JP2012052651A

JP2012052651A - 一軸アクチュエータ

Info

Publication number: JP2012052651A
Application number: JP2010241990A
Authority: JP
Inventors: Hiroya Shimomura; 裕哉下村; Hiroaki Arisumi; 寛章有住; Nobuo Kubota; 信男久保田; Takamitsu Chigira; 孝光千木良
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2010-08-04
Filing date: 2010-10-28
Publication date: 2012-03-15
Anticipated expiration: 2030-10-28
Also published as: JP5640652B2

Abstract

【課題】可動体やスペーサプレートの移動に伴う摩擦抵抗が小さく、カバー体と収納体との隙間を安定して閉鎖することが可能な一軸アクチュエータを提供する。
【解決手段】ボールネジ１を直方形状の収納体２内に収納し、そのボールネジ１に螺合するボールナット３に可動体４を取付け、収納体２の長手方向側面の開放面をカバー体６で覆い、可動体４のスペーサプレート７を収納体２の開放面の隣接両側面から長手方向側方に突出させ、カバー体６と収納体２との間のスペーサプレート７が移動するための隙間を帯状のシール部材８で覆い、可動体４のスペーサプレート７に取付けられたローラ１０でシール部材８をスペーサプレート７の突出外側面にガイドすることにより、摩擦抵抗が小さく、シール部材８が永久変形することもないから、カバー体６と収納体２との隙間を安定して閉鎖することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ボールネジを直方形状の収納体内に収納し且つ当該ボールネジに螺合するボールナットに可動体を取付けた一軸アクチュエータに関するものである。

一軸アクチュエータは、ボールネジを直方形状の収納体内に収納し、そのボールネジに螺合するボールナットに可動体を取付け、ボールネジをモータで回転させることにより可動体を一軸方向に直動させるアクチュエータであり、モノキャリアとも呼ばれ、例えばＸＹテーブルなどに用いられる。収納体は、ボールネジの軸方向に長手で、一般に長手方向側面の一面が開放され、その開放面に可動体が存在しているが、異物混入を防止するため、収納体の開放面をカバー体で覆う場合がある。収納体の開放面をカバー体で覆ってしまうと、可動体が隠れてしまうので、可動体にスペーサプレートと呼ばれる出力取出体を取付け、このスペーサプレートを収納体の開放面の隣接両側面、つまりカバー体の側方から長手方向側方に突出させ、スペーサプレートから出力をとるようにする。この場合、カバー体と収納体との間には、スペーサプレートが移動するための隙間が必要となるが、その隙間が異物混入の原因ともなる。

そこで、下記特許文献１では、例えば前記カバー体を上向きにして使用する場合、カバー体と収納体との間の隙間に対し、カバー体から下向き帯状の上シール部材を隙間に沿って突設すると共に、収納体から上向き帯状の下シール部材を隙間に沿って突設し、上シール部材の下端部と下シール部材の上端部とを重ね合わせ、スペーサプレートの移動方向両側には上シール部材と下シール部材の重ね合わせ部分を分割する案内部を形成すると共に、各案内部の更にスペーサプレート移動方向両側に上シール部材と下シール部材の重ね合わせ部を閉鎖する閉鎖ピンを設け、通常は上シール部材と下シール部材によって隙間が閉鎖され、スペーサプレートが移動すると案内部によって上シール部材と下シール部材が分割され、スペーサプレートが移動してしまうと閉鎖ピンによって上シール部材と下シール部材の重ね合わせ部が閉鎖されるようにし、これによりカバー体と収納体との隙間をシールする技術が提案されている。

特開２０００−２３０６１８号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載される一軸アクチュエータでは、スペーサプレートの移動時にシール部材と案内部とが擦れるため、摩擦抵抗が大きく、スペーサプレートの移動に影響するほか、案内部によるシール部材の分割にはシール部材を案内部で掻き分けることになるため、シール部材が永久変形してしまい、閉鎖ピンで閉鎖しようとしても閉鎖できなくなる恐れがある。

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、可動体やスペーサプレートの移動に伴う摩擦抵抗が小さく、カバー体と収納体との隙間を安定して閉鎖することが可能な一軸アクチュエータを提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明の一軸アクチュエータは、ボールネジを収納し且つ当該ボールネジの軸方向に長手で且つ長手方向側面の一面が開放されている直方形状の収納体と、前記ボールネジに螺合するボールナットに取付けられ且つ前記収納体の開放面の隣接両側面から長手方向側方にスペーサプレートが突出する可動体と、前記収納体の開放面を覆うカバー体と、前記カバー体と収納体との間の前記スペーサプレートが移動するための隙間を覆う帯状のシール部材と、前記可動体のスペーサプレートに取付けられ且つ前記シール部材をスペーサプレートの突出外側面にガイドするローラとを備えたことを特徴とするものである。

また、前記スペーサプレートの突出外側面の長手方向両端部を当該スペーサプレートの移動方向両先方が収納体に接近するようにテーパ状とし、前記ローラは、前記シール部材を前記スペーサプレートの突出外側面の長手方向両端部のテーパ面に沿うようにガイドすることを特徴とするものである。
また、ボールネジを収納し且つ当該ボールネジの軸方向に長手で且つ長手方向側面の一面が開放されている直方形状の収納体と、前記ボールネジに螺合するボールナットに取付けられ且つ前記収納体の開放面の長手方向側方にスペーサプレートが突出する可動体と、前記収納体の開放面を覆うカバー体と、前記カバー体と収納体との間の前記スペーサプレートが移動するための隙間を覆う帯状のシール部材と、前記可動体のスペーサプレートに取付けられ且つ前記シール部材をスペーサプレートのうちの前記収納体の開放面と反対側面にガイドするローラとを備えたことを特徴とするものである。

而して、本発明の一軸アクチュエータによれば、ボールネジを直方形状の収納体内に収納し、そのボールネジに螺合するボールナットに可動体を取付け、収納体の長手方向側面の開放面をカバー体で覆い、可動体のスペーサプレートを収納体の開放面の隣接両側面から長手方向側方に突出させ、カバー体と収納体との間のスペーサプレートが移動するための隙間を帯状のシール部材で覆い、可動体のスペーサプレートに取付けられたローラでシール部材をスペーサプレートの突出外側面又は収納体の開放面と反対側面にガイドする構成としたため、可動体やスペーサプレートの移動に伴う摩擦抵抗が小さく、シール部材を掻き分けることがないから当該シール部材が永久変形することもなく、その結果、カバー体と収納体との隙間を安定して閉鎖することができる。

また、スペーサプレートの突出外側面の長手方向両端部を当該スペーサプレートの移動方向両先方が収納体に接近するようにテーパ状とし、スペーサプレートの突出外側面の長手方向両端部のテーパ面に沿うようにシール部材をローラでガイドすることにより、シール部材とスペーサプレート又は収納体との間に隙間ができず、カバー対と収納体との隙間を安定して閉鎖することができる。

本発明の一軸アクチュエータの第１実施形態を示す組立説明図である。図１の一軸アクチュエータの完成状態を示す斜視図である。本発明の一軸アクチュエータの第２実施形態の完成状態を示す斜視図である。本発明の一軸アクチュエータの第３実施形態の完成状態を示す斜視図である。

次に、本発明の一軸アクチュエータの第１実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態の一軸アクチュエータの組立説明図である。図中の符号１はボールネジである。このボールネジ１は、ボールネジ１の軸方向に長手な直方形状の収納体２内に収納され、図示しない軸受によって収納体２に対して回転自在に支持されている。収納体２は、図の上面、即ち長手方向側面の一面が開放されている、所謂有底の筐体である。ボールネジ１にはボールナット３が螺合され、このボールナット３の上面、即ち収納体２の開放面側に可動体４が取付けられている。ボールネジ１の図示奥方端部は収納体２の外部まで突出され、その突出側にはモータ収納部５が設けられている。このモータ収納部５内に図示しないモータを収納し、モータの回転軸をボールネジ１の突出端部に接続してモータを回転させれば、ボールネジ１の回転に伴ってボールナット３及び可動体４がボールネジ１の軸方向に直動する。収納体２の開放面を開放したまま使用する場合には、可動体４から出力を直接とることができる。

しかしながら、収納体２の内部への異物混入などを防止するために、収納体２の開放面をカバー体６で覆うことがある。その場合、可動体４もカバー体６で覆われてしまうので、カバー体６にスペーサプレート７と呼ばれる出力取出体を取付け、このスペーサプレート７をカバー体６と収納体２との間の隙間から収納体２の長手方向側方、即ち収納体２の開放面の側方に突出させ、スペーサプレート７の突出している部分から出力をとる。その結果、カバー体６と収納体２との間には、スペーサプレート７が移動するための隙間ができる。

そこで、本実施形態では、図２に示すように、この隙間を帯状のシール部材８で覆う。シール部材８は可撓性を有するものであることが必要であるが、伸縮性は必ずしも必要ではない。そして、収納体２の長手方向側方に突出しているスペーサプレート７の突出部の下面に当該スペーサプレート突出部より長手方向に長い基板９を取付け、その基板９に４本のローラ１０を上向きに突設する。各ローラ１０は、上下軸回りに滑らかに回転する。各スペーサプレート突出部に配設された４本の上向きローラ１０のうち、収納体２の長手方向内側に配設されている２本のローラ１０はスペーサプレート突出方向外側に位置し、収納体２の長手方向外側に配設されている２本のローラ１０はスペーサプレート突出方向内側、即ち収納体２寄りに位置している。

そして、帯状のシール部材８は、収納体２の長手方向外側に配設されているスペーサプレート突出方向内側の１本のローラ１０の収納体２側を通り、収納体２の長手方向内側に配設されているスペーサプレート突出方向外側の１本のローラ１０のスペーサプレート突出方向外側を通り、スペーサプレート７の突出方向外側を通り、更に収納体２の長手方向内側に配設されているスペーサプレート突出方向外側の残りの１本のローラ１０のスペーサプレート突出方向外側を通り、次いで収納体２の長手方向外側に配設されているスペーサプレート突出方向内側の残りの１本のローラ１０の収納体２側を通るようにレイアウトされる。

その結果、可動体３と共にスペーサプレート７が移動すると、スペーサプレート７の移動位置のシール部材８は、４本のローラ１０によってスペーサプレート７の突出方向外側に次々と案内され、スペーサプレート７が移動し終わった部分ではカバー体６と収納体２との間の隙間を覆う部分に戻される。ローラ１０は何れも上下軸回りに滑らかに回転するので、スペーサプレート７の移動に伴う摩擦抵抗が大きくなることはない。また、帯状のシール部材８はローラ１０によって案内されるだけで、例えば掻き分けられたりしないことから永久変形することがなく、そのためシール部材８はカバー体６と収納体２との隙間を常時安定して閉鎖することができる。

このように本実施形態の一軸アクチュエータでは、ボールネジ１を直方形状の収納体２内に収納し、そのボールネジ１に螺合するボールナット３に可動体４を取付け、収納体２の長手方向側面の開放面をカバー体６で覆い、可動体４のスペーサプレート７を収納体２の開放面の隣接両側面から長手方向側方に突出させ、カバー体６と収納体２との間のスペーサプレート７が移動するための隙間を帯状のシール部材８で覆い、可動体４のスペーサプレート７に取付けられたローラ１０でシール部材８をスペーサプレート７の突出外側面にガイドすることにより、可動体４及びスペーサプレート７の移動に伴う摩擦抵抗が小さく、シール部材８を掻き分けることがないから当該シール部材８が永久変形することもなく、その結果、カバー体６と収納体２との隙間を安定して閉鎖することができる。

次に、本発明の一軸アクチュエータの第２実施形態について、図３を用いて説明する。図３は、本実施形態の一軸アクチュエータの完成状態を示す斜視図である。同図の一軸アクチュエータは、前記第１実施形態の図１、図２の一軸アクチュエータに類似しており、同等の構成も多い。そこで、同等の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。本実施形態の一軸アクチュエータと第１実施形態の一軸アクチュエータとの相違点は、シール部材８の案内の仕方にある。本実施形態では、スペーサプレート７の突出部の収納部長手方向両端部からその上面と所謂面一に先細り台形状の基部９を突設し、その突出先端部から下向きにローラ１０を突設する。これらのローラ１０は、前記第１実施形態と同様に、収納体の長手方向外側で且つスペーサプレート突出方向内側に位置する。また、スペーサプレート７の突出部の収納体長手方向両端部の下部を一部切欠き、その切欠き部の収納体２側から長手方向側方向きにローラ１０を突設する。

帯状のシール部材８は、収納体２の長手方向外側に配設されているスペーサプレート突出方向内側の１本のローラ１０の収納体２側を通り、スペーサプレート７の突出部長手方向一端部下部の１本のローラ１０の下側、即ち収納体２の開放面と反対側を通り、スペーサプレート７の突出部の下面側、即ち収納体２の開放面と反対側を通り、更にスペーサプレート７の突出部長手方向他端部下部の１本のローラ１０の下側、即ち収納体２の開放面と反対側を通り、次いで収納体２の長手方向外側に配設されているスペーサプレート突出方向内側の残りの１本のローラ１０の収納体２側を通るようにレイアウトされる。

その結果、可動体３と共にスペーサプレート７が移動すると、スペーサプレート７の移動位置のシール部材８は、４本のローラ１０によってスペーサプレート７の突出方向下側、即ち収納体２の開放面と反対側面に次々と案内され、スペーサプレート７が移動し終わった部分ではカバー体６と収納体２との間の隙間を覆う部分に戻される。ローラ１０は何れも上下軸回り或いは収納体長手方向側方向き軸回りに滑らかに回転するので、スペーサプレート７の移動に伴う摩擦抵抗が大きくなることはない。また、帯状のシール部材８はローラ１０によって案内されるだけで、例えば掻き分けられたりしないことから永久変形することがなく、そのためシール部材８はカバー体６と収納体２との隙間を常時安定して閉鎖することができる。

このように本実施形態の一軸アクチュエータでは、ボールネジ１を直方形状の収納体２内に収納し、そのボールネジ１に螺合するボールナット３に可動体４を取付け、収納体２の長手方向側面の開放面をカバー体６で覆い、可動体４のスペーサプレート７を収納体２の開放面の隣接両側面から長手方向側方に突出させ、カバー体６と収納体２との間のスペーサプレート７が移動するための隙間を帯状のシール部材８で覆い、可動体４のスペーサプレート７に取付けられたローラ１０でシール部材８をスペーサプレート７の下面、即ち収納体２の開放面と反対側面にガイドすることにより、可動体４及びスペーサプレート７の移動に伴う摩擦抵抗が小さく、シール部材８を掻き分けることがないから当該シール部材８が永久変形することもなく、その結果、カバー体６と収納体２との隙間を安定して閉鎖することができる。

次に、本発明の一軸アクチュエータの第３実施形態について、図４を用いて説明する。図４は、本実施形態の一軸アクチュエータの完成状態を示す斜視図である。同図の一軸アクチュエータは、前記第１実施形態の図１、図２の一軸アクチュエータに類似しており、同等の構成も多い。そこで、同等の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。本実施形態では、スペーサプレート７の突出外側面の長手方向両端部を、当該スペーサプレート７、即ち可動体の移動方向両先方が収納体２に接近するようにテーパ状とし、ローラ１０は、このスペーサプレート７の突出外側面の長手方向両端部のテーパ面の長手方向両端部位に立設し、これによりシール部材８はスペーサプレート７の突出外側面の長手方向両端部のテーパ面に沿うようにガイドされる。なお、本実施形態では、前記第１実施形態の基板９をスペーサプレート７の上面にも取付け、スペーサプレート７の上下の基板９間にローラ１０を回転自在に取付けた。

帯状のシール部材８は、収納体２の長手方向外側に配設されているスペーサプレート突出方向内側の１本のローラ１０の収納体２側を通り、スペーサプレート７の長手方向両端部の一方のテーパ面に沿ってから、収納体２の長手方向内側に配設されているスペーサプレート突出方向外側の１本のローラ１０のスペーサプレート突出方向外側を通り、スペーサプレート７の突出方向外側を通り、更に収納体２の長手方向内側に配設されているスペーサプレート突出方向外側の残りの１本のローラ１０のスペーサプレート突出方向外側を通り、次いでスペーサプレート７の長手方向両端部の他方のテーパ面に沿ってから、収納体２の長手方向外側に配設されているスペーサプレート突出方向内側の残りの１本のローラ１０の収納体２側を通るようにレイアウトされる。

その結果、可動体３と共にスペーサプレート７が移動すると、スペーサプレート７の移動位置のシール部材８は、４本のローラ１０によってスペーサプレート７の突出方向外側に次々と案内され、スペーサプレート７が移動し終わった部分ではカバー体６と収納体２との間の隙間を覆う部分に戻される。ローラ１０は何れも上下軸回りに滑らかに回転するので、スペーサプレート７の移動に伴う摩擦抵抗が大きくなることはない。また、帯状のシール部材８はローラ１０によって案内されるだけで、例えば掻き分けられたりしないことから永久変形することがなく、そのためシール部材８はカバー体６と収納体２との隙間を常時安定して閉鎖することができる。更に、本実施形態では、スペーサプレート７の突出方向外側面に案内されるシール部材８は、当該スペーサプレート７の長手方向両端部のテーパ面に沿ってから案内されるので、スペーサプレート７や収納体２とシール部材８との間に隙間が生じることがなく、カバー体６と収納体２との隙間をシール部材８によって常時安定して閉鎖することができる。

また、スペーサプレート７の突出外側面の長手方向両端部を当該スペーサプレート７の移動方向両先方が収納体に接近するようにテーパ状とし、スペーサプレート７の突出外側面の長手方向両端部のテーパ面に沿うようにシール部材８をローラ１０でガイドすることにより、シール部材８とスペーサプレート７又は収納体２との間に隙間ができず、カバー対６と収納体２との隙間を安定して閉鎖することができる。

なお、前記実施形態では、可動体４とスペーサプレート７を別体とし、可動体４にスペーサプレート７を取付けて使用するものについて説明したが、スペーサプレート７と可動体４は必ずしも別体である必要はなく、可動体４とスペーサプレート７が一体であってもよい。
また、前記実施形態では、カバー体６、即ち収納体２の開放面が上向きになるように使用した場合について説明したが、カバー体６、即ち収納体２の開放面が何れの向きになるようにしても構わない。

また、スペーサプレート７の突出外側面の長手方向両端部のテーパ形状は前記に限定されるものではなく、適宜に設定してよい。そして、その場合、スペーサプレート７の突出外側面の長手方向両端部のテーパ形状に合わせてシール部材８がガイドされるようにローラ１０を配設すればよい。

１はボールネジ、２は収納体、３はボールナット、４は可動体、５はモータ収納部、６はカバー体、７はスペーサプレート、８はシール部材、９は基板、１０はローラ

Claims

ボールネジを収納し且つ当該ボールネジの軸方向に長手で且つ長手方向側面の一面が開放されている直方形状の収納体と、前記ボールネジに螺合するボールナットに取付けられ且つ前記収納体の開放面の隣接両側面から長手方向側方にスペーサプレートが突出する可動体と、前記収納体の開放面を覆うカバー体と、前記カバー体と収納体との間の前記スペーサプレートが移動するための隙間を覆う帯状のシール部材と、前記可動体のスペーサプレートに取付けられ且つ前記シール部材をスペーサプレートの突出外側面にガイドするローラとを備えたことを特徴とする一軸アクチュエータ。
前記スペーサプレートの突出外側面の長手方向両端部を当該スペーサプレートの移動方向両先方が収納体に接近するようにテーパ状とし、前記ローラは、前記シール部材を前記スペーサプレートの突出外側面の長手方向両端部のテーパ面に沿うようにガイドすることを特徴とする請求項１に記載の一軸アクチュエータ。
ボールネジを収納し且つ当該ボールネジの軸方向に長手で且つ長手方向側面の一面が開放されている直方形状の収納体と、前記ボールネジに螺合するボールナットに取付けられ且つ前記収納体の開放面の長手方向側方にスペーサプレートが突出する可動体と、前記収納体の開放面を覆うカバー体と、前記カバー体と収納体との間の前記スペーサプレートが移動するための隙間を覆う帯状のシール部材と、前記可動体のスペーサプレートに取付けられ且つ前記シール部材をスペーサプレートのうちの前記収納体の開放面と反対側面にガイドするローラとを備えたことを特徴とする一軸アクチュエータ。