JP2017072197A - アクチュエータ - Google Patents

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Abstract

【課題】容易に軌道部材と移動部材の間の転動体及びねじ軸とナット部材の間の転動体のそれぞれに潤滑剤を供給することができると共に、製造コストを抑制して安価に製造することができるアクチュエータを提供する。【解決手段】長手方向に沿って延びる基部と、基部の幅方向両端から立設すると共に、長手方向に沿って転動体転走溝が形成された一対の壁部を備えた軌道部材と、壁部の間を長手方向に沿って移動可能に組みつけられると共に、転動体転走溝に対応する負荷転動体転走溝が形成された移動部材と、移動部材に形成された貫通孔に挿通されると共に、螺旋状のねじ用転動体転走溝が形成されたねじ軸を備えたアクチュエータであって、移動部材は、ねじ用転動体転走溝に対応するねじ用負荷転動体転走溝が形成されたナット部材が貫通孔に取り付けられ、ナット部材は、移動部材の長手方向の一端に組みつけられる鍔部材を介して組みつけられ、鍔部材は、転動体転走溝と負荷転動体転走溝の間およびねじ用転動体転走溝に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、アクチュエータに関し、特に、基本的な性能を大きく低減させずに全体の軽量化を図ることができると共に、簡便な構造で直動案内部とナット部材の両部材を同時に給脂することができるアクチュエータに関する。
従来より、長手方向に沿って延びる基部と、該基部の幅方向両端から立設すると共に、長手方向に沿って転動体転走溝が形成された一対の壁部を備えた軌道部材と、壁部の間を長手方向に沿って移動可能に組みつけられると共に、前記転動体転走溝に対応する負荷転動体転走溝が形成された移動部材と、移動部材に形成された貫通孔に挿通されると共に、螺旋状のねじ用転動体転走溝が形成されたねじ軸を備えたアクチュエータが知られている。
このようなアクチュエータは、軌道部材と移動部材の間及びねじ軸と移動部材に取り付けられたナット部材の間のそれぞれの箇所に転動体が介在しており、これらの転動体の円滑な転走のために潤滑剤を供給する給脂構造が形成されている。
このような給脂構造は種々の構造が知られているが、例えば特許文献１に記載されているように、移動部材に潤滑剤を供給する注入口から注入された潤滑剤が通り、ナット部材のねじ溝に通じる第１通路が形成され、第１通路は、移動部材に形成された注入口から連続する第２通路と、ナット部材に形成された第３通路と、移動部材とナット部材の間に形成された第４通路と、第４通路と連通して軌道部材と移動部材の間の転動体に潤滑剤を供給する第５通路とを備えている。
このような構造によれば、注入口から供給された潤滑剤を直接軌道部材と移動部材の間の転動体及びねじ軸とナット部材の間の転動体に供給することができ、安定した潤滑剤の供給を行うことができる
特開２０１３−１４５０３７号公報
しかし、特許文献１に記載されているように移動部材やナット部材に複数の通路を形成することは、移動部材やナット部材の加工に複雑な工程が必要となることから、加工に手間がかかり製造コストの抑制を図ることが難しいという問題があった。
また、軌道部材と移動部材の間の転動体及びねじ軸とナット部材の間の転動体に対して潤滑剤を供給する給脂機構をそれぞれ設ける構造も知られているが、この構造によるとそれぞれの給脂機構が必要となることから潤滑剤の供給作業が煩雑となってしまうという問題があった。
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、容易に軌道部材と移動部材の間の転動体及びねじ軸とナット部材の間の転動体のそれぞれに潤滑剤を供給することができると共に、製造コストを抑制して安価に製造することができるアクチュエータを提供することを目的とする。
本発明に係るアクチュエータは、長手方向に沿って延びる基部と、前記基部の幅方向両端から立設すると共に、長手方向に沿って転動体転走溝が形成された一対の壁部を備えた軌道部材と、前記壁部の間を長手方向に沿って移動可能に組みつけられると共に、前記転動体転走溝に対応する負荷転動体転走溝が形成された移動部材と、前記移動部材に形成された貫通孔に挿通されると共に、螺旋状のねじ用転動体転走溝が形成されたねじ軸を備えたアクチュエータであって、前記移動部材は、前記ねじ用転動体転走溝に対応するねじ用負荷転動体転走溝が形成されたナット部材が前記貫通孔に取り付けられ、前記ナット部材は、前記移動部材の長手方向の一端に組みつけられる鍔部材を介して組みつけられ、前記鍔部材は、前記転動体転走溝と前記負荷転動体転走溝の間および前記ねじ用転動体転走溝に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段を備えることを特徴とする。
本発明によれば、鍔部材に転動体転走溝と負荷転動体転走溝の間およびねじ用転動体転走溝に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段を備えるので、容易にそれぞれの箇所に潤滑剤を供給することができると共に、複雑な加工を施すことなく部品点数を抑えて安価にアクチュエータを製造することができる。
本発明の実施形態に係るアクチュエータの斜視図。 本発明の実施形態に係るアクチュエータの分解図。 図２におけるＡ−Ａ断面図。 本発明の実施形態に係るアクチュエータに用いられる移動部材の構成を説明するための分解図。 本発明の実施形態に係るアクチュエータに用いられる潤滑剤供給手段の構成を説明するための斜視図。 本発明の実施形態に係るアクチュエータに用いられる潤滑剤供給手段の構成を説明するための一部拡大図。
以下、本発明に係るアクチュエータの実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図１は、本発明の実施形態に係るアクチュエータの斜視図であり、図２は、本発明の実施形態に係るアクチュエータの分解図であり、図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図であり、図４は、本発明の実施形態に係るアクチュエータに用いられる移動部材の構成を説明するための分解図であり、図５は、本発明の実施形態に係るアクチュエータに用いられる潤滑剤供給手段の構成を説明するための斜視図であり、図６は、本発明の実施形態に係るアクチュエータに用いられる潤滑剤供給手段の構成を説明するための一部拡大図である。
図１に示すように、本実施形態に係るアクチュエータ１は、長手方向に沿って延びる軌道部材１０と、軌道部材１０に沿って長手方向に移動可能に組み付けられた移動部材２０とを備えている。また、軌道部材１０の上面には、カバー２が取り付けられておりアクチュエータ１の内部に異物が侵入することを防止することを防止している。なお、移動部材２０は、軌道部材１０とカバー２の間に形成された隙間から外部に延設しており、案内対象に取り付けられている。
図２に示すように、軌道部材１０は、長手方向に沿って延びる基部１１と、基部１１の幅方向両端から立設する一対の壁部１２，１２を備えている。壁部１２の互いに対向する面には、長手方向に沿って転走溝構成部材１７，１７がそれぞれ取り付けられている。転走溝構成部材１７，１７には、長手方向に沿った転動体転走溝１６，１６が形成されている。
また、軌道部材１０の長手方向の一端には、駆動部材１４が取り付けられると共に駆動部材１４によって回転力が付与されるねじ軸３０を回転自在に保持する駆動部材取付部１５が形成されており、長手方向の他端には、後述するねじ軸３０を回転自在に保持する端壁１３が形成されている。なお、駆動部材１４は、電動モータなどが好適に用いられる。なお、転走溝構成部材１７は、鋼材などの硬質な金属で構成されており、軌道部材１０は鋼材よりも軽量な部材、例えばアルミニウム合金などで構成されると好適である。
移動部材２０は、軌道部材１０に形成された壁部１２，１２の間を長手方向に沿って移動可能に組み付けられている。移動部材２０は、軌道部材１０に回転自在に組み付けられたねじ軸３０が挿通される貫通孔２１が形成されており、該貫通孔２１には、ねじ軸３０に螺合するナット部材２２が鍔部材２３を介して組み付けられている。
また、図３に示すように、移動部材２０には、軌道部材１０に組み付けられた転走溝構成部材１７に形成された転動体転走溝１６を転走する転動体２６が無限循環するように組み付けられた案内部材２４を備えている。案内部材２４は、壁部１２，１２に対応するように移動部材２０の幅方向に一対取り付けられており、移動部材２０に形成された取付面２０ａに固定されている。さらに、一方の案内部材２４は、移動部材２０に付勢部材４０を介して取付けられている。なお、案内部材２４は、転動体転走溝１６に対向する負荷転動体転走溝２４ａと、負荷転動体転走溝２４ａと平行に貫通孔として形成された転動体戻し通路２９ａと、転動体転走溝１６と負荷転動体転走溝２４ａとからなる転動体転走路と転動体戻し路２９ａを互いに連絡する方向転換路２９ｂを備えており、転動体２６が転動体転走路を荷重を負荷しながら転走し、転動体転走路の一端に至った転動体２６を方向転換路２９ｂを介して転動体戻し路２９ａを通過することで、転動体転走路の他端に戻される。このように、案内部材２４は、転動体２６の無限循環を実現している。
付勢部材４０は、ゴムチューブなどの弾性体で構成されると好適であり、より好適には、中空のゴムチューブを用いることができる。付勢部材４０は、弾性力によって案内部材２４を壁部１２に向かって付勢している。この付勢力は、転動体転走溝１６と負荷転動体転走溝２４ａの間の隙間がこれらの間を転走する転動体２６の径に応じて適切な隙間となるように調整されており、当該隙間の調整が容易となる。
案内部材２４は、移動部材２０の付勢部材４０の付勢する方向と交差する方向（例えば移動部材２０の上面）からボルトなどの締結手段２５によって固定されている。このように案内部材２４は、移動部材２０に対して付勢部材４０の付勢する方向と交差する方向から締結手段２５によって固定されているので、締結手段２５の締結力が付勢部材４０の付勢力に影響を与えることがなく上述した付勢部材４０による位置決めがなされた状態で案内部材２４を固定することができる。なお、案内部材２４は、鋼材などの硬質な金属で構成されており、移動部材２０は鋼材よりも軽量な部材、例えばアルミニウム合金などで構成されると好適である。
図４に示すように、ナット部材２２は、移動部材２０に形成された貫通孔２１に挿入されており、ナット部材２２の一端に取り付けられた鍔部材２３が移動部材２０の一端に締結固定している。
鍔部材２３の移動部材２０と対向する面には、潤滑剤供給手段６０が取り付けられている。潤滑剤供給手段６０は、鍔部材２３の裏面に突出するように補給口６１ａが取り付けられて該補給口６１ａから潤滑剤を潤滑剤供給手段６０内に供給することができる。
図５に示すように、潤滑剤供給手段６０は、ナット部材２２の外周と略同心円状に配置されると共に、切欠６４を有する円環状に形成されている。なお、潤滑剤供給手段６０の切欠６４を構成するように相対する端部６４ａ，６４ａには、転動体転走溝１６と負荷転動体転走溝２４ａの間に潤滑剤を供給する第１の供給口６２と、ねじ軸３０に形成されたねじ用転動体転走溝３１に潤滑剤を供給する第２の供給口６３が一対ずつ形成されている。さらに、第１の供給口６２と第２の供給口６３は、潤滑剤供給手段６０の径方向に延びる対称軸Ｌに対して線対称に配置されており、対称軸Ｌ上に潤滑剤を補給する潤滑剤導入部６１が形成されている。
なお、潤滑剤導入部６１，第１の供給口６２及び第２の供給口６３は互いに供給通路６５を介して連絡されている。潤滑剤導入部６１から第１の供給口６２までの距離と潤滑剤導入部６１から第２の供給口６３までの距離は略等距離に設定されており、転動体転走溝１６と負荷転動体転走溝２４ａの間及びねじ用転動体転走溝３１のそれぞれに均等に潤滑剤を供給することができる。
図６に示すように、第１の供給口６２は、シール部材６６を介して案内部材２４に形成された供給孔（図示せず）を介して転動体転走溝１６と負荷転動体転走溝２４ａの間を転走する転動体２６に潤滑剤を供給している。
また、第２の供給口６３は、ねじ軸３０に形成されたねじ用転動体転走溝３１に直接連絡することで、ねじ用転動体転走溝３１に潤滑剤を供給している。
図２に示すように、ねじ軸３０とナット２２は、ボールねじ装置を構成している。ボールねじ装置は、外周面に所定のリードで螺旋状のねじ用転動体転走溝３１が形成されると共に、軸線方向に沿って延びて形成されたねじ軸３０と、該ねじ軸３０が貫通する貫通孔を備え円筒形状に形成されると共に、貫通孔の内周面にねじ軸３０に形成されたねじ用転動体転走溝３１と対向するねじ用負荷転動体転走溝が形成されたナット２２と、ねじ用転動体転走溝３１とねじ用負荷転動体転走溝との間に複数のボールねじ用転動体を配列してねじ軸３０とナット２２とが螺合している。なお、ナット２２は、円筒形状に限られず、例えば軸方向と直交する断面形状が外形矩形状等の筒状に形成しても構わない。
このように構成されたボールねじ装置は、ねじ軸３０とナット２２との相対的な回転によってナット２２がねじ軸３０の軸線方向に沿って運動するように構成されている。本実施形態に係る運動案内装置１は、駆動部材１４の回転によって回転せしめられたねじ軸３０の回転運動がナット２２の直進運動に変換される。なお、ねじ軸３０及びナット２２は、鋼材などの硬質な金属で構成されており、鍔部材２３は鋼材よりも軽量な部材例えばアルミニウム合金などで構成されると好適である。
このように、本実施形態に係るアクチュエータ１は、ナット部材２２は、移動部材２０の長手方向の一端に組みつけられる鍔部材２３を介して組みつけられ、鍔部材２３は、転動体転走溝１６と負荷転動体転走溝２４ａの間およびねじ用転動体転走溝３１とねじ用負荷転動体転走溝３２の間に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段６０を備えるので、簡便な構造で容易に軌道部材と移動部材の間の所謂直動部の転動体及びねじ軸とナット部材の転動体のそれぞれに潤滑剤を供給することができると共に、複雑な加工を必要とせずに製造コストを抑制して安価に製造することができる。
また、本実施形態に係るアクチュエータ１は、潤滑剤供給手段６０がナット部材２２の外周と略同心状に配置されると共に、切欠６４を有する円環状に形成されているので、潤滑剤供給手段６０を簡便な構成で形成することができる。
また、本実施形態に係るアクチュエータ１は、切欠６４構成するように相対する端部６４ａ，６４ａに転動体転走溝１６と負荷転動体転走溝２４ａの間に潤滑剤を供給する第１の供給口６２とねじ用転動体転走溝３１に潤滑剤を供給する第２の供給口６３が形成され、第１の供給口６２及び第２の供給口６３は、潤滑剤供給手段６０の径方向に延びる対称軸Ｌに対して線対称に配置され、対称軸Ｌ上には、潤滑剤導入部６１が形成されているので、潤滑剤導入部６１から第１の供給口６２までの距離と潤滑剤導入部６１から第２の供給口６３までの距離をそれぞれ略等距離に設定することが可能となり、転動体転走溝１６と負荷転動体転走溝２４ａの間及びねじ用転動体転走溝３１のそれぞれに均等に潤滑剤を供給することができる。
また、本実施形態に係るアクチュエータ１は、壁部１２は、転動体転走溝１６が形成された転走溝構成部材１７が取り付けられ、少なくとも転走溝構成部材１７、案内部材２４およびねじ軸３０は鋼材で形成され、軌道部材１０および移動部材２０は、鋼材より軽量な部材で形成されるので、定格荷重の確保と軽量化を同時に実現することができる。
なお、本発明は、上記実施形態に限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲において、種々の変更が可能である。例えば、潤滑剤供給手段６０は、如何なる材料で形成しても構わないが、ゴムなどの弾性を有する材料で形成すれば、供給通路６５を通過する潤滑剤が鍔部材２３から漏出することを防止することができる。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
１ アクチュエータ， １０ 軌道部材， １１ 基部， １２ 壁部， １６ 転動体転走溝， １７ 転走溝構成部材， ２０ 移動部材， ２４ 案内部材， ２４ａ 負荷転動体転走溝， ２５ 締結手段， ３０ ねじ軸， ３１ ねじ用転動体転走溝， ６０ 潤滑剤供給手段， ６１ 潤滑剤導入部， ６２ 第１の供給口， ６３ 第２の供給口， ６４ 切欠。

Claims (4)

  1. 長手方向に沿って延びる基部と、前記基部の幅方向両端から立設すると共に、長手方向に沿って転動体転走溝が形成された一対の壁部を備えた軌道部材と、
    前記壁部の間を長手方向に沿って移動可能に組みつけられると共に、前記転動体転走溝に対応する負荷転動体転走溝が形成された移動部材と、
    前記移動部材に形成された貫通孔に挿通されると共に、螺旋状のねじ用転動体転走溝が形成されたねじ軸を備えたアクチュエータであって、
    前記移動部材は、前記ねじ用転動体転走溝に対応するねじ用負荷転動体転走溝が形成されたナット部材が前記貫通孔に取り付けられ、
    前記ナット部材は、鍔部材が組み付けられ、
    前記鍔部材は、前記移動部材の長手方向の一端に組み付けられると共に、前記転動体転走溝と前記負荷転動体転走溝の間および前記ねじ用転動体転走溝に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段を備えることを特徴とするアクチュエータ。
  2. 請求項１に記載のアクチュエータにおいて、
    前記潤滑剤供給手段は、前記ナット部材の外周と略同心状に配置されると共に、切欠を有する円環状に形成されることを特徴とするアクチュエータ。
  3. 請求項２に記載のアクチュエータにおいて、
    前記潤滑剤供給手段は、前記切欠を構成するように相対する端部に前記潤滑剤を前記転動体転走溝と前記負荷転動体転走溝の間に供給する第１の供給口と、前記ねじ用転動体転走溝に供給する第２の供給口とが一対ずつ形成され、
    前記第１の供給口及び前記第２の供給口は、前記潤滑剤供給手段の径方向に延びる対称軸に対して線対称に配置され、前記対称軸上に前記潤滑剤を補給する潤滑剤導入部を備えることを特徴とするアクチュエータ。
  4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のアクチュエータにおいて、
    前記移動部材は、前記負荷転動体転走溝が形成された案内部材が取り付けられ、
    前記壁部は、前記転動体転走溝が形成された転走溝構成部材が取り付けられ、
    少なくとも前記案内部材、前記転走溝構成部材、前記ねじ軸および前記ナット部材は鋼材で形成され、少なくとも前記軌道部材、前記移動部材および前記鍔部材は、前記鋼材より軽量な部材で形成されることを特徴とするアクチュエータ。
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