(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
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。
【請求項２】
前記長穴内において前記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、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２２７６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【発明の効果】
【００１２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本実施形態に係るアクチュエータの平面図である。
【図２】図２は本実施形態に係るアクチュエータの正面図である。
【図３】図３は本実施形態に係るアクチュエータの右側面図である。
【図４】図４は本実施形態に係るアクチュエータの左側面図である。
【図５】図５は本実施形態に係るアクチュエータの底面図である。
【図６】図６は図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】図７は本実施形態に係るアクチュエータに電動モータを取り付けた状態を示す平面図である。
【図８】図８はボールネジナットの他の実施形態を示す一部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【符号の説明】
【００２８】
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
【図１】
0005627220.tif 000002
【図２】
0005627220.tif 000003
【図３】
0005627220.tif 000004
【図４】
0005627220.tif 000005
【図５】
0005627220.tif 000006
【図６】
0005627220.tif 000007
【図７】
0005627220.tif 000008
【図８】
0005627220.tif 000009