JP5558939B2 - Electric actuator - Google Patents
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Description
本発明は、モータの駆動力をベルト・プーリ機構と送りねじを介して変位部材に伝達することにより前記変位部材を移動させる電動アクチュエータに関する。特に、本体の軸方向の長さが短いことが特徴の電動アクチュエータに関する。 The present invention relates to an electric actuator that moves a displacement member by transmitting a driving force of a motor to the displacement member via a belt / pulley mechanism and a feed screw. In particular, the present invention relates to an electric actuator characterized by a short axial length of a main body.
従来、この種の電動アクチュエータとしては、特開2009−159813号公報(特許文献1参照)あるいは特開2003−207013号公報(特許文献2参照)がある。
これら特許文献1,2に記載の電動アクチュエータは、軸方向の長さを短くするため、モータと送りねじとを、互いに隣り合うように配設している。
そして、ベルト・プーリ機構を用いて、モータ軸の回転を送りねじに伝動するようにしている。
また、ベルトに対して適度な張力を加えることによって、アクチュエータの動作精度を出すようにしている。
Conventionally, as this type of electric actuator, there is JP 2009-159813 A (see Patent Document 1) or JP 2003-207033 A (see Patent Document 2).
In the electric actuators described in
A belt / pulley mechanism is used to transmit the rotation of the motor shaft to the feed screw.
Further, by applying an appropriate tension to the belt, the operation accuracy of the actuator is obtained.
この作業について、図9および図10を用いて以下に説明する。
電動アクチュエータの構造は、ボディ100に内蔵されたモータ101の回転軸にプーリ102を固定し、モータ101に沿って併設されたボールねじ軸103の一端にプーリ104を装着し、モータ側プーリ102とボールねじ軸側プーリ104をベルト105で連繋している。ボールねじ軸103は軸受け106によって支持されており、このボールねじ軸103のねじ部にはボールネジナット107が螺合している。ボールネジナット107には、ボールねじ軸103の他端部側に円筒状の直動出力ロッド108が装着されており、ボールネジナット107と共に軸方向に移動可能に支持されている。この直動出力ロッド108には、スライダ109のエンドプレート110が固定されており、ボールネジナット107の動きに応じてスライダ109が移動するものである。
This operation will be described below with reference to FIGS. 9 and 10.
The structure of the electric actuator is such that the
前記ベルト105は適正張力を加えることでモータ101の動力をボールねじ軸103に伝達することができる。モータ側プーリ102が固定されたモータ101は、ベースプレート111を介してボルト112によりボディ100に固定されている。
従って、モータ側プーリ102が固定されたモータ101は、軸端にボールねじ軸側プーリ104が固定されたボールねじ軸103に対して、軸間距離を広げる方向に引っ張られ、ベルト105に適正張力を加えた状態でボルト112により固定されている。
The
Therefore, the
しかしながら、こうした従来の電動アクチュエータにあっては次のような問題があった。
すなわち、ベルト105の張力の経時的な低下による動作精度の低下である。
この種の電動アクチュエータは、動作を続けると経時的にベルト105の張力が低下し、モータ101の動力をボールねじ軸103に伝達する精度が劣化してくる。
低下したアクチュエータの動作精度を再度上昇させるためには、ベルト張力を上昇させることが必要である。そうするためにはモータ101とボールねじ軸103との軸間をわずかに広げるように微調整しなければならない。
However, such conventional electric actuators have the following problems.
That is, the operation accuracy decreases due to a decrease in the tension of the
When this type of electric actuator continues to operate, the tension of the
In order to increase again the lowered operation accuracy of the actuator, it is necessary to increase the belt tension. In order to do so, fine adjustment must be made so that the space between the
このため、その都度、ボルト112を緩め、モータ側プーリ102が固定されたモータ101を、軸端にボールねじ軸側プーリ104が固定されたボールねじ軸103に対して、軸間距離を広げる方向に引っ張り、ベルト105に適正張力を加え直し、ボルト112を固定し直すという保守作業が必要となる。
この、ベルト張力調整作業は、保守作業として定期的に実施する必要がある。通常モータ101側をわずかに動かす作業をするが、モータ101の引っ張り力を測定しながらの作業であるため、二人作業となることが多く、電動アクチュエータの使用者にとっては負担である。
また、こうした、ベルト105に適正張力を加える作業は、電動アクチュエータの製造時にも施さなければならない。したがって製造作業性が悪いという問題もある。
Therefore, in each case, the
This belt tension adjustment work needs to be periodically performed as a maintenance work. Usually, the operation of slightly moving the
Further, such an operation of applying an appropriate tension to the
本発明は、上記課題を解決し、モータ固定を一度緩め、再度固定し直すだけで、バネの反力によりベルトに適正張力を与えなおし運転を再開することができる電動アクチュエータを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide an electric actuator capable of re-applying an operation by re-applying an appropriate tension to a belt by a reaction force of a spring simply by loosening and re-fixing the motor. And
本発明は、上記課題を解決するため、モータと送りねじ機構を互いに平行に配置し、前記モータの駆動力を、ベルト・プーリ機構を介して前記送りねじ機構に伝達し、該送りねじ機構の作動に連動して動作する可動部を備えた電動アクチュエータにおいて、前記送りねじ機構を取り付ける支持プレートに、モータ用開口孔と、このモータ用開口孔を挟んで両側に、前記モータの移動方向に沿って一対の開口溝を形成し、この開口溝に摺動可能に組み付けられる一対のモータ固定用部材に前記モータを着脱自在に取り付けることにより前記モータを前記支持プレートに取り付け、前記送りねじ機構を前記支持プレートの開口溝に係止部材により取付け、前記モータ固定用部材と前記係止部材の間に、反発力により前記モータと前記送りねじ機構との軸間距離を広げるように作用する一対の弾撥手段を設けたことにある。
さらに、本発明は、前記支持プレートの前記モータ用開口孔に前記モータの回転軸が設けられた一端部を組み付け、かつ、このモータの回転軸にモータ側プーリを取り付け、前記送りねじ機構のボールねじ軸の一端に送りねじ機構側プーリを取り付け、前記モータ側プーリと前記送りねじ機構側プーリにベルトを掛け渡すとともに、このベルトの張力を前記支持プレートに対する前記モータ固定用部材の取り付け位置を調整することにより設定したことにある。
またさらに、本発明は、前記弾撥手段として、前記モータ固定用部材の一端と前記送りねじ機構側係止部材との間の前記開口溝に沿って付勢力を付与するコイルバネを配設したことにある。
In order to solve the above problems, the present invention arranges a motor and a feed screw mechanism in parallel to each other, transmits the driving force of the motor to the feed screw mechanism via a belt / pulley mechanism, In the electric actuator having a movable portion that operates in conjunction with the operation, a support plate to which the feed screw mechanism is attached is provided with a motor opening hole and both sides of the motor opening hole along the moving direction of the motor. The motor is attached to the support plate by detachably attaching the motor to a pair of motor fixing members slidably assembled in the opening groove, and the feed screw mechanism is mounting by the locking member to the open groove of the support plate, the said motor fixing member between said locking member and said motor by the repulsive force feed screw mechanism In that a pair of Tamabachi means acting to widen the inter-axis distance.
Further, according to the present invention, one end of the support plate provided with the rotation shaft of the motor is assembled to the motor opening hole, and a motor-side pulley is attached to the rotation shaft of the motor, and the ball of the feed screw mechanism A pulley on the feed screw mechanism side is attached to one end of the screw shaft, and a belt is stretched between the pulley on the motor side and the pulley on the feed screw mechanism side, and the tension of the belt is adjusted to adjust the attachment position of the motor fixing member to the support plate. It is in setting by doing.
Still further, according to the present invention, a coil spring that applies a biasing force along the opening groove between one end of the motor fixing member and the feed screw mechanism side locking member is disposed as the elastic means. It is in.
請求項1によれば、ベルトによる動力伝達機構を備えた電動アクチュエータに本構造を取り入れることで、プーリを固定したモータを直接引っ張り、その力を測定しながら固定し、ベルトに適性張力を与える方式で組み立てなくて良くなるため、簡単に一人で組み立てすることができる。
また、この種の電動アクチュエータは、動作を続けると経時的にベルトの張力が低下し直線動作の位置決め精度が劣化する、また、回転力の伝達効率が低下する、などの現象が生じてくるが、その都度、張力測定を行いながらの適正な張力調整作業を行う保守作業がなく、モータの固定を一度緩め、再度固定し直すだけで、弾撥手段によりベルトに適正な張力を与えなおし、運転を再開することができる。
さらに、開口溝に沿って、弾撥手段によりモータ固定部材が付勢されているので、常時、ベルトに張力を付与するように弾撥手段が働くことから、モータの固定を一度緩め、再度固定し直すだけで、弾撥手段の反力によりベルトに適正な張力を付与することができる。
請求項2によれば、ベルトの張力を前記支持プレートに対する前記モータ固定用部材の取り付け位置を調整することにより設定することができるので、簡単な作業で容易にベルトの張力を調整することができる。
請求項3によれば、開口溝に沿って付勢力を付与するコイルバネを配置することで、モータと送りねじ機構との軸間距離を広げる方向に付勢するので、組付け作業が容易である。
According to
In addition, when this type of electric actuator continues to operate, the belt tension decreases over time, the positioning accuracy of linear operation deteriorates, and the transmission efficiency of rotational force decreases. In each case, there is no maintenance work to perform proper tension adjustment while measuring the tension, and once the motor is loosened and then re-fixed, the belt is re-applied with the appropriate tension by the elastic means. Can be resumed.
Furthermore, since the motor fixing member is urged by the elastic means along the opening groove, the elastic means works at all times to apply tension to the belt, so the motor is loosened once and fixed again. By simply re-working, an appropriate tension can be applied to the belt by the reaction force of the elastic means.
According to the second aspect , since the tension of the belt can be set by adjusting the mounting position of the motor fixing member with respect to the support plate, the tension of the belt can be easily adjusted by a simple operation. .
According to the third aspect of the present invention, since the coil spring that applies the urging force is arranged along the opening groove, the urging is performed in a direction that increases the distance between the shafts of the motor and the feed screw mechanism. .
以下、図示の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the illustrated embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
図1ないし図8は、本発明の実施の形態による電動アクチュエータを示したものである。
電動アクチュエータは、図1ないし図4に示すように、電源に接続されて図示しない制御部により駆動制御されるモータ1と、該モータ1と互いに平行に配置された送りねじ機構2と、モータ1の回転を送りねじ機構2に伝達するベルト・プーリ機構3と、送りねじ機構2の作動により往復動操作される操作部としての可動テーブル4とで構成されている。
1 to 8 show an electric actuator according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIGS. 1 to 4, the electric actuator includes a
前記モータ1は、図5ないし図7に示すように、細長い板材で形成された一対のモータ固定用部材5に、ねじ6を介して固定されている。この一対のモータ固定用部材5は、例えば、金属製の材料で形成された剛性のある支持プレート7の上下縁部に沿って形成された開口溝7aにスライド可能に挿入されており、ねじ6を介してモータ1をモータ固定用部材5に留めることで、支持プレート7を挟み込んで固定している。支持プレート7には、モータ1の回転軸1aとともに、先端円筒部1bが移動可能に入る長孔7bが形成されている。
As shown in FIGS. 5 to 7, the
前記送りねじ機構2は、図4に示すように、モータ1と平行に配置された長尺のボディ8内に、長手方向に沿ってボールねじ軸9を内装したものである。ボールねじ軸9は、両端部を回転軸受け10,11に支持されており、これら回転軸受け10,11は、ボディ8内の軸受けハウジング部材12,13に収納されている。ベルト・プーリ機構3側の回転軸受け10は、前記支持プレート7を、複数のボルト14を介して軸受けハウジング部材12にねじ止めすることにより、前記支持プレート7と軸受けハウジング部材12との間に保持されている。前記ボールねじ軸9には、ボールねじ軸9の回転に伴って移動するボールねじナット15が螺合しており、このボールねじナット15には、一体に移動する可動テーブル4が、ねじ止めされている。可動テーブル4は、ボディ8の上面に長手方向に沿って形成された開口穴8aから外部に突出するように配置されている。可動テーブル4は、往復動操作によって制御するものであれば、操作対象に応じて形状を変更することができる。
As shown in FIG. 4, the
前記モータ固定用部材5と、前記送りねじ機構2側で、モータ固定用部材5に最も近いボルト14との間の前記開口溝7a内には、図5ないし図8に示すように、開口溝7aに沿ってコイルバネ16がそれぞれ配置されている。このコイルバネ16は、前記モータ固定用部材5と、モータ側のボルト14(係止部材)との間にあって、モータ固定用部材5を送りねじ機構2から離れる方向に付勢するものである。
In the
前記ベルト・プーリ機構3は、モータ1の回転軸1aに装着されたモータ側プーリ17と、前記送りねじ機構2のボールねじ軸9の一端9aに装着された送りねじ機構側プーリ18との間に、ベルト19を掛け渡して連繋して構成されている。このベルト・プーリ機構3は、外側をプーリカバー20に覆われて保護されている。
The belt-
上記構成の作用を説明する。
モータ1の回転軸1aにモータ側プーリ17を固定し、ボールねじ軸9の一端9aに、送りねじ機構側プーリ18を固定し、モータ側プーリ17と送りねじ機構側プーリ18にベルト19を掛け渡す。モータ1は、ねじ6をモータ1の背面側から挿通して、支持プレート7の開口溝7aを通してモータ固定用部材5のねじ孔5aに螺合して締め付け固定する。このとき、モータ固定用部材5には、開口溝7aに沿って配置されたコイルバネ16の反発力が働いているので、モータ1は送りねじ機構2から離れる方向の反発力を受けた状態で固定される。こうして、ベルト19には、一定の張力が働いた状態でモータ1が固定される。送りねじ機構2は、ボルト14を介して支持プレート7に固定されているので、モータ1をモータ固定用部材5に固定するねじ6を調整することで、ベルト19に張力を付与することができる。
The operation of the above configuration will be described.
A motor-
次に、モータ1を作動させることにより、モータ側プーリ17からベルト19を介して送りねじ機構側プーリ18に回転動力が伝達され、ボールねじ軸9を回転させる。これにより、ボールねじ軸9の回転に伴って移動するボールねじナット15がボールねじ軸9に沿って移動する。ボールねじナット15に一体に設けられた可動テーブル4は、ボールねじ軸9に沿って往復動し、可動テーブル4に装着された操作部を作動することができる。
Next, by operating the
そして、電動アクチュエータの使用によって、ベルト・プーリ機構3のベルト19に経時的な伸びが発生した場合、モータ1をモータ固定用部材5に固定するねじ6を緩めると、コイルバネ16の反発力が働き、ベルト19の緩みを解消する。そして、一定の張力をベルト19に与えた状態で、再び、ねじ6を締めることで、モータ1を固定することができる。
When the
以上説明してきたように、上記実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
ベルトによる動力伝達機構を備えた電動アクチュエータに本構造を取り入れることで、従来のようにプーリを固定したモータを直接引っ張り、その力を測定しながら固定し、ベルトに適性張力を与える方式で組み立てなくて良くなるため、組立作業に際して簡単に一人で組み立てすることができる。
また、この種の電動アクチュエータは、動作を続けると経時的にベルトの張力が低下し直線動作の位置決め精度が劣化する、また、回転力の伝達効率が低下する、などの現象が生じてくるが、従来のように、その都度、張力測定を行いながらの適正張力調整作業を行う保守作業がなく、モータの固定を一度緩め、再度固定し直すだけで、バネの反力によりベルトに適正張力を与えなおすことができることから、瞬時に運転を再開することができる。
As described above, according to the above embodiment, the following effects can be obtained.
By incorporating this structure into an electric actuator equipped with a belt-based power transmission mechanism, it is possible to directly pull a motor with a pulley fixed as in the past, and fix it while measuring its force. Therefore, it can be easily assembled by one person during assembly work.
In addition, when this type of electric actuator continues to operate, the belt tension decreases over time, the positioning accuracy of linear operation deteriorates, and the transmission efficiency of rotational force decreases. As in the past, there is no maintenance work for adjusting the appropriate tension while measuring the tension each time, just loosening the motor once and fixing it again. Since it can be given again, the operation can be resumed instantly.
なお、本願発明は、上記実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、電動アクチュエータとしては、ボールねじ機構駆動のものだけでなく、すべりねじ機構駆動、のものも存在する。
また、電動アクチュエータとは、可動テーブルが直線運動するスライダ形状だけでなく、可動ロッドが直線運動するシリンダ形状のものも存在する。など、その他、本発明の要旨を変更しない範囲内で適宜、変更して実施し得ることは言うまでもない。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, electric actuators include not only a ball screw mechanism drive but also a slide screw mechanism drive.
The electric actuator includes not only a slider shape in which the movable table moves linearly but also a cylinder shape in which the movable rod moves linearly. In addition, it goes without saying that the present invention can be appropriately modified and implemented without departing from the scope of the present invention.
1 モータ
2 送りねじ機構
3 ベルト・プーリ機構
4 可動テーブル
5 モータ固定用部材
6 ねじ
7 支持プレート
7a 開口溝
8 ボディ
9 ボールねじ軸
10,11 回転軸受け
12,13 軸受けハウジング部材
14 ボルト(係止部材)
15 ボールねじナット
16 コイルバネ(弾撥手段)
17 モータ側プーリ
18 送りねじ機構側プーリ
19 ベルト
20 プーリカバー
DESCRIPTION OF
15
17
Claims (3)
前記送りねじ機構を取り付ける支持プレートに、モータ用開口孔と、このモータ用開口孔を挟んで両側に、前記モータの移動方向に沿って一対の開口溝を形成し、この開口溝に摺動可能に組み付けられる一対のモータ固定用部材に前記モータを着脱自在に取り付けることにより前記モータを前記支持プレートに取り付け、
前記送りねじ機構を前記支持プレートの開口溝に係止部材により取付け、
前記モータ固定用部材と前記係止部材の間に、反発力により前記モータと前記送りねじ機構との軸間距離を広げるように作用する一対の弾撥手段を設けたことを特徴とする電動アクチュエータ。 A motor and a feed screw mechanism are arranged in parallel to each other, and a driving part for transmitting the driving force of the motor to the feed screw mechanism via a belt / pulley mechanism and operating in conjunction with the operation of the feed screw mechanism is provided. In the electric actuator
A support plate for mounting the feed screw mechanism is formed with a motor opening hole and a pair of opening grooves on both sides of the motor opening hole along the moving direction of the motor, and can slide in the opening groove. The motor is attached to the support plate by detachably attaching the motor to a pair of motor fixing members assembled to
The feed screw mechanism is attached to the opening groove of the support plate by a locking member,
An electric actuator characterized in that a pair of elastic means is provided between the motor fixing member and the locking member so as to widen a distance between the motor and the feed screw mechanism by a repulsive force. .
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