CN106382347B - 直线作动机 - Google Patents

Abstract

本发明所涉及的直线作动机具有：驱动源；通过来自驱动源的动力使物体进行移动的移动单元；以及将驱动源的动力传递到移动单元的减速器，所述移动单元具有：螺纹轴；经由滚动体与螺纹轴螺合的螺母部；以及与螺母部连接的螺杆，减速器具有：与驱动源连接的蜗杆；与蜗杆啮合且与螺纹轴的一个端部连接的蜗轮；支撑蜗轮的推力轴承；以及设于蜗轮的母螺纹部，在螺纹轴的一个端部设有与母螺纹部螺合的公螺纹部，选择移动单元或与移动单元尺寸不同的第二移动单元，被选择的移动单元或第二移动单元的公螺纹部与母螺纹部螺合。

Description

直线作动机

技术领域

本发明关于使物体前进和后退的直线作动机。

背景技术

以往，使用直线作动机使物体移动。在日本公开专利公报特开2013-160328号公报中公开了具有螺纹轴和经由滚珠与螺纹轴螺合的螺母的直线作动机，在螺纹轴的一个端部经由减速器连接有发动机。

减速器具备在径向排列的多个齿轮，螺纹轴的一个端部延伸设置到减速器为止，所述一个端部由推力轴承所制成。推力轴承在螺纹轴的轴向并列设置。

另外，在日本公开专利公报特开2000-257689号公报中公开了使用具有蜗杆和蜗轮的减速器的直线作动机。这种直线作动机在螺纹轴的中部设有蜗轮，也就是所谓的千斤顶型直线作动机。

特开2013-160328号公报中的直线作动机由于在径向排列多个齿轮，减速器体形容易变大，另外由于螺纹轴的一个端部延伸设置且推力轴承在轴向并列设置，在轴向上容易变长。特开2000-257689号公报中中的直线作动机尽管通过使用蜗杆和蜗轮使减速器变小了，但是由于在螺纹轴的中部设有蜗轮，在将对象物体设置于直线作动机之后，无法再对螺纹轴和螺母等进行更改。

发明内容

本发明鉴于上述情况，目的在于提供一种可以小型化而且在组装时可以对螺纹轴和螺母等进行选择的直线作动机。

本发明所涉及的直线作动机具有：驱动源；通过来自该驱动源的动力使物体进行移动的第一移动单元；以及将所述驱动源的动力传递到所述第一移动单元的减速器，所述第一移动单元具有：螺纹轴；经由滚动体与该螺纹轴螺合的螺母部；以及与该螺母部连接的螺杆，该直线作动机的特征在于，所述减速器具有：与所述驱动源连接的蜗杆；与该蜗杆啮合且与所述螺纹轴的一个端部连接的蜗轮；支撑该蜗轮的推力轴承；以及设于所述蜗轮的母螺纹部，在所述第一移动单元的螺纹轴的一个端部设有与所述母螺纹部螺合的公螺纹部，选择第一移动单元或与第一移动单元尺寸不同的第二移动单元，第二移动单元具有与所述第一移动单元的所述公螺纹部尺寸相同的第二公螺纹部，被选择的所述第一移动单元的公螺纹部或所述第二移动单元的第二公螺纹部与所述母螺纹部螺合。

在本发明中，使用蜗杆和蜗轮促进了直线作动机在径向上的小型化。另外在螺纹轴的一个端部连接蜗轮且在蜗轮设有推力轴承促进了直线作动机在轴向上的长度缩短。另外经由设在螺纹轴的一个端部的公螺纹部和设在所述蜗轮的母螺纹部使蜗轮和螺纹轴连接。第一移动单元的公螺纹部和第二移动单元的第二公螺纹部与共用的蜗轮的母螺纹部螺合。

本发明所涉及的直线作动机中，所述第一移动单元还具有：对所述螺纹轴、螺母部、及螺杆进行收容的收容筒；以及设于所述螺母部的端部且在所述收容筒的内表面滑动的滑动部。

在本发明中，即使是在螺杆伸长的情况下，滑动部也会与收容筒接触而制成螺杆。

本发明所涉及的直线作动机还具有：分别设于所述螺杆的前端部和所述第一移动单元中所述螺杆的相反侧的对物体进行连接的连接工具；分别设于所述连接工具的贯通与所述螺纹轴垂直的方向的贯通孔；以及分别设于所述贯通孔的滑动轴承。

在本发明中，在贯通孔设有滑动轴承，在直线作动机以贯通孔为中心进行旋转的情况下防止了焙烧。

本发明所涉及的直线作动机中，所述第一移动单元还具有：对所述螺纹轴、螺母部、及螺杆进行收容的收容筒；以及设于所述螺母部的端部且在所述收容筒的内表面滑动的滑动部，该直线作动机还具有：分别设于所述螺杆的前端部和所述第一移动单元中所述螺杆的相反侧的对物体进行连接的连接工具；分别设于所述连接工具的贯通与所述螺纹轴垂直的方向的贯通孔；以及分别设于所述贯通孔的滑动轴承，所述螺杆与收容筒同轴配置，在所述螺杆的轴线上按照所述螺杆的前端部的滑动轴承、滑动部、推力轴承、及所述螺杆的相反侧的滑动轴承的顺序进行配置。

在本发明中，通过将螺杆与收容筒同轴配置，在螺杆的轴线上按照螺杆的前端部的滑动轴承、滑动部、推力轴承、及所述螺杆的相反侧的滑动轴承的顺序进行配置，在直线作动机以贯通孔为中心进行旋转的情况下防止了焙烧的同时还能使螺杆流畅地伸缩。

在本发明所涉及的直线作动机中，使用蜗杆和蜗轮促进了直线作动机在径向上的小型化。另外在螺纹轴的一个端部连接蜗轮且在蜗轮设有推力轴承促进了直线作动机在轴向上的长度缩短。另外经由设在螺纹轴的一个端部的公螺纹部和设在所述蜗轮的母螺纹部使蜗轮和螺纹轴连接。第一移动单元的公螺纹部和第二移动单元的第二公螺纹部与共用的蜗轮的母螺纹部螺合，因此在组装直线作动机时，可以根据用户的需求对移动单元或第二移动单元进行选择。

附图说明

图1是大致示出直线作动机的平面图。

图2是沿着图1所示的II-II线切断的截面图。

图3A是对直线作动机的动作进行说明的说明图。

图3B是对直线作动机的动作进行说明的说明图。

图3C是对直线作动机的动作进行说明的说明图。

图4是对移动单元的选择进行说明的说明图。

具体实施方式

以下基于示出了本发明的实施方式所涉及的直线作动机的附图进行说明。

如图1和图2所示，直线作动机具备收容筒1，该收容筒1同轴收容螺纹轴2。在螺纹轴2的一个端部设有与后述的母螺纹部12c螺合的公螺纹部2a。公螺纹部2a从收容筒1的一个端部向轴向突出。螺纹部的另一个端部位于收容筒1的内部。

螺纹轴2经由例如滚珠这样的滚动体(在图示中省略)与螺母部3啮合。螺纹轴2插入呈筒状的螺杆4，螺杆4的一个端部外嵌于螺母部3的一个端部。螺杆4相对于收容筒1和螺纹轴2同轴配置。

在收容筒1的内表面滑动的滑动环8外嵌于螺母部3的另一个端部(螺杆4的相反侧的端部)。滑动环8构成滑动部。

在收容筒1的另一个端部内嵌支撑筒5，支撑筒5对螺杆4进行支撑。螺杆4的另一个端部穿过支撑筒5，从收容筒1的另一个端部突出。在螺杆4的另一个端部设有与物体连接的第一连接工具6，在该第一连接工具6设有第一贯通孔6a。在该第一贯通孔6a内嵌了滑动轴承7。

所述公螺纹部2a经由减速器10与例如发动机20那样的驱动源连接。减速器10具备外壳11，在该外壳11内设有蜗轮12。蜗轮12具备筒状的轴套部12a和设于该轴套部12a的轴向中央部的齿轮部12b。在轴套部12a的一个端部的内侧设有母螺纹部12c。在轴套部12a的两个端部分别设有推力轴承13，该推力轴承13对蜗轮12进行支撑使蜗轮12可旋转。

此外推力轴承13也支撑螺纹轴2，因此设计为比现有的推力轴承13体型更大且刚性更大，实现了推力轴承13的使用寿命的长寿化，另外允许推力负荷也变大了。

外壳11具有开口11a，使公螺纹部2a位于该开口11a那样地配置蜗轮12。在开口11a设有安装板9，收容筒1的一个端部经由安装板9安装于减速器10。设于收容筒1的一个端部的公螺纹部2a与可拆卸的母螺纹部12c螺合。

在螺杆4的轴线上按照内嵌于第一贯通孔6a的滑动轴承7、螺母部3、滑动环8、两个推力轴承13，13、及内嵌于第二贯通孔14a的滑动轴承15的顺序进行配置。

发动机20的转轴(在图示中省略)相对于收容筒1垂直，发动机20与减速器10连接。在发动机20的转轴设有蜗杆16，蜗杆16与蜗轮12的齿轮部12b啮合。此外在蜗轮12的周向上设置多个用于在外壳11安装蜗杆16的安装部(在图示中省略)，根据设置位置的空间，可以更改发动机20相对于减速器10的安装位置。

在所述开口11a的相反侧，在外壳11设有与物体连接的第二连接工具14，在该第二连接工具设有第二贯通孔14a。在该第二贯通孔14a内嵌滑动轴承15。此外第一贯通孔6a和第二贯通孔14a的轴向大致相同，都是与螺纹轴2垂直的方向。

通过发动机20的正反转动，蜗轮12和螺纹轴2正反转动，螺母部3沿着螺纹轴2的一个方向或另一个方向直线移动，螺杆4可以进出或出进收容筒1。

此外在图2中，安装板9左侧的结构，即收容筒1、螺纹轴2、螺母部3、螺杆4、第一连接工具6、滑动环8及支撑筒5，构成了以发动机20的动力移动物体的第一移动单元31。

接着对于曲柄结构或链接结构等传动结构40可旋转地连接到第一贯通孔6a连接，耳轴金属部件或叉头金属部件等金属部件可旋转地连接到第二贯通孔14a连接的情况下的直线作动机的动作进行说明。此外传动结构40以原点O为中心进行旋转。

如图3A～图3C所示，设螺杆4的轴心的初始位置为P1，以P1为基准，以第二贯通孔14a为中心，直线作动机在一个方向上旋转角度θ1的情况下的螺杆4的轴心位置为P2。另外设传动结构40的初始位置为Q1，以Q1为基准，以原点O为中心，传动结构40在一个方向上旋转角度θ2的情况下的传动结构40的轴心位置为Q2。

如图3A所示，传动结构40可旋转地连接到第一贯通孔6a。另外金属部件(在图示中省略)可旋转地连接到第二贯通孔14a。螺杆4的轴心位于P1，传动结构40位于Q1。

如图3B所示，在螺杆4进出的情况下，螺杆4使传动结构40朝一个方向旋转。传动结构的旋转大致呈直角，直线作动机以第二贯通孔14a为中心朝一个方向旋转。螺杆4的轴心从初始位置P1旋转角度θ1，在移动到位置P2为止的情况下，传动结构40对初始位置P1大致呈直角。即角度θ1示出了以初始位置P1为基准的螺杆4的最大旋转角。

如图3C所示，在螺杆4进一步进出的情况下，直线作动机以第二贯通孔14a为中心朝另一个方向旋转，螺杆4的轴心的位置从P2回到P1。另外传动结构40再朝一个方向旋转，从图3A的初始位置Q1旋转角度θ2，移动到位置Q2为止。角度θ2示出了以初始位置Q1为基准的传动结构40的最大旋转角。在螺杆4出进的情况下，直线作动机进行与上述动作相反的动作。

如上述动作所示，在发动机20正反旋转的情况下，在第二贯通孔14a中，第二连接部与金属部件旋转滑动，但由于在第二贯通孔14a设有滑动轴承15，能防止焙烧。

另外在第一贯通孔6a中，传动结构40与第一连接工具6旋转滑动，但由于在第一贯通孔6a设有滑动轴承7，能防止焙烧。

在螺杆4进出的情况下，由于螺杆4和第一连接工具6的自重，在螺杆4以支撑筒5为支点起到了力矩的作用。因此在没有设置滑动环8的情况下，螺母部3接近收容筒1的内周，减少了滚珠与螺纹轴2或螺母部3之间的空隙，可能会导致螺母部3无法顺畅移动。

实施方式所涉及的直线作动机通过将滑动环8设于螺杆4的轴线上，防止了减少滚珠与螺纹轴2或螺母部3之间的空隙，能实现螺母部3和螺杆4的顺畅移动。

另外由于推力轴承13不仅支撑蜗轮12，也支撑螺纹轴2，相比于为了支撑螺纹轴2还要另外设置其他的轴承，能在轴向缩短直线作动机。

另外通过将螺杆4和收容筒1同轴配置，在螺杆4的轴线上按照设于第一贯通孔6a的滑动轴承7、滑动环8、推力轴承13、及设于第二贯通孔14a的滑动轴承15的顺序进行配置，由此直线作动机以第一贯通孔6a和第二贯通孔14a为中心旋转的情况下，能同时防止焙烧和让螺杆4顺畅伸缩。

如图4所示，在对直线作动机进行组装时，操作者可以选择第一移动单元31或第二移动单元32。此外第二移动单元32与第一移动单元31的尺寸不同。构成第二移动单元32的各个部件的尺寸，除了螺纹部2之外，与构成第一移动单元31的各个部件的尺寸完全不同。构成第二移动单元32的各个部件有着与构成第一移动单元31的各个部件相同的功能。也就是说，第二移动单元32具备了收容筒、螺纹轴、螺母部、螺杆、第一连接工具、滑动环及支撑筒等部件，这些部件与第一移动单元31的收容筒1、螺纹轴2、螺母部3、螺杆4、第一连接工具6、滑动环8及支撑筒5等对应。

在以下的说明中，虽然令第二移动单元32的尺寸大于第一移动单元31的尺寸，但是也可以小于第一移动单元31的尺寸。构成第二移动单元32的各个部件的尺寸，除了公螺纹部2a之外，尺寸全都比构成第一移动单元31的各个部件的尺寸更大。在第二移动单元32的螺纹轴的一个端部设有与第一移动单元31的公螺纹部2a完全相同的公螺纹部2a。即第一移动单元31和第二移动单元32具有同尺寸且共同的公螺纹部2a。因此第二移动单元32的公螺纹部2a可以与蜗轮12的母螺纹部12a螺合，第二移动单元32可以安装到减速器10之上。因此在组装时，操作者选择第一移动单元31或第二移动单元32，可以将被选择的第一移动单元31或第二移动单元32的公螺纹部2a与蜗轮12的母螺纹部12a螺合。此外设于第二移动单元32的螺纹部的一个端部的公螺纹部2a构成了第二公螺纹部。

由于可以共用发动机20和减速器10，无须对应于第一移动单元31和第二移动单元32制造专用的发动机20和减速器10。因此能减少制造成本。另外在用户要求使用寿命更长的直线作动机的情况下，只要将尺寸更大的第二移动单元32安装到减速器10即可，很容易就能满足用户的要求。

第二移动单元32的第一连接工具和第一贯通孔比第一移动单元31的第一连接工具6和第一贯通孔6a更大。安装在第二移动单元32的第二连接工具14和第二贯通孔14a可以比安装在第一移动单元31的第二连接工具14和第二贯通孔14a更大。由于第一连接工具6和第二连接工具14和用户侧的装置通过连接部(例如连接销)连接，可以用比第一移动单元31更大的连接部来连接第二移动单元32。即能够提高第二移动单元32的连接部的强度。

Claims (4)

1.一种直线作动机，具有：

驱动源；

通过来自该驱动源的动力使物体进行移动的第一移动单元；以及

将所述驱动源的动力传递到所述第一移动单元的减速器，

所述第一移动单元具有：

螺纹轴；

经由滚动体与该螺纹轴螺合的螺母部；以及

与该螺母部连接的螺杆，

该直线作动机的特征在于，

所述第一移动单元的所述螺母部沿所述螺纹轴的轴向移动，从而移动与所述螺杆连接的物体，

所述减速器具有：

与所述驱动源连接的蜗杆；

与该蜗杆啮合且与所述螺纹轴的一个端部连接的蜗轮；

支撑该蜗轮的推力轴承；以及

设于所述蜗轮的母螺纹部，

在所述第一移动单元的螺纹轴的一个端部设有与所述母螺纹部螺合的公螺纹部，

选择第一移动单元或与第一移动单元尺寸不同的第二移动单元，第二移动单元具有与所述第一移动单元的所述公螺纹部尺寸相同的第二公螺纹部，被选择的所述第一移动单元的公螺纹部或所述第二移动单元的第二公螺纹部与所述母螺纹部螺合，

所述第一移动单元的所述公螺纹部的尺寸与所述第二移动单元的所述第二公螺纹部的尺寸相同，以便能够相对于共同的所述母螺纹部进行拆卸。

2.如权利要求1所述的直线作动机，其特征在于，

所述第一移动单元还具有：

对所述螺纹轴、螺母部、及螺杆进行收容的收容筒；以及

设于所述螺母部的端部且在所述收容筒的内表面滑动的滑动部。

3.如权利要求1或2所述的直线作动机，其特征在于，还具有：

分别设于所述螺杆的前端部和所述第一移动单元中所述螺杆的相反侧的对物体进行连接的连接工具；

分别设于所述连接工具的贯通与所述螺纹轴垂直的方向的贯通孔；以及

分别设于所述贯通孔的滑动轴承。

4.如权利要求1所述的直线作动机，其特征在于，

所述第一移动单元还具有：

对所述螺纹轴、螺母部、及螺杆进行收容的收容筒；以及

设于所述螺母部的端部且在所述收容筒的内表面滑动的滑动部，

该直线作动机还具有：

分别设于所述螺杆的前端部和所述第一移动单元中所述螺杆的相反侧的对物体进行连接的连接工具；

分别设于所述连接工具的贯通与所述螺纹轴垂直的方向的贯通孔；以及

分别设于所述贯通孔的滑动轴承，

所述螺杆与收容筒同轴配置，

在所述螺杆的轴线上按照所述螺杆的前端部的滑动轴承、滑动部、推力轴承、及所述螺杆的相反侧的滑动轴承的顺序进行配置。