(57)【要約】      （修正有）【課題】取付けフランジのフランジ面に対して直交方向にロッドを突き出すことができる電動シリンダを提供する。【解決手段】モータ１によって回転駆動されるねじ軸２には、回転運動を直線運動に変換するナット３が螺合する。ナット３には、ロッド８が結合される。外筒４は、ロッド８が出没できるようにロッド８及びねじ軸２を覆う。外筒４の軸線方向の一方の端部には、ロッド８の直線運動を案内するスプラインナット１０が設けられる。スプラインナットは、締結部材１３によって、外筒４の軸線方向の端面に取り付けられる。ボルト１３の周囲に設けられるクリアランスを利用することで、外筒４に対するスプラインナット１０の半径方向の位置が調整できる。したがって、取付けフランジ１２のフランジ面に対して直交方向にロッド８を突き出すことができる。【選択図】図１
2009058069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ軸と、
前記ねじ軸を回転駆動させる駆動源と、
前記ねじ軸に螺合し、前記ねじ軸の回転運動を直線運動に変換するナットと、
前記ナットに結合されるロッドと、
前記ロッドが出没できるように前記ロッド及び前記ねじ軸を覆う外筒と、
前記外筒の軸線方向の一方の端部に設けられ、前記ロッドの直線運動を案内する直線軸受と、
前記外筒に対する前記直線軸受の半径方向の位置を調整できる直線軸受位置調整機構と、を備える電動シリンダ。
【請求項２】
前記電動シリンダはさらに、
前記外筒の軸線方向の他方の端部に設けられ、前記ねじ軸の回転運動を案内する回転軸受と、
前記外筒に対する前記回転軸受の半径方向の位置を調整できる回転軸受位置調整機構と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の電動シリンダ。
【請求項３】
前記直線軸受位置調整機構は、前記直線軸受のフランジを前記外筒の軸線方向の端面に取り付けるための締結部材を有し、
前記締結部材の周囲と前記直線軸受の前記フランジの締結部材挿入孔との間のクリアランス、及び前記直線軸受と前記外筒との間のクリアランスを利用して、前記外筒に対して前記直線軸受を半径方向に微動させることができることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動シリンダ。
【請求項４】
前記電動シリンダはさらに、前記直線軸受の突部が嵌め込まれる受口を有し、前記外筒を相手部品に取り付けるための取付けフランジを備え、
前記締結部材は、一体化された前記取付けフランジ及び前記直線軸受を前記外筒の軸線方向の端面に取り付けることを特徴とする請求項３に記載の電動シリンダ。
【請求項５】
前記回転軸受位置調整機構は、
前記回転軸受が収容される回転軸受ホルダと、
前記回転軸受ホルダを前記外筒の軸線方向の端面に取り付けるための締結部材と、を有し、
前記締結部材の周囲と前記回転軸受ホルダの締結部材挿入孔との間のクリアランスを利用して、前記外筒に対して前記回転軸受ホルダを半径方向に微動させることができることを特徴とする請求項２に記載の電動シリンダ。
【請求項６】
外筒の軸線方向の一方の端部にロッドが直線運動するのを案内する直線軸受が設けられ、前記外筒の軸線方向の他方の端部にねじ軸が回転するのを案内する回転軸受が設けられ、前記ねじ軸を回転駆動させることによって、前記ねじ軸に螺合するナットに結合された前記ロッドを前記外筒から出没させる電動シリンダのロッド傾き調整方法において、
前記外筒に対する前記直線軸受の半径方向の位置を調整する第一の位置調整工程と、
前記外筒に対する前記回転軸受の半径方向の位置を調整する第二の位置調整工程と、を備える電動シリンダのロッド傾き調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ねじ軸を回転駆動させることによって、ねじ軸に螺合するナットを直線運動させ、ナットに結合されたロッドを外筒から出没させる電動シリンダに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動シリンダのモータには、ボールねじのねじ軸が直結される。ねじ軸には、ねじ軸の回転運動を直線運動に変換するナットが螺合する。ナットには、中空のロッドが結合される。モータがねじ軸を回転させると、ナットがねじ軸に沿って直線運動し、ナットに結合されるロッドが外筒から出没する。
【０００３】
外筒の軸線方向の端部には、ロッドの直線運動を案内するスプラインナットが取り付けられる。外筒の軸線方向の端部には、外筒を相手部品に取り付けるための取付けフランジが設けられる。取付けフランジのフランジ面と外筒の軸線とが直角であり、外筒とロッドとが同軸であるならば、フランジ面に対して直交方向にロッドが突き出る。
【特許文献１】特許第２９３８７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の電動シリンダにあっては、内径が削り込まれた外筒の軸線方向の端部にスプラインナットを直接圧入するか、又は、ホルダで覆われたスプラインナットを外筒の軸線方向の端部に圧入することで、スプラインナットを外筒の端部に取り付けていた。
【０００５】
しかし、外筒に対するスプラインナットの位置が固定されているので、各部品の加工精度が悪いと、公差が累積して、フランジ面に対して直交方向にロッドを突き出すことができなくなる場合があった。特に、外筒が細長くなると、外筒を真っ直ぐに加工するのが困難になり、フランジ面に対して直交方向にロッドを突き出すことが困難であった。
【０００６】
ロッドが斜めに突き出ると、スプラインナットの位置では僅かな誤差でも、ロッドの先端では大きな誤差が生ずる。しかも、ロッドが斜めに突き出ると、スプラインナットやねじ軸の回転運動を案内する軸受に負荷がかかってしまう。
【０００７】
そこで本発明は、取付けフランジのフランジ面に対して直交方向にロッドを突き出すことができる電動シリンダ及び電動シリンダのロッド傾き調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、本発明について説明する。
【０００９】
上記課題を解決するために請求項１に記載の発明は、ねじ軸と、前記ねじ軸を回転駆動させる駆動源と、前記ねじ軸に螺合し、前記ねじ軸の回転運動を直線運動に変換するナットと、前記ナットに結合されるロッドと、前記ロッドが出没できるように前記ロッド及び前記ねじ軸を覆う外筒と、前記外筒の軸線方向の一方の端部に設けられ、前記ロッドの直線運動を案内する直線軸受と、前記外筒に対する前記直線軸受の半径方向の位置を調整できる直線軸受位置調整機構と、を備える電動シリンダである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動シリンダにおいて、前記電動シリンダはさらに、前記外筒の軸線方向の他方の端部に設けられ、前記ねじ軸の回転運動を案内する回転軸受と、前記外筒に対する前記回転軸受の半径方向の位置を調整できる回転軸受位置調整機構と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電動シリンダにおいて、前記直線軸受位置調整機構は、前記直線軸受のフランジを前記外筒の軸線方向の端面に取り付けるための締結部材を有し、前記締結部材の周囲と前記直線軸受の前記フランジの締結部材挿入孔との間のクリアランス、及び前記直線軸受と前記外筒との間のクリアランスを利用して、前記外筒に対して前記直線軸受を半径方向に微動させることができることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の電動シリンダにおいて、前記電動シリンダはさらに、前記直線軸受の突部が嵌め込まれる受口を有し、前記外筒を相手部品に取り付けるための取付けフランジを備え、前記締結部材は、一体化された前記取付けフランジ及び前記直線軸受を前記外筒の軸線方向の端面に取り付けることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の電動シリンダにおいて、前記回転軸受位置調整機構は、前記回転軸受が収容される回転軸受ホルダと、前記回転軸受ホルダを前記外筒の軸線方向の端面に取り付けるための締結部材と、を有し、前記締結部材の周囲と前記回転軸受ホルダの締結部材挿入孔との間のクリアランスを利用して、前記外筒に対して前記回転軸受ホルダを半径方向に微動させることができることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、外筒の軸線方向の一方の端部にロッドが直線運動するのを案内する直線軸受が設けられ、前記外筒の軸線方向の他方の端部にねじ軸が回転するのを案内する回転軸受が設けられ、前記ねじ軸を回転駆動させることによって、前記ねじ軸に螺合するナットに結合された前記ロッドを前記外筒から出没させる電動シリンダのロッド傾き調整方法において、前記外筒に対する前記直線軸受の半径方向の位置を調整する第一の位置調整工程と、前記外筒に対する前記回転軸受の半径方向の位置を調整する第二の位置調整工程と、を備える電動シリンダのロッド傾き調整方法である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、外筒の軸線方向の一方の端部に設けられる直線軸受の半径方向の位置を調整できるので、取付けフランジのフランジ面に対して直交方向にロッドを突き出すことができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、外筒の軸線方向の両端部に設けられる直線軸受及び回転軸受の半径方向の位置を調整できるので、シーソーのように外筒の両端部でロッドの傾きを調整することができる。したがって、フランジ面に対して直交方向にロッドを突き出すことができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、締結部材を緩めることで、外筒に対する直線軸受の半径方向の位置を調整できる一方、締結部材を締めることで、直線軸受のフランジと外筒の軸線方向の端面との間に摩擦力を発生させ、直線軸受を外筒に固定することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、取付けフランジと直線軸受とを一体にすることができるので、取付けフランジのフランジ面に対して直交方向にロッドを突き出すことができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、締結部材を緩めることで、回転軸受が収容される回転軸受ホルダの半径方向の位置を調整できる一方、締結部材を締めることで、回転軸受ホルダと外筒の軸線方向の端面との間に摩擦力を発生させ、回転軸受ホルダを外筒に固定することができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、外筒の軸線方向の両端部に設けられる直線軸受及び回転軸受の半径方向の位置を調整できるので、シーソーのように外筒の両端部でロッドの傾きを調整することができる。したがって、フランジ面に対して直交方向にロッドを突き出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、本発明の第一の実施形態における電動シリンダの断面図を示す。駆動源であるモータ１の出力軸１ａには、ボールねじのねじ軸２が直結される。ねじ軸２には、ねじ軸２の回転運動を直線運動に変換するナット３が螺合する。ナット３には、ねじ軸２のボール転走溝とナット３のボール転走溝との間を転がり運動するボールを循環させる循環部材６が取り付けられる。ねじ軸２の回転運動は、外筒４の軸線方向の端部に設けられた回転軸受５によって案内される。
【００２２】
ナット３には、外筒４から出没できるロッド８が結合される。ロッド８には、中ぐりによって軸線方向に伸びる穴８ａが開けられる。ねじ軸２の先端部は、ロッド８のこの穴８ａに出没する。ロッド８の一端部には、ロッドフランジ８ｂと円筒状の突起８ｃが設けられる。ナット３には、断面がコの字断面のフランジ３ａが一体に形成される。ロッド８の突起８ｃはナット３のフランジ３ａの受口３ｃに嵌まる。この嵌め合いによって、ロッド８とナット３とが同軸になる。ロッドフランジ８ｂは、ボルト９などによってナット３のフランジ３ａに結合される。ロッド８の先端部には、ロッド８を相手部品に取り付けるためのねじ８ｄが加工される。
【００２３】
ロッド８の直線運動は、外筒４の軸線方向の端部に設けられる直線軸受であるスプラインナット１０に案内される。ロッド８の外周面には、軸線方向に伸びる複数本のスプライン溝が加工される。スプラインナット１０は、スプライン溝を転がり運動できる複数のボールを有する。スプラインナット１０は、ロッド８が回転するのを防止する。ロッド８の直線運動に伴って、複数のボールがロッド８のスプライン溝とスプラインナット１０のスプライン溝との間を転がり運動すると共に、スプラインナット１０の循環経路を循環する。ボールを介在させることで、スプラインナット１０とロッド８との間の遊びをなくすことができる。
【００２４】
スプラインナット１０には、その外周の円筒面から張り出す直線軸受のフランジ１０ａが設けられる。直線軸受のフランジ１０ａには、円筒形状の突部１０ｂが設けられる。スプラインナット１０の突部１０ｂが、外筒４を相手部品に取り付けるための取付けフランジ１２の受口１２ａに嵌め込まれる。スプラインナット１０と取付けフランジ１２とは、インロー構造によって一体化される。一体化されたスプラインナット１０と取付けフランジ１２は、締結部材であるボルト１３によって外筒４の端面に固定される。ボルト１３を締め付ければ、摩擦力によってスプラインナット１０及び取付けフランジ１２が外筒４の端面に固定される。
【００２５】
図２は、一体化されたスプラインナット１０と取付けフランジ１２の詳細図を示す。スプラインナット１０は外筒４に圧入されてはいない。スプラインナット１０の外周面と外筒４の内周面との間には、クリアランスＣ１が設けられる。ボルト１３の周囲とスプラインナット１０のフランジのボルト挿入孔１０ｃとの間、及びボルト１３の周囲と取付けフランジ１２のボルト挿入孔１２ｂとの間にも、クリアランスＣ２が設けられる。ボルト１３を緩めると、一体化されたスプラインナット１０及び取付けフランジ１２を外筒４の半径方向に微動させることができる。これらのクリアランスＣ１，Ｃ２を調整代として利用して、外筒４に対するスプラインナット１０の半径方向の位置を調整することができる。ここで、締結部材であるボルト１３，クリアランスＣ１，Ｃ２によって、外筒４に対するスプラインナット１０の半径方向の位置を調整できる直線軸受位置調整機構が構成される。
【００２６】
図３は、回転軸受５が収容される回転軸受ホルダ１６を示す。断面がコの字形の回転軸受ホルダ１６には、回転軸受５である例えば三列の玉軸受が入れられる。回転軸受５は押さえ蓋１７によって回転軸受ホルダ１６内に押し込まれる。押さえ蓋１７には、モータ１が結合される。押さえ蓋１７及び回転軸受ホルダ１６には、締結部材であるボルト１８が貫通する馬鹿穴１６ａ，１７ａが開けられる。ボルト１８の周囲と回転軸受ホルダ１６及び押さえ蓋１７の馬鹿穴１６ａ、１７ａとの間には、クリアランスＣ３が設けられる。ボルト１８を緩めると、回転軸受ホルダ１６をクリアランスＣ３を調整代として半径方向に微動させることができる。ボルト１８を締め込むと、摩擦力によって回転軸受ホルダ１６を外筒４の端面に固定することができる。ここで、締結部材であるボルト１８、クリアランスＣ３によって、外筒４に対する回転軸受５の半径方向の位置を調整できる回転軸受位置調整機構が構成される。
【００２７】
図４には、外筒４及び外筒４の軸線方向の両端面に締結されたボルト１３，１８が黒塗りで示される。外筒４のスプラインナット１０側のボルト１３を緩めると、外筒４に対するスプラインナット１０の半径方向の位置を調整することができる。また外筒４の回転軸受側のボルト１８を緩めると、外筒４に対する回転軸受５の半径方向の位置を調整することができる。したがって、ロッド８の突き出し角度を変化させることができる。また、スプラインナット１０及び回転軸受５を同方向にずらせば、ロッド８を平行移動させることができる。外筒４に対するスプラインナット１０及び回転軸受５の半径方向の調整量を異ならせれば、ナット３とロッド８とが偏心して結合されている場合にも対応できる。
【００２８】
以下に電動シリンダのロッド傾き調整方法を説明する。外筒４に対してスプラインナット１０及び回転軸受５が同軸になるように電動シリンダを組み立てた後、実際にロッド８を突き出してみる。例えば、ロッド８が下向きに傾いている場合には、ボルト１３を半緩み状態にし、ハンマーなどで取付けフランジ１２を叩き、スプラインナット１０の位置を上方向に補正する。そして、ロッド８を突き出してみる。補正しきれなかったら、回転軸受５側のボルト１８を半緩み状態にし、ハンマーなどで回転軸受ホルダ１６を下方向に移動させる。取付けフランジ１２のフランジ面に対してロッド８が直交する方向に突き出るのが確認できたら、スプラインナット１０側及び回転軸受５側のボルトを閉める。以上によりロッド８の傾きを調整することが可能になる。
【００２９】
図５及び図６は、本発明の第二の実施形態の電動シリンダを示す。この実施形態の電動シリンダにおいては、直線軸受として、スプラインナット１０の替わりにすべり軸受が設けられる。ねじ軸２、ナット３、ロッド８、回転軸受５、回転軸受ホルダ１６、押さえ蓋１７、モータ１の構造は同一なので、同一の符号を附してその説明を省略する。
【００３０】
図５に示されるように、すべり軸受け２１は、断面がコの字形の直線軸受ホルダ２２に収容される。すべり軸受２１の内周面には、ロッド８のスプライン溝に嵌まる突条が設けられる。すべり軸受２１は、ロッド８の回転を防止しつつロッド８が直線運動するのを案内する。直線軸受ホルダ２２に収容されたすべり軸受２１は押さえ蓋２３によって塞がれる。直線軸受ホルダ２２には取付けフランジ２２ａが一体に形成される。
【００３１】
図６に示されるように、直線軸受ホルダ２２は、締結部材であるボルト２４によって外筒４の端面に取り付けられる。ボルト２４の周囲と直線軸受ホルダ２２のボルト挿入孔２２ｂとの間には、クリアランスＣ４が設けられる。ボルト２４を緩めると、クリアランスを利用して直線軸受ホルダ２２を半径方向に微動させることができる。ボルト２４を締めると、摩擦力によって直線軸受ホルダ２２を外筒４に固定できる。ここで、締結部材であるボルト２４、クリアランスＣ４によって、外筒４に対するすべり軸受２４の半径方向の位置を調整できる直線軸受位置調整機構が構成される。
【００３２】
なお、本発明は上記実施形態に具現化されるのに限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々変更可能である。例えば、ロッドが取り付けられる相手部品が回り止めされているときには、ロッドの外周面にスプライン溝を加工する必要はなく、ロッドの外周面は真円の円筒形状でよい。さらに、スプラインナットの替わりに、ローラを使用した直線軸受（ローラでロッドの回転を防止しつつロッドの直線運動を案内する直線軸受）を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第一の実施形態の電動シリンダの断面図
【図２】スプラインナット及び取付けフランジの詳細断面図
【図３】回転軸受及び回転軸受ホルダの詳細断面図
【図４】電動シリンダの断面図（外筒及び外筒の両側のボルトを黒塗りで示す）
【図５】本発明の第二の実施形態の電動シリンダの断面図
【図６】すべり軸受及び直線軸受ホルダの詳細図
【符号の説明】
【００３４】
１…モータ（駆動源）
２…ねじ軸
３…ナット
４…外筒
５…回転軸受
８…ロッド
１０…スプラインナット（直線軸受）
１０ａ…直線軸受のフランジ
１０ｃ…ボルト挿入孔（締結部材挿入孔）
１２…取付けフランジ
１２ａ…受口
１２ｂ…ボルト挿入孔（締結部材挿入孔）
１３，１８，２４…ボルト（締結部材）
１６…回転軸受ホルダ
１７…押さえ蓋
２１…すべり軸受
２２…直線軸受ホルダ
２２ｂ…ボルト挿入孔（締結部材挿入孔）
Ｃ１〜Ｃ４…クリアランス
【図１】
2009058069.tif 000003
【図２】
2009058069.tif 000004
【図３】
2009058069.tif 000005
【図４】
2009058069.tif 000006
【図５】
2009058069.tif 000007
【図６】
2009058069.tif 000008