CN1285903A - 止转装置和具有止转功能的电动作动器 - Google Patents

止转装置和具有止转功能的电动作动器 Download PDF

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Abstract

本发明所涉及的装置设有间隙调整机构121。借使两个分开的第一花键轴构件116与第二花键轴构件118以轴线为旋转中心相互朝相反方向周向位移,来调整轴套部114内壁面与花键轴部120外壁面的周向间隙A。

Description

止转装置和具有止转功能的电动作动器
技术领域
本发明涉及例如通过花键轴与轴套孔部相结合可施行上述花键轴的周向止转的止转装置及具有止转功能的电动作动器。
背景技术
从现有技术来看，比如使用了作为轴构件周向止转用的花键。如图23所示，这种花键1具有花键轴4与轴套6。其中花键轴4沿外周面周向在间隔规定的角度的相邻的沟部2a至2h间形成了多个断面略成台状的齿部3a至3h；轴套6可相对自由滑动地沿上述花键轴4的轴向设置，并形成了与该花键轴4轴线垂直方向断面形状相对应的孔部5。
这种情况下，如图24所示，在沿周向的花键轴4的齿部3a至3h与对应于该齿部3a至3h的轴套6的孔部5的内壁面间形成了规定的间隙A。该间隙A乃是比如将上述花键轴4经轧制成形而形成、将轴套6经拉伸成形而形成之后，经对上述花键轴4的齿部3a至3h与轴套6的孔部5之内壁面进行加工而形成。
但是，在这样的现有技术的花键1中，往往有这样的不良情况：由于加工精度的误差而产生的上述间隙A的偏离；或者由于花键轴4的齿部3a至3h与轴套6的孔部5的内壁面的滑动摩擦而引起磨损，使上述间隙A比预定值增大，从而在花键轴4与轴套6沿轴向相对滑动位移时产生摇动。
另外，在现有技术中，作为用于输送工件的装置使用了电动作动器10。如图25所示，这种电动作动器10包括有：配设于电动作动器10的本体12一端部的马达14，和连结于该马达14的转动轴、并穿过本体12的孔部16的输送螺杆18。在该输送螺杆18上螺合(螺纹配合)着输送螺母20，该输送螺母20固定于筒状构件22的一端部。筒状构件22的另一端部固定于移动体24；在上述移动体24上固定着导向块26。导向块26可自由滑动地结合于导轨28。
在上述电动作动器10上，如向马达14通电，输送螺杆转动，输送螺母20即沿输送螺杆18的轴向移动，固定于筒状构件22上的移动体24即直线位移。在这种电动作动器10中，由于连结于移动体24的导向块26沿设于本体12外部的导轨28滑动，即可产生阻止上述移动体24随输送螺杆18一同转动的功能。
还有，如图26所示，另一现有技术的电动作动器30是，在筒状构件22的一端部固定着移动体32，在上述移动体32上与筒状构件22平行固定着导向轴34的一端部。另一方面，在本体12的一端部上固定着端板36，在端板36上设有穿过导向轴34的衬套38。
在这种电动作动器30中，由于由衬套38对导向轴34导向，故可产生阻止移动体32随输送螺杆18一起转动的止转功能。
但是，在这些电动作动器10、30中，由于将阻止移动体24、32的转动的止转机构设在本体12的外部，有着电动作动器10、30整体尺寸增大的缺点。
因此，为实现其小型化，考虑了将阻止移动体转动的止转机构设于电动作动器本体内部。如图27所示，在电动作动器40的筒状构件22的一端固定着环状导向构件42，在该导向构件42上制出与筒状构件22的轴线平行的沟部44。另一方面，在构成本体12的孔部46的壁部形成导轨部48，它自由滑动地与沟部44相结合，由导向构件42的沟部44沿导轨部48滑动，而起到阻止筒状构件22转动的止转功能。
另外，在图28所示的另一现有技术的电动作动器50中，在筒状构件22的一端部固定着形成了花键52的导向构件54；在本体12上制成的孔部56之内壁上形成了与花键52自由滑动相结合的花键沟58。这种电动作动器50，由于花键52与花键沟58的相结合，可起到阻止筒状构件22转动的止转功能。
再有，在图29所示的另一现有技术的电动作动器60中，沿长形筒状构件62整个外周形成花键64。在本体12端部固定着端板66，在端板66上形成了可使花键64自由滑动相结合的花键沟68。这种电动作动器60，由于花键64与花键沟68的相结合，可起到阻止筒状构件62转动的止转功能。
但是，在将止转机构设于本体12内部的这些电动作动器40、50、60中，作为阻止筒状构件转动的止转机构必须有特殊构造的专用零件，形成了沟部44的导向构件42，在外周面形成花键52的导向构件54，形成花键64的筒状构件62等。这就有了大大提高电动作动器40、50、60的制造成本的问题。
本发明的目的即在于提供可简单方便地调整花键轴齿部与轴套孔部内壁面间的周向间隙的止转装置。
另外，本发明的另一目的在于提供通过使用现有技术中一般采用的零件而不需使用专用零件、且可降低制造成本的具有止转功能的电动作动器。
发明的公开
根据本发明，由使分开成2个的第一花键轴构件与第二花键轴构件以其轴线为中心相互向相反方向周向位移，来自由调整轴套部内壁面与花键轴部外壁面的周向间隙。
另外，由使分开成2个的第一轴套构件与第二轴套构件以其轴线为转动中心相互向相反方向周向位移，可自由调整轴套部内壁面与花键轴部外壁面的周向间隙。
另外，如依本发明，可将在现有技术中作为导向装置使用的导轨与导向块的止转功能并用，来阻止电动作动器位移构件的转动。
这时，如将上述导轨与上述导向块设置多组，由于在较大的径向负荷作用于筒状构件时可由多个导轨与导向块支承该负荷，故可适合输送大重量的工件。
还有，如在上述导轨上，沿其长度方向可自由滑动地结合上多个导向块，由于可由多个导向块稳定支承作用于位移构件上的负荷，故可稳定地输送工件。
附图简要说明
图1是本发明第一实施例的止转装置的沿轴向局部纵剖面图；图2是构成图1的止转装置的第一花键轴构件与第二花键轴构件的局部剖切剖面图；图3是图1所示箭头X方向的向视图；图4是表示构成图1止转装置的间隙调整机构动作说明图；图5是沿第一花键轴构件与第二花键轴构件轴向纵剖面图；图6是图5的Ⅵ-Ⅵ纵剖面图；图7是说明间隙调整基本原理的立体图；图8是表示间隙调整基本原理的动作说明图；图9是表示间隙调整动作的要部放大侧视图；图10是本发明第二实施例止转装置局部纵剖面图；图11是表示构成图10止转装置的第一轴套构件与第二轴套构件的纵剖面图；图12是说明间隙调整基本原理的立体图；图13是说明间隙调整基本原理的立体图；图14是表示间隙调整基本原理的动作说明图；图15是表示间隙调整机构动作的要部放大侧视图；图16是本发明第三实施例的电动作动器立体图；图17是图16所示电动作动器纵剖面图；图18是图16所示电动作动器的输送螺杆与筒状构件分解立体图；图19是图16所示电动作动器侧视图；图20是本发明第四实施例的电动作动器纵剖面图；图21是本发明第五实施例的电动作动器纵剖面图；图22是图21所示电动作动器的筒状构件与导向块的正视图；图23是现有技术花键正视图；图24是图23所示花键部分放大图；图25是现有技术电动作动器纵剖面图；图26是其他现有技术电动作动器纵剖面图；图27是另一现有技术电动作动器局部省略立体图；图28是又一现有技术电动作动器局部省略立体图；图29是另一现有技术电动作动器局部省略立体图。
实施发明最佳形态
在图1上，参照符号100表示了本发明第一实施例的止转装置。
该止转装置100由轴套部114、花键轴120、间隙调整机构121构成。其中，轴套部114断面大致成圆形，沿轴向形成贯穿孔112；花键轴120分别同轴连结着分开的第一花键轴构件116与第二花键轴构件118，两花键轴构件116、118设置成可沿上述孔部112自由滑动；间隙调整机构121用以调整上述轴套部114的内壁面与花键轴部120的外壁面间形成的周向间隙A(参照图3)。
如图2所示，第一花键轴构件116具有圆板部126与轴部128。其中，圆板部126是在以规定角度间隔相邻的沟部122间沿外周面的周向形成多个断面略成台状的第一齿部124；轴部128则从上述圆板部126的一侧平面的中心向外方突出。上述圆板部126与轴部128一体形成。而且如图2与图3所示，在上述轴部128上形成了断面成锥形的洼部130。
如图2所示，第二花键轴部118具有圆筒部134与法兰部136。其中，圆筒部134上形成了插入第一花键轴构件116的轴部128的孔部132；法兰部136形成于沿上述圆筒部134轴向的一端部；上述圆筒部134与法兰部136一体形成。在上述法兰部136的外周面上，于规定角度间隔相邻的沟部138间沿周向形成了多个断面大致成台状的第二齿部140。
第一花键轴构件116与第二花键轴构件118，通过插入孔部132的轴部128分别同轴相连结；另外，第一花键轴构件116的圆板部126的直径与第二花键轴构件118的法兰部136的直径大致相同。
在该第一实施例中，第一花键轴构件116与第二花键轴构件118上分别形成的第一齿部124与第二齿部140的齿距设定为大致相同；但也不局限于这些，上述第一齿部124与第二齿部140的齿距也可以不同。
如图9所示，在轴套部114的内周面上形成了由对应于第一花键轴构件116与第二花键轴构件118的多个沟部122、138以及第一齿部124、第二齿部140的形状构成的第三齿部142与沟部144。即，在轴套部114的内周面上形成了分别与第一花键轴构件116的圆板部126外周面上形成的多个沟部122和第一齿部124、第二花键轴构件118的法兰部136外周面形成的沟部138和第二齿部140分别相啮合的第三齿部142和沟部144。
间隙调整机构121中设置了螺纹构件150(参照图3)，由拧入第二花键轴构件118的圆筒部134上形成的螺纹孔146，构件150的前端部148抵接于第一花键轴构件116的轴部128上形成的洼部130。
上述螺纹构件150的前端部148断面成锥形，由增加该螺纹构件150的拧入量，可使螺纹构件150的前端部148沿洼部130的倾斜面按箭头B的方向位移(参照图4)，即可使第一花键轴构件116相对第二花键轴构件118沿箭头C的方向转过规定角度，其结果是使得第一花键轴构件116的第一齿部124相对第二花键轴构件118的第二齿部140也沿同一圆周方向产生规定角度的周向位移。
如图5与图6所示，第一花键轴构件116与第二花键轴构件118通过结合于法兰部136上形成的大致为椭圆形的长孔152的螺栓154固定为一体。
本发明的第一实施例的止转装置100基本上即如上述之构成，下边对其动作及作用效果加以说明。
首先，如图7所示，来说明在设定花键轴部120沿轴向(箭头D的方向)可对固定的轴套部114自由滑动的情况下，调整花键部120侧的齿部与轴套部114侧的齿部间的间隙A的基本原理。
从图8可知，将花键轴部120一分为二，借使分别分割出来的第一花键轴构件116与第二花键轴构件118沿各自相反的周向(箭头E向与箭头F向)分别向周向位移规定角度，即可自由调整花键轴部120侧的齿部与轴套114侧的齿部之间的间隙A。
其次，基于第一实施例来说明调整间隙A的情况。
如图4所示，在通过轴部128使第一花键轴构件116与第二花键轴构件118同轴连结的情况下，增大螺纹构件150的拧入量，由上述螺纹构件150的前端部148推压入洼部130的倾斜面，即可使第一花键轴构件116按箭头C的方向相对第二花键轴构件118转过规定角度。
从而，如图9所示，由第一花键轴构件116侧的第一齿部124沿同一圆周方向相对第二花键轴构件118侧的第二齿部140周向位移规定角度(参看其双点划线)，即可自由调整其与轴套部114内壁面上形成的第三齿部142间的周向间隙A。
如图9所示，花键轴部120的第一与第二齿部124、140与轴套部114的第三齿部142之间的周向间隙A，也可调整正反向的周向间隙A。
这样，在第一实施例中，由于设置了间隙调整机构121，就可避免由加工精度误差引起的间隙A的偏差；同时，可以防止由花键轴部120的齿部124、140与轴套部114内壁面的滑动摩擦产生的摇动。
另外比如，在用铝材等金属材料挤压成形第一花键轴构件116、第二花键轴构件118与轴套114的情况下，由于可用上述间隙调整机构121自动调整花键轴部120的外壁面与轴套114内壁面的滑动部位间所产生的间隙A，可简化制造工序，降低制造成本。
图10上示出了本发明第二实施例的止转装置160。对于与图1所示止转装置100相同的构造要素给予相同的参照符号，而省略其详细说明。
第二实施例的止转装置160包括具有被分成两部分的第一轴套构件162与第二轴套构件164且通过轴部166同轴配合起来的轴套部168、花键轴部170、以及起间隙调整机构121作用的螺纹构件150。
在第一轴套构件162与第二轴套构件164内部，形成了沿轴向贯穿的第一孔部172与第二孔部174，在上述第一孔部172与第二孔部174上分别形成了多个沟部122、138与第一齿部124、第二齿部140(参照图11)。
首先，如图12所示，在沿轴向(箭头G方向)相对固定的花键轴部170可自由滑动地设定轴套部168的情况下，来说明调整花键轴部170侧齿部与轴套部168侧齿部间的间隙A的基本原理。
如图13与图14所示，将轴套部168一分为二，由使两分开的第一轴套构件162与第二轴套构件164分别沿相反的周向(箭头H与箭头I方向)分别周向位移规定的角度，即可自由调整花键轴部170侧齿部与轴套部168侧齿部间的间隙A。
下面，通过第二实施例，对调整间隙A的情况加以说明。
在通过轴部166将第一轴套构件162与第二轴套构件164同轴相连结的状态下，增加螺纹构件150的拧入量，由上述螺纹构件150的前端部148推压洼部130的倾斜面，可使第一轴套构件162沿箭头C方向相对第二轴套构件164转过规定角度。
因此，如图15所示，由于在各自内壁面形成的第一轴套构件162侧的第一齿部124相对第二轴套构件164侧的第二齿部140沿同一圆周方向周向位移规定角度，即可自由调整其与花键轴部170外壁面上形成的第三齿部142间的周向间隙A。
在图1所示的第一实施例中，借使设于花键轴部120外壁面的第一齿部124或第二齿部140周向位移规定角度，对间隙A进行调整，而在第二实施例中，是借使设于轴套部168内壁面的第三齿部142周向位移规定角度来调整间隙A，这一点与前者不同。由于其他作用效果与上述第一实施例略同，故省略其详细说明。
下面，对具有本发明实施例的止转功能的电动作动器进行详细说明。
在图16中，参照符号200表示了本发明第三实施例的具有止转功能的电动作动器(以下，简称电动作动器)。该电动作动器200具有长本体202，在本体202内部沿长度方向形成孔部204(参照图17)。
如图16所示，在本体202的一端固定着端板208，在端板208上制成连通孔部204的孔部206。在本体202、端板208的外壁上沿本体202长度方向制成安装着位置检测用的磁检测开关(图中未示出)的多个沟部210。在本体202的另一端固定着马达212。
如图17所示，在马达212的转动轴214上，通过联轴节构件216同轴连结着作为驱动力传递轴的输送螺杆218，从而，沿孔部204的长度方向配设了输送螺杆218。在输送螺杆218上螺合着输送螺母220。在输送螺母220上固定着成长圆筒形的筒状构件222，筒状构件222围着输送螺杆218。在筒状构件222的一端部固定着配合于输送螺母220的磁铁224。在筒状构件222的另一端部，固定着图中未示出的台板，用于工件输送等。
在筒状构件222的外壁上，如图18与图19所示，沿其长度方向形成了平面部225，在平面部225上固定着导轨226。导轨226与构成端板208的孔部206的壁部上固定着的导向块228可自由滑动地相结合。
这时，上述导轨226与导向块228既有沿本体202长度方向对筒状构件222直线导向装置的功能；同时，也具有阻止筒状构件222沿周向转动的止转装置的功能。
本发明第三实施例的电动作动器200基本上是上述之构成，下边对其动作加以说明。
如由图中未示出的电源供电，驱动马达212，转动轴214转动，这种转动通过联轴节构件216传至输送螺杆218。这时，输送螺母220将与输送螺杆218一同转动，但由于导轨226与导向块228的相结合，通过筒状构件222阻止了输送螺母220的转动。因此，由于输送螺杆218与输送螺母220上所制螺纹的相啮合，马达212的旋转运动变成了直线运动，使输送螺母产生直线位移。其结果，筒状构件222相应于马达212的旋转而移动。而且，输送螺杆218被筒状构件222所包围，使其不向外露出。从而，可以阻止尘埃等附着于输送螺杆218上。
在筒状构件222位移作用下，设于输送螺母220上的磁铁224一接近沟部210中安装(图中未示出)的磁检测开关，磁检测开关感受磁信号，连接于磁检测开关(图中未示出)的控制装置检测出输送螺母220的位置。从而，即可检测出固定于筒状构件222上的台板(图中未示出)输送途中的位置。
在图16所示的电动作动器200中，使用了作为现有技术导向装置一般所使用的导轨226与导向块228，对筒状构件222周向进行止转。
在图16所示的电动作动器200中，在筒状构件222上设导轨226，而在端板208上设导向块228；但也可以在筒状构件222上设导向块，而在本体202的形成孔部204的壁上设置与导向块相结合的导轨。
下面参照图20说明本发明第四实施例的电动作动器300。对于与图16所示电动作动器200相同构成要素给予相同的参照符号，且省略其详细说明。
在该第四实施例的电动作动器300的筒状构件222上，沿长度方向固定着两个导轨302a、302b；另一方面，在构成固定于本体202端部的端板314的孔部306的壁部上，固定着2个导向块308a、308b，它们分别可自由滑动地结合于导轨302a、302b。
在有工件负荷径向加于该电动作动器300筒状构件222的情况下，由于由两导向块308a、308b支承负荷，有可能由该电动作动器300输送较重的工件。
下面参照图21与图22来说明本发明第五实施例的电动作动器400。
在该第五实施例的电动作动器400的本体件202中，在形成其孔部204的壁部上固定着与导轨226可自由滑动地相结合的导向块402。从而，在导轨226上结合着两个导向块228与402。
如在该电动作动器400的筒状构件222的端部加上工件负荷F0，如图22所示，在端板208上即作用了与工件负荷F0同向的力F1；而在本体202内部，相对于筒状构件222，依此原理，即以导向块228为支点作用了与工件负荷F0反向的力F2。从而，导向块228支承力F1；导向块402支承力F2。这样，由于对作用于筒状构件222端部的工件负荷F0分散支承，可由该电动作动器400稳定输送工件。
另外，由于多设导轨226，在各导轨226上可自由滑动地结合着多个导向块228、402，故可适合稳定输送较重的工件。
工业上利用的可能性
如依照本发明，由于设置了间隙调整机构，故可消除由加工精度误差产生的间隙偏差；同时可以防止由花键轴部与轴套部的滑动摩擦所产生的摇动。
另外，如依照本发明，由于使用了现有技术一般使用的导轨与导向块来防止位移构件的转动，不需专用零件，故可使电动作动器的制造成本低廉化。
这种情况下，由于使用了多个导轨与导向块，故可输送较重的工件。再者，如构成为在一个导轨上可自由滑动地结合多个导向块，可分散支承工件的负荷，可由该电动作动器进行稳定输送工作。

Claims (15)

1．一种止转装置，通过具有孔部(112)的轴套部(114)，和被穿插于上述孔部(112)且具有花键沟(122、138)的花键轴部(120)相结合实现止转，其特征在于，它具有第一花键轴构件(116)和第二花键轴构件(118)、以及间隙调整机构(121)；
上述第一花键轴构件(116)和第二花键轴构件(118)相互同轴设置，由上述花键轴部(120)沿与其轴线大致垂直的方向分割形成；
上述间隙调整机构(121)通过以上述轴线为转动中心使上述第一花键轴构件(116)与上述第二花键轴构件(118)相互沿相反的方向旋转移动，来调整轴套部(114)的内壁面与花键轴部(120)的外壁面的周向间隙(A)。
2．如权利要求1所述的止转装置，其特征在于，
上述第一花键轴构件(116)具有圆盘部(126)和从上述圆板部(126)的平面向其垂直方向突出出来的轴部(128)；
上述第二花键轴构件(118)包括具有穿插上述轴部(128)的孔部(132)的圆筒部(134)和沿上述圆筒部(134)的轴向的一端部形成的法兰部(136)；
在上述圆盘部(126)与法兰部(136)上，分别形成有直径大致相同且沿外周面的周向间隔规定角度的多个齿部(124、140)。
3．如权利要求2所述的止转装置，其特征在于，上述间隙调整机构(121)，由形成于第一花键轴构件(116)的轴部(128)的断面成锥形的洼部(130)、和通过拧入形成于第二花键轴构件(118)的圆筒部(134)上的螺纹孔(146)而抵接于上述洼部(130)的螺纹构件(150)所构成；上述螺纹构件(150)的一端部(148)成锥形，以结合于上述洼部(130)的倾斜面。
4．如权利要求3所述的止转装置，其特征在于，上述间隙调整机构(121)可对正反任一方向的间隙进行自由调整。
5．如权利要求1所述的止转装置，其特征在于，它具有将调整了间隙(A)的第一花键轴构件(116)和第二花键轴构件(118)成一体地固定起来的固定构件(154)。
6．一种止转装置，通过具有孔部(172、174)的轴套部(168)和被穿插于上述孔部(172、174)且具有花键沟的花键轴部(170)相结合实现止转，其特征在于，它具有第一轴套构件(162)和第二轴套构件(164)、以及间隙调整机构(121)；
上述第一轴套构件(162)和第二轴套构件(164)相互同轴设置，由上述轴套部(168)在与其轴线大致垂直的方向分割形成；
上述间隙调整机构(121)通过以上述轴线为中心使上述第一轴套构件(162)和上述第二轴套构件(164)相互向相反方向旋转移动，来调整轴套部(168)内壁面与花键轴部(170)外壁面的周向间隙(A)。
7．如权利要求6所述的止转装置，其特征在于，上述第一轴套构件(162)具有沿花键轴部(170)的轴线突出出来的轴部(166)，该第一轴套构件(162)和第二轴套构件(164)通过上述轴部(166)同轴连结为一体。
8．如权利要求7所述的止转装置，其特征在于，上述间隙调整机构(121)由断面成锥形的洼部(130)和螺纹构件(150)构成；上述断面成锥形的洼部(130)形成于第一轴套构件(162)的轴部(166)；上述螺纹构件(150)通过拧入形成于第二轴套构件(164)上的螺纹孔(146)而抵接于上述洼部(130)；上述螺纹构件(150)的一端部(148)形成锥形，以结合于上述洼部(130)的倾斜面。
9．如权利要求8所述的止转装置，其特征在于，上述间隙调整机构(121)可对正反任一方向的周向间隙进行自由调整。
10．一种具有止转功能的电动作动器，具有通过驱动力传递轴将马达的旋转运动转换为直线运动而作直线往复运动的位移构件，对上述位移构件可进行周向止转，其特征在于，它具有作动器本体(202)、驱动力传递轴(218)、上述位移构件(222)、导轨(226)以及导向块(228)；
上述作动器本体(202)具有沿轴向贯穿的孔部(204)；
上述驱动力传递轴(218)连结于上述马达(212)的转动轴上；
上述位移构件(222)连结于上述驱动力传递轴(218)上，沿上述作动器本体(202)孔部(204)直线位移；
上述导轨(226)设于上述位移构件(222)上；
上述导向块(228)可自由滑动地结合于上述导轨(226)上，且设于上述作动器本体(202)的孔部(204)。
11．如权利要求10所述的具有止转功能的电动作动器，其特征在于，
设置有多组上述导轨和上述导向块(302a、302b，308a、308b)。
12．如权利要求10所述的具有止转功能的电动作动器，其特征在于，
在上述导轨(226)上，沿其长度方向可自由滑动地配设多个上述的导向块(228、402)。
13．如权利要求10所述的具有止转功能的电动作动器，其特征在于，
它具有导轨与导向块；
上述导轨沿轴向设于上述作动器本体(202)的孔部(204)内；
上述导向块可自由滑动地结合于上述导轨上，且设于上述位移构件(222)上。
14．如权利要求13所述的具有止转功能的电动作动器，其特征在于，
上述导轨与上述导向块设置有多组。
15．如权利要求13所述的具有止转功能的电动作动器，其特征在于，
在上述导轨上，沿其长度方向可自由滑动地配设有多个上述导向块。
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