JPH1047308A

JPH1047308A - アクチュエータ

Info

Publication number: JPH1047308A
Application number: JP20074996A
Authority: JP
Inventors: Shigekazu Nagai; 茂和永井; Hiroyuki Shiomi; 裕幸塩見
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1996-07-30
Filing date: 1996-07-30
Publication date: 1998-02-17
Anticipated expiration: 2016-07-30
Also published as: JP3717601B2

Abstract

(57)【要約】【課題】移動部材の移動空間を閉塞するシール部材の保
持部を容易且つ廉価に製造することにある。【解決手段】フレーム１２に装着されたトップカバーに
よって遮蔽される空間を除く移動部材１６が移動するス
リット３８を閉塞するシール部材４８ａ、４８ｂと、前
記シール部材４８ａ、４８ｂを保持する保持溝３４が形
成された保持部３２とを備え、前記保持部３２とフレー
ム１２とを一体的にあるいはそれぞれ別体で形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動源の駆動作用
下にフレームの軸線方向に沿って移動部材を往復させる
アクチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ワーク等の搬送手段としてア
クチュエータが用いられている。

【０００３】このアクチュエータは、長尺なフレーム内
に移動自在に収容された移動部材を有し、前記移動部材
を駆動源の駆動作用下に該フレームの軸線方向に沿って
往復運動させることにより、該移動部材に載置されたワ
ークを搬送している。この場合、移動部材とワークとが
一体的に移動するためにフレームを密閉した構造とする
ことができず、外部に設けられたワークと移動部材とを
連結し前記ワークに対して移動部材の移動量を伝達する
ための空間（スリット）を形成する必要がある。

【０００４】そこで、本出願人は、フレームの軸線方向
に沿って移動部材を移動自在とする構成を維持しながら
前記スリットを閉塞するシール部材を設け、前記シール
部材によってフレーム内への塵埃等の進入を阻止すると
ともに、前記フレーム内から外部に向かって発塵の排出
を防止することが可能なアクチュエータを提案している
（特願平８−７８１３号参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の提案
に関連してなされたものであり、移動部材の移動空間を
閉塞するシール部材の保持部を容易且つ廉価に製造する
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。

【０００６】

【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、駆動源の駆動作用下にフレームの軸線
方向に沿って移動部材が往復運動を行うアクチュエータ
であって、前記フレームに装着されたカバー部材によっ
て遮蔽される空間を除いた前記移動部材が移動する空間
を閉塞するシール部材と、前記シール部材を保持する保
持溝が形成された保持部と、を備え、前記保持部とフレ
ームとを一体的にあるいはそれぞれ別体で形成したこと
を特徴とする。

【０００７】本発明によれば、シール部材を保持するた
めの保持溝が形成された保持部を、例えば、鉄あるいは
アルミニウム等の金属製材料を用いて引き抜き加工また
は押し出し加工あるいは研削加工することにより簡便且
つ廉価に製造することが可能となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に係るアクチュエータにつ
いて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しなが
ら以下詳細に説明する。

【０００９】図１並びに図２において参照数字１０は、
本発明の実施の形態に係るアクチュエータを示し、この
アクチュエータ１０は、断面コの字状を呈し長尺に形成
されたフレーム１２と、前記フレーム１２の内部あるい
は外部に設けられた図示しない回転駆動源の駆動軸に連
結され、前記回転駆動源の駆動作用下に所定方向に回転
するボールねじ１４と、前記ボールねじ１４の螺回作用
下に前記フレーム１２の長手方向に沿って直線状に往復
動作する移動部材１６と、前記移動部材１６の移動空間
であるスリット（後述する）を閉塞するシール機構１８
とを有する。

【００１０】前記フレーム１２の長手方向に沿った両端
部には、それぞれ一組のエンドブロック２０ａ、２０ｂ
が連結され、該フレーム１２の開口部２２の一部を閉塞
するトップカバー（カバー部材）２４が前記エンドブロ
ック２０ａ、２０ｂの上面部によって支持される。

【００１１】なお、前記回転駆動源としては、例えば、
ＡＣサーボモータ、ＡＣインダクションモータ、ＤＣサ
ーボモータ、ステップモータ、エアモータ、あるいはホ
ールモータ等を用いるとよい。

【００１２】前記フレーム１２の底面部から立ち上がっ
た側部２６ａ、２６ｂの内壁面には、複数のボールベア
リング２８が転動する二条のボール転動溝３０ａ、３０
ｂが長手方向に沿って形成される。また、前記側部２６
ａ、２６ｂにはフレーム１２と一体的に形成された保持
部３２が設けられ、前記保持部３２には後述するシール
部材を保持するための保持溝３４が形成される（図３Ａ
参照）。前記保持部３２は、例えば、鉄あるいはアルミ
ニウム等の金属製材料を引き抜き加工または研削加工を
行うことによりフレーム１２と一体的に形成される。

【００１３】なお、図３Ｂに示されるように、アルミニ
ウム製材料からなるレール状の保持部３２ａと鉄製材料
からなるフレーム１２ａとを別体で形成した後、前記保
持部３２ａとフレーム１２ａとを一体的に結合するよう
に構成してもよい。この場合、前記保持部３２ａおよび
フレーム１２ａは、それぞれ引き抜き加工または押し出
し加工によって形成される。また、前記保持部３２ａお
よびフレーム１２ａを必要に応じて研削加工によって形
成してもよい。

【００１４】移動部材１６は、軸線方向に沿って延在す
るボールねじ１４の螺回作用下に直線状に往復運動する
ブロック体３６と、前記ブロック体３６の上面に膨出形
成され、保持部３２とトップカバー２４との間に形成さ
れたスリット３８を介して上方に突出する一組の連結部
４０ａ、４０ｂとを有する。

【００１５】前記連結部４０ａ、４０ｂの長手方向に沿
った両端部４１は、図７に示されるように、鋭角な傾斜
面を有する船首形状に形成される。すなわち、水平面４
３が徐々に先細りして鋭利な頂点４５を有するととも
に、前記頂点４５から下端側に向かって曲線状に傾斜す
る傾斜面４７が形成される。このように、連結部４０
ａ、４０ｂの両端部４１を船首形状に形成することによ
り、前記連結部４０ａ、４０ｂを介して移動部材１６が
移動する際に閉じ合わされた一対のシール部材４８ａ、
４８ｂが円滑にかき分けられ、該連結部４０ａ、４０ｂ
に接触するシール部材４８ａ、４８ｂとの摩擦を減少さ
せることができる。この結果、前記シール部材４８ａ、
４８ｂの耐久性を向上させることができる。なお、フレ
ーム１２は、移動部材１６が移動する際にガイドとして
の機能を営む。

【００１６】前記ブロック体３６の短手方向に沿った両
側面部には、保持部３２側のボール転動溝３０ａ、３０
ｂと対向し軸線方向に沿って延在する一組のボール転動
溝４２ａ、４２ｂが形成され、また、前記ボール転動溝
４２ａ、４２ｂに近接する部位には、該ボール転動溝４
２ａ、４２ｂと略平行に軸線方向に沿って貫通するボー
ル循環穴４４ａ、４４ｂが形成される（図２参照）。

【００１７】この場合、保持部３２側に形成されたボー
ル転動溝３０ａ、３０ｂとブロック体３６側に形成され
たボール転動溝４２ａ、４２ｂとがボールベアリング２
８に対して直接接触するように構成してもよいし、ある
いは、図４に示されるように、フレーム１２の内壁面に
断面円弧状のレール部材４６を固着し、前記レール部材
４６にボール転動溝３０ａを形成してもよい。なお、前
記レール部材４６は、研磨し易い鉄製材料で形成すると
一層好適である。また、ボール転動溝３０ａ、３０ｂ、
４２ａ、４２ｂを、例えば、ショットブラストの方法に
よって表面処理を施すことにより転動面を硬化させるこ
とができる。

【００１８】前記ブロック体３６の長手方向に沿った両
端部には、図示しない一組のエンドプレートが連結さ
れ、前記エンドプレートには、ボール転動溝３０ａ、３
０ｂ、４２ａ、４２ｂとボール循環穴４４ａ、４４ｂと
を連絡するリターン溝（図示せず）が形成される。前記
ボール循環穴４４ａ、４４ｂとボール転動溝３０ａ、３
０ｂ、４２ａ、４２ｂとはそれぞれ水平位置になく、該
ボール循環穴４４ａ、４４ｂとボール転動溝３０ａ、３
０ｂ、４２ａ、４２ｂとを結ぶ線が傾斜するように配置
される。なお、ボールベアリング２８の循環方法とし
て、エンドプレートを用いることなく、例えば、図示し
ないリターンチューブ等の他の方法を採用してもよい。

【００１９】保持部３２とトップカバー２４との間に
は、それぞれスリット３８が画成され、前記スリット３
８は、保持部３２およびトップカバー２４にそれぞれ保
持された一対のシール部材４８ａ、４８ｂによって閉塞
される。この場合、前記シール部材４８ａ、４８ｂは、
例えば、超高分子量ポリエチレン、含浸油を浸透させた
超高分子量ポリエチレン、ポリエチレン、ポリテトラフ
ルオロエチレン、または、ポリウレタンゴム等の弾性
体、可撓性部材によって形成すると好適である。

【００２０】移動部材１６の連結部４０ａ、４０ｂがシ
ール部材４８ａ、４８ｂに接触しない時は、それぞれ平
面状に形成された一対のシール部材４８ａ、４８ｂが閉
じ合わされてスリット３８が閉塞され、一方、移動部材
１６の変位作用下に連結部４０ａ、４０ｂがシール部材
４８ａ、４８ｂに接触することにより前記シール部材４
８ａ、４８ｂが外側に撓曲するように形成される。この
時、連結部４０ａ、４０ｂの両端部４１を船首状に鋭利
に形成することにより、閉じ合わされたシール部材４８
ａ、４８ｂを円滑に撓曲させることができる。

【００２１】次に、変形例に係るシール部材４９ａ、４
９ｂを図８に示す。このシール部材４９ａ、４９ｂは、
それぞれ閉じ合わされる一端部に段部５１を形成し、一
方のシール部材の段部５１に他方のシール部材の凸部５
３を組み合わせることにより、シール性をより一層向上
させることができる。また、前記シール部材４９ａ、４
９ｂの中間部には、曲線状の折曲部５５を形成して該シ
ール部材４９ａ、４９ｂを撓み易くしてもよい。さら
に、前記シール部材４９ａ、４９ｂが接触する連結部４
０ａ（４０ｂ）の側面には、該シール部材４９ａ、４９
ｂの接触状態に合わせて溝部５７を形成してもよい。

【００２２】複数のボールベアリング２８が転動する前
記ボール循環穴４４ａ、４４ｂおよびボール転動溝３０
ａ、３０ｂ、４２ａ、４２ｂは、ボールベアリング２８
の循環軌道としての機能を営む。また、ブロック体３６
には、ボールねじ１４に沿って転動する複数のボールベ
アリング２８を循環させるボール循環穴５９ａ、５９ｂ
が形成される（図２参照）。さらに、ブロック体３６の
底面部とフレーム１２の開口部２２の底面部との間に
は、例えば、磁気スケールまたは干渉計等の図示しない
リニアセンサが配設される。

【００２３】本発明の実施の形態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、次にその動作並びに作用効果について説明する。

【００２４】まず、図示しない回転駆動源を駆動させて
ボールねじ１４を所定方向に回転させる。前記ボールね
じ１４の螺回作用下に移動部材１６がフレーム１２の長
手方向に沿って往復運動する。その際、前記移動部材１
６は、ボール循環穴４４ａ、４４ｂおよびボール転動溝
３０ａ、３０ｂ、４２ａ、４２ｂに沿って転動するボー
ルベアリング２８の案内作用下に円滑に直線運動する。

【００２５】本実施の形態では、シール部材４８ａ、４
８ｂを保持するための保持溝３４が形成された保持部３
２を、例えば、鉄あるいはアルミニウム等の金属製材料
を用いて引き抜き加工または研削加工することにより簡
便且つ廉価に製造することが可能となる。前記鉄製材料
としてＳＫＤ材を用い、前記ＳＫＤ材に対して真空焼入
れを施すことにより、歪み量および研削量を最小とする
ことが可能となる。なお、前記鉄製材料またはアルミニ
ウム製材料に対してバレル仕上げ（barrel finishing）
あるいはショットピーニング（shot peening）等の仕上
げ加工を施すことにより、研磨処理が不要となり、後加
工を簡便にすることが可能となる。

【００２６】この場合、フレーム１２と保持部３２とを
一体的に形成し、あるいはアルミニウム製材料からなる
レール状の保持部３２ａと鉄製材料からなるフレーム１
２ａとを別体で形成してもよい。また、フレーム１２お
よび保持部３２以外の構成要素、例えば、ブロック体３
６、ボールねじ１４等を鉄製材料で形成してもよい。

【００２７】なお、シール部材４８ａ、４８ｂは、図５
に示されるように、一組のガイドレール５０ａ、５０ｂ
の案内作用下に移動部材５２を移動させるアクチュエー
タ５４に組み込んでもよく、あるいは、図６に示される
ように、トップカバー２４ａと、幅方向においてフレー
ム１２ｂから突出し略直交する屈曲部５６を有する移動
部材５８が設けられたアクチュエータ６０にその上下方
向に沿って組み込むことも可能である。図６中では、一
組のシール部材４８ａ、４８ｂをそれぞれ外側に向かっ
て撓ませているが、前記一組のシール部材４８ａ、４８
ｂを内側に向かって撓ませた状態でシール効果を発揮さ
せることも可能である。

【００２８】また、本実施の形態では、図示しない回転
駆動源の回転運動をボールねじ１４を介して直線運動に
変換しているが、これに限定されるものではなく、前記
回転駆動源およびボールねじ１４に代替して、図示しな
いリニアモータ、リニア空気圧シリンダ、リニアボイス
コイルモータ、リニアＤＣモータ、リニアステップモー
タ、リニア誘導モータ、または、リニアＶＲモータ等を
駆動源として用いることも可能である。

【００２９】さらに、シール部材４８ａ、４８ｂ、４９
ａ、４９ｂを除いたアクチュエータ１０、５４、６０を
構成する全ての部品、例えば、フレーム１２、１２ａ、
１２ｂ、ボールねじ１４、移動部材１６、５２、５８、
エンドブロック２０ａ、２０ｂ、トップカバー２４、２
４ａ、ボールベアリング２８等の構成部品をアルミニウ
ム製材料で形成し、前記アルミニウム製の構成部品に対
してショットブラスト処理を行い、続いて、硬質アルマ
イト処理を施した後、再度ショットブラスト処理を行う
ことにより、ＥＨＬ（Elasto Hydrodynamic Lubricatio
n ）効果を得ることができる。

【００３０】すなわち、アクチュエータを構成する各部
品の熱膨張率がそれぞれ略同一に形成されるため、熱的
影響による変形量が一定となり、各部品間における寸法
変化のバラツキをなくすことができる。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。

【００３２】すなわち、シール部材を保持する保持溝が
形成された保持部とフレームとを、引き抜き加工または
研削加工等によって一体的にあるいはそれぞれ別体で形
成することにより、簡便に且つ廉価に製造することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態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からエンドブロック
を取り外した状態を示す部分斜視図である。

【図３】図１に示すアクチュエータを構成する保持部の
説明図であり、図３Ａはフレームと保持部とを一体的に
形成した状態、図３Ｂはフレームと保持部とを別体で形
成した状態を示す図である。

【図４】ボールベアリングが転動するボール転動溝をレ
ール部材に設けた状態を示す断面図である。

【図５】シール部材を他のアクチュエータに組み込んだ
状態を示す部分斜視図である。

【図６】シール部材を他のアクチュエータに組み込んだ
状態を示す部分斜視図である。

【図７】移動部材を構成する連結部の部分斜視図であ
る。

【図８】シール部材の変形例を示す断面図である。

【符号の説明】

１０、５４、６０…アクチュエータ１２、１２
ａ、１２ｂ…フレーム１４…ボールねじ１６、５２、
５８…移動部材１８…シール機構２０ａ、２０
ｂ…エンドブロック２４、２４ａ…トップカバー２８…ボール
ベアリング３０ａ、３０ｂ、４２ａ、４２ｂ…ボール転動溝３２、３２ａ…保持部３４…保持溝３６…ブロック体３８…スリッ
ト４０ａ、４０ｂ…連結部４４ａ、４４ｂ、５９ａ、５９ｂ…ボール循環穴４６…レール部材４８ａ、４８ｂ、４９ａ、４９ｂ…シール部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動源の駆動作用下にフレームの軸線方向
に沿って移動部材が往復運動を行うアクチュエータであ
って、前記フレームに装着されたカバー部材によって遮蔽され
る空間を除いた前記移動部材が移動する空間を閉塞する
シール部材と、前記シール部材を保持する保持溝が形成された保持部
と、を備え、前記保持部とフレームとを一体的にあるいはそ
れぞれ別体で形成したことを特徴とするアクチュエー
タ。
【請求項２】請求項１記載のアクチュエータにおいて、
保持部は、鉄またはアルミニウム等の金属製材料を用
い、引き抜き加工、押し出し加工あるいは研削加工のい
ずれかによってフレームと一体的に形成されることを特
徴とするアクチュエータ。
【請求項３】請求項１記載のアクチュエータにおいて、
アルミニウム製材料からなる保持部と、鉄製材料からな
るフレームとを、それぞれ引き抜き加工または押し出し
加工によって別体で形成することを特徴とするアクチュ
エータ。
【請求項４】請求項１記載のアクチュエータにおいて、
移動部材は、ブロック体と、前記ブロック体に膨出形成
され、シール部材に接触し且つ外部に露呈する連結部と
を有し、前記連結部の長手方向に沿った両端部は、鋭角
な傾斜面を有する船首状にそれぞれ形成されることを特
徴とするアクチュエータ。