JP2003230251A - Uniaxial actuator - Google Patents

Uniaxial actuator

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JP2003230251A
JP2003230251A JP2002024517A JP2002024517A JP2003230251A JP 2003230251 A JP2003230251 A JP 2003230251A JP 2002024517 A JP2002024517 A JP 2002024517A JP 2002024517 A JP2002024517 A JP 2002024517A JP 2003230251 A JP2003230251 A JP 2003230251A
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JP
Japan
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screw shaft
shaft
slider
nut
guide rail
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JP2002024517A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Arisumi
寛章 有住
Kazuhito Amahi
和仁 天日
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NSK Ltd
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NSK Ltd
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  • Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a uniaxial actuator which is compact and is small in number of parts, in a uniaxial actuator where the slider of a direct-acting guide bearing and the nut of a ball screw are united together. <P>SOLUTION: The screw shaft 15 of the ball screw and the motor shaft 171 of a drive motor 17 for driving the same shaft 15 are made integrally, which obviates the necessity of a coupling for coupling the screw shaft 15 with the motor shaft 171. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、XYテーブル装置
や産業用ロボット等で用いられる一軸アクチュエータに
係り、特に、モータ一体型の一軸アクチュエータに関す
る。 【0002】 【従来の技術】従来、XYテーブル装置や産業用ロボッ
ト等で使用される一軸アクチュエータとして、例えば、
特開2000−213617号公報に開示されたものが知られてい
る。この一軸アクチュエータは、図4に示すように、案
内レール11と、この案内レール11上に設けられたス
ライダ12と、このスライダ12を案内レール11の長
手方向に相対移動させるための多数の転動体(図示せ
ず)とを備えており、案内レール11の長手方向両端部
には軸受ユニット13,14が相対向して設けられてい
る。また、この種の一軸アクチュエータは軸受ユニット
13,14に両端部を支持されたねじ軸15と、このね
じ軸15の外周面に形成されたボールねじ溝と対向する
ボールねじ溝を内周面に有するナット(図示せず)と、
このナットとねじ軸15の両ボールねじ溝間に配設され
た多数のボールとを備えており、前記スライダ12とナ
ットとを一体化して構成されている。 【0003】このような一軸アクチュエータのねじ軸1
5には駆動モータ17のモータ軸171がカップリング
18を介して連結されており、駆動モータ17の回転ト
ルクがねじ軸15に伝わると、ナットと一体のスライダ
12が案内レール11の長手方向に往復動するようにな
っている。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た一軸アクチュエータにあっては、ねじ軸15とモータ
軸171がカップリング18で連結されているため、カ
ップリングの分だけ装置全体の長さが長くなり、装置の
コンパクト化を阻害する要因となっていた。また、モー
タ17の取付けを容易とするために、カップリング18
を調芯機能付きのカップリングとした場合には、カップ
リング自身の長さや直径が大きくなり、これに伴って一
軸アクチュエータが大型化するという問題もあった。 【0005】そこで本発明は、このような問題点に着目
してなされたものであり、コンパクトで部品点数の少な
い一軸アクチュエータを提供することを目的とする。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、案内レール上に設けられたスライダ
と、このスライダを前記案内レールの長手方向に相対移
動させるための多数の転動体と、前記案内レールの長手
方向両端部に相対向して設けられた軸受ユニットと、こ
れらの軸受ユニットに両端部を支持されたねじ軸と、こ
のねじ軸の外周面に形成されたボールねじ溝と対向する
ボールねじ溝を内周面に有するナットと、このナットと
前記ねじ軸の両ボールねじ溝間に配設された多数のボー
ルと、前記ねじ軸を回転駆動する駆動モータとを備え、
前記スライダと前記ナットとを一体化してなる一軸アク
チュエータにおいて、前記ねじ軸と前記駆動モータのモ
ータ軸とを一体に形成したことを特徴とする。 【0007】本発明では、ねじ軸と駆動モータのモータ
軸とを一体に形成したことにより、ねじ軸と駆動モータ
のモータ軸とを連結するためのカップリングが不要とな
り、一軸アクチュエータの長さがカップリング分だけ短
くなるので、一軸アクチュエータのコンパクト化を図る
ことができると共に一軸アクチュエータの部品点数を削
減することができる。また、ねじ軸とモータ軸との芯出
しが不要となるので、一軸アクチュエータの組立作業を
短時間で容易に行うことができる。 【0008】 【発明の実施の形態】以下、図1乃至図3を参照して、
本発明の実施の形態について説明する。図1乃至図3は
本発明の一実施形態(以下、本実施形態と略称する)を
示すもので、図1は本実施形態に係る一軸アクチュエー
タの平面図、図2は同アクチュエータの斜視図、図3は
同アクチュエータの一部を切り欠いて示す斜視図であ
る。 【0009】図1及び図2に示すように、本実施形態に
係る一軸アクチュエータ10は、案内レール11、スラ
イダ12、ねじ軸15、ナット16および駆動モータ1
7を備えて構成されている。案内レール11は長手方向
に延びる凹部111を上面中央部に有しており、この凹
部111の相対向する側壁面には、図2及び図3に示す
ように、転動体転動溝19がそれぞれ形成されている。
これらの転動体転動溝19は案内レール11の長手方向
に沿って凹部111の側壁面に形成されており、凹部1
11の側壁面と対向するスライダ12の両側面には転動
体転動溝20がそれぞれ形成されている。 【0010】上記転動体転動溝20は転動体転動溝19
と対向しており、これら両転動体転動溝19,20間に
は、スライダ12を案内レール11の長手方向に相対移
動させるための多数の球状転動体21(図3参照)が転
動自在に配設されている。スライダ12は、図3に示す
ように、案内レール11上に設けられたスライダブロッ
ク121と、このスライダブロック121の前端面と後
端面に取り付けられたエンドキャップ122とから形成
されており、スライダブロック121内には、転動体転
動溝19,20間を転動した転動体21を初期位置に戻
すための転動体戻し路22が転動体転動溝19,20に
対応して形成されている。 【0011】転動体戻し路22はスライダブロック12
1の前端面と後端面に開口しており、転動体転動溝1
9,20間に形成された転動体転走路の開口端を閉塞す
るエンドキャップ122には、上記転動体転走路と転動
体戻し路22とを連絡して転動体21の循環路を形成す
るU字状の方向転換溝23(図3参照)が形成されてい
る。 【0012】ねじ軸15は、案内レール11の長手方向
両端部に設けられた軸受ユニット13,14に両端部を
支持されている。また、ねじ軸15は案内レール11の
凹部111内に設けられており、このねじ軸15の外周
面にはボールねじ溝24(図2及び図3参照)が形成さ
れている。ナット16はスライダ12と一体化されてお
り、このナット16の内周面にはボールねじ溝25(図
3参照)が形成されている。このボールねじ溝25はね
じ軸15のボールねじ溝24と対向しており、これら両
ボールねじ溝24,25間には多数のボール26(図3
参照)が転動自在に配設されている。なお、ナット16
にはボール26を循環させるためのボール循環チューブ
27が取り付けられている。 【0013】駆動モータ17はモータ軸171(図1参
照)を有しており、このモータ軸171はねじ軸15と
一体に形成されている。また、駆動モータ17はモータ
ハウジング172を有しており、このモータハウジング
172の内面にはモータステータがモータ軸171に設
けられたモータロータと対向して取り付けられている。 【0014】このように構成される一軸アクチュエータ
10では、上述したように、ねじ軸15と駆動モータ1
7のモータ軸171とが一体に形成されているため、ね
じ軸15とモータ軸171とを連結するカップリングが
不要となる。これにより、カップリングの分だけ一軸ア
クチュエータの長さが短くなるので、一軸アクチュエー
タのコンパクト化を図ることができる。また、ねじ軸1
5とモータ軸171とを連結するカップリングが不要と
なるので、部品点数を削減することができ、しかもカッ
プリングを選定する手間を省くことができる。また、ね
じ軸15とモータ軸171との芯出しが不要となるの
で、一軸アクチュエータの組立作業を短時間で容易に行
うことができる。 【0015】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々の変更が実施可能である。 【0016】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ねじ軸とモータ軸とを連結するカップリングが不要とな
り、カップリングの分だけ一軸アクチュエータの長さが
短くなるので、一軸アクチュエータのコンパクト化を図
ることができると共に部品点数の削減を図ることができ
る。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a single-axis actuator used in an XY table device, an industrial robot, and the like, and more particularly, to a single-axis actuator integrated with a motor. 2. Description of the Related Art Conventionally, as a uniaxial actuator used in an XY table device, an industrial robot, or the like, for example,
One disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-213617 is known. As shown in FIG. 4, the uniaxial actuator includes a guide rail 11, a slider 12 provided on the guide rail 11, and a plurality of rolling elements for relatively moving the slider 12 in the longitudinal direction of the guide rail 11. (Not shown), and bearing units 13 and 14 are provided at both ends in the longitudinal direction of the guide rail 11 so as to face each other. In addition, this type of uniaxial actuator includes a screw shaft 15 having both ends supported by bearing units 13 and 14, and a ball screw groove formed on an outer peripheral surface of the screw shaft 15 and facing a ball screw groove on an inner peripheral surface. A nut (not shown) having
The slider 12 includes a nut and a number of balls disposed between the two ball screw grooves of the screw shaft 15, and the slider 12 and the nut are integrated. [0003] The screw shaft 1 of such a single-axis actuator.
5 is connected to a motor shaft 171 of a drive motor 17 via a coupling 18. When the rotation torque of the drive motor 17 is transmitted to the screw shaft 15, the slider 12 integrated with the nut moves in the longitudinal direction of the guide rail 11. It reciprocates. However, in the above-described single-axis actuator, since the screw shaft 15 and the motor shaft 171 are connected by the coupling 18, the overall length of the device is reduced by the amount of the coupling. This has been a factor that hinders downsizing of the device. Also, in order to facilitate the mounting of the motor 17, the coupling 18
In the case where is a coupling having a centering function, there is a problem that the length and diameter of the coupling itself are increased, and accordingly, the size of the uniaxial actuator is increased. The present invention has been made in view of such a problem, and has as its object to provide a compact single-axis actuator having a small number of parts. In order to achieve the above object, the present invention provides a slider provided on a guide rail and a slider for relatively moving the slider in the longitudinal direction of the guide rail. A large number of rolling elements, bearing units provided opposite to both ends in the longitudinal direction of the guide rail, a screw shaft having both ends supported by these bearing units, and formed on the outer peripheral surface of the screw shaft. Having a ball screw groove on its inner peripheral surface facing the ball screw groove, a number of balls disposed between the nut and the ball screw grooves of the screw shaft, and a drive motor for rotating the screw shaft With
In a single-axis actuator obtained by integrating the slider and the nut, the screw shaft and the motor shaft of the drive motor are integrally formed. In the present invention, since the screw shaft and the motor shaft of the drive motor are integrally formed, a coupling for connecting the screw shaft and the motor shaft of the drive motor becomes unnecessary, and the length of the single shaft actuator is reduced. Since the length is shortened by the coupling, the size of the uniaxial actuator can be reduced, and the number of parts of the uniaxial actuator can be reduced. In addition, since the centering of the screw shaft and the motor shaft is not required, the assembling work of the single-axis actuator can be easily performed in a short time. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIGS. 1 to 3,
An embodiment of the present invention will be described. 1 to 3 show one embodiment of the present invention (hereinafter abbreviated as the present embodiment). FIG. 1 is a plan view of a uniaxial actuator according to the present embodiment, FIG. 2 is a perspective view of the actuator, FIG. 3 is a perspective view showing the actuator with a part cut away. As shown in FIGS. 1 and 2, a single-axis actuator 10 according to this embodiment includes a guide rail 11, a slider 12, a screw shaft 15, a nut 16, and a drive motor 1.
7 is provided. The guide rail 11 has a recess 111 extending in the longitudinal direction at the center of the upper surface, and rolling element rolling grooves 19 are formed on opposing side walls of the recess 111 as shown in FIGS. 2 and 3. Is formed.
These rolling element rolling grooves 19 are formed on the side wall surface of the concave portion 111 along the longitudinal direction of the guide rail 11, and the concave portion 1
Roller rolling grooves 20 are formed on both side surfaces of the slider 12 facing the side wall surface of the slider 11, respectively. The rolling element rolling groove 20 is provided with a rolling element rolling groove 19.
A large number of spherical rolling elements 21 (see FIG. 3) for relatively moving the slider 12 in the longitudinal direction of the guide rail 11 are rotatable between the two rolling element rolling grooves 19 and 20. It is arranged in. As shown in FIG. 3, the slider 12 includes a slider block 121 provided on the guide rail 11, and an end cap 122 attached to the front end face and the rear end face of the slider block 121. A rolling element return path 22 for returning the rolling element 21 that has rolled between the rolling element rolling grooves 19 and 20 to the initial position is formed in the 121 corresponding to the rolling element rolling grooves 19 and 20. . The rolling element return path 22 is connected to the slider block 12
1 are open at the front end face and the rear end face, and the rolling element rolling grooves 1
An end cap 122 that closes the open end of the rolling element rolling path formed between 9 and 20 connects the rolling element rolling path and the rolling element return path 22 to form a circulation path for the rolling element 21. A U-shaped direction changing groove 23 (see FIG. 3) is formed. The screw shaft 15 is supported at both ends by bearing units 13 and 14 provided at both ends in the longitudinal direction of the guide rail 11. The screw shaft 15 is provided in the concave portion 111 of the guide rail 11, and a ball screw groove 24 (see FIGS. 2 and 3) is formed on the outer peripheral surface of the screw shaft 15. The nut 16 is integrated with the slider 12, and a ball screw groove 25 (see FIG. 3) is formed on the inner peripheral surface of the nut 16. The ball screw groove 25 is opposed to the ball screw groove 24 of the screw shaft 15, and a large number of balls 26 (see FIG.
) Is arranged to be able to roll freely. The nut 16
Is provided with a ball circulation tube 27 for circulating the ball 26. The drive motor 17 has a motor shaft 171 (see FIG. 1). The motor shaft 171 is formed integrally with the screw shaft 15. The drive motor 17 has a motor housing 172, and a motor stator is mounted on an inner surface of the motor housing 172 so as to face a motor rotor provided on a motor shaft 171. In the single-axis actuator 10 configured as described above, as described above, the screw shaft 15 and the drive motor 1
Since the motor shaft 171 is integrally formed, the coupling for connecting the screw shaft 15 and the motor shaft 171 becomes unnecessary. Thus, the length of the single-axis actuator is shortened by the amount of the coupling, so that the size of the single-axis actuator can be reduced. Also, screw shaft 1
Since the coupling for connecting the motor shaft 171 to the motor shaft 171 is not required, the number of parts can be reduced, and the labor for selecting the coupling can be saved. In addition, since the centering of the screw shaft 15 and the motor shaft 171 is not required, the work of assembling the uniaxial actuator can be easily performed in a short time. Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. As described above, according to the present invention,
The coupling for connecting the screw shaft and the motor shaft is not required, and the length of the single-axis actuator is shortened by the amount of the coupling, so that the single-axis actuator can be made compact and the number of parts can be reduced. .

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施形態に係る一軸アクチュエータ
の平面図である。 【図2】図1に示す一軸アクチュエータの斜視図であ
る。 【図3】図2に示す一軸アクチュエータの一部を切り欠
いて示す斜視図である。 【図4】従来の一軸アクチュエータの平面図である。 【符号の説明】 11 案内レール 12 スライダ 13 軸受ユニット 14 軸受ユニット 15 ねじ軸 16 ナット 17 駆動モータ 19 転動体転動溝 20 転動体転動溝 21 転動体 22 転動体戻し路 23 方向転換溝 24 ボールねじ溝 25 ボールねじ溝 26 ボール 27 ボール循環チューブ 121 スライダブロック 122 エンドキャップ 171 モータ軸
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a plan view of a uniaxial actuator according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of the uniaxial actuator shown in FIG. FIG. 3 is a perspective view of the uniaxial actuator shown in FIG. FIG. 4 is a plan view of a conventional uniaxial actuator. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Guide rail 12 Slider 13 Bearing unit 14 Bearing unit 15 Screw shaft 16 Nut 17 Drive motor 19 Rolling element rolling groove 20 Rolling element rolling groove 21 Rolling element 22 Rolling element return path 23 Direction changing groove 24 Ball Screw groove 25 Ball screw groove 26 Ball 27 Ball circulation tube 121 Slider block 122 End cap 171 Motor shaft

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3J062 AA21 AB22 AC07 BA13 CD04 CD22 CD45 3J104 AA03 AA23 AA34 AA65 AA69 AA73 AA76 AA79 BA05 DA16 DA17 EA06 EA07 5H607 AA12 BB01 CC03 CC09 DD05 DD17 EE21 EE32 EE53 EE56 JJ05    ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    F term (reference) 3J062 AA21 AB22 AC07 BA13 CD04                       CD22 CD45                 3J104 AA03 AA23 AA34 AA65 AA69                       AA73 AA76 AA79 BA05 DA16                       DA17 EA06 EA07                 5H607 AA12 BB01 CC03 CC09 DD05                       DD17 EE21 EE32 EE53 EE56                       JJ05

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 案内レール上に設けられたスライダと、
このスライダを前記案内レールの長手方向に相対移動さ
せるための多数の転動体と、前記案内レールの長手方向
両端部に相対向して設けられた軸受ユニットと、これら
の軸受ユニットに両端部を支持されたねじ軸と、このね
じ軸の外周面に形成されたボールねじ溝と対向するボー
ルねじ溝を内周面に有するナットと、このナットと前記
ねじ軸の両ボールねじ溝間に配設された多数のボール
と、前記ねじ軸を回転駆動する駆動モータとを備え、前
記スライダと前記ナットとを一体化してなる一軸アクチ
ュエータにおいて、 前記ねじ軸と前記駆動モータのモータ軸とを一体に形成
したことを特徴とする一軸アクチュエータ。
Claims: 1. A slider provided on a guide rail,
Numerous rolling elements for relatively moving the slider in the longitudinal direction of the guide rail, bearing units provided opposite to both longitudinal ends of the guide rail, and both ends supported by these bearing units A screw shaft, a nut having an inner peripheral surface with a ball screw groove facing a ball screw groove formed on the outer peripheral surface of the screw shaft, and a nut disposed between the ball screw groove of the nut and the screw shaft. A plurality of balls, and a drive motor for driving the screw shaft to rotate, wherein the slider and the nut are integrated, and the screw shaft and the motor shaft of the drive motor are integrally formed. A uniaxial actuator characterized by the above-mentioned.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102931760A (en) * 2012-11-15 2013-02-13 北京自动化控制设备研究所 Compact electric servo mechanism for linear displacement
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CN106981944A (en) * 2017-05-11 2017-07-25 中国美术学院 Linear drive apparatus
CN107916220A (en) * 2016-10-11 2018-04-17 广州康昕瑞基因健康科技有限公司 XY platforms screw drives mounting structure

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