JP4945620B2 - 直線ロボットにおける密閉バンドの結合構造 - Google Patents

Description

本発明は、ベルト、ボールスクリュー、リニアモータータイプの駆動手段によりテーブルを移動する直線ロボットにおける密閉バンドの結合構造に係り、さらに詳しくは、永久磁石を用いて移動するテーブルと密閉バンドを摩擦なしに作動させて摩擦騒音、粉塵発生、摩擦による密閉バンドの変形がなく、使用寿命を延ばすことができ、完璧なクリーン状態を維持し、直線ロボットの精密性及び作動性を常に最適な状態で提供できるようにした直線ロボットにおける密閉バンドの結合構造に関する。

産業全般において使用されている直線ロボットの場合、移動テーブルの作動とは無関係にメインフレームの内部の駆動部を保護できるようにメインフレームの両端部に結合された側面カバーと両側端部が結合される密閉バンドが設けられて、外部要因から駆動部を安全に保護できるようにしている。

前記密閉バンドの結合構造としては、国内外的に種々の構成が提案されており、その代表例として、例えば、下記の特許文献１に記載の「リニアモーター式短縮ロボット」、例えば、下記の特許文献２に記載の「コイル稼働型リニアモーター及び短縮ロボット」、例えば、下記の特許文献３に記載の「クリーンロボット蓋体構造」などが挙げられる。

下記の特許文献１の場合、テーブルの上部に湾曲状の案内面を有するガイドを設置してシャッター（密閉バンド）と面接させ、ガイドの上側に上部カバーを結合し、上部カバーの両端部にはシャッターを案内面に押し付ける付勢部材を設置した構成である。

このような構成は、メインフレームに結合されたカバーとシャッターが離間する場合が発生して完璧な密閉が困難であり、シャッターとテーブルに形成された湾曲状の案内面との過度な接触により摩擦騒音、多量の粉塵発生、直接摩擦によるシャッターの変形及び磨耗、使用寿命の短縮に加えて、発生した粉塵が駆動部に流入することにより精密性及び作動性を低下させるという不都合があった。

下記の特許文献２は、下記の特許文献１と同様に、テーブルの上部に湾曲状の案内面を有するガイドを設置してシャッター（密閉バンド）と面接させ、ガイドの上側に上部カバーを結合し、ガイドの上側と上部カバーの両端部にシャッターを案内できるようにガイドローラーを設置した構成である。さらに、下記の特許文献２には、断面からみて、シャッターの幅方向の両側下面が接するカバーに磁石を埋め込んでカバーが磁力により固定できるようにした構成である。

この特許文献２は、ガイドの上側と上部カバーの両端部にシャッターを案内できるようにガイドローラーを設置してシャッターとの摩擦騒音を低減させ、断面からみて、シャッターの幅方向の両側下面がカバーに埋め込まれた磁石により固定されるため駆動部の密閉状態を改善するなどの効果があったものの、長時間使用する場合にシャッターに傷がつく場合が多く、外部の異物がガイドローラーの表面に集中的に凝結されてシャッターを変形させるという問題点が発生して精度良い作動性に致命的な障害要因となっていた。

下記の特許文献３は、胴体部材の水平支持部と接するクリーンカバーを垂直突起部と傾斜突起部を有するスライダーの傾斜突起部に沿って案内させるが、傾斜突起部には永久磁石を設けてクリーンカバーが傾斜突起部に面接された状態で案内されるようにした構成である。

この特許文献３の場合、下記の特許文献２のガイドローラー接触式構成に比べて摩擦による諸問題点を改善することはできるとはいえ、傾斜突出部に設けられている永久磁石がクリーンカバーを強力に引っ張って傾斜突出部面との接触がなされるため、直接摩擦によるクリーンカバーの変形及び磨耗などの問題点を一掃することはできなかった。

さらに、上述した特許文献の場合、スライダーの高速運転が長時間なされるとき、シャッター（＝クリーンカバー）が直接摩擦式であるため、シャッター（＝クリーンカバー）と摩擦される部材であるガイドローラー及び永久磁石が磨耗されることにより発生した粉塵と、摩擦による熱変形によりシャッター（クリーンカバー）の平坦度が低下して完璧な密閉が困難であるなどシャッター（＝クリーンカバー）が引きちぎられるなど機能低下の問題点もあった。

特開２００４−３４３８７３号公報 特開２００６−６０６０号公報 大韓民国登録特許第１０−７９５３３５号公報

そこで、本発明者は、上述した特許文献における問題点を一掃するために本発明を案出し、本発明においては、永久磁石を用いて移動するテーブルと密閉バンド（特許文献におけるシャッターまたはクリーンカバー、以下、「密閉バンド」と称する。）を摩擦なしに作動させて摩擦騒音、粉塵発生のない完璧なクリーン状態を維持し、直線ロボットの精密性及び作動性を常に最適な状態で提供できるようにした直線ロボットにおける密閉バンドの結合構造を提供するところに発明の技術課題をおいて本発明を完成したのである。

上記の技術的課題を達成するために、本発明においては、ベルト、ボールスクリュー、リニアモータータイプの駆動手段によりテーブルを移動する直線ロボットにおける密閉バンドの結合構造において、駆動手段により移動するテーブルに密閉バンドに間接的な磁力が提供される強力な永久磁石を設けてテーブルに覆い被せられた蓋体により形成される空間内において弾性力を有する密閉バンドが波形に曲がった状態で曲がった両端部が永久磁石により間接的に吸着されてテーブルとの摩擦を極力抑えた状態で駆動した。

本発明において提供する直線ロボットにおける密閉バンドの結合構造によれば、下記の如き効果がある。

第一に、摩擦による粉塵発生を極力抑えた。

第二に、高速運転時にも密閉バンドの摩擦が極めて弱いため、密閉バンドが熱変形される問題点がなく、密閉バンドの弾性変形がない。

第三に、摩擦騒音がない。

第四に、移動手段への異物の流入を完璧に遮断することができて精度よい作動性を保証することができ、直線ロボットの故障率を顕著に低めることができる。

本発明が適用された直線ロボットの一実施形態を示す正断面図。 図１の平面図。 本発明の主部を拡大した状態を示す正断面図。 本発明の主部を拡大した状態を示す平断面図。 本発明の主部を拡大した状態を示す側断面図であり、密閉バンドが永久磁石によりくっついた状態を示す。 本発明の主部を拡大した状態を示す側断面図であり、密閉バンドがテーブルの空間部内に位置している状態を示す。 本発明における密閉バンドの作動状態図。 本発明の他の実施形態の主部を拡大した状態を示す正断面図。 本発明による駆動手段をボールスクリューから構成した状態を示す側断面図。 本発明による駆動手段をリニアモーターから構成した状態を示す側断面図。 本発明における密閉バンドの状態を示す側面図

本発明は、ベルト、ボールスクリュー、リニアモーターなどの駆動手段が内設されるベースフレームと、ベースフレームの側壁の上端に形成された載置片により形成された作動空間を密閉するように載置片上のゴム磁石にくっついて固定されるように両端がベースフレームに固定され、金属成分を含み、弾性を有するステンレス圧延鋼板から製造した密閉バンドと、前記駆動手段によりベースフレームの側壁上端の載置片の間に形成されている作動空間に沿って長手方向に駆動されるテーブルと、を備え、前記テーブルは、側壁上端の載置片の間に形成されている作動空間に沿って移動する部材であり、載置片の上側と下側に両端が位置する上板及び下板を形成し、前記上板には幅方向に両側に形成された突起部の間に傾斜案内面が両側に形成された空間部を形成して図１１に示すような反った状態で弾性を維持する密閉バンドを案内できるようにし、前記下板の上面には傾斜案内面の外側に位置するように永久磁石を設けて載置片の上面に位置する密閉バンドを、磁力を用いて非接触式により引き付けるようにしたことを特徴とする。

前記傾斜案内面はテーブルに組み付けられる案内部材に形成したことを特徴とする。

前記傾斜案内面の下側に位置するように永久磁石をさらに付設したことを特徴とする。

また、前記空間部は、突起部に凹設された溝に嵌合する蓋体と、傾斜案内面の外側に位置するように上板の長手方向の両側に結合される抜け止め具により覆われるように構成したことを特徴とする。

以下、添付図面に基づき、本発明の構成を説明する。

図１は、本発明が適用された直線ロボットの一実施形態を示す正断面図であり、図２は、図１の平面図である。また、図３及び図４は、本発明の主部を拡大した状態を示す正断面図及び平断面図であり、図５及び図６は、本発明の主部を拡大した状態を示す側断面図であり、密閉バンドが永久磁石によりくっついた状態及び密閉バンドがテーブルの空間部内に位置している状態を示し、図７は、本発明における密閉バンドの作動状態図である。

本発明による直線ロボット１における密閉バンドの結合構造は、アルミニウム製のメインフレーム１０の内部に駆動手段２０により移動するテーブル３０に永久磁石５０を設けて密閉バンド４０に間接的な磁力により引き付けるようにしてテーブル３０と密閉バンド４０との摩擦を極力抑えたものである。

前記メインフレーム１０は、内側に駆動手段２０が設けられる設置空間１１が形成されており、メインフレーム１０の両側側壁１２の上端には載置片１３を設置空間１１側に突設して作動空間１４を形成し、この載置片１３はメインフレーム１０の両端に固定される密閉バンド４０により覆い被せて駆動手段２０が設けられている設置空間１１を密閉する。

このとき、載置片１３には長手方向に凹溝１３ａを凹設し、凹溝１３ａにゴム磁石１５を埋め込み、密閉バンド４０は金属成分を含み、弾性を有するステンレス圧延鋼板から製造して凹溝１３ａに埋め込まれているゴム磁石１５に接離させる。即ち、密閉バンド４０はゴム磁石１５の磁力により、位置ずれすることなくメインフレーム１０上に保持される。

前記側壁１２はベースフレーム１０に一体に形成されるか、あるいは、図９及び図１０に示すように、ベースフレーム１０とは別設される。

前記駆動手段２０にはテーブル３０が設けられる。

前記駆動手段２０は、図示の如く、ベルトから構成してもよく、図９に示すように、ボールスクリューから構成してもよく、図１０に示すように、リニアモーターから構成してもよく、このような駆動手段２０は一般的に公知されている構成であるため、これについての具体的な説明は省く。

前記テーブル３０は、側壁１２の上端の載置片１３の間に形成されている作動空間１４に沿って移動する部材であり、載置片１３の上側と下側に両端が位置する上板３１及び下板３２を有する「工」字状を呈する。

前記テーブル３０の上板３１には幅方向に両側に突起部３１ａを形成して長手方向の両側に傾斜案内面３１ｂが形成された空間部３１ｃを密閉バンド４０の幅を収容できるように形成して密閉バンド４０を自然に案内できるようにする。このとき、密閉バンド４０は図１１に示すような自然に反った状態で空間部３１ｃ内に位置し、上板３１及び傾斜案内面３１ｂとは非接触状態を維持することになる。
即ち、密閉バンド４０は、上板３１上に位置する部分が、上板３１から離間するよう凸状に折れ曲がった弓状である。密閉バンド４０が上板及び傾斜案内面３１ｂと非接触な状態を維持するのであれば、密閉バンド４０の上板３１よりも外側部分（端部）は、上板３１表面に対して平行でもよい。

前記空間部３１ｃは、突起部３１ａに凹設された溝に嵌合する蓋体３３と、傾斜案内面３１ｂの外側に位置するように上板３１の長手方向の両側に結合される抜け止め具３４により覆われる構成である。

即ち、抜け止め具３４は上板３１よりも外側に位置し、密閉バンド４０の長手方向端部であって、上板３１から突き出た部分は、抜け止め具３４の下方に位置する。
前記抜け止め具３４の下側には、密閉バンド４０と接触される部分にエンジニアリングプラスチック製の案内口３４ａまたはガイドローラー３４ｂが選択的に設置されている。

図９及び図１０のように構成する場合、前記抜け止め具３４そのものをエンジニアリングプラスチックから成形することができる。この場合、抜け止め具３４の下側の面が密閉バンド４０と接触する。

前記傾斜案内面３１ｂはテーブル３０を加工して形成してもよく、図８に示すように、エンジニアリングプラスチックなどにより別途に加工した案内部材３５を組み立てて構成することもできる。

前記下板３２は両端が載置片１３の下側に位置し、駆動手段２０と結合されている。
下板３２の上面には永久磁石５０が配置されている。永久磁石５０は密閉バンド４０の幅と同じ幅を有し、前記傾斜案内面３１ｂの外側に位置し、固定口３６に固設される。なお、永久磁石５０は、必要に応じて、下板３２に直接的に固定することができる。永久磁石５０の幅は、密閉バンド４０の幅よりも大きくてもよく、密閉バンド４０の姿勢を安定させるためには、永久磁石５０の幅方向の両端が密閉バンド４０の幅方向の両端と対面するか、それよりも外側にはみ出るように配置することが望ましい。

そして、前記下板３２（テーブル３０の載置片１３より下方の部分）の下側に溝３２ａを凹設し、この溝３２ａには傾斜案内面３１ｂの下側に位置するように永久磁石５０をさらに埋設することができる。

前記永久磁石５０は載置片１３側に強力な磁力を提供して載置片１３の上面に位置する密閉バンド４０を磁力により引き付けるものを選択して使用する。

さらに、前記永久磁石５０は、直線ロボット１のサイズによって１本以上の数個を設置することができる。

図中、未説明符号６０はストッパーを示す。

以上のように構成される本発明によれば、メインフレーム１０の長手方向に摺動するテーブル３０の上板３１に形成されている空間部３１ｃ内に位置する密閉バンド４０が、図１１に示すように、中央部分が弓状にそり曲がって、自然に反った状態で位置しつつ、弾性により蓋体３３及び抜け止め具３４側に上昇しようとする力が作用するが、この状態でテーブル３０の下板３２に設けられる永久磁石５０が密閉バンド４０を引き付けるため、密閉バンド４０は傾斜案内面３１ｂ及び抜け止め具３４と摩擦することなく空間部３１ｃ内に位置することになる。密閉バンド４０の長手方向両端部は、永久磁石５０により引き付けられるから、反り曲がらすに、平坦になっている。
永久磁石５０の種類や配置は特に限定されないが、密閉バンド４０を引き付ける力が、傾斜案内面３１ｂ及び上板３１と密閉バンド４０とが接触しない程度に弱くし、抜け止め部３４及び蓋体３３と密閉バンド４０とが接触しない程度に強くすることが望ましい。

上述した結合構成の場合、テーブル３０の高速運転時に密閉バンド４０が直接摩擦することによる熱変形、磨耗などに起因する問題点及び粉塵発生の恐れを一掃することができる。

１：直線ロボット、
１０：ベースフレーム、
１２：側壁、
１３：載置片、
２０：駆動手段、
３０：テーブル、
３１：上板、
３１ｂ：傾斜案内面、
３１ｃ：空間部、
３２：下板、
４０：密閉バンド、
５０：永久磁石、

Claims (2)

1. ベースフレーム（１０）と、
   金属成分を含み、弾性を有するステンレス圧延鋼板から製造した密閉バンド（４０）と、
   テーブル（３０）と、を備え、
   前記ベースフレーム（１０）は、ベルト、ボールスクリュー、リニアモーターとからなる群より選択されるいずれか１種類以上の駆動手段（２０）が内設され、
   前記密閉バンド（４０）は、ベースフレーム（１０）の側壁（１２）の上端に形成された載置片（１３）により形成された作動空間（１４）を密閉するように、載置片（１３）上のゴム磁石（１５）により固定されるように、両端がベースフレーム（１０）に固定され、
   前記テーブル（３０）は、前記駆動手段（２０）によりベースフレーム（１０）の側壁（１２）上端の載置片（１３）の間に形成されている作動空間（１４）に沿って長手方向に駆動され、
   前記テーブル（３０）を構成する上板（３１）には幅方向に両側に形成された突起部（３１ａ）の間に傾斜案内面（３１ｂ）が両側に形成された空間部（３１ｃ）を形成し、
   弾性を維持する前記密閉バンド（４０）が、当該密閉バンド（４０）の前記上板（３１）上に位置する部分が、前記上板（３１）から離間するように弓状に反った状態で案内できるようにした直線ロボット（１）において、
   前記テーブル（３０）は、載置片（１３）の下側に両端が位置する下板（３２）を形成し、
   前記下板（３２）の上面には傾斜案内面（３１ｂ）の外側に位置するように永久磁石（５０）を設けて、載置片（１３）の上面に位置する密閉バンド（４０）を、磁力を用いて非接触式により引き付けるようにしたことを特徴とする直線ロボットにおける密閉バンドの結合構造。
2. 前記傾斜案内面（３１ｂ）の下側に位置するように下板（３２）の下側に溝（３２ａ）を凹設して永久磁石（５０）をさらに埋設したことを特徴とする請求項１に記載の直線ロボットにおける密閉バンドの結合構造。
   
   

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