JP5950308B2

JP5950308B2 - 片持式昇降装置

Info

Publication number: JP5950308B2
Application number: JP2013086416A
Authority: JP
Inventors: 紀匡奥井; 英維坂田; 浩則吉村
Original assignee: Tsubaki E&M Co
Current assignee: Tsubaki E&M Co
Priority date: 2013-04-17
Filing date: 2013-04-17
Publication date: 2016-07-13
Anticipated expiration: 2033-04-17
Also published as: JP2014210622A

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、食品、医薬品製造、自動車組立て等に使用される片持式の昇降装置（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等の直線運動変換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。この種の昇降装置には、荷重、偏荷重の変動に耐え得る高い剛性と、設置スペースという観点からのコンパクト化、小型・軽量化の要請から部品点数の削減、組立工数の簡素化、そして防塵・防滴効果の向上が求められている。ここで、ねじ機構、ガイド機構等を粉塵や水分等から保護する機能を有する昇降装置の例として、特許文献１、２に示すものがある。なお、本明細書では、昇降部材が進退動する方向、すなわち、昇降装置の長手方向を垂直方向ということがある。

特開平８−１６５０９２号公報特開２００５−３５０２５６号公報

特許文献１の昇降装置は、板状の柱フレーム構成体、及び一対の水平断面形状コの字形のみぞ形鋼を有し、みぞ形鋼が、その開口部が向き合うように、且つ、柱フレーム構成体に隣接するように配置されることによってフレームを構成している。そして、一対のみぞ形鋼の間にねじ機構が位置し、柱フレーム構成体のねじ機構側の面に昇降部材のガイド機構が、また、ねじ機構を挟んでガイド機構と反対側に昇降部材と連結される負荷受部材が配置されている。また、フレームやねじ機構、ガイド機構を全て囲む外装板が設けられており、外装板にはガイド機構と反対側にスリットが形成され、昇降部材と負荷受部材とは、スリットを通る連結部材によって連結されている。この昇降装置では、スリットの垂直方向の全長に亘ってブラインドベルトが設けられることにより、昇降装置内部を保護している。

特許文献２には、一つの面に垂直方向の全長に亘ってスリットが形成された支柱を有し、支柱内部には、ねじ機構、及びスリットと反対側の支柱の内側面にガイド機構が設けられ、ねじ機構を挟んでガイド機構と反対側に昇降部材の負荷受部材が配置されている昇降装置が開示されている。ねじ機構に設けられる昇降部材と負荷受部材とは、スリットを通る連結部材によって連結されている。この昇降装置では、スリットの垂直方向の全長に亘ってブラインドベルトが設けられることにより、昇降装置内部を保護している。

特許文献１の発明は、左右一対のみぞ形鋼とそれらを結合する柱フレーム構成体によって支柱が構成されており、これらに加えて、外装板、ブラインドベルト等、昇降装置内部を保護する部材を必要とするため、部品点数が多いという問題がある。
この点、特許文献２の発明は、支柱それ自体が特許文献１でいう外装板を兼ねているから、部品点数は比較的少なくなっているが、依然として、スリットの内側にブラインドベルトを取付けるという構成のものである。すなわち、特許文献１、２で使用されているブラインドベルトは、昇降装置のスリット部分の内側に取付けるものであるため、取付作業の工数が掛かる。ブラインドベルトは、通常、ゴム等の素材によって作られており、経年劣化は避けられないのであるが、上記のとおり、取付作業の工数が掛かることにより、ブラインドベルトの交換作業に要する工数を増大させることになる。
また、そもそも、粉塵や水分等は、主に、負荷受部材側で多く発生するところ、特許文献１、２の発明は、外装板、或いは支柱のスリット側に負荷受部材が配置されているため、昇降装置の内部に連通するスリットが粉塵や水分に比較的多く晒されることになり好ましくない。
なお、特許文献１、２の発明は、ねじ機構を挟んでガイド機構と反対側に昇降部材の負荷受部材が配置されているから、ガイド機構と負荷受部材との距離が遠い。このため、ねじ機構に負荷が掛かり易いという問題がある。

そこで、本発明は、前述した従来技術の問題点に鑑み、コンパクトで重負荷に耐えられ、且つ、シンプルな構成で防塵・防滴効果を向上させた片持式昇降装置を提供することをその目的とする。

本発明は、横断面がコ字形又はＵ字形の支柱と、
前記支柱内部に配設されている、モータの回転を直線運動に変換する直線運動変換機構と、
前記直線運動変換機構に取付けられている昇降部材と、
前記支柱の反開口側の面の外側に位置し、前記支柱の開口部を通じる連結部材によって前記昇降部材と連結されている負荷受部材と、
前記支柱の反開口側の内側面に対向する面上に取付けられ、前記支柱の反開口側の内側面に対して、前記昇降部材の直線運動を案内するガイド機構とを具える片持式昇降装置によって前記課題を解決した。

本発明によれば、粉塵や水分等が、主として発生する、負荷受部材側に支柱の開口部がないから、粉塵や水分等の支柱内部への浸入を効果的に防ぐことができ、優れた防塵・防滴効果を奏する。

また、負荷受部材とガイド機構が支柱を挟んで隣り合うように配置されているために、ガイド機構と負荷重心位置との距離を可能な限り近付けることができるから、ガイド機構に働くモーメント荷重を最小化することができる。故に、ガイド機構から離れた位置に負荷受部材を配置する構成に比べて、重負荷に耐えられ、また、直線運動変換機構へ掛かる負荷を軽減することができる。すなわち、従来の構成と同程度の耐負荷性能を実現するのであれば、ガイド機構や直線運動変換機構のサイズ自体を比較的小さくすることができるから、装置全体としてのコンパクト化、軽量化が可能となる。

また、反負荷側に開口部があるため、直線運動変換機構、ガイド機構等の構成部品に対してアプローチするときに、障害となるものが少ないから、メインテナンス作業を簡便に行うことができる。

また、連結部材の外側に、開口部を覆うカバーが取付けられている構成とすれば、反負荷側からの粉塵等の昇降装置内部への浸入も防ぐことができ、逆に、昇降装置内部から発生するダスト等の昇降装置外部への排出も抑制することができる。

さらに、開口部とカバーとの隙間を遮蔽する遮蔽部材を具える構成とすれば、昇降装置の密閉性を高めることができる。また、カバーを取外すことができるから、遮蔽部材の交換作業を簡便に行うことができる。

また、粉塵等が昇降装置内部へ侵入し難く、且つ、内部のダスト等が外部へ排出され難くなるように、開口部の端部の内側にそれぞれ突出する鍔部を設けてもよい。

（ａ）は本発明の昇降装置の部分透視正面図、（ｂ）は部分透視側面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線横断面図。本発明の第１実施形態の横断面図。本発明の昇降装置のカバー２４の斜視図。本発明の第２実施形態の横断面図。本発明の第３実施形態の横断面図。

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に示すように、本発明の昇降装置１０は、横断面がコ字形又はＵ字形の剛性に優れた支柱１２が直立するように固定され、その内側に、モータＭの回転を直線運動に変換する直線運動変換機構１４を具える。なお、図示しての説明は省略するが、センサ、通電線等を、支柱１２の内側に収納することもできる。直線運動変換機構１４としては、例えば、ボールねじ機構、台形ねじ機構等が使用できるが、図１の場合、ボールねじ機構、具体的には、回転可能に軸支されている駆動用ねじ軸１５とこれに螺合するナットに連結されている昇降部材１６から構成されている。ここで、モータＭが回転すると、駆動用ねじ軸１５が回転し、その回転方向によって昇降部材１６が垂直方向に昇降する。このとき、ガイド機構２２が支柱１２の反開口側の内側面１２ａ（図２参照。）に対して、昇降部材１６の昇降を円滑に案内する。ガイド機構２２は、支柱１２の反開口側の内側面１２ａに対向する面上に取付けられている。ガイド機構２２としては、ローラ式、レール式等の案内機構を採用することができるが、図１の場合、前記内側面１２ａに固定された２本のガイドレールにより、図示しない転動体を介して転がり案内されるように、昇降部材１６のそれぞれ上下に２個ずつ固定されたスライド部材を有するタイプのものである。

昇降装置１０は、支柱１２の反開口側の外側面１２ｂ（図２参照。）の先に負荷受部材２０を有している。負荷受部材２０は、支柱１２の開口部１３を通じる連結部材１８によって、昇降部材１６と連結されている。従って、モータＭの回転によって昇降部材１６が昇降したとき、負荷受部材２０もこれに連動して昇降する。昇降装置１０のように、負荷受部材２０とガイド機構２２が支柱１２を挟んで隣り合うように配置されていると、ガイド機構２２と負荷Ｌの重心位置との距離を可能な限り近付けることができるから、ガイド機構２２に働くモーメント荷重を最小化することができる。従って、良好な耐負荷性能を発揮することができる。すなわち、ガイド機構２２や直線運動変換機構１４のサイズ自体を小さくしても、良好な耐負荷性能を発揮することができるから、昇降装置全体としてのコンパクト化、軽量化を図ることもできる。
上記のように、昇降装置１０は、その構成がシンプルであり、部品点数が比較的少ないため、組立が容易で、製造コストも抑えることができる。

次に、図２を参照して、昇降装置１０の防塵・防滴性能について説明する。なお、図２では負荷受部材２０（図１参照。）の図示を省略している。昇降装置１０は、支柱１２の前面、すなわち、負荷受部材２０側、及び側面に向かって開口していないため、図示しているように、支柱１２そのものが防壁となり、負荷側からの粉塵や水等（加工機のチップや切粉、切削液等）の物質Ｄの支柱１２内部への浸入を確実に防ぐことができる。さらに、図３に示すようなカバー２４を、図１に示すように、支柱１２の開口部１３側であって、連結部材１８の外側に具える構成とすれば、支柱１２の開口部１３側からの粉塵等の浸入を抑えることもでき、また、支柱内部で発生するダストの排出を抑えることができる。

また、図２に示すように、支柱１２の開口部１３とカバー２４との隙間Ｓを遮蔽する、ゴムシート等の遮蔽部材２６を設け、開口部１３とカバー２４との隙間Ｓを最小化すれば、昇降装置１０の密閉性を高め、防塵、防滴、ダスト排出抑制効果をさらに高めることができる。

カバー２４（図３参照）は、簡単に着脱可能であるため、カバー２４を外せば、昇降装置１０内部へのアプローチがし易いので、直線運動変換機構１４、ガイド機構２２のメインテナンスの他、遮蔽部材２６等の交換作業を効率良く簡便に行うことができる。

図４は、本発明の第２実施形態の横断面図である。なお、負荷受部材２０（図１参照。）は、図示を省略している。本実施形態では、支柱１２の開口部１３の端部の内側に突出するように鍔部１２ｃを設け、支柱１２と昇降部材１６間の隙間を狭くしている。これにより、粉塵等が外部から侵入し難くなり、また、内部のダスト等が外部へ排出され難くなるため、防塵、防滴、ダスト排出抑制効果をさらに高めることができる。
なお、本実施形態にも、遮蔽部材２６（図２参照。）を設けることができるということは言うまでもない。

最後に、図５は、本発明の第３実施形態の横断面図である。なお、負荷受部材２０（図１参照。）は、図示を省略している。
本実施形態では、上記の第２実施形態と同様に、支柱１２に鍔部１２ｃが設けられており、さらに、ローラ式の第二ガイド機構２８が鍔部１２ｃの内側面にガイドされるように設けられている。本発明では、支柱１２の内側面と係合するものであれば、付加的ガイド機構をどこに設けてもよいが、図５に示すような構成とすることで、正逆転するねじとナットによって昇降装置１０に掛かる捻じれ荷重を許容することができ、昇降装置としての安定性をさらに増すことができるので好適である。

以上説明したように、本発明によれば、半導体や液晶ＦＰＤ、食品、医薬品製造、自動車組立て、製鉄、物流等、粉塵や水等がかかる環境下、さらにダストの発生を嫌う各種の用途に適した、コンパクトで重負荷に耐えられ、且つ、シンプルな構成の片持式昇降装置を提供することができる。

１０昇降装置
１２支柱
１３開口部
１４直線運動変換機構
１６昇降部材
１８連結部材
２０負荷受部材
２２、２８ガイド機構
２４カバー
２６遮蔽部材
Ｍモータ

Claims

横断面がコ字形又はＵ字形の支柱と、
前記支柱内部に配設されている、モータの回転を直線運動に変換する直線運動変換機構と、
前記直線運動変換機構に取付けられている昇降部材と、
前記支柱の反開口側の面の外側に位置し、前記支柱の開口部を通じる連結部材によって前記昇降部材と連結されている負荷受部材と、
前記支柱の反開口側の内側面に対向する面上に取付けられ、前記支柱の反開口側の内側面に対して、前記昇降部材の直線運動を案内するガイド機構とを具える、
片持式昇降装置。
前記連結部材の外側に、前記開口部を覆うカバーが取付けられている、請求項１の片持式昇降装置。
前記開口部とカバーとの隙間を遮蔽する遮蔽部材を具える、請求項２の片持式昇降装置。
前記開口部の端部の内側にそれぞれ突出する鍔部が設けられている、請求項１から３のいずれかの片持式昇降装置。
前記支柱の内側面にガイドされる付加的ガイド機構をさらに具える、請求項１から４のいずれかの片持式昇降装置。