JP4850541B2 - アクチュエータのケーブル引き出し構造 - Google Patents

Description

本発明は、アクチュエータのケーブル引き出し構造に関する。

一般に、産業用ロボットとして利用される単軸ロボットアクチュエータは、駆動源にサーボモータ等を用いるとともに、この駆動源に連結されたボールネジが作動領域に設けられている。このボールネジにはボールナットが回転を規制された状態で、螺合しており、このボールナットにスライダが取付けられている。スライダには、作動領域内で作動させる各種の機器が搭載される。

この種の単軸ロボットアクチュエータでは、サーボモータを適宜の方向に回転させることによって、ボールネジを同方向に回転させ、ボールネジの回転に伴って移動するボールナットを介してスライダを適宜の方向に移動させることができる。

上記サーボモータが設置されている箇所は、ハウジングによって覆われ、ハウジングの端面はカバーによって閉じられている。このカバーの内側には、サーボモータの回転量を検出するための検出手段が設置されている。上記サーボモータおよび検出手段から引き出されたケーブルは、カバーに形成された貫通部から外部に引き出されている。そして、ケーブルの貫通部には、防水等の密封を得るためにブッシングがはめ込まれたり、充填物が充填されている。

また、カバーの内側では、上記各ケーブルがある程度の長さを持って引き回されている。これは、カバーの内側に、ケーブルが一体化されていることから、保守点検時にカバーをハウジングから離す際に、ケーブルの長さに余裕がないとカバーを外すことができなくなるためである。

そこで、配線引出具を用いてケーブルを束ねて外部に引き出すようにした先行技術が知られている（特許文献１）。
この先行技術によると、配線引出具によってケーブルを束ねているので、カバーの着脱が容易で、保守点検作業を容易に行うことができる。
特許第３４６６２９５号公報

しかしながら、上記先行技術によると、配線引出具がカバーの外側に飛び出すので、モーターケーブルのアクチュエータ外への引き出しに全長方向のスペースを必要としており、かつ、ケーブル延長時にはアクチュエータ外に中継コネクタを必要としていた。そのため、単軸ロボットアクチュエータの可動スライダにおける動作範囲に対し全長が長くなる欠点があった。また、ケーブル延長時にはアクチュエータ外に中継コネクタが存在し邪魔になるという問題点があった。

本発明は、上記課題を解決し、ハウジングの長さを短縮でき、装置全体の大きさを短縮することができるアクチュエータのケーブル引き出し構造を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、ハウジング内に設けられた駆動機構によってスライダを往復動操作し、このスライダに装着された被操作体を往復動させるアクチュエータのケーブル引き出し構造において、上記ハウジングの端面側に、前記駆動機構のモータに電力および駆動信号を送るケーブルコネクタを収納する箱形の端末カバーを、着脱可能に装着し、上記端末カバーの下面側に凹部を形成し、該凹部に、上記ケーブルコネクタに接続したケーブルをアクチュエータの底面側に引き出すケーブルの引き出し孔を形成し、上記アクチュエータのケーブルと上記ケーブルコネクタを上記端末カバー内に横並びに配設して上記端末カバーの厚みを最小限に留め、上記アクチュエータのケーブルの一方端に装着されたコネクタを上記アクチュエータ端末カバー内に幅方向に配置されたケーブルコネクタと横並びに接続し、他方端のコネクタを上記駆動機構に駆動信号を送る駆動コントローラ側コネクタに接続したことにある。
また、本発明は、上記ケーブルのアクチュエータ側コネクタを複数の小型コネクタで構成し、これら各小型コネクタに接続するケーブルのリード線の長さを変えて互い違いに配列したことにある。

請求項１によれば、デッドスペースを最小限に抑え、可動スライダ動作範囲に対しアクチュエータ全長を短縮できる。また、アクチュエータの全長を短縮できると共に、モーターケーブル延長時にもアクチュエータ外に中継コネクタが存在しないため、配線引き回しが平素で簡単となる。
請求項２によれば、ケーブルをフレキシブル電線管等に容易に挿通することができるので、延長ケーブルを通して配線引き回しが容易である。

以下図示の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１ないし図５は単軸ロボットアクチュエータを示し、図６は可動スライダを示す。図７（ａ）（ｂ）（ｃ）および図８（ａ）（ｂ）はスライダ本体を示し、図９（ａ）（ｂ）および図１０は摺動部材を示す。

図１ないし図５は、単軸ロボットアクチュエータを示したもので、アクチュエータ１の機構部１Ａと駆動部１Ｂとで構成されている。

上記機構部１Ａは、ハウジング２Ａ内にボールネジ軸３とボールネジナット４を内蔵し、ボールネジナット４と共に移動する可動スライダ５がハウジング２Ａ上面に設けられている。ハウジング２Ａは、底面を構成する長尺のリニアガイドレール６と、このリニアガイドレール６の両側に設けられた一対のサイドカバー７と、これらリニアガイドレール６および一対のサイドカバー７の前後方向の両側に装着されるフランジ８およびブラケット９と、これらフランジ８およびブラケット９相互間に上記一対のサイドカバー７上面相互の間隙を塞ぐようにハウジング２Ａの開口溝２ａに沿って配設された帯状のステンレスシート１０とで構成されている。

上記ボールネジ軸３は一端を回転軸受け１１を介して上記フランジ８に支持され、他端を回転軸受け１２を介してブラケット９に支持されている。このボールネジ軸３の他端の先は、カップリング１３を介して駆動部１Ｂに設けられたサーボモータ１４の回転軸１４ａに連結している。

可動スライダ５は、ハウジング２Ａの上面に長手方向に沿ってスライドするもので、この可動スライダ５は、図６に示すように、上記ステンレスシート１０の上面に配置され、かつ、下方が開放された箱形のテーブルカバー１５と、ステンレスシート１０に摺動可能に装着された摺動部材１６と、この摺動部材１６を保持するとともに、上記テーブルカバー１５の上面を通して被操作体を支持するスライダ本体１７とを備えている。このスライダ本体１７は、上記リニアガイドレール６に沿って摺動可能に配設されたリニアガイドブロック１８と一体的に設けられており、上記ボールネジナット４の移動とともに上記ボールネジ軸３に沿って往復動作するものである。
このスライダ本体１７は、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）および図８（ａ）（ｂ）に示すように、略四角形の上面の四隅に支柱１７ａが立設され、かつ上面の前後方向に台形の凸面部１７ｂが設けられている。この凸面部１７ｂの両側を挟むように上記前後一対の支柱１７ａが設けられており、前部の支柱１７ａ相互間および後部の支柱１７ａ相互間を連結部材１７ｃでそれぞれ連結している。上記支柱１７ａの上面には、被操作体を支持するネジ孔等の取付部１７ｄが設けられている。上記ステンレスシート１０はスライダ本体１７の凸面部１７ｂと連結部材１７ｃとの間隙１７ｆを通して組み付けられている（図６参照）。

上記摺動部材１６は、図９（ａ）（ｂ）および図１０に示すように、樹脂成形によって成形されるもので、四角形の枠部１６ａと、枠部１６ａの両側部の中間位置相互を連結する連結部１６ｂとで構成されている。そして、前後の枠部１６ａにはステンレスシート１０の上面に摺動自在に当接する円弧状の摺動部１９ａ，１９ｂが設けられ、中間位置の連結部１６ｂの上面にはステンレスシート１０の下面に摺動自在に当接する円弧状の摺動部１９ｃが設けられている。上記ステンレスシート１０は摺動部１９ｃの上面を通して両側を摺動部１９ａ，１９ｂの下面側を通して組み付けられている。

上記摺動部１９ｃが設けられた連結部１６ｂの下面側は、円弧状に形成されており、この円弧状部１９ｄに対応する凹条１７ｅがスライダ本体１７の凸面部１７ｂの上面に幅方向に沿って形成されている。
上記テーブルカバー１５は、図６に示すように上記摺動部材１６の上から被せるようにしてスライダ本体１７に組みつけられている。テーブルカバー１５の上面四隅には、スライダ本体１７の支柱１７ａに対応するように開口穴１５ａが形成されており、この開口穴１５ａに支柱１７ａの先端が組み付けられている。この支柱１７ａの先端の取付部１７ｄに被操作体を組付けるものである。テーブルカバー１５の上面中央部両側には、２箇所の取付穴１５ｂが形成されており、この取付穴１５ｂに図示しないネジを通して、上記スライダ本体１７の連結部材１７ｃに形成したネジ孔１７ｇに螺合している。
上記フランジ８およびブラケット９には、上記ステンレスシート１０の前後両端部を押えるシート押さえ２０，２１が設けられている。

上記駆動部１Ｂに設けられたモータ１４は、ハウジング２Ｂ内に収納されており、このハウジング２Ｂの後端には、モータ１４に電力および駆動信号を送るケーブルコネクタ２２を収納する端末カバー２３が、着脱可能に装着されている。
端末カバー２３は、モータ１４後端と一定の空間を形成するように箱形に形成されており、下部側の一側を切り欠いて凹部２３ａを形成し、この凹部２３ａの下面側にケーブル２４を通す挿通孔２３ｂが形成されている。

図１１に示すようにケーブル２４の一端には、上記ケーブルコネクタ２２に接続するコネクタ２５が装着されている。このコネクタ２５は、複数の小形コネクタで構成され、これらのコネクタは、長さを互い違いに変えた複数のリード線２４ａ，２４ｂに取付けられている。ケーブル２４は上記端末カバー２３の挿通孔２３ｂから底面側に向けて引き出され、他方端のコネクタ２６を上記駆動機構に駆動信号を送る駆動コントローラ側コネクタ２７に接続されている。上記ケーブル２４はケーブルコネクタ２２と端末カバー２３内に横並びに配設され、端末カバー２３の厚みを最小限に留めている。

上記構成によると、駆動コントローラからケーブル２４を介して駆動信号が送られると、ケーブルコネクタ２２を通してモータ１４に駆動信号が送られ、モータ１４を回転駆動する。モータ１４の回転は、カップリング１３を介してボールネジ軸３に伝達され、ボールネジ軸３の回転にともなって、ボールネジナット４がボールネジ軸３に沿って移動する。そして、ボールネジナット４と一体に移動するスライダ本体１７が、上記リニアガイドレール６に沿って摺動可能に配設されたリニアガイドブロック１８とともに移動を開始する。こうして、可動スライダ５が移動し、可動スライダ５に装着された被操作体を移動操作する。可動スライダ５はテーブルカバー１５の内部で、ステンレスシート１０を摺動部材１６で支え、摺動部材１６の摺動部１９ａ，１９ｂ，１９ｃによってステンレスシート１０を保持しながら摺動する。ステンレスシート１０は摺動部１９ａの下面側を通して、摺動部１９ｃの上面側を通し、摺動部１９ｂの下面側を通して組み付けられている。
こうして、可動スライダ５はボールネジ軸３に沿って往復動され、被操作体を往復制御する。

一方、ケーブル２４の接続には、端末カバー２３を外して上に向けられて設置されているケーブルコネクタ２２に、上方からコネクタ２５を接続し、ケーブル２４を幅方向に向けて伸ばし、ケーブル２４を幅方向から下方に曲げて端末カバー２３の挿通孔２３ｂから底面の方向に引き出す。そして、ケーブルコネクタ２２およびケーブル２４の外側から端末カバー２３を被せてねじ止めする。ケーブル２４は端末カバー２３の凹部２３ａの下面側に形成された挿通孔２３ｂから外部に引き出される。ケーブルコネクタ２２とケーブル２４は、アクチュエータ１の長手方向に並ばずに配置され、ケーブル２４をケーブルコネクタ２２の上面からアクチュエータ１の幅方向に延設して、途中からケーブル２４を下方向に向け、挿通孔２３ｂから底面の方向に引き出す。こうして、端末カバー２３の厚みを最小限に抑えることができるので、アクチュエータ１の小型化を図ることができる。

このように、ケーブル２４の途中に中継コネクタを用いることなく、駆動コントローラに接続することができるので、アクチュエータ１の小形化を図ることができる。また、接続用コネクタ２５は、複数の小形コネクタ２５で構成され、これらのコネクタ２５は、図１１に示すように長さを互い違いに変えた複数のリード線２４ａ，２４ｂに取付けられているので、ケーブル２４をフレキシブル電線管等に容易に挿通することができることから、延長ケーブルを通して配線引き回しが容易である。

そして、延長ケーブル側の小型コネクタ２５がケーブルシース端から複数個のコネクタまでのリード線２４ａ，２４ｂの長さを互い違いに配列する構造としている為、互いのコネクタ２２，２５接続が可能となっている。図１１に示すように延長ケーブル２４の反対側の他方端は接続用コネクタ２６を介して駆動コントローラのコネクタ２７にコネクタ接続される。それにより、アクチュエータ１と駆動コントローラ間に中継コネクタ接続を持たない構造が可能となる。

なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、例えば、ケーブル２４の引き出し方向は、底面の方向に限らず、側面方向あるいは上方に向けて引き出すこともできる。

本発明のアクチュエータのケーブル引き出し構造の実施の形態を示す平面図である。 本発明のアクチュエータのケーブル引き出し構造の実施の形態を示す正面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図２のＢ−Ｂ線断面図である。 図２のＣ−Ｃ線断面図である。 図１の可動スライダを示す斜視図である。 スライダ本体を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図である。 （ａ）は、図７（ｂ）のＤ−Ｄ線断面図、（ｂ）は図７（ａ）Ｅ−Ｅ線断面図である。 摺動部材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図である。 図９（ａ）のＦ−Ｆ線断面図である。 延長ケーブルを示す概念図である。

符号の説明

１ アクチュエータ
１Ａ 機構部
１Ｂ 駆動部
２Ａ，２Ｂ ハウジング
３ ボールネジ軸
４ ボールネジナット
５ 可動スライダ
６ リニアガイドレール
７ サイドカバー
８ フランジ
９ ブラケット
１０ ステンレスシート（シート）
１１，１２ 回転軸受け
１３ カップリング
１４ サーボモータ（モータ）
１５ テーブルカバー
１６ 摺動部材
１７ スライダ本体
１８ リニアガイドブロック
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ 摺動部
２０，２１ シート押さえ
２２ ケーブルコネクタ
２３ 端末カバー
２３ａ 凹部
２３ｂ 挿通孔
２４ ケーブル
２４ａ，２４ｂ リード線
２５，２６ コネクタ

Claims (2)

1. ハウジング内に設けられた駆動機構によってスライダを往復動操作し、このスライダに装着された被操作体を往復動させるアクチュエータのケーブル引き出し構造において、上記ハウジングの端面側に、前記駆動機構のモータに電力および駆動信号を送るケーブルコネクタを収納する箱形の端末カバーを、着脱可能に装着し、
   上記端末カバーの下面側に凹部を形成し、該凹部に、上記ケーブルコネクタに接続したケーブルをアクチュエータの底面側に引き出すケーブルの引き出し孔を形成し、
   上記アクチュエータのケーブルと上記ケーブルコネクタを上記端末カバー内に横並びに配設して上記端末カバーの厚みを最小限に留め、
   上記アクチュエータのケーブルの一方端に装着されたコネクタを上記アクチュエータ端末カバー内に幅方向に配置されたケーブルコネクタと横並びに接続し、他方端のコネクタを上記駆動機構に駆動信号を送る駆動コントローラ側コネクタに接続した
   ことを特徴とするアクチュエータのケーブル引き出し構造。
2. 上記ケーブルのアクチュエータ側コネクタを複数の小型コネクタで構成し、これら各小型コネクタに接続するケーブルのリード線の長さを変えて互い違いに配列したことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータのケーブル引き出し構造。

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