JP3729420B2

JP3729420B2 - Actuator

Info

Publication number: JP3729420B2
Application number: JP28012493A
Authority: JP
Inventors: 茂和永井
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1993-10-12
Filing date: 1993-10-12
Publication date: 2005-12-21
Anticipated expiration: 2020-12-21
Also published as: JPH07110057A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、駆動源およびそれによって変位するテーブル機構をフレームに配設したアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、構造部材を一体成形し、前記構造部材と移動体とが個別、且つ着脱自在に構成され、所望のスペース内でアクチュエータまたは構造部材を連結して自在に組み立てて形成するアクチュエータおよびその構造体を提案している（特願平３−２２９１８５号、特願平３−３６０６３２号並びに特願平３−３６０６３３号等参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記提案に関連してなされたものであって、作業者が設置環境、用途等に応じて種々のアクチュエータを選択す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。
【０００４】
【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、直線状に延在するフレームと、
モータの回転軸と一体化された駆動力伝達軸と、
前記駆動力伝達軸の軸線方向に沿って変位するテーブルブロックと、
少なくとも、ベアリングが配設されるベアリングブロック、ブレーキ機構が配設されるブレーキブロック、クラッチ機構が配設されるクラッチブロック、モータが配設されるモータブロック、エンコーダが配設されるエンコーダブロック等を含み、構成要素毎に複数のブロックに分割された駆動制御ブロックと、
前記駆動制御ブロックに連設されるターミナルブロックと、
を備え、前記分割された駆動制御ブロック間、および前記駆動制御ブロックと前記ターミナルブロックとの間を電気的に接続するバス線が設けられ、
前記ターミナルブロックにはインターフェースドライブが装着され、前記インターフェースドライブは、前記フレームに配設されたコネクタを介して外部に信号を導出するように設けられることを特徴とする。
【００１５】
【作用】
本発明に係るアクチュエータでは、少なくとも、ベアリングが配設されるベアリングブロック、ブレーキ機構が配設されるブレーキブロック、クラッチ機構が配設されるクラッチブロック、モータが配設されるモータブロック、エンコーダが配設されるエンコーダブロック等を含み、構成要素毎に複数のブロックに分割された駆動制御ブロックと、前記駆動制御ブロックに連設されるターミナルブロックとを備えることにより、一体的に制御することが可能となる。さらに、前記分割された駆動制御ブロック間、および前記駆動制御ブロックと前記ターミナルブロックとの間を電気的に接続するバス線が設けられ、前記ターミナルブロックにはインターフェースドライブが装着され、前記インターフェースドライブは、前記フレームに配設されたコネクタを介して外部に信号を導出する。
【００１６】
【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。
【００１７】
図１は本発明の第１実施例に係るアクチュエータの斜視図、図２は図１の部分分解斜視図、図３は図１に示すアクチュエータの一部省略平面図、図４はＩＶ−ＩＶ線に沿った縦断面図、図５は、Ｖ−Ｖ線に沿った縦断面図である。
【００１８】
アクチュエータ１０は、基盤となるフレーム１２と、前記フレーム１２の短手方向の両側面部に装着される一組のサイドカバー１４ａ、１４ｂと、前記フレーム１２の長手方向の両端部に装着される一対のエンドカバー１６、１７と、前記サイドカバー１４ａ、１４ｂの上面部に係合するトップカバー１８とを有する。
【００１９】
さらに、前記フレーム１２上には、該フレーム１２の一端部側に近接する部位に固定されたモータ２０と、カップリング部材２２を介して前記モータ２０の回転軸とボールねじ２４とを同軸に連結する連結ブロック２６と、フレーム１２の他端部側に固定され、前記ボールねじ２４の端部を回転自在に支持する軸受ブロック２８と、前記ボールねじ２４の回転作用下に前記連結ブロック２６と軸受ブロック２８との間を直線的に変位するテーブル機構３０とが設けられる。前記連結ブロック２６と軸受ブロック２８との間には、前記ボールねじ２４によって変位するテーブル機構３０を直線状に案内するガイド部材３２が設けられる。
【００２０】
詳細には、図２に示すように、フレーム１２には、略同一且つ断面略Ｔ字状の溝部３４ａ、３４ｂ並びに断面略Ｌ字状の通路３５ａ、３５ｂが夫々長手方向に略平行して二条画成されている。フレーム１２の底面部に直交する両側面部には、サイドカバー１４ａ、１４ｂを取着するための係合溝３６ａ、３６ｂが長手方向に沿って夫々画成されている。また、前記係合溝３６ａ、３６ｂに近接する部位には、該係合溝３６ａ、３６ｂと略平行な長溝３８ａ、３８ｂが画成されている。このフレーム１２は、軽金属の押し出し、または引き抜きにより成形される。なお、フレーム１２の底面部に画成される前記溝部３４ａ、３４ｂは図示しない他のフレーム、アクチュエータ等を連結するために使用され、前記通路３５ａ、３５ｂは配線用通路、流体用通路として用いられるもので、二条に限らず一条以上であればよい。
【００２１】
フレーム１２の長手方向の両端部には、夫々エンドカバー１６、１７が取着される。一方のエンドカバー１７の一側面部には、モータ２０の一端部を保持するための略円形状の孔部４０が画成されている。さらに、前記エンドカバー１７の対向する両側面部には、モータ２０に電気的に接続されたケーブル４２を取り出すための複数の孔部４４ａ、４４ｂが画成されている。従って、前記孔部４４ａ、４４ｂの中からいずれかの孔部４４ａ（４４ｂ）を選択することにより、ケーブル４２の取り出し方向を選択することができる。
【００２２】
前記フレーム１２に当接するサイドカバー１４ａ、１４ｂの側面部には、該フレーム１２の係合溝３６ａ、３６ｂに係合する略Ｌ字状の突起部４６ａ、４６ｂが設けられている。この場合、係合溝３６ａ、３６ｂが画成されたフレーム１２の側面に対して傾斜する位置から夫々のサイドカバー１４ａ、１４ｂを押圧することにより、前記突起部４６ａ、４６ｂを係合溝３６ａ、３６ｂに沿って嵌入することができる。前記サイドカバー１４ａ、１４ｂをフレーム１２から離脱させる場合には、上方側に向かってサイドカバー１４ａ、１４ｂを引張するだけでよい。従って、簡便にサイドカバー１４ａ、１４ｂをフレーム１２に取着し、あるいは離脱させることができる。
【００２３】
次に、テーブル機構３０は、ボールねじ２４の回転運動を直線運動に変換するボールねじブッシュ４８と、前記ボールねじブッシュ４８の両側面部を対向して保持する一対のテーブルブロック５０ａ、５０ｂと、前記ボールねじブッシュ４８とガイド部材３２との間に介装される断面コの字状の保持部材５２とを含む。前記テーブルブロック５０ａ、５０ｂの上面には、他の部材を搭載して連結するための連結用の孔部５４が画成されている。なお、前記連結用の孔部５４の他に位置決め用凹部５６を画成することにより、高精度にワークを位置決めすることが可能となる。
【００２４】
前記トップカバー１８には、図４に示すように、その長手方向に沿って断面略矩形状を呈する通路５８ａ、５８ｂが略平行に二条画成されている。前記通路５８ａ、５８ｂは、モータ２０に接続されるケーブル４２の配線用通路あるいは図示しないセンサを所定の位置に配設してテーブル機構３０の位置を検出するために使用される。さらに、前記二条の通路５８ａ、５８ｂの間には流体用または配線用の通路５９が画成されている。
【００２５】
本実施例に係るアクチュエータ１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。
【００２６】
アクチュエータ１０は、図５に示すように、設置環境に応じて作業者が選択することによりトップカバー１８、サイドカバー１４ａ、１４ｂ並びにエンドカバー１６、１７を装着することなく、フレーム１２上にテーブル機構３０、軸受ブロック２８、連結ブロック２６並びにモータ２０等が固定された状態で使用することが可能である。この場合、フレーム１２の底面部に画成された断面略Ｔ字状の溝部３４ａ、３４ｂを介して該フレーム１２を図示しない部材上に固定するとともに、テーブルブロック５０ａ、５０ｂに画成された連結用の孔部５４を介して図示しない他の部材を連結することにより、例えば、ワークの搬送等を行うことができる。
【００２７】
一方、作業者は、アクチュエータ１０の設置環境に応じて所望のカバーを選択してフレーム１２に装着することが可能である。すなわち、一対のサイドカバー１４ａ、１４ｂの中から一方のサイドカバー１４ａ（１４ｂ）を選択してフレーム１２の片方の側面にのみ装着してもよく、あるいは両方の側面に装着してもよい。また、サイドカバー１４ａ、１４ｂだけでなくフレーム１２の両端部に一方のエンドカバー１６（１７）を選択して装着することもできる。この場合、前記エンドカバー１６、１７に係合させることによりトップカバー１８を装着することも可能である。作業者はアクチュエータ１０の設置環境等に応じて所望のカバーをフレーム１２に対して装着することができる。
【００２８】
このように作業者が所望の組合せを選択してアクチュエータ１０を形成した後、図示しない電源に接続されたモータ２０を駆動させることにより、カップリング部材を介して該モータ２０の駆動軸と同軸に連結されたボールねじ２４が回転する。前記ボールねじ２４の回転に伴ってその螺回作用下にテーブル機構３０が直線状に移動する。以上のようにして、前記テーブル機構３０に連結された図示しないワーク等を搬送することができる。なお、本実施例に係るアクチュエータ１０は、ワークの重量が約５ｋｇ以下の軽量物を搬送する場合に好適に使用される。
【００２９】
ここで、本実施例の変形例を図６および図７に示す。この変形例は、夫々形状が異なる一組のサイドカバー５１ａ、５１ｂ、５３ａ、５３ｂをフレーム１２に装着したものであり、その他の構成は図１に示すアクチュエータ１０と同一である。第１変形例に係るアクチュエータ１０ａでは、側面部が略平坦に形成された一組のサイドカバー５１ａ、５１ｂをフレーム１２に装着している。第２変形例に係るアクチュエータ１０ｂでは、夫々のサイドカバー５３ａ、５３ｂの側面に略平行に断面略Ｔ字状の長溝５５ａ、５５ｂを画成することにより、他の部材を連設して配置することが可能となる。なお、前記サイドカバー５１ａ、５１ｂ、５３ａ、５３ｂは、以下に示す実施例においても同様にフレームに装着することが可能であり、その詳細な説明を省略する。
【００３０】
次に、本発明の第２実施例に係るアクチュエータ６０を図８〜図１０に示す。なお、以下に示す実施例において、前記第１実施例に係るアクチュエータ１０と略同一の機能を営む構成要素については、単にその旨を明記するに止め、詳細な説明を省略する。
【００３１】
このアクチュエータ６０は、図２に示すフレーム１２に比較して若干短手方向に拡幅して形成されフレーム６２と、前記フレーム６２の短手方向の両側面部に装着される一組のサイドカバー６４ａ、６４ｂと、前記フレーム６２の長手方向の両端部に装着される一対のエンドカバー６６、６７と、前記サイドカバー６４ａ、６４ｂの上面部に係合するトップカバー６８とを有する。
【００３２】
前記フレーム６２上には、モータ６３と、中空のブロック体からなり前記モータ６３の回転軸とボールねじ７０とを同軸に連結する連結ブロック７２と、前記ボールねじ７０の端部を回転自在に支持する軸受ブロック７４と、前記ボールねじ７０の回転作用下に前記連結ブロック７２と軸受ブロック７４との間を直線的に変位するテーブル機構７６とが設けられる。前記連結ブロック７２と軸受ブロック７４との間には、前記ボールねじ７０によって変位するテーブル機構７６を直線状に案内する一対のガイド部材７８ａ、７８ｂが設けられる。前記夫々のガイド部材７８ａ、７８ｂは、フレーム６２の上面に形成された段部８０に長手方向に沿って略平行に固着されている。
【００３３】
詳細には、図１０に示すように、フレーム６２の底面部には略同一且つ断面略Ｔ字状の溝部８２ａ、８２ｂが画成され、さらに、上面部と底面部との間には断面略長方形状の通路８４ａ、８４ｂ並びに正方形状の通路８６ａ、８６ｂが夫々長手方向に略平行して二条画成されている。フレーム６２の底面部に直交する両側面部には、サイドカバー６４ａ、６４ｂを取着するための係合溝８８ａ、８８ｂおよびねじ部材９０を螺入して前記サイドカバー６４ａ、６４ｂをフレーム６２に固定するための長溝９２が長手方向に沿って夫々画成されている。このフレーム６２は、軽金属の押し出し、または引き抜きにより成形される点が第１実施例と同様である。なお、フレーム６２の底面部に画成される断面略Ｔ字状の溝部８４ａ、８４ｂは図示しない他のフレーム、アクチュエータ等を連結するために使用され、通路８４ａ、８４ｂ、８６ａ、８６ｂは配線用通路、流体用通路として用いられるものであり、この点も第１実施例と同様である。
【００３４】
フレーム６２の端部に取着される一方のエンドカバー６７の側面部には、ケーブル９４を取り出すための複数の孔部９６ａ〜９６ｄが画成されている。従って、前記孔部９６ａ〜９６ｄの中から所望の孔部を選択することにより、ケーブル９４の取り出し方向を選択することができる。前記フレーム６２に当接するサイドカバー６４ａ、６４ｂの一側面には、該フレーム６２の係合溝８８ａ、８８ｂに係合する略Ｌ字状の突起部９８ａ、９８ｂが設けられている。なお、前記突起部９８ａ、９８ｂをフレーム６２の係合溝８８ａ、８８ｂに挿入する方法は第１実施例と同様である。前記突起部９８ａ、９８ｂが設けられた側面とは反対側の側面には、サイドカバー６４ａ、６４ｂをフレーム６２に固定するためにねじ部材９０が螺入される長溝９２が画成されている。
【００３５】
テーブル機構７６は、ボールねじ７０の回転運動を直線運動に変換するボールねじブッシュ１００と、前記ボールねじブッシュ１００の両側面部に固着された一組のテーブルブロック１０２ａ、１０２ｂと、前記夫々のテーブルブロック１０２ａ、１０２ｂと夫々のガイド部材７８ａ、７８ｂとの間に介装され、各ガイド部材７８ａ、７８ｂ上を摺動する保持部材１０４ａ、１０４ｂとを含む。なお、テーブルブロック１０２ａ、１０２ｂの上面に画成される連結用の孔部５４並びに位置決め用の凹部５６は第１実施例と同様である。この場合、トップカバー６８の短手方向の両端部には、図９に示すように、その長手方向に沿って断面略台形状を呈する通路１０６ａ、１０６ｂが略平行に二条画成されている。
【００３６】
本実施例に係るアクチュエータ６０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、第１実施例に係るアクチュエータ１０と比較してその動作並びに作用効果が略同一である点は省略し、その異なる点についてのみ説明する。
【００３７】
本実施例に係るアクチュエータ６０が図１に示すアクチュエータ１０と異なる点は、フレーム６２が若干拡幅されて強固に形成されているとともに、テーブル機構７６を構成する一組のガイド部材７８ａ、７８ｂが所定間隔離間して略平行に二条画成されている点である。従って、フレーム６２並びにガイド部材７８ａ、７８ｂに対する剛性が増すことから、図１に示すアクチュエータ１０では搬送されるワークの重量が比較的軽量物であるのに対して、本実施例に係るアクチュエータ６０では、約３０ｋｇ以下のワークを好適に搬送することが可能となる。
【００３８】
なお、図１１に示すように、サイドカバー６４ａ、６４ｂ、エンドカバー６６、６７等をフレーム６２から取り外した状態で他の装置に設置して使用することができる点は、第１実施例と同様である。また、図１２並びに図１３に示すように、本実施例に係るアクチュエータ６０に対しても形状が異なる一組のサイドカバー１０８ａ、１０８ｂ、１０９ａ、１０９ｂを装着することができることは勿論である。
【００３９】
次に、本発明の第３実施例に係るアクチュエータ１１０を図１４〜図１６に示す。このアクチュエータ１１０は、図１０に示すフレーム６２と同様に強固に形成されたフレーム１１２と、前記フレーム１１２の短手方向の両側面部に装着される一組のサイドカバー１１４ａ、１１４ｂと、前記フレーム１１２の長手方向の両端部に装着される一対のエンドカバー１１６、１１７と、前記サイドカバー１１４ａ、１１４ｂの上面部に係合するトップカバー１１８とを有する。
【００４０】
前記フレーム１１２上には、モータ１１９と、中空のブロック体からなり前記モータ１１９の回転軸とボールねじ１２０とを同軸に連結するカップリング部材１２１が収容された連結ブロック１２２と、軸受ブロック１２４と、テーブル機構１２６とが設けられる。前記連結ブロック１２２と軸受ブロック１２４との間には、前記ボールねじ１２０によって変位するテーブル機構１２６を直線状に案内する一対のガイド部材１２８ａ、１２８ｂが設けられる。前記夫々のガイド部材１２８ａ、１２８ｂは、フレーム１１２の上面に形成された段部１３０に長手方向に沿って略平行に固着されている。前記各ガイド部材１２８ａ、１２８ｂと断面略コの字状の各保持部材１２９ａ、１２９ｂとの間には、複数のベアリング部材１３１が配設されている。
【００４１】
フレーム１１２には略同一且つ断面略Ｔ字状の溝部１３２ａ、１３２ｂと、互いに線対称に位置する断面略長方形状の通路１３４ａ、１３４ｂ、１３６ａ、１３６ｂが夫々長手方向に略平行に画成されている。フレーム１１２の両側面部には、サイドカバー１１４ａ、１１４ｂを取着するための係合溝１３８ａ、１３８ｂおよびビス１４０を挿入するための長溝１４２が長手方向に沿って夫々画成されている。
【００４２】
前記フレーム１１２に当接するサイドカバー１１４ａ、１１４ｂの一側面には、該フレーム１１２の係合溝１３８ａ、１３８ｂに係合する略Ｌ字状の突起部１４２ａ、１４２ｂが設けられている。なお、前記突起部１４２ａ、１４２ｂをフレーム１１２の係合溝１３８ａ、１３８ｂに挿入する方法は第１実施例と同様である。さらに、夫々のサイドカバー１１４ａ、１１４ｂの上下両端部には、長手方向に沿って略平行に通路１４４ａ、１４４ｂ、１４６ａ、１４６ｂが画成されている。
【００４３】
テーブル機構１２６は、ボールねじ１２０の回転運動を直線運動に変換するボールねじブッシュ１４８と、前記ボールねじブッシュ１４８の両側面部に固着された一組のテーブルブロック１５０ａ、１５０ｂと、前記夫々のテーブルブロック１５０ａ、１５０ｂと夫々のガイド部材１２８ａ、１２８ｂとの間に介装され、各ガイド部材１２８ａ、１２８ｂ上を摺動する保持部材１２９ａ、１２９ｂとを含む。前述したように、保持部材１２９ａ、１２９ｂとガイド部材１２８ａ、１２８ｂとが摺接する部位には、複数のベアリング部材１３１が配設され、摩擦抵抗を減少させる。
【００４４】
なお、テーブルブロック１５０ａ、１５０ｂの上面に画成される連結用の孔部５４並びに位置決め用の凹部５６は第１実施例と同様であり、また、図６並びに図７に示すように、形状の異なる一組のカバーを選択的に装着することができることも同様である。
【００４５】
本実施例に係るアクチュエータ１１０は、基本的には以上のように構成され、第１、第２実施例に係るアクチュエータ１０、６０と比較して図１７に基づいて説明する。
【００４６】
アクチュエータ１１０では、高剛性のフレーム１１２とベアリング部材１３１を用いて摩擦抵抗を減少させ、テーブル機構１２６を変位させるモータ１１９の出力を２００〜２４０Ｗとすることにより、ワークの重量である積載荷重を６０ｋｇ以下とし、ストローク長が最大１０００ｍｍまで可能である。
【００４７】
このように、作業者は、種々の用途に応じて最適なアクチュエータ１０、６０、１１０を選択することができるとともに、設置環境に応じて各種のカバーを取捨選択して装着することが可能である。
【００４８】
次に、本発明の第４実施例に係るアクチュエータを図１８〜図２２に示す。本実施例に係るアクチュエータは、図１に示すアクチュエータ１０のボールねじ２４に代替してタイミングベルトによってテーブル機構を直線状に移動させる点で異なる。
【００４９】
アクチュエータ１６０は、長尺なフレーム１６２と、前記フレーム１６２に装着される一組のサイドカバー１６４ａ、１６４ｂ並びに一対のエンドカバー１６６、１６７と、前記フレーム１６２上をタイミングベルト１６８を介して直線状に変位するテーブル機構１７０と、前記フレーム１６２の一端側に配設され、連結されたモータ１７２の回転駆動下にタイミングベルト１６８を回動させるモータプーリユニット１７４と、前記フレーム１６２の他端部に配設され、タイミングベルト１６８に係合するアイドルプーリユニット１７６とを有する。なお、前記サイドカバー１６４ａ、１６４ｂ、エンドカバー１６６、１６７並びにトップカバー（図示せず）は、前記第１実施例とほぼ同様に構成され、その装着の方法も同様であるため、その詳細な説明を省略する。
【００５０】
前記テーブル機構１７０を構成するテーブルブロック１７８の内部には、図２０Ａ、図２０Ｂに示すように、所定長のピッチによりベルト歯１８０が形成されたタイミングベルト１６８の一端部に噛合して挟持する挟持手段１８２ａ、１８２ｂが設けられている。前記タイミングベルト１６８は、一端部を始点とし、他端部を終点として離間して形成され、一端部および他端部が夫々挟持手段１８２ａ、１８２ｂによって挟持されている。この挟持手段１８２ａは、図２０Ａに示すように、前記タイミングベルト１６８の一側面を平板状の第１プレート１８４に係合させ、他側面をタイミングベルト１６８のベルト歯１８０の凹凸に第２プレート１８６の凸凹を噛み合わせ、前記タイミングベルト１６８の他側面を前記第２プレート１８６に係合させることにより、タイミングベルト１６８の一端部を挟持する。そして、この両プレート１８４、１８６をブロック体１８８に形成された凹部１９０および溝部１９２に夫々装着することによりタイミングベルト１６８を確実に挟持することが可能となる。なお、図２０Ｂは、同様にして、タイミングベルト１６８の一端部を挟持する場合の斜視図であり、タイミングベルト１６８の両側面を一対のプレート１８４ａ、１８６ａで挟持し、前記一方のプレート１８６ａに形成された凹凸と噛合し、ブロック体１８８ａによりタイミングベルト１６８を挟持することができる。なお、本実施例では、モータ１７２からの動力伝達部材としてタイミングベルト１６８を用いて説明しているが、これに限定されるものではなく、例えば、スチールベルト、チェーン、ワイヤロープ等を用いることも可能である。より高精度の位置決めを行う場合には、ボールねじ、ストリングねじ、台形ねじ等の送りねじを使用するとよい。
【００５１】
次に、モータプーリユニット１７４は、図２１に示すように、凹部が画成されたギヤボックス１９４と、前記凹部にベアリング１９６ａ、１９６ｂを介して回転自在に配設され、傾斜部にギヤ歯が形成された第１ベベルギヤ１９８と、前記第１ベベルギヤ１９８に軸部を介して連結され、タイミングベルト１６８を支持するプーリ２００と、前記ギヤボックス１９４の四隅に画成された孔部２０２にねじ止めされるギヤボックスカバー２０４と、前記ギヤボックス１９４の側面部に連結され、前記第１ベベルギヤ１９８に噛合する第２ベベルギヤ２０６をモータ軸２０８により軸支し回転駆動するモータ１７２とから構成される。
【００５２】
このモータプーリユニット１７４では、第２ベベルギヤ２０６が連結されたモータ１７２の回転軸と、第１ベベルギヤ１９８を保持するプーリ２００の回転軸とを直交もしくは斜交させて噛合させている。前記噛合する第１および第２ベベルギヤ１９８、２０６は、速比が等しくてもよく、また異なるものでもよい。従って、モータ１７２を含むモータプーリユニット１７４全体をトップカバーから突出させることなく形成することが可能である。
【００５３】
また、前記ギヤボックス１９４の側面部に配設されるモータ１７２の反対側面部には前記テーブルブロック１７８が当接した際に、衝撃を緩和するためのダンパ２１０が設けられている。なお、前記ギヤボックス１９４およびモータ１７２は、第１および第２ベベルギヤ１９８、２０６同士の噛合精度を向上させるために、一体化すると好適である。また、モータ１７２は正確な同期駆動、位置制御を行うサーボモータ、ステッピングモータを使用すると好適である。
【００５４】
次に、前記テーブル機構１７０を間にしてモータプーリユニット１７４に対向する直線上に配設されるアイドルプーリユニット１７６は、図２２に示すように、基台を形成するプーリベース２１２と、前記プーリベース２１２の上面に画成された孔部２１４にねじ止めされるとともに、側部に画成された貫通孔２１６にボルト２１８を嵌合して連結され、略中央にベアリング２２０を配設するための円形状の貫通孔２２２が画成されたプーリボックス２２４とを含む。さらに、前記アイドルプーリユニット１７６は、前記ベアリング２２０を介してプーリボックス２２４に軸部を介して回転可能に配設され、タイミングベルト１６８を支持するプーリ２２６と、前記プーリ２２６の上面に突設する軸部２２８に係合するベアリング２３０を略中央の円形状の孔部２３２に嵌挿してプーリ２２６の回転を支持するとともに、略平行して突出するプーリボックス２２４の突部２３４にねじ止めされるプーリボックスカバー２３６とを有する。なお、プーリべース２１２の一方の突部に接合してテーブルブロック１７８に当接するダンパ２３８が設けられている。前記ボルト２１８は、タイミングベルト１６８の張力調整用ボルトである。プーリベース２１２の孔部２１４によりねじを介して仮止めされたアイドルプーリユニット１７６は、ボルト２１８を介してこれと平行に移動させ、適切な箇所で孔部２１４に嵌合するねじを増し締めし、固定される。
【００５５】
前記モータプーリユニット１７４およびアイドルプーリユニット１７６は、図１８に示すように、ベースプレート２１９を介してフレーム１６２の長手方向の両端側に対向して配設され、該モータプーリユニット１７４およびアイドルプーリユニット１７６の夫々のプーリ２００、２２６の外周面にタイミングベルト１６８が懸架される。前記モータプーリユニット１７４およびアイドルプーリユニット１７６の中間には、タイミングベルト１６８の回動に伴って矢印ＡまたはＢ方向に変位するテーブルブロック１７８が配設され、前記テーブルブロック１７８の底面部にはリニアガイド２２１に沿って摺動する摺接部材２２３が連結される。
【００５６】
本実施例に係るアクチュエータ１６０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。
【００５７】
先ず、モータプーリユニット１７４、テーブルブロック１７８、モータ１７２が連結されたアイドルプーリユニット１７６にタイミングベルト１６８を懸架し、ベースプレート２１９を介してフレーム１６２に固定する。
【００５８】
なお、一組のサイドカバー１６４ａ、１６４ｂ並びに一対のエンドカバー１６６、１６７は、設置環境に応じて作業者が選択してフレーム１６２に装着する。従って、図１９に示すように、前記サイドカバー１６４ａ、１６４ｂおよびエンドカバー１６６、１６７を装着することなく使用することも可能である。
【００５９】
そこで、図示しない電源に接続されたモータ１７２を駆動させる。前記モータ１７２の駆動により、モータ軸２０８に連結された第２ベベルギヤ２０６が回転する。前記第２ベベルギヤ２０６と直交または斜交して結合される第１ベベルギヤ１９８が回転することにより、該第１ベベルギヤ１９８に同軸に連結されたプーリ２００が回転する。前記プーリ２００の回転作用下に該プーリ２００の外周面に接合するタイミングベルト１６８が回転する。
【００６０】
このタイミングベルト１６８は、図２０Ａ、図２０Ｂに示すように、夫々の端部が分離して挟持され、モータ１７２を正転／逆転させることにより、第１および第２ベベルギヤ１９８、２０６を介してテーブルブロック１７８をリニアガイド２２１に沿って変位させることが可能となる。前記テーブルブロック１７８の上面部に画成された孔部２３９にねじを介して他の部材を連結することができる。モータプーリユニット１７４側およびアイドルプーリユニット１７６側に設けられたダンパ２１０、２３８は、前記テーブルブロック１７８の直線往復運動による衝撃を緩和する機能を営むものである。
【００６１】
なお、本実施例に係るアクチュエータ１６０においても、第１実施例のアクチュエータ１０と同様に、形状の異なる種々のカバーを選択して装着することが可能である。
【００６２】
次に、本発明の第５実施例に係るアクチュエータ２４０を図２３〜図２６に示す。このアクチュエータ２４０は、図８に示すアクチュエータ６０にシリンダ２４２を組み込んで両者を一体化したものである。
【００６３】
このアクチュエータ２４０は、モータ６３、テーブル機構７６等を含むアクチュエータ部２４４と、前記アクチュエータ部２４４の外部に連設して設けられたバランサ部２４６とからなる。この場合、前記アクチュエータ部２４４は、図８に示すアクチュエータ６０と構成並びに動作が略同一であるため、同一の構成要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００６４】
バランサ部２４６は、略角柱状のケーシング２４８内にシリンダ２４２の一端部が固定されて設けられる。すなわち、長尺なフレーム６２の短手方向の一方の側面部にプレート２５０を介して立方体状の連結ブロック２５２が固着され、前記連結ブロック２５２にシリンダ２４２の長手方向の一端部が固定されている。シリンダ２４２は、略円柱状のシリンダチューブ２５４内を往復動作するピストン（図示せず）を有し、長手方向の両端部に夫々圧力流体を供給、排出するためのポート２５６ａ、２５６ｂが設けられている。前記ピストンには外部に露出するピストンロッド２５８が連結され、前記ピストンロッド２５８の先端部には所定角度傾斜する連結板２６０が連結されている。前記連結板２６０の一端部はテーブル機構７６の一方のテーブルブロック１０２ａに固着されている。この場合、バランサ部２４６は、ポート２５６ａから供給される圧力流体の作用下にピストンロッド２５８が矢印ＸまたはＹ方向に変位することにより、同様に矢印ＸまたはＹ方向に変位するようにテーブル機構７６を駆動させるモータ６３を補助する機能を営む。従って、前記モータ６３に対する負荷が減少する。
【００６５】
本実施例に係るアクチュエータ２４０は基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。
【００６６】
このアクチュエータ２４０は、通常、略鉛直方向に立設した状態で使用し、モータ６３の駆動作用下にテーブル機構７６を略鉛直上下方向に移動させることによって前記テーブル機構７６によって支持されたワークを昇降させることができる。この場合、アクチュエータ２４０を立設した状態で使用することにより、モータ６３にはテーブル機構７６並びにワークの重量分の負荷がかかるが、前記重量分の負荷をシリンダ２４２の駆動力によって補助することにより、モータ６３の負担を軽減することができる。なお、アクチュエータ２４０は、略鉛直方向に立設した状態のみならず、所定角度傾斜した状態で使用することも可能である。
【００６７】
次に、本発明の第６実施例に係るアクチュエータ２７０を図２７〜図３１に示す。このアクチュエータ２７０は、モータの負荷を軽減する機能を営むシリンダがフレームの内部に一以上収納されている点に特徴がある。
【００６８】
このアクチュエータ２７０は、図３１に示すように、開口部２７２が画成され、底面部に断面略Ｔ字状の長溝２７４ａ、２７４ｂが画成されたフレーム２７６を有する。前記長溝２７４ａ、２７４ｂは、該アクチュエータ２７０を図示しない他の装置等に取り付けるためのものである。前記フレーム２７６の長手方向の両端部には、一対のエンドカバー２７８ａ、２７８ｂが連結され、一方のエンドカバー２７８ａには一対の管継手２８０ａ、２８０ｂが連結されている（図２８参照）。この場合、一方の管継手２８０ａは、大気側に開放されて圧力流体の排出用として機能するものであり、他方の管継手２８０ｂは、圧力流体の供給ポートとして機能するものである。なお、前記フレーム２７６には、後述するように、一方の管継手２８０ｂから導入された圧力流体を反対側のエンドプレート２８８まで流通させる通路２８１が貫通して画成されている（図３１参照）。
【００６９】
前記フレーム２７６の開口部２７２内には、図２９に示すように、所定間隔離間して互いに平行に配置された一組のシリンダチューブ２８２、２８４が設けられ、前記シリンダチューブ２８２、２８４の両端部には夫々エンドプレート２８６、２８８が気密に連結されている（図２８並びに図２９参照）。この場合、一方のエンドプレート２８６には、略中央に配置された一方の管継手２８０ａと各シリンダチューブ２８２、２８４内の室とを連通させる通路２９０が画成されている。他方のエンドプレート２８８には各シリンダチューブ２８２、２８４内の室に夫々連通する連通路２９２が設けられる。
【００７０】
さらに、フレーム２７６の開口部２７２内には、図２８並びに図２９に示すように、モータ２９４と、カップリング部材２９６を介してモータ２９４の回転軸とボールねじシャフト２９８とを同軸に連結するための連結ブロック３００と、ワークを搭載するためのテーブル機構３０２と、前記ボールねじシャフト２９８の一端部を軸支する軸受ブロック３０４とが配設される。なお、図２７並びに図３０に示すように、前記フレーム２７６の短手方向の両側面部には一組のサイドカバー３０６ａ、３０６ｂが装着され、さらに、上面部には、テーブル機構３０２が移動する間隙を除いて開口部２７２を閉塞するトップカバー３０８がエンドカバー２７８ａ、２７８ｂに連結される。
前記テーブル機構３０２は、図２９並びに図３０に示すように、一組のシリンダチューブ２８２、２８４間に配設され、フレーム２７６の長手方向に沿って該シリンダチューブ２８２、２８４の外周部を摺動するテーブルブロック３１０と、前記テーブルブロック３１０の湾曲する凹部に固着されるスライドブロック３１２と、前記テーブルブロック３１０の底面部に固定されるプレート３１４と、開口部２７２の底面に所定間隔離間して長手方向に沿って固着される一組のガイド部材３１６ａ、３１６ｂと、前記ガイド部材３１６ａ、３１６ｂとの摺接面が形成された摺動部材３１８ａ、３１８ｂとを含む。前記テーブルブロック３１０の両側部であって、各シリンダチューブ２８２、２８４の外周面に摺接する部位には、該シリンダチューブ２８２、２８４の長手方向に沿って断面略半円状の切欠部位が形成され、前記切欠部位には、断面略半円状を呈する永久磁石３２０が複数個並設された部材３２２が固着されている。なお、前記永久磁石３２０の形状は、その断面が略半円状に形成されているが、これに限定されるものではなく、シリンダチューブ２８２、２８４の外周の一部または全部を囲繞する形状であればよい。
【００７１】
一方、夫々のシリンダチューブ２８２、２８４の室内には、圧力流体に押圧されて前記室内を往復動作するピストン３２４が設けられている。各シリンダチューブ２８２、２８４の内壁を摺動変位するピストン３２４は、夫々略同一に構成されているため、以下、一方のピストン３２４を説明する。前記ピストン３２４には、略円盤状を呈する複数の永久磁石３２６が並設されている。この場合、本実施例に使用されるシリンダは、ピストン３２４にピストンロッドが連結されない、いわゆるロッドレスシリンダを採用しており、後述するように、前記ピストン３２４の変位は永久磁石３２０、３２６相互間による磁気作用を介してテーブル機構３０２に伝達される。なお、本実施例では、テーブルブロック３１０とピストン３２４の両方に永久磁石３２０、３２６を設けているが、いずれか一方を永久磁石で形成し、他方を磁性体で形成してもよいことは勿論である。さらに、前記永久磁石３２０、３２６に代替して電磁石を用いることにより、廉価に製造することができる利点がある。
【００７２】
この場合、ピストン３２４に設けられた永久磁石３２６は、第１磁石として機能するものであり、切欠部位に設けられた永久磁石３２０は、第２磁石として機能するものである。
本実施例に係るアクチュエータ２７０は基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。
【００７３】
本実施例に係るアクチュエータ２７０をエアーバランサとして機能させる場合について説明する。先ず、図示しない固定手段によってアクチュエータ２７０を略鉛直方向に立設した状態に固定する。この場合、図２８に示すように、管継手２８０ａ、２８０ｂが設けられたエンドカバー２７８ａ側を上方に向けて固定し、予め、一方の管継手２８０ｂにチューブ等を接続して、他方の管継手２８０ａは開放した状態とする。
【００７４】
そこで、前記チューブを介してアクチュエータ２７０に圧縮空気を導入するとともに、図示しない電源に接続されたモータ２９４を駆動させる。前記モータ２９４の回転駆動作用下にボールねじシャフト２９８が回転し、ボールねじの螺回作用下にテーブル機構３０２が矢印Ｘ方向に変位する。
【００７５】
一方、前記モータ２９４の駆動と同時に管継手２８０ｂから導入された圧縮空気は、一方のエンドプレート２８６の孔部を通過し、フレーム２７６に沿って画成された通路２８１を介して対向する反対側のエンドプレート２８８に供給される。そこで、前記エンドプレート２８８に供給された圧力流体は、連通路２９２によって分岐されて同時に一組のシリンダチューブ２８２、２８４内の室に供給される。前記供給された圧力流体によって押圧され、各シリンダチューブ２８２、２８４内のピストン３２４が矢印Ｘ方向に変位する。この場合、前記ピストン３２４に付着された複数の円盤状の永久磁石３２６は、その磁気作用によってテーブルブロック３１０の切欠部位に固着された複数の永久磁石３２０を引張する。従って、並列して配置された一組のシリンダチューブ２８２、２８４内の夫々のピストン３２４が矢印Ｘ方向に変位すると同時にテーブルブロック３１０を矢印Ｘ方向に引張する。
【００７６】
このように、前記テーブル機構３０２は、モータ２９４によって回転駆動されるボールねじシャフト２９８の螺回作用、並びにシリンダチューブ２８２、２８４内を移動するピストン３２４の磁界作用が併用されることによって、ともに矢印Ｘ方向に変位する。従って、前記テーブル機構３０２に搭載されるワークが重量物であっても、モータ２９４にかかる負荷が軽減されて好適にワークを矢印Ｘ方向に搬送することができる。さらに、例えば、モータ２９４に図示しないエンコーダを連結し、前記エンコーダからの信号に基づいて搬送位置を検出することにより、矢印Ｘ方向における所定位置で高精度な位置決めを行うことが可能となる。
【００７７】
このように、本実施例に係るアクチュエータ２７０は、モータ２９４と一組のロッドレスシリンダを共働させることにより、エアーバランサとして機能させることができるが、これに限定されるものではなく、アクチュエータ２７０を略水平に設置した状態において、モータ２９４またはシリンダのいずれか一方のみを駆動させることにより、ワークの搬送等を行うことができる。
【００７８】
なお、本実施例に係るアクチュエータ２７０は、フレーム２７６内の開口部２７２に並列に二本のシリンダチューブ２８２、２８４を配設して説明しているがこれに限定されるものではなく、一本以上あればよいことは勿論である。
【００７９】
次に、本発明の第７実施例に係るアクチュエータを図３２〜図３５に示す。
【００８０】
従来、モータの回転軸とボールねじとを、例えば、カップリング部材を介して連結することにより、前記モータの駆動力をテーブル機構に伝達している。前記モータの回転軸とボールねじとを連結する場合、前記回転軸とボールねじとを同軸に保持する連結ブロックが設けられている。また、前記カップリング部材は、前記モータの回転軸とボールねじとの軸心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、ボールねじがより長尺になるにつれて発生する特有の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に伝達することを防止する機能を営む。
【００８１】
ところで、前記カップリング部材は回転する際に余分な慣性力が発生することから、例えば、サーボモータ等の高い動特性が要求されるモータでは、前記慣性力によって動特性が阻害されるという不都合がある。また、モータの小型・軽量化を図ることにより、アクチュエータ自体をよりコンパクトにして汎用性を向上させたい、という要請がある。
【００８２】
そこで、本実施例に係るアクチュエータでは、前記モータの回転軸と、テーブル機構を直線状に変位させる駆動軸とを一体化し、アクチュエータ自体の小型・軽量化を図ることができる点に特徴がある。
【００８３】
このアクチュエータ３３０は、外枠を形成し開口部３３２を除く側面部に断面略Ｔ字型の長溝３３４が略平行に画成されたフレーム３３６と、前記フレーム３３６の底部に配設された直動ガイド３３８と、ボールねじシャフト３４０の回転作用下に前記直動ガイド３３８に沿って直線状に変位するテーブル機構３４２と、前記フレーム３３６の一端部に連結されたモータ３４４とから構成される。
【００８４】
前記テーブル機構３４２は、直動ガイド３３８に沿って摺動する軸受部材３４６と、前記軸受部材３４６に固着されボールねじブッシュ３４８に嵌合するボールねじシャフト３４０の回転作用下に直線状に変位するテーブル３４９とを含む。
【００８５】
モータ３４４は、図３４に示すように、ケーシング３５０内に収納されるモータ部３５２とエンコーダ部３５４とから構成され、前記ケーシング３５０はブラケット部３５６が形成されたフレーム３５８並びにエンドカバー３６０を含む。前記ケーシング３５０内には、ボールねじシャフト３４０と一体成形されモータ軸として機能する駆動軸３６２が配設されている。前記駆動軸３６２はブラケット部３５６に支持された第１ベアリング部材３６４と、後述するエンコーダフレーム３６６によって支持された第２ベアリング部材３６８とによって保持される。
【００８６】
前記第１ベアリング部材３６４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３６４を軸線方向に沿って支持するスプリングワッシャ３７０が設けられる。この第１ベアリング部材３６４並びにスプリングワッシャ３７０は、以下の機能を有する。
【００８７】
すなわち、本実施例における第１ベアリング部材３６４は、駆動軸３６２がケーシング３５０の外部に露出する部位に近接して配置され、駆動軸３６２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３７２とステータコイル３７４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３４０の縄跳び現象等に起因する振動がモータ部３５２に伝搬されることを防止する機能を営む。
【００８８】
なお、モータ３４４の発熱に伴うフレーム３５８と駆動軸３６２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３６４を側面から保持するスプリングワッシャ３７０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３６４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。
【００８９】
駆動軸３６２にはリング状のモータロータ３７６並びに永久磁石３７２が順次外嵌して夫々固着され、前記永久磁石３７２の外周面に対応するフレーム３５８の内壁面にはリング状のステータコイル３７４並びにステータ鉄心３７８が夫々固着されている。前記駆動軸３６２とモータロータ３７６とを固定するには、図示しない面取り部位に止めねじを係合させる、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方法がある。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３６２に直接、磁石を装着した後、着磁させ、該駆動軸３６２とモータロータ３７６とを一体的に形成してもよい。
【００９０】
エンドカバー３６０の内壁にはエンコーダフレーム３６６が固着され、前記エンコーダフレーム３６６は、ベアリング押さえ３８０を介して第２ベアリング部材３６８を支持する。この場合、前記第２ベアリング部材３６８は、並列にボール３６９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３６８は、並列に配設されたボール３６９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３６８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。
【００９１】
前記エンコーダフレーム３６６には、所定間隔離間する一対の基板３８４ａ、３８４ｂがピン３８６を介して固定され、前記一対の基板３８４ａ、３８４ｂ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３８８ａ、３８８ｂが固着される。前記駆動軸３６２の一端部にはナット部材３９０が嵌合され、前記ナット部材３９０の外周部にドーナツ状のエンコーダディスク３９２が固定される。前記エンコーダディスク３９２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３４４の回転速度、テーブル３４９の位置等を検出する。
【００９２】
本実施例に係るアクチュエータ３３０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。
【００９３】
先ず、モータ３４４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、前記モータ部３５２が駆動され、駆動軸３６２が所定方向に回転する。従って、前記モータ部３５２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３４０を介してボールねじブッシュ３４８に伝達され、前記ボールねじシャフト３４０によって回転運動が直線運動に変換されてテーブル３４９を変位させる。
【００９４】
この場合、前記モータ３４４の作動中において、第１ベアリング部材３６４は、前述したように、ボールねじシャフト３４０に起因する振動を吸収して、該振動が駆動軸３６２に伝達されることを防止するため、モータ部３５２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。
【００９５】
また、前記回転運動に伴ってモータ部３５２が発熱し、フレーム３５８と駆動軸３６２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３５８が駆動軸３６２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３７０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３６４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。
【００９６】
次に、本発明の第８実施例に係るアクチュエータの概略構成図を図３５並びに図３６に示す。
【００９７】
このアクチュエータ４００は、図３３に示すアクチュエータ３３０と同様に、ボールねじ４０２とモータ軸４０４とを同軸に一体化して形成し、該アクチュエータ４００の小型化を図っている点が共通しているが、前記ボールねじ４０２の一端部にブレーキ機構が収納されたブレーキブロック４０６を設け、他端部に、例えば、アブソリュートエンコーダ、セミアブソリュートエンコーダ等のエンコーダ４０８、並びにモータ４１０がハウジング４１２内に収納された駆動制御部４１４をフレーム４１６に固定して設けている点で異なる。なお、前記ブレーキブロック４０６に近接してボールねじ４０２の一端部を軸支する軸受ブロック４１８がフレーム４１６に固設され、さらに、前記軸受ブロック４１８と駆動制御部４１４との間にテーブルブロック４２０が矢印方向に変位自在に配設される。前記駆動制御部４１４には、図３６に示すように、ボールねじ４０２の軸線方向に沿って配設され、モータ４１０の電源、制御信号並びにエンコーダ４０８によって検出される信号を外部に導出するためのバス線４２２ａ〜４２２ｄが設けられている。
【００９８】
前記ハウジング４１２内におけるモータ軸４０４の両端部には、ボールねじ４０２による振動がモータ軸４０４に対して伝達されることを阻止するための複列の第１ベアリング４２４並びに第２ベアリング４２６が設けられ、前記第１ベアリング４２４並びに第２ベアリング４２６によってモータ軸４０４を保持している。このように、駆動制御部４１４にバス線４２２ａ〜４２２ｄを設けることにより、個別に信号通路、配線通路等のスペースを設ける必要がなく、アクチュエータ４００のより一層のコンパクト化を図ることができる。
【００９９】
次に、本発明の第９実施例に係るアクチュエータの概略構成図を図３７〜図４０に示す。なお、図３５並びに図３６に示すアクチュエータ４００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。
【０１００】
このアクチュエータ４３０は、ボールねじ４３２の一端部側にリアルエンコーダが配設されたエンコーダブロック４３４並びに手動用のハンドル４３６を設け、前記ボールねじ４３２の他端部側に、ブレーキ機構４３８、クラッチ機構４４０、モータ４４２並びにエンコーダ４４４を含む一体化された駆動制御ブロック４４６を設けている。前記エンコーダブロック４３４および駆動制御ブロック４４６は、フレーム４１６に画成された長溝を介して固定される。
【０１０１】
前記駆動制御ブロック４４６にはターミナルブロック４４８が連設され、前記駆動制御ブロック４４６とターミナルブロック４４８は、夫々のブロックに設けられたバス線４２２ａ〜４２２ｄによって接続される。前記ターミナルブロック４４８に連結されたリード線４５０を介して図示しない外部の制御装置に接続される。
【０１０２】
この場合、図３８に示すように、駆動制御ブロック４４６とターミナルブロック４４８とを一体化したブロック４５２で形成してもよい。また、図３９に示すように、前記駆動制御ブロック４４６内に配設される各構成要素を複数のブロック毎に分割するとともに、前記分割された各ブロックを相互に着脱自在に形成することも可能である。すなわち、駆動制御ブロック４５４は、複列のベアリングが配設されるベアリングブロック４５６と、ブレーキ機構が配設されるブレーキブロック４５８と、クラッチ機構が配設されるクラッチブロック４６０と、モータが配設されるモータブロック４６２と、エンコーダが配設されるエンコーダブロック４６４と、集中配線機構が設けられたターミナルブロック４６６とを含む。この場合、前記ターミナルブロック４６６には、ボールねじ４３２の軸線に直交する方向または軸線に沿った方向のうち、所望の方向を選択してインターフェースドライブ４６８を装着することが可能である。前記インターフェースドライブ４６８は、図４０に示すように、フレーム４７０の底面部に配設されたコネクタ４７２を介して外部に信号を導出することができる。このように各構成要素をブロック化することにより、所望のブロック体を連結構成することが可能となる。
【０１０３】
次に、本発明の第１０実施例に係るアクチュエータの概略構成図を図４１〜図４３に示す。
【０１０４】
このアクチュエータ４８０は、ボールねじ４８２の両端部をフレーム４８４に固定された一対の軸受ブロック４８６ａ、４８６ｂによって保持し、移動ブロック４８８が一対の軸受ブロック４８６ａ、４８６ｂ間を矢印ＸまたはＹ方向に変位自在に形成されている。前記移動ブロック４８８は一体化して形成され、前記移動ブロック４８８内にはモータ４９０、ベアリング４９２、エンコーダ４９４、ブレーキ機構４９６並びにクラッチ機構４９８が配設されている。このように、その両端部が固定されたボールねじ４８２に対して移動ブロック４８８が変位するように構成することにより、該ボールねじ４８２を回転させることによって発生する、いわゆる縄跳び現象を防止することが可能となる。なお、前記移動ブロック４８８に対する電源、信号等の供給は、図４２に示すように、フレーム４８４の上方に設けられたフレキシブル基板５００を介して行われる。この場合、前記フレキシブル基板５００と移動ブロック４８８とはソケットを介して接続される。なお、図４３に示すように、前記移動ブロック４８８に配設された各構成要素を着脱自在な複数のブロック４８８ａ〜４８８ｅに分離し、相互に着脱自在に連結して構成することも可能である。
【０１０５】
次に、本発明の第１１実施例に係るアクチュエータを図４４〜図４６に示す。
【０１０６】
このアクチュエータ５１０は、上方に突出して一体成形されたガイド部５１２ａ、５１２ｂを有するフレーム５１４と、前記フレーム５１４の短手方向の両側面部に装着される一組のサイドカバー５１６ａ、５１６ｂと、前記フレーム５１４の長手方向の両端部に装着される一対のエンドカバー５１８、５１９と、前記サイドカバー５１６ａ、５１６ｂの上面部に係合するトップカバー５２０とを含む。
【０１０７】
前記フレーム５１４には、モータ５２２と、モータ軸とボールねじシャフト５２４とをカップリング部材５２６を介して連結する連結ブロック５２８と、前記ボールねじシャフト５２４の一端部を軸支する軸受部材５３０と、前記モータ５２２の駆動作用下に矢印ＸまたはＹ方向に変位するテーブル機構５３２とが配設される。なお、図９に示すアクチュエータ６０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。
【０１０８】
本実施例に係るアクチュエータ５１０は、フレーム５１４の両端部に長手方向に沿って突出するガイド部５１２ａ、５１２ｂを該フレーム５１４と一体成形するとともに、前記各ガイド部５１２ａ、５１２ｂに対して断面略Ｌ字状の第１サイドプレート５３４ａ、５３４ｂ（図４６参照）を夫々固着し、一方、前記各ガイド部５１２ａ、５１２ｂの側面部に摺接する断面略台形状の第２サイドプレート５３６ａ、５３６ｂを夫々配設している点に特徴がある。
【０１０９】
すなわち、図９に示すアクチュエータ６０では、テーブル機構７６を構成するテーブルブロック１０２ａ、１０２ｂとフレーム６２との間にガイド部材７８ａ、７８ｂおよび断面略コの字状の保持部材１０４ａ、１０４ｂを介装して構成している。これに対して、本実施例に係るアクチュエータ５１０では、図４５に示すように、例えば、アルミニウム等の材料によってガイド部５１２ａ、５１２ｂとフレーム５１４とを同一部材で一体成形し、さらに前記第１サイドプレート５３４ａ、５３４ｂ並びに第２サイドプレート５３６ａ、５３６ｂに対し、夫々アルマイト処理を施すとともに、テフロン加工を施している。前記各第１サイドプレート５３４ａ、５３４ｂは夫々ガイド部５１２ａ、５１２ｂに固着され、一方、各第２サイドプレート５３６ａ、５３６ｂは夫々断面コの字状の保持部材５３８ａ、５３８ｂに固着されて各ガイド部５１２ａ、５１２ｂを側面から支持するように形成される。このように、予め特殊加工が施された第１サイドプレート５３４ａ、５３４ｂ並びに第２サイドプレート５３６ａ、５３６ｂを用いることによって、テーブル機構５３２が変位する際に生ずるガイド部５１２ａ、５１２ｂとの摩擦力を減少させることができ、耐用性を向上させることが可能となる。
【０１１０】
【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。
【０１１４】
すなわち、作業者が設置環境、用途等に応じて、構成要素毎に複数のブロックに分割された駆動制御ブロックから任意のブロックを選択して用いることにより、従来、夫々個別に連結された各構成要素が一体化されるため、アクチュエータの小型化を図るとともに、各構成要素を相互に一体的に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るアクチュエータの斜視図である。
【図２】図１に示すアクチュエータの部分分解斜視図である。
【図３】図１に示すアクチュエータの一部省略平面図である。
【図４】図１に示すＩＶ−ＩＶ線に沿った縦断面図である。
【図５】図１に示すアクチュエータから各種のカバーを取り除いた状態を示す斜視図でる。
【図６】図１に示すアクチュエータの変形例を示す断面図である。
【図７】図１に示すアクチュエータの変形例を示す断面図である。
【図８】本発明の第２実施例に係るアクチュエータの斜視図である。
【図９】図８に示すＩＸ−ＩＸ線に沿った縦断面図である。
【図１０】図８に示すアクチュエータの部分分解斜視図である。
【図１１】図８に示すアクチュエータから各種のカバーを取り除いた状態を示す斜視図でる。
【図１２】図８に示すアクチュエータの変形例を示す断面図である。
【図１３】図８に示すアクチュエータの変形例を示す断面図である。
【図１４】本発明の第３実施例に係るアクチュエータの斜視図である。
【図１５】図１４に示すアクチュエータからトップカバーを開成した状態の平面図である。
【図１６】図１４に示すアクチュエータのＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿った縦断面図である。
【図１７】各種のアクチュエータの機能を比較した説明図である。
【図１８】本発明の第４実施例に係るアクチュエータの部分分解斜視図である。
【図１９】図１８に示すアクチュエータの部分斜視図である。
【図２０】図２０Ａ並びに図２０Ｂは、本発明の実施例に係るタイミングベルトの把持手段を示す説明図である。
【図２１】本発明の実施例に係るモータプーリユニットの分解斜視図である。
【図２２】本発明の実施例に係るアイドルプーリユニットの分解斜視図である。
【図２３】本発明の第５実施例に係るアクチュエータの斜視図である。
【図２４】図２３に示すアクチュエータのトップカバーを開成した状態の平面図である。
【図２５】図２３に示すアクチュエータの部分分解斜視図である。
【図２６】図２４に示すアクチュエータのＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線に沿った縦断面図である。
【図２７】本発明の第６実施例に係るアクチュエータの斜視図である。
【図２８】図２７に示すアクチュエータのトップカバーを開成した状態の平面図である。
【図２９】図２７に示すアクチュエータの部分斜視図である。
【図３０】図２７に示すアクチュエータのＸＸＸ−ＸＸＸ線に沿った縦断面図である。
【図３１】図２７に示すアクチュエータのフレームを示す斜視図である。
【図３２】本発明の第７実施例に係るアクチュエータの斜視図である。
【図３３】図３２に示すアクチュエータの一部省略斜視図である。
【図３４】図３２に示すアクチュエータの断面図である。
【図３５】本発明の第８実施例に係るアクチュエータの概略構成断面図である。
【図３６】図３５に示すアクチュエータのＸＸＸＶＩ−ＸＸＸＶＩ線に沿った縦断面図である。
【図３７】本発明の第９実施例に係るアクチュエータの概略構成断面図である。
【図３８】図３７に示すアクチュエータの一部省略斜視図である。
【図３９】図３７に示すアクチュエータの変形例である。
【図４０】図３７に示すアクチュエータの変形例である。
【図４１】本発明の第１０実施例に係るアクチュエータの概略構成断面図である。
【図４２】図４１に示すアクチュエータの一部省略斜視図である。
【図４３】図４１に示すアクチュエータの変形例である。
【図４４】本発明の第１１実施例に係るアクチュエータの平面図である。
【図４５】図４４に示すアクチュエータのＸＸＸＸＶ−ＸＸＸＸＶ線に沿った縦断面図である。
【図４６】サイドプレートを示す斜視図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ、１０ｂ、６０、１１０、１６０、２４０、２７０、３３０、４００、４３０、４８０、５１０…アクチュエータ
１２、６２、１１２、１６２、２７６、４１６、４８４、５１４…フレーム
１４ａ、１４ｂ…サイドカバー１６、１７…エンドカバー
１８…トップカバー２０…モータ
２２…カップリング部材２４…ボールねじ
２６…連結ブロック２８…軸受ブロック
３０…テーブル機構３２…ガイド部材
３６ａ、３６ｂ…係合溝４６ａ、４６ｂ…突起部
４８…ボールねじブッシュ５０ａ、５０ｂ…テーブルブロック
５２…保持部材５６…位置決め用凹部[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an actuator in which a driving source and a table mechanism displaced by the driving source are arranged in a frame.
[0002]
[Prior art]
The present applicant integrally forms a structural member, the structural member and the movable body are individually and detachably configured, and an actuator formed by freely assembling an actuator or a structural member in a desired space, and Such structures have been proposed (see Japanese Patent Application No. 3-229185, Japanese Patent Application No. 3-360632, Japanese Patent Application No. 3-360633, etc.).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in connection with the above proposal, and an object thereof is to provide an actuator that allows an operator to select various actuators according to the installation environment, application, and the like.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides:A linearly extending frame;
A driving force transmission shaft integrated with the rotating shaft of the motor;
A table block that is displaced along the axial direction of the driving force transmission shaft;
At least a bearing block in which a bearing is disposed, a brake block in which a brake mechanism is disposed, a clutch block in which a clutch mechanism is disposed, a motor block in which a motor is disposed, an encoder block in which an encoder is disposed, and the like. Including a drive control block divided into a plurality of blocks for each component;
A terminal block connected to the drive control block;
A bus line is provided for electrically connecting the divided drive control blocks, and between the drive control block and the terminal block,
An interface drive is mounted on the terminal block, and the interface drive is provided so as to lead a signal to the outside through a connector disposed on the frame.It is characterized by that.
[0015]
[Action]
BookIn the actuator according to the invention,At least a bearing block in which a bearing is disposed, a brake block in which a brake mechanism is disposed, a clutch block in which a clutch mechanism is disposed, a motor block in which a motor is disposed, an encoder block in which an encoder is disposed, and the like. Including a drive control block divided into a plurality of blocks for each component, and a terminal block connected to the drive control block,It is possible to control them integrally.Furthermore, a bus line is provided for electrically connecting the divided drive control blocks and between the drive control block and the terminal block. An interface drive is attached to the terminal block, and the interface drive is The signal is derived to the outside through a connector disposed on the frame.
[0016]
【Example】
Next, a preferred embodiment of the actuator according to the present invention will be described and described in detail below with reference to the accompanying drawings.
[0017]
1 is a perspective view of an actuator according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partially exploded perspective view of FIG. 1, FIG. 3 is a partially omitted plan view of the actuator shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 5 is a longitudinal sectional view taken along line VV.
[0018]
The actuator 10 includes a frame 12 serving as a base, a pair of side covers 14 a and 14 b that are mounted on both side surfaces of the frame 12 in the short direction, and a pair of frames that are mounted on both ends of the frame 12 in the longitudinal direction. End covers 16 and 17 and a top cover 18 that engages with upper surfaces of the side covers 14a and 14b are provided.
[0019]
Further, on the frame 12, a motor 20 fixed to a portion close to one end of the frame 12 and a rotating shaft of the motor 20 and a ball screw 24 are coaxially connected via a coupling member 22. A connecting block 26 that is fixed to the other end side of the frame 12 and rotatably supports the end of the ball screw 24, and the connecting block 26 and the bearing under the rotating action of the ball screw 24. A table mechanism 30 that is linearly displaced between the blocks 28 is provided. Between the connecting block 26 and the bearing block 28, a guide member 32 for linearly guiding the table mechanism 30 displaced by the ball screw 24 is provided.
[0020]
In detail, as shown in FIG. 2, the frame 12 has two substantially parallel and substantially T-shaped grooves 34a and 34b and substantially L-shaped passages 35a and 35b that are substantially parallel to each other in the longitudinal direction. It is defined. Engaging grooves 36a and 36b for attaching the side covers 14a and 14b are defined along the longitudinal direction on both side surfaces orthogonal to the bottom surface of the frame 12, respectively. Long grooves 38a and 38b that are substantially parallel to the engaging grooves 36a and 36b are defined at portions close to the engaging grooves 36a and 36b. The frame 12 is formed by extruding or drawing light metal. The grooves 34a and 34b defined on the bottom surface of the frame 12 are used to connect other frames, actuators, etc. (not shown), and the passages 35a and 35b are used as wiring passages and fluid passages. However, the number is not limited to two but may be one or more.
[0021]
End covers 16 and 17 are attached to both ends of the frame 12 in the longitudinal direction. A substantially circular hole 40 for holding one end of the motor 20 is defined on one side surface of the one end cover 17. Further, a plurality of holes 44 a and 44 b for taking out the cable 42 electrically connected to the motor 20 are defined on both side surface portions of the end cover 17 facing each other. Accordingly, by selecting one of the holes 44a (44b) from the holes 44a and 44b, the direction in which the cable 42 is taken out can be selected.
[0022]
On the side surfaces of the side covers 14 a and 14 b that come into contact with the frame 12, substantially L-shaped protrusions 46 a and 46 b that engage with the engaging grooves 36 a and 36 b of the frame 12 are provided. In this case, by pressing each side cover 14a, 14b from a position inclined with respect to the side surface of the frame 12 in which the engagement grooves 36a, 36b are defined, the protrusions 46a, 46b are engaged with the engagement grooves 36a, It can be inserted along 36b. When the side covers 14a and 14b are detached from the frame 12, it is only necessary to pull the side covers 14a and 14b upward. Therefore, the side covers 14a and 14b can be easily attached to or detached from the frame 12.
[0023]
Next, the table mechanism 30 includes a ball screw bush 48 that converts the rotational motion of the ball screw 24 into linear motion, a pair of table blocks 50a and 50b that hold both side portions of the ball screw bush 48 facing each other, and A holding member 52 having a U-shaped cross section is interposed between the ball screw bush 48 and the guide member 32. On the upper surface of the table blocks 50a and 50b, a connecting hole 54 for mounting and connecting another member is defined. It is possible to position the workpiece with high accuracy by defining a positioning recess 56 in addition to the connecting hole 54.
[0024]
As shown in FIG. 4, the top cover 18 has two substantially parallel passages 58a and 58b having a substantially rectangular cross section along its longitudinal direction. The passages 58a and 58b are used for detecting the position of the table mechanism 30 by arranging a wiring passage of the cable 42 connected to the motor 20 or a sensor (not shown) at a predetermined position. Further, a fluid or wiring passage 59 is defined between the two passages 58a and 58b.
[0025]
The actuator 10 according to the present embodiment is basically configured as described above, and the operation thereof will be described next.
[0026]
As shown in FIG. 5, the actuator 10 is a table mechanism on the frame 12 without the top cover 18, the side covers 14 a, 14 b and the end covers 16, 17 being selected by the operator according to the installation environment. 30, the bearing block 28, the connecting block 26, the motor 20, and the like can be used in a fixed state. In this case, the frame 12 is fixed on a member (not shown) via grooves 34a and 34b having a substantially T-shaped cross section defined on the bottom surface of the frame 12, and the connection defined on the table blocks 50a and 50b. For example, a workpiece can be conveyed by connecting other members (not shown) through the hole 54 for use.
[0027]
On the other hand, the operator can select a desired cover according to the installation environment of the actuator 10 and attach it to the frame 12. That is, one side cover 14a (14b) may be selected from the pair of side covers 14a and 14b and attached to only one side of the frame 12, or may be attached to both sides. Further, one end cover 16 (17) can be selected and attached to both ends of the frame 12 as well as the side covers 14a and 14b. In this case, the top cover 18 can be attached by engaging with the end covers 16 and 17. The operator can attach a desired cover to the frame 12 according to the installation environment of the actuator 10 or the like.
[0028]
Thus, after the operator selects a desired combination and forms the actuator 10, the motor 20 connected to a power source (not shown) is driven to be coaxial with the drive shaft of the motor 20 via the coupling member. The connected ball screw 24 rotates. As the ball screw 24 rotates, the table mechanism 30 moves in a straight line under the spiral action. As described above, a workpiece or the like (not shown) connected to the table mechanism 30 can be transported. The actuator 10 according to the present embodiment is preferably used when a lightweight object having a work weight of about 5 kg or less is conveyed.
[0029]
Here, the modification of a present Example is shown in FIG. 6 and FIG. In this modification, a pair of side covers 51a, 51b, 53a, 53b having different shapes are mounted on the frame 12, and the other configuration is the same as that of the actuator 10 shown in FIG. In the actuator 10a according to the first modification, a set of side covers 51a and 51b having side portions formed substantially flat are attached to the frame 12. In the actuator 10b according to the second modification, long members 55a and 55b having a substantially T-shaped cross section are defined substantially parallel to the side surfaces of the respective side covers 53a and 53b, so that other members are continuously arranged. It becomes possible. The side covers 51a, 51b, 53a, 53b can be similarly attached to the frame in the following embodiments, and detailed description thereof will be omitted.
[0030]
Next, an actuator 60 according to a second embodiment of the present invention is shown in FIGS. In the embodiments shown below, the constituent elements having substantially the same functions as those of the actuator 10 according to the first embodiment are simply specified so that the detailed description is omitted.
[0031]
The actuator 60 has a frame 62 that is slightly wider than the frame 12 shown in FIG. 2, and a pair of side covers 64a that are attached to both side surfaces of the frame 62 in the short direction. 64b, a pair of end covers 66 and 67 attached to both ends in the longitudinal direction of the frame 62, and a top cover 68 that engages with the upper surfaces of the side covers 64a and 64b.
[0032]
On the frame 62, a motor 63, a connecting block 72 made of a hollow block body and coaxially connecting the rotating shaft of the motor 63 and the ball screw 70, and an end portion of the ball screw 70 are rotatably supported. And a table mechanism 76 that linearly displaces between the connecting block 72 and the bearing block 74 under the rotating action of the ball screw 70. Between the connecting block 72 and the bearing block 74, a pair of guide members 78a and 78b for linearly guiding the table mechanism 76 displaced by the ball screw 70 are provided. Each of the guide members 78a and 78b is fixed substantially parallel to the stepped portion 80 formed on the upper surface of the frame 62 along the longitudinal direction.
[0033]
In detail, as shown in FIG. 10, groove portions 82a and 82b having substantially the same and substantially T-shaped cross section are defined on the bottom surface portion of the frame 62, and the cross section between the top surface portion and the bottom surface portion is substantially the same. Two rectangular passages 84a and 84b and two square passages 86a and 86b are defined substantially in parallel with each other in the longitudinal direction. Engagement grooves 88a and 88b for attaching the side covers 64a and 64b and screw members 90 are screwed into both side surfaces orthogonal to the bottom surface of the frame 62 to fix the side covers 64a and 64b to the frame 62. A long groove 92 is defined along the longitudinal direction. The frame 62 is the same as the first embodiment in that it is formed by extruding or drawing a light metal. The groove portions 84a and 84b having a substantially T-shaped cross section defined on the bottom surface portion of the frame 62 are used to connect other frames, actuators, etc. (not shown), and the passages 84a, 84b, 86a and 86b are for wiring. It is used as a passage and a passage for fluid, and this point is the same as in the first embodiment.
[0034]
A plurality of holes 96 a to 96 d for taking out the cable 94 are defined on the side surface of one end cover 67 attached to the end of the frame 62. Accordingly, by selecting a desired hole from the holes 96a to 96d, the direction in which the cable 94 is taken out can be selected. On one side surface of the side covers 64a and 64b that come into contact with the frame 62, substantially L-shaped protrusions 98a and 98b that engage with the engaging grooves 88a and 88b of the frame 62 are provided. The method for inserting the protrusions 98a and 98b into the engaging grooves 88a and 88b of the frame 62 is the same as in the first embodiment. A long groove 92 into which a screw member 90 is screwed in order to fix the side covers 64 a and 64 b to the frame 62 is defined on the side surface opposite to the side surface on which the protrusions 98 a and 98 b are provided.
[0035]
The table mechanism 76 includes a ball screw bush 100 that converts a rotational motion of the ball screw 70 into a linear motion, a pair of table blocks 102a and 102b fixed to both side portions of the ball screw bush 100, and the respective table blocks. The holding members 104a and 104b are provided between the guide members 78a and 78b and are slid between the guide members 78a and 78b. The connection hole 54 and the positioning recess 56 defined on the upper surfaces of the table blocks 102a and 102b are the same as in the first embodiment. In this case, at both ends of the top cover 68 in the short direction, as shown in FIG. 9, two passages 106 a and 106 b having a substantially trapezoidal cross section are formed substantially in parallel along the longitudinal direction.
[0036]
The actuator 60 according to the present embodiment is basically configured as described above, and next, its operation and effect are substantially the same as those of the actuator 10 according to the first embodiment. Will be omitted, and only the differences will be described.
[0037]
The actuator 60 according to the present embodiment is different from the actuator 10 shown in FIG. 1 in that the frame 62 is slightly widened and formed firmly, and a pair of guide members 78a and 78b constituting the table mechanism 76 are predetermined. Two strips are formed substantially parallel and spaced apart. Accordingly, the rigidity with respect to the frame 62 and the guide members 78a and 78b is increased. Therefore, in the actuator 10 shown in FIG. Therefore, it is possible to suitably transport a workpiece of about 30 kg or less.
[0038]
As shown in FIG. 11, the side cover 64a, 64b, the end covers 66, 67, etc. can be installed and used in other devices with the frame 62 removed, as in the first embodiment. It is. Also, as shown in FIGS. 12 and 13, it goes without saying that a pair of side covers 108a, 108b, 109a, 109b having different shapes can be attached to the actuator 60 according to the present embodiment.
[0039]
Next, an actuator 110 according to a third embodiment of the present invention is shown in FIGS. The actuator 110 includes a frame 112 that is firmly formed in the same manner as the frame 62 shown in FIG. 10, a pair of side covers 114 a and 114 b that are attached to both side surfaces of the frame 112 in the short direction, and the frame 112. A pair of end covers 116 and 117 attached to both ends in the longitudinal direction, and a top cover 118 that engages with the upper surfaces of the side covers 114a and 114b.
[0040]
On the frame 112, a motor 119, a coupling block 122 made of a hollow block body and containing a coupling member 121 that coaxially couples the rotating shaft of the motor 119 and the ball screw 120, a bearing block 124, A table mechanism 126 is provided. Between the connection block 122 and the bearing block 124, a pair of guide members 128a and 128b for linearly guiding the table mechanism 126 displaced by the ball screw 120 are provided. Each of the guide members 128a and 128b is fixed substantially parallel to the step portion 130 formed on the upper surface of the frame 112 along the longitudinal direction. A plurality of bearing members 131 are disposed between the guide members 128a and 128b and the holding members 129a and 129b having a substantially U-shaped cross section.
[0041]
In the frame 112, grooves 132a and 132b having substantially the same and substantially T-shaped cross section and passages 134a, 134b, 136a and 136b having a substantially rectangular cross section positioned in line symmetry with each other are defined substantially parallel to the longitudinal direction. Yes. Engaging grooves 138a and 138b for attaching the side covers 114a and 114b and a long groove 142 for inserting the screws 140 are defined on both side surfaces of the frame 112 along the longitudinal direction.
[0042]
On one side surface of the side covers 114a and 114b that come into contact with the frame 112, substantially L-shaped projections 142a and 142b that engage with the engagement grooves 138a and 138b of the frame 112 are provided. The method for inserting the protrusions 142a and 142b into the engagement grooves 138a and 138b of the frame 112 is the same as that in the first embodiment. Furthermore, passages 144a, 144b, 146a, and 146b are defined in the upper and lower ends of the respective side covers 114a and 114b substantially in parallel along the longitudinal direction.
[0043]
The table mechanism 126 includes a ball screw bush 148 that converts the rotational motion of the ball screw 120 into linear motion, a pair of table blocks 150a and 150b fixed to both side portions of the ball screw bush 148, and the respective table blocks. The holding members 129a and 129b are provided between the guide members 128a and 128b and are interposed between the guide members 128a and 128b. As described above, the plurality of bearing members 131 are disposed at the portions where the holding members 129a and 129b and the guide members 128a and 128b are in slidable contact to reduce the frictional resistance.
[0044]
The connecting hole portion 54 and the positioning concave portion 56 defined on the upper surfaces of the table blocks 150a and 150b are the same as those in the first embodiment, and as shown in FIGS. Similarly, a different set of covers can be selectively mounted.
[0045]
The actuator 110 according to the present embodiment is basically configured as described above, and will be described based on FIG. 17 in comparison with the actuators 10 and 60 according to the first and second embodiments.
[0046]
In the actuator 110, the frictional resistance is reduced by using the highly rigid frame 112 and the bearing member 131, and the output of the motor 119 for displacing the table mechanism 126 is set to 200 to 240 W, so that the loading load that is the weight of the workpiece is 60 kg. The stroke length can be up to 1000 mm.
[0047]
As described above, the operator can select the optimum actuators 10, 60, and 110 according to various applications, and can select and install various covers according to the installation environment. .
[0048]
Next, an actuator according to a fourth embodiment of the present invention is shown in FIGS. The actuator according to the present embodiment is different in that the table mechanism is moved linearly by a timing belt instead of the ball screw 24 of the actuator 10 shown in FIG.
[0049]
The actuator 160 includes a long frame 162, a pair of side covers 164a and 164b and a pair of end covers 166 and 167 attached to the frame 162, and a linear shape on the frame 162 via a timing belt 168. A table mechanism 170 that is displaced, a motor pulley unit 174 that is disposed on one end side of the frame 162 and rotates the timing belt 168 under the rotational drive of the coupled motor 172, and the other end portion of the frame 162 are arranged. And an idle pulley unit 176 that engages with the timing belt 168. The side covers 164a and 164b, the end covers 166 and 167, and the top cover (not shown) are configured in substantially the same manner as in the first embodiment, and the mounting method is also the same. Is omitted.
[0050]
As shown in FIGS. 20A and 20B, the table block 178 constituting the table mechanism 170 is nipped so as to mesh with one end portion of the timing belt 168 in which the belt teeth 180 are formed at a predetermined pitch. Means 182a, 182b are provided. The timing belt 168 is formed with one end portion as a start point and the other end portion as an end point, and the one end portion and the other end portion are sandwiched by the sandwiching means 182a and 182b, respectively. As shown in FIG. 20A, the clamping means 182a has one side surface of the timing belt 168 engaged with a flat plate-shaped first plate 184, and the other side surface is concavo-convex on the belt teeth 180 of the timing belt 168. The other end of the timing belt 168 is engaged with the second plate 186 so that one end of the timing belt 168 is clamped. The timing belt 168 can be securely clamped by mounting the plates 184 and 186 in the recess 190 and the groove 192 formed in the block body 188, respectively. Similarly, FIG. 20B is a perspective view when one end portion of the timing belt 168 is sandwiched, and both side surfaces of the timing belt 168 are sandwiched between a pair of plates 184a and 186a and formed on the one plate 186a. The timing belt 168 can be held by the block body 188a. In this embodiment, the timing belt 168 is used as a power transmission member from the motor 172. However, the present invention is not limited to this. For example, a steel belt, a chain, a wire rope, etc. may be used. Is possible. When positioning with higher accuracy, a feed screw such as a ball screw, a string screw, or a trapezoidal screw may be used.
[0051]
Next, as shown in FIG. 21, the motor pulley unit 174 is rotatably disposed in the recess through bearings 196a and 196b, and a gear tooth is formed in the inclined portion. A first bevel gear 198 formed, a pulley 200 that is connected to the first bevel gear 198 via a shaft portion and supports a timing belt 168, and a hole 202 defined at four corners of the gear box 194 are screwed. A gear box cover 204, and a motor 172 connected to a side surface of the gear box 194 and rotatably supported by a second bevel gear 206 engaged with the first bevel gear 198 by a motor shaft 208.
[0052]
In the motor pulley unit 174, the rotation shaft of the motor 172 to which the second bevel gear 206 is connected and the rotation shaft of the pulley 200 that holds the first bevel gear 198 are engaged with each other at right angles or obliquely. The meshing first and second bevel gears 198 and 206 may have the same speed ratio or different gear ratios. Therefore, the entire motor pulley unit 174 including the motor 172 can be formed without protruding from the top cover.
[0053]
Also, a damper 210 is provided on the opposite side surface portion of the motor 172 disposed on the side surface portion of the gear box 194 to reduce an impact when the table block 178 comes into contact. The gear box 194 and the motor 172 are preferably integrated to improve the meshing accuracy between the first and second bevel gears 198 and 206. The motor 172 is preferably a servo motor or a stepping motor that performs accurate synchronous driving and position control.
[0054]
Next, as shown in FIG. 22, an idle pulley unit 176 disposed on a straight line facing the motor pulley unit 174 with the table mechanism 170 therebetween includes a pulley base 212 forming a base, and the pulley In order to be screwed into a hole 214 defined in the upper surface of the base 212 and to be connected by fitting a bolt 218 to a through-hole 216 defined in a side portion, and to arrange a bearing 220 at a substantially center. And a pulley box 224 in which a circular through hole 222 is defined. Further, the idle pulley unit 176 is rotatably disposed on the pulley box 224 via the shaft portion via the bearing 220, and protrudes from the pulley 226 that supports the timing belt 168 and the upper surface of the pulley 226. A bearing 230 that engages with the shaft portion 228 is inserted into a substantially central circular hole 232 to support the rotation of the pulley 226, and is screwed to the protrusion 234 of the pulley box 224 that protrudes substantially in parallel. And a pulley box cover 236. In addition, a damper 238 that is joined to one protrusion of the pulley base 212 and abuts against the table block 178 is provided. The bolt 218 is a tension adjusting bolt for the timing belt 168. The idle pulley unit 176 temporarily fixed via a screw by the hole 214 of the pulley base 212 is moved in parallel with the bolt 218, and the screw fitted to the hole 214 is tightened at an appropriate position. Fixed.
[0055]
As shown in FIG. 18, the motor pulley unit 174 and the idle pulley unit 176 are arranged opposite to both ends in the longitudinal direction of the frame 162 via the base plate 219, and the motor pulley unit 174 and the idle pulley unit 176 are arranged. A timing belt 168 is suspended on the outer peripheral surface of each of the pulleys 200 and 226. Between the motor pulley unit 174 and the idle pulley unit 176, a table block 178 that is displaced in the direction of arrow A or B as the timing belt 168 rotates is disposed. A sliding contact member 223 that slides along the guide 221 is coupled.
[0056]
The actuator 160 according to the present embodiment is basically configured as described above, and the operation thereof will be described next.
[0057]
First, a timing belt 168 is suspended from an idle pulley unit 176 to which a motor pulley unit 174, a table block 178, and a motor 172 are connected, and is fixed to the frame 162 via a base plate 219.
[0058]
The pair of side covers 164a and 164b and the pair of end covers 166 and 167 are selected by the operator according to the installation environment and are attached to the frame 162. Accordingly, as shown in FIG. 19, the side covers 164a and 164b and the end covers 166 and 167 can be used without being attached.
[0059]
Therefore, the motor 172 connected to a power source (not shown) is driven. By driving the motor 172, the second bevel gear 206 connected to the motor shaft 208 rotates. When the first bevel gear 198 coupled orthogonally or obliquely to the second bevel gear 206 is rotated, the pulley 200 coaxially connected to the first bevel gear 198 is rotated. Under the rotating action of the pulley 200, the timing belt 168 joined to the outer peripheral surface of the pulley 200 rotates.
[0060]
As shown in FIGS. 20A and 20B, the timing belt 168 is sandwiched with its respective ends separated, and the motor 172 is rotated forward / reversely so that the first and second bevel gears 198 and 206 are interposed. The table block 178 can be displaced along the linear guide 221. Another member can be connected to the hole 239 defined in the upper surface of the table block 178 via a screw. The dampers 210 and 238 provided on the motor pulley unit 174 side and the idle pulley unit 176 side serve to alleviate the impact caused by the linear reciprocation of the table block 178.
[0061]
In addition, in the actuator 160 according to the present embodiment, it is possible to select and mount various covers having different shapes, similarly to the actuator 10 of the first embodiment.
[0062]
Next, an actuator 240 according to a fifth embodiment of the present invention is shown in FIGS. The actuator 240 is obtained by integrating a cylinder 242 into the actuator 60 shown in FIG.
[0063]
The actuator 240 includes an actuator unit 244 including a motor 63, a table mechanism 76, and the like, and a balancer unit 246 provided continuously to the outside of the actuator unit 244. In this case, the actuator unit 244 has substantially the same configuration and operation as the actuator 60 shown in FIG. 8, and therefore, the same reference numerals are given to the same components and the detailed description thereof is omitted.
[0064]
The balancer portion 246 is provided in a substantially prismatic casing 248 with one end of the cylinder 242 being fixed. That is, a cube-shaped connecting block 252 is fixed to one side surface of the long frame 62 in the short side direction via a plate 250, and one end portion of the cylinder 242 in the longitudinal direction is fixed to the connecting block 252. . The cylinder 242 has a piston (not shown) that reciprocates in a substantially cylindrical cylinder tube 254, and is provided with ports 256a and 256b for supplying and discharging pressure fluid at both ends in the longitudinal direction. Yes. A piston rod 258 exposed to the outside is connected to the piston, and a connecting plate 260 inclined at a predetermined angle is connected to the tip of the piston rod 258. One end of the connecting plate 260 is fixed to one table block 102 a of the table mechanism 76. In this case, the balancer unit 246 is configured so that the piston rod 258 is displaced in the arrow X or Y direction under the action of the pressure fluid supplied from the port 256a, so that the table mechanism 76 is similarly displaced in the arrow X or Y direction. It serves to assist the motor 63 that drives the motor. Accordingly, the load on the motor 63 is reduced.
[0065]
The actuator 240 according to the present embodiment is basically configured as described above, and the operation thereof will be described next.
[0066]
The actuator 240 is normally used in a state where it is erected in a substantially vertical direction, and moves up and down the workpiece supported by the table mechanism 76 by moving the table mechanism 76 in a substantially vertical vertical direction under the drive action of the motor 63. Can be made. In this case, when the actuator 240 is used in an upright state, the motor 63 is loaded by the weight of the table mechanism 76 and the workpiece, but the load for the weight is assisted by the driving force of the cylinder 242. The burden on the motor 63 can be reduced. The actuator 240 can be used not only in a state where it is erected in a substantially vertical direction but also in a state where it is inclined at a predetermined angle.
[0067]
Next, an actuator 270 according to a sixth embodiment of the present invention is shown in FIGS. The actuator 270 is characterized in that one or more cylinders that function to reduce the load on the motor are housed inside the frame.
[0068]
As shown in FIG. 31, the actuator 270 has a frame 276 in which an opening 272 is defined, and long grooves 274a and 274b having a substantially T-shaped cross section are defined in the bottom surface. The long grooves 274a and 274b are for attaching the actuator 270 to other devices not shown. A pair of end covers 278a and 278b are connected to both ends in the longitudinal direction of the frame 276, and a pair of pipe joints 280a and 280b are connected to one end cover 278a (see FIG. 28). In this case, one pipe joint 280a is opened to the atmosphere side and functions to discharge the pressure fluid, and the other pipe joint 280b functions as a pressure fluid supply port. As will be described later, a passage 281 is formed through the frame 276 to allow the pressure fluid introduced from one pipe joint 280b to flow to the opposite end plate 288 (see FIG. 31). .
[0069]
In the opening 272 of the frame 276, as shown in FIG. 29, a pair of cylinder tubes 282 and 284 arranged in parallel with each other at a predetermined interval are provided, and both end portions of the cylinder tubes 282 and 284 are provided. End plates 286 and 288 are airtightly connected to each other (see FIGS. 28 and 29). In this case, the one end plate 286 is defined with a passage 290 that communicates one pipe joint 280 a disposed substantially in the center with the chambers in the cylinder tubes 282 and 284. The other end plate 288 is provided with a communication passage 292 that communicates with the chambers in the cylinder tubes 282 and 284.
[0070]
Further, in the opening 272 of the frame 276, as shown in FIGS. 28 and 29, the motor 294 and the rotating shaft of the motor 294 and the ball screw shaft 298 are coaxially connected via the coupling member 296. The connection block 300, the table mechanism 302 for mounting the workpiece, and the bearing block 304 that pivotally supports one end of the ball screw shaft 298 are disposed. As shown in FIGS. 27 and 30, a pair of side covers 306a and 306b are attached to both side surfaces of the frame 276 in the short direction, and a gap through which the table mechanism 302 moves is provided on the upper surface. A top cover 308 that closes the opening 272 except for is connected to the end covers 278a and 278b.
29 and 30, the table mechanism 302 is disposed between a pair of cylinder tubes 282 and 284, and slides on the outer periphery of the cylinder tubes 282 and 284 along the longitudinal direction of the frame 276. The table block 310, the slide block 312 fixed to the curved concave portion of the table block 310, the plate 314 fixed to the bottom surface of the table block 310, and the bottom surface of the opening 272 spaced apart by a predetermined distance. A set of guide members 316a and 316b fixed along the direction, and sliding members 318a and 318b formed with sliding contact surfaces with the guide members 316a and 316b are included. A cutout portion having a substantially semicircular cross section along the longitudinal direction of the cylinder tubes 282 and 284 is formed on both sides of the table block 310 and in a portion which is in sliding contact with the outer peripheral surfaces of the cylinder tubes 282 and 284. A member 322 in which a plurality of permanent magnets 320 having a substantially semicircular cross section are arranged in parallel is fixed to the cutout portion. The shape of the permanent magnet 320 is substantially semicircular in cross section. However, the shape is not limited to this, and the permanent magnet 320 surrounds part or all of the outer circumferences of the cylinder tubes 282 and 284. I just need it.
[0071]
On the other hand, pistons 324 that are pressed by pressure fluid and reciprocate in the chambers are provided in the chambers of the cylinder tubes 282 and 284, respectively. Since the pistons 324 that slide and displace the inner walls of the cylinder tubes 282 and 284 are configured substantially the same, only one piston 324 will be described below. The piston 324 is provided with a plurality of permanent magnets 326 having a substantially disk shape. In this case, the cylinder used in the present embodiment employs a so-called rodless cylinder in which the piston rod is not connected to the piston 324. As will be described later, the displacement of the piston 324 is between the permanent magnets 320 and 326. Is transmitted to the table mechanism 302 via the magnetic action. In the present embodiment, the permanent magnets 320 and 326 are provided on both the table block 310 and the piston 324. However, any one of them may be formed of a permanent magnet and the other may be formed of a magnetic material. It is. Further, by using an electromagnet instead of the permanent magnets 320 and 326, there is an advantage that it can be manufactured at low cost.
[0072]
In this case, the permanent magnet 326 provided in the piston 324 functions as a first magnet, and the permanent magnet 320 provided in the notch portion functions as a second magnet.
The actuator 270 according to the present embodiment is basically configured as described above, and the operation thereof will be described next.
[0073]
A case where the actuator 270 according to the present embodiment functions as an air balancer will be described. First, the actuator 270 is fixed in a substantially vertical state by fixing means (not shown). In this case, as shown in FIG. 28, the end cover 278a side where the pipe joints 280a and 280b are provided is fixed upward, and a tube or the like is connected to one pipe joint 280b in advance, and the other pipe joint is connected. 280a is in an open state.
[0074]
Accordingly, compressed air is introduced into the actuator 270 through the tube, and a motor 294 connected to a power source (not shown) is driven. The ball screw shaft 298 rotates under the rotational driving action of the motor 294, and the table mechanism 302 is displaced in the arrow X direction under the screwing action of the ball screw.
[0075]
On the other hand, the compressed air introduced from the pipe joint 280 b simultaneously with the driving of the motor 294 passes through the hole of one end plate 286 and faces the other side through a passage 281 defined along the frame 276. To the end plate 288. Therefore, the pressure fluid supplied to the end plate 288 is branched by the communication path 292 and simultaneously supplied to the chambers in the pair of cylinder tubes 282 and 284. The piston 324 in each of the cylinder tubes 282 and 284 is displaced in the arrow X direction by being pressed by the supplied pressure fluid. In this case, the plurality of disk-like permanent magnets 326 attached to the piston 324 pulls the plurality of permanent magnets 320 fixed to the notch portion of the table block 310 by its magnetic action. Accordingly, the pistons 324 in the pair of cylinder tubes 282 and 284 arranged in parallel are displaced in the arrow X direction, and at the same time, the table block 310 is pulled in the arrow X direction.
[0076]
As described above, the table mechanism 302 is combined with the spiral action of the ball screw shaft 298 that is rotationally driven by the motor 294 and the magnetic field action of the piston 324 moving in the cylinder tubes 282 and 284. Displacement in the X direction. Therefore, even if the work mounted on the table mechanism 302 is a heavy object, the load applied to the motor 294 is reduced, and the work can be suitably conveyed in the direction of the arrow X. Furthermore, for example, by connecting an encoder (not shown) to the motor 294 and detecting the transport position based on a signal from the encoder, it is possible to perform highly accurate positioning at a predetermined position in the arrow X direction.
[0077]
As described above, the actuator 270 according to the present embodiment can function as an air balancer by cooperating the motor 294 and a pair of rodless cylinders, but is not limited thereto. In a state where the is installed substantially horizontally, only one of the motor 294 and the cylinder is driven to carry the workpiece.
[0078]
Note that the actuator 270 according to the present embodiment is described with two cylinder tubes 282 and 284 arranged in parallel with the opening 272 in the frame 276, but is not limited to this. Of course, the above is sufficient.
[0079]
Next, an actuator according to a seventh embodiment of the present invention is shown in FIGS.
[0080]
Conventionally, the driving force of the motor is transmitted to the table mechanism by connecting the rotating shaft of the motor and the ball screw via, for example, a coupling member. When connecting the rotating shaft of the motor and the ball screw, a connecting block for holding the rotating shaft and the ball screw coaxially is provided. In addition, the coupling member absorbs the deviation of the axial center between the rotating shaft of the motor and the ball screw, and the vibration generated when the rotational motion is converted into the linear motion and the ball screw become longer. It functions to prevent transmission of vibration caused by rotational motion (so-called jumping rope phenomenon) having a specific deflection that occurs with the motor shaft to the motor shaft.
[0081]
By the way, an extra inertial force is generated when the coupling member is rotated. For example, in a motor that requires a high dynamic characteristic such as a servo motor, the dynamic characteristic is hindered by the inertial force. is there. In addition, there is a demand for improving the versatility by making the actuator itself more compact by reducing the size and weight of the motor.
[0082]
Therefore, the actuator according to the present embodiment is characterized in that the rotation shaft of the motor and the drive shaft for linearly displacing the table mechanism can be integrated to reduce the size and weight of the actuator itself.
[0083]
The actuator 330 includes a frame 336 in which a long groove 334 having a substantially T-shaped cross section is defined in a side surface portion excluding an opening 332 and forming an outer frame, and a linear motion disposed on a bottom portion of the frame 336. The guide 338 includes a table mechanism 342 that linearly displaces along the linear guide 338 under the rotational action of the ball screw shaft 340, and a motor 344 connected to one end of the frame 336.
[0084]
The table mechanism 342 is linearly displaced under the rotational action of a bearing member 346 that slides along the linear guide 338 and a ball screw shaft 340 that is fixed to the bearing member 346 and fits into the ball screw bush 348. Table 349.
[0085]
As shown in FIG. 34, the motor 344 includes a motor part 352 and an encoder part 354 housed in a casing 350. The casing 350 includes a frame 358 on which a bracket part 356 is formed and an end cover 360. A drive shaft 362 that is integrally formed with the ball screw shaft 340 and functions as a motor shaft is disposed in the casing 350. The drive shaft 362 is held by a first bearing member 364 supported by a bracket portion 356 and a second bearing member 368 supported by an encoder frame 366 described later.
[0086]
The first bearing member 364 functions as a so-called deep groove ball bearing, and a spring washer 370 that supports the first bearing member 364 along the axial direction is provided on a side surface thereof. The first bearing member 364 and the spring washer 370 have the following functions.
[0087]
In other words, the first bearing member 364 in the present embodiment is disposed close to a portion where the drive shaft 362 is exposed to the outside of the casing 350 and has a retaining force in the radial inward direction with respect to the drive shaft 362, so that the permanent magnet 372. And the stator coil 374 are secured with high accuracy, and the function of preventing the vibration due to the jump rope phenomenon of the ball screw shaft 340 from being propagated to the motor unit 352 is provided.
[0088]
The displacement generated due to the difference in thermal expansion between the frame 358 and the drive shaft 362 due to the heat generated by the motor 344 is caused by the elastic deformation of the spring washer 370 that holds the first bearing member 364 from the side surface. Absorbed by displacement in the direction. As a result, it is possible to prevent an axial stress from being generated on the first bearing member 364.
[0089]
A ring-shaped motor rotor 376 and a permanent magnet 372 are sequentially fitted and fixed to the drive shaft 362, respectively, and a ring-shaped stator coil 374 and a stator iron core are attached to the inner wall surface of the frame 358 corresponding to the outer peripheral surface of the permanent magnet 372. 378 are respectively fixed. In order to fix the drive shaft 362 and the motor rotor 376, there is a method in which a set screw is engaged with a chamfered portion (not shown), or is fixed by a key groove for retaining rotation, a retaining ring, a collar or the like. Alternatively, the drive shaft 362 and the motor rotor 376 may be formed integrally by a method using an adhesive, spun ring, or the like, or by magnetizing the drive shaft 362 directly after mounting the magnet.
[0090]
An encoder frame 366 is fixed to the inner wall of the end cover 360, and the encoder frame 366 supports the second bearing member 368 via a bearing retainer 380. In this case, the second bearing member 368 constitutes a so-called double row angular ball bearing in which balls 369 are arranged in parallel. In the second bearing member 368, since the balls 369 disposed in parallel are disposed at a predetermined angle with respect to the line orthogonal to the axis, the load in the axial direction and the direction orthogonal to the axis are determined. Can be absorbed. The second bearing member 368 may be replaced with an angular ball bearing, a combined tapered roller bearing, a double row tapered roller bearing, or the like according to another combination.
[0091]
A pair of substrates 384a and 384b spaced apart from each other by a predetermined distance are fixed to the encoder frame 366 via pins 386, and a pair of photosensors 388a and 388b each composed of a light emitting portion and a light receiving portion are attached to the pair of substrates 384a and 384b, respectively. Is fixed. A nut member 390 is fitted to one end of the drive shaft 362, and a donut-shaped encoder disk 392 is fixed to the outer periphery of the nut member 390. A slit (not shown) is defined in the encoder disk 392, and the rotational speed of the motor 344, the position of the table 349, and the like are detected by receiving light emitted from the light emitting unit through the slit.
[0092]
The actuator 330 according to the present embodiment is basically configured as described above. Next, the operation, action and effect will be described.
[0093]
First, by energizing a power supply (not shown) connected to the motor 344 via a lead wire, the motor unit 352 is driven and the drive shaft 362 rotates in a predetermined direction. Accordingly, the rotational motion by the motor unit 352 is transmitted to the ball screw bush 348 via the ball screw shaft 340 that functions as a driving force transmission shaft, and the rotational motion is converted into a linear motion by the ball screw shaft 340 and the table 349. Is displaced.
[0094]
In this case, during the operation of the motor 344, the first bearing member 364 absorbs vibration caused by the ball screw shaft 340 and prevents the vibration from being transmitted to the drive shaft 362 as described above. Therefore, it is possible to stably continue the rotational movement without damaging the motor unit 352.
[0095]
Further, when the motor unit 352 generates heat with the rotational movement, and the frame 358 is displaced along the axial direction of the drive shaft 362 due to a difference in thermal expansion between different materials of the frame 358 and the drive shaft 362. Even so, the displacement can be absorbed by the spring washer 370 elastically deforming in the axial direction. Therefore, it is possible to prevent the stress in the axial direction from being applied to the first bearing member 364.
[0096]
Next, FIGS. 35 and 36 show schematic configuration diagrams of an actuator according to an eighth embodiment of the present invention.
[0097]
This actuator 400 is similar to the actuator 330 shown in FIG. 33 in that the ball screw 402 and the motor shaft 404 are integrally formed coaxially, and the actuator 400 is reduced in size. A brake block 406 in which a brake mechanism is housed is provided at one end of the ball screw 402, and an encoder 408 such as an absolute encoder or a semi-absolute encoder, and a motor 410 are housed in a housing 412 at the other end. The difference is that the control unit 414 is fixed to the frame 416. A bearing block 418 that pivotally supports one end of the ball screw 402 in the vicinity of the brake block 406 is fixed to the frame 416, and a table block 420 is provided between the bearing block 418 and the drive control unit 414. Displaceable in the direction of the arrow. As shown in FIG. 36, the drive control unit 414 is disposed along the axial direction of the ball screw 402, and is used to derive the power supply of the motor 410, the control signal, and the signal detected by the encoder 408 to the outside. Bus lines 422a to 422d are provided.
[0098]
At both ends of the motor shaft 404 in the housing 412, double row first bearings 424 and second bearings 426 are provided to prevent vibration due to the ball screw 402 from being transmitted to the motor shaft 404. The motor shaft 404 is held by the first bearing 424 and the second bearing 426. As described above, by providing the bus lines 422a to 422d in the drive control unit 414, it is not necessary to separately provide spaces such as signal paths and wiring paths, and the actuator 400 can be further downsized.
[0099]
Next, schematic configuration diagrams of an actuator according to a ninth embodiment of the present invention are shown in FIGS. Components that are substantially the same as those of the actuator 400 shown in FIGS. 35 and 36 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0100]
The actuator 430 includes an encoder block 434 provided with a real encoder on one end side of the ball screw 432 and a manual handle 436, and a brake mechanism 438 and a clutch mechanism 440 on the other end side of the ball screw 432. , An integrated drive control block 446 including a motor 442 and an encoder 444 is provided. The encoder block 434 and the drive control block 446 are fixed through a long groove defined in the frame 416.
[0101]
A terminal block 448 is connected to the drive control block 446, and the drive control block 446 and the terminal block 448 are connected by bus lines 422a to 422d provided in the respective blocks. A lead wire 450 connected to the terminal block 448 is connected to an external control device (not shown).
[0102]
In this case, as shown in FIG. 38, the drive control block 446 and the terminal block 448 may be formed as an integrated block 452. Further, as shown in FIG. 39, each component arranged in the drive control block 446 can be divided into a plurality of blocks, and the divided blocks can be formed to be detachable from each other. It is. That is, the drive control block 454 includes a bearing block 456 in which double-row bearings are disposed, a brake block 458 in which a brake mechanism is disposed, a clutch block 460 in which a clutch mechanism is disposed, and a motor. A motor block 462, an encoder block 464 in which an encoder is disposed, and a terminal block 466 provided with a concentrated wiring mechanism. In this case, it is possible to mount the interface drive 468 on the terminal block 466 by selecting a desired direction from the direction orthogonal to the axis of the ball screw 432 or the direction along the axis. As shown in FIG. 40, the interface drive 468 can derive a signal to the outside through a connector 472 disposed on the bottom surface of the frame 470. Thus, it becomes possible to connect and constitute a desired block body by making each component into blocks.
[0103]
Next, schematic configuration diagrams of an actuator according to a tenth embodiment of the present invention are shown in FIGS.
[0104]
The actuator 480 holds both ends of the ball screw 482 by a pair of bearing blocks 486a and 486b fixed to the frame 484, and the moving block 488 can be displaced between the pair of bearing blocks 486a and 486b in the direction of the arrow X or Y. Is formed. The moving block 488 is integrally formed, and a motor 490, a bearing 492, an encoder 494, a brake mechanism 496, and a clutch mechanism 498 are disposed in the moving block 488. In this way, by configuring the moving block 488 to be displaced with respect to the ball screw 482 whose both ends are fixed, it is possible to prevent the so-called jump rope phenomenon that occurs when the ball screw 482 is rotated. It becomes possible. Note that the supply of power, signals, and the like to the moving block 488 is performed via a flexible substrate 500 provided above the frame 484, as shown in FIG. In this case, the flexible substrate 500 and the moving block 488 are connected via a socket. As shown in FIG. 43, it is also possible to divide the constituent elements arranged in the moving block 488 into a plurality of detachable blocks 488a to 488e and connect them detachably to each other. .
[0105]
Next, an actuator according to an eleventh embodiment of the present invention is shown in FIGS.
[0106]
The actuator 510 includes a frame 514 having guide portions 512a and 512b that protrudes upward and is integrally formed, a pair of side covers 516a and 516b that are attached to both side surfaces of the frame 514 in the short direction, and the frame 514 includes a pair of end covers 518 and 519 attached to both ends in the longitudinal direction of 514, and a top cover 520 that engages with the upper surfaces of the side covers 516a and 516b.
[0107]
The frame 514 includes a motor 522, a connection block 528 that connects the motor shaft and the ball screw shaft 524 via a coupling member 526, a bearing member 530 that pivotally supports one end of the ball screw shaft 524, A table mechanism 532 that is displaced in the direction of the arrow X or Y under the driving action of the motor 522 is disposed. Components that are substantially the same as those of the actuator 60 shown in FIG. 9 are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
[0108]
In the actuator 510 according to the present embodiment, guide portions 512a and 512b projecting along the longitudinal direction are formed integrally with the frame 514 at both ends of the frame 514, and the section L is substantially L with respect to the guide portions 512a and 512b. First letter-shaped first side plates 534a and 534b (see FIG. 46) are fixed, respectively, while second side plates 536a and 536b having substantially trapezoidal cross sections that are in sliding contact with the side surfaces of the guide parts 512a and 512b are arranged. It is characterized in that it is installed.
[0109]
That is, in the actuator 60 shown in FIG. 9, guide members 78 a and 78 b and holding members 104 a and 104 b having a substantially U-shaped cross section are interposed between the table blocks 102 a and 102 b constituting the table mechanism 76 and the frame 62. Is configured. On the other hand, in the actuator 510 according to the present embodiment, as shown in FIG. 45, for example, the guide portions 512a and 512b and the frame 514 are integrally formed of the same member using a material such as aluminum, and the first side is further formed. The plates 534a and 534b and the second side plates 536a and 536b are subjected to anodizing and Teflon processing, respectively. The first side plates 534a and 534b are fixed to the guide portions 512a and 512b, respectively, while the second side plates 536a and 536b are fixed to the holding members 538a and 538b having a U-shaped cross section, respectively. 512a and 512b are formed to be supported from the side. As described above, by using the first side plates 534a and 534b and the second side plates 536a and 536b which have been subjected to special processing in advance, the frictional force with the guide portions 512a and 512b generated when the table mechanism 532 is displaced is reduced. It can be reduced, and the durability can be improved.
[0110]
【The invention's effect】
According to the actuator of the present invention, the following effects can be obtained.
[0114]
In other words, depending on the installation environment, application, etc., the operator can select any of the drive control blocks divided into a plurality of blocks for each component.BlockSelectConventionally, the components individually connected to each other are integrated, so that the actuator can be miniaturized and the components can be controlled integrally with each other.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an actuator according to a first embodiment of the present invention.
2 is a partially exploded perspective view of the actuator shown in FIG. 1. FIG.
3 is a partially omitted plan view of the actuator shown in FIG. 1. FIG.
4 is a longitudinal sectional view taken along line IV-IV shown in FIG.
5 is a perspective view showing a state where various covers are removed from the actuator shown in FIG. 1. FIG.
6 is a cross-sectional view showing a modification of the actuator shown in FIG.
7 is a cross-sectional view showing a modification of the actuator shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 8 is a perspective view of an actuator according to a second embodiment of the present invention.
9 is a longitudinal sectional view taken along line IX-IX shown in FIG.
10 is a partially exploded perspective view of the actuator shown in FIG. 8. FIG.
11 is a perspective view showing a state where various covers are removed from the actuator shown in FIG. 8. FIG.
12 is a cross-sectional view showing a modification of the actuator shown in FIG.
13 is a cross-sectional view showing a modification of the actuator shown in FIG.
FIG. 14 is a perspective view of an actuator according to a third embodiment of the present invention.
15 is a plan view of a state in which a top cover is opened from the actuator shown in FIG. 14;
16 is a longitudinal sectional view taken along line XVI-XVI of the actuator shown in FIG.
FIG. 17 is an explanatory diagram comparing the functions of various actuators.
FIG. 18 is a partially exploded perspective view of an actuator according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a partial perspective view of the actuator shown in FIG.
FIG. 20A and FIG. 20B are explanatory views showing timing belt gripping means according to an embodiment of the present invention.
FIG. 21 is an exploded perspective view of a motor pulley unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 22 is an exploded perspective view of an idle pulley unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a perspective view of an actuator according to a fifth embodiment of the present invention.
24 is a plan view showing a state where a top cover of the actuator shown in FIG. 23 is opened. FIG.
25 is a partially exploded perspective view of the actuator shown in FIG. 23. FIG.
26 is a longitudinal sectional view of the actuator shown in FIG. 24 taken along line XXVI-XXVI.
FIG. 27 is a perspective view of an actuator according to a sixth embodiment of the present invention.
28 is a plan view showing a state where a top cover of the actuator shown in FIG. 27 is opened. FIG.
29 is a partial perspective view of the actuator shown in FIG. 27. FIG.
30 is a longitudinal sectional view taken along line XXX-XXX of the actuator shown in FIG. 27. FIG.
31 is a perspective view showing a frame of the actuator shown in FIG. 27. FIG.
FIG. 32 is a perspective view of an actuator according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 33 is a partially omitted perspective view of the actuator shown in FIG. 32;
34 is a cross-sectional view of the actuator shown in FIG. 32. FIG.
FIG. 35 is a schematic sectional view of an actuator according to an eighth embodiment of the present invention.
36 is a longitudinal sectional view of the actuator shown in FIG. 35 taken along the line XXXVI-XXXVI.
FIG. 37 is a schematic sectional view of an actuator according to a ninth embodiment of the present invention.
38 is a partially omitted perspective view of the actuator shown in FIG. 37. FIG.
FIG. 39 is a modification of the actuator shown in FIG.
40 is a modification of the actuator shown in FIG.
FIG. 41 is a schematic sectional view of an actuator according to a tenth embodiment of the present invention.
42 is a partially omitted perspective view of the actuator shown in FIG. 41. FIG.
43 is a modification of the actuator shown in FIG. 41. FIG.
44 is a plan view of an actuator according to an eleventh embodiment of the present invention. FIG.
45 is a longitudinal sectional view of the actuator shown in FIG. 44 taken along line XXXV-XXXXV.
FIG. 46 is a perspective view showing a side plate.
[Explanation of symbols]
10, 10a, 10b, 60, 110, 160, 240, 270, 330, 400, 430, 480, 510... Actuator
12, 62, 112, 162, 276, 416, 484, 514 ... frame
14a, 14b ... side cover 16, 17 ... end cover
18 ... Top cover 20 ... Motor
22 ... Coupling member 24 ... Ball screw
26 ... Connection block 28 ... Bearing block
30 ... Table mechanism 32 ... Guide member
36a, 36b ... engaging grooves 46a, 46b ... projections
48 ... Ball screw bushing 50a, 50b ... Table block
52 ... Holding member 56 ... Recess for positioning

Claims

直線状に延在するフレームと、A linearly extending frame;
モータの回転軸と一体化された駆動力伝達軸と、A driving force transmission shaft integrated with the rotating shaft of the motor;
前記駆動力伝達軸の軸線方向に沿って変位するテーブルブロックと、A table block that is displaced along the axial direction of the driving force transmission shaft;
少なくとも、ベアリングが配設されるベアリングブロック、ブレーキ機構が配設されるブレーキブロック、クラッチ機構が配設されるクラッチブロック、モータが配設されるモータブロック、エンコーダが配設されるエンコーダブロック等を含み、構成要素毎に複数のブロックに分割された駆動制御ブロックと、At least a bearing block in which a bearing is disposed, a brake block in which a brake mechanism is disposed, a clutch block in which a clutch mechanism is disposed, a motor block in which a motor is disposed, an encoder block in which an encoder is disposed, and the like. Including a drive control block divided into a plurality of blocks for each component;
前記駆動制御ブロックに連設されるターミナルブロックと、A terminal block connected to the drive control block;
を備え、前記分割された駆動制御ブロック間、および前記駆動制御ブロックと前記ターミナルブロックとの間を電気的に接続するバス線が設けられ、A bus line is provided for electrically connecting the divided drive control blocks, and between the drive control block and the terminal block,
前記ターミナルブロックにはインターフェースドライブが装着され、前記インターフェースドライブは、前記フレームに配設されたコネクタを介して外部に信号を導出するように設けられることを特徴とするアクチュエータ。An actuator, wherein an interface drive is mounted on the terminal block, and the interface drive is provided so as to derive a signal to the outside through a connector disposed on the frame.