JP2001012576A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】フレームと一体形成された支持案内部を内側に
もち、安価な市販のころがり軸受けでテーブルを支持し
た、小型、軽量、高剛性の電動アクチュエータを低コス
トで提供する。 【解決手段】外枠を形成するフレームにリニアレールを
設け、両端には前と後の軸受け部が取り付けられ、両軸
受け部により推力シャフトが回転可能に支持されてい
る。後軸受け部には、無励磁作動ブレーキを備えた駆動
モータと、動力を伝導する伝導部が取り付けられてい
る。伝導部は推力シャフトに接続され駆動モータの駆動
力を伝達する。推力シャフトにはおねじが形成され、推
力ナットのめねじ部分が螺合されてスライドテーブル部
はころがり軸受けで支持され直進する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータ等の回
転駆動源で発生する回転運動を直線運動に変換して、直
進部材をその軸線方向へ直線的に移動させるアクチュエ
ータの、主にガイド機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】直進部材をその軸線方向へ移動させる機
構としては、市販のスライド軸受けを利用した、あるい
は、図１２、図１３に示す「特開平８−２５１８６３」
が電動アクチュエータとして知られている。その概略を
以下に示す。長手方向に沿って形成されたベース部材１
１２と、ベース部材１１２の上面に形成されたへこみ部
１１４の長手方向に、支持手段により支持されたボール
ねじ１１６と、ベース部材１１２の長手方向一端部のボ
ールねじ１１６回転駆動用のモータ部１１８と、ベース
部材１１２の長手方向の他端部に設けられた回転速度、
回転角度を検出するエンコーダ１２０と、回転駆動用の
モータ部１１８の回転駆動力をスライドテーブル１５２
へ伝達する伝達手段を含むスライド機構１３０と、ベー
ス部材１１２の長手方向に沿って、ベース部材１１２の
へこみ部１１４を覆うカバー１２２とから構成されてい
る。

【０００３】そして、このベース部材１１２の断面は略
コの字状に形成され、長手方向に直交する短手方向に沿
って所定間隔離間した両端部には上方に膨出する一対の
ガイド部１３２ａ、１３２ｂが平面状のプレート部１３
４と一体的に形成されている。一対のガイド部１３２
ａ、１３２ｂの相互に対抗する内壁面には断面Ｖ字状の
長溝１３６ａ、１３６ｂが対向して形成され、その長溝
１３６ａ、１３６ｂに固定軸受部材６２、及び偏心軸受
部材６４が摺動する構造になっている。その結果回転駆
動力を伝達されたスライドテーブル１５２がベース部材
１３４の長手方向に長溝１３６ａ、１３６ｂを直線的に
移動するのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記電動ア
クチュエータの分野でも、更に小型化、更に軽量化、更
に省部品化をして、信頼性は維持しつつ、より安く製作
することが望まれている。 説明した図１２、図１３の
電動アクチュエータは市販のスライド軸受けを利用した
ものに比べ構造が比較的簡単で、比較的部品点数も少な
くなり、比較的高い剛性を有している。しかし市販のス
ライド軸受けを利用した物よりは、軽量小型化が図られ
ているものの、そのベース部材は比較的高い面圧に耐え
るために鋼材を使用しているので、その軽量化には自ず
から限界がある。又、支持案内部の剛性を高く保持する
ために、機械加工を施し、高い寸法精度に仕上げる必要
があり、その結果コスト高となっている。

【０００５】又、別の例では軽量のアルミニウムのフレ
ームに市販のＬＭガイド（登録商標）を組み合わせて、
スライドテーブルを直線的に移動していた。しかし、こ
の構成ではＬＭガイド自体の重量が重く、値段も高価、
そしてＬＭガイド（登録商標）を取り付ける為の機械加
工が必要で、コスト高となるという問題があった。

【０００６】本発明は上記事情に鑑てなされたものであ
り、その目的は構造強度を確保するため基本の構造に板
状のベース構造ではなく、基本的に一箇所の開口部を有
する比較的薄肉の断面略四角、枠型のフレーム構造を用
いた。断面略四角、枠型形状がもたらすフレーム自体の
大きな剛性と、一体形成支持案内部は必要に応じた部分
のみ剛性を確保できる構造として、又開口部は基本的に
は狭い開口部としており、防塵カバー機能のコストを安
くでき、剛性が大きく信頼性が高く、省部品、小型、軽
量な電動アクチュエータを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段、及び発明の効果】上記の
問題を解決する為に、請求項１の発明では、回転駆動源
によりアクチュエータ本体内にて回転可能に支持された
回転部材を有し、前記回転部材の回転運動を直進部材の
直進運動に変換するアクチュエータであって、前記アク
チュエータ本体のアクチュエータフレームと一体形成さ
れた複数の支持案内部で複数のころがり軸受けを支持案
内し、前記ころがり軸受けで前記直進部材を支持するこ
とを特徴としている。

【０００８】この構成によれば、アクチュエータフレー
ムと一体形成された複数の支持案内部で複数のころがり
軸受けを支持している。その複数のころがり軸受けを介
して直進部材を支持案内している。一体形成の効果とし
て、大きな剛性と低コスト化が実現できる。

【０００９】請求項２の発明では、請求項１のアクチュ
エータの直進部材支持構造における、ころがり軸受けの
外輪側はその外輪表面を前記アクチュエータフレームと
一体形成された支持案内部に支持案内されて、前記ころ
がり軸受けの内輪側を介して前記直進部材を支持してい
ることを特徴としている。

【００１０】この構成によれば、アクチュエータフレー
ムと一体形成された複数の支持案内部で複数のころがり
軸受けの外輪表面を支持し、そのころがり軸受けを介し
て直進部材を支持している。この一体形成の効果とし
て、直進部材をより安定して支持することができ、それ
に加え低コスト化することができる。又、価格の安い市
販のころがり軸受け（ボールベアリング等）により支持
することで、アクチュエータ全体で大幅なコストダウン
ができる。

【００１１】請求項３の発明では請求項１、及び請求項
２の発明において、ころがり軸受けの外輪側と前記アク
チュエータフレームと一体形成された支持案内部の一
部、又は全部との間には予圧がかけられて、前記ころが
り軸受けの内輪側を介して前記直進部材を支持している
ことを特徴としている。

【００１２】この構成によれば、アクチュエータフレー
ムと一体形成された複数の支持案内部の一部又は全部
と、複数のころがり軸受けの外輪側には予圧がかけられ
て、ころがり軸受けを支持している。そして、そのころ
がり軸受けの内輪側を介して直進部材を支持している。
その予圧により、外輪側と支持案内部には基本的には隙
間が発生せず、直進部材はがたつきがなく支持され送り
動作の繰り返し位置精度が高い。

【００１３】請求項４に記載の発明によれば請求項１か
ら請求項３の発明において、前記転がり軸受けの外輪側
と前記アクチュエータフレームと一体形成された支持案
内部との間は、アクチュエータフレームの支持案内部が
柔ばね構造であって、その柔ばね構造のたわみによる予
圧がかけられて、前記ころがり軸受けの内輪側を介して
前記直進部材を支持していることを特徴としている。

【００１４】この構成によれば、アクチュエータフレー
ムと一体形成された支持案内部自体が柔ばね構造である
ために、複数の支持案内部と複数のころがり軸受けの外
輪側に予圧がかけられている。このことにより、柔ばね
部は一体形成時に生じた支持案内部の寸法精度上の誤差
を充分に吸収して、必要な予圧をかけることができ、基
本的に隙間が発生せず、直進部材はがたつきがなく直進
運動の繰り返し位置精度が高い。又、支持案内部は切削
等の機械加工を必要とせず、押し出成形後は形状修正工
程のみでよく、大幅に低コスト化できる。

【００１５】請求項５に記載の発明によれば請求項１か
ら請求項４の発明において、ころがり軸受けの外輪側
と、前記アクチュエータフレームと一体形成された支持
案内部の間は、前記ころがり軸受けの内輪側と軸との間
が柔ばね構造であって、その柔ばね構造のたわみによる
予圧がかけられて、ころがり軸受けの内輪側は柔ばね構
造部、前記軸を介して直進部材を支持していることを特
徴としている。

【００１６】この構成によれば、ころがり軸受けの内輪
側と軸との間の部材が柔ばね構造のため一体形成時に生
じた支持案内部の寸法精度上の誤差を充分吸収して、必
要な予圧をかけることができ、基本的には隙間が発生せ
ず、直進部材はがたつきがなく、送り動作の繰り返し位
置精度が高い。又、支持案内部を切削等の機械加工を必
要とせず、押し出し形成後は形状修正工程のみでよく、
大幅に低コスト化できる。

【００１７】請求項６に記載の発明によれば請求項１か
ら請求項５の発明において、ころがり軸受けの外輪側表
面とアクチュエータフレームの支持案内部の間は基本的
には隙間が無い、又は微少隙間状態であることを特徴と
している。

【００１８】この構成によれば、ころがり軸受けの外輪
側表面とアクチュエータフレームと一体形成された支持
案内部の間は隙間が無い、又は微少隙間状態で直進部材
の支持案内を行なうので、安定した直進運動が確保され
るという効果が得られる。この場合、隙間が無い、又は
微少隙間状態とは、直進運動中に隙間が無い場合や、微
少な（例えば、０．１ｍｍ前後の）大きさの隙間を有す
る場合があったりしながら直線移動することである。複
数個のころがり軸受けの支持案内部を有するために、そ
の一部又は全部で、隙間が無い又は微少隙間状態が同
時、または交互に入れ換りながら直線移動するというこ
とである。

【００１９】請求項７に記載の発明によれば請求項１か
ら請求項６の発明において、ころがり軸受けの外輪側の
その外輪表面は、前記アクチュエータフレームと一体形
成された支持案内部に支持案内されて、ころがり軸受け
の内輪側を介して軸受けの直進部材を支持していて、ア
クチュエータフレームの支持案内部の一部、又は全部は
剛構造であることを特徴としている。

【００２０】この構成によれば、ころがり軸受けの外輪
側表面とアクチュエータフレームの支持案内部の間は隙
間が無い、又は微少隙間状態で直進部材の支持案内を行
なうために、直進部材に比較的大きな外部荷重、外部モ
ーメント荷重がかかっても直進部材の偏位、傾きが極め
て少なく、安定した直線移動が出来る。

【００２１】請求項８に記載の発明によれば請求項１か
ら請求項７の発明において、ころがり軸受けの外輪側表
面の支持案内部はアクチュエータフレームとは別体であ
り、表面強化材であることを特徴としている。

【００２２】このため、局部応力が大きい支持案内部に
ついては必要なだけ硬く、強化された部材を使うことに
より、例えば、鉄鋼、ステンレス鋼等に比べ比較的柔ら
かいアルミニウム材の押し出し形成のアクチュエータフ
レームの柔らかさを補って、直進動作の繰り返しに対し
高い耐久性を得ることができる。

【００２３】請求項９に記載の発明によれば請求項１か
ら請求項８の発明において、ころがり軸受け外輪側の表
面とアクチュエータフレームの一部又は全部の支持案内
部との間には、別体である表面強化部材が柔ばね構造材
を有しつつ、アクチュエータフレームの支持案内部分に
支持案内されていて、直進部材が直線的に移動すること
を特徴としている。

【００２４】この構成によれば、別体である表面強化案
内部材の表面をころがり軸受けが移動するために、直進
動作の繰り返しに対し耐久性が向上する。そして、表面
強化部材は、一体形成時に生じたアクチュエータフレー
ムの支持案内部の寸法精度上の誤差（ばらつき）を充分
吸収して、必要な予圧をかけることができ、基本的には
隙間が発生せず直進部材はがたつきが無く、形状修正工
程のみでよく大幅に低コスト化できる。

【００２５】請求項１０に記載の発明によれば、回転駆
動源によりアクチュエ−タ本体内にて回転可能に支持さ
れた回転部材と、前記回転部材の回転運動を直進部材の
直進運動に変換する機構とを有し、アクチュエータ本体
のアクチュエータフレームにころがり軸受けを介して直
進部材を支持し案内を行なうことを特徴とする直進部材
支持構造において、アクチュエータフレームと一体形成
された支持案内部が剛体で、三対のころがり軸受けで直
進部材を支持していることを特徴とした。

【００２６】この構成によれば、アクチュエータフレー
ムと一体形成された支持案内部が剛体であるとき、直進
方向に直交する面上において一方の側にころがり軸受け
を一対配置し、他方の側に二対配置した。このことによ
り、アクチュエータの支持案内部が完全な直線上に形成
されていない場合でも、三対のころがり軸受けが干渉し
合うこと無く、支持案内面に沿うことができる。

【００２７】請求項１１に記載の発明によれば、請求項
１から請求項１０の発明において、ころがり軸受けの内
輪側に嵌装され、直進部材を支持する軸は互いにモーメ
ントを含む逆方向の２つの荷重を支持案内する、一対の
ころがり軸受けに対して同軸上一本とした構成を特徴と
している。

【００２８】この構成によれば、一対のころがり軸受け
の支持によりその同軸にある軸は一軸上で両方向の位置
が決められ、そして複数の対のころがり軸受けと、複数
の軸で直進部材の位置が決められる。かつ、ころがり軸
受けの内輪側に嵌装され直進部材を支持する軸部は、軸
一本に対し２つの軸受けで構成されるので、小型、軽
量、組立容易な、安価な軸受け機構が構成される。

【００２９】請求項１２に記載の発明によれば、請求項
１から請求項１１の発明においてころがり軸受け内輪側
に嵌装され直進部材を支持する軸部は、ころがり軸受け
一個につき軸一本として、一方向一荷重を支持案内する
構成を特徴としている。

【００３０】この構成によれば、ころがり軸受けの内輪
に嵌装され直進部材を支持する軸部は、軸一本に対し
て、１つのころがり軸受けで構成される。そのために、
アクチュエータフレームの支持案内部分の配置形状に応
じた組立容易な、支持案内構造を特徴としている。その
ために、アクチュエータフレームの支持案内部分の配置
や構造をその設置状態に応じた形状にすることが出来
る。

【００３１】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、一実施の
形態を図面に基ずいて構成、動作を説明する。図１は、
電動アクチュエータ９１の全体構成図で、図１ではスラ
イドテーブル部１０が左右に移動する。

【００３２】その構成は、電動アクチュエータ９１の外
枠を形成し、図１には具体的に図示されていないが、今
までの説明では支持案内部と表現してきたもので、図３
で示すようにリニアレール６−１を有するアクチュエー
タフレーム６、その両端には後軸受け部４と前軸受け部
５が取り付けられている。その、後軸受け部４と前軸受
け部５により推力シャフト８が回転可能にかつ軸方向力
を受け得るように支持されている。後軸受け部４には、
無励磁作動ブレーキ（ＮＢブレーキ）２を備えた駆動モ
ータ１と、駆動モータ１からの動力を伝導する動力伝導
部３が取り付けられている。そして、動力伝導部３は推
力シャフト８に接続されて、駆動モータ１の駆動力を推
力シャフト８に伝達する。推力シャフト８の外周にはお
ねじ８−１が形成され、そのおねじ８−１部分には、推
力ナット９のめねじ部分９−１が螺合されている。スラ
イドテーブルフレーム１０−２と、スライドテーブル軸
受けブラケット１０−１とは一体的に結合されてスライ
ドテーブル部１０を構成しており、推力ナット９はスラ
イドテーブル軸受けブラケット１０−１と接続されてい
る。このスライドテーブル部１０はころがり支持体７、
具体的には複数のころがり軸受け７−１と軸受けの軸７
−４、必要により適宜使用する柔ばね構造材１３によっ
て支持され、そのころがり支持体７は電動アクチュエー
タ９１の外枠と一体又は別体のリニアレール６−１に支
持された構造になっている。

【００３３】図示していない制御装置の信号を受けて、
無励磁作動ブレーキ２が解除され、駆動モータ１に電源
が投入され駆動モータ１が回転する。その駆動モータ１
の回転を動力伝導部３から推力シャフト８へ伝えると推
力シャフト８が回転運動をして、螺合された推力ナット
９を直進運動させる。推力ナット９と結合されたスライ
ドテーブルフレーム１０−２と、スライドテーブル軸受
けブラケット１０−１はスライドテーブル部１０として
図１に示す、後軸受け部４と前軸受け部５の間を、スラ
イドテーブル部１０の位置を検出する図示していない検
出器の検出した信号、あるいは回転量を検出する図示し
ていないロータリエンコーダ等の検出した信号によっ
て、又は、図示していない制御装置の信号によって適宜
直線的な往動、復動を行う。この直線的な往動、復動の
動作時にはころがり支持体７、具体的にはころがり軸受
け７−１はリニアレール６−１の支持案内面６−２の表
面をころがって移動出来るように構成されている。スラ
イドテーブル部１０の所定の移動が終了したら、制御装
置の信号を受け、駆動モータ１への通電を断ち、そして
回転が停止し、無励磁作動ブレーキ２が動作しその駆動
モータ１の停止位置を保持する。又は、図示していな
い、ロータリエンコーダ等の検出信号を基にモータトル
クにより位置の保持を行う。

【００３４】この他、スライドテーブル部１０にはその
位置を知らせる図示していない発信素子と、アクチュエ
ータフレーム６の両端部である後軸受け部４と前軸受け
部５の近くには発信素子の位置を検出する図示していな
い検出器が、アクチュエータフレーム６におけるスライ
ドテーブル部１０がその直線移動する開口部６−３には
防塵部材５１が取り付けられている。スライドテーブル
部１０の上部には図示していないワークを積載する為の
テーブル１０−３が配置されている。

【００３５】ころがり支持体７は、図１では軸線方向に
はＡ、Ａ´、Ｂ、Ｂ´の位置に配置され、これを図１に
おける上方から見ると、即ち、図２に示すようにスライ
ドテーブル１０−１の移動方向の軸線に直交する両翼方
向の一方の側にはＡ、Ａ´とＣ、Ｃ´、他方の側には
Ｂ、Ｂ´とＤ、Ｄ´が配置され、即ち移動方向の前後方
向の一方の側にはＡ、Ａ´とＢ、Ｂ´、他方の側には
Ｃ、Ｃ´とＤ、Ｄ´という位置で配置されている。従っ
てこの実施の形態では、Ａ、Ａ´とＣ、Ｃ´とＢ、Ｂ´
とＤ、Ｄ´の合計４組、８個のころがり軸受け７−１が
スライドテーブルフレーム１０−２を支持している。

【００３６】図３は、図１におけるスライドテーブル軸
受けブラケット１０−１の終端方向から見た本電動アク
チュエータ９１、詳しくはころがり支持体７部分の断面
図である。アクチュエータフレーム６は箱型四角状でス
ライドテーブル部１０の一部分がアクチュエータフレー
ム６の外側へ突出する為の開口部６−３を有している。
そして材質はアルミニウム材でリニアレール６−１を一
体形成して押し出し成形されている。本実施の形態では
アクチュエータフレーム６の内側にリニアレール６−１
がその支持案内面６−２と共に４箇所、スライドテーブ
ル軸受けブラケット１０−１の移動方向垂直に弾性変形
可能に、例えばアクチュエータフレーム６の外周部より
厚さは薄く形成され、一対のころがり軸受け７−１の外
輪７−２がころがり移動するリニアレール６−１の支持
案内平面６−２の各々の面は２つの軸受けの支点相当だ
けオフセットされ（ずらされて）並行となっている。そ
してこのオフセットされた一対のリニアレール６−１の
支持案内平面６−２との間の並行な距離は、ころがり軸
受けの外輪７−２の直径よりも僅かだけ小さく設定され
ている。

【００３７】１本の軸受けの軸７−４でころがり軸受け
７−１の内輪７−３を直線同軸で串差し状に結合し、そ
の中央部はスライドテーブル軸受けブラケット１０−１
の一部に嵌結され、スライドブル１０−１を支持してい
る。一方のころがり軸受け外輪７−２はアクチュエータ
フレーム６の図３で示せば下側に、他方のころがり軸受
け外輪７−２は上側に各々リニアレール６−１の支持案
内面６−２にそれぞれ当接する。リニアレール６−１が
弾性変形する柔構造であるので、一体形成時に生じた対
となるリニアレール６−１間の寸法精度上の誤差を充分
吸収して、ころがり軸受け外輪７−２に必要にして充分
な予圧がかかった状態となり各々の接触面で軸受けを挟
み込む状態となり隙間が無く、がたつかず、安定して支
持案内ができる。

【００３８】図３ではアクチュエータフレーム６の左右
の中心の線対称状態で組み込まれている。更にこの実施
形態ではスライドテーブル軸受けブラケット１０−１の
直線移動方向のスライドテーブルフレーム１０−２前後
に各一対、合計四対配設されている。又、必要に応じて
リニアレール６−１、及び支持案内面６−２は形状修正
工程や、表面強化工程を経ている。

【００３９】（第２実施形態）次に、本発明の別実施形
態を以下に記す。第１実施例との重複を避ける為に異な
る点を、発明の要旨を損なわない範囲で説明する。図４
は、図３と同じくスライドテーブル軸受けブラケット１
０−１の移動終端方向から見た本電動アクチュエータ９
１の、特に支持体部分の断面図である。アクチュエータ
フレーム６は略箱型四角状でスライドテーブル軸受けブ
ラケット１０−１の一部分がアクチュエータフレーム６
の外側へ突出する為の開口部６−３を有している。材質
はアルミニウム材でリニアレール６−１、支持案内面６
−２を一体形成して、押し出し成形されている。本実施
例ではアクチュエータフレーム６の内側にリニアレール
６−１とその支持案内面６−２が４箇所共スライドテー
ブル１０−１の移動方向垂直に弾性変形しないように、
例えばアクチュエータフレーム６の外周部と厚さがほぼ
同じか、又はより厚く一体形成されいる。一対の軸受け
外輪７−２がころがり移動するリニアレール６−１の支
持案内面６−２の各々の面は２つの軸受けの支点相当だ
けオフセットされ（ずらされ）並行となっている。そし
て一対のリニアレール６−１の支持案内面６−２間の並
行な距離は一対のころがり軸受け７−１のころがり軸受
け外輪７−２のそれぞれの半径の合計よりも僅かだけ小
さく設定されている。

【００４０】１本の軸受けの軸７−４の片側端で一対
（一組、二個）の軸受け内輪７−３を直線同軸で串差し
状に結合、他端側部はスライドテーブル軸受けブラケッ
ト１０−１の一部に嵌結されスライドテーブルフレーム
１０−２を介してスライドテーブル１０−３を支持して
いる。一対のころがり軸受け７−１のうち一方の内輪側
と軸受けの軸７−４との間には、弾性変形可能な柔ばね
構造材１３としての筒状のウレタンゴム（樹脂スプリン
グ）７−５がはめ込まれている。そして図４において、
ころがり軸受け７−１はアクチュエータフレーム６の上
側のリニアレール６−１の支持案内面６−２に、他方の
ころがり軸受けは下側のリニアレール６−１の支持案内
面６−２にそれぞれ当接する。柔ばね構造材１３として
のウレタンゴム７−５が弾性変形する柔構造であるので
一体形成時に生じた対となるリニアレール６−１間の寸
法精度上の誤差を充分吸収して、ころがり軸受け外輪７
−２に必要にして充分な予圧がかかった状態、即ち各々
の接触面で軸受けを挟み込む状態となり、隙間が無く、
がたつかずに支持案内ができる。

【００４１】尚、本実施形態では、一対のころがり軸受
け７−１のうち、軸受けの径は異なるものとなってい
る。そして、径の大きい方の内輪側と軸との間には、弾
性変形可能な柔ばね構造材としての筒状のウレタンゴム
７−５がはめ込まれている。ここで、一対のころがり軸
受けの径は同じでも、あるいは異なっていても、本発明
における一つの実施形態であることはいうまでもない。

【００４２】（第３実施形態）次に、本発明の別実施形
態を以下に記す。第１実施形態、第２実施形態との重複
を避ける為に異なる点を、発明の要旨を損なわない範囲
で説明する。図５には、図３と同じくスライドテーブル
軸受けブラケット１０−１の移動終端方向から見たころ
がりころがり支持体７部分の断面図であり、アクチュエ
ータフレーム６は箱型四角状でスライドテーブル部１０
の一部分がアクチュエータフレーム６の外側へ突出する
為の開口部を有している。材質はアルミニウム材でリニ
アレール６−１、支持案内面６−２を一体形成して、押
し出し成形されている。本実施形態ではアクチュエータ
フレーム６の内側の上方にリニアレール６−１が２個、
ころがり軸受けの外輪７−２と当接する面と直交方向に
弾性変形可能なように、例えばアクチュエータフレーム
６の外周部の厚さより薄く形成されている。 対して、
同じくアクチュエータフレーム６の内側の下方にリニア
レール６−１が２個、ころがり軸受けの外輪７−２と当
接する面と直交方向に弾性変形出来ないように、例えば
アクチュエータフレーム６の外周部と厚さがほぼ同じ
か、より厚く形成するか、又は支持する部分を複数にし
てもよい。ころがり軸受け７−１がころがり移動するリ
ニアレール６−１とその支持案内面６−２の各々の面は
２つの軸受け支点相当だけオフセットされ、並行となっ
ている。そしてこのリニアレール６−１と支持案内面６
−２との間の並行な距離は、ころがり軸受け外輪７−２
の直径よりも僅かだけ小さく設定されている。

【００４３】その結果第１実施形態、第２実施形態と同
じく一体形成時に生じた寸法上の誤差（ばらつき）があ
るにもかかわらずころがり軸受け外輪７−２と、それを
支持案内する上方の柔ばね構造のリニアレール６−１、
及び剛構造の下方のリニアレール６−１との間には適切
な予圧がかかった状態となり隙間が無く軸受けを安定し
て支持案内できる。本実施形態では、１本の軸が両端部
で一対の軸受けを直線同軸で串差し状に結合し、ころが
り支持体７を形成している。その中央部はスライドテー
ブル軸受けブラケット１０−１の一部に柔ばね構造材１
３を介して嵌結され、スライドテーブル軸受けブラケッ
ト１０−１を支持している。

【００４４】（第４実施形態）次には、更なる本発明の
別実施形態を以下に記す。前記実施形態との重複を避け
る為に異なる点を、発明の要旨を損なわない範囲で説明
する。図６は、図５に示す第３実施形態とほぼ同様な構
成で、以下の点が異なる。本第４実施形態の場合、ころ
がり軸受けの外輪側７−２と下方の弾性変型出来ないリ
ニアレール６−１の間には、表面強化材としての薄板鋼
板１１が支持案内面６−２のほぼ全体に取り付けられて
いる。リニアレール６−１の支持案内面に薄板鋼板１１
が嵌め込める幅の溝１４を一体形成押し出しで作り、嵌
め込むようにしてある。

【００４５】アクチュエータフレーム６がアルミニウム
の押し出し材である為に耐荷重性能、耐久寿命性能が不
足する場合には支持案内面６−２をこの薄板鋼板１１に
置き換えることによりコストの上昇を抑制しながら、前
記の耐荷重性能、耐久寿命性能の２種類の性能の向上を
図ることができる。

【００４６】（第５実施形態）次にも、本発明の他の実
施形態を示す。第５実施形態の図７の場合、図６に比
べ、上方及び、下方のリニアレール６−１を剛構造で、
ころがり軸受け７−１の支持案内溝１４と共に一体形成
し、各々表面強化部材としての薄板鋼板１１、支持案内
表面強化部材としての鋼板１２を嵌め込んでいる。そし
て、その一方には支持案内溝１４との間に、図１１に示
す様な柔ばね構造材１３としての板状波形スプリング１
５を配置する。このため必要な予圧がかけられ、安定し
た直線移動が得られ、かつコストを抑制しながら、耐荷
重、耐久寿命性能を向上できる。尚、板状波形スプリン
グ１５の長さはスライドテーブル部１０の移動量の長さ
があれば、移動量の長さ分１本でも、それより短いもの
複数本で構成して、それらの間に隙間があってもよい。
なぜならば、ころがり軸受け７−１は支持案内表面強化
部材としての鋼板１２の表面をころがるからである。

【００４７】尚、この発明は以下のように変更してもよ
い。 （１）図２（ａ）において説明すると、ころがり軸受け
７−１による支持を、スライドテーブル部１０の移動方
向に直交する両翼方向各２組ずつＡ、Ａ´と、Ｂ、Ｂ
´、及びＣ、Ｃ´、とＤ、Ｄ´の合計４組、計８個のこ
ろがり軸受け７による支持から変えて、図２（ｂ）に示
すように移動方向に直交する両翼方向の一方の側に２
組、他方の側に１組、即ちＡ、Ａ´とＢ、Ｂ´及びＡ、
Ａ´とＢ、Ｂ´の移動方向中間の他方に位置するＥ、Ｅ
´の合計３組、計６個のころがり軸受け７−１によりス
ライドテーブル部１０を支持するようにしてもよい。

【００４８】この構成は、３点支持で最も安定した構成
なので、アクチュエータフレーム６のリニアレール６−
１の支持案内表面６−２の仕上がり精度等の影響が少な
いためにより安価で予圧変動による軸受寿命への影響を
少なくしたアクチュエータを提供できる。

【００４９】（２）図３から図７においては、ころがり
軸受け７−１が２個に対して、軸受けの軸７−５は１本
としてリニアレール６−１とその支持案内面６−２は、
図３から図７まで水平、垂直とせず傾斜した面で構成さ
れているが、アクチュエータフレーム６内のリニアレー
ル６−１の位置関係に対応して、ころがり軸受７−１１
個に対し軸受けの軸７−４は１本としてもよい。又、支
持案内面６−２は水平、又は垂直な面で構成したり、又
一対のころがり軸受け７−１と軸受けの軸受け７−４が
１本の組み合わせとしてもよい。

【００５０】このことにより電動アクチュエータ９１の
外形形状がその設置場所から制限される場合には、アク
チュエータフレーム６の外形の形状を断面正方形、断面
縦長長方形、断面横長長方形、断面台形状、断面六角形
等々に変更しなけばならない等影響を受けても、その外
形形状の変更に合わせて、リニアレール６−１とその支
持案内面６−２の位置関係の変更の多様性に対応でき
る。

【００５１】（３）図４においてはころがり軸受けの内
輪側７−３と軸受けの軸７−４との間に図１１−（ａ）
に示す柔ばね構造材１３としてのウレタンゴム７−５を
挿入して予圧をかけたが、これに変えて図１１−（ｂ）
に示す、波形筒状の金属スプリングを配してもよい。こ
のことにより、柔ばね構造材１３としてのウレタンゴム
７−５の様な樹脂スプリングや、金属スプリング等の幅
広いばね条数が得られ、予圧の選択の幅が広がる。

【００５２】（４）又、図４においてはころがり軸受け
内輪側７−３と軸受けの軸７−４の間に柔ばね構造材１
３としての図１１−（ａ）に示すウレタンゴム７−５を
挿入して予圧をかけたが、ころがり軸受けの外輪側７−
２に柔ばね構造材１３としてのウレタンゴム７−５を配
してもよい。このことにより、ころがり軸受けの内輪側
７−３と軸受けの軸７−４の外径との間に柔ばね構造材
１３としてのウレタンゴム７−５を挿入する場合に比べ
て、簡略にころがり支持体７が構成でき予圧をかける効
果も変わらない。更に、ころがり面である支持案内面６
−１には、樹脂である柔ばね構造材１３としてのウレタ
ンゴム７−５の外周部分がころがるために、リニアレー
ル６−１の支持案内面６−２の強化が不要となる。

【００５３】（５）図３においてはリニアレール６−１
は４箇所とも柔構造、図４では、４箇所とも剛構造、図
５では図の上２箇所は柔構造で下２箇所は剛構造、半断
面の図６においては図の上１箇所は柔構造で下１箇所は
剛構造、半断面の図７は２箇所共剛構造となっていて、
上１箇所は予圧をかけるべく柔構造部品（柔ばね構造部
品）を組み込んである。このことからも分かる様に、柔
構造か剛構造かはアクチュエータ９１、アクチュエータ
フレーム６の製作の容易さ、負荷、ワークの大きさ、取
り付け向き等により、適宜選択されるものであるが、そ
の組み合わせは、図示、本説明の範囲に限らず、その必
要に応じて多々選択することができる。

【００５４】（６）実施例においては、駆動モータ１の
駆動力を推力シャフト８に伝達する推力シャフト８の外
周にはおねじ８−１が形成され、そのおねじ８−１部分
には、推力ナット９のめねじ部分が螺合されていること
としたが、螺合のみならず、即ちすべりねじや、ころが
りねじによるおねじ部分とめねじ部分に変えて、磁気ね
じによる磁気的結合とすることも出来る。

【００５５】この構成によればめねじ部分とおねじ部分
は、磁気的結合となる為に、機械的な摩擦が極めて少な
くなり、塵埃等の発生もほとんど皆無となり、よりスム
ーズに直進運動を行うことが出来る。

【００５６】（７）図８の他の実施例においては、ころ
がり軸受けの外輪７−２とアクチュエータフレーム６に
別体とした支持案内部１７をボルト１６等の固着手段で
固着して支持案内している。この実施例では、アクチュ
エータフレーム６は柔ばね構造となっている。このこと
により、必要に応じて、アクチュエータフレーム６を別
体として、色々な外形上の制約、組み立て上の制約に対
応できる。

【００５７】（８）図９の他の実施例においては、ころ
がり軸受けの外輪７−２とアクチュエータフレーム６に
別体とした支持案内部１７をボルト１６等の固着手段で
固着して支持案内している。この実施例では、アクチュ
エータフレーム６は剛構造となっている。下方の支持案
内溝１４を設け、支持案内表面強化部材としての鋼板１
２をはめ込んでいる。このことにより、必要に応じて、
アクチュエータフレーム６を別体として、色々な外形上
の制約、組み立て上の制約に対応でき、なおかつ予圧を
かけることができる。

【００５８】

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態における、アクチュエータとして
の電動アクチュエータの構成概要を示す部分断面図。

【図２】アクチュエータのスライドテーブル上面方向か
ら見ころがり軸受けの配置を示す部分図。

【図３】アクチュエータのスライドテーブル移動終端方
向から見た支持案内部の関係を示す部分断面図。

【図４】第２実施形態における、アクチュエータのスラ
イドテーブル移動終端方向から見たころがり軸受けと支
持案内部の関係を示す部分断面図。

【図５】第３実施形態における、アクチュエータのスラ
イドテーブル移動終端方向から見たころがり軸受けと支
持案内部の関係を示す部分断面図。

【図６】第４実施形態における、アクチュエータのスラ
イドテーブル移動終端方向から見たころがり軸受けと支
持案内部の関係を示す部分断面図。

【図７】第５実施形態における、アクチュエータのスラ
イドテーブル移動終端方向から見たころがり軸受けと支
持案内部の関係を示す部分断面図。

【図８】他の実施形態における、アクチュエータのスラ
イドテーブル移動終端方向から見たころがり軸受けと別
体の支持案内部の関係を示す部分断面図。

【図９】他の実施形態における、アクチュエータのスラ
イドテーブル移動終端方向から見たころがり軸受けと別
体の支持案内部の関係を示す部分断面図。

【図１０】実施形態における、柔ばね構造材としての筒
状ウレタンゴム（樹脂スプリング）を（ａ）に、柔ばね
構造材としての筒状波形スプリング（金属スプリング）
を（ｂ）に示す。

【図１１】実施形態における、柔ばね構造材としての板
状波形スプリング（金属スプリング）を示す。

【図１２】従来技術の電動アクチュエータの斜視図。

【図１３】従来技術の電動アクチュエータの断面図。

【符号の説明】

１…駆動モータ、２…無励磁作動ブレーキ、３…動力伝
導部、４…後軸受け部５…前軸受け部、６…直進部材支
持構造としてのアクチュエータフレーム、６−１…支持
案内部としてのリニアレール、６−２…支持案内部とし
ての支持案内面６−３…直進部材支持構造としてのアク
チュエータフレームの開口部、７…ころがり支持体、７
−１…ころがり軸受、７−２…ころがり軸受け外輪、７
−３…ころがり軸受け内輪、７−４…軸受けの軸、７−
５…柔ばね構造材としての筒状ウレタンゴム（樹脂スプ
リング）、８…推力シャフト、８−１…推力シャフトの
おねじ、９…推力ナット、１０…直進部材としてのスラ
イドテーブル部、１０−１…スライドテーブル軸受けブ
ラケット、１０−２…スライドテーブルフレーム、１０
−３…テーブル、１１…表面強化部材としての薄板鋼
板、１２…支持案内表面強化部材としての鋼板、１３…
柔ばね構造材、１４…支持案内溝、１５…柔ばね構造材
としての板状波形スプリング、１６…固着手段としての
ボルト、１７…別体とされた支持案内部、５１…防塵部
材、９１…アクチュエータとしての電動アクチュエー
タ、Ａ、Ａ´、Ｃ、Ｃ´、Ｂ、Ｂ´、Ｄ、Ｄ´、Ｅ、Ｅ
´…ころがり軸受け位置記号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J012 AB04 AB06 BB03 CB03 DB08 DB09 DB12 FB10 3J104 AA16 AA17 AA23 AA34 AA67 AA70 AA73 AA76 AA79 BA05 BA07 BA67 CA06 DA01 DA12 DA16 DA17 5H607 AA00 BB01 CC01 CC05 CC07 DD18 DD19 EE52 FF01 GG08 HH01

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転駆動源によりアクチュエータ本体内に
   て回転可能に支持された回転部材を有し、前記回転部材
   の回転運動を直進部材の直進運動に変換するアクチュエ
   ータであって、 前記アクチュエータ本体のアクチュエータフレームと一
   体形成された複数の支持案内部で複数のころがり軸受け
   を支持案内し、前記ころがり軸受けで前記直進部材を支
   持することを特徴とするアクチュエータ。
2. 【請求項２】前記ころがり軸受けの外輪側はその外輪表
   面を前記アクチュエータフレームと一体形成された支持
   案内部に支持案内されて、前記ころがり軸受け内輪側を
   介して前記直進部材を支持していることを特徴とする、 請求項１に記載のアクチュエータ。
3. 【請求項３】前記ころがり軸受けの外輪側と前記アクチ
   ュエータフレームと一体形成された支持案内部の一部、
   又は全部との間には予圧がかけられて、前記ころがり軸
   受けの内輪側を介して前記直進部材を支持していること
   を特徴とする、 請求項１及び請求項２のうちいずれかに記載のアクチュ
   エータ。
4. 【請求項４】前記ころがり軸受けの外輪側と前記アクチ
   ュエータフレームと一体形成された支持案内部との間
   は、前記アクチュエータフレームの支持案内部が柔ばね
   構造であって、その柔ばね構造のたわみによる予圧がか
   けられて、前記ころがり軸受けの内輪側を介して前記直
   進部材を支持していることを特徴とする、 請求項１から請求項３のうちいずれかに記載のアクチュ
   エータ。
5. 【請求項５】前記ころがり軸受けの外輪側と前記アクチ
   ュエータフレームと一体形成された支持案内部の間に
   は、前記ころがり軸受けの内輪側と軸との間の部材が柔
   ばね構造であって、その柔ばね構造のたわみによる予圧
   がかけられて前記ころがり軸受けの内輪側は前記軸を介
   して直進部材を支持していることを特徴とする、 請求項１から請求項４のうちいずれかに記載のアクチュ
   エータ。
6. 【請求項６】前記ころがり軸受けの外輪側表面をアクチ
   ュエータフレームと一体形成された支持案内部に支持案
   内されて、前記ころがり軸受けの内輪側を介して前記直
   進部材を支持していて、 前記ころがり軸受けの外輪側表面とアクチュエータフレ
   ームの支持案内部の間は隙間が無い、又は微少隙間状態
   であることを特徴とする、 請求項１から請求項５のうちいずれかに記載のアクチュ
   エータ。
7. 【請求項７】前記ころがり軸受けの外輪側のその外輪表
   面は前記アクチュエータフレームと一体形成された支持
   案内部に支持案内されて、前記ころがり軸受けの内輪側
   を介して前記直進部材を支持していて、前記アクチュエ
   ータフレームの支持案内部の一部、又は全部は剛構造で
   あることを特徴とする、 請求項１から請求項６のうちいずれかに記載のアクチュ
   エータ。
8. 【請求項８】前記アクチュエータフレームにおけるころ
   がり軸受けの外輪側表面の支持案内部は前記アクチュエ
   ータフレームとは別体とされ、表面強化部材であること
   を特徴とする、 請求項１から請求項７のうちいずれかに記載のアクチュ
   エータ。
9. 【請求項９】前記ころがり軸受けの外輪側の表面とアク
   チュエータフレームの一部又は、全部の支持案内部の間
   には、別体とされた表面強化部材と柔ばね構造材を有し
   て、前記ころがり軸受けの内輪側を介して直進部材を支
   持していることを特徴とする、 請求項１から請求項８のうちいずれかに記載のアクチュ
   エータ。
10. 【請求項１０】回転駆動源によりアクチュエータ本体内
    にて回転可能に支持された回転部材と、前記回転部材の
    回転運動を直進部材の直進運動に変換する機構とを有す
    る、前記アクチュエータ本体内のアクチュエータフレー
    ムにころがり軸受けを介して直進部材を支持し案内を行
    なうことを特徴とするアクチュエータであって、アクチ
    ュエータフレームと一体形成された支持案内部が剛体
    で、三対のころがり軸受けで直進部材を支持しているこ
    とを特徴とするアクチュエータ。
11. 【請求項１１】前記ころがり軸受けの内輪側に嵌装さ
    れ、前記直進部材を支持する軸は、互いにモーメントを
    含む逆方向の２つの荷重を支持案内する、一対のころが
    り軸受けに対して同軸上一本であることを特徴とする、 請求項１から請求項１０のうちいずれかに記載のアクチ
    ュエータ。
12. 【請求項１２】前記ころがり軸受けの内輪側に嵌装され
    直進部材を支持する軸部は一部、又は全部がころがり軸
    受け一個につき一本として、一方向一荷重を支持案内す
    ることを特徴とする、 請求項１から請求項１１のうちいずれかに記載のアクチ
    ュエータ。