CN105518344A - 致动器 - Google Patents

Abstract

提供一种无论在电动机的轴向还是径向均能够实现致动器的小型化的致动器。该致动器具有：电动机，其具有输出轴；电动机壳体，其收纳所述电动机；以及交叉滚子轴承，其具有外圈和以能够旋转的方式组装于所述外圈的内圈，并且所述交叉滚子轴承将对象构件支承为能够旋转，并且，所述致动器使所述对象构件旋转，所述外圈安装于所述电动机壳体，所述内圈被伴随所述输出轴的旋转而旋转的支承体和固定于所述支承体的所述对象构件夹持。

Description

致动器

技术领域

本发明涉及一种致动器，尤其涉及将电动机的旋转作为驱动力的致动器。

背景技术

以往，已知使用电动机并通过该电动机的旋转而驱动对象构件旋转的致动器。另外，在这样的致动器中，已知采用滚珠丝杠装置的滚珠丝杠螺母作为对象构件，通过使与滚珠丝杠螺母螺合的丝杠轴沿轴向移动，从而构成直动致动器的杆式的致动器。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-32596号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在专利文献1所记载的这种直动致动器中，输出轴需要负载来自旋转方向以及轴向的载荷，因此采用将两个轴承背对背地配置的所谓角接触轴承来负载这些载荷。另外，专利文献1所记载的直动致动器将两个轴承背对背地配置，因此难以将轴向的长度构成得较短，另外，由于通过轴承的内周支承丝杠螺母的外周，因此存在轴承的直径大径化难以实现直动致动器的小型化的问题。

另外，专利文献1所记载的直动致动器将覆盖丝杠轴的罩构件安装在收纳有电动机与滚珠丝杠螺母的外壳的端部，根据该方式，在丝杠轴缩短的情况下，存在因罩构件的密接长度而使致动器的轴向的尺寸大型化的问题。

本发明是为了解决上述技术问题而完成的，其目的在于提供一种无论在电动机的轴向还是在径向上均能够实现致动器的小型化的致动器。

用于解决课题的手段

本发明所涉及的致动器具有：电动机，其具有输出轴；电动机壳体，其收纳所述电动机；以及交叉滚子轴承，其具有外圈和以能够旋转的方式组装于所述外圈的内圈，并且所述交叉滚子轴承将对象构件支承为能够旋转，所述致动器使所述对象构件旋转，所述致动器的特征在于，所述外圈安装于所述电动机壳体，所述内圈被伴随所述输出轴的旋转而旋转的支承体和固定于所述支承体的所述对象构件夹持。

发明效果

根据本发明，由于采用交叉滚子轴承，因此能够通过单一的轴承承受轴向以及旋转方向的载荷，并且由于通过对象构件与伴随输出轴的旋转而旋转的支承体来夹持交叉滚子轴承的内圈，因此能够削减构成部件从而实现致动器的小型化。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式所涉及的致动器的主视图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是本发明的第一实施方式所涉及的致动器的分解图。

图4是用于对丝杠轴缩短后的状态进行说明的剖视图。

图5是本发明的第二实施方式所涉及的致动器的主视图。

图6是本发明的第二实施方式所涉及的致动器的侧视图。

图7是图5的B-B剖视图。

图8是本发明的第三实施方式所涉及的致动器的剖视图。

图9是图8的C部放大图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明所涉及的致动器的实施方式进行说明。需要说明的是，以下的实施方式并不限定各技术方案所涉及的发明，另外，在实施方式中所说明的特征的组合并不全是发明的解决手段所必需的。

[第一实施方式]

图1是本发明的第一实施方式所涉及的致动器的主视图，图2是图1的A-A剖视图，图3是本发明的第一实施方式所涉及的致动器的分解图，图4是用于对丝杠轴缩短后的状态进行说明的剖视图。

如图1所示，本实施方式所涉及的致动器1具备：在内部收纳有电动机的电动机壳体11；以及覆盖后述的滚珠丝杠40的伸缩构件50。

如图2所示，收纳于电动机壳体11的电动机10具有：转子13，其包括沿着轴向形成有贯通孔的中空的输出轴13a和配置在该输出轴13a的外周的永磁铁13b；定子线圈12，其沿着周向与该转子13隔开规定的间隙而配置。需要说明的是，定子线圈12安装于电动机壳体11的内周壁，输出轴13a的基端侧通过安装于电动机壳体11的底部的轴承70而被支承为能够旋转。需要说明的是，在本说明书中，在将图2中的输出轴13a的左端侧定义为输出轴13a的前端侧，将输出轴13a的右端侧定义为基端侧，从而进行以下的说明。

另外，输出轴13a的前端侧通过交叉滚子轴承20而被支承为能够旋转，所述交叉滚子轴承20具有：外圈21，其在内周侧形成有剖面呈V字状的滚行面；内圈22，其在外周面以与该滚行面对置的方式形成有剖面呈V字状的滚行面，并且以能够旋转的方式组装于该外圈21；多个滚子23，其圆筒状的滚子23以相邻的滚子23的旋转轴相互交叉的方式排列在外圈21以及内圈22的滚行面之间。

此外，在输出轴13a的前端侧经由支承体30安装有作为对象构件的滚珠丝杠40，通过电动机10的旋转而使作为螺母构件的滚珠丝杠螺母42旋转，从而与滚珠丝杠螺母42螺合的丝杠轴41能够沿着轴向移动。

支承体30具有：嵌合于输出轴13a的前端侧的轴安装部31；以及从轴安装部31的端部向径向延伸配置的扩径部32，在扩径部32的前端沿着扩径部的外周形成有凹部32a。

滚珠丝杠40具有：丝杠轴41，其在外周面形成有以规定的导程角形成的螺旋状的滚动体滚行面41a；滚珠丝杠螺母42，其形成有供丝杠轴41沿轴向穿过的贯通孔，在该贯通孔的内周面形成有与滚动体滚行面41a对置的负载滚动体滚行面42a；多个滚动体43，其在滚动体滚行面41a以及负载滚动体滚行面42a之间滚行。需要说明的是，滚动体滚行面41a以及负载滚动体滚行面42a的剖面形状形成为具有比滚动体43的直径稍大的曲率的单一圆弧、即所谓的圆弧形状。

另外，滚动体43在由滚动体滚行面41a以及负载滚动体滚行面42a构成的滚动体滚行路中负载载荷的同时滚行，从滚动体滚行路的起点滚行至终点的滚动体43通过安装于滚珠丝杠螺母42的返回构件42c上形成的滚动体返回路而返回至滚动体滚行路的起点从而无限循环。

此外，滚珠丝杠螺母42的用于将滚珠丝杠螺母42安装于输出轴13a的凸缘部42b形成为向径向延展，且滚珠丝杠螺母42通过交叉滚子轴承20而支承为能够旋转。

交叉滚子轴承20的外圈21安装于在电动机壳体11的端部形成的承接座11a，且以被盖体14与电动机壳体11夹持的方式固定。电动机壳体11与盖体14如图3所示通过紧固螺栓11b而被紧固固定，紧固螺栓11b分别形成于电动机壳体11的角部，从而圆环状的外圈21与紧固螺栓11b以不干涉的方式配置。

另外，内圈22被支承体30的凹部32a与滚珠丝杠螺母42的凸缘部42b夹持而以能够旋转的方式组装于外圈21。支承体30与滚珠丝杠螺母42的凸缘部42b通过螺栓33以在支承体30与凸缘部42b之间隔开规定的间隙的方式而被紧固固定。

这样，通过交叉滚子轴承20将输出轴13a以及滚珠丝杠螺母42支承为能够旋转，因此能够通过单一的交叉滚子轴承20来负载输出轴13a以及滚珠丝杠螺母42的轴向、径向以及周向的各载荷，能够削减构成部件从而实现致动器1的小型化。

另外，通过支承体30的凹部32a与滚珠丝杠螺母42的凸缘部42b夹持内圈22，因此能够不考虑滚珠丝杠螺母42的直径，通过采用直径更小的交叉滚子轴承20而将致动器1的径向的尺寸设计为小型。

需要说明的是，如图3所示，滚珠丝杠螺母42以经由形成于盖体14的孔部14a向电动机壳体11的外部突出的方式组装，如图2所示，通过伸缩构件50覆盖滚珠丝杠40。通过这样构成，能够将电动机壳体11的轴向上的尺寸设计为小型。另外，滚珠丝杠螺母42以及内圈22从电动机壳体11的轴向上的一方(图3的纸面上侧)沿着轴向通过螺栓33相互组装。通过如此构成，例如在为了调整减速比率而欲变更滚珠丝杠40的导程的情况下，在拆装螺栓33时无需将其他构件拆下便能够进行螺栓33的拆装，因此螺栓33的拆装变得容易，从而能够容易地进行滚珠丝杠40的更换。

如图2所示，伸缩构件50是形成为蛇腹状的筒构件，一端安装于电动机壳体11，另一端安装于丝杠轴41的前端。通过这样安装，伸缩构件50随着丝杠轴41的移动而伸缩，因此防止尘埃侵入致动器1的内部、滚珠丝杠螺母42向外部露出的情况。

需要说明的是，如图4所示，在丝杠轴41向基端侧移动的所谓的最大程度缩短后的状态下，伸缩构件50沿着滚珠丝杠螺母42的轴向折叠，因此伸缩构件50的密接长度不会对致动器1的全长造成影响。

另外，在丝杠轴41的基端侧安装有止振机构60，该止振机构60防止输出轴13a的内周面与形成于丝杠轴41的外周面的滚动体滚行面41a接触。止振机构60是形成为直径比丝杠轴41稍大的树脂制的轴环，在丝杠轴41的基端进行轴向上的移动时向径向以及周向振动的情况下，通过输出轴13a的内周面与止振机构60接触，而能够防止滚动体滚行面41a的损伤、尘埃向滚动体滚行面41a的附着等，并且能够将丝杠轴41的直径设计得较大，因此能够实现滚珠丝杠40的刚性确保。

[第二实施方式]

在以上说明的第一实施方式所涉及的致动器1中，对对象构件是滚珠丝杠螺母42的情况进行了说明。在接下来说明的第二实施方式的致动器中，对具有与第一实施方式不同的方式的实施例进行说明。需要说明的是，对于与上述的第一实施方式的情况相同或者类似的构件，标注相同的附图标记并省略说明。

图5是本发明的第二实施方式所涉及的致动器的主视图，图6是本发明的第二实施方式所涉及的致动器的侧视图，图7是图5的B-B剖视图。

如图5所示，在本实施方式所涉及的致动器2中，作为对象构件安装有旋转台80。如图6所示，旋转台80包括：圆盘状的旋转台主体80、如图7所示从旋转台主体81沿轴向延伸的旋转台轴82。

旋转台80采用与上述的第一实施方式所涉及的致动器1相同的安装方法，交叉滚子轴承20的外圈21组装于在电动机壳体11的端部形成的承接座11a，且以被盖体14与电动机壳体11夹持的方式固定。电动机壳体11与盖体14如图6所示通过紧固螺栓11b而被紧固固定，紧固螺栓11b分别形成于电动机壳体11的角部，从而以圆环状的外圈21与紧固螺栓11b不干涉的方式配置。

另外，内圈22被支承体30的凹部32a与旋转台主体81夹持，且以能够旋转的方式组装于外圈21。支承体30与旋转台80通过螺栓33以在支承体30与旋转台主体81之间隔开规定的间隙的方式而被紧固固定。

需要说明的是，旋转台80以经由形成于盖体14的孔部14a而向电动机壳体11的外部突出的方式组装。另外，旋转台80以及内圈22从电动机壳体11的轴向上的一方(图7的纸面左侧)沿着轴向通过螺栓33相互组装。通过这样构成，例如在为了变更工作台直径而欲变更旋转台80的情况下，在拆装螺栓33时无需将其他构件拆下便能够进行螺栓33的拆装，因此螺栓33的拆装变得容易，能够容易地进行旋转台80的更换。

[第三实施方式]

在以上说明的第一以及第二实施方式所涉及的致动器1、2中，对输出轴13a与支承体30同轴地配置的情况进行了说明。在接下来说明的第三实施方式的致动器中，对具有与第一以及第二实施方式不同的方式的实施例进行说明。需要说明的是，对于与上述的第一以及第二实施方式的情况相同或者类似的构件，标注相同的附图标记并省略说明。

图8是本发明的第三实施方式所涉及的致动器的剖视图，图9是图8中的C部放大图。

如图8所示，在本实施方式所涉及的致动器3中，输出轴13a使用实心的电动机10，输出轴13a与丝杠轴41大致平行地配置。这样，由于本实施方式所涉及的致动器3的输出轴13a使用实心的电动机10，因此能够实现廉价的电动机，能够抑制成本。

另外，丝杠轴41以伴随滚珠丝杠螺母42的旋转而沿轴向进退自如的方式组装，在丝杠轴41移动至基端侧的、所谓的最大程度缩短后的状态下，丝杠轴41配置为向电动机10侧突出。

如图9所示，在输出轴13a上安装有齿轮35，该齿轮35与同丝杠轴41同心配置的作为支承体的旋转齿轮36啮合。旋转齿轮36以通过滚珠丝杠螺母42与旋转齿轮36夹持交叉滚子轴承的内圈22的方式配置，将电动机10的旋转向滚珠丝杠螺母42传递。

需要说明的是，旋转齿轮36形成有能够供丝杠轴41穿过的贯通孔36a，防止丝杠轴41向基端侧移动时，旋转齿轮36与丝杠轴41干涉。

并且，齿轮35与旋转齿轮36由齿面相对于旋转轴倾斜的所谓的斜齿轮构成，通过该结构，通过与采用交叉滚子轴承20而得到的叠加效果，实现电动机10的异响的降低、齿轮35与旋转齿轮36的啮合的顺畅度。

另外，滚珠丝杠螺母42、内圈22以及旋转齿轮36从电动机壳体11的轴向上的一方(图9的纸面左侧)沿着轴向通过螺栓33相互组装。通过这样构成，例如在为了调整减速比率而欲变更滚珠丝杠40的导程的情况下，在拆装螺栓33时无需将其他构件拆下便能够进行螺栓33的拆装，因此螺栓33的拆装变得容易，能够容易地进行滚珠丝杠40的更换。

需要说明的是，本发明不限于上述实施方式，在不变更本发明的主旨的范围内，能够进行各种变更。例如，在第一实施方式所涉及的致动器1中，对将滚动体滚行面以及负载滚动体滚行面形成为圆弧形状的情况进行了说明，但也可以形成为例如组合两个圆弧而成的所谓的尖拱形状。另外，在上述实施方式中，对于作为螺母构件应用经由多个滚动体43与丝杠轴41螺合的滚珠丝杠40中所使用的滚珠丝杠螺母42的情况进行了说明，但也可以应用不经由多个滚动体43的所谓的滑动丝杠中所使用的螺母构件。

另外，在第一实施方式所涉及的致动器1中，对应用了形成为蛇腹状的筒构件作为伸缩构件的情况进行了说明，但伸缩构件只要能够沿轴向伸缩则能够采用任意的方式，例如，可以应用将彼此直径不同的多个筒构件以能够伸缩的方式穿过的所谓可伸缩的构件，也可以使用橡胶等弹性材料构成伸缩构件。

另外，在第三实施方式所涉及的致动器3中，对使丝杠轴41的基端侧露出的结构进行了说明，但考虑到防尘性也可以构成为另外通过罩构件等覆盖丝杠轴41的基端侧。此时，也可以如第一实施方式所涉及的致动器1那样，在丝杠轴41的基端侧安装止振机构60。根据权利要求书的记载明确了这种施加了变更或者改进的方式也包含于本发明的技术范围内。

附图标记说明

1、2致动器；10电动机；11电动机壳体；13a输出轴；20交叉滚子轴承；21外圈；22内圈；30支承体；40滚珠丝杠；41丝杠轴；41a滚动体滚行面；42滚珠丝杠螺母；42a负载滚动体滚行面；43滚动体；50伸缩构件；60止振机构。

Claims (8)

1.一种致动器，具有：

电动机，其具有输出轴；

电动机壳体，其收纳所述电动机；以及

交叉滚子轴承，其具有外圈和以能够旋转的方式组装于所述外圈的内圈，并且所述交叉滚子轴承将对象构件支承为能够旋转，

所述致动器使所述对象构件旋转，

所述致动器的特征在于，

所述外圈安装于所述电动机壳体，

所述内圈被伴随所述输出轴的旋转而旋转的支承体和固定于所述支承体的所述对象构件夹持。

2.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，

所述对象构件是伴随所述输出轴的旋转而旋转的螺母构件，

所述致动器具有与所述螺母构件螺合的丝杠轴。

3.根据权利要求2所述的致动器，其特征在于，

所述丝杠轴具有沿着长度方向形成的螺旋状的滚动体滚行槽，

所述螺母构件中形成有贯通孔，所述贯通孔形成为能够供所述丝杠轴穿过，并且所述贯通孔的内周面具有与所述滚动体滚行面对置的负载滚动体滚行面，

在所述滚动体滚行面以及所述负载滚动体滚行面之间排列有多个滚动体，

所述螺母构件从所述电动机壳体突出地配置。

4.根据权利要求2或3所述的致动器，其特征在于，

所述螺母构件被伸缩构件覆盖，所述伸缩构件一端安装于所述电动机壳体，另一端安装于所述丝杠轴。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的致动器，其特征在于，

所述丝杠轴在所述电动机侧的基端具备止振机构。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的致动器，其特征在于，

所述输出轴形成为中空，并且所述丝杠轴配置为穿过输出轴。

7.根据权利要求4或5所述的致动器，其特征在于，

所述支承体是旋转齿轮，所述旋转齿轮与安装于所述输出轴的齿轮啮合，并且与所述对象构件一起夹持所述内圈。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的致动器，其特征在于，

所述对象构件以能够沿着所述输出轴的轴向拆装的方式组装。