JPH10245121A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】駆動力伝達軸を簡便且つ廉価に交換することが
できるとともに、使用環境に応じて簡便に組み付け直す
ことにある。 【解決手段】分割された第１ブロック体３４と第２ブロ
ック体３６とが一体的に形成されたフレーム１２と、駆
動部の駆動力を伝達する送りねじ軸１６と、前記送りね
じ軸１６を介して伝達される駆動力によってフレーム１
２の長手方向に沿って変位するテーブル１８とを備え、
前記テーブル１８は、送りねじ軸１６がその軸線と直交
する方向から挿通可能な開口部４８が形成された移動ブ
ロック５０を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テーブルの変位作
用下に、例えば、ワーク等を搬送することが可能なアク
チュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ワークの搬送等にアクチュエ
ータが用いられている。このアクチュエータは、図１２
に示されるように、断面矩形状の長尺なガイドベース１
と、図示しない軸受ブロックにその両端部が回転自在に
軸支され図示しない駆動源の回転駆動力が伝達される送
りねじ軸２と、前記送りねじ軸２に係合するねじ穴が貫
通して形成され前記送りねじ軸２の回転作用下にガイド
ベース１の長手方向に沿って往復動作するテーブル３と
を有する。

【０００３】なお、前記ガイドベース１とテーブル３と
の間にボール４を設けることにより、前記ボール４の転
動作用下にテーブル３が円滑に往復動作するように構成
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
従来技術に係るアクチュエータでは、例えば、送りねじ
軸２のねじ山が摩耗することによってテーブル３の直線
精度が劣化した場合、または前記送りねじ軸２を直径の
異なる他の送りねじ軸あるいはボールねじ軸等の他の駆
動力伝達部材と交換する場合には、前記送りねじ軸２と
テーブル３およびエンドブロック（図示せず）等を一体
的に交換しなければならず、前記交換作業が煩雑になる
とともに交換部品の点数が多数にわたりコストが増大す
るという不都合がある。

【０００５】また、従来技術に係るアクチュエータで
は、ユーザーが使用環境に応じて通常の仕様と異なる他
の仕様によってアクチュエータを用いようとすると、該
アクチュエータを分解した後、所望の構成に組み付け直
すことが困難であり、また、所望の構成に組み付け直す
作業も非常に煩雑であるために、コストが高騰するとい
う不都合がある。

【０００６】本発明は、前記の種々の不都合を悉く克服
するためになされたものであり、駆動力伝達軸を簡便且
つ廉価に交換することができるとともに、使用環境に応
じて簡便に組み付け直す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。

【０００７】

【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、外枠を構成するフレームと、前記フレ
ームの内部または外部に連結された駆動部と、前記駆動
部の駆動力を伝達する駆動力伝達軸と、前記駆動部の駆
動作用下に駆動力伝達軸を介して伝達される駆動力によ
ってフレームの長手方向に沿って変位するテーブル機構
と、を備え、前記テーブル機構は、駆動力伝達軸がその
軸線と直交する方向から挿通可能な開口部が形成された
移動ブロックを有することを特徴とする。

【０００８】本発明によれば、移動ブロックに駆動力伝
達軸がその軸線と直交する方向から挿通可能な開口部を
形成することにより、駆動力伝達軸の組み付け並びにメ
ンテナンスを簡便に行うことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明に係る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。

【００１０】図１並びに図２において、参照数字１０
は、本発明の実施の形態に係るアクチュエータを示す。

【００１１】このアクチュエータ１０は、断面コの字状
を呈し長尺状に形成されたフレーム１２と、前記フレー
ム１２の凹部１４内に固設されまたは該フレーム１２の
一端部に連結される図示しない駆動部と、前記駆動部の
駆動力を伝達する駆動力伝達部材として機能する送りね
じ軸１６と、前記送りねじ軸１６を介して伝達される駆
動力の作用下にフレーム１２の長手方向に沿って変位す
るテーブル１８と、前記テーブル１８をフレーム１２の
長手方向に沿って案内するガイド機構２０とを有する。
前記フレーム１２の表面には、硬質アルマイト処理が施
される。

【００１２】なお、前記駆動部は、例えば、図示しない
モータ等の回転駆動源、あるいはシリンダ室に収装され
たピストンが圧力流体の作用下に往復動作する図示しな
い流体圧シリンダ等を含み、あるいは回転駆動源と流体
圧シリンダとを組み合わせて用いてもよい。

【００１３】さらに前記アクチュエータ１０には、フレ
ーム１２の長手方向に沿った両端部の開口部をそれぞれ
閉塞する一組のエンドプレート２２ａ、２２ｂが装着さ
れ、前記エンドプレート２２ａ、２２ｂは、フレーム１
２の上面の開口部２４を閉塞するトップカバー２６を支
持する。前記トップカバー２６の幅狭な両側面には、断
面Ｔ字状の長溝が長手方向に沿ってそれぞれ形成され、
前記長溝に沿ってシール部材２８が装着される。また、
フレーム１２側にも前記と同様な長溝が形成され、前記
長溝には、トップカバー２６側のシール部材２８と対峙
するシール部材２８が設けられる。

【００１４】このシール部材２８は、長溝内に保持され
該長溝の断面形状に対応する形状を有する保持部３０
と、前記保持部３０と一体的に形成され可撓性を有する
リップ部３２とから構成される。前記リップ部３２が下
側に向かって撓曲していることにより、フレーム１２内
に発生した塵埃等がフレーム１２の外部に流出すること
を阻止することができる。従って、本実施の形態に係る
アクチュエータ１０をクリーンルーム等のように清浄性
が要求される環境で好適に使用することが可能となる。
また、前記リップ部３２の先端部を二つに分岐させ、そ
の分岐した一方のリップ部（図示せず）を上方側に、他
方のリップ部（図示せず）を下方側に撓曲するように形
成してもよい。

【００１５】フレーム１２は、下部側を構成する第１ブ
ロック体３４と、前記第１ブロック体３４の両端部から
上方に向かって突出する側部に連結される一組の第２ブ
ロック体３６とが一体的に形成される。この場合、前記
第１ブロック体３４および第２ブロック体３６は、例え
ば、溶着、ねじ締結、または後述する連結部材等の結合
手段によって一体的に形成される。

【００１６】このように、フレーム１２をそれぞれ別体
からなる第１ブロック体３４および一組の第２ブロック
体３６によって分割して構成し、前記第１ブロック体３
４および第２ブロック体３６をそれぞれ同一の材質また
は異なる材質からなる金属製材料または磁性体等によっ
て形成することにより、付与される荷重に応じてそれぞ
れ強度が異なる部分を有するフレーム１２を一体的に形
成することが可能となる。

【００１７】この場合、例えば、前記第１ブロック体３
４を、鉄鋼材料、またはＳＵＳ４４０等によって形成
し、前記第２ブロック体３６を、ＳＵＳ、アルミニウ
ム、またはマグネシウム等によって形成すると好適であ
る。

【００１８】フレーム１２の下面並びに相互に対向する
外壁面には、断面Ｔ字状を呈し長手方向に沿って延在す
る長溝３８が形成され、例えば、前記長溝３８の所定部
位には図示しないセンサ等が装着される。また、フレー
ム１２を構成する第１ブロック体３４の内壁面には、断
面円弧状の転動溝４０が形成され、前記転動溝４０に沿
って複数のボール４２が転動自在に設けられる。さら
に、前記第１ブロック体３４には、長手方向に沿って延
在する流体通路４４が形成され、例えば、駆動部として
流体圧シリンダを用いた場合、前記流体通路４４を介し
て前記流体圧シリンダに対して圧力流体を供給し、また
は該流体圧シリンダから圧力流体を排出することができ
る。

【００１９】第２ブロック体３６の外壁面には、第１ブ
ロック体３４と同様な形状を有する長溝３８が形成さ
れ、前記外壁面と反対側の内壁面には、後述するシール
部材を保持するためのシール保持用長溝が形成されてい
る。

【００２０】テーブル１８は、平板状に形成されたプレ
ート部４６と、前記プレート部４６の下面に連結され送
りねじ軸１６を非接触状態で囲繞する断面円弧状の開口
部４８が形成された移動ブロック５０と、前記プレート
部４６と移動ブロック５０との間に介装され所定間隔離
間する一組の連結板５２と、前記移動ブロック５０の一
側面（テーブル１８の移動方向と略直交する一方または
他方の一側面）に、例えば、ねじ締結等により着脱自在
に連結され送りねじ軸１６に螺合するねじ穴５４が貫通
して形成された軸受ブロック５６とから構成される。こ
の場合、連結板５２の端部を船首形状のように先細りに
形成することにより、シール部材２８に対する摺動抵抗
が軽減されている（図１参照）。なお、前記移動ブロッ
ク５０の形状は図２例に限定されるものではなく、例え
ば、図３に示されるように、断面矩形状の開口部５８を
有する移動ブロック６０を用いてもよい。

【００２１】前記軸受ブロック５６は、例えば、図２に
示される長方形状の板材、または図４に示されるよう
に、前記長方形の板材と円筒体とを一体的に連結して形
成してもよい。前記一組の連結板５２の間には、トップ
カバー２６が貫通する空間部が形成される。前記プレー
ト部４６の上面には、断面Ｔ字状を呈し図示しないワー
クを取り付けるための取付用溝部６２が略平行に２条形
成される。

【００２２】ガイド機構２０は、フレーム１２を構成す
る第１ブロック体３４の内壁面に形成された断面円弧状
の転動溝４０と移動ブロック５０の外壁面に形成された
断面円弧状の転動溝６４とによって複数のボール４２が
転動する循環軌道が形成され、前記循環軌道は図示しな
いリターン通路を介して移動ブロック５０の循環穴６６
に連通するように形成されている。

【００２３】本発明の実施の形態に係るアクチュエータ
１０は、基本的には以上のように形成されるものであ
り、次にその動作並びに作用効果について説明する。

【００２４】図示しない駆動部を付勢することにより前
記駆動部の駆動力が送りねじ軸１６に伝達され、前記送
りねじ軸１６が所定方向に回動する。前記駆動力は送り
ねじ軸１６に螺合する軸受ブロック５６を介してテーブ
ル１８に伝達され、前記テーブル１８がフレーム１２の
長手方向に沿って変位する。

【００２５】この場合、フレーム１２を構成する第１ブ
ロック体３４の転動溝４０とテーブル１８を構成する移
動ブロック５０の転動溝６４とによって形成される循環
軌道および循環穴６６に沿って複数のボール４２が転動
することにより、該テーブル１８を円滑に変位させるこ
とができる。

【００２６】また、例えば、前記送りねじ軸１６のねじ
山が摩耗してテーブル１８の直線精度が劣化したために
他の新たな送りねじ軸１６と交換する場合、または前記
送りねじ軸１６を直径の異なる他の送りねじ軸（図示せ
ず）に交換する場合、あるいは前記送りねじ軸１６を他
のボールねじ軸等の他の駆動力伝達部材（図示せず）と
交換する場合には、フレーム１２の上面からトップカバ
ー２６を取り外した後、テーブル１８を構成する移動ブ
ロック５０の一側面にねじ締結された軸受ブロック５６
を送りねじ軸１６と一体的に該移動ブロック５０から取
り外すことにより、前記送りねじ軸１６を簡便に交換す
ることができる。この場合、移動ブロック５０の上面に
は開口部４８が形成されており、前記開口部４８を通じ
て送りねじ軸１６を上方から簡便に取り外すことが可能
となる。

【００２７】また、図５Ａに示されるように、ガイド機
構２０を構成する転動溝４０、６４に対しそれぞれ焼入
れを行った後、研削加工を施し、さらに、精密ショット
ビーニング等の超精密仕上げを行うことにより、前記転
動溝４０、６４の転動面を硬化させ摩耗を防止すること
ができる。なお、図５Ｂに示されるように、前記転動溝
４０、６４の転動面に連通する油溜め用孔部６８を単数
または複数個設けることにより、ボール４２の潤滑性を
向上させることができる。この場合、ボール４２を、ア
ルミニウム、またはポリイミド樹脂、あるいは超高分子
ポリエチレン等の材料で形成し、一方、第１ブロック体
３４をアルミニウム材料で形成し、さらに転動溝４０、
６４に対しカニゼンメッキ（登録商標）による表面処理
を行ってもよい。この場合、前記油溜め用孔部６８内
に、潤滑油中に含まれる塵埃を吸着する不織布を設ける
と、一層好適である。

【００２８】次に、本実施の形態に係るアクチュエータ
１０がクリーンルーム内に設けられた半導体ウェハの搬
送システム７０に組み込まれた状態を図６に示す。

【００２９】この搬送システム７０は、図示しない固定
手段を介して略鉛直方向に沿って立設された４本の柱状
部材７２ａ〜７２ｄと、一組の前記柱状部材７２ａ、７
２ｂにそれぞれ横架され、Ｘ軸方向に沿って移動可能な
図示しないテーブルをそれぞれ有する第１アクチュエー
タ１０ａおよび第２アクチュエータ１０ｂと、前記第１
アクチュエータ１０ａおよび第２アクチュエータ１０ｂ
のそれぞれのテーブルに連結されてＸ軸方向に沿って移
動自在に設けられた第３アクチュエータ１０ｃとを含
む。

【００３０】前記第３アクチュエータ１０ｃのテーブル
１８はＹ軸方向に沿って移動自在に設けられ、前記テー
ブル１８には、変位機構７４を介してＺ軸方向に沿って
移動自在な真空チャック７６が付設される。前記真空チ
ャック７６を駆動させることにより、軸部７８を支点と
して一組の半導体ウェハ８０を矢印方向に所定角度回動
させることができる。

【００３１】また、前記搬送システム７０は、Ｙ軸方向
に沿って変位するテーブル１８が設けられた第４アクチ
ュエータ１０ｄを有する。前記テーブル１８の上面に
は、半導体ウェハ８０を収納するためのボックス８２が
載置され、前記真空チャック７６によって保持された半
導体ウェハ８０がボックス８２内に順次収納された後、
該ボックス８２が第４アクチュエータ１０ｄの駆動作用
下に所定の場所まで搬送される。

【００３２】次に、本実施の形態に係るアクチュエータ
の変形例を図７〜図１１に示す。

【００３３】図７に示されるアクチュエータ９０では、
本実施の形態に係るアクチュエータ１０の第１ブロック
体３４を単独でフレーム１２として用いている。また、
ボール４２が転動する循環軌道を片側に複数配列してい
る。

【００３４】図８に示されるアクチュエータ１００で
は、前記第１ブロック体３４を、さらに３つに分割して
いる。すなわち、前記第１ブロック体３４は、平板状の
プレート１０２と、相互に対向し前記プレート１０２の
上面に所定間隔離間して連結される一組の側板１０４
ａ、１０４ｂとから構成され、前記プレート１０２およ
び側板１０４ａ、１０４ｂの接合面にそれぞれ形成され
た断面Ｔ字状の溝部１０６に連結部材１０８を嵌合する
ことにより組み付け自在に設けられる。

【００３５】図９に示されるアクチュエータ１１０で
は、第１ブロック体３４と第２ブロック体３６とを一体
的に押し出しまたは引き抜き成形してフレーム１１２を
形成するとともに、図２に示す移動ブロック５０と連結
板５２とを一体的に押し出しまたは引き抜き成形して移
動体１１４を形成している。

【００３６】図１０に示されるアクチュエータ１２０で
は、転動面の加工を容易に行うためにフレーム１２２の
内壁面の凹部１２４に対し転動溝４０が形成された部材
１２６を一体的に組み込んで構成している。

【００３７】すなわち、内壁面に矩形状の凹凸面１２８
が形成されるように予めフレーム１２２を一体的に成形
した後、一方の側面に前記凹凸面１２８に嵌合する凸凹
面１２９が形成され他方の側面に断面円弧状の転動溝４
０が形成された部材１２６を前記フレーム１２２の凹部
１２４に組み込む。この場合、フレーム１２２の内壁面
に対して直接的に転動溝４０を加工することなく、前記
フレーム１２２と別体で形成された部材１２６に転動溝
４０を加工することにより、前記転動溝４０の加工を簡
便且つ効率的に行うことができる。

【００３８】図１１に示されるアクチュエータ１３０
は、移動ブロック１３２側にも同様に、転動溝６４が予
め形成された別個の部材１３４を組み込んだ状態を示し
ている。

【００３９】なお、本実施形態において、アクチュエー
タを構成する全ての部材を、シール部材２８を除きアル
ミニウムの材料によって形成してもよい。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。

【００４１】すなわち、移動ブロックに駆動力伝達軸が
その軸線と直交する方向から挿通可能な開口部を形成す
ることにより、駆動力伝達軸を簡便且つ廉価に交換する
ことができる。従って、前記駆動力伝達軸の組み付け作
業並びにメンテナンス作業を容易に行うことができる。

【００４２】また、フレームが、複数に分割されたブロ
ック体を結合手段を介して一体的に形成されているた
め、使用環境に応じて簡便に該フレームを組み付け直す
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るアクチュエータの斜
視図である。

【図２】図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った縦断面図であ
る。

【図３】図２のアクチュエータを構成する移動ブロック
の変形例を示す斜視図である。

【図４】図２のアクチュエータを構成する軸受ブロック
の変形例を示す斜視図である。

【図５】図５Ａは、ガイド機構を構成する転動溝に対し
て硬化処理を行った状態を示す一部省略断面図であり、
図５Ｂは、前記転動溝に連通する油溜め用孔部を形成し
た状態を示す一部省略断面図である。

【図６】図１のアクチュエータを半導体ウェハの搬送シ
ステムに組み込んだ状態を示す概略斜視図である。

【図７】図１のアクチュエータの変形例を示す一部省略
側面図である。

【図８】図１のアクチュエータの変形例を示す一部省略
側面図である。

【図９】図１のアクチュエータの変形例を示す一部省略
側面図である。

【図１０】図１のアクチュエータの変形例を示す一部省
略側面図である。

【図１１】図１のアクチュエータの変形例を示す一部省
略側面図である。

【図１２】従来技術に係るアクチュエータの斜視図であ
る。

【符号の説明】

１０、１０ａ〜１０ｄ、９０、１００、１１０、１２
０、１３０…アクチュエータ １２１１２、１２２…フレーム １６…送りねじ
軸 １８…テーブル ２０…ガイド機
構 ２４、４８、５８…開口部 ２６…トップカ
バー ２８…シール部材 ３４、３６…ブ
ロック体 ３８…長溝 ４０、６４…転
動溝 ５０、６０、１３２…移動ブロック ５２…連結板 ５６…軸受ブロック

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外枠を構成するフレームと、 前記フレームの内部または外部に連結された駆動部と、 前記駆動部の駆動力を伝達する駆動力伝達軸と、 前記駆動部の駆動作用下に駆動力伝達軸を介して伝達さ
   れる駆動力によってフレームの長手方向に沿って変位す
   るテーブル機構と、 を備え、前記テーブル機構は、駆動力伝達軸がその軸線
   と直交する方向から挿通可能な開口部が形成された移動
   ブロックを有することを特徴とするアクチュエータ。
2. 【請求項２】請求項１記載のアクチュエータにおいて、
   フレームとテーブル機構との間にはガイド機構が設けら
   れ、前記ガイド機構は、フレームの内壁面に一体的に形
   成された転動溝と、前記転動溝に沿って転動する複数の
   転動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】請求項１または２記載のアクチュエータに
   おいて、フレームには、複数に分割されたブロック体が
   結合手段を介して一体的に形成さ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１乃至３のいずれか１項に記載のア
   クチュエータにおいて、フレームの内部に発生した塵埃
   等をフレームの外部へ流出することを阻止するシール手
   段を有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、
   フレームは、結合手段を介して組み付け直し自在に設け
   られることを特徴とするアクチュエータ。
6. 【請求項６】請求項２記載のアクチュエータにおいて、
   転動溝には、油溜め用孔部が連通して形成されることを
   特徴とするアクチュエータ。