JP4085623B2 - 一軸アクチュエータ - 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
【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
Claims (4)
- 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一軸アクチュエータ。 - 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請求項１に記載の一軸アクチュエータ。
- 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請求項１又は請求項２に記載の一軸アクチュエータ。
- 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請求項１〜３のいずれかに記載の一軸アクチュエータ。
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| JP2001372786A JP4085623B2 (ja) | 2001-12-06 | 2001-12-06 | 一軸アクチュエータ |
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