(57)【要約】  【課題】ジャックスクリュ機構の機能を損なうことなく、低コスト化及び軽量化を図ることができるリニアアクチュエータを提供する。  【解決手段】ジャックスクリュ機構３が、ジャックスクリュ３１と、ジャックスクリュ３１に螺合し且つジャックスクリュ３１の回転に従動して進退動作可能なナット体３２と、ジャックスクリュ３１及びナット体３２を内部空間に収容し得るガイドハウジング３３とを備えてなり、ナット体３２に、ジャックスクリュ３１の軸方向と略直交する第１軸３２１ａ、第２軸３２１ｂを中心に転動可能な第１ベアリング３２１Ａ、第２ベアリング３２１Ｂを設けるとともに、ガイドハウジング３３に、第１ベアリング３２１Ａ、第２ベアリング３２１Ｂの外周面にそれぞれ添接し且つナット体３２の進退動作を案内する第１ガイド溝３３Ａ、第２ガイド溝３３Ｂを設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、当該モータの回転運動を直線運動に変換する運動変換機構とを具備してなるリニアアクチュエータであって、
前記運動変換機構が、ねじ軸と、当該ねじ軸に螺合し且つねじ軸の回転に従動して進退動作可能なナット体と、前記ねじ軸及びナット体を内部空間に収容し得るガイドハウジングとを備えたものであり、
前記ナット体に、前記ねじ軸の軸方向と略直交する軸を中心に転動可能な転動体を設けるとともに、前記ガイドハウジングに、前記転動体の外周面に添接し且つ前記ナット体の進退動作を案内するガイド溝を設けたことを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項２】
前記転動体がベアリングである請求項１記載のリニアアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニア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、高負荷に対応可能なリニアアクチュエータとして、電動モータと、電動モータの回転運動を直線運動に変換する運動変換機構（例えばジャックスクリュ機構）とを備えたものが知られている。
【０００３】
その一例として、ジャックスクリュに係合可能なナット体の外周面、及びナット体の外周面と添接し得るガイドハウジングの内周面に、それぞれスプライン加工を施し、このスプライン嵌合を利用して、ナット体がジャックスクリュの回転に従動してジャックスクリュの軸方向に沿って進退動作するようにした態様が挙げられる。なお、このような従来技術は、現場において適宜実施されるものであり、特許文献などとして開示されているものはない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のものは、ナット体の外周面及びガイドハウジングの内周面にそれぞれスプラインを加工しなければならず、加工コストが嵩む上に、高い加工精度が要求されるという問題があった。さらに、高負荷にも耐え得るように、ガイドハウジングをステンレス鋼等の鋼材から成形しなければならず、リニアアクチュエータ全体の重量化を招来するという問題も発生していた。
【０００５】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、主たる目的は、運動変換機構の機能を損なうことなく、低コスト化及び軽量化を図ることができるリニアアクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本発明のリニアアクチュエータは、モータと、当該モータの回転運動を直線運動に変換する運動変換機構とを具備してなるものであって、前記運動変換機構が、ねじ軸と、当該ねじ軸に螺合し且つねじ軸の回転に従動して進退動作可能なナット体と、前記ねじ軸及びナット体を内部空間に収容し得るガイドハウジングとを備えたものであり、前記ナット体に、前記ねじ軸の軸方向と略直交する軸を中心に転動可能な転動体を設けるとともに、前記ガイドハウジングに、前記転動体の外周面に添接し且つ前記ナット体の進退動作を案内するガイド溝を設けたことを特徴とする。
【０００７】
このようなものであれば、ガイドハウジングに設けたガイド溝に、転動体を添接させた状態で転動させながらナット体を進退移動させるようにしているため、従来のように、ナット体の外周面及びガイドハウジングの内周面にそれぞれスプライン加工を施す必要がなく、加工コストを有効に抑えることができるとともに、ガイドハウジングにガイド溝を形成する態様であるため、ガイドハウジングにスプラインを加工する態様と比較して、加工容易性の点においても優れたものとなる。さらに、高負荷で作動させた場合にナット体及びガイド溝に過大な面圧が作用するが、転動体をガイド溝に添接した状態で転動させることによって、ナット体をガイド溝に直接接触させた状態で進退動作させる態様と比較して、ナット体及びガイド溝に作用する負荷を効果的に軽減することができ、その結果、ガイドハウジングを、鋼材以外の素材、例えばアルミニウムから成形することが可能となり、アクチュエータ全体の軽量化をも図ることができる。
【０００８】
特に好適な実施態様としては、転動体としてベアリングを適用した態様が挙げられる。これにより、ナット体の直線運動をさらに円滑なものとすることが可能である。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように本発明によれば、運動変換機構の機能を損なうことなく、低コスト化及び軽量化を図ることが可能なリニアアクチュエータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１１】
本実施形態に係るリニアアクチュエータ１は、図１に示すように、モータ２と、モータ２の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構（ジャックスクリュ機構３）とを備えたものである。本実施形態では、モータ２として、電動モータを適用している。すなわち、本実施形態に係るリニアアクチュエータ１は、電動リニアアクチュエータである。また、本実施形態では、運動変換機構として、本発明のねじ軸たるジャックスクリュ３１を備えたジャックスクリュ機構３を適用している。
【００１２】
電動モータ２は、モータ本体２１と、モータ本体２１の一端面から突出し軸回りに回転する回転軸とを備えたものである。そして、この回転軸の回転を、図示しない一又は複数の歯車からなる減速機構で減速してジャックスクリュ機構３へ出力するようにしている。
【００１３】
ジャックスクリュ機構３は、減速機構の終端に接続され、出力軸として機能するジャックスクリュ３１と、ジャックスクリュ３１に螺合した状態でジャックスクリュ３１の回転に従動して進退動作可能なナット体３２と、ジャックスクリュ３１及びナット体３２を内部空間に収容し得るガイドハウジング３３とを備えたものである。
【００１４】
ジャックスクリュ３１は、外周面に雄ねじを切ったものであり、ジャックスクリュ用軸受け３１ａに回転可能に支持されている。そして、減速機構の終端に接続された部位がジャックスクリュ機構３１の入力端に相当する。
【００１５】
ナット体３２は、内周面にジャックスクリュ３１の雄ねじに螺合可能な雌ねじを切ったナット本体３２１と、ナット本体３２１に一体又は一体的に設けられ、筒状の内部空間にジャックスクリュ３１を収容し得るチューブ状部３２２とを備えたものである。図１では、ナット本体３２１とチューブ状部３２２とを一体に有するナット体３２を図示している。
【００１６】
しかして、ナット本体３２１に、ジャックスクリュ３１の軸方向（換言すればナット体３２の進退方向）と略直交する軸を中心に転動可能な転動体たるベアリング（第１ベアリング３２１Ａ、第２ベアリング３２１Ｂ）を設けている。本実施形態では、ナット本体３２１に、上方（モータ２側）に向かって延びる第１軸３２１ａと、下方（反モータ２側）に向かって延びる第２軸３２１ｂとを設け、これら各軸（第１軸３２１ａ、第２軸３２１ｂ）にそれぞれ単一のベアリング（第１ベアリング３２１Ａ、第２ベアリング３２１Ｂ）を回転可能に支持させている。すなわち、本実施形態では、ナット本体３２１に、上下一対のベアリング（第１ベアリング３２１Ａ、第２ベアリング３２１Ｂ）を設けている。
【００１７】
ガイドハウジング３３は、例えばアルミニウム素材からなり、ナット体３２に設けた第１ベアリング３２１Ａ、第２ベアリング３２１Ｂの外周面にそれぞれ添接し得る第１ガイド溝３３Ａ、第２ガイド溝３３Ｂを長手方向（換言すればナット体３２の進退方向）に沿って形成したものである。そして、ベアリング（第１ベアリング３２１Ａ、第２ベアリング３２１Ｂ）とガイド溝（第１ガイド溝３３Ａ、第２ガイド溝３３Ｂ）とによってナット体３２の直線運動をガイドするリニアガイド機構を構成している。
【００１８】
第１ガイド溝３３Ａは相互に対向する対向壁３３ａを有し、第２ガイド溝３３Ｂは相互に対向する対向壁３３ｂを有し、これら対をなす対向壁３３ａ同士、対向壁３３ｂ同士の離間寸法を、ベアリング（第１ベアリング３２１Ａ、第２ベアリング３２１Ｂ）の直径と略同一又は若干大きく設定している。本実施形態では、第１ガイド溝３３Ａの上方を、上壁３３１によって閉塞している一方、第２ガイド溝３３Ｂは、下方に開口しており、この下方開口部をカバー４によって閉塞可能にしている（図１参照）。
【００１９】
次に、本実施形態に係るリニアアクチュエータ１の動作について説明する。
【００２０】
電動モータ２からの出力は減速機で減速された後にジャックスクリュ機構３に伝達され、電動モータ２の回転軸の正転運動、又は逆転運動に対応してナット体３２が、第１ベアリング３２１Ａ及び第２ベアリング３２１Ｂをガイドハウジング３３に形成した第１ガイド溝３３Ａ及び第２ガイド溝３３Ｂにそれぞれ案内させながらジャックスクリュ３１の軸方向に沿って直線運動する。より具体的には、第１ベアリング３２１Ａ及び第２ベアリング３２１Ｂが、それぞれの外周面を第１ガイド溝３３Ａ、第２ガイド溝３３Ｂに添接した状態で転動しながらスライドすることにより、負荷によるジャックスクリュ３１のトルクリアクションを受け止め、ナット体３２の直線運動がスムーズ且つ適切にガイドされる。
【００２１】
このように、本実施形態に係るリニアアクチュエータ１は、ナット体３２に、ジャックスクリュ３１の軸方向、すなわちナット体３２の進退方向と略直交する軸（第１軸３２１ａ、第２軸３２１ｂ）を中心に転動可能なベアリング（第１ベアリング３２１Ａ、第２ベアリング３２１Ｂ）を設けるとともに、ガイドハウジング３３に、ベアリング（第１ベアリング３２１Ａ、第２ベアリング３２１Ｂ）の外周面に添接し且つナット体３２の進退動作を案内するガイド溝（第１ガイド溝３３Ａ、第２ガイド溝３３Ｂ）を設け、ベアリング（第１ベアリング３２１Ａ、第２ベアリング３２１Ｂ）とガイド溝（第１ガイド溝３３Ａ、第２ガイド溝３３Ｂ）とによってナット体３２の直線運動をガイドするリニアガイド機構を構成しているため、従来のように、ナット体の外周面及びガイドハウジングの内周面にそれぞれスプライン加工を施す必要がなく、加工コストを抑えることができるとともに、ジャックスクリュ３１の回転動作時に生じる負荷を、ガイド溝（第１ガイド溝３３Ａ、第２ガイド溝３３Ｂ）に沿って転動するベアリング（第１ベアリング３２１Ａ、第２ベアリング３２１Ｂ）の外周面と、ガイド溝（第１ガイド溝３３Ａ、第２ガイド溝３３Ｂ）の対向壁（対向壁３３ａ、対向壁３３ｂ）との面同士の接触で受けるようにしているため、ガイド溝（第１ガイド溝３３Ａ、第２ガイド溝３３Ｂ）自体に掛かる負荷を効果的に軽減することができ、その結果、ガイドハウジング３３を、鋼材以外の素材、例えばアルミニウムから成形することも可能となり、アクチュエータ１全体の軽量化をも図ることができる。
【００２２】
特に、本実施形態では、ガイド溝（第１ガイド溝３３Ａ、第２ガイド溝３３Ｂ）に沿って転動する転動体としてベアリング（第１ベアリング３２１Ａ、第２ベアリング３２１Ｂ）を適用しているため、ガイド溝（第１ガイド溝３３Ａ、第２ガイド溝３３Ｂ）に沿ったナット体３２の直線運動をより円滑なものとすることができる。
【００２３】
なお、本発明は、以上に詳述した実施形態に限られるものではない。
【００２４】
例えば、前記実施形態では、モータの回転運動を直線運動に変換する運動変換機構として、ジャックスクリュ機構を適用した態様を例示したが、ジャックスクリュ機構に代えてボールスクリュ機構を適用しても構わない。また、モータとして、電動以外のもの、例えば空気圧や油圧を駆動源とするモータを適用してもよい。
【００２５】
また、転動体として、ベアリングに代えて、戸車を用いてもよい。
【００２６】
また、一のガイド溝に、複数の転動体を転動させる態様や、或いはガイドハウジングに１又は３以上のガイド溝を設けた態様であっても構わない。この場合、各ガイド溝には少なくとも１以上の転動体を転動させるようにしておけばよい。
【００２７】
さらに、ガイドハウジングは、軽量化の観点から、鋼材以外の素材からなるものが好ましいことは上述した通りであり、その素材として、アルミニウム以外の素材を適用しても構わない。
【００２８】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係るリニアアクチュエータを一部破断して模式的に示す全体概略図。
【図２】図１のｘ方向矢視図であってカバーを取り付けていない状態を模式的に示す図。
【符号の説明】
【００３０】
１…リニアアクチュエータ
２…モータ（電動モータ）
３…運動変換機構（ジャックスクリュ機構）
３１…ねじ軸（ジャックスクリュ）
３２…ナット体
３２１ａ、３２１ｂ…軸（第１軸、第２軸）
３２１Ａ、３２１Ｂ…転動体（第１ベアリング、第２ベアリング）
３３…ガイドハウジング
３３Ａ、３３Ｂ…ガイド溝（第１ガイド溝、第２ガイド溝）
４…カバー
【図１】
2009008162.tif 000003
【図２】
2009008162.tif 000004