JP2016226124A - リニアアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】直線的に移動する移動軸の径方向において小型化することが可能なリニアアクチュエータを提供する。
【解決手段】リニアアクチュエータ１は、ナット５と、ナット５の内周側に係合しナット５の回転に伴って直線的に移動する移動軸６と、一端側にナット５が取り付けられ他端側がモータ２の出力軸２ａに取り付けられるとともに移動軸６が内周側に挿入されるナットホルダ７と、ナット５を回転可能に支持する軸受８と、ナットホルダ７の他端側を回転可能に支持する軸受９と、軸受８を保持する軸受ホルダ１２と、軸受９を保持する軸受ホルダ１３と、軸受ホルダ１２と軸受ホルダ１３とが固定されるプレート１４と、移動軸６の移動方向へ移動軸６を案内するガイド機構１５と、移動軸６とガイド機構１５とを繋ぐ連結部材１６とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、直線的に移動する移動軸を備えるリニアアクチュエータに関する。

従来、ステッピングモータを構成する固定子と、固定子の内周側に配置される回転子と、回転子に固定される中空軸と、中空軸の内周面に固定される駆動用ナット部材と、駆動用ナット部材の内周面に形成されるネジ部と螺合するネジ部が外周面に形成される出力軸とを備えるリニアアクチュエータが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載のリニアアクチュエータでは、中空軸は、中空軸の一端側に配置される中空拡径部と、中空軸の他端側に配置される中空小径部とを備えている。駆動用ナット部材は、中空拡径部の内周面に固定されている。中空拡径部の外周側には、軸受が配置されており、中空回転軸の一端側では、中空回転軸および駆動用ナット部材がこの軸受によって回転可能に支持されている。このリニアアクチュエータでは、駆動用ナット部材が回転すると、駆動用ナット部材の回転に伴って出力軸がその軸方向へ直線的に移動する。

特許第４８５２１１３号公報

特許文献１に記載のリニアアクチュエータでは、駆動用ナット部材が内周面に固定される中空拡径部の外周側に軸受が配置されている。そのため、このリニアアクチュエータでは、軸受の外径が大きくなり、その結果、出力軸の径方向においてリニアアクチュエータが大型化する。

そこで、本発明の課題は、ナットの回転に伴って直線的に移動する移動軸の径方向において小型化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。

上記の課題を解決するため、本発明のリニアアクチュエータは、モータと、ナットと、ナットの内周側に係合するとともにナットの回転に伴って直線的に移動する移動軸と、少なくとも一端が開口する筒状に形成され一端側にナットが取り付けられ他端側がモータの出力軸に取り付けられるとともに移動軸が内周側に挿入されるナットホルダと、ナットを回転可能に支持する第１軸受と、ナットホルダの他端側を回転可能に支持する第２軸受と、第１軸受を保持する第１軸受ホルダと、第２軸受を保持する第２軸受ホルダと、第１軸受ホルダと第２軸受ホルダとが固定されるプレートと、移動軸の移動方向である移動軸の軸方向へ移動軸を案内するガイド機構と、移動軸とガイド機構とを繋ぐ連結部材とを備えることを特徴とする。

本発明のリニアアクチュエータでは、ナットホルダの一端側において、第１軸受にナットが回転可能に支持されている。そのため、本発明では、特許文献１に記載のリニアアクチュエータのように、ナットホルダの、ナットが内周側に固定された部分が第１軸受に回転可能に支持されている場合と比較して、第１軸受の外径を小さくすることが可能になる。したがって、本発明では、移動軸の径方向においてリニアアクチュエータを小型化することが可能になる。

本発明において、ナットホルダには、第１軸受の内輪に当接する第１当接面と、第２軸受の内輪に当接する第２当接面とが形成されていることが好ましい。このように構成すると、ナットホルダを利用して第１軸受および第２軸受に予圧をかけることが可能になり、その結果、第１軸受および第２軸受に支持されるナットおよびナットホルダのがたつきを抑制することが可能になる。したがって、リニアアクチュエータによって移動する動作対象物の位置決め精度を高めることが可能になる。

また、この場合には、第１軸受と第２軸受とは、同一の軸受であり、移動軸の軸方向から見たときに、第１当接面と第２当接面とが重なっていることが好ましい。このように構成すると、第１軸受と第２軸受とにバランス良く予圧をかけることが可能になる。

本発明において、ナットホルダは、第１当接面が形成される第１当接部と、第２当接面が形成される第２当接部とを備え、ナットホルダの、第１当接部と第２当接部との間の部分の外径は、第１当接部の外径および第２当接部の外径よりも小さくなっていることが好ましい。このように構成すると、第１当接部と第２当接部との間に、リニアアクチュエータの構成部品を配置することが可能になる。

本発明において、第１軸受ホルダには、第１軸受が配置される第１軸受配置凹部が移動軸の軸方向に窪むように形成され、第２軸受ホルダには、第２軸受が配置される第２軸受配置凹部が移動軸の軸方向に窪むように形成され、第１軸受ホルダおよび第２軸受ホルダは、第１軸受配置凹部と第２軸受配置凹部とが向き合うように、プレートに固定され、第１軸受配置凹部の底面と第１軸受との間には、第１軸受の外輪を第２軸受側へ付勢する第１付勢部材が配置され、第２軸受配置凹部の底面と第２軸受との間には、第２軸受の外輪を第１軸受側へ付勢する第２付勢部材が配置されていることが好ましい。このように構成すると、第１付勢部材および第２付勢部材を利用して第１軸受および第２軸受に予圧をかけることが可能になり、その結果、第１軸受および第２軸受に支持されるナットおよびナットホルダのがたつきを抑制することが可能になる。したがって、リニアアクチュエータによって移動する動作対象物の位置決め精度を高めることが可能になる。

本発明において、ナットホルダの一端には、ナットを固定するためのホルダ側フランジが移動軸の径方向に広がるように形成され、ナットには、ホルダ側フランジに当接するナット側フランジが移動軸の径方向に広がるように形成され、ホルダ側フランジとナット側フランジとがネジで互いに固定されていることが好ましい。このように構成すると、ナットの軸心とナットホルダの軸心とがずれていても、ホルダ側フランジとナット側フランジとによって、ナットをナットホルダに固定することが可能になる。また、このように構成すると、ホルダ側フランジとナット側フランジとによって、より広い面積でナットをナットホルダに固定することが可能になるため、ナットホルダに対するナットの固定状態を安定させることが可能になる。

以上のように、本発明では、ナットの回転に伴って直線的に移動する移動軸の径方向においてリニアアクチュエータを小型化することが可能になる。

本発明の実施の形態にかかるリニアアクチュエータの斜視図である。 図１に示すリニアアクチュエータの断面図である。 図１に示す駆動機構部の、カバー部材を取り外した状態の斜視図である。 図３に示す駆動機構部の分解斜視図である。 本発明の他の実施の形態にかかる駆動機構部の、カバー部材を取り外した状態の斜視図である。 本発明の他の実施の形態にかかるリニアアクチュエータの断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

（リニアアクチュエータの構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかるリニアアクチュエータ１の斜視図である。図２は、図１に示すリニアアクチュエータ１の断面図である。図３は、図１に示す駆動機構部３の、カバー部材３２を取り外した状態の斜視図である。図４は、図３に示す駆動機構部３の分解斜視図である。

本形態のリニアアクチュエータ１は、所定の動作対象物（図示省略）を直線的に移動させるためのアクチュエータであり、所定の装置に搭載されて使用される。リニアアクチュエータ１は、駆動源としてのモータ２と、モータ２が連結される駆動機構部３とを備えている。モータ２は、たとえば、ステッピングモータである。駆動機構部３は、ナット５と、ナット５の内周側に係合する移動軸６と、一端側にナット５が取り付けられるとともに他端側がモータ２の出力軸２ａに取り付けられるナットホルダ７と、ナット５を回転可能に支持する第１軸受としての軸受８と、ナットホルダ７を回転可能に支持する第２軸受としての軸受９とを備えている。

リニアアクチュエータ１では、モータ２の動力がナットホルダ７を介してナット５に伝達されてナット５が回転すると、ナット５の回転に伴って移動軸６の軸方向へ移動軸６が直線的に移動する。以下の説明では、移動軸６の移動方向（図１等のＸ方向）を「前後方向」とする。また、Ｘ方向に直交する図１等のＹ方向を「左右方向」とし、Ｘ方向とＹ方向とに直交する図１等のＺ方向を「上下方向」とする。また、Ｘ方向のうちのＸ１方向側を「前」側、Ｘ２方向側を「奥」側とし、Ｚ方向のうちのＺ１方向側を「上」側、Ｚ２方向側を「下」側とする。本形態では、たとえば、Ｚ方向と鉛直方向（重力の方向）とが一致するように、リニアアクチュエータ１が配置されている。また、駆動機構部３の奥側にモータ２が配置されている。

また、駆動機構部３は、軸受８を保持する第１軸受ホルダとしての軸受ホルダ１２と、軸受９を保持する第２軸受ホルダとしての軸受ホルダ１３と、軸受ホルダ１２、１３が固定される平板状のプレート１４と、移動軸６の移動方向である前後方向へ移動軸６を案内するガイド機構１５と、移動軸６とガイド機構１５とを繋ぐ連結部材１６とを備えている。

プレート１４は、長方形の平板状に形成されている。このプレート１４は、プレート１４の厚さ方向と上下方向とが一致するように配置されている。プレート１４の上面には、ガイド機構１５を構成する後述のガイドレール２２の下端側部分が嵌め込まれる溝部１４ａが形成されている（図４参照）。溝部１４ａは、プレート１４の上面の左右方向の中心に形成されるとともに、プレート１４の上面の前後方向の全域に亘って形成されている。

軸受８、９は、転がり軸受である。具体的には、軸受８、９は、玉軸受であり、扁平な円筒状に形成されている。また、軸受８、９は、内輪８ａ、９ａと、外輪８ｂ、９ｂと、内輪８ａ、９ａと外輪８ｂ、９ｂとの間に配置されるボール（鋼球）８ｃ、９ｃとを備えている。本形態では、軸受８と軸受９とは、同一の軸受である。

軸受ホルダ１２は、略長方形の厚い平板状に形成されている。この軸受ホルダ１２は、軸受ホルダ１２の厚さ方向と前後方向とが一致するように、プレート１４の上面の前端側に固定されている。軸受ホルダ１２の下端側には、ガイド機構１５および連結部材１６との干渉を防止するための切欠き部１２ａが形成されている。切欠き部１２ａは、軸受ホルダ１２の下端面から上側に向かって形成されている。また、切欠き部１２ａは、左右方向における軸受ホルダ１２の中心に形成されるとともに、前後方向における軸受ホルダ１２の全域に亘って形成されている。

また、軸受ホルダ１２には、軸受８が配置される第１軸受配置凹部としての軸受配置凹部１２ｂが形成されている。軸受配置凹部１２ｂは、軸受ホルダ１２の奥側面から前方向に向かって窪むように形成されている。軸受配置凹部１２ｂは、前後方向から見たときの形状が円形状となるように形成されている。軸受配置凹部１２ｂの深さ（前後方向の幅）は、軸受８の厚み（前後方向の幅）よりも広くなっている。軸受配置凹部１２ｂの内径は、軸受８の外径とほぼ等しくなっている。

軸受ホルダ１２の、軸受配置凹部１２ｂよりも前側の部分は、側面部１２ｃとなっている。側面部１２ｃの中心には、前後方向に貫通する貫通孔１２ｄが形成されている。貫通孔１２ｄは、前後方向から見たときの形状が円形状となるように形成されている。貫通孔１２ｄの内径は、軸受配置凹部１２ｂの内径よりも小さくなっている。前後方向から見たときに、軸受配置凹部１２ｂと貫通孔１２ｄは、同心円となっている。また、側面部１２ｃの前側面には、前側に突出する円環状の凸部１２ｅが形成されている。凸部１２ｅは、貫通孔１２ｄを囲むように貫通孔１２ｄと同心状に形成されている。

軸受ホルダ１３は、軸受ホルダ１２と同形状に形成されている。すなわち、軸受ホルダ１３には、切欠き部１２ａ、軸受配置凹部１２ｂ、側面部１２ｃ、貫通孔１２ｄおよび凸部１２ｅのそれぞれに相当する切欠き部１３ａ、軸受配置凹部１３ｂ、側面部１３ｃ、貫通孔１３ｄおよび凸部１３ｅが形成されている。本形態の軸受配置凹部１３ｂは、軸受９が配置される第２軸受配置凹部である。

この軸受ホルダ１３は、軸受ホルダ１３の厚さ方向と前後方向とが一致するように、プレート１４の上面の奥端側に固定されている。具体的には、軸受配置凹部１３ｂが前側に配置され、側面部１３ｃが奥側に配置されるように、軸受ホルダ１３は、プレート１４の上面の奥端側に固定されている。すなわち、軸受ホルダ１２と軸受ホルダ１３とは、軸受配置凹部１２ｂと軸受配置凹部１３ｂとが向き合うようにプレート１４に固定されており、図２に示すように、左右方向から見たときに、軸受ホルダ１２と軸受ホルダ１３とは、上下方向に平行な所定の軸線を対称の軸とする線対称に配置されている。また、軸受ホルダ１２と軸受ホルダ１３とは、左右方向において同じ位置に配置されている。

上述のように、軸受配置凹部１２ｂには軸受８が配置され、軸受配置凹部１３ｂには軸受９が配置されている。前後方向における側面部１２ｃの奥側面（すなわち、軸受配置凹部１２ｂの底面）と軸受８との間には、軸受８の外輪８ｂを奥側へ（すなわち、軸受９側へ）付勢する第１付勢部材としての波座金１８が配置されている。波座金１８は、円環状に形成されており、前側から外輪８ｂに接触するように配置されている。また、前後方向における側面部１３ｃの前側面（すなわち、軸受配置凹部１３ｂの底面）と軸受９との間には、軸受９の外輪９ｂを前側へ（すなわち、軸受８側へ）付勢する第２付勢部材としての波座金１８が配置されている。この波座金１８は、奥側から外輪９ｂに接触するように配置されている。なお、前後方向における軸受８と軸受９との距離は、移動軸６のストローク長よりも若干長くなっている。

ナット５は、円筒状に形成されている。このナット５は、ナット５の軸方向と前後方向とが一致するように配置されている。移動軸６は、細長い円柱状に形成されている。この移動軸６は、移動軸６の軸方向と前後方向とが一致するように配置されている。本形態では、ナット５と移動軸６とによってボールネジが構成されている。また、本形態では、移動軸６の前端側に、リニアアクチュエータ１によって移動する動作対象物が取り付けられる。

ナット５の内周面の奥端側は、内径が大きくなった拡径部５ａとなっている。ナット５の内周面の、拡径部５ａ以外の部分には、螺旋状の螺旋溝（図示省略）が形成されている。移動軸６の前端側には、外径が大きくなった大径部６ａと外径が小さくなった小径部６ｂとが形成されている。小径部６ｂは、大径部６ａの奥端に繋がるように形成されている。移動軸６の外周面の、小径部６ｂよりも奥側の部分には、螺旋状の螺旋溝（図示省略）が形成されている。ナット５の内周側には、ナット５の螺旋溝と移動軸６の螺旋溝とに係合する複数のボール（鋼球、図示省略）が配置されている。また、ナット５は、ナット５の内周側で複数のボールを循環させるための循環溝が形成されるコマ（図示省略）を備えている。すなわち、本形態では、ナット５の内周側に配置されるボールの循環方式は、内部循環方式であり、より具体的には、コマ方式である。なお、移動軸６の外周面の、大径部６ａよりも前側の部分にはオネジが形成されている。

ナットホルダ７は、ナット５とモータ２とを連結する機能を果たしている。このナットホルダ７は、両端が開口する段付きの円筒状に形成されており、ナットホルダ７には、ナットホルダ７の軸方向に貫通する貫通孔が形成されている。ナットホルダ７は、ナットホルダ７の軸方向と前後方向とが一致するように配置されている。ナットホルダ７の前端側部分は、外径が大きくなった大径部７ａとなっている。また、ナットホルダ７の略中心位置には、外径が大きくなった大径部７ｂが形成されている。

大径部７ａの外径と大径部７ｂの外径とは等しくなっている。また、大径部７ａ、７ｂの外径は、軸受８、９の外輪８ｂ、９ｂの内径よりも小さくなっている。ナットホルダ７の、大径部７ａ、７ｂ以外の部分の外径は、大径部７ａ、７ｂの外径よりも小さくなっている。すなわち、ナットホルダ７の、大径部７ａと大径部７ｂとの間の部分の外径は、大径部７ａ、７ｂの外径よりも小さくなっている。また、ナットホルダ７の、大径部７ａ、７ｂ以外の部分の外径は、ナット５の外径と等しくなっている。

ナットホルダ７の前端側には、ナット５が圧入されて固定されている。具体的には、大径部７ａの内周面の前端側に、内径が大きくなった拡径部７ｃが形成されており、ナット５の奥端側部分（具体的には、ナット５の、拡径部５ａが形成されている部分）が拡径部７ｃに圧入されて固定されている。拡径部７ｃに圧入される部分以外のナット５の前端側部分は、ナットホルダ７の前端面（具体的には、大径部７ａの前端面７ｅ）よりも前側に突出している。ナットホルダ７の内周側には、移動軸６の奥端側が挿入されている。なお、ナット５は、圧入以外の固定方法によってナットホルダ７に固定されても良い。たとえば、ナット５は、溶接によってナットホルダ７に固定されても良い。

ナットホルダ７の奥端側は、モータ２の出力軸２ａに固定されている。具体的には、ナットホルダ７の内周面の奥端側に、内径が小さくなった縮径部７ｄが形成されており、出力軸２ａは、縮径部７ｄに挿入されている。また、ナットホルダ７の奥端側部分には、縮径部７ｄからナットホルダ７の外周面に繋がるネジ孔が形成されており、このネジ孔に螺合する止めネジ１９によってナットホルダ７の奥端側は、出力軸２ａに固定されている。

ナット５は、上述のように、軸受８に支持されている。すなわち、軸受８の内輪８ａは、ナット５の外周面に嵌っている。具体的には、ナット５の、ナットホルダ７の前端面よりも前側に突出する部分が軸受８に支持されている。ナット５の前端は、軸受ホルダ１２の前端面よりも奥側に配置されており、軸受ホルダ１２の内部に配置されている。また、ナットホルダ７の奥端側部分は、軸受９に支持されている。すなわち、軸受９の内輪９ａは、ナットホルダ７の奥端側部分の外周面に嵌っている。具体的には、ナットホルダ７の、大径部７ｂよりも奥側の部分が軸受９に支持されている。ナットホルダ７の奥端は、軸受ホルダ１３の奥端面よりも奥側に配置されており、軸受ホルダ１３よりも奥側に突出している。

ナットホルダ７の大径部７ａの前端面７ｅは、前後方向に直交する平面状に形成されており、軸受８の内輪８ａの奥側面に当接している。ナットホルダ７の大径部７ｂの奥端面７ｆは、前後方向に直交する平面状に形成されており、軸受９の内輪９ａの前側面に当接している。また、上述のように、軸受ホルダ１２の側面部１２ｃの奥側面と軸受８の外輪８ｂとの間、および、軸受ホルダ１３の側面部１３ｃの前側面と軸受９の外輪９ｂとの間には、波座金１８が配置されている。そのため、軸受８、９には、予圧がかかっている。

本形態の前端面７ｅは、第１軸受である軸受８の内輪８ａに当接する第１当接面であり、奥端面７ｆは、第２軸受である軸受９の内輪９ａに当接する第２当接面である。また、本形態の大径部７ａは、第１当接面である前端面７ｅが形成される第１当接部であり、大径部７ｂは、第２当接面である奥端面７ｆが形成される第２当接部である。

上述のように、大径部７ａの外径と大径部７ｂの外径とが等しくなっている。また、ナットホルダ７の、大径部７ａ、７ｂ以外の部分の外径は、ナット５の外径と等しくなっている。すなわち、ナット５の、軸受８に支持される部分の外径と、ナットホルダ７の、軸受９に支持される部分の外径とが等しくなっている。また、拡径部７ｃの内径は、ナット５の外径とほぼ等しくなっているため、前後方向から見たときに、前端面７ｅと奥端面７ｆとが重なっている。具体的には、前後方向から見たときに、前端面７ｅと奥端面７ｆとが完全に重なっている。

ガイド機構１５は、リニアガイドであり、直線状に形成されるガイドレール２２と、ガイドレール２２に係合するスライダ２３とを備えている。ガイドレール２２は、ガイドレール２２の長手方向と前後方向とが一致するように、プレート１４の溝部１４ａに嵌め込まれて固定されている。ガイドレール２２の長さは、プレート１４の前後方向の長さと等しくなっている。スライダ２３の内部には、スライダ２３の内部で循環する複数のボール（鋼球、図示省略）が配置されており、スライダ２３には、このボールが係合する溝が形成されている。また、ガイドレール２２の左右の側面には、図４に示すように、スライダ２３の内部に配置されるボールが係合する直線状の溝２２ａが形成されている。なお、スライダ２３の内部に、複数のボールに代えて、円柱状に形成される複数のコロが配置されても良い。

連結部材１６は、Ｌ形状に折り曲げられて形成された金属製の平板であり、移動軸６の前端側に固定される第１平面部１６ａと、スライダ２３が固定される第２平面部１６ｂとを備えている。本形態の連結部材１６は、薄鋼板で形成されており、バネ性を有している。第１平面部１６ａは、長方形の平板状に形成されており、第１平面部１６ａの厚さ方向と前後方向とが一致するように配置されている。第２平面部１６ｂは、長方形の平板状に形成されており、第２平面部１６ｂの厚さ方向と上下方向とが一致するように配置されている。また、第２平面部１６ｂは、第１平面部１６ａの下端に繋がっており、第１平面部１６ａの下端から奥側に向かって伸びている。

第１平面部１６ａは、前後方向において、移動軸６の大径部６ａの前側面と座金２６とに挟まれた状態で、移動軸６の先端側部分のオネジに螺合するナット２７によって移動軸６の前端側に固定されている。スライダ２３は、第２平面部１６ｂの下面の奥端側に固定されている。本形態では、座金２６およびナット２７によってガイド機構１５および連結部材１６を移動軸６に固定することで、前後方向を回転の軸方向とする移動軸６の回転が防止されている。すなわち、本形態では、ガイド機構１５と、連結部材１６と、移動軸６に連結部材１６を固定する部材（具体的には、座金２６およびナット２７）とによって、前後方向を回転の軸方向とする移動軸６の回転を防止する回り止め機構が構成されている。

上下方向において、ガイド機構１５および第２平面部１６ｂは、移動軸６とプレート１４との間に配置されている。すなわち、上下方向において、ガイドレール２２、スライダ２３および第２平面部１６ｂは、移動軸６とプレート１４との間に配置されている。具体的には、上下方向において、ガイドレール２２、スライダ２３および第２平面部１６ｂは、ナットホルダ７とプレート１４との間に配置されている。より具体的には、上下方向において、ガイドレール２２、スライダ２３および第２平面部１６ｂは、軸受８、９とプレート１４との間に配置されている。左右方向において、ガイドレール２２、スライダ２３および第２平面部１６ｂは、軸受ホルダ１２、１３の切欠き部１２ａ、１３ａが形成された位置に配置されており、切欠き部１２ａ、１３ａを前後方向で通過するように配置されている。

図２に示すように、モータ２の本体部と軸受ホルダ１３とは、スペーサ３０を介して互いに連結されている。すなわち、モータ２と軸受ホルダ１３との間には、スペーサ３０が配置されている。スペーサ３０は、筒状に形成されており、スペーサ３０の軸方向と前後方向とが一致するように配置されている。前後方向から見たときのスペーサ３０の外周面の形状は、略長方形状となっており、前後方向から見たときのスペーサ３０の内周面の形状は、円形状となっている。

軸受ホルダ１３の凸部１３ｅは、スペーサ３０の内周側に挿入されており、凸部１３ｅの外周面は、スペーサ３０の前端側の内周面に接触している。すなわち、凸部１３ｅは、スペーサ３０の前端側からスペーサ３０の内周側に係合しており、軸受ホルダ１３とスペーサ３０との接続部分は、いわゆるインロー構造となっている。

モータ２の本体部の前端には、前側に突出する円環状の凸部２ｂが形成されている。凸部２ｂは、出力軸２ａを囲むように出力軸２ａと同心状に形成されている。凸部２ｂは、スペーサ３０の内周側に挿入されており、凸部２ｂの外周面は、スペーサ３０の奥端側の内周面に接触している。すなわち、凸部２ｂは、スペーサ３０の奥端側からスペーサ３０の内周側に係合しており、モータ２とスペーサ３０との接続部分は、いわゆるインロー構造となっている。

軸受ホルダ１２、１３の左右の側面および上面は、カバー部材３２によって覆われている。カバー部材３２は、鋼板等の金属製の平板が四角溝状に折り曲げられることで形成されており、プレート１４の上面も覆っている。カバー部材３２の前後方向の長さは、プレート１４の前後方向の長さと等しくなっている。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、ナットホルダ７の前端側において、ナット５が軸受８に回転可能に支持されている。そのため、本形態では、ナットホルダ７の大径部７ａが軸受８に回転可能に支持されている場合と比較して、軸受８の外径を小さくすることが可能になる。したがって、本形態では、左右方向および上下方向（移動軸６の径方向）においてリニアアクチュエータ１を小型化することが可能になる。

本形態では、ナットホルダ７の大径部７ａの前端面７ｅが軸受８の内輪８ａに当接し、ナットホルダ７の大径部７ｂの奥端面７ｆが軸受９の内輪９ａに当接するとともに、軸受ホルダ１２の側面部１２ｃの奥側面と軸受８の外輪８ｂとの間、および、軸受ホルダ１３の側面部１３ｃの前側面と軸受９の外輪９ｂとの間に波座金１８が配置されており、軸受８、９に予圧がかかっている。そのため、本形態では、軸受８、９に支持されるナット５およびナットホルダ７のがたつきを抑制することが可能になる。したがって、本形態では、リニアアクチュエータ１によって移動する動作対象物の位置決め精度を高めることが可能になる。

特に本形態では、軸受８と軸受９とが同一の軸受であり、前後方向から見たときに、前端面７ｅと奥端面７ｆとが重なっている。また、軸受ホルダ１２と軸受ホルダ１３とが同一の軸受ホルダである。そのため、本形態では、ナットホルダ７と波座金１８とを利用して、軸受８と軸受９とにバランス良く予圧をかけることが可能になる。したがって、本形態では、軸受８、９に支持されるナット５およびナットホルダ７のがたつきを効果的に抑制して、リニアアクチュエータ１によって移動する動作対象物の位置決め精度を効果的に高めることが可能になる。

本形態では、ナットホルダ７の、大径部７ａと大径部７ｂとの間の部分の外径は、大径部７ａ、７ｂの外径よりも小さくなっている。そのため、本形態では、大径部７ａと大径部７ｂとの間に、リニアアクチュエータ１の構成部品を配置することが可能になる。

（ガイド機構の変形例）
図５は、本発明の他の実施の形態にかかる駆動機構部３の、カバー部材３２を取り外した状態の斜視図である。

上述した形態では、ガイド機構１５は、ガイドレール２２とスライダ２３とを有するリニアガイドであるが、図５に示すように、ガイド機構１５は、ガイド軸３４と、ガイド軸３４が挿通されるガイドブッシュ３５とから構成されても良い。この場合には、たとえば、ガイド機構１５は、互いに平行に配置される２本のガイド軸３４と、２本のガイド軸３４のそれぞれが挿通される２個のガイドブッシュ３５とから構成されている。なお、図５では、上述した形態の構成と同一または同等の構成には同一の符号を付している。

図５に示す変形例では、ガイドブッシュ３５は、円筒状に形成されるボールガイドブッシュであり、ガイドブッシュ３５の軸方向と前後方向とが一致するように配置されている。また、２個のガイドブッシュ３５は、左右方向に所定の間隔をあけた状態で配置されている。軸受ホルダ１２の下端側には、前後方向に貫通する丸孔状の固定孔１２ｆが２個、形成されており、２個のガイドブッシュ３５のそれぞれは、２個の固定孔１２ｆのそれぞれに固定されている。すなわち、２個のガイドブッシュ３５は、軸受ホルダ１２の下端側部分に固定されている。ガイドブッシュ３５の内部には、ガイドブッシュ３５の内部で循環する複数のボール（鋼球、図示省略）が配置されており、ガイドブッシュ３５には、このボールが係合する溝が形成されている。

ガイド軸３４は、ガイド軸３４の軸方向と前後方向とが一致するように配置されている。２本のガイド軸３４は、２個のガイドブッシュ３５のそれぞれに挿通されるように左右方向に所定の間隔をあけた状態で配置されている。ガイド軸３４の先端側は、長方形の平板状に形成される連結部材３６を介して移動軸６の先端側に固定されている。ガイド軸３４の外周面には、ガイドブッシュ３５の内部に配置されるボールが係合する直線状の溝がガイド軸３４の軸方向に沿って形成されている。図５に示す変形例の場合、たとえば、移動軸６の軸方向（Ｘ方向）が鉛直方向（重力の方向）と平行になるようにリニアアクチュエータ１が配置される。なお、この変形例においても、軸受ホルダ１３は、軸受ホルダ１２と同形状に形成されており、軸受ホルダ１３には、固定孔１２ｆに相当する固定孔１３ｆが形成されている。移動軸６が奥端側へ移動すると、固定孔１３ｆの中にガイド軸３４の奥端側部分が配置される。

図５に示す変形例において、軸受ホルダ１３の固定孔１３ｆにガイドブッシュ３５が配置されても良い。この場合には、移動軸６が前端側へ移動したときに固定孔１３ｆに配置されるガイドブッシュ３５からガイド軸３４の奥端側が外れないように、ガイド軸３４の長さが設定される。また、ガイドブッシュ３５は、リニアガイドブッシュであっても良い。この場合には、ガイド軸３４に溝は形成されない。また、図５に示す変形例において、ガイド機構１５は、１本のガイド軸３４と、このガイド軸３４が挿通される１個のガイドブッシュ３５とから構成されても良いし、３本以上のガイド軸３４と、３本以上のガイド軸３４のそれぞれが挿通される３個以上のガイドブッシュ３５とから構成されても良い。

（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。

上述した形態では、ナット５は、ナットホルダ７の前端側に圧入されて固定されている。この他にもたとえば、図６に示すように、ナットホルダ７の前端に、ナット５を固定するためのホルダ側フランジ７ｇが移動軸６の径方向に広がるように形成され、ナット５の奥端に、ホルダ側フランジ７ｇの前面に当接するナット側フランジ５ｂが移動軸６の径方向に広がるように形成されるとともに、ホルダ側フランジ７ｇとナット側フランジ５ｂとが図示を省略するネジによって互いに固定されることで、ナットホルダ７の前端側にナット５が固定されても良い。

この場合には、ホルダ側フランジ７ｇおよびナット側フランジ５ｂは円環状に形成されている。ホルダ側フランジ７ｇの外径は、大径部７ｂの外径よりも大きくなっている。また、この場合には、ナット側フランジ５ｂの前面に、軸受８の内輪８ａの奥側面に当接する円環状の凸部５ｃが形成される。あるいは、ナット側フランジ５ｂの前面側に、軸受８の内輪８ａの奥側面に当接する座金（図示省略）が配置される。また、この場合には、移動軸６の径方向においてホルダ側フランジ７ｇとナット側フランジ５ｂとの位置合わせを行うための円環状の突出部７ｈが、ホルダ側フランジ７ｇの外周端から前側に突出するように形成される。ナット側フランジ５ｂの外周面は、突出部７ｈの内周面に当接している。なお、この場合には、ナット５に拡径部５ａは形成されず、ナットホルダ７に大径部７ａは形成されない。また、図６では、上述した形態の構成と同一または同等の構成には同一の符号を付している。

この場合であっても、ナットホルダ７の前端側において、ナット５が軸受８に回転可能に支持されているため、左右方向および上下方向においてリニアアクチュエータ１を小型化することが可能になる。また、この場合には、ナット５の軸心とナットホルダ７の軸心とがずれていても、ホルダ側フランジ７ｇとナット側フランジ５ｂとによって、ナット５をナットホルダ７に固定することが可能になる。また、この場合には、ホルダ側フランジ７ｇとナット側フランジ５ｂとによって、より広い面積でナット５をナットホルダ７に固定することが可能になるため、ナットホルダ７に対するナット５の固定状態を安定させることが可能になる。

上述した形態では、ナットホルダ７の奥端側部分に形成される縮径部７ｄにモータ２の出力軸２ａが挿入され、止めネジ１９によってナットホルダ７の奥端側が出力軸２ａに固定されている。この他にもたとえば、図６に示すように、ナットホルダ７の奥端側と出力軸２ａとが円筒状等に形成されるカップリング３９を介して連結されても良い。この場合には、図６に示すように、軸受ホルダ１２、１３に凸部１２ｅ、１３ｅが形成されていなくても良い。また、この場合には、図６に示すように、カップリング３９の内周側に挿入されるナットホルダ７の奥端側部分は、円柱状に形成されており、ナットホルダ７の奥端は開口していない。

上述した形態では、軸受８と軸受９とが同一の軸受であるが、軸受８と軸受９とが異なる軸受であっても良い。また、上述した形態では、軸受ホルダ１２と軸受ホルダ１３とが同形状に形成されているが、軸受ホルダ１２の形状と軸受ホルダ１３の形状とが異なっていても良い。さらに、上述した形態では、大径部７ａの外径と大径部７ｂの外径とが等しくなっているが、大径部７ａの外径と大径部７ｂの外径とが異なっていても良い。また、上述した形態では、モータ２と軸受ホルダ１３との間にスペーサ３０が配置されているが、モータ２と軸受ホルダ１３との間にスペーサ３０が配置されていなくても良い。

上述した形態では、軸受ホルダ１２の側面部１２ｃの奥側面と軸受８の外輪８ｂとの間、および、軸受ホルダ１３の側面部１３ｃの前側面と軸受９の外輪９ｂとの間に波座金１８が配置されている。この他にもたとえば、バネ座金等の、波座金１８以外の付勢部材が、側面部１２ｃの奥側面と外輪８ｂとの間、および、側面部１３ｃの前側面と外輪９ｂとの間に配置されても良い。また、上述した形態では、ナット５の内周側に配置されるボールの循環方式は、内部循環方式であるが、ナット５の内周側に配置されるボールの循環方式は、外部循環方式であって良い。また、ナット５の内周側に配置されるボールの循環方式は、リターンプレート方式、エンドキャップ方式、エンドデフレクタ方式あるいはリターンチューブ方式等の、コマ方式以外の方式であっても良い。

１ リニアアクチュエータ
２ モータ
２ａ 出力軸
５ ナット
５ｂ ナット側フランジ
６ 移動軸
７ ナットホルダ
７ａ 大径部（第１当接部）
７ｂ 大径部（第２当接部）
７ｅ 前端面（第１当接面）
７ｆ 奥端面（第２当接面）
７ｇ ホルダ側フランジ
８ 軸受（第１軸受）
８ａ 内輪
８ｂ 外輪
９ 軸受（第２軸受）
９ａ 内輪
９ｂ 外輪
１２ 軸受ホルダ（第１軸受ホルダ）
１２ｂ 軸受配置凹部（第１軸受配置凹部）
１３ 軸受ホルダ（第２軸受ホルダ）
１３ｂ 軸受配置凹部（第２軸受配置凹部）
１４ プレート
１５ ガイド機構
１６、３６ 連結部材
１８ 波座金（第１付勢部材、第２付勢部材）
Ｘ 移動軸の移動方向（移動軸の軸方向）

Claims (6)

1. モータと、ナットと、前記ナットの内周側に係合するとともに前記ナットの回転に伴って直線的に移動する移動軸と、少なくとも一端が開口する筒状に形成され一端側に前記ナットが取り付けられ他端側が前記モータの出力軸に取り付けられるとともに前記移動軸が内周側に挿入されるナットホルダと、前記ナットを回転可能に支持する第１軸受と、前記ナットホルダの他端側を回転可能に支持する第２軸受と、前記第１軸受を保持する第１軸受ホルダと、前記第２軸受を保持する第２軸受ホルダと、前記第１軸受ホルダと前記第２軸受ホルダとが固定されるプレートと、前記移動軸の移動方向である前記移動軸の軸方向へ前記移動軸を案内するガイド機構と、前記移動軸と前記ガイド機構とを繋ぐ連結部材とを備えることを特徴とするリニアアクチュエータ。
2. 前記ナットホルダには、前記第１軸受の内輪に当接する第１当接面と、前記第２軸受の内輪に当接する第２当接面とが形成されていることを特徴とする請求項１記載のリニアアクチュエータ。
3. 前記第１軸受と前記第２軸受とは、同一の軸受であり、
   前記移動軸の軸方向から見たときに、前記第１当接面と前記第２当接面とが重なっていることを特徴とする請求項２記載のリニアアクチュエータ。
4. 前記ナットホルダは、前記第１当接面が形成される第１当接部と、前記第２当接面が形成される第２当接部とを備え、
   前記ナットホルダの、前記第１当接部と前記第２当接部との間の部分の外径は、前記第１当接部の外径および前記第２当接部の外径よりも小さくなっていることを特徴とする請求項２または３記載のリニアアクチュエータ。
5. 前記第１軸受ホルダには、前記第１軸受が配置される第１軸受配置凹部が前記移動軸の軸方向に窪むように形成され、
   前記第２軸受ホルダには、前記第２軸受が配置される第２軸受配置凹部が前記移動軸の軸方向に窪むように形成され、
   前記第１軸受ホルダおよび前記第２軸受ホルダは、前記第１軸受配置凹部と前記第２軸受配置凹部とが向き合うように、前記プレートに固定され、
   前記第１軸受配置凹部の底面と前記第１軸受との間には、前記第１軸受の外輪を前記第２軸受側へ付勢する第１付勢部材が配置され、
   前記第２軸受配置凹部の底面と前記第２軸受との間には、前記第２軸受の外輪を前記第１軸受側へ付勢する第２付勢部材が配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のリニアアクチュエータ。
6. 前記ナットホルダの一端には、前記ナットを固定するためのホルダ側フランジが前記移動軸の径方向に広がるように形成され、
   前記ナットには、前記ホルダ側フランジに当接するナット側フランジが前記移動軸の径方向に広がるように形成され、
   前記ホルダ側フランジと前記ナット側フランジとがネジで互いに固定されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のリニアアクチュエータ。

Images