JP2007218296A - アクチュエータ - Google Patents
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Abstract
【課題】テーブル等の移動部材あるいは摺動部材の停止時に回転モーメントが発生するのを有効に抑えることができ、かつ駆動部を複数有しているので推力も大きな構造のアクチュエータを提供する。
【解決手段】レールおよびレールに沿って移動する移動部材あるいは摺動部材を備える直線状の軌道部と、軌道部と略平行に配置され、軌道部に直線運動を伝達する駆動部とを有する。駆動部は複数が設けられ、軌道部の移動部材あるいは摺動部材と略直角に配置された連結部が駆動部の数と同数設けられ、駆動部が連結部に力を加えることにより移動部材あるいは摺動部材がレール上を直線状に往復移動する。移動部材あるいは摺動部材の移動を停止させる停止部が連結部とは別途設けられている。
【選択図】図7
【解決手段】レールおよびレールに沿って移動する移動部材あるいは摺動部材を備える直線状の軌道部と、軌道部と略平行に配置され、軌道部に直線運動を伝達する駆動部とを有する。駆動部は複数が設けられ、軌道部の移動部材あるいは摺動部材と略直角に配置された連結部が駆動部の数と同数設けられ、駆動部が連結部に力を加えることにより移動部材あるいは摺動部材がレール上を直線状に往復移動する。移動部材あるいは摺動部材の移動を停止させる停止部が連結部とは別途設けられている。
【選択図】図7
Description
本発明は、流体圧や電動機構等を駆動源として作動するアクチュエータに関するものである。
従来から、直線動作する軌道部とこれを駆動させる駆動部との組み合わせよりなるアクチュエータが知られている。軌道部には、高精度なリニアガイド等が用いられ、駆動部には、空気等の流体圧によりピストンが動作する一般的な流体圧シリンダ、マグネット式ロッドレスシリンダ、バンド式ロッドレスシリンダまたは電動アクチュエータ等が用いられている。
上記アクチュエータの代表的な一例が第2606641号実用新案登録公報(特許文献1)に開示されている。この公報に開示されたアクチュエータ(流体圧シリンダ)では、ボディのシリンダ部と略平行に配置されたガイドレール部に往復移動可能なテーブルが組み付けられている。テーブルに連結されたピン(ロッド)がボディの長穴に挿通されてピストンに係合しており、ボディのポートからシリンダ室に給排気される圧縮空気等によりピストンがシリンダ室内で往復移動すると、ピストンがピン(ロッド)を介してテーブルをガイドレール上で往復移動させ、ピン(ロッド)がボディの長穴端面に当接することによりテーブルの移動が停止せしめられる。
上記アクチュエータは、テーブルがボディ両端面から突出せずボディ上のみで往復移動するので、コンパクトな構造となっている。さらにテーブルの長さをボディよりも短くできるので、テーブルが軽く、シリンダ推力のロスが少なく、テーブル作動時の慣性力も小さくなり、動作時のアクチュエータ各部への衝撃力等の負担も軽くできる。また、流体圧が作用するピストン受圧面にロッドが連結されていないので、ロッド径分だけ推力が小さくなることがなく、ピストン径分の推力を発生させることができる。さらにロッドが連結されておらずピストン両側の受圧面積が同じなので、テーブルの移動方向にかかわらず同じ大きさの推力を発生させることができ、動作方向による推力の違いを考慮する必要がない。また、このようにピストン両側の受圧面積が同じなので、両側加圧のバルブで中間停止させる場合にもレギュレータ等で両側の圧力を調整する必要がなく、設備の簡略化や軽量化を実現することができ、コストダウンにも貢献することができる。
ところで、近年、アクチュエータには、コンパクトで推力の大きな製品の要求が多くなっている。
しかしながら、推力を大きくすべくシリンダ径を大きくするとボディも大きくなってしまうことから、ボディの大きさをほとんど変えないで推力アップする方法として、複数のシリンダ部を組み込んだリニアガイド付きアクチュエータの一例が特開平10−61611号公報(特許文献2)に開示されている。この公報に開示されたアクチュエータでは、スライドテーブルを往復移動させる機構が上記特許文献1記載のアクチュエータとは異なり、ピストンの軸方向に連結されたロッドがボディ端面より突出しており、ボディのポートより圧縮空気を吸排気させると、ピストンが軸方向に往復動作し、それに伴いロッドも往復移動し、ロッド先端に連結されたエンドプレートに連結固定されたスライドテーブルが軸線方向に往復移動する構造になっている。
したがって、このアクチュエータではその構造上、スライドテーブルの長さはボディと略同じ長さ分が必要であるため、特許文献1記載のアクチュエータよりもスライドテーブルの重さが増えることになる。したがって、ピストンを2つにして推力を増やしてもスライドテーブルが重くなった分だけ推力の損失が大きくなるため、ピストンを複数にして推力を増やした効果を充分に発揮することができない。さらに前述のようにスライドテーブルの長さはボディと略同じ長さ分が必要であるため、ストロークが長くなるほどスライドテーブルも長くなることにより重さも重くなるので、ストロークによりシリンダ推力の損失の差が大きくなる。また、スライドテーブルが重くなる分、スライドテーブルが往復移動するときの慣性力が大きくなり、アクチュエータ本体の各部への負担が大きくなり、強度的に弱くなってしまう場合も発生する。さらにスライドテーブルが長く重くなるため、アクチュエータ本体の重さも増えてしまう。また、ピストンの往復移動に伴い、スライドテーブルがストローク分だけボディより突出する構造であるため、アクチュエータとしてコンパクトになっていない。よってコンパクト、軽量ということに反する構造となってしまっている。
また、ロッドやカラー、ボディ等の部品には寸法のバラツキがある。2つのピストンがカラーに当接して停止するとき、それぞれのピストンの当接面からロッド先端までの長さはどうしてもバラツキによる僅かな寸法差が発生するため、前記寸法差を吸収するためロッド先端のフローティングブッシュとエンドプレートの間にわずかな隙間を設けてある。したがって、僅かに隙間があるので、ピストンがカラーに当接したフルストロークの状態ではフローティングブッシュとエンドプレートの隙間分だけスライドテーブルに遊びが生じる。また、このときにはシリンダの推力がスライドテーブルに作用していない状態となる。また、遊びがあるので、この部分が摩耗しやすく、アクチュエータを使用しているうちにこの隙間が拡大し、ストロークエンドでのテーブルのガタが大きくなり、停止位置精度が悪くなる。また、ガタが大きくなるにつれて破損等の故障が発生しやすい状態となる。さらに流体圧が作用するピストンの片面にロッドがあるので、受圧面積に差が発生し、これによりテーブルの移動方向での推力や、アクチュエータの速度や動作特性に差が生じる。さらに両側加圧のバルブで中間停止させる場合にはピストン両側の圧力を調整する必要があるのでレギュレータ等を追加する必要があり、これによりコストアップに繋がり、装置のコンパクトの弊害となる。また、シリンダ室が2つ設けられているので、ピストン部にロッドが連結されていない側では推力も2倍になるが、ロッドが連結されているピストン面では実際にはロッドのない側のピストン1.5個分程度の推力しか発生しない。つまり、推力が2倍になるということで推力2倍分に相当するワーク等を積載しても移動させることができない場合が発生する。
以上のことから、特許文献1記載の構造に複数のシリンダを組み込めば、スライドテーブルは長くならないので軽量化できることにより推力損失が少なく、ピストン部の軸方向にロッドが連結されていないのでシリンダ室分の推力が得られ、ボディからガイドブロックが突出しないコンパクトなアクチュエータを提供することができる。
しかしながら、この場合には、以下のような問題がある。
すなわち、上記特許文献1記載の構造でシリンダを2つ組み込んだ場合、2つのピストンにそれぞれ差し込まれるピンがボディの貫通溝端面に当接して停止する。しかしながら、ピンが当接する貫通溝端面の位置寸法は加工上のバラツキによりそれぞれの溝が完全に同じ位置寸法ではない。また、スライドテーブルに組み込まれた2本のピンの外径寸法や位置にもバラツキがある。以上のようにどのように精度良く加工や組立てを行なっても各部品の寸法や組立上のバラツキは発生してしまうため、2本のピンのうち、1本はボディの溝端面に当接するが、残り1本のピンと溝端面との間には隙間が生じることになる。したがって、当接しているピンを中心として、当接していないピン側のピストン推力によるモーメントがベアリングに作用する。そうすると、作用するモーメントによりベアリングのボールが弾性変形して、スライドテーブルの位置が若干動いてしまうことになる。また、ピストン推力による余分なモーメントがベアリングに作用することになるので、ベアリングの寿命にも影響する。このようにリニアガイドの精度が十分に発揮できないばかりか、リニアガイドの寿命も縮めてしまうことになる。
また、ピンがボディ溝部に当接するのではなく、ピストンがエンドカバーに当接して停止する構造にした場合は、ピンとこれを差し込むピストン穴間に隙間が残るため、モーメントの発生は防げるが、ピストンの動作停止後に上記隙間分だけテーブルに遊びが発生してしまい、精度が出ない。また、このときはピストン推力がテーブルに作用しない構造となってしまう。
これを解決するためには、ピンとこれを差し込むの穴間に隙間がない状態にすればよいが、そうすると各部品の仕上がりや組立上のバラツキにより片側のピストンのみがエンドカバーに当接するが、片側のピストンはエンドカバーに当接しないため、前述と同様にモーメントが発生してしまう。
本発明は以上の点に鑑みて、上記テーブル等の移動部材あるいは摺動部材の停止時に回転モーメントが発生するのを有効に抑えることができ、かつ駆動部を複数有しているので推力も大きな構造のアクチュエータを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の請求項1によるアクチュエータは、レールおよび前記レールに沿って移動する移動部材あるいは摺動部材を備える直線状の軌道部と、前記軌道部と略平行に配置され、前記軌道部に直線運動を伝達する駆動部とを有し、前記駆動部は複数が設けられ、前記軌道部の移動部材あるいは摺動部材と略直角に配置された連結部が前記駆動部の数と同数設けられ、前記駆動部が前記連結部に力を加えることにより前記移動部材あるいは摺動部材が前記レール上を直線状に往復移動し、前記移動部材あるいは摺動部材の移動を停止させる停止部が前記連結部とは別途設けられていることを特徴とする。
また、本発明の請求項2によるアクチュエータは、上記した請求項1記載のアクチュエータにおいて、移動部材あるいは摺動部材の移動を停止させる外部ストッパが設けられていることを特徴とする。
また、本発明の請求項3によるアクチュエータは、上記した請求項1または2記載のアクチュエータにおいて、移動部材あるいは摺動部材の移動量を調整する調整手段が設けられていることを特徴とする。
また、本発明の請求項4によるアクチュエータは、上記した請求項1〜3何れか記載のアクチュエータにおいて、駆動部は少なくとも2つ以上が設けられていることを特徴とする。
また、本発明の請求項5によるアクチュエータは、上記した請求項1〜4何れか記載のアクチュエータにおいて、ボディを挟んでレールと取付部材を連結固定するように固定用部材が取り付けられる穴がレールに設けられていることを特徴とする。
また、本発明の請求項6によるアクチュエータは、上記した請求項1〜5何れか記載のアクチュエータにおいて、駆動部の移動部材にマグネットが取り付けられ、ボディの少なくともどちらか一方の側面に軌道部の移動部材あるいは摺動部材の移動位置を検出するためのセンサが備え付けられることを特徴とする。
更にまた、本発明の請求項7によるアクチュエータは、上記した請求項1〜6何れか記載のアクチュエータにおいて、駆動部は少なくとも圧力流体による流体圧シリンダもしくはバンド式ロッドレスシリンダ、マグネットにより外部移動体が変位するマグネット式ロッドレスシリンダ、または電動アクチュエータの何れかからなることを特徴とする。
本発明は、以下の効果を奏する。
すなわち、上記構成を備えた本発明のアクチュエータにおいては、上記ピン等の連結部とは別途に移動部材あるいは摺動部材の移動を停止させる停止部が設けられているために、一部の連結部が停止作動して偏ったモーメントが発生するのを防止することが可能とされている。駆動部は複数が設けられているので、単数の場合よりも推力は大きい。したがって本発明所期の目的どおり、上記テーブル等の移動部材あるいは摺動部材の停止時に回転モーメントが発生するのを有効に抑えることができ、かつ駆動部を複数有しているので推力も大きな構造のアクチュエータを提供することができる。
また、外部ストッパにより外部から移動部材あるいは摺動部材の移動を停止させることができ、移動量調整手段により移動部材あるいは摺動部材の移動量を調整することができる。また、駆動部が2つ以上設けられている場合には、駆動部の数に見合った推力を得ることができ、ボディを挟んでレールと取付部材を連結固定するように固定用部材が取り付けられる穴がレールに設けられている場合には、固定用部材を穴に差し込むことにより容易にアクチュエータを装着することができる。また、マグネットおよび移動位置検出センサが設けられている場合には、移動部材あるいは摺動部材の移動位置を高精度で検出することができる。また、本発明において駆動部の種類は特に限定されず、流体圧シリンダのほか、バンド式ロッドレスシリンダ、マグネットにより外部移動体が変位するマグネット式ロッドレスシリンダ、または電動アクチュエータ等であってもよい。
(1)駆動部の駆動力を軌道部の移動部材あるいは摺動部材に伝達する連結部以外に停止部を設け、この停止部が軌道部のレール等の固定側に当接することにより移動部材あるいは摺動部材の移動を停止させる。
(2)ピストンの往復移動をガイドテーブル(ガイドブロックとも称する)に伝達するシャフト以外にストッパピンを設け、ストッパピンがガイドレールまたはボディに当接することによりガイドテーブルの移動を停止させる。
(2)ピストンの往復移動をガイドテーブル(ガイドブロックとも称する)に伝達するシャフト以外にストッパピンを設け、ストッパピンがガイドレールまたはボディに当接することによりガイドテーブルの移動を停止させる。
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
実施例1・・・
図1〜図7は、本発明の実施例1に係るアクチュエータを示しており、このアクチュエータは、軌道部がリニアガイド1、駆動部がエアシリンダ2により構成されている。
図1〜図7は、本発明の実施例1に係るアクチュエータを示しており、このアクチュエータは、軌道部がリニアガイド1、駆動部がエアシリンダ2により構成されている。
上記エアシリンダ2の躯体であるボディ3の内部にシリンダ室4が2つ平行に設けられ、これらシリンダ室4の中心軸線と平行ないし略平行にリニアガイド1が配置されている。ボディ3にはシリンダ室4が2つ以上あるいは3つ以上設けられていてもよい。リニアガイド1は、直線軌道であるガイドレール5と、このガイドレール5に沿って軸線方向に直線上に往復移動可能な移動部材であるガイドテーブル6とから構成されている。ガイドテーブル6には、テーブル機能等を有する別部材(図示せず)が連結固定されていてもよい。ガイドレール5はボディ3にボルト7等により着脱自在に連結固定されているが、ボディ3にTスロット溝(図示せず)を設けて、ボルトとナットでガイドレール5をボディ3に固定してもよい。また、ボルト7以外の手段、例えば圧入、カシメ、溶接または接着等の手段によりガイドレール5をボディ3に固定してもよい。また、ガイドレール5とボディ3に互いに対応する凹凸形状を設けることにより、互いに嵌まり込む構造としてもよい。また、ガイドレール5とボディ3の間には、位置決めおよび強度補強のためにピン8が組み込まれているが、ピン8以外の部材、例えばキー等を組み込んでもよい。
ガイドレール5に穴ぐり9およびこれに連通する貫通穴10が形成され、この穴ぐり9および貫通穴10と略同位置にボディ3にも貫通穴11が形成されており、ボルト等の固定用部材(図示せず)をこれら穴ぐり9および貫通穴10,11に挿入することにより、当該アクチュエータを装置等の取付部材に連結固定する。ボディ3の貫通穴11にはネジ加工12が施されており、ボディ3の底面側からボルト(図示せず)等の固定用部材をネジ込むことにより装置等に連結固定することもできる。ボディ3の貫通穴11にネジ加工を設ける代わりに、ボディ3の底面側からボルト等を螺入するためのネジ加工をガイドレール5の貫通穴10に施してもよい。
ガイドテーブル6の下面に、上記軸線方向と略直角に連結部である2本のシャフト13が設けられており、これらのシャフト13は、ボディ3に設けた貫通長穴14に挿通されて、シリンダ室4内部に配置されたピストン15と連結されている。当該実施例ではシャフト13は円柱形であるが、四角柱形や六角柱形等の多角形形状であってもよく、楕円形状であってもよい。また、当該実施例ではシャフト13がガイドテーブル6にネジ込まれているが、圧入等の手段により連結固定されてもよく、シャフト13とガイドテーブル6が一体的に形成されてもよく、あるいはシャフト13と一体あるいは連結された別部材(図示せず)がガイドテーブル6に連結されていてもよい。図ではシャフト13の先端部が挿入されるピストン15の穴16は貫通しているが、貫通していなくてもよい。また、図ではシャフト13と穴16内壁間には上記軸線方向の隙間が設けられているが、隙間はなくてもよい。また、ピストン15にシャフト13がネジ込みや圧入や接着等の手段で組み込まれ、ガイドテーブル6側にシャフト13が入る穴かシャフト13が当接する部材(何れも図示せず)があってピストン15の推力および往復動がガイドテーブル6に伝えられる構造であってもよい。また、ピストン15はこれを軸線方向分割タイプとしてシャフト13を挟み込む構造であってもよい。
ボディ3に設けられたポート17,18から空気等の圧縮流体を吸排気させると、2つのピストン15がシリンダ室内4を軸線方向に直線上に往復移動し、これによりシャフト13を介してガイドテーブル6もガイドレール5上を軸線方向に往復移動する。尚、ポート17,18は一方のシリンダ室4に連通し、一方のシリンダ室4は連通孔24を介して他方のシリンダ室4に連通している。
ピストン15に、マグネット等の磁性体(図示せず)が組み付けられて、ボディ3に設けたセンサ取付溝19に装着されるセンサ(図示せず)がこの磁性体の磁力を感知して反応することにより、ピストン15およびガイドテーブル6の位置が検出される。
ガイドテーブル6には、シャフト13以外に、停止部であるストッパピン21が設けられており、このストッパピン21は、ガイドレール5に形成された溝部22に挿入されている。ガイドレール5の溝部22の幅はストッパピン21の外径よりも大きく設定されているので、ガイドテーブル6がガイドレール5上を直線状に往復移動すると、ストッパピン21も溝部22の中を直線的に往復移動する。そして、ストッパピン21がガイドレール5の溝部22の両端面22a,22bの一方に当接することにより、ガイドテーブル6の往復移動が停止せしめられる。
シャフト13が挿通しているボディ3の貫通長穴14の長さはシャフト13の外径とピストン15の移動量を加算した数値よりも長い貫通溝となっている。したがってストッパピン21がガイドレール5の溝部22の両端面22a,22bに当接したときには、ボディ3の貫通長溝14の端面とシャフト13の間には隙間があって両者は当接しないので、どちらかのシャフト13を中心にシリンダ推力によるモーメントがリニアガイド1に作用することはない。したがってリニアガイド1の高精度を損なうことはなく、また長寿命でリニアガイド1を使用することができる。ちなみにストッパピン21は、2本のシャフト13ないし2組のピストン15・シリンダ室4(これらは当該アクチュエータの幅方向に対称的な構造とされている)の間であってその中間位置に設けられている。
尚、当該実施例では、ストッパピン21がガイドテーブル6にネジ込まれているが、圧入や溶接等の手段で組み込まれていてもよく、複数の部品で構成されていてもよく、ガイドテーブル6と一体的に形成されていてもよい。また当該実施例では、ストッパピン21がガイドレール5の貫通穴(上記溝部22)からボディ3に設けた溝部23まで延びているが、ストッパピン21が往復移動するガイドレール5の溝部22は貫通していなくてもよい。ボディ3の溝部23はボディ3に対して貫通していてもよい。ストッパピン21が前述のようにガイドレール5の溝部22端面ではなく、ボディ3の溝部23端面に当接する構造になっていてもよい。また、ストッパピン21が当接するガイドレール5あるいはボディ3の溝部22,23端面にゴムや樹脂等の弾性体(図示せず)が設けられていてもよく、ストッパピン21の当接面にゴムや樹脂等の弾性体(図示せず)が設けられていてもよい。また、ストッパピン21が当接するガイドレール5あるいはボディ3の溝部22,23端面に別の受け部材(図示せず)を設けて、この受け部材にストッパピン21が当接する構造であってもよい。例えば、ストッパピン21がボディ3に当接する構造の場合、ボディ3がアルミ等の軟材の場合、鉄やステンレス鋼など強度や摩耗に対し強い材質やそれらに熱処理が施されたものを受け部材として当接面に設けることにより、耐久性を向上させることができる。また、前記部材に、耐食、耐摩耗性や強度対策用の表面処理等が施されていても良い。
実施例2・・・
上記実施例1のようなアクチュエータでは、ガイドテーブル6の軸線方向の移動量を調整する調整手段としてアジャスタ機構が組み込まれることが多い。またストロークエンドでの衝撃緩和対策として、ラバーストッパやショックアブソーバを使用することも多い。
上記実施例1のようなアクチュエータでは、ガイドテーブル6の軸線方向の移動量を調整する調整手段としてアジャスタ機構が組み込まれることが多い。またストロークエンドでの衝撃緩和対策として、ラバーストッパやショックアブソーバを使用することも多い。
図8〜図11の例では、ボディ3の両端面に設けられたプレート26にアジャストボルトとしてラバーストッパ27が組み込まれている。もちろん金属ストッパやショックアブソーバ等であってもよい。この例では、ガイドテーブル6の両端面に設けられたストッパ受け28がラバーストッパ27に当接することによりガイドテーブル6の移動が停止せしめられる。尚、図ではラバーストッパ27がガイドテーブル6の中心(幅方向中央)からオフセットした位置に配置されているが、ガイドテーブル6の中心位置(幅方向中央位置)に配置されていてもよい。
実施例3・・・
図12〜図15の例では、ラバーストッパ27と金属ストッパ29の両方が組み込まれており、ラバーストッパ27で衝撃を緩和し、金属ストッパ29で高い停止位置精度を確保する。ショックアブソーバ等と組み合わせてもよい。
図12〜図15の例では、ラバーストッパ27と金属ストッパ29の両方が組み込まれており、ラバーストッパ27で衝撃を緩和し、金属ストッパ29で高い停止位置精度を確保する。ショックアブソーバ等と組み合わせてもよい。
尚、上記実施例2〜3に共通して、ラバーストッパ27、金属ストッパ29またはショックアブソーバ等のアジャスタ機構は、ガイドテーブル6側に組み込まれて、プレート26に当接する構造であってもよい。ストッパ受けはなくてもよく、この場合にはガイドテーブル6またはプレート26にアジャストボルトが直接当接する。また、プレート26はボディ3の端面でなく上面に取り付けられていてもよく、ボディ3と一体的に形成されていてもよい。
また、プレート26には、軸方向に配管が可能なポート(図示せず)が設けられ、ここに着脱自在のブランクプラグ30が取り付けられている。したがってこの場合には、ブランクプラグ30の取付箇所を変更することにより、ボディ3側面のポート17,18とプレート26のポートとを何れか選択使用することができる。さらにボディ3の側面にポートがなくて、プレート26の端面と側面にポートを設けてもよく、プレート26の上面と底面にポートを設けてもよい。
実施例4
図16〜図19の例では、ガイドテーブル6の側面に設けられたストッパ受け28が、ボディ3の側面に取り付けたアジャストブロック31に組み込まれたショックアブソーバ32に当接する構造とされている。もちろんショックアブソーバ32に代えてラバーストッパや金属ストッパであってもよい。また、ストッパ受け28とガイドテーブル6、アジャストブロック31とボディ3は一体的に形成されていてもよい。
図16〜図19の例では、ガイドテーブル6の側面に設けられたストッパ受け28が、ボディ3の側面に取り付けたアジャストブロック31に組み込まれたショックアブソーバ32に当接する構造とされている。もちろんショックアブソーバ32に代えてラバーストッパや金属ストッパであってもよい。また、ストッパ受け28とガイドテーブル6、アジャストブロック31とボディ3は一体的に形成されていてもよい。
尚、上記実施例2〜4では、アジャストボルトがガイドテーブル6に設けられたストッパ受け28に当接する構造であるが、ピストン15にアジャストボルトを当接させることによりストロークを調整する構造であってもよい。
実施例5・・・
また、これらのアクチュエータはクリーンルームで使用されることが多く、図20〜図24の例では、ボディ3の側面に設けられたリリーフポート33がピストン15またはストッパピン21の近辺で発生する塵埃等をここからクリーンルーム外へ排出するように構成されている。リリーフポート33は一方のシリンダ室4に連通するとともに、一方および他方のシリンダ室4,4はリリーフ用連通部34を介して連通している。リリーフポート33はボディ3の端面や底面等に設けられてもよい。また、ボディ3のリリーフポート33を介して上記塵埃等を回収するポートがスイッチレール、アジャストブロック、エンドロックブロックまたは集中配管ブロック等のボディ3側面に設置される部材に設けられてもよい。
また、これらのアクチュエータはクリーンルームで使用されることが多く、図20〜図24の例では、ボディ3の側面に設けられたリリーフポート33がピストン15またはストッパピン21の近辺で発生する塵埃等をここからクリーンルーム外へ排出するように構成されている。リリーフポート33は一方のシリンダ室4に連通するとともに、一方および他方のシリンダ室4,4はリリーフ用連通部34を介して連通している。リリーフポート33はボディ3の端面や底面等に設けられてもよい。また、ボディ3のリリーフポート33を介して上記塵埃等を回収するポートがスイッチレール、アジャストブロック、エンドロックブロックまたは集中配管ブロック等のボディ3側面に設置される部材に設けられてもよい。
実施例6・・・
図25〜図30の例では、ガイドレール5の横幅が長く設定されているので、上記実施例1におけるシャフト13が、ガイドレール5に設けた貫通長穴36とボディ3の貫通長穴14の双方に挿通されてピストン15に連結される構造となっている。
図25〜図30の例では、ガイドレール5の横幅が長く設定されているので、上記実施例1におけるシャフト13が、ガイドレール5に設けた貫通長穴36とボディ3の貫通長穴14の双方に挿通されてピストン15に連結される構造となっている。
実施例7・・・
図31〜図34の例では、アクチュエータを装置等の取付部材に連結固定するボルトを挿入・螺入するための穴37がボディ3にも追加された構造となっている。
図31〜図34の例では、アクチュエータを装置等の取付部材に連結固定するボルトを挿入・螺入するための穴37がボディ3にも追加された構造となっている。
実施例8・・・
図35〜図40の例では、ガイドレール5の外側ではなく内側にガイドテーブル6が配置された構造になっている。また、上記実施例6と同様、ガイドレール5の横幅が長いので、上記実施例1におけるシャフト13が、ガイドレール5に設けた貫通長穴36とボディ3の貫通長穴14の双方に挿通されてピストン15に連結される構造となっている。
図35〜図40の例では、ガイドレール5の外側ではなく内側にガイドテーブル6が配置された構造になっている。また、上記実施例6と同様、ガイドレール5の横幅が長いので、上記実施例1におけるシャフト13が、ガイドレール5に設けた貫通長穴36とボディ3の貫通長穴14の双方に挿通されてピストン15に連結される構造となっている。
尚、上記実施例6〜8においては、上記したストローク調整機構(図8〜図19)やリリーフポート(図20〜図24)等が設けられていてもよい。
実施例9,10・・・
上記実施例1〜8では、ボディ3とガイドレール5が別部品として組み合わされていたが、図41〜図46の例(実施例9)では、このボディ3とガイドレール5が一体的に成形された構造とされている。この場合、材質としては、ガイドレール5の材質として一般的に使用される鉄やステンレス鋼によりボディ3も成形すればよいが、ボディ3の材質はアルミ材等とするとともに、リニアガイド1のボールやローラ等の摺動部材(転動体)が摺動(転動)する部分のみを摺動に適した材料としてこれらを組み合わせる構造としてもよい。シャフト13は、実施例1のようにガイドレール5の両脇からボディ3の貫通長穴14を通ってピストン15に連結される構造であってもよい。ガイド部の構造は実施例6〜8(図25〜図40)と同様の構造であってもよい。実施例2〜4(図8〜図19)のストローク調整機構が設けられていてもよい。実施例5(図20〜図24)のリリーフポート33が設けられていてもよく、図47(実施例10)の例では、リリーフポート33がスイッチレール38に設けられている。また、リリーフポート33は、ストローク調整ブロック等のボディ3側面に取り付けられる部材に設けられていてもよい。
上記実施例1〜8では、ボディ3とガイドレール5が別部品として組み合わされていたが、図41〜図46の例(実施例9)では、このボディ3とガイドレール5が一体的に成形された構造とされている。この場合、材質としては、ガイドレール5の材質として一般的に使用される鉄やステンレス鋼によりボディ3も成形すればよいが、ボディ3の材質はアルミ材等とするとともに、リニアガイド1のボールやローラ等の摺動部材(転動体)が摺動(転動)する部分のみを摺動に適した材料としてこれらを組み合わせる構造としてもよい。シャフト13は、実施例1のようにガイドレール5の両脇からボディ3の貫通長穴14を通ってピストン15に連結される構造であってもよい。ガイド部の構造は実施例6〜8(図25〜図40)と同様の構造であってもよい。実施例2〜4(図8〜図19)のストローク調整機構が設けられていてもよい。実施例5(図20〜図24)のリリーフポート33が設けられていてもよく、図47(実施例10)の例では、リリーフポート33がスイッチレール38に設けられている。また、リリーフポート33は、ストローク調整ブロック等のボディ3側面に取り付けられる部材に設けられていてもよい。
実施例11・・・
図48〜51の例では、ガイドテーブル6がボディ3の片側端面から突出しており、その先端部に略直角にプレート39が設けられている。プレート39の端面には、ユーザーで治具等を取り付けるためのネジ穴40や位置決め用のピン穴41が設けられている。ガイドテーブル6とプレート39は一体的に成形されていてもよい。アクチュエータを装置等の取付部材に連結固定するボルトは、ガイドテーブル上面に設けた貫通穴42を通ってボディ3の穴ぐり9および貫通穴10に入れられる。ガイドレール6とボディ3は一体成形ではなく、上記実施例のように別部品として組み合わされるものでもよく、シャフト13の位置は実施例1〜5と同様であってもよい。また、実施例2〜4(図8〜図19)のストローク調整機構や実施例5(図20〜図24)のリリーフポートが設けられてもよい。
図48〜51の例では、ガイドテーブル6がボディ3の片側端面から突出しており、その先端部に略直角にプレート39が設けられている。プレート39の端面には、ユーザーで治具等を取り付けるためのネジ穴40や位置決め用のピン穴41が設けられている。ガイドテーブル6とプレート39は一体的に成形されていてもよい。アクチュエータを装置等の取付部材に連結固定するボルトは、ガイドテーブル上面に設けた貫通穴42を通ってボディ3の穴ぐり9および貫通穴10に入れられる。ガイドレール6とボディ3は一体成形ではなく、上記実施例のように別部品として組み合わされるものでもよく、シャフト13の位置は実施例1〜5と同様であってもよい。また、実施例2〜4(図8〜図19)のストローク調整機構や実施例5(図20〜図24)のリリーフポートが設けられてもよい。
実施例12・・・
図52〜図55の例では、ボディ3の側面に配管ブロック44が連結され、この配管ブロック44の後端面に、テーブル6戻り側のポートへエアを供給するポート45が設けられるとともに、この配管ブロック44にストローク調整用のアジャストボルト46が取り付けられている。また、ボディ3の後端面にプレート47が連結され、このプレート47の後端面に、テーブル6出側のポートへエアを供給するポート48が設けられるとともに、このプレート47にストローク調整用のアジャストボルトが取り付けられている。ガイドテーブル6と先端プレート39は一体形状となっているが、分割タイプであってもよい。
図52〜図55の例では、ボディ3の側面に配管ブロック44が連結され、この配管ブロック44の後端面に、テーブル6戻り側のポートへエアを供給するポート45が設けられるとともに、この配管ブロック44にストローク調整用のアジャストボルト46が取り付けられている。また、ボディ3の後端面にプレート47が連結され、このプレート47の後端面に、テーブル6出側のポートへエアを供給するポート48が設けられるとともに、このプレート47にストローク調整用のアジャストボルトが取り付けられている。ガイドテーブル6と先端プレート39は一体形状となっているが、分割タイプであってもよい。
実施例13・・・
図56〜図59の例では、ガイドテーブル6がボディ3の両側端面からそれぞれ突出して、その先端部にそれぞれ略直角にプレート39が設けられている。プレート39の端面にはそれぞれ、ユーザーで治具等を取り付けるためのネジ穴40や位置決め用のピン穴41が設けられている。ガイドテーブル6とプレート39は一体的に成形されていてもよい。ガイドテーブル6上面の位置決めピン穴は丸穴50と長穴51が交互に配置されて、ガイドテーブル6上面のどこに治具を設置してもピン穴が使用できるようになっている。ガイドレール6とボディ3は一体成形ではなく、上記実施例のように別部品として組み合わされるものでもよく、シャフト13の位置は実施例1〜5と同様であってもよい。また、実施例2〜4(図8〜図19)のストローク調整機構や実施例5(図20〜図24)のリリーフポートが設けられていてもよい。
図56〜図59の例では、ガイドテーブル6がボディ3の両側端面からそれぞれ突出して、その先端部にそれぞれ略直角にプレート39が設けられている。プレート39の端面にはそれぞれ、ユーザーで治具等を取り付けるためのネジ穴40や位置決め用のピン穴41が設けられている。ガイドテーブル6とプレート39は一体的に成形されていてもよい。ガイドテーブル6上面の位置決めピン穴は丸穴50と長穴51が交互に配置されて、ガイドテーブル6上面のどこに治具を設置してもピン穴が使用できるようになっている。ガイドレール6とボディ3は一体成形ではなく、上記実施例のように別部品として組み合わされるものでもよく、シャフト13の位置は実施例1〜5と同様であってもよい。また、実施例2〜4(図8〜図19)のストローク調整機構や実施例5(図20〜図24)のリリーフポートが設けられていてもよい。
実施例14・・・
図60〜図63の例では、プレート39に取り付けられたストローク調整用のアジャストボルト46がボディ3の端面に当接する構造とされている。
図60〜図63の例では、プレート39に取り付けられたストローク調整用のアジャストボルト46がボディ3の端面に当接する構造とされている。
実施例15・・・
図64の例では、実施例1〜14とは反対に、ストッパピン21がガイドレール5の上面に立設され、ガイドテーブル6の下面に設けた長溝52に係合している。この場合、ストッパピン21はガイドレール5と一体に成形されていてもよく、下方へ延長されて圧入や接着等の手段によりボディ3に組み込まれていてもよい。また、ストッパピン21は、ガイドレール5ではなくボディ3に立設されてもよく、ストッパピンは、長溝52ではなく、ガイドテーブル5に設けたブロック(図示せず)に当接する構造であってもよい。また、ガイドレール5は実施例9のようにボディ3と一体であってもよく、シャフト13の位置は実施例1〜5と同様であってもよい。また、実施例2〜4(図8〜図19)のストローク調整機構や実施例5(図20〜図24)のリリーフポートが設けられていてもよい。
図64の例では、実施例1〜14とは反対に、ストッパピン21がガイドレール5の上面に立設され、ガイドテーブル6の下面に設けた長溝52に係合している。この場合、ストッパピン21はガイドレール5と一体に成形されていてもよく、下方へ延長されて圧入や接着等の手段によりボディ3に組み込まれていてもよい。また、ストッパピン21は、ガイドレール5ではなくボディ3に立設されてもよく、ストッパピンは、長溝52ではなく、ガイドテーブル5に設けたブロック(図示せず)に当接する構造であってもよい。また、ガイドレール5は実施例9のようにボディ3と一体であってもよく、シャフト13の位置は実施例1〜5と同様であってもよい。また、実施例2〜4(図8〜図19)のストローク調整機構や実施例5(図20〜図24)のリリーフポートが設けられていてもよい。
実施例16・・・
図65〜図67の例では、ストローク調整用のアジャストボルト46がガイドテーブル6の両端面にそれぞれ取り付けられている。ガイドレール6とボディ3は一体成形ではなく、上記実施例のように別部品として組み合わされるものでもよく、シャフト13の位置は実施例1〜5と同様であってもよい。
図65〜図67の例では、ストローク調整用のアジャストボルト46がガイドテーブル6の両端面にそれぞれ取り付けられている。ガイドレール6とボディ3は一体成形ではなく、上記実施例のように別部品として組み合わされるものでもよく、シャフト13の位置は実施例1〜5と同様であってもよい。
実施例17・・・
図68〜図70の例では、シャフト13が挿通するボディ3の貫通長穴14を覆い隠すようにガイドテーブル6の下面にプレート53が設けられている。ボディ3の貫通長穴14よりもガイドテーブル6の長さが短い場合等において、プレート53により貫通長穴14からゴミ等がシリンダ部に入って作動不良の発生や故障を防ぐ構造となっている。プレート53は、図示しないネジによりガイドテーブル6に連結されているが、ガイドテーブル6と一体でもよく、溶接や接着等の手段により固定されていてもよい。また、プレート53はシャフト13と一体に成形されていてもよい。また、プレート53を挟み込んで固定する構造としてシャフト13がガイドテーブル6に連結固定されていてもよい。
図68〜図70の例では、シャフト13が挿通するボディ3の貫通長穴14を覆い隠すようにガイドテーブル6の下面にプレート53が設けられている。ボディ3の貫通長穴14よりもガイドテーブル6の長さが短い場合等において、プレート53により貫通長穴14からゴミ等がシリンダ部に入って作動不良の発生や故障を防ぐ構造となっている。プレート53は、図示しないネジによりガイドテーブル6に連結されているが、ガイドテーブル6と一体でもよく、溶接や接着等の手段により固定されていてもよい。また、プレート53はシャフト13と一体に成形されていてもよい。また、プレート53を挟み込んで固定する構造としてシャフト13がガイドテーブル6に連結固定されていてもよい。
実施例18・・・
図71〜図75の例では、ピストン15にロッド54が連結され、このロッド54の先端部に、ガイドテーブル6に連結されたシャフト13が連結されている。ロッド54はロッドカバー55に摺動自在に支持され、ロッドカバー55には、ロッドシール56やストッパ用止め輪であるピン57が組み込まれている。ロッド54の先端部には、シャフト13の先端を差し込んで係合する穴58が設けられている。ガイドレールに設ける貫通長穴36は、実施例17のようなプレート等により隠れる構造であってもよい。また、ガイドレール5は実施例9のようにボディ3と一体であってもよく、シャフト13の位置は実施例1〜5と同様であってもよい。また、実施例2〜4(図8〜図19)のストローク調整機構や実施例5(図20〜図24)のリリーフポートが設けられていてもよい。
図71〜図75の例では、ピストン15にロッド54が連結され、このロッド54の先端部に、ガイドテーブル6に連結されたシャフト13が連結されている。ロッド54はロッドカバー55に摺動自在に支持され、ロッドカバー55には、ロッドシール56やストッパ用止め輪であるピン57が組み込まれている。ロッド54の先端部には、シャフト13の先端を差し込んで係合する穴58が設けられている。ガイドレールに設ける貫通長穴36は、実施例17のようなプレート等により隠れる構造であってもよい。また、ガイドレール5は実施例9のようにボディ3と一体であってもよく、シャフト13の位置は実施例1〜5と同様であってもよい。また、実施例2〜4(図8〜図19)のストローク調整機構や実施例5(図20〜図24)のリリーフポートが設けられていてもよい。
更に、上記各実施例は、以下のような構造であってもよい。
(1)ガイドレール上には複数個のガイドテーブルがあってもよい。
(2)軌道部のリニアガイドは、ボールが循環するタイプ以外に、ローラ等が循環するタイプでもよく、またボールやローラ等が循環しない有限直線運動タイプでもよく、滑り軸受等であってもよい。
(3)リニアガイドの材質は、実施例のステンレスや鉄以外のアルミ、真鍮等の金属でもよく、樹脂やセラミック等の金属以外の材質であってもよく、異種金属の組み合わせや金属と金属以外の素材を組み合わせたものであってもよい。
(4)実施例ではエア等の圧力流体を供給することにより2つのピストンが略同時に同一方向に直線移動するが、ピストンが別々に異なる方向に移動する構造でもよく、一方のピストンでテーブルを移動させた後、もう一方のピストンが前記移動方向とは反対方向にテーブルを移動させる互い違いの移動動作する構造であってもよい。
(5)駆動部は、実施例以外にマグネット式やバンド式のロッドレスシリンダ、回転モータやリニアモータ等の電動アクチュエータ等の直動機能を有するアクチュエータでもよい。同種のアクチュエータが複数組み込まれていてもよく、また異種のアクチュエータが組み込まれていてもよい。
(1)ガイドレール上には複数個のガイドテーブルがあってもよい。
(2)軌道部のリニアガイドは、ボールが循環するタイプ以外に、ローラ等が循環するタイプでもよく、またボールやローラ等が循環しない有限直線運動タイプでもよく、滑り軸受等であってもよい。
(3)リニアガイドの材質は、実施例のステンレスや鉄以外のアルミ、真鍮等の金属でもよく、樹脂やセラミック等の金属以外の材質であってもよく、異種金属の組み合わせや金属と金属以外の素材を組み合わせたものであってもよい。
(4)実施例ではエア等の圧力流体を供給することにより2つのピストンが略同時に同一方向に直線移動するが、ピストンが別々に異なる方向に移動する構造でもよく、一方のピストンでテーブルを移動させた後、もう一方のピストンが前記移動方向とは反対方向にテーブルを移動させる互い違いの移動動作する構造であってもよい。
(5)駆動部は、実施例以外にマグネット式やバンド式のロッドレスシリンダ、回転モータやリニアモータ等の電動アクチュエータ等の直動機能を有するアクチュエータでもよい。同種のアクチュエータが複数組み込まれていてもよく、また異種のアクチュエータが組み込まれていてもよい。
1 リニアガイド(軌道部)
2 エアシリンダ(駆動部)
3 ボディ
4 シリンダ室
5 ガイドレール
6 ガイドテーブル
13 シャフト
14,36 貫通長穴
15 ピストン
16,37,58 穴
17,18 ポート
21 ストッパピン
22,23 溝部
39,53 プレート
42 貫通穴
52 長溝
54 ロッド
2 エアシリンダ(駆動部)
3 ボディ
4 シリンダ室
5 ガイドレール
6 ガイドテーブル
13 シャフト
14,36 貫通長穴
15 ピストン
16,37,58 穴
17,18 ポート
21 ストッパピン
22,23 溝部
39,53 プレート
42 貫通穴
52 長溝
54 ロッド
Claims (7)
- レールおよび前記レールに沿って移動する移動部材あるいは摺動部材を備える直線状の軌道部と、前記軌道部と略平行に配置され、前記軌道部に直線運動を伝達する駆動部とを有し、
前記駆動部は複数が設けられ、前記軌道部の移動部材あるいは摺動部材と略直角に配置された連結部が前記駆動部の数と同数設けられ、前記駆動部が前記連結部に力を加えることにより前記移動部材あるいは摺動部材が前記レール上を直線状に往復移動し、
前記移動部材あるいは摺動部材の移動を停止させる停止部が前記連結部とは別途設けられていることを特徴とするアクチュエータ。 - 請求項1記載のアクチュエータにおいて、
移動部材あるいは摺動部材の移動を停止させる外部ストッパが設けられていることを特徴とするアクチュエータ。 - 請求項1または2記載のアクチュエータにおいて、
移動部材あるいは摺動部材の移動量を調整する調整手段が設けられていることを特徴とするアクチュエータ。 - 請求項1〜3何れか記載のアクチュエータにおいて、
駆動部は少なくとも2つ以上が設けられていることを特徴とするアクチュエータ。 - 請求項1〜4何れか記載のアクチュエータにおいて、
ボディを挟んでレールと取付部材を連結固定するように固定用部材が取り付けられる穴がレールに設けられていることを特徴とするアクチュエータ。 - 請求項1〜5何れか記載のアクチュエータにおいて、
駆動部の移動部材にマグネットが取り付けられ、ボディの少なくともどちらか一方の側面に軌道部の移動部材あるいは摺動部材の移動位置を検出するためのセンサが備え付けられることを特徴とするアクチュエータ。 - 請求項1〜6何れか記載のアクチュエータにおいて、
駆動部は少なくとも圧力流体による流体圧シリンダもしくはバンド式ロッドレスシリンダ、マグネットにより外部移動体が変位するマグネット式ロッドレスシリンダ、または電動アクチュエータの何れかからなることを特徴とするアクチュエータ。
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