-
Technisches Feld
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Linearantriebsvorrichtung zum linearen Bewegen einer Gleitplatte durch Drehung einer Leitspindel.
-
Stand der Technik
-
Als eine herkömmliche Linearantriebsvorrichtung, die eine Drehbewegung eines Motors in eine Linearbewegung umwandelt und einen beweglichen Körper wie eine Führungsplatte in einer linearen Richtung hin und her bewegt, ist eine Linearantriebsvorrichtung, wie zum Beispiel in 6 bis 8 gezeigt, bekannt, die eine Leitspindel 11, die durch einen Schrittmotor 10 gedreht wird, eine Mutter 12, die mit der Leitspindel 11 verschraubt ist, eine parallel zur Leitspindel 11 angeordnete Führungsachse 13, und eine Gleitplatte 14, die beweglich an der Führungsachse 13 vorgesehen ist und in der ein U-förmiger Nutabschnitt 15 ausgebildet ist, in den die Leitspindel 11 und die Mutter 12 eingeführt sind, umfasst.
-
Im vorliegenden Fall sind an der äußeren Umfangsfläche der Mutter 12 flache Aussparungen 12a in diametral gegenüberliegenden Positionen ausgebildet, und die Mutter 12 wird eingeführt, indem diese Aussparungen 12a zwischen Beschränkungswänden (Beschränkungsabschnitten) 16 positioniert werden, welche gegenüberliegende Wände des U-förmigen Nutabschnitts 15 der Gleitplatte 14 bilden. Infolgedessen ist die Mutter 12 in dem Nutabschnitt 15 in einem Zustand angeordnet, in dem eine Drehung verhindert wird.
-
Ferner ist in der Gleitplatte 14 ein U-förmiger Wandabschnitt 17 an einer Position vorgesehen, die den Außenumfangsabschnitten beider Endflächen der Mutter 12 gegenüberliegt.
-
Wenn bei der oben genannten Linearantriebsvorrichtung die Leitspindel 11 durch den Schrittmotor 10 gedreht wird, bewegt sich folglich die Mutter 12, deren Drehung durch die Beschränkungswände 16 verhindert wird, in linearer Richtung entlang der Leitspindel 11 und die Gleitplatte 14 kann durch Übertragung dieser Schubkraft vom Wandabschnitt 17 zur Gleitplatte 14, linear entlang der Führungsachse 13 bewegt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass ein derartiger Aufbau einer Linearantriebsvorrichtung zum Beispiel auch im folgenden Patentdokument 1 offenbart wird.
-
Liste der Anführungen
-
Patentdokumente
-
Patentdokument 1: Patentanmeldungsveröffentlichung Nr.
JP2013-151952 -
Überblick über die Erfindung
-
Durch die Erfindung zu lösende Aufgabe.
-
So wirkt bei der Linearantriebsvorrichtung mit dem oben genannten Aufbau zum Beispiel, wenn eine Schublast F stets von der Seite der Gleitplatte 14 in Richtung des Pfeils in der Zeichnung wirkt, die Schublast F auf eine Endfläche 12b der Mutter 12, die mit dem Wandabschnitt 17 der Gleitplatte 14 in Kontakt steht.
-
Andererseits ist es schwierig, die Leitspindel 11 im Herstellungsprozess exakt linear zu formen, und im tatsächlichen Produkt tritt eine geringfügige Biegung auf. Wenn die Leitspindel 11 durch den Schrittmotor 10 gedreht wird, kommt es folglich aufgrund der zuvor genannten Biegung zu einer Schwingung der Leitspindel 11 in eine zur Achsenlinie orthogonale Richtung. Die Schwingung der Leitspindel 11 wird durch die Reibungskraft zwischen der Endfläche 12b der Mutter 12 und dem Wandabschnitt 17 auf die Gleitplatte 14 übertragen und dadurch ergibt sich das Problem, dass durch die Schwingung der Gleitplatte 14 um die Führungsachse 13 eine Fehlfunktion in Teilen, die mit der Gleitplatte 14 verbunden sind, verursacht wird.
-
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die obigen Umstände entworfen und hat zum Ziel, eine Linearantriebsvorrichtung bereitzustellen, bei der im Falle eines Auftretens einer Schwingung der Leitspindel, ein dadurch bedingtes Schwingen der Führungsplatte verhindert oder größtenteils unterdrückt werden kann.
-
Mittel zur Lösung der Aufgabe
-
Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung eine Linearantriebsvorrichtung vor, die eine Leitspindel, die von einem Motor gedreht wird, eine Mutter, die mit der Leitspindel verschraubt ist, eine parallel zur Leitspindel angeordnete Führungsachse, Beschränkungsabschnitte, die beweglich an der Führungsachse vorgesehen sind und in den Außenumfang der Mutter eingreifen, um die Drehung der Mutter zu beschränken, und eine Gleitplatte, in der ein Wandabschnitt ausgebildet ist, der die Schubkraft der Mutter von der Endfläche der Mutter aufnimmt, umfasst und dadurch gekennzeichnet ist, dass an der Endfläche der Mutter vorspringende Abschnitte vorgesehen sind, die in Linienkontakt oder Punktkontakt mit dem Wandabschnitt stehen.
-
In der vorliegenden Erfindung sind die vorspringenden Abschnitte, die mit dem Wandabschnitt in Linienkontakt oder Punktkontakt stehen, an der Endfläche der Mutter vorgesehen, die die Schubkraft von der Mutter mittels des Wandabschnitts der Gleitplatte überträgt, und dadurch wird die Reibungskraft zwischen den Vorsprüngen und dem Wandabschnitt, die einander berühren, klein. Infolgedessen kann, selbst wenn es zu einem Schwingen der Leitspindel kommt, durch Auftreten eines Rutschens zwischen den Vorsprüngen und dem Wandabschnitt der Gleitplatte, eine durch das Schwingen der Leitspindel verursachte Schwingung der Gleitplatte verhindert oder größtenteils unterdrückt werden.
-
Des Weiteren ist es in der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass in einem Betriebsstoppzustand auf die Endfläche, an der die vorspringenden Abschnitte vorgesehen sind, eine Schublast von der Seite der Gleitplatte wirkt.
-
Wenn in der vorliegenden Erfindung im Betriebsstoppzustand eine Schublast von der Seite der Gleitplatte wirkt, kann durch Anbringung von Vorsprüngen an der Endfläche der Mutter nur auf den Seiten, die den Wandabschnitt der Gleitplatte eng berühren, ein Effekt erzielt werden, durch den die Schwingung der Gleitplatte zuverlässig verhindert oder unterdrückt wird.
-
Ferner ist es bei der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass an der Endfläche der Mutter zwei säulenförmig von der Endfläche vorstehende Vorsprünge gebildet sind. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Vorsprünge so angeordnet sind, dass eine Gratlinie in diametraler Richtung der orthogonal zu den Beschränkungsabschnitten angeordneten Mutter positioniert ist.
-
In der vorliegenden Erfindung ist es ferner bevorzugt, dass flache Aussparungen an der äußeren Umfangsfläche der Mutter an diametral gegenüberliegenden Positionen ausgebildet, die Aussparungen zwischen den Beschränkungsabschnitten positioniert und eingeführt, und wenn die Aussparungen in einem den Beschränkungsabschnitten gegenüberliegenden Zustand eingeführt sind, die Vorsprünge so angeordnet sind, dass die Gratlinie in diametraler Richtung der orthogonal zu den Beschränkungsabschnitten angeordneten Mutter positioniert ist.
-
Ferner ist es bei der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass an der Endfläche der Mutter drei kugelförmig von der Endfläche vorstehende Vorsprünge ausgebildet sind. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass flache Aussparungen an der äußeren Umfangsfläche der Mutter an diametral gegenüberliegenden Positionen ausgebildet, die Aussparungen zwischen den Beschränkungsabschnitten positioniert und eingeführt, und die Vorsprünge in der Mitte von Teilen eines Außenumfangs, an denen die Aussparungen geformt sind, und an einer Position des Außenumfangs, die zwischen diesen Teilen in Umfangsrichtung positioniert ist, ausgebildet sind.
-
In der vorliegenden Erfindung ist es ferner bevorzugt, dass an der Gleitplatte ein Nutabschnitt ausgebildet ist, in den die Leitspindel und die Mutter eingeführt werden, und die Beschränkungsabschnitte Beschränkungswände sind, die gegenüberliegende Wände des Nutabschnitts bilden.
-
Wirkung der Erfindung
-
In der vorliegenden Erfindung sind die vorspringenden Abschnitte, die mit dem Wandabschnitt in Linienkontakt oder Punktkontakt stehen, an der Endfläche der Mutter vorgesehen, die die Schubkraft von der Mutter mittels des Wandabschnitts der Gleitplatte überträgt, und dadurch wird die Reibungskraft zwischen den Vorsprüngen und dem Wandabschnitt, die einander berühren, klein. Infolgedessen kann, selbst wenn es zu einem Schwingen der Leitspindel kommt, durch Auftreten eines Rutschens zwischen den Vorsprünge und dem Wandabschnitt der Gleitplatte, eine durch das Schwingen der Leitspindel verursachte Schwingung der Gleitplatte verhindert oder größtenteils unterdrückt werden.
-
Figurenliste
-
- 1 ist eine Seitenansicht, die eine Linearantriebsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Mutter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 3 ist eine Vorderansicht, die eine Linearantriebsvorrichtung zeigt, an der die Mutter aus 2 befestigt ist.
- 4 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Mutter gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 5 ist eine Vorderansicht, die eine Linearantriebsvorrichtung zeigt, an der die Mutter aus 4 befestigt ist.
- 6 ist eine Seitenansicht, die eine herkömmliche Linearantriebsvorrichtung zeigt.
- 7 ist eine perspektivische Ansicht, die die Mutter aus 6 zeigt.
- 8 ist eine Vorderansicht von 6.
-
Beschreibung der Ausführungsformen
-
1 bis 3 zeigen eine Ausführungsform einer Linearantriebsvorrichtung und einer Mutter gemäß der vorliegenden Erfindung. Es sei darauf hingewiesen, dass die Bestandteile der in 1 und 3 gezeigten Linearantriebsvorrichtung, mit Ausnahme der Mutter, die gleichen wie die in 6 gezeigten sind. Daher werden, mit Ausnahme der Mutter, die gleichen Bezugszeichen wie in 6 für die Beschreibungen und Darstellungen verwendet.
-
Wie in 1 bis 3 gezeigt, umfasst die Linearantriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Leitspindel 11, die von einem Motor 10 gedreht wird, eine Mutter 1, die mit der Leitspindel 11 verschraubt ist, eine parallel zur Leitspindel 11 angeordnete Führungsachse 13, Beschränkungsabschnitte 16, die beweglich an der Führungsachse 13 vorgesehen sind und in den Außenumfang der Mutter 1 eingreifen, um die Drehung der Mutter 1 zu beschränken, und eine Gleitplatte 14, in der ein Wandabschnitt 17 ausgebildet ist, der die Schubkraft der Mutter 1 von einer Endfläche 1b der Mutter 1 aufnimmt. In der Gleitplatte 14 ist ein U-förmiger Nutabschnitt 15 ausgebildet, in den die Leitspindel 11 und die Mutter 1 eingeführt sind. Der Motor 10 in der vorliegenden Ausführungsform ist ein Schrittmotor. Ferner sind die Beschränkungsabschnitte 16 Beschränkungswände, die die gegenüberliegenden Wände des U-förmigen Nutabschnitts 15 der Gleitplatte 14 bilden.
-
An der äußeren Umfangsfläche der Mutter 1 sind flache Aussparungen 1a in diametral gegenüberliegenden Positionen ausgebildet, und die Mutter 1 wird eingeführt, indem diese Aussparungen 1a zwischen den Beschränkungswänden (Beschränkungsabschnitten) 16 positioniert werden. Infolgedessen ist die Mutter 1 in dem Nutabschnitt 15 in einem Zustand angeordnet, in dem eine Drehung verhindert wird. Ferner ist in der Gleitplatte 14 ein U-förmiger Wandabschnitt 17 an einer Position vorgesehen, die den Außenumfangsabschnitten beider Endflächen der Mutter 1 gegenüberliegt.
-
Wenn bei einer solchen Linearantriebsvorrichtung die Leitspindel 11 durch den Motor 10 gedreht wird, bewegt sich die Mutter 1, deren Drehung durch die Beschränkungswände 16 verhindert wird, in linearer Richtung entlang der Leitspindel 11 und die Gleitplatte 14 kann durch Übertragung dieser Schubkraft vom Wandabschnitt 17 zur Gleitplatte 14, linear entlang der Führungsachse 13 bewegt werden.
-
Wie in 2 und 3 gezeigt, sind bei dieser Linearantriebsvorrichtung in der Endfläche 1b der Mutter 1, auf die eine Schublast F von der Seite der Gleitplatte 14 im Betriebsstoppzustand wirkt, zwei Vorsprünge 2, die in einer zylindrischen Oberflächenform von der Endfläche 1b vorstehen, einteilig ausgebildet.
-
Wenn die Aussparungen 1a in einem Zustand eingeführt sind, in dem die Aussparungen 1a der Mutter 1 den Beschränkungswänden (Beschränkungsabschnitten) 16 des Nutabschnitts 15 der Gleitplatte 14 gegenüberliegen, dann sind diese Vorsprünge 2 so angeordnet, dass die Gratlinie in diametraler Richtung der orthogonal zu den Beschränkungswänden 16 angeordneten Mutter 1 positioniert ist. Ferner sind die Vorsprünge 2 an der Endfläche 1b der Mutter 1 in Abschnitten ausgebildet, in denen die Aussparungen 1a ausgebildet sind. Die Vorsprünge 2 sind so ausgebildet, dass sie einen Linienkontakt mit dem Wandabschnitt 17 herstellen.
-
Des Weiteren zeigen 4 und 5 eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Linearantriebsvorrichtung sind in ähnlicher Weise in einer Endfläche 3b einer Mutter 3, auf die eine Schublast F von der Seite der Gleitplatte 14 im Betriebsstoppzustand wirkt, drei Vorsprünge 4, die halbkugelförmig von der Endfläche 3b vorstehen, einteilig ausgebildet. Die Vorsprünge 4 sind so ausgebildet, dass sie einen Punktkontakt mit dem Wandabschnitt 17 herstellen.
-
Im vorliegenden Fall sind die Vorsprünge 4, mit Ausnahme der Seite der Öffnung des Nutabschnitts 15, an drei Stellen ausgebildet, die in Umfangsrichtung gleich beabstandet sind. Genauer gesagt sind die Vorsprünge 4 an insgesamt drei Stellen ausgebildet: in der Mitte von Teilen eines Außenumfangs, an denen Aussparungen 3a geformt sind, und an einer Position des Außenumfangs, die zwischen diesen Teilen in Umfangsrichtung positioniert ist.
-
In der Linearantriebsvorrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau sind an den Endflächen 1b, 3b der Muttern 1, 3, die mittels des Wandabschnitts 17 der Gleitplatte 14 die Schubkraft der Muttern 1, 3 übertragen, die vorspringenden Abschnitte 2, die mit dem Wandabschnitt 17 in Linienkontakt stehen, bzw. die vorspringenden Abschnitte 4, die mit dem Wandabschnitt 17 in Punktkontakt stehen, vorgesehen. Daher kann, selbst wenn die Reibungskraft zwischen den vorspringenden Abschnitten 2, 4 und dem Wandabschnitt 17 klein wird und es infolgedessen zu einem Schwingen der Leitspindel 11 kommt, durch Auftreten eines Rutschens zwischen den vorspringenden Abschnitten 2, 4 und dem Wandabschnitt 17 der Gleitplatte 14, eine durch das Schwingen der Leitspindel 11 verursachte Schwingung der Gleitplatte 14 verhindert oder größtenteils unterdrückt werden.
-
Insbesondere wenn in der vorliegenden Ausführungsform im Betriebsstoppzustand eine Schublast F von der Seite der Gleitplatte 14 wirkt, kann durch Anbringung der Vorsprünge 2, 4 an die Endflächen 1b, 3b der Muttern 1, 3 auf der Seite, die den Wandabschnitt 17 der Gleitplatte 14 eng berührt, ein Effekt erzielt werden, durch den die Schwingung der Gleitplatte 14 zuverlässig verhindert oder unterdrückt wird.
-
Es sei darauf hingewiesen, dass in der oben beschriebenen Ausführungsform nur ein Fall beschrieben wurde, in dem durch Ausbildung der Aussparungen 1a, 3a jeweils an den äußeren Umfangsflächen der Muttern 1, 3 und Anbringung der den Aussparungen 1a, 3a gegenüberliegenden Beschränkungswänden (Beschränkungsabschnitte) 16 an dem Nutabschnitt 15 der Gleitplatte 14 ein Aufbau zum Verhindern der Drehung der Muttern 1, 3 erhalten wurde. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und kann in Beschränkungsabschnitten verschiedener Ausgestaltung verwendet werden, die die Drehung der Muttern 1, 3 verhindern.
-
Bezugszeichenliste
-
1, 3... Mutter, 1b, 3b... Endfläche, 2, 4... Vorsprünge, 10... Schrittmotor (Motor), 11... Leitspindel, 13... Führungsachse, 14... Gleitplatte, 16... Beschränkungswände (Beschränkungsabschnitte), 17... Wandabschnitt
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
