JP6576226B2 - アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、アクチュエータに関する。

ロッド型アクチュエータは、例えば、モータの回転運動に基づいて、スライド部に固定されたロッドが進退移動する。これにより、ロッドの先端に取り付けられた任意の工具や電子デバイスが、作業対象のワークを押圧するなど、様々な作業を行う。例えば、特許文献１には、電子デバイスとして、押圧力等を検出するロードセルが取り付けられたアクチュエータが開示されている。ロードセルが取り付けられたアクチュエータは、電動プレス装置として構成される。

特開２０１４−２２８０４８号公報

特許文献１では、その図１２及び図２０に示すように、ロードセルに接続されたロードセル用ケーブルは、移動体を通り、ケーブルの一部である折り返し部分が、移動体の後端側の、ボールネジ軸（ネジ軸）に近傍に配置されている。このため、ケーブルの一部が、ボールネジ軸の回転に干渉するおそれがあり、改善の余地があった。

本発明は、上述の事情の下になされたもので、電子デバイスから引き出されているケーブルが、アクチュエータ内部に配線された場合であっても、ネジ軸の回転に干渉するおそれのないアクチュエータを提供する。

上述の目的を達成するために、本発明の第１の観点に係るアクチュエータは、
回転軸を備えるモータと、
前記回転軸とともに回転するネジ軸と、前記ネジ軸に螺合されたナットと、を備え、前記ネジ軸の回転運動を、前記ナットの直線運動に変換する変換機構部と、
前記ナットに接続されることにより、前記ナットとともに直線運動する移動体と、
前記移動体を、移動可能に支持するレール部を備えたベース部材と、
電子デバイスが先端に設けられ、前記移動体に取り付けられることで軸方向に直線運動するロッドと、
前記電子デバイスに接続され、電力の供給及び信号の伝送のために用いられるケーブルと、を有し、
前記ロッドには、前記ロッド内部に配線された前記ケーブルが前記ロッドの軸線に垂直な方向へ挿通されるロッド挿通孔が形成されており、前記ケーブルは、前記ロッド挿通孔から前記ロッドの外部に引き出され、前記ロッドの先端側に折り返されている。

前記ロッド挿通孔は、前記ロッドのロッド本体と前記移動体との接続部分近傍に形成されていてもよい。

前記ベース部材には、前記ロッドの外部に引き出された前記ケーブルが挿通されるベース挿通孔が形成されていてもよい。

前記ベース挿通孔は、前記移動体の直線運動方向に沿って形成された第１孔部と、前記第１孔部から前記ベース部材に形成された移動体配置空間まで通じる第２孔部と、から構成され、
前記ロッド挿通孔から引き出された前記ケーブルは、前記ロッドの後端側に折り返され、前記第２孔部及び前記第１孔部に順に挿通されていてもよい。
本発明の第２の観点に係るアクチュエータは、
回転軸を備えるモータと、
前記回転軸とともに回転するネジ軸と、前記ネジ軸に螺合されたナットと、を備え、前記ネジ軸の回転運動を、前記ナットの直線運動に変換する変換機構部と、
前記ナットに接続されることにより、前記ナットとともに直線運動する移動体と、
前記移動体を、移動可能に支持するレール部を備えたベース部材と、
電子デバイスが先端に設けられ、前記移動体に取り付けられることで軸方向に直線運動するロッドと、
前記電子デバイスに接続され、電力の供給及び信号の伝送のために用いられるケーブルと、を有し、
前記ロッドには、前記ロッド内部に配線された前記ケーブルが挿通されるロッド挿通孔が形成されており、前記ケーブルは、前記ロッド挿通孔から前記ロッドの外部に引き出され、前記ロッドの先端側に折り返され、
前記ベース部材には、前記ロッドの外部に引き出された前記ケーブルが挿通されるベース挿通孔が形成され、
前記ベース挿通孔は、前記移動体の直線運動方向に沿って形成された第１孔部と、前記第１孔部から前記ベース部材に形成された移動体配置空間まで通じる第２孔部と、から構成され、
前記ロッド挿通孔から引き出された前記ケーブルは、前記ロッドの後端側に折り返され、前記第２孔部及び前記第１孔部に順に挿通されている。

前記第２孔部の開口断面は、前記直線運動方向を長手方向とする略長円形状に形成されていてもよい。

前記ベース部材には、前記ベース挿通孔の前記第１孔部に挿通されている前記ケーブルを、前記移動体配置空間に引き出すための開口部が形成されていてもよい。

一端が前記移動体に固定され、他端が前記ベース部材に固定されて、後端側に折り返された前記ケーブルの折返し部分を保護するケーブルガイドを有していてもよい。

前記ケーブルは、一本のケーブルから構成されていてもよい。

前記ロッドには、前記電子デバイスの前記ケーブルが挿通される挿通部が形成されていてもよい。

前記ロッドは、前記ネジ軸が挿入される挿入孔が形成されたロッド本体と、前記挿入孔に嵌め込まれる嵌合部材と、を有し、
前記挿通部は、前記ロッド本体の前記挿入孔の内周面と、前記嵌合部材の外周面とによって形成されていてもよい。

前記ロッドの先端に設けられる前記電子デバイスを有し、
前記電子デバイスは、前記ロッドの先端が作業対象に押し付けられた場合に、荷重を検出するロードセルであってもよい。

本発明によれば、ケーブルは、ロッドのロッド挿通孔から外部に引き出され、ロッドの先端側に折り返されている。このため、ケーブルは、移動体の後端側におけるネジ軸近傍に配置されない。したがって、電子デバイスから引き出されているケーブルが、アクチュエータ内部に配線された場合であっても、ネジ軸の回転に干渉するおそれのないアクチュエータを提供することができる。

本発明の実施形態に係るアクチュエータの斜視図である。 アクチュエータの分解斜視図である。 ロードセルの分解斜視図である。 アクチュエータの断面図である。 アクチュエータを一部を簡略して示した断面図である。拡大図Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、要部拡大図である。 アクチュエータ本体の分解斜視図である。 ロッドの分解斜視図である。 図４のＡ−Ａ線の断面における斜視図である。 （Ａ）は、一部を簡略して示した図４のＡ−Ａ線の断面図である。（Ｂ）は、（Ａ）における矢印Ｂで示した部分の拡大図である。 ロッド、ベース部材、スライド部、及びケーブルガイド等を示す斜視図である。 ベース部材の斜視図である。 （Ａ）は、ベース部材のＹＺ断面図である。（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。（Ｃ）は、（Ａ）のＣ−Ｃ断面図である。（Ｄ）は、（Ａ）のＤ−Ｄ断面図である。 ベース部材の断面図である。 アクチュエータの動作を説明するために簡略して示した断面図（その１）である。 アクチュエータの動作を説明するために簡略して示した断面図（その２）である。 アクチュエータの動作を説明するために簡略して示した断面図（その３）である。 変形例に係るアクチュエータの一部を簡略して示した断面図である。

以下、本発明の実施形態に係るアクチュエータ１０について図１〜図１４を参照しつつ説明する。なお、理解を容易にするため、ＸＹＺ座標を設定し、適宜参照する。

アクチュエータ１０は、図１に示すように、Ｙ軸方向に進退移動するロッド１１を有するロッド型アクチュエータである。また、このアクチュエータ１０は、アクチュエータ本体１０Ａに対して、モータユニット２０が上側（＋Ｚ側）に折り返して取り付けられた上側折返しタイプのアクチュエータである。図２は、アクチュエータ１０の分解斜視図である。図２に示すように、アクチュエータ１０は、アクチュエータ本体１０Ａと、モータユニット２０と、折返しユニット９０と、ロードセル１００と、ケーブル１１０とを有する。なお、図２においては、折返しユニット９０は、Ｙ軸回りに９０°傾けた状態で示されている。本実施形態に係るアクチュエータ１０は、ロードセル１００を有する電動プレス装置である。

ロードセル１００は、図３に示すように、ロッド１１の先端に取り付けられている。ロードセル１００は、ロードセル本体１０１と、フレーム１０２、１０３、１０４と、複数のボルト１０５、１０６とを有する。

ロードセル本体１０１は、ロッド１１の先端が作業対象に押し付けられた場合に、荷重を検出し、その荷重に応じた信号を出力するセンサである。

フレーム１０２には、Ｙ軸方向に貫通する貫通孔１０２ａが形成されている。フレーム１０２の貫通孔には、ロードセル本体１０１が、＋Ｙ側から挿入される。貫通孔１０２ａにロードセル本体１０１が挿入されると、ロードセル本体１０１の先端部（−Ｙ側の端部）が、フレーム１０２から露出する（図２参照。）。貫通孔１０２ａにロードセル本体１０１が挿入されたフレーム１０２には、フレーム１０３が、複数のボルト１０５によって固定される。さらに、フレーム１０３には、フレーム１０４が、複数のボルト１０６によって固定される。フレーム１０４に形成された孔に内周面には、雌ネジ部が形成されている。この雌ネジ部には、ロッド１１の先端部（−Ｙ側の先端部）の外周面に形成された雄ネジ部が螺合する。

ケーブル１１０は、図４及び図５に示すように、ロードセル本体１０１が検出した荷重に応じた信号を伝送したり、ロードセル本体１０１に電源を供給したりするために用いられる。ロードセル本体１０１から引き出されたケーブル１１０は、アクチュエータ本体１０Ａの内部と、折返しユニット９０の内部とを通り、モータユニット２０の内部に引き出されている。ケーブル１１０は、一本のケーブルから構成されている。

モータユニット２０は、モータ本体２１と、エンコーダと、モータ本体２１及びエンコーダを収納、保護するモータハウジング２２と、プーリ２３と、アクチュエータケーブル２４ａ、２４ｂとを有する。

モータ本体２１は、例えば、サーボモータであり、出力軸２１ａ（回転軸）、ロータ、ステータ、エンコーダ、減速器等を有している。モータ本体２１には、電源から電力が供給される。モータ本体２１に電力が供給されることによって、モータ本体２１のロータが回転する。このロータの回転運動は、例えば、減速器によって所定の減速比で減速され、出力軸２１ａに出力される。出力軸２１ａは、ボールベアリング２５によって、モータハウジング２２に回転可能に支持されているため、出力軸２１ａは、モータ本体２１のロータとともに回転する。

プーリ２３は、出力軸２１ａの先端（＋Ｙ側の端部）に取り付けられている。プーリ２３は、例えば、外周面に複数の歯が形成されたタイミングプーリである。このプーリ２３は、例えば、複数のねじ部材が径方向から挿入されることによって、モータ本体２１の出力軸２１ａに対して回り止めされた状態で固定されている。このねじ部材により、プーリ２３は、出力軸２１ａとともに回転する。

アクチュエータケーブル２４ａ、２４ｂは、モータハウジング２２から引き出されている。引き出されたアクチュエータケーブル２４ａ、２４ｂは、図示しないコントローラに接続される。コントローラは、ティーチングペンダントからの入力に基づいて、アクチュエータ１０を制御する。コントローラは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、主記憶部、補助記憶部等を含んで構成されている。

アクチュエータケーブル２４ａは、例えば、モータケーブルであり、コントローラから、モータ本体２１を制御するための信号を伝送するために用いられる。

アクチュエータケーブル２４ｂは、例えば、エンコーダケーブルであり、エンコーダからの検出信号を伝送するために用いられる。なお、このアクチュエータケーブル２４ｂには、モータユニット２０の内部に引き出されたケーブル１１０が接続される。

アクチュエータ本体１０Ａは、図６に示すように、上述したロッド１１に加えて、ベース部材３０と、カバー部材４０と、スライド部５０と、ボールネジ６０と、フロントブラケット７０と、ベアリングユニット８０とを有している。

ロッド１１は、Ｙ軸方向を長手方向とする円筒形状の部材である。ロッド１１は、スライド部５０に固定されることで、＋Ｙ方向及び−Ｙ方向の双方向に移動する。ロッド１１は、図７に示すように、ロッド本体１２と、パイプ部材１３（嵌合部材）と、ロッドブラケット１５と、ケーブル脱落防止部材１６と、ケーブル固定部材１７とを有する。また、ロッド１１には、ケーブル１１０を挿通するための挿通部１４、及びロッド本体１２とスライド部５０との接続部分近傍に形成されたロッド挿通孔１１ａが設けられている。

ロッド本体１２は、内部に貫通孔１２ａが形成された略円筒形状の部材である。ロッド本体１２は、例えば、ステンレス鋼からなる。ただし、ロッド本体１２の素材は、任意であり、ステンレス鋼以外のものであってもよい。例えば、アルミニウムであってもよい。

パイプ部材１３は、内部に貫通孔が形成された略円筒形状の部材である。パイプ部材１３は、図８及び図９に示すように、その外径が、ロッド本体１２の貫通孔１２ａの内径に同等になるように形勢されている。パイプ部材１３は、例えば、ポリ塩化ビニル等の樹脂からなる。図７に示すように、パイプ部材１３の外周には、長手方向に沿って、溝１３ａが形成されている。溝１３ａの先端側（−Ｙ側）の端部には、切欠き状のパイプ挿通孔１３ｂが形成されている。

パイプ部材１３が、ロッド本体１２の貫通孔１２ａに嵌め込まれると、図８及び図９に示すように、貫通孔１２ａの内周面と、パイプ部材１３の溝１３ａとによって、挿通部１４が形成される。挿通部１４には、ケーブル１１０が挿通される。

ロッドブラケット１５は、図７に示すように、ロッド本体１２をスライド部５０に固定するために用いられる。ロッドブラケット１５には、Ｙ軸方向に貫通する貫通孔１５ａが形成されている。貫通孔１５ａには、ロッド本体１２の後端部１２ｂが挿入される。後端部１２ｂが貫通孔１５ａに挿入されたロッド本体１２は、例えば、ロッドブラケット１５の下面側から挿入された止めねじによって固定される。ロッドブラケット１５の後端部分（＋Ｙ側の部分）には、ケーブル１１０をロッド１１の外部に引き出すためのロッド挿通孔１１ａが形成されている。

ケーブル脱落防止部材１６は、ロッドブラケット１５のロッド挿通孔１１ａから引き出されたケーブル１１０が、ロッド挿通孔１１ａから外れることを防止するために用いられる。ケーブル脱落防止部材１６は、複数のねじ１６ａによって、ロッドブラケット１５の後端面に固定される。

ケーブル固定部材１７は、ケーブル１１０を、ロードセル１００のフレーム１０４に固定するために用いられる。ケーブル固定部材１７には、ケーブル１１０の一端が固定されている。このケーブル固定部材１７を、複数のねじ１７ａによって、フレーム１０４に形成された孔の底面に固定することにより、ケーブル１１０は、ロードセル１００のフレーム１０４に固定される。フレーム１０４は、パイプ部材１３の開口に挿入される。

上述のように構成されたロッド１１は、図１０に示すように、４本のボルト１８によって、スライド部５０に固定される。このとき、図５の拡大図Ｂに示すように、ロッド本体１２とパイプ部材１３の間の挿通部１４に配置されたケーブル１１０は、ロッド１１のロッドブラケット１５のロッド挿通孔１１ａから外部に引き出され、先端側（−Ｙ側）に折り返される。

ベース部材３０は、スライド部５０をＹ軸方向に移動可能に支持する部材であり、アクチュエータ１０の筐体の一部を構成する。ベース部材３０は、図１１に示すように、ベース部材３０の本体部分と、レール部３３Ｒ、３３Ｌとを有する。ベース部材３０の本体部分は、例えば、アルミニウムを押出成形することによって形成される。また、ベース部材３０の断面（ＸＺ断面）は、略Ｕ字状に形成されている。ベース部材３０は、底板部３１と、底板部３１の＋Ｘ側及び−Ｘ側の端部から上方（＋Ｚ方向）に延びるように形成された側壁部３２Ｒ、３２Ｌとを有する。

側壁部３２Ｒ、３２Ｌの内側の面（側壁部３２Ｒの−Ｘ側の面、側壁部３２Ｌの＋Ｘ側の面）には、凹部がそれぞれ形成されている。凹部には、Ｙ軸方向を長手方向とする線状のレール部３３Ｒ、３３Ｌが取り付けられている。レール部３３Ｒ、３３Ｌは、例えば、鋼材からなる。レール部３３Ｒの−Ｘ側の面及びレール部３３Ｌの＋Ｘ側の面には、溝部がそれぞれ形成されている。溝部の内面は、略湾曲面として構成されている。なお、本実施形態では、レール部３３Ｒ、３３Ｌは、ベース部材３０を構成する一つの部品であり、ベース部材３０の本体部分とは、別の部材として構成されているが、ベース部材３０の本体部分に一体に形成されていてもよい。

ベース部材３０の底板部３１には、２つの貫通孔３４Ｒ、３４Ｌが形成されている。貫通孔３４Ｒ、３４Ｌは、Ｙ軸方向に貫通して形成されている。貫通孔３４Ｒ、３４Ｌは、ベース部材３０の軽量化を図るために形成されている。また、ベース部材３０には、ベース挿通孔３５と開口部３６とが形成されている。

図１２（Ａ）は、ベース部材３０のＹＺ断面図である。図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図１２（Ｃ）は、図１２（Ａ）のＣ−Ｃ断面図である。図１２（Ｄ）は、図１２（Ａ）のＤ−Ｄ断面図である。図１２（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、側壁部３２Ｒ、３２Ｌの間の部分は、スライド部５０が配置されるスライド部配置空間Ｓが形成されている。

ベース挿通孔３５は、図１１及び図１２に示すように、第１孔部３５Ａと第２孔部３５Ｂとから構成されている。第１孔部３５Ａは、スライド部５０の直線運動方向（Ｙ軸方向）に沿って形成されている。第２孔部３５Ｂは、第１孔部３５Ａから、スライド部配置空間Ｓまで通じている。第２孔部３５Ｂの開口は、Ｙ軸方向（直線運動方向）を長手方向とする略長円形状に形成されている。ベース挿通孔３５は、ケーブル１１０を挿通するために用いられる。

開口部３６は、第１孔部３５Ａからスライド部配置空間Ｓまで通じている。開口部３６は、第２孔部３５Ｂよりも後端側（＋Ｙ側）の位置に形成されている。開口部３６の開口は、角が丸みを帯びた四角形状に形成されている。開口部３６は、ケーブル１１０を挿通するために用いられる。

カバー部材４０は、図６に示すように、スライド部５０の上方を覆う部材であり、ベース部材３０の上側（＋Ｚ側）に配置される。カバー部材４０は、アクチュエータ１０の筐体の一部を構成する。カバー部材４０は、例えば、アルミニウムを押出成形することによって形成される。

スライド部５０は、ロッド１１とともに＋Ｙ方向及び−Ｙ方向の双方向に移動する部材である。スライド部５０は、図１３に示すように、複数の転動体ＲＢを介して、ベース部材３０のレール部３３Ｒ、３３Ｌに支持されている。転動体ＲＢは、例えば、鋼材からなる。転動体ＲＢが、ベース部材３０のレール部３３Ｒ、３３Ｌを転動することにより、スライド部５０は、ベース部材３０に支持されつつ、＋Ｙ方向及び−Ｙ方向の双方向に円滑に移動する。

ボールネジ６０は、図４及び図５に示すように、ボールネジ軸６１と、ボールネジナット６２と、プーリ６３とを有する。ボールネジ６０は、ボールネジ軸６１の回転運動を、ボールネジナット６２の直線運動に変換する部材である。

ボールネジ軸６１は、外周面が螺旋状のボールねじ面として構成されたボールネジ軸本体と、ボールネジ軸本体の後端部（＋Ｙ側の端部）に形成された小径部６１ｂとから構成される。小径部６１ｂには、ベアリングユニット８０とプーリ６３とが取り付けられる。

ボールネジナット６２は、ボールネジ軸本体の外周に配置されている。このボールネジナット６２は、ボールネジ軸６１に複数の転動体を介して嵌め込まれる。この転動体が転動することにより、ボールネジ軸６１の回転運動が、ボールネジナット６２の直線運動に円滑に変換される。また、ボールネジナット６２は、スライド部５０に＋Ｙ側から取り付けられて、ボルト等により固定される。

プーリ６３は、例えば、外周面に複数の歯が形成されたタイミングプーリである。このプーリ６３は、例えば、複数のねじ部材が径方向から挿入されることによって、ボールネジ軸６１の小径部６１ｂに対して回り止め状態で固定されている。複数のネジ部材により、ボールネジ軸６１は、プーリ６３とともに回転する。

フロントブラケット７０は、ベース部材３０及びカバー部材４０の−Ｙ側に固定される部材である。フロントブラケット７０は、アクチュエータ１０の筐体の一部を構成する。フロントブラケット７０には、図６に示すように、ロッド１１を通すための貫通孔７１が形成されており、この貫通孔７１の内周面には、オイルレスベアリングが配置されている。オイルレスベアリングは、ロッド１１をＹ軸方向に移動可能に支持する。また、フロントブラケット７０には、Ｙ軸方向に貫通するネジ用貫通孔が形成されている。ネジ用貫通孔は、貫通孔７１の外周に沿って、複数、形成されている。ネジ用貫通孔には、フロントブラケット７０を、ベース部材３０及びカバー部材４０に固定するためのボルト７２が挿入される。ネジ用貫通孔に挿入されたボルト７２は、ベース部材３０及びカバー部材４０のねじ穴に捻じ込まれる。これにより、フロントブラケット７０は、ベース部材３０及びカバー部材４０に固定される。

ベアリングユニット８０は、図４及び図５に示すように、ベアリング８１と、ベアリングハウジングとを有する。このベアリングユニット８０は、ボールネジ軸６１を挿入するための貫通孔が形成されており、この貫通孔の内周面には、ベアリング８１が配置されている。ベアリング８１は、例えば、円錐ころ軸受から構成される。ベアリング８１は、貫通孔の−Ｙ側から嵌め込まれ、ベアリング押え部によって押さえ込まれている。そして、ベアリング押え部は、ボルトによって、ベアリングハウジングに固定されている。ベアリング８１によって、ボールネジ軸６１は回転可能に支持される。

折返しユニット９０は、アクチュエータ本体１０Ａと、モータユニット２０とを連結する部材である。折返しユニット９０は、ベルト９１と、ベルト９１を収容するベルト収容部９２と、取付け板部９９とを有する。

ベルト９１は、モータユニット２０のプーリ２３と、ボールネジ６０のプーリ６３とに、張力がかかった状態に取り付けられる。これにより、プーリ２３の回転運動は、ボールネジ６０のプーリ６３に伝達される。ベルト９１は、例えば、プーリ２３、６３に形成された歯に係合する複数の歯が形成されたタイミングベルトである。

ベルト収容部９２は、略直方体形状に形成されたケースである。ベルト収容部９２には、プーリ２３、６３等が収容される。

取付け板部９９には、モータユニット２０のモータハウジング２２と、ベース部材３０及びカバー部材４０とが固定される。モータハウジング２２、ベース部材３０及びカバー部材４０は、例えば、複数のボルトによって固定されている。また、取付け板部９９には、取付け孔９３、９４が形成されている。図４及び図５に示すように、取付け孔９３には、モータユニット２０の出力軸２１ａが挿入される。また、取付け孔９４には、ボールネジ６０の小径部６１ｂが挿入される。

また、図２に示すように、取付け板部９９には、ケーブル１１０を挿通するための挿通孔９５、９６が形成されている。ケーブル１１０の他端は、挿通孔９５に挿入されて、ベルト収容部９２の内部を通って、挿通孔９６から引き出されている。

図５に示すように、アクチュエータ１０は、アクチュエータ本体１０Ａ等に加えて、ケーブルガイド１２０を有する。ケーブルガイド１２０は、ケーブル１１０の折返し部分を保護するために用いられ、ケーブル１１０がねじれたり、所定の曲率半径よりも小さく折れ曲がったりしないようにして、ケーブル１１０の断線を防ぐ。ケーブルガイド１２０は、例えば、ケーブルベア（登録商標）から構成され、ケーブル１１０を収納するチェーンと、当該チェーンとともにケーブル１１０を巻き取る固定側フレーム及び旋回側フレームとを有している。

ケーブルガイド１２０の一端は、図５及び図１０を参照するとわかるように、ケーブルガイド固定部材１２１によって、スライド部５０に固定されている。詳しくは、スライド部５０の先端側端面に固定されている。ケーブルガイド１２０の一端がスライド部５０に固定されることにより、ケーブルガイド１２０の一端は、スライド部５０とともに、＋Ｙ方向及び−Ｙ方向の双方向に移動する。

ケーブルガイド１２０の他端は、図５を参照するとわかるように、ケーブルガイド固定部材１２２によって、ベース部材３０に固定されている。詳しくは、ベース部材３０のベース挿通孔３５の底面に固定されている。ケーブルガイド１２０の他端がベース部材３０に固定されることにより、ケーブルガイド１２０の他端は、スライド部５０に移動に関わらず、同じ位置に留まる。

以上のように構成されたアクチュエータ１０における、ケーブル１１０の配線経路について説明する。

ロードセル１００から引き出されたケーブル１１０は、図５の拡大図Ａ及び図７を参照するとわかるように、ロッド１１のパイプ挿通孔１３ｂから引き出されて、ロッド本体１２とパイプ部材１３の間の挿通部１４に配線される。挿通部１４に配線されたケーブル１１０は、図５の拡大図Ｂ及び図７を参照するとわかるように、ロッド１１のロッドブラケット１５のロッド挿通孔１１ａから外部に引き出され、先端側（−Ｙ側）に折り返される。先端側に折り返されたケーブル１１０は、図５及び図６を参照するとわかるように、アクチュエータ本体１０Ａの内部で後端側（＋Ｙ側）に折り返される。後端側に折り返されたケーブル１１０は、ベース部材３０の第２孔部３５Ｂ、第１孔部３５Ａを順に挿通され、図５の拡大図Ｄを参照するとわかるようにベース部材３０の開口部３６から引き出される。ベース部材３０の開口部３６から引き出されたケーブル１１０は、ベアリングユニット８０の下側に配線される。そして、図４に示すように、ケーブル１１０は、取付け板部９９の挿通孔９５に挿入されて、ベルト収容部９２の内部を通って、挿通孔９６から引き出されている。

上述のように構成されたアクチュエータ１０の動作について、図１４〜図１６を参照して説明する。

先ず、図１４に示すように、モータユニット２０のモータ本体２１に電源が供給されることによって、モータ本体２１の出力軸２１ａが、所定の回転方向に回転（正転）する。出力軸２１ａが回転すると、プーリ２３も回転（正転）する。プーリ２３が回転すると、ベルト９１を介して、ボールネジ６０のボールネジ軸６１に固定されているプーリ６３も、同じ方向に回転（正転）し、ボールネジ軸６１も回転（正転）する。ボールネジ６０は、ボールネジ軸６１の回転運動を、ボールネジナット６２の直線運動に変換する。

このボールネジナット６２の直線運動に伴って、スライド部５０は、例えば、−Ｙ方向に移動する。このとき、図１５に示すように、ケーブル１１０の折り返し部分１１１及びケーブルガイド１２０の折り返し部分が−Ｙ方向に移動しつつ、スライド部５０は、−Ｙ方向に移動する。

スライド部５０が−Ｙ方向に移動すると、ロッド１１の先端に取り付けられたロードセル１００が、作業対象であるワークＷに押し付けられる。ロードセル１００は、このときの荷重を検出し、その荷重に応じた信号を出力する。ロードセル１００からの信号は、ケーブル１１０、及び図４に示すアクチュエータケーブル２４ｂを経由して、コントローラに出力される。

続いて、図１６に示すように、モータ本体２１の出力軸２１ａが、所定の回転方向とは逆方向に回転（逆転）すると、ベルト９１を介して、ボールネジ軸６１も回転（逆転）する。ボールネジ６０が、ボールネジ軸６１の回転運動を、ボールネジナット６２の直線運動に変換する。ボールネジナット６２の直線運動に伴って、ケーブル１１０の折り返し部分１１１も＋Ｙ方向に移動しつつ、スライド部５０は、＋Ｙ方向に移動する。

スライド部５０が＋Ｙ方向に移動すると、ロッド１１の先端に取り付けられたロードセル本体１０１が、作業対象であるワークＷから離間する。

モータ本体２１の出力軸２１ａを、正転及び逆転させることにより、スライド部５０は、＋Ｙ方向及び−Ｙ方向の双方向に移動する。すなわち、スライド部５０は、Ｙ軸方向に往復運動する。

以上、説明したように、本実施形態では、ロッド１１には、スライド部５０との接続部分近傍に、ケーブル１１０が挿通されるロッド挿通孔１１ａが形成されており、ケーブル１１０は、ロッド挿通孔１１ａからロッド１１の外部に引き出され、−Ｙ側（ロッド１１の先端側）に折り返されている。このため、ケーブル１１０は、スライド部５０の後端側（＋Ｙ側）の、ボールネジ軸６１のロッド１１から露出されている部分近傍に位置することがない。このため、ロードセル１００がロッド１１の先端に取り付けられた場合でも、ケーブル１１０が、ボールネジ軸６１の回転に干渉するおそれのないアクチュエータ１０を提供することができる。

また、従来のアクチュエータ１０（特許文献１に記載のアクチュエータ１０）では、スライド部５０にケーブル１１０を挿通するための孔が形成されていた。これに対して、本実施形態では、スライド部５０にケーブル１１０を挿通するための孔を形成する必要がなく、加工工程数を削減することができる。結果として、製造コストを抑制することができる。また、スライド部５０にケーブル１１０用の孔が形成されていないため、スライド部５０全体の剛性を高めることができる。特に、本実施形態では、アクチュエータ１０は電動プレス装置であるため、ワークＷを押圧するときに生じるスライド部５０の座屈の発生を抑制することができる。

また、本実施形態に係るアクチュエータ１０は、一端がスライド部５０に固定され、他端がベース部材３０に固定されて、ケーブル１１０の折り返し部分１１１を保護するケーブルガイド１２０を有する。このため、ケーブル１１０がねじれたり、折り返し部分１１１が所定の曲率半径よりも小さく折れ曲がったりしないようにして、ケーブル１１０の断線を防ぐことができる。

また、ケーブル１１０は、ロッド１１に形成された挿通部１４に挿通される。これにより、ケーブル１１０は、アクチュエータ１０の筐体（ベース部材３０、カバー部材４０、フロントブラケット７０）外部に配線されずに、アクチュエータ１０内部に配線することが可能になる。このため、ロッド１１の先端にロードセル１００が取り付けられた場合でも、アクチュエータ１０を設置するための広い設置スペースの確保が不要になる。結果として、アクチュエータ１０の設置作業が容易になる。

また、ケーブル１１０をアクチュエータ１０内部に配線することが可能になるため、アクチュエータ１０全体をコンパクト化することができる。

また、本実施形態では、挿通部１４は、ロッド本体１２の貫通孔１２ａの内周面と、パイプ部材１３の溝１３ａとによって形成されている。このため、ロッド本体１２の貫通孔１２ａに、パイプ部材１３を嵌合するだけで、挿通部１４が形成されるため、挿通部１４の形成が容易になる。また、従来のロッド本体１２を流用することが可能になる。結果として、製造コストを抑制することができる。

以上、本実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態等によって限定されるものではない。

例えば、本実施形態では、ケーブル１１０は、一本のケーブルから構成されている。しかしながら、これに限らず、ケーブル１１０は、複数のケーブルとそれらを接続するコネクタとを有していてもよい。

また、本実施形態では、ケーブル１１０をロッド１１外部に引き出すためのロッド挿通孔１１ａは、図５に示すように、ロッド本体１２とスライド部５０との接続部分近傍に形成されている。しかしながら、これに限られない。例えば、図１７に示すアクチュエータ２００のように、ロッド挿通孔１１ａは、ロッド本体１２とスライド部５０との接続部分近傍ではなく、それよりも先端側に形成されていてもよい。しかしながら、ロッド１１から引き出されたケーブル１１０の長さを確保することで、ロッド１１のＹ軸方向のストロークを確保する点で、上記実施形態の方が好ましい。

本実施形態では、図５に示すように、ベース部材３０に、ケーブル１１０を、ベース部材３０のベース挿通孔３５からスライド部配置空間Ｓに引き出すための開口部３６が形成されている。しかしながら、これに限られない。例えば、ベース部材３０には、開口部３６が形成されていなくてもよい。ケーブル１１０は、図１７に示すアクチュエータ２００のように、開口部３６に代わって、ベース挿通孔３５の＋Ｙ側の開口３５Ｃから、折返しユニット９０の内部に引き出されていてもよい。

本実施形態に係るアクチュエータ１０は、図５に示すように、ケーブルガイド１２０を有する。しかしながら、これに限らず、図１７に示すアクチュエータ２００のように、ケーブルガイド１２０を有していなくてもよい。しかしながら、ケーブル１１０の断線の防止等、ケーブル１１０の保護の観点から、アクチュエータ１０は、ケーブルガイド１２０を有する方が好ましい。また、本実施形態では、ケーブルガイド１２０は、ケーブルベア（登録商標）から構成されている。しかしながら、これに限らず、ケーブルベア（登録商標）と同等の機能を備える別の部品であってもよい。

また、本実施形態では、ロッド本体１２とロッドブラケット１５とを有するロッド１１が、スライド部５０に取り付けられている。しかしながら、これに限られない。ロッドブラケット１５と有さないロッド１１を、直接、スライド部５０に取り付けられていてもよい。この場合、ロッド挿通孔１１ａは、ロッド本体１２に形成してもよい。

また、本実施形態では、ロッド１１の先端には、電子デバイスとして、ロードセル１００が取り付けられている。しかしながら、これに限られない。電子デバイスとして、例えば、ワークＷを把持する把持装置であってもよい。また、ケーブルを有する電子デバイスであれば、ロードセル１００、把持装置以外のものであってもよい。

また、本実施形態に係るアクチュエータ１０は、モータユニット２０が、折返しユニット９０を介して、折り返して取り付けられた折返しタイプのアクチュエータである。しかしながら、これに限られない。例えば、折返しユニット９０を有さないアクチュエータ１０であってもよい。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。

１０、２００ アクチュエータ
１０Ａ アクチュエータ本体
１１ ロッド
１１ａ ロッド挿通孔
１２ ロッド本体
１２ａ 貫通孔（挿入孔）
１２ｂ 後端部
１３ パイプ部材（嵌合部材）
１３ａ 溝
１３ｂ パイプ挿通孔
１４ 挿通部
１５ ロッドブラケット
１５ａ 貫通孔
１６ ケーブル脱落防止部材
１６ａ ねじ
１７ ケーブル固定部材
１８ ボルト
２０ モータユニット（モータ）
２１ モータ本体
２１ａ 出力軸（回転軸）
２２ モータハウジング
２３ プーリ
２４ａ、２４ｂ アクチュエータケーブル
２５ ボールベアリング
３０ ベース部材
３１ 底板部
３２Ｒ、３２Ｌ 側壁部
３３Ｒ、３３Ｌ レール部
３４Ｒ、３４Ｌ 貫通孔
３５ ベース挿通孔
３５Ａ 第１孔部
３５Ｂ 第２孔部
３５Ｃ 開口
３６ 開口部
４０ カバー部材
５０ スライド部（移動体）
６０ ボールネジ（変換機構部）
６１ ボールネジ軸
６１ｂ 小径部
６２ ボールネジナット
６３ プーリ
７０ フロントブラケット
７１ 貫通孔
７２ ボルト
８０ ベアリングユニット
８１ ベアリング
９０ 折返しユニット
９１ ベルト
９２ ベルト収容部
９３、９４ 取付け孔
９５、９６ 挿通孔
９９ 取付け板部
１００ ロードセル（電子デバイス）
１０１ ロードセル本体
１０２、１０３、１０４ フレーム
１０２ａ 貫通孔
１０５、１０６ ボルト
１１０ ケーブル
１１１ 折り返し部分
１２０ ケーブルガイド
１２１、１２２ ケーブルガイド固定部材
ＲＢ 転動体
Ｓ スライド部配置空間
Ｗ ワーク

Claims (12)

1. 回転軸を備えるモータと、
   前記回転軸とともに回転するネジ軸と、前記ネジ軸に螺合されたナットと、を備え、前記ネジ軸の回転運動を、前記ナットの直線運動に変換する変換機構部と、
   前記ナットに接続されることにより、前記ナットとともに直線運動する移動体と、
   前記移動体を、移動可能に支持するレール部を備えたベース部材と、
   電子デバイスが先端に設けられ、前記移動体に取り付けられることで軸方向に直線運動するロッドと、
   前記電子デバイスに接続され、電力の供給及び信号の伝送のために用いられるケーブルと、を有し、
   前記ロッドには、前記ロッド内部に配線された前記ケーブルが前記ロッドの軸線に垂直な方向へ挿通されるロッド挿通孔が形成されており、前記ケーブルは、前記ロッド挿通孔から前記ロッドの外部に引き出され、前記ロッドの先端側に折り返されているアクチュエータ。
2. 前記ロッド挿通孔は、前記ロッドのロッド本体と前記移動体との接続部分近傍に形成されている請求項１に記載のアクチュエータ。
3. 前記ベース部材には、前記ロッドの外部に引き出された前記ケーブルが挿通されるベース挿通孔が形成されている請求項１又は２に記載のアクチュエータ。
4. 前記ベース挿通孔は、前記移動体の直線運動方向に沿って形成された第１孔部と、前記第１孔部から前記ベース部材に形成された移動体配置空間まで通じる第２孔部と、から構成され、
   前記ロッド挿通孔から引き出された前記ケーブルは、前記ロッドの後端側に折り返され、前記第２孔部及び前記第１孔部に順に挿通されている請求項３に記載のアクチュエータ。
5. 回転軸を備えるモータと、
   前記回転軸とともに回転するネジ軸と、前記ネジ軸に螺合されたナットと、を備え、前記ネジ軸の回転運動を、前記ナットの直線運動に変換する変換機構部と、
   前記ナットに接続されることにより、前記ナットとともに直線運動する移動体と、
   前記移動体を、移動可能に支持するレール部を備えたベース部材と、
   電子デバイスが先端に設けられ、前記移動体に取り付けられることで軸方向に直線運動するロッドと、
   前記電子デバイスに接続され、電力の供給及び信号の伝送のために用いられるケーブルと、を有し、
   前記ロッドには、前記ロッド内部に配線された前記ケーブルが挿通されるロッド挿通孔が形成されており、前記ケーブルは、前記ロッド挿通孔から前記ロッドの外部に引き出され、前記ロッドの先端側に折り返され、
   前記ベース部材には、前記ロッドの外部に引き出された前記ケーブルが挿通されるベース挿通孔が形成され、
   前記ベース挿通孔は、前記移動体の直線運動方向に沿って形成された第１孔部と、前記第１孔部から前記ベース部材に形成された移動体配置空間まで通じる第２孔部と、から構成され、
   前記ロッド挿通孔から引き出された前記ケーブルは、前記ロッドの後端側に折り返され、前記第２孔部及び前記第１孔部に順に挿通されているアクチュエータ。
6. 前記第２孔部の開口断面は、前記直線運動方向を長手方向とする略長円形状に形成されている請求項４又は５に記載のアクチュエータ。
7. 前記ベース部材には、前記ベース挿通孔の前記第１孔部に挿通されている前記ケーブルを、前記移動体配置空間に引き出すための開口部が形成されている請求項４から６のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
8. 一端が前記移動体に固定され、他端が前記ベース部材に固定されて、後端側に折り返された前記ケーブルの折返し部分を保護するケーブルガイドを有する請求項４から７のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
9. 前記ケーブルは、一本のケーブルから構成されている請求項１から８のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
10. 前記ロッドには、前記電子デバイスの前記ケーブルが挿通される挿通部が形成されている請求項１から９のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
11. 前記ロッドは、前記ネジ軸が挿入される挿入孔が形成されたロッド本体と、前記挿入孔に嵌め込まれる嵌合部材と、を有し、
    前記挿通部は、前記ロッド本体の前記挿入孔の内周面と、前記嵌合部材の外周面とによって形成されている請求項１０に記載のアクチュエータ。
12. 前記ロッドの先端に設けられる前記電子デバイスを有し、
    前記電子デバイスは、前記ロッドの先端が作業対象に押し付けられた場合に、荷重を検出するロードセルであることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のアクチュエータ。

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