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技術 アクチュエータ

出願人 日本精工株式会社
発明者 水城宏教下村祐二
出願日 2016年9月23日 (4年5ヶ月経過) 出願番号 2016-185033
公開日 2018年3月29日 (2年10ヶ月経過) 公開番号 2018-048705
状態 特許登録済
技術分野 伝動装置
主要キーワード 略環状部材 開口外側 直動型アクチュエータ 空間容量 球状転動体 注入路 ハウジング内径面 増減変化
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年3月29日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

グリース防水透湿材で塞がれた通気孔詰まることがなく、かつ、グリース溜りに保持されたグリースから通気孔の通気により基油摺動面に排出し、潤滑性能を向上させるアクチュエータを提供できる。

解決手段

筒状のハウジング部材1と、ハウジング部材1の内部空間に同軸に配されねじ軸2と、ねじ軸2に沿って直線移動するナット3と、ナット3に連結されナット3とともに直線移動して軸力を出力する出力軸4と、出力軸4の外周面とハウジング部材1の内周面との間に介装され、出力軸4をハウジング部材1に支持する出力軸支持部材5とを備えるアクチュエータにおいて、ハウジング部材1には、ハウジング部材1の内部空間に連通する通気孔6を持ち、当該通気孔が防水透湿材7で塞がれており、ハウジング部材内径面に通気孔6を通るグリース溜り用の溝9を螺旋状に設ける。

概要

背景

従来からボールねじを利用するボールねじ式直動型アクチュエータが広く利用されており、特許文献1に示されるような、中空状の出力軸がボールねじのナット軸力伝達要素により連結され、出力軸の外周面ハウジング部材内周面との間を出力軸支持部材により出力軸を支持する構成がとられている。
このような構成の場合、ボールねじのねじ軸の回転運動が変換されて、ナットが直線移動をすることにより、前記ハウジング部材の内部空間、すなわち、ハウジングとナットの間の空間容量増減変化し、ハウジング内の圧力の変化が生じる。その結果、アクチュエータとしての推力にばらつきを生じることが問題として懸念される。

そこで、内圧の変化を解消する方法として、外部との通気孔貫通穴)を設けることが有効であるが、通気孔からの水の浸入により、ハウジング内の金属部品腐食、ハウジング内の摺動面に存在するグリース劣化する等の問題がある。このような問題に対し、特許文献2及び特許文献3に示されるように、一般的には、通気孔に防水かつ通気性を備えた素材(以下、防水透湿材という。)で塞ぐことがなされている。この防水透湿材としては、ゴアテックス登録商標)等があげられている。

概要

グリースが防水透湿材で塞がれた通気孔に詰まることがなく、かつ、グリース溜りに保持されたグリースから通気孔の通気により基油を摺動面に排出し、潤滑性能を向上させるアクチュエータを提供できる。筒状のハウジング部材1と、ハウジング部材1の内部空間に同軸に配されねじ軸2と、ねじ軸2に沿って直線移動するナット3と、ナット3に連結されナット3とともに直線移動して軸力を出力する出力軸4と、出力軸4の外周面とハウジング部材1の内周面との間に介装され、出力軸4をハウジング部材1に支持する出力軸支持部材5とを備えるアクチュエータにおいて、ハウジング部材1には、ハウジング部材1の内部空間に連通する通気孔6を持ち、当該通気孔が防水透湿材7で塞がれており、ハウジング部材内径面に通気孔6を通るグリース溜り用の溝9を螺旋状に設ける。

目的

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、グリースが防水透湿材で塞がれた通気孔に詰まることがなく、かつ、グリース溜りに保持されたグリースから通気孔の通気により基油を摺動面に排出し、潤滑性能を向上させるアクチュエータを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

筒状のハウジング部材と、前記ハウジング部材の内部空間に同軸に配され、回転力が入力されるねじ軸と、前記ねじ軸に沿って直線移動するように前記ねじ軸に係合されたナットと、前記ナットに連結され、前記ナットとともに直線移動して軸力を出力する出力軸と、前記出力軸の外周面と前記ハウジング部材の内周面との間に介装され、前記出力軸を前記ハウジング部材に支持する出力軸支持部材とを備えるアクチュエータにおいて、前記ハウジング部材には、前記ハウジング部材の内部空間に連通する通気孔を持ち、当該通気孔が防水透湿材で塞がれており、前記ハウジング部材内径面に前記通気孔を通るグリース溜り用の溝を螺旋状に設けることを特徴とするアクチュエータ。

請求項2

前記防水透湿材が前記ハウジング部材の内径側摺動面に突出しないことを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータ。

技術分野

0001

この発明は、アクチュエータに関し、特にボールねじ式の直動型アクチュエータに関する。

背景技術

0002

従来からボールねじを利用するボールねじ式直動型アクチュエータが広く利用されており、特許文献1に示されるような、中空状の出力軸がボールねじのナット軸力伝達要素により連結され、出力軸の外周面ハウジング部材内周面との間を出力軸支持部材により出力軸を支持する構成がとられている。
このような構成の場合、ボールねじのねじ軸の回転運動が変換されて、ナットが直線移動をすることにより、前記ハウジング部材の内部空間、すなわち、ハウジングとナットの間の空間容量増減変化し、ハウジング内の圧力の変化が生じる。その結果、アクチュエータとしての推力にばらつきを生じることが問題として懸念される。

0003

そこで、内圧の変化を解消する方法として、外部との通気孔貫通穴)を設けることが有効であるが、通気孔からの水の浸入により、ハウジング内の金属部品腐食、ハウジング内の摺動面に存在するグリース劣化する等の問題がある。このような問題に対し、特許文献2及び特許文献3に示されるように、一般的には、通気孔に防水かつ通気性を備えた素材(以下、防水透湿材という。)で塞ぐことがなされている。この防水透湿材としては、ゴアテックス登録商標)等があげられている。

先行技術

0004

特開2013−139827号公報
特開2015−054529号公報
特許第5853930号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかし、ボールねじ直動型アクチュエータの場合、ハウジング内径面は出力軸支持部材の摺動面となっている。従って、防水透湿材を摺動面に突出させることができないため、通気孔のハウジング内径面寄りに空間をあけて、ハウジング外径面寄りに防水透湿材を設ける必要がある。しかし、防水透湿材で塞がれた通気孔の空間領域には、摺動面に付着するグリースが詰まってしまい、通気孔での通気性が阻害される虞がある。

0006

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、グリースが防水透湿材で塞がれた通気孔に詰まることがなく、かつ、グリース溜りに保持されたグリースから通気孔の通気により基油を摺動面に排出し、潤滑性能を向上させるアクチュエータを提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

上記課題を解決するために、本発明は、略筒状のハウジング部材と、 前記ハウジング部材の内部空間に同軸に配され、回転力が入力されるねじ軸と、前記ねじ軸に沿って直線移動するように前記ねじ軸に係合されたナットと、前記ナットに連結され、前記ナットとともに直線移動して軸力を出力する出力軸と、前記出力軸の外周面と前記ハウジング部材の内周面との間に介装され、前記出力軸を前記ハウジング部材に支持する出力軸支持部材とを備えるアクチュエータにおいて、前記ハウジング部材には、前記ハウジング部材の内部空間に連通する通気孔を持ち、当該通気孔が防水透湿材で塞がれており、前記ハウジング部材内径面に前記通気孔を通るグリース溜り用の溝を螺旋状に設けることを特徴とする。
本発明において、前記防水透湿材が前記ハウジング部材の内径側の摺動面に突出しないことを特徴とする。

発明の効果

0008

本発明のアクチュエータによれば、グリースが防水透湿材で塞がれた通気孔に詰まることがなく、かつ、グリース溜りに保持されたグリースから通気孔の通気により基油を摺動面に排出し、潤滑性能を向上させることができる。

図面の簡単な説明

0009

本発明に係る第一実施形態のアクチュエータの構造を示す概略断面図である。
図1のアクチュエータの通気孔部分を示す概略拡大断面図である。
図2の通気孔が位置する摺動面を示す部分拡大図である。

実施例

0010

以下、この発明の実施形態について説明する。
本発明のアクチュエータは、図1に示すように、筒状のハウジング部材1の内部空間に同軸に配され、モータ等の駆動源によって回転力が入力されるねじ軸2と、その回転力によりねじ軸2が回転することに伴ってねじ軸2に沿って直線移動するようにねじ軸2に係合されたナット3と、ナット3に連結され、ナット3とともに直線移動して軸力を出力する中空状の出力軸4と、出力軸4の外周面とハウジング部材1の内周面との間に介装され、出力軸4をハウジング部材1に支持する出力軸支持部材5とを備えている。また、本発明は、図1の通気孔6を拡大した図2に示すように、通気孔6には防水透湿材7と蓋8を設けている。なお、図1には、作図上、通気孔6のみを示している。

0011

本実施形態のアクチュエータは、回転運動を直線運動に変換するボールねじ10を利用するボールねじ式直動型アクチュエータで、モータ等の駆動源から入力された回転力を軸力に変換して出力するものである。
ハウジング部材1は、ボールねじ10と出力軸4とから構成され、略円筒状又は略角筒状の略筒状に形成されている。ハウジング部材1の素材は、特に限定されるものではなく、アルミ合金などの一般的な材料が使用できる。

0012

ボールねじ10は、ハウジング部材1の内部空間1a内に、ハウジング部材1と同じ軸方向に配され、ねじ軸2とナット3とで構成されている。
ねじ軸2は、ねじ軸2の軸方向に沿って、ナット3を移動案内するためのもので、外周面の全長にわたって、ボール球状転動体)の半径と略同じ曲率半径を有する断面半円形螺旋溝が形成されている。
ナット3は、内周面に螺旋溝を形成した円筒部材で構成され、ボールを介してねじ軸2に係合されている。
なお、ねじ軸2及びナット3の素材は特に限定されるものではなく、一般的な材料が使用でき、例えば鋼等の金属やセラミックでもよい。

0013

ねじ軸2の螺旋溝は、ナット3の螺旋溝と対向しており、当該対向する螺旋溝でボールの軌道が形成される。そして、装填された複数個のボールがこの軌道内転動自在に転動し、ナット3は、ねじ軸2に対して相対的に直線移動する。
転動したボールは軌道溝内を前進し、軌道溝の一端側に達したボールは、ナット3の両端に組み込まれたエンドデフレクタですくい上げられ、ナット3内部の貫通穴を通過して再び軌道溝に戻され再び循環することになる。
なお、ボールの循環方式について、本発明は、本実施形態のエンドデフレクタに限定されるものではなく、コマ式、チューブ式等の方式でもよい。

0014

また、本実施形態では、ナット3に連結され、ナット3とともに直線移動して軸力を出力する中空状の出力軸4と、出力軸の外周面とハウジング部材1の内周面との間に介装され、出力軸4をハウジング部材1に支持する出力軸支持部材5とを備えている。
図1に示すように、出力軸4は、ボールねじ10と、ボールねじ10のナット3に連結されているハウジング部材1の内部空間に構成され、ボールねじ10のねじ軸2及び出力軸4がハウジング部材1と同じ軸方向に配されている。この構成により、出力軸4とナット3は、それらの軸方向両端面に備えられた伝達部材5aを介して、ナット3の軸力を出力軸4に伝達することができる。

0015

また、出力軸支持部材5は、出力軸4をハウジング部材1に支持するように、軸方向に間隔を空けて、出力軸4の外周面とハウジング部材1の内周面との間に介装されている。また、出力軸支持部材5は、出力軸4の外周面及びハウジング部材1の内周面に沿う略環状部材となっている。つまり、ナット3を出力軸4の中空内部に内包させ、ナット3と出力軸4を伝達部材5aで連結し、さらに伝達部材abを出力軸支持部材5で覆うようにしている。

0016

本発明のアクチュエータは、ハウジング部材1に防水透湿材7を備えた通気孔6を設けている。本実施形態では、図1に示すように、当該ハウジング部材1には、ハウジング部材1の内部空間1aに連通する通気孔6を持ち、図2に示すように、その通気孔6が防水透湿材7と、さらに蓋8とで塞がれている。
この外部と通じる通気孔6の設置により、ナット3の直線移動により前記ハウジング部材1の内部空間1a、すなわち、ハウジング部材1とナット3で囲まれた空間1aの容量が増減変化しても、アクチュエータ推力のバラツキの原因となるハウジング内の圧力の変化を防止することができる。また、当該通気孔6を防水透湿材7で塞ぐことでハウジング内への水の浸入を防ぐことができ、ハウジング内のボールやねじ軸の部品の腐食、ハウジング内の摺動面に存在するグリースが劣化を防止することができる。

0017

通気孔6は、ハウジング部材1に、当該ハウジング部材の内部空間1aに連通するように設けられた、筒状の貫通孔(図面上では、上下方向に貫通)として形成されている。この通気孔6は、円筒状に形成されるので、ハウジング部材1に容易に形成することできる。
なお、本実施形態の通気孔6は、ナット3がねじ軸2の中立位置にあるとき、駆動源寄りでハウジング部材1の内部空間に貫通する位置(図面では左側)に形成されているが、当該位置は必ずしも本実施形態に限定されず、通気孔6が、ハウジング部材1に、ハウジング部材の内部空間1aに連通するように設けられていれば本発明の実施範囲内である。

0018

また、通気孔6には、図2に示すように、通気孔6の径よりも大きい径の防水透湿部材7が取り付けられて閉塞される。防水透湿部材7は、ゴアテックス(商標登録)のように防水でありながら通気可能な部材であればよい。防水透湿部材7は、通気孔6の開口外側にあって、通気孔6の径よりも大きく大径に、ハウジング部材1に階段形状部分に筒状に備えられている。
具体的には、通気孔6は、図2に示すように、ハウジング内径面寄りの空間6aと、ハウジング外径面寄りの空間6bとから構成されている。また、防水透湿部材7は、空間6aと空間6bとの間に取り付けられる。
なお、本実施形態では、通気孔6は、空間6aと空間6bとで形成(防水透湿部材7を含む。)されているが、これに限定されるものではなく、空間6aの径と空間6bの径が同径でストレートの通気孔6(防水透湿部材7を含む。)であっても本発明の実施範囲内である。

0019

また、図2に示すように、通気孔6から防水透湿部材7が外れないように中空の筒状の蓋8が設けられ、蓋8の形状に合わせて通気孔6の外周に第2の嵌合部6cが形成されている。このように、蓋8を取り付けることで、容易に防水透湿部材7の劣化による交換取り付け及び取り外しを行うことが可能となる。
この蓋8にも通気孔6(防水透湿部材7を含む。)と連通し通気可能な孔(空間6a)が形成され、通気性を保っている。
なお、蓋8は、容易に取り外し密封ができるゴムのような弾性のある部材であればよい。

0020

さらに、本発明では、図3に示すように、防水透湿材7を備えた通気孔6に加え、ハウジング部材1の内径摺動面1b側に、通気孔6を通るグリース溜り用の溝9を螺旋状に設けている。すなわち、ハウジング部材1の内径面は出力軸支持部材5との摺動面1bとなっているため、防水透湿材7は摺動面1bに突出できずハウジング部材1の外径面に設ける必要があるが、防水透湿材7で塞がれた通気孔6に摺動面1bのグリースが詰まってしまい、通気孔6での通気性が阻害される虞があるからである。

0021

そこで、このようにグリース溜り用の溝9が通気孔6を通ることで、通気孔6付近のグリースを溝9に効率よく収容でき、グリースが通気孔6に詰まることによる通気孔6の通気性の阻害を防止できる。また、通気孔6からの通気により、通気孔6付近に保持されたグリースから効率的に基油を出力軸支持部材5との摺動面1bに供給することができる。
なお、本実施形態では、溝9は、摺動面1b全体を所定のピッチで凹状に螺旋的に切り欠き、一本の溝9が通気孔6を通るようにしているが、本発明は必ずしもこれに限定されない。

0022

また、ナット3には、グリースを注入するための潤滑注入路が形成されているが、グリースは予め、グリース溜り用の溝9に封入してあってもよい。

0023

1ハウジング部材
1a 内部空間
1b摺動面
2 ねじ軸
3ナット
4出力軸
5出力軸支持部材
5a伝達部材
6通気孔
7防水透湿材
8 蓋
9 溝
10 ボールねじ

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