JPH10184844A - 電動アクチュエータ - Google Patents

電動アクチュエータ

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JPH10184844A
JPH10184844A JP8346322A JP34632296A JPH10184844A JP H10184844 A JPH10184844 A JP H10184844A JP 8346322 A JP8346322 A JP 8346322A JP 34632296 A JP34632296 A JP 34632296A JP H10184844 A JPH10184844 A JP H10184844A
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actuator
electric actuator
lead wire
driving force
rotary drive
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Shigekazu Nagai
茂和 永井
Shuzo Sakurai
修三 桜井
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SMC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】アクチュエータ本体の内部に粉塵等が進入する
ことを阻止して駆動力伝達機能が低下することを回避す
るとともに、リード線の引張作用に起因するセンサの位
置ずれを防止することにある。 【解決手段】アクチュエータ本体１２と、駆動部１６
と、回転駆動源１４の回転駆動力を伝達する送りねじ軸
３２と、前記送りねじ軸３２を外嵌して囲繞するととも
に、雄ねじ部３６と雌ねじ部４２との螺合作用下に軸線
方向に沿って変位する変位部材４０と、前記アクチュエ
ータ本体１２の側面部に設けられるセンサ取付用長溝
と、前記センサ取付用長溝内の所定部位に装着されるセ
ンサとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転駆動源の回転
駆動力を駆動力伝達手段を介して変位部材に伝達するこ
とにより、例えば、ワーク等の搬送手段として機能する
電動アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、例えば、ワークを搬送するた
めの手段として電動アクチュエータが用いられている。
この電動アクチュエータは、図９ならびに図１０に示さ
れるように開口部が形成されアクチュエータ本体として
機能する長尺なフレーム１と、前記フレーム１の一端部
に固設されるブロック状の電動モータ２とを有する。前
記電動アクチュエータは、図示しないカップリング部材
を用いて電動モータ２のモータ軸とボールねじ３とを同
軸状に連結し、前記ボールねじ３に螺合する図示しない
ナット部材に対してテーブル４が固定されている。
【０００３】前記フレーム１の側面部にはセンサ取付用
の長溝５ａ、５ｂが該フレーム１の長手方向に沿って形
成され、前記長溝５ａ、５ｂの所定部位にはセンサ６が
装着され、前記センサ６と電気的に接続されたリード線
７を該長溝５ａ、５ｂ内に引き込むように構成してい
る。前記リード線７の一端部は、コントローラ等の外部
機器に接続され、前記外部機器にはセンサ６によって検
知された検出信号が入力される。
【０００４】前記フレーム１の開口部の一部はカバープ
レート８によって閉塞され、前記カバープレート８に閉
塞されない残余の部分にはスリット９ａ、９ｂが形成さ
れる。前記スリット９ａ、９ｂは外部に連通しフレーム
１の軸線方向に沿って形成される。
【０００５】この場合、電動モータ２の駆動作用下にボ
ールねじ３に螺合するナット部材が前記スリット９ａ、
９ｂに沿って直線状に変位することにより、前記ナット
部材に固定されたテーブル４が一体的に変位するように
構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術に係る前記の電動アクチュエータでは、ナット部材の
移動空間であるスリット９ａ、９ｂがフレーム１の開口
部に形成されているため、前記スリット９ａ、９ｂを通
じて外部から粉塵等が該フレーム１の内部に進入し、ボ
ールねじ３等に付着する。この結果、ボールねじ３の駆
動力伝達機能が低下し、テーブル４を円滑に往復動作さ
せることができないという不都合がある。
【０００７】また、例えば、メンテナンス等を行う際
に、作業者が長溝５ａ、５ｂから外部に露呈するリード
線７に接触して該リード線７を引っ掛けてしまうことに
より、長溝５ａ、５ｂの所定部位に装着されたセンサ６
の位置がずれてしまうという不都合がある。
【０００８】本発明は、前記の種々の不都合を克服する
ためになされたものであり、アクチュエータ本体の内部
に粉塵等が進入することを阻止して駆動力伝達機能が低
下することを回避するとともに、リード線の引張作用に
起因するセンサの位置ずれを防止することが可能な電動
アクチュエータを提供することを目的とする。
【０００９】
【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、回転駆動源と、筒状のアクチュエータ
本体と、前記アクチュエータ本体に連設される駆動部に
配設された回転駆動源と、前記回転駆動源と同軸に連結
され、該回転駆動源の回転駆動力を伝達する回転駆動力
伝達部材と、前記回転駆動力伝達部材を囲繞するととも
に、該回転駆動力伝達部材との係合作用下に軸線方向に
沿って変位する変位部材と、前記アクチュエータ本体の
側面部に設けられた長溝と、前記長溝内の所定部位に装
着され、前記変位部材と一体的に変位する永久磁石の磁
界を検知するセンサと、を備えることを特徴とする。
【００１０】本発明によれば、アクチュエータ本体の側
面部に設けられた長溝内の所定部位にセンサが装着さ
れ、前記センサは、変位部材と一体的に変位する永久磁
石の磁界を検知することにより、該変位部材の変位量を
検出することができる。
【００１１】また、本発明では、回転駆動源の駆動作用
下に回転駆動力伝達部材が変位手段およびアクチュエー
タ本体によって二重に囲繞されているため、前記回転駆
動力伝達部材に対して粉塵等が付着することを防止する
ことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明に係る電動アクチュエータ
について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照し
ながら以下詳細に説明する。
【００１３】図１および図２において、参照数字１０
は、本発明の実施の形態に係る電動アクチュエータを示
す。この電動アクチュエータ１０は、角筒状を呈し軸線
方向に沿って貫通孔が形成されたアクチュエータ本体１
２と、前記アクチュエータ本体１２の側面と面一に形成
され、回転駆動源１４（図５参照）が配設された駆動部
１６とを有する。
【００１４】アクチュエータ本体１２は、側面が面一に
形成された角筒状の第１ボデイ１８および第２ボデイ２
０と前記第１ボデイ１８の一端部に連結されるヘッドカ
バー２２とから構成され、前記第１ボデイ１８、第２ボ
デイ２０およびヘッドカバー２２の対向する二側面に
は、一組の断面円弧状のセンサ取付用長溝２４ａ、２４
ｂが略平行に形成される（図３参照）。前記センサ取付
用長溝２４ａ、２４ｂの所定部位には、円柱状のセンサ
２５（図３参照）が装着され、後述するピストンに装着
されてこれと一体的に移動する永久磁石の磁界を検知す
ることによりピストン（後述する）の位置を検出するこ
とができる。
【００１５】駆動部１６に連結された第２ボデイ２０の
内部には、カップリング部材２６およびロックナット２
８を介して回転駆動源１４の駆動軸３０と同軸に連結さ
れた送りねじ軸（回転駆動力伝達部材）３２が設けられ
る。前記送りねじ軸３２は、ボールベアリングを有する
第１軸受部材３４によって回動自在に軸支され、該送り
ねじ軸３２の外周面の所定部位には雄ねじ部３６が刻設
される。前記送りねじ軸３２にはピストン３８を有する
変位部材４０が外嵌され、前記変位部材４０の内周面に
形成された雌ねじ部４２と送りねじ軸３２の外周面に形
成された雄ねじ部３６とが螺合する。従って、送りねじ
軸３２の螺回作用下に変位部材４０が矢印Ｘ1 またはＸ
2 方向に変位する。
【００１６】なお、前記第１ボデイ１８およびピストン
３８を、アルミニウムの押出成形または樹脂成形によっ
て形成することにより、安価に製造することができると
いう利点がある。
【００１７】円筒状の変位部材４０の一端部には、第１
ボデイ１８の孔部４４に沿って摺動変位するピストン３
８が設けられ、前記ピストン３８には環状溝を介して永
久磁石４６が嵌着される。また、前記ピストン３８の外
周面にはスプライン４８が形成され、前記ピストン３８
が摺動する第１ボデイ１８の孔部４４の内壁面には前記
スプライン４８に対応するスプライン溝５０が形成され
る（図３参照）。前記スプライン溝５０の案内作用下に
ピストン３８が孔部４４に沿って変位することにより、
変位部材４０の回り止めの機能が営まれる。
【００１８】センサ取付用長溝２４ａ、２４ｂに装着さ
れたセンサ２５がピストン３８と一体的に変位する永久
磁石４６の磁界を検知することにより、ピストン３８の
位置を検出することができる。また、第１ボデイ１８の
両端部には、それぞれ、ピストン３８が当接することに
より変位終端位置を規制するとともに衝撃を緩和する一
組のダンパ部材５２ａ、５２ｂが配設される。なお、第
１軸受部材３４とダンパ部材５２ｂとの間には、スペー
サ５４が介装される。
【００１９】ヘッドカバー２２には、変位部材４０を囲
繞して第１ボデイ１８の孔部４４内に粉塵等が進入する
ことを阻止するロッドパッキン５６と、前記変位部材４
０が矢印Ｘ1 またはＸ2 方向に変位する際に案内作用を
営むブッシュ５８とがそれぞれ設けられる。
【００２０】第２ボデイ２０の一側面部には、図６に示
されるように、長方形状のカバー部材６０がねじ６２を
介して着脱自在に取着され、前記カバー部材６０には、
センサ取付用長溝２４ａ、２４ｂに連通し、センサ２５
からのリード線６４を取り出すための一組のリード線取
り出し口６６ａ、６６ｂが設けられる。
【００２１】すなわち、前記カバー部材６０には、セン
サ取付用長溝２４ａ、２４ｂと同軸状に延在する一組の
第１孔部６８ａ、６８ｂが形成され、さらに、前記第１
孔部６８ａ、６８ｂから外部に向かって所定角度屈曲す
る一組の第２孔部７０ａ、７０ｂが形成され、前記リー
ド線取り出し口６６ａ、６６ｂにはリード線６４を係止
する断面鋭角状の係止片７１ａ、７１ｂが形成される。
【００２２】この場合、アクチュエータ本体１２のセン
サ取付用長溝２４ａ、２４ｂの所定部位に図示しないセ
ンサが装着されるとともに、該センサ取付用長溝２４
ａ、２４ｂに沿って引き込まれたリード線６４を第１孔
部６８ａ、６８ｂおよび第２孔部７０ａ、７０ｂに沿っ
て屈曲させ、リード線取り出し口６６ａ、６６ｂに設け
られた係止片７１ａ、７１ｂによってリード線６４の所
定部位を係止することにより、前記リード線６４がカバ
ー部材６０によって保持される。
【００２３】図５に示されるように、駆動部１６は、回
転駆動源１４と、ブレーキ機構７２とから構成され、ハ
ウジング７３内に収納される。前記回転駆動源１４の駆
動軸３０は、所定距離離間する第２軸受部材７４および
第３軸受部材７６によって回動自在に軸支され、前記駆
動軸３０の終端はブレーキ機構７２まで延在している。
回動駆動源１４は、前記駆動軸３０に固定されて該駆動
軸３０と一体的に回動するロータ７８と、前記ハウジン
グ７３に固定されたステータ８０とを有する。
【００２４】ブレーキ機構７２は、電磁コイル８２が配
設されたケーシング８４と前記ケーシング８４の外部に
設けられ、駆動軸３０と一体的に回動するブレーキ用パ
ッド８６とを有する。前記ブレーキ用パッド８６を間に
して一組の挟持板８８ａ、８８ｂが並設され、一方の挟
持板８８ａは、ケーシング８４の凹部に係着されたばね
部材９０の弾発力によって他方の挟持板８８ｂに向かっ
て押圧されるように設けられている。従って、ばね部材
９０の弾発力の作用下にブレーキ用パッド８６を一組の
挟持板８８ａ、８８ｂによってその両面から挟み込んで
保持することにより制動作用が営まれ、駆動軸３０の回
動が阻止される。なお、一方の挟持板８８ａと、電磁コ
イル８２を囲繞するケーシング８４との間には、所定の
クリアランスを有する間隙８９が形成される。
【００２５】また、ばね部材９０によって押圧力が付与
される一方の挟持板８８ａは、駆動軸３０の軸線方向に
沿って変位自在に設けられ、図に示す状態から電磁コイ
ル８２に通電してオン状態となることにより、一方の挟
持板８８ａがばね部材９０の弾発力に打ち勝って電磁コ
イル８２側に引きつけられ、この結果、制動作用が解除
されて駆動軸３０が所定方向に回動する。
【００２６】本実施の形態に係る電動アクチュエータ１
０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。
【００２７】まず、一組のセンサ２５をセンサ取付用長
溝２４ａ、２４ｂの所定部位に装着した後、前記センサ
２５に接続されたリード線６４を該センサ取付用長溝２
４ａ、２４ｂに沿って引き込むとともに、カバー部材６
０の第１孔部６８ａ、６８ｂおよび第２孔部７０ａ、７
０ｂに沿って装着し、リード線取り出し口６６ａ、６６
ｂから該リード線６４を取り出す。
【００２８】この場合、カバー部材６０の所定角度傾斜
する第２孔部７０ａ、７０ｂによってリード線６４が屈
曲するとともに、リード線取り出し口６６ａ、６６ｂに
設けられた係止片７１ａ、７１ｂによって係止される。
従って、後述するように、作業者が誤ってリード線６４
に接触して該リード線６４を引っ掛けてしまった場合で
も、カバー部材６０によってリード線６４を係止してい
るため、該リード線６４の引張作用に起因してセンサ２
５の位置がずれることを阻止することができる。
【００２９】次に、図示しない電源を付勢することによ
り回転駆動源１４が回転駆動し、前記回転駆動源１４の
回転駆動力がカップリング部材２６を介して同軸に連結
された送りねじ軸３２に伝達される。前記送りねじ軸３
２の雄ねじ部３６と変位部材４０の内周面に形成された
雌ねじ部４２との螺合作用下に前記変位部材４０が矢印
Ｘ1 またはＸ2 方向に変位する。
【００３０】この場合、ピストン３８の外周面に形成さ
れたスプライン４８が変位部材４０の回り止めの機能を
営むとともに、ヘッドカバー２２に設けられたブッシュ
５８と第２ボデイ２０に設けられた第１軸受部材３４と
がそれぞれ案内作用を発揮する。
【００３１】前記変位部材４０が送りねじ軸３２の螺合
作用下に矢印Ｘ1 （Ｘ2 ）方向に対する変位過程におい
て、ピストン３８が一方のダンパ部材５２ａ（５２ｂ）
に当接することにより、変位終端位置を規制するととも
に、当接する際の衝撃が吸収される。
【００３２】一方、図示しない切換手段によって回転駆
動源１４を前記とは逆方向に回転させることにより、変
位部材４０が矢印Ｘ2 （Ｘ1 ）方向に変位して原位置に
復帰する。
【００３３】本実施の形態では、アクチュエータ本体１
２の側面に形成されたセンサ取付用長溝２４ａ、２４ｂ
の所定部位にセンサ２５を簡便に装着することにより、
変位部材４０の変位量を検出することができる。
【００３４】また、本実施の形態では、カップリング部
材２６を介して回転駆動源１４の駆動軸３０と同軸に連
結される送りねじ軸３２が、該送りねじ軸３２に外嵌さ
れる変位部材４０およびアクチュエータ本体１２によっ
て二重に囲繞されているため、前記送りねじ軸３２に粉
塵等が付着することを防止することができる。
【００３５】従って、前記粉塵等が送りねじ軸３２に付
着することにより該送りねじ軸３２に対する摺動抵抗が
増加することを回避して耐久性を向上させ、且つ回転駆
動源１４の回転駆動力を変位部材４０に対して円滑に伝
達することができる。
【００３６】さらに、本実施の形態では、カバー部材６
０に設けられた第１孔部６８ａ、６８ｂおよび第２孔部
７０ａ、７０ｂに沿ってリード線６４を挿通し、該リー
ド線６４の一部をカバー部材６０によって係止すること
により、例えば、メンテナンス等を行う際に、作業者が
センサ取付用長溝２４ａ、２４ｂから外部に露呈してい
るリード線６４に接触して引っ掛けてしまった場合、該
カバー部材６０によってリード線６４の一部が係止され
ているため、該リード線６４の引張作用に起因してセン
サ２５の位置がずれることを阻止することができる。
【００３７】なお、本実施の形態では、カバー部材６０
に設けられたリード線取り出し口６６ａ、６６ｂを介し
てリード線６４を外部に取り出す構成を採用することに
より、該リード線６４が駆動部１６に接触することを回
避して、駆動部１６の駆動作用下に発生する放熱によっ
て該リード線６４が損傷を受けることを防止することが
できるという利点を有する。
【００３８】次に、本発明の他の実施の形態に係る電動
アクチュエータ１０ａを図４に示す。この電動アクチュ
エータ１０ａは、図３に示されるようなスプライン４８
およびスプライン溝５０等の回り止め手段を設けること
がなく、第１ボデイ１８の孔部４４およびピストン３８
の外周面の断面形状をそれぞれ円形に形成するととも
に、外部に付設された他の部材（後述する）によって変
位部材４０の回り止め作用を発揮している点で異なる。
なお、図１に示す電動アクチュエータ１０と同一の構成
要素には同一の参照数字を付してその詳細な説明を省略
する。
【００３９】他の実施の形態に係る電動アクチュエータ
１０ａを用いた具体例としては、例えば、図７に示され
るように、台板９２に一組の支柱９４ａ、９４ｂを固定
し、前記一組の支柱９４ａ、９４ｂ間に支持されたピン
部材９６を回動中心として電動アクチュエータ１０ａを
矢印方向に回動自在に軸支するとともに、変位部材４０
の一端部に接続された連結部材９８を介して平板状のプ
レート１００を支持している。この場合、電動アクチュ
エータ１０ａの駆動作用下に変位部材４０が矢印方向に
進退動作することにより、点Ａを回動中心としてプレー
ト１００を所定角度回動変位させることができる。
【００４０】また、図８に示されるように、支持ブロッ
ク１０２を用いて台板１０４と略平行に電動アクチュエ
ータ１０ａを保持し、台板１０４に固設されたリニアガ
イド１０６にフランジ１０８をねじ締結し、変位部材４
０の一端部に前記フランジ１０８を連結する。この結
果、リニアガイドレール１１０の案内作用下に、変位部
材４０とフランジ１０８が一体的に変位する。
【００４１】このように、他の実施の形態に係る電動ア
クチュエータ１０ａでは、ガイド部材等の他の付帯部材
によって変位部材４０の回り止めがなされることによ
り、該変位部材４０に回り止め手段を設ける必要がな
い。従って、加工作業を簡略化して製造コストの低減化
を図ることができるという利点がある。
【００４２】なお、送りねじ軸３２の外周面には、製造
工程で発生するシャープエッジやバリが付着している場
合があり、前記シャープエッジおよびバリに起因して前
記送りねじ軸３２と変位部材４０との螺合部分が損傷
し、円滑な回転動作を妨げるおそれがある。
【００４３】この場合、送りねじ軸３２を加工した後、
化学研磨、電解研磨、ショットピーニング等を該送りね
じ軸３２のねじ部に施すことにより、前記シャープエッ
ジ、バリ、加工傷等を除去することができる。さらに、
タフトライド処理（Tufftride Treatment ）、無電解ニ
ッケルめっき処理等の表面処理を送りねじ軸３２の外表
面に施すことにより、さらに摺動性を向上させることが
できるという利点がある。
【００４４】
【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。
【００４５】すなわち、アクチュエータ本体の側面に形
成された長溝の所定部位にセンサを簡便に装着すること
により、変位部材の変位量を検出することができる。
【００４６】また、回転駆動力伝達部材は、変位部材お
よびアクチュエータ本体によって二重に囲繞されている
ため、前記回転駆動力伝達部材に粉塵等が付着すること
を防止することができる。
【００４７】従って、前記粉塵等が回転駆動力伝達部材
に付着することにより該回転駆動力伝達部材に対する摺
動抵抗が増加することを回避して耐久性を向上させ、且
つ回転駆動源の回転駆動力を変位部材に対して円滑に伝
達することができる。
【００４８】さらに、カバー部材によってリード線が係
止されているため、該リード線の引張作用に起因してセ
ンサの位置がずれることを阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る電動アクチュエータ
の正面図である。
【図２】図１に示す電動アクチュエータの一部断面図で
ある。
【図３】図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った縦断面図
である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る電動アクチュエ
ータの縦断面図である。
【図５】図１に示す電動アクチュエータを構成する駆動
部の断面図である。
【図６】図１に示す電動アクチュエータを構成するカバ
ー部材の斜視図である。
【図７】図４に示す電動アクチュエータを他の部材に組
み付けた状態の説明図である。
【図８】図４に示す電動アクチュエータを他の部材に組
み付けた状態の説明図である。
【図９】従来技術に係る電動アクチュエータの分解斜視
図である。
【図１０】図９に示すＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ…電動アクチュエータ １２…アクチュエ
ータ本体 １４…回転駆動源 １６…駆動部 １８、２０…ボデイ ２２…ヘッドカバ
ー ２４ａ、２４ｂ…センサ取付用長溝 ３０…駆動軸 ３２…送りねじ軸 ３４、７４、７６
…軸受部材 ３６…雄ねじ部 ３８…ピストン ４０…変位部材 ４２…雌ねじ部 ４４、６８ａ、６８ｂ、７０ａ、７０ｂ…孔部 ４６…永久磁石 ４８…スプライン ５０…スプライン溝 ５６…ロッドパッ
キン ５８…ブッシュ ６０…カバー部材 ６４…リード線 ６６ａ、６６ｂ…
リード線取り出し口 ７１ａ、７１ｂ…係止片 ７２…ブレーキ機
構 ８２…電磁コイル ８６…ブレーキ用
パッド ８８ａ、８８ｂ…挟持板 ９０…ばね部材

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】回転駆動源と、 筒状のアクチュエータ本体と、 前記アクチュエータ本体に連設される駆動部に配設され
    た回転駆動源と、 前記回転駆動源と同軸に連結され、該回転駆動源の回転
    駆動力を伝達する回転駆動力伝達部材と、 前記回転駆動力伝達部材を囲繞するとともに、該回転駆
    動力伝達部材との係合作用下に軸線方向に沿って変位す
    る変位部材と、 前記アクチュエータ本体の側面部に設けられた長溝と、 前記長溝内の所定部位に装着され、前記変位部材と一体
    的に変位する永久磁石の磁界を検知するセンサと、 を備えることを特徴とする電動アクチュエータ。
  2. 【請求項２】請求項１記載の電動アクチュエータにおい
    て、回転駆動力伝達部材は送りねじ軸からなり、変位部
    材は、前記送りねじ軸の外周部に形成された雄ねじ部と
    変位部材の内周面に形成された雌ねじ部との螺合作用下
    に軸線方向に沿って変位することを特徴とする電動アク
    チュエータ。
  3. 【請求項３】請求項１記載の電動アクチュエータにおい
    て、駆動部は、回転駆動源と、前記回転駆動源の駆動軸
    の回動動作を阻止するブレーキ機構とが併設されること
    を特徴とする電動アクチュエータ。
  4. 【請求項４】請求項１記載の電動アクチュエータにおい
    て、アクチュエータ本体の一側面部には、長溝に沿って
    配設されたセンサのリード線を係止する係止部材が設け
    られることを特徴とする電動アクチュエータ。
  5. 【請求項５】請求項４記載の電動アクチュエータにおい
    て、係止部材はカバー部材からなり、前記カバー部材に
    は、長溝に連通する第１孔部と、前記第１孔部から外部
    に向かって所定角度傾斜する第２孔部と、前記第２孔部
    に連通するリード線取り出し口とが形成され、前記リー
    ド線取り出し口には、リード線を係止する鋭利な係止片
    が設けられることを特徴とする電動アクチュエータ。
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