JP5757923B2

JP5757923B2 - 昇降装置

Info

Publication number: JP5757923B2
Application number: JP2012173701A
Authority: JP
Inventors: 宏之藤岡; 英維坂田; 浩則吉村; 一宏茂木
Original assignee: Tsubaki E&M Co
Current assignee: Tsubaki E&M Co
Priority date: 2012-08-06
Filing date: 2012-08-06
Publication date: 2015-08-05
Anticipated expiration: 2032-08-06
Also published as: JP2014031265A

Description

本発明は、ねじ機構を利用した昇降装置に関し、一般産業用の製造工程、特に、半導体や液晶ＦＰＤ製造工程等に使用される片持ち支持の昇降装置（以下、単に「昇降装置」という。）に関する。

昇降装置においては、基台となる支柱と昇降部材を有し、基台の内部に配設されるねじ機構によって進退動する昇降部材を、ガイド機構で案内するものが知られている。その例として、特許文献１、２に示すものがある。

特開平８−１６５０９２号公報特開平２−４８１８７号公報

特許文献１には、柱フレーム構成体を水平断面形状前開きコの字状に構成し、柱フレーム構成体の後壁部の前面に、構成体内に収納されて上下方向に延びるガイドレールを一体的に固着し、昇降体には、上記ガイドレールに上下方向摺動自在に噛合うと共に柱フレーム構成体内に収納されるスライダを設け、柱フレーム構成体の外周面には、支柱の外周を構成する外装板を固着している昇降装置が開示されている。この昇降装置によれば、昇降装置を小型化できると共に支柱内の無駄なスペースを無くすことができ、支柱全体の断面をコンパクトにすることができるとされている。
特許文献２には、形鋼材の側面部の外面に切削加工による長手方向の肩が形成され、肩により位置決めされるガイド機構が取付けられ、形鋼材の主面部を対向させ、主面部と側面部が形成する凹部を外側としてロボットの直線軸と平行に並置し、固定してある産業用ロボットの直動軸コラムが開示されている。この発明によれば、肩を形鋼材の側面部を直接切削加工し形成するから、その形成作業が簡単で作業性がよく、また、基台が比較的小さい直動軸コラムを提供できるとされている。

昇降装置には、組立工数の簡素化、小型・軽量化の要請から部品点数の削減、また、荷重、偏荷重の変動に耐え得る高い剛性、そして、設置スペースという観点からのコンパクト化が求められている。
特許文献１、２に挙げられるように、コンパクト化を図った昇降装置が提案されているが、依然として、基台内部の無駄なスペースが多く、また、部品点数も多い。

そこで、本発明は、前述した従来技術の問題点に鑑み、昇降装置の荷重、偏荷重の変動に対する剛性を保ちつつ、部品点数を削減し、組立工数を簡素化させ、小型・軽量化を図り、さらに、基台内部の無駄なスペースを極力排除したコンパクトな昇降装置を提供することをその目的とする。

本発明は、横断面がＨ形状で直線状の支柱と、該支柱に沿ってねじ機構により進退動する、前記支柱の側面方向のいずれかに負荷受部材の装着面を有する昇降部材と、該昇降部材の進退動を案内する第１、２のガイド機構を具える片持ち支持の昇降装置であって、
前記第１のガイド機構が前記支柱の一方の凹部のスペース内に設けられ、前記支柱の底面又は該支柱の両側のフランジ部の内面に対して前記昇降部材を案内するものであり、
前記ねじ機構及び第２のガイド機構が前記支柱の他方の凹部のスペース内に設けられ、前記第２のガイド機構が前記支柱の両側のフランジ部の内面又は該支柱の底面の内、前記第１のガイド機構と異なるいずれか一方に対して前記昇降部材を案内するものであることを特徴とする昇降装置によって前記課題を解決した。

本発明によれば、ねじ機構及び第１、２のガイド機構が、横断面がＨ形状の支柱の凹部のスペース内に設けられているため、支柱の２つある凹部のスペースを有効に利用したコンパクトな昇降装置を提供することができる。また、従来の昇降装置に比べ、部品点数を削減できるため、小型・軽量化を図ることができ、組立工数を削減することができる。論じるまでもなく、製造コストの削減にも繋がる。さらに、支柱の横断面がＨ形状であるため、曲げ剛性や曲げ強度に優れており、また、支柱の２つある凹部の双方にガイド機構が具えられているため、昇降装置の荷重、偏荷重に対する剛性、特に、水平方向（捻り方向）に対する剛性が良好である。

また、第１、２のガイド機構が複数設けられている構成とすれば、昇降装置の荷重、偏荷重に対する剛性をさらに高めることができる。

本発明の第一実施形態の上部正面図。図１の２−２線断面図。本発明の第一実施形態の横断面図。本発明の第ニ実施形態の横断面図。本発明の第三実施形態の横断面図。本発明のＨ形状の支柱のバリエーションを表した図。

本発明の実施例を図１〜５を参照して説明する。但し、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。

図１、２に示すように、横断面がＨ形状で直線状の支柱１２を有する昇降装置１０は、第１のガイド機構１４、第２のガイド機構１５、ねじ機構１６及び昇降部材１８を具えている。ここで、支柱１２には、市販のＨ形鋼やＩ形鋼又は、みぞ形鋼や平鋼等の鋼材の溶接若しくは貼り合わせ構造にて適用することができ、図３〜５に示されているような、底面１２ｂの位置がフランジ部１２ａ、１２ａの中心にあり、フランジ部１２ａ、１２ａの寸法が等しいもの以外にも、底面１２ｂの位置がフランジ部１２ａ、１２ａの中心でないもの（図６（ａ）参照。）、フランジ部１２ａ、１２ａの寸法が異なるもの（図６（ｂ）参照。）、底面１２ｂの位置がフランジ部１２ａ、１２ａの中心でなく、フランジ部１２ａ、１２ａの寸法が異なるもの（図６（ｃ）参照。）であってもよい。また、図１、２に示すねじ機構１６としては、ボールねじ機構や台形ねじ機構等のねじ機構を適用でき、特開２００８−５６３７２に開示されている技術を付加し、ねじ軸とナットに無理な力が入らないようにすることもできる。

次に、昇降装置１０の駆動について説明する。駆動部２０（図３参照。）からの動力は、回転可能に軸支されたねじシャフト１６ａに伝えられ、ねじ機構１６のトラベリングナット１６ｂが昇降する。図２に示すように、トラベリングナット１６ｂと負荷受部材１８ｃ（便宜上、物を載せる荷受部については図示を省略している。）は、昇降部材１８の昇降枠１８ａによって連結されている。昇降枠１８ａとトラベリングナット１６ｂ及び負荷受部材１８ｃは、それぞれボルト等で取付けられている。ここで、昇降枠１８ａは横断面がＨ形状の支柱１２の側方の４面を囲った枠状であるが、場合によっては、３面のコの字形状や、２面のＬ字形状としてもよい。

次に、昇降装置１０のガイド機構について説明する。
図３に示すように、昇降枠１８ａには、第１のガイド機構１４のガイド部（スライドユニット１４ｂ）、第２のガイド機構１５の取付部材１５ｂが取付けられており、スライドユニット１４ｂに具えられている転動体（図示省略。）がガイドレール１４ａ上を転がり、また、取付部材１５ｂに具えられるガイド部（ローラ１５ａ）が支柱１２のフランジ部１２ａの内面上を転がることによって、昇降部材１８の昇降が低摩擦で案内される。

第１のガイド機構１４のガイドレール１４ａは、図３にあるように、取付座１４ｃを介して支柱１２の凹部１２ｃの底面１２ｂ上に取付けられている。なお、ガイドレール１４ａの取付方法として、図示されているように取付座１４ｃを用いる他に、直接、支柱１２に取付けるというような方法がある。また、ガイドレール１４ａは、支柱１２のフランジ部１２ａ上に取付けてもよい。要は、第１のガイド機構１４が、支柱１２の凹部１２ｃのスペース内に設けられていればよい。また、第１のガイド機構１４として、図示されているようなガイドレール式の直線運動軸受の他に、ローラ式や摺動式の各種ガイド機構を用いることもできる。また、第１のガイド機構１４のスライドユニット１４ｂは、図１、２に示されているように、昇降枠１８ａの上下２箇所に間隔を空けて設けられている。このように、ガイド部（スライドユニット１４ｂ）を複数具える構成とすれば、１つのスライドユニット１４ｂで昇降部材１８の昇降を案内する場合に比べ、より大きな負荷荷重を許容し、昇降装置１０の荷重、偏荷重に対する剛性を一層高めることができる。また、支柱１２の凹部１２ｃのスペース内であれば、ガイドレール１４ａを２つ以上設け、昇降装置１０の剛性を高めてもよい。

第２のガイド機構１５のローラ１５ａは、図３にあるように、支柱１２のフランジ部１２ａの内面上を転がるように取付部材１５ｂに取付けられている。図示されているように、複数（２つ）のガイド部（ローラ１５ａ）が両側のフランジ部１２ａの内面上を転がるように構成されているため、ローラ１５ａが一つの場合に比べて、より大きな負荷荷重を許容し、昇降装置１０の荷重、偏荷重に対する剛性を一層高めることができる。さらに、取付部材１５ｂを増設して、ローラ１５ａを上下に複数具える構成としてもよい。また、場合によっては、ローラ１５ａが支柱１２の凹部１２ｃの底面１２ｂ上を転がる構成とすることもできる。要は、第２のガイド機構１５が、ねじ機構１６が設けられている支柱１２の凹部１２ｃのスペース内に設けられていればよい。なお、第２のガイド機構１５として、図示されているようなローラ式以外に、ガイドレール式や摺動式の各種ガイド機構を用いてもよい。

以下、図３〜５の横断面図を用いて、各実施形態について説明する。
図３は、本発明の第一実施形態の横断面図であり、負荷受部材の装着面（昇降プレート１８ｂ）は、支柱１２の第１のガイド機構１４が設けられている凹部１２ｃの開口部の前に設けられている。この構成によれば、荷受部（図示省略。）に掛かる負荷荷重の重心の位置とガイド機構１４との位置が近くなるため、ガイド機構１４にかかるモーメントが小さくなり、より大きな負荷荷重に耐えることができる。すなわち、昇降装置及びガイドレールを大きくせずに、大きな負荷荷重に対応することができるため、昇降装置の剛性を維持して軽量化を図ることができる。また、図４のように、昇降プレート１８ｂをねじ機構１６が設けられている凹部１２ｃの開口部の前に設ける構成とすることもでき、図５のように、昇降プレート１８ｂを支柱１２のいずれか一方のフランジ１２ａの外面の前に設ける構成とすることもできる。

以上説明したように、昇降装置の支柱の横断面をＨ形状とし、第１のガイド機構を支柱の一方の凹部のスペース内に設け、ねじ機構及び第２のガイド機構を支柱の他方の凹部のスペース内に設けることにより、支柱の有する空スペースである２箇所の凹部を有効的に利用した、極めてコンパクトで、大きな負荷荷重、偏荷重に対する剛性、特に、水平方向（捻り方向）に対する剛性が良好な昇降装置を提供することができる。

１０、１０ａ、１０ｂ昇降装置
１２支柱
１２ｃ凹部
１４第１のガイド機構
１４ｂガイド部（スライドユニット）
１５第２のガイド機構
１５ａガイド部（ローラ）
１６ねじ機構
１８昇降部材
１８ｂ負荷受部材の装着面（昇降プレート）
１８ｃ負荷受部材

Claims

横断面がＨ形状で直線状の支柱と、該支柱に沿ってねじ機構により進退動する、前記支柱の側面方向のいずれかに負荷受部材の装着面を有する昇降部材と、該昇降部材の進退動を案内する第１、２のガイド機構を具える片持ち支持の昇降装置であって、
前記第１のガイド機構が前記支柱の一方の凹部のスペース内に設けられ、前記支柱の底面又は該支柱の両側のフランジ部の内面に対して前記昇降部材を案内するものであり、
前記ねじ機構及び第２のガイド機構が前記支柱の他方の凹部のスペース内に設けられ、前記第２のガイド機構が前記支柱の両側のフランジ部の内面又は該支柱の底面の内、前記第１のガイド機構と異なるいずれか一方に対して前記昇降部材を案内するものであることを特徴とする、
昇降装置。
前記第１のガイド機構のガイド部が複数設けられている、請求項１の昇降装置。
前記第２のガイド機構のガイド部が複数設けられている、請求項１又は２の昇降装置。