JPH071378A - 回転直動型アクチュエータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボールベアリングを使用することなく構造が
簡単で製造費が安いアクチュエータ装置を提供すること
を目的とする。 【構成】 ロータリーアクチュエータ１１とチャック装
置１３とロータリーアクチュエータ１１とチャック装置
１３とを接続する連結棒１５とを含む回転部と、連結棒
１５を回転可能に収容する管状のロッド２１と、このロ
ッド２１に固定されたピストン２３と、ピストン２３を
移動可能に内部に収容するシリンダ３１と、を有し、ロ
ータリーアクチュエータ１１が中心軸線周りに回転する
ことによって回転部はロッド２１に対して回転し、回転
部とロッド２１とピストン２３とによって直動部が形成
され、この直動部はピストン２３がシリンダ３１に対し
て移動することによってシリンダ３１に対して中心軸線
に沿って移動するように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、チャック装置を回転運
動させ且つ直線運動させるように構成されたアクチュエ
ータ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、チャック装置を回転駆動し且つ直
線駆動させるための回転直動型アクチュエータ装置が提
案されている。これはチャック装置を回転駆動するため
のロータリーアクチュエータとチャック装置を直線駆動
するためのピストン装置とを有するように構成されてい
る。

【０００３】図４は斯かる回転直動型アクチュエータ装
置の外観を示す。回転直動型アクチュエータ装置は下側
に装着されたチャック装置１３と斯かるチャック装置１
３を回転駆動するためのロータリーアクチュエータ１１
と本体３１とを有する。チャック装置１３は中心軸５１
によってロータリーアクチュエータ１１に支持されてお
り、斯かるチャック装置１３とロータリーアクチュエー
タ１１と中心軸５１とによって可動部が構成される。

【０００４】斯かる可動部はロータリーアクチュエータ
１１によって中心軸線周りに回転駆動され、本体３１に
収容されたピストン装置によって中心軸線に沿って垂直
方向に移動されることができる。

【０００５】斯かる回転直動型アクチュエータ装置の本
体３１を水平方向に移動可能なアーム７１に取り付ける
ことによって、チャック装置１３は回転運動、垂直方向
の直線運動、水平方向の直線運動をすることができる。

【０００６】チャック装置１３は、例えば、チャック爪
を空気シリンダによって移動させるように構成されたエ
アーチャックが使用される。

【０００７】図５に従来の回転直動型アクチュエータ装
置の構成を示す。このアクチュエータ装置は中心軸５１
と該中心軸に取り付けられた１対のベアリング５３と斯
かるベアリング５３を支持するスペーサ５５と斯かるス
ペーサ５５の外面に装着されたボールベアリング５７と
中心軸５１に取り付けられたピストン６１と斯かるピス
トン６１を収容するシリンダ即ち本体６３とを有する。
尚、ピストン６１と本体６３との間に図示しないボール
ベアリングが装着されてよい。

【０００８】中心軸５１とピストン６１とベアリング５
３とスペーサ５５とボールベアリング５７の内輪とによ
って回転部が形成され、斯かる回転部は本体６３に対し
て回転可能に構成されている。

【０００９】中心軸５１とピストン６１とによって直動
部が構成され、斯かる直動部はベアリング５３に対して
中心軸線方向に移動可能に構成されている。

【００１０】本体６３には２つの孔６３Ａ、６３Ｂが形
成されており、斯かる孔６３Ａ、６３Ｂはそれぞれピス
トン６１の両側の空気室６５，６５に通じている。例え
ば、一方の孔６３Ａより空気が導入され他方の孔６３Ｂ
より空気が排気されることによってピストン６１は本体
６３に対して相対的に移動する。本体６３は、アーム７
１等の固定部に装着されているから、ピストン６１を含
む直動部が中心軸線方向に移動する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】図５に示したような従
来のアクチュエータ装置では、中心軸５１が回転部と直
動部の駆動軸として構成されているため、中心軸５１の
剛性と精度を高める必要があり、製造費が高くなる欠点
があった。

【００１２】中心軸５１の回転精度を高めるため多数の
ボールベアリングを使用しており、全体の製造費が高く
なる欠点があった。

【００１３】本発明は斯かる点に鑑み、ボールベアリン
グを使用することなく構造が簡単で製造費が安いアクチ
ュエータ装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、例えば
図１に示すように、ロータリーアクチュエータ１１とチ
ャック装置１３とロータリーアクチュエータ１１とチャ
ック装置１３とを接続する連結棒１５とを含む回転部
と、連結棒１５を回転可能に収容する管状のロッド２１
と、このロッド２１に固定されたピストン２３と、ピス
トン２３を移動可能に内部に収容するシリンダ３１と、
を有し、ロータリーアクチュエータ１１が中心軸線周り
に回転することによって回転部はロッド２１に対して回
転し、回転部とロッド２１とピストン２３とによって直
動部が形成され、この直動部はピストン２３がシリンダ
３１に対して移動することによってシリンダ３１に対し
て中心軸線に沿って移動するように構成されている。

【００１５】本発明によれば、例えば図３に示すよう
に、回転直動型アクチュエータ装置において、ロッド２
１の円周内面には凹部２１Ｅが形成され、それによって
ロッド２１の円周内面とそれに係合する連結棒１５の円
周外面との間の摩擦が軽減されるように構成されてい
る。

【００１６】本発明によれば、例えば図２に示すよう
に、回転直動型アクチュエータ装置において、チャック
装置１３は中心軸線に垂直な基準面１３ｂを有し、ロッ
ド２１はチャック装置側の端部に中心軸線に垂直な基準
面２１ｂを有し、連結棒１５はチャック装置側の端部に
フランジ部１５Ｂを有し、フランジ部１５Ｂはチャック
装置１３の基準面１３ｂに対応して中心軸線に垂直な第
１の基準面１５ｂ−２とロッド２１の基準面２１ｂに対
応して中心軸線に垂直な第２の基準面１５ｂ−１とを有
し、連結棒１５とチャック装置１３は互いに係合するね
じによって接続されている。

【００１７】

【作用】本発明によれば、ロータリーアクチュエータ１
１と連結棒１５とチャック装置１３とによって回転部が
構成され、回転部とロッド２１とピストン２３とによっ
て直動部が構成され、ロッド２１の円筒状内面は回転部
に対する軸受け面を構成しロッド２１の円周外面は直動
部の軸受け面となるように構成されている。

【００１８】

【実施例】以下に図１〜図３を参照して本発明の実施例
について説明する。尚図１〜図３において図４〜図５の
対応する部分には同一の参照符号を付してその詳細な説
明は省略する。

【００１９】図１は本発明の回転直動型アクチュエータ
装置の例を示しており、本例のアクチュエータ装置は上
端に配置されたロータリーアクチュエータ１１と下端に
配置されたチャック装置１３と両者を接続する連結棒１
５とを有する。

【００２０】連結棒１５は中空管状又は中実棒状であっ
てもよいが、好ましくは管状に形成される。連結棒１５
の両端は適当な方法によってロータリーアクチュエータ
１１とチャック装置１３に接続される。例えば図示のよ
うに、連結棒１５の両端をロータリーアクチュエータ１
１の突起部１１Ａ及びチャック装置１３の突起部１３Ａ
に係合することによって接続してよい。

【００２１】しかしながら、好ましくは、連結棒１５の
下端の管状部の内面に雌ねじを形成しチャック装置１３
の突起部１３Ａの外面に雄ねじを形成し、両ねじを係合
することによって連結棒１５をチャック装置１３に接続
してよい。

【００２２】こうして、ロータリーアクチュエータ１１
とチャック装置１３と連結棒１５とによって回転部が構
成される。

【００２３】連結棒１５の外側には管状のロッド２１が
配置されている。連結棒１５の円周外側面とロッド２１
の円筒状内側面とは互いに係合する軸受け面を構成す
る。連結棒１５がロッド２１に対して相対的に回転する
とき斯かる軸受け面が互いに摺動する。

【００２４】ロッド２１の上端にはリング状の支持部材
２５とそれに隣接してストッパ２７が取り付けられてい
る。

【００２５】本例によると、チャック装置１３を中心軸
線に沿って移動させるためのピストン装置が設けられて
おり、斯かるピストン装置はロッド２１の外側に取り付
けられたピストン２３と斯かるピストン２３を収容する
シリンダ即ち本体３１とを有する。ピストン２３の上下
両側には流体室３３が形成され、本体３１には斯かる流
体室３３に通ずる孔３１Ａ、３１Ｂが設けられている。

【００２６】流体室３３には孔３１Ａ、３１Ｂを経由し
て適当な流体、例えば、空気が導入されるように構成さ
れている。斯かる孔３１Ａ、３１Ｂの一方より空気を導
入し他方より空気を排気することによってピストン２３
は本体３１に対して相対的に移動する。

【００２７】本体３１はピストン２３を内部に収容する
ように円筒状に形成され、両端の環状部はロッド２１の
円周外側面に係合している。斯かる本体３１の環状部に
適当なシール装置３５が装填されている。斯かるシール
装置３５によって、流体室３３がシールされる。

【００２８】本体３１とそれに装着されたシール装置３
５とを除去した部分によって直動部が構成される。即
ち、ロータリーアクチュエータ１１とチャック装置１３
と連結棒１５とよりなる回転部とロッド２１とピストン
２３とによって直動部が構成される。

【００２９】本例のアクチュエータ装置の動作を説明す
る。チャック装置１３を回転させる場合、ロータリーア
クチュエータ１１を作動する。ロータリーアクチュエー
タ１１を作動することによって、回転部、即ち、連結棒
１５及びそれに取り付けられたチャック装置１３が回転
する。ロッド２１、ピストン２３、支持部材２５、本体
３１等は回転しない。

【００３０】チャック装置１３を垂直方向に移動させる
場合、ピストン装置を作動する。本体３１の孔３１Ａ、
３１Ｂの一方より空気を導入し他方より空気を排気す
る。それによって直動部、即ち、回転部とロッド２１と
ピストン２３が中心軸線に沿って移動する。通常、本体
３１は適当な固定部に取り付けられており、従って、直
動部は固定された本体３１に対して移動する。ストッパ
２７によって直動部の移動ストロークが制限される。

【００３１】本例によれば、ピストン２３はシリンダ即
ち本体３１に対して直線運動するだけで回転運動しない
から、ピストン２３と本体３１の間にボールベアリング
を設ける必要がなく、製造がより簡単になる。

【００３２】チャック装置１３は適当な形式のものが使
用される。好ましくは、例えば、チャック爪を空気シリ
ンダによって移動させるように構成されたエアーチャッ
クが使用される。

【００３３】図２に本例の連結棒１５及びロッド２１の
上端部及び下端部の詳細を示す。図示のように、連結棒
１５の上端部の管状部の上面１５ａは基準面を構成して
おり、中心軸線に対して垂直に配置されている。

【００３４】アクチュエータ１１には環状の基準面１１
ａが形成されており、中心軸線に対して垂直に配置され
ている。

【００３５】連結棒１５の下端部の管状部にはフランジ
部１５Ｂが形成されており、斯かるフランジ部１５Ｂの
上面１５ｂ−１と下面１５ｂ−２は基準面を構成してお
り、中心軸線に対して垂直に配置されている。ロッド２
１の下端部の環状面２１ｂは基準面を構成している。

【００３６】チャック装置１３には環状の基準面１３ｂ
が形成されており、中心軸線に対して垂直に配置されて
いる。

【００３７】次に本発明のアクチュエータ装置の組立工
程を説明する。先ずチャック装置１３に連結棒１５を接
続する。このとき、チャック装置１３の基準面１３ｂに
連結棒１５の基準面１５ｂ−２を係合させる。次に連結
棒１５にロッド２１を係合させる。このとき、同様に、
連結棒１５の基準面１５ｂ−１にロッド２１の基準面２
１ｂを係合させる。次に、ピストン２３、本体３１、ス
トッパ２７、支持部材２５等を装着する。

【００３８】連結棒１５の上端部の基準面１５ａに、ロ
ッド２１の上端部の環状面２１ａ及び支持部材２５の上
側の環状面２５ａが整合するように調節する。好ましく
は、ロッド２１の上端部の環状面２１ａは連結棒１５の
上端部の基準面１５ａより僅かに下方に配置されるよう
に調節する。次に、連結棒１５の上端部にロータリーア
クチュエータ１１を取り付ける。このとき、連結棒１５
の上端部の基準面１５ａをロータリーアクチュエータ１
１の環状の基準面１１ａに係合させる。

【００３９】ロッド２１の上端部の環状面２１ａが連結
棒１５の上端部の基準面１５ａより僅かに下方に配置さ
れている場合には、ロッド２１の環状面２１ａとロータ
リーアクチュエータ１１の基準面１１ａとの間に僅かな
隙間が形成される。斯かる場合には、支持部材２５の上
側の環状面２５ａがアクチュエータ装置１１の環状の基
準面１１ａに係合するように斯かる支持部材２５の位置
を調節する。

【００４０】支持部材２５の上側の環状面２５ａは軸受
け面を構成し、ロータリーアクチュエータ１１の環状の
基準面１１ａは軸受け面を構成する。連結棒１５がロッ
ド２１に対して相対的に回転するとき支持部材２５の環
状面２５ａは対応するロータリーアクチュエータ１１の
環状の基準面１１ａに係合して摺動する。

【００４１】こうして、ロータリーアクチュエータ１１
と連結棒１５とチャック装置１３とは、１つの中心軸線
に沿って且つそれに整合して配置され、一体的に構成さ
れることができる。

【００４２】図３に本発明のアクチュエータ装置のロッ
ド２１の他の例を示す。上述の例では、連結棒１５の円
周外面とロッド２１の円筒状内面とは長手方向全長にわ
たって全周的に接触し係合していたが、本例では両者は
全長の一部にて互いに接触し係合するように構成されて
いる。

【００４３】図示のように、ロッド２１の円筒状内面に
は１つ又は複数の凹部２１Ｅが形成されており、従って
斯かる凹部２１Ｅが形成されていない部分にて、連結棒
１５の円周外面とロッド２１の円筒状内面とが接触し係
合する。

【００４４】こうして、連結棒１５とロッド２１との間
の接触面積が小さいため、摩擦力が減少し、回転部の回
転がより円滑になり、消費電力が軽減される。

【００４５】尚、図示していないが、ロッド２１の円筒
状内面に凹部を設ける代わりに、連結棒１５の円周外面
に凹部を設け、それによって連結棒１５とロッド２１と
の間の接触面積を小さくするように構成してもよい。

【００４６】以上本発明の実施例について詳細に説明し
てきたが、本発明は上述の実施例に限ることなく本発明
の要旨を逸脱することなく他の種々の構成が採り得るこ
とは当業者にとって容易に理解されよう。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、ボールベアリングを使
用しないから比較的製造費が安い回転直動型アクチュエ
ータ装置を提供することができる利点がある。

【００４８】本発明によれば、ボールベアリングを使用
しないから比較的製造が容易な回転直動型アクチュエー
タ装置を提供することができる利点がある。

【００４９】本発明によれば、ピストン２３はシリンダ
即ち本体３１に対して直線運動するだけで回転運動しな
いから、ピストン２３と本体３１からなるピストン装置
の寿命が長くなる利点がある。

【００５０】本発明によれば、ボールベアリングを使用
しないから比較的剛性が高い回転直動型アクチュエータ
装置を提供することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転直動型アクチュエータ装置の構成
例を示す図である。

【図２】本発明の回転直動型アクチュエータ装置の両端
部の詳細を示す図である。

【図３】本発明の回転直動型アクチュエータ装置のロッ
ドの例を示す図である。

【図４】回転直動型アクチュエータ装置の外観を示す図
である。

【図５】従来の回転直動型アクチュエータ装置の構成例
を示す図である。

【符号の説明】

１１ ロータリーアクチュエータ １１Ａ 突起部 １１ａ 基準面 １３ チャック装置 １３Ａ 突起部 １３ｂ 基準面 １５ 連結棒 １５Ｂ フランジ部 １５ａ 基準面 １５ｂ−１，１５ｂ−２ 基準面 ２１ ロッド ２１ａ 環状面 ２１ｂ 基準面 ２１Ｅ 凹部 ２３ ピストン ２５ 支持部材 ２７ ストッパ ３１ 本体 ３１Ａ，３１Ｂ 孔 ３３ 流体室 ３５ シール装置 ５１ 中心軸 ５３ ベアリング ５５ スペーサ ５７ ボールベアリング ６１ ピストン ６３ 本体 ６３Ａ，６３Ｂ 孔 ６５ 空気室 ７１ アーム

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータリーアクチュエータとチャック装
   置と上記ロータリーアクチュエータとチャック装置とを
   接続する連結棒とを含む回転部と、上記連結棒を回転可
   能に収容する管状のロッドと、該ロッドに固定されたピ
   ストンと、該ピストンを移動可能に内部に収容するシリ
   ンダと、を有し、 上記ロータリーアクチュエータが中心軸線周りに回転す
   ることによって上記回転部は上記ロッドに対して回転
   し、 上記回転部と上記ロッドと上記ピストンとによって直動
   部が形成され、該直動部は上記ピストンが上記シリンダ
   に対して移動することによって上記シリンダに対して中
   心軸線に沿って移動するように構成されていることを特
   徴とする回転直動型アクチュエータ装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の回転直動型アクチュエー
   タ装置において、上記ロッドの円周内面には凹部が形成
   され、それによって上記ロッドの円周内面とそれに係合
   する上記連結棒の円周外面との間の摩擦が軽減されるよ
   うに構成されていることを特徴とする回転直動型アクチ
   ュエータ装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の回転直動型アクチ
   ュエータ装置において、上記チャック装置は上記中心軸
   線に垂直な基準面を有し、上記ロッドは上記チャック装
   置側の端部に上記中心軸線に垂直な基準面を有し、上記
   連結棒は上記チャック装置側の端部にフランジ部を有
   し、該フランジ部は上記チャック装置の基準面に対応し
   て上記中心軸線に垂直な第１の基準面と上記ロッドの基
   準面に対応して上記中心軸線に垂直な第２の基準面とを
   有し、上記連結棒と上記チャック装置は互いに係合する
   ねじによって接続されていることを特徴とする回転直動
   型アクチュエータ装置。