JP3123286U - Lift actuator - Google Patents
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Abstract
【課題】 特別な機構部材を用いることなくモータの動力を出力ロッド側に伝達し出力ロッドに大きな押圧力を発生させるコンパクト構造のリフトアクチュエータを提供する。
【解決手段】 モータ2の動力は減速比の大きい減速機3を介してねじ軸5に伝達され、例えば、ねじ軸5に螺合するナット片6を保持するガイドプレート8をねじ軸の軸線方向に移動させ、このガイドプレート8に形成される傾斜溝8bに係合する出力ロッドを移動させて押圧力を生じさせる。各構成部の減速比の工夫と駆動系に生ずるスラスト力や摩擦力を軸受機構部13を配置することにより大巾に低減し、大きな押圧力を発生させることができる。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lift actuator having a compact structure for transmitting a power of a motor to an output rod side without using a special mechanism member and generating a large pressing force on the output rod.
Power of a motor 2 is transmitted to a screw shaft 5 via a reduction gear 3 having a large reduction ratio. For example, a guide plate 8 that holds a nut piece 6 that is screwed to the screw shaft 5 is provided in an axial direction of the screw shaft. And the output rod engaged with the inclined groove 8b formed in the guide plate 8 is moved to generate a pressing force. By devising the reduction ratio of each component and the thrust force and friction force generated in the drive system, the bearing mechanism 13 can be greatly reduced to generate a large pressing force.
[Selection] Figure 1
Description
本考案は、極めて大きな押圧力を生じさせるコンパクトタイプのリフトアクチュエータに係り、特殊な機構を用いることなく駆動系路に生ずるスラスト力や摩擦力を低減して効率的な力の伝達を可能にし大きな押圧力を生じさせるリフトアクチュエータに関する。 The present invention relates to a compact lift actuator that generates an extremely large pressing force, and reduces the thrust force and frictional force generated in the drive system path without using a special mechanism to enable efficient force transmission. The present invention relates to a lift actuator that generates pressure.
リフトアクチュエータとしては各種のものがあり、例えば、「特許文献1」に示すアクチュエータがある。このものはその図1にあるように磁力を用いるものであり、本考案とは構成において相違する。一方、公知文献は見当らないが減速機付きのモータを用いてこの動力をねじ機構等を用いて出力ロッドに伝達する試みがあるが、かなり減速比の大きなDCモータを用いてもその駆動系路におけるスラスト力や摩擦力によってモータ側の動力が出力ロッド側に有効に伝達されず、所望の押圧力の1/3以下のものしか得られない問題点がある。
前記のように、従来の技術ではモータを用いて大きな押圧力を出力ロッド側に伝達する技術がなく、仮りに所望の押圧力を出力ロッド側に与えるためには極めて強力なモータを用いると共にその駆動系路に高価な軸受や軸受保持機構を使用する必要があり、かつその装置の加工精度も高く、高価なものとなる問題点がある。 As described above, the conventional technology does not have a technique for transmitting a large pressing force to the output rod side using a motor. To give a desired pressing force to the output rod side, an extremely powerful motor is used and There is a problem that it is necessary to use an expensive bearing or a bearing holding mechanism in the drive system path, and the processing accuracy of the apparatus is high and expensive.
本考案は、以上の事情に鑑みて考案されたものであり、特別な機構部を作用することなく、全体としてコンパクトにまとめられ、所望の極めて大きな押圧力を出力ロッド側に発生させるリフト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 devised in view of the above circumstances, and a lift actuator that generates a desired extremely large pressing force on the output rod side that is compact as a whole without acting on a special mechanism portion. The purpose is to provide.
本考案は、以上の目的を達成するために、請求項1の考案は、減速機付きのモータと、これに連結するねじと、前記モータ等によるねじ送りによってねじ軸と直角方向に移動しながら大きな押圧力を発生する出力ロッドとを備えるリフトアクチュエータであって、該アクチュエータの駆動系路にはスラスト力や摩擦力を低減する軸受機構部が配置されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a motor with a reduction gear, a screw connected to the motor, and a screw feed by the motor or the like while moving in a direction perpendicular to the screw shaft. A lift actuator including an output rod that generates a large pressing force, wherein a bearing mechanism portion that reduces thrust force and frictional force is disposed in a drive system path of the actuator.
また、請求項2の考案は、前記減速機付きのモータはモータホルダを介してベース板に固定され、前記出力ロッドを移動可能に支持するロッド保持部には前記ねじ軸に螺合するナット片を保持するナット片ホルダが固定されると共にねじ軸方向及びこれと傾斜する方向にストレート溝及び傾斜溝を構成するガイドプレートがねじ軸方向に沿って移動可能に支持され、前記軸受機構部が、前記ねじ軸のスラスト力を低減するために前記ねじ軸と前記モータホルダとの間に設けられるスラスト軸受と、前記出力ロッドと前記傾斜溝との間に設けられる軸受及び前記ロッド保持部と前記ガイドプレートのストレート溝との間に設けられる軸受とからなることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the motor with the speed reducer is fixed to a base plate via a motor holder, and a nut piece that is screwed onto the screw shaft in a rod holding portion that movably supports the output rod. And a guide plate constituting a straight groove and an inclined groove in a direction inclined with respect to the screw axis direction and a direction inclined thereto are supported so as to be movable along the screw axis direction. A thrust bearing provided between the screw shaft and the motor holder to reduce a thrust force of the screw shaft; a bearing provided between the output rod and the inclined groove; the rod holding portion; and the guide. It consists of a bearing provided between the straight grooves of the plate.
また、請求項3の考案は、前記減速機付きのモータはベース板に固定され、前記減速機付きのモータには前記出力ロッドと直交して水平方向に配置されるねじ軸が連結され、前記ねじ軸に螺合するナット部を有する送り駒は前記ねじ軸と平行に配置される押し棒に固定され、前記出力ロッドを移動可能に支持するロッド保持部には回動アームが枢支され、前記回動アームには前記押し棒の先端が当接係合する当接部と前記出力ロッドに先端部を連結するアーム部が形成され、前記ねじ軸はその先端側を前記減速機付きのモータ側に固定されるスラスト軸受によりスラスト支持されることを特徴とする。 Further, in the invention of claim 3, the motor with the speed reducer is fixed to a base plate, and the motor with the speed reducer is connected to a screw shaft arranged in a horizontal direction perpendicular to the output rod, A feed piece having a nut portion screwed to a screw shaft is fixed to a push rod arranged in parallel with the screw shaft, and a rotating arm is pivotally supported by a rod holding portion that movably supports the output rod, The rotating arm is formed with an abutting portion where the tip end of the push rod abuts and engages, and an arm portion connecting the tip portion to the output rod, and the screw shaft has a motor with a speed reducer at the tip side. Thrust support is provided by a thrust bearing fixed to the side.
また、請求項4の考案は、前記ベース板には前記ガイドプレート又は押し棒の移動量とこれと関連する出力ロッドの移動量をコントロールするための一対のリミットスイッチがその移動量を調整可能に設けられることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, a pair of limit switches for controlling the amount of movement of the guide plate or push rod and the amount of movement of the output rod related thereto can be adjusted on the base plate. It is provided.
また、請求項5の考案は、前記ガイドプレート又は押し棒の移動量は前記出力ロッドの移動量の少なくとも3倍以上あることを特徴とする。
The invention of
また、請求項6の考案は、前記ナット片は前記ナット片ホルダに隙間を介して保持されることを特徴とする。
The invention according to
本考案の請求項1のリフトアクチュエータによれば、減速機付きのモータの動力はねじ軸を介して出力ロッド側に伝達される簡便な構造のものからなるが、その駆動系路のほぼすべてにおいて発生されるスラスト力や摩擦力を極力低減させる軸受機構部が配設され、これにより、モータ側からの駆動力が出力ロッド側に円滑に伝達され、結果として所望の大きな押圧力を発生させることができる。
According to the lift actuator of
また、本考案の請求項2のリフトアクチュエータによれば、モータ側の動力はねじ軸を介しナット片を保持するガイドプレートを移動させ、ガイドプレートを移動可能に保持するロッド保持部に移動可能に保持される出力ロッドに伝達される。この場合、ねじ軸のスラスト力はスラスト軸受により低減され、ガイドプレート及び出力ロッドは軸受を介して移動するため摩擦力の大巾な低減ができる。また、出力プレートには傾斜溝が形成され、ガイドプレートの移動量が低減された状態で出力ロッド側に伝達され、減速比がここでも生ずるため大きな力の伝達が可能になる。 According to the lift actuator of claim 2 of the present invention, the power on the motor side can be moved to the rod holding portion that holds the guide plate movably by moving the guide plate holding the nut piece via the screw shaft. It is transmitted to the held output rod. In this case, the thrust force of the screw shaft is reduced by the thrust bearing, and the guide plate and the output rod move through the bearing, so that the frictional force can be greatly reduced. In addition, an inclined groove is formed in the output plate, which is transmitted to the output rod side in a state in which the amount of movement of the guide plate is reduced, and a reduction ratio is generated here, so that a large force can be transmitted.
また本考案の請求項3のリフトアクチュエータによれば、減速機付きのモータの回転によりねじ軸を介して送り駒及び押し棒が移動し、回転アームを回動しこれにより出力ロッドが移動する構造からなり、請求項2のものに較べて構造が簡便であり、コンパクトにまとめられ又安価に実施できる。 According to the lift actuator of claim 3 of the present invention, the feed piece and the push rod are moved through the screw shaft by the rotation of the motor with the speed reducer, and the output rod is moved by rotating the rotary arm. Therefore, the structure is simpler than that of the second aspect, and the structure is compact and can be implemented at low cost.
また、本考案の請求項4のリフトアクチュエータによれば、前記のようにガイドプレート又は押し棒の移動量が大巾に低減されて出力ロッドに伝達されるが、この場合、ガイドプレート又は押し棒と出力ロッドとの移動比が一対のリミットスイッチにより調整される。これにより、所望の減速比を生じさせることができる。
According to the lift actuator of
また、本考案の請求項5のリフトアクチュエータによれば、ガイドプレート又は押し棒と出力ロッドとの移動比を3倍以上にすることにより、所望の押圧力を得ることができる。
According to the lift actuator of
また、本考案の請求項6のリフトアクチュエータによれば、ねじ軸と螺合するナット片がナット片ホルダに隙間を介して支持されるため、ねじ軸のねじ精度やその組立て精度が低くてもねじ軸の伝達力がナット片に円滑に伝達され、両者の間で「セリ」等が生じない。これにより力の伝達効率の向上が図れる。
According to the lift actuator of
以下、本考案のアクチュエータの実施の形態を図面を参照して詳述する。 Hereinafter, an embodiment of an actuator of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1(a),(b)に示すようにリフトアクチュエータ100は、大別してベース板1と、これに固定されるモータホルダ4に固持される減速機3を有するDCモータ2と、DCモータ2のモータ軸(図略)に連結されるねじ軸5と、ねじ軸5のねじ5aの螺合するナット片6を保持するナット片ホルダ7と、ナット片ホルダ7を一端側に固定するガイドプレート8と、ベース板1に固定される保持部9aとその下方側に一体的に形成され一対の前記ガイドプレート8,8で挟持される挟持部9bとからなるロッド保持部9と、ロッド保持部9にねじ軸5と直交する方向に沿って穿孔されるガイド孔11に摺動可能に保持される出力ロッド10と、ベース板1にねじ軸5方向に沿って移動可能に支持される一対のリミットセンサ12,12と、後に詳述する軸受機構部13等とからなる。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
ベース板1は図1(a)に示すように比較的厚い板材からなり、図1(b)に示すように矩形形状部1aと先端側に向かって縮寸するテーパ部1bからなる。テーパ部1bを形成するものは軽量化のためである。
As shown in FIG. 1A, the
モータホルダ4は、横断面がコ字形状のブロックからなり、その上端面がベース板1に固定される。このモータホルダ4の一側面には減速機3を有するDCモータ2が固定される。また、図1及び図2に示すように減速機3からの駆動軸3aには拡径のスラスト部5bを有するねじ軸5が連結される。また、モータホルダ4のコ字形状の凹溝4a内には後に説明するスラスト軸受13aを保持するためのスラスト軸受保持機構14が固定される。
The
ナット片ホルダ7は、図3(a),(b)に示すように四角板部7aとこの頂度に突出して一体的に形成され係合片7bからなり、ガイドプレート8の側面に固定されるブロック体からなる。このガイドプレート8のねじ軸5側にはグランド形状の凹部7cが凹設される。
一方、凹部7c内にはこの凹部7cと近似形状のナット片6が収納される。なお、ナット片6の外面と凹部7c内面との間には微少隙間15が形成され、ナット片6は凹部7c内で微少隙間15の分だけ自由に移動することができる。なお、ナット片6にはねじ軸5のねじ5aが螺合する。
As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the nut piece holder 7 is integrally formed with the square plate portion 7 a so as to protrude to the top and is formed of an engaging piece 7 b and is fixed to the side surface of the
On the other hand, the recess 7c accommodates a
図4(a),(b)に示すように、ロッド保持部9はベース板1に固定され、図4(a),(b)に示すようにベース板1に固定される保持部9aとこの下方に縮寸して形成される挟持部9bを形成するものからなる。このロッド保持部9には図4(a),(b)に示すようにガイド穴11がほぼ中央に穿孔され、挟持部9bには後に説明する軸受機構部13のガイド軸受としての軸受13b,13b,13b,13bが回動可能に連結される。
4 (a) and 4 (b), the
ガイドプレート8は、図1及び図5に示すようにプレート状の板体からなり、図1(b)や図6で示すようにロッド保持部9の挟持部9bを挟持した状態で摺動可能に保持される。なお、一対のガイドプレート8,8は図6に示すようにねじ16により連結される。また、図5に示すようにガイドプレート8の内面側にはねじ軸5と平行な方向に形成されるストレート溝8aと傾斜溝8bが凹設される。
The
図1及び図6に示すように、出力ロッド10はねじ軸5と直交する方向に配設されるロッド状部材からなり、ロッド保持部9のガイド穴11に出入自在に支持され、その頂部側はベース板1を貫通して突出して配置される。出力ロッド10は最終的は押圧力を生じさせるものであり、押圧力に耐える強度を有するものからなる。また、図6に示すように、出力ロッド10の下端側には軸受機構部13の勾配コロとしての軸受13c,13cが回動自在に連結され、この軸受13c,13cはガイドプレート8の傾斜溝8bに係合する。また、出力ロッド10の中間部には出力ロッド10の軸線方向に対して直交して配置されるガイドピン17かせ突出して形成される。なお、このガイドピン17は図4(a),(b)に示すようにロッド保持部9の保持部9aに形成されるガイド溝9cに係合する。
As shown in FIGS. 1 and 6, the
図6は前記のガイドプレート8とロッド保持部9と出力ロッド10等を組み合わせた断面図であり、これ等の各構成要素の係合状態や取付け状態が明示される。
FIG. 6 is a sectional view in which the
図1(a),(b)に示すように、リミットセンサ12は一対のリミットセンサ12a,12bからなり、図示のようにベース板1の下方にねじ軸5の軸線方向に沿ってビス18により移動可能に固定される。このリミットセンサ12a,12bにはリード線19が連結され、リード線19は図略の電源部に連結される。なお、リミットセンサ12a,12bはナット片ホルダ7の係合片7bが係合した場合にのみ検出信号を発生するものであり、この一対のリミットセンサ12a,12bの間隔がガイドプレート8の移動距離に相当し、ガイドプレート8の移動によって傾斜面8bに係合する軸受13cを介して出力ロッド10が移動することになる。また、出力ロッド10の移動量は傾斜溝8bの傾斜角とガイドプレート8の移動量によって決められるが、本実施例では両者の移動比を1:3とし、1/3の分だけ伝達力の向上を図るようにしているが勿論これに限定するものではない。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the limit sensor 12 is composed of a pair of
次に、軸受機構部13を説明する。軸受機構部13は図1や図2や図6等に示すようにスラスト軸受13aとガイドコロの軸受13bと勾配コロの軸受13c等とからなる。図2に示すように駆動軸3aにはスラスト軸受13aが取付けられ、このスラスト軸受13aはスラスト軸受保持部材14により所定位置に保持されると共にスラスト軸受13aのスラスト面にはねじ軸5のスラスト部5bが当接する。なお、スラスト軸受13aはモータホルダ4の側面とスラスト軸受保持部材14とにより挟持されるがスラスト方向には若干の隙間(ガタ)が残るように組み付けられる。
Next, the bearing mechanism part 13 will be described. The bearing mechanism 13 includes a
次に、本考案のリフトアクチュエータ100による出力ロッド10からの押圧力の発生のプロセスについて説明する。なお、本実施例では減速機3の減速比は1/100のものとしたがこれに限定するものではない。モータ2の回転は減速機3を介して駆動軸3aに伝達され、高トルクの回転力がねじ軸5に伝達される。ねじ軸5の回転によりこれに螺合しているナット片6を介してナット片ホルダ7がねじ軸5の方向に移動し、これに伴ってガイドプレート8がねじ軸方向に移動する。このガイドプレート8の移動によりその傾斜溝8bによって出力ロッド10が移動し、その頂点に当接している押圧力伝達部(図略)に押圧力を与えることになる。なお、前記のようにガイドプレート8の移動量はリミットセンサ12の調整によって行われる。
以上の駆動系路によってDCモータ2の動力は減速機3とガイドプレート8と傾斜溝8bの傾斜角との比によって大きな押圧力が発生するが、軸受機構部13やねじ軸5とナット片6との螺合部についての本考案の工夫等がなければ、移動中にスラスト力や摩擦力が吸収されず、理論通りの押圧力が生じない。
Next, a process of generating a pressing force from the
Due to the above drive system path, the power of the DC motor 2 generates a large pressing force depending on the ratio of the speed reducer 3, the
本考案では、まず、ねじ軸5のねじ送りによって生ずるスラスト力はスラスト軸受13aにより吸収され、かつスラスト軸受13aのスラスト方向の微少隙間によって極めて小さい値となる。また、ねじ軸5のねじ5aとナット片6との螺合によるねじ係合の調和が生じてもナット片6がナット片ホルダ7に微細隙間15を介して保持されているためねじ係合の不調和によるロス力が発生しない。また、ガイドプレート8のねじ軸5方向の移動は軸受13bがストレート溝8aに沿って転動するため摩擦力が吸収されてほとんどゼロとなる。また、出力ロッド10の軸受13cにより傾斜溝13cに沿って移動する場合の摩擦力が吸収されほとんどゼロの状態となる。以上によって本考案のリフトアクチュエータ100ではモータ2からの駆動力がほとんどロスなく出力ロッド10に伝達され、大きな押圧力を発生させることができる。なお、本実施例のリフトアクチュエータ100によれば、150kg以上の押圧力を発生させることが実証された。
In the present invention, first, the thrust force generated by the screw feed of the
前記実施例1は出力ロッドを上下動させる機構としてガイドプレート8のストレート溝8aや傾斜溝8bを用いるものであるが、実施例2はこれ等の替りにコンパクト構造の回動アームを用いてこの回動を出力ロッドに伝達して出力ロッドを上下動させるものであり、実施例1に較べて簡便でコンパクトにまとめられる。従って、安価に実施することができる。
In the first embodiment, the straight groove 8a and the inclined groove 8b of the
以下、実施例2のリフトアクチュエータの概要構造を図7に示すが、実施例と重複する説明は省略する。
図7に示すように、ベース板1に固定される減速機付きのモータ(DCモータス)の減速機3にはねじ軸50が連結され、ねじ軸50は減速機3側に固定される軸受機構部の1つであるスラスト軸受13aによりねじ軸50に加わるスラスト力を低減するようにされている。ねじ軸50にはこれに螺合するナット部20aを有する送り駒20が設けられ、送り駒20は押し棒21に固定される。なお、送り駒20のナット部20aの先端側はリミットスイッチ12a,12bに係合すべく形成される。また、押し棒21はねじ軸50と平行に配置される。
Hereinafter, although the schematic structure of the lift actuator of Example 2 is shown in FIG. 7, the description which overlaps with an Example is abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 7, a
出力ロッド10はベース板1に固定されるロッド保持部90に上下動可能に支持される。また、ロッド保持部90には回動アーム22が回動可能にピン支持される。この回動アーム22はその一端側に当接部22aを形成すると共に他端にアーム部22bを形成するレバーアーム状のものからなる。
当接部22aは押し棒21の先端と当接係合し得る位置に配置され、アーム部22bは出力ロッド10にその先端部を連結する。なお、当接部22aやアーム部22bの出力ロッド10との連結部には図略の軸受を用いてその機械的ロスを低減するようにいることが望ましいがこれに限定するものではない。
The
The abutting
以上の構造により、DCモータ2を駆動することによりねじ軸50が回転し、これによって送り軸20と押し棒21が移動する。この移動量はリミットセンサ12a,12bの位置調整により任意に調整される。
押し棒21の移動は当接部22aを介して回動アーム22に伝達され回動アーム22がロッド保持部90の支持点を基点として回動する。この回動によりアーム部22bが回動し、アーム部22bが連結されている出力ロッド10を上下動させることになります。
出力ロッド10の移動量は前記のように押し棒21の移動量によりコントロールされるが、例えばその移動比をコントロールすることにより前記実施例1と同様の効果を上げることができる。
With the above structure, the
The movement of the
The amount of movement of the
DCモータ2により出力ロッド10を上下動させる中間の機構としては実施例1や実施例2の如きものが挙げられるが、勿論これ等に限定するものではなく、同一技術的範疇の公知技術が適用されることは勿論である。
Examples of the intermediate mechanism for moving the
本考案は、以上のように大きな押圧力を発生させるリフトアクチュエータに関するものであるが、この押圧力を必要とする対象物は任意のものでよく、その利用範囲は極めて広い。 The present invention relates to a lift actuator that generates a large pressing force as described above. However, any object requiring this pressing force may be used, and its range of use is extremely wide.
1 ベース板
1a 矩形形状部
1b テーパ部
2 DCモータ
3 減速機
3a 駆動軸
4 モータホルダ
4a 凹溝
5 ねじ軸
5a ねじ
5b スラスト部
6 ナット片
7 ナット片ホルダ
7a 四角板部
7b 係合片
7c 凹部
8 ガイドプレート
8a ストレート溝
8b 傾斜溝
9 ロッド保持部
9a 保持部
9b 挟持部
9c ガイド溝
10 出力ロッド
11 ガイド穴
12 リミットセンサ
12a リミットセンサ
12b リミットセンサ
13 軸受機構部
13a スラスト軸受
13b 軸受(ガイドコロ)
13c 軸受(勾配コロ)
14 スラスト軸受保持部材
15 微少隙間
16 ねじ
17 ガイドピン
18 ビス
19 リード線
20 送り駒
20a センサ係合部
21 押し棒
22 回動軸アーム
22a 当接部
22b アーム部
50 ねじ軸
90 ロッド保持部
100 リフトアクチュエータ
100a リフトアクチュエータ
DESCRIPTION OF
13c Bearing (gradient roller)
14 Thrust
Claims (6)
The lift actuator according to claim 2, wherein the nut piece is held by the nut piece holder via a gap.
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