で移動する。
【００１８】
主キャリア１０がＦ方向に移動すると前方の主空間２の容積が縮小されていくと同時に、従動キャリア３５のＧ方向移動によりその後方の従空間３の容積が拡大されていく。このとき、排気弁３８は開き、排気弁４４は閉じる。従空間３の断面積は主空間２のそれより大きいので、その断面積差により主キャリア１０前方の主空間２は負圧となる。
【００１９】
一方、主キャリア１０の後方の主空間２の容積はＦ方向移動につれて拡大されていき、同時に、従動キャリア３５の前方の従空間３の容積が縮小されていく。このとき、排気弁３９は閉じ、排気弁４５は開く。排気弁３９が閉じたままで拡大されていくことにより、主キャリア１０の後方の主空間２内は負圧となる。容積が縮小される従動キャリア３５の前方の従空間３の空気は、開いた排気弁４５により排気ダクト４３に送り込まれて、無塵室外部に放出される。
【００２０】
モータ２２の逆転により主キャリア１０を逆作動させた場合、上記と反対の動作が行われて、主キャリア１０の前後の主空間２内は上記同様に負圧となり、従動キャリア３５の進行方向側の従空間３内に圧縮される空気は排気弁４４から排出される。
【００２１】
かくして、発塵量の多い主空間２は排気ポンプで排気することなく常に負圧に保持されることとなり、内部の直動案内装置４やボールねじ装置１６等で微細な塵埃が発生しても装置外部に洩れだすことはなく、排気ダクトを経て排出される空気流とともに無塵室外に運び出される。
【００２２】
なお、上記の説明では触れていないが、主キャリア１０に軸方向の貫通孔を設けてあっても良い。その場合も同様に主キャリア１０の作動により主空間２内は負圧に保持され、発塵の外部飛散が防止される。
【００２３】
図３，図４に他の実施形態例を示す。
この例は、従動キャリア３５を内蔵した従空間３を省き、その代わりに排気ダクト５１を従空間としてハウジング１に連設して、主空間２を排気弁３８，３９のみを介して排気ダクト５１に連通させた点、及び主キャリア１０に軸方向の貫通孔５０を設けるとともに、その貫通孔５０の前後の両開口に、主キャリア１０の内部から流出する方向にのみ空気を流す排気弁５２，５３を有する点が上記第１の実施形態例とは異なっている。なお、５４，５５はそれぞれ、前記排気弁５２，５３を取付けるためのカバーである。
【００２４】
この場合、主キャリア１０が矢符号Ｆの方向に移動するとき、前進方向にある排気弁５２は閉じ、排気弁３８は開く。これにより、主キャリア１０の前方側の縮小されていく主空間２内の空気は発塵粒子を伴って排気ダクト５１に放出される。一方、主キャリア１０の後方の拡大されていく主空間２では、排気弁５３が開き、排気弁３９は閉じる。したがって後方主空間２内は負圧になる。主キャリア１０が逆移動する場合も同様であり、かくして発塵量の多い主キャリア１０内は常に負圧が保持されて、発生した発塵粒子が外部に洩れ出ることが防止される。
【００２５】
図５に更に他の実施形態例を示す。
この例は、上記第２の実施形態例において主キャリア１０の貫通孔５０前後の両開口に排気弁を設けていない点が異なっている。
【００２６】
主キャリア１０が矢符号Ｆの方向に移動するとき、前進方向にある排気弁３８が開く。主キャリア１０の前方側の縮小されていく主空間２内の空気は発塵粒子を伴って従空間である排気ダクト５１に放出される。同時に、主キャリア１０の後方の拡大されていく主空間２は排気弁３９が閉じて負圧になり、前方の主空間２内の空気が貫通孔５０を通り後方の主空間２の方へ吸引されて外部への発塵が防止できる。
【００２７】
なお、上記実施形態例では、主キャリア１０を一対の直動案内装置４で支持するものを示したが、一台の直動案内装置で支持するものにも適用できる。
また、主キャリア１０の送り装置としてボールねじ装置を用いたものを説明したが、これに限らず、ベルト駆動，エアシリンダー駆動その他公知の送り装置であっても良い。
【００２８】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、スリットを外面に有するハウジング内をそのスリットに沿って往復駆動される搬送用部材を備え、その搬送用部材の移動にともない回動するシールベルトの可動ループを設けてスリットの開口を封止するようにしたアクチュエータに、外部と連通する従空間を併設するとともに、従空間と前記主空間とを主空間から従空間への一方向のみに空気を流す排気弁を介して連通させたものとしたため、ハウジング内を搬送用部材の移動と排気弁との共働により負圧に保ことができて、その結果、排気ポンプで減圧する必要のない完全防塵構造の無吸引クリーンアクチュエータを提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例の軸に垂直に切断した断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態例の縦断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】本発明の更に他の実施形態例の縦断面図である。
【図６】従来の防塵型アクチュエータの縦断面図である。
【図７】図６に示す従来のアクチュエータを排気ポンプを使用して吸引アクチュエータとした斜視図である。
【符号の説明】
１ハウジング
２主空間
３従空間
４直線案内装置
１０搬送用部材
１６送り装置
２５シールベルト
２６プーリ
３８排気弁
３９排気弁

Claims

軸方向に長く開口したスリットを外面に有するハウジング内に、直線案内装置を介して軸方向に移動自在に支持されるとともに送り装置で前記スリットに沿って往復駆動される搬送用部材を設け、該搬送用部材はその一部を前記スリットを介してハウジング外部に突出せしめるとともに、複数のプーリを介してハウジング内に軸方向可動に張設され前記スリットの開口を封止するシールベルトの可動ループに係合してなるアクチュエータにおいて、
前記搬送用部材が移動する前記ハウジング内の主空間に沿わせて、外部と連通する従空間を併設するとともに、該従空間と前記主空間とを、主空間の両端部に設置されて従空間への一方向のみに空気を流す排気弁を介して連通させたことを特徴とする無吸引クリーンアクチュエータ。