JP2020054213A

JP2020054213A - 滑り台装置

Info

Publication number: JP2020054213A
Application number: JP2018229706A
Authority: JP
Inventors: 林宗徳; Zong De Lin; 曾坤成; kun cheng Ceng
Original assignee: Toyo Automation Co Ltd
Current assignee: Toyo Automation Co Ltd
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2018-12-07
Publication date: 2020-04-02
Anticipated expiration: 2038-12-07
Also published as: US10965202B2; US20200106352A1; TW202012094A; CN209134271U; JP6761847B2; CN110957888A; TWI669183B; JP3220212U; CN110957888B

Abstract

【課題】滑り台装置を提供する。【解決手段】本体と、少なくとも１つの固定子モジュールと、スライドベースと、少なくとも１つの可動子とを含む。該本体の内部には収容室が設けられている。該固定子モジュールは、該本体の収容室内に取り付けられている。該スライドベースは、該本体に摺動可能に取り付けられており、該本体の収容室に収容されたベース体を含み、該ベース体の内部には、該本体の底壁に対向する開口を有する少なくとも１つの可動子溝が設けられている。該可動子は、該可動子溝を治具として該可動子溝内に一体成形され、かつ該固定子モジュールととともにリニアモータとして構成され、該スライドベースの本体に対する移動を駆動する。【選択図】図２

Description

本発明は、滑り台装置に関し、特にリニアモータを動力とする滑り台装置に関するものである。

工業用機械に広く応用される電動シリンダは、モータを動力とし、スクリューの伝動により、負荷側をリニア移動させるものである。従来の滑り台装置は、一般的には、本体と、本体に取り付けられたリニアスライドレールと、スライドレールに設けられたスライドブロックと、該スライドブロックに結合されたスライドベースとを備え、該スライドベースに搭載体が取り付けられている。モータが該スクリューを回転駆動した後、該スクリューの回転運動がスライドブロックのリニア運動に変換されるため、該スライドレールの導引によって該スライドベース及び搭載体は、該本体の縦方向に沿って往復移動する。しかしながら、ストロークの長いスクリューの使用下で、スクリューの片持ち梁構造によって圧延グレードには累積公差の課題があり、また、片持ち梁に振動状況が容易に発生するため、その走行平行度と繰り返し位置決め精度はいずれもパフォーマンスがよくない。

上記の課題を解決するために、リニアモータを動力源とし、片持ち梁による振動状況はなく、リニア運動の繰り返し位置決め精度を向上する滑り台装置が提案されている。また、スクリューの駆動に取って代わり、接触による摩擦力が低下し、電動シリンダの起動に伴う解決すべき最大静止摩擦力も低下するため、全体運行の円滑さを向上することができる。しかしながら、従来、リニアモータの可動子の製造には治具とともに使用する必要があるため、その治具の数量によって生産効率の向上は制限されてしまう。さらに、従来のリニアモータの可動子は、一般的には、例えばねじの固定部材により可動子ベースに固定されるため、スライドベースの素早い移動と停止の過程においてねじの断裂が生じ、使用寿命が低下する可能性がある。

また、滑り台装置に用いられる従来のリニアモータは、高負荷状態である場合、温度上昇の課題が生じやすい。また、従来の電動シリンダのリニアスライドレールの取付体積が過大であるため、電動シリンダの体積と重量は増加する。特に、多軸応用の場合においては、過大な慣性力が生じやすく、精度のパフォーマンスが良くなくなる。

そこで、本発明は、主として革新的な設計により滑り台装置の製造プロセス効率を向上するとともに素子の使用寿命を延長することができる滑り台装置を提供することを目的とする。また、滑り台装置の温度上昇の改善のみならず、滑り台装置の取付高さと幅を大幅に低減することができる。

本発明の一実施例に係る滑り台装置は、本体と、少なくとも１つの固定子モジュールと、スライドベースと、少なくとも１つの可動子とを含む。該本体は、横方向に離間した２つの側壁と、該２つの側壁に接続される底壁とを含み、該本体の内部には、該２つの側壁と底壁との間に位置しかつ該横方向と垂直となる縦方向に沿って延在する収容室が設けられている。該固定子モジュールは、該本体の収容室内に取り付けられている。該スライドベースは、該本体に取り付けられかつ該本体の縦方向に沿って該本体に対して往復移動するものであり、該スライドベースは、該本体の収容室内に収容されたベース体を含み、該ベース体の内部には、該本体の底壁に対向する開口を有する少なくとも１つの可動子溝が設けられている。該可動子は、該可動子溝を治具として内部に一体成形され、かつ該固定子モジュールととともにリニアモータとして組み付けられ、該スライドベースの本体に対する移動を駆動する。

本発明に係る滑り台装置は、組み込み型レール設計を採用することにより組み付け高さと幅を大幅に低減するとともに従来のリニアレールの負荷能力と精度パフォーマンスを備える効果を奏することができる。また、本発明に係る滑り台装置は、放熱シート設計を有するスライドベースモジュールを採用することにより滑り台装置の温度を大幅に低減するとともに優れた電磁バリアを備える効果を奏することができる。

本発明のその他の目的、利点と特徴について、後述の好ましい実施例の詳細な説明により添付された図面を参照しながら理解することができる。

本発明の一実施例に係る滑り台装置の立体模式図である。図１における２−２線に沿って切断された断面図である。図１における滑り台装置の部分素子分解図である。図３における本体の素子分解図及び局所拡大図である。図３におけるスライドベースモジュールの部分素子分解図である。図２における６−６線に沿って切断された断面図である。図２における７−７線に沿って切断された断面図である。図２における放熱シートの局所拡大図である。図８と類似した放熱シートの局所拡大図であり、本発明の他の実施例に係る放熱シートを示す。

本発明には異なる複数の実施例がある。本発明に係る具体的な実施例は、一つの例のみであり、それらに限定されるものではない。以下、添付された図面を参照しながら本発明の好ましい内容を説明する。

図１〜７は、本発明の一実施例に係る滑り台装置１０を示す。滑り台装置１０は、本体１２と、少なくとも１つの固定子モジュール１４と、スライドベースモジュール１６と、少なくとも１つの可動子１８とを含む。本体１２は、横方向に離間した２つの側壁２０と、該２つの側壁２０に接続される底壁２２とを含み、本体１２の内部には、該２つの側壁２０と底壁２２との間に位置しかつ該横方向と垂直となる縦方向に沿って延在する収容室２４が設けられている。各側壁２０の内表面には、該縦方向に沿って延在する凹溝２６（図４参照）が設けられ、各凹溝２６内にはレール２８が嵌設され、各レール２８の内表面には該縦方向に沿って延在するビーズ溝３０が設けられている。本体１２のいずれか一方の側壁２０の外表面には、滑り台装置１０の配線または配管を牽引保護するためのケーブル引き綱３２が取り付けられている。ケーブル引き綱３２は従来技術であるため、ここでは詳細を省略する。

固定子モジュール１４は、本体１２の収容室２４内に取り付けられかつ本体１２の底壁２２の頂面に位置する。この実施例において、滑り台装置１０は、３つの固定子モジュール１４を含み、各固定子モジュール１４は、基台３４と、基台３４に設けられた複数の磁石３６とを含み、該複数の磁石３６は、本体１２の縦方向長さに沿って極***差によって離間配置されている。固定子モジュール１４の数は、本体１２の縦方向長さに応じて調整することができる。

スライドベースモジュール１６は、本体１２に取り付けられかつ本体１２の縦方向に沿って本体１２に対して往復移動することができる。スライドベースモジュール１６は、スライドベース３８と、防塵ベルト４０と、上蓋４２とを備え、スライドベース３８は、ベース体４４と、ベース体４４の頂部に形成された滑り台部４６とを含む。この実施例において、滑り台部４６の本体１２における横方向幅は、ベース体４４よりも大きい（図２参照）ため、ベース体４４は本体１２の収容室２４内に収容可能であり、滑り台部４６は本体１２の上方に位置する。ベース体４４は、上部４８と下部５０（図５参照）とを含み、上部４８は、該横方向において背中合わせする２つの側部５２（図２参照）を有し、各側部５２の外表面５３には、該縦方向に沿って延在するトレンチ５４（図６参照）が設けられている。各トレンチ５４は本体１２のいずれか一方のレール２８のビーズ溝３０に対向し、両者は円状断面であるビーズ体通路として組み付けられる。さらに、上部４８の内部には該２つのトレンチ５４に対応する２つのビーズ孔５６が設けられている。滑り台装置１０は、環状となる一対のボール組５８をさらに含む。各ボール組５８は、複数のボール６０を含み、対応するビーズ孔５６と対応するビーズ体通路（ビーズ溝３０）内に移動可能である。各側部５２の両端にはビーズ循環器６２がそれぞれ取り付けられ、各ビーズ循環器６２は、接続部材６４により上部４８に固定される。各ビーズ循環器６２は、ビーズ孔５６とビーズ溝３０とを連通する導引孔６６を有し、各導引孔６６と連通したビーズ孔５６及びビーズ溝３０とは、いずれか一方のボール組５８を収容する循環通路として構成される（図６参照）。

ベース体４４の下部５０の内部には、該縦方向に沿って延在しかつ本体１２の底壁２２に対向する開口７０を有する少なくとも１つの可動子溝６８が設けられている（図２参照）。この実施例において、可動子溝６８は、“凸”状となる横断面を有する。下部５０は、該横方向において背中合わせする２つの外壁７２を有し、各外壁７２は、歯状となる複数の放熱シート７４を有する。この実施例において、各放熱シート７４は、対向する第一辺７６と第二辺７８（図８参照）とを有し、第一辺７６と第二辺７８は斜辺または弧辺であってもよい。他の実施例において、各放熱シート７４は、対向する第一辺７６ａと第二辺７８ａ（図９参照）とを有し、第一辺７６ａと第二辺７８ａは歯状辺または波状辺であってもよい。

防塵ベルト４０は、該縦方向に沿って滑り台部４６を延在通過し、その両端がそれぞれ本体１２の両端に固定されている。本体１２に対してスライドベースモジュール１６が移動した場合、防塵ベルト４０は、移動過程において生じた粉塵が本体１２内または作業環境に落下することを防止することができる。上蓋４２は、防塵ベルト４０に被覆されかつ滑り台部４６に結合されている。本体１２の両端は、それぞれ端蓋８０と結合されている。

可動子１８は、可動子溝６８内に成形されかつ固定子モジュール１４とともにスライドベース３８の本体１２に対する移動を駆動するリニアモータとして構成されている。この実施例において、可動子１８は、少なくとも１つのコイル組８２と、コイル組８２を被覆するコロイド８４とを含む。この実施例において、コイル組８２を可動子溝６８内に収容し、樹脂またはエポキシ樹脂を接着剤とすることにより可動子溝６８内に注入することでコロイド８４を形成して、コイル組８２を可動子溝６８内に封止する。さらに、可動子溝６８の両端は、それぞれ蓋プレート８６と結合され、可動子溝６８の両端を閉鎖する。このように、コイル組８２に通電する場合、平行移動の磁場が発生するため、この磁場と固定子モジュール１４の磁石３６とによって生じた磁場作用により、スライドベースモジュール１６の本体１２に対する移動の推力は発生する。この実施例において、可動子１８と固定子モジュール１４はそれぞれコイル組８２と磁石３６とからなるが、実行可能な実施例において、磁石は可動子を構成し、コイル組は固定子を構成するようにしてもよい。

本発明に係る滑り台装置１０によれば、下記の利点と効果を奏することができる。

１、スライドベース３８の底部には可動子１８の治具としての可動子溝６８が設けられているため、スライドベース３８の数は向上しており、可動子の生産効率の向上と同等である。従って、治具の数量によって生産効率は制限されることはなく、在庫量の確立を達成することができる。さらに、可動子１８がスライドベース３８の内部に一体成形されているため、スライドベース３８の素早い移動と停止の過程において接続部材断裂課題の発生はなく、部材の使用寿命は向上している。

２、スライドベース３８の２つの外壁７２には複数の放熱シート７４が設けられているため、滑り台装置の温度を大幅に低減するとともに優れた電磁バリアを備える。

３、本体１２の２つの側壁２０の内表面にはレール２８が嵌設される凹溝２６がそれぞれ設けられているため、スライドベース３８は該レール２８を往復スライドの導引とすることができる。このように、本体１２には、該スライドベースのスライド導引として従来のスライドレールとスライドブロックとが設けられる必要がなくなる。従って、滑り台装置１０の組み付け高さと幅を大幅に低減することができるとともに、従来のリニアスライドレールの負荷能力と精度パフォーマンスを備える。

上記のように、本発明の実施例について説明したが、複数の変更や修飾を施すことは理解することができる。従って、この技術分野において通常知識を有する者が本発明の特徴に基づいてなされる等価の変更や修飾は、本発明の技術範囲に入るものである。

以上のように、本発明では、横方向に離間した２つの側壁と該２つの側壁に接続された底壁とを含む本体であって、その内部に収容室が設けられ、該収容室は該２つの側壁と底壁との間に位置しかつ該横方向と垂直となる縦方向に沿って延在し、各側壁の内表面には該縦方向に沿って延在する凹溝が設けられ、各凹溝内にはレールが嵌設され、各レールの内表面には該縦方向に沿って延在するビーズ溝が設けられている本体と、該本体に取り付けられかつ該本体の縦方向に沿って該本体に対して往復移動可能であり、該本体の収容室内に収容されたベース体を含み、該ベース体は該横方向において背中合わせする２つの側部を有し、各側部の外表面には該縦方向に沿って延在するトレンチが設けられ、各トレンチは該本体のいずれか一方のレールのビーズ溝に対向し、両者はビーズ体通路として組み付けられ、ベース体の内部には該２つのトレンチに対応する２つのビーズ孔が設けられ、各ビーズ孔と対応するビーズ体通路内には一対のボール組が収容され、各ボール組は複数のボールを含むスライドベースと、を備えることを特徴とする滑り台装置とするものである。

また、該本体の収容室内には固定子モジュールが設けられ、該固定子モジュールは、該本体の底壁に位置しており、基台と該基台に設けられた複数の磁石とを備え、該ベース体は上部と下部とを含み、該ベース体の２つの側部は該上部に設けられ、該ベース体の下部には可動子が設けられ、該可動子は該固定子モジュールとともに該スライドベースの該本体に対する移動を駆動するリニアモータとして組み付けられるものとする。

また、該可動子は該スライドベースの下部内に一体成形されているものとする。

また、該ベース体の下部は、該横方向において背中合わせする２つの外壁を有し、各外壁は複数の放熱シートを有するものとする。

また、該ベース体の各側部の両端にはビーズ循環器がそれぞれ取り付けられ、各ビーズ循環器は、ビーズ孔とビーズ溝とを連通する導引孔を有し、各導引孔と連通したビーズ孔及びビーズ溝とは、いずれか一方のボール組を収容する循環通路として構成されるものとする。

また、各放熱シートは、対向する第一辺と第二辺とを有し、該第一辺と第二辺は斜辺または弧辺であるものとする。

また、各放熱シートは、対向する第一辺と第二辺とを有し、該第一辺と第二辺は歯状辺または波状辺であるものとする。

また、該ベース体の頂部には、該本体の上方に位置する滑り台部が設けられているものとする。

１０滑り台装置
１２本体
１４固定子モジュール
１６スライドベースモジュール
１８可動子
２０側壁
２２底壁
２４収容室
２６凹溝
２８レール
３０ビーズ溝
３２ケーブル引き綱
３４基台
３６磁石
３８スライドベース
４０防塵ベルト
４２上蓋
４４ベース体
４６滑り台部
４８上部
５０下部
５２側部
５３外表面
５４トレンチ
５６ビーズ孔
５８ボール組
６０ボール
６２ビーズ循環器
６４接続部材
６６導引孔
６８可動子溝
７０開口
７２外壁
７４放熱シート
７６、７６ａ第一辺
７８、７８ａ第二辺
８０端蓋
８２コイル組
８４コロイド
８６蓋プレート

Claims

横方向に離間した２つの側壁と該２つの側壁に接続された底壁とを含む本体であって、その内部に収容室が設けられ、該収容室は該２つの側壁と底壁との間に位置しかつ該横方向と垂直となる縦方向に沿って延在し、各側壁の内表面には該縦方向に沿って延在する凹溝が設けられ、各凹溝内にはレールが嵌設され、各レールの内表面には該縦方向に沿って延在するビーズ溝が設けられている本体と、
該本体に取り付けられかつ該本体の縦方向に沿って該本体に対して往復移動可能であり、該本体の収容室内に収容されたベース体を含み、該ベース体は該横方向において背中合わせする２つの側部を有し、各側部の外表面には該縦方向に沿って延在するトレンチが設けられ、各トレンチは該本体のいずれか一方のレールのビーズ溝に対向し、両者はビーズ体通路として組み付けられ、ベース体の内部には該２つのトレンチに対応する２つのビーズ孔が設けられ、各ビーズ孔と対応するビーズ体通路内には一対のボール組が収容され、各ボール組は複数のボールを含むスライドベースと、
を備えることを特徴とする滑り台装置。
該本体の収容室内には固定子モジュールが設けられ、該固定子モジュールは、該本体の底壁に位置しており、基台と該基台に設けられた複数の磁石とを備え、該ベース体は上部と下部とを含み、該ベース体の２つの側部は該上部に設けられ、該ベース体の下部には可動子が設けられ、該可動子は該固定子モジュールとともに該スライドベースの該本体に対する移動を駆動するリニアモータとして組み付けられることを特徴とする請求項１に記載の滑り台装置。
該可動子は該スライドベースの下部内に一体成形されていることを特徴とする請求項２に記載の滑り台装置。
該ベース体の下部は、該横方向において背中合わせする２つの外壁を有し、各外壁は複数の放熱シートを有することを特徴とする請求項２に記載の滑り台装置。
該ベース体の各側部の両端にはビーズ循環器がそれぞれ取り付けられ、各ビーズ循環器は、ビーズ孔とビーズ溝とを連通する導引孔を有し、各導引孔と連通したビーズ孔及びビーズ溝とは、いずれか一方のボール組を収容する循環通路として構成されることを特徴とする請求項１に記載の滑り台装置。
各放熱シートは、対向する第一辺と第二辺とを有し、該第一辺と第二辺は斜辺または弧辺であることを特徴とする請求項４に記載の滑り台装置。
各放熱シートは、対向する第一辺と第二辺とを有し、該第一辺と第二辺は歯状辺または波状辺であることを特徴とする請求項４に記載の滑り台装置。
該ベース体の頂部には、該本体の上方に位置する滑り台部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の滑り台装置。