JP5627220B2 - Actuator - Google Patents
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Description
本発明は、アクチュエータに関するものである。 The present invention relates to an actuator.
従来より、部材を直線状に往復動させる機構として、ボールネジを使用したアクチュエータが広く用いられている。例えば特許文献1に開示されたアクチュエータは、電動モータによってボールネジ軸を回転させることで、ガイドレールに沿ってスライダを直線状に往復動させるように構成されている。
Conventionally, an actuator using a ball screw has been widely used as a mechanism for reciprocating a member linearly. For example, the actuator disclosed in
しかしながら、上述したようなアクチュエータは、ボールネジ軸が外部にむき出しの状態であるため、例えば、塵などの異物がボールネジに侵入することで、ボールネジの精度が悪くなったり、また、スライダが動かなくなってしまったりするといった問題が生じる可能性がある。また、その逆で、ボールネジナットがボールネジ軸上を移動する際に摩耗粉塵が生じる可能性があるため、クリーンルームなどでの使用に適さないといった問題もある。 However, since the above-described actuator has the ball screw shaft exposed to the outside, for example, when foreign matter such as dust enters the ball screw, the accuracy of the ball screw deteriorates and the slider does not move. There is a possibility that problems will occur. On the other hand, there is a possibility that abrasion dust may be generated when the ball screw nut moves on the ball screw shaft, which is not suitable for use in a clean room or the like.
そこで本発明は、悪環境下やクリーンルーム内であっても好ましく使用することのできるアクチュエータを提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an actuator that can be preferably used even in a bad environment or in a clean room.
本発明に係るアクチュエータは、軸方向に延びる空間を内部に有するとともに、前記空間と外部とを連通させる長穴が形成されたガイドレールと、前記ガイドレールに案内されて前記ガイドレール上を移動するスライダと、前記ガイドレールの空間内に設置されたボールネジ軸と、前記ボールネジ軸と複数のボールを介して螺合するボールネジナットと、前記長穴を介して前記スライダと前記ボールネジナットとを連結する連結部材と、を備えている。 The actuator according to the present invention has a space extending in the axial direction inside, a guide rail formed with an elongated hole for communicating the space and the outside, and the guide rail moves on the guide rail while being guided by the guide rail. A slider, a ball screw shaft installed in the space of the guide rail, a ball screw nut screwed with the ball screw shaft through a plurality of balls, and the slider and the ball screw nut are connected through the elongated hole. And a connecting member.
このように、本発明に係るアクチュエータは、ガイドレールが内部に空間を有しており、その空間内にボールネジ軸及びボールネジナットが設置されて外部から遮断されている。このため、例えば塵などの異物が付着しやすい環境下で使用する場合であっても、ボールネジ軸やボールネジナットには異物が付着することなく、悪環境下であっても使用することができる。また、逆にボールネジナットがボールネジ軸上を移動する際に発生するわずかな摩耗粉塵を外部に放出することがないため、クリーンルーム内などであっても好ましく使用することができる。なお、上記アクチュエータを作動させる際は、ボールネジ軸を軸回りに回転させるための駆動源を設置する。 As described above, in the actuator according to the present invention, the guide rail has a space inside, and the ball screw shaft and the ball screw nut are installed in the space to be blocked from the outside. For this reason, even when used in an environment where foreign matters such as dust are likely to adhere, foreign matter does not adhere to the ball screw shaft and the ball screw nut, and it can be used even in adverse environments. On the contrary, since the slight wear dust generated when the ball screw nut moves on the ball screw shaft is not released to the outside, it can be preferably used even in a clean room. When the actuator is operated, a drive source for rotating the ball screw shaft around the axis is installed.
上記アクチュエータは、種々の構成をとることができるが、例えば、長穴内においてスライダとボールネジナットとの間に設置されたスペーサーをさらに備え、連結部材が、スペーサーを介してスライダとボールネジナットとを連結するように構成されていることが好ましい。このように、スライダとボールネジナットとの間にスペーサーを介在させることで、連結部材によってスライダとボールネジナットとを強く締めすぎた場合であっても、ボールネジナットがスライダ側へと持ち上げられることがなく、ひいてはボールネジナットが螺合するボールネジ軸が反ってしまうといったような問題を防止することができる。なお、このスペーサーの厚さは、長穴の深さと同じ寸法とすることが好ましい。 The actuator can take various configurations. For example, the actuator further includes a spacer installed between the slider and the ball screw nut in the elongated hole, and the connecting member connects the slider and the ball screw nut via the spacer. It is preferable that it is comprised. Thus, by interposing a spacer between the slider and the ball screw nut, the ball screw nut is not lifted to the slider side even when the slider and the ball screw nut are tightened excessively by the connecting member. As a result, it is possible to prevent a problem that the ball screw shaft into which the ball screw nut is screwed is warped. In addition, it is preferable that the thickness of this spacer is the same dimension as the depth of the long hole.
また、上記長穴は、スライダによって覆われていることが好ましい。このようにスライダによって長穴を覆うことで、ガイドレール内部と外部とを確実に遮断することができ、その結果、ガイドレール内への異物の侵入を確実に防ぐことができる。 Moreover, it is preferable that the said long hole is covered with the slider. By covering the elongated hole with the slider in this way, the inside and outside of the guide rail can be surely blocked, and as a result, entry of foreign matter into the guide rail can be reliably prevented.
また、ボールネジナットは、ボールネジ軸との間で複数のボールを収容するボール保持部を軸方向の第1の端部側に有するとともに、連結部材を連結させるための被連結部を軸方向の第2の端部側に有しているような構成とすることが好ましい。このようにボールネジナットを、軸方向に沿ってボール保持部と被連結部とに分けることによって、連結部材がボールネジのボールに干渉することを防ぐことができる。 The ball screw nut has a ball holding portion for housing a plurality of balls with the ball screw shaft on the first end side in the axial direction, and a connected portion for connecting the connecting member in the axial direction. It is preferable to have a configuration such that it is provided on the end portion side of 2. Thus, by dividing the ball screw nut into the ball holding portion and the connected portion along the axial direction, it is possible to prevent the connecting member from interfering with the ball of the ball screw.
なお、上記ボール保持部と被連結部とは、別部材によって構成することもできる。この場合は、被連結部には収容凹部が形成されており、この収容凹部内にボール保持部を収容して固定する。 In addition, the said ball | bowl holding | maintenance part and a to-be-connected part can also be comprised by another member. In this case, a receiving recess is formed in the connected portion, and the ball holding portion is received and fixed in the receiving recess.
本発明に係るアクチュエータによれば、悪環境下やクリーンルーム内でも問題なく使用することができる。 The actuator according to the present invention can be used without any problem even in a bad environment or in a clean room.
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、図1の左右方向を軸方向と称し、上下方向を幅方向と称して、以下説明する。 Embodiments of an actuator according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the horizontal direction in FIG. 1 is referred to as the axial direction, and the vertical direction is referred to as the width direction.
図1〜図6に示すように、アクチュエータ1は、ガイドレール2と、このガイドレール2上を軸方向に沿って移動するスライダ3とを備えている。ガイドレール2内の内部空間Sにはボールネジ軸4が設置されており、ボールネジ軸4にボールネジナット5が複数のボール(図示省略)を介して螺合している。これら、ボールネジ軸4,ボールネジaナット5,及び複数のボールによって、いわゆるボールネジを構成している。また、スライダ3とボールネジナット5とは、連結部材6によって連結されているために連動する。以下、各部材について詳細に説明する。
As shown in FIGS. 1 to 6, the
ガイドレール2は、軸方向に延びる空間Sを内部に画定するよう管状に形成されている。ガイドレール2の上面の幅方向中央部には、軸方向に延びる凸状のレール部21が形成されている。このレール部21は、上面の軸方向中央部分に長い長穴22が形成されており、この長穴22は、内部空間と外部とを連通させるよう貫通穴として構成されている。また、レール部21は、軸方向と平行に延びる両側面にボール溝23が形成されている。ガイドレール2の空間Sの右端部は、例えば金属や樹脂などを材質とする封鎖部材24によって封鎖されている。また、ガイドレール2は、左端部に、電動モータ13とボールネジ軸4とを連結するカップリング12を収容するカップリング収容部25を有している。
The
スライダ3は、ガイドレール2のレール部21に沿って軸方向に移動するようにガイドレール2上に設置されている。スライダ3の大きさは、ガイドレール2の長穴22を覆うような寸法に設計されており、スライダ3が右端部又は左端部まで移動した場合であっても長穴22はスライダ3に覆われた状態となっている。また、スライダ3は、軸方向に延びる凹部31が下面に形成されており、この凹部31内にガイドレール2のレール部21が収容されるように構成されている。凹部31を画定する両側面のそれぞれには、軸方向に延びるボール溝32が形成されている。このスライダ3のボール溝32は、ガイドレール2のボール溝23に沿って平行に延びており、これらボール溝23,32間では複数のボールが保持されており、いわゆる循環式のリニア軸受が構成されている。この複数のボールが転動することによって、スライダ3がレール部21を移動する際の摩擦力を低減させることができる。なお、循環ボールベアリングは、スライダ3の内部とボール溝32とに沿って循環するように構成されている。また、スライダ3の上面には、後述するボルト6を通すための貫通穴が形成されている。
The slider 3 is installed on the
図6に示すように、ガイドレール2の内部空間Sには、軸方向に延びるボールネジ軸4が設置されている。ボールネジ軸4は、螺旋状の溝が側面に形成されており、左端部がボールベアリング11を介してガイドレール2に支持されている。このボールネジ軸4が後述する電動モータ13によって回転することで、これに螺合するボールネジナット5を空間S内において軸方向に前後進させる。
As shown in FIG. 6, a
ボールネジナット5は、ボールネジ軸4に複数のボールを介して螺合して取り付けられている。ボールネジナット5は、円管状となっており、その左半分をボール保持部51とし、右半分を被連結部52としている。ボール保持部51は、その内側面に螺旋状の溝が形成されており、この溝とボールネジ軸4の螺旋状の溝との間で複数のボールを保持している。被連結部52は、ボール保持部51のようにボールを保持しておらず、上面に後述するボルト6と螺合するためのネジ穴521が形成されている。このように、ボルト6が螺合する部分である被連結部52においてボールを保持しないことによって、ボルト6を螺合した際にボルト6がボールと干渉してしまうといった問題を防ぐことができる。
The
連結部材6は、本実施形態では2本のボルト6によって構成されている。2本のボルト6は、スライダ3とボールネジナット5とを連結するよう、その先端がボールネジナット5の被連結部52のネジ穴521に螺合している。そして、スライダ3とボールネジナット5との間の長穴22内においてスペーサー7が設置されている。このスペーサー7は、長穴22の深さ、すなわちガイドレール2のレール部21の上面の厚さとほぼ同じ厚さを有している。これにより、ボルト6を締め過ぎた場合であってもスペーサー7があるためにボールネジナット5が上方へ持ち上げられることがなく、ひいてはボールネジ軸4が上方に反ることを防止することができる。
The connecting member 6 is constituted by two bolts 6 in this embodiment. The ends of the two bolts 6 are screwed into the screw holes 521 of the connected
以上のように構成されたアクチュエータ1は、図7に示すように、カップリング12を介して、電動モータ(駆動源)13がボールネジ軸4の左端部に接続される。そして、電動モータ13を作動させることでカップリング12を介してボールネジ軸4を回転させて、このボールネジ軸4に複数のボールを介して螺合するボールネジナット5をボールネジ軸4に沿って前後進させる。ボールネジナット5が軸方向に前後進することで、このボールネジナット5に連結されたスライダ3もボールネジナット5の動きに連動してガイドレール2上を軸方向に移動する。
In the
以上、本実施形態に係るアクチュエータ1によれば、ボールネジを構成するボールネジ軸4及びボールネジナット5がガイドレール2の内部に収容されているため、塵などの異物がボールネジに付着することが無く、悪環境下であっても使用することができる。また、逆に、ボールネジナット5がボールネジ軸4上を移動する際に摩耗粉塵が発生してもそれを外部に放出することがないため、クリーンルーム内であっても使用することができる。
As described above, according to the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these, A various change is possible unless it deviates from the meaning of this invention.
例えば、上記実施形態では、連結部材としてボルト6を例示しているが、スライダ3がボールナット5と連動するようにスライダ3とボールナット5とを連結できるものであれば種々の連結部材を用いることができる。
For example, in the above embodiment, the bolt 6 is exemplified as the connecting member, but various connecting members may be used as long as the slider 3 and the
また、ボール軸4の右端部は支持されていない状態となっているが、このボールネジ軸4の右端部を支持していてもよい。
Further, although the right end portion of the
また、上記実施形態に係るボールネジナット5は1つの部材として構成されているが、図8に示すように、ボール保持部51と被連結部52とをそれぞれ別部材として構成することもできる。この場合、被連結部52は、ボールネジ軸4を通すための貫通孔に加え、ボール保持部51を収容するための収容凹部522が形成されている。ボール保持部51と被連結部52とを互いに固定する方法は特に限定されるものではないが、例えば、キーとキー溝を形成して固定したり、その他にもボルトなどで固定したりすることができる。
Further, the
また、リニア軸受けは、転がり運動、またはすべり運動のどちらでもよい。 Further, the linear bearing may be either a rolling motion or a sliding motion.
1 アクチュエータ
2 ガイドレール
21 レール部
3 スライダ
4 ボールネジ軸
5 ボールネジナット
51 ボール保持部
52 被連結部
6 ボルト(連結部材)
7 スペーサー
S 空間
DESCRIPTION OF
7 Spacer S Space
Claims (2)
前記ガイドレールに案内されて前記ガイドレール上を移動するスライダと、
前記ガイドレールの空間内に設置されたボールネジ軸と、
前記ボールネジ軸と複数のボールを介して螺合するボールネジナットと、
前記長穴を介して前記スライダと前記ボールネジナットとを連結する連結部材と、を備え、
前記スライダが前記ガイドレール上のいずれの位置にあっても、前記長穴全体が前記スライダに覆われており、
前記ボールネジナットは円管状であり、軸方向の第1の端部側を前記ボールネジ軸との間で複数のボールを保持するボール保持部とし、軸方向の第2の端部側を前記連結部材を連結させるための被連結部としているアクチュエータ。 A guide rail having a space extending in the axial direction inside, and having an elongated hole that communicates the space with the outside;
A slider that is guided by the guide rail and moves on the guide rail;
A ball screw shaft installed in the space of the guide rail;
A ball screw nut screwed to the ball screw shaft via a plurality of balls;
A connecting member for connecting the slider and the ball screw nut through the elongated hole,
Regardless of the position of the slider on the guide rail, the entire slot is covered with the slider ,
The ball screw nut has a tubular shape, and a first end portion in the axial direction is a ball holding portion that holds a plurality of balls between the ball screw shaft and a second end portion in the axial direction is the connecting member. Actuator as a connected part for connecting the two .
前記連結部材は、前記スペーサーを介して前記スライダと前記ボールネジナットとを連結する、請求項1に記載のアクチュエータ。 A spacer installed between the slider and the ball screw nut in the elongated hole;
The actuator according to claim 1, wherein the connecting member connects the slider and the ball screw nut via the spacer.
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