JP4816325B2 - 直線移動装置 - Google Patents

Description

本発明は、フレームに移動体の移動方向に沿って形成されている溝穴部を塞ぐようにシートが設けられ、移動体が直線移動することに連動してスライドテーブルがシート上を直線移動する直線移動装置に関する。

従来より、フレームに移動体の移動方向に沿って形成されている溝穴部を塞ぐようにシートが設けられ、移動体が直線移動することに連動してスライドテーブルがシート上を直線移動する直線移動装置（直動ロボット）が供されている（例えば特許文献１参照）。
特開平２−９５５９３号公報

ところで、このような構成では、シートとフレームとを密着させることで両者の間の密閉性を確保し、塵埃や水滴がシートとフレームとの間の隙間から溝穴部を介してフレーム内に侵入することを未然に回避し、防塵・防滴構造を実現するものであるが、上記した特許文献１に記載されているものでは、シートがフレームから離れてしまう（浮いてしまう）虞がある。そして、シートがフレームから離れてしまうと、シートとフレームとの間で密閉性を確保することができなくなり、防塵・防滴構造を適切に実現することができないという問題があった。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シートとフレームとの間の密閉性を高めることにより、防塵・防滴構造を適切に実現することができ、防塵・防滴を必要とする環境で使用することができる直線移動装置を提供することにある。

請求項１に記載した発明によれば、フレーム内に収容されているシャフトと、フレーム内をシャフトの軸方向に沿って直線移動する移動体と、フレームに移動体の移動方向に沿って形成されている溝穴部を塞ぐように設けられているシートと、移動体が直線移動することに連動して回転部材がシートの上面を回転しながら移動体と共にシャフトの軸方向に沿って直線移動するスライドテーブルと、移動体を直線移動させる駆動機構と、移動体が直線移動することに連動してシートの下面を回転しながら移動体と共にシャフトの軸方向に沿って直線移動する他の回転部材とを備え、シートをフレームの溝穴部を形成する側面に移動体の移動方向に沿って形成されている溝部に嵌入し、回転部材をシートが溝部に嵌入されている状態でシートを部分的に押圧するように構成し、他の回転部材をシートにあって回転部材により押圧された部分を移動体が直線移動することに連動して元の状態に復帰させるように構成した。

これにより、駆動機構を駆動させると、移動体がフレーム内をシャフトの軸方向に沿って直線移動し、このとき、回転部材がシートを部分的に押圧すると共に他の回転部材がシートにあって回転部材により押圧された部分を元の状態に復帰させることになるので、シートをフレームの溝穴部に形成されている溝部に常に嵌入させておくことができ、シートとフレームとの間の密閉性を高めることができる。よって、塵埃や水滴がシートとフレームとの間の隙間から溝穴部を介してフレーム内に侵入することを未然に回避することができ、防塵・防滴構造を適切に実現することができ、防塵・防滴を必要とする環境で使用することができる。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、直線移動装置（直動ロボット）の全体構成を概略的に示している。直線移動装置１のベースとなるフレーム２は、図１ないし図３中矢印Ａ１，Ａ２方向に長い矩形箱状をなして構成されている。フレーム２内の中央部には図１ないし図３中矢印Ａ１，Ａ２方向に延びるボールねじシャフト３（本発明でいうシャフト）が設けられており、ボールねじシャフト３には後述する移動体４（本発明でいう移動体）に設けられているボールねじナット５が螺合されている。ボールねじシャフト３は、フレーム２内の所定部位に設けられている軸受により支持されている。

フレーム２の一端側（図１ないし図３では左側）には駆動用モータ６がモータカバー７に覆われて収納されている。駆動用モータ６の出力軸は、カップリング８を介して上記したボールねじシャフト３の一端側に連結されている。本発明でいう駆動機構９は、これら駆動用モータ６、カップリング８及びボールねじシャフト３から構成されている。移動体４の下部にはスライダ１０が設けられており、このスライダ１０がフレーム２の左右方向に延設されているリニアガイド１１に自在に係合されることにより、ボールねじナット５がボールねじシャフト３に螺合することに応じて移動体４がフレーム２内を円滑に直線移動するように構成されている。

フレーム２の上面には溝穴部１２が形成されており、溝穴部１２を構成する側面にはフレーム２の左右方向に延びるように溝部１３，１４が形成されている。ステンレスシート１５（本発明でいうシート）は、そのシール部１６，１７が溝部１３，１４に嵌入されている状態で溝穴部１２を塞ぐようにフレーム２に４箇所でねじ止めされている。この場合、ステンレスシート１５は、十分なフレキシブル性を有する材質から構成されている。

スライドテーブル１８は、ステンレスシート１５を上記した移動体４との間で上下方向から挟み込むようにして移動体４の上側に取付けられている。このスライドテーブル１８は、その直線移動方向の前後でステンレスシート１５にあって上方に湾曲している湾曲部１５ａを挟むようにして２つのローラ１９，２０（本発明でいう回転部材）を有して構成されている。また、移動体４にはローラ２１，２２（本発明でいう他の回転部材）が支持部材２３，２４に支持されて設けられている。

すなわち、スライドテーブル１８が移動体４と共に直線移動する場合には、２つのローラ１９，２０がステンレスシート１５の上面を回転しながら直線移動する共に２つのローラ２１，２２がステンレスシート１５の下面を回転しながら直線移動するようになっている。また、スライドテーブル１８が直線移動することに応じて、ステンレスシート１５の湾曲部１５ａも変位する（ずれ移動する）ようになっている。この場合、これらローラ１９〜２２は、ローラ２１がステンレスシート１５の下面に接する箇所と湾曲部１５ａとの間でローラ１９がステンレスシート１５の上面に接すると共にローラ２２がステンレスシート１５の下面に接する箇所と湾曲部１５ａとの間でローラ２０がステンレスシート１５の上面に接する位置関係に設けられている。

また、スライドテーブル１８にはフレーム２の上面との間の密閉性を確保すべくＯリング２５が設けられている。ステンレスシート１５の湾曲部１５ａが溝穴部１２から離れてしまう（浮いてしまう）ことになるが、このような構成により、スライドテーブル１８とフレーム２の上面との間ではＯリング２５により密閉性が確保されているので、ステンレスシート１５の湾曲部１５ａの付近で塵埃や水滴がステンレスシート１５とフレーム２との間の隙間から溝穴部１２を介してフレーム内２に侵入することはない。

ここで、これらローラ１９，２０の形状について、図５を参照して説明し、ローラ２１，２２の形状について、図６を参照して説明する。尚、図５では、ローラ１９について説明するが、ローラ２０も同様の構成であり、図６では、ローラ２１について説明するが、ローラ２２も同様の構成である。

ローラ１９は、ベアリング２６を介して回転軸２７を回転中心として回転するもので、ステンレスシート１５が溝穴部１２に形成されている溝部１３，１４に嵌入されている状態ではステンレスシート１５を上側から下側へ押圧するように回転方向の断面がステンレスシート１５側に緩やかに湾曲する湾曲形状に構成されている。一方、ローラ２１は、ベアリング２８を介して回転軸２９を回転中心として回転するもので、ステンレスシート１５が溝穴部１２に形成されている溝部１３，１４に嵌入されている状態ではステンレスシート１５を何ら押圧しない、つまり、ステンレスシート１５を溝部１３，１４に嵌入されている状態に保つように回転方向の断面が平坦状に構成されている。

次に、上記した構成の作用について説明する。
駆動用モータ６を制御装置（図示せず）により通電制御させて駆動させると、駆動用モータ６の駆動力（出力軸の回転力）がカップリング８を介してボールねじシャフト３に伝達されてボールねじシャフト３が回転し、スライドテーブル１８が移動体４と共に図１ないし図３中矢印Ａ１，Ａ２方向に直線移動することになる。この場合、スライドテーブル１８に設けられているローラ１９，２０がステンレスシート１５の上面を回転すると共にローラ２１，２２がステンレスシート１５の下面を回転しながら直線移動することになるが、本実施形態では、上記したようにローラ１９，２０がステンレスシート１５を上側から下側へ押圧する形状に構成されていると共にローラ２１，２２がステンレスシート１５を溝部１３，１４に嵌入されている状態に保つ形状に構成されているので、スライドテーブル１８が直線移動したことに応じて溝部１３，１４から外れたステンレスシート１５の湾曲部１５ａは、ローラ１９，２０により上側から下側へ一旦押圧された（持下げられた）後にローラ２１，２２により溝部１３，１４に嵌入されることになる。

また、ステンレスシート１５の湾曲部１５ａ以外の箇所は、スライドテーブル１８が直線移動することに応じてローラ１９，２０により上側から下側へ一旦押圧された後に下側から上側に引上げられる（持上げられる）ことになる。

以上に説明したように本実施形態によれば、直線移動装置１において、スライドテーブル１８に設けられているローラ１９，２０をステンレスシート１５が溝部１３，１４に嵌入されている状態でステンレスシート１５を部分的に押圧するように構成すると共に移動体４に設けられているローラ２１，２２をステンレスシート１５にあってローラ１９，２０により押圧された部分をスライドテーブル１８が直線移動することに連動して元の状態に復帰させるように構成したので、駆動機構９を駆動させると、ローラ１９，２０がステンレスシート１５を部分的に押圧すると共にローラ２１，２２がステンレスシート１５にあってローラ１９，２０により押圧された部分を元の状態に復帰させることになり、湾曲部１５ａを除いてステンレスシート１５を溝部１３，１４に常に嵌入させておくことができ、ステンレスシート１５とフレーム２との間の密閉性を高めることができる。よって、塵埃や水滴がステンレスシート１５とフレーム２との間の隙間から溝穴部を介してフレーム２内に侵入することを未然に回避することができ、防塵・防滴構造を適切に実現することができ、防塵・防滴を必要とする環境で使用することができる。

本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形または拡張することができる。
シートは、十分なフレキシブル性を有するものであれば、ステンレス以外の材質から構成されるシートであっても良い。
移動体を直線移動させるための機構は、ボールねじシャフトとボールねじナットとからなるボールねじ機構に限らず、ラック・ピニオン機構、ベルト・プーリ機構及びリニアモータを採用する機構などの他の機構であっても良い。

本発明の一実施形態を示すもので、全体構成を示す概略図 内部の一部を透視状態で示す平面図 縦断正面図 Ｃ−Ｃ線に沿う縦断側面図 Ａ−Ａ線に沿う縦断側面図 Ｂ−Ｂ線に沿う縦断側面図

符号の説明

図面中、１は直線移動装置、２はフレーム、３はボールねじシャフト（シャフト）、４は移動体、９は駆動機構、１２は溝穴部、１３，１４は溝部、１５はステンレスシート（シート）、１９，２０は回転部材、２１，２２は他の回転部材である。

Claims (1)

1. フレーム内に収容されているシャフトと、
   前記フレーム内を前記シャフトの軸方向に沿って直線移動する移動体と、
   前記フレームに前記移動体の移動方向に沿って形成されている溝穴部を塞ぐように設けられているシートと、
   前記移動体が直線移動することに連動して前記移動体の移動方向において前側および後側にそれぞれ設けられている回転部材が前記シートの上面を回転しながら前記移動体と共に前記シャフトの軸方向に沿って直線移動するスライドテーブルと、
   前記移動体を直線移動させる駆動機構と、
   前記移動体の移動方向において前方側の前記回転部材よりも前方および後方側の前記回転部材よりも後方にそれぞれ設けられ、前記移動体が直線移動することに連動して前記シートの下面を回転しながら前記移動体と共に前記シャフトの軸方向に沿って直線移動する他の回転部材とを備え、
   前記シートは、前記フレームの前記溝穴部を形成する側面に前記移動体の移動方向に沿って形成されている溝部に嵌入されるとともに、前記回転部材と前記他の回転部材との間に挟まれて前記スライドテーブル側へ湾曲し、
   前記回転部材は、前記フレームの外側に設けられ、前記シートが前記溝部に嵌入されている状態で前記シートを部分的に押圧するように回転方向の断面が前記シート側に湾曲する湾曲形状に構成され、前記移動体の移動方向において前方側が前記シートを前記フレームの前記スライドテーブル側の端面よりも前記フレームの内側へ向けて押し込むとともに、
   前記他の回転部材は、前記フレームの内側に設けられ、前記シートにあって前記回転部材により押圧された部分を前記移動体が直線移動することに連動して元の状態に復帰させるように回転方向の断面が平坦状に構成され、前記移動体の移動方向において後方側が前記シートを前記溝穴部側へ押し上げて前記シートを前記溝穴部に嵌め込むことを特徴とする直線移動装置。

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