JP2019068544A

JP2019068544A - Linear motion actuator

Info

Publication number: JP2019068544A
Application number: JP2017189817A
Authority: JP
Inventors: 高田　声一; Seiichi Takada; 声一高田
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2017-09-29
Publication date: 2019-04-25

Abstract

To provide a linear motion actuator in which a sufficient linear motion stroke can be obtained without involving an increase in the length of a slide shaft.SOLUTION: A linear motion actuator 100 causes a slide shaft 102 to move forward and rearward by means of a hollow motor 101. The slide shaft 102 is formed so as to have a male thread 127 on the outer circumference thereof, and to have a rotation stopper groove 128 axially extending in an area where the male thread 127 is formed. A nut 103 having a female thread 125 which is screwed with the male thread 127 is provided in the inner diameter portion of a hollow shaft 113. One or both of an axial portion, of the inner circumference of the hollow shaft 113, where the nut 103 is not provided and an axial portion, of the nut 103, where the female thread 125 is not formed are defined as radial bearing portions 126 for supporting the slide shaft 102 in a rotatable manner and an axially movable manner.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、被作業体に対して作業体で各種作業を行う作業装置等に設けられ、物品を直線方向に送り目的位置に停止させて位置決めを行う直動アクチュエータに関する。 The present invention relates to a linear motion actuator which is provided in a working device or the like that performs various tasks with a working object with respect to a workpiece and which performs positioning in a linear direction by stopping an object at a target position.

上記直動アクチュエータとして、例えば特許文献１に、中空モータの中空軸の内周部にナットが設けられ、かつこのナットにねじ軸からなるスライド軸が螺合し、中空モータを駆動することでスライド軸を直線運動させる構成のもの開示されている。この直動アクチュエータは、スライド軸における雄ねじが形成されていない軸方向部分に回り止め用溝が形成されており、この回り止め用溝にボール等の係止体が係合することで、スライド軸を回転させることなく直線運動させるようにしている。 As the linear actuator, for example, in Patent Document 1, a nut is provided on the inner periphery of a hollow shaft of a hollow motor, and a slide shaft made of a screw shaft is screwed to this nut, and the hollow motor is driven by sliding An arrangement is disclosed which linearly moves the axis. In this linear motion actuator, a rotation prevention groove is formed in an axial direction portion in which a male screw is not formed in the slide shaft, and a sliding body such as a ball is engaged with the rotation prevention groove to form a slide shaft. It is made to move linearly without rotating it.

他に、特許文献２に、上記直動アクチュエータと同様の構成からなる送りねじ機構を備えた産業用ロボットが開示されている。また、特許文献３には、樹脂製ナットを用いたすべりねじ装置が開示されている。 In addition, Patent Document 2 discloses an industrial robot provided with a feed screw mechanism having a configuration similar to that of the linear motion actuator. Further, Patent Document 3 discloses a slide screw device using a resin nut.

特開２０１６−８４９１９号公報JP, 2016-84919, A 特開２０１５−８０８３７号公報JP, 2015-80837, A 特開平１０−２８１１３２号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-281132 特開平１０−１２２３２２号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 10-122322

特許文献１に記載の直動アクチュエータは、スライド軸の雄ねじと回り止め用溝とが軸方向に離れて位置しているため、スライド軸の長さが限られている場合、スライド軸の直線運動のストロークが短いという課題がある。言い換えると、十分なストロークを得るためには、スライド軸を長くしなければならない。 In the linear motion actuator described in Patent Document 1, since the male screw of the slide shaft and the detent groove are located axially apart from each other, the linear movement of the slide shaft is possible when the length of the slide shaft is limited. Has the problem of a short stroke. In other words, in order to obtain a sufficient stroke, the slide axis must be made longer.

この発明の目的は、スライド軸を長くすることなく、十分な直線運動のストロークを得ることができる直動アクチュエータを提供することである。 An object of the present invention is to provide a linear motion actuator capable of obtaining a sufficient linear motion stroke without lengthening a slide axis.

この発明の直動アクチュエータは、固定子の内周に回転子となる中空軸を有する中空モータにより、前記中空軸を貫通したスライド軸を進退させる直動アクチュエータであって、
前記スライド軸は外周に雄ねじを有し、かつこの雄ねじが形成された箇所に回り止め溝が軸方向に延びて形成され、
前記回り止め溝に係合することにより前記固定子に対して前記スライド軸を回り止めする係止体が前記固定子に設けられ、
前記中空軸の内径部に、前記雄ねじに螺合する雌ねじを有するナットが設けられ、
前記中空軸の内周における前記ナットが設けられていない軸方向部分、および前記ナットにおける前記雌ねじが形成されていない軸方向部分のいずれか一方または両方が、前記スライド軸を回転および軸方向移動自在に支持するラジアル軸受部とされていることを特徴とする。 The linear motion actuator of the present invention is a linear motion actuator for advancing and retracting a slide shaft penetrating the hollow shaft by a hollow motor having a hollow shaft serving as a rotor on the inner periphery of the stator,
The slide shaft has an external thread on its outer periphery, and a detent groove is formed extending axially in the location where the external thread is formed,
A locking body for locking the slide shaft relative to the stator by engaging the locking groove is provided on the stator,
The inner diameter portion of the hollow shaft is provided with a nut having an internal thread to be engaged with the external thread;
An axial portion on the inner periphery of the hollow shaft in which the nut is not provided, and / or an axial portion in which the female screw is not formed in the nut can rotate and axially move the slide shaft. It is characterized in that it is a radial bearing portion supported by the

この構成によると、中空モータの回転子である中空軸が回転すると、この中空軸に設けられたナットが回転する。このナットに螺合したスライド軸も回転しようとするが、スライド軸は、回り止め溝に係合した係止体により回り止めされているために回転できずに、軸方向に進退する。スライド軸の雄ねじと回り止め溝が軸方向の同じ箇所に形成されているため、スライド軸の軸方向長さを長くすることなく、十分な長さのストロークを得ることができる。また、中空軸およびナットのいずれか一方または両方にラジアル軸受部が設けられているため、スライド軸を支持するための軸受を別途に設ける必要がなく、その分だけ直動アクチュエータを軸方向にコンパクトに構成できる。 According to this configuration, when the hollow shaft that is the rotor of the hollow motor rotates, the nut provided on the hollow shaft rotates. The slide shaft screwed to this nut also tries to rotate, but since the slide shaft is locked by the locking member engaged with the locking groove, it can not be rotated and advances and retracts in the axial direction. Since the male screw of the slide shaft and the locking groove are formed at the same axial position, a stroke of a sufficient length can be obtained without lengthening the axial length of the slide shaft. In addition, since a radial bearing is provided on either or both of the hollow shaft and the nut, there is no need to separately provide a bearing for supporting the slide shaft, and the linear actuator can be made axially compact by that amount. Can be configured.

この発明において、前記固定子の内周に、前記スライド軸を回転および軸方向移動自在に支持するラジアル軸受部が設けられていてもよい。
中空軸やナットのラジアル軸受部の他に、固定子にもラジアル軸受部を設けると、スライド軸の支持が安定する。追加のラジアル軸受部を固定子に設けることにより、直動アクチュエータの軸方向長さを変えることなく、スライド軸の支持の安定化を図れる。 In the present invention, a radial bearing portion may be provided on the inner periphery of the stator for rotatably and axially movably supporting the slide shaft.
If a radial bearing portion is provided on the stator in addition to the hollow shaft and the radial bearing portion of the nut, the support of the slide shaft is stabilized. By providing the additional radial bearing portion on the stator, the support of the slide shaft can be stabilized without changing the axial length of the linear actuator.

この発明において、前記中空軸は金属製であり、前記ナットは樹脂製であるとよい。
中空軸は強い強度が求められるため、金属製とすることで中空軸の強度を向上させられる。また、ナットはスライド軸に対する摺動性が求められるため、樹脂製とすることでナットの摺動性を向上させられる。ナットに摺動性に優れた樹脂を用いることで、ナットとスライド軸との摺動部に潤滑材を供給しなくてもよく、直動アクチュエータの全体構成を簡略にすることができる。 In the present invention, the hollow shaft may be made of metal, and the nut may be made of resin.
Since the hollow shaft is required to have high strength, the strength of the hollow shaft can be improved by using a metal. Further, since the nut is required to be slidable with respect to the slide shaft, the slideability of the nut can be improved by using a resin. By using a resin excellent in slidability for the nut, it is not necessary to supply a lubricant to the sliding portion between the nut and the slide shaft, and the overall configuration of the linear actuator can be simplified.

ナットが樹脂製である場合、前記ナットの軸方向一部に前記雌ねじが形成され、残りの軸方向部分が前記ラジアル軸受部とされていてもよい。
ナットにラジアル軸受部を設けると、樹脂製のラジアル軸受部によりスライド軸を摺動性良く回転および軸方向移動自在に支持することができる。 When the nut is made of resin, the internal thread may be formed in a part in the axial direction of the nut, and the remaining axial part may be the radial bearing.
When the radial bearing portion is provided on the nut, the slide shaft can be rotatably and axially movably supported with good slidability by the resin radial bearing portion.

この発明において、前記係止体が軸方向に離れた複数箇所に設けられていてもよい。
この構成であると、軸方向に離れた複数の係止体でスライド軸の回り止めをするため、ナットの回転方向が反転するときなどにガタが生じ難い。 In the present invention, the locking body may be provided at a plurality of axially separated positions.
In this configuration, since the slide shaft is prevented from rotating by the plurality of axially spaced locking members, rattling is less likely to occur when the rotational direction of the nut is reversed.

この発明の直動アクチュエータは、固定子の内周に回転子となる中空軸を有する中空モータにより、前記中空軸を貫通したスライド軸を進退させる直動アクチュエータであって、前記スライド軸は外周に雄ねじを有し、かつこの雄ねじが形成された箇所に、前記スライド軸は外周に雄ねじを有し、かつこの雄ねじが形成された箇所に回り止め溝が軸方向に延びて形成され、前記回り止め溝に係合することにより前記固定子に対して前記スライド軸を回り止めする係止体が前記固定子に設けられ、前記中空軸の内周における前記ナットが設けられていない軸方向部分、および前記ナットにおける前記雌ねじが形成されていない軸方向部分のいずれか一方または両方が、前記スライド軸を回転および軸方向移動自在に支持するラジアル軸受部とされたているため、スライド軸を長くすることなく、十分な直線運動のストロークを得ることができる The linear motion actuator according to the present invention is a linear motion actuator for advancing and retracting a slide shaft penetrating the hollow shaft by a hollow motor having a hollow shaft serving as a rotor on the inner periphery of the stator, wherein the slide shaft is on the outer periphery The slide shaft has an external thread on the outer periphery at the location where the external thread is formed, and an anti-rotation groove is formed extending axially at the location where the external thread is formed. An axial portion provided on the stator with a locking body for locking the slide shaft relative to the stator by engaging a groove, the axial portion not provided with the nut on the inner periphery of the hollow shaft; Either or both of the axial portions in which the female screw is not formed in the nut is a radial bearing portion which rotatably and axially movably supports the slide shaft. Since the vertical, without increasing the slide shaft, it is possible to obtain a stroke of sufficient linear motion

この発明の第１の実施形態にかかる直動アクチュエータの断面図である。1 is a cross-sectional view of a linear actuator according to a first embodiment of the present invention. 図１のII−II断面図である。It is II-II sectional drawing of FIG. 同直動アクチュエータの右側面図である。It is a right view of the linear actuator. この発明の第２の実施形態にかかる直動アクチュエータの部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the direct acting actuator concerning a 2nd embodiment of this invention. 図４のＶ−Ｖ断面図である。It is a V-V cross-sectional view of FIG. 図４のVI−VI側面図である。It is a VI-VI side view of FIG. この発明の第３の実施形態にかかる直動アクチュエータの部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the direct acting actuator concerning a 3rd embodiment of this invention. 図７のVIII−VIII断面図である。It is VIII-VIII sectional drawing of FIG. 図７のIX−IX断面図である。It is IX-IX sectional drawing of FIG. 直動アクチュエータを備えた作業装置の一例の一状態を示す正面図である。It is a front view which shows one state of an example of the operation | work apparatus provided with the linear motion actuator. 同作業装置の異なる状態を示す正面図である。It is a front view which shows the different state of the work apparatus. 同作業装置の組立分解図である。It is an assembly exploded view of the work apparatus. 同作業装置のリンク作動装置の一部を省略した背面図である。It is the rear view which abbreviate | omitted a part of link operating device of the work apparatus. （Ａ）は図１３のXIV−ＰＡ−XIV断面図、（Ｂ）はその部分拡大図である。(A) is XIV-PA-XIV sectional drawing of FIG. 13, (B) is the elements on larger scale. 同リンク作動装置の１つのリンク機構を直線で表現した図である。It is the figure which expressed one link mechanism of the link operating device with a straight line.

この発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第１の実施形態］
図１〜図３はこの発明の第１の実施形態を示す。図１はその直動アクチュエータの断面図、図２は図１のII−II断面図、図３は同直動アクチュエータの右側面図である。なお、図１は図２のＩ−Ｏ３−Ｉ断面を示している。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First Embodiment
1 to 3 show a first embodiment of the present invention. 1 is a sectional view of the linear actuator, FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is a right side view of the linear actuator. FIG. 1 shows the I-O3-I cross section of FIG.

この直動アクチュエータ１００は、中空モータ１０１の回転を直線運動に変換して、スライド軸１０２を軸方向に進退させる。直動アクチュエータ１００は、前記中空モータ１０１、ナット１０３、前記スライド軸１０２、一対の係止体１０４，１０５、および回転検出手段１０６を備える。 The linear actuator 100 converts the rotation of the hollow motor 101 into a linear motion to advance and retract the slide shaft 102 in the axial direction. The linear motion actuator 100 includes the hollow motor 101, a nut 103, the slide shaft 102, a pair of locking members 104 and 105, and a rotation detection unit 106.

中空モータ１０１は、固定子１１０と、コイル１１１と、永久磁石１１２と、回転子となる中空軸１１３とで構成される。コイル１１１への通電は、図示しない制御装置により制御される。 The hollow motor 101 includes a stator 110, a coil 111, a permanent magnet 112, and a hollow shaft 113 serving as a rotor. The energization of the coil 111 is controlled by a control device (not shown).

固定子１１０は、この直動アクチュエータ１００のハウジングをなすものであり、軸方向中央部の固定子本体１１４と、この固定子本体１１４の一方の端面に固定されたフランジ形成部材１１５と、固定子本体１１４およびフランジ形成部材１１５の端面にそれぞれ固定された一対の蓋１１６，１１７との組合せからなる。フランジ形成部材１１５および蓋１１６は固定ボルト１１８によって固定子本体１１４に固定され、蓋１１７は固定ボルト１１９によって固定子本体１１４に固定されている。 The stator 110 forms a housing of the linear motion actuator 100, and includes a stator main body 114 at an axial center, a flange forming member 115 fixed to one end face of the stator main body 114, and the stator It consists of a combination of a pair of lids 116 and 117 fixed to the end face of the main body 114 and the flange forming member 115, respectively. The flange forming member 115 and the lid 116 are fixed to the stator body 114 by fixing bolts 118, and the lid 117 is fixed to the stator body 114 by fixing bolts 119.

フランジ形成部材１１５は外周にフランジ部１１５ａを有し、このフランジ部１１５ａに、直動アクチュエータ１００を他の機器に取り付けるための貫通孔１２０が設けられている。
また、蓋１１６，１１７の内周部は、スライド軸１０２を回転および軸方向移動自在に支持するラジアル軸受部１２１，１２２とされている。これらラジアル軸受部１２１，１２２は、樹脂でできている。 The flange forming member 115 has a flange portion 115a on the outer periphery, and the flange portion 115a is provided with a through hole 120 for attaching the linear actuator 100 to another device.
Further, inner peripheral portions of the lids 116 and 117 are radial bearing portions 121 and 122 which support the slide shaft 102 rotatably and axially movably. The radial bearings 121 and 122 are made of resin.

中空モータ１０１は、前記固定子本体１１４の内周に前記コイル１１１が配置され、このコイル１１１の内周に対向して前記永久磁石１１２が配置されている。永久磁石１１２は、前記中空軸１１３の外周面に固定されている。中空軸１１３の両端部は、フランジ形成部材１１５および固定子本体１１４にそれぞれ設置された一対の転がり軸受１２３，１２４によって回転自在に支持されている。 In the hollow motor 101, the coil 111 is disposed on the inner periphery of the stator main body 114, and the permanent magnet 112 is disposed opposite to the inner periphery of the coil 111. The permanent magnet 112 is fixed to the outer peripheral surface of the hollow shaft 113. Both ends of the hollow shaft 113 are rotatably supported by a pair of rolling bearings 123 and 124 respectively installed on the flange forming member 115 and the stator main body 114.

ナット１０３は、中空軸１１３の内径部に固定されている。ナット１０３の軸方向一端側（図１の左側）には雌ねじ１２５が形成され、軸方向他端側（図１の右側）は、スライド軸１０２を回転および軸方向移動自在に支持するラジアル軸受部１２６とされている。例えば、ナット１０３は樹脂製とされ、インサート成形により金属製の中空軸１１３と一体化されている。ナット１０３の外周面に設けられた凸部１０３ａが中空軸１１３の内周面に食い込んだ形状とされており、ナット１０３と中空軸１１３とが強固に一体化されている。 The nut 103 is fixed to the inner diameter portion of the hollow shaft 113. A female screw 125 is formed on one axial end side (left side in FIG. 1) of the nut 103, and a radial bearing portion rotatably and axially movably supports the slide shaft 102 on the other axial end side (right side in FIG. 1) It is said to be 126. For example, the nut 103 is made of resin and integrated with the hollow shaft 113 made of metal by insert molding. A convex portion 103 a provided on the outer peripheral surface of the nut 103 is in a shape of biting into the inner peripheral surface of the hollow shaft 113, and the nut 103 and the hollow shaft 113 are firmly integrated.

ナット１０３、および蓋１１６，１１７のラジアル軸受部１２１，１２２に用いる樹脂材としては、スライド軸１０２との優れた摺動性を有し、かつスライド軸１０２を構成する金属よりも硬度が低いことが求められる。このような要求を満たす樹脂材としては、例えばフッ素系樹脂組成物や超高分子量ポリエチレン樹脂組成物等が挙げられる。 The resin material used for the nut 103 and the radial bearing portions 121 and 122 of the lids 116 and 117 has excellent slidability with the slide shaft 102 and is lower in hardness than the metal constituting the slide shaft 102 Is required. Examples of resin materials that satisfy such requirements include fluorine resin compositions and ultrahigh molecular weight polyethylene resin compositions.

フッ素系樹脂組成物は、フッ素系樹脂を主成分とする。フッ素系樹脂としては、ポリテトラルオロエチレン樹脂（略称ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン‐ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂（略称ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン‐パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（略称ＰＦＥ）、エチレン‐テトラフルオロエチレン共重合体樹脂、ポリクロロトリフルエチレン樹脂、エチレン‐クロロフルオロエチレン共重合体樹脂等が挙げられる。これらは、それぞれ単独もしくは、上記フッ素系樹脂のモノマーの例えば１：１０から１０：１の重合割合で、２種以上の共重合体や３元共重合体等からなる樹脂であってもよい。 The fluorine-based resin composition contains a fluorine-based resin as a main component. As a fluorine-based resin, polytetrafluoroethylene resin (abbreviated as PTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer resin (abbreviated as FEP), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin (abbreviated as PFE), Examples thereof include ethylene-tetrafluoroethylene copolymer resin, polychlorotrifluethylene resin, and ethylene-chlorofluoroethylene copolymer resin. These may be resins consisting of two or more copolymers, terpolymers, etc., each alone or at a polymerization ratio of, for example, 1:10 to 10: 1 of the fluorine-based resin monomers.

スライド軸１０２は、ハウジングをなす固定子１１０よりも軸方向に長い軸であって、外周の軸方向両端間にわたって雄ねじ１２７が形成されている。この雄ねじ１２７は、ナット１０３の雌ねじ１２５に螺合している。 The slide shaft 102 is an axially longer shaft than the stator 110 forming the housing, and a male screw 127 is formed between the axial ends of the outer periphery. The male screw 127 is screwed to the female screw 125 of the nut 103.

また、スライド軸１０２の外周には、軸方向両端間に軸方向に延びる回り止め溝１２８が形成されている。つまり、雄ねじ１２７と回り止め溝１２８は軸方向の同じ箇所に形成されており、雄ねじ１２７の周方向の一部分が回り止め溝１２８によって切り欠かれた状態となっている。図の例では、回り止め溝１２８の数が一つであるが、円周方向に分散して複数あってもよい。 Further, on the outer periphery of the slide shaft 102, a locking groove 128 extending in the axial direction is formed between both axial ends. That is, the male screw 127 and the locking groove 128 are formed at the same axial position, and a part of the male screw 127 in the circumferential direction is notched by the locking groove 128. In the illustrated example, the number of the locking grooves 128 is one, but it may be dispersed in the circumferential direction.

係止体１０４，１０５は、それぞれ固定ボルト１３０，１３０により蓋１１６，１１７に固定され、その先端がスライド軸１０２の回り止め溝１２８内に挿入されている。これにより、スライド軸１０２が回り止めされる。回り止め溝１２８と係止体１０４，１０５とで、前記回り止め機構を構成する。回り止め機構は、他の構成であってもよい。例えば、回り止め溝１２８内をボールが転動する構成としてもよい。 The locking members 104 and 105 are fixed to the lids 116 and 117 by fixing bolts 130 and 130, respectively, and the tips thereof are inserted into the locking grooves 128 of the slide shaft 102. Thereby, the slide shaft 102 is prevented from rotating. The locking groove 128 and the locking members 104 and 105 constitute the locking mechanism. The locking mechanism may have other configurations. For example, the balls may roll in the locking grooves 128.

回転検出手段１０６は、中空軸１１３に設けられた磁気エンコーダ１３１と、固定子本体１１４に設けられた磁気センサ１３２とからなり、これら磁気エンコーダ１３１および磁気センサ１３２が互いに軸方向に対向している。磁気センサ１３２は、前記制御装置に接続されている。 The rotation detecting means 106 comprises a magnetic encoder 131 provided on the hollow shaft 113 and a magnetic sensor 132 provided on the stator main body 114, and the magnetic encoder 131 and the magnetic sensor 132 are opposed to each other in the axial direction. . The magnetic sensor 132 is connected to the control device.

この直動アクチュエータ１００は、上記構成であって、次のように動作する。
制御装置(図示せず）の制御によりコイル１１１が通電されると、中空モータ１０１の中空軸１１３が回転し、この中空軸１１３に設けられたナット１０３が回転する。このナット１０３に螺合したスライド軸１０２も回転しようとするが、スライド軸１０２は、回り止め溝１２８に係合した係止体１０４，１０５により回り止めされているため回転できずに、軸方向に進退する。中空軸１１３の回転は回転検出手段１０６に検出され、その検出信号が制御装置に送られる。 The linear motion actuator 100 is configured as described above, and operates as follows.
When the coil 111 is energized by the control of the control device (not shown), the hollow shaft 113 of the hollow motor 101 is rotated, and the nut 103 provided on the hollow shaft 113 is rotated. The slide shaft 102 screwed to the nut 103 also tries to rotate, but since the slide shaft 102 is locked by the locking members 104 and 105 engaged with the locking groove 128, it can not be rotated, and can not rotate. Advance to The rotation of the hollow shaft 113 is detected by the rotation detection means 106, and the detection signal is sent to the control device.

スライド軸１０２の雄ねじ１２７と回り止め溝１２８とが軸方向の同じ箇所に形成されているため、スライド軸１０２の軸方向長さを長くすることなく、十分な長さのストロークを得ることができる。また、固定子１１０の蓋１１６，１１７およびナット１０３にラジアル軸受部１２１，１２２，１２６が設けられているため、スライド軸１０２を支持するための軸受を別途に設ける必要がなく、その分だけ直動アクチュエータ１００を軸方向にコンパクトに構成できる。 Since the male screw 127 of the slide shaft 102 and the locking groove 128 are formed at the same axial position, it is possible to obtain a sufficient stroke without increasing the axial length of the slide shaft 102. . Further, since the radial bearings 121, 122 and 126 are provided on the lids 116 and 117 and the nut 103 of the stator 110, there is no need to separately provide a bearing for supporting the slide shaft 102, The moving actuator 100 can be configured to be compact in the axial direction.

ナット１０３のラジアル軸受部１２６だけでも、スライド軸１０２を回転および軸方向移動自在に支持することができるが、固定子１１０にもラジアル軸受部１２１，１２２を設けることで、スライド軸１０２の支持が安定する。追加のラジアル軸受部１２１，１２２を固定子１１０に設けることにより、直動アクチュエータ１００の軸方向長さを変えることなく、スライド軸１０２の支持の安定化を図ることができる。 The slide shaft 102 can be rotatably and axially movably supported only by the radial bearing portion 126 of the nut 103. However, by providing the radial bearing portions 121 and 122 also on the stator 110, the support of the slide shaft 102 is achieved. Stabilize. By providing the additional radial bearing portions 121 and 122 in the stator 110, the support of the slide shaft 102 can be stabilized without changing the axial length of the linear actuator 100.

ナット１０３が樹脂製であるため、スライド軸１０２に対する摺動性が良い。具体的には、ナット１０３の雌ねじ１２５とスライド軸１０２の雄ねじ１２７との摺動性が良く、かつナット１０３のラジアル軸受部１２６とスライド軸１０２の外周面（雄ねじ１２７のねじ山）との摺動性が良い。同様に、蓋１１６，１１７のラジアル軸受部１２１，１２２も樹脂製であるため、これらラジアル軸受部１２１，１２２とスライド軸１０２の外周面との摺動性も良い。このため、上記各摺動部に潤滑材を供給しなくてもよく、直動アクチュエータ１００の全体構成を簡略にすることができる。 Since the nut 103 is made of resin, the slidability with respect to the slide shaft 102 is good. Specifically, the slidability between the internal thread 125 of the nut 103 and the external thread 127 of the slide shaft 102 is good, and the sliding between the radial bearing portion 126 of the nut 103 and the outer peripheral surface of the slide axis 102 (thread of the external thread 127) Mobility is good. Similarly, since the radial bearing portions 121 and 122 of the lids 116 and 117 are also made of resin, the slidability between the radial bearing portions 121 and 122 and the outer peripheral surface of the slide shaft 102 is also good. For this reason, it is not necessary to supply a lubricant to each said sliding part, and the whole structure of the linear motion actuator 100 can be simplified.

さらに、スライド軸１０２の回り止めをする二つの係止体１０４，１０５が、固定子における１１０における軸方向両端にそれぞれ設けられている。このように、軸方向に離れた複数の係止体１０４，１０５でスライド軸１０２の回り止めをすることにより、ナット１０３の回転方向が反転するときなどにガタが生じ難く、安定した動作を行うことができる。 Furthermore, two locking bodies 104 and 105 for locking the slide shaft 102 are respectively provided at both axial ends of the stator 110. As described above, by locking the slide shaft 102 with the plurality of axially spaced locking members 104 and 105, rattling does not easily occur when the rotational direction of the nut 103 is reversed, and a stable operation is performed. be able to.

［第２の実施形態］
図４〜図６は、この発明の第２の実施形態を示す。この第２の実施形態の直動アクチュエータ１００は、第１の実施形態のようにナット１０３をインサート成形するのではなく、互いに別々に製作された中空軸１１３とナット１０３とを、接着により互いを一体化している。このため、第２の実施形態のナット１０３は、中空軸１１３内に軸方向から挿入可能なように、外周に凸部が設けられておらず、かつ図５に示すように外周面にＤカット部１０３ｃが形成されている。ナット１０３の断面形状に対応して、中空軸１１３の中空孔は断面Ｄ形状である。
他は第１の実施形態と同じである。 Second Embodiment
4 to 6 show a second embodiment of the present invention. The linear actuator 100 according to the second embodiment does not insert-mold the nut 103 as in the first embodiment, but the hollow shaft 113 and the nut 103 separately manufactured from each other are adhered to each other by adhesion. Integrated. For this reason, the nut 103 according to the second embodiment is not provided with a convex portion on the outer periphery so as to be axially inserted into the hollow shaft 113, and D-cut on the outer peripheral surface as shown in FIG. A portion 103c is formed. The hollow hole of the hollow shaft 113 has a D-shaped cross section corresponding to the cross-sectional shape of the nut 103.
Others are the same as the first embodiment.

［第３の実施形態］
図７〜図９は、この発明の第３の実施形態を示す。この第３の実施形態の直動アクチュエータ１００は、第２の実施形態のナット１０３におけるラジアル軸受部１２６に相当する部分が、ナット１０３から分離されて別体とされている。この別体のラジアル軸受部材１３５は、中空軸１１３の内周に嵌合させ、接着により一体化されている。
他は第２の実施形態と同じである。 Third Embodiment
7 to 9 show a third embodiment of the present invention. In the linear motion actuator 100 of the third embodiment, the portion corresponding to the radial bearing portion 126 in the nut 103 of the second embodiment is separated from the nut 103 and is separated. The separate radial bearing member 135 is fitted on the inner periphery of the hollow shaft 113 and integrated by adhesion.
Others are the same as the second embodiment.

［直動アクチュエータの使用例］
上記各実施形態の直動アクチュエータ１００は、例えば、被作業体に対して作業体で接触状態または非接触状態で作業を行う作業装置の一構成要素として用いられる。被作業体を直線方向に移動可能に支持するために直動アクチュエータ１００を用いる場合、図１に示すように、スライド軸１０２の一端に、被作業体を取り付けるための被作業体取付部材１４０が設けられる。被作業体取付部材１４０は、被作業体取付用のねじ孔１４１を有し、固定ボルト１４２によってスライド軸１０２に固定される。また、スライド軸１０２の他端には、抜け止め用部材１４２が固定ボルト１４３によって固定されている。 [Example of using linear actuator]
The linear motion actuator 100 of each of the above embodiments is used, for example, as one component of a working device that performs work in a contact state or a non-contact state with a work object with respect to a work object. When the linear actuator 100 is used to movably support the work in the linear direction, as shown in FIG. 1, the work piece attachment member 140 for attaching the work is attached to one end of the slide shaft 102. Provided. The workpiece attachment member 140 has a screw hole 141 for workpiece attachment, and is fixed to the slide shaft 102 by a fixing bolt 142. Further, at the other end of the slide shaft 102, a retaining member 142 is fixed by a fixing bolt 143.

以下、直動アクチュエータ１００を用いた作業装置の一例を図１０〜図１５と共に説明する。
図１０は作業装置の一状態を示す正面図、図１１はその異なる状態を示す正面図、図１２はその組立分解図である。この作業装置は、被作業体１に対して作業体２で接触状態または非接触状態で作業を行う装置である。例えば、作業体２は切削加工や研摩加工を行う回転工具であり、その場合、被作業体１に対して接触状態で作業を行う。作業体２は、液体の塗布機等のように、被作業体１に対して非接触で作業を行うものであってもよい。 Hereinafter, an example of the working device using the linear motion actuator 100 will be described with reference to FIGS.
FIG. 10 is a front view showing one state of the working device, FIG. 11 is a front view showing a different state, and FIG. 12 is an exploded view thereof. The work device is a device that performs work in a contact state or a non-contact state with the work object 2 with respect to the work object 1. For example, the working body 2 is a rotary tool that performs cutting and polishing, and in this case, the work is performed in contact with the work 1. The working body 2 may perform work in a noncontact manner with respect to the work 1, such as a liquid coating machine.

作業装置は、地面に設置された枠状の土台３を有し、この土台３の上板部３ａの上にリンク作動装置４が設置されている。リンク作動装置４は、パラレルリンク機構１０と、このパラレルリンク機構１０を作動させる複数の姿勢制御用アクチュエータ１１とからなる。パラレルリンク機構１０は、縦向きの姿勢で設けられており、その上部側に位置する後述の先端側のリンクハブ１３に直動アクチュエータ１００が搭載されている。そして、この直動アクチュエータ１００のスライド軸１０２に設けられた前記被作業体取付部材１４０に被作業体１が取り付けられる。この実施形態の場合、スライド軸１０２の基端側に突出する部分に、被作業体取付部材１４０が設けられている。 The working device has a frame-like base 3 installed on the ground, and the link operating device 4 is installed on the upper plate portion 3 a of the base 3. The link actuation device 4 comprises a parallel link mechanism 10 and a plurality of attitude control actuators 11 for operating the parallel link mechanism 10. The parallel link mechanism 10 is provided in a vertically oriented posture, and the linear motion actuator 100 is mounted on a link hub 13 on the tip side described later, which is located on the upper side thereof. The workpiece 1 is attached to the workpiece attachment member 140 provided on the slide shaft 102 of the linear motion actuator 100. In the case of this embodiment, a workpiece attachment member 140 is provided at a portion projecting to the proximal end side of the slide shaft 102.

また、前記土台３には昇降機構７が設けられている。そして、この昇降機構７によって昇降される作業機取付部材８に、作業体２が取り付けられる。作業体２は、後述の基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡと同心に取り付けられ、回転作業部２ａは前記中心軸ＱＡ周りに回転する。 Further, the base 3 is provided with a lifting mechanism 7. Then, the work body 2 is attached to the work implement attachment member 8 moved up and down by the elevation mechanism 7. The working body 2 is attached concentrically with a central axis QA of a link hub 12 on the proximal end side described later, and the rotary working unit 2a rotates around the central axis QA.

＜リンク作動装置＞
図１３はリンク作動装置４の一部を省略した背面図である。リンク作動装置４のパラレルリンク機構１０は、基端側のリンクハブ１２に対し先端側のリンクハブ１３を３組のリンク機構１４を介して姿勢変更可能に連結したものである。図１３では、１組のリンク機構１４のみが示されている。リンク機構１４の数は、４組以上であってもよい。 <Link operating device>
FIG. 13 is a rear view in which a part of the link actuation device 4 is omitted. The parallel link mechanism 10 of the link actuation device 4 is configured such that the link hub 13 on the distal end side is connected to the proximal end link hub 12 via three sets of link mechanisms 14 so as to be changeable in attitude. Only one set of link mechanisms 14 is shown in FIG. The number of link mechanisms 14 may be four or more.

各リンク機構１４は、基端側の端部リンク部材１５、先端側の端部リンク部材１６、および中央リンク部材１７で構成され、４つの回転対偶からなる４節連鎖のリンク機構をなす。基端側および先端側の端部リンク部材１５，１６はＬ字状をなし、一端がそれぞれ基端側のリンクハブ１２および先端側のリンクハブ１３に回転自在に連結されている。中央リンク部材１７は、両端に基端側および先端側の端部リンク部材１５，１６の他端がそれぞれ回転自在に連結されている。 Each link mechanism 14 is composed of a proximal end link member 15, a distal end link member 16 and a central link member 17 to form a four-bar linkage linkage consisting of four rotational couples. The proximal and distal end link members 15 and 16 are L-shaped, and one end thereof is rotatably connected to the proximal link hub 12 and the distal link hub 13 respectively. The central link member 17 is rotatably connected at its both ends to the other end of the end link members 15 and 16 on the proximal end side and the distal end side.

パラレルリンク機構１０は、２つの球面リンク機構を組み合わせた構造であって、リンクハブ１２，１３と端部リンク部材１５，１６の各回転対偶、および端部リンク部材１５，１６と中央リンク部材１７の各回転対偶の中心軸が、基端側と先端側においてそれぞれの球面リンク中心ＰＡ，ＰＢで交差している。また、基端側と先端側において、リンクハブ１２，１３と端部リンク部材１５，１６の各回転対偶とそれぞれの球面リンク中心ＰＡ，ＰＢからの距離も同じであり、端部リンク部材１５，１６と中央リンク部材１７の各回転対偶とそれぞれの球面リンク中心ＰＡ，ＰＢからの距離も同じである。端部リンク部材１５，１６と中央リンク部材１７との各回転対偶の中心軸は、ある交差角γを持っていてもよいし、平行であってもよい。 The parallel link mechanism 10 is a structure in which two spherical link mechanisms are combined, and each rotation pair of the link hubs 12 and 13 and the end link members 15 and 16 and the end link members 15 and 16 and the center link member 17. The central axes of the respective rotation pairs intersect at the respective spherical link centers PA and PB at the proximal end side and the distal end side. Further, on the proximal end side and the distal end side, the rotational pairs of the link hubs 12 and 13 and the end link members 15 and 16 and the distances from the respective spherical link centers PA and PB are also the same. The rotation pairs 16 and 17 and the distances from the respective spherical link centers PA and PB are also the same. The central axes of the rotational pairs of the end link members 15 and 16 and the central link member 17 may have a crossing angle γ or may be parallel.

図１４は図１３のXIV−ＰＡ−XIV断面図であって、同図に、基端側のリンクハブ１２と基端側の端部リンク部材１５の各回転対偶の中心軸Ｏ１と、中央リンク部材１７と基端側の端部リンク部材１５の各回転対偶の中心軸Ｏ２と、基端側の球面リンク中心ＰＡとの関係が示されている。つまり、中心軸Ｏ１と中心軸Ｏ２とが交差する点が球面リンク中心ＰＡである。先端側のリンクハブ１３および先端側の端部リンク部材１６の形状ならびに位置関係も図１４と同様である（図示せず）。図の例では、リンクハブ１２（１３）と端部リンク部材１５（１６）との各回転対偶の中心軸Ｏ１と、端部リンク部材１５（１６）と中央リンク部材１７との各回転対偶の中心軸Ｏ２とが成す角度αが９０°とされているが、前記角度αは９０°以外であってもよい。 FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line XIV-PA-XIV of FIG. 13, in which the central axis O1 of each rotation pair of the link hub 12 on the proximal side and the end link member 15 on the proximal side and the central link The relationship between the central axis O2 of each rotation pair of the member 17 and the proximal end side link member 15 and the spherical link center PA on the proximal side is shown. That is, the point at which the central axis O1 intersects with the central axis O2 is the spherical link center PA. The shape and positional relationship of the distal end side link hub 13 and the distal end side end link member 16 are also the same as in FIG. 14 (not shown). In the illustrated example, the central axis O1 of each rotational pair of the link hub 12 (13) and the end link member 15 (16), and each rotational pair of the end link member 15 (16) and the central link member 17 Although the angle α formed with the central axis O2 is 90 °, the angle α may be other than 90 °.

３組のリンク機構１４は、幾何学的に同一形状をなす。幾何学的に同一形状とは、図１５に示すように、各リンク部材１５，１６，１７を直線で表現した幾何学モデル、すなわち各回転対偶と、これら回転対偶間を結ぶ直線とで表現したモデルが、中央リンク部材１７の中央部に対する基端側部分と先端側部分が対称を成す形状であることを言う。図１５は、一組のリンク機構１４を直線で表現した図である。図示のパラレルリンク機構１０は回転対称タイプで、基端側のリンクハブ１２および基端側の端部リンク部材１５と、先端側のリンクハブ１３および先端側の端部リンク部材１６との位置関係が、中央リンク部材１７の中心線Ｃに対して回転対称となる位置構成になっている。各中央リンク部材１７の中央部は、共通の軌道円上に位置している。 The three sets of link mechanisms 14 have the same geometrical shape. The geometrically identical shape is, as shown in FIG. 15, a geometric model representing each link member 15, 16 and 17 as a straight line, that is, each rotational pair and a straight line connecting these rotational pairs. The model is said to have a shape in which the proximal end portion and the distal end portion with respect to the central portion of the central link member 17 are symmetrical. FIG. 15 is a diagram representing a set of link mechanisms 14 by straight lines. The illustrated parallel link mechanism 10 is of rotational symmetry type, and the positional relationship between the proximal end link hub 12 and the proximal end link member 15, and the distal end link hub 13 and the distal end link member 16 Is in a position configuration that is rotationally symmetrical with respect to the center line C of the central link member 17. The central portion of each central link member 17 is located on a common orbital circle.

基端側のリンクハブ１２と先端側のリンクハブ１３と３組のリンク機構１４とで、基端側のリンクハブ１２に対し先端側のリンクハブ１３が直交２軸回りに回転自在な２自由度機構が構成される。言い換えると、基端側のリンクハブ１２に対して先端側のリンクハブ１３を、回転が２自由度で姿勢変更自在な機構である。この２自由度機構は、コンパクトでありながら、基端側のリンクハブ１２に対する先端側のリンクハブ１３の可動範囲を広くとれる。 With the link hub 12 on the proximal end side, the link hub 13 on the distal end side, and the three sets of link mechanisms 14, the free end link hub 13 is rotatable about two orthogonal axes with respect to the proximal end link hub 12. The degree mechanism is configured. In other words, the link hub 13 on the distal end side with respect to the link hub 12 on the proximal end side is a mechanism whose attitude can be freely changed in two degrees of freedom. This two-degree-of-freedom mechanism can widen the movable range of the distal end side link hub 13 with respect to the proximal end side link hub 12 while being compact.

例えば、球面リンク中心ＰＡ，ＰＢを通り、リンクハブ１２，１３と端部リンク部材１５，１６の各回転対偶の中心軸Ｏ１（図１４）と直角に交わる直線をリンクハブ１２，１３の中心軸ＱＡ，ＱＢとした場合、基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡと先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢとの折れ角θ（図１５）の最大値を約±９０°とすることができる。また、基端側のリンクハブ１２に対する先端側のリンクハブ１３の旋回角φ（図１５）を０°〜３６０°の範囲に設定できる。折れ角θは、基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡに対して先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢが傾斜した垂直角度のことであり、旋回角φは、基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡに対して先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢが傾斜した水平角度のことである。 For example, a straight line passing through the spherical link centers PA, PB and intersecting at right angles with the central axis O1 (FIG. 14) of each rotational pair of the link hubs 12, 13 and the end link members 15, 16 is the central axis of the link hubs 12, 13. In the case of QA and QB, the maximum value of the bending angle θ (FIG. 15) between the central axis QA of the proximal link hub 12 and the central axis QB of the distal link hub 13 is about ± 90 °. it can. Further, the pivot angle φ (FIG. 15) of the distal end side link hub 13 with respect to the proximal end side link hub 12 can be set in the range of 0 ° to 360 °. The bending angle θ is a vertical angle at which the central axis QB of the distal end link hub 13 is inclined with respect to the central axis QA of the proximal end link hub 12, and the pivot angle φ is the proximal end link hub It is a horizontal angle at which the central axis QB of the link hub 13 on the distal end side is inclined with respect to the central axis QA of 12.

基端側のリンクハブ１２に対する先端側のリンクハブ１３の姿勢変更は、基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡと先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢとの交点Ｏを回転中心として行われる。図１０は、基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡと先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢが同一線上にある状態を示し、図１１は、基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡに対して先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢが或る作動角をとった状態を示す。姿勢が変化しても、基端側と先端側の球面リンク中心ＰＡ，ＰＢ間の距離Ｌ（図１５）は変化しない。 The posture change of the distal end side link hub 13 with respect to the proximal end side link hub 12 is performed with the center of rotation O of the center axis QA of the proximal end side link hub 12 and the central axis QB of the distal end side link hub 13 as a rotation center. It will be. FIG. 10 shows a state in which the central axis QA of the proximal link hub 12 and the central axis QB of the distal link hub 13 are on the same line, and FIG. 11 shows the central axis QA of the proximal link hub 12. On the other hand, the central axis QB of the distal end link hub 13 has a certain operating angle. Even if the attitude changes, the distance L (FIG. 15) between the proximal end and the distal end spherical link centers PA and PB does not change.

各リンク機構１４が次の各条件を満たす場合、幾何学的対称性から基端側のリンクハブ１２および基端側の端部リンク部材１５と、先端側のリンクハブ１３および先端側の端部リンク部材１６とは同じに動く。よって、パラレルリンク機構１０は、基端側から先端側へ回転伝達を行う場合、基端側と先端側は同じ回転角になって等速で回転する等速自在継手として機能する。
条件１：各リンク機構１４におけるリンクハブ１２，１３と端部リンク部材１５，１６との回転対偶の中心軸Ｏ１の角度および長さが互いに等しい。
条件２：リンクハブ１２，１３と端部リンク部材１５，１６との回転対偶の中心軸Ｏ１および端部リンク部材１５，１６と中央リンク部材１７との回転対偶の中心軸Ｏ２が、基端側および先端側において球面リンク中心ＰＡ，ＰＢで交差する。
条件３：基端側の端部リンク部材１５と先端側の端部リンク部材１６の幾何学的形状が等しい。
条件４：中央リンク部材１７における基端側部分と先端側部分の幾何学的形状が等しい。
条件５：中央リンク部材１７の対称面に対して、中央リンク部材１７と端部リンク部材１５，１６との角度位置関係が基端側と先端側とで同じである。 If each link mechanism 14 satisfies the following conditions, the link hub 12 on the proximal side, the end link member 15 on the proximal side, the link hub 13 on the distal side, and the end on the distal side from geometrical symmetry. The link member 16 moves in the same manner. Therefore, the parallel link mechanism 10 functions as a constant velocity universal joint in which the proximal end and the distal end have the same rotational angle and rotate at the same speed when transmitting rotation from the proximal end to the distal end.
Condition 1: The angles and lengths of the central axes O1 of the rotational pairs of the link hubs 12, 13 and the end link members 15, 16 in each link mechanism 14 are equal to each other.
Condition 2: The central axis O1 of the rotational pair of the link hubs 12, 13 and the end link members 15, 16 and the central axis O2 of the rotational pair of the end link members 15, 16 and the central link member 17 are on the proximal side And at the tip side, they intersect at spherical link centers PA, PB.
Condition 3: The geometrical shapes of the proximal end link member 15 and the distal end link member 16 are equal.
Condition 4: The geometrical shapes of the proximal end portion and the distal end portion of the central link member 17 are equal.
Condition 5: With respect to the plane of symmetry of the central link member 17, the angular positional relationship between the central link member 17 and the end link members 15 and 16 is the same on the proximal end side and the distal end side.

図１３に示すように、基端側のリンクハブ１２は、平板状の基端部材２０と、この基端部材２０と一体に設けられた３個の回転軸連結部材２１とで構成される。図１４に示すように、基端部材２０は中央部に円形の貫通孔２０ａを有し、この貫通孔２０ａの周囲に３個の回転軸連結部材２１が円周方向に等間隔で配置されている。貫通孔２０ａの中心は、基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡ（図１３）上に位置する。各回転軸連結部材２１には、軸心が基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡと交差する回転軸２２が回転自在に連結されている。この回転軸２２に、基端側の端部リンク部材１５の一端が連結される。 As shown in FIG. 13, the link hub 12 on the proximal end side is configured of a flat plate-like base end member 20 and three rotary shaft connecting members 21 provided integrally with the base end member 20. As shown in FIG. 14, the base end member 20 has a circular through hole 20a at the center, and three rotary shaft connecting members 21 are arranged at equal intervals in the circumferential direction around the through hole 20a. There is. The center of the through hole 20a is located on the central axis QA (FIG. 13) of the link hub 12 on the proximal side. A rotary shaft 22 whose axis is intersected with the central axis QA of the link hub 12 on the proximal side is rotatably connected to each rotary shaft connecting member 21. One end of the proximal end side end link member 15 is connected to the rotation shaft 22.

一つの基端側の端部リンク部材１５およびその両端周辺部を拡大した図１４（Ｂ）に示すように、回転軸２２は、大径部２２ａ、小径部２２ｂ、および雄ねじ部２２ｃを有し、小径部２２ｂで２個の軸受２３を介して回転軸連結部材２１に回転自在に支持されている。軸受２３は、例えば深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受等の玉軸受である。これらの軸受２３は、回転軸連結部２１に設けられた内径溝２４に嵌合状態で設置され、圧入、接着、加締め等の方法で固定されている。他の回転対偶部に設けられる軸受の種類および設置方法も同様である。 As shown in FIG. 14 (B) in which one proximal end side end link member 15 and its both ends peripheral portion are enlarged, the rotary shaft 22 has a large diameter portion 22a, a small diameter portion 22b, and a male screw portion 22c. The small diameter portion 22 b is rotatably supported by the rotary shaft connecting member 21 via the two bearings 23. The bearing 23 is, for example, a ball bearing such as a deep groove ball bearing or an angular ball bearing. These bearings 23 are installed in a fitted state in the inner diameter groove 24 provided in the rotary shaft connection portion 21 and fixed by a method such as press fitting, bonding, caulking or the like. The types and installation methods of the bearings provided in the other rotation pairs are the same.

回転軸２２は、大径部２２ａで後記減速機構６２の出力軸６２ａに同軸上に配置される。その配置構造については、後で説明する。また、回転軸２２には、この回転軸２２と一体に回転するように、基端側の端部リンク部材１５の一端が連結される。すなわち、基端側の端部リンク部材１５の一端に形成された切欠き部２５内に回転軸連結部材２１を配置し、回転軸２２の小径部２２ｂを、基端側の端部リンク部材１５の一端における前記切欠き部２５の両側部分である内外一対の回転軸支持部２６，２７にそれぞれ形成された貫通孔、および軸受２３の内輪に挿通してある。そして、回転軸２２の大径部２２ａの外周に嵌合するスペーサ２８を介し、基端側の端部リンク部材１５と減速機構６２の出力軸６２ａとをボルト２９で固定すると共に、外側の回転軸支持部２７よりも突出した回転軸２２の雄ねじ部２２ｃにナット３０を螺着してある。軸受２３の内輪と一対の回転軸支持部２６，２７との間に、スペーサ３１，３２を介在させてあり、ナット３０を螺着時に軸受２３に予圧を付与する構成である。 The rotating shaft 22 is coaxially arranged with the output shaft 62a of the speed reducing mechanism 62 described later at the large diameter portion 22a. The arrangement structure will be described later. Further, one end of a proximal end side end link member 15 is connected to the rotation shaft 22 so as to rotate integrally with the rotation shaft 22. That is, the rotary shaft connecting member 21 is disposed in the notch 25 formed at one end of the end link member 15 on the proximal end side, and the small diameter portion 22 b of the rotary shaft 22 is used as the end link member 15 on the proximal end. The inner ring of the bearing 23 is inserted through the through holes respectively formed in the pair of inner and outer rotary shaft supporting portions 26 and 27 which are both side portions of the notch 25 at one end of the inner surface. Then, the end link member 15 on the base end side and the output shaft 62a of the reduction mechanism 62 are fixed by the bolt 29 via the spacer 28 fitted to the outer periphery of the large diameter portion 22a of the rotating shaft 22, A nut 30 is screwed on the male screw portion 22 c of the rotary shaft 22 protruding from the shaft support 27. Spacers 31 and 32 are interposed between the inner ring of the bearing 23 and the pair of rotary shaft support portions 26 and 27, and a preload is applied to the bearing 23 when the nut 30 is screwed on.

基端側の端部リンク部材１５の他端には、中央リンク部材１７の一端に回転自在に連結された回転軸３５が連結される。この中央リンク部材１７の回転軸３５は、リンクハブ１２の回転軸２２と同様に、大径部３５ａ、小径部３５ｂ、および雄ねじ部３５ｃを有し、小径部３２ｂで２個の軸受３６を介して中央リンク部材１７の一端に回転自在に支持されている。すなわち、基端側の端部リンク部材１５の他端に形成された切欠き部３７内に中央リンク部材１７の一端を配置し、回転軸３５の小径部３５ｂを、基端側の端部リンク部材１５の他端における前記切欠き部３７の両側部分である内外一対の回転軸支持部３８，３９にそれぞれ形成された貫通孔、および軸受３６の内輪に挿通してある。そして、外側の回転軸支持部３９よりも突出した回転軸３５の雄ねじ部３５ｃにナット４０を螺着してある。軸受３６の内輪と一対の回転軸支持部３８，３９との間に、スペーサ４１，４２を介在させてあり、ナット４０を螺着時に軸受３６に予圧を付与する構成である。 At the other end of the proximal end side end link member 15, a rotation shaft 35 rotatably connected to one end of the central link member 17 is connected. The rotation shaft 35 of the central link member 17 has a large diameter portion 35a, a small diameter portion 35b, and an external thread portion 35c, like the rotation shaft 22 of the link hub 12, and the small diameter portion 32b intervenes through two bearings 36. And is rotatably supported at one end of the central link member 17. That is, one end of the central link member 17 is disposed in the notch 37 formed in the other end of the end link member 15 on the proximal end side, and the small diameter portion 35 b of the rotating shaft 35 is an end link on the proximal end The inner ring of the bearing 36 is inserted through the through holes respectively formed in the pair of inner and outer rotary shaft supporting portions 38 and 39 which are both side portions of the notch 37 at the other end of the member 15. Then, the nut 40 is screwed to the male screw portion 35 c of the rotary shaft 35 which protrudes from the outer rotary shaft support portion 39. Spacers 41, 42 are interposed between the inner ring of the bearing 36 and the pair of rotary shaft support portions 38, 39, and a preload is applied to the bearing 36 when the nut 40 is screwed on.

図１３に示すように、先端側のリンクハブ１３は、平板状の先端部材５０と、この先端部材５０の内面に円周方向等配で設けられた３個の回転軸連結部材５１とで構成される。先端部材５０も、基端部材２０と同様に円形の貫通孔５０ａを有する。各回転軸連結部材５１が配置される円周の中心は、先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢ上に位置する。各回転軸連結部材５１は、軸心がリンクハブ中心軸ＱＢと交差する回転軸５２が回転自在に連結されている。この先端側のリンクハブ１３の回転軸５２に、先端側の端部リンク部材１６の一端が連結される。先端側の端部リンク部材１６の他端には、中央リンク部材１７の他端に回転自在に連結された回転軸５５が連結される。先端側のリンクハブ１３の回転軸５２および中央リンク部材１７の回転軸５５も、前記回転軸３５と同じ形状であり、かつ２個の軸受（図示せず）を介して回転軸連結部材５１および中央リンク部材１７の他端にそれぞれ回転自在に連結されている。 As shown in FIG. 13, the link hub 13 on the tip end side is configured of a flat plate-like tip member 50 and three rotary shaft connecting members 51 provided equidistantly on the inner surface of the tip member 50. Be done. The distal end member 50 also has a circular through hole 50 a like the proximal end member 20. The center of the circumference on which each rotary shaft connection member 51 is disposed is located on the central axis QB of the link hub 13 on the tip side. Each rotary shaft connecting member 51 is rotatably connected to a rotary shaft 52 whose axis intersects with the link hub central axis QB. One end of the end link member 16 on the tip end side is connected to the rotation shaft 52 of the link hub 13 on the tip end side. A rotating shaft 55 rotatably connected to the other end of the central link member 17 is connected to the other end of the end link member 16 on the distal end side. The rotation shaft 52 of the link hub 13 on the tip end side and the rotation shaft 55 of the central link member 17 also have the same shape as the rotation shaft 35, and the rotation shaft connecting member 51 and the rotation shaft 55 via two bearings (not shown). Each of the central link members 17 is rotatably connected to the other end.

パラレルリンク機構１０を作動させる姿勢制御用アクチュエータ１１は、減速機構６２を備えたロータリアクチュエータであり、基端側のリンクハブ１２の基端部材２０の上面に、前記回転軸２２と同軸上に設置されている。姿勢制御用アクチュエータ１１と減速機構６２は一体に設けられ、モータ固定部材６３により減速機構６２が基端部材２０に固定されている。この実施形態では、３組のリンク機構１４のすべてに姿勢制御用アクチュエータ１１が設けられている。ただし、３組のリンク機構１４のうち少なくとも２組に姿勢制御用アクチュエータ１１を設ければ、基端側のリンクハブ１２に対する先端側のリンクハブ１３の姿勢を確定することができる。 The attitude control actuator 11 for operating the parallel link mechanism 10 is a rotary actuator provided with a reduction mechanism 62, and is installed coaxially with the rotation shaft 22 on the upper surface of the base end member 20 of the link hub 12 on the base end side. It is done. The posture control actuator 11 and the reduction gear mechanism 62 are integrally provided, and the reduction gear mechanism 62 is fixed to the base end member 20 by the motor fixing member 63. In this embodiment, attitude control actuators 11 are provided in all of the three sets of link mechanisms 14. However, by providing attitude control actuators 11 in at least two of the three sets of link mechanisms 14, the attitude of the distal end side link hub 13 with respect to the proximal end side link hub 12 can be determined.

図１４（Ｂ）において、減速機構６２はフランジ出力であって、大径の出力軸６２ａを有する。出力軸６２ａの先端面は、出力軸６２ａの中心線と直交する平面状のフランジ面６４となっている。出力軸６２ａは、前記スペーサ２８を介して、基端側の端部リンク部材１５の回転軸支持部２６にボルト２９で接続されている。前記回転軸２２の大径部２２ａが、基端側のリンクハブ１２と基端側の端部リンク部材１５の回転対偶部を構成し、この大径部２２ａが、減速機構６２の出力軸６２ａに設けられた内径溝６７に嵌っている。 In FIG. 14 (B), the reduction gear mechanism 62 is a flange output, and has a large diameter output shaft 62a. The tip end surface of the output shaft 62a is a flat flange surface 64 orthogonal to the center line of the output shaft 62a. The output shaft 62 a is connected by a bolt 29 to the rotation shaft support 26 of the end link member 15 on the proximal end side via the spacer 28. The large diameter portion 22 a of the rotating shaft 22 constitutes a rotation pair of the link hub 12 on the base end side and the end link member 15 on the base end side, and the large diameter portion 22 a corresponds to the output shaft 62 a of the reduction mechanism 62. Fit into the inner diameter groove 67 provided on the

＜昇降機構＞
昇降機構７は、図１０、図１１に示す例では、ボールねじ機構を用いた構成を採用している。すなわち、土台３の上板部３ａから下方に延びる複数のシャフト７０に、リニアブッシュ７１を介して昇降台７２が昇降可能に案内され、この昇降台７２に前記作業体取付部材８が設置されている。また、土台３の底面に設置したモータ７３からねじ軸７４が前記シャフト７０と平行に上方に延びており、このねじ軸７４に、昇降台７２に設けたナット７５が螺合している。モータ７３でねじ軸７４を回転させると、昇降台７２が昇降し、作業体取付部材８に取り付けられた作業体２が基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡに沿って移動する。昇降機構７は、ボールねじ機構を用いない他の構成であってもよい。 Lifting mechanism
The lifting mechanism 7 adopts a configuration using a ball screw mechanism in the examples shown in FIGS. That is, the elevator board 72 is guided to be able to move up and down via the linear bushes 71 to the plurality of shafts 70 extending downward from the upper plate portion 3a of the base 3, and the work body attaching member 8 is installed on the elevator board 72 There is. Further, a screw shaft 74 extends upward in parallel with the shaft 70 from a motor 73 installed on the bottom surface of the base 3, and a nut 75 provided on the elevating stand 72 is screwed with the screw shaft 74. When the screw shaft 74 is rotated by the motor 73, the lifting platform 72 is raised and lowered, and the work body 2 attached to the work body attachment member 8 moves along the central axis QA of the link hub 12 on the proximal end side. The lifting mechanism 7 may have another configuration that does not use a ball screw mechanism.

＜作業装置の組立方法＞
図１２に示すように、作業装置は、昇降機構７を含む土台３の部分と、リンク作動装置４の部分と、直動アクチュエータ１００の部分とにユニット化されており、各ユニットを次のように組み立てる。すなわち、土台３の上板部３ａの上にリンク作動装置４の基端側のリンクハブ１２を載置し、固定ボルト１４５で固定する。このとき、上板部３ａの段差部３ａａに基端側のリンクハブ１２の段差部１２ａが嵌め込まれる。また、リンク作動装置４の先端側のリンクハブ１３に直動アクチュエータ１００を、被作業体取付部材１４０が下向きになるように取り付ける。その際、先端側のリンクハブ１３の貫通孔５０ａ（図１３）に直動アクチュエータ１００の下端部を挿入し、フランジ部１１５ａを先端側のリンクハブ１３の上面に載置する。そして、フランジ部１１５ａに設けられた前記貫通孔１２０に固定ボルト１４６を挿通して、直動アクチュエータ１００を固定する。 <Assembling method of working device>
As shown in FIG. 12, the working device is unitized into the portion of the base 3 including the lifting mechanism 7, the portion of the link actuation device 4, and the portion of the linear actuator 100, and each unit is as follows Assemble. That is, the link hub 12 on the base end side of the link actuation device 4 is placed on the upper plate portion 3 a of the base 3 and fixed by the fixing bolt 145. At this time, the step 12a of the link hub 12 on the base end side is fitted into the step 3aa of the upper plate 3a. Further, the direct acting actuator 100 is attached to the link hub 13 at the tip end side of the link actuation device 4 so that the workpiece attachment member 140 faces downward. At that time, the lower end portion of the direct acting actuator 100 is inserted into the through hole 50a (FIG. 13) of the link hub 13 on the tip side, and the flange portion 115a is mounted on the top surface of the link hub 13 on the tip side. Then, the fixing bolt 146 is inserted into the through hole 120 provided in the flange portion 115 a to fix the linear actuator 100.

＜作業装置の作用＞
この作業装置は、作業時には、作業体２に対して被作業体１が適正な角度となるように、リンク作動装置４により被作業体１の姿勢を変更し、かつ被作業体１と作業体２との相対距離が適正となるように、直動アクチュエータ１００により被作業体１を先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢに沿って移動させる。また、必要に応じて、昇降機構７により、作業体２を基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡに沿って昇降させる。 <Operation of working device>
The work device changes the posture of the work object 1 by the link operating device 4 so that the work object 1 is at an appropriate angle with respect to the work object 2 during work, and the work object 1 and the work object The workpiece 1 is moved along the central axis QB of the link hub 13 on the tip end side by the linear actuator 100 so that the relative distance to 2 is appropriate. Further, the working body 2 is moved up and down along the central axis QA of the link hub 12 on the proximal end side by the raising and lowering mechanism 7 as necessary.

このように被作業体１の姿勢および位置を変えることができるため、被作業体１の動きの自由度が高く、被作業体１に対して作業体２で様々な角度や位置から作業を行うことができる。また、直動アクチュエータ１００で被作業体１を動かすため、被作業体１の姿勢は一定に保ったまま、被作業体１を先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢに沿って動かすことで、被作業体１の各部に対して同じ条件で作業を行うことができる。さらに、昇降機構７により作業体２を昇降させることで、より一層複雑で多様な作業を行うことができる。 Thus, since the posture and position of the work 1 can be changed, the freedom of movement of the work 1 is high, and the work 2 performs work from various angles and positions with respect to the work 1. be able to. Further, in order to move the work 1 by the linear actuator 100, the work 1 is moved along the central axis QB of the link hub 13 on the tip side while keeping the posture of the work 1 constant. Work can be performed on each part of the work subject 1 under the same conditions. Furthermore, by raising and lowering the working body 2 by the raising and lowering mechanism 7, it is possible to perform more complicated and various tasks.

図示例の場合、スライド軸１０２における基端側に突出する部分に被作業体取付部材１４０が設けられており、基端側のリンクハブ１２と先端側のリンクハブ１３との間の内部空間で、被作業機１に対する作業体２の作業が行わる。このため、作業装置の設置スペースを狭くて済む。 In the case of the illustrated example, the workpiece attachment member 140 is provided at a portion of the slide shaft 102 that protrudes on the proximal side, and in the internal space between the link hub 12 on the proximal side and the link hub 13 on the distal side. The work of the working body 2 to the work subject machine 1 is performed. Therefore, the installation space of the working device can be narrowed.

図示例では、直動アクチュエータ１００に被作業体１が設けられ、基端側のリンクハブ１２に昇降機構７を介して作業体２が設けられているが、被作業体１と作業体２とが逆になっていてもよい。その場合でも、上記と同様の作用および効果が得られる。 In the illustrated example, the direct acting actuator 100 is provided with the work 1, and the link hub 12 on the proximal end side is provided with the work 2 via the elevating mechanism 7. However, the work 1 and the work 2 are May be reversed. Even in that case, the same action and effect as described above can be obtained.

以上、実施例に基づいて本発明を実施するための形態を説明したが、ここで開示した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 As mentioned above, although the form for implementing this invention based on the Example was demonstrated, the embodiment disclosed here is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is indicated not by the above description but by the claims, and is intended to include all the modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.

１００…直動アクチュエータ
１０１…中空モータ
１０２…スライド軸
１０３…ナット
１０４，１０５…係止体
１１０…固定子
１１３…中空軸
１２１，１２２，１２６…ラジアル軸受部
１２５…雌ねじ
１２７…雄ねじ
１２８…回り止め溝 100 Linear motion actuator 101 Hollow motor 102 Slide shaft 103 Nut 104, Locking member 110 Stator 113 Hollow shaft 121, 122, 126 Radial bearing part 125 Female screw 127 Male screw 128 groove

Claims

A linear motion actuator for advancing and retracting a slide shaft penetrating the hollow shaft by a hollow motor having a hollow shaft serving as a rotor on the inner periphery of a stator,
The slide shaft has an external thread on its outer periphery, and a detent groove is formed extending axially in the location where the external thread is formed,
A locking body for locking the slide shaft relative to the stator by engaging the locking groove is provided on the stator,
The inner diameter portion of the hollow shaft is provided with a nut having an internal thread to be engaged with the external thread;
An axial portion on the inner periphery of the hollow shaft in which the nut is not provided, and / or an axial portion in which the female screw is not formed in the nut can rotate and axially move the slide shaft. A linear motion actuator characterized in that it is a radial bearing portion to be supported.

The linear motion actuator according to claim 1, wherein a radial bearing portion for rotatably and axially movably supporting the slide shaft is provided on an inner periphery of the stator.

The linear actuator according to claim 1 or 2, wherein the hollow shaft is made of metal and the nut is made of resin.

The linear actuator according to claim 3, wherein the female screw is formed in a part in the axial direction of the nut, and the remaining axial part is the radial bearing portion.

The direct acting actuator according to any one of claims 1 to 4, wherein the locking body is provided at a plurality of axially separated positions.