JP4085623B2 - Single axis actuator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、潤滑剤供給部材を備えた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の潤滑構造としては、例えば、特開平9−317839号公報に開示のものがある。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。
上記公報に記載の一軸アクチュエータにおいては、リニアガイド部の潤滑を行う(すなわち、案内レールに潤滑剤を供給する)潤滑剤供給部材とボールねじ部の潤滑を行う(すなわち、ねじ軸に潤滑剤を供給する)潤滑剤供給部材とが一体に形成されており、この潤滑剤供給部材は案内レール及びねじ軸に弾性体の付勢力で押し付けられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、リニアガイド部及びボールねじ部の潤滑を行う潤滑剤供給部材を一体に形成すると、前記両部の構成部品の有する寸法誤差等の累積により、リニアガイド部の案内レールとボールねじ部のねじ軸との両方に対して潤滑剤供給部材を適正に接触させることが困難となるおそれがあった。そうすると、リニアガイド部及びボールねじ部の両方を十分に潤滑することができないおそれがあった。
【0004】
また、この潤滑剤供給部材は案内レールの内側面の転動体転動溝に嵌合して摺接する凸部を備えているが、凸部の形状を転動体転動溝の断面形状と同じゴシックアーク状とした場合は、前記構成部品の寸法誤差等に伴って潤滑剤供給部材が不適切な姿勢で取り付けられると、凸部と転動体転動溝とが適正に接触しないという問題が生じるおそれがあった。
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、潤滑剤供給部材がリニアガイド部の案内レールとボールねじ部のねじ軸との両方に対して適正に接触していて、前記両部が十分に潤滑される一軸アクチュエータを提供することを課題とする。
【0005】
【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両側面に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、前記案内レールの転動体転動溝に潤滑剤を供給する案内レール用潤滑剤供給部材と、前記案内レール用潤滑剤供給部材を付勢して前記案内レールの転動体転動溝に圧接する案内レール用付勢手段と、前記ねじ軸の外周面に潤滑剤を供給し且つ前記案内レール用潤滑剤供給部材とは別体の部材であるねじ軸用潤滑剤供給部材と、前記ねじ軸用潤滑剤供給部材を付勢して前記ねじ軸の外周面に圧接するねじ軸用付勢手段と、を前記スライダに設けるとともに、前記案内レール用潤滑剤供給部材は別体の第1潤滑剤供給部材と第2潤滑剤供給部材とで構成され、前記第1潤滑剤供給部材及び前記第2潤滑剤供給部材は1個の前記案内レール用付勢手段で付勢され且つ前記スライダにそれぞれ回転可能に支持されていて、前記第1潤滑剤供給部材が前記案内レールの一方の内側面の転動体転動溝に圧接され、前記第2潤滑剤供給部材が他方の内側面の転動体転動溝に圧接されていることを特徴とする。
【0006】
このように、案内レール用潤滑剤供給部材とねじ軸用潤滑剤供給部材とを別体とし、それぞれを専用の付勢手段により案内レールの転動体転動溝又はねじ軸の外周面に圧接すれば、案内レールの転動体転動溝とねじ軸の外周面との両方に対して潤滑剤供給部材を適正に接触させることが容易となるから、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が、十分且つ安定的に行われる。
【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、前記案内レールの転動体転動溝をゴシックアーク状とするとともに、前記案内レール用潤滑剤供給部材に前記案内レールの転動体転動溝に圧接される凸部を設け、該凸部の形状を単一の円弧状としたことを特徴とする。
凸部の形状を、案内レールの転動体転動溝の断面形状であるゴシックアーク状とは異なる単一の円弧状とすれば、凸部と転動体転動溝とを適正に接触させることが容易となるから、リニアガイド部の潤滑が十分に行われる。
【0008】
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1又は請求項2に記載の一軸アクチュエータにおいて、前記ねじ軸用潤滑剤供給部材は、前記ねじ軸の外周面を囲うように配設された複数の潤滑剤供給部材で構成されるとともに、各潤滑剤供給部材は前記ねじ軸用付勢手段によって前記ねじ軸に向けて付勢されていることを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項4の一軸アクチュエータは、請求項1〜3のいずれかに記載の一軸アクチュエータにおいて、前記案内レール用付勢手段をばねとし、前記案内レール用潤滑剤供給部材を付勢している前記ばねの形状は、前記スライダの外形形状から突出しない形状であることを特徴とする。
【0010】
【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、本発明の一実施形態である一軸アクチュエータの構成を示す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25と、を備えている。以下に、その構成を詳細に説明する。
【0011】
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12B,12Bと、で構成されている。
【0012】
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,11a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22,22が形成されている。
【0013】
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。
【0014】
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15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の外形に合わせた略コ字状の金属板からなる芯金と、を接着等により一体化したもの等が使用できる。
【0015】
次に、潤滑剤供給装置25について詳細に説明する。図3は、潤滑剤供給装置25の構成を説明する図であり、図3の(a)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、図3の(b)はシール装置26の図示を省略して示したスライダ12部分のみの部分斜視図である。また、図4は、潤滑剤供給装置25及びシール装置26の図示を省略してエンドキャップ12Bの端面を図示した一軸アクチュエータの正面図である。
【0016】
潤滑剤供給装置25は、案内レール11の転動体転動溝11aに潤滑剤を供給する案内レール用潤滑剤供給部材31と、案内レール用潤滑剤供給部材31を付勢して案内レール11の転動体転動溝11aに圧接する案内レール用付勢手段32と、ねじ軸13の外周面に潤滑剤を供給するねじ軸用潤滑剤供給部材41と、ねじ軸用潤滑剤供給部材41を付勢してねじ軸13の外周面に圧接するねじ軸用付勢手段(図3には図示されない)と、で構成されている。
【0017】
ねじ軸用潤滑剤供給部材41は、2個の半円筒形潤滑剤供給部材51,51(詳細な構造は、図5の(a)及び(b)の拡大図を参照)で構成されていて、半円筒形潤滑剤供給部材51の内面51aがねじ軸13の外周面をほぼ覆うように、エンドキャップ12Bの端面の中央部に設けられた円形穴19に挿入されている。そして、半円筒形潤滑剤供給部材51の周りに取り付けられた前記ねじ軸用付勢手段により、半円筒形潤滑剤供給部材51はねじ軸13に向けて付勢されていて、半円筒形潤滑剤供給部材51の内面51aがねじ軸13の外周面に圧接されている。
【0018】
図5に示すように、半円筒形潤滑剤供給部材51の外面51bには凹部53が設けられていて、半円筒形潤滑剤供給部材51を円形穴19に挿入する際には、円形穴19の内面に設けられた突起19aを凹部53にはめ合わせて装着してあるので、ねじ軸13の回転によって半円筒形潤滑剤供給部材51がねじ軸13の周りを回転することが防止される。
なお、本実施形態においては、ねじ軸用潤滑剤供給部材41は2個の部材で構成されていたが、ねじ軸13の外周面を覆うように装着されるならば、3個以上の部材で構成しても差し支えない。
【0019】
前記ねじ軸用付勢手段の構成は、半円筒形潤滑剤供給部材51をねじ軸13に向けて付勢することができるならば特に限定されるものではないが、例えば、図6に示すようなガータースプリング61が好適に用いられる。すなわち、ガータースプリング61の両端を連結して環状とし、2個の半円筒形潤滑剤供給部材51,51で形成される略円筒形のねじ軸用潤滑剤供給部材41の外周を囲うように取り付ければ、ガータースプリング61の弾性力によって、ねじ軸13の外周面に向いた付勢力をねじ軸用潤滑剤供給部材41に付与することができる。
【0020】
ガータースプリング61を取り付ける際には、半円筒形潤滑剤供給部材51の外面51bに半環状の(外面51bの円弧に沿った)溝54を設け、この溝54にガータースプリング61をはめ込むことが好ましい。そうすれば、ガータースプリング61の装着位置がずれて付勢力が変化したり、ガータースプリング61がねじ軸用潤滑剤供給部材41から外れたりすることを防止できる。
半円筒形潤滑剤供給部材51は、例えば、低分子量ポリエチレン(三菱油化株式会社製PZ50U)16質量%及び超高分子量ポリエチレン(三井化学株式会社ミペロンXM220)9質量%からなる樹脂に、潤滑剤であるパラフィン系鉱油(日本石油株式会社製FBKRO100)75質量%を含有させた樹脂組成物を、射出成形したもの等が好適である。
【0021】
半円筒形潤滑剤供給部材51がねじ軸13の外周面に圧接されると、半円筒形潤滑剤供給部材51に含有される潤滑剤が徐々にしみ出し、接触しているねじ軸13の外周面に自動的且つ継続的に供給されて、ボールねじ部の潤滑が行われる。そのため、外部からグリースや潤滑油を供給しなくても、長期間にわたって安定した潤滑が自動的に行われる。潤滑剤のしみ出しに伴って半円筒形潤滑剤供給部材51自体は徐々に収縮するが、前記ねじ軸用付勢手段によってねじ軸13に向けて付勢されているから、ねじ軸13の外周面への圧接は確実に維持される。なお、半円筒形潤滑剤供給部材51の内面51aは、ねじ軸13のねじ溝13aにも接触させて差し支えない。
【0022】
一方、案内レール用潤滑剤供給部材31は、図3に示すように、別体の第1潤滑剤供給部材31Aと第2潤滑剤供給部材31Bとで構成されていて、エンドキャップ12Bの端面に固定された取付板34を介してエンドキャップ12Bに取り付けられている。なお、第1潤滑剤供給部材31A及び第2潤滑剤供給部材31Bは、半円筒形潤滑剤供給部材51と同じ樹脂組成物を射出成形したものである。
【0023】
取付板34の固定,位置決め方法は特に限定されるものではなく、ねじ止め,接着等の慣用の固着手段を用いることができるが、エンドキャップ12Bの端面の肉ヌスミ部の形状を利用して固定,位置決めすることも可能である。すなわち、取付板34のエンドキャップ12Bの端面に対向する面に、肉ヌスミ部(凹部)の形状に対応する凸部を設ければ、該凸部を肉ヌスミ部にはめ込んで固定することができる。
【0024】
また、第1潤滑剤供給部材31A及び第2潤滑剤供給部材31Bの取付板34への取付方法も特に限定されるものではないが、図3に示すように、一方に凸部、他方に該凸部の形状に対応する凹部を設け、凸部を凹部にはめ込んで取り付けることができる。図3の例では、取付板34に円形の凸部34aを設け、第1潤滑剤供給部材31A及び第2潤滑剤供給部材31Bに円形の凹部31aを設けてある。
【0025】
ここで、第1潤滑剤供給部材31A及び第2潤滑剤供給部材31Bの形状について説明する。両滑剤供給部材31A,31Bは取付板34よりも厚さが薄い平板状で、取付板34に固定するための前述の凹部31aと、案内レール用付勢手段32と接触する付勢力作用部31bと、案内レール11の転動体転動溝11aに嵌合して摺接する凸部31cと、を有している。そして、付勢力作用部31bは、凸部31cとは反対側、すなわち案内レール11の幅方向中央部に向くように設けられている。
【0026】
また、案内レール用付勢手段32は第1潤滑剤供給部材31A及び第2潤滑剤供給部材31Bの間に介在され、付勢力作用部31bにおいて両潤滑剤供給部材31A,31Bと接している。そして、第1潤滑剤供給部材31A及び第2潤滑剤供給部材31Bをそれぞれが対向する転動体転動溝11aに向けて付勢して、各凸部31cを対向する転動体転動溝11aに圧接している。
案内レール用付勢手段32の構成は、両潤滑剤供給部材31A,31Bを案内レール11の転動体転動溝11aに向けて付勢することができるならば特に限定されるものではないが、例えば、図7に示すような断面略コ字状に形成した板ばね35が好適に用いられる。板ばね35の両端部35aを切欠き状の付勢力作用部31bに挿入して取り付ければ、板ばね35の弾性力によって、転動体転動溝11aに向いた付勢力を両潤滑剤供給部材31A,31Bに付与することができる。
【0027】
なお、板ばね35は、装着されていない状態では図7に示すように底板部35bが湾曲しているが、装着時には底板部35bが平坦状となるようなっているので、スライダ12の外形形状から板ばね35の一部が突出して問題を生じることはない。
第1潤滑剤供給部材31A及び第2潤滑剤供給部材31Bの凸部31cが転動体転動溝11aに圧接されると、第1潤滑剤供給部材31A及び第2潤滑剤供給部材31Bに含有される潤滑剤が徐々にしみ出し、案内レール11の転動体転動溝11aに自動的且つ継続的に供給されて、リニアガイド部の潤滑が行われる。そのため、外部からグリースや潤滑油を供給しなくても、長期間にわたって安定した潤滑が自動的に行われる。潤滑剤のしみ出しに伴って両潤滑剤供給部材31A,31B自体は徐々に収縮するが、案内レール用付勢手段32によって転動体転動溝11aに向けて付勢されているから、転動体転動溝11aへの圧接は確実に維持される。
【0028】
なお、両潤滑剤供給部材31A,31Bと取付板34とを、前述のように円形の凸部34aと凹部31aとをはめ込んで固定したので、両潤滑剤供給部材31A,31Bはこの固定部分を中心に回転可能となっている。そうすると、付勢力が付与された際には、てこの原理によって両潤滑剤供給部材31A,31Bが前記固定部分を中心に回転して、凸部31cが案内レール11の転動体転動溝11aに好適に圧接される。
【0029】
また、凸部31cの形状は、図8の(a)に示すような単一の円弧状とすることが好ましく、そうすれば、リニアガイド部の潤滑が十分に行われる。その理由を以下に説明する。
両潤滑剤供給部材31A,31Bは、一軸アクチュエータを構成する各部品の寸法誤差の累積により、不適切な姿勢で取り付けられるおそれがある(例えば、傾斜して取り付けられる)。そのような場合に、凸部31cの形状が転動体転動溝11aの断面形状と同じゴシックアーク状であると、図8の(b)に示すように、凸部31cが転動体転動溝11aに適正に接触しない場合がある。つまり、図8の(b)においては、転動体転動溝11aの一方の肩のみに接触しており、○印で示した機能上接触する必要がある部分(転動体15と接触する部分)には接触していない。
【0030】
しかしながら、凸部31cの形状が単一の円弧状であれば、両潤滑剤供給部材31A,31Bが不適切な姿勢で取り付けられたとしても、図8の(a)に示すように、凸部31cと転動体転動溝11aとが○印で示した機能上接触する必要がある部分において適正に接触する。
以上説明したように、本実施形態の一軸アクチュエータは、案内レール用潤滑剤供給部材31とねじ軸用潤滑剤供給部材41とを別体とし、それぞれを専用の付勢手段により案内レール11の転動体転動溝11a又はねじ軸13の外周面に圧接したので、案内レール11の転動体転動溝11aとねじ軸13の外周面との両方に対して両潤滑剤供給部材31,41を適正に接触させることが容易となって、リニアガイド部とボールねじ部との両方の潤滑が十分且つ安定的に行われる。また、上記のような潤滑構造は簡易な構成であるので、優れた潤滑性能を有する一軸アクチュエータを安価に製造することができる。
【0031】
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。
例えば、案内レール用潤滑剤供給部材31やねじ軸用潤滑剤供給部材41の形状は上記のものに限定されるものではなく、本発明の目的が達成されるものであればどのような形状でもよい。
また、半円筒形潤滑剤供給部材51,第1潤滑剤供給部材31A,及び第2潤滑剤供給部材31Bは、前述のような樹脂組成物に限らず、潤滑剤を含有するゴム,樹脂,又は多孔質体を成形することにより構成することができる。
【0032】
以下に、本発明において使用可能な潤滑剤を含有するゴム又は樹脂について詳細に説明する。潤滑剤を含有するゴム又は樹脂としては、ポリエチレン,ポリプロピレン,ポリブチレン,ポリメチルペンテン等の基本的に同じ化学構造を有するポリオレフィン系のゴム又は樹脂の群から選定したゴム又は樹脂に、潤滑剤としてポリ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の何れかを混合して加熱溶融した後、所定の型に注入して加圧しながら冷却固化させて成形したものが好ましい。なお、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、予め加えてもよい。
【0033】
上記の潤滑剤を含有するゴム又は樹脂の組成比は、全質量に対してポリオレフィン系のゴム又は樹脂20〜90質量%、潤滑剤80〜10質量%とすることが好ましい。ポリオレフィン系のゴム又は樹脂が20質量%未満の場合は、シールとして必要な硬さ,強度等が得られない。また、ポリオレフィン系のゴム又は樹脂が90質量%を超える場合(潤滑剤が10質量%未満の場合)は、潤滑剤の供給量が少なくなり、一軸アクチュエータに潤滑不良が生じるおそれがある。
【0034】
上記のゴム又は樹脂は、基本構造は同じであるがその平均分子量が異なっており、1×103 〜5×106 の範囲のものを用いることができる。その中で、平均分子量1×103 〜1×106 という比較的低分子量のものと、1×106 〜5×106 という超高分子量のものとを、単独又は必要に応じて混合して用いることが好ましい。
潤滑剤を含有するゴム又は樹脂の機械的強度を向上させるため、上述のポリオレフィン系のゴム又は樹脂に、以下のような熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を添加してもよい。
【0035】
熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂,ポリカーボネート樹脂,ポリブチレンテレフタレート樹脂,ポリフェニレンサルファイド樹脂,ポリエーテルスルホン樹脂,ポリエーテルエーテルケトン樹脂,ポリアミドイミド樹脂,ポリスチレン樹脂,ABS樹脂等があげられる。
また、熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂,尿素樹脂,メラミン樹脂,フェノール樹脂,ポリイミド樹脂,エポキシ樹脂等があげられる。
【0036】
これらの樹脂は、単独又は2種以上混合して用いることができる。さらに、ポリオレフィン系のゴム又は樹脂とそれ以外の樹脂とを、より均一な状態で分散させるために、必要に応じて適当な相溶化剤を加えてもよい。
このような潤滑剤を含有するゴム又は樹脂の成形には、射出成形法を用いることが好ましい。
さらに、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。
【0037】
さらに、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。
さらに、潤滑剤供給装置25はスライダ12の軸方向両端部に取り付けてあるものを説明したが、必ずしも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。
【0038】
【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、案内レール用潤滑剤供給部材とねじ軸用潤滑剤供給部材とを別体とし、それぞれを専用の付勢手段により案内レールの転動体転動溝又はねじ軸の外周面に圧接したので、案内レールの転動体転動溝とねじ軸の外周面との両方に対して潤滑剤供給部材を適正に接触させることが容易となって、リニアガイド部とボールねじ部との両方の潤滑が十分且つ安定的に行われる。
【0039】
特に、請求項2の一軸アクチュエータは、案内レール用潤滑剤供給部材に設けられた転動体転動溝に圧接される凸部の形状を単一の円弧状としたので、凸部と転動体転動溝とを適正に接触させることが容易となって、リニアガイド部の潤滑が十分に行われる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態である一軸アクチュエータの構成を示す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構成を説明する図である。
【図4】エンドキャップの端面を説明するため潤滑剤供給装置及び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。
【図5】半円筒形潤滑剤供給部材の構造を説明する拡大図である。
【図6】ガータースプリングを示す拡大図である。
【図7】装着されていない状態の板ばねの形状を示す拡大図である。
【図8】案内レールの転動体転動溝に圧接される凸部の形状、及び凸部と転動体転動溝との接触状態を説明する部分拡大図である。
【符号の説明】
11 案内レール
11a 転動体転動溝
12 スライダ
13 ねじ軸
13a ねじ溝
15 転動体
25 潤滑剤供給装置
31 案内レール用潤滑剤供給部材
31A 第1潤滑剤供給部材
31B 第2潤滑剤供給部材
31c 凸部
32 案内レール用付勢手段
35 板ばね
41 ねじ軸用潤滑剤供給部材
51 半円筒形潤滑剤供給部材
61 ガータースプリング[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a uniaxial actuator provided with a lubricant supply member.
[0002]
[Prior art]
As a lubrication structure of a uniaxial actuator formed by integrating a linear motion guide bearing and a screw type feeding device, there is one disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-317839. In the present specification, for the convenience of explanation, the linear guide bearing portion of the uniaxial actuator is referred to as a linear guide portion, and the screw type feeding device portion is referred to as a ball screw portion.
In the uniaxial actuator described in the above publication, the linear guide portion is lubricated (that is, the lubricant is supplied to the guide rail) and the ball screw portion is lubricated (that is, the screw shaft is lubricated). (Supplying) A lubricant supplying member is integrally formed, and this lubricant supplying member is pressed against the guide rail and the screw shaft by the urging force of the elastic body.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the lubricant supply member that lubricates the linear guide portion and the ball screw portion is integrally formed, the guide rail of the linear guide portion and the screw of the ball screw portion are accumulated due to accumulation of dimensional errors, etc. of the components of both the portions. There is a possibility that it is difficult to properly bring the lubricant supply member into contact with both the shaft and the shaft. If it does so, there existed a possibility that both a linear guide part and a ball screw part could not be lubricated fully.
[0004]
In addition, the lubricant supply member has a convex portion that fits and slides into the rolling element rolling groove on the inner side surface of the guide rail. The shape of the convex portion is the same Gothic as the sectional shape of the rolling element rolling groove. In the case of an arc shape, if the lubricant supply member is mounted in an inappropriate posture due to the dimensional error of the component parts, there may be a problem that the convex portion and the rolling element rolling groove are not properly in contact with each other. was there.
Therefore, the present invention solves the problems of the conventional single-axis actuator as described above, and the lubricant supply member properly contacts both the guide rail of the linear guide portion and the screw shaft of the ball screw portion. Thus, an object of the present invention is to provide a uniaxial actuator in which both the parts are sufficiently lubricated.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention has the following configuration. That is, the uniaxial actuator according to the first aspect of the present invention includes a guide rail having a concave section in the inner surface facing a rolling element rolling groove extending in the axial direction, and an inner side of the guide rail with respect to the axial direction. A screw shaft that is arranged in parallel and has a helical thread groove on the outer peripheral surface, and a rolling element rolling groove that faces the rolling element rolling groove of the guide rail on both sides, and is screwed onto the screw shaft. A slider and a plurality of rolling elements interposed between the rolling element rolling grooves facing each other so as to freely roll, and the slider follows the guide rail through the rolling of the rolling element. The guide rail lubricant supply member for supplying a lubricant to the rolling element rolling groove of the guide rail and the guide rail lubricant supply member are urged to bias the guide Guide to press contact with rolling element rolling groove of rail And over biasing means le, lubricant is supplied to the outer peripheral surface of the screw shaftThe guide rail lubricant supply member is a separate member.A screw shaft lubricant supply member; and a screw shaft biasing means that biases the screw shaft lubricant supply member and presses against the outer peripheral surface of the screw shaft; andThe guide rail lubricant supply member is composed of a separate first lubricant supply member and second lubricant supply member, and the first lubricant supply member and the second lubricant supply member are provided as a single piece. The first lubricant supply member is urged by the guide rail urging means and is rotatably supported by the slider, and the first lubricant supply member is pressed against a rolling element rolling groove on one inner surface of the guide rail, The second lubricant supply member is in pressure contact with the rolling element rolling groove on the other inner surface.It is characterized by that.
[0006]
In this way, the guide rail lubricant supply member and the screw shaft lubricant supply member are separated from each other, and each is pressed against the rolling element rolling groove of the guide rail or the outer peripheral surface of the screw shaft by a dedicated biasing means. For example, the lubricant supply member can be appropriately brought into proper contact with both the rolling element rolling groove of the guide rail and the outer peripheral surface of the screw shaft, so that the slider moves relatively through the rolling of the rolling element. In addition, lubrication of both the linear guide portion constituted by the guide rail and the ball screw portion constituted by the screw shaft and the slider is sufficiently and stably performed.
[0007]
A uniaxial actuator according to claim 2 of the present invention is the uniaxial actuator according to claim 1,The rolling rail rolling groove of the guide rail has a Gothic arc shape, and the guide rail lubricant supply member is provided with a convex portion pressed against the rolling rail rolling groove of the guide rail, and the shape of the convex portion is It is characterized by a single arc shape.
If the shape of the convex portion is a single arc shape that is different from the Gothic arc shape that is the cross-sectional shape of the rolling element rolling groove of the guide rail, the convex portion and the rolling element rolling groove can be properly brought into contact with each other. Since it becomes easy, lubrication of a linear guide part is fully performed.
[0008]
The uniaxial actuator according to claim 3 of the present invention is the uniaxial actuator according to claim 1 or 2, wherein the screw shaft lubricant supply member is disposed so as to surround an outer peripheral surface of the screw shaft. A plurality of lubricant supply members, and each lubricant supply member is biased toward the screw shaft by the screw shaft biasing means.
The uniaxial actuator according to claim 4 of the present invention is the uniaxial actuator according to any one of claims 1 to 3, wherein the guide rail biasing means is a spring, and the guide rail lubricant supply member is attached. The shape of the biased spring is a shape that does not protrude from the outer shape of the slider.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of a uniaxial actuator according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing a configuration of a uniaxial actuator according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the uniaxial actuator of FIG. 1 taken along a plane perpendicular to the axial direction.
The uniaxial actuator of the present embodiment includes a linear guide portion configured by a
[0011]
A
Further, a rectangular
[0012]
Further, the opposing inner side surfaces of the
[0013]
Furthermore, rolling
[0014]
When the
[0015]
Next, the
[0016]
The
[0017]
The screw shaft
[0018]
As shown in FIG. 5, the
In this embodiment, the screw shaft
[0019]
The configuration of the biasing means for the screw shaft is not particularly limited as long as the semi-cylindrical
[0020]
When attaching the
The semi-cylindrical
[0021]
When the semi-cylindrical
[0022]
On the other hand, as shown in FIG. 3, the guide rail
[0023]
The fixing and positioning method of the mounting
[0024]
Further, the method of attaching the first
[0025]
Here, the shapes of the first
[0026]
The guide rail biasing means 32 is interposed between the first
The configuration of the guide rail biasing means 32 is not particularly limited as long as both
[0027]
In the state where the
When the
[0028]
Since both the
[0029]
Moreover, it is preferable that the shape of the
Both the
[0030]
However, if the shape of the
As described above, in the uniaxial actuator of this embodiment, the guide rail
[0031]
In addition, this embodiment shows an example of this invention and this invention is not limited to this embodiment.
For example, the shapes of the guide rail
Further, the semi-cylindrical
[0032]
Below, the rubber | gum or resin containing the lubricant which can be used in this invention is demonstrated in detail. Examples of the rubber or resin containing a lubricant include a rubber or resin selected from the group of polyolefin rubbers or resins having basically the same chemical structure such as polyethylene, polypropylene, polybutylene, and polymethylpentene. Mix one of paraffinic hydrocarbon oil such as α-olefin oil, naphthenic hydrocarbon oil, mineral oil, ether oil such as dialkyldiphenyl ether oil, ester oil such as phthalate ester and trimellitic acid ester. After being melted by heating, it is preferably injected into a predetermined mold and cooled and solidified while being pressurized. In addition, you may add various additives, such as antioxidant, a rust inhibitor, an antiwear agent, a foam eraser, and an extreme pressure agent beforehand.
[0033]
The composition ratio of the rubber or resin containing the lubricant is preferably 20 to 90% by mass of polyolefin rubber or resin and 80 to 10% by mass of lubricant with respect to the total mass. When the polyolefin rubber or resin is less than 20% by mass, the hardness and strength necessary for a seal cannot be obtained. Further, when the amount of the polyolefin-based rubber or resin exceeds 90% by mass (when the lubricant is less than 10% by mass), the supply amount of the lubricant is decreased, and there is a possibility that poor lubrication may occur in the uniaxial actuator.
[0034]
The above rubber or resin has the same basic structure but a different average molecular weight.Three~ 5x106The thing of the range of can be used. Among them, average molecular weight 1 × 10Three~ 1x106A relatively low molecular weight of 1 × 106~ 5x106These ultrahigh molecular weight compounds are preferably used alone or mixed as necessary.
In order to improve the mechanical strength of a rubber or resin containing a lubricant, the following thermoplastic resin or thermosetting resin may be added to the polyolefin rubber or resin described above.
[0035]
Examples of the thermoplastic resin include polyamide resin, polycarbonate resin, polybutylene terephthalate resin, polyphenylene sulfide resin, polyethersulfone resin, polyetheretherketone resin, polyamideimide resin, polystyrene resin, ABS resin, and the like.
Examples of the thermosetting resin include unsaturated polyester resin, urea resin, melamine resin, phenol resin, polyimide resin, epoxy resin and the like.
[0036]
These resins can be used alone or in combination of two or more. Furthermore, in order to disperse the polyolefin rubber or resin and other resins in a more uniform state, an appropriate compatibilizing agent may be added as necessary.
An injection molding method is preferably used for molding such a rubber or resin containing a lubricant.
Furthermore, in this embodiment, the rolling
[0037]
Furthermore, although the case where the rolling element of the linear guide portion is a ball has been described in the present embodiment, the present invention can be applied even when the rolling element is a roller. Further, although the ball screw mechanism is adopted as the screw type feeding device for driving the
Further, the
[0038]
【The invention's effect】
As described above, in the uniaxial actuator of the present invention, the guide rail lubricant supply member and the screw shaft lubricant supply member are separated from each other, and each of the guide rail lubricant supply member or the guide rail rolling member rolling groove or Since the outer peripheral surface of the screw shaft is in pressure contact, it becomes easy to properly contact the lubricant supply member with both the rolling element rolling groove of the guide rail and the outer peripheral surface of the screw shaft. Lubrication of both the ball screw portion and the ball screw portion is sufficiently and stably performed.
[0039]
In particular,Claim 2The single-shaft actuator has a single circular arc shape that is pressed against the rolling element rolling groove provided on the guide rail lubricant supply member. Thus, the linear guide portion is sufficiently lubricated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing a configuration of a uniaxial actuator according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of the uniaxial actuator of FIG. 1. FIG.
3 is a diagram illustrating a configuration of a lubricant supply device provided in the uniaxial actuator of FIG. 1. FIG.
4 is a front view of the uniaxial actuator of FIG. 1 in which a lubricant supply device and a seal device are omitted in order to describe an end face of the end cap.
FIG. 5 is an enlarged view illustrating the structure of a semi-cylindrical lubricant supply member.
FIG. 6 is an enlarged view showing a garter spring.
FIG. 7 is an enlarged view showing the shape of a leaf spring that is not attached.
FIG. 8 is a partially enlarged view for explaining the shape of a convex portion pressed against a rolling element rolling groove of the guide rail and a contact state between the convex portion and the rolling element rolling groove.
[Explanation of symbols]
11 Guide rail
11a Rolling element rolling groove
12 Slider
13 Screw shaft
13a Thread groove
15 Rolling elements
25 Lubricant supply device
31 Lubricant supply member for guide rail
31A First lubricant supply member
31B Second lubricant supply member
31c Convex part
32 Guide rail biasing means
35 leaf spring
41 Lubricant supply member for screw shaft
51 Semi-cylindrical lubricant supply member
61 Garter Spring
Claims (4)
前記案内レールの転動体転動溝に潤滑剤を供給する案内レール用潤滑剤供給部材と、前記案内レール用潤滑剤供給部材を付勢して前記案内レールの転動体転動溝に圧接する案内レール用付勢手段と、前記ねじ軸の外周面に潤滑剤を供給し且つ前記案内レール用潤滑剤供給部材とは別体の部材であるねじ軸用潤滑剤供給部材と、前記ねじ軸用潤滑剤供給部材を付勢して前記ねじ軸の外周面に圧接するねじ軸用付勢手段と、を前記スライダに設けるとともに、
前記案内レール用潤滑剤供給部材は別体の第1潤滑剤供給部材と第2潤滑剤供給部材とで構成され、前記第1潤滑剤供給部材及び前記第2潤滑剤供給部材は1個の前記案内レール用付勢手段で付勢され且つ前記スライダにそれぞれ回転可能に支持されていて、前記第1潤滑剤供給部材が前記案内レールの一方の内側面の転動体転動溝に圧接され、前記第2潤滑剤供給部材が他方の内側面の転動体転動溝に圧接されていることを特徴とする一軸アクチュエータ。A guide rail having a concave section in the inner surface facing a rolling element rolling groove extending in the axial direction, and a helical thread groove arranged parallel to the axial direction inside the guide rail on the outer peripheral surface A screw shaft that has a rolling element rolling groove that faces the rolling element rolling groove of the guide rail on both sides, and a slider that is screwed to the screw shaft, and the two rolling element rolling grooves that face each other. A single-axis actuator comprising: a plurality of rolling elements interposed in a freely rotatable manner, wherein the slider is relatively movable along the guide rail through the rolling of the rolling elements;
A guide rail lubricant supply member that supplies lubricant to the rolling element rolling grooves of the guide rail, and a guide that presses the guide rail lubricant supply member and presses against the rolling element rolling grooves of the guide rail. Rail biasing means, a screw shaft lubricant supply member that supplies lubricant to the outer peripheral surface of the screw shaft, and is a separate member from the guide rail lubricant supply member, and the screw shaft lubrication A screw shaft biasing means that biases the agent supply member and presses against the outer peripheral surface of the screw shaft; and
The guide rail lubricant supply member is composed of a separate first lubricant supply member and second lubricant supply member, and the first lubricant supply member and the second lubricant supply member are provided as a single piece. The first lubricant supply member is urged by the guide rail urging means and is rotatably supported by the slider, and the first lubricant supply member is pressed against a rolling element rolling groove on one inner surface of the guide rail, A uniaxial actuator, wherein the second lubricant supply member is in pressure contact with a rolling element rolling groove on the other inner surface .
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