JPS6131757A - 直動形駆動装置 - Google Patents

直動形駆動装置

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JPS6131757A
JPS6131757A JP15354884A JP15354884A JPS6131757A JP S6131757 A JPS6131757 A JP S6131757A JP 15354884 A JP15354884 A JP 15354884A JP 15354884 A JP15354884 A JP 15354884A JP S6131757 A JPS6131757 A JP S6131757A
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JP
Japan
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shaft portion
shaft
hollow rotor
operating rod
nut
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JP15354884A
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Masanobu Fukuzumi
福積 正信
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H2025/2062Arrangements for driving the actuator
    • F16H2025/2075Coaxial drive motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H2025/2078Coaxial drive motors the rotor being integrated with the nut or screw body

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は電動機とねじ送り機構とを組み合わせた直動
形駆動装置に関するものである。
(ロ)従来技術 従来かなり長いストロークを要する直動形駆動装置に一
般に用いられる空気圧シリンダもしくは油圧シリンダに
代わるものとして。
圧縮空気源もしくは油圧源装置、方向切換弁。
配管などが不要で電源さえあれば作動が可能な、電動機
の回転運動をラック、ビニオンの組合せにより直線運動
蛋こ変換する第3図番こ示したいわゆるリニアヘッドや
、ねじ送り機構Qこより同じく電動機の回転運動を直線
運動に変換する第4図に示したパワーシリンダが提供さ
れている。
前者はモータ部(1)と、ラック部(2)を片側に有す
るスライドシャフトすなわち作動ロッド(3)とは直角
関係位置昏こ、後者はモータ部(月と。
ねじ軸と接続された作動ロッド(3つとは平行関係位置
にそれぞれケーシング(4)に保持されており、空気圧
シリンダ、油圧シリンダ本体だけと比較すればこれらの
装置はいずれもかなり大形となり、形状も異なるために
、被動作動装置との接続に当っては、空気圧シリンダま
たは油圧シリンダと接続する場合のように簡単に行えず
、それ自体の据付けにかなりのスペースを必要とする。
(ハ)発明が解決しようとする問題点 この発明の技術的課題は、圧縮空気源もしくは油圧空気
源装置を要せず、切換弁、配管等の付帯機器が不要で電
動機駆動用の電源のみがあればよいという前記したリニ
アヘッドやパワーシリンダのもつ有利性をそのまま残し
ながら、これらの直動形駆動装置の有する前記問題点、
すなわちモータ部と作動ロッドとが同一軸線上にないこ
と、かなり大形となることから生ずる不都合な点を解消
することであり、いいかえれば空気圧シリンダ、油圧シ
リンダの装着箇所にほぼそのまき置き換え使用すること
ができる直動形駆動装置を提供することを目的とする。
に)問題点を解決するための手段 前記した従来の装置が有する問題点を解決するため・こ
、ねじ軸部圓と回り止めが施された回り止め軸部@とを
軸線方向に連設して形成した作動ロッドαJを、電動機
−の中空−ロータ軸(2)の内部昏こ同心に収め1作動
ロッドαJの回り止め軸部(ハ)を電動機α七の前部カ
バーα口に固定した摺動支持部Uりに摺動自在に係合す
るとともに1作動ロッド0のねじ軸部lを中空ロータ軸
α9に同心に直接、もしくは間接的に保持させたナツト
部(2)に係合してなるものである。
(ホ)作用 電動機(14)が回転されると、ロータ■とともに中空
ロータ軸(10が回転し、このロータ軸的に直接、もし
くはロータ軸α9の一方の端部に装着された遊星歯車減
速機構(至)を介して間接的に保持されているナツト部
α0が回転させられる。一方、ナツト部α秒が螺合して
いるねじ軸部aυは、それと一体暑こ形成されている回
り止め軸部、すなわちスプライン軸部QZが前部カバー
aB+こスプライン軸受(171を介して軸方向に摺動
自在に保持されているため、このねじ軸部a℃とスプラ
イン軸部(6)とからなる作動ロッド(13は、前記し
たナツト部a咎の回転によって軸方向に左方向もしくは
右方向に移動し。
前者の動作時には、たとえばプッシャーとしての作動を
、後者の動作時Gこはプラーとしての作動を行うことと
なり、それぞれのストロークは、ロータ@の回転を規制
することによって規制することができる。
(へ)実施例 第1図はこの発明番こかかる実施例装置の側断面図であ
る。電動機(14)のロータ軸t19は中空軸とされ、
その両端部が外部へ突出させられず・こ、前部カバー(
161および後部力)< −C191Gこ玉軸受■、(
20つを介して回転自在に支持されている。このように
支持された中空のロータ軸hPIA−、+4−1匍lr
1毒ム詰し日、?、y lk ild+ rff −、
V It’ll si nvめられている。作動ロッド
113は、ねじ軸Iの部分と、スプライン軸■の部分と
が同軸上・こ一体・こ形成されており、スプライン軸部
α2の先端部に連結ビン用の貫通孔を備えたフォーク状
接続金具(211が同心に接合されているものである。
そしてこの作動ロッド03は、ねじ軸部α1が、中空ロ
ータ軸(社)の右端部の内周面に固定されたナツト部α
秒と螺合させられているとともに、スプライン軸部@が
、前部カバーOefこ、玉軸受■と同心裔こ固定された
スプライン軸受αりを介して軸方向に摺動自在なるよう
舎こ支持されている。したがって作動ロフト叫はスプラ
イン軸部圓とスプライン軸受αηとの係合昏こより回り
止めが施されていることとなり、スプライン軸部(2)
は回り止め軸部いとなる。
る。
電動機α楊に通電がなされ、ロータ(2)ととも蚤こ中
空ロータ軸aCtが軸方向の一定位置にて回転すると、
中空ロータ軸(15)に一体暑こ固定されているナツト
部α秒は、軸方向での一定位置に保持され、前記のとお
り回り止めを施されたねじ軸部(19上・昏こて同転さ
せられる。したがってねじ軸部fiBが右ねじであり、
中空ロータ軸(2)のH転方向が、接続金具開側からみ
て時計方向であったとすると、ナツト部(2)の同じく
時計方向の回転によってねじ軸部(11)、すなわち作
動ロッド(2)が左方向へ送り出され、スプライン軸部
@がスプライン軸受C171からそれと摺動しながら押
し出されてゆくこととなる。
この場合2作動ロフト(2)が円滑蚤こ押し出されてゆ
くためには、ねじ軸部(6)とナツト部u鶴との係合な
らびにスプライン軸部(12とスプライン軸受αりとの
保合がいずれも偏心することなく作動ロッド(131の
軸線憂こ中心合せがなされていることが必要である。そ
のためにねじ軸部(111のねじ形は角ねじ形よりも台
形ねじ形が望ましく、スプライン軸部(社)のスプライ
ン形はインボリュートスプライン′形が望ましい。
なお後部カバーα9壷こは、玉軸受(20’)の押え兼
防塵用の押え板(2)が取付けられている。また前部カ
バー(2)には、スプライン軸受αりが収められている
部分が同心昏こ若干突出させてあり。
この部分を利用して図示されていないが、ブラケットを
取付け、このプラケットを介してこの装置を片持式に支
持して被動作、動装置に装着する。
つぎにこの装置における動作について説明する。
この装置を前記したように前部カバーαυに固定したプ
ラケットを介して所望の箇所に装着する。
電動機fi41 に通電し、ねじ軸部(社)が右ねじで
あれば、ロータ■を前部カバーQυ側からみて時計方向
に回転させれば、前記したとおり作動ロッド負3は左方
向へ移動して押し出され。
反対蚤こ2反時計方向・こ回転させれば作動ロッド(1
3は右方向へ移動して引き込められる。したがって前者
の動作では、この作動ロッド113をプッシャーとして
作用させることができ。
後者の動作ではブラーとして作用させることができる。
そして作動ロッド03の押し出しストローク。
引込みストロークは、ナツト部(2)の回転角度。
すなわちロータ@の回転角度によって一義的に決定され
る。すなわちねじ軸部圓のピンチをt、前記ストローク
をSとすればS  = t −d/2πとなる。ここにαはロータ@の回転
角度(ラジアン)である。したがって前記ストロークを
規制するQこはロータ(2)の回転角度(α)を規制す
ればよい。したがって電動機αatこパルスモータを用
いるのであれば2作動パルス数を制御すればよいし、汎
用誘導電動機を用いるのであれば、ロータ@に回転セン
サー(ロータリエンコーダ)(図示せず)を取付け、そ
れからの信号をカウンターなどGこ入力し、所望の回転
角度のときに通電をしゃ断するようにすればよい。
なお負荷が作用した状態で作動ロッドa:1を所望位置
に保持しておくため、または前記しt−ロー々圀の所蜜
回鮫自庶桔置番ごロータいシ正確に停止させるためには
、電動機Q41に、電磁ブレーキ内蔵形のものを用いる
ようにすればよい。
ざら昏こ電動機a4に汎用誘導電動機を用いる場合、ロ
ータ@の回転速度n rpmは120  X  f p 、  X s <ただし、fはステータ(至)に供
給される交流電流の周波数、pはその極数。
Sは同期回転速度に対するすべり率〉となることから1
周波数が商用の50もしくは60ヘルツの交流電流を供
給したのでは、ロータ■の回転速度n rpmが大きく
なりすぎ、それ蚤二伴って作動ロッド(2)のストロー
ク速度が大となり、ストローク■の制御が困難になる場
合◆こは、商用電源よりの交流電流を付設した周波数変
換器(インバータ)Iこよって前記商用周波数をそれよ
りも低い適当な周波数に引下げて供給するようにすれば
よい。この場合。
ダイレクトデジタルコントロール化により矩形波形に代
え商用波形壷こ近いサイン波形とすることができるイン
バータを用いるようにすれば、低速暑こし、かつトルク
を増大させることができ、したがってストロークの制御
を容易ならしめるとともに、トルクに比例する作動ロッ
ド■の推力を向上させることもできる。
なお装置が軸方向暑こ若千大きくなることが許される場
合には、前記したインバータを用いる代りに第2図の部
分側断面図・こ示すとおり、ナツト部叫を中空ロータ軸
O5・こ直接保持させる代りに、遊星歯車減速機構(至
)を介して間接的・こ保持させるようにして、中空ロー
タ軸(2)の回転は高速のま\・こしておいてナツト部
(2)を低速で回転させ、同時に、この減速比昏こ比例
してトルクを増大させるよう番こすることができる。
この別な実施例装置について説明すれば。
中空ロータ軸α9を右方に若干延長し、この延長軸部に
玉軸受(20つ蚤こ隣接して太陽歯車c111を固定し
、後部カバー09の外に第2のカバー(至)を設け、後
部カバーa傷と第2のカバー国との藺&こ、外周部がケ
ーシングの一部をなす環状の内歯車(至)を挿入固定し
、この内歯車(至)と太陽歯車(社)の双方に同時にか
みあい、太陽歯車13υのまわりを公転する遊星歯車(
至)を太陽歯車Gυのまわり壷こ少くとも2個以上等配
し、かつそれぞれの遊星歯車(至)を回転自在に片持式
に支持する支持軸をもつキャリヤ(至)を、玉軸受(至
)を介して第2のカバー(至)に回転自在に保持させる
とともに、このキャリヤ(至)のボス部に設けた孔の内
周面にねじ軸部αυと螺合するナツト部(1秒を保持固
定させることによって構成されているものである。
この別な実施例装置の動作・こついてはストロークの制
御暑こ対しては前記減速比を加味して行えばよく、それ
以外は前記したとおりであるのでその説明は省略する。
なお以上説明した2つの実施例装置番こおいてねじ軸部
Iはたとえば台形ねじ形のものとし、ナツト部(2)は
前記ねじ形と共役なめねじを有するものとして説明した
が、スペース昏こ余裕があり、ねじ軸部α℃をボールね
じに、ナツト部QIDをポールナツトにすることができ
る場合には、この装置の作動効率をさら・こ高めること
かり能である。
なお第1図と第2図とにおいて図示の便宜上2作動ロッ
ド(2)を同じ太さであられしであるが、駆動トルクの
増大Gこ比例して作動ロッド(2)のプッシングカは大
きくなるので、ブッシング時に曲げなどを生じないよう
にその太さをますとともに、推力をも受ける玉軸受(至
)をそれに十分耐えうぶもの・こしておくことはいうま
でもない。
(ト)効果 この発明にかかる直動形駆動装置・こおいては、つぎの
効果を有する。
(1)作動ロッドと電動機とが同一軸線上に設けられて
おり、かつコンパクトに構成されているので、圧縮空気
源もしくは油圧源装置を要せず、切換弁、配管等の付帯
機器が不要で。
電動機駆動用の電源のみがあればよいという帰ネの貼着
のl、っ右狛1任か七の幸\典1かがら、空気圧シリン
ダ、もしくは油圧シリンダの装着箇所にほぼそのまへ置
き換え使用することができ、しかもその装着にさほどス
ペースを要せず、かつ容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明Gこかかる実施例装置の側断面図、第
2図は前記とは別な実施例装置における部分側断面図、
第3図、第4図は従来の装置の外観斜視図である。 αト・・ねじ軸部 ■・・・スプライン軸部(回り止め軸部)(131・・
・作動ロッド   (141・・・電動機α9・・・中
空ロータ軸  (161・・・前部カバー(17+・・
・スプライン軸受(摺動支持部)αF・・ナツト部  
  fil・・・後部カバー■j (2Q’)・・・玉
軸受  @・・・ロータ例・・・ステータ    (至
)・・・遊星歯車減速機構(支)・・・第2のカバー 
 (至)・・・キャリャ第2図 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、電動機の中空ロータ軸の内部に、ねじ軸部と回り止
    めが施された回り止め軸部とを軸線方向に連設して形成
    した作動ロッドを同心に収め、前記作動ロッドの回り止
    め軸部を電動機の前部カバーに固定された摺動支持部に
    摺動自在に係合するとともに、前記中空ロータ軸に同心
    に、かつ直接、もしくは間接的に保持させたナット部に
    前記作動ロッドのねじ軸部を係合してなる直動形駆動装
    置。 2、作動ロッドのねじ軸部に螺合するナット部を、中空
    ロータ軸の一方の端部に装着した遊星歯車減速機構の遊
    星歯車保持用キャリヤに同心に保持させてなる特許請求
    の範囲第1項記載の直動形駆動装置。
JP15354884A 1984-07-23 1984-07-23 直動形駆動装置 Pending JPS6131757A (ja)

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JP15354884A JPS6131757A (ja) 1984-07-23 1984-07-23 直動形駆動装置

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