直動案内機構
【課題】 多様な方向からの荷重を受けることができ、剛性が高く、直動案内精度が良く、コンパクトに構成できる直動案内機構を提供する。
【解決手段】 直動案内機構１は、ハウジング２と、このハウジング２に軸中心Ｏ回りに回転自在かつ軸方向に移動不能に支持されたねじ軸３と、このねじ軸３に螺合したナット４を含みねじ軸３の回転によりねじ軸３の軸方向に移動させられる直動体５とを備える。ハウジング１にねじ軸３の軸方向に沿う複数の案内面１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄを設ける。これら複数の案内面１５は２面ずつが対となる。これら対となる２つの案内面１５は、互いに非平行で背を向き合う。直動体５に、各案内面１５にそれぞれ接する複数の被案内体１６を設ける。
【解決手段】 直動案内機構１は、ハウジング２と、このハウジング２に軸中心Ｏ回りに回転自在かつ軸方向に移動不能に支持されたねじ軸３と、このねじ軸３に螺合したナット４を含みねじ軸３の回転によりねじ軸３の軸方向に移動させられる直動体５とを備える。ハウジング１にねじ軸３の軸方向に沿う複数の案内面１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄを設ける。これら複数の案内面１５は２面ずつが対となる。これら対となる２つの案内面１５は、互いに非平行で背を向き合う。直動体５に、各案内面１５にそれぞれ接する複数の被案内体１６を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工作機械、測定装置、搬送機器等において直線上を進退する直線進退部材の案内に用いられる直動案内機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械等の位置決め部における直動案内に使用される部品として、例えば図１７に示すように、直線レール３０と、この直線レール３０に沿ってスライドするスライドユニット３１とを組み合わせたリニアレールガイド（直動転がり軸受とも称す）がある。このリニアレールガイドは、サイズや形状等が異なる多様な製品がメーカ各社から販売されており、負荷荷重や使用姿勢等の適用条件に合った適正なリニアレールガイドを選択することが可能である。
【０００３】
現在、多く使用されているリニアレールガイドには、２つのタイプがある。１つは、リニアレールガイド内のボールやローラ等の転動体（図示せず）が、スライドユニット３１の内部を循環する循環タイプである。もう１つのタイプは、クロスローラガイドと称する転動体が、保持器によって拘束された有限ストロークタイプである。いずれのタイプも、案内面となる直線レール３０や転動体に軸受鋼等の焼入れ鋼材を使用して、耐久性を高めてある。図１７の例のように、ボールねじ機構とリニアレールガイドとを組み合わせて、両者を互いに並列に設置することにより、ボールねじ機構にラジアル荷重およびモーメント荷重が直接作用しないようになり、耐久性能に優れ、高精度な直動案内を実現することができる。
【０００４】
リニアガイドレールを用いない直動案内の方法として、特許文献１〜４に、ハウジングの内面等に垂直溝や垂直案内面を設け、これら垂直溝や垂直案内面に沿ってカムフォロア等の軸受を転走させることで、直動案内を実現する技術が提案されている。また、特許文献５には、ハウジング側に円周方向に並ぶ複数の軸受を設け、これら軸受の外輪面を、中心に配置した直線進退部材に当てることで、直動案内を実現する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２１６２８０号公報
【特許文献２】特開平２−１８６１５７号公報
【特許文献３】特開２０１０−１７９３２３号公報
【特許文献４】特開２００７−３３３０４６号公報
【特許文献５】特開２００１−２２１２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１８に示すように、モータ６の駆動によるシリンダ型直動アクチュエータ７が、省エネルギー化を目的に、エアシリンダの代替として生産設備や搬送設備への採用が進んでいる。このシリンダ型直動アクチュエータは、使用する直動案内機構が重要で、直動案内機構がシリンダ型直動アクチュエータの外観、コスト、性能を決める主な要因となる。
【０００７】
リニアレールガイドによる直動案内機構は、剛性が高く真直性に優れた案内構造ではあるが、図１７のように直線レール３０を多数のボルト等の固定具３２で固定する必要があり、省スペース化と低コスト化を進める上で障害となる。
【０００８】
また、リニアレールガイドを用いない直動案内機構には、以下の課題がある。
前記特許文献１〜４には、回転運動を直線運動に変換する機構における直線運動部材の回り止めを主な目的としたもの（特許文献１，２）と、荷重を受けられるようにすることを主な目的としたもの（特許文献３，４）とがあるが、後者でも、軸受の個数と配置の都合上、受けられる荷重方向に制限がある。特に、斜め方向からの荷重に対しては、適応できない構造となっている。
【０００９】
特許文献５の場合、多様な方向からの荷重を受けることができるが、軸受の固定方法や、軸受の直線進退部材への押付け圧の調整が複雑である。
【００１０】
この発明の目的は、多様な方向からの荷重を受けることができ、剛性が高く、直動案内精度が良く、コンパクトに構成できる直動案内機構を提供することである。
この発明の他の目的は、多様な方向からの荷重を受けることができ、剛性が高く、直動案内精度が良く、コンパクトに構成できる直動アクチュエータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の直動案内機構は、ハウジングと、このハウジングに軸中心回りに回転自在かつ軸方向に移動不能に支持されたねじ軸と、このねじ軸に螺合したナットを含み前記ねじ軸の回転によりねじ軸の軸方向に移動させられる直動体とを備える。この直動案内機構において、前記ハウジングに前記ねじ軸の軸方向に沿う複数の案内面を設け、これら複数の案内面は２面ずつが対となり、これら対となる２つの案内面は、互いに非平行で背を向き合い、前記直動体に前記各案内面にそれぞれ接する複数の被案内体を設けたことを特徴とする。
【００１２】
この構成によると、ねじ軸を回転することにより、ナットを含む直動体がねじ軸の軸方向に移動する。このとき、直動体に設けられた複数の被案内体が、ハウジングに設けられた複数の案内面にそれぞれ接した状態で移動することで、直動体がねじ軸の軸方向に精度良く案内される。
【００１３】
前記複数の案内面は２面ずつが対となり、これら対となる２つの案内面は、互いに非平行で背を向き合っているため、直動体に作用する荷重が、各案内面により荷重分散されて受けられる。そのため、さまざまな方向からの荷重や大きな荷重を受けることができる。また、背を向き合う２つの案内面にそれぞれ接する２つの被案内体により、２つの案内面に挟まれたハウジングの部分を挟み付けた状態となり、剛性を向上させられる。案内面はハウジングの内面に設けられており、被案内体を案内するためのレールを別途に設けなくて済むので、コンパクトな構成にすることができる。
【００１４】
この発明において、前記被案内体は、前記直動体に外面から突出させて設けた支軸と、この支軸に取付けられて外周面が前記案内面に転接する転がり軸受とからなる案内軸受とするのがよい。
被案内体を、支軸と転がり軸受とからなる案内軸受とすると、案内面と被案内体との摩擦抵抗が少なく、直動体を円滑に移動させられる。
【００１５】
前記案内面の対を、前記ねじ軸の直径方向の両側に位置するように複数設けてもよい。
この構成とすると、直動体に作用する荷重を、各対の案内面でバランス良く支持することができる。
【００１６】
前記ハウジングが平坦な底面を有する場合、前記各案内面は前記底面に対して傾斜させてもよい。案内面の傾斜角度は、荷重条件に合わせて定めればよい。
【００１７】
前記支軸の軸心を、前記ねじ軸の軸中心に直交し前記支軸の軸心と平行な直線に対してオフセットさせてもよい。
上記構成とすることで、より一層多様な荷重を受けることが可能となり、負荷の分散やハウジング強度の向上を図ることができる。
【００１８】
前記被案内体を、前記直動体にねじ軸の軸方向に並べて複数設けてもよい。
この場合は、負荷容量を増加することができる。
【００１９】
また、前記複数の被案内体を、前記直動体にねじ軸の軸方向に互いにずらせて配置してもよい。
この場合は、荷重条件に合った被案内体の配置とすることができる。
【００２０】
前記被案内体が前記ナットとこのナットの外周に嵌合する移動ブラケットとでなる場合、前記ねじ軸の軸中心と前記移動ブラケットの中心とを不一致として、移動ブラケットの側面における前記被案内体が設けられない箇所に前記ねじ軸を配置してもよい。
ねじ軸の軸中心と移動ブラケットの中心とが一致していなくても、ねじ軸を回転させることで被案内体を移動させる。よって、移動ブラケットの側面における被案内体が設けられない箇所にねじ軸を配置することが可能であり、それによってハウジング内の各部品の配置の自由性が高まる。
【００２１】
前記被案内体の前記案内軸受を、深溝玉軸受としてもよい。
深溝玉軸受は、組立が容易で、手に入り易く低コストである。
【００２２】
また、前記被案内体の前記案内軸受を、前記支軸に軸方向に並べて背面組み合わせまたは正面組み合わせで複数設けたアンギュラ玉軸受とし、これら複数のアンギュラ玉軸受に予圧を与えてもよい。
転がり軸受を複列のアンギュラ玉軸受とすると、案内面に垂直な方向の荷重の他に、案内面の幅方向の荷重も受けることができる。また、予圧を与えることで、軸受間の隙間を無くして剛性を高めることができる。
【００２３】
前記被案内体の前記案内軸受を、前記支軸の外周に転動体を介して、外輪を兼ねるローラが設けられたカムフォロアとしてもよい。
カムフォロアは、深溝玉軸受やアンギュラ玉軸受の玉軸受に比べて、外輪の幅寸法を広くできるため、単体での負荷容量を向上させることができる。転動体が円筒ころ等のころからなる場合は、より一層負荷容量を向上させることが可能である。また、カムフォロアは、内輪を有しないため、直径方向に狭いスペースに配置することができる。
【００２４】
前記被案内体の前記案内軸受における外輪の外周面に樹脂コーティングを施してもよい。
これにより、案内軸受の外輪とハウジングの案内面との摺動性を向上させられる。
【００２５】
前記案内面を、前記ねじ軸の軸中心に垂直な断面において円弧状に凸となる曲面としてもよい。
この場合、案内面に対して、案内軸受の外輪の外周面がエッジ接触することを避けられる。
【００２６】
前記案内面における前記案内軸受と接する幅内に、軸方向に延びる油溜まり溝を設けてもよい。
この場合、案内軸受の外輪の外周面が潤滑油切れになることが防がれて、案内軸受の耐久性を高めることができる。
【００２７】
前記案内面と前記被案内体の前記転がり軸受との間に、前記案内面よりも表面硬度の高い耐摩耗用の板状部材を介在させてもよい。例えば、前記板状部材は、前記案内面の表面に貼り付けて設ける。
この場合、転がり軸受の転がり接触による案内面の表面摩耗に対して耐久性を高めることができる。
【００２８】
前記案内面の表面に表面硬化処理を施してもよい。
この場合、案内面の耐久性を向上させることができる。
【００２９】
前記ハウジングに熱処理により硬化処理を施してもよい。
この場合も、案内面の耐久性を向上させることができる。
【００３０】
前記ハウジングが、ハウジング本体と、前記案内面を有し前記ハウジング本体に固定された案内面形成部材とでなっていてもよい。
この場合、案内面の加工が容易である。
【００３１】
前記被案内体が、前記直動体に突出して設けられて前記案内面に滑り接触する滑り接触部材であってもよい。
被案内体が案内面に滑り接触する滑り接触部材であっても、直動体をねじ軸の軸方向に精度良く案内することができる。
【００３２】
この発明の直動アクチュエータは、請求項１ないし請求項１９のいずれか１項に記載の直動案内機構と、この直動案内機構の前記ねじ軸を回転させる駆動源とを有する。
直動案内機構は、先に説明した作用・効果を有するので、この直動案内機構を適用した直動アクチュエータは、多様な方向からの荷重を受けることができ、剛性が高く、直動案内精度が良い。
【発明の効果】
【００３３】
この発明の直動案内機構は、ハウジングと、このハウジングに軸中心回りに回転自在かつ軸方向に移動不能に支持されたねじ軸と、このねじ軸に螺合したナットを含み前記ねじ軸の回転によりねじ軸の軸方向に移動させられる直動体とを備え、前記ハウジングに前記ねじ軸の軸方向に沿う複数の案内面を設け、これら複数の案内面は２面ずつが対となり、これら対となる２つの案内面は、互いに非平行で背を向き合い、前記直動体に前記各案内面にそれぞれ接する複数の被案内体を設けたため、多様な方向からの荷重を受けることができ、剛性が高く、直動案内精度が良く、コンパクトに構成できる。
【００３４】
この発明の直動アクチュエータは、請求項１ないし請求項１９のいずれか１項に記載の直動案内機構と、この直動案内機構の前記ねじ軸を回転させる駆動源とを有するため、多様な方向からの荷重を受けることができ、剛性が高く、直動案内精度が良く、コンパクトに構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】（Ａ）はこの発明の一実施形態にかかる直動案内機構を備えた直動アクチュエータの破断側面図、（Ｂ）はそのＩＢ−ＩＢ断面図である。
【図２】図１（Ａ）の部分拡大図である。
【図３】図１（Ｂ）の部分拡大図である。
【図４】直動案内機構の案内面の異なる例を示す断面図である。
【図５】同案内面のさらに異なる例を示す断面図である。
【図６】同案内面のさらに異なる例を示す断面図である。
【図７】同案内面のさらに異なる例を示す断面図である。
【図８】直動案内機構の被案内体の異なる例を示す断面図である。
【図９】同被案内体のさらに異なる例を示す断面図である。
【図１０】同被案内体のさらに異なる例を示す断面図である。
【図１１】この発明の異なる実施形態にかかる直動案内機構の一部を省略した破断側面図である。
【図１２】この発明のさらに異なる実施形態にかかる直動案内機構の一部を省略した破断側面図である。
【図１３】この発明の異なる実施形態にかかる直動案内機構の破断正面図である。
【図１４】この発明のさらに異なる実施形態にかかる直動案内機構の破断正面図である。
【図１５】この発明のさらに異なる実施形態にかかる直動案内機構の破断正面図である。
【図１６】この発明のさらに異なる実施形態にかかる直動案内機構の破断正面図である。
【図１７】（Ａ）は従来の直動案内機構の破断側面図、（Ｂ）はそのXVIIＢ−XVIIＢ断面図である。
【図１８】従来の直動アクチュエータの破断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
この発明の一実施形態を図１ないし図３と共に説明する。
図１において、この直動案内機構１は、ハウジング２と、このハウジング２に軸中心回りに回転自在かつ軸方向に移動不能に支持されたねじ軸３と、このねじ軸３に螺合したナット４とを含む直動体５と備える。直動案内機構１は、駆動源であるモータ６と共に直動アクチュエータ７を構成する。
【００３７】
ハウジング２は、筒状の直動案内部２ａと、この直動案内部２ａの左右一方端に結合されたねじ軸支持部２ｂと、このねじ軸支持部２ｂの先に結合されたカップリング収容部２ｃと、前記直動案内部２ａの左右他方端に結合されたシャフト支持部２ｄと、このシャフト支持部２ｄの先に結合された蓋部２ｅとでなる。
【００３８】
前記ねじ軸３は、前記ナット４が螺合するボールねじ部３ａと、このボールねじ部３ａから基端側に続く円筒面部３ｂおよび雄ねじ部３ｃからなる。ねじ軸３は、ハウジング２のねじ軸支持部２ｂの内周に嵌合する複列の支持軸受８により、円筒面部３ｂが回転自在に支持されている。支持軸受８は、例えばアンギュラ玉軸受等の転がり軸受である。雄ねじ部３ｃには抜け止め用ナット９が螺着しており、ねじ軸３の軸方向移動が拘束されている。ねじ軸３は、ハウジング２のカップリング収容部２ｃ内に収容されたカップリング１０を介して、ハウジング２外に設置した前記モータ６の回転軸６ａと結合されている。
【００３９】
前記ナット４は、例えばねじ軸３のボールねじ部３ａとの接触面に沿ってボール（図示せず）を循環させるボールナットとされ、ボールねじ部３ａとナット４とでボールねじ機構１１を構成する。ボールねじ機構１１は、ねじ軸３を回転させることで、ナット４を含む直動体５が軸方向に移動する。
【００４０】
直動体５は、前記ナット４と、このナット４の外周に嵌合する移動ブラケット１２と、この移動ブラケット１２からねじ軸３の軸方向に延びるシャフト１３とでなる。ナット４と移動ブラケット１２とは、スプライン等により相互回転不能に結合し、かつ図示しない抜け止め手段により互いに軸方向の移動不能とされている。図２に示すようにシャフト１３は筒状で、その中空部に、ねじ軸３のナット４よりも突出した先端側部分が挿入されている。シャフト１３は、ハウジング２のシャフト支持部２ｄの内周に嵌合する直動滑り軸受１４により、ねじ軸３の軸方向に摺動自在に支持されている。移動ブラケット１２とシャフト１３は、一体であっても別体であってもよい。また、直動体５は、移動ブラケット１２を有さずに、ナット４にシャフト１３が取付けられていてもよい。さらに、ナット４と別体のシャフト４を有さずに、シャフト１３に相当する出力部材（図示せず）がナット４に一体に設けられていてもよい。
【００４１】
ハウジング２の直動案内部２ａは、図１（Ｂ）のように、ねじ軸３の軸方向と直交する断面が略正方形の筒状で、その内面にねじ軸３の軸方向に沿う一定幅の案内面１５（１５Ａ〜１５Ｄ）が複数設けられている。各案内面１５は、後述する被案内体１６をねじ軸３の軸方向に案内するためのものである。図の例では、左右に１対ずつ、計４面の案内面１５が設けられている。これら複数の案内面１５は上下に並ぶ２面ずつ、すなわち案内面１５Ａと案内面１５Ｂ、および案内面１５Ｃと案内面１５Ｄがそれぞれ対となっており、各対の案内面１５は互いに非平行で背を向き合っている。つまり、各対の案内面１５は、幅面がその延長線上で互いに交差している。各対の案内面１５は、ハウジング２の平坦な底面Ｆに対し、プラス４５°とマイナス４５°の角度でそれぞれ傾斜している（θＡ，θＢ，θＣ，θＤ＝４５°）。
【００４２】
直動体５の移動ブラケット１２には、前記案内面１５にそれぞれ接する被案内体１６が設けられている。被案内体１６は、移動ブラケット１２に外面から突出させて設けたトラニオン軸状の支軸１７と、この支軸１７に取付けられて外周面が案内面１５に転接する転がり軸受１８とからなる案内軸受とされている。各被案内体１６の支軸１７は、その軸心Ｐがねじ軸３の軸中心Ｏと交差している。この実施形態の転がり軸受１８は、深溝玉軸受である。被案内体１６は、直動体５の移動ブラケット１２以外の部分、すなわちナット４またはシャフト１３に設けられていてもよい。
【００４３】
この直動案内機構１が適用された直動アクチュエータ７は、モータ６の駆動でねじ軸３を回転させることにより、ナット４を含む直動体５がねじ軸３の軸方向に移動する。このとき、直動体５の移動ブラケット１２に設けられた複数の被案内体１６が、ハウジング２に設けられた複数の案内面１５にそれぞれ接した状態で移動することで、直動体５がねじ軸３の軸方向に精度良く案内される。
【００４４】
複数の案内面１５は２面ずつが対となり、これら対となる２つの案内面１５は、互いに非平行で背を向き合っているため、直動体５に作用する荷重が、各案内面１５により荷重分散されて受けられる。そのため、さまざまな方向からの荷重や大きな荷重を受けることができる。また、背を向き合う２つの案内面１５にそれぞれ接する２つの被案内体１６を各案内面１５にそれぞれ圧接させることにより、２つの案内面１５に挟まれたハウジング２の部分を挟み付けた状態となり、剛性を向上させられる。案内面１５の対が、ねじ軸３の直径方向の両側に位置するように複数設けられているため、直動体５に作用する荷重を、各対の案内面１５でバランス良く支持することができる。案内面１５はハウジング２の内面に設けられており、被案内体１６を案内するためのレールを別途に設けなくて済むので、コンパクトな構成にすることができる。
【００４５】
この実施形態では、被案内体１６が、支軸１７と転がり軸受１８とからなる案内軸受であり、転がり軸受１８の外輪１８ａが案内面１５に転接するため、案内面１５と被案内体１６との摩擦抵抗が少なく、直動体５を円滑に移動させられる。また、転がり軸受１８として用いられている深溝玉軸受は、組立が容易で、手に入り易く低コストである。
【００４６】
図４のように、前記案内面１５は、ねじ軸３の軸中心Ｏに垂直な断面において円弧状に凸となる曲面としてもよい。この場合、案内面１５に対して、転がり軸受１８の外輪１８ａの外周面がエッジ接触することを避けられる。
【００４７】
また、図５のように、案内面１５における転がり軸受１８と接する幅内に、軸方向に延びる油溜まり溝２０を設けてもよい。この場合、転がり軸受１８の外輪１８ａの外周面が潤滑油切れになることが防がれて、転がり軸受１８の耐久性を高めることができる。
【００４８】
また、図６にように、案内面１５と転がり軸受１８との間に、案内面１５よりも表面硬度の高い耐摩耗用の板状部材２１を介在させてもよい。例えば、板状部材２１は、案内面１５の表面に貼り付けて設ける。この場合、転がり軸受１８の転がり接触による案内面１５の表面摩耗に対して耐久性を高めることができる。
【００４９】
上記板状部材２１を設ける代わりに、案内面１５の表面に表面硬化処理を施してもよい。この場合も、案内面１５の耐久性を向上させることができる。
あるいは、ハウジング２全体に熱処理による硬化処理を施してもよい。この場合も、案内面１５の耐久性を向上させることができる。
【００５０】
なお、図７のように、ハウジング２を、ハウジング本体２Ａと、案内面１５を有しハウジング本体２Ａに固定された案内面形成部材２２とで構成してもよい。ハウジング本体２Ａと案内面形成部材２２とは、ボルト固定等の適正な方法で固定する。この場合、案内面１５の加工が容易である。
【００５１】
前記転がり軸受１８は、図８のように、支軸１７に軸方向に並べて背面組み合わせまたは正面組み合わせで複数設けたアンギュラ玉軸受としてもよい。これら複数のアンギュラ玉軸受には、予圧を与えるのが望ましい。転がり軸受１８を複列のアンギュラ玉軸受とすると、案内面１５に垂直な方向の荷重の他に、案内面１５の幅方向の荷重も受けることができる。また、予圧を与えることで、軸受間の隙間を無くして剛性を高めることができる。
【００５２】
被案内体１６を構成する案内軸受は、支軸１７と転がり軸受１８の組合せに代えて、図９のように、支軸２４ａの外周に転動体２４ｂを介して、外輪を兼ねるローラ２４ｃが設けられたカムフォロア２４としてもよい。カムフォロア２４は、深溝玉軸受やアンギュラ玉軸受等の転がり軸受１８に比べて、外輪であるローラ２４ｃの幅寸法を広くできるため、単体での負荷容量を向上させることができる。転動体２４ｂが円筒ころ等のころからなる場合は、より一層負荷容量を向上させることが可能である。また、カムフォロア２４は、内輪を有しないため、直径方向に狭いスペースに配置することができる。
【００５３】
案内軸受が、転がり軸受１８やカムフォロア２４等のように案内面１５に転接する場合、案内軸受の外輪１８ａ，２４ｃの外周面に、ポリウレタン等の樹脂コーティングを施すとよい。これにより、外輪１８ａ，２４ｃと案内面１５との摺動性を向上させられる。
【００５４】
また、被案内体１６は、図１０のように、案内面１５に滑り接触するものであってもよい。この被案内体１６は、移動ブラケット１２に外周側へ突出して設けられた支持部材２５に、案内面１５に滑り接触する滑り接触部材２６を固定して設けてある。被案内体１６が案内面１５に滑り接触しても、直動体５をねじ軸３の軸方向に精度良く案内することができる。
【００５５】
図１１のように、被案内体１６を、直動体５にねじ軸３の軸方向に並べて複数設けてもよい。これにより、負荷容量を増加することができる。
また、図１２のように、複数の被案内体１６を、直動体５にねじ軸３の円周方向に互いにずらせて配置してもよい。複数の被案内体１６は、互いに対となる被案内体１６同士であってもよく、また互いに異なる対に属する被案内体１６同士であってもよい。このように、複数の被案内体１６の軸方向位置をずらして千鳥状配置とすることにより、荷重条件に合った被案内体１６の配置とすることができる。
【００５６】
前記実施形態は、各案内面１５のハウジング２の底面Ｆに対する角度θＡ，θＢ，θＣ，θＤが、プラス４５°またはマイナス４５°とされているが、これ以外の角度であってもよい。案内面１５の傾斜角度は、荷重条件に合わせて定めればよい。例えば、図１３の例では、左右各対の案内面１５は、ハウジング２の平坦な底面Ｆに対し、プラス３０°とマイナス３０°の角度でそれぞれ傾斜している（θＡ，θＢ，θＣ，θＤ＝３０°）。また、図１４の例では、各案内面１５の傾斜角度がそれぞれ異なっており、θＡはプラス４５°、θＢはマイナス１５°、θＣとθＤはそれぞれプラス３０°とマイナス３０°とされている。
【００５７】
また、図１３および図１４の例では、全ての被案内体１６の支軸１７または一部の被案内体１６の支軸１７の軸心Ｐが、ねじ軸３の軸中心Ｏに直交し支軸１７の軸心Ｐと平行な直線に対してオフセットさせてある。これにより、より一層多様な荷重を受けることが可能となり、負荷の分散やハウジング強度の向上を図ることができる。
【００５８】
ハウジング２の直動案内部２ａの、ねじ軸３の軸方向と直交する断面の形状は、正方形等の多角形に限定せず、図１５のような円形や、楕円形（図示せず）としてもよい。案内面１５の対の数も、図１５のように３組、またはそれ以上としてもよい。要は、直動案内機構１が使用される箇所、姿勢、荷重条件等に合わせて、ハウジング２および案内面１５の形状や配置を定めればよい。
【００５９】
ねじ軸３の軸中心Ｏと移動ブラケット１２の中心は一致していなくてもよい。その場合でも、ねじ軸３を回転させることで直動体５を移動させることができる。図１６は、ねじ軸３の軸中心Ｏと移動ブラケット１２の軸心Ｑとを不一致とした直動案内機構１の一例であり、この例では、移動ブラケット１２の側面における被案内体１６が設けられない箇所にねじ軸３を配置してある。このように、ねじ軸３の配置を任意に定めることができるので、ハウジング２内の各部品の配置の自由性が高まる。
【符号の説明】
【００６０】
１…直動案内機構
２…ハウジング
２Ａ…ハウジング本体
３…ねじ軸
４…ナット
５…直動体
６…モータ（駆動源）
７…直動アクチュエータ
１２…移動ブラケット
１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ…案内面
１６…被案内体
１７…支軸
１８…転がり軸受
１８ａ…外輪
２０…油溜まり溝
２１…板状部材
２２…案内面形成部材
２４…カムフォロア
２４ｃ…ローラ（外輪）
２６…滑り接触部材
Ｆ…ハウジングの底面
Ｏ…ねじ軸の軸中心
Ｐ…支軸の軸心
Ｑ…移動ブラケットの中心
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工作機械、測定装置、搬送機器等において直線上を進退する直線進退部材の案内に用いられる直動案内機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械等の位置決め部における直動案内に使用される部品として、例えば図１７に示すように、直線レール３０と、この直線レール３０に沿ってスライドするスライドユニット３１とを組み合わせたリニアレールガイド（直動転がり軸受とも称す）がある。このリニアレールガイドは、サイズや形状等が異なる多様な製品がメーカ各社から販売されており、負荷荷重や使用姿勢等の適用条件に合った適正なリニアレールガイドを選択することが可能である。
【０００３】
現在、多く使用されているリニアレールガイドには、２つのタイプがある。１つは、リニアレールガイド内のボールやローラ等の転動体（図示せず）が、スライドユニット３１の内部を循環する循環タイプである。もう１つのタイプは、クロスローラガイドと称する転動体が、保持器によって拘束された有限ストロークタイプである。いずれのタイプも、案内面となる直線レール３０や転動体に軸受鋼等の焼入れ鋼材を使用して、耐久性を高めてある。図１７の例のように、ボールねじ機構とリニアレールガイドとを組み合わせて、両者を互いに並列に設置することにより、ボールねじ機構にラジアル荷重およびモーメント荷重が直接作用しないようになり、耐久性能に優れ、高精度な直動案内を実現することができる。
【０００４】
リニアガイドレールを用いない直動案内の方法として、特許文献１〜４に、ハウジングの内面等に垂直溝や垂直案内面を設け、これら垂直溝や垂直案内面に沿ってカムフォロア等の軸受を転走させることで、直動案内を実現する技術が提案されている。また、特許文献５には、ハウジング側に円周方向に並ぶ複数の軸受を設け、これら軸受の外輪面を、中心に配置した直線進退部材に当てることで、直動案内を実現する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２１６２８０号公報
【特許文献２】特開平２−１８６１５７号公報
【特許文献３】特開２０１０−１７９３２３号公報
【特許文献４】特開２００７−３３３０４６号公報
【特許文献５】特開２００１−２２１２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１８に示すように、モータ６の駆動によるシリンダ型直動アクチュエータ７が、省エネルギー化を目的に、エアシリンダの代替として生産設備や搬送設備への採用が進んでいる。このシリンダ型直動アクチュエータは、使用する直動案内機構が重要で、直動案内機構がシリンダ型直動アクチュエータの外観、コスト、性能を決める主な要因となる。
【０００７】
リニアレールガイドによる直動案内機構は、剛性が高く真直性に優れた案内構造ではあるが、図１７のように直線レール３０を多数のボルト等の固定具３２で固定する必要があり、省スペース化と低コスト化を進める上で障害となる。
【０００８】
また、リニアレールガイドを用いない直動案内機構には、以下の課題がある。
前記特許文献１〜４には、回転運動を直線運動に変換する機構における直線運動部材の回り止めを主な目的としたもの（特許文献１，２）と、荷重を受けられるようにすることを主な目的としたもの（特許文献３，４）とがあるが、後者でも、軸受の個数と配置の都合上、受けられる荷重方向に制限がある。特に、斜め方向からの荷重に対しては、適応できない構造となっている。
【０００９】
特許文献５の場合、多様な方向からの荷重を受けることができるが、軸受の固定方法や、軸受の直線進退部材への押付け圧の調整が複雑である。
【００１０】
この発明の目的は、多様な方向からの荷重を受けることができ、剛性が高く、直動案内精度が良く、コンパクトに構成できる直動案内機構を提供することである。
この発明の他の目的は、多様な方向からの荷重を受けることができ、剛性が高く、直動案内精度が良く、コンパクトに構成できる直動アクチュエータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の直動案内機構は、ハウジングと、このハウジングに軸中心回りに回転自在かつ軸方向に移動不能に支持されたねじ軸と、このねじ軸に螺合したナットを含み前記ねじ軸の回転によりねじ軸の軸方向に移動させられる直動体とを備える。この直動案内機構において、前記ハウジングに前記ねじ軸の軸方向に沿う複数の案内面を設け、これら複数の案内面は２面ずつが対となり、これら対となる２つの案内面は、互いに非平行で背を向き合い、前記直動体に前記各案内面にそれぞれ接する複数の被案内体を設けたことを特徴とする。
【００１２】
この構成によると、ねじ軸を回転することにより、ナットを含む直動体がねじ軸の軸方向に移動する。このとき、直動体に設けられた複数の被案内体が、ハウジングに設けられた複数の案内面にそれぞれ接した状態で移動することで、直動体がねじ軸の軸方向に精度良く案内される。
【００１３】
前記複数の案内面は２面ずつが対となり、これら対となる２つの案内面は、互いに非平行で背を向き合っているため、直動体に作用する荷重が、各案内面により荷重分散されて受けられる。そのため、さまざまな方向からの荷重や大きな荷重を受けることができる。また、背を向き合う２つの案内面にそれぞれ接する２つの被案内体により、２つの案内面に挟まれたハウジングの部分を挟み付けた状態となり、剛性を向上させられる。案内面はハウジングの内面に設けられており、被案内体を案内するためのレールを別途に設けなくて済むので、コンパクトな構成にすることができる。
【００１４】
この発明において、前記被案内体は、前記直動体に外面から突出させて設けた支軸と、この支軸に取付けられて外周面が前記案内面に転接する転がり軸受とからなる案内軸受とするのがよい。
被案内体を、支軸と転がり軸受とからなる案内軸受とすると、案内面と被案内体との摩擦抵抗が少なく、直動体を円滑に移動させられる。
【００１５】
前記案内面の対を、前記ねじ軸の直径方向の両側に位置するように複数設けてもよい。
この構成とすると、直動体に作用する荷重を、各対の案内面でバランス良く支持することができる。
【００１６】
前記ハウジングが平坦な底面を有する場合、前記各案内面は前記底面に対して傾斜させてもよい。案内面の傾斜角度は、荷重条件に合わせて定めればよい。
【００１７】
前記支軸の軸心を、前記ねじ軸の軸中心に直交し前記支軸の軸心と平行な直線に対してオフセットさせてもよい。
上記構成とすることで、より一層多様な荷重を受けることが可能となり、負荷の分散やハウジング強度の向上を図ることができる。
【００１８】
前記被案内体を、前記直動体にねじ軸の軸方向に並べて複数設けてもよい。
この場合は、負荷容量を増加することができる。
【００１９】
また、前記複数の被案内体を、前記直動体にねじ軸の軸方向に互いにずらせて配置してもよい。
この場合は、荷重条件に合った被案内体の配置とすることができる。
【００２０】
前記被案内体が前記ナットとこのナットの外周に嵌合する移動ブラケットとでなる場合、前記ねじ軸の軸中心と前記移動ブラケットの中心とを不一致として、移動ブラケットの側面における前記被案内体が設けられない箇所に前記ねじ軸を配置してもよい。
ねじ軸の軸中心と移動ブラケットの中心とが一致していなくても、ねじ軸を回転させることで被案内体を移動させる。よって、移動ブラケットの側面における被案内体が設けられない箇所にねじ軸を配置することが可能であり、それによってハウジング内の各部品の配置の自由性が高まる。
【００２１】
前記被案内体の前記案内軸受を、深溝玉軸受としてもよい。
深溝玉軸受は、組立が容易で、手に入り易く低コストである。
【００２２】
また、前記被案内体の前記案内軸受を、前記支軸に軸方向に並べて背面組み合わせまたは正面組み合わせで複数設けたアンギュラ玉軸受とし、これら複数のアンギュラ玉軸受に予圧を与えてもよい。
転がり軸受を複列のアンギュラ玉軸受とすると、案内面に垂直な方向の荷重の他に、案内面の幅方向の荷重も受けることができる。また、予圧を与えることで、軸受間の隙間を無くして剛性を高めることができる。
【００２３】
前記被案内体の前記案内軸受を、前記支軸の外周に転動体を介して、外輪を兼ねるローラが設けられたカムフォロアとしてもよい。
カムフォロアは、深溝玉軸受やアンギュラ玉軸受の玉軸受に比べて、外輪の幅寸法を広くできるため、単体での負荷容量を向上させることができる。転動体が円筒ころ等のころからなる場合は、より一層負荷容量を向上させることが可能である。また、カムフォロアは、内輪を有しないため、直径方向に狭いスペースに配置することができる。
【００２４】
前記被案内体の前記案内軸受における外輪の外周面に樹脂コーティングを施してもよい。
これにより、案内軸受の外輪とハウジングの案内面との摺動性を向上させられる。
【００２５】
前記案内面を、前記ねじ軸の軸中心に垂直な断面において円弧状に凸となる曲面としてもよい。
この場合、案内面に対して、案内軸受の外輪の外周面がエッジ接触することを避けられる。
【００２６】
前記案内面における前記案内軸受と接する幅内に、軸方向に延びる油溜まり溝を設けてもよい。
この場合、案内軸受の外輪の外周面が潤滑油切れになることが防がれて、案内軸受の耐久性を高めることができる。
【００２７】
前記案内面と前記被案内体の前記転がり軸受との間に、前記案内面よりも表面硬度の高い耐摩耗用の板状部材を介在させてもよい。例えば、前記板状部材は、前記案内面の表面に貼り付けて設ける。
この場合、転がり軸受の転がり接触による案内面の表面摩耗に対して耐久性を高めることができる。
【００２８】
前記案内面の表面に表面硬化処理を施してもよい。
この場合、案内面の耐久性を向上させることができる。
【００２９】
前記ハウジングに熱処理により硬化処理を施してもよい。
この場合も、案内面の耐久性を向上させることができる。
【００３０】
前記ハウジングが、ハウジング本体と、前記案内面を有し前記ハウジング本体に固定された案内面形成部材とでなっていてもよい。
この場合、案内面の加工が容易である。
【００３１】
前記被案内体が、前記直動体に突出して設けられて前記案内面に滑り接触する滑り接触部材であってもよい。
被案内体が案内面に滑り接触する滑り接触部材であっても、直動体をねじ軸の軸方向に精度良く案内することができる。
【００３２】
この発明の直動アクチュエータは、請求項１ないし請求項１９のいずれか１項に記載の直動案内機構と、この直動案内機構の前記ねじ軸を回転させる駆動源とを有する。
直動案内機構は、先に説明した作用・効果を有するので、この直動案内機構を適用した直動アクチュエータは、多様な方向からの荷重を受けることができ、剛性が高く、直動案内精度が良い。
【発明の効果】
【００３３】
この発明の直動案内機構は、ハウジングと、このハウジングに軸中心回りに回転自在かつ軸方向に移動不能に支持されたねじ軸と、このねじ軸に螺合したナットを含み前記ねじ軸の回転によりねじ軸の軸方向に移動させられる直動体とを備え、前記ハウジングに前記ねじ軸の軸方向に沿う複数の案内面を設け、これら複数の案内面は２面ずつが対となり、これら対となる２つの案内面は、互いに非平行で背を向き合い、前記直動体に前記各案内面にそれぞれ接する複数の被案内体を設けたため、多様な方向からの荷重を受けることができ、剛性が高く、直動案内精度が良く、コンパクトに構成できる。
【００３４】
この発明の直動アクチュエータは、請求項１ないし請求項１９のいずれか１項に記載の直動案内機構と、この直動案内機構の前記ねじ軸を回転させる駆動源とを有するため、多様な方向からの荷重を受けることができ、剛性が高く、直動案内精度が良く、コンパクトに構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】（Ａ）はこの発明の一実施形態にかかる直動案内機構を備えた直動アクチュエータの破断側面図、（Ｂ）はそのＩＢ−ＩＢ断面図である。
【図２】図１（Ａ）の部分拡大図である。
【図３】図１（Ｂ）の部分拡大図である。
【図４】直動案内機構の案内面の異なる例を示す断面図である。
【図５】同案内面のさらに異なる例を示す断面図である。
【図６】同案内面のさらに異なる例を示す断面図である。
【図７】同案内面のさらに異なる例を示す断面図である。
【図８】直動案内機構の被案内体の異なる例を示す断面図である。
【図９】同被案内体のさらに異なる例を示す断面図である。
【図１０】同被案内体のさらに異なる例を示す断面図である。
【図１１】この発明の異なる実施形態にかかる直動案内機構の一部を省略した破断側面図である。
【図１２】この発明のさらに異なる実施形態にかかる直動案内機構の一部を省略した破断側面図である。
【図１３】この発明の異なる実施形態にかかる直動案内機構の破断正面図である。
【図１４】この発明のさらに異なる実施形態にかかる直動案内機構の破断正面図である。
【図１５】この発明のさらに異なる実施形態にかかる直動案内機構の破断正面図である。
【図１６】この発明のさらに異なる実施形態にかかる直動案内機構の破断正面図である。
【図１７】（Ａ）は従来の直動案内機構の破断側面図、（Ｂ）はそのXVIIＢ−XVIIＢ断面図である。
【図１８】従来の直動アクチュエータの破断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
この発明の一実施形態を図１ないし図３と共に説明する。
図１において、この直動案内機構１は、ハウジング２と、このハウジング２に軸中心回りに回転自在かつ軸方向に移動不能に支持されたねじ軸３と、このねじ軸３に螺合したナット４とを含む直動体５と備える。直動案内機構１は、駆動源であるモータ６と共に直動アクチュエータ７を構成する。
【００３７】
ハウジング２は、筒状の直動案内部２ａと、この直動案内部２ａの左右一方端に結合されたねじ軸支持部２ｂと、このねじ軸支持部２ｂの先に結合されたカップリング収容部２ｃと、前記直動案内部２ａの左右他方端に結合されたシャフト支持部２ｄと、このシャフト支持部２ｄの先に結合された蓋部２ｅとでなる。
【００３８】
前記ねじ軸３は、前記ナット４が螺合するボールねじ部３ａと、このボールねじ部３ａから基端側に続く円筒面部３ｂおよび雄ねじ部３ｃからなる。ねじ軸３は、ハウジング２のねじ軸支持部２ｂの内周に嵌合する複列の支持軸受８により、円筒面部３ｂが回転自在に支持されている。支持軸受８は、例えばアンギュラ玉軸受等の転がり軸受である。雄ねじ部３ｃには抜け止め用ナット９が螺着しており、ねじ軸３の軸方向移動が拘束されている。ねじ軸３は、ハウジング２のカップリング収容部２ｃ内に収容されたカップリング１０を介して、ハウジング２外に設置した前記モータ６の回転軸６ａと結合されている。
【００３９】
前記ナット４は、例えばねじ軸３のボールねじ部３ａとの接触面に沿ってボール（図示せず）を循環させるボールナットとされ、ボールねじ部３ａとナット４とでボールねじ機構１１を構成する。ボールねじ機構１１は、ねじ軸３を回転させることで、ナット４を含む直動体５が軸方向に移動する。
【００４０】
直動体５は、前記ナット４と、このナット４の外周に嵌合する移動ブラケット１２と、この移動ブラケット１２からねじ軸３の軸方向に延びるシャフト１３とでなる。ナット４と移動ブラケット１２とは、スプライン等により相互回転不能に結合し、かつ図示しない抜け止め手段により互いに軸方向の移動不能とされている。図２に示すようにシャフト１３は筒状で、その中空部に、ねじ軸３のナット４よりも突出した先端側部分が挿入されている。シャフト１３は、ハウジング２のシャフト支持部２ｄの内周に嵌合する直動滑り軸受１４により、ねじ軸３の軸方向に摺動自在に支持されている。移動ブラケット１２とシャフト１３は、一体であっても別体であってもよい。また、直動体５は、移動ブラケット１２を有さずに、ナット４にシャフト１３が取付けられていてもよい。さらに、ナット４と別体のシャフト４を有さずに、シャフト１３に相当する出力部材（図示せず）がナット４に一体に設けられていてもよい。
【００４１】
ハウジング２の直動案内部２ａは、図１（Ｂ）のように、ねじ軸３の軸方向と直交する断面が略正方形の筒状で、その内面にねじ軸３の軸方向に沿う一定幅の案内面１５（１５Ａ〜１５Ｄ）が複数設けられている。各案内面１５は、後述する被案内体１６をねじ軸３の軸方向に案内するためのものである。図の例では、左右に１対ずつ、計４面の案内面１５が設けられている。これら複数の案内面１５は上下に並ぶ２面ずつ、すなわち案内面１５Ａと案内面１５Ｂ、および案内面１５Ｃと案内面１５Ｄがそれぞれ対となっており、各対の案内面１５は互いに非平行で背を向き合っている。つまり、各対の案内面１５は、幅面がその延長線上で互いに交差している。各対の案内面１５は、ハウジング２の平坦な底面Ｆに対し、プラス４５°とマイナス４５°の角度でそれぞれ傾斜している（θＡ，θＢ，θＣ，θＤ＝４５°）。
【００４２】
直動体５の移動ブラケット１２には、前記案内面１５にそれぞれ接する被案内体１６が設けられている。被案内体１６は、移動ブラケット１２に外面から突出させて設けたトラニオン軸状の支軸１７と、この支軸１７に取付けられて外周面が案内面１５に転接する転がり軸受１８とからなる案内軸受とされている。各被案内体１６の支軸１７は、その軸心Ｐがねじ軸３の軸中心Ｏと交差している。この実施形態の転がり軸受１８は、深溝玉軸受である。被案内体１６は、直動体５の移動ブラケット１２以外の部分、すなわちナット４またはシャフト１３に設けられていてもよい。
【００４３】
この直動案内機構１が適用された直動アクチュエータ７は、モータ６の駆動でねじ軸３を回転させることにより、ナット４を含む直動体５がねじ軸３の軸方向に移動する。このとき、直動体５の移動ブラケット１２に設けられた複数の被案内体１６が、ハウジング２に設けられた複数の案内面１５にそれぞれ接した状態で移動することで、直動体５がねじ軸３の軸方向に精度良く案内される。
【００４４】
複数の案内面１５は２面ずつが対となり、これら対となる２つの案内面１５は、互いに非平行で背を向き合っているため、直動体５に作用する荷重が、各案内面１５により荷重分散されて受けられる。そのため、さまざまな方向からの荷重や大きな荷重を受けることができる。また、背を向き合う２つの案内面１５にそれぞれ接する２つの被案内体１６を各案内面１５にそれぞれ圧接させることにより、２つの案内面１５に挟まれたハウジング２の部分を挟み付けた状態となり、剛性を向上させられる。案内面１５の対が、ねじ軸３の直径方向の両側に位置するように複数設けられているため、直動体５に作用する荷重を、各対の案内面１５でバランス良く支持することができる。案内面１５はハウジング２の内面に設けられており、被案内体１６を案内するためのレールを別途に設けなくて済むので、コンパクトな構成にすることができる。
【００４５】
この実施形態では、被案内体１６が、支軸１７と転がり軸受１８とからなる案内軸受であり、転がり軸受１８の外輪１８ａが案内面１５に転接するため、案内面１５と被案内体１６との摩擦抵抗が少なく、直動体５を円滑に移動させられる。また、転がり軸受１８として用いられている深溝玉軸受は、組立が容易で、手に入り易く低コストである。
【００４６】
図４のように、前記案内面１５は、ねじ軸３の軸中心Ｏに垂直な断面において円弧状に凸となる曲面としてもよい。この場合、案内面１５に対して、転がり軸受１８の外輪１８ａの外周面がエッジ接触することを避けられる。
【００４７】
また、図５のように、案内面１５における転がり軸受１８と接する幅内に、軸方向に延びる油溜まり溝２０を設けてもよい。この場合、転がり軸受１８の外輪１８ａの外周面が潤滑油切れになることが防がれて、転がり軸受１８の耐久性を高めることができる。
【００４８】
また、図６にように、案内面１５と転がり軸受１８との間に、案内面１５よりも表面硬度の高い耐摩耗用の板状部材２１を介在させてもよい。例えば、板状部材２１は、案内面１５の表面に貼り付けて設ける。この場合、転がり軸受１８の転がり接触による案内面１５の表面摩耗に対して耐久性を高めることができる。
【００４９】
上記板状部材２１を設ける代わりに、案内面１５の表面に表面硬化処理を施してもよい。この場合も、案内面１５の耐久性を向上させることができる。
あるいは、ハウジング２全体に熱処理による硬化処理を施してもよい。この場合も、案内面１５の耐久性を向上させることができる。
【００５０】
なお、図７のように、ハウジング２を、ハウジング本体２Ａと、案内面１５を有しハウジング本体２Ａに固定された案内面形成部材２２とで構成してもよい。ハウジング本体２Ａと案内面形成部材２２とは、ボルト固定等の適正な方法で固定する。この場合、案内面１５の加工が容易である。
【００５１】
前記転がり軸受１８は、図８のように、支軸１７に軸方向に並べて背面組み合わせまたは正面組み合わせで複数設けたアンギュラ玉軸受としてもよい。これら複数のアンギュラ玉軸受には、予圧を与えるのが望ましい。転がり軸受１８を複列のアンギュラ玉軸受とすると、案内面１５に垂直な方向の荷重の他に、案内面１５の幅方向の荷重も受けることができる。また、予圧を与えることで、軸受間の隙間を無くして剛性を高めることができる。
【００５２】
被案内体１６を構成する案内軸受は、支軸１７と転がり軸受１８の組合せに代えて、図９のように、支軸２４ａの外周に転動体２４ｂを介して、外輪を兼ねるローラ２４ｃが設けられたカムフォロア２４としてもよい。カムフォロア２４は、深溝玉軸受やアンギュラ玉軸受等の転がり軸受１８に比べて、外輪であるローラ２４ｃの幅寸法を広くできるため、単体での負荷容量を向上させることができる。転動体２４ｂが円筒ころ等のころからなる場合は、より一層負荷容量を向上させることが可能である。また、カムフォロア２４は、内輪を有しないため、直径方向に狭いスペースに配置することができる。
【００５３】
案内軸受が、転がり軸受１８やカムフォロア２４等のように案内面１５に転接する場合、案内軸受の外輪１８ａ，２４ｃの外周面に、ポリウレタン等の樹脂コーティングを施すとよい。これにより、外輪１８ａ，２４ｃと案内面１５との摺動性を向上させられる。
【００５４】
また、被案内体１６は、図１０のように、案内面１５に滑り接触するものであってもよい。この被案内体１６は、移動ブラケット１２に外周側へ突出して設けられた支持部材２５に、案内面１５に滑り接触する滑り接触部材２６を固定して設けてある。被案内体１６が案内面１５に滑り接触しても、直動体５をねじ軸３の軸方向に精度良く案内することができる。
【００５５】
図１１のように、被案内体１６を、直動体５にねじ軸３の軸方向に並べて複数設けてもよい。これにより、負荷容量を増加することができる。
また、図１２のように、複数の被案内体１６を、直動体５にねじ軸３の円周方向に互いにずらせて配置してもよい。複数の被案内体１６は、互いに対となる被案内体１６同士であってもよく、また互いに異なる対に属する被案内体１６同士であってもよい。このように、複数の被案内体１６の軸方向位置をずらして千鳥状配置とすることにより、荷重条件に合った被案内体１６の配置とすることができる。
【００５６】
前記実施形態は、各案内面１５のハウジング２の底面Ｆに対する角度θＡ，θＢ，θＣ，θＤが、プラス４５°またはマイナス４５°とされているが、これ以外の角度であってもよい。案内面１５の傾斜角度は、荷重条件に合わせて定めればよい。例えば、図１３の例では、左右各対の案内面１５は、ハウジング２の平坦な底面Ｆに対し、プラス３０°とマイナス３０°の角度でそれぞれ傾斜している（θＡ，θＢ，θＣ，θＤ＝３０°）。また、図１４の例では、各案内面１５の傾斜角度がそれぞれ異なっており、θＡはプラス４５°、θＢはマイナス１５°、θＣとθＤはそれぞれプラス３０°とマイナス３０°とされている。
【００５７】
また、図１３および図１４の例では、全ての被案内体１６の支軸１７または一部の被案内体１６の支軸１７の軸心Ｐが、ねじ軸３の軸中心Ｏに直交し支軸１７の軸心Ｐと平行な直線に対してオフセットさせてある。これにより、より一層多様な荷重を受けることが可能となり、負荷の分散やハウジング強度の向上を図ることができる。
【００５８】
ハウジング２の直動案内部２ａの、ねじ軸３の軸方向と直交する断面の形状は、正方形等の多角形に限定せず、図１５のような円形や、楕円形（図示せず）としてもよい。案内面１５の対の数も、図１５のように３組、またはそれ以上としてもよい。要は、直動案内機構１が使用される箇所、姿勢、荷重条件等に合わせて、ハウジング２および案内面１５の形状や配置を定めればよい。
【００５９】
ねじ軸３の軸中心Ｏと移動ブラケット１２の中心は一致していなくてもよい。その場合でも、ねじ軸３を回転させることで直動体５を移動させることができる。図１６は、ねじ軸３の軸中心Ｏと移動ブラケット１２の軸心Ｑとを不一致とした直動案内機構１の一例であり、この例では、移動ブラケット１２の側面における被案内体１６が設けられない箇所にねじ軸３を配置してある。このように、ねじ軸３の配置を任意に定めることができるので、ハウジング２内の各部品の配置の自由性が高まる。
【符号の説明】
【００６０】
１…直動案内機構
２…ハウジング
２Ａ…ハウジング本体
３…ねじ軸
４…ナット
５…直動体
６…モータ（駆動源）
７…直動アクチュエータ
１２…移動ブラケット
１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ…案内面
１６…被案内体
１７…支軸
１８…転がり軸受
１８ａ…外輪
２０…油溜まり溝
２１…板状部材
２２…案内面形成部材
２４…カムフォロア
２４ｃ…ローラ（外輪）
２６…滑り接触部材
Ｆ…ハウジングの底面
Ｏ…ねじ軸の軸中心
Ｐ…支軸の軸心
Ｑ…移動ブラケットの中心
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、このハウジングに軸中心回りに回転自在かつ軸方向に移動不能に支持されたねじ軸と、このねじ軸に螺合したナットを含み前記ねじ軸の回転によりねじ軸の軸方向に移動させられる直動体とを備えた直動案内機構であって、
前記ハウジングに前記ねじ軸の軸方向に沿う複数の案内面を設け、これら複数の案内面は２面ずつが対となり、これら対となる２つの案内面は、互いに非平行で背を向き合い、前記直動体に前記各案内面にそれぞれ接する複数の被案内体を設けたことを特徴とする直動案内機構。
【請求項２】
請求項１において、前記被案内体は、前記直動体に外面から突出させて設けた支軸と、この支軸に取付けられて外周面が前記案内面に転接する転がり軸受とからなる案内軸受である直動案内機構。
【請求項３】
請求項２において、前記案内面の対を、前記ねじ軸の直径方向の両側に位置するように複数設けた直動案内機構。
【請求項４】
請求項３において、前記ハウジングは平坦な底面を有し、前記各案内面は前記底面に対して傾斜させた直動案内機構。
【請求項５】
請求項３または請求項４において、前記支軸の軸心を、前記ねじ軸の軸中心に直交し前記支軸の軸心と平行な直線に対してオフセットさせた直動案内機構。
【請求項６】
請求項２ないし請求項５のいずれか１項において、前記被案内体を、前記直動体にねじ軸の軸方向に並べて複数設けた直動案内機構。
【請求項７】
請求項２ないし請求項５のいずれか１項において、前記複数の被案内体を、前記直動体にねじ軸の軸方向に互いにずらせて配置した直動案内機構。
【請求項８】
請求項２ないし請求項７のいずれか１項において、前記被案内体が前記ナットとこのナットの外周に嵌合する移動ブラケットとでなり、前記ねじ軸の軸中心と前記移動ブラケットの中心とを不一致として、移動ブラケットの側面における前記被案内体が設けられない箇所に前記ねじ軸を配置した直動案内機構。
【請求項９】
請求項２ないし請求項８のいずれか１項において、前記被案内体の前記案内軸受が深溝玉軸受である直動案内機構。
【請求項１０】
請求項２ないし請求項８のいずれか１項において、前記被案内体の前記案内軸受が、前記支軸に軸方向に並べて背面組み合わせまたは正面組み合わせで複数設けたアンギュラ玉軸受であり、これら複数のアンギュラ玉軸受に予圧を与えた直動案内機構。
【請求項１１】
請求項２ないし請求項８のいずれか１項において、前記被案内体の前記案内軸受が、前記支軸の外周に転動体を介して、外輪を兼ねるローラが設けられたカムフォロアである直動案内機構。
【請求項１２】
請求項２ないし請求項１０のいずれか１項において、前記被案内体の前記案内軸受における外輪の外周面に樹脂コーティングを施した直動案内機構。
【請求項１３】
請求項２ないし請求項１２のいずれか１項において、前記案内面を、前記ねじ軸の軸中心に垂直な断面において円弧状に凸となる曲面とした直動案内機構。
【請求項１４】
請求項２ないし請求項１３のいずれか１項において、前記案内面における前記案内軸受と接する幅内に、軸方向に延びる油溜まり溝を設けた直動案内機構。
【請求項１５】
請求項２ないし請求項１４のいずれか１項において、前記案内面と前記被案内体の前記転がり軸受との間に、前記案内面よりも表面硬度の高い耐摩耗用の板状部材を介在させた直動案内機構。
【請求項１６】
請求項２ないし請求項１４のいずれか１項において、前記案内面の表面に表面硬化処理を施した直動案内機構。
【請求項１７】
請求項２ないし請求項１４のいずれか１項において、前記ハウジングに熱処理により硬化処理を施した直動案内機構。
【請求項１８】
請求項１ないし請求項１７のいずれか１項において、前記ハウジングが、ハウジング本体と、前記案内面を有し前記ハウジング本体に固定された案内面形成部材とでなる直動案内機構。
【請求項１９】
請求項１において、前記被案内体が、前記直動体に突出して設けられて前記案内面に滑り接触する滑り接触部材である直動案内機構。
【請求項２０】
請求項１ないし請求項１９のいずれか１項に記載の直動案内機構と、この直動案内機構の前記ねじ軸を回転させる駆動源とを有する直動アクチュータ。
【請求項１】
ハウジングと、このハウジングに軸中心回りに回転自在かつ軸方向に移動不能に支持されたねじ軸と、このねじ軸に螺合したナットを含み前記ねじ軸の回転によりねじ軸の軸方向に移動させられる直動体とを備えた直動案内機構であって、
前記ハウジングに前記ねじ軸の軸方向に沿う複数の案内面を設け、これら複数の案内面は２面ずつが対となり、これら対となる２つの案内面は、互いに非平行で背を向き合い、前記直動体に前記各案内面にそれぞれ接する複数の被案内体を設けたことを特徴とする直動案内機構。
【請求項２】
請求項１において、前記被案内体は、前記直動体に外面から突出させて設けた支軸と、この支軸に取付けられて外周面が前記案内面に転接する転がり軸受とからなる案内軸受である直動案内機構。
【請求項３】
請求項２において、前記案内面の対を、前記ねじ軸の直径方向の両側に位置するように複数設けた直動案内機構。
【請求項４】
請求項３において、前記ハウジングは平坦な底面を有し、前記各案内面は前記底面に対して傾斜させた直動案内機構。
【請求項５】
請求項３または請求項４において、前記支軸の軸心を、前記ねじ軸の軸中心に直交し前記支軸の軸心と平行な直線に対してオフセットさせた直動案内機構。
【請求項６】
請求項２ないし請求項５のいずれか１項において、前記被案内体を、前記直動体にねじ軸の軸方向に並べて複数設けた直動案内機構。
【請求項７】
請求項２ないし請求項５のいずれか１項において、前記複数の被案内体を、前記直動体にねじ軸の軸方向に互いにずらせて配置した直動案内機構。
【請求項８】
請求項２ないし請求項７のいずれか１項において、前記被案内体が前記ナットとこのナットの外周に嵌合する移動ブラケットとでなり、前記ねじ軸の軸中心と前記移動ブラケットの中心とを不一致として、移動ブラケットの側面における前記被案内体が設けられない箇所に前記ねじ軸を配置した直動案内機構。
【請求項９】
請求項２ないし請求項８のいずれか１項において、前記被案内体の前記案内軸受が深溝玉軸受である直動案内機構。
【請求項１０】
請求項２ないし請求項８のいずれか１項において、前記被案内体の前記案内軸受が、前記支軸に軸方向に並べて背面組み合わせまたは正面組み合わせで複数設けたアンギュラ玉軸受であり、これら複数のアンギュラ玉軸受に予圧を与えた直動案内機構。
【請求項１１】
請求項２ないし請求項８のいずれか１項において、前記被案内体の前記案内軸受が、前記支軸の外周に転動体を介して、外輪を兼ねるローラが設けられたカムフォロアである直動案内機構。
【請求項１２】
請求項２ないし請求項１０のいずれか１項において、前記被案内体の前記案内軸受における外輪の外周面に樹脂コーティングを施した直動案内機構。
【請求項１３】
請求項２ないし請求項１２のいずれか１項において、前記案内面を、前記ねじ軸の軸中心に垂直な断面において円弧状に凸となる曲面とした直動案内機構。
【請求項１４】
請求項２ないし請求項１３のいずれか１項において、前記案内面における前記案内軸受と接する幅内に、軸方向に延びる油溜まり溝を設けた直動案内機構。
【請求項１５】
請求項２ないし請求項１４のいずれか１項において、前記案内面と前記被案内体の前記転がり軸受との間に、前記案内面よりも表面硬度の高い耐摩耗用の板状部材を介在させた直動案内機構。
【請求項１６】
請求項２ないし請求項１４のいずれか１項において、前記案内面の表面に表面硬化処理を施した直動案内機構。
【請求項１７】
請求項２ないし請求項１４のいずれか１項において、前記ハウジングに熱処理により硬化処理を施した直動案内機構。
【請求項１８】
請求項１ないし請求項１７のいずれか１項において、前記ハウジングが、ハウジング本体と、前記案内面を有し前記ハウジング本体に固定された案内面形成部材とでなる直動案内機構。
【請求項１９】
請求項１において、前記被案内体が、前記直動体に突出して設けられて前記案内面に滑り接触する滑り接触部材である直動案内機構。
【請求項２０】
請求項１ないし請求項１９のいずれか１項に記載の直動案内機構と、この直動案内機構の前記ねじ軸を回転させる駆動源とを有する直動アクチュータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−２２５４４４（Ｐ２０１２−２２５４４４Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９４６７０（Ｐ２０１１−９４６７０）
【出願日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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