TWI518258B - Uniaxial actuator - Google Patents

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Description

單軸致動器
本發明是關於單軸致動器。
組合滾珠螺桿機構與線性引導機構的單軸致動器，具有：垂直於長方向的剖面為U字型的導軌；配置於導軌的U字型凹部內的滑塊；配置在導軌與滑塊之間的複數個滾動體。滑塊內形成有與導軌平行的螺帽，在以螺帽的螺旋溝槽和貫穿螺帽的螺旋溝槽所形成的軌道上，配置有複數個滾珠。
導軌在與滑塊的各側面相對的各內側面，具有構成滾動體的滾動通路的滾動面。滑塊具有：與導軌的滾動面相對而構成滾動通路的滾動面；滾動體的回流通路；及連通回流通路與滾動通路的轉向道。在以滾動通路與回流通路構成的循環路徑內，配置有滾動體。單軸致動器進一步具有使滾珠從軌道的終點回到起點的循環零組件。
並且，單軸致動器藉著螺桿軸的旋轉，透過滾珠將螺桿軸的旋轉力傳達至螺帽，使滾動體在滾動通路 內以負載狀態一邊滾動並於循環路徑內循環，藉以使滑塊沿著導軌移動。
作為如上述之單軸致動器的習知例，在日本專利文獻1及專利文獻2中，揭示有作為滾動體而組入滾子的單軸致動器。使用滾子作為滾動體較使用滾珠的場合，可確保輕量化及小型化並可增加負載容量與剛性。
日本專利文獻1所揭示的單軸致動器是以鑲嵌成形來形成軸承塊的內螺紋部(滑塊的螺帽)。
日本專利文獻2所揭示的單軸致動器為確保低成本且輕量化及小型化，具有DF接觸構造(在形成於各內側面的兩列滾動通路內滾動的滾子列的載重作用線的交點從在於寬度方向較上述滾動通路內側的構造)，並將螺帽直接形成於滑塊。
習知的單軸致動器是使用循環管，形成滾珠從軌道的終點回到起點的滾珠回流路徑。亦即，在滑塊設置沿著與螺桿軸長方向垂直的方向貫穿的貫穿孔，將循環管的腳部插入該貫穿孔內，藉安裝金屬件將循環管固定於滑塊的上面或下面。並且，習知的單軸致動器的螺桿軸的外圍圓的面積形成小於垂直於滑塊之螺桿軸長方向的剖面的面積的20%。
日本專利文獻3中，揭示有：使滾珠螺桿裝置的滾珠回流路徑沿著螺桿軸長方向貫穿螺帽的貫穿孔，及具有與該貫穿孔連接的轉向道而配置在螺帽的螺桿軸長方向兩端部的循環零組件(循環滾子)所構成。又，專利 文獻3中，揭示在循環零組件設置朝螺桿軸長方向的防脫落用突起(接觸於螺帽的徑向內面之處的突起)，將嵌合該突起的凹部設置在螺帽的徑向內面。
並且，只要是滾珠螺桿裝置，也可考慮利用C型開口環構造作為配置在螺帽的螺桿軸長方向兩端部的循環零組件的螺桿軸長方向的防脫落構造。
〔先前專利文獻〕 〔專利文獻〕
[專利文獻1]日本特許第3431354號公報
[專利文獻2]日本特開2010-106934號公報
[專利文獻3]日本特開2003-269565號公報
以單軸致動器將循環管固定於滑塊的下面時，從滑塊的下面突出的場合，在與U字型導軌的底面之間未設置有足夠的空間時循環管會有與導軌接觸之虞。
將循環管設置於滑塊的上面的場合，有在滑塊的上面設有配置循環管的凹部，或使得循環管從滑塊的上面突出，在工件(固定於滑塊上的構件)側設置循環管的排出部的必要。在滑塊的上面設置凹部的方法，會使垂直於滑塊的螺桿軸長方向的剖面形狀變大。在工件側設置排出部的方法會使製造成本上升。
另外，單軸致動器的滑塊，通常具備形成有螺帽的螺旋溝槽的滑塊主體，及固定在上述滑塊主體的螺桿軸長方向外側的端蓋。因此，將循環管在滑塊的上面設置凹部的方法有使得螺桿軸長方向端面接觸於端蓋的必要，所以螺帽的螺旋溝槽的螺桿軸長方向一端部不作為滾珠螺桿機構之滾珠的軌道使用。
本發明的課題是和使用循環管形成單軸致動器的滾珠回流路徑的單軸致動器比較，螺桿軸外圍圓的直徑相同的場合與滑塊的螺桿軸長方向垂直的剖面形狀較小，滑塊的螺桿軸長方向的尺寸相同的場合則會增大負載容量。
為解決上述課題，本發明之一樣態的單軸致動器為使得上述滾珠從上述軌道的終點回到起點的滾珠回流路徑是由上述滑塊沿著上述螺桿軸長方向貫穿的貫穿孔及具有與上述貫穿孔連接的轉向道而配置在上述滑塊的上述螺桿軸長方向兩端部的循環零組件所構成。
亦即，此樣態之單軸致動器具有下述的構成(1)~(4)。
(1)具有：垂直於長方向的剖面為U字型的導軌；配置在上述導軌的U字型凹部內的滑塊；配置在上述導軌與上述滑塊之間的複數個滾動體；在上述滑塊內與上述導軌平行所形成的螺帽；貫穿上述螺帽的螺桿軸；及配置在 上述螺帽的螺旋溝槽與上述螺桿軸的螺旋溝槽所形成軌道之間複數個滾珠。
(2)上述導軌在與上述滑塊的各側面相對的內側面具有構成上述滾動體的滾動通路的滾動面。上述滑塊具有：與導軌的上述滾動面相對並構成上述滾動通路的滾動面；上述滾動體的回流通路；及連通上述回流通路與上述滾動通路的轉向道。在以上述滾動通路與上述回流通路與上述轉向道所構成的循環路徑內配置有上述滾動體。
(3)使上述滾珠從上述軌道的終點回到起點的滾珠回流路徑是以使得上述滑塊沿上述螺桿軸長方向貫穿的貫穿孔，及具有與上述貫穿孔連接的轉向道而配置在上述滑塊的上述螺桿軸長方向兩端部的循環零組件所構成。
(4)上述螺桿軸的旋轉，透過上述滾珠將上述螺桿軸的旋轉力傳達至上述螺帽，使上述滾動體以負載狀態一邊滾動於上述滾動通路一邊在上述循環路徑內循環，藉以使上述滑塊可沿著上述導軌移動。
根據該樣態的單軸致動器，由於使上述滾珠從上述軌道的終點回到起點的循環零組件是配置在上述滑塊的上述螺桿軸長方向的兩端部，所以螺帽的螺旋溝槽的螺桿軸長方向整體被作為滾珠螺桿機構的滾珠的軌道使用。因此，與使用循環管作為循環零組件的場合比較，滑塊的螺桿軸長方向的尺寸相同的場合，可獲得大的負載容量。使用循環管作為循環零組件時，螺帽的螺旋溝槽的螺 桿軸長方向兩端部有不作為滾珠螺桿機構的滾珠的軌道使用的場合。
又，根據此樣態的單軸致動器，由滑塊的上面及下面不存在有循環零組件，所以垂直於滑塊的螺桿軸長方向的剖面形狀不會比循環零組件擴大。因此，可將螺桿軸外圍圓的面積設成垂直於滑塊之螺桿軸長方向的剖面面積的20%以上。
亦即，此一樣態的單軸致動器，可將上述螺桿軸外圍圓的面積S1和以垂直上述螺桿軸長方向的面裁切上述滑塊的剖面的面積S2的關係，設定成滿足S1≧0.2S2。
此樣態的單軸致動器是上述滾動體為滾子，滾動於形成在上述各內側面的兩列的滾動通路的滾子列的載重作用線的交點也可存在於寬方向較上述滾動通路內側的構成。
此樣態的單軸致動器具有下述的構成(5)~(7)的場合，以具有下述的構成(8)為佳，以具有下述的構成(9)更佳。並且，以進一步具有下述的構成(10)為佳。
(5)上述滑塊具有：滑塊主體，及固定在上述滑塊主體的螺桿軸長方向外側的端蓋，上述螺帽的螺旋溝槽是形成在上述滑塊主體。
(6)在上述滑塊主體的螺桿軸長方向端部具備未形成有上述螺旋溝槽的非螺帽部。
(7)在形成有上述螺旋溝槽的螺帽部的內周圍面與 上述非螺帽部的邊界部，形成有嵌合上述循環零組件的循環零組件用凹部，將上述循環零組件嵌合於上述循環零組件用凹部。
(8)具有配置在上述非螺帽部的間隔件，將上述間隔件以接觸狀態配置在上述循環零組件及上述端蓋之間。
(9)具有配置在上述非螺帽部的間隔件，將上述間隔件以彈性變形收縮的狀態配置在上述循環零組件及上述端蓋之間。
(10)在上述非螺帽部形成有嵌合上述間隔件的間隔件用凹部，在上述螺桿軸長方向與上述循環零組件用凹部連續。上述間隔件被嵌合在上述間隔件用凹部。
上述間隔件的材質可舉例如鋁合金、聚縮醛樹脂等的合成樹脂、熱塑性彈性體、橡膠等。
此樣態的單軸致動器在上述滑塊主體具有上述非螺帽部的場合，上述循環零組件被配置於設置在上述螺帽部與上述非螺帽部的邊界部的凹部。亦即，具有上述構成(5)~(7)中的單軸致動器中，上述循環零組件用凹部是位在從上述滑塊主體的螺桿軸長方向端部分開的位置，所以上述循環零組件在螺桿軸長方向有防止和非螺帽部脫離的必要。
其對策是如專利文獻3所示，在上述循環零組件設置螺桿軸長方向的防脫落用突起，採用將此嵌合的防脫落用凹部設置在上述螺帽部的方法時，安裝循環零組 件的凹部是位在從螺桿軸長方向端部分開的位置，因此安裝上述循環零組件的作業困難，在確認是否正確安裝的作業上也困難。
又，採用利用C型開口環的方法時，上述非螺帽部的螺桿軸長方向整體較通常更為擴徑，有形成C型開口環的卡合部的必要。此一方法會使得非螺帽部的厚度變薄，在確保滑塊主體的機械強度的點並不理想。並且，非螺帽部的螺桿軸長方向尺寸一旦較長時，安裝C型開口環的作業困難。
相對於此，具有上述構成(8)時，從上述滑塊主體的非螺帽部側，朝著嵌合於上述循環零組件用凹部的上述循環零組件放入上述間隔件，將上述端蓋固定於上述滑塊主體，藉此防止上述循環零組件在螺桿軸長方向從非螺帽部的脫離。
藉此，安裝上述循環零組件的作業容易且安裝狀態的確認作業容易或不需確認。並且，上述非螺帽部的螺桿軸長方向整體不需較一般擴徑，也可確保滑塊主體的機械強度。並且，進一步具有上述構成(10)，較不具有此一構成的場合，上述循環零組件的安裝作業變得容易，上述間隔件本身的安裝作業也變得容易。
另外，具有構成(9)時，利用上述間隔件的彈性變形，可更為確實地固定上述循環零組件。
此樣態的單軸致動器是以具有以下的構成(11)及(12)的至少其中之一為佳。
(11)構成上述滾珠回流路徑的貫穿孔是在上述滑塊主體的上下方向配置在表示上述螺帽的螺旋溝槽的溝槽底的圓的範圍內。
(12)上述滑塊具有滑塊主體及固定在上述滑塊主體的螺桿軸長方向外側的端蓋，上述螺帽的螺旋溝槽是形成於上述滑塊主體，並在上述滑塊主體形成有嵌入上述循環零組件的凹部，藉上述循環零組件的滾珠擷取方向是與上述滑塊主體的上面平行或垂直。
此樣態的單軸致動器是如上述，使用螺帽的螺旋溝槽的螺桿軸長方向整體作為滾珠螺桿機構的滾珠的軌道，所以和使用循環管形成滾珠螺桿機構的滾珠回流路徑的習知單軸致動器比較，可縮短螺帽的螺桿軸長方向尺寸。因此，該樣態之單軸致動器為具有複數個上述滑塊的構成的場合，可較習知單軸致動器更增長其行程。
根據本發明，與使用循環管形成滾珠螺桿機構的滾珠回流路徑的單軸致動器比較，螺桿軸外圍圓的直徑相同的場合與滑塊的螺桿軸長方向垂直的剖面形狀較小，而滑塊的螺桿軸長方向的尺寸相同的場合則會增大負載容量。
1‧‧‧導軌
11‧‧‧導軌的凹部
12‧‧‧導軌的側部
12a‧‧‧導軌的滾動面
12b‧‧‧導軌的滾動溝槽(滾動面)
13‧‧‧底部
14A,14B‧‧‧導軌的端部
15‧‧‧安裝孔
2‧‧‧滑塊
20‧‧‧滑塊
2A‧‧‧滑塊主體
20A‧‧‧滑塊主體
2B‧‧‧端蓋
2C‧‧‧潤滑劑供應構件
2D‧‧‧側封件
2E‧‧‧滑塊板
21‧‧‧螺帽、螺帽部
22a‧‧‧滑塊的滾動面
22b‧‧‧滑塊的滾動溝槽(滾動面)
23‧‧‧非螺帽部
24‧‧‧貫穿孔(滾珠的回流通路)
25‧‧‧貫穿孔
26‧‧‧缺口部(循環零組件用凹部)
26a‧‧‧凹部(間隔件用凹部)
27‧‧‧凹部(循環零組件用凹部)
27a‧‧‧凹部(間隔件用凹部)
29‧‧‧貫穿孔(滾珠的回流通路)
3‧‧‧螺桿軸
4‧‧‧滾珠
5‧‧‧滾子(滾動體)
51‧‧‧滾子的回流通路
51a‧‧‧套筒
6‧‧‧終端轉向器
61‧‧‧主體
61a‧‧‧轉向道
62‧‧‧固定片
7‧‧‧滾珠(滾動體)
8‧‧‧間隔件
81‧‧‧主體
82‧‧‧突起
第1圖表示第1實施形態的單軸致動器的上視圖。
第2圖為第1圖的側視圖。
第3圖為第1圖的A-A剖視圖。
第4圖表示第1圖的單軸致動器具有終端轉向器的圖，(b)為可看見轉向道的圖，(a)為(b)的左側視圖(後視圖)，(c)為(b)的右側視圖(前視圖)。
第5圖表示從第3圖所示滑塊主體卸下終端轉向器的狀態的單軸致動器的剖視圖。
第6圖為第1實施形態的變形例，表示藉終端轉向器的滾珠擷取方向與滑塊主體的上面成垂直的例(a)，成平行的例(b)，兩條螺紋的例(c)的剖視圖。
第7圖表示第2實施形態的單軸致動器的圖，對應第1圖的A-A剖視圖的圖。
第8圖表示構成第3實施形態的單軸致動器的滑塊主體的螺桿軸長方向一端面的圖。
第9圖表示構成第3實施形態的單軸致動器的滑塊主體的螺桿軸長方向另一端面的圖。
第10圖表示構成第3實施形態的滑塊主體的螺桿軸長方向一端部剖面的圖，相當於第8圖的A-A剖面。
第11圖表示構成第3實施形態的滑塊主體的螺桿軸長方向另一端部剖面的圖，相當於第9圖的A-A剖面。
第12圖表示構成第3實施形態的單軸致動器的間隔件的圖，(b)為對應第4(b)圖的圖，(a)為(b)的左側視圖(後視圖)，(c)為(b)的右側視圖(前視 圖)。
第13圖為說明構成第3實施形態的單軸致動器之滑塊的組裝方法的圖。
以下，針對該發明的實施形態說明。
〔第1實施形態〕
第1~3圖是表示相當於第1實施形態的單軸致動器的上視圖、側視圖、與直線運動方向(螺桿軸長方向)垂直的剖視圖(第1圖的A-A剖視圖)。
如第1~3圖表示，該單軸致動器具備導軌1、滑塊2、螺桿軸3、滾珠4、滾子5及終端轉向器6。
垂直於導軌1的長方向的剖面為U字型，在U字型的凹部11內收納著滑塊2。導軌1是由一對側部12、底部13及端構件14A、14B所成，各側部12的內側面是與滑塊2的各側面相對。在各側部12的內側面形成有構成滾子5的滾動通路的滾動面12a。在導軌1的底部13形成有安裝螺栓插入用的貫穿孔15。貫穿孔15是形成在寬方向與底部13的各側部12的邊界位置。
將滑塊2分割為滑塊主體2A、端蓋2B、潤滑劑供應構件2C及側封件2D。端蓋2B形成有滾子5的轉向道。並在滑塊2上部的寬方向兩側，跨直線運動方向整體，形成有配置在導軌1的側部12上面的滑塊板2E。
滑塊主體2A形成有和導軌1平行貫穿垂直於滑塊主體2A的螺桿軸長方向剖面的中心的內螺紋(螺帽21)。螺帽21是以在滑塊主體2A直接加工螺旋溝槽所形成。
螺桿軸3貫穿螺帽21，在與螺帽21內的螺桿軸3之間配置滾珠4。將螺桿軸3的長度方向兩端自由旋轉地支撐在導軌1的長方向兩端的端構件14A、14B上。螺桿軸3的長度方向一端(第1圖及第2圖向右端突出的部份)在使用時被安裝於馬達上。
滑塊主體2A的各側面，在與導軌1的滾動面12a相對的位置形成有滾動面22a。該等相對的滾動面12a、22a構成滾子5的滾動通路。該滾動通路具有兩對四列，在各側部12的兩列滾動通路滾動的滾子列的負載作用線L1、L2的交點C在寬度方向存在於滾動通路的內側。通過交點C的水平線LC被配置在比螺桿軸3的中心高度(線L3)僅在下方尺寸K的位置。水平線LC與負載作用線L1、L2的角度(接觸角)為45°。
終端轉向器6是如第4圖表示，由主體61及固定片62所構成，在主體61形成有轉向道61a與溝槽61b。
如第5圖表示，塊主體2A形成有沿著螺桿軸長方向貫穿的貫穿孔24、25。貫穿孔25為形成滾子5的回流通路51用的套筒51a插入的孔。貫穿孔24是構成滾珠4回流道的孔，形成於螺帽21的右下部。
並且，滑塊主體2A的螺桿軸長方向兩端面， 在與螺帽21的螺旋溝槽連續包含貫穿孔24的範圍，形成有嵌入終端轉向器6的主體61的缺口部(循環零組件用凹部)26。缺口部26旁邊形成有嵌入終端轉向器6的固定片62的凹部(循環零組件用凹部)27。
將終端轉向器6的主體61嵌合於缺口部26，並使固定片62嵌合於凹部27，藉此將終端轉向器6固定在滑塊主體2A的螺帽21的直線運動方向端部。第3圖表示此狀態。藉以使終端轉向器6的主體61的轉向道61a和滑塊主體2A的回流道24連接。並藉著固定片62對凹部27的嵌合，使終端轉向器6被滑塊主體2A的直線運動方向與螺帽21的徑向及周圍方向所限制，制止主體61在該等方向的旋轉。
螺桿軸3的外圍圓(第3圖以A表示直徑的圓)的面積S1是形成垂直於滑塊主體2A之螺桿軸長方向剖面的面積S2的24%(S1≧0.2S2)。具體而言，直徑A=25mm、面積S1=490.6mm2、面積S2=2075mm2。面積S2在垂直於滑塊主體2A的直線運動方向的剖面中，相當於形成螺帽21外圍圓的圓和滑塊主體2A的外形線所圍繞範圍的面積，不包含滑塊板2E的剖面積。
該直線運動裝置的使用時，導軌1被以利用安裝孔15的螺栓緊固件固定在支撐台上。滑塊2在形成於滑塊主體2A上面的內螺孔28固定著間隔件，並在間隔件的寬方向兩端的上部固定有移動構件。
並且，使馬達動作旋轉螺桿軸3，藉此透過滾珠螺桿 機構(螺帽21、螺桿軸3、滾珠4、終端轉向器6的轉向道61a、滑塊主體2A的貫穿孔24)與線性引導機構(導軌的滾動面12a、滑塊主體2A的滾動面22a、滾子5、滑塊主體2A的回流通路51、端蓋2B的轉向道)，使滑塊2沿著導軌1移動。並伴隨著使移動構件直線移動。
根據該實施形態的單軸致動器，與使用循環管形成滾珠回流路徑的場合不同，滑塊2的上面及下面不存在有終端轉向器6，因此垂直於滑塊2的螺桿軸長方向的剖面形狀變小。並且，螺帽21的螺旋溝槽的螺桿軸長方向整體被作為滾珠螺桿機構的滾珠4的軌道使用。因此，該實施形態的單軸致動器和以往的單軸致動器比較，與螺桿軸3的外圍圓直徑相同場合的滑塊2的螺桿軸長方向垂直的剖面形狀小，與滑塊2的螺桿軸長方向的尺寸相同場合的負載容量會變大。
另外，在各側部12的兩列滾動通路滾動的滾子列的負載作用線的交點C是於寬方向存在於滾動通路的內側(DF接觸構造)，所以調心性優異，施加撬開力產生的力也小。因此，隨著對於滑塊2以另外步驟形成滾子5的滾動面22a與螺帽21的螺旋溝槽(滾珠螺桿的滾珠的滾動溝槽)，即使在兩者產生相對的偏位，可抑制隨施加撬開力所導致壽命的降低。因此，相對於滑塊2不需高精度之滾子5的滾動面22a與螺帽21的螺旋溝槽的相對位置精度，所以不會產生提高成本或生產性降低的問題。並且，由於設接觸角為45°，因此可平衡良好地承受上下 方向及水平方向的負載。
另外，該實施形態的單軸致動器中，兩列的滾動通路的中心高度(線C)被配置在比螺桿軸3的中心高度(線L)的更下方。亦即，滾動面12a、22a的位置是配置在與側部12的底部13的邊界位置附近。因此，滑塊2承受負載，即使在導軌1的側部12產生開式變形的場合，仍可盡可能減小因滾動面12a、22a的傾斜產生滾動面12a、22a與滾子5之接觸部的面壓分佈的偏移或邊緣負載導致的壽命降低。
又，如第5圖表示，構成滾珠回流路徑的貫穿孔24被配置在滑塊主體2A的上下方向表示螺帽21的螺旋溝槽的溝槽底的圓的範圍B內，因此與配置在B的範圍外的場合比較，可以使滑塊主體2A的上下方向尺寸變小。藉此可減小滑塊主體2A的上面與線性引導機構的滾動面22a的距離。又，可使得與滑塊主體的螺桿軸長方向垂直的剖面形狀的左右方向(寬方向)較上下方向具較大的橫長。將此剖面形成橫長，可較縱長的場合提高線性引導機構的剛性。
亦即，根據該實施形態的單軸致動器，貫穿孔24被配置在B的範圍內，與配置在B的範圍外比較可減小滑塊主體2A的上下方向尺寸來形成，所以可提高線性引導機構的剛性。
再者，該實施形態的單軸致動器中，第5圖以線L4表示之終端轉向器6的滾珠擷取方向並非相對於滑塊主體 2A的上面D成平行或垂直。相對於此，第6(a)圖表示的例中，藉終端轉向器6的滾珠擷取方向(線L4)是與滑塊主體2A的上面D成垂直。且在第6(b)圖表示的例中，藉終端轉向器6的滾珠擷取方向(線L4)是與滑塊主體2A的上面D成平行。
藉終端轉向器6的滾珠擷取方向一旦與滑塊主體2A的上面D成平行或垂直時，以機械加工將終端轉向器6嵌入的凹部26、27形成為滑塊主體2A時，由於加工基準取得容易，所以可提升加工的作業性。這不僅是一條螺紋的場合，兩條螺紋或四條螺紋的場合也是同樣。如第6(c)圖表示的例是以兩條螺紋，藉終端轉向器6的滾珠擷取方向是與滑塊主體2A的上面D成垂直的例。
〔第2實施形態〕
第7圖表示的第2實施形態的單軸致動器除了線性引導機構的滾動體不同之外，其他皆與第1實施形態的單軸致動器相同。
第2實施形態中，由於具有滾珠7作為滾動體，在導軌1的側部12的內側面形成滾珠7的滾動溝槽(滾動面)，並在滑塊主體2A形成滾動溝槽(滾動面)。並且，在滑塊主體2A形成朝螺桿軸長方向延伸的貫穿孔29以作為滾珠7的回流通路。
藉此，以導軌1的滾動溝槽12b、滑塊主體2A的滾動溝槽22b、滾珠7、滑塊主體2A的回流通路29及端蓋 2B的轉向道構成單軸致動器的線性引導機構。除此之外的點皆與第1圖的單軸致動器相同。
第7圖的單軸致動器中，螺桿軸3的外圍圓(第7圖以A表示的直徑的圓)的面積S1是成為滑塊主體2A垂直於螺桿軸長方向剖面的面積S2的23%(S1≧0.2S2)。具體而言，直徑A=25mm、面積S1=490.6mm2、面積S2=2117mm2。面積S2在滑塊主體2A垂直於螺桿軸長方向的剖面是相當於以形成螺帽21的內周圍面和滑塊主體2A的外形線所圍繞範圍的面積，不包含滑塊板2E的剖面積。
〔第3實施形態〕
第3實施形態的單軸致動器除了滑塊的構造不同之外，其他皆與第1實施形態的單軸致動器相同。
第8圖表示構成該實施形態的單軸致動器的滑塊主體的前視圖，第9圖表示後視圖。亦即，第8圖是表示該滑塊主體的螺桿軸長方向一端面，第9圖是表示螺桿軸長方向另一端面的圖。第10圖是表示滑塊主體的螺桿軸長方向一端部的剖面的圖，相當於第8圖的A-A剖視圖。第11圖是表示滑塊主體的螺桿軸長方向另一端部的剖面的圖，相當於第9圖的A-A剖視圖。
如第8圖表示，滑塊主體20A的螺桿軸長方向一端部中，表示藉終端轉向器的滾珠擷取方向的線L4是與滑塊主體20A的上面D成垂直。如第9圖表示，滑 塊主體20A的螺桿軸長方向另一端部中，表示藉終端轉向器的滾珠擷取方向的線L4是與滑塊主體20A的上面D成平行。
如第8圖~第12圖表示，滑塊主體20A的螺桿軸長方向的另一端部是未形成有內螺紋(螺旋溝槽)21的非螺紋部23，除此之外的部份是形成有內螺紋21的螺帽部。亦即，該實施形態是在滑塊主體20A的螺桿軸長方向一端部不存在有非螺帽部23。非螺帽部23的內徑是比形成在螺帽部21的螺旋溝槽的溝槽底所成的圓還大。
該實施形態的單軸致動器具有和第1實施形態相同的終端轉向器6及第12圖表示的間隔件8。間隔件8是由對應終端轉向器6的主體61的形狀的主體81，及對應終端轉向器6的固定片62的形狀的突起82所成。間隔件8的前面形狀除不具有溝槽61b之外是與終端轉向器6的前面形狀相同。間隔件8的螺桿軸長方向尺寸是比非螺帽部23的螺桿軸長方向尺寸稍微大。
如第8圖及第10圖表示，在滑塊主體20A的螺桿軸長方向一端面，與螺帽部21的螺旋溝槽連續包含貫穿孔24的範圍，形成有嵌入終端轉向器6的主體61的缺口部(循環零組件用凹部)26。並在螺帽部21的周圍方向缺口部26的鄰近，形成有嵌入終端轉向器6的固定片62的凹部27。
如第9圖及第11圖表示，滑塊主體20A的螺桿軸長方向另一端部中，在與螺帽部21內周圍面的非螺 帽部23的邊界部，形成有嵌入終端轉向器6的主體61的缺口部(循環零組件用凹部)26。並在螺帽部21的周圍方向缺口部26的鄰近，形成有嵌入終端轉向器6的固定片62的凹部27。非螺帽部23的內周圍面，在螺桿軸長方向形成與缺口部26及凹部27連續的間隔件用凹部26a、27a。
滑塊主體20A雖在該等的點與構成第1實施形態的單軸致動器的滑塊主體2A不同，但其他的點則是與滑塊主體2A相同。
在此實施形態的單軸致動器組裝和第1圖表示的單軸致動器相同的滑塊2時，滑塊主體20A的螺桿軸長方向一端部與第1實施形態同樣地，將終端轉向器6的主體61嵌合在缺口部26，並將固定片62嵌合於凹部27，可將終端轉向器6固定在滑塊主體2A的螺帽21的螺桿軸長方向端部。
藉以使終端轉向器6的主體61的轉向道61a與滑塊主體20A的回流道24連接。並且，藉著固定片62對凹部27的嵌合，將終端轉向器6限制在滑塊主體20A的螺桿軸長方向與螺帽21的徑向及周圍方向，使主體61止動於該等方向。
並且，在滑塊主體20A的螺桿軸長方向一端部配置端蓋2B、潤滑劑供應構件2C及側封件2D，以螺栓將該等一體固定在滑塊主體20A的螺桿軸長方向一端面上。為此固定的內螺紋雖是形成於滑塊主體20A的螺桿軸長方向一 端面上，但在第8圖中省略。
在滑塊主體20A的螺桿軸長方向另一端部，以第13圖表示的方法，組入終端轉向器與間隔件。第13(a)圖是表示配置終端轉向器與間隔件之前的滑塊主體的螺桿軸長方向另一端部的剖視圖。第13(b)圖是表示配置終端轉向器與間隔件之後的螺桿軸長方向另一端部的剖視圖。第13(c)圖是表示在滑塊主體的螺桿軸長方向另一端部的外側固定端蓋等的狀態的圖。
首先，從滑塊主體20A的螺桿軸長方向另一端面，將主體61放入非螺帽部23的間隔件用凹部26a，在固定片62放入間隔件用凹部27a的狀態，使終端轉向器6沿著滑塊主體20A的螺桿軸長方向移動至螺帽部21為止。藉此，在螺帽部21的缺口部26與凹部27嵌入終端轉向器6的主體61與固定片62。
接著，從滑塊主體20A的螺桿軸長方向另一端面，將主體81放入非螺帽部23的間隔件用凹部26a，在突起82放入間隔件用凹部27a的狀態，使間隔件8在滑塊主體20A的螺桿軸長方向移動，將間隔件8的主體81與固定片82嵌入非螺帽部31的間隔件用凹部26a、27a。第13(b)圖表示此狀態。
在此狀態下，間隔件8只從滑塊主體20A的螺桿軸長方向另一端面露出尺寸α。並使得終端轉向器6的主體61的轉向道61a與滑塊主體20A的回流道24連接。又，藉著固定片62對凹部27的嵌合，將終端轉向器 6限制在滑塊主體20A的螺桿軸長方向與螺帽21的徑向及周圍方向，使主體61止動於該等方向。
接著，在滑塊主體20A的螺桿軸長方向另一端部配置端蓋2B、潤滑劑供應構件2C及側封件2D，以螺栓將該等一體固定在滑塊主體20A的螺桿軸長方向另一端面上。為此固定的內螺紋雖是形成於滑塊主體20A的螺桿軸長方向另一端面上，但在第9及13圖中省略。第13(c)圖是表示此狀態。
在此狀態下，間隔件8是以彈性變形縮短的狀態配置在終端轉向器6與端蓋2B之間。亦即，間隔件8較終端轉向器6及端蓋2B更容易彈性變形，以可彈性變形尺寸α以上的材料所構成。藉此，該實施形態的單軸致動器藉著間隔件8與端蓋2B，在滑塊主體20A內保持著終端轉向器6使其固定在正確位置的狀態。並且，藉端蓋2B之線性引導機構的轉向道也可保持在正確的位置。
如上述，該實施形態的單軸致動器中，終端轉向器6是使用間隔件8作為在螺桿軸長方向防止從非螺帽部23脫離用的構件。並使用對應終端轉向器6的形狀的間隔件8，設置與嵌入終端轉向器6的凹部26、27連續的凹部26a、27a。
因此，根據該實施形態的單軸致動器，安裝終端轉向器6的作業容易並可不需要安裝狀態的確認作業。且非螺帽部23的螺桿軸長方向整體不需較通常進一步擴徑，也可確保滑塊主體20A的機械強度。
再者，間隔件只要是螺桿軸長方向尺寸對應於非螺帽部，也可以是對應循環零組件的形狀以外的形狀。但是，非螺帽部的螺桿軸長方向尺寸為長的場合，使用對應循環零組件形狀的間隔件設置與循環零組件用凹部連續的間隔件用凹部的一方，安裝終端轉向器的作業變得容易，不需要安裝狀態的確認作業而較為理想。
又，間隔件也可具有朝著螺桿軸長方向彈性變形的螺旋彈簧。另外，間隔件也可以固體潤滑材或潤滑劑供應體所成，將潤滑劑從間隔件供應至滾珠螺桿機構的軌道。
又，該實施形態是如上述，使用一個間隔件8，以間隔件8的螺桿軸長方向尺寸作為滑塊主體20A的非螺帽部23的螺桿軸長方向尺寸+α(間隔件8的彈性變形尺寸)的例。但是，也可使用複數個非螺帽部的螺桿軸長方向尺寸為基準值的滑塊主體用的間隔件來作為非螺帽部的螺桿軸長方向尺寸為基準軸整數倍的滑塊主體用的間隔件。如此一來，較準備非螺帽部的各個螺桿軸長向尺寸不同的間隔件，可降低成本。
又，本實施形態中，非螺帽部23雖僅存在於滑塊主體20A的螺桿軸長方向另一端部，但是本發明也可運用於在螺桿軸長方向兩端部存在有非螺帽部23的場合。
並且，上述各實施形態中，針對具有一個滑塊的單軸致動器已作說明，但本發明也可運用具有兩個以上的滑塊 的單軸致動器。
此外，也可適當組合上述各實施形態及各變形例。
1‧‧‧導軌
2‧‧‧滑塊
2A‧‧‧滑塊主體
2E‧‧‧滑塊板
3‧‧‧螺桿軸
4‧‧‧滾珠
5‧‧‧滾子(滾動體)
6‧‧‧終端轉向器
11‧‧‧導軌的凹部
12‧‧‧導軌的側部
12a‧‧‧導軌的滾動面
14B‧‧‧導軌的端部
15‧‧‧安裝孔
21‧‧‧螺帽、螺帽部
22a‧‧‧滑塊的滾動面
25‧‧‧貫穿孔
26‧‧‧缺口部(循環零組件用凹部)
28‧‧‧內螺孔
51‧‧‧滾子的回流通路
51a‧‧‧套筒
61‧‧‧主體
61b‧‧‧溝槽
62‧‧‧固定片
C‧‧‧交點
L1、L2‧‧‧負載作用線
L3‧‧‧中心高度線
LC‧‧‧水平線
13‧‧‧底部

Claims (6)

  1. 一種單軸致動器，具有：導軌，垂直於長方向的剖面為U字型；滑塊，配置在上述導軌的U字型凹部內；複數個滾動體，配置在上述導軌與上述滑塊之間；螺帽，在上述滑塊內與上述導軌平行所形成；螺桿軸，貫穿上述螺帽；及複數個滾珠，配置在上述螺帽的螺旋溝槽與上述螺桿軸的螺旋溝槽所形成的軌道之間，上述導軌在與上述滑塊的各側面相對的各內側面具有構成上述滾動體的滾動通路的滾動面，上述滑塊，具有：與導軌的上述滾動面相對並構成上述滾動通路的滾動面；上述滾動體的回流通路；及連通上述回流通路與上述滾動通路的轉向道，在以上述滾動通路與上述回流通路與上述轉向道所構成的循環路徑內配置有上述滾動體，使上述滾珠從上述軌道的終點回到起點的滾珠回流路徑是以使得上述滑塊沿上述螺桿軸長方向貫穿的貫穿孔，及具有與上述貫穿孔連接的轉向道而配置在上述滑塊的上述螺桿軸長方向兩端部的循環零組件所構成，上述滑塊，具有：滑塊主體，及固定在上述滑塊主體的螺桿軸長方向外側的端蓋，上述螺帽的螺旋溝槽係形成於上述滑塊主體，在上述滑塊主體的螺桿軸長方向端部具備未形成有上 述螺旋溝槽的非螺帽部，在形成有上述螺旋溝槽的螺帽部的內周圍面與上述非螺帽部的邊界部，形成有嵌合上述循環零組件的循環零組件用凹部，具有將上述循環零組件嵌合於上述循環零組件用凹部，並配置在上述非螺帽部的間隔件，將上述間隔件以接觸狀態配置在上述循環零組件及上述端蓋之間，於上述非螺帽部形成有嵌合上述間隔件的間隔件用凹部，並將上述間隔件嵌合於上述間隔件用凹部，以在上述螺桿軸長方向與上述循環零組件用凹部連續，藉上述螺桿軸的旋轉，透過上述滾珠將上述螺桿軸的旋轉力傳達至上述螺帽，使上述滾動體以負載狀態一邊滾動於上述滾動通路一邊在上述循環路徑內循環，藉以使上述滑塊可沿著上述導軌移動。
  2. 如申請專利範圍第1項記載的單軸致動器，其中，上述滾動體為滾子，滾動於形成在上述各內側面的兩列的滾動通路的滾子列的載重作用線的交點係存在於寬方向較上述滾動通路內側。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項記載的單軸致動器，其中，上述螺桿軸外圍圓的面積S1和以垂直上述螺桿軸長方向的面裁切上述滑塊的剖面的面積S2的關係滿足S1≧0.2S2。
  4. 如申請專利範圍第1項記載的單軸致動器，其中，構成上述滾珠回流路徑的貫穿孔是在上述滑塊主體的上下方向配置於表示上述螺帽的螺旋溝槽之溝槽底的圓的範圍內。
  5. 如申請專利範圍第1項記載的單軸致動器，其中，上述滑塊具有滑塊主體及固定在上述滑塊主體的螺桿軸長方向外側的端蓋，上述螺帽的螺旋溝槽係形成於上述滑塊主體，並在上述滑塊主體形成有嵌入上述循環零組件的凹部，藉上述循環零組件的滾珠擷取方向係與上述滑塊主體的上面平行或垂直。
  6. 如申請專利範圍第1項記載的單軸致動器，其中，具有複數個上述滑塊。
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