JP2009008162A - Linear actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リニアアクチュエータに関するものである。 The present invention relates to a linear actuator.
従来より、高負荷に対応可能なリニアアクチュエータとして、電動モータと、電動モータの回転運動を直線運動に変換する運動変換機構(例えばジャックスクリュ機構)とを備えたものが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, linear actuators that can handle high loads are known that include an electric motor and a motion conversion mechanism (for example, a jack screw mechanism) that converts the rotational motion of the electric motor into linear motion.
その一例として、ジャックスクリュに係合可能なナット体の外周面、及びナット体の外周面と添接し得るガイドハウジングの内周面に、それぞれスプライン加工を施し、このスプライン嵌合を利用して、ナット体がジャックスクリュの回転に従動してジャックスクリュの軸方向に沿って進退動作するようにした態様が挙げられる。なお、このような従来技術は、現場において適宜実施されるものであり、特許文献などとして開示されているものはない。 As an example, spline processing is performed on the outer peripheral surface of the nut body that can be engaged with the jack screw and the inner peripheral surface of the guide housing that can be brought into contact with the outer peripheral surface of the nut body, and using this spline fitting, A mode in which the nut body is moved forward and backward along the axial direction of the jack screw by following the rotation of the jack screw. Note that such conventional techniques are appropriately implemented in the field, and none are disclosed as patent documents.
しかしながら、従来のものは、ナット体の外周面及びガイドハウジングの内周面にそれぞれスプラインを加工しなければならず、加工コストが嵩む上に、高い加工精度が要求されるという問題があった。さらに、高負荷にも耐え得るように、ガイドハウジングをステンレス鋼等の鋼材から成形しなければならず、リニアアクチュエータ全体の重量化を招来するという問題も発生していた。 However, the conventional one has to process splines on the outer peripheral surface of the nut body and the inner peripheral surface of the guide housing, respectively, and there is a problem that high processing accuracy is required in addition to increasing processing costs. Further, the guide housing must be formed from a steel material such as stainless steel so that it can withstand a high load, which causes a problem that the weight of the entire linear actuator is increased.
本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、主たる目的は、運動変換機構の機能を損なうことなく、低コスト化及び軽量化を図ることができるリニアアクチュエータを提供することにある。 The present invention has been made paying attention to such problems, and a main purpose thereof is to provide a linear actuator that can be reduced in cost and weight without impairing the function of the motion conversion mechanism. It is in.
すなわち、本発明のリニアアクチュエータは、モータと、当該モータの回転運動を直線運動に変換する運動変換機構とを具備してなるものであって、前記運動変換機構が、ねじ軸と、当該ねじ軸に螺合し且つねじ軸の回転に従動して進退動作可能なナット体と、前記ねじ軸及びナット体を内部空間に収容し得るガイドハウジングとを備えたものであり、前記ナット体に、前記ねじ軸の軸方向と略直交する軸を中心に転動可能な転動体を設けるとともに、前記ガイドハウジングに、前記転動体の外周面に添接し且つ前記ナット体の進退動作を案内するガイド溝を設けたことを特徴とする。 That is, the linear actuator of the present invention includes a motor and a motion conversion mechanism that converts the rotational motion of the motor into a linear motion, and the motion conversion mechanism includes a screw shaft and the screw shaft. And a guide housing capable of accommodating the screw shaft and the nut body in an internal space, and the nut body, A rolling element capable of rolling about an axis substantially orthogonal to the axial direction of the screw shaft is provided, and a guide groove that is in contact with the outer peripheral surface of the rolling element and guides the forward and backward movement of the nut body is provided in the guide housing. It is provided.
このようなものであれば、ガイドハウジングに設けたガイド溝に、転動体を添接させた状態で転動させながらナット体を進退移動させるようにしているため、従来のように、ナット体の外周面及びガイドハウジングの内周面にそれぞれスプライン加工を施す必要がなく、加工コストを有効に抑えることができるとともに、ガイドハウジングにガイド溝を形成する態様であるため、ガイドハウジングにスプラインを加工する態様と比較して、加工容易性の点においても優れたものとなる。さらに、高負荷で作動させた場合にナット体及びガイド溝に過大な面圧が作用するが、転動体をガイド溝に添接した状態で転動させることによって、ナット体をガイド溝に直接接触させた状態で進退動作させる態様と比較して、ナット体及びガイド溝に作用する負荷を効果的に軽減することができ、その結果、ガイドハウジングを、鋼材以外の素材、例えばアルミニウムから成形することが可能となり、アクチュエータ全体の軽量化をも図ることができる。 In such a case, the nut body is moved forward and backward while rolling with the rolling element in contact with the guide groove provided in the guide housing. It is not necessary to perform spline processing on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the guide housing, respectively, and it is possible to effectively reduce the processing cost and to form the guide groove in the guide housing, so the spline is processed in the guide housing. Compared with the embodiment, it is excellent in terms of workability. In addition, excessive contact pressure acts on the nut body and guide groove when operated at high load, but by rolling the rolling element in contact with the guide groove, the nut body is in direct contact with the guide groove. Compared with a mode in which the advancing and retreating operation is performed in a state of being moved, the load acting on the nut body and the guide groove can be effectively reduced. As a result, the guide housing is formed from a material other than steel, for example, aluminum. It is possible to reduce the weight of the entire actuator.
特に好適な実施態様としては、転動体としてベアリングを適用した態様が挙げられる。これにより、ナット体の直線運動をさらに円滑なものとすることが可能である。 As a particularly preferred embodiment, an embodiment in which a bearing is applied as a rolling element can be mentioned. Thereby, it is possible to make the linear motion of the nut body smoother.
以上説明したように本発明によれば、運動変換機構の機能を損なうことなく、低コスト化及び軽量化を図ることが可能なリニアアクチュエータを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a linear actuator that can be reduced in cost and weight without impairing the function of the motion conversion mechanism.
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態に係るリニアアクチュエータ1は、図1に示すように、モータ2と、モータ2の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構(ジャックスクリュ機構3)とを備えたものである。本実施形態では、モータ2として、電動モータを適用している。すなわち、本実施形態に係るリニアアクチュエータ1は、電動リニアアクチュエータである。また、本実施形態では、運動変換機構として、本発明のねじ軸たるジャックスクリュ31を備えたジャックスクリュ機構3を適用している。
As shown in FIG. 1, the linear actuator 1 according to the present embodiment includes a
電動モータ2は、モータ本体21と、モータ本体21の一端面から突出し軸回りに回転する回転軸とを備えたものである。そして、この回転軸の回転を、図示しない一又は複数の歯車からなる減速機構で減速してジャックスクリュ機構3へ出力するようにしている。
The
ジャックスクリュ機構3は、減速機構の終端に接続され、出力軸として機能するジャックスクリュ31と、ジャックスクリュ31に螺合した状態でジャックスクリュ31の回転に従動して進退動作可能なナット体32と、ジャックスクリュ31及びナット体32を内部空間に収容し得るガイドハウジング33とを備えたものである。
The jack screw mechanism 3 is connected to the terminal end of the speed reduction mechanism and functions as an output shaft, and a
ジャックスクリュ31は、外周面に雄ねじを切ったものであり、ジャックスクリュ用軸受け31aに回転可能に支持されている。そして、減速機構の終端に接続された部位がジャックスクリュ機構31の入力端に相当する。
The
ナット体32は、内周面にジャックスクリュ31の雄ねじに螺合可能な雌ねじを切ったナット本体321と、ナット本体321に一体又は一体的に設けられ、筒状の内部空間にジャックスクリュ31を収容し得るチューブ状部322とを備えたものである。図1では、ナット本体321とチューブ状部322とを一体に有するナット体32を図示している。
The
しかして、ナット本体321に、ジャックスクリュ31の軸方向(換言すればナット体32の進退方向)と略直交する軸を中心に転動可能な転動体たるベアリング(第1ベアリング321A、第2ベアリング321B)を設けている。本実施形態では、ナット本体321に、上方(モータ2側)に向かって延びる第1軸321aと、下方(反モータ2側)に向かって延びる第2軸321bとを設け、これら各軸(第1軸321a、第2軸321b)にそれぞれ単一のベアリング(第1ベアリング321A、第2ベアリング321B)を回転可能に支持させている。すなわち、本実施形態では、ナット本体321に、上下一対のベアリング(第1ベアリング321A、第2ベアリング321B)を設けている。
Thus, the
ガイドハウジング33は、例えばアルミニウム素材からなり、ナット体32に設けた第1ベアリング321A、第2ベアリング321Bの外周面にそれぞれ添接し得る第1ガイド溝33A、第2ガイド溝33Bを長手方向(換言すればナット体32の進退方向)に沿って形成したものである。そして、ベアリング(第1ベアリング321A、第2ベアリング321B)とガイド溝(第1ガイド溝33A、第2ガイド溝33B)とによってナット体32の直線運動をガイドするリニアガイド機構を構成している。
The
第1ガイド溝33Aは相互に対向する対向壁33aを有し、第2ガイド溝33Bは相互に対向する対向壁33bを有し、これら対をなす対向壁33a同士、対向壁33b同士の離間寸法を、ベアリング(第1ベアリング321A、第2ベアリング321B)の直径と略同一又は若干大きく設定している。本実施形態では、第1ガイド溝33Aの上方を、上壁331によって閉塞している一方、第2ガイド溝33Bは、下方に開口しており、この下方開口部をカバー4によって閉塞可能にしている(図1参照)。
The
次に、本実施形態に係るリニアアクチュエータ1の動作について説明する。 Next, the operation of the linear actuator 1 according to this embodiment will be described.
電動モータ2からの出力は減速機で減速された後にジャックスクリュ機構3に伝達され、電動モータ2の回転軸の正転運動、又は逆転運動に対応してナット体32が、第1ベアリング321A及び第2ベアリング321Bをガイドハウジング33に形成した第1ガイド溝33A及び第2ガイド溝33Bにそれぞれ案内させながらジャックスクリュ31の軸方向に沿って直線運動する。より具体的には、第1ベアリング321A及び第2ベアリング321Bが、それぞれの外周面を第1ガイド溝33A、第2ガイド溝33Bに添接した状態で転動しながらスライドすることにより、負荷によるジャックスクリュ31のトルクリアクションを受け止め、ナット体32の直線運動がスムーズ且つ適切にガイドされる。
The output from the
このように、本実施形態に係るリニアアクチュエータ1は、ナット体32に、ジャックスクリュ31の軸方向、すなわちナット体32の進退方向と略直交する軸(第1軸321a、第2軸321b)を中心に転動可能なベアリング(第1ベアリング321A、第2ベアリング321B)を設けるとともに、ガイドハウジング33に、ベアリング(第1ベアリング321A、第2ベアリング321B)の外周面に添接し且つナット体32の進退動作を案内するガイド溝(第1ガイド溝33A、第2ガイド溝33B)を設け、ベアリング(第1ベアリング321A、第2ベアリング321B)とガイド溝(第1ガイド溝33A、第2ガイド溝33B)とによってナット体32の直線運動をガイドするリニアガイド機構を構成しているため、従来のように、ナット体の外周面及びガイドハウジングの内周面にそれぞれスプライン加工を施す必要がなく、加工コストを抑えることができるとともに、ジャックスクリュ31の回転動作時に生じる負荷を、ガイド溝(第1ガイド溝33A、第2ガイド溝33B)に沿って転動するベアリング(第1ベアリング321A、第2ベアリング321B)の外周面と、ガイド溝(第1ガイド溝33A、第2ガイド溝33B)の対向壁(対向壁33a、対向壁33b)との面同士の接触で受けるようにしているため、ガイド溝(第1ガイド溝33A、第2ガイド溝33B)自体に掛かる負荷を効果的に軽減することができ、その結果、ガイドハウジング33を、鋼材以外の素材、例えばアルミニウムから成形することも可能となり、アクチュエータ1全体の軽量化をも図ることができる。
As described above, in the linear actuator 1 according to the present embodiment, the
特に、本実施形態では、ガイド溝(第1ガイド溝33A、第2ガイド溝33B)に沿って転動する転動体としてベアリング(第1ベアリング321A、第2ベアリング321B)を適用しているため、ガイド溝(第1ガイド溝33A、第2ガイド溝33B)に沿ったナット体32の直線運動をより円滑なものとすることができる。
In particular, in this embodiment, the bearings (first bearing 321A, second bearing 321B) are applied as rolling elements that roll along the guide grooves (
なお、本発明は、以上に詳述した実施形態に限られるものではない。 The present invention is not limited to the embodiment described in detail above.
例えば、前記実施形態では、モータの回転運動を直線運動に変換する運動変換機構として、ジャックスクリュ機構を適用した態様を例示したが、ジャックスクリュ機構に代えてボールスクリュ機構を適用しても構わない。また、モータとして、電動以外のもの、例えば空気圧や油圧を駆動源とするモータを適用してもよい。 For example, in the above-described embodiment, the embodiment in which the jack screw mechanism is applied as the motion converting mechanism that converts the rotational motion of the motor into the linear motion has been exemplified. However, a ball screw mechanism may be applied instead of the jack screw mechanism. . Further, a motor other than electric, for example, a motor using air pressure or hydraulic pressure as a driving source may be applied as the motor.
また、転動体として、ベアリングに代えて、戸車を用いてもよい。 Further, as the rolling element, a door wheel may be used instead of the bearing.
また、一のガイド溝に、複数の転動体を転動させる態様や、或いはガイドハウジングに1又は3以上のガイド溝を設けた態様であっても構わない。この場合、各ガイド溝には少なくとも1以上の転動体を転動させるようにしておけばよい。 Moreover, the aspect which rolls a some rolling element in one guide groove, or the aspect which provided the guide groove 1 or 3 or more in the guide housing may be sufficient. In this case, at least one rolling element may be rolled in each guide groove.
さらに、ガイドハウジングは、軽量化の観点から、鋼材以外の素材からなるものが好ましいことは上述した通りであり、その素材として、アルミニウム以外の素材を適用しても構わない。 Further, as described above, the guide housing is preferably made of a material other than steel from the viewpoint of weight reduction, and as the material, a material other than aluminum may be applied.
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 In addition, the specific configuration of each part is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
1…リニアアクチュエータ
2…モータ(電動モータ)
3…運動変換機構(ジャックスクリュ機構)
31…ねじ軸(ジャックスクリュ)
32…ナット体
321a、321b…軸(第1軸、第2軸)
321A、321B…転動体(第1ベアリング、第2ベアリング)
33…ガイドハウジング
33A、33B…ガイド溝(第1ガイド溝、第2ガイド溝)
4…カバー
1 ...
3. Motion conversion mechanism (jack screw mechanism)
31 ... Screw shaft (jack screw)
32...
321A, 321B ... rolling elements (first bearing, second bearing)
33 ... guide
4 ... Cover
Claims (2)
前記運動変換機構が、ねじ軸と、当該ねじ軸に螺合し且つねじ軸の回転に従動して進退動作可能なナット体と、前記ねじ軸及びナット体を内部空間に収容し得るガイドハウジングとを備えたものであり、
前記ナット体に、前記ねじ軸の軸方向と略直交する軸を中心に転動可能な転動体を設けるとともに、前記ガイドハウジングに、前記転動体の外周面に添接し且つ前記ナット体の進退動作を案内するガイド溝を設けたことを特徴とするリニアアクチュエータ。 A linear actuator comprising a motor and a motion conversion mechanism that converts the rotational motion of the motor into a linear motion,
The motion conversion mechanism includes a screw shaft, a nut body that is screwed to the screw shaft and is capable of moving forward and backward as the screw shaft rotates, and a guide housing that can accommodate the screw shaft and the nut body in an internal space. With
The nut body is provided with a rolling element capable of rolling about an axis substantially orthogonal to the axial direction of the screw shaft, and the guide housing is brought into contact with the outer peripheral surface of the rolling element and the nut body is advanced and retracted. A linear actuator, characterized in that a guide groove for guiding is provided.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014037854A (en) * | 2012-08-14 | 2014-02-27 | Ntn Corp | Electric linear actuator |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH04128523U (en) * | 1991-05-16 | 1992-11-24 | エヌテイエヌ株式会社 | linear drive device |
JP2005163922A (en) * | 2003-12-03 | 2005-06-23 | Nsk Ltd | Actuator |
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2007
- 2007-06-28 JP JP2007169972A patent/JP2009008162A/en active Pending
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