JP2003206926A - 一軸アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 潤滑剤を外部から補給することが容易な潤滑
剤供給手段を備え且つ構成が簡易な一軸アクチュエータ
を提供する。 【解決手段】 潤滑剤を含浸させたフェルト材３０を備
える潤滑剤供給装置２５を、スライダ１２の軸方向両端
部に取り付けた。フェルト材３０は突起３０ａ，３０ｂ
を有していて、突起３０ａが案内レール１１の転動体転
動溝１１ａに接触して潤滑剤を供給し、突起３０ｂがね
じ軸１３の外周面に接触して潤滑剤を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、潤滑剤供給手段を
備えた一軸アクチュエータに係り、特に、潤滑剤により
環境が汚染されることを嫌うような場所や、メンテナン
スを行うことが困難又は不可能な場所に好適に使用可能
な一軸アクチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】直動案内軸受とねじ式送り装置とを一体
化してなる一軸アクチュエータは、グリース等の潤滑剤
で潤滑を行う必要があり、例えば特開平９−３１７８３
９号公報には、潤滑剤供給装置を備えた一軸アクチュエ
ータが開示されている。なお、本明細書においては、説
明の便宜上、一軸アクチュエータの直動案内軸受の部分
をリニアガイド部、ねじ式送り装置の部分をボールねじ
部と称する。

【０００３】前記公報に記載の一軸アクチュエータにお
いては、潤滑剤供給装置は潤滑剤を含有するゴム又は合
成樹脂で構成されており、弾性体の付勢力で案内レール
及びねじ軸に常時押し付けられている。そして、これに
より潤滑剤供給装置から案内レール及びねじ軸に潤滑剤
が供給されて、リニアガイド部及びボールねじ部の潤滑
が行われるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報に記載の一軸アクチュエータにおいては、潤滑剤供給
装置を案内レール及びねじ軸に常時押し付けるためにバ
ネ等の弾性体を用いているので、一軸アクチュエータの
構造が複雑となって、その製造に時間やコストを要する
傾向があった。また、前記公報に記載の潤滑剤供給装置
は、潤滑剤を含有するゴム又は合成樹脂で構成されてい
るので、消費された分の潤滑剤を外部から潤滑剤供給装
置に補給することは困難である。よって、使用条件が過
酷なため含有する潤滑剤を全て消費した場合は、新規な
潤滑剤供給装置と交換する必要があった。

【０００５】そこで、本発明は、上記のような従来の一
軸アクチュエータが有する問題点を解決し、潤滑剤を外
部から補給することが容易な潤滑剤供給手段を備え且つ
構成が簡易な一軸アクチュエータを提供することを課題
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発
明に係る請求項１の一軸アクチュエータは、軸方向に延
びる転動体転動溝を相対する内側面に有する断面略凹字
状の案内レールと、前記案内レールの内側に軸方向に対
して平行に配設され螺旋状のねじ溝を外周面に有するね
じ軸と、前記案内レールの転動体転動溝に対向する転動
体転動溝を有し前記ねじ軸に螺合されたスライダと、対
向する前記両転動体転動溝の間に転動自在に介在された
複数の転動体と、を備えていて、前記スライダが前記転
動体の転動を介して前記案内レールに沿って相対移動可
能とされた一軸アクチュエータにおいて、潤滑剤を含浸
させたフェルト材を備えるとともに被潤滑部位に潤滑剤
を供給する潤滑剤供給手段を、前記スライダに設けたこ
とを特徴とする。

【０００７】また、本発明に係る請求項２の一軸アクチ
ュエータは、請求項１に記載の一軸アクチュエータにお
いて、前記フェルト材は、前記案内レールの内側面と前
記案内レールの転動体転動溝との少なくとも一方及び／
又は前記ねじ軸の外周面と前記ねじ溝との少なくとも一
方に接触して前記潤滑剤を供給する接触部を有すること
を特徴とする。さらに、本発明に係る請求項３の一軸ア
クチュエータは、請求項２に記載の一軸アクチュエータ
において、前記潤滑剤供給手段は、前記フェルト材と前
記フェルト材を収納する容器とを備え、前記フェルト材
の前記接触部が前記容器の外部に突出していることを特
徴とする。

【０００８】このような構成であれば、フェルト材に含
浸された潤滑剤が被潤滑部位に自動的且つ継続的に供給
されるから、外部から一軸アクチュエータへ潤滑剤を定
期的に供給（以降はメンテナンスと記す）しなくても、
長期間にわたって十分且つ安定的な潤滑を行うことが可
能である。また、メンテナンスを行う際には一軸アクチ
ュエータの周辺環境が潤滑剤で汚染されやすいが、本発
明の一軸アクチュエータはメンテナンスを行う必要がな
いので、周辺環境が潤滑剤で汚染されるおそれがない。
よって、本発明の一軸アクチュエータは、潤滑剤により
環境が汚染されることを嫌うような場所や、メンテナン
スを行うことが困難又は不可能な場所に好適に使用可能
である。

【０００９】さらに、メンテナンスを行う必要がないの
で、そのための人件費がかからないという利点を有す
る。また、被潤滑部位に接触して潤滑剤を供給する潤滑
剤供給手段を、弾性を有するフェルト材で構成したの
で、別途弾性体を用いるというような複雑な機構（前述
の従来技術を参照）を用いなくても、フェルト材の弾性
によってフェルト材の接触部を被潤滑部位に適正に接触
させることが可能である。

【００１０】よって、本発明の一軸アクチュエータは、
転動体の転動を介して相対移動するスライダ及び案内レ
ールで構成されるリニアガイド部とねじ軸及びスライダ
で構成されるボールねじ部との両方の潤滑を、前述のよ
うな簡易な機構によって一括して行うことができるの
で、一軸アクチュエータの構造が簡易である。したがっ
て、本発明の一軸アクチュエータは、短時間且つ低コス
トで製造することができる。

【００１１】さらに、フェルト材は繊維質素材であるた
めに、潤滑剤を接触させることによって容易に潤滑剤を
含浸させることが可能である。よって、長期間にわたる
使用等によりフェルト材に含浸された潤滑剤が消費され
た場合には、外部から潤滑剤供給手段に潤滑剤を補給す
ることが可能である。したがって、潤滑剤供給手段を新
規なものと交換することなく、潤滑剤を補給しつつ継続
的に使用することができるから、一軸アクチュエータの
ランニングコストを低減することができる。

【００１２】なお、潤滑剤を接触させることによって容
易に潤滑剤を含浸させることが可能で、且つ弾性を有す
るような素材であれば、フェルト材に限らず他の素材を
用いて潤滑剤供給手段を構成することも可能である。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明に係る一軸アクチュエータ
の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１
は、本発明に係る一軸アクチュエータの一実施形態の構
成を説明する一部を破断して示した斜視図である。ま
た、図２は、図１の一軸アクチュエータを軸方向に垂直
な面で破断したときの断面図である。本実施形態の一軸
アクチュエータは、転動体１５の転動を介して相対移動
するスライダ１２及び案内レール１１で構成されるリニ
アガイド部と、ねじ軸１３及びスライダ１２で構成され
るボールねじ部と、これらリニアガイド部及びボールね
じ部の被潤滑部位に潤滑剤を供給して一軸アクチュエー
タの潤滑を行う潤滑剤供給装置（潤滑剤供給手段）２５
と、を備えている。以下に、その構成を詳細に説明す
る。

【００１４】軸方向に延びる案内レール１１は断面が略
凹字状で、その内側の幅方向の中央部には、断面円弧状
の螺旋状のねじ溝１３ａを外周面に有するねじ軸１３
が、軸方向に対して平行に配設されている。そして、こ
のねじ軸１３は、案内レール１１の軸方向両端に固定さ
れたサポートユニット１７，１７によって、正逆両方向
に回転可能に支持されている。また、案内レール１１の
内側には直方体状のスライダ１２が配されていて、多数
の転動体１４を介してねじ軸１３に螺合されている。す
なわち、ねじ軸１３が挿通されているスライダ１２の穴
の内周面には、断面円弧状の螺旋状のねじ溝１２ａが形
成され、ねじ軸１３のねじ溝１３ａと対向しており、両
ねじ溝１２ａ，１３ａで形成される断面ほぼ円形の螺旋
状の第一転動体転動路２１内には、例えば鋼球からなる
多数の転動体１４が転動自在に装填されている。なお、
スライダ１２は、スライダ本体１２Ａと、その軸方向両
端部に着脱可能に取り付けられたエンドキャップ１２
Ｂ，１２Ｂと、で構成されている。

【００１５】さらに、案内レール１１の相対する内側面
には、軸方向に延びるゴシックアーク状（断面が中心の
異なる２つの同一円弧を組合せた略Ｖ字状）の転動体転
動溝１１ａ，１１ａが備えられ、また、スライダ１２の
両側面には、案内レール１１の転動体転動溝１１ａ，１
１ａに対向する転動体転動溝１２ｂ，１２ｂが備えられ
ており、案内レール１１の転動体転動溝１１ａとスライ
ダ１２の転動体転動溝１２ｂとで第二転動体転動路２
２，２２が形成されている。

【００１６】さらにまた、スライダ１２の内部には、第
二転動体転動路２２と平行をなして軸方向に貫通する断
面円形の貫通孔からなる転動体戻し路２３，２３がそれ
ぞれ形成されている。さらに、スライダ１２の軸方向両
端に備えられたエンドキャップ１２Ｂ，１２Ｂには、第
二転動体転動路２２とこれに対応する転動体戻し路２３
とを連通させる図示されない湾曲路が形成されており、
これら第二転動体転動路２２と転動体戻し路２３と両端
の前記湾曲路とで、転動体の循環路が形成されている。
この転動体の循環路内には、例えば鋼球からなる多数の
転動体１５が転動自在に装填されている。

【００１７】ねじ軸１３を回転させると、これに螺合す
るスライダ１２は、第二転動体転動路２２内の転動体１
５の転動を介して軸方向に滑らかに移動する。この移動
時には、第二転動体転動路２２内の転動体１５は前記循
環路内を転動しつつ無限循環する。このような一軸アク
チュエータのスライダ１２の軸方向両端部（エンドキャ
ップ１２Ｂのさらに外側）には、前記リニアガイド部と
前記ボールねじ部との被潤滑部位に潤滑剤を供給する潤
滑剤供給装置２５が取り付けられ、さらにその外側には
スライダ１２と案内レール１１との間に形成される隙間
の開口を密封するシール装置２６が取り付けられてい
る。なお、シール装置２６の構成は特に限定されるもの
ではないが、例えば、弾性変形可能なゴム製部材と、エ
ンドキャップ１２Ｂの外形形状に合わせた略コ字状の金
属板からなる芯金と、を溶着等により一体化したもの等
が使用できる。

【００１８】次に、潤滑剤供給装置２５について、図面
を参照しながら詳細に説明する。図３は潤滑剤供給装置
２５の構成を説明する図であり、（ａ）はその斜視図、
（ｂ）はその分解斜視図である。また、図４は、シール
装置２６の図示を省略して示した一軸アクチュエータの
正面図である。潤滑剤供給装置２５は、潤滑剤を含浸さ
せたフェルト材３０と該フェルト材３０を収納する容器
３１とで構成されており、エンドキャップ１２Ｂの外形
形状とほぼ一致する形状の略板状の部材である。また、
その中心部付近には、ねじ軸１３が挿通される貫通孔２
５ａが形成されている。そして、スライダ１２の軸方向
両端部のエンドキャップ１２Ｂのさらに外側に、ねじ３
３等によって取り付けられている。

【００１９】なお、潤滑剤供給装置２５は、必ずしもス
ライダ１２の軸方向両端に取り付ける必要はなく、一軸
アクチュエータの使用態様に応じてスライダ１２の一方
の端部のみに取り付けてもよい。また、上記の例では、
潤滑剤供給装置２５をエンドキャップ１２Ｂに直接取り
付けたが、エンドキャップ１２Ｂの端面が成形時の肉ぬ
すみ等により平坦状でない場合等には、エンドキャップ
１２Ｂと潤滑剤供給装置２５との間に板材等を介在させ
て潤滑剤供給装置２５を間接的に取り付けてもよい。

【００２０】さらに、潤滑剤供給装置２５は、スライダ
１２の軸方向端部ではなく、スライダ１２の内部に設け
てもよい。フェルト材３０は潤滑剤供給装置２５に対応
する外径形状を有しているが、その両側面には、案内レ
ール１１の転動体転動溝１１ａに接触して潤滑剤を供給
する突起（接触部）３０ａが凸設されている。また、中
心部付近に形成された貫通孔の内周面には、ねじ軸１３
の外周面に接触して潤滑剤を供給する複数の突起（接触
部）３０ｂが凸設されている。これらの突起３０ａ，３
０ｂは、図示のような軸方向に連続して延びる形状でも
よいが、半球状，柱状等のような軸方向に延びていない
形状でもよい。また、突起３０ｂは、ねじ軸１３の外周
面ではなくねじ溝１３ａに接触するような形状としても
よい。

【００２１】このようなフェルト材３０の突起３０ａ，
３０ｂは、容器３１に設けられたそれぞれの突起３０
ａ，３０ｂに対応する開口部３１ａ，３１ｂから容器３
１の外部に突出していて、潤滑剤供給装置２５がスライ
ダ１２に取り付けられた際には、図４に示すように、案
内レール１１の転動体転動溝１１ａとねじ軸１３の外周
面とに接触するようになっている。また、容器３１に
は、潤滑剤をフェルト材３０に補給するための潤滑剤補
給孔３５が開口していて、該潤滑剤補給孔３５に潤滑剤
を供給すれば潤滑剤がフェルト材３０に含浸されるよう
になっている。よって、スライダ１２に取り付けられた
状態の潤滑剤供給装置２５に、潤滑剤を容易に補給する
ことができる。

【００２２】なお、容器３１の材質は特に限定されるも
のではないが、樹脂等が好ましく使用される。また、フ
ェルト材３０に含浸させる潤滑剤の種類は特に限定され
るものではないが、ポリα−オレフィン油のようなパラ
フィン系炭化水素油、ナフテン系炭化水素油、鉱油、ジ
アルキルジフェニルエーテル油のようなエーテル油、フ
タル酸エステル，トリメリット酸エステルのようなエス
テル油等が好ましく使用される。これらは単独又は２種
以上を混合して使用することができる。なお、潤滑剤に
は、酸化防止剤，錆止め剤，摩耗防止剤，あわ消し剤，
極圧剤等の各種の添加剤を加えてもよい。

【００２３】以上説明したように、潤滑剤供給装置２５
の突起３０ａ，３０ｂが、案内レール１１の転動体転動
溝１１ａ及びねじ軸１３の外周面（被潤滑部位）に、フ
ェルト材３０の有する弾性力によって押し付けられてい
て、フェルト材３０に含浸された潤滑剤が徐々にしみ出
し、接触している転動体転動溝１１ａとねじ軸１３の外
周面とに自動的且つ継続的に供給されて、リニアガイド
部とボールねじ部との潤滑が同時に行われる。

【００２４】そのため、外部から一軸アクチュエータに
グリースや潤滑油を供給しなくても（メンテナンスを行
わなくても）、長期間にわたって十分且つ安定的な潤滑
が自動的に行われる。潤滑剤が消費され、フェルト材３
０に含浸された潤滑剤が少量となった場合には、潤滑剤
補給孔３５から潤滑剤を補給することができるので、潤
滑剤供給装置２５を新規なものに交換することなく継続
して使用することができる。

【００２５】また、フェルト材３０の有する弾性力によ
って突起３０ａ，３０ｂを被潤滑部位に押し付けている
ので、バネ等の弾性体を別途設ける必要がなく、一軸ア
クチュエータを簡易な構造とすることができる。よっ
て、一軸アクチュエータを短時間且つ低コストで製造す
ることができる。なお、本実施形態は本発明の一例を示
したものであって、本発明は本実施形態に限定されるも
のではない。

【００２６】例えば、本実施形態においては、案内レー
ル１１の転動体転動溝１１ａは片側１条であったが、片
側２条以上の一軸アクチュエータに対しても本発明を適
用できることは勿論である。また、本実施形態において
は、リニアガイド部の転動体がボールの場合を説明した
が、転動体がころの場合でも本発明を適用できる。ま
た、スライダ１２を駆動するねじ式送り装置としてボー
ルねじ機構を採用したが、ボールを介在させないねじ式
送り装置を採用することも可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明の一軸アクチュエ
ータは、潤滑剤供給手段がフェルト材で構成されている
ので、外部から潤滑剤供給手段に潤滑剤を補給すること
が容易である。また、フェルト材は弾性を有していて、
フェルト材の接触部を被潤滑部位に適正に接触させるこ
とが可能であるので、接触部を被潤滑部位に適正に接触
させる機構を別途設ける必要がない。よって、一軸アク
チュエータの構造を簡易なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一軸アクチュエータの一実施形態
の構成を説明する一部を破断して示した斜視図である。

【図２】図１の一軸アクチュエータの断面図である。

【図３】図１の一軸アクチュエータに備えられた潤滑剤
供給装置の斜視図及び分解斜視図である。

【図４】シール装置を省略して示した図１の一軸アクチ
ュエータの正面図である。

【符号の説明】

１１ 案内レール １１ａ 転動体転動溝 １２ スライダ １２ｂ 転動体転動溝 １３ ねじ軸 １３ａ ねじ溝 １５ 転動体 ２５ 潤滑剤供給装置 ３０ フェルト材 ３１ 容器 ３０ａ，３０ｂ 突起（接触部）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に延びる転動体転動溝を相対する
   内側面に有する断面略凹字状の案内レールと、前記案内
   レールの内側に軸方向に対して平行に配設され螺旋状の
   ねじ溝を外周面に有するねじ軸と、前記案内レールの転
   動体転動溝に対向する転動体転動溝を有し前記ねじ軸に
   螺合されたスライダと、対向する前記両転動体転動溝の
   間に転動自在に介在された複数の転動体と、を備えてい
   て、前記スライダが前記転動体の転動を介して前記案内
   レールに沿って相対移動可能とされた一軸アクチュエー
   タにおいて、 潤滑剤を含浸させたフェルト材を備えるとともに被潤滑
   部位に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段を、前記スライ
   ダに設けたことを特徴とする一軸アクチュエータ。
2. 【請求項２】 前記フェルト材は、前記案内レールの内
   側面と前記案内レールの転動体転動溝との少なくとも一
   方及び／又は前記ねじ軸の外周面と前記ねじ溝との少な
   くとも一方に接触して前記潤滑剤を供給する接触部を有
   することを特徴とする請求項１に記載の一軸アクチュエ
   ータ。
3. 【請求項３】 前記潤滑剤供給手段は、前記フェルト材
   と前記フェルト材を収納する容器とを備え、前記フェル
   ト材の前記接触部が前記容器の外部に突出していること
   を特徴とする請求項２に記載の一軸アクチュエータ。