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Patent Searching and Data


Title:
SEALED LINEAR ACTUATOR UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/034981
Kind Code:
A1
Abstract:
A linear actuator unit in which, despite the presence of a belt-like cover covering a slit opening formed in an outer rail, a slide plate is movable along the outer rail while causing the cover to retreat. The linear actuator unit has the outer rail (1) formed in a tubular shape with a hollow interior and having the single slit opening (11) extending in the axial direction, a slide plate (3) joined through the slit opening (11) to an inner block (3) that is located in the hollow interior and moving along the slit opening (11), the cover belt (6) placed between opposite ends in the longitudinal direction of the outer rail (1) to cover the slit opening (11), a belt guide member (7) separating the cover belt (6) from the outer rail (1) as the slide plate (2) moves, and a seal member (8) for sealing between the belt guide member (7), the cover belt (6), and the outer rail (1).

Inventors:
SHIRAI TAKEKI
IIDA KATSUYA
MIYAHARA SOSHI
FURUSAWA RYUJI
Application Number:
PCT/JP2008/066287
Publication Date:
March 19, 2009
Filing Date:
September 10, 2008
Export Citation:
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Assignee:
THK CO LTD (JP)
SHIRAI TAKEKI
IIDA KATSUYA
MIYAHARA SOSHI
FURUSAWA RYUJI
International Classes:
F16H19/02; F16C29/06; F16H19/06
Foreign References:
JPH0333041U1991-04-02
JPH11223259A1999-08-17
Attorney, Agent or Firm:
IDE, Tetsuroh (Ohtamachi 6-chome Naka-ku, Yokohama-sh, Kanagawa 11, JP)
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Claims:
中空部を有して筒状に形成されると共に軸方向に沿って1条のスリット開口部(11)が形成されたアウタレール(1)と、
前記アウタレール(1)の中空部内に組付けられると共に該アウタレール(1)の長手方向に沿って移動自在なインナブロック(3)と、
前記アウタレール(1)の中空部内で前記インナブロック(3)と結合されると共に該インナブロック(3)をアウタレール(1)の長手方向沿って往復動させる駆動手段(5)と、
前記アウタレール(1)のスリット開口部(11)の外側に配置されると共に該スリット開口部(11)を介して前記インナブロック(3)と結合されたスライドプレート(2)と、
前記アウタレール(1)の長手方向の両端間に張り渡されて前記スリット開口部(11)を覆うカバーベルト(6)と、
前記スライドプレート(2)の移動に応じて前記カバーベルト(6)をアウタレール(1)から離間させ、前記スライドプレート(2)上を乗り越えさせるベルト誘導部材(7)と、
このベルト誘導部材(7)と前記カバーベルト(6)及びアウタレール(1)との間を密封し、前記アウタレール(1)の中空部内への塵芥の侵入を防止するシール部材(8)とから構成されることを特徴とする密封型リニアアクチュエータユニット。
前記シール部材(8)は、前記スライドプレート(2)の移動方向の前後において前記カバーベルト(6)をアウタレール(1)に押圧する一対のエンドシール部(82)と、これら一対のエンドシール部(82)を相互に連結すると共に前記スライドプレート(2)の移動方向に沿ってアウタレール(1)に接触する一対のサイドシール部(83)とを備えていることを特徴とする請求項1記載の密封型リニアアクチュエータユニット。 
Description:
密封型リニアアクチュエータユ ット

 本発明は、アウタレールの中空部内に駆 手段を内蔵し、かかる駆動手段によってア タレール外に配置されたスライドプレート 任意量だけ進退させることが可能なリニア クチュエータユニットに係り、特に、アウ レールに形成されたスリット開口部をカバ ベルトによって覆ったタイプの密封型リニ アクチュエータユニットに関する。

 従来、この種の密封型リニアアクチュエ タユニットとしては、実開昭63-172545号公報 開示されるものが知られている。このリニ アクチュエータユニットは、中空部を有し 筒状に形成されると共に軸方向に沿ってス ット開口部が形成されたアウタレールと、 のアウタレール内に配置された軌道レール 沿って前記中空部内を走行するインナブロ クと、前記アウタレールの中空部外に配置 れると共に前記スリット開口部を介してイ ナブロックと結合されたスライドプレート を備えており、このスライドプレートに被 送体を固定することで、かかる被搬送体を ウタレールに沿って自在に移動させること 可能となっている。

 また、前記アウタレールの中空部内には じ軸が配置されており、前記インナブロッ はこのねじ軸に螺合している。従って、ア タレールの一端に配置したモータによって 記ねじ軸を回転させることにより、その回 方向及び回転量に応じた移動方向及び移動 離を前記インナブロックに与えることがで 、被搬送体を搭載したスライドプレートに して任意の直線往復運動を与えることが可 となっている。

 更に、この従来のリニアアクチュエータ ニットでは、前記スリット開口部を介して ウタレール内に塵芥が侵入するのを防止す ため、かかるスリット開口部を覆うベルト のカバーが設けられている。このカバーは ウタレールの両端間に張り渡されており、 バーの長手方向に沿った両縁部がスリット 口部を挟んで対向するアウタレールの一対 フランジ部に接して、前記スリット開口部 閉塞するようになっている。

 前記スリット開口部をカバーによって閉塞 た状態で前記スライドプレートの往復運動 可能とするため、前記スライドプレートの 後にはカバーをアウタレールから持ち上げ ためのローラ群が夫々設けられている。前 カバーはスライドプレートが接近すると、 かるスライドプレートの前方に位置するロ ラ群によってアウタレールから引き離され スライドプレート内を通過した後に、今度 後方に位置するローラ群によってアウタレ ルに押し付けられるようになっている。

実開昭63-172545号公報

 しかし、このような従来のリニアアクチ エータユニットでは、前記スライドプレー がカバーをアウタレールから引き剥がしつ 移動するため、スライドプレートの前後に いてカバーとアウタレールとの間に大きな 間が発生してしまい、かかる隙間からアウ レール内に塵芥が侵入してしまう懸念があ た。

 また、カバーの表面に付着していた塵芥 、スライドプレートが接近すると、何ら排 されることなく前記ローラ群をくぐり抜け スライドプレートに達するため、スライド レートの通過によってカバーとアウタレー との間に隙間が生じると、カバーに付着し いた塵芥がこの隙間からアウタレール内に 入してしまう可能性があった。

 本発明はこのような問題点に鑑みなされ ものであり、その目的とするところは、ア タレールに設けられたスリット開口部をベ ト状のカバーで覆いつつも、スライドプレ トが前記カバーを退避させながらアウタレ ルに沿って自在に移動可能であり、しかも ウタレール内への塵芥の侵入を防止するこ が可能なリニアアクチュエータユニットを 供することにある。

 すなわち、本発明のリニアアクチュエー ユニットは、中空部を有して筒状に形成さ ると共に軸方向に沿って1条のスリット開口 部が形成されたアウタレールと、前記アウタ レールの中空部内に組付けられると共に該ア ウタレールの長手方向に沿って移動自在なイ ンナブロックと、前記アウタレールの中空部 内で前記インナブロックと結合されると共に 該インナブロックをアウタレールの長手方向 沿って往復動させる駆動手段と、前記アウタ レールのスリット開口部の外側に配置される と共に該スリット開口部を介して前記インナ ブロックと結合されたスライドプレートと、 前記アウタレールの長手方向の両端間に張り 渡されて前記スリット開口部を覆うカバーベ ルトと、前記スライドプレートの移動に応じ て前記カバーベルトをアウタレールから離間 させ、前記スライドプレート上を乗り越えさ せるベルト誘導部材と、このベルト誘導部材 と前記カバーベルト及びアウタレールとの間 を密封し、前記アウタレールの中空部内への 塵芥の侵入を防止するシール部材とから構成 されている。

 このように構成された本発明において、 記ベルト誘導部材はスライドプレートの移 に応じてカバーベルトをアウタレールから 間させ、これらカバーベルトとアウタレー との間に隙間を形成して、前記スライドプ ートがアウタレールに沿って移動できるよ にしている。一方、前記シール部材はベル 誘導部材の周囲において当該ベルト誘導部 とカバーベルトとの間、ベルト誘導部材と ウタレールとの間を密封し、前記ベルト誘 部材が作り出した隙間からアウタレール内 塵芥が侵入するのを防止する。これにより アウタレールの長手方向の全域において当 アウタレールの中空部を密封することがで 、アウタブロックに対するインナブロック 走行精度、前記駆動手段によるインナブロ クの送り精度を長期にわたって良好に維持 ることが可能となる。

本発明のリニアアクチュエータユニッ を示す全体斜視図である。 図1に示すリニアアクチュエータユニッ トにおけるアウタレールとインナブロックの 組み付け状態を示す側面図である。 図1に示すリニアアクチュエータユニッ トにおけるアウタレールとインナブロックの 組み付け状態を示す正面断面図である。 アウタレールの一端に固定されたモー ブラケットの内部を示す斜視図である。 アウタレールの他端に固定された調整 ラケットの内部を示す斜視図である。 ベルト誘導部材の構成を示す分解斜視 である。 シール部材を示す斜視図である。 シール部材、ベルト誘導部材及びスラ ドプレートの組み合わせ状態を示す斜視図 ある。

 以下、添付図面に沿って本発明のリニア クチュエータユニットを詳細に説明する。

 図1は本発明を適用したリニアアクチュエ ータユニットの一例を示す斜視図である。こ のリニアアクチュエータユニットは、中空部 を有して略円筒状に形成されたアウタレール 1と、このアウタレール1に沿って直線往復運 をなすスライドプレート2とを備えており、 かかるスライドプレート2に搭載した被搬送 をアウタレール1に沿って移動させ、任意の 置に位置決めし得るように構成されている

 図2は前記アウタレール1を長手方向に沿 て切り欠いて前記中空部内を示した断面図 図3は前記アウタレール1を長手方向に垂直な 面で切断した断面図である。前記アウタレー ル1は中空部10を有すると共に、この中空部10 連通するスリット開口部11が長手方向に沿 て設けられており、長手方向に垂直な断面 略C形状をなしている。また、アウタレール1 の外周面には前記スリット開口部11と反対側 該アウタレール固定用の基準平坦面12が形 され、かかる基準平坦面12には固定ボルトを 螺合させるためのタップ孔が形成されている 。

 前記アウタレール1の中空部10内にはイン ブロック3が収容されており、このインナブ ロック3には前記スリット開口部11に挿通され る首部30を介して前記スライドプレート2が結 合されている。図2及び図3に示す例では、イ ナブロック3、首部30及びスライドプレート2 が一つの金属塊から一体に形成されているが 、首部30及びスライドプレート2をインナブロ ック3に対してねじ止めするように構成する とも可能である。

 前記インナブロック3は多数のボール4を してアウタレール1の中空部10内に組付けら ており、アウタレール1の長手方向に沿って 記中空部10内を自在に移動することが可能 ある。アウタレール1の中空部10に面した内 にはボールの転走面13が4条形成される一方 前記インナブロック3にはアウタレール1の転 走面13に対応してボール4の無限循環路40が具 されている。ボール4はインナブロック3に 備された無限循環路40を循環しながらアウタ レール1とインナブロック3との間で荷重を負 しており、それによってインナブロック3が アウタレール1の中空部10内を自在に移動する ことが可能となっている。

 インナブロック3に具備された各無限循環 路40において、前記ボール4は合成樹脂製の連 結体ベルトに所定の間隔で一列に配列されて おり、ボール4がアウタレール1の転走面13を 走すると、前記連結体ベルトがボール4と一 に無限循環路を循環する。かかる連結体ベ トではボール4とボール4との間にスペーサ 配置されていることから、無限循環路内で ール同士が接触することはなく、ボール4の 膜切れが抑えられるので、アウタレール1に 対するインナブロック3の運動を長期にわた て良好に保つことが可能となっている。ま 、ボール4同士の接触音が発生しないので、 ンナブロック3の高速移動時でも騒音の発生 を抑えることが可能となっている。

 前記インナブロック3をアウタレール1の 空部10内で進退させるため、前記アウタレー ル1には駆動手段5が設けられ、この駆動手段5 はアウタレール1の中空部10内で前記インナブ ロック3と結合されている。図1~3に示すリニ アクチュエータユニットの例において、前 駆動手段5はタイミングベルトであり、この イミングベルト5はアウタレール1の中空部10 内に張り渡されている。

 アウタレール1の長手方向の両端には前記 タイミングベルト5を架け回した一対のプー が設けられており、これらプーリに掛け回 れた前記タイミングベルト5は中空部10を貫 して循環するように配置されている。図2に すように、タイミングベルト5はその両端が 固定プレート50に挟持された状態で前記イン ブロック3に夫々固定されており、前述した 一対のプーリの間で閉ループを構成している 。また、図3に示すように、アウタレール1の 空部10には前記スリット開口部11と対向する 位置に前記タイミングベルト5の収容溝51が形 成されており、中空部10内をインナブロック3 が一方向へ移動すると、前記タイミングベル ト5は収容溝51内を逆方向へ移動するようにな っている。

 前記プーリはアウタレール1の長手方向の 両端に夫々装着されたモータブラケット及び 調整ブラケットに保持されている。図4は前 モータブラケット52を切り欠いて示す斜視図 である。このモータブラケット52はプーリ53 回転自在に保持した状態でアウタレール1の 端に固定されており、かかるプーリ53には 記タイミングベルト5が架け回されている。 た、プーリ53の回転中心にはドライブシャ ト54が設けられており、このドライブシャフ ト54は図1に示すように、モータブラケット52 ら突出している。従って、このモータブラ ット52に対し、必要に応じて減速機を介在 せながらモータを固定し、前記ドライブシ フト54をモータによって回転させることによ り、プーリ53に架け回したタイミングベルト5 を回転させ、アウタレールの中空部内でイン ナブロックを進退させることが可能となって いる。

 また、前記駆動手段5はタイミングベルト に限られるものではなく、例えば、アウタレ ール1の中空部10内に長手方向に沿ってねじ軸 を配設し、このねじ軸に対して前記インナブ ロック3を螺合させるように構成することも きる。このようなねじ軸を用いた駆動手段 よれば、かかるねじ軸の回転方向及び回転 に応じてインナブロック3を中空部10内で進 させることができる。

 図5は前記調整ブラケット55を切り欠いて す斜視図である。この調整ブラケット55は ウタレール1の他端に固定されると共に、プ リ56を回転自在に保持したスライド部材57を 具備している。かかるスライド部材57はアウ レール1の長手方向に関して移動自在であり 、調整ブラケット55に螺合する調整ねじ58を 結すると、その締結量に応じて調整ブラケ ト55に引き付けられるようになっている。こ のため、前記調整ねじ58を締結すると、プー 56に掛け回されたタイミングベルト5が引っ られ、一対のプーリ53,56に掛け回されたタ ミングベルト5の張力を自由に調整すること できる。

 一方、図1に示すように、前記アウタレー ル1のスリット開口部11はカバーベルト6によ て覆われており、塵芥が前記スリット開口 11を介してアウタレール1の中空部10内に侵入 するのを防止している。このカバーベルト6 ステンレス薄板から構成されており、長手 向の両端が前記モータブラケット52及び調整 ブラケット55に固定されている。図4及び図5 示すように、前記モータブラケット52及び調 整ブラケット55にはカバーベルト6を固定する 際に利用するねじ孔60が設けられている。前 カバーベルト6はその幅がアウタレール1の リット開口部11の開口幅よりも僅かに大きく 設定されており、長手方向に沿った両縁部が スリット開口部11をまたいでアウタレール1に 乗っかるように設定されている。従って、適 度な張力をカバーベルト6に与えることによ 、カバーベルト6がアウタレール1に密着し、 スリット開口部11から中空部10内への塵芥の 入を防止できるようになっている。

 前記カバーベルト6がアウタレール1のス ット開口部11を閉塞した状態で、前記スライ ドプレート2がアウタレール1に沿って移動す ことを可能とするため、前記スライドプレ ト2にはカバーベルト6との干渉を回避する めのベルト誘導部材7が取り付けられている

 図6は前記ベルト誘導部材7の構造を示す 解斜視図である。このベルト誘導部材7は、 記スライドプレート2の移動方向の前後に2 ずつ配置されるベルト誘導ロール70a,70bと、 れら4本のベルト誘導ロール70a,70bを支承す と共に前記スライドプレート2に固定される バープレート71とから構成されている。

 4本のベルト誘導ロール70a,70bのうち、外 に位置する2本のベルト誘導ロール70aはカバ ベルト6の上を転がり、かかるカバーベルト 6をアウタレール1に対して押し付ける働きを る。一方、スライドプレート2に隣接した2 のベルト誘導ロール70bはカバーベルト6とア タレール1との間に位置して該カバーベルト 6を裏側から支えるように機能し、カバーベ ト6をアウタレール1から離間させてスライド プレート2の上面へ誘導する。スライドプレ ト2の上面にはカバーベルト6を通過させるた めの案内溝20が設けられており、前記カバー レート71はこの案内溝20を覆うようにしてス ライドプレート2に固定される。

 前記タイミングベルト5をモータによって 回転駆動し、前記インナブロック3をアウタ ール1の中空部10内で進退させると、かかる ンナブロック3と一体に設けられたスライド レート2がアウタレール1上で進退する。ス イドプレート2がアウタレール1に沿って移動 すると、スライドプレート2の移動方向前方 は前記ベルト誘導ロール70bがカバーベルト6 アウタレール1から引き離し、かかるカバー ベルト6はスライドプレート2上の案内溝20に 送される。一方、スライドプレート2の移動 向の後方では、ベルト誘導ロール70bの上を 過したカバーベルト6がベルト誘導ロール70a によってアウタレール1に押し付けられる。 れにより、アウタレール1のスリット開口部1 1をカバーベルト6で密封したまま、かかるス ット開口部11を介してインナブロック3と結 されたスライドプレート2をアウタレール1 沿って移動させることが可能となる。

 但し、前述の如く、スライドプレート2の 前後ではベルト誘導ロール70bによってカバー ベルト6がアウタレール1から引き離されてス イドプレート2上に持ち上げられるので、カ バーベルト6とアウタレール1との間には局所 に隙間が生じ、カバーベルト6に付着してい た塵芥が前記隙間からアウタレール1の内部 侵入してしまう懸念がある。

 このため、前記ベルト誘導部材7にはカバ ーベルト6及びアウタレール1に摺接するシー 部材8が設けられている。図7に示すように このシール部材8は、前記誘導ロール70aの外 に位置する一対のフランジ部80及びこれら ランジ部80を連結するサイドフレーム81を有 て長方形の枠状に形成されている。前記フ ンジ部80の下方縁にはカバーベルト6よりも 広く形成されたゴム製のエンドシール部82 設けられる一方、サイドフレーム81の下方縁 にはアウタレール1に接触するゴム製のサイ シール部83が設けられており、これらエンド シール部82及びサイドシール部83は途切れる となく連続している。

 図6に示されるように、このシール部材8 サイドフレーム81がスライドプレート2の下 側に当接するように配置され、ベルト誘導 材7のカバープレート71にねじ止めすること 前記スライドプレート2と一体化される。そ て、エンドシール部82はカバーベルト6に、 イドシール部83はスリット開口部11の両側で アウタレール1に隙間なく接触する。図8はシ ル部材8を前記ベルト誘導部材7及びスライ プレート2と組み合わせた状態を示す斜視図 ある。

 カバープレート71をスライドプレート2に 定し、更にシール部材8をカバープレート71 固定すると、かかるカバープレート71の周 部がシール部材8のフランジ部80、サイドフ ーム81及びスライドプレート2に緊密に接触 、スライドプレート2の前後に前記ベルト誘 ロール70a,70bの収容空間が一対形成されるこ とになる。これらの収容空間はアウタレール 1のスリット開口部11に向けて開放されている が、これら収容空間の周囲には前記シール部 材8のエンドシール部82及びサイドシール部83 配置されており、エンドシール部82はカバ ベルト6に、サイドシール部83はスリット開 部11の両側でアウタレール1に接触している とから、前記収容区間はアウタレール1のス ット開口部11には連通するものの、アウタ ール1の外部雰囲気とは連通されていない。

 このため、カバーベルト6とアウタレール 1との隙間がスライドプレート2の移動に伴っ 該スライドプレート2と共に移動したとして も、アウタレール1内に塵芥が侵入するのを 止することが可能である。また、エンドシ ル部82はカバーベルト6に対して摺接してい ので、かかるエンドシール部82がカバーベル ト6に付着した塵芥を排除するように機能し カバーベルト6が塵芥を保持したまま前記ベ ト誘導ロール70a,70bの収容空間に導入される のを防止することができる。この点において も、塵芥などがアウタレール1の内部に侵入 るのを効果的に防止することができるもの ある。

 更に、前記エンドシール部82はカバーベ ト6よりも広い幅で形成されているので、カ ーベルト6を跨いでアウタレール1にも接し おり、カバーベルト6がアウタレール1から浮 き上がらぬよう、かかるカバーベルト6の両 縁部をアウタレール1に押さえ付ける機能も 揮している。これにより、カバーベルト6と アウタレール1との密着性の向上も図られて る。