JP2005147347A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成、且つ、簡単な加工によって所望の回転規制構造を得ることが可能なアクチュエータを提供すること。
【解決手段】 モータと、上記モータの回転によって回転するボールネジと、上記ボールネジに回転を規制された状態で螺合しボールネジの回転によって移動するボールナット、を具備してなるアクチュエータにおいて、上記ボールナットに少なくとも１個の突起を突設し、上記ボールナットの軸心方向に平行に少なくとも２本一組のガイド軸部材を設置し、上記２本のガイド軸部材によって上記突起を挟むことにより上記ボールナットの回転を規制するようにしたものである。
【選択図】 図２

Description

本発明は、モータによってボールネジを回転させ、それによって、ボールネジに螺合するボールナット及びそこに固定されたロッドを移動させるように構成されたアクチュエータに係り、特に、ボールナット及びロッドの回転を規制する為の構成を改良したものに関する。

ロッドを直進運動させるアクチュエータは、概略、次のような構成になっている。まず、モータがあり、このモータの回転軸にはボールネジが連結されている。上記ボールネジにはボールナットが螺合していて、このボールナットにはロッドが取付・固定されている。このロッドの先端に先端金具が取り付けられ、そこに任意の機器が取り付けられるものである。

そして、上記モータを適宜の方向に回転させることにより、ボールネジを同方向に回転させ、されによって、そこに螺合しているボールナット及びロッドが一軸方向に往復動することになる。

上記構成をなすアクチュエータにおいて、ボールネジに螺合しているボールナット及びそこに取り付けられているロッドの回転を規制する必要がある。この種の回転規制機構としては、例えば、ロッドの外周部にボールブッシュやリニアガイド等を設置して回転規制する方法がある。
又、ロッドの外周部に配置されるフレーム部材をアルミ押出材等で構成し、フレーム部材の中空穴部を異形形状にする等してフレーム軸線方向に沿って長溝を形成し、一方、ロッドの後端側に回転規制用の突起を設け、該突起を上記長溝に係合させることにより回転規制する等の方法がある。

尚、この種のアクチュエータを開示するものとして、例えば、特許文献１がある。

特開２００１―１２４１７５号公報

上記従来の構成によると次のような問題があった。
まず、ロッドの外周部にボールブッシュやリニアガイド等を設置して回転規制する方法の場合には、アクチュエータとしての構成が大掛かりになってしまいコンパクト化の障害になってしまうという問題があった。
又、各部を連結する為の部品が増加してしまい、それによって、製造コストが上昇してしまうという問題があった。
又、アルミ押出材を使用した場合は押出形状のばらつきにより回転規制用の長溝の精度に差が生じることがあり、その為、係合用の部品を調整する等の工数が掛かってしまい、煩雑な作業を余儀なくされてしまうという問題があった。
又、長溝は回転規制用の突起と常時摺動することになり、その結果、長溝は摩耗してしまうことになり、その場合には、フレーム自体を交換する必要性が生じてしまう。それによって、保守・点検に要するコストが上昇してしまうという問題もあった。

本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、簡単な構成、且つ、簡単な加工によって所望の回転規制構造を得ることが可能なアクチュエータを提供することにある。

上記目的を達成するべく本願発明の請求項１によるアクチュエータは、モータと、上記モータの回転によって回転するボールネジと、上記ボールネジに回転を規制された状態で螺合しボールネジの回転によって移動するボールナット、 上記ボールナットに取付・固定されたロッドと、を具備してなるアクチュエータにおいて、上記ロッドに少なくとも１個の突起を設け、上記ロッドの軸心方向に平行に少なくとも２本一組のガイド軸部材を設置し、上記２本のガイド軸部材によって上記突起を挟むことにより上記ロッドの回転を規制するようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項２によるアクチュエータは、請求項１記載のアクチュエータにおいて、上記突起は周方向に１８０°隔てた位置に２個設けられていて、上記２個の突起に対応するように２本一組のガイド軸部材が二組設置されていて、夫々の組の２本のガイド軸部材によって突起を挟むことにより上記ボールナットの回転を規制するようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項３によるアクチュエータは、請求項１又は請求項２記載のアクチュエータにおいて、上記突起は短尺のピンであって上記ロッドに着脱可能に取り付けられていることを特徴とするものである。

以上述べたように本発明によるアクチュエータによると、モータと、上記モータの回転によって回転するボールネジと、上記ボールネジに回転を規制された状態で螺合しボールネジの回転によって移動するボールナット、上記ボールナットに取付・固定されたロッドと、を具備してなるアクチュエータにおいて、上記ロッドに少なくとも１個の突起を設け、上記ロッドの軸心方向に平行に少なくとも２本一組のガイド軸部材を設置し、上記２本のガイド軸部材によって上記突起を挟むことにより上記ロッドの回転を規制するようにしたので、比較的簡単な構成で、且つ、複雑な加工を要することなく回転を規制する構成を得ることができる。
又、上記突起を周方向に１８０°隔てた位置に２個設け、上記２個の突起に対応するように２本一組のガイド軸部材が二組設置して、各組の２本のガイド軸部材によって突起を挟むことにより上記ボールナットの回転を規制するようにした場合には、バランスのとれた回転規制構造を得ることができる。
又、上記突起を短尺のピンとして上記ロッドに着脱可能に取り付けた場合には、ピンが消耗したような場合は適宜交換することが可能になる。

以下、図１乃至図３を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。図１はアクチュエータの外観を示す斜視図であり、図２は同上の分解斜視図である。
まず、モータユニットモジュール１があり、このモータユニットモジュール１は、モータカバ３と、該モータカバ３内に収容・配置された図示しないモータと、同じくモータカバ３内に収容・配置されたコントローラ基板等から構成されている。上記コントローラ基板にはドライバやコントローラを始めとしてモータを駆動制御するための各種の電子部品が実装されている。又、上記モータカバ３の後方（図１、図２中右側）には電源ケーブル５が図示しない電源ケーブル接続具を介して接続されている。

上記モータの回転軸には図示しないオルダム式カップリング機構を介してボールネジ７が連結されている。このボールネジ７の外周側にはリアブラケット９が設置されている。上記ボールネジ７には図示しないボールナットが螺合されていて、このボールナットの外周側には短尺の中空状ロッド１１が被冠・固定されている。また、この中空状ロッド１１には別の中空状ロッド１３が差し込まれていて、リベッド１２によって連結・固定されている。上記中空状ロッド１３の先端には先端金具１５が取付・固定されている。

又、フロントブラケット１７があり、図１に示すように、上記先端金具１５はこのフロントブラケット１７を貫通・配置されて前方に突出・配置されるものである。又、リアブラケット９とフロントブラケット１７との間には４本のガイド軸部材１９、１９、１９、１９が設置されている。これら４本のガイド軸部材１９は図２中上下２本ずつで一組をなしている。

一方、ボールナット１１側には図２中上下位置にピン２１、２１が着脱可能に取り付けられている。そして、図２中上側に配置されているピン２１が上側の二本のガイド軸部材１９、１９の間に挟まれるようにして配置され、同様に、図２中下側に配置されているピン２１が下側の二本のガイド軸部材１９、１９の間に挟まれるようにして配置される。そのような構成によって、ボールナット、中空状ロッド１１及び中空状ロッド１３の回転を規制しているものである。

上記４本のガイド軸部材１９の外側であってリアブラケット９とフロントブラケット１７との間にはフレーム２３が被冠・配置されている。又、フロントブラケット１７には軸受部材２５が配置されている。

上記４本のガイド軸部材１９、１９、１９、１９の端部の構成をみてみると、図３（ａ）に示すように、リアブラケット９側には、凹部３１、３１、３１、３１が形成されていて、４本のガイド軸部材１９、１９、１９、１９の端部はこれら凹部３１、３１、３１、３１内に嵌め込まれている。同様に、フロントブラケット１７側にも、図３（ｂ）に示すように、凹部３３、３３、３３、３３が形成されていて、４本のガイド軸部材１９、１９、１９、１９の端部はこれら凹部３３、３３、３３、３３内に嵌め込まれている。
尚、図２中符号３９はリベットを示している。

以上本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、ボールナット、中空状ロッド１１及び中空状ロッド１３の回転を規制するための構成であるが、ピン２１を２本のガイド軸部材１９、１９によって挟むことにより回転を規制する構成としたので、比較的簡単な構成によって所望の回転規制構造を得ることができるようになった。
又、この実施の形態の場合には、１８０°隔てた二箇所で回転規制を行っているので、バランスがとれた構造になっている。
又、外側のフレーム２３に関しては、特に、その内部に回転規制の為の加工を施す必要がないので、普通のパイプ部材、例えば、ＳＴＫＭ、ＳＵＳ等多くの汎用パイプ部材の使用が可能となり、比較的安く購入できるのでコスト低減につながる。
又、リアブラケット９の凹部３１、フロントブラケット１７の凹部３３等の加工についても、一般の旋盤等で容易に加工することができるので、加工工数を低減させることができる。
又、長期使用により摩耗が生じた場合には、その摩耗状況によりガイド軸部材１９又はピン２１を交換するだけで容易に修理可能である。
又、ガイド軸部材１９も凹部３１、３３内に挿入されているだけであるので、着脱が簡単であり、メンテナンス工数が軽減される。

次に、図４を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。前記第１の実施の形態の場合には、ピン２１を上下に２個設け、夫々２本ずつのガイド軸部材１９、１９によって挟むように構成したが、この第２の実施の形態の場合には、図示するように、下方に１個のピン２１を設け、２本のガイド軸部材１９、１９によって挟むように構成したものである。
このような構成でも実用上は何等問題はない。

尚、本発明は前記第１及び第２の実施の形態に限定されるものではない。
まず、突起の個数、それに対応したガイド軸部材の本数はこれを特に限定するものではない。
又、突起を着脱可能なピンとして構成する以外にも、一体に設ける構成も考えられる。
その他図示したものはあくまで一例である。

本発明は、モータによってボールネジを回転させ、それによって、ボールネジに螺合するボールナット及びロッドを移動させるように構成されたアクチュエータに係り、特に、ボールナット及びロッドの回転を規制する為の構成を改良したものに関し、例えば、ロッドタイプのアクチュエータに好適である。

本発明の第１の実施の形態を示す図で、アクチュエータの全体構成を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、アクチュエータの全体構成を示す分解斜視図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、図３（ａ）は図１のａ−ａ断面図、図３（ｂ）は図１のｂ−ｂ断面図である。 本発明の第２の実施の形態を示す図で、アクチュエータの断面図である。

符号の説明

１ モータモジュールユニット
７ ボールネジ
９ リアブラケット
１１ 中空状ロッド
１３ 中空状ロッド
１７ フロントブラケット
１９ ガイド軸部材
２１ ピン
３１ 凹部
３３ 凹部

Claims (3)

1. モータと、
   上記モータの回転によって回転するボールネジと、
   上記ボールネジに回転を規制された状態で螺合しボールネジの回転によって移動するボールナット、
   上記ボールナットに取付・固定されたロッドと、
   を具備してなるアクチュエータにおいて、
   上記ロッドに少なくとも１個の突起を設け、
   上記ロッドの軸心方向に平行に少なくとも２本一組のガイド軸部材を設置し、
   上記２本のガイド軸部材によって上記突起を挟むことにより上記ロッドの回転を規制するようにしたことを特徴とするアクチュエータ。
2. 請求項１記載のアクチュエータにおいて、
   上記突起は周方向に１８０°隔てた位置に２個設けられていて、上記２個の突起に対応するように２本一組のガイド軸部材が二組設置されていて、
   各組の２本のガイド軸部材によって突起を挟むことにより上記ロッド及びボールナットの回転を規制するようにしたことを特徴とするアクチュエータ。
3. 請求項１又は請求項２記載のアクチュエータにおいて、
   上記突起は短尺のピンであって上記ロッドに着脱可能に取り付けられていることを特徴とするアクチュエータ。

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