JPH088322Y2 - アクチュエータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、生産設備等、各種の自動設備に用いられる
アクチュエータに関する。

〔従来の技術〕

例えばプリント基板に電子部品を装着するロボット設
備において、作動腕を直線的に往復動させながら回転さ
せたい場合があり、このような場合、従来は、第２図お
よび第３図に示すように、往復動用のアクチュエータ
（ａ）と回転用のアクチュエータ（ｂ）とを組み合わせ
た複合アクチュエータを利用している。

しかしながらこの従来の複合アクチュエータにおいて
は、往復動用のアクチュエータ（ａ）に備えられたピス
トン（ｃ）が当該複合アクチュエータの回転作動時に回
転するにも拘らず、往復動の行程端において、常時非回
転のヘッドカバー（ｄ）またはロッドカバー（ｅ）に接
触する構造となっている。

したがってこの従来技術によると、ピストン（ｃ）が
ヘッドカバー（ｄ）またはロッドカバー（ｅ）に接触し
た状態でこのピストン（ｃ）にトルクが伝達されて来る
と、ピストン（ｃ）とヘッドカバー（ｄ）との接触部ま
たはピストン（ｃ）とロッドカバー（ｅ）との接触部に
大きな摩擦抵抗（摺動抵抗）が発生し、これを原因とし
て、当該複合アクチュエータが正確に回転作動しないこ
とがある。

〔考案が解決しようとする課題〕

本考案は以上の点に鑑み、上記した摩擦抵抗を減らし
て回転作動の正確性を高めることが可能な複合作動形の
アクチュエータを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本考案の請求項１によるア
クチュエータは、ボディに回転自在に支持されたホルダ
および前記ホルダに固定されたスプラインナットを備
え、前記ボディに設けられたシリンダ室の軸方向端部に
配置された回転部と、前記シリンダ室に内挿され、外周
部に前記シリンダ室の内壁と摺動するシールを設け、往
復動の行程端において前記回転部に接触するピストン
と、前記ピストンに固定され、外周部に前記スプライン
ナットと係合するスプラインを設けたロッドと、前記回
転部を回転させるプーリと、を有することにした。

また本考案の請求項２によるアクチュエータは、請求
項１のアクチュエータにおいて、スプラインがアール溝
であり、スプラインナットがリニアボールベアリングで
あることにした。

また本考案の請求項３によるアクチュエータは、請求
項１のアクチュエータにおいて、ロッドが中空であっ
て、この中空部が配管流路として利用されることにし
た。

また本考案の請求項４によるアクチュエータは、請求
項１のアクチュエータにおいて、ボディの外側にピスト
ンの往復動位置を自動検知する磁気近接センサが設けら
れ、前記ピストンの外周部に前記磁気近接センサと組み
合わされる磁石が設けられていることにした。

〔作用〕

上記構成を備えた本考案の請求項１によるアクチュエ
ータにおいて、シリンダ室に圧縮空気等の圧力を供給す
ると、その供給方向に応じて、ピストンおよびこのピス
トンに固定されたロッドが往復動する。またプーリを回
転駆動源に接続して回転させると、このプーリに接続さ
れた回転部が回転し、この回転部のスプラインナットが
ロッドのスプラインと係合しているために、ロッドが回
転し、このロッドに固定されたピストンが回転部と同じ
速度で回転する。したがって回転部とピストンとが同じ
速度で回転し、しかもピストンが往復動の行程端におい
て、同じ速度で回転する回転部に接触するようになって
いるために、回転作動時に、ピストンと回転部との接触
部に摩擦抵抗が発生することがない。

但し、ピストンと回転部との接触部に摩擦抵抗が発生
しなくても、当該アクチュエータの回転作動時に摩擦抵
抗が全く発生しない訳ではなく、ピストンとシリンダ室
の内壁との間を封止すべくピストンの外周部に設けられ
たシールがシリンダ室の内壁と摺動して、ここに摩擦抵
抗が発生し、この摩擦抵抗がピストンの回転作動に対す
る阻害要因となることがある。これに対して当該アクチ
ュエータにおいては、プーリに接続された回転部にピス
トンが接触した状態でプーリから回転部へトルクが伝達
されて来ると、このトルクが回転部からロッドを介して
ピストンへ伝達される他に回転部からピストンへ直接伝
達されるために、ピストンが大きな力によって回転せし
められ、シールとシリンダ室の内壁との接触部に発生す
る摩擦抵抗に充分に対向することが可能である。回転部
からピストンへトルクが直接伝達されるのは、ピストン
を直線的に往復動させる圧力によってピストンが回転部
に押し付けられていて、トルクを伝達し易い状態が作り
出されているからである。

またこれに加えて上記構成を備えた本考案の請求項２
によるアクチュエータのように、トルク伝達手段として
機能するスプラインおよびスプラインナットの組み合わ
せにアール溝およびリニアボールベアリングが用いられ
ると、リニアボールベアリングが高精度なベアリング製
品であるために、トルク伝達時に発生する作動ガタを小
さくすることが可能である。リニアボールベアリング
は、複数のボールベアリング列がそれぞれ無限直線運動
を行なうようにこれらのボールベアリング列を外筒と保
持器との間に挾み込み、各ボールベアリング列をロッド
の外周部に設けたアール溝に転送するものであって、外
筒がホルダに固定されるとともにボールベアリングがア
ール溝と周方向に係合することによって、このリニアボ
ールベアリングを介してホルダからロッドへトルクが円
滑に伝達される。

また上記構成を備えた本考案の請求項３によるアクチ
ュエータのように、ロッドが中空であって、この中空部
が配管流路として利用されると、配管の引き回しを容易
化することが可能である。この配管は例えば、ロッドの
端部に取り付けられるエアーチェックやバキュームパッ
ド等に対してこれらを作動させる作動圧力の供給経路と
して利用される。

また上記構成を備えた本考案の請求項４によるアクチ
ュエータのように、ボディの外側にピストンの往復動位
置を自動検知する磁気近接センサが設けられ、ピストン
の外周部にこの磁気近接センサと組み合わされる磁石が
設けられていると、ロッドの作動制御を容易化すること
が可能である。

〔実施例〕

つぎに本考案の実施例を図面にしたがって説明する
と、当該アクチュエータは、第１図に示すように、ボデ
ィ（１）に回転自在に支持されたホルダ（３）（４）お
よびこのホルダ（３）（４）に固定されたリニアホール
ベアリング（５）（６）を備え、ボディ（１）に設けら
れたシリンダ室（２）の軸方向両端部にそれぞれ配置さ
れた一対の回転部と、シリンダ室（２）に往復動自在か
つ回転自在に内挿され、外周部にシリンダ室（２）の内
壁と摺動するシール（19）を設けたピストン（７）と、
このピストン（７）に固定され、外周部にリニアホール
ベアリング（５）（６）と係合するアール溝（９）（1
0）を設けたロッド（８）と、一方の回転部を回転させ
るプーリ（11）と、を有しており、ピストン（７）が往
復動の行程端において、上記した回転部のホルダ（３）
（４）に接触するようになっている。

ボディ（１）はその外観を角形の箱状に成形されてお
り、長手方向に沿って貫通孔（1a）が設けられて、全体
が中空状とされている。シリンダ室（２）はこのボディ
（１）の中空部の略中央に設けられており、この中空部
の両端部にそれぞれベアリング（アンギュラ玉軸受）
（13）（14）を介して筒状のホルダ（３）（４）が回転
自在に支持され、各ホルダ（３）（４）の内周側にスプ
ラインナットとして機能するリニアボールベアリング
（５）（６）が固定され、これらの部品によって回転部
が構成されるとともにシリンダ室（２）の端壁が構成さ
れている。ロッド（８）と各ホルダ（３）（４）の間お
よび各ホルダ（３）（４）とボディ（１）の間にはそれ
ぞれシール（15）（16）（17）（18）が介装されてい
る。ロッド（８）は長手方向に３分割されて、ピストン
（７）の孔（7a）に貫挿された被貫挿部分（8a）と、こ
の被貫挿部分（8a）の軸方向両側にそれぞれ接続された
延長部分（8b）（8c）とを備えており、この延長部分
（8b）（8c）の外周面にそれぞれ長手方向に沿って複数
（３等配を想定、図は１本のみを示している）のアール
溝（９）（10）が設けられ、このアール溝（９）（10）
がそれぞれリニアボールベアリング（５）（６）のボー
ルベアリング列と円周方向に係合している。ピストン
（７）の外周面にシール（19）およびウェアリング（2
0）が嵌着されている。図上右側のホルダ（３）はボデ
ィ（１）の外部まで延長されており、この延長された部
分にタイミングプーリ（11）が固定されている。

上記構成を備えたアクチュエータにおいて、図示しな
い配管ポートからシリンダ室（２）に圧縮空気等の圧力
が供給されると、その供給方向に応じて、ピストン
（７）およびこのピストン（７）に固定されたロッド
（８）が軸方向に直線的に往復動する。ロッド（８）は
リニアボールベアリング（５）（６）によって高精度に
支持されており、よって作動ガタがなく、極めて円滑に
往復動する。この往復動と同時的に回転駆動源からプー
リ（11）へトルクが伝達されると、このプーリ（11）に
接続された一方の回転部、すなわちホルダ（３）、リニ
アボールベアリング（５）およびベアリング（13）のイ
ンナーレースが回転し、リニアボールベアリング（５）
のボールベアリング列がロッド（８）の外周面に設けら
れたアール溝（９）と円周方向に係合しているために、
ロッド（８）が回転し、このロッド（８）に固定された
ピストン（７）が一方の回転部と同じ速度で回転する。
またロッド（８）の外周面に設けられたアール溝（10）
が他方の回転部のリニアボールベアリング（６）のボー
ルベアリング列と円周方向に係合しているために、他方
の回転部、すなわちリニアボールベアリング（６）、ホ
ルダ（４）およびベアリング（14）のインナーレースが
一方の回転部と同じ速度で回転する。したがって一方の
回転部、ピストン（７）および他方の回転部が同じ速度
で回転し、しかもピストン（７）が往復動の行程端にお
いて、同じ速度で回転するこれらの回転部のホルダ
（３）（４）に接触するようになっているために、回転
作動時に、ピストン（７）とこれらの回転部との接触部
に摩擦抵抗が発生することがない。したがってこの分、
当該アクチュエータの回転作動の正確性を高めることが
でき、高精度に作動するアクチュエータを提供すること
ができる。ロッド（８）は、リニアボールベアリング
（５）（６）によって高精度に支持されており、よって
作動ガタがなく、極めて円滑に回転する。

また上記構成を備えたアクチュエータにおいては、プ
ーリ（11）に接続された一方の回転部のホルダ（３）に
ピストン（７）が接触した状態でプーリ（11）からこの
ホルダ（３）へトルクが伝達されて来ると、このトルク
がホルダ（３）からロッド（８）を介してピストン
（７）へ伝達される他にホルダ（３）からピストン
（７）へ直接伝達されるために、ピストン（７）が大き
な力によって回転せしめられ、シール（19）とシリンダ
室（２）の内壁との接触部に発生する摩擦抵抗に充分に
対向することが可能である。したがってこの点からも当
該アクチュエータの回転作動の正確性を高めることがで
き、高精度に作動するアクチュエータを提供することが
できる。

また図示したように、ロッド（８）はその全体が中空
となっており、この中空部が配管流路（12）として利用
されることによって、配管の引き回しが容易化されてい
る。この配管は例えば、ロッド（８）の端部（図上左端
部）に取り付けられるエアーチェックやバキュームパッ
ド等に対してこれらを作動させる作動圧力の供給経路と
して利用される。

また図示したように、ボディ（１）の外側にピストン
（７）の往復動位置を自動検知する磁気近接センサ（2
1）（22）が取り付けられており、これによってロッド
（８）の作動制御が容易化されている。ピストン（７）
の外周部にこのセンサ（21）（22）と組み合わされる磁
石（23）が取り付けられており、またセンサ（21）（2
2）の取付位置を調整するために、ボディ（１）の外面
に長手方向に沿ってレール（図示せず）が設けられ、こ
のレール上にセンサ（21）（22）が取り付けられてい
る。またロッド（８）の往復動距離を調節するストッパ
手段（図示せず）を設けることも考えられる。

〔考案の効果〕

本考案は以下の効果を奏する。

すなわち、先ず、上記構成を備えた本考案の請求項１
によるアクチュエータにおいては、ホルダおよびスプラ
インナットを備えてシリンダ室の端壁を構成した回転部
がピストンと同じ速度で回転し、しかもピストンが往復
動の行程端において、同じ速度で回転するこの回転部に
接触するようになっているために、回転作動時に、ピス
トンと回転部との接触部に摩擦抵抗が発生することがな
い。したがってこの分、当該アクチュエータの回転作動
の正確性を高めることができ、高精度に作動するアクチ
ュエータを提供することができる。

また併せて上記構成を備えた本考案の請求項１による
アクチュエータにおいては、プーリに接続された回転部
にピストンが接触した状態でプーリから回転部へトルク
が伝達されて来ると、このトルクが回転部からロッドを
介してピストンへ伝達される他に回転部からピストンへ
直接伝達されるために、ピストンが大きな力によって回
転せしめられ、シールとシリンダ室の内壁との接触部に
発生する摩擦抵抗に充分に対向することが可能である。
したがってこの点からも当該アクチュエータの回転作動
の正確性を高めることができ、高精度に作動するアクチ
ュエータを提供することができる。

またこれに加えて上記構成を備えた本考案の請求項２
によるアクチュエータにおいては、トルク伝達手段とし
て機能するスプラインおよびスプラインナットの組み合
わせにアール溝およびリニアボールベアリングが用いら
れるために、トルク伝達時に発生する作動ガタを小さく
することが可能である。したがってこの点からも当該ア
クチュエータの回転作動の正確性を高めることができ、
高精度に作動するアクチュエータを提供することができ
る。

また上記構成を備えた本考案の請求項３によるアクチ
ュエータにおいては、ロッドが中空であって、この中空
部が配管流路として利用されるために、配管の引き回し
を容易化することができる。

また上記構成を備えた本考案の請求項４によるアクチ
ュエータにおいては、ボディの外側にピストンの往復動
位置を自動検知する磁気近接センサが設けられ、ピスト
ンの外周部にこの磁気近接センサと組み合わされる磁石
が設けられているために、ロッドの作動制御を容易化す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係るアクチュエータの断面
図、第２図は従来例に係るアクチュエータの断面図、第
３図は第２図におけるＡ−Ａ線断面図である。 （１）……ボディ、（２）……シリンダ室、（３）
（４）……ホルダ （５）（６）……スプラインナット（リニアボールベア
リング）、（７）……ピストン （８）……ロッド、（９）（10）……スプライン（アー
ル溝）、（11）……プーリ （12）……配管流路、（13）（14）……ベアリング、
（15）（16）（17）（18）（19）……シール （20）……ウェアリング、（21）（22）……磁気近接セ
ンサ、（23）……磁石

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ボディ（１）に回転自在に支持されたホル
   ダ（３）および前記ホルダ（３）に固定されたスプライ
   ンナット（５）を備え、前記ボディ（１）に設けられた
   シリンダ室（２）の軸方向端部に配置された回転部と、 前記シリンダ室（２）に内挿され、外周部に前記シリン
   ダ室（２）の内壁と摺動するシール（19）を設け、往復
   動の行程端において前記回転部に接触するピストン
   （７）と、 前記ピストン（７）に固定され、外周部に前記スプライ
   ンナット（５）と係合するスプライン（９）を設けたロ
   ッド（８）と、 前記回転部を回転させるプーリ（11）と、を有すること
   を特徴とするアクチュエータ。
2. 【請求項２】請求項１のアクチュエータにおいて、スプ
   ライン（９）がアール溝であり、スプラインナット
   （５）がリニアボールベアリングであることを特徴とす
   るアクチュエータ。
3. 【請求項３】請求項１のアクチュエータにおいて、ロッ
   ド（８）が中空であって、この中空部が配管流路（12）
   として利用されることを特徴とするアクチュエータ。
4. 【請求項４】請求項１のアクチュエータにおいて、ボデ
   ィ（１）の外側にピストン（７）の往復動位置を自動検
   知する磁気近接センサ（21）（22）が設けられ、前記ピ
   ストン（７）の外周部に前記磁気近接センサ（21）（2
   2）と組み合わされる磁石（23）が設けられていること
   を特徴とするアクチュエータ。