JP4273716B2

JP4273716B2 - ワーク搬送装置

Info

Publication number: JP4273716B2
Application number: JP2002223906A
Authority: JP
Inventors: 壯介河島
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2022-07-31
Also published as: US7017999B2; US20040099512A1; JP2004059305A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クリーンルームのような清浄な環境下で使用されるワーク搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、クリーンルーム用のワーク搬送装置として、実公平７−２８４４４号公報に開示されたものが知られている。このワーク搬送装置は、ボール転動溝を有する長尺のガイドレールと、ガイドレールのボール転動溝に対向するボール転動溝を両外側面に有するナットブロックと、ナットブロックの軸方向両端部に固定されてナットブロックのボール転動溝とボール戻り通路とを連通しボール循環路を形成するエンドキャップと、ボール循環路に沿って循環する多数のボールと、ガイドレールに固定されナットブロックに螺合する送りねじ軸を回転自在かつ軸方向移動不能に支持するサポートユニットとを備えている。そして、ナットブロックはガイドレールの両側壁の上端部に近接し、その端部を覆う張出部を有し、ガイドレールはナットブロックの通過によって上方に膨出する可撓性シール部材により上方の開口部が覆われ、シール部材には磁性材料が用いられ、ガイドレールの上端部にシール部材を吸着するラバーマグネットを設けた構成となっており、開口部が露出するのを極力避けることにより、例えば内部から潤滑剤等が外部に飛散するのを防止している。
【０００３】
しかし、このようなワーク搬送装置は、ナットブロックが移動すると、このナットブロックとともに移動するエンドキャップがシール部材と擦れ合うことによって摩耗粉等が発生するおそれがあり、特に厳しいクリーン度を要求される場合には、なお改良の余地があった。そこで、可動体の一部が外装カバーによって形成される開口部を通じて外部に突出し、可動体が開口部に沿って移動するワーク搬送装置において、可撓性を有して開口部を覆い得る一対の弾性シール部材と、該シール部材に開口部を覆う方向の吸着力を付与する第１の磁気回路と、可動体に設けられて第１の磁気回路との間で反発力を生ずる第２の磁気回路とを備えたものが特開２０００−３４６１６５号公報に開示されている。
【０００４】
このようなワーク搬送装置では、実公平７−２８４４４号公報に記載のもののように、可動体と弾性シール部材との摺接によって摩耗粉等が発生するおそれはない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、一対のシール部材同士が互いに逆極性に着磁された状態であり、密接した状態のシール部材同士を可動体の通過により引き剥がさなければならない。これには可動体側に大きな磁力が必要となり、かつスムーズな密着状態から離れた状態への切替が必要となるが、それを実現するためには、これらの磁力のバランスの管理等が困難であり、コスト高となることになる。また、全部で４つの弾性シール部材を必要とするため、部品点数の増加やコストの上昇を招くという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、外部への塵埃や潤滑剤等のもれ出しを確実に防止することのできるワーク搬送装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のうち請求項１の発明は、フィード機構と、このフィード機構により送り駆動されるキャリッジと、前記フィード機構及びキャリッジの少なくとも一部を内部に収容するケーシングとからなるワーク搬送装置であって、前記ケーシングは、その側壁部と前記フィード機構による送り方向に沿って設けられる前記ケーシングのトッププレートとの間に形成された矩形状開口部をシールする弾性シールブレードを有し、前記キャリッジは、前記開口部を通過して前記ケーシングの上方に突出するブロック状ワーク取付け座を有するとともに、前記弾性シールブレードを前記ワーク取付け座の外側面から引き離す引き離し部材を前記ワーク取付け座の移動方向両端に有し、
前記引き離し部材は、前記弾性シールブレードと対向する部位に複数の気体噴出孔を有していることを特徴とする。
【０００９】
本発明のうち請求項２の発明は、前記弾性シールブレードが前記フィード機構の送り方向に関しては伸びやすく、これと直交する方向に関してはそれより伸びにくく構成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明のうち請求項３の発明は、前記弾性シールブレードが細長の方形状に形成されていると共に複数の切込み溝を有し、前記切込み溝が前記弾性シールブレードの長手方向と直交する方向に互いに平行に且つ前記弾性シールブレードの表面部と裏面部に交互に設けられていることを特徴とする。
本発明のうち請求項４の発明は、前記弾性シールブレードが細長の方形状に形成されていると共に複数のスリットを有し、前記スリットが前記弾性シールブレードの長手方向と直交する方向に互いに平行に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
本発明のうち請求項５の発明は、前記弾性シールブレードが細長の方形状に形成されていると共に複数の折り曲げ線を有し、前記折り曲げ線が前記弾性シールブレードの長手方向と直交する方向に互いに平行に設けられていることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図７は本発明の第１の実施形態を示す図であり、図１に示されるように、本発明の第１の実施形態に係るワーク搬送装置は、箱形のケーシング１２と、このケーシング１２内に設けられたフィード機構１４と、このフィード機構１４によりケーシング１２の長手方向に送り駆動されるキャリッジ１６とから構成されている。
【００１３】
ケーシング１２は、底板部１２１ａ（図３参照）の両側に側壁部１２１ｂ，１２１ｂを有する断面コ字形のケーシング本体１２１と、このケーシング本体１２１の長手方向両端に相対向して取り付けられたエンドカバー１２２，１２３（図２参照）と、これらのエンドカバー１２２，１２３に両端部を支持された長方形状のトッププレート１２４とからなり、ケーシング本体１２１には、側壁部１２１ｂ，１２１ｂとトッププレート１２４との間に形成された矩形状の開口部１８，１８（図１参照）をシールする二つの弾性シールブレード２０，２０が設けられていると共にケーシング１２の内部を負圧にするための吸気孔２２（図１参照）が設けられている。
【００１４】
弾性シールブレード２０は、ゴム或いは樹脂等の弾性材料で形成されている。また、弾性シールブレード２０は細長の方形状に成形されており、この弾性シールブレード２０には、複数の切込み溝２４（図４参照）が弾性シールブレード２０の長手方向と直交する方向に互いに平行に且つ弾性シールブレード２０の表面部と裏面部に交互に設けられている。
【００１５】
フィード機構１４は、キャリッジ１６をケーシング１２の長手方向に案内するリニアガイド１４１（図３参照）と、このリニアガイド１４１のスライダ１４１ａを案内レール１４１ｂの長手方向にスライド駆動するボールねじ１４２と、このボールねじ１４２のねじ軸１４２ａを回転駆動する駆動モータ１４３（図１参照）とからなり、駆動モータ１４３でねじ軸１４２ａを回転させるとキャリッジ１６の底部に設けられたブラケット１５に固定されたナット１４２ｂがねじ軸１４２ａの軸方向に往復動するようになっている。
【００１６】
キャリッジ１６はスライダ１４１ａの上面に固定されており、このキャリッジ１６の両側部には、図３に示すように、二つのワーク取付け座２６，２６がキャリッジ１６と一体的に設けられている。これらのワーク取付け座２６はブロック状に形成されており、各ワーク取付け座２６の上面には、図示しないワークをワーク取付け座２６にボルト固定するためのネジ穴２７，２７が設けられている。また、ワーク取付け座２６の上端部は前述した開口部１８を通過してケーシング１２の上方に突出しており、各ワーク取付け座２６の移動方向両端には、図５及び図６に示すように、弾性シールブレード２０をワーク取付け座２６の外側面２６ａから引き離す一対の引き離し部材３０が設けられている。
【００１７】
各引き離し部材３０は、中空状に形成されている。また、各引き離し部材３０は、図７に示すように、弾性シールブレード２０と対向する部位に複数の気体噴出孔３２を有している。これらの気体噴出孔３２は引き離し部材３０の形状に倣って変形した状態のシールブレード２０の稜線のやや下側に位置するように曲線上に並んで配設されている。各引き離し部材３０の内部へは、不図示の外部の気体供給源よりケーシング本体１２１に設けられた圧縮気体供給孔３６（図２参照）、可撓性の送気チューブ３４（図１及び図２参照）等を介して気体が供給される。すなわち、４ヶ所の引き離し部材３０のうち図で右下のものには、送気チューブ３４から直接供給され、右上のものには連絡チューブ３５を介して、左下及び左上のものには、右下及び右上のものからさらにキャリッジ１６を貫通する貫通穴１６ａ（図１及び図３参照）を介してそれぞれ供給される。弾性シールブレード２０は気体噴出孔３２から噴出する気体によって、引き離し部材３０自体及びワーク取付け座２６の外側面２６ａから引き離されるようになっている。
【００１８】
一方、キャリッジ１６等の可動部分以外の箇所では、弾性シールブレード２０は少しだけ弾性変形した状態でトッププレート１２４に自身の弾性により押し付けられている。しかし、その弾性はあまり高くなく、後述のケーシング内部を負圧にすることによる押付力も小さいので、引き離し部材３０により容易にトッププレート１２４から離すことができる。
【００１９】
上述した本発明の第１の実施形態に係るワーク搬送装置では、ケーシング本体１２１の側壁部１２１ｂ，１２１ｂとトッププレート１２４との間に形成された矩形状開口部１８，１８をシールする弾性シールブレード２０がワーク取付け座２６の移動方向両端に設けられた引き離し部材３０によってワーク取付け座２６の外側面２６ａから引き離される。したがって、弾性シールブレード２０がワーク取付け座２６によって摩耗されることがないので、摩耗粉が外部へ放出されることを防止できると共に弾性シールブレード２０の摩耗粉によってフィード機構１４の送り精度が低下することを防止でき、ワークを高精度に搬送することができる。
【００２０】
また、上述した第１の実施形態では、引き離し部材３０に設けられた気体噴出孔３２から噴出する気体によって弾性シールブレード２０が引き離し部材３０から離間し、引き離し部材３０と摺接することがない。仮に摺接するとしても、間に気体が介在することにより、摺接の摩擦力は極めて小さい。したがって、引き離し部材３０との摺接によって弾性シールブレード２０が摩耗されて摩耗粉が発生することもないので、摩耗粉が外部へ放出されることを防止できると共にワークをより高精度に搬送することができる。
【００２１】
また、上述した第１の実施形態では、ケーシング本体１２１に吸気孔２２を設けたことにより、ケーシング１１の内部を負圧にすることができ、ケーシング内部のフィード機構１４等から発生する摩耗粉や潤滑剤が外部へ放出されることを防止することができる。
さらに、引き離し部材３０の気体噴出孔３４から噴出される気体も内部からの摩耗粉等の外部への放出を抑制するのにも寄与する。吸気孔２２からの吸気によるケーシング１２内部の負圧化によって、上述のように内部からの塵埃等が外部へ放出されることがある程度防げる。しかし、特に、キャリッジ１６が高速で移動する場合等、移動する前方の空間が急激に圧縮されることによって局部的に正圧になる場合もあり、その場合、内部から弾性シールブレード２０とキャリッジ１６等との隙間から内部の塵埃等が排出されることが完全に防げるとは言い切れない。その際、気体噴出孔３２から噴出する気体により弾性シールブレード２０と引き離し部材３０との隙間部分が局部的に高い正圧となることにより、内部からの前記キャリッジ１６前方の正圧により生じる気流は、その圧力があまり高くないので、気体噴出孔３２からの気体により内方へ押し戻されることとなる。このように気体噴出孔３２からの気体がエアーカーテンとして機能することにより、より高いシール性が得られる。
【００２２】
なお、気体噴出孔３２には上記のような機能があることから、本実施の形態のように外部がクリーン度の高さを要求される場合のみでなく、外部からケーシング内部への塵埃等の侵入を防止したい場合にも対応可能である。因みに、そのような場合、ケーシング内部の負圧化は行わない。
さらに、上述した第１の実施形態では、弾性シールブレード２０に多数本の切込み溝２４を弾性シールブレード２０の長手方向と直交する方向に互いに平行に且つ弾性シールブレード２０の表面部と裏面部に交互に設けたことにより、長手方向には伸びやすく、従って曲がりやすく、弾性シールブレード２０が引き離し部材３０の形状に沿って容易に弾性変形するので、弾性シールブレード２０が引き離し部材３０の形状に倣って変形しやすいため、引き離し部材３０との間の隙間が局部的に大きくなったり、逆に接触したりすることを効果的に抑制することができる。また、長手方向に伸びやすいことは、弾性シールブレードの長手方向の単位長さ当たりの変形量を大きく取れることを意味する。従って、変形を伴う引き離し部材３０と沿う部分の長さを短くできる。すなわち、引き離し部材３０の長さを短くでき、アクチュエータ全長の短縮も可能となる。一方、長手方向と直交する方向には、十分な剛性を有するため、キャリッジ１６等の可動部分以外の箇所でトッププレート１２４に接触した状態を得ることができる。
【００２３】
次に、図８及び図９を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。なお、図１乃至図７に示したものと同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図８及び図９において、ケーシング本体１２１は側壁部１２１ｂ，１２１ｂとトッププレート１２４との間に形成された開口部１８，１８をシールする二つの弾性シールブレード３８,３８を有しており、これらの弾性シールブレード３８は細長の方形状に形成されている。トッププレート１２４は非磁性材であるアルミニウムから形成されている。
【００２４】
キャリッジ１６は開口部１８を通過してケーシング１２の上方に突出する二つのワーク取付け座２６を両側部に有しており、これらワーク取付け座２６の移動方向両端には、弾性シールブレード３８をワーク取付け座２６の外側面２６ａから引き離す一対の引き離し部材４０が設けられている。これらの引き離し部材４０は永久磁石で構成されており、弾性シールブレード３８と対向する部位には例えばＳ極の第１の磁力発生面４２が形成されている。
【００２５】
一方、弾性シールブレード３８はフェライト等の磁性粉末を含有する樹脂等の弾性材で形成されており、各弾性シールブレード３８の引き離し部材４０と対向する部位には例えばＳ極の第２の磁力発生面４４が形成されている。この第２の磁力発生面４４は引き離し部材４０に設けられた第１の磁力発生面４２と同一の極性を有している。
【００２６】
このように構成される本発明の第２の実施形態では、ワーク取付け座２６の移動方向両端に設けられた引き離し部材４０によって弾性シールブレード３８がワーク取付け座２６の外側面２６ａから引き離され、弾性シールブレード３８がワーク取付け座２６によって摩耗されることがないので、第１の実施形態と同様に、
摩耗粉等が外部へ放出されることを防止できると共に弾性シールブレード３８の摩耗粉によってフィード機構の送り精度が低下することを防止でき、ワークを高精度に搬送することができる。
【００２７】
また、引き離し部材４０に設けられた第１の磁力発生面４２と弾性シールブレード３８に設けられた第２の磁力発生面４４との間に互いに反発し合う磁力が発生し、これにより、弾性シールブレード３８が引き離し部材４０と摺接することがない。仮に摺接するとしても両者間の反発力により、摺接の摩擦力は極めて小さい。したがって、弾性シールブレード３８が引き離し部材４０により摩耗されて摩耗粉が発生することもないので、ワークをより高精度に搬送することができる。
【００２８】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。たとえば、本発明の第１の実施形態では、弾性シールブレード２０を引き離し部材３０の形状に沿って容易に変形させるために、弾性シールブレード２０に複数の切込み溝２４を設けたが、図１０に示す本発明の第３の実施形態のように、弾性シールブレード２０に複数のスリット４６を弾性シールブレード２０の長手方向と直交する方向に設けても同様の効果を得ることができ、さらに、図１１に示す本発明の第４の実施形態や図１２に示す本発明の第５の実施形態のように、弾性シールブレード２０に複数の折り曲げ線５０を弾性シールブレード２０の長手方向と直交する方向に設けても同様の効果を得ることができる。
【００２９】
いずれの場合も長手方向には伸びやすく、あるいは曲がりやすく、長手方向と直交する方向には必要な程度の剛性を持たせることが可能となる。他にも例えばシールブレードを長手方向の縦弾性係数よりも長手方向と直交する方向の縦弾性係数が高い、異方性を有する材料で形成するようにしても同様の効果が得られる。もちろん、これらの弾性シールブレードの採用は第２の実施の形態についても適用可能である。
【００３０】
また、各実施の形態において、引き離し部材はキャリッジ端部に取り付けるようにしたが、例えばキャリッジの四隅に切欠き部を設け、これらの切欠き部に引き離し部材を取り付けるようにしてもよい。
また、上述した第１の実施形態ではシールブレード２０からの反力が大きいワーク取付け座２６の両端部のみに空気噴出孔３２を設けたが、ワーク取付け座２６の外側面全長に渡り空気噴出孔３２を設けてもよい。同様に上記第２の実施形態では、引き離し部材４０をワーク取付け座２６の外側面全長に渡り設けてもよい。
【００３１】
また、フィード機構として、ボールねじとリニアガイドとの組合せを用い、モータで駆動するようにしているが、他にもリニアモータとリニアガイドの組合せ、モータとプーリとベルトの組合せなど、各種のものを用いることができる。案内装置もリニアガイドに限定されず、すべり案内、静圧案内等を用いてもよい。また、モータをケーシング内に設けているが、モータからの発塵がない場合にはモータをケーシングの外側に露出させるようにしてもよい。ケーシングも上記実施の形態のものに限られない。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、キャリッジのワーク取付け座が弾性シールブレードと摺接しながらケーシングの長手方向に移動することがないので、弾性シールブレードの摩耗粉によってフィード機構の送り精度が低下することを防止でき、ワークを高精度に搬送することができる。
【００３３】
また、請求項１の発明によれば、弾性シールブレードが引き離し部材にも摺接することがないので、ワークをより高精度に搬送することができる。
さらに、請求項１の発明によれば、シールブレードと引き離し部材との隙間を局部的に正圧にすることで、ケーシング内部からケーシング外部へ或いはケーシング外部からケーシング内部へ塵埃、潤滑剤、その他が移動するのを抑制できる。
【００３５】
請求項２乃至５の発明によれば、引き離し部材の形状に沿って弾性シールブレードが容易に変形するので、上述した効果に加え、弾性シールブレードと引き離し部材との隙間の極小化によるシール性能の向上や引き離し部材の長さの短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るワーク搬送装置の平面図である。
【図２】図１に示すワーク搬送装置の側面図である。
【図３】図１のIII−III線に沿う矢視断面図である。
【図４】図１乃至図３に示される弾性シールブレードの斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るワーク搬送装置の要部を示す図である。
【図６】図５のIV−IV線に沿う矢視断面図である。
【図７】図５に示されるキャリッジの一部を示す斜視図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るワーク搬送装置の要部を示す図である。
【図９】図８のIX−IX線に沿う矢視断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係るワーク搬送装置の弾性シールブレードを示す図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係るワーク搬送装置の弾性シールブレードを示す図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係るワーク搬送装置の弾性シールブレードを示す図である。
【符号の説明】
１２ケーシング
１２１ケーシング本体
１２１ａ底板部
１２１ｂ側壁部
１２２，１２３エンドカバー
１２４トッププレート
１４フィード機構
１４１リニアガイド
１４２ボールねじ
１４３駆動モータ
１６キャリッジ
１８開口部
２０，３８弾性シールブレード
２２吸気孔
２４切込み溝
２６ワーク取付け座
３０，４０引き離し部材
３２気体噴出孔
３４送気チューブ
３６圧縮気体供給孔
４２第１の磁力発生面
４４第２の磁力発生面
４６スリット
５０折り曲げ線

Claims

フィード機構と、このフィード機構により送り駆動されるキャリッジと、前記フィード機構及びキャリッジの少なくとも一部を内部に収容するケーシングとからなるワーク搬送装置であって、
前記ケーシングは、その側壁部と前記フィード機構による送り方向に沿って設けられる前記ケーシングのトッププレートとの間に形成された矩形状開口部をシールする弾性シールブレードを有し、
前記キャリッジは、前記開口部を通過して前記ケーシングの上方に突出するブロック状ワーク取付け座を有するとともに、前記弾性シールブレードを前記ワーク取付け座の外側面から引き離す引き離し部材を前記ワーク取付け座の移動方向両端に有し、
前記引き離し部材は、前記弾性シールブレードと対向する部位に複数の気体噴出孔を有していることを特徴とするワーク搬送装置。
前記弾性シールブレードは、前記フィード機構の送り方向に関しては伸びやすく、これと直交する方向に関してはそれより伸びにくく構成されていることを特徴とする請求項１に記載のワーク搬送装置。
前記弾性シールブレードは、細長の方形状に形成されていると共に複数の切込み溝を有し、該切込み溝は、前記弾性シールブレードの長手方向と直交する方向に互いに平行に且つ前記弾性シールブレードの表面部と裏面部に交互に設けられていることを特徴とする請求項２記載のワーク搬送装置。
前記弾性シールブレードは、細長の方形状に形成されていると共に複数のスリットを有し、該スリットは、前記弾性シールブレードの長手方向と直交する方向に互いに平行に設けられていることを特徴とする請求項２記載のワーク搬送装置。
前記弾性シールブレードは、細長の方形状に形成されていると共に複数の折り曲げ線を有し、前記折り曲げ線は、前記弾性シールブレードの長手方向と直交する方向に互いに平行に設けられていることを特徴とする請求項２記載のワーク搬送装置。