JP2022057253A - Linear actuator - Google Patents

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衛 平藤
Mamoru Hirafuji
一郎 富永
Ichiro Tominaga
篤 和田
Atsushi Wada
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Abstract

To provide a linear actuator which is light-weight and achieves high precision and low costs and yet enables a long operation stroke.SOLUTION: A linear actuator 100 includes: a motor 10; a rotary shaft 20 which transmits rotational force of the motor 10; a guide part 40 which guides the rotary shaft 20; and a stage 50 which supports the guide part 40. The guide part 40 has: guide rails 42 which pivotally support the rotary shaft 20; and rod-like members 45 each of which is provided between the guide rails 42 and in which at least a surface is made of a resin.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、モータの回転運動を直動に変換するリニアアクチュエータに関し、特に大幅な小型化が可能になった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 that converts a rotary motion of a motor into a linear motion, and particularly to a linear actuator that can be significantly reduced in size.

近年、自動化ニーズに伴うロボット産業の発展により、リニアアクチュエータの需要が増加している。リニアアクチュエータは、送りねじやボールネジを使用してモータの回転運動を直動に変換する装置である。実使用時においては、リニアアクチュエータは、直動運動させるステージに物体を取り付けて、ステージを往復運動させ、取り付けた物体を目的の位置で止めるのが主な用途である。このリニアアクチュエータの最大の市場は、様々な組立作業が行われる工場である。また、リニアアクチュエータの汎用的なサイズは100mm~1000mmのストロークとなる。また、その際のリニアアクチュエータの必要耐荷重は5kg~30kgとなる。 In recent years, the demand for linear actuators has been increasing due to the development of the robot industry accompanying the needs for automation. A linear actuator is a device that converts the rotational motion of a motor into a linear motion using a feed screw or a ball screw. In actual use, a linear actuator is mainly used to attach an object to a stage to be linearly moved, reciprocate the stage, and stop the attached object at a target position. The largest market for this linear actuator is a factory where various assembly operations are performed. Further, the general-purpose size of the linear actuator is a stroke of 100 mm to 1000 mm. Further, the required load capacity of the linear actuator at that time is 5 kg to 30 kg.

先に挙げた送りねじやボールネジのみで直動運動を行うと、がたつきが発生する。そのため、ボールベアリングやローラなどを用いて、レール上を滑らせるようにすることで、摩擦を低減し、止めねじなどの抑えも利用して、がたつかないように努めている。また、このようなボールベアリングやローラを転がす時に、ボールベアリングやローラが左右前後上下に飛び出さず、かつ隙間が出来ないようにすることが重要となる。そこで、リニアアクチュエータに精密なガイドを使用して、ボールベアリングやローラを転がす際の課題を解消している。 If the linear motion is performed only with the feed screw and ball screw mentioned above, rattling occurs. Therefore, we are trying to reduce friction by using ball bearings and rollers to slide on the rails, and to prevent rattling by using restraints such as set screws. Further, when rolling such a ball bearing or roller, it is important that the ball bearing or roller does not pop out from the left, right, front, back, up and down, and no gap is formed. Therefore, a precise guide is used for the linear actuator to solve the problem of rolling ball bearings and rollers.

また、ガイドに強度を持たせることが重要である。なぜならボールベアリングやローラも通常金属で出来ており、ガイドに物体の耐荷重もかかるからである。つまり、ガイドの強度が低いと、ボールベアリングやローラの転がり動作によってガイドがすぐに摩耗してしまい、寿命が短いものとなってしまうからである。そこで、ガイドに「焼き入れ」及び「焼きもどし」作業を施すことにより、ガイドに強度を持たせるようにしている。 It is also important to give the guide strength. This is because ball bearings and rollers are also usually made of metal, and the load capacity of the object is also applied to the guide. That is, if the strength of the guide is low, the guide is quickly worn by the rolling motion of the ball bearing or the roller, and the life is shortened. Therefore, the guide is given strength by performing "quenching" and "tempering" operations on the guide.

しかしながら、ここで課題が浮上する。もともと鉄を切削などで加工したものに「焼き入れ」及び「焼きもどし」作業を施してガイドを製作するが、この作業の前後で寸法に変化が生じてしまう。高精度なリニアアクチュエータを製作したい場合には、このような焼き作業に多くの条件検討をしなければならないことも考えられる。 However, a challenge emerges here. Originally, iron is processed by cutting and the like is subjected to "quenching" and "tempering" work to manufacture a guide, but the dimensions change before and after this work. If you want to manufacture a high-precision linear actuator, it may be necessary to consider many conditions for such baking work.

上述のように今までは「ガイド」=「焼き作業」という概念が存在したが、リニアアクチュエータが小型になると、重量が軽くなるため耐久性の要望が低下し、ガイド製作の焼き作業の必要性がなくなることになる。焼き作業の必要性がなくなると、ステンレスなどの汎用鋼でガイドを作成しても耐久性は十分保てるようになる。また、この場合、加工精度に気を付けて製作すれば、非常に遊びが少なく、精度の高い製品が製作できる。 As mentioned above, until now, the concept of "guide" = "baking work" has existed, but as linear actuators become smaller, the weight becomes lighter, so the demand for durability decreases, and the need for baking work for guide production decreases. Will disappear. When the need for baking work is eliminated, the durability can be sufficiently maintained even if the guide is made of general-purpose steel such as stainless steel. Further, in this case, if the product is manufactured while paying attention to the processing accuracy, it is possible to manufacture a product with very little play and high accuracy.

ロボット市場の発展に伴い、今後は省エネルギー化や小型化が必要となる。あるいは、細胞を扱うバイオテクノロジー研究の現場では、更なる微細操作などが求められている。 With the development of the robot market, energy saving and miniaturization will be required in the future. Alternatively, in the field of biotechnology research dealing with cells, further fine manipulation is required.

小型化を図るようにしたものとして特許文献1に記載のようなリニアアクチュエータが提案されている。特許文献1に記載のリニアアクチュエータは、リニアモータとしての機能とリニアガイドのような案内機構としての機能とを有している可動子を備え、小型化及び軽量化を図るようにしたものである。 A linear actuator as described in Patent Document 1 has been proposed as an attempt to reduce the size. The linear actuator described in Patent Document 1 is provided with a mover having a function as a linear motor and a function as a guidance mechanism such as a linear guide, and is intended to be miniaturized and lightweight. ..

特開2005-185077号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-185077

しかしながら、特許文献1に記載のリニアアクチュエータは、小型化及び軽量化を図るようにしたものであるが、更なる小型化及び軽量化についての言及はなく、高精度のリニアアクチュエータで用いられてきたクロスローラーガイドなど、製造が複雑な工程を踏み高額となる部材についての言及はない。さらに加えて、送りねじのピッチを細かく加工し、モータとモータドライバの高機能化により回転ステップ数を増やすことで、10ナノメートル単位までの分解能と精度を実現しながら数十mmのストロークを実現しうる数万円程度の安価なリニアアクチュエータは今のところ存在しない。 However, although the linear actuator described in Patent Document 1 is intended to be miniaturized and lightened, there is no mention of further miniaturization and weight reduction, and it has been used in a high-precision linear actuator. There is no mention of expensive parts such as cross roller guides that are complicated to manufacture. In addition, by finely processing the pitch of the lead screw and increasing the number of rotation steps by improving the functionality of the motor and motor driver, a stroke of several tens of mm is realized while achieving resolution and accuracy up to 10 nanometers. At present, there is no inexpensive linear actuator of about tens of thousands of yen.

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、クロスローラーガイドの見直しを図り、精度とコストの両面でメリットが生じる小型のリニアアクチュエータを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to review the cross roller guide and to provide a compact linear actuator which is advantageous in terms of both accuracy and cost.

本発明に係るリニアアクチュエータは、モータと、前記モータの回転力を伝達する回転軸と、前記回転軸をガイドするガイド部と、前記ガイド部を支持するステージと、を含み、前記ガイド部は、前記回転軸を回転可能に軸支する複数本のガイドレールと、前記ガイドレールの間に設けられる少なくとも表面が樹脂製の棒状部材と、を有している、ものである。 The linear actuator according to the present invention includes a motor, a rotation shaft that transmits the rotational force of the motor, a guide portion that guides the rotation shaft, and a stage that supports the guide portion, and the guide portion includes the motor. It has a plurality of guide rails that rotatably support the rotating shaft, and a rod-shaped member having at least a surface made of resin provided between the guide rails.

本発明に係るリニアアクチュエータは、3本の前記ガイドレールと、2本の前記棒状部材と、を設け、前記ガイドレールのうち中央に設けられる前記ガイドレールを、左右の前記ガイドレールよりも長くした、ものである。 The linear actuator according to the present invention is provided with three guide rails and two rod-shaped members, and the guide rail provided in the center of the guide rails is made longer than the left and right guide rails. , The thing.

また、本発明に係るリニアアクチュエータは、前記ガイドレールを汎用鋼で構成している、ものである。 Further, in the linear actuator according to the present invention, the guide rail is made of general-purpose steel.

また、本発明に係るリニアアクチュエータは、前記モータと前記回転軸との間に、スリットが形成されたカップリングを設けている、ものである。 Further, the linear actuator according to the present invention is provided with a coupling having a slit formed between the motor and the rotating shaft.

本発明に係るリニアアクチュエータは、小型化及び軽量化を図るように構成されたものであり、ガイド部の一部を構成している棒状部材を樹脂製としたので、コストと精度の両面でメリットが生じるものとなる。 The linear actuator according to the present invention is configured to be compact and lightweight, and since the rod-shaped member constituting a part of the guide portion is made of resin, it has advantages in terms of both cost and accuracy. Will occur.

本発明に係るリニアアクチュエータは、3本のガイドレールと、2本の棒状部材とで構成される回転軸ガイドを備えているので、従来のものと比較して、部品点数を少なくすることが可能になっている。
本発明に係るリニアアクチュエータは、ガイド部の一部を構成しているガイドレールをステンレスなどの汎用鋼で構成しているので、更なる軽量化を実現できる。
Since the linear actuator according to the present invention is provided with a rotary shaft guide composed of three guide rails and two rod-shaped members, it is possible to reduce the number of parts as compared with the conventional one. It has become.
In the linear actuator according to the present invention, since the guide rail forming a part of the guide portion is made of general-purpose steel such as stainless steel, further weight reduction can be realized.

本発明に係るリニアアクチュエータは、スリットが形成されているカップリングを継手として設けているので、モータの回転力のがたつきを抑制しつつ回転軸に回転力を伝達することが可能になり、高精度なものにすることができる。 Since the linear actuator according to the present invention is provided with a coupling having a slit formed as a joint, it becomes possible to transmit the rotational force to the rotary shaft while suppressing the rattling of the rotational force of the motor. It can be highly accurate.

本発明の実施の形態に係るリニアアクチュエータの外観構成を概略的に示すイメージ図である。It is an image figure which shows schematic the appearance structure of the linear actuator which concerns on embodiment of this invention. 従来のリニアアクチュエータのガイド部分を分解した状態を概略的に示すイメージ図である。It is an image diagram which shows the state which disassembled the guide part of the conventional linear actuator roughly. 本発明の実施の形態に係るリニアアクチュエータのガイド部分を分解した状態を概略的に示すイメージ図である。It is an image diagram which shows the state which disassembled the guide part of the linear actuator which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るリニアアクチュエータのガイドレールを説明するためのイメージ図である。It is an image diagram for demonstrating the guide rail of the linear actuator which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るリニアアクチュエータに使用するガイド部40の一部を構成する棒状部材の構成例を概略的に示す模式図である。It is a schematic diagram schematically showing the structural example of the rod-shaped member which constitutes a part of the guide part 40 used for the linear actuator which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るリニアアクチュエータと従来のリニアアクチュエータの重量を比較した図である。It is a figure which compared the weight of the linear actuator which concerns on embodiment of this invention, and the conventional linear actuator.

図1は、本発明の実施の形態に係るリニアアクチュエータ100の外観構成を概略的に示すイメージ図である。図2は、従来のリニアアクチュエータのガイド部分を分解した状態を概略的に示すイメージ図である。図3は、リニアアクチュエータ100のガイド部分を分解した状態を概略的に示すイメージ図である。図4は、リニアアクチュエータ100のガイドレール42を説明するためのイメージ図である。図5は、リニアアクチュエータ100に使用するガイド部40の一部を構成する棒状部材45の構成例を概略的に示す模式図である。図1~図5に基づいて、リニアアクチュエータ100の構成について説明する。 FIG. 1 is an image diagram schematically showing an external configuration of a linear actuator 100 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an image diagram schematically showing a state in which a guide portion of a conventional linear actuator is disassembled. FIG. 3 is an image diagram schematically showing a state in which the guide portion of the linear actuator 100 is disassembled. FIG. 4 is an image diagram for explaining the guide rail 42 of the linear actuator 100. FIG. 5 is a schematic diagram schematically showing a configuration example of a rod-shaped member 45 that constitutes a part of a guide portion 40 used for the linear actuator 100. The configuration of the linear actuator 100 will be described with reference to FIGS. 1 to 5.

リニアアクチュエータ100は、固定子及び可動子を有するモータ10と、モータ10の回転力を伝達する回転軸20と、モータ10と回転軸20との継手となるカップリング30と、回転軸20をガイドするガイド部40と、ガイド部40を支持するステージ50と、を含んで構成されている。なお、カップリング30は、リニアアクチュエータ100に必須の構成ではない。 The linear actuator 100 guides a motor 10 having a stator and a mover, a rotary shaft 20 that transmits the rotational force of the motor 10, a coupling 30 that is a joint between the motor 10 and the rotary shaft 20, and a rotary shaft 20. The guide portion 40 is included, and the stage 50 that supports the guide portion 40 is included. The coupling 30 is not an essential configuration for the linear actuator 100.

モータ10は、電源が投入されることで回転軸20を回転させる回転力を発生するものである。モータ10は、外郭を構成しているケーシング11を有し、ケーシング11内に固定子と可動子が配置されている。固定子は、コイルを有している。可動子は、磁石を有している。固定子に電力が供給されることで、回転子が回転駆動する。 The motor 10 generates a rotational force that rotates the rotary shaft 20 when the power is turned on. The motor 10 has a casing 11 that constitutes an outer shell, and a stator and a mover are arranged in the casing 11. The stator has a coil. The mover has a magnet. By supplying electric power to the stator, the rotor is driven to rotate.

回転軸20は、所定の長さを有し、モータ10の回転力を直進動作(直動)に変換するものである。回転軸20としては、例えば送りねじ又はボールネジを使用することができる。
カップリング30は、モータ10と回転軸20を接続するものである。カップリング30には、1つ又は複数のスリット31が形成されている。スリット31は、回転軸20に伝達される回転力のばらつきを軽減する役目を果たしている。
The rotary shaft 20 has a predetermined length and converts the rotational force of the motor 10 into a linear motion (linear motion). As the rotating shaft 20, for example, a feed screw or a ball screw can be used.
The coupling 30 connects the motor 10 and the rotary shaft 20. The coupling 30 is formed with one or more slits 31. The slit 31 serves to reduce variations in the rotational force transmitted to the rotating shaft 20.

ガイド部40は、回転軸20の直動運動時に発生するがたつきを抑制する機能を有している。ガイド部40は、筐体41を有し、筐体41の内部にボールベアリングやローラが収納されている。回転軸20のみで直動運動を行うとがたつきが発生する。通常、ボールベアリングやローラなどを用いて、レール上に回転軸20を滑らせるようにする。こうすることによって、回転軸20の摩擦を低減し、止めねじなどの抑えも利用して、回転軸20のがたつきを抑制している。また、この時に、ボールベアリングやローラが左右前後上下に飛び出さず、隙間が出来ないようにすることが重要となる。そこで、リニアアクチュエータ100では、ガイド部40を設け、ボールベアリングやローラを転がす際の課題を解消している。 The guide portion 40 has a function of suppressing rattling that occurs during the linear motion of the rotating shaft 20. The guide portion 40 has a housing 41, and ball bearings and rollers are housed inside the housing 41. If the linear motion is performed only on the rotating shaft 20, rattling occurs. Normally, a ball bearing, a roller, or the like is used to slide the rotating shaft 20 on the rail. By doing so, the friction of the rotary shaft 20 is reduced, and the rattling of the rotary shaft 20 is suppressed by utilizing the restraint of the set screw and the like. At this time, it is important that the ball bearings and rollers do not pop out from the left, right, front, back, up and down, and there is no gap. Therefore, in the linear actuator 100, a guide portion 40 is provided to solve the problem of rolling the ball bearing or the roller.

ここで、図2及び図3に基づいて、従来のリニアアクチュエータのガイド部40Aと比較しながらガイド部40の構成について説明する。従来のリニアアクチュエータは、ガイド部40Aを備え、ガイド部40Aには、4本のガイドレール42Aと2本のクロスローラ43Aとが設置されている。つまり、ガイドレールを42Aが複数対設けられ、1対のガイドレール42Aごとにクロスローラ43Aが設けられている。 Here, the configuration of the guide unit 40 will be described with reference to FIGS. 2 and 3 in comparison with the guide unit 40A of the conventional linear actuator. The conventional linear actuator includes a guide portion 40A, and the guide portion 40A is provided with four guide rails 42A and two cross rollers 43A. That is, a plurality of pairs of guide rails 42A are provided, and a cross roller 43A is provided for each pair of guide rails 42A.

2本(一対)のガイドレール42Aと1本のクロスローラ43Aで1組の回転軸ガイドとなるように構成されている。ガイド部40Aは、2組の回転軸ガイドによって、回転時は回転及び直動可能に軸支されるようになっている。 Two (pair) guide rails 42A and one cross roller 43A are configured to form a set of rotary shaft guides. The guide portion 40A is pivotally supported by two sets of rotary shaft guides so as to be rotatable and linearly movable during rotation.

ボールベアリングやローラは金属製である。そのため、ガイド部40Aにも強度を持たせることが一般的である。つまり、ガイドレール42A及びクロスローラ43Aも金属製とし、かつ耐荷重性を持たせるようにガイド部40Aは設計されている。ガイド部40Aの強度が低いと、ボールベアリングやローラの転がり動作によってガイド部40Aがすぐに摩耗してしまい、寿命が短いものとなってしまうからである。 Ball bearings and rollers are made of metal. Therefore, it is common to give strength to the guide portion 40A as well. That is, the guide rail 42A and the cross roller 43A are also made of metal, and the guide portion 40A is designed to have load bearing capacity. This is because if the strength of the guide portion 40A is low, the guide portion 40A is quickly worn by the rolling operation of the ball bearing or the roller, and the life is shortened.

そこで、一般的には、ガイド部40Aを構成している金属製のガイドレール42A及びクロスローラ43Aに「焼き入れ」及び「焼きもどし」作業を施し、ガイドレール42A及びクロスローラ43Aの強度を増強している。ただし、「焼き入れ」及び「焼きもどし」作業の前後で寸法に変化が生じてしまう場合がある。しかしながら、これは汎用的に工場で使用されるサイズでは必要となるが、更に小型のものに関しては現在ステンレスなどの汎用鋼に置き換わり、リニアアクチュエータ自体や搭載する物体を軽量化することで、ガイド部40Aにそれほどの強度が必要なくなる。 Therefore, in general, the metal guide rail 42A and the cross roller 43A constituting the guide portion 40A are subjected to "quenching" and "tempering" operations to increase the strength of the guide rail 42A and the cross roller 43A. are doing. However, the dimensions may change before and after the "quenching" and "tempering" operations. However, although this is required for sizes that are generally used in factories, smaller ones are now replaced with general-purpose steel such as stainless steel, and the linear actuator itself and the objects to be mounted are made lighter to reduce the weight of the guide section. 40A does not need that much strength.

これらを踏まえて、リニアアクチュエータ100では、ガイド部40にクロスローラを設置しないことにした。つまり、リニアアクチュエータ100では、クロスローラの代わりとして、樹脂製の棒状部材45を使用することにした。棒状部材45を構成する樹脂材料としては、例えばHDPE(高密度ポリエチレン=超高分子量ポリエチレン・高分子量ポリエチレン)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂)、POM(ポリオキシメチレン)、PP(ポリプロピレン)、PS(ポリスチレン)、PVC(ポリ塩化ビニル)などが考えられる。これらの中でもHDPEが最適である。また、その形状は直方体が望ましく、かつサイズは幅と厚さに関しては等しいことが望ましく、0.5×0.5mm~5×5mmの範囲が望ましい。また、ガイドレールへの切り込み角度は90度が望ましく、これにより側面方向からの締付けを行う事で、サイドガイドレールが水平に保たれながら、すべり性を保つことが可能となる。
強度を棒状部材45であっても、クロスローラと同様の機能を果たすことができる。棒状部材45は、少なくとも表面が樹脂製であればよい。棒状部材45は、全部を樹脂で構成してもよく、金属・セラミック部材の表面に樹脂コートを施して構成してもよい。
また、ガイドレール42についても軽量化を図ることができるため、ステンレスなどの汎用鋼でガイドレール42を製作でき、「焼き入れ」及び「焼きもどし」が不要になる。
Based on these, in the linear actuator 100, it was decided not to install a cross roller on the guide portion 40. That is, in the linear actuator 100, a resin rod-shaped member 45 is used instead of the cross roller. Examples of the resin material constituting the rod-shaped member 45 include HDPE (high density polyethylene = ultra high molecular weight polyethylene / high molecular weight polyethylene), PTFE (polytetrafluoroethylene), PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkoxyethylene copolymer resin). ), POM (polyoxymethylene), PP (polypropylene), PS (polystyrene), PVC (polyvinyl chloride) and the like can be considered. Of these, HDPE is the most suitable. Further, the shape is preferably a rectangular parallelepiped, and the size is preferably the same in terms of width and thickness, and is preferably in the range of 0.5 × 0.5 mm to 5 × 5 mm. Further, the cutting angle to the guide rail is preferably 90 degrees, which makes it possible to maintain the slipperiness while keeping the side guide rail horizontal by tightening from the side surface direction.
Even if the strength is the rod-shaped member 45, the same function as that of the cross roller can be achieved. The rod-shaped member 45 may have at least a resin surface. The rod-shaped member 45 may be entirely made of resin, or the surface of the metal / ceramic member may be coated with a resin.
Further, since the weight of the guide rail 42 can be reduced, the guide rail 42 can be manufactured of general-purpose steel such as stainless steel, and "quenching" and "tempering" are not required.

図4に基づいてガイドレール42について説明する。図4(A)がステージ50にテフロン(登録商標)シール46を貼り付けた状態のイメージであり、図4(B)がステージ50にテフロン(登録商標)シール46を貼り付けていない状態のイメージを示している。
テフロン(登録商標)シール46を補助的に貼り付けておくことで、ステージ進行方向を向いた時の左右の傾きを最小限に抑えることが可能になる。
なお、テフロン(登録商標)シール46の貼り付けは補助的なものであって、必ずしも貼り付けなくてよい。
また、テフロ(登録商標)ンシール46も一例であり、他のすべり性のある粘着シールであってもよい。
The guide rail 42 will be described with reference to FIG. FIG. 4A is an image in which the Teflon (registered trademark) seal 46 is attached to the stage 50, and FIG. 4B is an image in which the Teflon (registered trademark) seal 46 is not attached to the stage 50. Is shown.
By affixing the Teflon (registered trademark) seal 46 as an auxiliary, it is possible to minimize the left-right tilt when facing the stage traveling direction.
It should be noted that the attachment of the Teflon (registered trademark) seal 46 is an auxiliary one and does not necessarily have to be attached.
Further, Teflo (registered trademark) Nseal 46 is also an example, and may be another non-slip adhesive seal.

図3では、従来構造の回転軸ガイドと同様に、2本のガイドレール42と1本の棒状部材45で1組の回転軸ガイドを構成した場合を例に示したが、図4に示すように、リニアクチュエータ100では、3本のガイドレール42で1組の回転軸ガイドとなるように構成することも可能になっている。この場合、中央の一本のガイドレール42を左右の2本のガイドレール42よりも長くして、回転軸20をガイドするとよい。棒状部材45は、中央のガイドレール42と左右のガイドレール42のそれぞれの間に設置されている。そのため、3本のガイドレール42と2本の棒状部材45で1組の回転軸ガイドが構成される。このようにすることで、従来のリニアアクチュエータよりも部品点数を少なくでき、更にコスト削減、軽量化が実現できることになる。 FIG. 3 shows an example in which a set of rotary shaft guides is composed of two guide rails 42 and one rod-shaped member 45, as in the case of the rotary shaft guide having a conventional structure. As shown in FIG. In addition, the Lini actuator 100 can be configured to be a set of rotary shaft guides with three guide rails 42. In this case, the central guide rail 42 may be made longer than the two left and right guide rails 42 to guide the rotating shaft 20. The rod-shaped member 45 is installed between the central guide rail 42 and the left and right guide rails 42, respectively. Therefore, a set of rotary shaft guides is composed of three guide rails 42 and two rod-shaped members 45. By doing so, the number of parts can be reduced as compared with the conventional linear actuator, and cost reduction and weight reduction can be realized.

棒状部材45の構成例を図3に示す。図5(A)に示すように、棒状部材45を角柱形状として構成してもよく、図5(B)に示すように、棒状部材45を円柱形状として構成してもよく、中が中空のパイプ構造(図5(C))でもよい。ただし、他の多角柱形状で棒状部材45を構成してもよい。また、棒状部材45は、表面が樹脂であればよく、樹脂の種類を特に限定するものではない。 FIG. 3 shows a configuration example of the rod-shaped member 45. As shown in FIG. 5 (A), the rod-shaped member 45 may be configured as a prismatic shape, or as shown in FIG. 5 (B), the rod-shaped member 45 may be configured as a cylindrical shape, and the inside may be hollow. A pipe structure (FIG. 5 (C)) may be used. However, the rod-shaped member 45 may be configured with another polygonal prism shape. Further, the rod-shaped member 45 may have a surface made of resin, and the type of resin is not particularly limited.

ステージ50は、ガイド部40を支持するものであり、またネジなどを用いて目的物にリニアアクチュエータ100を取り付けるものである。つまり、リニアアクチュエータ100は、ステージ50を介して目的物に取り付けられるようになっている。ステージ50は、回転軸20の長さに応じて決定されるようになっている。また、ステージ50の幅や形状を特に限定するものではない。 The stage 50 supports the guide portion 40, and also attaches the linear actuator 100 to the target object by using a screw or the like. That is, the linear actuator 100 is attached to the target object via the stage 50. The stage 50 is determined according to the length of the rotating shaft 20. Further, the width and shape of the stage 50 are not particularly limited.

ここで、リニアアクチュエータ100について詳述する。リニアアクチュエータ100は、小型化を実現したものとなっている。すなわち、大きな力を要しない目的物に使用されることを想定しているため、リニアアクチュエータ100は、大型化する必要がないのである。そのため、リニアアクチュエータ100は重量が軽くなる。小型化を実現した分、リニアアクチュエータ100は軽量化を図ることが可能になっている。図6(A)にリニアアクチュエータ100と(B)にクロスローラーガイドを用いているリニアアクチュエータの重量を示す。 Here, the linear actuator 100 will be described in detail. The linear actuator 100 has been made smaller. That is, since it is assumed that the linear actuator 100 is used for an object that does not require a large force, the linear actuator 100 does not need to be increased in size. Therefore, the weight of the linear actuator 100 becomes lighter. The weight of the linear actuator 100 can be reduced by the amount of miniaturization. FIG. 6A shows the weight of the linear actuator 100 and FIG. 6B shows the weight of the linear actuator using the cross roller guide.

また、リニアアクチュエータ100は、小型・軽量化を実現しているため、耐久性の要望が低下し、ガイド部40にステンレスなどの汎用鋼や樹脂材料を使用することができることにもなる。したがって、リニアアクチュエータ100によれば、樹脂製の棒状部材45を使用することができ、更に軽量化を図ることを可能にしている。加えて、リニアアクチュエータ100では、加工精度に留意しつつ製作することで、遊びが非常に少なく、精度の高いものになる。 Further, since the linear actuator 100 has been made smaller and lighter, the demand for durability is reduced, and a general-purpose steel such as stainless steel or a resin material can be used for the guide portion 40. Therefore, according to the linear actuator 100, the rod-shaped member 45 made of resin can be used, and it is possible to further reduce the weight. In addition, the linear actuator 100 has very little play and high accuracy by manufacturing while paying attention to the processing accuracy.

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。示した数値についても特に限定するものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the present invention can be obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. The form is also included in the technical scope of the present invention. The numerical values shown are not particularly limited, and various changes can be made within the range shown in the claims.

10 :モータ
11 :ケーシング
20 :回転軸
30 :カップリング
31 :スリット
40 :ガイド部
40A :ガイド部
41 :筐体
42 :ガイドレール
42A :ガイドレール
43A :クロスローラ
45 :棒状部材
46 :テフロン(登録商標)シール
50 :ステージ
100 :リニアアクチュエータ


10: Motor 11: Casing 20: Rotating shaft 30: Coupling 31: Slit 40: Guide part 40A: Guide part 41: Housing 42: Guide rail 42A: Guide rail 43A: Cross roller 45: Rod-shaped member 46: Teflon (registered) Trademark) Seal 50: Stage 100: Linear actuator


Claims (4)

モータと、
前記モータの回転力を伝達する回転軸と、
前記回転軸をガイドするガイド部と、
前記ガイド部を支持するステージと、を含み、
前記ガイド部は、
前記回転軸を回転可能に軸支する複数本のガイドレールと、
前記ガイドレールの間に設けられる少なくとも表面が樹脂製の棒状部材と、を有している
リニアアクチュエータ。
With the motor
A rotating shaft that transmits the rotational force of the motor,
A guide unit that guides the rotation axis and
Including a stage that supports the guide portion,
The guide portion is
A plurality of guide rails that rotatably support the rotating shaft,
A linear actuator provided between the guide rails and having a rod-shaped member having at least a surface made of resin.
3本の前記ガイドレールと、
2本の前記棒状部材と、を設け、
前記ガイドレールのうち中央に設けられる前記ガイドレールを、左右の前記ガイドレールよりも長くした
請求項1に記載のリニアアクチュエータ。
With the three guide rails
The two rod-shaped members are provided,
The linear actuator according to claim 1, wherein the guide rail provided at the center of the guide rails is made longer than the left and right guide rails.
前記ガイドレールを汎用鋼で構成している
請求項1又は2に記載のリニアアクチュエータ。
The linear actuator according to claim 1 or 2, wherein the guide rail is made of general-purpose steel.
前記モータと前記回転軸との間に、スリットが形成されたカップリングを設けている
請求項1~3のいずれか一項に記載のリニアアクチュエータ。
The linear actuator according to any one of claims 1 to 3, wherein a coupling having a slit formed between the motor and the rotating shaft is provided.
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