JP2014152870A - リニアアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】コストを効果的に削減することが可能なリニアアクチュエータ提供する。
【解決手段】移動体３０は、直線運動可能にシャフト２０に装着されている。複数のボールは、シャフト２０と移動体３０との間に運動可能に装着されている。潤滑ユニット５０は、タンク、モーター、ガイドユニット、および制御器を有する。移動体３０がシャフト２０の軸方向に沿って移動する際、センサーは制御器に作動信号を発信する。制御器は、作動信号に基づいてモーターの起動を制御する。このとき、ガイドユニットは、モーターの駆動力を受け、注入孔を介してシャフトの表面へ潤滑剤を誘導する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、リニアアクチュエータに関し、詳しくは自己潤滑式のリニアアクチュエータに関するものである。

特許文献１により開示されたリニア駆動システムは、ヘリカルブレード６１がモーターＦによって駆動され回転すると同時に縦軸１の表面へ潤滑剤を輸送することによって潤滑効果を生じることである（符号は特許文献１の明細書に記載の符号を引用したものである）。

しかしながら、特許文献１に記載の発明は、リニア駆動システムが稼動するか否かに関わらずモーターＦがヘリカルブレード６１を持続的に回転させて潤滑剤を縦軸１の表面へ持続的に輸送するため、無駄な潤滑剤供給があり、コストが高くなる。

米国特許８，３０２，４９９号明細書

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、稼動する際にのみ潤滑剤を注入することによって無駄な潤滑剤供給を避け、コストを効果的に削減することが可能なリニアアクチュエータを提供することにある。

上述の課題を解決するために、本発明によるリニアアクチュエータは、シャフト、移動体、複数のボール、潤滑機構およびセンサーを備える。移動体は、直線運動可能にシャフトに装着されている。複数のボールは、シャフトと移動体との間に運動可能に装着されている。潤滑ユニットは、タンク、モーター、ガイドユニット、および制御器を有する。タンクは、油貯蔵空間と、油貯蔵空間に繋がる注入孔とを有する。油貯蔵空間は、潤滑剤の貯蔵に用いられ、かつ注入孔によってシャフトの表面に繋がる。ガイドユニットは、タンクの油貯蔵空間内に装着され、モーターに接続されている。制御器は、モーターに電気的に接続される。センサーは、潤滑ユニットの制御器に電気的に接続され、移動体の移動に伴って制御器に作動信号を断続的に発信する。移動体がシャフトの軸方向に沿って移動する際、センサーは制御器に作動信号を発信する。制御器は、作動信号に基づいてモーターの起動を制御する。このとき、ガイドユニットは、モーターの駆動力を受け、注入孔を介してシャフトの表面へ潤滑剤を誘導する。これにより、自動的に潤滑を行うことができる。

本発明の第１実施形態によるリニアアクチュエータである。 本発明の第１実施形態によるリニアアクチュエータが部分的に解体された状態を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態によるリニアアクチュエータの一部分を示す断面図である。 図１中の４−４線断面図である。 本発明の第１実施形態によるリニアアクチュエータの制御フローチャートである。 本発明の第２実施形態によるリニアアクチュエータを示す斜視図である。 本発明の第２実施形態によるリニアアクチュエータの一部分を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態によるリニアアクチュエータの制御フローチャートである。 本発明の第３実施形態によるリニアアクチュエータを示す断面図である。 本発明の第３実施形態によるリニアアクチュエータの制御フローチャートである。 本発明の第４実施形態によるリニアアクチュエータを示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態によるリニアアクチュエータを図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１、図２および図４に示すように、本発明の第１実施形態によるリニアアクチュエータ１０は、シャフト２０、移動体３０、複数のボール４０、潤滑ユニット５０およびセンサー６０を備える。本実施形態において、リニアアクチュエータ１０はボールねじであり、シャフト２０はねじであり、移動体３０はナットである。

移動体３０は、回転できるようにシャフト２０に装着され、かつシャフト２０の軸方向に沿って往復運動すると同時に図３に示すようにシャフト２０との間に循環通路４２を構成することができる。

ボール４０は、循環通路４２内に装着され、かつ移動体３０がシャフト２０に対し移動する際、循環通路４２に沿って運動する。

図４に示すように、潤滑ユニット５０は、タンク５１、モーター５２、ガイドユニット５３および制御器５４を有する。

本実施形態において、タンク５１は、シャフト２０に装着され、かつ移動体３０の端面に接続され、内部に油貯蔵空間５５と、油貯蔵空間５５に隣接した動力室５６と、油貯蔵空間５５に隣接した制御室５７とを有する。油貯蔵空間５５は潤滑剤の貯蔵に用いられ、かつ第一隔離板５８によって油室５５２および副油室５５４に分割される。油室５５２および副油室５５４は相互に繋がる。図２に示すように、副油室５５４は注入孔５５６によってシャフト２０の表面に繋がる。制御室５７は第二隔離板５９によって制御溝５７２および転動溝５７４に分割され、かつ転動溝５７４内に転動ユニット６２を有する。転動ユニット６２はステンレスボールである。モーター５２はタンク５１の動力室５６内に固定され、副油室５５４に入り込む駆動軸５２２を有する。

ガイドユニット５３はタンク５１の副油室５５４内に位置するようにモーター５２の駆動軸５２２に接続されるため、モーター５２の駆動力を受けて回転することができるだけでなく、回転の過程において副油室５５４から注入孔５５６を介して潤滑剤をシャフト２０の表面へ誘導することができる。制御器５４はタンク５１の制御室５７の制御溝５７２内に固定され、かつモーター５２に電気的に接続されることでモーター５２の起動または停止を制御する。

本実施形態において、センサー６０は、スイッチのようなものであり、タンク５１の制御室５７内に位置するように第二隔離板５９に固定され、かつ制御器５４に電気的に接続される。センサー６０は転動ユニット６２の位置変化を感知し、感知した位置変化に基づいて制御器５４に作動信号を発信する。

上述した構造により次のことが判明した。図５に示すように、移動体３０がシャフト２０の軸方向に沿って移動する際、潤滑ユニット５０は移動体３０とともに移動し、転動ユニット６２は転動溝５７４内を自由に転動する。このときセンサー６０は転動ユニット６２の位置変化を感知する。センサー６０が転動ユニット６２を感知すると制御器５４に作動信号を発信する。続いて制御器５４は受信した作動信号に基づいてモーター５２を起動する。ガイドユニット５３はモーター５２の駆動力を受け、注入孔５５６を介して油貯蔵空間５５内の潤滑剤をシャフト２０の表面へ輸送することによって潤滑を自動的に行う効果を生じる。一方、センサー６０が転動ユニット６２を感知しないと作動信号の発信を中断させる。作動信号が中断すると、制御器５４はモーター５２の運転を停止し、ガイドユニット５３は供給作動を停止する。従って、転動ユニット６２が持続的に転動する、即ち移動体３０が移動する際、センサー６０は制御器５４に断続的な作動信号を発信するため、制御器５４は潤滑ユニット５０を制御し、給油作動を進めることができる。

（第２実施形態）
図６および図７に基づいて本発明の第２実施形態のリニアアクチュエータを説明する。図６および図７に示すように、センサー６０の安全な位置を変えることができる。第２実施形態において、センサー６０は移動体３０の固定孔３２に埋め込まれる。固定孔３２は径方向に沿って循環通路４２に繋がるため、センサー６０は循環通路４２でのボール４０の位置変化を感知することができる。タンク（図中未表示）は上述した実施形態のようにシャフト２０に装着する固定方式でなく、センサー６０の位置に応じ、外付けタイプを採用する。詳しく言えば、図７および図８に示すように、そのうちの一つのボール４０が循環通路４２に沿ってセンサー６０に向かい合う位置を通ると、センサー６０は制御器５４に作動信号を発信する。感知されたボール４０が循環通路４２に沿って持続的に移動し、センサーとすれ違うと、センサー６０はボール４０の位置を感知できなくなり、作動信号の発信を中断させる。次のボール４０がセンサー６０に向かい合う位置を通るとセンサー６０は再び作動信号を発信する。従って本発明は制御器５４に作動信号を断続的に発信することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態によるリニアアクチュエータを図９、１０に基づいて説明する。センサー６０は種類がスイッチのようなものに限らない。図９および図１０に示すように、第３実施形態において、センサー６０は、移動体３０に伴って移動して生じたタンク７０の振動を感知して作動信号を発信する振動式センサーである。タンク７０が静止する際、センサー６０は作動信号の発信を停止するため、同様に制御器５４に断続的な作動信号を発信することができる。一方、本実施形態において、センサー６０は制御器５４とともにタンク７０の制御室７２内に固定される。タンク７０の制御室７２は第１実施形態のように第二隔離板５９によって異なる使用空間を分割する必要がない。

上述したとおり、本発明によるリニアアクチュエータ１０において、制御器５４は、センサー６０に生じた断続的な作動信号に基づいて移動体３０が移動するか否かを判断する。潤滑ユニット５０は移動体３０が移動する際にのみ潤滑剤を注入するため、先行技術と比べて、本発明は無駄なことを確実に避け、潤滑剤のコストを効果的に削減することができる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態によるリニアアクチュエータを図１１に基づいて説明する。本実施形態によるリニアアクチュエータ１０は上述した実施形態の使用したボールねじに限らず、図１１に示すようにリニアガイドレールを採用してもよい。リニアガイドレールを採用する場合、シャフト２０はガイドレールであり、移動体３０はスライドユニットである。それらと潤滑ユニット５０およびセンサー６０とを組み合わせて使用すれば同様に潤滑を自動的に行う効果を生じることができる。

以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

１０：リニアアクチュエータ、
２０：シャフト、
３０：移動体、
３２：固定孔、
４０：ボール、
４２：循環通路、
５０：潤滑ユニット、
５１、７０：タンク、
５２：モーター、
５２２：駆動軸、
５３：ガイドユニット、
５４：制御器、
５５：油貯蔵空間、
５５２：油室、
５５４：副油室、
５５６：注入孔、
５６：動力室、
５７、７２：制御室、
５７２：制御溝、
５７４：転動溝、
５８：第一隔離板、
５９：第二隔離板
６０：センサー、
６２：転動ユニット。

Claims (5)

1. 直線運動可能に前記シャフトに装着されている移動体と、
   前記シャフトと前記移動体との間に運動可能に装着されている複数のボールと、
   潤滑剤の貯蔵に用いられる油貯蔵空間と当該油貯蔵空間に繋がる注入孔とを有するタンク、モーター、前記タンクの前記油貯蔵空間内に装着されているガイドユニット、および前記モーターに電気的に接続されている制御器を有し、前記油貯蔵空間が前記注入孔によって前記シャフトの表面に繋がり、前記ガイドユニットが前記モーターに接続されることで前記モーターの駆動力を受けて前記注入孔を介して潤滑剤を前記シャフトの表面へ誘導する潤滑ユニットと、
   前記潤滑ユニットの前記制御器に電気的に接続され、前記移動体の移動に伴って前記制御器に作動信号を断続的に発信するセンサーと、を備え、
   前記制御器は、前記センサーの作動信号に基づいて前記モーターを起動することを特徴とするリニアアクチュエータ。
2. 前記タンクは、前記油貯蔵空間に隣接した動力室および制御室を有し、
   前記モーターは、前記動力室内に装着され、
   前記制御器は、前記制御室内に装着されていることを特徴とする請求項１に記載のリニアアクチュエータ。
3. 前記タンクは、前記シャフトに装着され、前記移動体の端面に接続されており、
   前記制御室は、内部に転動ユニットを有し、
   前記センサーは、前記タンクの前記制御室内に固定され、前記移動体が移動する際に前記転動ユニットの位置変化を感知し、作動信号を発信することを特徴とする請求項２に記載のリニアアクチュエータ。
4. 前記タンクは、前記シャフトに装着され、前記移動体の端面に接続されており、
   前記センサーは、振動式センサーであり、前記タンクの前記制御室内に固定され、前記移動体が移動する際に前記タンクの振動を感知し、作動信号を発信することを特徴とする請求項２に記載のリニアアクチュエータ。
5. 前記移動体と前記シャフトとの間には、循環通路が形成され、
   前記移動体は径方向に沿って前記循環通路に繋がる固定孔を有し、
   前記センサーは、前記固定孔に埋め込まれ、前記移動体が移動する際に前記ボールの位置変化を感知し、作動信号を発信することを特徴とする請求項１に記載のリニアアクチュエータ。

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