JP2014139464A - アクチュエータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ハウジングと、ハウジングに対して移動可能に取り付けられた可動部と、ハウジングと可動部との間に設けられた第1転動路と、可動部内に設けられ第2転動路を提供する貫通孔と、可動部の進行方向両端側に取り付けられ第1転動路と第2転動路とを連通させるリターン路を備えたリターンキャップと、第1転動路、第2転動路、及び、リターン路内に転動可能に内装された複数の転動体と、貫通孔内に設けられその内周面を第2転動路とする筒状の潤滑油保持部材とこの筒状の潤滑油保持部材の外周に設けられた筒状の保護部材とから構成され転動体に潤滑油を供給する潤滑機構と、を具備したもの。
【選択図】図3
Description
そして、上記スライダの貫通孔内には、上記ボールの転動を円滑なものとするために潤滑油を保持した筒体状の潤滑油保持部材が内装されており、この潤滑油保持部材内を上記ボールが転動していくようになっている。
上記潤滑油保持部材は、例えば、超高分子量ポリエチレンのパウダーを金型に充填し押し固めたものを加熱し、多孔質となるように成形した円筒形状の焼結樹脂部材である。すなわち、上記潤滑油保持部材は柔らかく、剛性の低いものである。
そのため、上記潤滑油保持部材の変形を防止するため、上記潤滑油保持部材の外周面とスライダの貫通孔の内周面との間の隙間をできるだけ小さくして、上記貫通孔内に上記潤滑油保持部材を内装するように構成することが考えられる。しかし、このような場合は、上記貫通孔の加工精度が低いと、上記潤滑油保持部材をスライダの貫通孔内に内装する際に、上記潤滑油保持部材が上記貫通孔の内周面に接触してしまうようなことがあり、その場合には上記潤滑油保持部材が変形してしまい、それによって、上記潤滑油保持部材の上記貫通孔内への内装作業が困難なものとなってしまう。そのため、上記貫通孔の加工には高い精度が要求され、加工コストが増大してしまうという問題があった。
また、上記潤滑油保持部材の内装作業が困難なことから、上記潤滑油保持部材の内装作業の自動化が困難なものとなり、このことによって、製造コストが増大してしまう。
また、上記潤滑油保持部材の外周面とスライダの貫通孔の内周面との隙間が大きい場合、スライダの貫通孔内を転動する鋼球の重量の影響により、上記潤滑油保持部材の変形による上記鋼球の円滑な転動の阻害や、上記潤滑油保持部材そのものの破損を引き起こすことが懸念される。
また、請求項2に記載されたアクチュエータは、請求項1記載のアクチュエータにおいて、上記貫通孔の内周面と上記潤滑機構の外周面との間には隙間が設けられていることを特徴とするものである。
また、請求項3に記載されたアクチュエータは、請求項2記載のアクチュエータにおいて、上記保護部材の両端側は上記リターンキャップに係合されていることを特徴とするものである。
また、請求項4に記載されたアクチュエータは、請求項1〜請求項3の何れかに記載のアクチュエータにおいて、上記保護部材の外周面には開口部が設けられていることを特徴とするものである。
また、請求項5に記載されたアクチュエータは、請求項4の何れかに記載のアクチュエータにおいて、上記保護部材は金属製の板を湾曲させて筒状としたものであり、上記保護部材の開口部は上記金属製の板を湾曲させた際に近接される一方の端部と他方の端部との間の隙間であることを特徴とするものである。
また、請求項6に記載されたアクチュエータは、請求項1〜請求項5の何れかに記載のアクチュエータにおいて、上記保護部材内であって上記潤滑油保持部材の両端側には弾性体からなる調整部材が内装されており、上記第2転動路は上記潤滑油保持部材と上記調整部材の内周面であることを特徴とするものである。
また、請求項7に記載されたアクチュエータは、請求項6記載のアクチュエータにおいて、上記調整部材はコイルバネであることを特徴とするものである。
また、請求項8に記載されたアクチュエータは、請求項1又は請求項2記載のアクチュエータにおいて、上記潤滑機構の両端にはそれぞれスリーブが備えられており、上記リターンキャップと上記潤滑機構は上記スリーブを介して連結されていることを特徴とするものである。
また、請求項9に記載されたアクチュエータは、請求項1〜請求項7の何れかに記載のアクチュエータにおいて、上記リターンキャップには接続部が突出・形成されており、上記リターンキャップと上記潤滑機構は上記接続部を介して連結されていることを特徴とするものである。
また、上記保護部材は、上記潤滑油保持部材内で上記転動体が転動した際の上記潤滑油保持部材の変形を抑えているため、上記潤滑油保持部材内での上記転動体の転動を円滑なものとすることができるとともに、上記可動部の移動を円滑なものとすることができる。また、上記保護部材によって上記潤滑油保持部材の変形、損傷が抑えられることにより、上記潤滑油保持部材の交換頻度を少なくすることができる。
また、上記保護部材がない場合は、上記潤滑油保持部材の変形を上記貫通孔の内周面によって防止するために上記潤滑油保持部材の外周面と上記貫通孔の内周面との間の隙間をできるだけ小さくして、上記貫通孔内に上記潤滑油保持部材を内装するようにしていたが、このような場合に要求される上記貫通孔の高い加工精度は不要となり、加工コストの低減を図ることができる。
また、請求項2に記載されたアクチュエータは、請求項1記載のアクチュエータにおいて、上記貫通孔の内周面と上記潤滑機構の外周面との間には隙間が設けられているため、上記潤滑機構の上記貫通孔内への内装作業を容易に行うことができる。また、上記貫通孔の加工に高い精度は必要とされず、加工コストの低減を図ることができる。
また、請求項3に記載されたアクチュエータは、請求項2記載のアクチュエータにおいて、上記保護部材の両端側は上記リターンキャップに係合されているため、上記リターンキャップを用いて容易に上記潤滑機構の位置決めや固定を行うことができる。
また、請求項4記載のアクチュエータによると、請求項1〜請求項3の何れかに記載のアクチュエータにおいて、上記保護部材の外周面には開口部が設けられているため、この開口部を介して容易に上記潤滑油保持部材に潤滑油を供給することができる。
また、請求項5記載のアクチュエータによると、請求項4記載のアクチュエータにおいて、上記保護部材は金属製の板を湾曲させて筒状としたものであり、上記保護部材の開口部は上記金属製の板を湾曲させた際に近接される一方の端部と他方の端部との間の隙間であるため、上記金属製の板を湾曲させるだけで上記開口部を有する保護部材を容易に得ることができる。
また、請求項6記載のアクチュエータによると、請求項1〜請求項5の何れかに記載のアクチュエータにおいて、上記保護部材内であって上記潤滑油保持部材の両端側には弾性体からなる調整部材が内装されており、上記第2転動路は上記潤滑油保持部材と上記調整部材の内周面であるため、上記調整部材によって上記保護部材と上記潤滑油保持部材の寸法精度に裕度を持たせることができる。また、上記調整部材は、上記転動体が上記リターン路によって方向転換された直後となる上記潤滑油保持部材の入り口部分において、上記潤滑油保持部材に対する上記転動体の衝突を防止するようにしている。これによっても、上記潤滑油保持部材内の変形や損傷を抑えることができる。
また、請求項7記載のアクチュエータによると、請求項6記載のアクチュエータにおいて、上記調整部材はコイルバネであるため、上記調整部材を容易に得ることができ、上記潤滑機構を容易に構成することができる。
また、請求項8に記載されたアクチュエータは、請求項1又は請求項2記載のアクチュエータにおいて、上記潤滑機構の両端にはそれぞれスリーブが備えられており、上記リターンキャップと上記潤滑機構は上記スリーブを介して連結されているため、上記スリーブと上記リターンキャップによって、上記潤滑機構の位置決めを容易に行うことができる。また、上記スリーブによって、上記転動体が上記リターン路によって方向転換された直後となる上記潤滑油保持部材の入り口部分において、上記潤滑油保持部材に対する上記転動体の衝突を防止するようにしている。これによっても、上記潤滑油保持部材内の変形や損傷を抑えることができる。
また、請求項9に記載されたアクチュエータは、請求項1〜請求項7の何れかに記載のアクチュエータにおいて、上記リターンキャップには接続部が突出・形成されており、上記リターンキャップと上記潤滑機構は上記接続部を介して連結されているため、上記接続部によって上記潤滑機構の位置決め及び上記潤滑機構と上記リターンキャップとの連結を容易に行うことができる。また、上記接続部によって、上記転動体が上記リターン路によって方向転換された直後となる上記潤滑油保持部材の入り口部分において、上記潤滑油保持部材に対する上記転動体の衝突による衝撃が緩和されるようにしている。これによっても、上記潤滑油保持部材内の変形や損傷を抑えることができる。
まず、図1に示すように、上記アクチュエータ1には、例えば、アルミニウム製のハウジング3がある。このハウジング3は、図2に示すように略U字型の断面形状を成している。図2に示すように、上記ハウジング3内部の幅方向(図2中左右方向)両側には、長さ方向(図2中紙面垂直方向)に延長された溝3a、3a′が形成されている。
上記ハウジング3の溝3a、3a′内にはそれぞれ鋼製のレール4、4′が設置されている。このレール4は、長さ方向(図2中紙面垂直方向)に延長されており、円弧状の凹部4aが長さ方向(図2中紙面垂直方向)に延長・形成されている。レール4′も同様の構成を成しており、凹部4a′が形成されている。
また、図1や図2に示すように、上記ハウジング3の開口部の上方(図2中上側)には、上部カバー6が設置されている。
また、上記ハウジング3の後端(図1中右上側端部)には図示しない軸受が内装されたベアリングケース7を介して、モータユニット9が設けられている。上記モータユニット9内には図示しないモータや、該モータの回転数を検出するためのエンコーダ等が内装されている。
また、図2に示すように、上記スライダ15の上記レール17、17′の上側(図2中上側)には溝19、19′が形成されており、この溝19、19′によって上記スライダ15にシール部材21、21′が取り付けられている。
また、上記スライダ15には、長さ方向(図2中紙面垂直方向)に延長された貫通孔23、23′が形成されている。
また、図1や図4に示すように、上記スライダ15の上部(図4中上側の部分)の幅方向(図4中左上から右下に向かう方向)両側面には、給油用ニップル16が設置されている。この給油用ニップル16は、上記スライダ15内に設けられた図示しない給油路内と連通している。そして、この図示しない給油路は上記貫通孔23、23′や上記ボールナット13の転動路13bと連通している。
上記潤滑機構25は、図5〜図7に示すように、筒状の保護部材27と、この保護部材27内に内装された筒状の潤滑油保持部材29と、上記保護部材27内であって上記潤滑油保持部材29の前後両端側(図5中上下方向両端側)に設置された調整部材31、31とから構成されている。
上記潤滑油保持部材29は、例えば、超高分子量ポリエチレンのパウダーを金型に充填し押し固めたものを加熱し、多孔質構造となるように成形した円筒形状の焼結樹脂部材であり、上記多孔質構造によって潤滑油やグリースを吸収・保持するものである。そして、その内側を通過する後述する鋼球(符号37、37′で示す)に対して上記潤滑油やグリースを長期にわたって供給することで上記鋼球を介して第1転動路18、18′や後述するリターン路(符号35a、35a′で示す)内を潤滑させ、スライダ15の移動による摩擦(摺動)抵抗を軽減させると共に耐久性を向上させることができるように構成されたものである。
また、コイルバネからなる調整部材31の材質としては鋼以外の金属、硬質の樹脂であってもよい。また、コイルバネ以外の弾性体であってもよい。
上記潤滑油保持部材29及び上記調整部材31、31の内側の空間は、第2転動路34となっている。
また、上記潤滑機構25′も上記潤滑機構25と同様に、保護部材27′、潤滑油保持部材29′、及び、調整部材31′、31′から構成される。また、上記潤滑油保持部材29′及び調整部材31′、31′の内側の空間は、第2転動路34′となっている。
また、上記スライダ15は、上記第1転動路18内の上記鋼球37や上記第1転動路18′内の上記鋼球37′、すなわち、レール17の凹部17aとレール4の凹部4aに係合された鋼球37や、レール17′の凹部17a′とレール4′の凹部4a′に係合された鋼球37′によって、ボールネジ11軸心周りの回転を規制されている。
以上が、本実施の形態によるアクチュエータ1の構成である。
まず、モータユニット9の図示しないモータによってボールネジ11が正転または逆転されると、ボールナット13、ひいては、スライダ15が、上記ボールネジ11の雄ネジ部11a、鋼球14、及び、ボールナット13の雌ネジ部13aの相互作用により、前進(図1中左下側への移動)または後退(図1中右上側への移動)される。
しかし、本実施の形態の場合には、上記潤滑油保持部材29(29′)の外周側には上記保護部材27(27′)が備えられているため、上記保護部材27(27′)によって上記潤滑油保持部材29(29′)の変形、損傷が防止され、上記鋼球37(37′)の円滑な転動、ひいては、上記スライダ15の円滑な移動が担保されている。
まず、潤滑油保持部材29(29′)の外周側に保護部材27(27′)を設けることにより、潤滑油保持部材29(29′)のスライダ15の貫通孔23(23′)への内装作業の容易化を図ることができる。
すなわち、上記潤滑油保持部材29(29′)の外周側には、例えば、所定の大きさの金属板を湾曲させて筒状とした、剛性の高い保護部材27(27′)が備えられている。そのため、上記潤滑機構25(25′)、ひいては、上記潤滑油保持部材29(29′)のスライダ15の貫通孔23(23′)への内装作業を容易に行うことができる。
仮に、上記保護部材27(27′)がないとすると、剛性の低い上記潤滑油保持部材29(29′)の端部のみを上記リターンキャップ35、35(35′、35′)の係合部35bに係合させる際に、上記潤滑油保持部材29(29′)が上記係合部35bの開口部の縁や上記係合部35b内に接触して不用意に変形してしまい、上記潤滑油保持部材29(29′)の端部の上記リターンキャップ35、35(35′、35′)への係合作業が阻害されてしまう。
また、上記貫通孔23(23′)は、上記潤滑機構25(25′)よりも大径に設定されているため、これによっても上記潤滑機構25(25′)の上記貫通孔23(23′)への内装作業が容易なものとなっている。
また、上記貫通孔23(23′)の形成については、高精度な穴加工は必要とされないため、コストの低減を図ることができるとともに、例えば、押し出し成形や引き抜き成形によって容易にスライダ15を成形することができる。
本実施の形態によるアクチュエータ39においては、図8に示すように、潤滑機構25(25′)の両端側に、それぞれ、スリーブ41(41′)が設置されている。スリーブ41(41′)は硬質の樹脂製である。
なお、鋼等の金属であってもよい。
そして、上記潤滑機構25(25′)とリターンキャップ35、35(35′、35′)とは上記スリーブ41、41(41′、41′)を介して接続されている。
なお、上記アクチュエータ39は、上記スリーブ41(41′)以外の構成は、前述した第1の実施の形態によるアクチュエータ1の構成と同様であり、同一部分には同一の符号を付しその説明を省略する。
図9に示すように、本実施の形態によるアクチュエータ43においては、スライダ15の貫通孔23(23′)内に潤滑機構45(45′)が内装されていて、この潤滑機構45(45′)の両端側に、それぞれ、スリーブ41(41′)が設置されている。
上記潤滑機構45(45′)は、前述した第1の実施の形態や第2の実施の形態における潤滑機構25(25′)をほぼ同様の構成であるが、調整部材31、31(31′、31′)が備えられておらず、保護部材27(27′)と潤滑油保持部材29(29′)の長さ(図9中上下方向の長さ)が同程度となっている。
また、上記潤滑機構45(45′)の、前述した第1の実施の形態における潤滑機構25(25′)と共通する構成についても、同一部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
また、上記スリーブ41(41′)によって、上記鋼球37(37′)がリターン路35a(35a′)によって方向転換された直後となる上記潤滑油保持部材29(29′)の入り口部分(両端部)において、上記鋼球37(37′)が上記潤滑油保持部材29に衝突することを防止できる。これによっても、上記潤滑油保持部材29(29′)の変形や損傷を防止し、上記鋼球37(37′)の円滑な転動、ひいては、上記ボールナット13とスライダ15の円滑な移動を長期間にわたって維持することができる。
ちなみに、この実施の形態の場合には、調整部材31(31′)を使用していないため、保護部材27(27′)と潤滑油保持部材29(29′)との間の寸法吸収機能を提供することはできないが、構成の簡略化を図ることができる。
図10に示すように、本実施の形態によるアクチュエータ47においては、スライダ15の貫通孔23(23′)内に潤滑機構49(49′)が内装されている。この潤滑機構49(49′)は保護部材27(27′)とこの保護部材27(27′)に内装された潤滑油保持部材29(29′)とから構成されており、前述した第1の実施の形態や第2の実施の形態における調整部材31、31(31′、31′)や、第3の実施の形態におけるスリーブ41(41′)のような部材は設置されていない。
また、上記接続部51(51′)によって、上記鋼球37(37′)がリターン路35a(35a′)によって方向転換された直後となる上記潤滑油保持部材29(29′)の入り口部分(両端部)において、上記鋼球37(37′)が上記潤滑油保持部材29に衝突することを防止できる。これによっても、上記潤滑油保持部材29(29′)の変形や損傷を防止し、上記鋼球37(37′)の円滑な転動、ひいては、上記ボールナット13とスライダ15の円滑な移動を長期間にわたって維持することができる。
例えば、保護部材27(27′)自体を多孔状の板体により構成することも考えられる。これにより、その内部の潤滑油保持部材に潤滑油やグリースを容易に供給することができる。
また、上記保護部材27(27′)を引き抜き成形、押出成形、又は、射出成形により形成したパイプ部材によって構成する場合も考えられる。この場合、このようなパイプ部材に貫通孔を設けることで、その内部の潤滑油保持部材に潤滑油やグリースを容易に供給することができる。
また、上記保護部材27(27′)の材質は、剛性が高いものであれば、様々な場合が考えられる。例えば、上記保護部材27(27′)を、その他の金属や、樹脂から構成するような場合も考えられる。
また、調整部材の代りに筒状の部材を潤滑油保持部材29(29′)の両端側に設置することで、鋼球37(37′)がリターン路35a(35a′)によって方向転換された直後となる上記潤滑油保持部材29(29′)の入り口部分(両端部)において、上記潤滑油保持部材29(29′)を上記鋼球37(37′)の衝突から保護することも考えられる。
また、保護部材、潤滑油保持部材、調整部材の材質、製法等には様々な場合が考えられる。
その他、本願発明は、図示した構成に限定されず、様々な変形が考えられる。
3 ハウジング
15 スライダ(可動部)
18 第1転動路
18′ 第1転動路
23 貫通孔
23′ 貫通孔
25 潤滑機構
25′ 潤滑機構
27 保護部材
29 潤滑油保持部材
31 調整部材
33 開口部
34 第2転動路
34′ 第2転動路
35 リターンキャップ
35′ リターンキャップ
35a リターン路
37 鋼球(転動体)
37′ 鋼球(転動体)
39 アクチュエータ
41 スリーブ
41′ スリーブ
43 アクチュエータ
45 潤滑機構
45′ 潤滑機構
47 アクチュエータ
49 潤滑機構
49′ 潤滑機構
51 接続部
51′ 接続部
Claims (9)
- ハウジングと、
上記ハウジングに対して移動可能に取り付けられた可動部と、
上記ハウジングと上記可動部との間に設けられた第1転動路と、
上記可動部内に設けられ第2転動路を提供する貫通孔と、
上記可動部の進行方向両端側に取り付けられ上記第1転動路と上記第2転動路とを連通させるリターン路を備えたリターンキャップと、
上記第1転動路、第2転動路、及び、リターン路内に転動可能に内装された複数の転動体と、
上記貫通孔内に設けられその内周面を上記第2転動路とする筒状の潤滑油保持部材とこの筒状の潤滑油保持部材の外周に設けられた筒状の保護部材とから構成され上記転動体に潤滑油を供給する潤滑機構と、
を具備したことを特徴とするアクチュエータ。 - 請求項1記載のアクチュエータにおいて、
上記貫通孔の内周面と上記潤滑機構の外周面との間には隙間が設けられていることを特徴とするアクチュエータ。 - 請求項2記載のアクチュエータにおいて、
上記保護部材の両端側は上記リターンキャップに係合されていることを特徴とするアクチュエータ。 - 請求項1〜請求項3の何れかに記載のアクチュエータにおいて、
上記保護部材の外周面には開口部が設けられていることを特徴とするアクチュエータ。 - 請求項4記載のアクチュエータにおいて、
上記保護部材は金属製の板を湾曲させて筒状としたものであり、
上記保護部材の開口部は上記金属製の板を湾曲させた際に近接される一方の端部と他方の端部との間の隙間であることを特徴とするアクチュエータ。 - 請求項1〜請求項5の何れかに記載のアクチュエータにおいて、
上記保護部材内であって上記潤滑油保持部材の両端側には弾性体からなる調整部材が内装されており、
上記第2転動路は上記潤滑油保持部材と上記調整部材の内周面であることを特徴とするアクチュエータ。 - 請求項6記載のアクチュエータにおいて、
上記調整部材はコイルバネであることを特徴とするアクチュエータ。 - 請求項1又は請求項2記載のアクチュエータにおいて、
上記潤滑機構の両端にはそれぞれスリーブが備えられており、
上記リターンキャップと上記潤滑機構は上記スリーブを介して連結されていることを特徴とするアクチュエータ。 - 請求項1〜請求項7の何れかに記載のアクチュエータにおいて、
上記リターンキャップには接続部が突出・形成されており、
上記リターンキャップと上記潤滑機構は上記接続部を介して連結されていることを特徴とするアクチュエータ。
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