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技術 アクチュエータ

出願人 株式会社アイエイアイ
発明者 柴田裕司矢部智彦
出願日 2015年11月30日 (4年2ヶ月経過) 出願番号 2015-234173
公開日 2017年6月8日 (2年8ヶ月経過) 公開番号 2017-101721
状態 特許登録済
技術分野 伝動装置 電動機,発電機と機械的装置等との結合
主要キーワード 略湾曲面 ネジ用貫通孔 オイルレスベアリング 直線運動方向 パイプ挿通孔 接続部分近傍 固定側フレーム 脱落防止部材
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (18)

課題

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。

解決手段

アクチュエータ10は、モータユニット20と、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60と、ボールネジナット62とともに直線運動するスライド部50と、スライド部50を移動可能に支持するレール部を備えたベース部材30と、ロードセル100が先端に設けられ、スライド部50に取り付けられることでY軸方向に直線運動するロッド11と、ロードセル100に接続されるケーブル110とを有する。ロッド11には、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、ロッド11の先端側に折り返されている。

概要

背景

ロッド型アクチュエータは、例えば、モータ回転運動に基づいて、スライド部に固定されたロッド進退移動する。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。

概要

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。アクチュエータ10は、モータユニット20と、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60と、ボールネジナット62とともに直線運動するスライド部50と、スライド部50を移動可能に支持するレール部を備えたベース部材30と、ロードセル100が先端に設けられ、スライド部50に取り付けられることでY軸方向に直線運動するロッド11と、ロードセル100に接続されるケーブル110とを有する。ロッド11には、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、ロッド11の先端側に折り返されている。

目的

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

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項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

請求項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。

請求項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。

請求項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。

請求項5

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に記載のアクチュエータ。

請求項6

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又は5に記載のアクチュエータ。

請求項7

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1から6のいずれか一項に記載のアクチュエータ。

請求項8

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7のいずれか一項に記載のアクチュエータ。

請求項9

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8のいずれか一項に記載のアクチュエータ。

請求項10

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9に記載のアクチュエータ。

請求項11

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10のいずれか一項に記載のアクチュエータ。

技術分野

0001

本発明は、アクチュエータに関する。

背景技術

0002

ロッド型アクチュエータは、例えば、モータ回転運動に基づいて、スライド部に固定されたロッド進退移動する。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。

先行技術

0003

特開2014−228048号公報

発明が解決しようとする課題

0004

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。

0005

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。

課題を解決するための手段

0006

上述の目的を達成するために、本発明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ている。

0007

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。

0008

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。

0009

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。

0010

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。

0011

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。

0012

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。

0013

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。

0014

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。

0015

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。

0016

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。

発明の効果

0017

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。

図面の簡単な説明

0018

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。

実施例

0019

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。

0020

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。

0021

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。

0022

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。

0023

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。

0024

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。

0025

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。

0026

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。

0027

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。

0028

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。

0029

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。

0030

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。

0031

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。

0032

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。

0033

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。

0034

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。

0035

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。

0036

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。

0037

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。

0038

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。

0039

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。

0040

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。

0041

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。

0042

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。

0043

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。

0044

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。

0045

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。

0046

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。

0047

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。

0048

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。

0049

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。

0050

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。

0051

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。

0052

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。

0053

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。

0054

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。

0055

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。

0056

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。

0057

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。

0058

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。

0059

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。

0060

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。

0061

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。

0062

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。

0063

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。

0064

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。

0065

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。

0066

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。

0067

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。

0068

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。

0069

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。

0070

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。

0071

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。

0072

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。

0073

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。

0074

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。

0075

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。

0076

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。

0077

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。

0078

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。

0079

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。

0080

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。

0081

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。

0082

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。

0083

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。

0084

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。

0085

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。

0086

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

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