JP2000257689A - Screw-driven linear working machine - Google Patents

Screw-driven linear working machine

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JP2000257689A
JP2000257689A JP11059458A JP5945899A JP2000257689A JP 2000257689 A JP2000257689 A JP 2000257689A JP 11059458 A JP11059458 A JP 11059458A JP 5945899 A JP5945899 A JP 5945899A JP 2000257689 A JP2000257689 A JP 2000257689A
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JP
Japan
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helical gear
driven
input shaft
screw
drive nut
Prior art date
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JP11059458A
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Japanese (ja)
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Tatsuya Ando
達也 安東
Toru Otojima
透 音島
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Tsubakimoto Chain Co
Original Assignee
Tsubakimoto Chain Co
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Publication date
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/08Profiling
    • F16H55/088Profiling with corrections on tip or foot of the teeth, e.g. addendum relief for better approach contact
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
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    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/08Profiling
    • F16H55/0873Profiling for improving axial engagement, e.g. a chamfer at the end of the tooth flank
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H55/17Toothed wheels
    • F16H2055/173Crown gears, i.e. gears have axially arranged teeth

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a screw-driven linear working machine capable of performing the quiet and high-speed operation and having small power loss. SOLUTION: A screw-driven linear working machine is provided with a drive nut 5 rotatably supported on a housing 1, a screw shaft 6 to be axially and linearly reciprocated by the rotation by being screwed with the drive nut, a driven helical gear 8 provide on the outer periphery of the drive nut 5 so as to be integrally rotated together with it, an input shaft 12 rotatably supported on the housing 2 so that its central axis may intersect with the central axis of the drive nut 5 each other, and to be rotated by a rotational driving source, and a driving helical gear 13 provided so as to be integrally rotated together with it and for transmitting the rotation from the input shaft 12 side to the drive nut 5 by being meshed with the driven helical gear 8.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、重量物の昇降等に
用いられるねじ駆動式の直線作動機に関し、特に、ねじ
軸の進退移動を高速に行うための直線作動機に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a screw driven linear actuator used for lifting and lowering heavy objects, and more particularly to a linear actuator for moving a screw shaft forward and backward at a high speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、重量物の昇降等には、ねじ駆動式
の直線作動機が広く用いられている。図4及び図5は、
従来のウォーム減速機構を内蔵したねじ駆動式の直線作
動機の一例を示すものであって、ハウジングA1内に軸
受A2,A3によって駆動ナットA4が回転自在に支持
されており、前記駆動ナットA4にはねじ軸A5がハウ
ジングA1側に対して回転を規制された状態で螺合され
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, screw driven linear actuators have been widely used for lifting and lowering heavy objects. FIG. 4 and FIG.
This shows an example of a conventional screw-driven linear actuator having a built-in worm reduction mechanism, in which a drive nut A4 is rotatably supported by bearings A2 and A3 in a housing A1. Are screwed together with the screw shaft A5 restricted in rotation with respect to the housing A1 side.

【0003】駆動ナットA4の外周にはウオームホイー
ルA6が一体に形成され、前記ウォームホイールA6
は、ハウジングA1に軸受A7,A8で回転自在に支持
された入力軸A9に設けられているウォームA10に噛
み合っている。
A worm wheel A6 is integrally formed on the outer periphery of the drive nut A4.
Is engaged with a worm A10 provided on an input shaft A9 rotatably supported by bearings A7 and A8 in a housing A1.

【0004】そして、前記入力軸A9が、図示しない回
転駆動源に連結されて回転駆動されると、ウォームA1
0とウォームホイールA6を介してその回転が駆動ナッ
トA4に伝達されて、ねじ軸A5が軸方向に進退駆動さ
れるようになっている。
When the input shaft A9 is connected to a rotary drive source (not shown) and driven to rotate, the worm A1
The rotation is transmitted to the drive nut A4 via the worm wheel A6 and the worm wheel A6, and the screw shaft A5 is driven forward and backward in the axial direction.

【0005】ねじ軸A5の先端には、図示しない荷重支
持部材に連結される連結ねじ部A11が形成され、前記
連結ねじ部A11を介してねじ軸A5に伝達されるスラ
スト荷重は、これに螺合している駆動ナットA4によっ
て支持されるようになっている。
[0005] At the tip of the screw shaft A5, there is formed a connecting screw portion A11 connected to a load supporting member (not shown), and a thrust load transmitted to the screw shaft A5 via the connecting screw portion A11 is applied to the screw shaft A5. It is adapted to be supported by the mating drive nut A4.

【0006】また、図6及び図7は、傘歯車減速機構を
内蔵したねじ駆動式の直線作動機の一例を示すものであ
って、これは、ハウジングB1内で被駆動傘歯車B2、
保持筒B3、及び、駆動ナットB4が同軸に一体に連結
され、保持筒B3と被駆動傘歯車B2のボスB5がそれ
ぞれハウジングB1に軸受B6,B7で回転自在に保持
されている。
FIGS. 6 and 7 show an example of a screw-driven linear actuator incorporating a bevel gear reduction mechanism, which is driven in a housing B1 by driven bevel gears B2 and B2.
The holding cylinder B3 and the driving nut B4 are coaxially and integrally connected, and the holding cylinder B3 and the boss B5 of the driven bevel gear B2 are rotatably held in the housing B1 by bearings B6 and B7, respectively.

【0007】そして、これらの被駆動傘歯車B2、保持
筒B3、及び、駆動ナットB4のボスB5の中心部軸方
向に、ねじ軸B8が貫通しており、前記ねじ軸B8は、
駆動ナットB4に螺合し、且つ、ハウジングB1側に対
して回転を規制された状態で軸方向に進退自在に設けら
れている。
A screw shaft B8 extends through the driven bevel gear B2, the holding cylinder B3, and the central axis of the boss B5 of the drive nut B4, and the screw shaft B8 is
It is screwed to the drive nut B4, and is provided so as to be able to advance and retreat in the axial direction in a state where the rotation is restricted with respect to the housing B1 side.

【0008】また、ハウジングB1には、ねじ軸B8と
互いに中心軸線を直交させるように入力軸B9が軸受B
10,B11により回転自在に支持されており、前記入
力軸B9のハウジングB1内の端部には、被駆動傘歯車
B2と噛み合う駆動傘歯車B12が固定されている。
An input shaft B9 is mounted on the housing B1 so that the central axis is orthogonal to the screw shaft B8.
A drive bevel gear B12 meshing with the driven bevel gear B2 is fixed to an end of the input shaft B9 in the housing B1.

【0009】前述したウォーム減速機構を内蔵したねじ
駆動式の直線作動機と同様に、入力軸B9が図示しない
回転駆動源に連結されて回転駆動されると、その回転
は、駆動傘歯車B12から被駆動傘歯車B2に伝達され
て、駆動ナットB4が回転され、ねじ軸B8が軸方向に
進退駆動される。
When the input shaft B9 is connected to a rotary drive source (not shown) and driven to rotate, similarly to the above-described screw-driven linear actuator having a built-in worm speed reduction mechanism, the rotation is transmitted from the drive bevel gear B12. The transmission is transmitted to the driven bevel gear B2, the drive nut B4 is rotated, and the screw shaft B8 is driven forward and backward in the axial direction.

【0010】そして、ねじ軸B8の先端の連結ねじ部B
13に連結されている、図示していない荷重支持部材を
介して重量物の昇降動作等が行われる。
Then, the connecting screw portion B at the tip of the screw shaft B8
The lifting / lowering operation of a heavy object is performed via a load support member (not shown) connected to the load 13.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】前述したような、従来
のねじ駆動式の直線作動機においては、ウォーム減速機
構を用いたものでは、ウォームとウォームホイール間の
減速比が大きいため、ねじ軸を高速で進退動作させる必
要がある場合には不向きであり、また、ねじ軸を高速で
進退動作させるためには、入力軸側の回転数を高める必
要があるが、ウォームとウォームホイールの噛合い動作
では噛合歯どうしの相対的な滑り量が大きいため伝動効
率が低く、大きな動力ロスを生じる問題があった。
In a conventional screw-driven linear actuator as described above, the one using a worm speed reduction mechanism has a large reduction ratio between the worm and the worm wheel. It is not suitable when it is necessary to move the screw shaft at high speed, and in order to move the screw shaft at high speed, it is necessary to increase the number of revolutions on the input shaft side. In this case, there is a problem that the transmission efficiency is low due to a large relative slip amount between the meshing teeth, and a large power loss occurs.

【0012】また、傘歯車減速機構を用いたものでは、
駆動傘歯車と被駆動傘歯車間の減速比が比較的小さく、
ねじ軸を高速で進退動作できるものの、運転時にこれら
の傘歯車どうしの噛合騒音が大きくなり、特に低騒音で
あることが絶対条件となる、舞台装置の昇降等に利用す
ることが困難となる問題があった。
[0012] In the case of using the bevel gear reduction mechanism,
The reduction ratio between the driving bevel gear and the driven bevel gear is relatively small,
Although the screw shaft can move forward and backward at high speed, the noise of meshing between these bevel gears during operation becomes large, and it is difficult to use it for elevating and lowering stage equipment, especially when low noise is an absolute condition. was there.

【0013】また、傘歯車減速機構を用いた直線作動機
においては、ねじ軸と入力軸の中心軸線どうしが直交す
るため、構造上、入力軸をハウジングの片側にしか突出
させることができず、ウォーム減速機構を用いたものよ
うに、入力軸をハウジングの両側に突出させて、入力軸
の一方の突出端を回転駆動源に連結し、他方の突出端を
別の直線作動機の入力軸に連結して、複数の直線作動機
を共通の回転駆動源で同期運転させたり、駆動源を入力
軸の両側の突出端にそれぞれ連結して使用できず、使用
形態が制限されてしまう問題があった。
In a linear actuator using a bevel gear reduction mechanism, the screw shaft and the central axis of the input shaft are orthogonal to each other, so that the input shaft can be protruded from only one side of the housing due to its structure. As with the worm reduction mechanism, the input shaft protrudes from both sides of the housing, one protruding end of the input shaft is connected to the rotary drive source, and the other protruding end is connected to the input shaft of another linear actuator. However, there is a problem that a plurality of linear actuators can be synchronously driven by a common rotary drive source, or the drive sources cannot be connected to the projecting ends on both sides of the input shaft for use. Was.

【0014】さらに、前述したようなウォーム減速機構
や傘歯車減速機構を用いたものでは、ウォームやウォー
ムホイール、あるいは、傘歯車の歯切り加工等に手間が
かかるため、製造コストが高くなる問題があった。
Further, in the case of using the worm speed reduction mechanism or the bevel gear speed reduction mechanism as described above, since the worm, worm wheel or bevel gear tooth cutting is troublesome, the production cost is increased. there were.

【0015】また、図示しないが、入力軸とねじ軸とを
隣接位置で平行配置して、入力軸と、前記ねじ軸に螺合
する駆動ナットにそれぞれ平歯車やヘリカルギヤ等の円
筒ギヤを設け、これらを噛み合わせて構成した減速機構
を有する直線作動機も従来より製作されているが、この
ようなものでは、回転駆動源の配置の自由度が制限され
たり、複数の同種の直線作動機を連結して同期駆動する
ことが困難となる問題があった。
Although not shown, an input shaft and a screw shaft are arranged in parallel at adjacent positions, and a cylindrical gear such as a spur gear or a helical gear is provided on the input shaft and a drive nut screwed to the screw shaft, respectively. A linear actuator having a speed reduction mechanism configured by meshing them has been conventionally manufactured.However, in such a linear actuator, the degree of freedom in the arrangement of the rotary drive source is limited, and a plurality of linear actuators of the same type are used. There has been a problem that it is difficult to connect and synchronously drive.

【0016】そこで、本発明は、前述したような従来技
術における問題を解決し、静粛且つ高速な動作を行うこ
とができるとともに、動力ロスの少ないねじ駆動式直線
作動機を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems in the prior art and to provide a screw-driven linear actuator capable of performing a quiet and high-speed operation and having a small power loss. I do.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の直線作動機は、ハウジングに回転自在に支
持された駆動ナットと、前記駆動ナットと螺合し、駆動
ナットの回転によって軸方向に直線的に進退移動するね
じ軸と、駆動ナットの外周にこれと一体回転するように
設けられた被駆動ヘリカルギヤと、駆動ナットと中心軸
線どうしが立体的に交差するようにハウジングに回転自
在に支持されて、回転駆動源で回転される入力軸と、前
記入力軸にこれと一体回転するように設けられ、被駆動
ヘリカルギヤと噛み合って入力軸側から駆動ナットに回
転を伝達する駆動ヘリカルギヤとを備えたものである。
To achieve the above object, a linear actuator according to the present invention comprises a drive nut rotatably supported by a housing, and a screw engaged with the drive nut. Screw shaft that moves linearly forward and backward in the direction, a driven helical gear provided on the outer periphery of the drive nut so as to rotate integrally with it, and the housing is rotatable so that the drive nut and the center axis cross three-dimensionally. An input shaft that is supported by and is rotated by a rotary drive source, and a drive helical gear that is provided on the input shaft so as to rotate integrally therewith, meshes with the driven helical gear, and transmits rotation from the input shaft to the drive nut. It is provided with.

【0018】前記被駆動ヘリカルギヤと駆動ヘリカルギ
ヤは、それぞれの歯筋が同方向に略45度のねじれ角で
形成されていることが望ましい。
The driven helical gear and the driven helical gear preferably have respective tooth traces formed in the same direction with a twist angle of approximately 45 degrees.

【0019】[0019]

【作用】電動モータ等の回転駆動源によって入力軸を回
転させると、前記入力軸に設けられている駆動ヘリカル
ギヤがこれと一体に回転し、その回転は駆動ヘリカルギ
ヤに噛み合う被駆動ヘリカルギヤを介して駆動ナットに
伝達される。
When the input shaft is rotated by a rotary drive source such as an electric motor, the drive helical gear provided on the input shaft rotates integrally therewith, and the rotation is driven via the driven helical gear meshing with the drive helical gear. It is transmitted to the nut.

【0020】駆動ナットの回転によって、ねじ軸の軸方
向の進退移動が行われ、垂直方向に向けられたねじ軸の
上端に重量物を載せてこれを昇降させたり、あるいは、
ねじ軸を所望の向きに設置してその先端に連結した被駆
動部材を進退移動させることができる。
The rotation of the drive nut causes the screw shaft to advance and retreat in the axial direction. A heavy object is placed on the upper end of the vertically oriented screw shaft to lift and lower it, or
The screw shaft is installed in a desired direction, and the driven member connected to the tip can be moved forward and backward.

【0021】駆動ナットは駆動ヘリカルギヤと被駆動ヘ
リカルギヤとの噛み合いによって回転駆動されるので、
ウォーム減速機構を用いた直線作動機と比較してねじ軸
の進退動作が高速に行われる。
Since the drive nut is driven to rotate by the engagement between the drive helical gear and the driven helical gear,
The reciprocating operation of the screw shaft is performed at a higher speed as compared with a linear actuator using a worm reduction mechanism.

【0022】また、ウォームとウォームホイール間の噛
み合いと同様に、両方のヘリカルギヤどうしは互いに滑
りながら連続的に噛み合って入力軸から駆動ナットへ動
力伝達が行われるため、運転時のギヤどうしの間で発生
する噛合い音は小さい。
Similarly to the mesh between the worm and the worm wheel, the two helical gears are continuously meshed with each other while sliding with each other to transmit power from the input shaft to the drive nut. The generated meshing sound is small.

【0023】[0023]

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。図1は、本発明の直線作動機の1実施例を示す縦
断面図、図2は図1のA−A線位置から矢印方向に見た
横断面図であって、これらの図に示す直線作動機1は、
ハウジング2内に軸受3,4によって駆動ナット5が回
転自在に支持されており、前記駆動ナット5内を貫通し
てねじ軸6が螺合されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of the linear actuator of the present invention, and FIG. 2 is a transverse sectional view taken along the line AA in FIG. Actuator 1
A drive nut 5 is rotatably supported in the housing 2 by bearings 3 and 4, and a screw shaft 6 is screwed through the drive nut 5.

【0024】この実施例の直線作動機1は、重量物の昇
降用として用いるために、ねじ軸6を縦にして設置され
るものであり、前記ねじ軸6の上端には、重量物を支持
するための図示しない荷重支持部材を取り付けるための
連結ねじ部7が設けられている。
The linear actuator 1 of this embodiment is installed with the screw shaft 6 set vertically for use in lifting and lowering heavy objects. A connection screw portion 7 for attaching a load supporting member (not shown) for performing the operation is provided.

【0025】また、ねじ軸6の下方部分は、ハウジング
2の下方に付設されている筒状のねじ軸カバー内2Aに
収容されている。
The lower portion of the screw shaft 6 is accommodated in a cylindrical screw shaft cover 2A provided below the housing 2.

【0026】駆動ナット5の外周には、歯筋Tのねじれ
角(駆動ナット5の中心軸線方向と歯筋Tの方向とがな
す角度)が45度の被駆動ヘリカルギヤ8が一体に形成
されている。
On the outer periphery of the drive nut 5, a driven helical gear 8 having a torsion angle of the tooth trace T (the angle between the center axis direction of the drive nut 5 and the direction of the tooth trace T) of 45 degrees is integrally formed. I have.

【0027】前記ヘリカルギヤ8はその両側を、ハウジ
ング2に軸受9と軸受10,11で回転自在に支持され
た入力軸12に一対に設けられている駆動ヘリカルギヤ
13に噛み合っている。
The helical gear 8 is engaged on both sides with a pair of drive helical gears 13 provided on an input shaft 12 rotatably supported by bearings 9 and bearings 10 and 11 in the housing 2.

【0028】前記駆動ヘリカルギヤ13は、被駆動ヘリ
カルギヤ8と同方向にねじれ角45度でねじれた歯筋t
を有しており、両者の中心軸線が90度の角度で立体的
に交差するように入力軸12が配置されている。
The driving helical gear 13 has a tooth trace t twisted at a twist angle of 45 degrees in the same direction as the driven helical gear 8.
, And the input shaft 12 is arranged so that the central axes of the two intersect three-dimensionally at an angle of 90 degrees.

【0029】前記入力軸12は、軸受10,11で支持
されている端部12Aに、入力軸12の直径方向に横断
し、ハウジング2外側に形成されているモータ取付面2
B外側に開口する連結溝12Bが形成されている。
The input shaft 12 has a motor mounting surface 2 formed at an end 12 A supported by bearings 10 and 11, which crosses the input shaft 12 in the diameter direction and is formed outside the housing 2.
A connection groove 12B opening outside B is formed.

【0030】一方、前記モータ取付面2Bには、回転駆
動源としての電動モータ14が、図示していない締結部
材によって着脱自在に取り付けられている。前記電動モ
ータ14のモータ軸14Aの先端側には、前記連結溝1
2Bに嵌合して回転を伝達するための偏平な舌片状連結
部14Bが形成されている。
On the other hand, an electric motor 14 as a rotary drive source is detachably mounted on the motor mounting surface 2B by a fastening member (not shown). The connecting groove 1 is provided at the distal end side of the motor shaft 14A of the electric motor 14.
A flat tongue-shaped connecting portion 14B is formed to fit the 2B and transmit the rotation.

【0031】一方、入力軸12の連結溝12Bが形成さ
れている側と反対側の端部12Cは、ハウジング2のモ
ータ取付面2Bと反対側の外側面2Cから突出してお
り、この部分は、直線作動機1と同種類の別の直線作動
機の入力軸を軸継手を介して連結したり、電動モータ1
4への通電が停電等で遮断された際に、手動で入力軸1
2を回転させるための操作機構、あるいは、ねじ軸6の
昇降位置を間接的に検出するためのロータリエンコーダ
等を連結するために用いられる。
On the other hand, an end 12C of the input shaft 12 opposite to the side where the connection groove 12B is formed projects from an outer surface 2C of the housing 2 opposite to the motor mounting surface 2B. The input shaft of another linear actuator of the same type as the linear actuator 1 is connected via a shaft coupling, or the electric motor 1
When the power to power supply 4 is cut off due to a power failure or the like, input shaft 1
2 is used to connect an operating mechanism for rotating the rotary shaft 2 or a rotary encoder for indirectly detecting the elevation position of the screw shaft 6.

【0032】また、本発明の直線作動機1においては、
電動モータ14の停止時に被駆動ヘリカルギヤ8側から
作用する負荷トルクで駆動ヘリカルギヤ13側が回転し
てしまうことを防止するため、電動モータ14には、通
電が断たれた時にモータ軸14Aの回転を阻止する電磁
ブレーキが組み込まれている。
In the linear actuator 1 of the present invention,
In order to prevent the drive helical gear 13 from rotating due to the load torque acting from the driven helical gear 8 when the electric motor 14 is stopped, the electric motor 14 is prevented from rotating the motor shaft 14A when the power is cut off. The built-in electromagnetic brake.

【0033】なお、本実施例においては、前記電磁ブレ
ーキは停電時に入力軸12を外部から回転させることが
できるように手動で開放可能な構造のものが用いられて
いる。
In the present embodiment, the electromagnetic brake has a structure which can be manually opened so that the input shaft 12 can be rotated from the outside in the event of a power failure.

【0034】次に、前述したように構成されている直線
作動機1の動作を説明する。電動モータ14に通電する
と、内蔵されている図示しない電磁ブレーキはモータ軸
14Aを開放し、モータ軸14Aは回転を開始する。
Next, the operation of the linear actuator 1 configured as described above will be described. When the electric motor 14 is energized, a built-in electromagnetic brake (not shown) opens the motor shaft 14A, and the motor shaft 14A starts rotating.

【0035】モータ軸14Aの回転は入力軸12に伝達
され、これとともに駆動ヘリカルギヤ13が回転する。
前記駆動ヘリカルギヤ13の回転は、これに噛み合う被
駆動側ヘリカルギヤ8に回転軸線の向きを90度偏向し
て伝達され、これと一体の駆動ナット5が回転する。
The rotation of the motor shaft 14A is transmitted to the input shaft 12, and the driving helical gear 13 rotates together therewith.
The rotation of the driving helical gear 13 is transmitted to the driven-side helical gear 8 meshing with the driving helical gear 8 by deflecting the direction of the rotation axis by 90 degrees, and the driving nut 5 integrated therewith is rotated.

【0036】本実施例においては、駆動ヘリカルギヤ1
3と被駆動ヘリカルギヤ8の歯数比が1:2となってお
り、入力軸12の回転数は、1/2に減速されて駆動ナ
ット5に伝達される。
In this embodiment, the driving helical gear 1
The ratio of the number of teeth between the gear 3 and the driven helical gear 8 is 1: 2, and the rotation speed of the input shaft 12 is reduced to 1 / and transmitted to the drive nut 5.

【0037】一方、駆動ナット5に螺合しているねじ軸
6は、上端の連結ねじ部7に取り付けられている図示し
ていない荷重支持部材側からその中心軸線回りの回転を
規制されているため、駆動ナット5が正方向または逆方
向に回転すると、その回転方向に応じて上昇または下降
移動し、前記荷重支持部材に支持されている重量支持部
材が昇降される。
On the other hand, the screw shaft 6 screwed to the drive nut 5 is restricted from rotating around its central axis from the load support member (not shown) attached to the connecting screw portion 7 at the upper end. Therefore, when the drive nut 5 rotates in the forward direction or the reverse direction, the drive nut 5 moves up or down in accordance with the rotation direction, and the weight supporting member supported by the load supporting member moves up and down.

【0038】次に、図3は、本発明の直線作動機の別の
実施例を示す横断面図であって、この実施例の直線作動
機1’は、そのハウジング2’に電動モータ等の回転駆
動源が連結されておらず、その入力軸12’の両側の端
部12’C,12’Dがハウジング2の両側側面2’
B,2’Cから突出している。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of the linear actuator of the present invention. The linear actuator 1 'of this embodiment has an electric motor or the like mounted on its housing 2'. The rotary drive source is not connected, and both ends 12 ′ C, 12 ′ D of the input shaft 12 ′ are on both side surfaces 2 ′ of the housing 2.
B, protruding from 2'C.

【0039】また、前記入力軸12’は駆動ヘリカルギ
ヤ13に対してその軸方向両側で軸受9’,10’によ
ってハウジング2’に回転自在に支持されている。その
他の、図3中に図2と同じ番号で示している部材等の構
成については、前述した図1及び図2に示す実施例のも
のと同一構造である。
The input shaft 12 'is rotatably supported on the housing 2' by bearings 9 'and 10' on both axial sides of the drive helical gear 13. The other components such as the members indicated by the same reference numerals in FIG. 3 as those in FIG. 2 have the same structures as those in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 described above.

【0040】この実施例の直線作動機1’においては、
入力軸12’の両方の端部12’C,12’Dの何れか
一方、または両方に、直線作動機1’とは独立して設置
された電動モータや油圧モータ等の回転駆動源に連結し
て入力軸12’を駆動することができ、高い自由度で設
置することができる。
In the linear actuator 1 'of this embodiment,
Either one or both ends 12'C and 12'D of the input shaft 12 'are connected to a rotary drive source such as an electric motor or a hydraulic motor installed independently of the linear actuator 1'. Thus, the input shaft 12 'can be driven, and can be installed with a high degree of freedom.

【0041】この場合、回転駆動源に連結されていない
方の入力軸12’の端部には、前述した実施例の直線作
動機1と同様に、直線作動機1’と同種類の別の直線作
動機の入力軸を連結したり、回転駆動源が停電等で駆動
できなくなった時に、手動で入力軸12’を回転させる
ための操作機構、あるいは、ねじ軸6の昇降位置を間接
的に検出するためのロータリエンコーダ等を連結するた
めに用いられる。
In this case, another end of the input shaft 12 'which is not connected to the rotary drive source is connected to another end of the same type as the linear actuator 1', similarly to the linear actuator 1 of the above-described embodiment. An operation mechanism for manually connecting the input shaft of the linear actuator or rotating the input shaft 12 ′ when the rotary drive source cannot be driven due to a power failure or the like, or indirectly changing the vertical position of the screw shaft 6. It is used to connect a rotary encoder or the like for detection.

【0042】これに加えて、本実施例のものでは、例え
ば舞台装置等を3基以上の直線作動機1’を協働させて
昇降させる場合に、2つの直線作動機1’の間に配置さ
れた直線作動機1’は、その入力軸12’の両端部1
2’C,12’Dをそれぞれ両隣の直線作動機1’の入
力軸12と軸継手で連結し、隣り合う直線作動機1’ど
うしのねじ軸6の昇降動作を同期させることができると
ともに、直線作動機1’の数より回転駆動源の数を少な
くできる利点がある。
In addition, according to the present embodiment, for example, when a stage device or the like is moved up and down in cooperation with three or more linear actuators 1 ′, it is disposed between the two linear actuators 1 ′. The linear actuator 1 ′ is connected to both ends 1 of the input shaft 12 ′.
2′C and 12′D are connected to the input shaft 12 of both adjacent linear actuators 1 ′ by shaft couplings, respectively, so that the vertical movement of the screw shaft 6 between the adjacent linear actuators 1 ′ can be synchronized, There is an advantage that the number of rotary drive sources can be smaller than the number of linear actuators 1 '.

【0043】なお、本発明の直線作動機においては、ね
じ軸と駆動ナットのそれぞれのねじ面は、従来のこの種
の直線作動機と同様に、台形ねじや角ねじで形成するこ
とができるが、動力ロスを小さくするために、駆動ナッ
トをボールナットとしたボールねじ機構を用いてもよ
い。
In the linear actuator according to the present invention, the respective screw surfaces of the screw shaft and the drive nut can be formed by trapezoidal screws or square screws, similarly to this type of conventional linear actuator. In order to reduce power loss, a ball screw mechanism using a drive nut as a ball nut may be used.

【0044】なお、ボールねじ機構を用いた場合には、
ねじ軸に負荷されるスラスト荷重が大きい場合は、減速
比の小さいヘリカルギヤでは、ウォーム減速機構を用い
た場合のように、入力軸がセルフロックせずに逆転する
恐れがあるため、前述した図1及び図2に示す実施例の
ように、電磁ブレーキを内蔵した電動モータ等の回転駆
動源を用いるか、入力軸の回転を停止させておくための
ブレーキ装置を併用することが好ましい。
When a ball screw mechanism is used,
When the thrust load applied to the screw shaft is large, in the case of a helical gear having a small reduction ratio, the input shaft may reverse without self-locking as in the case of using a worm reduction mechanism. Also, as in the embodiment shown in FIG. 2, it is preferable to use a rotation drive source such as an electric motor having a built-in electromagnetic brake or to use a brake device for stopping the rotation of the input shaft.

【0045】また、前述した各実施例においては、直線
作動機で重量物の昇降を行うために、ねじ軸を縦向きに
設置して用いているが、ねじ軸を水平や斜め方向に向け
て設置して、ねじ軸先端をアームクレーン等の被駆動部
材に連結して動作させるために用いてもよい。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, the screw shaft is installed and used vertically in order to lift and lower a heavy object by the linear actuator. However, the screw shaft is oriented horizontally or obliquely. It may be installed and used to operate by connecting the tip of the screw shaft to a driven member such as an arm crane.

【0046】また、各実施例においては、被駆動ヘリカ
ルギヤと駆動ヘリカルギヤがそれぞれの歯筋が同方向に
略45度のねじれ角で形成されているものを使用してい
るが、両方のねじれ角は多少異なっていてもよい。
In each of the embodiments, the driven helical gear and the driving helical gear are formed such that their tooth traces are formed with a helix angle of approximately 45 degrees in the same direction. It may be slightly different.

【0047】その場合には、入力軸の中心軸線と駆動ナ
ットあるいはねじ軸の中心軸線とは、ウォーム減速機構
を用いた場合のように直角に立体交差する配置のみでな
く、斜めに立体交差させることもでき、回転駆動源を水
平姿勢、あるいは垂直姿勢に設置した状態のままで、ね
じ軸を斜め方向に進退動作させることが可能である。
In this case, the center axis of the input shaft and the center axis of the drive nut or the screw shaft are not only arranged so as to intersect at right angles as in the case of using a worm reduction mechanism, but also obliquely intersect at an angle. It is also possible to move the screw shaft in a diagonal direction while the rotary drive source is installed in a horizontal posture or a vertical posture.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上に説明したように、請求項1記載の
発明によれば、ウォームとウォームギヤで構成した減速
機構を用いた従来の直線作動機と比較して、ねじ軸の進
退動作を高速で行うことができるとともに、減速比の選
択範囲を広くでき、また、駆動力の伝動効率を高めるこ
とができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the advancing and retreating operation of the screw shaft can be performed at a higher speed as compared with a conventional linear actuator using a reduction mechanism constituted by a worm and a worm gear. In addition to the above, the selection range of the reduction ratio can be widened, and the transmission efficiency of the driving force can be increased.

【0049】しかも、既存のウォーム減速機構を用いた
直線作動機のハウジングを流用して直線作動機を簡単に
高速化することができる。
Furthermore, the speed of the linear actuator can be easily increased by diverting the housing of the linear actuator using the existing worm reduction mechanism.

【0050】また、傘歯車で構成した減速機構を用いた
もの比較して、ギヤ間の噛み合いが連続的に行われるた
め、ギヤ間の噛み合い騒音を低減することができるとと
もに、入力軸の中心軸線を被駆動ヘリカルギヤの回転面
内に配置できるため、コンパクトに構成することができ
るとともに、中心軸線が同一面内で交差する状態で噛み
合う傘歯車どうしと異なり、ヘリカルギヤどうしの噛み
合いでは入力軸をハウジングの両側に突出させることが
できるため、複数の直線作動機を入力軸どうしを連結し
て同期運転させたり、入力軸の両側の突出端部にそれぞ
れ回転駆動源を連結することにより小容量の回転駆動源
で動作させることができる。
Further, as compared with the case using a reduction mechanism constituted by bevel gears, the meshing between the gears is performed continuously, so that the meshing noise between the gears can be reduced and the center axis of the input shaft can be reduced. Can be arranged in the rotating surface of the driven helical gear, so that it can be made compact and, unlike the bevel gears that mesh with the center axes intersecting in the same plane, the input shaft of the housing is engaged with the meshing of the helical gears. Since it can be protruded on both sides, multiple linear actuators can be operated synchronously by connecting the input shafts to each other, or a small-capacity rotary drive can be made by connecting a rotational drive source to each of the protruding ends on both sides of the input shaft. Can be operated with a source.

【0051】さらに、ヘリカルギヤを製作する場合に
は、傘歯車や、ウォーム及びウォームギヤの噛合い歯を
製作する場合のように特別な設備やツールを必要とせ
ず、製造コストを下げることができる。
Furthermore, when manufacturing a helical gear, no special equipment or tools are required as in the case of manufacturing a bevel gear, a worm and meshing teeth of a worm gear, and the manufacturing cost can be reduced.

【0052】また、請求項2記載の発明によれば、被駆
動ヘリカルギヤと駆動ヘリカルギヤを同方向の同じ捻れ
角で形成できるため、加工が容易で生産性を向上するこ
とができ、より製造コストを下げることができる。
According to the second aspect of the present invention, since the driven helical gear and the driving helical gear can be formed with the same twist angle in the same direction, machining can be facilitated, productivity can be improved, and manufacturing costs can be further reduced. Can be lowered.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の直線作動機の1実施例を示す縦断面
図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of a linear actuator according to the present invention.

【図2】 図1のA−A線位置から矢印方向に見た横断
面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view as viewed in the direction of the arrow from the position of line AA in FIG.

【図3】 本発明の直線作動機の別の実施例を示す横断
面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of the linear actuator of the present invention.

【図4】 従来のウォーム減速機構を内蔵したねじ駆動
式の直線作動機の一例を示す縦断面図である。
FIG. 4 is a vertical sectional view showing an example of a conventional screw-driven linear actuator incorporating a worm speed reduction mechanism.

【図5】 図4のB−B線位置から矢印方向に見た横断
面図である。
FIG. 5 is a transverse cross-sectional view taken in the direction of the arrow from the position of line BB in FIG. 4;

【図6】 従来の傘歯車減速機構を内蔵したねじ駆動式
直線作動機の一例を示す縦断面図である。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view illustrating an example of a conventional screw-driven linear actuator incorporating a bevel gear reduction mechanism.

【図7】 図6に示すねじ駆動式直線作動機の平面図で
ある。
FIG. 7 is a plan view of the screw-driven linear actuator shown in FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1’ 直線作動機 2,2’ ハウジング 2A ねじ軸カバー 2B モータ取付面 2C,2’B,2’C 外側面 3,4,9,10,11,9’10’ 軸受 5 駆動ナット 6 ねじ軸 7 連結ねじ部 8 被駆動ヘリカルギヤ 12,12’ 入力軸 12A,12C,12’C,12’D 端部 12B 連結溝 13 駆動ヘリカルギヤ 14 電動モータ(回転駆動源) 14A モータ軸 14B 舌片状連結部 T,t 歯筋 1,1 'linear actuator 2,2' housing 2A screw shaft cover 2B motor mounting surface 2C, 2'B, 2'C outer surface 3,4,9,10,11,9'10 'bearing 5 drive nut 6 Screw shaft 7 Connecting screw portion 8 Driven helical gear 12, 12 'Input shaft 12A, 12C, 12'C, 12'D End 12B Connecting groove 13 Drive helical gear 14 Electric motor (rotation drive source) 14A Motor shaft 14B Tongue piece Connection part T, t Tooth muscle

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ハウジングに回転自在に支持された駆動
ナットと、 前記駆動ナットと螺合し、駆動ナットの回転によって軸
方向に直線的に進退移動するねじ軸と、 駆動ナットの外周にこれと一体回転するように設けられ
た被駆動ヘリカルギヤと、 駆動ナットと中心軸線どうしが立体的に交差するように
ハウジングに回転自在に支持されて、回転駆動源で回転
される入力軸と、 前記入力軸にこれと一体回転するように設けられ、被駆
動ヘリカルギヤと噛み合って入力軸側から駆動ナットに
回転を伝達する駆動ヘリカルギヤとを備えたことを特徴
とするねじ駆動式直線作動機。
A drive nut rotatably supported by a housing; a screw shaft screwed with the drive nut and linearly moving forward and backward in the axial direction by rotation of the drive nut; A driven helical gear provided to rotate integrally, an input shaft rotatably supported by a housing such that a drive nut and a central axis intersect three-dimensionally, and rotated by a rotary drive source; and the input shaft And a drive helical gear that is provided so as to rotate integrally with the drive helical gear, and that meshes with the driven helical gear to transmit rotation from the input shaft side to the drive nut.
【請求項2】 被駆動ヘリカルギヤと駆動ヘリカルギヤ
はそれぞれの歯筋が同方向に略45度のねじれ角で形成
されていることを特徴とする請求項1記載のねじ駆動式
直線作動機。
2. The screw driven linear actuator according to claim 1, wherein the driven helical gear and the driving helical gear have respective tooth traces formed in the same direction with a twist angle of approximately 45 degrees.
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