JP2017040323A - Actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アクチュエータに関する。 The present invention relates to an actuator.
ロッドタイプのアクチュエータでは、例えば、モータの回転運動が、ボールねじを介して、スライド部に伝達されることにより、スライド部に固定されたロッドが進退移動する。これにより、ロッドの先端に取り付けられた任意の工具が、作業対象のワークを押圧するなど、様々な作業を行う。このようなアクチュエータでは、ボールねじ軸の先端(モータが接続された駆動端とは反対側の自由端)に振れ回りが生じやすい。特に、モータの回転運動が高速である程、ボールねじ軸の曲がりや自重によるたわみが大きくなり、ボールねじ軸の先端の振れ回りは大きくなる。このため、ボールねじ軸の危険速度を大きくすることができず、モータを高速で回転させることができなかった。 In a rod type actuator, for example, the rotational movement of a motor is transmitted to a slide part via a ball screw, so that the rod fixed to the slide part moves forward and backward. Thereby, an arbitrary tool attached to the tip of the rod performs various operations such as pressing the workpiece to be worked. In such an actuator, swinging tends to occur at the tip of the ball screw shaft (the free end opposite to the drive end to which the motor is connected). In particular, the higher the rotational movement of the motor, the greater the deflection of the ball screw shaft due to bending and its own weight, and the greater the deflection of the tip of the ball screw shaft. For this reason, the critical speed of the ball screw shaft cannot be increased, and the motor cannot be rotated at a high speed.
これに対して、特許文献1、2には、ボールねじ軸の先端の振れ回りを抑制する振れ止め機構を備えたアクチュエータが開示されている。ボールねじ軸の先端は、この振れ止め機構を介して、ロッドの孔の内周に支持されるため、ボールねじ軸の先端の振れ回りを抑制することができる。
On the other hand,
特許文献1、2に記載のアクチュエータでは、ロッドの進退移動に伴い、振れ止め機構は、ロッドの孔の内周面を摺動する。この摺動により、振れ止め機構のロッドの孔の内周面と接触する振れ止め機構の部品が摩耗する。特にアクチュエータが大型である程、振れ止め機構と孔の内周面との接触面積が大きくなり、振れ止め機構とロッドの孔の内周面との間の摺動抵抗が大きくなるため、摩耗量が大きくなる。結果として、ロッドの円滑な移動を阻害するおそれが生じ、これに伴い、モータへの負荷が増加するおそれが生じる。
In the actuators described in
本発明は、上述の事情の下になされたもので、振れ止め機構の摩耗を抑制することができるとともに、モータへの負荷を軽減することができるアクチュエータを提供することを目的とする。 The present invention has been made under the circumstances described above, and it is an object of the present invention to provide an actuator that can suppress the wear of the steady rest mechanism and reduce the load on the motor.
上述の目的を達成するために、アクチュエータは、
回転軸を備えたモータと、
前記回転軸の回転運動とともに回転運動するボールねじ軸と、前記ボールねじ軸の回転運動に伴って直線運動するボールねじナットと、を有するボールねじと、
前記ボールねじナットに固定され、前記ボールねじナットとともに直線運動するスライド部と、
前記スライド部に固定され、前記ボールねじナット及び前記スライド部とともに直線運動し、前記ボールねじ軸の先端を挿入するための挿入孔が形成されているロッドと、
前記ボールねじ軸の先端に取り付けられ、前記ボールねじ軸の振れ回りを抑制するための振れ止め機構と、
前記ロッドの前記挿入孔の内周面を覆い、前記振れ止め機構に接触する保護部と、
を有することを特徴とする。
To achieve the above objective, the actuator
A motor with a rotating shaft;
A ball screw having a ball screw shaft that rotates together with the rotational motion of the rotational shaft, and a ball screw nut that moves linearly with the rotational motion of the ball screw shaft;
A slide portion fixed to the ball screw nut and moving linearly with the ball screw nut;
A rod fixed to the slide portion, linearly moving with the ball screw nut and the slide portion, and having an insertion hole for inserting a tip of the ball screw shaft;
An anti-sway mechanism that is attached to the tip of the ball screw shaft and suppresses the whirling of the ball screw shaft;
A protective portion that covers the inner peripheral surface of the insertion hole of the rod and contacts the steadying mechanism;
It is characterized by having.
前記保護部の少なくとも内周面は、前記保護部と前記振れ止め機構との間の第1の摩擦係数が、前記振れ止め機構が前記挿入孔の内周面に接触した場合の前記振れ止め機構と前記挿入孔との間の第2の摩擦係数よりも小さい素材からなっていてもよい。 At least the inner peripheral surface of the protection portion has a first friction coefficient between the protection portion and the steady stop mechanism, and the steady stop mechanism when the steady stop mechanism contacts the inner peripheral surface of the insertion hole. And a material smaller than a second friction coefficient between the insertion hole and the insertion hole.
前記保護部の少なくとも内周面は、前記挿入孔の内周面よりも低い粗さを有する滑らかな表面であってもよい。 At least the inner peripheral surface of the protection part may be a smooth surface having a lower roughness than the inner peripheral surface of the insertion hole.
前記保護部は、外径が前記ロッドの内径と概ね等しい略筒状の部材であってもよい。 The protective part may be a substantially cylindrical member whose outer diameter is substantially equal to the inner diameter of the rod.
前記略筒状の部材である前記保護部は、前記ロッドの軸方向に垂直な断面がO型形状に形成されていてもよい。 The protective portion, which is the substantially cylindrical member, may have an O-shaped cross section perpendicular to the axial direction of the rod.
前記略筒状の部材である前記保護部は、前記ロッドの軸方向の両端部を結ぶスリットが形成されていることにより、前記ロッドの軸方向に垂直な断面がC型形状に形成されていてもよい。 The protective portion, which is a substantially cylindrical member, has a C-shaped cross section perpendicular to the axial direction of the rod by forming slits connecting both ends of the rod in the axial direction. Also good.
前記保護部は、前記スリットが広がる方向に向かって拡径する弾性力を有していてもよい。 The protective part may have an elastic force that expands in diameter in a direction in which the slit widens.
前記保護部は、前記ロッドの軸方向に沿って分割されている複数の分割体から構成されていてもよい。 The said protection part may be comprised from the some division body divided | segmented along the axial direction of the said rod.
前記保護部は、前記ロッドの前記挿入孔の内周面をコーティングすることにより形成されたコーティング層であってもよい。 The protective part may be a coating layer formed by coating the inner peripheral surface of the insertion hole of the rod.
前記保護部の素材は、フッ素樹脂から形成されていてもよい。 The material of the protection part may be formed of a fluororesin.
本発明によれば、振れ止め機構の摩耗を抑制することができるとともに、モータへの負荷を軽減することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to suppress abrasion of a steadying prevention mechanism, the load to a motor can be reduced.
《第1実施形態》
以下、本発明の第1実施形態に係るアクチュエータ10について、図1〜図11Bを用いて説明する。なお、理解を容易にするために、XYZ座標を設定し、適宜参照する。
<< First Embodiment >>
Hereinafter, an
アクチュエータ10は、図1に示すように、Y軸方向に往復運動するロッド11を有するロッドタイプのアクチュエータである。このアクチュエータ10は、ロッド11と、モータユニット20と、フロントハウジング80と、リアハウジング90と、カバー18とを有している。
As shown in FIG. 1, the
カバー18は、例えば、アルミニウムを押出成形することによって形成される。カバー18は、図1に示すように、ボルト19によって、フロントハウジング80及びリアハウジング90に固定されている。
The
アクチュエータ10は、図2に示すように、ロッド11等に加えて、ロッド11をY軸方向に案内するスライド部31を有するガイド装置30と、モータユニット20の回転運動を直線運動に変換するボールねじ70と、振れ止め機構110と、ロッド11の挿入孔11aに嵌め込まれた保護パイプ120とを有している。
As shown in FIG. 2, the
ロッド11は、図3に示すように、内部に挿入孔11aが形成された部材である。ロッド11は、円筒形状のロッド本体12と先端金具13とを有する。ロッド本体12は、例えば、金属からなり、好ましくは、アルミニウムからなる。ただし、ロッド本体12の素材は、任意であり、アルミニウム以外の金属であってもよい。例えば、ステンレス鋼であってもよい。ロッド本体12は、引抜加工によって、略円筒形状に形成される。引抜加工によって形成されることにより、挿入孔11aの断面は、真円度の高い円形に形成される。ロッド11の−Y側の端部には、外周に雄ねじが形成された先端金具13がねじ込まれることによって固定されている。また、ロッド11の+Y側の端部の外周には、雄ねじ部が形成されている。
As shown in FIG. 3, the
モータユニット20は、モータ21と、モータ21を収納するモータハウジング22と、アクチュエータケーブル24とを有する。
The
モータ21は、出力軸23、ロータ、ステータ、エンコーダ、減速器等を有している。モータ21には、アクチュエータケーブル24を介して電源からの電力が供給される。モータ21に電力が供給されることによって、モータ21のロータが回転する。このロータの回転運動は、例えば、減速器によって所定の減速比で減速され、出力軸23に出力される。また出力軸23の先端は、カップリングが接続されている。モータハウジング22は、ボルト25によって、リアハウジング90に取り付けられている。
The
ガイド装置30は、ロッド11がスライド部31に固定されることにより、ロッド11を+Y方向及び−Y方向の双方向に案内する。このガイド装置30は、図4及び図5に示すように、スライド部31と、ベース60と、スライド部31とベース60との間に配置され、転動体として機能するボール50とを有する。このボール50は、高剛性の素材からなり、具体的には、鋼材からなる。ボール50は、スライド部31とベース60との間に複数配置されている。
The
スライド部31は、図6に示すように、スライド部本体32と、転動体収納ユニット40とを有する。
As shown in FIG. 6, the
スライド部本体32は、例えば、金属からなる略直方体の部材である。スライド部本体32には、Y軸方向に貫通する貫通孔32aが形成されている。図3に示すように、スライド部本体32の貫通孔32aの−Y側の開口近傍の内周面には、雌ねじ部32bが形成されている。ロッド11の+Y側の雄ねじ部が、スライド部本体32の貫通孔の雌ねじ部32bに螺合することにより、ロッド11は、スライド部本体32に固定される。
The slide part
転動体収納ユニット40は、図5に示すように、スライド部本体32の下面(−Z側の面)に固定されている。転動体収納ユニット40の内部には、転動体循環路41が形成されている。転動体循環路41には、複数のボール50が配置される。
As shown in FIG. 5, the rolling
ベース60は、図6に示すように、Y軸方向を長手方向とする部材である。ベース60は、底板部61と、底板部61の両側に形成された側壁部62R、62Lとを有する。ベース60は、例えば、アルミニウムを押出成形することによって形成される。側壁部62Rの−X側の面及び側壁部62Lの+X側の面には、凹部がそれぞれ形成されている。この凹部には、Y軸方向を長手方向とするガイドレール63R、63Lが取り付けられている。ガイドレール63Rの−X側の面及びガイドレール63Lの+X側の面には、溝部がそれぞれ形成されている。溝部は、対向するように形成されており、溝部の内面は、略湾曲面として構成されている。
As shown in FIG. 6, the
ガイド装置30は、ベース60にスライド部31が取り付けられることによって完成する。そして、スライド部31のスライド部本体32の貫通孔32aには、図3に示すように、ロッド11の+Y側の端部が挿入される。そして、貫通孔32aに形成された雌ねじ部32bに、ロッド11の+Y側の端部に形成された雄ねじ部が螺合されることにより、ロッド11は、ガイド装置30のスライド部31に固定される。
The
ボールねじ70は、ボールねじ軸71と、ボールねじナット72とを有する。
The ball screw 70 has a
ボールねじ軸71は、外周面が螺旋状の雄ねじ面として構成されたボールねじ軸本体71aと、ボールねじ軸本体71aの+Y側の端部に取り付けられた接続部材73とを有する。接続部材73は、モータユニット20の出力軸23に接続されることで、出力軸23の回転とともに回転する。これにより、出力軸23の回転運動がボールねじ軸71に伝達される。
The ball screw
ボールねじナット72は、ボールねじ軸71のボールねじ軸本体71aの外周に配置されている。ボールねじナット72の内周面には雌ねじ部が形成されている。このボールねじナット72は、ボールねじ軸71に高剛性の球体を介して嵌め込まれる。これにより、ボールねじ軸71の回転運動が、ボールねじナット72の直線運動に変換される。
The ball screw
振れ止め機構110は、図7及び図8に示すように、ボールねじ軸71の先端部71cの振れ回りを抑制するための部材である。振れ止め機構110は、ボールねじ軸71の先端部71cに嵌め込まれている。振れ止め機構110は、係止部材113によって、回転可能に係止されている。振れ止め機構110は、振れ止め機構本体111と弾性部材112とを有する。
As shown in FIGS. 7 and 8, the steadying
振れ止め機構本体111は、中央に貫通孔111aが形成されたリング形状に形成されている。振れ止め機構本体111は、例えば、ポリアセタールからなる。振れ止め機構本体111には、貫通孔111aの外周に沿って等間隔に形成された複数の空気孔111bが形成されている。空気孔111bは、ボールねじ軸71の軸方向(Y軸方向)に貫通する貫通孔であり、Y軸方向に沿って形成されている。本実施形態においては、空気孔111bは、6つ形成されている。また、振れ止め機構本体111の外周には、弾性部材112を嵌め込むための溝111cが形成されている。
The steady rest mechanism
弾性部材112は、例えば、Oリングである。弾性部材112の素材は、例えば、ゴムであり、好ましくは、フッ素ゴムである。ただし、弾性部材112の素材は、これに限らず、フッ素ゴム以外のゴムであってもよい。弾性部材112は、その外径が、保護パイプ120の内径よりもやや大きいものが用いられている。これにより、ボールねじ軸71の先端部71cを、ロッド11の保護パイプ120に挿入した場合に、弾性部材112が、弾性変形して、弾性部材112の外周と保護パイプ120の内周との間に隙間を塞ぐことができる。なお、本実施形態では、振れ止め機構110は、1つの弾性部材112を有する。しかしながら、これに限らず、2つ以上の弾性部材112を有していてもよい。
The
係止部材113は、ボールねじ軸71の先端部71cの外周に形成された係止溝71bに嵌まり込むことで、振れ止め機構110を抜け止めする。
The locking
振れ止め機構110が取り付けられたボールねじ70は、図9及び図3に示すように、ガイド装置30に固定される。具体的には、ボールねじ軸71の先端部71cが、スライド部本体32の貫通孔32aに+Y側から挿入されていき、ボールねじナット72が、貫通孔32a内に配置される。そして、スライド部本体32に、側方からボルト74がねじ込まれて締結されることにより、ボールねじ70は、ガイド装置30に固定される。
The ball screw 70 to which the
また、ボールねじ70が、ガイド装置30に固定されると、振れ止め機構110が、ロッド11の保護パイプ120内に配置される。このとき、振れ止め機構110の弾性部材112の外周が、保護パイプ120の内周面に接触して、弾性部材112が、保護パイプ120の内周面と、振れ止め機構本体111の溝111cとの間で径方向に圧縮される。これにより、ボールねじ軸71の先端部71cが、この振れ止め機構110を介して、保護パイプ120の内周面に支持され、ひいてはロッド11に支持される。
Further, when the
保護パイプ120は、その外径が挿入孔11aの内径と概ね等しく形成された、XZ平面がO字型形状の筒型の部材である。保護パイプ120は、挿入孔11aに挿入して嵌め込まれている。これにより、挿入孔11aの内周面は、保護パイプ120によって覆われる。保護パイプ120は、弾性部材112との間の摩擦係数μ1が、弾性部材112が挿入孔11aの内周面に接触した場合の弾性部材112と挿入孔11aとの間の摩擦係数μ2よりも小さい素材から形成されている。例えば、保護パイプ120は、ポリアセタール(POM)やポリテトラフルオロエチレン(PTFE;Polytetrafluoroethylene)のフッ素系樹脂等の合成樹脂素材、プラスチック素材から形成されている。なお、保護パイプ120の素材は、これに限らず、弾性部材112との間の摩擦係数μ1が、弾性部材112と挿入孔11aとの間の摩擦係数μ2よりも小さくなる素材であれば、上記以外のものであってもよい。例えば、保護パイプ120の内周面を、挿入孔11aの内周面よりも滑らかな面となるように処理又は加工を施してもよい。具体的には、保護パイプ120の内周面における表面粗さを規定するためのパラメータである算術平均粗さ、最大高さ、十点平均粗さのいずれかが、挿入孔11aの内周面における対応するパラメータを下回るように、処理又は加工が施されてもよい。以上により、保護パイプ120の内周面は、保護パイプ120が取り付けられる前の挿入孔11aの内周面よりも滑らかに形成される。
The
図3に示すように、保護パイプ120のY軸方向の長さL1は、例えば、挿入孔11aのY軸方向の長さL2(孔の深さ)と同等である。保護パイプ120は、ロッド11の挿入孔11aに挿入されてから、先端金具13をロッド11に取り付けることによって、Y軸方向移動しないように挿入孔11a内に配置される。
As shown in FIG. 3, the length L1 of the
フロントハウジング80は、ガイド装置30の−Y側に、ボルトによって固定されている。フロントハウジング80には、ロッド11を通すための貫通孔が形成されており、この貫通孔の内周面には、オイルレスベアリング82が配置されている。オイルレスベアリング82は、ロッド11をY軸方向に移動可能に支持する。
The
リアハウジング90は、ガイド装置30の+Y側に、ボルトによって固定されている。リアハウジング90は、ボールねじ軸71を挿入するための貫通孔が形成されており、この貫通孔の内周面には、ボールベアリング92が配置されている。ボールベアリング92は、貫通孔の+Y側から嵌め込まれ、ベアリング押さえによって固定されている。このボールベアリング92によって、ボールねじ軸71は回転可能に支持される。
The
上述のように構成されたアクチュエータ10の動作について、図10A〜図10C、図11A、図11Bを用いて説明する。
The operation of the
先ず、モータユニット20のモータ21に電源が供給されることによって、図10Aに示すように、モータ21の出力軸23が所定の方向に回転する。出力軸23が所定の方向に回転(正転)すると、出力軸23に接続されているボールねじ軸71が、出力軸23とともに回転する。
First, when power is supplied to the
ボールねじ軸71が回転すると、図10Bに示すように、ボールねじ軸71の回転運動に伴って、ボールねじナット72が、例えば、−Y方向に直線運動をする。ボールねじナット72が、−Y方向に移動すると、ボールねじナット72に固定されているガイド装置30のスライド部31も、ボールねじナット72とともに−Y方向に移動をする。このとき、図6を示すように、ボール50がガイドレール63R、63Lを転動することにより、スライド部31は、円滑に移動する。図10Bに戻り、スライド部31が−Y方向に移動をすると、スライド部31に固定されているロッド11も、スライド部31とともに−Y方向に移動する。これにより、ロッド11の先端に取り付けられた先端金具13が−Y方向に移動する。
When the
また、図11Aに示すように、ロッド11が−Y方向に移動するのに対し、ボールねじ軸71は、−Y方向には移動せずに回転する。このため、ボールねじ軸71に取り付けられた振れ止め機構110は、保護パイプ120の内周面に対して摺動する。詳しくは、振れ止め機構110の弾性部材112が、保護パイプ120の内周面に対して摺動する。保護パイプ120と、振れ止め機構110の−Y側の面とによって規定される空間Sの容積は、ロッド11の−Y方向への移動に伴って大きくなる。このとき、空間S内の空気が、振れ止め機構本体111の空気孔111bから空間Sに流入し、空間Sの内圧を一定に保つ。
Further, as shown in FIG. 11A, the
以上により、ロッド11及び先端金具13の−Y方向への移動が完了する。
Thus, the movement of the
次に、モータユニット20の出力軸23が所定の方向とは逆方向に回転(逆転)すると、図10Cに示すように、出力軸23に接続されているボールねじ軸71は、出力軸23とともに回転する。
Next, when the
ボールねじ軸71が回転すると、ボールねじ軸71の回転運動に伴って、ボールねじナット72が、+Y方向に直線運動をする。ボールねじナット72が、+Y方向に移動すると、ボールねじナット72に固定されているガイド装置30のスライド部31も、ボールねじナット72とともに+Y方向に移動をする。スライド部31が+Y方向に移動をすると、スライド部31に固定されているロッド11も、スライド部31とともに+Y方向に移動する。これにより、ロッド11の先端に取り付けられた先端金具13が+Y方向に移動する。
When the
また、図11Bに示すように、ロッド11が+Y方向に移動するのに対し、ボールねじ軸71は+Y方向には移動せずに回転する。このため、空間Sは、ロッド11の+Y方向への移動に伴って小さくなる。これにより、空間S内の空気が、振れ止め機構本体111の空気孔111bを通って、空間Sから流出し、空間Sの内圧を一定に保つ。
Further, as shown in FIG. 11B, the
以上により、ロッド11及び先端金具13の+Y方向への移動が完了し、ロッド11及び先端金具13は、初期位置まで戻る。
As described above, the movement of the
以上、説明したように、本第1実施形態に係るアクチュエータ10は、ロッド11の挿入孔11aの内周面を覆うとともに、振れ止め機構110の弾性部材112に接触する保護パイプ120を有する。この保護パイプ120は、弾性部材112との間の摩擦係数μ1が、弾性部材112が挿入孔11aの内周面に接触した場合の弾性部材112と挿入孔11aとの間の摩擦係数μ2よりも小さい素材から形成されている。このため、振れ止め機構110の弾性部材112の摩耗を抑制することができる。また、モータ21への負荷を軽減することができる。
As described above, the
例えば、保護パイプ120を有さない従来のアクチュエータの場合、ゴムから形成される弾性部材112が、金属から形成されるロッド11の挿入孔11aの内周面を摺動する。ゴムから形成される弾性部材112と金属から形成されるロッド11との摩擦係数μ2は、比較的大きいため、アクチュエータ10の使用に伴う弾性部材112の摩耗量も多くなる。この結果、ロッド11の円滑なY軸方向の移動を阻害するおそれが生じ、これに伴い、モータ21への負荷が増加するおそれが生じる。
For example, in the case of a conventional actuator that does not have the
これに対して、本第1実施形態では、ロッド11の挿入孔11aに、樹脂からなる筒状の保護パイプ120を嵌め込んでいることから、ゴムから形成される弾性部材112が、金属から形成されるロッド11には接触せず、樹脂から形成される保護パイプ120の内周面を摺動する。ゴムから形成される弾性部材112と樹脂から形成される保護パイプ120との摩擦係数μ1は、摩擦係数μ2よりも小さいため、アクチュエータ10の使用に伴う弾性部材112の摩耗を抑制することができる。また、弾性部材112と保護パイプ120との摩擦係数μ1が摩擦係数μ2よりも小さいことから、ロッド11の挿入孔11aに対する振れ止め機構110の摺動抵抗を小さくすることができる。このため、ロッド11を円滑に移動させることができ、これに伴い、モータ21への負荷を軽減させることができる。結果として、アクチュエータ10の動作を安定させることができる。
In contrast, in the first embodiment, since the cylindrical
また、ロッド11の挿入孔11aの内周面と弾性部材112との間の摩擦に基づく、弾性部材112の摩耗を抑制することができるため、ボールねじ軸71の先端部71cを、保護パイプ120を介して、ロッド11に安定して支持することができる。このため、ボールねじ軸71に共振が生じにくくなり、ボールねじ軸71の先端部71cの振れ回りを効果的に抑制できる。結果として、ボールねじ軸71の先端部71cの振れ回りに起因した騒音又は異音を抑制できる。
Further, since the wear of the
また、ボールねじ軸71の先端部71cの振れ回りを効果的に抑制できるため、ボールねじ軸71の回転を高速化することができる。結果として、ロッド11及びスライド部31の移動速度の高速化、高ストローク化を実現することができる。また、アクチュエータ10のボールねじ軸71の危険速度を向上させることができる。
Further, since the swinging of the
また、保護パイプ120は、樹脂から形成される筒状の部材であるため、入手が容易であり、特殊な加工を施す必要もないため、製造コストを維持しつつ、振れ止め機構110の弾性部材112の摩耗を抑制することができる。また、すでに現場に設置されているアクチュエータ10のロッド11に、保護パイプ120を嵌め込むだけでよいため、製造コストを抑制しつつ、振れ止め機構110の弾性部材112の摩耗の抑制を実現できる。
Further, since the
《第2実施形態》
以下、本発明の第2実施形態に係る保護パイプ120Aについて、図12A及び図12Bを用いて説明する。なお、理解を容易にするために、XYZ座標を設定し、適宜参照する。なお、第1実施形態と同一又は同等の構成については、同一の符号を用いる。
<< Second Embodiment >>
Hereinafter, the
保護パイプ120Aは、図12A及び図12Bに示すように、Y軸方向に沿って両端部を結ぶ溝状のスリット121が形成されている点、及び、その外径D1が挿入孔11aの内径D2よりも、やや大きい点で、第1実施形態に係る保護パイプ120と相違する。
As shown in FIGS. 12A and 12B, the
保護パイプ120Aは、上記保護パイプ120と同様に、フッ素樹脂を素材から形成されている。保護パイプ120Aは、スリット121が形成されていることにより、XZ平面がC字型形状に形成されている。保護パイプ120Aは、スリット121が周方向(図12B(B)の矢印に示す方向R1)に狭められた場合に、スリット121が周方向に広がる方向(方向R1とは反対の方向)に拡径する弾性力を有する。スリット121は、Y軸方向に沿って直線状に1つ形成されている。
The
保護パイプ120Aは、縮径した状態で、ロッド11の挿入孔11aの内部に挿入される。挿入孔11aの内部に挿入された保護パイプ120Aは、弾性回復により、元の径まで拡径し、挿入孔11aの内部で固定される。また、保護パイプ120Aは、周方向に広がる方向に向かう弾性力を有するため、挿入孔11aの内部で強固に固定される。また。挿入後の保護パイプ120Aのスリット121は、振れ止め機構110を円滑に移動させるためのグリスが溜まる溝状のグリス溜り部122として構成される。
The
以上、説明したように、本第2実施形態では、ロッド11の挿入孔11aに、保護パイプ120Aが嵌め込まれているため、振れ止め機構110の弾性部材112の摩耗を抑制することができる。これにより、ボールねじ軸71に共振が生じにくくなり、ボールねじ軸71の先端部71cの振れ回りを効果的に抑制できる。ひいては、ボールねじ軸71の先端部71cの振れ回りに起因した騒音を抑制できる。また、本第2実施形態に係る保護パイプ120Aは、上記第1実施形態に係る保護パイプ120の効果に準じた効果を奏することができる。
As described above, in the second embodiment, since the
保護パイプ120Aは、スリット121が形成されていることにより、スリット121が周方向に広がる方向に拡径する弾性力を有する。このため、保護パイプ120Aは、縮径した状態で挿入孔11aの内部に挿入され、弾性回復により挿入孔11aの内部で固定される。これにより、保護パイプ120Aの外径D1が挿入孔11aの内径D2と等しくなくても、保護パイプ120Aを挿入孔11aに嵌め込むことができる。
Since the
また、挿入孔11aの内周面は、保護パイプ120Aのスリット121に相当する部分が露出する。すなわち、保護パイプ120Aの内周面は、スリット121が凹部となるため、スリット121はグリス溜り部として機能する。これにより、スリット121に、長期間に渡って、振れ止め機構110の円滑な摺動を維持し、振れ止め機構110の構成部品(振れ止め機構本体111、弾性部材112)の磨耗を防ぐことができる。結果として、ボールねじ軸71の先端部71cが、ロッド11の挿入孔11aの内周面に、長期間に渡って安定して支持され、ボールねじ軸71の先端部71cの振れ回りを効果的に抑制できる。
Further, the inner peripheral surface of the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態等によって限定されるものではない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited by the said embodiment etc.
上記実施形態においては、挿入孔11aの内部には、円筒形状の保護パイプ120、120Aが嵌め込まれている。しかしながら、これに限らず、挿入孔11aの内周面が保護層としてコーティング加工されることにより、コーティング層として形成されていてもよい。また、保護パイプ120、120Aは、任意のパイプ形状の素材の内周面にコーティング加工が行われることにより製造されてもよい。なお、コーティング加工に限らず、弾性部材112と挿入孔11aとの間の摩擦係数μ2を減少させる処理であれば、他の加工方法であってもよい。
In the above embodiment, cylindrical
また、上記第1実施形態においては、スライド部31は、ボール50がガイドレール63R、63Lを転動することにより円滑にベース60を移動するボール循環式のものである。しかしながら、これに限らず、ボール循環式以外のものであってもよい。例えば、スライド部31が、ボール50を介さずに、ベース60上を直接移動するものであってもよい。
In the first embodiment, the
(変形例1)
また、上記第1実施形態においては、保護パイプ120は1つの部材から形成されている。しかしながら、図13Aに示す保護パイプ120Bのように、例えば、Y軸方向に沿って、複数個に分割された分割体130から構成されていてもよい。具体的には、保護パイプ120Bは、それぞれ保護パイプ120を分割したものである。ロッド11の挿入孔11aに挿入される分割体130の個数を調整することにより、保護パイプ120BのY軸方向の長さが、挿入孔11aのY軸方向の長さに等しくなくとも、保護パイプ120Bを挿入孔11aに挿入することができる。
(Modification 1)
Moreover, in the said 1st Embodiment, the
(変形例2)
また、上記第2実施形態においては、保護パイプ120Aは1つの部材から形成されている。しかしながら、図13Bに示す保護パイプ120Cのように、例えば、Y軸方向に沿って、複数個に分割された分割体130から構成されていてもよい。具体的には、保護パイプ120Cは、それぞれ保護パイプ120Aを分割したものである。ロッド11の挿入孔11aに挿入される分割体130の個数を調整することにより、保護パイプ120CのY軸方向の長さが、挿入孔11aのY軸方向の長さに等しくなくとも、保護パイプ120Cを挿入孔11aに挿入することができる。さらに、隣り合う分割体130同士で、XZ平面におけるスリット121の位置が変わるように、分割体130を配置することによって、スリット121のグリス溜まり部を効果的に機能させることができる。具体的には、保護パイプ120Cは、XZ平面における複数の位置にスリット121が形成される。このため、XZ平面における複数の位置に形成されたスリット121が振れ止め機構110の弾性部材112に接触することによって、弾性部材112の外周に対して、より均等にグリスを供給することができる。
(Modification 2)
In the second embodiment, the
(変形例3)
また、図13Cに示す保護パイプ120Dのように、分割体130のそれぞれに、Y軸方向に突出する突起部123が形成されていてもよい。これにより、挿入孔11aに分割体130を挿入する際に、分割体130のそれぞれの間に隙間124を形成することができる。隙間124では、挿入孔11aの内周面が露出する。すなわち、隙間124は、保護パイプ120Dの内周面において凹部となるため、グリス溜り部として機能する。
(Modification 3)
Further, as in the
また、上記実施形態においては、保護パイプ120、120Aは円筒形状に形成されていた。しかしながら、円筒形状に限らず、ロッド11の挿入孔11aの形状、もしくは振れ止め機構110の形状に合わせて、任意に設計変更可能である。
Moreover, in the said embodiment, the
また、第2実施形態においては、保護パイプ120Aのスリット121は、直線状に形成されている。これに限らず、例えば、スリット121は、Y軸を中心に螺旋状に形成されていても、保護パイプ120Aの効果に準じた効果を奏することができる。
Moreover, in 2nd Embodiment, the
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。 Various embodiments and modifications can be made to the present invention without departing from the broad spirit and scope of the present invention. The above-described embodiments are for explaining the present invention, and do not limit the scope of the present invention.
10 アクチュエータ
11 ロッド
11a 挿入孔
12 ロッド本体
13 先端金具
18 カバー
19 ボルト
20 モータユニット
21 モータ
22 モータハウジング
23 出力軸(回転軸)
24 アクチュエータケーブル
25 ボルト
30 ガイド装置
31 スライド部
32 スライド部本体
32a 貫通孔
32b 雌ねじ部
40 転動体収納ユニット
41 転動体循環路
50 ボール
60 ベース
61 底板部
62R、62L 側壁部
63R、63L ガイドレール
70 ボールねじ
71 ボールねじ軸
71a ボールねじ軸本体
71b 係止溝
71c 先端部
72 ボールねじナット
73 接続部材
74 ボルト
80 フロントハウジング
82 オイルレスベアリング
90 リアハウジング
92 ボールベアリング
110 振れ止め機構
111 振れ止め機構本体
111a 貫通孔
111b 空気孔
111c 溝
112 弾性部材
113 係止部材
120、120A、120B、120C、120D 保護パイプ(保護部)
121 スリット
122 グリス溜り部
123 突起部
124 隙間
130 分割体
S 空間
DESCRIPTION OF
24
121
Claims (10)
前記回転軸の回転運動とともに回転運動するボールねじ軸と、前記ボールねじ軸の回転運動に伴って直線運動するボールねじナットと、を有するボールねじと、
前記ボールねじナットに固定され、前記ボールねじナットとともに直線運動するスライド部と、
前記スライド部に固定され、前記ボールねじナット及び前記スライド部とともに直線運動し、前記ボールねじ軸の先端を挿入するための挿入孔が形成されているロッドと、
前記ボールねじ軸の先端に取り付けられ、前記ボールねじ軸の振れ回りを抑制するための振れ止め機構と、
前記ロッドの前記挿入孔の内周面を覆い、前記振れ止め機構に接触する保護部と、
を有することを特徴とするアクチュエータ。 A motor with a rotating shaft;
A ball screw having a ball screw shaft that rotates together with the rotational motion of the rotational shaft, and a ball screw nut that moves linearly with the rotational motion of the ball screw shaft;
A slide portion fixed to the ball screw nut and moving linearly with the ball screw nut;
A rod fixed to the slide portion, linearly moving with the ball screw nut and the slide portion, and having an insertion hole for inserting a tip of the ball screw shaft;
An anti-sway mechanism that is attached to the tip of the ball screw shaft and suppresses the whirling of the ball screw shaft;
A protective portion that covers the inner peripheral surface of the insertion hole of the rod and contacts the steadying mechanism;
An actuator comprising:
Priority Applications (1)
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2015
- 2015-08-20 JP JP2015163232A patent/JP2017040323A/en active Pending
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