JP4874148B2 - Actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アクチュエータに係り、特に、ネジ・ナットタイプのものにおいて、ナットにスライダを一体化させる構造を改良することにより、製造・組立作業の容易化を図り、それによって、コストの低減を図ることができるように工夫したものに関する。 The present invention relates to an actuator, and in particular, in a screw / nut type type, by improving a structure in which a slider is integrated with a nut, it is possible to facilitate manufacturing and assembling work, thereby reducing cost. It relates to things devised to be able to.
アクチュエータは概略次のような構成になっている。まず、ハウジングがあり、このハウジングにはボールネジが回転可能に収容・配置されている。上記ボールネジは駆動モータによって適宜の方向に回転・駆動されるようになっている。上記ボールネジにはボールナットがその回転を規制された状態で螺合・配置されている。上記ボールナットにはスライダが固着されている。そして、上記駆動モータを適宜の方向に回転・駆動することにより、ボールネジが同方向に回転し、それによって、回転を規制されているボールナットとそこに固着されているスライダが適宜の方向に移動することになる。 The actuator is roughly configured as follows. First, there is a housing, and a ball screw is rotatably accommodated and disposed in this housing. The ball screw is rotated and driven in an appropriate direction by a drive motor. A ball nut is screwed and arranged on the ball screw in a state where the rotation of the ball nut is restricted. A slider is fixed to the ball nut. Then, by rotating and driving the drive motor in an appropriate direction, the ball screw rotates in the same direction, so that the ball nut whose rotation is restricted and the slider fixed thereto move in the appropriate direction. Will do.
ところで、上記スライダのボールナットへの固着は次のような方法により行っている。
まず、スライダ側にボールナットが嵌合する穴をあけ、そこにボールナットを挿入した後、スライダとボールナットをピンで結合・固定する方法がある。
又、別の方法として、ボールナットの端面にフランジを設け、該フランジに対してスライダを固定ねじ部材によって固定する方法がある。
The slider is fixed to the ball nut by the following method.
First, there is a method of making a hole for fitting a ball nut on the slider side, inserting the ball nut there, and then connecting and fixing the slider and the ball nut with a pin.
As another method, there is a method in which a flange is provided on the end face of the ball nut and the slider is fixed to the flange with a fixing screw member.
尚、この種のアクチュエータの構成を開示するものとして、例えば、特許文献1がある。
上記従来の構成によると次のような問題があった。
まず、第1の従来例の場合であるが、ボールナットをスライダに嵌合・挿入させた後にボールナット及びスライダに設けられたピン穴に平行ピンを挿入することになるが、その際、ボールナット及びスライダに設けられているピン穴の位置を合わせた後に平行ピンを挿入しなければならず、この作業が非常に煩雑であった。
次に、第2の従来例の場合であるが、ボールナットの端面に設けられているフランジに固定ねじによってスライダを固定する必要がある。その際、アクチュエータ内に固定ねじをねじ込むための工具を挿入する必要があるが、その作業が面倒であり、その為、組立・調整作業が困難になってしまうという問題があった。これは、アクチュエータが小型になればなる程顕著であった。
又、これは何れのタイプの従来例についても共通していえることであるが、アクチュエータとしての性能を確保するために、アクチュエータに組み込まれる各々の部品を高精度に加工しなければならないという問題があった。例えば、ボールネジの曲りや、ボールナットのボールネジに対する同軸度、ボールナットが固定されるスライダの嵌合部分とガイドとの走り精度、真直度、等が確保できていない場合、ボールネジに対してボールナットの「コジレ」が発生してしまい、それによって、摺動抵抗の増加や異音の発生、ひいてはボールナットの短寿命化を招く恐れがあった。
特に、ガイド一体型のアクチュエータの場合、ガイドの一部となるスライダ部分にボールナットが組み込まれ嵌合される構成となるので、ガイド部分との相対的な寸法精度が非常に重要となっていた。その上、高精度に加工された部品を組み込む際にも、スライダの走りとフレーム両端で支持されたボールネジの軸心調整を正確に行う必要があり、そのためにスライダを全長に渡り移動させながら、ボールネジ及びボールナットの軸心調整を行うという煩雑な作業を行う必要があった。そして、これらの作業を精度良く行うためには熟練を要することになる。
The conventional configuration has the following problems.
First, in the case of the first conventional example, after the ball nut is fitted and inserted into the slider, the parallel pin is inserted into the pin hole provided in the ball nut and the slider. Since the parallel pins had to be inserted after the positions of the pin holes provided in the nut and the slider had been aligned, this operation was very complicated.
Next, as in the case of the second conventional example, it is necessary to fix the slider to the flange provided on the end face of the ball nut with a fixing screw. At that time, it is necessary to insert a tool for screwing the fixing screw into the actuator. However, the work is troublesome, and there is a problem that assembly / adjustment work becomes difficult. This was more remarkable as the actuator became smaller.
In addition, this can be said to be common to all types of conventional examples, but in order to ensure the performance as an actuator, there is a problem that each component incorporated in the actuator must be processed with high accuracy. there were. For example, if the ball screw is bent, the concentricity of the ball nut with respect to the ball screw, the running accuracy between the slider mating part to which the ball nut is fixed and the guide, straightness, etc. cannot be secured, the ball nut with respect to the ball screw This could cause an increase in sliding resistance, abnormal noise, and a shortened life of the ball nut.
In particular, in the case of a guide-integrated actuator, since a ball nut is incorporated in and fitted into a slider portion that is a part of the guide, relative dimensional accuracy with the guide portion has become very important. . In addition, when assembling parts processed with high precision, it is necessary to accurately adjust the axis of the ball screw supported at both ends of the slider and the frame while moving the slider over the entire length. It was necessary to perform a complicated operation of adjusting the axial center of the ball screw and the ball nut. And skill is required to perform these operations with high accuracy.
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、高精度な部品加工を要することなくスライダとボールナットの固着を容易に行うこことを可能とし、それによって、製造及び組立作業に要する工数を削減して、コストの低減を図ることが可能なアクチュエータを提供することにある。 The present invention has been made on the basis of such points, and the object of the present invention is to enable the slider and the ball nut to be easily fixed without requiring high-precision component processing, thereby producing Another object of the present invention is to provide an actuator capable of reducing the number of steps required for assembly work and reducing the cost.
上記課題を解決するべく本願発明の請求項1によるアクチュエータは、回転可能な状態で設置されたネジと、上記ネジに対してその回転を規制された状態で螺合・配置されたナットと、上記ナットに対して固定されたスライダと、を具備してなるアクチュエータにおいて、上記スライダは複数個のスライダ要素からなる複数割り構造になっていて、上記複数のスライダ要素の間に上記ナットを挟み込んで固定する構成になっており、上記スライダ要素と上記ナットとの間に各部品の寸法誤差を吸収するための弾性部材が介在されていることを特徴とすることを特徴とするものである。
又、請求項2によるアクチュエータは、請求項1記載のアクチュエータにおいて、上記スライダとナットの間には回転方向の動きを規制する回転規制部材が設置されていることを特徴とするものである。
又、請求項3によるアクチュエータは、請求項1記載のアクチュエータにおいて、上記弾性部材はばね部材によって構成されていることを特徴とするものである。
又、請求項4によるアクチュエータは、請求項1記載のアクチュエータにおいて、上記弾性部材はゴム材から構成されていることを特徴とするものである。
又、請求項5によるアクチュエータは、請求項1記載のアクチュエータにおいて、上記スライダは二つのスライダ要素からなる二つ割りの構成になっていることを特徴とするものである。
又、請求項6によるアクチュエータは、請求項1記載のアクチュエータにおいて、上記スライダは金属製であり、ダイカスト或いはメタルインジェクションによって製造されたものであることを特徴とするものである。
又、請求項7によるアクチュエータは、請求項1記載のアクチュエータにおいて、上記ネジ・ナットはボールネジ・ボールナットであることを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, an actuator according to
According to a second aspect of the present invention, in the actuator according to the first aspect, a rotation restricting member for restricting the movement in the rotational direction is provided between the slider and the nut.
The actuator according to
According to a fourth aspect of the present invention, in the actuator according to the first aspect, the elastic member is made of a rubber material.
According to a fifth aspect of the present invention, in the actuator according to the first aspect of the present invention, the slider is divided into two parts each composed of two slider elements.
According to a sixth aspect of the present invention, in the actuator according to the first aspect, the slider is made of metal and is manufactured by die casting or metal injection.
According to a seventh aspect of the present invention, in the actuator according to the first aspect, the screw / nut is a ball screw / ball nut.
以上述べたように本願発明の請求項1によるアクチュエータは、回転可能な状態で設置されたネジと、上記ネジに対してその回転を規制された状態で螺合・配置されたナットと、上記ナットに対して固定されたスライダと、を具備してなるアクチュエータにおいて、上記スライダは複数個のスライダ要素からなる複数割り構造になっていて、上記複数のスライダ要素の間に弾性部材を介在させた状態で上記ナットを挟み込んで固定するような構成になっているので、まず、アクチュエータの製造・組立作業が容易になり、それによって、コストの低減を図ることができる。すなわち、ナットとスライダとの固着構造において、スライダ側を複数割り構造としてナットを挟み込むとともに、その間に弾性部材を介在させる構成にしたからである。上記弾性部材が各部品の寸法誤差を吸収することになるので、各々の部品に対する寸法精度の裕度が拡大されることになり、それによって、製造・組立作業が容易化されるものである。
又、請求項2によるアクチュエータは、請求項1記載のアクチュエータにおいて、上記スライダとナットの間には回転方向の動きを規制する回転規制部材が設置されているので、スライダとナットとの間の不用意な位置ずれを防止することができる。
又、上記弾性部材としては、例えば、ばね部材、ゴム材等の使用が考えられる。
又、上記スライダを二つのスライダ要素からなる二つ割りの構成にした場合には、簡単な構成で所望の効果を得ることができる。
又、請求項6によるアクチュエータは、請求項1記載のアクチュエータにおいて、上記スライダは金属製であり、ダイカスト或いはメタルインジェクションによって製造されたものであるので、面倒な機械加工を要することなく所望の複雑な形状の部品を容易に得ることができる。
又、上記ボール・ナットとしてはボールネジ・ボールナットであること考えられる。
As described above, the actuator according to
According to a second aspect of the present invention, in the actuator according to the first aspect, a rotation restricting member is provided between the slider and the nut to restrict the movement in the rotational direction. Prepared misalignment can be prevented.
Further, as the elastic member, for example, use of a spring member, a rubber material or the like can be considered.
Further, when the slider is divided into two parts composed of two slider elements, a desired effect can be obtained with a simple structure.
According to a sixth aspect of the present invention, in the actuator according to the first aspect, the slider is made of metal and is manufactured by die casting or metal injection. Shaped parts can be easily obtained.
The ball nut may be a ball screw / ball nut.
以下、図1乃至図4を参照して本発明の一実施の形態を説明する。図1は本実施の形態によるアクチュエータの全体の構成を示す分解斜視図であり、図2は図1に示す構成の要部をさらに詳しく示す分解斜視図である。まず、ハウジング1があり、このハウジング1内にはボールネジ3が回転可能な状態で設置されている。上記ハウジング1にはリアケース5が取付・固定されていて、このリアケース5内には図示しない駆動モータが収容・配置されている。上記リアケース5は4本の固定ねじ部材6によって上記ハウジング1に取付・固定されている。上記ボールネジ3は上記駆動モータによって回転駆動されるように構成されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an exploded perspective view showing the entire configuration of the actuator according to the present embodiment, and FIG. 2 is an exploded perspective view showing the main part of the configuration shown in FIG. 1 in more detail. First, there is a
上記ボールネジ3には、図2に示すように、ボールナット7がその回転を規制された状態で螺合・配置されている。このボールナット7にはスライダ9が固着されている。上記ボールナット7とスライダ9との固着の構成は次のようになっている。
As shown in FIG. 2, the
まず、上記スライダ9は上下の二つ割りの構成になっている。すなわち、上記スライダ9は下部スライダ要素11と上部スライダ要素13を備えていて、これら下部スライダ要素11と上部スライダ要素13とのの間に上記ボールナット7を挟み込む構成になっている。
その際、まず、下部スライダ要素11とボールナット7との間に回転を規制する回転規制ピン15を介在させるようにしている。この回転規制ピン15によってボールナット7と下部スライダ要素11を回転方向に一体化させるようにしている。又、上部スライダ要素13と下部スライダ要素11との間にも位置決めピン16、16が設置されている。
First, the slider 9 is divided into upper and lower parts. That is, the slider 9 includes a
At this time, first, a
又、上記下部スライダ要素11と上部スライダ要素13はアルミニウム材又は同種の軽金属から製造されていて、ダイカストによって製造されている。
尚、ダイカスト以外にもメタルインジェクション等によって製造することがあり、この場合には、上記下部スライダ要素11と上部スライダ要素13は、鉄、ステンレス(SUS)、チタン等によって製造されることになる。
よって、複雑な形状であっても機械加工を要することなく製造することができる。
The
In addition to die casting, it may be manufactured by metal injection or the like. In this case, the
Therefore, even a complicated shape can be manufactured without requiring machining.
又、上記上部スライダ要素13とボールナット7との間には弾性部材としての板ばね17が介在されている。このような板ばね17を介在させることにより、スライダ9とボールナット7等各部品の加工精度誤差に基づく位置ずれ等(ボールナット7の偏心や偏角、ボールナット7のコジレ等)を吸収し、それによって、各部品の加工精度に対する裕度を拡大しようとするものである。
尚、上記上部スライダ要素13と下部スライダ要素11は4本の固定ねじ部材19によって一体化されるように構成されている。
A
The
上記ハウジング1の内周両側壁部には、図3及び図4にも示すように、一対のガイドレール21、21が設けられている。一方、上記下部スライダ要素11の両側部には一対のガイド部23、23が設けられている。下部スライダ要素11は一対のガイド部23、23を介して上記一対のガイドレール21、21に沿って移動することになる。その際、上記下部スライダ要素11の一対のガイド部23、23と一対のガイドレール21、21との間には複数個のボール24が循環する構成になっている。上記下部スライダ要素11側には上記ボール24の循環路26、26が形成されている。つまり、上記複数個のボール24は、上記ガイドレール21とガイド部23とにより構成される循環路と上記循環路26をスライダ9の移動に伴って循環することになり、それによって、スライダ9の円滑な移動を提供するようにしているものである。
As shown in FIGS. 3 and 4, a pair of
上記上部スライダ要素13の上には、中間部材25、シートスライダ27、ステンレスシート29、スライダーカバ31が順次積層。配置されている。上記スライダーカバー31の上からは2本の固定ねじ部材33、33がねじ込まれている。又、上記ステンレスシート29は、ハウジング1の両端に設置された端部材35、37に対して、2本ずつの固定ねじ部材39によって板材41を介して固定されている。又、ハウジング1の左右両側にはサイドカバー43、43が固定ねじ部材45によって固定されている。
尚、図2中符号51はストッパ部材、符号53はシール部材を示している。
On the
In FIG. 2,
上記構成を基にその作用を説明する。図示しない駆動モータを適宜の方向に回転・駆動することによりボールネジ3が同方向に回転する。このボールネジ3の回転によってボールナット7ひいてはスライダ9が左右何れかの方向に移動する。その際、一対のガイドレール21、21と一対のガイド部23、23との間、ボール循環路26、26を介して複数個のボール24が循環することになり、それによって、スライダ9の円滑な動作が提供されることになる。
The operation will be described based on the above configuration. The
以上本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、アクチュエータの製造・組立作業が容易になり、それによって、製造・組立作業に要するコストの低減を図ることができる。すなわち、ボールナット7とスライダ9との固着構造において、スライダ9側を二つ割り構造とし、下部スライダ要素11と上部スライダ要素13との間にボールナット7を挟み込むとともに、その間に板ばね17を介在させる構成にしたからである。上記板ばね17がスライダ9とボールナット7等各部品の加工精度誤差に基づく位置ずれ等(ボールナット7の偏心や偏角、ボールナット7のコジレ等)を吸収することになるので、それらの部品に対する寸法精度の裕度が拡大されることになり、それによって、製造・組立作業が容易化されるものである。
又、上記構成を採用することにより、下部スライダ要素11と上部スライダ要素13は金属を使用したダイカスト或いはメタルインジェクション等によって製造することが可能になり(寸法精度の裕度が拡大されたため)、複雑な機械加工を要することなく低コストで製造することができる。
又、スライダ9とボールナット7との間には回転規制ピン15が設置されているので、両者間の位置ずれ、ボールナット7の回転方向への不用意な変位は確実に防止される。
又、本実施の形態の場合には、スライダ9を上下下二つ割りとして下部スライダ要素11と上部スライダ要素13とから構成しているので、ボールナット7の組込作業も容易である。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
First, the manufacturing and assembling work of the actuator is facilitated, and thereby the cost required for the manufacturing and assembling work can be reduced. That is, in the fixing structure of the
Further, by adopting the above-described configuration, the
Further, since the
In the case of the present embodiment, the slider 9 is divided into the upper and lower parts and is composed of the
尚、本発明は前記一実施の形態に限定されるものではない。
例えば、前記一実施の形態では、弾性部材として板ばねを使用した例を挙げて説明したが、それ以外にも、例えば、コイルばね、ゴム材、等、様々な部材の使用が考えられる。
又、前記一実施の形態では、スライダを上下二つ割りにした構成を例に挙げて説明したが、三つ割り以上の構成も想定される。
又、前記一実施の形態の場合には、上部スライダ要素とボールナットの間に一個の板ばねを介在させた構成を例に挙げて説明したが、弾性部材の個数、介在させる位置等についてもこれを特に限定するものではない。
又、スライダとナットとの間の回転規制部材としては、ピン以外にもキー構造の採用が考えられる。
The present invention is not limited to the one embodiment.
For example, in the above-described embodiment, an example in which a leaf spring is used as the elastic member has been described. However, various other members such as a coil spring and a rubber material can be used.
In the above-described embodiment, the configuration in which the slider is divided into the upper and lower parts has been described as an example. However, a structure having three or more parts is also assumed.
In the case of the above-described embodiment, the configuration in which one leaf spring is interposed between the upper slider element and the ball nut has been described as an example. However, the number of elastic members, the positions to be interposed, etc. This is not particularly limited.
Further, as a rotation restricting member between the slider and the nut, it is conceivable to adopt a key structure in addition to the pin.
本発明は、アクチュエータに係り、特に、ボールネジ・ボールナットタイプのものにおいて、ボールナットにスライダを一体化させる構造を改良することにより、製造・組立作業の容易化を図ることができるように工夫したものに関し、例えば、各種一軸アクチュエータに好適である。 The present invention relates to an actuator, and in particular, in a ball screw / ball nut type, it has been devised so that manufacturing and assembly work can be facilitated by improving a structure in which a slider is integrated with a ball nut. For example, it is suitable for various uniaxial actuators.
1 ハウジング
3 ボールネジ
7 ボールナット
9 スライダ
11 上部スライダ要素
13 下部スライダ要素
15 回転規制ピン
16 位置決めピン
17 板ばね(弾性部材)
DESCRIPTION OF
Claims (7)
上記スライダは複数個のスライダ要素からなる複数割り構造になっていて、上記複数のスライダ要素の間に上記ナットを挟み込んで固定する構成になっており、
上記スライダ要素と上記ナットとの間に各部品の寸法誤差を吸収するための弾性部材が介在されていることを特徴とするアクチュエータ。 An actuator comprising: a screw installed in a rotatable state; a nut screwed and arranged in a state where rotation of the screw is restricted; and a slider fixed to the nut. In
The slider has a multiple split structure composed of a plurality of slider elements, and is configured to sandwich and fix the nut between the plurality of slider elements ,
An actuator characterized in that an elastic member is interposed between the slider element and the nut to absorb a dimensional error of each component .
上記スライダとナットの間には回転方向の動きを規制する回転規制部材が設置されていることを特徴とするアクチュエータ。 The actuator according to claim 1, wherein
An actuator characterized in that a rotation restricting member for restricting movement in the rotation direction is installed between the slider and the nut.
上記弾性部材はばね部材によって構成されていることを特徴とするアクチュエータ。 The actuator according to claim 1, wherein
The actuator is characterized in that the elastic member is constituted by a spring member.
上記弾性部材はゴム材から構成されていることを特徴とするアクチュエータ。 The actuator according to claim 1, wherein
The actuator is characterized in that the elastic member is made of a rubber material.
上記スライダは二つのスライダ要素からなる二つ割りの構成になっていることを特徴とするアクチュエータ。 The actuator according to claim 1, wherein
2. The actuator according to claim 1, wherein the slider has a two-part structure comprising two slider elements.
上記スライダは金属製であってダイカスト或いはメタルインジェクションによって製造されたものであることを特徴とするアクチュエータ。 The actuator according to claim 1, wherein
The actuator is characterized in that the slider is made of metal and is manufactured by die casting or metal injection.
上記ネジ・ナットはボールネジ・ボールナットであることを特徴とするアクチュエータ。 The actuator according to claim 1, wherein
The actuator according to claim 1, wherein the screw / nut is a ball screw / ball nut.
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