JP7635989B2

JP7635989B2 - ボールねじ軸サポート構造とアクチュエータ

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Publication number: JP7635989B2
Application number: JP2021140577A
Authority: JP
Inventors: 玄一郎伊藤
Original assignee: IAI Corp
Current assignee: IAI Corp
Priority date: 2021-08-31
Filing date: 2021-08-31
Publication date: 2025-02-26
Anticipated expiration: 2041-08-31
Also published as: JP2023034370A

Description

本発明は、ボールねじ軸サポート構造とアクチュエータに係り、特に、設置姿勢の自由度が高く、且つ、簡易でコンパクトな構成によりボールねじ軸の撓みを防止することができ、振動や騒音を抑制して高速化に対応することができるように工夫したものに関する。

ボールねじ軸サポート構造と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と特許文献２がある。
特許文献１に記載された長尺リードスクリューの防振安定装置は、アクチュエータの長尺リードスクリュー（ボールねじ軸）を支持ローラによって支持することでその撓みを防止して振動を抑制している。
上記支持ローラは支持部品に回転可能に取り付けられていて、その支持部品は常時はスプリングによって上記アクチュエータのスライダ側に付勢されている。上記支持部品の幅方向両側には下圧ローラがそれぞれ回転可能に取り付けられている。また、上記スライダの進行方向両側には傾斜面がそれぞれ設けられている。
上記スライダが上記支持部品に接近すると、上記スライダの傾斜面により上記下圧ローラを介して上記支持部品ひいては上記支持ローラが上記スプリングの弾性力に抗して下側に退避される。

また、特許文献２に記載されたボールねじ軸サポート構造とアクチュエータでは、サポート部材が弾性手段によって付勢されてボールねじ軸を支持しており、スライダが接近すると上記弾性手段の弾性力に抗して上記サポート部材が退避されて上記スライダの移動を妨げないようになっている。

実開平７－３９３６号公報特開２０２１－７６１９５号公報

しかしながら、上記従来の構成では次のような問題があった。
すなわち、特許文献１に記載された長尺リードスクリューの防振安定装置では、支持部品に長尺リードスクリューを支持するために支持ローラが回転可能に取り付けられているだけでなく、スライダの傾斜面に摺接する下圧ローラも取り付けられた構成になっており、支持部品及びその周囲の構成が複雑であるという問題があった。また、上記長尺リードスクリューを立てるような向きに設置される場合や、支持部品が上記長尺リードスクリューの下になるような向きに設置される場合には、上記長尺リードスクリューが適切に支持されず撓みを防止できないため、設置姿勢の自由度が少ないという問題もあった。
また、特許文献２に記載されたボールねじ軸サポート構造とアクチュエータでも同様に、ボールねじ軸を立てるような向きに設置される場合や、ボールねじ軸サポート構造が上記ボールねじ軸の下になるような向きに設置される場合には、上記ボールねじ軸が適切に支持されないため、設置姿勢の自由度が少ないという問題もあった。

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、設置姿勢の自由度が高く、且つ、簡易でコンパクトな構成によりボールねじ軸の撓みを防止することができ、振動や騒音を抑制して高速化に対応することができるボールねじ軸サポート構造とアクチュエータを提供することにある。

上記課題を解決するべく本願発明の請求項１によるボールねじ軸サポート構造は、ベースと、上記ベースに対して回転可能に設置されたボールねじ軸と、上記ボールねじ軸に移動可能に螺合されたボールねじナットと、上記ベースと上記ボールねじ軸の間に上記ボールねじ軸に離接可能に設置され弾性手段により上記ボールねじ軸に圧接されているとともに上記ボールねじナットの接近により上記弾性手段の付勢力に抗して上記ボールねじ軸から離間されるサポート部材と、を具備し、上記ボールねじ軸は磁性体であり、上記サポート部材には上記ボールねじ軸を吸着する磁石が設けられていて、上記サポート部材が上記ボールねじ軸の上側になるような姿勢で設置されることを特徴とするものである。
又、請求項２によるボールねじ軸サポート構造は、請求項１記載のボールねじ軸サポート構造において、上記サポート部材の上記ボールねじ軸側への移動を規制するストッパが設けられていることを特徴とするものである。
又、請求項３によるボールねじ軸サポート構造は、請求項２記載のボールねじ軸サポート構造において、上記サポート部材と上記ストッパの間には緩衝部材が設置されていることを特徴とするものである。
又、請求項４によるボールねじ軸サポート構造は、請求項１～請求項３の何れかに記載のボールねじ軸サポート構造において、上記磁石と上記サポート部材の間には緩衝部材が設置されていることを特徴とするものである。
又、請求項５によるボールねじ軸サポート構造は、請求項１～請求項４の何れかに記載のボールねじ軸サポート構造のサポート部材が１個設置されていることを特徴とするものである。
又、請求項６によるボールねじ軸サポート構造は、請求項１～請求項４の何れかに記載のボールねじ軸サポート構造のサポート部材が複数個設置されている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記載のボールねじ軸サポート構造によると、ベースと、上記ベースに対して回転可能に設置されたボールねじ軸と、上記ボールねじ軸に移動可能に螺合されたボールねじナットと、上記ベースと上記ボールねじ軸の間に上記ボールねじ軸に離接可能に設置され弾性手段により上記ボールねじ軸に圧接されているとともに上記ボールねじナットの接近により上記弾性手段の付勢力に抗して上記ボールねじ軸から離間されるサポート部材と、を具備し、上記ボールねじ軸は磁性体であり、上記サポート部材には上記ボールねじ軸を吸着する磁石が設けられているので、設置姿勢の自由度が高く、且つ、簡易でコンパクトな構成によりボールねじ軸の撓みを防止して振動や騒音を抑制し高速に動作させることができる。特に、上記緩衝機構により、上記サポート部材の急激な移動を抑え、騒音を防止することができる。
又、請求項２記載のボールねじ軸サポート構造によると、請求項１記載のボールねじ軸サポート構造において、上記サポート部材の上記ボールねじ軸側への移動を規制するストッパが設けられているので、簡易な構成により上記サポート部材の急激な移動を抑え、騒音を防止することができる。
又、請求項３記載のボールねじ軸サポート構造によると、請求項２記載のボールねじ軸サポート構造において、上記サポート部材と上記ストッパの間には緩衝部材が設置されているので、簡易な構成により上記サポート部材の急激な移動を抑え、騒音を防止することができる。
又、請求項４記載のボールねじ軸サポート構造によると、請求項１～請求項３の何れかに記載のボールねじ軸サポート構造において、上記磁石と上記サポート部材の間には緩衝部材が設置されているので、上記受け部材が上記ボールねじ軸に衝突した際の衝撃を簡易な構成により緩和することができる。
又、請求項５記載のボールねじ軸サポート構造によると、請求項１～請求項４の何れかに記載のボールねじ軸サポート構造のサポート部材が１個設置されているので、交換が容易である。
又、請求項６記載のボールねじ軸サポート構造によると、請求項１～請求項４の何れかに記載のボールねじ軸サポート構造のサポート部材が複数個設置されているので、上記ボールねじ軸が長い場合であっても簡易且つコンパクトな構成によりボールねじ軸の撓みを防止して振動や騒音を抑制し高速に動作させることができる。
又、請求項７記載のアクチュエータによると、請求項５又は請求項６記載のアクチュエータにおいて、上記サポート部材が上記ボールねじ軸の上側になるような姿勢で設置されるので、上記アクチュエータを吊り下げて設置した場合であっても簡易且つコンパクトな構成によりボールねじ軸の撓みを防止して振動や騒音を抑制し高速に動作させることができる。
又、請求項８記載のアクチュエータによると、請求項５又は請求項６記載のアクチュエータにおいて、上記ボールねじ軸を立てるような姿勢で設置されるので、上記アクチュエータを立てて設置した場合であっても簡易且つコンパクトな構成によりボールねじ軸の撓みを防止して振動や騒音を抑制し高速に動作させることができる。

本発明の第１の実施の形態を示す図で、アクチュエータの斜視図である。本発明の第１の実施の形態を示す図で、アクチュエータの一部縦断面図であり、サポート部材付近を拡大した図である。本発明の第１の実施の形態を示す図で、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。本発明の第１の実施の形態を示す図で、アクチュエータの手前側の一部を除去しサポート部材付近を拡大した一部斜視図である。本発明の第１の実施の形態を示す図で、ボールねじ軸サポート構造の斜視図である。本発明の第１の実施の形態を示す図で、アクチュエータの一部縦断面図であり、スライダがサポート部材に接近したときのサポート部材付近の拡大図である。本発明の第１の実施の形態を示す図で、アクチュエータの一部縦断面図であり、ボールねじナット側のローラがサポート部材側の傾斜面に乗り上げて、上記サポート部材がボールねじ軸から離れ始めたときのサポート部材付近の拡大図である。本発明の第１の実施の形態を示す図で、アクチュエータの一部縦断面図であり、上記サポート部材がボールねじ軸から離れ、受け部材とスライダの下面側に設けられた下面側摺動部材が摺接している状態のサポート部材付近の拡大図である。本発明の第１の実施の形態を示す図で、アクチュエータの一部縦断面図であり、スライダがサポート部材を通過した直後の状態のサポート部材付近の拡大図である。本発明の第２の実施の形態を示す図で、アクチュエータの斜視図である。本発明の第３の実施の形態を示す図で、ボールねじ軸サポート構造の斜視図である。

以下、図１乃至図9を参照しながら、本発明の第１の実施の形態について説明する。図１はこの第１の実施の形態によるアクチュエータ１の全体構成を示す斜視図であり、図２は要部縦断面図、図３は図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。図１～図３に示すように、上記アクチュエータ１には略Ｕ字型の断面形状を成すベース３があり、上記アクチュエータ１は、例えば、上記ベース３を図示しない天井に固定されて逆さに吊るされた状態で使用される。上記ベース３の左右両内側面にはガイドレール５、５が設置されている。上記ガイドレール５、５にはガイド溝７、７がそれぞれ形成されている。

また、上記ベース３内にはボールねじ軸９が内装されている。また、図１に示すように、上記ベース３の前端側（図１中右上側）には軸受部１１があり、上記ベース３の後端側（図１中左下側）には軸受部１３がある。上記ボールねじ軸９はこれら軸受部１１、１３によって軸支されている。上記ボールねじ軸９には螺旋溝１５が形成されている。

図１、図２に示すように、上記ベース３にはスライダ１７が左右方向に移動可能に設置されている。上記スライダ１７の幅方向の一方側（図１中右下側）であって前後方向（図１中左下から右上に向かう方向）両端にはそれぞれガイドリターン１９、１９が設置されている。また、上記スライダ１７の幅方向の他方側（図１中左上側）であって前後方向（図１中左下から右上に向かう方向）両端にはそれぞれガイドリターン２１、２１が設置されている（後端側のガイドリターンは図示せず。）。上記ガイドリターン１９、２１内には図示しないリターン路が形成されている。上記スライダ１７内の幅方向（図１中左上から右下に向かう方向）両側にはそれぞれ図示しない無負荷循環路が形成されている。また、上記スライダ１７の幅方向（図１中左上から右下に向かう方向）両側面には図示しないガイド溝が形成されている。

上記スライダ１７内の図示しない一方の無負荷循環路と、上記一方のガイドリターン１９のリターン路、上記他方のガイドリターン１９のリターン路、及び、上記一方のガイドレール５のガイド溝７と上記スライダ１７の図示しない一方のガイド溝の間の空間には、図示しない鋼球が転動・循環されている。また、上記スライダ１７内の図示しない他方の無負荷循環路と、上記一方のガイドリターン２１のリターン路、上記他方のガイドリターン２１のリターン路、及び、上記他方のガイドレール５のガイド溝７と上記スライダ１７の図示しない他方のガイド溝の間の空間にも、図示しない鋼球が転動・循環されている。このような構成により、上記スライダ１７は上記ベース３に対して移動可能となっている。

また、図２に示すように、上記スライダ１７には、ボールねじナット収容部材２３があり、このボールねじナット収容部材２３内にはボールねじナット２５が固着されている。上記ボールねじナット２５にはボールねじナット本体２７と、前端側（図２中左側）のエンドキャップ２９と、後端側（図２中右側）のエンドキャップ３１がある。上記ボールねじ軸９は上記ボールねじナット２５を貫通している。上記ボールねじナット本体２７の内周面には螺旋溝３３が形成されている。また、上記ボールねじナット本体２７内には図示しない無負荷循環路が形成されていて、上記エンドキャップ２９、３１内には図示しないリターン路が形成されている。

上記ボールねじナット本体２７の図示しない無負荷循環路内、上記エンドキャップ２９、３１の図示しないリターン路、及び、上記ボールねじナット本体２７の螺旋溝３３と上記ボールねじ軸９の螺旋溝１５の間の空間には鋼球３５が転動・循環されている。また、図１に示すように、上記ベース３の後端側（図１中右上側）にはモータ３７が設置されている。このモータ３７によって、上記ボールねじ軸９が回転・駆動される。上記ボールねじ軸９が回転・駆動されると、上記スライダ１７が前後方向（図２中左右方向）に移動される。

また、図２に示すように、上記スライダ１７の図２中上側の前端側（図２中左側）の幅方向両側（図２中紙面方向両側）には例えば樹脂製の前方ローラ３９、３９が回転可能に設置されている（図２中手前側の前方ローラ３９は図示せず。）。また、上記スライダ１７の図２中上側の後端側（図２中右側）の幅方向両側（図２中紙面方向両側）には例えば樹脂製の後方ローラ４１、４１が回転可能に設置されている（図２中手前側の後方ローラ４１は図示せず。）。また、上記スライダ１７の図２中上側の幅方向両端側（図２中紙面方向両側）には、板状の上面側摺動部材４３、４３が設置されている（図２中手前側の上面側摺動部材４３は図示せず。）。

また、例えば、図２、図４に示すように、上記ベース３にはサポート部材収容凹部４５が形成されている。このサポート部材収容凹部４５内には、ボールねじ軸サポート構造４７が設置されている。上記ボールねじ軸サポート構造４７には、まず、サポート部材支持部材４９がある。このサポート部材支持部材４９にはサポート部材用ベース５１がある。上記サポート部材用ベース５１の前後両端側にはサポート部材用ベース取付板５３、５３が固着されている。上記サポート部材用ベース取付板５３の両端には貫通孔５５、５５が形成されている。上記サポート部材用ベース取付板５３、５３は固定用ねじ５７によって上記サポート部材用ベース５１に固定されている。上記サポート部材支持部材４９にはサポート部材ガイド用支柱５９、５９がある。上記サポート部材ガイド用支柱５９、５９は、上記サポート部材用ベース５１の前後方向（図２中左右方向）両端に立設されている。上記サポート部材ガイド用支柱５９、５９は固定用ねじ６１、６１によって上記サポート部材用ベース５１に固定されている。
上記サポート部材収容凹部４５の底部には、図２に示すように、サポート部材用ベース収容孔６３が形成されていて、上記サポート部材用ベース５１は上記サポート部材用ベース収容孔６３内に設置されている。
固定用ねじ６５を上記サポート部材用ベース取付板５３の貫通孔５５に貫通させて上記ベース３に螺合させることで、上記サポート部材用ベース５１、ひいては、上記サポート部材支持部材４９が上記ベース３に固定されている。
また、上記サポート部材支持部材４９には弾性手段としてのコイルバネ６７がある。上記コイルバネ６７は、後述するサポート部材７１と上記サポート部材用ベース５１との間に張置されている。
また、上記サポート部材用ベース５１の前後方向（図２中左右方向）中央には後述する緩衝機構の一部であるＵ字型の板バネ６９が設置されている。

上記ボールねじ軸サポート構造４７にはサポート部材７１がある。上記サポート部材７１は、上記サポート部材収容凹部４５内であって上記サポート部材用ベース５１の図２中下側に設置されている。図５に示すように、上記サポート部材７１にサポート部材本体７３があり、上記サポート部材本体７３の前後方向（図５中左下から右上に向かう方向）両端側には、ガイド用貫通孔７５、７５が形成されている。上記ガイド用貫通孔７５、７５には滑り軸受７７、７７が圧入されていて、上記サポート部材ガイド用支柱５９、５９はこれら滑り軸受７７、７７を貫通するように配置され、上記滑り軸受７７、７７と摺接するようになっている。上記サポート部材７１は上記サポート部材ガイド用支柱５９、５９に沿って上下方向に移動可能になっている。また、図２に示すように、上記サポート部材７１と上記サポート部材用ベース５１の間には、前記した弾性手段としてのコイルバネ６７が張設されている。上記コイルバネ６７により上記サポート部材７１は上記ボールねじ軸９側（図２中下側）に常時押圧・付勢されている。
上記のように、上記サポート部材支持部材４９は上記サポート部材用ベース５１と上記サポート部材用ベース５１に固着される上記サポート部材用ベース取付板５３、５３と上記サポート部材ガイド用支柱５９、５９と上記サポート部材本体７３を弾性支持しているコイルバネ６７により構成されている。
また、上記ベース３のサポート部材収容凹部４５の前端側と後端側には、サポート部材用ストッパ７９、７９が設置されている。上記サポート部材用ストッパ７９の先端側は折り曲げられて係合部８１が形成されている。上記係合部８１には緩衝部材８３が設置されている。上記サポート部材７１の前後両端側のそれぞれには上記サポート部材用ストッパ７９、７９の係合部８１、８１が上記緩衝部材８３、８３を介して係合されるストッパ用係合部８５、８５が設けられている。上記サポート部材用ストッパ７９、７９と上記ストッパ用係合部８５、８５によって、上記サポート部材７１が上記サポート部材用ベース５１から所定の距離以上に離間しないようになっている。

上記サポート部材本体７３の上面側の前方（図５中右上）の幅方向（図５中左上から右下に向かう方向）両側には前方側傾斜面８７、８７が形成されていて、上記サポート部材本体７３の上面側の後方（図５中左下）の幅方向（図５中左上から右下に向かう方向）両側には後方側傾斜面８９、８９が形成されている。上記サポート部材７１には、例えば低反発のゴム製の前方側緩衝部材９１、９１と後方側緩衝部材９３、９３がある。上記前方側緩衝部材９１、９１は上記前方側傾斜面８７、８７に設置されていて、上記後方側緩衝部材９３、９３は上記後方側傾斜面８９、８９に設置されている。

図２に示すように、上記スライダ１７が上記サポート部材７１側へ移動して、上記前方ローラ３９、３９が上記後方側傾斜面８９、８９の後方側緩衝部材９３、９３に転動していくと、上記サポート部材７１が上記コイルバネ６７の弾性力に抗して図６中上側に押圧・付勢される。また、上記スライダ１７が図２に示す方向とは反対側から上記サポート部材７１側へ移動して、後方ローラ４１、４１が上記前方側傾斜面８７、８７の前方側緩衝部材９１、９１に転動していく場合も、上記サポート部材７１が上記コイルバネ６７の弾性力に抗して図６中上側に押圧され付勢される。

また、上記サポート部材７１にはサポート部９５がある。上記サポート部材本体７３の上面側の中央にはサポート部用凹部９７が形成されていて、上記サポート部９５はこのサポート部用凹部９７に設置されている。上記サポート部９５には、例えば、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）製の受け部材９９がある。上記受け部材９９は図２中下側に配置されていて上記ボールねじ軸９を受けるようになっている。
上記受け部材９９には座グリ付きの貫通孔１０３、１０３が形成されていて、上記受け部材９９はボルト１０５、１０５を上記貫通孔１０３、１０３に貫通させて上記サポート部用凹部９７に形成された雌ねじ部１０７、１０７に螺合させることで上記サポート部用凹部９７内に着脱可能に固定されている。また、上記サポート部用凹部９７に形成された雌ねじ部１０７、１０７は図３中下側が拡径された段付きの貫通孔になっていて、この段付き部の深さを適宜設定することで上記受け部材９９の高さを設定している。
上記受け部材９９の下面側には上記ボールねじ軸９を受けるための凹部１１１が形成されている。上記受け部材９９の上記凹部１１１の幅方向両側（図５中）は平面状の摺動部１１３、１１３となっている。
また、上記受け部材９９の前方には上記サポート部材本体７３の前方側傾斜面８７、８７と略連続する前方側傾斜面１１５が形成されていて、上記受け部材９９の後方には上記サポート部材本体７３の後方側傾斜面８９、８９と略連続する後方側傾斜面１１７が形成されている。
また、上記受け部材９９の内側には、磁石収容部１１９が形成されていて、この磁石収容部１１９内には磁石１２１が収容されている。図２に示すように、上記サポート部材７１が上記コイルバネ６７の弾性力により図２中下側に押圧・付勢されると、上記サポート部９５の受け部材９９の凹部１１１が上記ボールねじ軸９の中央付近と接触するとともに、上記磁石１２１によって上記ボールねじ軸９が吸着されることで、上記ボールねじ軸９が支持されて、上記ボールねじ軸９の撓みが防止される。
また、上記コイルバネ６７の先端は磁石用緩衝部材１２３を介して上記磁石１２１に当接されている。これにより、上記サポート部９５が上記ボールねじ軸９に接触する際の衝撃を緩和するようになっている。

上記サポート部材本体７３の下面側には、例えば、低反発のゴム製のサポート部材用緩衝部材１２５が設置されている。これらサポート部材用緩衝部材１２５によって、上記サポート部材７１が上記サポート部材用ベース５１に衝突する際の衝撃を緩和する。
上記のように、上記サポート部材７１は上記サポート部材本体７３と上記サポート部材本体７３に設置される上記サポート部９５と上記サポート部材本体７３の上記前方側傾斜面８７、８７および上記後方側傾斜面８９、８９に設置される上記前方側緩衝部材９１、９１と上記後方側緩衝部材９３、９３により構成されている。

また、図２に示すように、上記サポート部材用ベース５１の前後方向（図２中左右方向）中央には後述する緩衝機構の一部であるＵ字型の板バネ６９が設置され、固定用ねじ１２７、１２７によって上記サポート部材用ベース５１に固定されている。また、図３、図５に示すように、上記サポート部材７１の幅方向（図３中左右方向）両側には、後述する緩衝機構の一部である当接部材１２９、１２９が固着されている。上記サポート部材７１は上記当接部材１２９、１２９を介して上記板バネ６９の両端の間に介挿されている。上記板バネ６９と上記当接部材１２９、１２９によって緩衝機構１３１が構成されている。上記緩衝機構１３１によって上記サポート部材７１の上方向の移動、すなわち、上記ボールねじ軸９に接近する動作が緩衝される。

次に、この第１の実施の形態による作用について説明する。モータ３７によってボールねじ軸９が回転・駆動されると、スライダ１７が前後方向に進退される。上記スライダ１７がサポート部材７１と離間している状態では、図２に示すように、上記サポート部材７１はコイルバネ６７の弾性力により図２中下側に押圧・付勢させ、サポート部９５の受け部材９９の凹部１１１を上記ボールねじ軸９に当接させるとともに磁石１２１によって上記ボールねじ軸９をサポート部材７１側に吸着させて上記ボールねじ軸９の中央付近を支持して、上記ボールねじ軸９の撓みが防止されている。
また、上記ベース３にはサポート部材用ストッパ７９、７９が設置されていて、上記サポート部材７１にはストッパ用係合部８５、８５が設けられており、上記サポート部材７１が上記サポート部材用ベース５１から所定の距離以上に離間しないようになっている。これにより上記ボールねじ軸９に負荷がかからないようにし、上記スライダ１７を円滑に動作させる。

図６に示すように、上記スライダ１７が図６中右側から上記サポート部材７１に接近すると、前方ローラ３９、３９が上記後方側傾斜面８９、８９の後方側緩衝部材９３、９３に当接して転動し始める。それによって、上記サポート部材７１は上記コイルバネ６７の弾性力に抗して反ボールねじ軸９側（図６中上側）に押圧・付勢され、上記受け部材９９の凹部１１１による上記ボールねじ軸９の支持は解除される。上記前方ローラ３９、３９が上記後方側傾斜面８９、８９に衝突する際の衝撃は上記後方側緩衝部材９３、９３によって緩和される。図７は上記スライダ１７がさらに上記サポート部材７１側に接近した状態を示しており、上記サポート部材７１が反ボールねじ軸９側（図７中上側）にさらに押圧・付勢されている。
上記スライダ１７が更に図７中左側に移動すると、上記前方ローラ３９、３９は上記受け部材９９の後方側傾斜面１１７、１１７に当接して転動し、その後上記受け部材９９の摺動部１１３、１１３に当接して転動し、更に上記受け部材９９の前方側傾斜面１１５、１１５に当接して転動する。

図８に示すように、上記スライダ１７が上記サポート部材７１の真上に移動すると、上記前方ローラ３９、３９は上記受け部材９９から離れるが、上記サポート部材７１の受け部材９９の摺動部１１３、１１３が、上記スライダ１７の上面側摺動部材４３、４３に摺接される。このとき、上記サポート部材７１は最も反ボールねじ軸９側（図８中上側）に押圧・付勢されている。上記サポート部材７１が上記サポート部材用ベース５１に衝突する際の衝撃はサポート部材用緩衝部材１２５、１２５によって緩和される。

次に、上記スライダ１７が上記サポート部材７１の下側を通過していくと、上記スライダ１７の後方ローラ４１、４１が、上記受け部材９９の後方側傾斜面１１７、１１７、摺動部１１３、１１３、及び、前方側傾斜面１１５、１１５に当接して転動された後、前方側傾斜面８７、８７の前方側緩衝部材９１、９１を介して上記サポート部材７１を上記コイルバネ６７の弾性力に抗して反ボールねじ軸９側（図９中上側）に押圧・付勢した状態になるが、上記スライダ１７の移動によりその押圧・付勢は徐々に解除されていく。そして、図９に示すように、上記スライダ１７が図９中左側に移動されると、再び上記サポート部材７１はコイルバネ６７の弾性力により図９中下側に押圧・付勢され、サポート部９５の受け部材９９の凹部１１１によって上記ボールねじ軸９の中央付近が磁石１２１で吸着されて支持されて、上記ボールねじ軸９の撓みが防止される状態となる。
また、上記サポート部材７１がボールねじ軸９側（図９中下側）に復帰する際の急激な上昇は緩衝機構１３１の上記板バネ６９と上記当接部材１２９とが接触し抵抗となることによって緩和され、それによって騒音の発生を防止している。また、磁石用緩衝部材１２３によっても上記サポート部９５が上記ボールねじ軸９に接触する際の衝撃を緩和するようになっている。

また、スライダ１７が図２に示す方向とは反対側からサポート部材７１に接近して通過していく場合も同様である。この場合には、スライダ１７の後方ローラ４１、４１がサポート部材７１の前方側傾斜面８７、８７の前方側緩衝部材９１、９１に当接して転動していくことによりサポート部材７１がコイルバネ６７の付勢力に抗して押し下げられることになる。
また、上記ボールねじ軸サポート構造４７は１つのユニットとして上記サポート部材収容凹部４５に着脱できる構造となっている。

次に、この第１の実施の形態による効果について説明する。
まず、アクチュエータ１を図示しない天井に固定されて逆さに吊るされた状態で設置しても、簡易且つコンパクトな構成によりボールねじ軸９の撓みを防止することができ、振動や騒音を抑制して高速化に対応することができる。すなわち、ボールねじ軸９を支持する受け部材９９を備えたサポート部材７１をコイルバネ６７によって常時ボールねじ軸９側に付勢するとともに磁石１２１によって上記ボールねじ軸９をサポート部材７１側に吸着させる構成とし、スライダ１７が上記サポート部材７１に接近した際には上記サポート部材７１を上記スライダ１７の前方ローラ３９、３９及び後方ローラ４１、４１、上記サポート部材７１の前方側傾斜面８７、８７と後方側傾斜面８９、８９の協働によって適宜押し下げるように構成したからである。
また、上記ベース３にはサポート部材用ストッパ７９、７９が設置されていて、上記サポート部材７１にはストッパ用係合部８５、８５が設けられているので、上記サポート部材７１が上記サポート部材用ベース５１から所定の距離以上に離間しないようになっていて、上記ボールねじ軸９に負荷がかからないようにし、上記スライダ１７を円滑に動作させることができる。
また、上記受け部材９９は着脱可能に設置されているので、交換が容易である。
また、上記サポート部材７１の下面側にも、サポート部材用緩衝部材１２５,１２５が設置されているので、上記サポート部材７１が上記サポート部材用ベース５１に衝突する際の衝撃を緩和することができる。
また、前方ローラ３９、後方ローラ４１、上記前方側傾斜面８７、８７、後方側傾斜面８９、８９の協働によって上記サポート部材７１を昇降させるようにしているので、サポート部材７１の昇降動作を円滑なものとすることができる。
また、上記前方側傾斜面８７、８７と後方側傾斜面８９、８９には、前方側緩衝部材９１、９１と後方側緩衝部材９３、９３が設置されているので、前方ローラ３９や後方ローラ４１が衝突した際の衝撃を緩和することができる。
上記サポート部材用緩衝部材１２５,１２５、上記前方側緩衝部材９１、９１、及び、後方側緩衝部材９３、９３は、例えば低反発のゴム製であるので、簡単な構成で高い緩衝効果を得ることができる。
また、緩衝機構１３１が設けられているので、上記サポート部材７１の急激な上昇を抑え、上記ボールねじ軸９への衝撃を緩和するとともに騒音を防止することができる。また、上記緩衝機構１３１は上記板バネ６９と上記当接部材１２９、１２９によって構成されているので、その構成も簡単である。
また、アクチュエータ１には一つの上記サポート部材７１が設置されているので、その構成も簡単である。

次に、図１０を参照しながら、本発明の第２の実施の形態について説明する。
前記第１の実施の形態の場合は、軸方向の中央一箇所に１個のボールねじ軸サポート構造４７が設けられた構成を例に挙げて説明したが、この第２の実施の形態によるアクチュエータ２０１の場合には、軸方向の二箇所にボールねじ軸サポート構造４７、４７をそれぞれ設置した構成になっている。
なお、その他の構成は前記第１の実施の形態の場合と同じであり、図中同一部分には同一符号を付して示しその説明を省略する。

この第２の実施の形態の場合も前記第１の実施の形態の場合と同様の作用・効果を奏するが、この第２の実施の形態の場合では前記第１の実施の形態の場合よりも長いボールねじ軸９であっても、上記ボールねじ軸９の撓みを防止して振動や騒音を抑制し高速に動作させることができる。

次に、図１１を参照しながら、本発明の第３の実施の形態について説明する。
この第３の実施の形態の場合は、サポート部材３０１が設置されている。上記サポート部材３０１は、前記した第１の実施の形態におけるサポート部材７１と略同様の構成であるが、サポート部材用ストッパ３０３とストッパ用係合部材３０５が設置されている。
サポート部材本体７３の幅方向両側には上記ストッパ用係合部材３０５が設置されている。上記ストッパ用係合部材３０５はL字型の横断面形状を成していて、サポート部材本体７３の幅方向両側に突出された突出部３０７が形成されている。また、上記サポート部材用ストッパ３０３はサポート部材用ベース５１に設置されている。上記サポート部材用ストッパ３０３の先端は外側に向けて延長され、上記突出部３０７によって貫通される貫通孔３１１が形成されるとともに、サポート部材７１が下降した際に上記突出部３０７が当接される当接部３１３が設けられている。また、上記当接部３１３の上記突出部３０７が当接される側には緩衝部材３１５が設置されている。
なお、この第３の実施の形態の場合には、サポート部材用ストッパ７９、７９は設置されていない。
また、その他の構成は前記第１の実施の形態の場合と同じであり、図中同一部分には同一符号を付して示しその説明を省略する。

この第３の実施の形態の場合も前記第１の実施の形態や第２の実施の形態の場合と同様の作用・効果を奏するが、サポート部材用ストッパ７９、７９が設置されていない代わりに、サポート部材用ストッパ３０３とストッパ用係合部材３０５が設置されていて、サポート部材７１が下降した際にストッパ用係合部材３０５の突出部３０７がサポート部材用ストッパ３０３の当接部３１３に当接され、上記サポート部材７１が上記サポート部材用ベース５１から所定の距離以上に離間しないので、上記ボールねじ軸９に負荷がかからないようにしてスライダ１７を円滑に動作させることができる。
また、上記当接部３１３の上記突出部３０７が当接される側には緩衝部材３１５が設置されているので、上記サポート部材７１が下降して上記ストッパ用係合部材３０５の突出部３０７が上記サポート部材用ストッパ３０３の当接部３１３に当接される際の衝撃を吸収し、騒音や振動を防止することができる。

なお、本発明は前記第１の実施の形態乃至第３の実施の形態に限定されない。
まず、前記第１の実施の形態乃至第３の実施の形態の場合にはサポート部材を１個、３個設けた場合を説明したが、それに限定されるものではなく、２個設ける場合や4個以上設ける場合も考えられる。
また、受け部材の材質は、ＰＯＭの他に含油焼結材料等摺動性が良好な様々な場合が考えられる。
また、緩衝部材の材質は、フェルトや低反発のゴムの他に、その他の布、ゴム、樹脂、ゲル状材料、スポンジ等の多孔質材料等様々な場合が考えられる。
また、ローラの材質は、樹脂の他にゴム、金属、含油焼結材料等様々な場合が考えられる。
また、サポート部材用ベースをアクチュエータのベースと一体とし、サポート部材ガイド用支柱を直接ベースに固着することもできる。
その他、図示した構成はあくまで一例である。

本発明は、ボールねじ軸サポート構造とアクチュエータに係り、特に、設置姿勢の自由度が高く、且つ、簡易でコンパクトな構成によりボールねじ軸の撓みを防止して振動や騒音を抑制し高速に動作できるように工夫したものに関し、例えば、産業用ロボットに好適である。

１アクチュエータ
３ベース
９ボールねじ軸
１７スライダ
２５ボールねじナット
６７コイルバネ（弾性手段）
７１サポート部材
７９サポート部材用ストッパ
８３緩衝部材
１２１磁石
１２３磁石用緩衝部材
２０１アクチュエータ
３０１サポート部材

Claims

ベースと、
上記ベースに対して回転可能に設置されたボールねじ軸と、
上記ボールねじ軸に移動可能に螺合されたボールねじナットと、
上記ベースと上記ボールねじ軸の間に上記ボールねじ軸に離接可能に設置され弾性手段により上記ボールねじ軸に圧接されているとともに上記ボールねじナットの接近により上記弾性手段の付勢力に抗して上記ボールねじ軸から離間されるサポート部材と、
を具備し、
上記ボールねじ軸は磁性体であり、
上記サポート部材には上記ボールねじ軸を吸着する磁石が設けられていて、
上記サポート部材が上記ボールねじ軸の上側になるような姿勢で設置されることを特徴とするボールねじ軸サポート構造。
請求項１記載のボールねじ軸サポート構造において、
上記サポート部材の上記ボールねじ軸側への移動を規制するストッパが設けられていることを特徴とするボールねじ軸サポート構造。
請求項２記載のボールねじ軸サポート構造において、
上記サポート部材と上記ストッパの間には緩衝部材が設置されていることを特徴とするボールねじ軸サポート構造。
請求項１～請求項３の何れかに記載のボールねじ軸サポート構造において、
上記磁石と上記サポート部材の間には緩衝部材が設置されていることを特徴とするボールねじ軸サポート構造。
請求項１～請求項４の何れかに記載のボールねじ軸サポート構造のサポート部材が１個設置されていることを特徴とするアクチュエータ。
請求項１～請求項４の何れかに記載のボールねじ軸サポート構造のサポート部材が複数個設置されていることを特徴とするアクチュエータ。