JPH07133855A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】アクチュエータ内に組み込まれるモータのモー
タ軸とテーブル機構に駆動力を伝達する駆動力伝達軸と
を一体化して形成することにより、該アクチュエータの
小型化並びに軽量化を図ること。 【構成】モータ８４が回転駆動される際、ボールねじシ
ャフト８０に起因して発生する振動を第１ベアリング部
材１０４が吸収することにより、該振動が駆動軸１０２
に伝達されることが阻止される。また、モータ部９２の
発熱に伴ってフレーム９８と駆動軸１０２との間に熱膨
張量の差による変位が生ずる場合、スプリングワッシャ
１１０が弾性変形して前記変位を吸収することにより、
第１ベアリング部材１０４に対して軸線方向に応力が負
荷されることを防止する。一方、第２ベアリング部材１
０８は、軸線方向に対する荷重並びに軸線と直交する方
向の荷重を吸収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アクチュエータに関
し、一層詳細には、モータの回転運動を直線運動に変換
する駆動力伝達軸と前記モータの回転軸とを一体化した
アクチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、回転速度、駆動トルク、停止位置
等の制御を可能とするエンコーダ、タコジェネレータ等
のセンサを備えたモータを駆動源とし、例えば、ボール
ねじ、台形ねじ、リニアロータリ等の駆動力伝達軸によ
りモータの回転運動を直線運動に変換してテーブル機構
に伝達し、前記テーブル機構を介してワークの移動を行
うアクチュエータが用いられている。

【０００３】ここで、前記アクチュエータに組み込まれ
るモータの縦断面図を図３８に示す。このモータ２は、
ボールねじ４およびモータ軸６の夫々の端部をカップリ
ング部材８を介して連結する連結部１０と、ロータ１２
およびステータ１４等を有するモータ部１６と、発光部
並びに受光部からなる一対のフォトセンサ１８ａ、１８
ｂを介してモータ２の回転速度、ワークの停止位置等を
検出するエンコーダ部２０とから構成される。

【０００４】連結部１０は、ボールねじ４並びにモータ
軸６に沿って貫通孔２２が画成された略円筒状のハウジ
ング２４を有する。前記ハウジング２４の貫通孔２２内
にはカップリング部材８が設けられ、前記カップリング
部材８はモータ軸６およびボールねじ４の夫々の端部を
同軸に連結することにより、前記モータ２の駆動力を図
示しないワーク搬送機構に伝達する。前記カップリング
部材８は、前記モータ軸６とボールねじ４との軸線のズ
レを吸収するとともに、回転運動を直線運動に変換する
際に発生する振動や、ボールねじ４がより長尺になるに
つれて発生する撓みを持った回転運動（いわゆる、縄跳
び現象）等に起因する振動をモータ軸６に伝達すること
を阻止する機能を営む。

【０００５】前記ハウジング２４の一端部にはボールね
じ４を保持する環状の第１ベアリング部材２６が設けら
れ、外部に露出する一対のベアリング押さえ２８ａ、２
８ｂによってハウジング２４に固定されている。前記第
１ベアリング部材２６は、前記並列に２個配設されたボ
ール３０と該ボール３０を保持する一対の軸受リング３
２ａ、３２ｂからなる。この場合、各ボール３０は軸受
リング３２ａ、３２ｂ間に傾斜して配設され、破線で示
すように、ボールねじ４の軸線に対して所定角度傾斜し
て荷重を受けることから、ボールねじ４の軸線に対して
略直交する方向の荷重を吸収するだけでなく、ボールね
じ４の軸線に対して略平行方向の荷重をも吸収すること
ができる。前記第１ベアリング部材２６とカップリング
部材８との間には、リング状のカラー３４およびナット
３６がボールねじ４に嵌合している。前記カラー３４を
ナット３６で保持することにより、第１ベアリング部材
２６の軸線方向に対する緩みを防止する機能を営む。

【０００６】モータ部１６は略円筒状のモータハウジン
グ３８を有し、前記モータハウジング３８とハウジング
２４との結合部位には、第２ベアリング部材４０並びに
スプリングワッシャ４２によってモータ軸６が回転自在
に保持されている。前記第２ベアリング部材４０並びに
スプリングワッシャ４２は、モータハウジング３８の入
口部位に形成されたブラケット部４４に保持されてい
る。前記モータ軸６の半径外方向に膨出してロータ１２
が形成され、前記ロータ１２に永久磁石４６が外嵌され
て固着され、モータハウジング３８内の室４８に回転自
在に収納されている。前記永久磁石４６に対向するモー
タハウジング３８の内壁面には、環状のステータ１４並
びにコイル５０が固着されている。

【０００７】前記モータハウジング３８のエンド側は、
ブラッケット５２を介してエンドカバー５４によって閉
塞されている。モータ軸６のエンド側の一端部は、前記
ブラケット５２に支持された複列の第３ベアリング部材
５６によって回転自在に保持される。

【０００８】エンコーダ部２０には、エンドカバー５４
の内壁にリング状のエンコーダフレーム５８が固定され
ている。前記エンコーダフレーム５８には、ピン部材６
０を介して対向する一対の基板６２ａ、６２ｂが固定さ
れ、前記夫々の基板には発光部および受光部からなり、
所定間隔離間する一対のフォトセンサ１８ａ、１８ｂが
固着されている。前記モータ軸６のエンド側にはエンド
ブロック６４が嵌合され、前記エンドブロック６４の環
状段部には円盤状のエンコーダディスク６６が固定され
ている。この場合、スリットを有するエンコーダディス
ク６６が回転して通過する際、発光部から照射された光
が前記スリットを通過して受光部で受光することによ
り、モータ２の回転速度等を検出することができる。

【０００９】動作については、図示しない電源を付勢す
ることにより、モータ部１６のロータ１２が回転し、カ
ップリング部材８を介してモータ軸６と同軸に連結され
たボールねじ４が回転する。前記ボールねじ４を介して
モータ２の回転運動は直線運動に変換され、前記直線運
動は図示しないワーク搬送機構に伝達される。

【００１０】この場合、第１ベアリング部材２６は、ボ
ールねじ４を軸線方向に対して支持するとともに、半径
内方向に対して支持する機能を営むものであり、ボール
ねじ４の縄跳び現象等に起因する振動を吸収する。ま
た、第２ベアリング部材４０はモータ軸６を半径内方向
に対して支持することにより、モータ軸６の回転力によ
って発生する半径外方向に対する振動並びに慣性力を吸
収する。一方、第３ベアリング部材５６は、モータ軸６
を半径内方向に対して支持するとともに、軸線方向に対
して支持する機能を営むことにより、一対のフォトセン
サ１８ａ、１８ｂ間のクリアランスに対してエンコーダ
ディスク６６を精度良く配設することが可能となる。

【００１１】さらに、運転時において比較的高温となる
モータ２の場合、各部品の素材、形状の違いによる熱膨
張量の差が問題となる。特に、放熱のためにアルミニウ
ム系の素材により成形されたモータハウジング３８と鉄
系の素材により成形されたモータ軸６との熱膨張量の差
は、モータハウジング３８を軸線方向に対して変位さ
せ、前記モータ軸６の軸受の機能を有する第２ベアリン
グ部材４０に応力が集中するおそれがあるため、何らか
の方法で熱膨張量の差を吸収する必要がある。

【００１２】この点に関し、従来例に係るモータ２で
は、第２ベアリング部材４０のボール６８とブラケット
部４４の内壁面との間にスプリングワッシャ４２を配設
し、前記スプリングワッシャ４２が弾性変形して該ボー
ル６８をモータ軸６の軸線方向と略平行方向に押圧する
ことにより、熱膨張量の差を吸収している。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来例
に係るモータ２を図示しないアクチュエータ内に組み込
んで駆動源とする場合、該アクチュエータの汎用性を向
上させるためにはできるだけアクチュエータの小型化並
びに軽量化を図る必要があり、それに伴ってモータ２の
小型化・軽量化を図る必要がある。

【００１４】また、モータ軸６とボールねじ４とを連結
するカップリング部材８は、回転する際に余分な慣性力
を発生させ、モータ軸６とボールねじ４とを共振させ
る。この結果、例えば、サーボモータのように高い動特
性が要求されるモータ２では、前記共振作用によって位
置制御精度を低下させるとともに、前記動特性を阻害す
るという不都合がある。この場合、前記カップリング部
材８は、各種要因から発生する振動をモータ軸６に伝達
することを阻止する機能を営むものであるが、単にカッ
プリング部材８を除去してモータ軸６とボールねじ４と
を一体化した場合には、モータ軸６に振動が伝達される
という他の不都合が発生する。この結果、ワークを継続
的に安定して搬送することが困難となる。

【００１５】本発明は、前記不都合を克服するためにな
されたものであって、アクチュエータ内に組み込まれる
モータのモータ軸とテーブル機構に駆動力を伝達する駆
動力伝達軸とを一体化して形成することにより、小型化
並びに軽量化を図ることが可能なアクチュエータを提供
することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、モータの回転運動を駆動力伝達軸を介
して直線運動に変換し、前記直線運動の作用下にテーブ
ル機構がワークを搬送するアクチュエータにおいて、前
記モータの回転軸と前記駆動力伝達軸とが一体的に延在
して形成されることを特徴とする。

【００１７】この場合、前記モータは、前記駆動力伝達
軸が一体的に延在して形成されるモータ軸と、前記モー
タ軸をその両端部で保持する第１と第２のベアリング部
材とを有すると好適である。

【００１８】また、本発明は、モータが、駆動部とモー
タ軸の回転角度を検出する検出部とから構成され、前記
モータ軸は駆動力伝達軸と一体的に延在して形成される
とともに、前記モータ軸をその両端部で保持する第１と
第２のベアリング部材が設けられることを特徴とする。

【００１９】さらに、本発明は、駆動部側に配設される
第１のベアリング部材と、検出部側に配設される第２の
ベアリング部材とを有し、前記第１、第２のベアリング
部材は、モータ軸を軸線方向および／または半径方向に
保持することを特徴とする。

【００２０】さらにまた、本発明は、第１、第２のベア
リング部材が、ケーシング側に保持された一対のセンサ
と、前記一対のセンサ間に介装され、モータ軸に一体的
に連結された略円盤状のディスクとの離間距離を所定距
離とすることを特徴とする。

【００２１】またさらに、本発明は、モータのケーシン
グとモータ軸との熱膨張量の差による変位を吸収するた
めの弾性部材が設けられることを特徴とする。

【００２２】またさらに、本発明は、モータ軸がケーシ
ング外に取り外し可能に形成されることを特徴とする。

【００２３】

【作用】上記の本発明に係るアクチュエータでは、モー
タが回転駆動される際、駆動力伝達軸に起因して発生す
る振動を第１ベアリング部材が吸収することにより、該
振動がモータ部に伝達することが阻止される。また、モ
ータ部の発熱に伴ってケーシングと駆動軸との間に熱膨
張量の差による変位が生ずる場合、弾性部材が弾性変形
して前記変位を吸収することにより、第１ベアリング部
材に対して駆動軸の軸線方向に応力が負荷されることを
防止する。

【００２４】一方、第２ベアリング部材は、軸線方向に
対する荷重並びに軸線と直交する方向の荷重を吸収す
る。

【００２５】

【実施例】次に、本発明に係るアクチュエータについて
好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳
細に説明する。

【００２６】図１は、本実施例に係るアクチュエータを
示す斜視図、図２は、図１に示すアクチュエータの一部
を省略した部分斜視図、図３は、アクチュエータに組み
込まれたモータを示す縦断面図である。

【００２７】このアクチュエータ７０は、外枠を形成し
開口部７２を除く側面部に断面略Ｔ字型の長溝７４が略
平行に画成されたフレーム７６と、前記フレーム７６の
底部に配設された直動ガイド７８と、ボールねじシャフ
ト８０（駆動力伝達軸）の回転作用下に前記直動ガイド
７８に沿って直線状に変位するテーブル機構８２と、前
記フレーム７６の一端部に連結されたモータ８４とから
構成される。

【００２８】前記テーブル機構８２は、直動ガイド７８
に沿って摺動する軸受部材８６と、前記軸受部材８６に
固着されボールねじブッシュ８８に嵌合するボールねじ
シャフト８０の回転作用下に直線状に変位するテーブル
８９とを含む。

【００２９】モータ８４は、図３に示すように、ケーシ
ング９０内に収納されるモータ部９２（駆動部）とエン
コーダ部９４（検出部）とから構成され、前記ケーシン
グ９０はブラケット部９６が形成されたフレーム９８並
びにエンドカバー１００を含む。前記ケーシング９０内
には、ボールねじシャフト８０と一体成形されモータ軸
として機能する駆動軸１０２が配設されている。前記駆
動軸１０２はブラケット部９６に支持された第１ベアリ
ング部材１０４と、後述するエンコーダフレーム１０６
によって支持された第２ベアリング部材１０８とによっ
て保持される。

【００３０】前記第１ベアリング部材１０４は、いわゆ
る深溝玉軸受として機能するものであり、その側面部に
は、第１ベアリング部材１０４を軸線方向に沿って支持
するスプリングワッシャ１１０（弾性部材）が設けられ
る。この第１ベアリング部材１０４並びにスプリングワ
ッシャ１１０は、従来例に係るモータ２と略同一に構成
されるが、以下の点で異なる機能を有する。

【００３１】すなわち、本実施例における第１ベアリン
グ部材１０４は、駆動軸１０２がケーシング９０の外部
に露出する部位に近接して配置され、駆動軸１０２に対
する半径内方向の保持力を有することにより、永久磁石
１１２とステータコイル１１４間のクリアランスを高精
度に確保するとともに、ボールねじシャフト８０の縄跳
び現象等に起因する振動をモータ部９２に対して伝搬す
ることを防止する機能を営む点で異なる。

【００３２】なお、モータ８４の発熱に伴うフレーム９
８と駆動軸１０２との素材間の熱膨張量の差から発生す
る変位は、前記第１ベアリング部材１０４を側面から保
持するスプリングワッシャ１１０が弾性変形して軸線方
向に変位することにより吸収される。この結果、第１ベ
アリング部材１０４に対して軸線方向の応力が発生する
ことを阻止することができる。

【００３３】駆動軸１０２にはリング状のモータロータ
１１６並びに永久磁石１１２が順次外嵌して夫々固着さ
れ、前記永久磁石１１２の外周面に対応するフレーム９
８の内壁面にはリング状のステータコイル１１４並びに
ステータ鉄心１１８が夫々固着されている。前記駆動軸
１０２とモータロータ１１６との固定方法は、該駆動軸
１０２に形成された面取り部位１１７ａ、１１７ｂに図
示しない止めねじを係合させることにより行われる。あ
るいは、回り止め用キー溝、止め輪、カラー等により固
定することも可能である。また、接着剤、シュパンリン
グ等を用いる方法、あるいは駆動軸１０２に直接、磁石
を装着した後、着磁させ、該駆動軸１０２とモータロー
タ１１６とを一体的に形成してもよい。このような固定
方法を採用することにより、前記駆動軸１０２をケーシ
ング９０外に取り外すことが可能となる。

【００３４】エンドカバー１００の内壁にはエンコーダ
フレーム１０６が固着され、前記エンコーダフレーム１
０６は、ベアリング押さえ１２０を介して第２ベアリン
グ部材１０８を支持する。この場合、前記第２ベアリン
グ部材１０８は、従来例の第１ベアリング部材２６と略
同一の構成からなり、並列にボール１２２が配設され
た、いわゆる複列アンギュラ玉軸受を構成する。前記第
２ベアリング部材１０８は、並列に配設されたボール１
２２が軸線と直交する線に対して夫々所定角度傾斜して
配設されていることから、軸線方向に対する荷重並びに
前記軸線に直交する方向に対する荷重を吸収することが
できる。なお、前記第２ベアリング部材１０８は、他の
組合せに係るアンギュラ玉軸受、組合せ円錐ころ軸受あ
るいは複列円錐ころ軸受等に代替してもよい。

【００３５】前記エンコーダフレーム１０６には、所定
間隔離間する一対の基板１２４ａ、１２４ｂがピン１２
６を介して固定され、前記一対の基板１２４ａ、１２４
ｂには夫々発光部および受光部からなる一対のフォトセ
ンサ１２８ａ、１２８ｂが固着される。前記駆動軸１０
２の一端部にはナット部材１３０が嵌合され、前記ナッ
ト部材１３０の外周部にドーナツ状のエンコーダディス
ク１３２が固定される。前記エンコーダディスク１３２
には、図示しないスリットが画成され、発光部からの発
光光を前記スリットを介して受光部で受光することによ
り、モータ８４の回転速度、テーブル８９の位置等を検
出する。

【００３６】本実施例に係るアクチュエータ７０は基本
的には以上のように構成されるものであり、次にその動
作並びに作用効果について説明する。

【００３７】先ず、モータ８４にリード線を介して接続
された図示しない電源を付勢することにより、モータ部
９２が駆動され、駆動軸１０２が所定方向に回転する。
従って、前記モータ部９２による回転運動は、駆動力伝
達軸として機能するボールねじシャフト８０を介してボ
ールねじブッシュ８８に伝達され、前記ボールねじシャ
フト８０によって回転運動が直線運動に変換されてテー
ブル８９を変位させる。

【００３８】この場合、前記モータ８４の作動中におい
て、第１ベアリング部材１０４は、前述したように、ボ
ールねじシャフト８０に起因する振動を吸収して、該振
動が駆動軸１０２に伝達されることを防止するため、モ
ータ部９２に損傷を与えることなく回転運動を安定して
継続させることが可能となる。

【００３９】また、前記回転運動に伴ってモータ部９２
が発熱し、フレーム９８と駆動軸１０２との異なる素材
間による熱膨張量の差によって、該フレーム９８が駆動
軸１０２の軸線方向に沿って変位する場合であっても、
該変位をスプリングワッシャ１１０が軸線方向に弾性変
形して吸収することができる。従って、第１ベアリング
部材１０４に対して軸線方向の応力が負荷されることを
阻止することができる。

【００４０】さらに、第２ベアリング部材１０８は、軸
線に直交する方向に保持するとともに、軸線方向に対す
る保持力を有することから、フォトセンサ１２８ａ、１
２８ｂにおける発光部と受光部間のクリアランスを精度
良く確保することができ、前記発光部と受光部間に位置
するエンコーダディスク１３２を好適に回転させること
ができる。

【００４１】なお、エンコーダ部９４は、フレーム９８
からエンドカバー１００を取り外すことにより、駆動軸
１０２から一体的に分離可能に形成される。

【００４２】このように、アクチュエータ７０に一体的
に組み込まれるモータ８４ではカップリング部材８を用
いることなく、ボールねじシャフト８０と駆動軸１０２
とを一体成形している。従って、従来例において、カッ
プリング部材８が配設されていたスペースを除去してモ
ータ８４の小型化を図ることができるとともに、余分な
慣性力を発生させることなく駆動軸１０２を回転させる
ことが可能となる。この結果、アクチュエータ７０の小
型化並びに軽量化を図り、汎用性を向上させることがで
きる。

【００４３】次に、本発明に係るアクチュエータとエア
バランサを複数個連結して組み立ててアクチュエータの
構造体として使用する場合について説明する。

【００４４】図４に示すように、第１の組立例に係るア
クチュエータの構造体２００は、骨組みを形成する複数
の柱状部材２０２と、第１乃至第４アクチュエータ２０
４、２０６、２０８、２１０と、第２アクチュエータ２
０６に併設されるエアバランサ（以下、バランサとい
う）２１２と、作業テーブル２１４と、ワーク２１６
と、ワーク収納ボックス２１８と、ワーク保持プレート
２２０と、移動体２２２、２２４、２２６、２２８と、
ワーク把持手段としての吸着用パッド２３０が連結され
たシリンダ２３２と、シリンダロッド２３４が突出した
状態のシリンダ２３６と、電動アクチュエータ用コント
ロールボックス２３８と、フィルタ・レギュレータ・ル
ブリケータコントローラ２４０と、図示しないコンプレ
ッサ、除湿器、アフタークーラー等から構成される。

【００４５】また、前記図示しないコンプレッサ、除湿
器、アフタークーラー等は一体化して各アクチュエータ
２０４、２０６、２０８、２１０のブロック内に挿入さ
れている。この場合、柱状部材内に一体化若しくは接続
して配線される。また、周知のコンプレッサ、スクロー
ルコンプレッサ等の吸器を用いて真空圧力を循環伝送し
て利用することも可能である。なお、これらのコンプレ
ッサ、除湿器、アフタークーラー、周知のコンプレッ
サ、スクロールコンプレッサ等の吸器等は後述する各ア
クチュエータのモータボックス、バルブユニット等に分
散して内蔵してもよい。

【００４６】第１アクチュエータ２０４は、その移動体
２２２の上面に取り付けられた第２アクチュエータ２０
６とバランサ２１２を直線方向に移動するためのもので
あり、前記第１アクチュエータ２０４に直交して接続さ
れる第２アクチュエータ２０６および第２アクチュエー
タ２０６に併設されたバランサ２１２は、その移動体２
２４に取り付けられた第３アクチュエータ２０８を鉛直
方向に移動するためのものである。さらに前記第２アク
チュエータ２０６および第２アクチュエータ２０６に併
設されたバランサ２１２に直交して接続される第３アク
チュエータ２０８の移動体２２６には、吸着用パッド２
３０が連結されたシリンダ２３２が連接されている。ま
た、第４アクチュエータ２１０の移動体２２８には、シ
リンダ２３６が連接され、ワーク２１６の搬送、位置決
めに用いられる。なお、第１アクチュエータ２０４と柱
状部材２０２との連結部にはモータボックス２４２が、
第４アクチュエータ２１０と柱状部材２０２との連結部
にはバルブユニット２４４が夫々配設されている。勿
論、前記モータボックス２４２およびバルブユニット２
４４は、例えば、第２アクチュエータ２０６に示すよう
に、上面からの突出を避けた面一の形状にしてもよいこ
とは言うまでもない。また、モータボックス２４２およ
びバルブユニット２４４に前記電動アクチュエータ用コ
ントロールボックス２３８の一部を分散して内蔵させて
もよい。

【００４７】動作については、先ず第３アクチュエータ
２０８に連結されたシリンダ２３２に柱状部材２０２内
の流体通路を介して圧縮空気を供給する。前記圧縮空気
の供給により、シリンダ２３２のシリンダロッドが下方
に変位してワーク収納ボックス２１８内に配置されたワ
ーク２１６が吸着用パッド２３０により吸着される。再
び圧縮空気を供給してシリンダロッドを上方に変位さ
せ、その状態を保持しながら第２アクチュエータ２０６
に併設されたバランサ２１２の移動体２２４を上方に移
動させ、第３アクチュエータ２０８を上方に移動させ
る。さらに、第１アクチュエータ２０４の移動体２２２
を縦軸方向に移動させ、前記第１アクチュエータ２０４
の移動体２２２に連結された第２アクチュエータ２０６
および該第２アクチュエータ２０６に併設されたバラン
サ２１２を移動させる。前記第１アクチュエータ２０４
および第３アクチュエータ２０８は、吸着用パッド２３
０に吸着されたワーク２１６が所望の位置の上方に近接
した時に移動を休止し、第２アクチュエータ２０６およ
びそれに併設されたバランサ２１２の移動体２２４およ
びシリンダ２３２のシリンダロッドを下方に変位させ
て、ワーク２１６をワーク保持プレート２２０の穴部２
４６に挿入する。このとき、第４アクチュエータ２１０
のシリンダロッド２３４を変位させて、ワーク２１６を
前記穴部２４６に位置決めすることができる。さらに、
第４アクチュエータ２１０はその移動体２２８およびシ
リンダ２３６により、作業テーブル２１４にワーク２１
６を搬送することができる。なお、前記ワーク収納ボッ
クス２１８およびワーク保持プレート２２０は、作業テ
ーブル２１４上において、図示しない位置決め手段によ
り、位置決めされる。

【００４８】ここで、前記柱状部材２０２およびアクチ
ュエータ２０４、２０６、２０８、２１０、バランサ２
１２等を接続する連結手段について図５乃至図３４を用
いて説明する。

【００４９】図５および図６は、連結手段の第１実施例
を示し、図５Ａは柱状部材同士を連結した場合の一部略
正面図、図５Ｂは前記図５Ａの一部断面側面図、図６は
分解斜視図である。

【００５０】図５において、略同一に形成された柱状部
材２４８には、各側面の長さ方向に直線状の溝部２５０
が画成されている。前記溝部２５０には、ねじ２５２を
介してねじ止めされるプレート２５４が摺動自在に配設
される。前記ねじ２５２の先端部２５６は、円錐状に形
成されている。前記柱状部材２４８の両端部の四隅角部
には空気、油、水等の流体の伝送路である流体通路２５
８が貫通して形成されているとともに、略中心部にはス
プリング２６０を介してボルト２６２を挿入するための
孔部２６４が画成されている。このボルト２６２の頭部
２６６は、前記溝部２５０の断面形状に相応して形成さ
れ、前記柱状部材２４８の一端側から略直交する方向に
指向して遊嵌される。また、前記ボルト２６２の中間部
にはＶ字型の溝２６８が切られ前記頭部２６６の反対側
にはスプリング受けとなる円形の凹部２７０が設けられ
ている。

【００５１】そこで、前記柱状部材２４８同士を連結し
て接続する際、一方の柱状部材２４８の一端側からプレ
ート２５４を溝部２５０に、スプリング２６０およびボ
ルト２６２を孔部２６４にその長さ方向に指向して挿入
するとともに、前記ボルト２６２の頭部２６６を柱状部
材２４８の一端部の溝部２５０と直交する方向に指向し
て遊嵌する。続いてねじ２５２が溝部２５０を介して前
記プレート２５４にねじ込まれることにより、ボルト２
６２を介して柱状部材２４８同士が略直角方向に連結固
定される。すなわち、図５Ｂに示すように、前記ねじ２
５２の先端部２５６の傾斜面がボルト２６２のＶ字型の
溝２６８の傾斜面に当接することにより、前記ボルト２
６２と一体化された頭部２６６が矢印Ａ方向に変位す
る。この頭部２６６の変位により、溝部２５０に遊嵌さ
れていた頭部２６６の裏側と前記溝部２５０とが当接し
て柱状部材２４８が固定される。このようにして柱状部
材２４８同士を簡便に連結することが可能となり、柱状
部材２４８内の流体通路２５８を介して流体圧信号を伝
送することが可能となる。

【００５２】次に、前記連結を解除して柱状部材２４８
を離間させる場合には、前記ねじ２５２を緩めることに
より、スプリング２６０の弾発力によってボルト２６２
が矢印Ｂ方向に変位する。前記ボルト２６２の変位によ
り、ボルト２６２の頭部２６６の裏側が溝部２５０から
離間して、再びボルト２６２の頭部２６６が溝部２５０
において遊嵌した状態となる。前記ボルト２６２の頭部
２６６の遊嵌により、一方の柱状部材２４８の溝部２５
０から他方の柱状部材２４８に挿入されたボルト２６２
の頭部２６６が摺動可能となり、溝部２５０に沿って柱
状部材２４８を移動させることにより取り外すことが可
能となる。なお、前記連結手段の第１実施例として柱状
部材２４８同士を連結する場合について説明したが、柱
状部材２４８と前記アクチュエータ２０４、２０６、２
０８、２１０若しくはバランサ２１２同士を連結する場
合においても同様であり、その詳細な説明を省略する。

【００５３】次に、図７に示す連結手段の第２実施例で
は、柱状部材２７２の一側面に平行した溝部２５０を画
成するとともに、前記溝部２５０に遊嵌される頭部２７
６と一体化されたボルト２７８が二個配設されている点
で前記実施例と異なる。なお、連結手段の第２実施例以
下において前記第１実施例と略同一の構成要素には同一
の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【００５４】続いて、図８および図９に示す連結手段の
第３および第４実施例では、例えば、夫々柱状部材を略
直交した三方向に連結している。図８に示す第３の実施
例では、図４に示す併設されたバランサ２１２と第２ア
クチュエータ２０６の各々の側面に連結手段の第１実施
例で示した柱状部材２４８を接続し、さらにバランサ２
１２と第２アクチュエータ２０６の各々のフレーム２８
０、２８２に跨がり、柱状部材２４８に略直交して柱状
部材２７２をバランサ２１２と第２アクチュエータ２０
６の各々のフレーム２８０、２８２の各底面に平行した
溝部２５０に対応するように２個のボルト２６２により
接続している。なお、図９に示す連結手段の第４実施例
でも、前記と同様に、アクチュエータ２８４とバランサ
２１２とを併設したものに夫々柱状部材２４８、２８６
を連結しており、その詳細な説明を省略する。

【００５５】次に、連結手段の第５実施例について図１
０乃至図１３を用いて説明する。

【００５６】図１０は柱状部材および連結部材の斜視
図、図１１は柱状部材に連結部材を連結した状態におけ
る一部断面図、図１２は連結部材を介して柱状部材同士
を連結した状態を示す斜視図である。

【００５７】図１０において、柱状部材２８８の長手方
向に対し略鉛直に切断された切断端面に接続され、連結
手段として機能する接続用ブロック（以下、ブロックと
いう）２９０はダイカスト、精密鋳造、好適には真空ダ
イカスト、真空鋳造、ロストワックス法、押し出し、引
き抜き、金属粉末射出若しくはセラミックス等により成
形され、前記ブロック２９０が柱状部材２８８と接合す
る面の略中心部には略円柱状に形成された突出部２９２
が設けられている。この突出部２９２は、取り付けられ
る一方の柱状部材２８８の軸線方向中心部に画成され、
流体通路として機能する貫通孔２９４に嵌め合いの寸法
公差を持って嵌挿される。これにより、柱状部材２８８
の切断面が長手方向に対し鉛直に切断されていなくて
も、ブロック２９０の突出部２９２は当接面に対し鉛直
に画成されており、柱状部材２８８の貫通孔２９４は長
手方向に対し平行に成形されているので柱状部材２８８
の長手方向に対しブロック２９０の当接面は鉛直に矯正
されることになる。

【００５８】前記ブロック２９０は、突出部２９２を囲
むように、各々対向して配置される爪部２９６ａ〜２９
６ｄが設けられている。この爪部２９６ａ〜２９６ｄに
は、略円形の孔部２９８ａ〜２９８ｄが画成されてい
る。前記爪部２９６ａ〜２９６ｄは、柱状部材２８８の
断面略Ｔ字型の溝部３００に挿入され、前記孔部２９８
ａ〜２９８ｄを介して止めねじ３０２を緊締することに
より、該止めねじ３０２が柱状部材２８８に画成された
溝部３００の深部３０４に食い込み、弾性変形、若しく
は塑性変形、好適には塑性変形することにより確実に連
結することができる。さらに、前記止めねじ３０２の嵌
め込み方向とは逆方向に、前記爪部２９６ａ〜２９６ｄ
の先端部３０５が外側に拡がることにより、爪部２９６
ａ〜２９６ｄが前記溝部３００と深部３０４との傾斜面
に食い込み、ブロック２９０の抜け止め効果をより確実
に得ることができる（図１１参照）。このとき、止めね
じ３０２の締め込み量の違いによるブロック２９０のず
れ防止のために前記突出部２９２が貫通孔２９４に挿入
され、さらに、ブロック２９０の端面に対向して付設さ
れる各々の爪部２９６ａ〜２９６ｄが柱状部材２８８の
溝部３００の長手方向から挿入されて確実に位置決めす
ることができる。

【００５９】柱状部材２８８に取り付けられたブロック
２９０に略Ｔ字形状を有するボルト部材３０６をスプリ
ング３０８と共に挿入し、該ボルト部材３０６の頭部３
１０を接続したい相手方柱状部材２８８の長手方向側面
より挿入し、約９０°回転させることにより抜け止め作
用を発揮させることができる。前記ボルト部材３０６
は、止めねじ３１２を締め込むことにより、スプリング
３０８の弾発力により回転したり、ぐらついたりするこ
となく柱状部材２８８にブロック２９０を確実かつ容易
に連結することができる（図１１参照）。なお、連結さ
れた相手側柱状部材２８８からこれらのブロック２９０
を取り外す際、止めねじ３１２を緩めるとスプリング３
０８の弾発力がボルト部材３０６を相手側柱状部材２８
８から離間させる方向に作用し、容易に柱状部材２８８
を取り外して再構築することができる。

【００６０】ここで、図１３に示すように、前記ブロッ
ク２９０にボルト部材３０６の頭部３１０が連結された
柱状部材２８８の一部が塑性変形、若しくは弾性変形、
好適には、弾性変形する場合について説明する。ボルト
部材３０６がブロック２９０側に挿入される際、前記ボ
ルト部材３０６の頭部３１０の裏面部３１４が断面略Ｔ
字型の溝部３００の平面部３１６に当接する。前記平面
部３１６の反対のブロック側に当接する面には、段部３
１８が画成され、前記ボルト部材３０６の裏面部３１４
が溝部３００の平面部３１６を押圧することにより角部
３２０がブロック２９０側に変形してブロック２９０に
嵌合する。

【００６１】次に、図１４および図１５に示すように、
柱状部材２８８同士を連結する第６の実施例について説
明する。

【００６２】柱状部材２８８の切断端面に４本の六角穴
付タッピンねじ３２２により取り付けられた矩形ブロッ
ク３２４の貫通孔３２６にボルト部材３２８とスプリン
グ３３０とを挿入し、止めねじ３３２を締め込むことに
より、一方の柱状部材２８８と他方の柱状部材２８８と
を簡便に連結することができる。なお、スプリング３３
０の作用としては、連結の際にスプリング３３０の弾発
力に反し、ボルト部材３２８を挿入して押さえるため、
ボルト部材３２８の溝の位置が回転してずれたり、ぐら
ついたりすることを防止するとともに、連結後、再び止
めねじ３３２を締める際にボルト部材３２８が一方の柱
状部材２８８と他方の柱状部材２８８とを容易に離間さ
せる働きをする。

【００６３】前記矩形ブロック３２４の四隅には、前記
六角穴付タッピンねじ３２２が嵌合する孔部３３４が画
成され、柱状部材２８８の端面の略中心部に画成されて
いる貫通孔２９４を圧縮空気等の各種流体通路として用
いる際、柱状部材２８８の端面に、追加工することが困
難なガスケット溝を予め矩形ブロック３２４側に形成し
ておき、シールすることにより、シート状のガスケット
を使用すると結合部の剛性低下、構造部材の連結時の寸
法変化等の問題を生じることなく柱状部材２８８内部の
各種流体の漏れを防ぎ、柱状部材２８８の端面の貫通孔
２９４の開口部より流体の入出が可能となる。また、柱
状部材２８８と矩形ブロック３２４とさらに連結された
柱状部材２８８間にガスケット溝およびシール部材を設
け、複数の連結された柱状部材２８８間を流体通路とし
てもよい。

【００６４】次に、複数の柱状部材３３６を連結して構
造体を組み立てた後、補強部材または他の柱状部材等を
取り付ける場合について説明する。

【００６５】図１６および図１７に示すように、柱状部
材３３６の側面部に画成された断面略Ｔ字型の溝部３０
０にボルト部材３３８を挿入する。この場合、前記ボル
ト部材３３８の頭部３３７の長辺部３３９を溝部３００
の長手方向に沿って挿入した後、前記ボルト部材３３８
の頭部３３７を約９０°回転させることにより回り止め
し、溝部３００の所望の位置にボルト部材３３８を固定
する。このようにして、柱状部材３３６の側面部の溝部
３００にボルト部材３３８を固定した後、図１７に示す
ように、各連結部位に対応する形状の補強部材３４０、
３４１、３４２、３４３をナット部材３４４により緊締
することができる。従って、ボルト部材３３８および補
強部材３４０、３４１、３４２、３４３等を用いること
により、構築した構造体の強度結合を補強し、全体とし
ての剛性が上がり、アクチュエータ等を接続した使用時
の精度の低下を防止するのに加え、他の柱状部材３３６
等を連結することにより、設備の拡大等を簡便に行うこ
とができる。

【００６６】次に、他の各種柱状部材の端面の側面図を
図１８乃至図２２に示す。

【００６７】図１８乃至図２０は、所望の形状に組み立
てられた構造体に対して強度の荷重がかかる部位に用い
ると好適な柱状部材３４６、３４８、３５０を例示し、
図２１および図２２は、空間部を画成することにより、
一層軽量にした柱状部材３５２、３５４を例示してい
る。前記柱状部材３４６、３４８、３５０、３５２、３
５４は、アルミニウム合金、アルミニウム、シリコン、
マグネシウム合金等の軽金属の材質から成形され、アル
マイト、硬質アルマイト、チタンコーティング、サーメ
ット、ＰＶＤ、ＣＶＤ等の表面処理を行うことにより、
その機械的強度の向上および各種部材の取り付け、また
は取り外しの際に付着する表面の傷の軽減を図ることが
できる。また、塗装による着色、好適には有色アルマイ
ト処理による着色を行い、設備等の識別や絶縁に利用し
てもよい。

【００６８】なお、柱状部材には、レーザトリミング、
インクジェット等により、製造番号、年月日、品番、切
断長さ、製造業者名、販売会社、ユーザ等を符号化した
データ、例えば、バーコードをマーキングし、敷設時に
そのデータを搬送、加工、組立設備のコンピュータベー
スに登録し、例えば、ＣＩＭ等の統合生産における設備
全体で所有する柱状部材およびアクチュエータ等を容易
に管理することができ、設備変更および増設する際に、
ＣＩＭのデータベースの一部として効率的に再構築する
ことが可能となる。

【００６９】次に、連結手段の第７の実施例を図２３お
よび図２４に示す。なお、以下の実施例において第７実
施例と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その
詳細な説明は省略する。

【００７０】図２３において、柱状部材３５６を互いに
連結する場合、一方の柱状部材３５６の切断先端面に接
続用ブロック３５８を取着する。この接続用ブロック３
５８は、柱状部材３５６の切断先端面の略中央の貫通孔
３６０に挿入され、複数のスリット３６２ａ〜３６２ｆ
が刻設された突起部３６４を有する。前記スリット３６
２ａ〜３６２ｆによって複数枚に分割された突起部３６
４の先端部の外周面には爪部３６６ａ〜３６６ｆが設け
られ、前記突起部３６４に近接する四隅角部には連結用
凸部３６８が付設されている。一方、前記突起部３６４
の有する反対の側面には、先端部がテーパ部３７０から
なる断面略Ｔ字型のボルト部材３７２を挿入するための
孔部３７３が画成されている。接続用ブロック３５８の
上面部には、外周面に雄ねじ部が刻設された止めねじ３
７４と嵌合する雌ねじ部３７６が設けられ、前記止めね
じ３７４の先端部はテーパ部３７８が形成され、前記ボ
ルト部材３７２に画成されたテーパ状の凹部３８０に係
合する。なお、前記柱状部材３５６の外周側面部には、
断面略Ｔ字型の溝部３８４が画成されている。そこで、
接続用ブロック３５８の前記連結用凸部３６８を柱状部
材３５６の四隅角部に画成された孔部３８２に、前記突
起部３６４を貫通孔３６０に各々挿入して接続用ブロッ
ク３５８を該柱状部材３５６の切断端面に装着する。次
に、ボルト部材３７２のテーパ部３７０が突起部３６４
の先端部３８６の内周面に当接する（図２４Ａ参照）。
なお、前記ボルト部材３７２の頭部３８８は、他方の柱
状部材３５６の溝部３８４に係合させておく。続いて、
接続用ブロック３５８の雌ねじ部３７６に止めねじ３７
４の先端部がボルト部材３７２の凹部３８０の傾斜面を
押圧し、ボルト部材３７２は矢印Ａ方向に変位する。前
記ボルト部材３７２が矢印Ａ方向に変位することによ
り、該ボルト部材３７２の頭部３８８が一方の柱状部材
３５６を他方の柱状部材３５６の軸心方向に引張して両
者が連結される。その際、ボルト部材３７２の先端部の
テーパ部３７０が突起部３６４の先端部３８６を外周側
に指向して押し開くように作用するため、該突起部３６
４の先端部３８６の外周面に刻設された爪部３６６ａ〜
３６６ｆが貫通孔３６０の内周面に食い込み、脱抜を防
止する働きをする。このようにして、一方の柱状部材３
５６と他方の柱状部材３５６とを簡易に連結することが
できる。

【００７１】次に、連結手段の第８の実施例を図２５お
よび図２６に示す。

【００７２】この第８実施例において、前記第７実施例
と異なる点は、接続用ブロック３５８の突起部３６４の
先端部外周面に爪部３６６ａ〜３６６ｆを設ける代わり
にＣリング３９０を嵌着し、該Ｃリング３９０の外周面
に所定間隔離間して先鋭な爪部３９２を刻設している点
である。このように、爪部３９２を有するＣリング３９
０を突起部３６４の先端部に装着することにより、柱状
部材３５６同士を一旦連結した後、両者を分離する際に
は、ボルト部材３７２を脱抜することにより、弾性変形
して拡径していたＣリング３９０が縮径して元の状態に
復帰して簡易に柱状部材３５６同士を離間させることが
できるという利点がある。なお、その他の構成および連
結の際の動作については前記実施例と同様であるのでそ
の詳細な説明を省略する。

【００７３】次に、連結手段の第９の実施例を図２７お
よび図２８に示す。

【００７４】本実施例に係る柱状部材３９４は、外周面
に形成された断面略Ｔ字型の溝部３９６の入口部に該柱
状部材３９４の長手方向に延在し対向する線状溝３９８
が画成され、前記溝部３９６の底部に断面略長円状の貫
通孔４００を設け、柱状部材３９４の軸心に沿って設け
られる貫通孔４０２と直交して連通するように形成され
ている。この貫通孔４００には保持部材４０４が挿入さ
れ、前記保持部材４０４は下部に第１かさ歯車４０６が
一体化して連結され、上部にＣリング４０８を装着する
ための環状溝４１０が画成され、上面部に断面略六角形
の孔部４１２が画成されている。一方、柱状部材３９４
の切断部端面の貫通孔４０２の入口近傍には、雌ねじ部
４１４が形成され、該貫通孔４０２にボルト部材４１６
が嵌入される。このボルト部材４１６は、図２７に示す
ように、前記保持部材４０４の第１かさ歯車４０６と噛
合する第２かさ歯車４１８と、前記貫通孔４０２の雌ね
じ部４１４と嵌合する雄ねじ部４２０と、連結される他
方の柱状部材３９４の溝部３９６に係合する頭部４２２
とが一体的に形成されている。

【００７５】そこで、一方の柱状部材３９４と他方の柱
状部材３９４とを連結する際には、一方の柱状部材３９
４の溝部３９６にボルト部材４１６の頭部４２２を係合
させ、該ボルト部材４１６を他方の柱状部材３９４の貫
通孔４０２内に嵌入する。続いて、他方の柱状部材３９
４の溝部３９６に画成された長円状の貫通孔４００から
保持部材４０４を挿入し、前記溝部３９６の入口部に画
成された線状溝３９８に保持部材４０４の環状溝４１０
に嵌着されたＣリング４０８を装着して該保持部材４０
４の脱抜を防止する（図２８Ａ参照）。そして、前記保
持部材４０４の上面に画成された断面略六角形の孔部４
１２に、例えば、六角レンチ等により該保持部材４０４
を所定の方向に回転させる。前記保持部材４０４の回転
により該保持部材４０４の下部に一体化された第１かさ
歯車４０６が回転し、前記第１かさ歯車４０６と噛合す
る第２かさ歯車４１８も回転する。前記第２かさ歯車４
１８の回転により、ボルト部材４１６は矢印Ａ方向にね
じ込まれ、一方の柱状部材３９４を他方の柱状部材３９
４の軸心方向に引張する（図２８Ｂ参照）。このように
して、柱状部材３９４同士を簡易に連結することができ
るとともに、前記実施例のように単に止めねじの先端部
とボルト部材の凹部傾斜面との接触により締め付けるこ
とに比較して、第１、第２かさ歯車４０６、４１８を介
することにより、弱い締め付けトルクで確実に柱状部材
３９４同士を連結することが可能となる。また、振動や
衝撃による連結部の緩み等が軽減される利点がある。

【００７６】次に、図２９に示す断面形状の柱状部材４
２４の中心部に画成された貫通孔４２６を利用し、搬
送、加工、組立等の各種設備に用いる場合について説明
する。

【００７７】図３０に示すように、柱状部材４２４の貫
通孔４２６の内壁面には、４箇所に溝部４２８が画成さ
れており、この溝部４２８に係合する部位に凸部を有す
る透孔部材４３０を前記貫通孔４２６内に挿入する。こ
の透孔部材４３０は、例えば、樹脂、アルミニウム、マ
グネシウム合金等により押し出し成形され、該透孔部材
４３０の管内には各々分割された複数の孔部４３２ａ〜
４３２ｄが画成されている。前記孔部４３２ａ〜４３２
ｄには、夫々配線４３４、同軸・光ファイバケーブル４
３６、エア配管４３８、液状流体管路４４０等が設けら
れている。従って、外観の美化、孔部４３２ａ〜４３２
ｄ内で各配線・配管等の絡まり防止、各配線・配管の途
中での漏れまたは断線等があった場合に他の部材等に影
響を及ぼすことがない等の利点がある。

【００７８】また、図３１に示すように、貫通孔４２６
の内壁面をコーティングすることにより、マイクロウェ
ーブ等のエネルギ伝達路４４２として利用することがで
きる。

【００７９】さらに、図３２に示すように、ボールスプ
ライン４４４を用い、柱状部材４２４自体がスプライン
ナット４４６に対して相対的に移動する移動体として用
いてもよい。この場合、スプラインナット４４６の取り
付け方法は、予め加工された溝部にピン部材４４８を挿
入し、このピン部材４４８を柱状部材４２４との軸の回
り止めとし、さらに止めねじ４５０を外側面からねじ込
むことにより、スプラインナット４４６の抜けを防止す
ることができる。

【００８０】次に、連結手段の第１０の実施例を図３３
に示す。この第１０実施例では、略断面Ｔ字型の溝部を
有する柱状部材を用いて構築された搬送装置、加工、組
立等の各種設備に容易に取り付けることが可能なシリン
ダ取り付けブロックについて説明する。

【００８１】図３３に示すように、ヘッド側にインロー
となる凹部４５２を有し、四隅角部の貫通孔４５４が締
めねじ加工の施してある空気圧シリンダ４５６は、従来
において、例えば、ブラケット、ボルト等により各種設
備に取り付けられている。

【００８２】そこで、この空気圧シリンダ４５６に接続
用ブロック４５８を連結し、前記接続用ブロック４５８
の四隅角部に画成された貫通孔４６０にボルト４６１を
挿入して両者を連結することができる。前記連結に際
し、接続用ブロック４５８に画成された円形状の凸部４
６４が空気圧シリンダ４５６の円形状の凹部４５２に挿
入され位置決めされる。空気圧シリンダ４５６に接続用
ブロック４５８を連結後、断面略Ｔ字型のボルト部材４
６２を接続用ブロック４５８の孔部４６６に挿入し、止
めねじ４６８を介して容易に前記ボルト部材４６２を締
め付けたり、または緩めたりすることができる。なお、
前記空気圧シリンダ４５６および接続用ブロック４５８
はダイカスト、精密鋳造、好適には真空ダイカスト、真
空鋳造、ロストワックス法、押し出し、引き抜き、金属
粉末射出、若しくはセラミックス等により成形される。

【００８３】次に、連結手段の第１１の実施例を図３４
に示す。この第１１実施例は、異なる種類の柱状部材４
７０、４７２同士を連結するとともに、前記一方の柱状
部材４７２に電磁弁４７４を搭載した真空エゼクタシス
テム４７５を連結する場合について説明する。

【００８４】図３４Ｂは柱状部材４７２の側面図を示
し、取付用貫通孔４７６、流体通路用貫通孔４７８およ
び略断面Ｔ字型の溝部４８０を有する柱状部材４７２に
対し、ガスケット等によりシールされた接続用ブロック
４８２を介して、他方の柱状部材４７０に連結する。各
種設備に用いられる柱状部材４７２に電磁弁４７４、真
空エゼクタシステム４７５等の空気圧機器を配設したい
場合、一方の柱状部材４７２の外側面に空気取り出し用
の横穴加工を行うことにより、該柱状部材４７２に電磁
弁４７４を搭載した真空エゼクタシステム４７５を連結
する。柱状部材４７２の開放面に雌ねじ加工を施し、そ
こから圧縮空気の供給、排気等の配管を行うことによ
り、一方の柱状部材４７２をマニホールドブロックと同
様に使用することが可能である。前記圧縮空気の供給、
排気は、流体通路用貫通孔４７８を介して行うことがで
きる。なお、柱状部材４７２および電磁弁４７４、真空
エゼクタシステム４７５はダイカスト、精密鋳造、好適
には真空ダイカスト、真空鋳造、ロストワックス法、押
し出し、引き抜き、金属粉末射出、若しくはセラミック
ス等により成形され、場合により一体的に構成される。

【００８５】このように、アクチュエータの構造体に係
る連結手段では、柱状部材、エアバランサ、アクチュエ
ータ等の端部断面を四角形、六角形等の多角形状に形成
することにより、側面数を増加させることが可能であ
る。また、円形若しくは略円形であってもよいことは勿
論である。そこで、前記側面に所望の溝部を画成し、前
記溝部にボルトを遊嵌させ、ねじ止めすることにより多
方向に簡便に連結することが可能となる。

【００８６】本組立例に係るアクチュエータの構造体に
おいては、種々にアクチュエータの構造体を組み立て、
複数のアクチュエータおよびエアバランサを配置してワ
ークを搬送する場合について説明したが、このような組
立例に限定されるものではなく、その他の複数の柱状部
材およびアクチュエータ等を使用して種々の組み合わせ
によりアクチュエータの構造体を形成し、前記構造体に
より上下四方自在にワークを搬送することが可能とな
る。

【００８７】次に、図４と同様なアクチュエータの構造
体の第２の組立例を図３５に示す。なお、図中において
図４と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その
詳細な説明を省略する。

【００８８】図３５のアクチュエータ構造体４８４は、
作業工程に応じて、第１セクション４８６と、前記第１
セクション４８６に並設される第２セクション４８８と
から基本的に構成され、該第１セクション４８６にベル
トコンベア４９０が並設されている。

【００８９】第１セクション４８６には、アクチュエー
タ４９２の一端部に該アクチュエータ４９２の上面と面
一に配設されたモータボックス４９４および表示部を有
するコントローラ４９６が設けられている。このモータ
ボックス４９４およびコントローラ４９６は、これらが
配設されるアクチュエータ４９２の上面と面一に形成す
ることにより、他の部材に取り付ける際の互換性を有す
るとともに、形状がコンパクトであるためスペースの有
効利用を図ることができる。従って、図中に示す他のモ
ータボックス２４２等においても、配設されたアクチュ
エータ２１０の上面と面一に形成することが可能であ
る。

【００９０】一方、前記第２セクション４８８は、アク
チュエータに併設されたバランサが夫々対向して立設さ
れ、前記併設されたアクチュエータ４９８、５００およ
びバランサ５０２、５０４の移動体には、アクチュエー
タ５０６の両端部が夫々連結される。前記アクチュエー
タ５０６は前記アクチュエータ４９８、５００およびバ
ランサ５０２、５０４に対して夫々略直交するととも
に、略水平状態を保持して連結される。前記アクチュエ
ータ５０６の移動体５０８にはアクチュエータ２０８が
連結され、前記アクチュエータ２０８の移動体２２６に
はロッドの先端部にメカニカルハンド５１０が接続され
たシリンダ５１２が連結されている。前記第１セクショ
ン４８６と第２セクション４８８とが連結される部位お
よびその長手方向に指向してアクチュエータ２１０、２
１０が連設され、前記アクチュエータの移動体２２８、
２２８には夫々位置決め用のシリンダロッド２３４、２
３４を有するシリンダ２３６、２３６が連結されてい
る。

【００９１】ところで、前記第１セクション４８６と連
設してベルトコンベア４９０が設けられ、その連設部位
には、制御システムの入出力装置としての機能を有する
プログラミングキーボード５１４、５１６が設けられて
いる。このプログラミングキーボード５１４、５１６
は、柱状部材２０２に対して着脱自在に取着され、本構
造体４８４内に組み入れられた各種機器、具体的には各
種アクチュエータ２１０、２０６、２０８、４９２、４
９８、５００、バランサ２１２、５０２、５０４、シリ
ンダ２３２、２３６、５１２、メカニカルハンド５１
０、およびベルトコンベア４９０等を後述する制御シス
テムにより統括的に管理することができる。なお、前記
制御システムを構成する各種コントローラ、プロセッ
サ、および、例えば、光信号、電気信号、流体圧信号等
からなる各種信号の伝達回路並びに無線信号の送・受信
回路は、夫々アクチュエータ２１０、２０６、２０８、
４９２、４９８、５００および柱状部材２０２の内部に
収納される。

【００９２】また、図３６は、第１セクション４８６の
アクチュエータ２０８を他のアクチュエータ５１８に代
替したものである。なお、参照符号５２０は移動体を示
す。

【００９３】次に、前記アクチュエータの構造体４８４
が全体において複数の工程を有し、独立した生産ライン
として機能する場合について説明する。

【００９４】図３７に示すように、倉庫５２２から無人
車５２４を介してベルトコンベア４９０によって図示し
ないＩＤモジュールを備えた部品パレット５２５が搬送
される。この部品パレット５２５は、前記構造体４８４
の第１セクション４８６に搬入され、所定の工程が施さ
れる。なお、ワーク２１６にも同様にＩＤモジュールが
備えられているものとする。その後、図示しない搬送手
段を介して前記部品パレット５２５を第２セクション４
８８に搬入する。該第２セクション４８８においては、
所定の工程が施された後、所定の生産ラインの全工程を
終えてさらに他の工程に搬送される。

【００９５】一方、前記アクチュエータの構造体４８４
の各セクション４８６、４８８が独立した生産ラインと
して機能する場合について説明する。

【００９６】図３５、図３７において、アクチュエータ
４９２はアクチュエータコントローラ１により、アクチ
ュエータ２０８、シリンダ２３２および吸着用パッド２
３０はアクチュエータコントローラ２により、アクチュ
エータ２０６およびバランサ２１２はバランサコントロ
ーラ１により夫々制御される。さらに、アクチュエータ
コントローラ１、２およびバランサコントローラ１は、
夫々マルチバス５２６を介して多軸コントローラ１に接
続され、一つの作業単位として統合的に制御される。ま
た、アクチュエータ２１０およびシリンダ２３６は、ア
クチュエータコントローラ３により制御され、マルチバ
ス５２８を介して多軸コントローラ２に接続され、一つ
の作業単位として統合的に制御される。

【００９７】このように、構造体４８４における第１セ
クション４８６の統合的制御は、電気信号、光信号、無
線通信等を利用したＬＡＮにより多軸コントローラ１、
多軸コントローラ２に接続された管理用マイクロプロセ
ッサ１を介して行われる。

【００９８】構造体４８４における第２セクション４８
８において、前記と同様に、アクチュエータ５０６はア
クチュエータコントローラ４により、アクチュエータ２
０８、シリンダ５１２およびメカニカルハンド５１０は
アクチュエータコントローラ５により、アクチュエータ
２１０およびシリンダ２３６はアクチュエータコントロ
ーラ６により、アクチュエータ４９８およびバランサ５
０２はバランサコントローラ２により、アクチュエータ
５００およびバランサ５０４はバランサコントローラ３
により夫々制御される。さらに、バランサコントローラ
２およびバランサコントローラ３は、アクチュエータ５
０６を水平状態に保持しながら略鉛直方向に移動させる
ために夫々ローカルコントローラ５３０に接続され、統
合同期制御が行われる。前記アクチュエータコントロー
ラ４、５およびローカルコントローラ５３０は、夫々マ
ルチバス５３２を介して多軸コントローラ３に接続さ
れ、一つの作業単位として統合的に制御される。従っ
て、第２セクション４８８における統合的制御も、電気
信号、光信号、無線通信を利用したＬＡＮにより多軸コ
ントローラ３、４に接続された管理用マイクロプロセッ
サ２により行われる。なお、これらのアクチュエータコ
ントローラ１〜６は、夫々バランサコントローラとして
機能することも可能であり、一方、バランサコントロー
ラ１〜３は、アクチュエータコントローラとして機能す
ることも可能である。

【００９９】次に、ベルトコンベア４９０は、ベルトコ
ンベア用コントローラ５３４により制御され、無人車５
２４および倉庫５２２は夫々図示しない制御装置、制御
システム等により制御される。

【０１００】管理用マイクロプロセッサ１および２、ベ
ルトコンベア用コントローラ５３４、および無人車５２
４、倉庫５２２の各制御装置（図示せず）は、夫々電気
信号、光信号、無線通信等を利用したＬＡＮによりネッ
トワーク化されており、相互に自由に情報を伝達するこ
とができ、このため、独立した生産ラインとしてのアク
チュエータの構造体４８４の統合的な制御システムを構
成することができる。

【０１０１】上記した制御系の構成は、システム全体の
統合的制御が特定のホストコンピュータに依存し、その
ノードを通して各制御機器を制御する中央集中型制御系
を構成している。この中央集中型制御系は多くの利点を
有する反面、ホストコンピュータのダウンによりネット
ワーク全体がダウンしたり、ノードや制御機器の変更や
追加に対して大規模な制御アプリケーションプログラム
を変更しなければならない等の欠点が存在する。そこ
で、制御系の各制御装置、制御単位は自己を制御する制
御アプリケーションプログラムを持ち、互いに通信し合
って作動し、ホストコンピュータを必要としないＬＯＮ
（Local Operating Network ）による分散型知的制御系
としてもよい。分散型知的制御系では、各ノードに分散
している制御アプリケーションプログラムはシンプルな
構造を持ち、ネットワークやノード制御機器の追加や変
更に柔軟に対応できる（特公平３−５０４０６６号並び
に特公平３−５０５６４２号参照）。

【０１０２】ＬＡＮネットワークには、同様の生産ライ
ンとしてのアクチュエータの構造体４８４の制御システ
ムに止まらず、他の生産、管理、情報、通信、制御シス
テムが接続されて、より大規模な統合生産管理システム
が構築される。例えば、ＬＡＮネットワークにＦＡ、Ｃ
ＩＭに見られるような上位の経営コンピュータとして働
く生産管理コンピュータ５３６を接続し、さらに大規模
な統合生産システムのネットワークの一部としてもよ
い。この場合、ＣＩＭにより管理された工程、発注シス
テムに応じて発注、工程管理、組立、加工、搬送手順と
それに伴う各アクチュエータ、センサ、パレット、ロボ
ット、制御装置等の制御対象を上記工程に従って作動さ
せるように適宜プログラム手順若しくはプログラム編集
をリアルタイムで行う。

【０１０３】これらのシステムのユーザインタフェース
としては、図３５に示すようなプログラミングキーボー
ド５１４、５１６等の入出力装置５３８が用意されてい
る。これらの入出力装置５３８は、ＲＳ２３２Ｃ、ＲＳ
４２２Ｃ等の汎用インタフェースや電気信号、光同軸通
信、無線信号等によるＬＡＮおよびマルチバス、インサ
ーネット、トークンリングにより自在に各コントロー
ラ、プロセッサ、コンピュータ等に接続することができ
る。また、上位のＣＩＭコンピュータやコントローラ、
プロセッサ等に接続可能な入出力装置５４０または汎用
インタフェースが用意されている。この場合、コントロ
ールプログラムの編集、作成、変更、ダウンロード、ア
ップロード、入出力等の作用全体を上位のＣＩＭコンピ
ュータだけに止まらず、各コントローラ、プロセッサ、
コンピュータ等で行うことが可能である。さらに、任意
のコントローラ、プロセッサ、コンピュータにアクセス
することが可能である。この場合、前記マルチバス、Ｌ
ＡＮを介して通信を行なってもよいが、夫々すべてのコ
ントローラ、プロセッサ、コンピュータを互いにネット
ワークにより直接的に連結してもよい。また、ソフトウ
エア的に仮想ネットワークにより直接的に連結してもよ
い。これにより、作業現場における全体の制御、管理情
報の監視、操作が可能となり、作業性のみならず、各作
業、工程単位におけるシステム全体の統合性を保存した
独立個別制御が可能となる。これは、システム全体の柔
軟性を高めることとなり、システム変更、保守、多品種
少量生産に非常に有効である。

【０１０４】ところで、これらのコントローラ、プロセ
ッサ、コンピュータは、上記マルチバス、ＬＡＮを介し
て通信を行ってもよいが、各々全てのコントローラ、プ
ロセッサ、コンピュータを互いにネットワークにより直
接的に連結してもよい。また、ソフトウエア的に仮想ネ
ットワークを設けてもよい。さらには、上位コンピュー
タ、下位コンピュータ、ＰＣ、ローカルコントローラも
ＵＮＩＸやミニコン、マイコンのＯＳにより統合しても
よい。マッキントッシュの如くスプレッシュボードのウ
インドウによりオフジェクトアーキテクチャによる実行
でもよい。Ｇｒａｐｈｉｃ／二次元／ソリッドモデリン
グ、例えば、ＳＤＲＣ社のＩｄｅａｓやＩＢＭ社のＣＡ
ＤＡＭ、ＤＢ２、ＣＡＩＩＡ社のＣＡＥ、ＡＵＴＯＣＡ
Ｄ社のＤＸＴ等のＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ／ＬＡデータ
構造を利用し、コンカレントエンジニアリングとして設
計・開発シミュレーションを行ってもよい。この場合、
マン・マシンインタフェース（ＭＭＩ）としてバーチャ
ルリアリティ技術を活用すると有効である。

【０１０５】また、システムのユーザインタフェースと
してバーチャルリアリティを導入してもよい。この場
合、システム認識の補助として実存の生産システムやネ
ットワーク、部品、発注状況等を仮想空間として提供し
てもよいが、さらに進んで現実の工場設備、ＦＡシステ
ムの構成、配置に拘らず使用者（システム構成者、プロ
グラマ、生産計画者、保守管理者等）に応じた仮想認識
システムを提供し、作業性、理解を助ける。これによ
り、認識されるシステムと現実構成システムの分離が可
能となり現実構成システムを使用者の能力に合わせる必
要がなく、例えば、単一の現実構成システムを同時に複
数の仮想認識システムとして認識して運用する、現実構
成システムをハードウエア的な変更なしに仮想認識シス
テムの変更により変更可能とする、現実構成システムを
時間的に細分化して運用する（タイムシアリング）、現
実構成システムを空間的に細分化して運用する（マルチ
レイヤ）等のように、空間的、時間的に使用者の認識限
界を越えたシステム運用が可能となる。なお、このシス
テムは現実構成システムを統合管理制御するシステム
（ＧＯＤ）と、それらを仮想認識システムに翻訳し使用
者に提供するシステム（ＤＥＶＩＬ）とにより構成され
る。

【０１０６】これらＣＩＭ管理のもとに規格化されたア
クチュエータの構造体４８４の生産システムにおいて、
ワーク２１６をその構成要素である規格化された構造体
４８４およびアクチュエータ２１０、２０６、２０８、
４９２、４９８、５００、吸着用パッド２３０、メカニ
カルハンド５１０、シリンダ２３２、２３６、５１２に
代替して、生産システム自身を自ら形成、保守する自己
再生ＣＩＭシステム（Artificial-Life ＣＩＭ：ＡＬＣ
ＩＭ）としてもよい。さらには最低単位のＡＬＣＩＭシ
ステムから生産ラインや工場全体は言うに及ばず地域的
工場群生産にまで自己増殖してもよい。これらの技術は
将来的な遺伝子技術の発展により生物学的な構成とする
ことも可能である。この場合、例えば、一粒の超ＤＮＡ
／ＲＮＡによる種子から生産システムや工場にまで自己
増殖してもよい。完全な自己増殖生産システム（Artifi
cial-Life Manufacturing System：ＡＬＭＳ）は工場、
流通の他、医療、一般家庭、さらには原子力、真空、ス
ーパクリーンルーム等の特殊環境、極地、厳寒地、深
海、宇宙空間、惑星等、生存環境が極端に厳しい地域の
開発に大いに有効である。また、限定された単一環境に
複数の生産目的を有するＡＬＭＳを配置し、互いにシス
テム規模、能力、効率を統合させ単一環境単位規模での
要求能力、環境条件等に応じた最適の複合ＡＬＭＳを構
築することが可能である。この場合、自己増殖、自己改
造、さらには突然変異的なシステム変更等の能力を継続
的に持たせれば、堪えず変化する要求能力、環境条件に
最大限適応した単一環境単位の複合ＡＬＭＳを育成する
ことが可能である。これらシステム競合による最適化の
概念は、例えばＡＩ等、自己改変能力を持たせたシステ
ムに対しても有効であり、ＡＬＭＳに限らずシステム管
理ソフトウエア、ネットワーク順位、製造ライン構築、
製造順位、工程分割・構築等の最適化に有効である。一
方、システム競合による最適化の概念は、さらに、独立
制御性を有する複数のシステムの競合によるＣＩＭシス
テムの運用の可能性を暗示している。この場合、ＣＩＭ
システムは具体的な集中制御系を備えておらず、システ
ム全体の統合的な運用はシステム全体を構成する全ての
独立制御システムの総意により運用されることになる。
これら統合意志は具体的には特定の独立制御システムに
より取りまとめられてもよいし、ハードウエア的視点に
おける分散された集中制御系としてシステム全体を構成
する全ての独立制御システムの特定部分が各々有機的に
リンクし機能してもよい。このような状況下で各独立制
御システムの要求や任務の重要性を加味して統合意志の
決定を行えば、常に最適な全体制御が可能となる。

【０１０７】

【発明の効果】本発明に係るアクチュエータによれば、
以下の効果が得られる。

【０１０８】すなわち、従来では、モータ軸と駆動力伝
達軸とをカップリング部材を用いて同軸に連結していた
ため、モータをアクチュエータに組み入れた場合、該カ
ップリング部材を配設する余分なスペースが必要とされ
ていたが、本発明に係るアクチュエータでは、前記カッ
プリング部材を除去して駆動力伝達軸とモータ軸とを一
体成形することにより余分なスペースを削減し、アクチ
ュエータの小型化・軽量化を図ることができる。

【０１０９】さらに、アクチュータに組み入れられるモ
ータのモータ軸には、余分な慣性力が発生しないため、
ワークを継続して安定的に搬送することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るアクチュエータを示す斜
視図である。

【図２】図１に示すアクチュエータの一部を省略した部
分斜視図である。

【図３】図１に示すアクチュエータに組み込まれるモー
タを示す縦断面図である。

【図４】アクチュエータの構造体の第１の組立例を示す
図である。

【図５】図５Ａおよび図５Ｂは、アクチュエータおよび
柱状部材等を連結する連結手段の第１の実施例を示す説
明図である。

【図６】連結手段の第１実施例を示す斜視図である。

【図７】連結手段の第２の実施例を示す一部断面図であ
る。

【図８】連結手段の第３の実施例を示す一部断面図であ
る。

【図９】連結手段の第４の実施例を示す一部断面図であ
る。

【図１０】連結手段の第５の実施例を示す斜視図であ
る。

【図１１】図１０に示す連結手段の連結状態を示す一部
断面図である。

【図１２】連結手段の第５の実施例を示す斜視図であ
る。

【図１３】図１３Ａおよび図１３Ｂは、図１０に示す連
結手段の連結状態を示す説明図である。

【図１４】連結手段の第６の実施例を示す斜視図であ
る。

【図１５】図１４に示す連結手段の連結状態を示す一部
断面図である。

【図１６】補強部材を取り付ける場合の斜視図である。

【図１７】補強部材を取り付けた状態を示す斜視図であ
る。

【図１８】柱状部材の端面の側面図である。

【図１９】柱状部材の端面の側面図である。

【図２０】柱状部材の端面の側面図である。

【図２１】柱状部材の端面の側面図である。

【図２２】柱状部材の端面の側面図である。

【図２３】連結手段の第７の実施例を示す斜視図であ
る。

【図２４】図２４Ａおよび図２４Ｂは、図２３に示す連
結手段の連結状態を示す説明図である。

【図２５】連結手段の第８の実施例を示す斜視図であ
る。

【図２６】図２６Ａおよび図２６Ｂは、図２５に示す連
結手段の連結状態を示す説明図である。

【図２７】連結手段の第９の実施例を示す斜視図であ
る。

【図２８】図２８Ａおよび図２８Ｂは、図２７に示す連
結手段の連結状態を示す説明図である。

【図２９】柱状部材の貫通孔を示す断面図である。

【図３０】柱状部材の貫通孔を示す一部断面図である。

【図３１】柱状部材の貫通孔を示す断面図である。

【図３２】柱状部材の貫通孔を示す一部断面図である。

【図３３】図３３Ａ〜図３３Ｃは、連結手段の第１０の
実施例を示す斜視図である。

【図３４】図３４Ａおよび図３４Ｂは、連結手段の第１
１の実施例を示す斜視図である。

【図３５】アクチュエータの構造体の第２の組立例を示
す斜視図である。

【図３６】図３５に示すアクチュエータの構造体の部分
斜視図である。

【図３７】図３５に示すアクチュエータの構造体の動作
を示すブロック図である。

【図３８】従来例に係るモータを示す縦断面図である。

【符号の説明】

７０…アクチュエータ ８０…ボール
ねじシャフト ８４…モータ ８８…ボール
ねじブッシュ ８９…テーブル ９０…ケーシ
ング ９２…モータ部 ９４…エンコ
ーダ部 ９８…フレーム １００…エン
ドカバー １０２…駆動軸 １０４…第１
ベアリング部材 １０６…エンコーダフレーム １０８…第２
ベアリング部材 １１０…スプリングワッシャ １１６…モー
タロータ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】モータの回転運動を駆動力伝達軸を介して
   直線運動に変換し、前記直線運動の作用下にテーブル機
   構がワークを搬送するアクチュエータにおいて、 前記モータの回転軸と前記駆動力伝達軸とが一体的に延
   在して形成されることを特徴とするアクチュエータ。
2. 【請求項２】モータの回転運動を駆動力伝達軸を介して
   直線運動に変換し、前記直線運動の作用下にテーブル機
   構がワークを搬送するアクチュエータにおいて、 前記モータは、前記駆動力伝達軸が一体的に延在して形
   成されるモータ軸と、前記モータ軸をその両端部で保持
   する第１と第２のベアリング部材とを有することを特徴
   とするアクチュエータ。
3. 【請求項３】モータの回転運動を駆動力伝達軸を介して
   直線運動に変換し、前記直線運動の作用下にテーブル機
   構がワークを搬送するアクチュエータにおいて、 前記モータは、駆動部とモータ軸の回転角度を検出する
   検出部とから構成され、前記モータ軸は駆動力伝達軸と
   一体的に延在して形成されるとともに、前記モータ軸を
   その両端部で保持する第１と第２のベアリング部材が設
   けられることを特徴とするアクチュエータ。
4. 【請求項４】請求項３記載のアクチュエータにおいて、
   駆動部側に配設される第１のベアリング部材と、検出部
   側に配設される第２のベアリング部材とを有し、前記第
   １、第２のベアリング部材は、モータ軸を軸線方向およ
   び／または半径方向に保持することを特徴とするアクチ
   ュエータ。
5. 【請求項５】請求項３記載のアクチュエータにおいて、
   第１、第２のベアリング部材は、ケーシング側に保持さ
   れた一対のセンサと、前記一対のセンサ間に介装され、
   モータ軸に一体的に連結された略円盤状のディスクとの
   離間距離を所定距離とすることを特徴とするアクチュエ
   ータ。
6. 【請求項６】請求項３記載のアクチュエータにおいて、
   モータのケーシングとモータ軸との熱膨張量の差による
   変位を吸収するための弾性部材が設けられることを特徴
   とするアクチュエータ。
7. 【請求項７】請求項３記載のアクチュエータにおいて、
   モータ軸はケーシング外に取り外し可能に形成されるこ
   とを特徴とするアクチュエータ。