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JP6904864B2 - Actuator - Google Patents
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Description

本発明は、例えば、産業用ロボットに装備され、加工装置などを装着されるスライダーに給電しつつ、そのスライダーをアーム部材に沿って移動させるアクチュエータに関するものである。 The present invention relates to, for example, an actuator equipped on an industrial robot, which feeds a slider on which a processing device or the like is mounted and moves the slider along an arm member.

一般に、産業用ロボットなどに装備されて、その加工装置などを直線移動させるアクチュエータは、アーム部材に設けたスライダーに加工装置などを装着可能とした構造とされ、スライダーを介して加工装置などに給電しつつ、アーム部材に沿ってスライダーを移動させるようになっている。 Generally, an actuator equipped in an industrial robot or the like that linearly moves the processing device or the like has a structure in which the processing device or the like can be attached to a slider provided on an arm member, and power is supplied to the processing device or the like via the slider. While doing so, the slider is moved along the arm member.

アーム部材とスライダーとの間には、可撓性で全体として二つ折りの給電ケーブルが介装され、この給電ケーブルが、折り返し部の位置を変化させながらアーム部材とスライダーとの相対的な移動に追随して、アーム部材に配設された電源部からスライダーに給電することが多い。 A flexible, two-fold power supply cable is interposed between the arm member and the slider, and this power supply cable allows relative movement between the arm member and the slider while changing the position of the folded portion. Following this, power is often supplied to the slider from the power supply unit provided on the arm member.

給電ケーブルは、その両端をアーム部材及びスライダーに接続されると共に、可撓性のケーブル保護管の内部に配設されて、その両端をアーム部材及びスライダーに取り付けることにより、給電ケーブルの弛みや絡みつきが防止される。 Both ends of the power supply cable are connected to the arm member and slider, and the power supply cable is arranged inside a flexible cable protection tube, and both ends thereof are attached to the arm member and slider to loosen or entangle the power supply cable. Is prevented.

さらに、特許文献1は、断面が中空箱型形状のガイドフレーム101に給電ケーブル102を収容し、給電ケーブル102の摺接音や埃等がガイドフレーム101の外部に放出されるのを防止した走行移動装置を開示している(図8参照)。 Further, in Patent Document 1, the power feeding cable 102 is housed in a guide frame 101 having a hollow box-shaped cross section, and traveling is prevented from being released to the outside of the guide frame 101 such as sliding contact sound and dust of the power feeding cable 102. The mobile device is disclosed (see FIG. 8).

給電ケーブル102は、二つ折り状態でガイドフレーム101内に配設されて、このガイドフレーム101に一体に形成されたケーブルガイド面103に支持され、ガイドフレーム101に配設された電源部と、スライダー104に搭載された作業装置とを接続している。 The power supply cable 102 is arranged in the guide frame 101 in a folded state, is supported by the cable guide surface 103 integrally formed with the guide frame 101, and has a power supply unit arranged on the guide frame 101 and a slider. It is connected to the work device mounted on the 104.

特開2000−318972号公報(段落0035、0039、0043、図1)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-318972 (paragraphs 0035, 0039, 0043, FIG. 1)

ところで、従来の給電ケーブルは、折り返し部としての湾曲部位の位置を変化させながら、給電ケーブルの両端の相対的な移動に追随させるものであり、アクチュエータの小形化を図るには、二つ折りの給電ケーブルをその湾曲部位をより小さく湾曲させながら、全体として、より薄く押し潰す必要がある。 By the way, the conventional power supply cable follows the relative movement of both ends of the power supply cable while changing the position of the curved portion as the folded portion. In order to reduce the size of the actuator, the power supply is folded in half. The cable needs to be crushed thinner as a whole, with the curved part curved smaller.

しかしながら、単に、二つ折りの給電ケーブルを押し潰そうとすると、湾曲部位の全範囲を均一に湾曲させることにはならず、押し潰そうとする力による曲げモーメントが大きくなる折り返しの先端部分に湾曲が集中し、給電ケーブルを損傷するおそれがある。しかも、折り返しの先端部分への湾曲の集中による給電ケーブルの損傷は、給電ケーブルをケーブル保護管の内部に配設したり、特許文献1のガイドフレームに収容したりしたとしても、回避することができない。 However, if you simply try to crush the double-folded power supply cable, the entire range of the curved part will not be curved uniformly, and the bending moment due to the force to crush will increase. May concentrate and damage the power cable. Moreover, damage to the power supply cable due to the concentration of curvature on the tip of the folded back can be avoided even if the power supply cable is arranged inside the cable protection tube or housed in the guide frame of Patent Document 1. Can not.

本発明は、給電ケーブルを損傷することなく、小形化を図ることのできるアクチュエータの提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide an actuator that can be miniaturized without damaging the power feeding cable.

上記目的を達成するために、本発明に係るアクチュエータは、アーム部材と、このアーム部材に設けられたガイド部と、このガイド部に沿って移動自在なスライダーと、このスライダーを移動させる駆動機構と、アーム部材に固定された給電部と、この給電部とスライダーとの間に介装された給電ケーブルとを備えたものであり、その給電ケーブルを、非導電性材料からなるベルト本体に通電可能な心線を埋設してなるベルトとしたものである。 In order to achieve the above object, the actuator according to the present invention includes an arm member, a guide portion provided on the arm member, a slider movable along the guide portion, and a drive mechanism for moving the slider. , A power supply unit fixed to the arm member and a power supply cable interposed between the power supply unit and the slider are provided, and the power supply cable can be applied to the belt body made of a non-conductive material. It is a belt made by burying a simple core wire.

上記構成によれば、ベルト本体に通電可能な心線を埋設した構造のベルトを給電ケーブルとするので、心線を覆うベルト本体により、通電可能な心線の一部が過度に小さく湾曲するのを防止することができ、給電ケーブルを小さく湾曲させる際、その湾曲の集中による給電ケーブルの損傷を防止することができる。 According to the above configuration, the power supply cable is a belt having a structure in which a core wire that can be energized is embedded in the belt body. Therefore, a part of the core wire that can be energized is curved excessively small by the belt body that covers the core wire. When the power supply cable is bent slightly, it is possible to prevent damage to the power supply cable due to the concentration of the curvature.

また、ベルト本体を構成する非導電性材料を、非導電性を有する熱可塑性エラストマーとしてもよい。 Further, the non-conductive material constituting the belt body may be a non-conductive thermoplastic elastomer.

この構成によると、ベルト本体が優れた柔軟性及び機械強度を有するものとなるので、給電ケーブル自体の湾曲径を小さくすることができ、アクチュエータをさらに小形化することができる。 According to this configuration, since the belt body has excellent flexibility and mechanical strength, the bending diameter of the power supply cable itself can be reduced, and the actuator can be further miniaturized.

さらに、ベルト本体を構成する非導電性材料を、非導電性を有する熱可塑性ウレタンエラストマー又は非導電性を有する熱可塑性ポリエステルエラストマーとしてもよい。 Further, the non-conductive material constituting the belt body may be a non-conductive thermoplastic urethane elastomer or a non-conductive thermoplastic polyester elastomer.

この構成によると、ベルト本体を、非導電性を有する熱可塑性エラストマーのうち、耐摩耗性、耐久性に優れた非導電性を有する熱可塑性ウレタンエラストマーまたは非導電性を有する熱可塑性ポリエステルエラストマーで構成するので、その分、アクチュエータの耐久性を高めることができる。 According to this configuration, the belt body is composed of a non-conductive thermoplastic urethane elastomer having excellent wear resistance and durability or a non-conductive thermoplastic polyester elastomer among the non-conductive thermoplastic elastomers. Therefore, the durability of the actuator can be improved accordingly.

また、心線をスチールコードとするようにしてもよい。 Further, the core wire may be a steel cord.

この構成によると、心線を銅線コードより圧倒的に屈曲疲労性のよいスチールコードとするので、給電ケーブル自体の湾曲径を小さくすることができ、アクチュエータをさらに小形化することができ、アクチュエータの耐久性をさらに高めることができる。 According to this configuration, since the core wire is a steel cord with overwhelmingly better bending fatigue than the copper wire cord, the bending diameter of the power supply cable itself can be reduced, the actuator can be further miniaturized, and the actuator can be made smaller. The durability of the

また、心線を、ベルト長手方向に配向すると共に、その複数が互いに離間してベルト幅方向に一列をなすよう並設してもよい。 Further, the core wires may be oriented in the longitudinal direction of the belt, and the plurality of core wires may be arranged side by side so as to be separated from each other and form a line in the width direction of the belt.

この構成によると、非導電性材料からなるベルト本体の内部で、心線をベルト幅方向に互いに離間させて一列に整列させるので、給電ケーブル自体の湾曲径を小さくして、アクチュエータの小形化を図ると共に、通電可能な心線間の短絡を防止しながら、大容量の電気を給電することができる。 According to this configuration, inside the belt body made of non-conductive material, the core wires are separated from each other in the belt width direction and aligned in a row, so that the bending diameter of the power supply cable itself can be reduced to reduce the size of the actuator. At the same time, it is possible to supply a large amount of electricity while preventing a short circuit between the core wires that can be energized.

また、心線をベルト本体の表裏面から露出させることなく、非導電性材料で覆うようにしてもよい。 Further, the core wire may be covered with a non-conductive material without exposing the core wire from the front and back surfaces of the belt body.

この構成によると、心線が非導電性材料に完全に覆われてベルト本体の表面に露出しないので、通電可能な心線間の短絡を防止すると共に、心線の錆の発生を防止して、心線露出部への応力集中による心線の折れなどを防止することができる。 According to this configuration, the core wires are completely covered with a non-conductive material and are not exposed on the surface of the belt body, so that short circuits between the core wires that can be energized are prevented and rusting of the core wires is prevented. , It is possible to prevent the core wire from breaking due to stress concentration on the exposed portion of the core wire.

また、給電ケーブルを、スライダーを取り付けて駆動機構の一部を構成する伝動ベルトとしてもよい。 Further, the power supply cable may be a transmission belt to which a slider is attached to form a part of the drive mechanism.

この構成によると、スライダーを移動させる駆動機構の伝動ベルトとして、給電ケーブルを利用することができ、アクチュエータの部品点数を減らすと共に、省スペース化を図ることができる。 According to this configuration, the power supply cable can be used as the transmission belt of the drive mechanism for moving the slider, the number of actuator parts can be reduced, and space can be saved.

また、駆動機構に、伝動ベルトとしての給電ケーブルと、この給電ケーブルを掛巻した一対のプーリと、このプーリをスライダーの移動方向と平行な方向に移動させる原動部とを備え、さらに、給電ケーブルを給電部に固定して、原動部によるプーリの移動の倍速でスライダーを移動させる倍速機構を構成するようにしてもよい。 In addition, the drive mechanism is provided with a power supply cable as a transmission belt, a pair of pulleys around which the power supply cable is wound, and a driving unit that moves this pulley in a direction parallel to the movement direction of the slider. May be fixed to the power feeding unit to form a double speed mechanism that moves the slider at double speed of the movement of the pulley by the driving unit.

この構成によると、一対のプーリに給電ケーブルを掛巻して、この給電ケーブルをアーム部材に固定された給電部に固定するので、その一対のプーリを原動部でスライダーの移動方向と平行な方向に移動させることにより、給電ケーブルに取り付けたスライダーを原動部によるプーリの移動の倍速で移動させることができる。これにより、原動部による移動量を小さくして原動部の占めるスペースを小さくし、アクチュエータの小形化を図ることができる。しかも、給電ケーブルを給電部及びスライダーに固定するので、簡単な構造で、給電部とスライダーとを電気的に接続することができる。 According to this configuration, a power supply cable is wound around a pair of pulleys, and the power supply cable is fixed to a power supply unit fixed to an arm member. By moving the slider to the power supply cable, the slider can be moved at double speed of the movement of the pulley by the driving part. As a result, the amount of movement by the prime mover can be reduced, the space occupied by the prime mover can be reduced, and the actuator can be made smaller. Moreover, since the power supply cable is fixed to the power supply unit and the slider, the power supply unit and the slider can be electrically connected with a simple structure.

また、給電ケーブルを歯付ベルトとし、一対のプーリを歯付プーリとしてもよい。 Further, the power feeding cable may be a toothed belt, and the pair of pulleys may be a toothed pulley.

この構成によると、歯付ベルトと歯付プーリとの噛合により、スライダーの位置決め精度を向上させることができる。 According to this configuration, the positioning accuracy of the slider can be improved by engaging the toothed belt and the toothed pulley.

また、給電ケーブルを歯付ベルト又は平ベルトとし、一対のプーリを平プーリとし、スライダーの位置を検出する位置検出手段を設けるようにしてもよい。 Further, the power feeding cable may be a toothed belt or a flat belt, the pair of pulleys may be a flat pulley, and a position detecting means for detecting the position of the slider may be provided.

この構成によると、センサーやエンコーダなどの位置検出手段を用いて、スライダーの位置決め精度を管理することができ、歯付ベルト又は平ベルトと平プーリとの組み合わせを採用することによるコスト低減を図ることができる。 According to this configuration, the positioning accuracy of the slider can be controlled by using a position detecting means such as a sensor or an encoder, and the cost can be reduced by adopting a toothed belt or a combination of a flat belt and a flat pulley. Can be done.

また、スライダーに第2のアクチュエータを取り付けるようにしてもよい。 Further, a second actuator may be attached to the slider.

この構成によると、第1のアクチュエータのスライダーを移動させて、第2のアクチュエータの全体を移動させ、この移動する第2のアクチュエータのスライダーをさらに移動させることができる。これにより、第1、第2のアクチュエータを交差させて配置して、第2のアクチュエータのスライダーを互いに交差するXY方向に移動させたり、第1、第2のアクチュエータを平行に配置して伸縮アームを構成したりすることができる。さらに、第2のアクチュエータに、第3以降のアクチュエータを順次取り付けることもできる。 According to this configuration, the slider of the first actuator can be moved to move the entire second actuator, and the slider of the moving second actuator can be further moved. As a result, the first and second actuators are arranged so as to intersect each other, and the sliders of the second actuator are moved in the XY directions intersecting each other, or the first and second actuators are arranged in parallel and the telescopic arm. Can be configured. Further, the third and subsequent actuators can be sequentially attached to the second actuator.

また、アーム部材の少なくとも一部を、導電性を有する素材から構成し、導電性を有する素材から構成された部位により、給電ケーブルを覆うようにしてもよい。 Further, at least a part of the arm member may be made of a conductive material, and the power feeding cable may be covered with a portion made of the conductive material.

この構成によると、導電性を有する素材から構成した部位で給電ケーブルを覆うので、外部から受ける電磁波による信号ノイズの影響を低減させることができる。導電性を有する素材としては、アルミニウムやステンレス鋼を例示でき、特に、アルミニウムが好適である。 According to this configuration, since the power supply cable is covered with a portion made of a conductive material, the influence of signal noise due to electromagnetic waves received from the outside can be reduced. Examples of the conductive material include aluminum and stainless steel, and aluminum is particularly preferable.

以上のとおり、本発明によると、ベルト本体に通電可能な心線を埋設した構造のベルトを給電ケーブルとして、この給電ケーブルをアクチュエータにおける給電部とスライダーとの間に介装するようにしている。これにより、給電ケーブルを薄く折り畳んでアクチュエータの小形化を図る際、心線を覆うベルト本体により、心線の一部が過度に小さく湾曲するのを防止して、湾曲の集中による給電ケーブルの損傷を防止することができる。 As described above, according to the present invention, a belt having a structure in which a core wire capable of energizing the belt body is embedded is used as a power feeding cable, and the power feeding cable is interposed between the power feeding unit and the slider in the actuator. As a result, when the power supply cable is folded thinly to reduce the size of the actuator, the belt body that covers the core wire prevents a part of the core wire from bending excessively small, and the power supply cable is damaged due to the concentration of curvature. Can be prevented.

本発明に係るアクチュエータの斜視図Perspective view of the actuator according to the present invention アクチュエータの水平断面図Horizontal cross section of actuator 給電ベルトの斜視図Perspective view of power supply belt スライダーの移動を示す図Diagram showing the movement of the slider 別の形態のアクチュエータの斜視図Perspective view of another form of actuator さらに別の形態のアクチュエータの縦断面図Longitudinal section of yet another form of actuator さらに別の形態のアクチュエータの縦断面図Longitudinal section of yet another form of actuator 従来の給電ケーブルの側面図Side view of conventional power supply cable

以下、本発明に係るアクチュエータを実施するための形態について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the actuator according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1及び図2に示すように、アクチュエータ1は、例えば、産業用ロボットに装備されて、その加工装置などを直線移動させるものであり、アーム部材2と、アーム部材2に設けられたガイド部3と、ガイド部3に沿って移動自在なスライダー4と、スライダー4を移動させる駆動機構5と、アーム部材2に固定された給電部6と、給電部6とスライダー4との間に介装された給電ケーブル7とを備え、スライダー4に加工装置を装着して、給電ケーブル7により、スライダー4を介して加工装置に給電しつつ、アーム部材2に沿ってスライダー4を移動させるようになっている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the actuator 1 is equipped on, for example, an industrial robot and linearly moves a processing device or the like, and is an arm member 2 and a guide portion provided on the arm member 2. 3, a slider 4 that can move along the guide unit 3, a drive mechanism 5 that moves the slider 4, a power supply unit 6 fixed to the arm member 2, and an interposition between the power supply unit 6 and the slider 4. A processing device is attached to the slider 4, and the slider 4 is moved along the arm member 2 while supplying power to the processing device via the slider 4. ing.

アーム部材2は、上面に長方形の開口8を形成された例えばステンレス鋼からなる長箱状とされ、その開口8の長辺を構成する開口縁がスライダー4を案内するガイド部3とされる。アーム部材2の開口8は、スライダー4の移動に追随するシート8aなどによって覆われ、アクチュエータ1の内部への埃等の侵入を防止する。 The arm member 2 has a long box shape made of, for example, stainless steel having a rectangular opening 8 formed on the upper surface thereof, and the opening edge forming the long side of the opening 8 serves as a guide portion 3 for guiding the slider 4. The opening 8 of the arm member 2 is covered with a sheet 8a or the like that follows the movement of the slider 4 to prevent dust or the like from entering the inside of the actuator 1.

スライダー4は、例えばステンレス鋼からなり、上面側をアーム部材2と同一幅に設定されると共に、下面側を開口8と同一幅に設定された四角形板とされ、その下面側を開口8に嵌め込むようにアーム部材2に装着されて、ガイド部3に沿ってスライドしながら直線移動するようになっている。 The slider 4 is made of stainless steel, for example, and has a quadrangular plate whose upper surface side is set to the same width as the arm member 2 and whose lower surface side is set to the same width as the opening 8, and the lower surface side thereof is fitted into the opening 8. It is attached to the arm member 2 so as to be inserted, and moves linearly while sliding along the guide portion 3.

スライダー4の下面側には、アーム部材2の幅方向に2つの受電部9が並設され、それぞれに別の給電ケーブル7を取り付けられて、アーム部材2の底面に並設された2つの給電部6と接続されている。これにより、電源コード10に接続された給電部6からスライダー4に給電されると共に、給電ベルト7の伝動ベルトとしての機能が駆動機構5の一部を構成する。 On the lower surface side of the slider 4, two power receiving portions 9 are arranged side by side in the width direction of the arm member 2, different power feeding cables 7 are attached to each, and two power feeding portions are arranged side by side on the bottom surface of the arm member 2. It is connected to the unit 6. As a result, power is supplied to the slider 4 from the power feeding unit 6 connected to the power cord 10, and the function of the power feeding belt 7 as a transmission belt constitutes a part of the drive mechanism 5.

駆動機構5は、アーム部材2の幅方向に並設されてスライダー4及び給電部6に取り付けられた2列の給電ケーブル7と、給電ケーブル7を掛巻された一対のプーリからなるプーリ11、12と、プーリ11、12をスライダー4の移動方向と平行な方向に移動させる原動部13とからなる。この駆動機構5は、プーリ11、12を動滑車とする倍速機構を構成し、原動部13がプーリ11、12を移動させることにより、その倍速でスライダー4を移動させる。さらに、センサーやエンコーダなどの位置検出手段を設けて、受電部9からの給電信号を利用し、スライダー4を電気的に位置決めする。位置検出手段を設けることにより、スライダー4の位置決め精度を電気的に管理することができる。 The drive mechanism 5 is a pulley 11 composed of two rows of power supply cables 7 arranged side by side in the width direction of the arm member 2 and attached to the slider 4 and the power supply unit 6, and a pair of flat pulleys around which the power supply cables 7 are wound. , 12 and a driving unit 13 that moves the pulleys 11 and 12 in a direction parallel to the moving direction of the slider 4. The drive mechanism 5 constitutes a double speed mechanism in which the pulleys 11 and 12 are used as moving pulleys, and the driving unit 13 moves the pulleys 11 and 12 to move the slider 4 at the double speed. Further, a position detecting means such as a sensor or an encoder is provided, and the power supply signal from the power receiving unit 9 is used to electrically position the slider 4. By providing the position detecting means, the positioning accuracy of the slider 4 can be electrically controlled.

原動部13は、アーム部材2の一端に位置する入力部14に収容されたモータ(図示せず)と、このモータの回転をプーリ11、12の移動に変換するボールねじ15とからなる。ボールねじ15は、入力部14とアーム部材2の他端に位置する軸受け16に掛け渡されたねじ軸17と、このねじ軸17に複数の小径のボール(図示せず)を介して螺合されたナット18とからなる。ボールねじ15のねじ軸17をモータによって回転させることにより、ねじ軸17に沿ってナット18が移動し、このナット18によってプーリ軸19、20を回転自在に支持されたプーリ11、12が移動する。 The driving unit 13 includes a motor (not shown) housed in an input unit 14 located at one end of the arm member 2, and a ball screw 15 that converts the rotation of the motor into movement of the pulleys 11 and 12. The ball screw 15 is screwed to the screw shaft 17 spanned by the input portion 14 and the bearing 16 located at the other end of the arm member 2 via a plurality of small-diameter balls (not shown). It is composed of a screw 18 which has been made. By rotating the screw shaft 17 of the ball screw 15 by a motor, the nut 18 moves along the screw shaft 17, and the pulleys 11 and 12 rotatably supporting the pulley shafts 19 and 20 are moved by the nut 18. ..

図3に示すように、給電ケーブル7は、可撓性の合成樹脂などの非導電性材料からなるベルト本体21にスチールコードなどの通電可能な心線22を埋設してなる歯付ベルトとされ、その一部が過度に湾曲するのを防止する構造とされている。心線22は、ベルト長手方向に配向されると共に、その複数が互いに離間してベルト幅方向に一列をなすよう並設され、ベルト本体21の表裏面から露出することなく、非導電性材料で覆われている。ベルト本体21を構成する非導電性材料としては、非導電性を有する熱可塑性エラストマーを例示でき、非導電性を有する熱可塑性ウレタンエラストマーや非導電性を有する熱可塑性ポリエステルエラストマーがより好適である。 As shown in FIG. 3, the power feeding cable 7 is a toothed belt in which a conductive core wire 22 such as a steel cord is embedded in a belt body 21 made of a non-conductive material such as a flexible synthetic resin. , The structure is designed to prevent a part of it from being excessively curved. The core wires 22 are oriented in the longitudinal direction of the belt, and a plurality of the core wires 22 are arranged side by side so as to be separated from each other and form a line in the width direction of the belt, and are made of a non-conductive material without being exposed from the front and back surfaces of the belt body 21. It is covered. Examples of the non-conductive material constituting the belt body 21 include non-conductive thermoplastic elastomers, and non-conductive thermoplastic urethane elastomers and non-conductive thermoplastic polyester elastomers are more preferable.

次に、図4を用いて、アクチュエータ1のスライダー4が移動する様子を説明する。まず、図4(a)に示す状態では、スライダー4が入力部14の近くに位置し、プーリ11、12に掛巻されて伝動ベルトとしても機能する給電ベルト7により、スライダー4の受電部9とアーム部材2の底面の給電部6とが接続されて、スライダー4の受電部9に給電される。 Next, a state in which the slider 4 of the actuator 1 moves will be described with reference to FIG. First, in the state shown in FIG. 4A, the slider 4 is located near the input unit 14, and is wound around the pulleys 11 and 12 to function as a transmission belt. Is connected to the power feeding unit 6 on the bottom surface of the arm member 2, and power is supplied to the power receiving unit 9 of the slider 4.

図4(b)に示すように、原動部13のモータによってボールねじ15のねじ軸17を回転させることにより、ねじ軸17に沿って軸受け16に向かってボールねじ15のナット18が移動し、このナット18と共にプーリ11、12が移動する。 As shown in FIG. 4B, by rotating the screw shaft 17 of the ball screw 15 by the motor of the driving unit 13, the nut 18 of the ball screw 15 moves toward the bearing 16 along the screw shaft 17. The pulleys 11 and 12 move together with the nut 18.

プーリ11、12に掛巻された給電ベルト7がスライダー4の受電部9とアーム部材2の底面の給電部6とに取り付けられていることにより、プーリ11、12が動滑車として機能し、プーリ11、12が移動距離(L)だけ移動することにより、その2倍の移動距離(2L)をスライダー4が移動する。このとき、給電ベルト7がスライダー4の受電部9とアーム部材2の底面の給電部6とを接続していることにより、スライダー4の受電部9への給電が継続される。 Since the power feeding belt 7 wound around the pulleys 11 and 12 is attached to the power receiving portion 9 of the slider 4 and the feeding portion 6 on the bottom surface of the arm member 2, the pulleys 11 and 12 function as moving pulleys and the pulleys. When 11 and 12 move by the moving distance (L), the slider 4 moves twice the moving distance (2L). At this time, since the power feeding belt 7 connects the power receiving unit 9 of the slider 4 and the power feeding unit 6 on the bottom surface of the arm member 2, power supply to the power receiving unit 9 of the slider 4 is continued.

上記構成によれば、給電ケーブル7として歯付ベルトを利用するので、その一部が局所的かつ過度に湾曲することによる損傷を防止することができ、環状の給電ケーブル7を全体として薄く構成することができ、アクチュエータ1の小形化を図ることができる。 According to the above configuration, since the toothed belt is used as the power supply cable 7, it is possible to prevent damage due to a part thereof being locally and excessively curved, and the annular power supply cable 7 is made thin as a whole. This makes it possible to reduce the size of the actuator 1.

また、プーリ11、12を動滑車として機能させるよう、プーリ11、12に掛巻した給電ベルト7をスライダー4の受電部9とアーム部材2の底面の給電部6とに取り付けているので、相対的に移動するスライダー4の受電部9とアーム部材2の底面の給電部6とを、簡単な構造によって接続することができる。 Further, since the power feeding belt 7 wound around the pulleys 11 and 12 is attached to the power receiving portion 9 of the slider 4 and the feeding portion 6 on the bottom surface of the arm member 2 so that the pulleys 11 and 12 function as moving pulleys, they are relative to each other. The power receiving portion 9 of the slider 4 and the feeding portion 6 on the bottom surface of the arm member 2 can be connected by a simple structure.

また、スライダー4を移動させる駆動機構5を位置決め精度が低下しやすい倍速機構としているが、センサーやエンコーダなどによる受電部9からの給電信号を利用して、スライダー4を電気的に位置決めすることができ、スライダー4の位置決め精度を十分に高めることができる。 Further, although the drive mechanism 5 for moving the slider 4 is a double speed mechanism whose positioning accuracy tends to decrease, the slider 4 can be electrically positioned by using the power supply signal from the power receiving unit 9 by a sensor or an encoder. Therefore, the positioning accuracy of the slider 4 can be sufficiently improved.

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、適宜変更を加えることができる。例えば、給電ケーブル7は、歯付ベルトに限らず、
平ベルトなど、他の種類のベルトであってもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications can be made as appropriate within the scope of the present invention. For example, the power supply cable 7 is not limited to the toothed belt.
Flat belts, etc., but it may also be other kinds of belts.

また、アーム部材2をアルミニウムなどの導電性の高い素材から構成し、その開口8をシート8aに代えて、アルミニウム製の保護カバーなどによって覆うようにしてもよい。これにより、導電性の高い素材で給電ケーブル7を完全に覆うことができ、外部から受ける電磁波による信号ノイズの影響を低減させることができる。 Further, the arm member 2 may be made of a highly conductive material such as aluminum, and the opening 8 may be covered with a protective cover made of aluminum or the like instead of the sheet 8a. As a result, the power feeding cable 7 can be completely covered with a highly conductive material, and the influence of signal noise due to electromagnetic waves received from the outside can be reduced.

また、原動部13は、モータとボールねじ15とで構成されるものに限らず、エアシリンダーや油圧シリンダーなど、どのようなものであってもよい。原動部13としてエアシリンダーや油圧シリンダーを用いる場合、スライダー4を移動させる駆動機構5を倍速機構としているので、シリンダーのストロークを短くすることができ、入力部14を小さくして、アクチュエータ1の小形化を図ることができる。 Further, the driving unit 13 is not limited to the one composed of the motor and the ball screw 15, and may be any one such as an air cylinder and a hydraulic cylinder. When an air cylinder or a hydraulic cylinder is used as the driving unit 13, since the drive mechanism 5 for moving the slider 4 is a double speed mechanism, the stroke of the cylinder can be shortened, the input unit 14 can be made smaller, and the actuator 1 can be made smaller. Can be achieved.

図5に示すように、スライダー4に第2のアクチュエータ23を取り付けて、そのスライダー24に取り付けた加工装置を(X、Y)方向に移動させるようにしてもよい。この場合、第2のアクチュエータ23の原動部及び受電部には、アクチュエータ1のスライダー4の受電部9から給電することができる。 As shown in FIG. 5, a second actuator 23 may be attached to the slider 4 to move the processing device attached to the slider 24 in the (X, Y) direction. In this case, power can be supplied from the power receiving unit 9 of the slider 4 of the actuator 1 to the driving unit and the power receiving unit of the second actuator 23.

図6に示すように、スライダー4を移動させる駆動機構25とは別に、独立した給電ケーブル26を設けてアクチュエータ27を構成するようにしてもよい。駆動機構25は、位置の移動がないプーリ28、29に伝動ベルト30を掛巻して構成され、給電ケーブル26は、全体として二つ折りに構成されて、アーム部材2に設けられた給電部とスライダー4との間に介装され、その折り返し部の位置を変化させながらスライダー4の移動に追随する。 As shown in FIG. 6, an independent power supply cable 26 may be provided separately from the drive mechanism 25 for moving the slider 4 to form the actuator 27. The drive mechanism 25 is configured by hooking a transmission belt 30 around pulleys 28 and 29 that do not move in position, and the power supply cable 26 is configured to be folded in half as a whole and has a power supply unit provided on the arm member 2. It is interposed between the slider 4 and follows the movement of the slider 4 while changing the position of the folded portion.

図7に示すように、給電ケーブル31を位置の移動がないプーリ28、29に複数回巻き付けることにより、その巻き付け数を増減させながらスライダー4を移動させる駆動機構を構成し、給電ケーブル31を伝動ベルトとしても兼用するようにしてもよい。プーリ28は、電源コード32を接続されて給電部としても兼用され、このプーリ28に給電ケーブル31の端部を取り付けることにより、スライダー4に給電される。 As shown in FIG. 7, by winding the power supply cable 31 around pulleys 28 and 29 whose positions do not move a plurality of times, a drive mechanism for moving the slider 4 while increasing or decreasing the number of windings is configured to transmit the power supply cable 31. It may also be used as a belt. The pulley 28 is also connected to the power cord 32 and also serves as a power feeding unit, and power is supplied to the slider 4 by attaching the end of the power feeding cable 31 to the pulley 28.

1 アクチュエータ
2 アーム部材
3 ガイド部
4 スライダー
5 駆動機構
6 給電部
7 給電ケーブル
8 開口
8a シート
9 受電部
10 電源コード
11 プーリ
12 プーリ
13 原動部
14 入力部
15 ボールねじ
16 軸受け
17 ねじ軸
18 ナット
19 プーリ軸
20 プーリ軸
21 ベルト本体
22 心線
23 第2のアクチュエータ
24 スライダー
25 駆動機構
26 給電ケーブル
27 アクチュエータ
28 プーリ
29 プーリ
30 伝動ベルト
31 給電ケーブル
32 電源コード
1 Actuator 2 Arm member 3 Guide part 4 Slider 5 Drive mechanism 6 Power supply part 7 Power supply cable 8 Opening 8a Sheet 9 Power receiving part 10 Power cord 11 Pulley 12 Pulley 13 Driving part 14 Input part 15 Ball screw 16 Bearing 17 Screw shaft 18 Nut 19 Pulley shaft 20 Pulley shaft 21 Belt body 22 Core wire 23 Second actuator 24 Slider 25 Drive mechanism 26 Power supply cable 27 Actuator 28 Pulley 29 Pulley 30 Transmission belt 31 Power supply cable 32 Power cord

Claims (8)

アーム部材と、該アーム部材に設けられたガイド部と、該ガイド部に沿って移動自在なスライダーと、該スライダーを移動させる駆動機構と、前記アーム部材に固定された給電部と、該給電部とスライダーとの間に介装された給電ケーブルとを備えたアクチュエータであって、
前記給電ケーブルは、非導電性材料からなるベルト本体に通電可能な心線を埋設してなり、スライダーを取り付けられて前記駆動機構の一部を構成する歯付ベルト又は平ベルトとされ、
前記駆動機構は、伝動ベルトとしての前記給電ケーブルと、該給電ケーブルを掛巻された一対のプーリと、該プーリをスライダーの移動方向と平行な方向に移動させる原動部とを備え、前記給電ケーブルが給電部に固定され、原動部によるプーリの移動の倍速でスライダーを移動させる倍速機構が構成され、
前記一対のプーリが平プーリとされ、前記スライダーの位置を検出する位置検出手段が設けられたことを特徴とするアクチュエータ。
An arm member, a guide portion provided on the arm member, a slider movable along the guide portion, a drive mechanism for moving the slider, a feeding portion fixed to the arm member, and the feeding portion. It is an actuator equipped with a power supply cable interposed between the slider and the slider.
The power feeding cable is formed by embedding a core wire that can be energized in a belt body made of a non-conductive material, and is a toothed belt or a flat belt to which a slider is attached to form a part of the drive mechanism.
The drive mechanism includes the power supply cable as a transmission belt, a pair of pulleys around which the power supply cable is wound, and a driving unit that moves the pulley in a direction parallel to the movement direction of the slider. Is fixed to the feeding part, and a double speed mechanism that moves the slider at double speed of the movement of the pulley by the driving part is configured.
An actuator characterized in that the pair of pulleys are flat pulleys and a position detecting means for detecting the position of the slider is provided.
前記ベルト本体を構成する非導電性材料は、非導電性を有する熱可塑性エラストマーとされたことを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータ。 The actuator according to claim 1, wherein the non-conductive material constituting the belt body is a thermoplastic elastomer having non-conductive property. 前記ベルト本体を構成する非導電性材料は、非導電性を有する熱可塑性ウレタンエラストマー又は非導電性を有する熱可塑性ポリエステルエラストマーとされたことを特徴とする請求項2に記載のアクチュエータ。 The actuator according to claim 2, wherein the non-conductive material constituting the belt body is a non-conductive thermoplastic urethane elastomer or a non-conductive thermoplastic polyester elastomer. 前記心線は、スチールコードとされたことを特徴とする請求項1、2又は3に記載のアクチュエータ。 The actuator according to claim 1, 2 or 3, wherein the core wire is a steel cord. 前記心線は、ベルト長手方向に配向されると共に、その複数が互いに離間してベルト幅方向に一列をなすよう並設されたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のアクチュエータ。 The actuator according to any one of claims 1 to 4, wherein the core wires are oriented in the longitudinal direction of the belt, and a plurality of the core wires are arranged side by side so as to be separated from each other and form a line in the width direction of the belt. .. 前記心線は、ベルト本体の表裏面から露出することなく、非導電性材料で覆われたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のアクチュエータ。 The actuator according to any one of claims 1 to 5, wherein the core wire is covered with a non-conductive material without being exposed from the front and back surfaces of the belt body. 前記スライダーに第2のアクチュエータが取り付けられたことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のアクチュエータ。 The actuator according to any one of claims 1 to 6, wherein a second actuator is attached to the slider. 前記アーム部材は、少なくとも一部が導電性を有する素材から構成され、前記導電性を有する素材から構成された部位により、前記給電ケーブルが覆われたことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のアクチュエータ。 Any of claims 1 to 7, wherein the arm member is made of at least a part of a conductive material, and the power feeding cable is covered with a portion made of the conductive material. Actuator described in Crab.
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