JP5273790B2 - 電動アクチュエータの滑り案内機構と電動アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、電動アクチュエータの滑り案内機構と電動アクチュエータに係り、特に、滑り案内機構に使用されているガイドピースの構成を改良することにより、摺動部材の摩耗を軽減させてその寿命の延長を図ることができ、且つ、摺動面における油膜切れを防止して、所望の潤滑性能を長期にわたって維持することができるように工夫したものに関する。

滑り案内機構を備えた電動アクチュエータの構成を開示するものとして、例えば、特許文献１等がある。
特開平０９−２７３５５０号公報

上記従来の構成によると次のような問題があった。特許文献１に開示されている滑り案内機構においては、ベースとスライダとの間にガイドピースが使用されていて、その種のガイドピースの材料としては、摺動特性に優れた様々な材料が使用されている。具体的には、焼結金属や摺動性エンジニアリングプラスチック等である。しかしながらそのような材料の選択によっても、摺動特性の向上や寿命特性の向上には限界があった。

本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、さらなる摺動特性の向上や寿命特性の向上を図ることが可能な電動アクチュエータの滑り案内機構と電動アクチュエータを提供することにある。

上記目的を達成するべく本願発明の請求項１による電動アクチュエータの滑り案内機構は、ベース及び上記ベースに対して移動可能に設置された移動体との間にガイドピースを配置してなる電動アクチュエータの滑り案内機構において、上記ガイドピースは潤滑油溜まりを形成すると共に動圧効果を発生させるための凹部を任意箇所に備えるものであり、上記ガイドピースの両端部を縮径して上記凹部として機能するクラウニング部を設けると共に上記ガイドピースの軸方向の任意箇所を縮径して上記凹部として機能する環状のクラウニング溝部を設けており、上記クラウニング部には傾斜面が形成されており、上記クラウニング溝部の両端部には傾斜面が形成されていることを特徴とするものである。
又、請求項２による電動アクチュエータの滑り案内機構は、請求項１記載の電動アクチュエータの滑り案内機構において、上記ガイドピースは上記移動体側に保持されていて、上記移動体の移動と共に移動するように構成されていることを特徴とするものである。
又、請求項３による電動アクチュエータの滑り案内機構は、請求項１記載の電動アクチュエータの滑り案内機構において、上記ガイドピースは上記ベースの軸方向長さに略相当する長さで設置され、上記移動体の移動と共に移動しないように構成されていることを特徴とするものである。
又、請求項４による電動アクチュエータは、請求項１〜請求項３の何れかに記載の電動アクチュエータの滑り案内機構を備えたことを特徴とするものである。

以上述べたように本願発明の請求項１による電動アクチュエータの滑り案内機構は、ベース及び上記ベースに対して移動可能に設置された移動体との間にガイドピースを配置してなる電動アクチュエータの滑り案内機構において、上記ガイドピースは潤滑油溜まりを形成すると共に動圧効果を発生させるための凹部を任意箇所に備える構成になっているので、凹部の存在により摺動部材の摩耗を軽減させて、その寿命の延長を図ることができる。又、凹部がグリス溜まりとして機能すると共に動圧効果が得られるので、摺動面における油膜切れを防止して、所望の潤滑性能を長期にわたって維持することができる。
又、請求項２による電動アクチュエータの滑り案内機構は、請求項１記載の電動アクチュエータの滑り案内機構において、上記ガイドピースの両端部は縮径されていてクラウニング部となっているので、簡単な構成で上記効果を得ることができる。
又、請求項３による電動アクチュエータの滑り案内機構は、請求項２記載の電動アクチュエータの滑り案内機構において、上記ガイドピースの軸方向の任意箇所は縮径されていてクラウニング溝部となっているので、上記効果をさらに高めることができる。
又、請求項４による電動アクチュエータの滑り案内機構は、請求項１記載の電動アクチュエータにおいて、上記ガイドピースの表面には上記凹部として機能する複数個のディンプルが形成されているので、上記と同等の効果を奏することができる。
尚、上記ガイドピースとしては、上記移動体側に保持されていて、上記移動体の移動と共に移動するように構成される場合、上記ベースの軸方向長さに略相当する長さで設置され、上記移動体の移動と共に移動しないように構成される場合、等様々な構成が想定される。

以下、図１乃至図７を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。この第１の実施の形態は、本願発明をロッドタイプの電動アクチュエータに適用した例を示すものである。以下、詳細に説明する。
まず、ベース１があり、このベース１はその横断面形状がＵ字形状をなしている。又、上記ベース１は二分割されていて、図４に示すように、第１ベース要素３と第２ベース要素５とから構成されている。上記第１ベース要素３は、図４に示すように、その横断面形状がＬ字状をなしていて、一方、上記第２ベース要素５は、図４に示すように、Ｉ字状をなしている。そして、これら第１ベース要素３と第２ベース要素５とを組立・固定することにより、Ｕ字形状のベース１を構成しているものである。
尚、ベース１の組立・固定の手順等については追って詳細に説明する。

上記ベース１の図１、図２中右側には、ベアハウジング７が連結・固定されていると共に、このベアハウジング７の図１、図２中右側にはモーターカバ９が連結・固定されている。上記モーターカバ９内には駆動モータ１１が収容・配置されていて、この駆動モータ１１の回転軸１１ａには、カップリング１３を介して滑りねじ部材１５が連結・固定されている。上記滑りねじ部材１５は、その一端（図中右端）を軸受部材１７、１９によって軸支されている。又、上記ベース１の図中左端には端部材２１が連結・固定されている。

上記滑りねじ部材１５はベース１内において延長・配置されていて、そこにはナット部材２３がその回転を規制された状態で螺合・配置されている。上記ナット部材２３の外周にはスライダ２５が設置されていて、連結・固定ピン２７によって一体化されている。上記駆動モータ１１を正転・逆転させることにより、滑りねじ部材が同方向に回転し、それによって、ナット部材２３とスライダ２５が、図１、図２中左右何れかの方向に移動することになる。

上記スライダ２５とベース１との間には、図４に示すように、滑り案内機構２９が設置されている。以下、この滑り案内機構２９の構成を説明する。まず、ベース１側をみてみると、左右内側面に２個ずつのＶ字状のベース側溝３１、３１が形成されている。一方、スライダ２５の左右外側面にも２個ずつのＶ字状のスライダ側溝３３、３３が形成されている。そし、上記ベース側溝３１、３１とスライダ側溝３３、３３との間には、ガイドピース３５、３５が内装されている。上記ガイドピース３５は、図５に示すように、円筒形状をなしていて、その両端にはクラウニング加工が施されていて、クラウニング部３５ａ、３５ａとなっている。又、上記ガイドピース３５、３５は、図４に示すように、スライダ側溝３３の軸方向両端に設けられた突起３３ａ、３３ａによって軸方向の位置を規制されている。図４では図中左上の位置する突起３３ａを示しており、残りの３個所については断面をとってスライダ側溝３３、３３を図示している。

既に説明した駆動モータ１１にはエンコーダ３７が取り付けられていると共に、モーターカバ９の端にはケーブル押え部材３９を介して、アクチュエータケーブル束４１が設置されている。又、スライダ２５には中空状のロッド４３が連結されている。このロッド４３はベース１内を延長されていて、前記端部材２１を貫通して、ベース１の外側に向かって出没可能に設置されている。上記端部材２１とロッド４３との間には軸受部材４５が設置されている。
又、各構成部品の材質であるが、ベース１はアルミニウム製、ベアハウジング７はアルミニウム製、モーターカバ９はステンレス製、ナット部材２３とガイドピース３５は樹脂製、滑りねじ部材１５は鋼製、ロッド４３はアルミニウム製である。
尚、各構成部品の材質にいてはこれを特に限定するものではない。

以上の構成を基にその作用を説明する。
まず、電動アクチュエータとしての通常の作用を説明する。駆動モータ１１を正転・逆転させることにより、滑りねじ部材１５が同方向に回転する。この滑りねじ部材１５の回転によって、ナット部材２３とスライダ２５が、図１、図２中左右何れかの方向に移動する。上記スライダ２５の移動によって、そこに連結・固定されているロッド４３がベース１に対して出没することになる。そして、例えば、ロッド４３に任意の機器等を搭載しておくことにより、該機器を往復動させることができるものである。

次に、滑り案内機構２９の隙間量の調整・設定について説明する。滑り案内機構２９の隙間量の調整・設定は、電動アクチュエータ自体の組立時に実行されるものである。以下、図６及び図７を参照して説明する。
図６（ａ）に示すように、電動アクチュエータの組立時に、ガイドピース３５の外径（ｄ_１）を計測する。
次に、図６（ｂ）に示すように、ガイドピース３５、３５の代わりに、基準ピース５１、５１を設置する。例えば、滑り案内機構２９の隙間を１０μｍに設定する場合には、ガイドピース３５の外径（ｄ_１）に対して５μｍだけ太い基準ピース５１を使用する。

次に、図６（ｃ）に示すように、上記基準ピース５１を設置した状態で、第１ベース要素３に対して第２ベース要素３を押し当てて固定する。すなわち、図７にも示すように、複数本の固定ねじ部材５３によって、第１ベース要素３と第２ベース要素３を固定するものである。そして、図６（ｄ）に示すように、上記基準ピース５１を撤去して、本来のガイドピース３５を設置する。それによって、滑り案内機構２９の隙間量を１０μｍに設定することができるものである。

以上本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、電動アクチュエータの構成を複雑化させることなく、且つ、各構成部品の高精度化を要求されることもなく、滑り案内機構２９の隙間量の調整・設定が可能になった。これは、ベース１を第１ベース要素３と第２ベース要素５に分割し、組立時に簡単な隙間調整・設定作業を実行しながら、第１ベース要素３と第２ベース要素５を連結・固定するだけで、滑り案内機構２９の隙間量の調整・設定が可能になったからである。
それによって、各構成部品に対する高精度化も不要となるので、構成部品の製造が簡単になると共にコストの低減を図ることができる。
又、各構成部品に寸法のバラツキがあっても、そのバラツキに左右されることなく、滑り案内機構２９の隙間量を所望の隙間量に調整・設定することができるものである。
又、本実施の形態におけるガイドピース３５であるが、クラウニング部３５ａ、３５ａを備えているので、摺動部材（スライダ２５、ベース１、ガイドピース３５）の摩耗を軽減させて、その寿命の延長を図ることができる。
又、クラウニング部３５ａ、３５ａがグリス溜まりとして機能することになるので、摺面における油膜切れを防止して、所望の潤滑性能を長期にわたって維持することができる。
又、上記クラウニング部３５ａ、３５ａの部分においては、相手側平面、具体的には、スライダ２５のスライダ側溝３３の平面面、ベース側溝３１の平面との間に角度が発生するため、グリスの粘度、相対速度によって動圧が発生する（例えば、図５中矢印ａで示すような方向への動圧）。通常、この種の滑り案内の機構では境界潤滑となるが、上記動圧が発生することにより流体潤滑効果が得られ、それによって、摩耗を効果的に抑制して寿命の延長を図ることができる。
又、滑り案内機構２９の隙間量の調整・設定に際しては、ガイドピース３５に対して所定量太い基準ピース５１を使用することにより、隙間量を所定量に容易に調整・設定することができる。

次に、図８を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。前記第１の実施の形態の場合には、滑り案内機構２９に関して、左右に２本ずつのガイドピース３５、３５を配置するように構成した例を示したが、この第２の実施の形態の場合には、左右に１本ずつのガイドピース３５を配置した例を示すものである。
すなわち、図８に示すように、まず、ベース１側をみてみると、左右内側面に１個ずつの円弧状のベース側溝３１が形成されている。一方、スライダ２５の左右外側面にも１個ずつのＶ字状のスライダ側溝３３が形成されている。そし、上記ベース側溝３１とスライダ側溝３３との間には、ガイドピース３５が内装されている。上記ガイドピース３５は、前記第１の実施の形態におけるがガイドピースと同じものである。

電動アクチュエータとしての作用、滑り案内機構２９における隙間調整に関しては、前記第１の実施の形態の場合と同じである。
このような構成でも、前記第１の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができるものである。

次に、図９乃至図１２を参照して本発明の第３の実施の形態を説明する。前記第１、第２の実施の形態の場合には、ロッドタイプの電動アクチュエータを例に挙げて説明したが、この第３の実施の形態の場合には、スライダタイプの電動アクチュエータを例に挙げて示すものである。

前記第１、第２の実施の形態の場合には、スライダ２５にロッド４３が連結・固定されていたが、この第３の実施の形態の場合には、スライダ２５の上面側にスライダプレート６１が取付・固定されている。
その他の構成は前記第１、第２の実施の形態の場合と同様であり、同一部分には同一符号を付して示しその説明は省略する。

以上の構成を基にその作用を説明する。
まず、電動アクチュエータとしての通常の作用を説明する。駆動モータ１１を正転・逆転させることにより、滑りねじ部材１５が同方向に回転する。この滑りねじ部材１５の回転によって、ナット部材２３とスライダ２５が、図９、図１０中左右何れかの方向に移動する。上記スライダ２５の移動によって、そこに連結・固定されているスライダプレート６１も同方向に移動することになる。そして、例えば、スライダプレート６１に任意の機器等を搭載しておくことにより、該機器を往復動させることができるものである。

次に、滑り案内機構２９における隙間調整に関しては、前記第１、第２の実施の形態の場合と同じである。
このような構成でも、前記第１、第２の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができるものである。

次に、図１３及び図１４を参照して本発明の第４の実施の形態を説明する。この第４の実施の形態の場合には、ガイドピース３５に関して異なる構成を示すものである。すなわち、この実施の形態のガイドピース３５は、図１３、図１４に示すように、略円筒形状をなしていて、その両端にクラウニング部３５ａ、３５ａを備えていると共に、軸方向中間位置において、クラウニング溝部３５ｂを備えた構成になっている。
その他の構成は前記第１〜第３の実施の形態の場合と同じである。

上記構成によると、前記第１〜第３の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができると共に、クラウニング溝部３５ｂを設けたことにより、前記第１〜第３の実施の形態の場合以上に摺動部材（スライダ２５、ベース１、ガイドピース３５）の摩耗を軽減させて、その寿命の延長を図ることができる。
又、クラウニング部３５ａ、３５ａとクラウニング溝部３５ｂがグリス溜まりとして機能することになるので、前記第１〜第３の実施の形態の場合以上に摺動面における油膜切れを防止して、所望の潤滑性能を長期にわたって維持することができる。

次に、図１５を参照して本発明の第５の実施の形態を説明する。この実施の形態の場合には、前記第４の実施の形態におけるクラウニング溝部３５ｂの数を増大させた例を示すものである。具体的には７個所においてクラウニング溝部３５ｂが設けられている。よって、前記第４の実施の形態の場合以上に、摺動面における油膜切れを防止して、所望の潤滑性能を長期にわたって維持することができる。

次に、図１６を参照して本発明の第６の実施の形態を説明する。この場合には、ガイドピース３５の表面に複数個のディンプル３５ｃを設けた構成を示すものである。上記ディンプル３５ｃを形成する手法としては、例えば、ショットピーニング、成形等が想定される。このような構成でも、前記各実施の形態で説明したクラウニング溝部３５ｂの場合と同様の効果を得ることができる。

次に、図１７を参照して本発明の第７の実施の形態を説明する。前記各実施の形態の場合には、ガイドピース３５をスライダ２５の軸方向長さ分だけ設け、スライダ２５と一体的に移動するように構成した例を示したが、この第７の実施の形態の場合には、図示するように、ベース１の軸方向長さ分だけガイドベース３５を設けたものである。この場合には、ガイドベース３５は移動しない構成になる。このような構成でも同様の効果を奏することができるものである。

尚、本発明は前記第１〜第４の実施の形態に限定されるものではない。
前記第１〜第４の実施の形態では、ベースをＬ字形状の第１ベース要素とＩ字形状の第２ベース要素とに二分割した構成を例に挙げて説明したが、それに限定されるものではない。例えば、三分割以上に分割する構成も想定される。又、分割の仕方についても図示したものに限定されるものではない。
又、前記第４の実施の形態においては、ガイドピースとして、円筒形状の中間位置の一箇所にクラウニング溝部を設けた構成を例にげて説明したが、それに限定されるものではなく、二箇所以上にクラウニング溝部を設けた構成も想定される。
その他、図示した構成はあくまで一例である。

本発明は、電動アクチュエータの滑り案内機構と電動アクチュエータに係り、特に、ベースを複数個のベース要素に分割し、それによって、滑り案内機構の隙間の調整・設定を容易化させることができるように工夫したものに関し、例えば、小型の電動アクチュエータに好適である。

本発明の第１の実施の形態を示す図で、ロッドタイプの電動アクチュエータの全体の構成を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、ロッドタイプの電動アクチュエータの全体の構成を示す縦断面図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、図２のＩＶ−ＩＶ断面図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、ガイドピースの構成を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、滑り案内機構の隙間量の調整・設定作業を工程順に示す図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、滑り案内機構の隙間量の調整・設定作業を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態を示す図で、ロッドタイプの電動アクチュエータの横断面図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、スライダタイプの電動アクチュエータの全体の構成を示す斜視図である。 本発明の第３の実施の形態を示す図で、スライダタイプの電動アクチュエータの全体の構成を示す縦断面図である。 本発明の第３の実施の形態を示す図で、図１０のＸＩ−ＸＩ矢視図である。 本発明の第３の実施の形態を示す図で、図１０のＸＩＩ−ＸＩＩ断面図である。 本発明の第４の実施の形態を示す図で、ガイドピースの構成を示す斜視図である。 本発明の第４の実施の形態を示す図で、ガイドピースの構成を示す側面図である。 本発明の第５の実施の形態を示す図で、ガイドピースの構成を示す斜視図である。 本発明の第６の実施の形態を示す図で、ガイドピースの構成を示す斜視図である。 本発明の第７の実施の形態を示す図で、ベースとスライダとガイドピースの構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ ベース
３ 第１ベース要素
５ 第２ベース要素
１１ 駆動モータ
１５ 滑りネジ部材
２３ ナット部材
２５ スライダ
２９ 滑り案内機構
３１ Ｖ字溝
３３ Ｖ字溝
３５ ガイドピース
３５ａ クラウニング部
３５ｂ クラウニング溝部
４３ ロッド

Claims (4)

1. ベース及び上記ベースに対して移動可能に設置された移動体との間にガイドピースを配置してなる電動アクチュエータの滑り案内機構において、
   上記ガイドピースは潤滑油溜まりを形成すると共に動圧効果を発生させるための凹部を任意箇所に備えるものであり、
   上記ガイドピースの両端部を縮径して上記凹部として機能するクラウニング部を設けると共に上記ガイドピースの軸方向の任意箇所を縮径して上記凹部として機能する環状のクラウニング溝部を設けており、
   上記クラウニング部には傾斜面が形成されており、
   上記クラウニング溝部の両端部には傾斜面が形成されていることを特徴とする電動アクチュエータの滑り案内機構。
2. 請求項１記載の電動アクチュエータの滑り案内機構において、
   上記ガイドピースは上記移動体側に保持されていて、上記移動体の移動と共に移動するように構成されていることを特徴とする電動アクチュエータの滑り案内機構。
3. 請求項１記載の電動アクチュエータの滑り案内機構において、
   上記ガイドピースは上記ベースの軸方向長さに略相当する長さで設置され、上記移動体の移動と共に移動しないように構成されていることを特徴とする電動アクチュエータの滑り案内機構。
4. 請求項１〜請求項３の何れかに記載の電動アクチュエータの滑り案内機構を備えたことを特徴とする電動アクチュエータ。

Images