JP2014035039A - アクチュエータ、及びアクチュエータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した動作が可能なアクチュエータ及びアクチュエータの製造方法を提供する。
【解決手段】アクチュエータ１０は、モータの回転軸の回転運動によって回転運動するボールねじ軸６１と、ボールねじ軸６１の回転運動に伴って、ボールねじ軸６１の軸方向（Ｙ軸方向）に直線運動するスライド部５０と、スライド部５０に固定されることで、スライド部５０とともに直線運動するロッド１１と、ボールねじ軸６１を、回転可能に支持するリアブラケット８０と、リアブラケット８０が固定され、ロッド１１の軸方向にスライド部５０を移動可能に支持するレール部を有するケース部材３０と、リアブラケット８０が固定され、スライド部５０を覆うケース部材４０と、リアブラケット８０を、ケース部材３０、４０それぞれに対して、軸方向に押し付けるように固定するボルト１８とを有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、アクチュエータ、及びアクチュエータの製造方法に関する。

ロッドタイプのリニアアクチュエータは、例えば、モータの回転運動に基づいて、ロッドが往復運動する。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１参照。）。

特許文献１に記載のアクチュエータにおいては、モータの回転運動を直線運動に変換しているため、モータの回転運動に起因したトルクがロッドに伝わり、ロッドの先端に振れが生じやすい。この問題に対して、スライド部が、剛性の転動体を介して、剛性の素材からなるレール部に支持されたアクチュエータが考えられている（特願２０１１−２６４１５１号明細書）。このアクチュエータによれば、モータの回転に起因したトルクが、スライド部に加わっても、スライド部は、剛性の転動体を介して、剛性のレール部に支持されているため、モータの回転軸周りに動きにくくなる。このため、モータの回転に起因したトルクが、スライド部を介して、ロッドに伝わりにくく、ロッドの先端部の振れの発生を抑制することができる。

特開２００２−１３０４１９号公報

しかしながら、このアクチュエータ（特願２０１１−２６４１５１号明細書に記載のアクチュエータ）を用いて、ロッドの先端をワークに押し付けた場合、押付け力に対する反力が、ロッドが固定されたスライド部やボールねじ軸を介して、ボールねじ軸を回転可能に支持するベアリングハウジングに伝わる。このため、ベアリングハウジングの下端近傍に固定されたベースに曲げモーメントが加わり、レール部や転動体が配置される溝部が撓むおそれがある。結果として、スライド部及びロッドが、安定して移動しにくくなるおそれがある。

本発明は、上述の事情の下になされたもので、安定した動作が可能なアクチュエータ及びアクチュエータの製造方法を提供する。

上述の目的を達成するために、本発明の第１の観点に係るアクチュエータは、
モータの回転軸の回転運動によって回転運動する回転軸部材と、
前記回転軸部材の回転運動に伴って、前記回転軸部材の軸方向に直線運動するスライド部と、
前記スライド部に固定されることで、前記スライド部とともに直線運動するロッドと、
前記回転軸部材を、回転可能に支持する第１支持部材と、
前記第１支持部材が固定され、前記軸方向に前記スライド部を移動可能に支持するレール部を有する第１ケース部材と、
前記スライド部を覆うように前記第１ケース部材に取り付けられるとともに、前記第１支持部材が固定される第２ケース部材と、
前記第１支持部材を、前記第１ケース部材及び前記第２ケース部材それぞれに対して、前記軸方向に押し付けるように固定する第１固定手段と、
を有する。

前記第１固定手段は、ボルトから構成され、
前記第１支持部材には、前記第１固定手段を挿入するための貫通孔が、前記軸方向に貫通する状態に形成され、
前記第１ケース部材及び前記第２ケース部材それぞれには、前記第１固定手段を捻じ込むためのねじ穴が形成されていてもよい。

前記アクチュエータは、
前記ロッドを、前記軸方向に移動可能に支持する第２支持部材と、
前記第２支持部材を、前記第１ケース部材及び前記第２ケース部材それぞれに対して、前記軸方向に押し付けるように固定する第２固定手段と、
を有していてもよい。

前記第２固定手段は、ボルトから構成され、
前記第２支持部材には、前記第２固定手段を挿入するための貫通孔が、前記軸方向に貫通する状態に形成され、
前記第１ケース部材及び前記第２ケース部材には、前記第２固定手段を捻じ込むためのねじ穴が形成されていてもよい。

前記スライド部には、前記軸方向に沿って溝部が形成され、
前記スライド部は、前記溝部と前記レール部との間を転動する複数の転動体を介して、前記第１ケース部材に支持されていてもよい。

前記第１ケース部材及び前記第２ケース部材の一方には、前記第１ケース部材及び前記第２ケース部材の他方に突出する凸部が、前記軸方向に沿って形成され、
前記第１ケース部材及び前記第２ケース部材の他方には、前記凸部が係合する凹部が、前記軸方向に沿って形成され、
前記凸部が、前記凹部に係合することにより、前記第２ケース部材は、前記第１ケース部材に対して、軸方向に直角する方向に係止されていてもよい。

前記第１ケース部材の前記軸方向の一方の端面と、前記第２ケース部材の前記軸方向の一方の端面とは、面一に形成され、
前記第１ケース部材の前記軸方向の他方の端面と、前記第２ケース部材の前記軸方向の他方の端面とは、面一に形成されていてもよい。

前記回転軸部材は、ボールねじ軸から構成され、
前記スライド部は、前記ボールねじ軸の回転運動を直線運動に変換するボールねじナットを有していてもよい。

本発明の第２の観点に係るアクチュエータの製造方法は、
前記アクチュエータの製造方法であって、
前記第１ケース部材と前記第２ケース部材とを挟み込むように保持する保持部材によって、前記第１ケース部材と前記第１ケース部材とを保持する保持工程と、
前記保持工程によって保持された前記第１ケース部材の一方の端面と、前記第２ケース部材の一方の端面とが、面一になるように、前記第１ケース部材の端面及び前記第２ケース部材の端面を削る第１切削工程と、
前記保持工程によって保持された前記第１ケース部材の他方の端面と、前記第２ケース部材の他方の端面とが、面一になるように、前記第１ケース部材の端面及び前記第２ケース部材の端面を削る第２切削工程と、
を含む。

本発明によれば、ロッドの先端をワークに押し付けた場合、この押付け力に対する反力が、回転軸部材及び第１支持部材等を介して、第１ケース部材だけでなく、第２ケース部材にも伝わる。これにより、第１ケース部材及び第２ケース部材には、曲げモーメントが加わりにくくなるため、第１ケース部材に形成されたレール部が撓みにくくなる。結果として、レール部に沿って移動するスライド部及びロッドの動作を、安定したものにできる。

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。 アクチュエータの正面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 モータユニット等の分解斜視図である。 アクチュエータの分解斜視図である。 アクチュエータの分解断面図である。 ケース部材の斜視図（その１）である。 ２つのケース部材を分解して示す正面図である。 ２つのケース部材を相互に係止した状態を示す正面図である。 図８Ｂの矢印Ｃで示した部分の拡大図である。 図８Ｂの矢印Ｄで示した部分の拡大図である。 ケース部材の斜視図（その２）である。 本発明の実施形態に係るアクチュエータの製造方法において、ケース部材の端面を加工する工程を説明するための斜視図（その１）である。 本発明の実施形態に係るアクチュエータの製造方法において、ケース部材の端面を加工する工程を説明するための斜視図（その２）である。 スライド部、及び下側のケース部材を分解して示す図である。 スライド部、及び下側のケース部材等の断面図である。 図１２のＢ−Ｂ断面図である。 スライド部、ボールねじナット、及びボールねじ軸等を分解して示す一部断面図である。 カップリング等を示す斜視図である。 アクチュエータの動作を説明するための断面図（その１）である。 アクチュエータの動作を説明するための断面図（その２）である。 アクチュエータの動作を説明するための断面図（その３）である。 アクチュエータの作用を説明するための模式図である。 本発明の実施形態に係るアクチュエータの上側のケース部材の取外し方法を説明するための斜視図である。 従来のアクチュエータの作用を説明するための比較例を示す模式図（その１）である。 従来のアクチュエータの作用を説明するための比較例を示す模式図（その２）である。 スライド部及びケース部材の変形例を示す図である。 ケース部材の変形例を示す図である。 図２２Ａの矢印Ｅで示した部分の拡大図である。 ケース部材の凸部の変形例を示す図（その１）である。 ケース部材の凸部の変形例を示す図（その２）である。 ケース部材の凸部の変形例を示す図（その３）である。

以下、本発明の実施形態に係るアクチュエータ１０について説明する。なお、図中のＸＹ平面は水平な面であり、図中のＺ軸の方向は鉛直方向である。

アクチュエータ１０は、図１に示すように、Ｙ軸方向に往復運動するロッド１１を有するリニアアクチュエータである。このアクチュエータ１０は、ロッド１１と、モータユニット２０と、ケース部材３０、４０と、フロントブラケット７０（第２支持部材）と、リアブラケット８０（第１支持部材）とを有している。

図２は、アクチュエータの正面図である。フロントブラケット７０は、８本のボルト１７によって、ケース部材３０、４０に固定されている。なお、８本のボルト１７は、ロッド１１の外周に沿って、ほぼ等間隔に取り付けられる。

図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。ロッド１１は、図３に示すように、内部に孔が形成された円筒状の部材で、例えば、ステンレス鋼からなる。ロッド１１の−Ｙ側の端部には、外周に雄ねじが形成された先端金具１２が捻じ込まれて固定されている。

モータユニット２０は、図４に示すように、モータ２１と、モータ２１を収納するモータカバー２２と、アクチュエータケーブル２４とを有する。

モータ２１は、例えば、ステッピングモータであり、出力軸２３（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２１には、アクチュエータケーブル２４を介して電源からの電力が供給される。モータ２１に電力が供給されることによって、モータ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で減速され、出力軸２３に出力される。また、モータ２１は、ＸＺ平面に平行な方向に張り出すように形成されたフランジ部２５を有している。このフランジ部２５には、Ｙ軸方向に貫通する貫通孔２５ａが４つ形成されている。貫通孔２５ａには、ボルトやねじ等の止め具が挿入される。この止め具により、モータ２１は、リアブラケット８０に固定される。また、出力軸２３の先端には、カップリング２６（継手部材）が取り付けられている。

モータカバー２２は、略直方体のケースである。モータカバー２２の−Ｙ側の面には、開口が形成されている。この開口から、モータ２１が収納される。また、アクチュエータケーブル２４は、モータカバー２２の上面（＋Ｚ側の面）から引き出されている。モータカバー２２は、モータ２１を覆いつつ、リアブラケット８０に固定される。

アクチュエータ１０は、図５及び図６に示すように、上述したロッド１１、モータユニット２０、ケース部材３０、４０等に加えて、ロッド１１をＹ軸方向に案内するためのスライド部５０と、モータユニット２０の回転運動を直線運動に変換するボールねじ６０と、フロントブラケット７０及びリアブラケット８０を固定するためのボルト１７（第２固定手段）、ボルト１８（第１固定手段）を有している。

ケース部材３０は、図７に示すように、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る。ケース部材３０は、ケース部材３０の本体部分と、後述するレール部３８、３９とを有する。ケース部材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、ケース部材３０の断面（ＸＺ断面）は、略Ｕ字状に形成されている。ケース部材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３２、３３とを有する。

図８Ａに示すように、側壁部３２、３３の内側の面（側壁部３２の−Ｘ側の面、側壁部３３の＋Ｘ側の面）には、凹部３２ａ、３３ａがそれぞれ形成されている。この凹部３２ａ、３３ａには、Ｙ軸方向を長手方向とする線状のレール部３８、３９が取り付けられている。レール部３８、３９は、例えば、鋼材からなる。レール部３８の−Ｘ側の面及びレール部３９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３８、３９は、ケース部材３０を構成する一つの部品であり、ケース部材３０の本体部分とは、別の部材として構成されているが、ケース部材３０の本体部分に一体に形成されていてもよい。

側壁部３２、３３の上部の外側（側壁部３２の上部の＋Ｘ側、側壁部３３の上部の−Ｘ側）には、切欠部３２ｂ、３３ｂが形成されている。切欠部３２ｂの内側（−Ｘ側）には、上方（＋Ｚ方向）に突出するように、突出部３４が形成されている。同様に、切欠部３３ｂの内側（＋Ｘ側）には、上方（＋Ｚ方向）に突出するように、突出部３５が形成されている。

突出部３４、３５の外面（突出部３４の＋Ｘ側の面、突出部３５の−Ｘ側の面）には、凹部３６、３７がそれぞれ形成されている。凹部３６、３７は、Ｙ軸方向に沿った線状に形成されている。凹部３６、３７の溝の内周面は、湾曲面に形成されている。

ケース部材４０は、図５及び図６に示すように、スライド部５０の上方を覆う部材であり、ケース部材３０の上側（＋Ｚ側）に配置される。ケース部材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。また、ケース部材４０の断面（ＸＺ断面）は、略Ｕ字状に形成されている。ケース部材４０は、天板部４１と、天板部４１の＋Ｘ側の端部及び−Ｘ側の端部から下方（−Ｚ方向）に延びるように形成された側壁部４２、４３とを有する。

図８Ａに示すように、側壁部４２、４３の下部の内側（側壁部４２の下部の−Ｘ側、側壁部４３の下部の＋Ｘ側）には、切欠部４２ｂ、４３ｂが形成されている。切欠部４２ｂの外側（＋Ｘ側）には、下方（−Ｚ方向）に突出するように、突出部４４が形成される。同様に、切欠部４３ｂの外側（−Ｘ側）には、下方（−Ｚ方向）に突出するように、突出部４５が形成される。なお、ケース部材４０の側壁部４２、４３に形成された切欠部４２ｂ、４３ｂのＸ軸方向の長さＬ１は、ケース部材３０の突出部３４、３５の厚みＬ２（Ｘ軸方向の厚み）と同等である。また、ケース部材４０の突出部４４、４５の厚みＬ３（Ｘ軸方向における厚み）は、ケース部材３０の側壁部３２、３３に形成された切欠部３２ｂ、３３ｂのＸ軸方向の長さＬ４と同等である。

突出部４４、４５の内側の面（突出部４４の−Ｘ側の面、突出部４５の＋Ｘ側の面）には、凸部４６、４７がそれぞれ形成されている。凸部４６、４７は、Ｙ軸方向に沿った線状に形成されている。また、凸部４６と凸部４７とは、対向するように形成されている。また、凸部４６、４７は、その断面が、略半円形状に形成され、ケース部材３０の凹部３６、３７に係合する形状となっている。

ケース部材３０、４０は、図７に示すように、長手方向（Ｙ軸方向）のそれぞれの長さが同等となるように形成されている。ケース部材３０、４０の−Ｙ側の端面は、ＸＺ平面に平行な平面に構成されている。ケース部材３０の−Ｙ側の端面には、４つのねじ穴３０ａが形成されている。詳しくは、ねじ穴３０ａは、ケース部材３０の底板部３１に２つ形成され、側壁部３２、３３にそれぞれ１つずつ形成されている。ケース部材４０の−Ｙ側の端面にも、４つのねじ穴４０ａが形成されている。詳しくは、ねじ穴４０ａは、ケース部材４０の天板部４１に２つ形成され、側壁部４２、４３にそれぞれ１つずつ形成されている。ねじ穴３０ａ、４０ａには、フロントブラケット７０を固定するためのボルト１７が挿入される（図５参照）。

また、図９に示すように、ケース部材３０、４０の＋Ｙ側の端面も、ＸＺ平面に平行な平面に構成されている。ケース部材３０の＋Ｙ側の端面には、４つのねじ穴３０ｂが形成されている。ねじ穴３０ｂは、ケース部材３０の底板部３１に２つ形成され、側壁部３２、３３にそれぞれ１つずつ形成されている。ケース部材４０の＋Ｙ側の端面にも、４つのねじ穴４０ｂが形成されている。ねじ穴４０ｂは、ケース部材４０の天板部４１に２つ形成され、側壁部４２、４３にそれぞれ１つずつ形成されている。ねじ穴３０ｂ、４０ｂには、リアブラケット８０を固定するためのボルト１８が挿入される（図５参照）。

上述のように構成されたケース部材４０は、ケース部材３０に対して、Ｙ軸方向にスライドさせることで、ケース部材３０に嵌め込まれる。そうすると、図８Ｂ、図８Ｃ、及び図８Ｄに示すように、ケース部材３０の側壁部３２、３３に形成された切欠部３２ｂ、３３ｂに、ケース部材４０の突出部４４、４５が嵌り込む。同時に、ケース部材４０の側壁部４２、４３に形成された切欠部４２ｂ、４３ｂに、ケース部材３０の突出部３４、３５が嵌り込む。これにより、ケース部材４０は、ケース部材３０に対して、Ｘ軸方向に係止される。また、このとき、ケース部材４０の突出部４４、４５に形成された凸部４６、４７が、ケース部材３０の突出部３４、３５に形成された凹部３６、３７に嵌り込んで係合する。凸部４６、４７は、凹部３６、３７に対して、Ｘ軸方向に嵌り込むため、これにより、ケース部材４０は、ケース部材３０に対して、Ｚ軸方向に係止される。以上により、ケース部材４０は、ケース部材３０に対して、Ｙ軸方向に直角する方向に係止される。すなわち、ケース部材４０は、ケース部材３０に対して、Ｙ軸方向にスライドさせる以外は、ケース部材３０から外せなくなる。

以下、本発明の実施形態に係るアクチュエータ１０の製造方法におけるケース部材３０、４０の端面を加工する工程を、図１０Ａ及び図１０Ｂを参照して説明する。

先ず、アルミニウムを押出成形するなどして、ケース部材３０及びケース部材４０を用意する。このケース部材３０は、すでに、凹部３６、３７や、ねじ穴３０ａ、３０ｂが形成されているとともに、凹部３６、３７には、レール部３８、３９が取り付けられているものである。同様に、ケース部材４０も、すでに、ねじ穴４０ａ、４０ｂが形成されているものである。

続いて、ケース部材４０を、Ｙ軸方向にスライドさせることで、ケース部材３０に嵌め込む。これにより、ケース部材４０を、ケース部材３０に対して、Ｙ軸方向に直角する方向に係止する。

続いて、図１０Ａに示すように、２つの治具９８、９９（保持部材）を用いて、ケース部材３０とケース部材４０とを挟み込むように、ケース部材３０及びケース部材４０を保持する。このとき、ケース部材４０は、ケース部材３０に係止されているため、治具９８、９９を装着しやすくなる。

続いて、図１０Ｂに示すように、切削部材９７を用いて、ケース部材３０、４０の−Ｙ側の端面を削る。例えば、切削部材９７を回転させつつ、ケース部材３０、４０の−Ｙ側の端面に沿って、＋Ｘ方向に移動させる。切削部材９７には、例えば、エンドミルが用いられる。これにより、ケース部材３０の−Ｙ側の端面及びケース部材４０の−Ｙ側の端面は、面一になるように形成される。

同様に、切削部材９７を用いて、ケース部材３０、４０の＋Ｙ側の端面を削る。これにより、ケース部材３０の＋Ｙ側の端面及びケース部材４０の＋Ｙ側の端面は、面一になるように形成される。また、ケース部材３０、４０の＋Ｙ側及び−Ｙ側の両端面が、面一になるように形成されることで、ケース部材３０、４０の長手方向（Ｙ軸方向）の長さが同等になる。

図５及び図６に戻り、スライド部５０は、ロッド１１が固定されることにより、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１１に示すように、複数の転動体５９を有しており、この転動体５９によって、ケース部材３０に支持されている。この転動体５９は、剛性の素材からなり、例えば、鋼材からなる。転動体５９は、スライド部５０とケース部材３０との間に複数配置されている。

図１２及び図１３に示すように、スライド部５０の下端（−Ｚ側の端部）近傍の＋Ｘ側の面及び−Ｘ側の面には、Ｙ軸方向に沿って凹部５１、５２がそれぞれ形成されている。凹部５１、５２は、Ｙ方向に沿って形成されている。この凹部５１、５２には、Ｙ軸方向を長手方向とするレール部５３、５４が取り付けられている。レール部５３の＋Ｘ側の面及びレール部５４の−Ｘ側の面には、溝部がそれぞれ形成されている。レール部５３、５４のそれぞれの溝部の内面は、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５３、５４は、スライド部５０を構成する一つの部品であり、スライド部５０の本体部分とは、別の部材として構成されているが、スライド部５０の本体部分に一体に形成されていてもよい。

スライド部５０には、図６に示すように、Ｙ軸方向に貫通する貫通孔５５が形成されている。貫通孔５５の−Ｙ側からは、ロッド１１が挿入されて固定される。貫通孔５５の＋Ｙ側からは、後述するボールねじナット６２が挿入されて固定される。また、スライド部５０には、図１２及び図１３に示すように、貫通孔５５の内径よりも小さい内径に形成された一対の貫通孔５６、５７が形成されている。貫通孔５６、５７は、その内径が、転動体５９の直径よりも僅かに大きく形成されており、転動体５９が通過する循環路として用いられる。

また、スライド部５０には、図１１及び図１３に示すように、貫通孔５６、５７の開口を覆うように、４つのリターンキャップ５８が、取り付けられている。リターンキャップ５８は、例えば、２本のねじによって固定されている。このリターンキャップ５８の内部には、転動体５９が、循環する循環路が形成されている。リターンキャップ５８に形成された循環路は、略Ｕ字状に形成された通路から構成される。

上述のように構成されたスライド部５０は、図１１に示すように、複数の転動体５９を介して、ケース部材３０に取り付けられる。スライド部５０が取り付けられると、図１３に示すように、転動体５９は、ケース部材３０に取り付けられたレール部３８、３９と、スライド部５０に取り付けられたレール部５３、５４との間に挟まれる。レール部３８、３９とレール部５３、５４との間で、転動体５９が転動することにより、スライド部５０は、ケース部材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。

ボールねじ６０は、図６に示すように、ボールねじ軸６１（回転軸部材）と、ボールねじナット６２とを有する。ボールねじ６０は、ボールねじ軸６１の回転運動を、ボールねじナット６２の直線運動に変換する部材である。

ボールねじ軸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ねじ軸本体６１ａと、ボールねじ軸本体６１ａの＋Ｙ側の端部に形成された小径部６１ｂとから構成される。ボールねじ軸６１の小径部６１ｂには、ベアリングユニット９０とカップリング６４（継手部材）が取り付けられる。

ボールねじナット６２は、図１４に示すように、ボールねじ軸６１のボールねじ軸本体６１ａの外周に配置されている。このボールねじナット６２は、ボールねじ軸６１に複数の転動体６３を介して嵌め込まれる。この転動体６３が転動することにより、ボールねじ軸６１の回転運動が、ボールねじナット６２の直線運動に円滑に変換される。また、ボールねじナット６２は、スライド部５０に形成された貫通孔５５の＋Ｙ側からは、挿入されて、ボルト等により固定される。

カップリング６４は、図１５に示すように、ボールねじ軸６１の小径部６１ｂに取り付けられている。詳しくは、小径部６１ｂの外周面は、雄ねじが形成されており、カップリング６４は、小径部６１ｂに捻じ込まれる。カップリング６４は、モータユニット２０の出力軸２３の先端に取り付けられたカップリング２６に嵌合する形状に形成されている。カップリング６４とカップリング２６とが嵌合することにより、ボールねじ軸６１は、出力軸２３とともに回転する。これにより、出力軸２３の回転運動がボールねじ軸６１に伝達される。

フロントブラケット７０（第２支持部材）は、図５に示すように、ケース部材３０、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７２が配置されている。オイルレスベアリング７２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軸方向に貫通する貫通孔７３が形成されている。貫通孔７３は、図５に示すように、貫通孔７１の外周に沿って、８箇所、形成されている。この貫通孔７３には、フロントブラケット７０を、ケース部材３０、４０に固定するためのボルト１７が挿入される。貫通孔７３に挿入されたボルト１７は、ケース部材３０、４０のねじ穴３０ａ、４０ａに捻じ込まれる。これにより、フロントブラケット７０は、＋Ｙ方向に押し付けられるように、ケース部材３０、４０に固定される。

リアブラケット８０（第１支持部材）は、図５に示すように、ケース部材３０、４０の＋Ｙ側に固定される部材である。リアブラケット８０は、ブラケット本体８０Ａと、ボールねじ軸６１を回転可能に支持するベアリングユニット９０とを有する。

ブラケット本体８０Ａには、図６に示すように、ボールねじ軸６１を通すための貫通孔８１が形成されている。また、ブラケット本体８０Ａの−Ｙ側には、ベアリングユニット９０が固定される。ベアリングユニット９０は、例えば、ボルトによって、ブラケット本体８０Ａに固定される。また、ブラケット本体８０Ａには、Ｙ軸方向に貫通する貫通孔８３が形成されている。貫通孔８３は、図５に示すように、貫通孔８１の外周に沿って、８箇所、形成されている。この貫通孔８３には、リアブラケット８０を、ケース部材３０、４０に固定するための８本のボルト１８が挿入される。貫通孔８３に挿入されたボルト１８は、ケース部材３０、４０のねじ穴３０ｂ、４０ｂに捻じ込まれる。これにより、リアブラケット８０は、−Ｙ方向に押し付けられるように、ケース部材３０、４０に固定される。

ベアリングユニット９０は、例えば、ベアリング９１と、ベアリングハウジングと、ベアリング押え部とを有する。このベアリングユニット９０は、ボールねじ軸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９１が配置されている。ベアリング９１は、例えば、円錐ころ軸受から構成される。ベアリング９１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９１によって、ボールねじ軸６１は回転可能に支持される。

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１６Ａ〜図１６Ｃを用いて説明する。

先ず、モータユニット２０のモータ２１に電源が供給されることによって、図１６Ａに示すように、モータ２１の出力軸２３が所定の方向に回転（正転）する。出力軸２３が所定の方向に回転すると、出力軸２３に接続されているボールねじ軸６１が、出力軸２３とともに回転（正転）する。

ボールねじ軸６１が回転すると、図１６Ｂに示すように、ボールねじ軸６１の回転運動に伴って、ボールねじナット６２が、例えば、−Ｙ方向に直線運動をする。ボールねじナット６２が、−Ｙ方向に移動すると、ボールねじナット６２に固定されているスライド部５０も、ボールねじナット６２とともに−Ｙ方向に移動をする。

このとき、図１３を参照するとわかるように、ケース部材３０のレール部３８、３９と、スライド部５０のレール部５３、５４との間の転動体５９が転がり接触しながら転動する。転動体５９が、レール部３８、３９とレール部５３、５４と間を転がり接触しながら転動することにより、スライド部５０は、円滑に−Ｙ方向に移動する。

スライド部５０が−Ｙ方向に移動をすると、図１６Ｂに示すように、スライド部５０に固定されているロッド１１も、スライド部５０とともに−Ｙ方向に移動する。これにより、ロッド１１の先端に取り付けられた先端金具１２が−Ｙ方向に移動する。このとき、ロッド１１の先端側に、ワークＷが配置されている場合は、ロッド１１（詳しくは、ロッド１１の先端金具１２）がワークＷを押し付ける。

このとき、図１７に示すように、ロッド１１がワークＷを押し付ける押付け力Ｐ１に対する反力Ｐ２が、スライド部５０、ボールねじ６０を介して、リアブラケット８０に伝達される。リアブラケット８０は、ボルト１８によって、ケース部材３０及びケース部材４０それぞれに、Ｙ軸方向に固定されている。このため、反力Ｐ２は、矢印Ｐ３に示されるように、ケース部材３０だけでなく、ケース部材４０にも伝わる。

以上により、ロッド１１及び先端金具１２の−Ｙ方向への移動が完了する。

次に、モータユニット２０の出力軸２３が所定の方向とは逆方向に回転（逆転）すると、図１６Ｃに示すように、出力軸２３に接続されているボールねじ軸６１も、出力軸２３とともに逆方向に回転（逆転）する。

ボールねじ軸６１が回転すると、ボールねじ軸６１の回転運動に伴って、ボールねじナット６２が、＋Ｙ方向に直線運動をする。ボールねじナット６２が、＋Ｙ方向に移動すると、ボールねじナット６２に固定されているスライド部５０も、ボールねじナット６２とともに＋Ｙ方向に移動をする。

このときも、図１３を参照するとわかるように、ケース部材３０のレール部３８、３９と、スライド部５０のレール部５３、５４との間の転動体５９が転がり接触しながら転動する。転動体５９が、レール部３８、３９とレール部５３、５４と間を転がり接触しながら転動することにより、スライド部５０は、円滑に＋Ｙ方向に移動する。

スライド部５０が＋Ｙ方向に移動をすると、図１６Ｃに示すように、スライド部５０に固定されているロッド１１も、スライド部５０とともに＋Ｙ方向に移動する。これにより、ロッド１１の先端に取り付けられた先端金具１２が＋Ｙ方向に移動し、ロッド１１（詳しくは、ロッド１１の先端金具１２）がワークＷから離間する。

以上により、ロッド１１及び先端金具１２の＋Ｙ方向への移動が完了し、ロッド１１及び先端金具１２は、初期位置まで戻る。

上述のように構成されたアクチュエータ１０において、スライド部５０の転動体５９や、ボールねじ６０の転動体６３にグリスを注入するなどの保守作業を行う場合には、以下のように行われる。

先ず、図１に示すアクチュエータ１０から、モータユニット２０を取り外すとともに、全てのボルト１７を取り外して、フロントブラケット７０を取り外す。続いて、図１８に示すように、８本のボルト１８のうち、リアブラケット８０をケース部材４０に固定する４本のボルト１８（＋Ｚ側の４本のボルト１８）を取り外す。続いて、ケース部材４０を−Ｙ方向にスライド移動させて、ケース部材４０を取り外す。この状態で、グリス注入作業などの保守作業を行う。保守作業が終了したら、再び、ケース部材４０を＋Ｙ方向にスライド移動させて、ケース部材４０を取り付ける。そして、ボルト１７によって、フロントブラケット７０を取り付ける。以上により、保守作業は、完了する。

以上、説明したように、本実施形態に係るアクチュエータ１０によれば、リアブラケット８０は、ボルト１８によって、ケース部材３０、４０それぞれに対して、−Ｙ方向に押し付けられるように固定されている。このため、ロッド１１の先端をワークＷに押し付けた場合、図１７に示すように、押付け力Ｐ１に対する反力Ｐ２が、ボールねじ６０やリアブラケット８０を介して、ケース部材３０だけでなく、ケース部材４０にも伝わる。これにより、ケース部材３０、４０に、曲げモーメントが加わりにくくなるため、ケース部材３０に形成されたレール部３８、３９が撓みにくくなる。

図１９は、従来のアクチュエータ１０Ａの作用を説明するための断面図である。図１９に示すように、従来のアクチュエータ１０Ａにおいては、リアブラケット８０は、ボルト１８によって、スライド部５０を移動可能に支持するベース１３０に固定されている。そして、カバー１４０が、フロントブラケット７０及びリアブラケット８０に、上側（＋Ｚ側）から取り付けられる。カバー１４０は、ボルト１４１を−Ｚ方向に挿入することにより固定される。このアクチュエータ１０Ａの場合、ロッド１１の先端をワークＷに押し付けると、押付け力Ｐ１に対する反力Ｐ２が、スライド部５０やボールねじ６０を介して、リアブラケット８０に伝わる。そうすると、リアブラケット８０とベース１３０との固定部分（ボルト１８）を中心に曲げモーメントＭが加わり、ベース１３０に形成されたレール部や溝部が撓むおそれがある。結果として、スライド部５０及びロッド１１が、安定して移動しにくくなるおそれがある。

これに対して、本実施形態に係るアクチュエータ１０では、図１７に示すように、押付け力Ｐ１に対する反力Ｐ２が、ケース部材３０だけでなく、ケース部材４０にも伝わるため、ケース部材３０、４０に曲げモーメントＭが加わりにくくなる。このため、ケース部材３０のレール部３８、３９が撓みにくくなり、結果として、レール部３８、３９に沿って移動するスライド部５０及びロッド１１の動作を、安定したものにできる。

また、本実施形態では、フロントブラケット７０についても、ボルト１７によって、ケース部材３０、４０それぞれに対して、＋Ｙ方向に押し付けられるように固定されている。このため、押付け力Ｐ１に対する反力Ｐ２が、ケース部材３０だけでなく、ケース部材４０にも、伝わりやすくなる。したがって、ケース部材３０、４０に曲げモーメントＭが加わりにくくなる。これにより、ケース部材３０のレール部３８、３９がより撓みにくくなり、結果として、レール部３８、３９に沿って移動するスライド部５０及びロッド１１の動作を、より安定したものにできる。

また、本実施形態では、フロントブラケット７０を固定するためのボルト１７は、Ｙ軸方向に沿って取り付けられている。同様に、リアブラケット８０を固定するためのボルト１８も、Ｙ軸方向に沿って取り付けられている。すなわち、ボルト１７、１８は、ケース部材３０のレール部３８、３９に平行に取り付けられている。このため、ボルト１７、１８の締結に伴って生じる締結力に起因して、レール部３８、３９の撓みを抑制することができる。例えば、ボルトを、ケース部材３０、４０に上方（＋Ｚ方向）や下方（−Ｚ方向）から取り付けた場合は、このボルトを締結したときに生じる締結力によって、ケース部材３０、４０が歪み、結果的に、ケース部材３０のレール部３８、３９が撓むおそれがある。しかしながら、本実施形態においては、ボルト１７、１８は、ケース部材３０のレール部３８、３９に平行に取り付けられているため、ボルト１７、１８をケース部材３０、４０に締結しても、レール部３８、３９が撓みにくくなる。結果として、レール部３８、３９に沿って移動するスライド部５０及びロッド１１の動作を、安定したものにできる。

また、本実施形態では、ケース部材３０の凹部３６、３７への、ケース部材４０の凸部４６、４７の係合等により、ケース部材４０は、ケース部材３０に対して、Ｙ軸方向に直角する方向（例えば、Ｚ軸方向やＸ軸方向）に係止されている。このため、押付け力Ｐ１に対して生じる反力Ｐ２等に起因して、ケース部材３０のレール部３８、３９の撓みを抑制することができる。

例えば、図２０に示すように、ケース部材３０の凹部３６、３７やケース部材４０の凸部４６、４７が形成されておらず、ケース部材４０が、ケース部材３０に対して、Ｙ軸方向に直角する方向に係止されていないケース部材３０、４０について考える。この場合、アクチュエータ１０Ｂが行う作業内容によっては、ケース部材３０及びケース部材４０それぞれが撓み、ケース部材３０とケース部材４０との間（ケース部材３０とケース部材４０との合わせ面）に隙間Ｓが生じるおそれがある。すると、アクチュエータ１０Ｂの作業によって生じる振動により、ケース部材３０、４０の合わせ面が接触するなどして、異音が発生するおそれがある。この異音は、ケース部材３０、４０の長手方向（Ｙ軸方向）の長さが長いほど、発生しやすくなる。また、ケース部材３０が撓むため、ケース部材３０のレール部や溝部が撓み、結果として、ロッド１１が、安定して移動しにくくなるおそれがある。

しかしながら、本実施形態では、ケース部材３０の凹部３６、３７への、ケース部材４０の凸部４６、４７の係合等により、ケース部材４０は、ケース部材３０に対して、Ｚ軸方向に係止されているため、ケース部材３０とケース部材４０との間に隙間Ｓが生じることもなく、ケース部材３０、４０の合わせ面が接触するなどの異音が発生することもない。また、ケース部材３０のレール部３８、３９が撓みにくくなり、結果として、レール部３８、３９に沿って移動するスライド部５０及びロッド１１の動作を安定したものにできる。

また、ケース部材４０を、ケース部材３０に固定するための特別な固定手段を不要とすることができる。例えば、ボルトやねじ等で、ケース部材４０を、ケース部材３０に固定する必要がないため、ボルトやねじ等を不要にできるとともに、ケース部材３０、４０にねじ穴を形成するための加工を施す必要もない。結果として、アクチュエータ１０の製造コストを抑えることができる。

また、本実施形態では、図１０Ａ及び図１０Ｂを参照するとわかるように、ケース部材３０の凹部３６、３７とケース部材４０の凸部４６、４７との係合により、ケース部材４０は、ケース部材３０に係止されているため、治具９８、９９を、ケース部材３０、４０に容易に装着できる。これにより、ケース部材３０、４０の端面の切削加工が行いやすくなる。したがって、ケース部材３０、４０の＋Ｙ側及び−Ｙ側の両端面を、容易に面一に形成することができる。

また、本実施形態では、ケース部材３０、４０の＋Ｙ側及び−Ｙ側の両端面は、面一に形成されているため、ケース部材３０、４０に、フロントブラケット７０、リアブラケット８０を、隙間なく取り付けることができる。例えば、ケース部材３０、４０の両端面は、面一に形成されていない場合は、フロントブラケット７０、リアブラケット８０が、Ｚ軸方向に対して斜めに取り付けられてしまう。この場合、ロッド１１の軸芯調整が困難になる。これに対して、本実施形態では、ケース部材３０、４０の両端面は、面一に形成されているため、フロントブラケット７０、リアブラケット８０を、隙間なく取り付けることができ、ロッド１１の軸芯調整も容易になる。

以上、本発明の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。

例えば、本実施形態においては、図１２に示すように、スライド部５０は、ケース部材３０の側壁部３２と側壁部３３との間に嵌め込まれるように、ケース部材３０に取り付けられる。しかしながら、これに限らず、図２１に示すように、ケース部材３０の底板部３１に形成された突出部１０１が、スライド部５０の突出部１０２と突出部１０３との間に嵌め込まれることで、スライド部５０は、ケース部材３０に取り付けられていてもよい。

また、本実施形態においては、図５に示すように、リアブラケット８０を取り付けるためのボルト１８は、８本である。しかしながら、これに限られず、７本以下であってもよいし、９本以上であってもよい。ただし、押付け力Ｐ１に対する反力Ｐ２が、できるだけ同じようにケース部材３０、４０に伝わるように、ケース部材３０に取り付けられるボルト１８の本数（本実施形態においては、４本）と、ケース部材４０に取り付けられるボルト１８の本数（本実施形態においては、４本）とは、同じ本数であることが好ましい。

同様に、本実施形態においては、図５に示すように、フロントブラケット７０を取り付けるためのボルト１７は、８本である。しかしながら、これに限られず、７本以下であってもよいし、９本以上であってもよい。ただし、押付け力Ｐ１に対する反力Ｐ２が、できるだけ同じようにケース部材３０、４０に伝わるように、ケース部材３０に取り付けられるボルト１７の本数（本実施形態においては、４本）と、ケース部材４０に取り付けられるボルト１７の本数（本実施形態においては、４本）とは、同じ本数であることが好ましい。

また、本実施形態においては、図８Ｂ、図８Ｃ、及び図８Ｄに示すように、ケース部材３０の側壁部３２、３３に形成された切欠部３２ｂ、３３ｂに、ケース部材４０の側壁部４２、４３に形成された突出部４４、４５が嵌り込む。そして、ケース部材３０の凹部３６、３７に、ケース部材４０の凸部４６、４７が係合する。これにより、ケース部材４０は、ケース部材３０に対して、Ｙ軸方向に直角する方向に係止されている。しかしながら、これに限らず、ケース部材４０が、ケース部材３０に対して、Ｙ軸方向に直角する方向に係止される構造であれば、これ以外の構造であってもよい。

例えば、本実施形態においては、ケース部材３０の側壁部３２、３３の上部の外側には、切欠部３２ｂ、３３ｂが形成されている。一方、ケース部材４０の側壁部４２、４３の下部の内側には、切欠部４２ｂ、４３ｂが形成されている。しかしながら、これとは逆に、図２２Ａ及び図２２Ｂに示すように、側壁部３２、３３の上部の内側（側壁部３２の上部の−Ｘ側、側壁部３３の上部の＋Ｘ側）に、切欠部３２ｂ、３３ｂが形成されていてもよいし、側壁部４２、４３の下部の外側（側壁部４２の下部の＋Ｘ側、側壁部４３の下部の−Ｘ側）に、切欠部４２ｂ、４３ｂが形成されていてもよい。

また、本実施形態においては、ケース部材３０には、凹部３６、３７が形成されている。一方、ケース部材４０には、凸部４６、４７が形成されている。しかしながら、これとは逆に、ケース部材３０側に、凸部が形成されていてもよいし、ケース部材４０側に、凹部が形成されていてもよい。

また、本実施形態においては、図８Ｃに示すように、凸部４７は、その断面が、略半円形状となるように形成されているが、これに限られない。例えば、断面が、図２３Ａに示すように、四角形状となるように形成されてもよいし、図２３Ｂに示すように、三角形状となるように形成されてもよい。また、図２３Ｃに示すように、上方に突出する略Ｔ字形状に形成されていてもよい。また、これ以外の形状であってもよい。

また、本実施形態においては、フロントブラケット７０及びリアブラケット８０を、ケース部材３０、４０に固定するために、ボルト１７、１８が用いられている。しかしながら、これに限らず、止めねじ等であってもよい。

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。

１０、１０Ａ、１０Ｂ アクチュエータ
１１ ロッド
１２ 先端金具
１７ ボルト（第２固定手段）
１８ ボルト（第１固定手段）
２０ モータユニット
２１ モータ
２２ モータカバー
２２ａ 開口
２３ 出力軸（回転軸）
２４ アクチュエータケーブル
２５ フランジ部
２６ カップリング
３０ ケース部材（第１ケース部材）
３０ａ、３０ｂ ねじ穴
３１ 底板部
３２、３３ 側壁部
３２ａ、３３ａ 凹部
３２ｂ、３３ｂ 切欠部
３４、３５ 突出部
３６、３７ 凹部
３８、３９ レール部
４０ ケース部材（第２ケース部材）
４０ａ、４０ｂ ねじ穴
４１ 天板部
４２、４３ 側壁部
４２ｂ、４３ｂ 切欠部
４４、４５ 突出部
４６、４７ 凸部
５０ スライド部
５１、５２ 凹部
５３、５４ レール部
５５、５６、５７ 貫通孔
５８ リターンキャップ
５９ 転動体
６０ ボールねじ
６１ ボールねじ軸
６１ａ ボールねじ軸本体
６１ｂ 小径部
６２ ボールねじナット
６３ 転動体
６４ カップリング
７０ フロントブラケット（第２支持部材）
７１ 貫通孔
７２ オイルレスベアリング
７３ 貫通孔
８０ リアブラケット（第１支持部材）
８０Ａ ブラケット本体
８１、８３ 貫通孔
９０ ベアリングユニット
９１ ベアリング
９７ 切削部材
９８、９９ 治具
１０１、１０２、１０３ 突出部
１３０ ベース
１４０ カバー
１４１ ボルト
Ｌ１、Ｌ４ 長さ
Ｌ２、Ｌ３ 厚み
Ｐ１ 押付け力
Ｐ２ 反力
Ｍ 曲げモーメント
Ｗ ワーク
Ｓ 隙間

Claims (9)

1. モータの回転軸の回転運動によって回転運動する回転軸部材と、
   前記回転軸部材の回転運動に伴って、前記回転軸部材の軸方向に直線運動するスライド部と、
   前記スライド部に固定されることで、前記スライド部とともに直線運動するロッドと、
   前記回転軸部材を、回転可能に支持する第１支持部材と、
   前記第１支持部材が固定され、前記軸方向に前記スライド部を移動可能に支持するレール部を有する第１ケース部材と、
   前記スライド部を覆うように前記第１ケース部材に取り付けられるとともに、前記第１支持部材が固定される第２ケース部材と、
   前記第１支持部材を、前記第１ケース部材及び前記第２ケース部材それぞれに対して、前記軸方向に押し付けるように固定する第１固定手段と、
   を有することを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記第１固定手段は、ボルトから構成され、
   前記第１支持部材には、前記第１固定手段を挿入するための貫通孔が、前記軸方向に貫通する状態に形成され、
   前記第１ケース部材及び前記第２ケース部材それぞれには、前記第１固定手段を捻じ込むためのねじ穴が形成され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. 前記ロッドを、前記軸方向に移動可能に支持する第２支持部材と、
   前記第２支持部材を、前記第１ケース部材及び前記第２ケース部材それぞれに対して、前記軸方向に押し付けるように固定する第２固定手段と、
   を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のアクチュエータ。
4. 前記第２固定手段は、ボルトから構成され、
   前記第２支持部材には、前記第２固定手段を挿入するための貫通孔が、前記軸方向に貫通する状態に形成され、
   前記第１ケース部材及び前記第２ケース部材には、前記第２固定手段を捻じ込むためのねじ穴が形成されていることを特徴とする請求項３に記載のアクチュエータ。
5. 前記スライド部には、前記軸方向に沿って溝部が形成され、
   前記スライド部は、前記溝部と前記レール部との間を転動する複数の転動体を介して、前記第１ケース部材に支持されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
6. 前記第１ケース部材及び前記第２ケース部材の一方には、前記第１ケース部材及び前記第２ケース部材の他方に突出する凸部が、前記軸方向に沿って形成され、
   前記第１ケース部材及び前記第２ケース部材の他方には、前記凸部が係合する凹部が、前記軸方向に沿って形成され、
   前記凸部が、前記凹部に係合することにより、前記第２ケース部材は、前記第１ケース部材に対して、前記軸方向に直角する方向に係止されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
7. 前記第１ケース部材の前記軸方向の一方の端面と、前記第２ケース部材の前記軸方向の一方の端面とは、面一に形成され、
   前記第１ケース部材の前記軸方向の他方の端面と、前記第２ケース部材の前記軸方向の他方の端面とは、面一に形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
8. 前記回転軸部材は、ボールねじ軸から構成され、
   前記スライド部は、前記ボールねじ軸の回転運動を直線運動に変換するボールねじナットを有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載のアクチュエータの製造方法であって、
   前記第１ケース部材と前記第２ケース部材とを挟み込むように保持する保持部材によって、前記第１ケース部材と前記第２ケース部材とを保持する保持工程と、
   前記保持工程によって保持された前記第１ケース部材の一方の端面と、前記第２ケース部材の一方の端面とが、面一になるように、前記第１ケース部材の端面及び前記第２ケース部材の端面を削る第１切削工程と、
   前記保持工程によって保持された前記第１ケース部材の他方の端面と、前記第２ケース部材の他方の端面とが、面一になるように、前記第１ケース部材の端面及び前記第２ケース部材の端面を削る第２切削工程と、
   を含むことを特徴とするアクチュエータの製造方法。

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