KR20000076588A - Screw-Driven Linear Actuator - Google Patents

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KR20000076588A
KR20000076588A KR1020000005043A KR20000005043A KR20000076588A KR 20000076588 A KR20000076588 A KR 20000076588A KR 1020000005043 A KR1020000005043 A KR 1020000005043A KR 20000005043 A KR20000005043 A KR 20000005043A KR 20000076588 A KR20000076588 A KR 20000076588A
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linear actuator
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안도다쓰야
오토시마도루
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후쿠나가 다카시
가부시키가이샤 쯔바기모도체인
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Abstract

정숙하고 또한 고속 동작을 할 수 있음과 동시에, 동력 낭비가 적은 나사구동식 직선작동기를 제공한다.It provides a quiet, high-speed operation while providing a screw-driven linear actuator with low power consumption.

하우징(1)에 회전이 자유롭게 지지된 구동너트(5)와, 상기 구동너트와 나사맞춤하여 그 회전에 의해 축방향으로 직선적으로 진퇴이동하는 나사축(6)과, 구동너트(5)의 바깥둘레에 이것과 일체로 회전하도록 설치된 피구동 헬리컬기어(8)와, 구동너트(5)과 중심축선끼리가 입체적으로 교차하도록 하우징(2)에 회전이 자유롭게 지지되어, 회전구동원으로 회전되는 입력축(12)과, 이것과 일체로 회전하도록 설치되어, 피구동 헬리컬기어(8)와 맞물려서 입력축(12) 측으로부터 구동너트(5)로 회전을 전달하는 구동 헬리컬기어(13)를 구비하고 있다.A drive nut 5 rotatably supported by the housing 1, a screw shaft 6 which is screwed into the drive nut and linearly moves back and forth in the axial direction by the rotation thereof, and an outer side of the drive nut 5; An input shaft rotated freely by the driven helical gear 8 and the housing 2 so that the driving nut 5 and the central axis intersect three-dimensionally so as to rotate integrally with the circumference thereof. 12) and a drive helical gear 13 which is provided so as to rotate integrally with the driven helical gear 8 and which transmits rotation from the input shaft 12 side to the drive nut 5 in engagement with the driven helical gear 8.

Description

나사구동식 직선작동기{Screw-Driven Linear Actuator}Screw-Driven Linear Actuator

본 발명은, 중량물의 승강 등에 사용되는 나사구동식의 직선작동기에 관한 것으로서, 특히 나사축의 진퇴이동을 고속으로 행하기 위한 직선작동기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a screw-driven linear actuator used for lifting a heavy object, and more particularly, to a linear actuator for moving the screw shaft at high speed.

종래에, 중량물의 승강 등에는, 나사구동식의 직선작동기가 널리 사용되고 있다. 도 4 및 도 5는, 종래의 워엄감속기구를 내장한 나사구동식 직선작동기의 일예를 나타낸 것으로서, 하우징(A1) 내에 축받이(A2,A3)에 의해서 구동너트(A4)가 회전이 자유롭게 지지되어 있고, 상기 구동너트(A4)에는 나사축(A5)이 하우징(A1) 측에 대하여 회전이 규제된 상태에서 나사맞춤되어 있다.Background Art Conventionally, a screw-driven linear actuator is widely used for lifting and lifting of heavy materials. 4 and 5 show an example of a screw-driven linear actuator incorporating a conventional worm reduction mechanism, wherein the driving nut A4 is freely supported by the bearings A2 and A3 in the housing A1. The screw nut A5 is screwed on the drive nut A4 in a state in which rotation is restricted with respect to the housing A1 side.

구동너트(A4)의 바깥둘레에는 워엄휠(A6)이 일체로 형성되고, 상기 워엄휠 (A6)은, 하우징(A1)에 축받이(A7,A8)로서 회전이 자유롭게 지지된 입력축(A9)에 설치되어 있는 워엄(A10)에 맞물려 있다.A worm wheel A6 is integrally formed on the outer circumference of the driving nut A4, and the worm wheel A6 is formed on the input shaft A9 freely supported by the housing A1 as the bearings A7 and A8. It meshes with the installed worm A10.

그리고, 상기 입력축(A9)이, 도시하지 않은 회전구동원에 연결되어 회전구동되면, 워엄(A10)과 워엄휠(A6)을 통해 그 회전이 구동너트(A4)로 전달되어, 나사축 (A5)이 축방향으로 진퇴구동하도록 되어 있다.When the input shaft A9 is rotated by being connected to a rotational drive (not shown), the rotation is transmitted to the driving nut A4 through the worm A10 and the worm wheel A6, and the screw shaft A5. It moves forward and backward in this axial direction.

나사축(A5)의 앞끝단에는, 도시하지 않은 하중지지부재에 연결되는 연결나사부(A11)가 형성되고, 상기 연결나사부(A11)를 통해 나사축(A5)으로 전달되는 트러스트하중은, 이에 나사맞춤되어 있는 구동너트(A4)에 의해 지지되도록 되어 있다.At the front end of the screw shaft A5, a connecting screw portion A11 is formed to be connected to a load supporting member (not shown), and the thrust load transmitted to the screw shaft A5 through the connecting screw portion A11 is a screw. It is supported by the driving nut A4 which is fitted.

또한, 도 6 및 도 7은, 베벨기어감속기구를 내장한 나사구동식 직선작동기의 일예를 나타낸 것으로서, 이것은 하우징(B1) 내에서 피구동베벨기어(B2), 유지통 (B3) 및 구동너트(B4)가 같은 축으로서 일체로 연결되고, 유지통(B3)과 피구동베벨기어(B2)의 보스(B5)가 각각 하우징(B1)에 축받이(B6,B7)로서 회전이 자유롭게 유지되어 있다.6 and 7 show an example of a screw driven linear actuator incorporating a bevel gear reduction mechanism, which is a driven bevel gear B2, a holding cylinder B3, and a driving nut in a housing B1. (B4) is integrally connected as the same shaft, and the holding cylinder (B3) and the boss (B5) of the driven bevel gear (B2) are rotatably held in the housing (B1) as bearings (B6, B7), respectively. .

그리고, 이들 피구동베벨기어(B2), 유지통(B3) 및 구동너트(B4)의 보스(B5)의 중심부 축방향에, 나사축(B8)이 관통하고 있으며, 상기 나사축(B8)은 구동너트 (B4)에 나사맞춤하고, 또한 하우징(B1) 측에 대하여 회전이 규제된 상태에서 축방향으로 진퇴가 자유롭게 설치되어 있다.The screw shaft B8 penetrates through the center of the center of the boss B5 of the driven bevel gear B2, the holding cylinder B3, and the driving nut B4, and the screw shaft B8 is The screw is fitted to the drive nut B4, and the retraction is provided freely in the axial direction while the rotation is restricted with respect to the housing B1 side.

또한, 하우징(B1)에는, 나사축(B8)과 서로 중심축선을 직교하도록 입력축 (B9)이 축받이(B10,B11)에 의해 회전이 자유롭게 지지되어 있고, 상기 입력축(B9)의 하우징(B1) 내의 끝단부에는, 피구동베벨기어(B2)와 맞물리는 구동베벨기어 (B12)가 고정되어 있다.The housing B1 is rotatably supported by the bearings B10 and B11 so that the screw shaft B8 and the center axis line are perpendicular to each other, and the housing B1 of the input shaft B9 is supported. At the inner end portion thereof, a driving bevel gear B12 meshing with the driven bevel gear B2 is fixed.

전술한 워엄감속기구를 내장한 나사구동식의 직선작동기와 마찬가지로, 입력축(B9)이 도시하지 않은 회전구동원에 연결되어 회전구동되면, 이 회전은 구동베벨기어(B12)로부터 피구동베벨기어(B2)로 전달되고, 구동너트(B4)가 회전되어 나사축 (B8)이 축방향으로 진퇴구동된다.Similarly to the screw-driven linear actuator incorporating the worm reduction mechanism described above, when the input shaft B9 is connected to a rotation drive source (not shown) and rotates, this rotation is driven from the driven bevel gear B12 to the driven bevel gear B2. ), The drive nut (B4) is rotated, the screw shaft (B8) is driven back and forth in the axial direction.

그리고, 나사축(B8)의 앞끝단의 연결나사부(B13)에 연결되어 있는 도시하지 않는 하중지지부재를 개재하여 중량물의 승강동작 등이 행해진다.Then, lifting and lowering of the heavy object is performed via a load supporting member (not shown) connected to the connecting screw portion B13 at the front end of the screw shaft B8.

전술한 바와 같은, 종래의 나사구동식 직선작동기에 있어서는, 워엄감속기구를 사용한 것에서는, 워엄과 워엄휠 사이의 감속비가 크기 때문에, 나사축을 고속으로 진퇴동작시켜야 하는 경우에는 맞지 않고, 또한 나사축을 고속으로 진퇴동작시키기 위해서는, 입력축 측의 회전수를 높여야 하는데, 워엄과 워엄휠의 맞물림 동작에서는 맞물리는 치형끼리의 상대적인 미끄러짐 양이 크기 때문에 전동효율이 낮고, 동력 낭비가 심하다는 문제가 있었다.In the conventional screw-driven linear actuator as described above, when the worm reduction mechanism is used, the reduction ratio between the worm and the worm wheel is large, so it is not suitable when the screw shaft needs to be moved back and forth at high speed. In order to move back and forth at high speed, the number of rotations on the input shaft side must be increased. However, in the engagement operation of the worm and the worm wheel, there is a problem in that the transmission efficiency is low and the power waste is severe because the relative slip amount between the teeth to be engaged is large.

또한, 베벨기어감속기구를 사용한 것에서는, 구동베벨기어와 피구동베벨기어 사이의 감속비가 비교적 작고, 나사축을 고속으로 진퇴동작시킬 수 있으나, 운전시에 이들 베벨기어끼리의 맞물림 소음이 커지게 되어, 특히 저소음인 것이 절대조건인 무대장치의 승강 등에 이용하는 것이 곤란하다는 문제가 있었다.In addition, when the bevel gear reduction mechanism is used, the reduction ratio between the driving bevel gear and the driven bevel gear is relatively small, and the screw shaft can be moved back and forth at high speed, but the engagement noise between these bevel gears increases during operation. In particular, there is a problem that it is difficult to use, for example, lifting and lowering of a stage device whose absolute condition is low noise.

또한, 베벨기어감속기구를 사용한 직선작동기에 있어서는, 나사축과 입력축의 중심축선끼리가 직교하기 때문에, 구조상, 입력축을 하우징의 한 쪽으로 밖에 돌출시킬 수 없고, 워엄감속기구를 사용한 것과 같이, 입력축을 하우징의 양측으로 돌출시켜, 입력축의 한쪽 돌출끝단을 회전구동원에 연결하고, 다른쪽의 돌출끝단을 다른 직선작동기의 입력축에 연결하여, 복수의 직선작동기를 공통의 회전구동원에서 동기운전시키거나, 구동원을 입력축 양측의 돌출끝단에 각각 연결하여 사용할 수 없어, 사용형태가 제한되는 문제가 있었다.In addition, in the linear actuator using the bevel gear reduction mechanism, since the screw shaft and the center axis line of the input shaft are orthogonal to each other, the input shaft can only be projected to one side of the housing. By projecting to both sides of the housing, one protruding end of the input shaft is connected to the rotary drive source, the other protruding end is connected to the input shaft of the other linear actuator, and the plural linear actuators are operated synchronously in a common rotary drive source, or Can not be used to connect to the protruding end of both sides of the input shaft, there is a problem that the use form is limited.

또한, 전술한 바와 같은 워엄감속기구나 베벨기어감속기구를 사용한 것에서는, 워엄이나 워엄휠, 혹은 베벨기어의 치형절삭가공 등에 손이 많이 가기 때문에, 제조비용이 높아지는 문제가 있었다.In addition, in the case of using the worm reduction mechanism or bevel gear reduction mechanism as described above, there is a problem that the manufacturing cost increases due to a large amount of hand, for example, in tooth cutting of worms, worm wheels, or bevel gears.

또한, 도시하지는 않았으나, 입력축과 나사축을 인접위치에서 평행하게 배치하여, 입력축과, 상기 나사축에 나사맞춤하는 구동너트에 각각 평기어나 헬리컬기어 등의 원통기어를 설치하고, 이들을 맞물리게 하여 구성한 감속기구를 갖는 직선작동기도 종래부터 제작되고 있는데, 이러한 것에서는 회전구동원의 배치의 자유도가 제한되거나, 복수의 동종의 직선작동기를 연결하여 동기구동하는 것이 곤란하게 되는 문제가 있었다.In addition, although not shown, the input shaft and the screw shaft are arranged in parallel in an adjacent position, and the reduction gear is formed by installing cylindrical gears, such as spur gears and helical gears, on the input shaft and a drive nut screwed to the screw shaft, respectively. Although a linear actuator having a has been conventionally manufactured, there is a problem in that the degree of freedom of the arrangement of the rotation driving source is limited or it is difficult to synchronously drive a plurality of linear actuators of the same kind.

따라서, 본 발명은, 전술한 바와 같은 종래 기술에 있어서의 문제를 해결하여, 정숙하고 또한 고속동작을 행할 수 있는 동시에, 동력 낭비가 적은 나사구동식 직선작동기를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a screw-driven linear actuator that can solve the problems in the prior art as described above, which can perform quiet operation and high speed, and which has low power consumption.

도 1은, 본 발명의 직선작동기의 일 실시예를 나타낸 종단면도,1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the linear actuator of the present invention;

도 2는, 도 1의 A-A선 위치에서 화살표 방향으로 본 횡단면도,2 is a cross-sectional view seen in the direction of the arrow from the line A-A of FIG.

도 3은, 본 발명의 직선작동기의 다른 실시예를 나타낸 횡단면도,Figure 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of the linear actuator of the present invention,

도 4는, 종래의 워엄감속기구를 내장한 나사구동식의 직선작동기의 일예를 나타낸 종단면도,4 is a longitudinal sectional view showing an example of a screw-driven linear actuator incorporating a conventional worm reduction mechanism;

도 5는, 도 4의 B-B선 위치에서 화살표방향으로 본 횡단면도,5 is a cross-sectional view seen in the direction of the arrow from the position B-B in FIG. 4,

도 6은, 종래의 베벨기어감속기구를 내장한 나사구동식 직선작동기의 일예를 나타낸 종단면도,6 is a longitudinal sectional view showing an example of a screw-driven linear actuator incorporating a conventional bevel gear reduction mechanism;

도 7은, 도 6에 나타낸 나사구동식 직선작동기의 평면도이다.FIG. 7 is a plan view of the screw driven linear actuator shown in FIG. 6. FIG.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

1,1' : 직선작동기 2,2' : 하우징1,1 ': linear actuator 2,2': housing

2A : 나사축 커버 2B : 모터부착면2A: Screw shaft cover 2B: Motor mounting surface

2C,2'B,2'C : 외측면 3,4,9,10,11,9',10' : 축받이2C, 2'B, 2'C: outer side 3,4,9,10,11,9 ', 10': bearing

5 : 구동너트 6 : 나사축5: Driving nut 6: Screw shaft

7 : 연결나사부 8 : 피구동 헬리컬기어7: Connecting thread part 8: Driven helical gear

12,12' : 입력축 12A,12C,12'C,12'D : 끝단부12,12 ': Input shaft 12A, 12C, 12'C, 12'D: End

12B: 연결홈 13 : 구동 헬리컬기어12B: Connecting Groove 13: Driven Helical Gear

14 : 전동모터(회전구동원) 14A : 모터축14: electric motor (rotary drive source) 14A: motor shaft

14B: 돌출연결부 T,t : 치형14B: projecting connection T, t: tooth

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 직선작동기는, 하우징에 회전이 자유롭게 지지된 구동너트와, 상기 구동너트와 나사맞춤하고, 구동너트의 회전에 의해 축방향으로 직선적으로 진퇴이동하는 나사축과, 구동너트의 바깥둘레에 이것과 일체로 회전하도록 설치된 피구동 헬리컬기어와, 구동너트와 중심축선끼리가 입체적으로 교차하도록 하우징에 회전이 자유롭게 지지되어, 회전구동원으로서 회전되는 입력축과, 상기 입력축에 이와 일체로 회전하도록 설치되고, 피구동 헬리컬기어와 맞물려 입력축 측에서 구동너트로 회전을 전달하는 구동 헬리컬기어를 구비한 것이다.In order to achieve the above object, the linear actuator of the present invention includes a drive nut freely supported on the housing, a screw shaft which is screwed with the drive nut, and linearly moves back and forth in the axial direction by the rotation of the drive nut; And a driven helical gear installed at the outer circumference of the driving nut to rotate integrally therewith, the input shaft being freely supported by the housing so that the driving nut and the central axis intersect three-dimensionally, and being rotated as a rotation driving source, and on the input shaft. It is installed so as to rotate integrally with the driven helical gear is provided with a drive helical gear for transmitting rotation to the drive nut on the input shaft side.

상기 피구동 헬리컬기어와 구동 헬리컬기어는, 각각의 치형이 같은 방향으로 약 45도의 비틀림각으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.It is preferable that the driven helical gear and the driving helical gear are each formed with a twist angle of about 45 degrees in the same direction.

전동모터 등의 회전구동원에 의해 입력축을 회전시키면, 상기 입력축에 설치되어 있는 구동 헬리컬기어가 이것과 일체로 회전하고, 그 회전은 구동 헬리컬기어에 맞물린 피구동 헬리컬기어를 통해 구동너트로 전달된다.When the input shaft is rotated by a rotation drive source such as an electric motor, the driving helical gear provided on the input shaft rotates integrally with the rotation, and the rotation is transmitted to the driving nut through the driven helical gear engaged with the driving helical gear.

구동너트의 회전에 의해, 나사축의 축방향의 진퇴이동이 행해지고, 수직방향으로 향한 나사축의 위끝단에 중량물을 실어 이것을 승강시키거나, 혹은 나사축을 원하는 방향으로 설치하여 그 앞끝단에 연결된 피구동부재를 진퇴이동시킬 수 있다.The rotation of the drive nut causes the screw shaft to move back and forth in the axial direction, and loads and lifts the heavy material on the upper end of the screw shaft in the vertical direction, or the driven member connected to the front end by installing the screw shaft in a desired direction. Can move forward and backward.

구동너트는 구동 헬리컬기어와 피구동 헬리컬기어의 맞물림에 의해 회전구동되기 때문에, 워엄감속기구를 사용한 직선작동기와 비교하여 나사축의 진퇴동작이 고속으로 행해진다.Since the driving nut is rotated by the engagement of the driving helical gear and the driven helical gear, the retraction operation of the screw shaft is performed at a high speed as compared with the linear actuator using the worm reduction mechanism.

또한, 워엄과 워엄휠 사이의 맞물림과 마찬가지로, 양쪽의 헬리컬기어끼리는 서로 미끄러지면서 연속적으로 맞물려 입력축으로부터 구동너트로 동력전달이 행해지기 때문에, 운전시의 기어끼리의 사이에서 발생하는 맞물림 소음이 작다.In addition, similarly to the engagement between the worm and the worm wheel, since both helical gears are engaged with each other while being slid together, power transmission is performed from the input shaft to the driving nut, so that the engagement noise generated between the gears during operation is small.

(실시예)(Example)

이하, 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 도 1은 본 발명의 직선작동기의 일 실시예를 나타낸 종단면도, 도 2는 도 1의 A-A선 위치에서 화살표방향으로 본 횡단면도로서, 이들 도면에 나타낸 직선작동기(1)는, 하우징(2) 내에 축받이(3,4)에 의해서 구동너트(5)가 회전이 자유롭게 지지되어 있고, 상기 구동너트 (5) 내를 관통하여 나사축(6)이 나사맞춤되어 있다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described based on drawing. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing an embodiment of the linear actuator of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view seen in the direction of the arrow in the AA line position of Figure 1, the linear actuator 1 shown in these figures, the housing 2 The drive nuts 5 are freely supported by the bearings 3 and 4, and the screw shafts 6 are screwed through the inside of the drive nuts 5.

이 실시예의 직선작동기(1)는, 중량물의 승강용으로 사용하기 위해, 나사축 (6)을 세로로 하여 설치되는 것이며, 상기 나사축(6)의 위끝단에는, 중량물을 지지하기 위한 도시하지 않은 하중지지부재를 부착하기 위한 연결나사부(7)가 설치되어 있다.The linear actuator 1 of this embodiment is provided with the screw shaft 6 vertically for use for lifting a heavy object. The upper end of the screw shaft 6 is not shown for supporting a heavy object. A connecting screw portion 7 for attaching a load supporting member is provided.

또한, 나사축(6)의 아래쪽부분은, 하우징(2)의 아래쪽에 부설되어 있는 통형상의 나사축 커버(2A) 내에 수용되어 있다.In addition, the lower part of the screw shaft 6 is accommodated in 2 A of cylindrical screw shaft covers provided below the housing 2. As shown in FIG.

구동너트(5)의 바깥둘레에는, 치형(T)의 비틀림각「구동너트(5)의 중심축선 방향과 치형(T)의 방향이 이루는 각도」이 45도인 피구동 헬리컬기어(8)가 일체로 형성되어 있다.In the outer circumference of the drive nut 5, a driven helical gear 8 having a torsional angle of the tooth T "an angle formed between the direction of the center axis of the drive nut 5 and the direction of the tooth T" is 45 degrees. It is formed.

상기 헬리컬기어(8)는 그 양측을, 하우징(2)에 축받이(9)와 축받이(10,11)로서 회전이 자유롭게 지지된 입력축(12)에 한 쌍으로 설치되어 있는 구동 헬리컬기어(13)에 맞물려 있다.The helical gear 8 has a pair of driving helical gears 13 provided at both sides thereof in the housing 2 as a bearing 9 and an input shaft 12 freely supported by rotation as bearings 10 and 11. Is interlocked.

상기 구동 헬리컬기어(13)는, 피구동 헬리컬기어(8)와 같은 방향으로 비틀림각 45도로 뒤틀린 치형(T)을 가지고 있으며, 양자의 중심축선이 90도의 각도로 입체적으로 교차하도록 입력축(12)이 배치되어 있다.The driving helical gear 13 has a tooth shape T which is twisted at a torsion angle of 45 degrees in the same direction as the driven helical gear 8, and the input shaft 12 is formed so that the central axis of the two crosses three-dimensionally at an angle of 90 degrees. This is arranged.

상기 입력축(12)은, 축받이(10,11)로서 지지되어 있는 끝단부(12A)에, 입력축(12)의 지름방향으로 횡단하여, 하우징(2) 외측에 형성되어 있는 모터부착면(2B) 외측으로 개구하는 연결홈(12B)이 형성되어 있다.The input shaft 12 traverses in the radial direction of the input shaft 12 to the end portions 12A supported as bearings 10 and 11, and is provided with a motor attaching surface 2B formed outside the housing 2. The connection groove 12B which opens to the outside is formed.

한편, 상기 모터부착면(2B)에는, 회전구동원으로서의 전동모터(14)가, 도시하지 않는 체결부재에 의해 착탈이 자유롭게 부착되어 있다. 상기 전동모터(14)의 모터축(14A)의 앞끝단측에는, 상기 연결홈(12B)에 끼워맞추어져 회전을 전달하기 위한 편평한 돌출연결부(14B)가 형성되어 있다.On the other hand, attachment and detachment of the electric motor 14 as the rotation driving source is freely attached to the motor attachment surface 2B by a fastening member (not shown). On the front end side of the motor shaft 14A of the electric motor 14, a flat protrusion connecting portion 14B is formed to fit the connecting groove 12B and transmit the rotation.

한편, 입력축(12)의 연결홈(12B)이 형성되어 있는 쪽과 반대쪽의 끝단부 (12C)는, 하우징(2)의 모터부착면(2B)과 반대쪽의 외측면(2C)에서 돌출하고 있으며, 이 부분은 직선작동기(1)와 동 종류의 다른 직선작동기의 입력축을 축이음부재를 개재하여 연결시키거나, 전동모터(14)로의 통전이 정전 등에 의해 차단되었을 때에, 수동으로 입력축(12)을 회전시키기 위한 조작기구, 혹은 나사축(6)의 승강위치를 간접적으로 검출하기 위한 로터리 엔코더 등을 연결하기 위해서 사용된다.On the other hand, the end portion 12C opposite to the side where the coupling groove 12B of the input shaft 12 is formed protrudes from the outer side surface 2C opposite to the motor attachment surface 2B of the housing 2. This part is connected to the input shaft 12 of the linear actuator 1 and the other linear actuator of the same type via a shaft joint member, or when the power supply to the electric motor 14 is interrupted by a power failure or the like, the input shaft 12 is manually operated. It is used to connect an operating mechanism for rotating the shaft or a rotary encoder for indirectly detecting the lifted position of the screw shaft 6.

또한, 본 발명의 직선작동기(1)에 있어서는, 전동모터(14)의 정지시에 피구동 헬리컬기어(8) 측에서 작용하는 부하토크로서 구동 헬리컬기어(13) 측이 회전하여 버리는 것을 방지하기 위해, 전동모터(14)에는, 통전이 끊어졌을 때에 모터축 (14A)의 회전을 저지하는 전자브레이크가 장착되어 있다.In addition, in the linear actuator 1 of the present invention, as the load torque acting on the driven helical gear 8 side when the electric motor 14 is stopped, the driving helical gear 13 side is prevented from rotating. To this end, the electric motor 14 is equipped with an electromagnetic brake that prevents the rotation of the motor shaft 14A when the current is cut off.

또, 본 실시예에서, 상기 전자브레이크는 정전시에 입력축(12)을 외부에서 회전시킬 수 있도록 수동으로 개방가능한 구조인 것이 사용되고 있다.In addition, in this embodiment, the electromagnetic brake has a structure which can be opened manually so that the input shaft 12 can be rotated from the outside in case of power failure.

다음에, 상술한 바와 같이 구성되어 있는 직선작동기(1)의 동작을 설명한다. 전동모터(14)가 통전되면, 내장되어 있는 도시하지 않은 전자브레이크는 모터축 (14A)을 개방하여, 모터축(14A)이 회전하기 시작한다.Next, operation | movement of the linear actuator 1 comprised as mentioned above is demonstrated. When the electric motor 14 is energized, the built-in electromagnetic brake (not shown) opens the motor shaft 14A, and the motor shaft 14A starts to rotate.

모터축(14A)의 회전은 입력축(12)으로 전달되어, 이와 함께 구동 헬리컬기어 (13)가 회전한다. 상기 구동 헬리컬기어(13)의 회전은, 여기에 맞물린 피구동 헬리컬기어(8)에 회전축선의 방향을 90도 편향하여 전달되고, 이것과 일체인 구동너트(5)가 회전한다.Rotation of the motor shaft 14A is transmitted to the input shaft 12, with which the drive helical gear 13 rotates. The rotation of the drive helical gear 13 is transmitted to the driven helical gear 8 engaged therewith by deflecting the direction of the rotation axis by 90 degrees, and the drive nut 5 integral with this rotates.

본 실시예에 있어서는, 구동 헬리컬기어(13)와 피구동 헬리컬기어(8)의 기어비가 1:2로 되어 있으며, 입력축(12)의 회전수는 1/2로 감속되어 구동너트(5)로 전달된다.In this embodiment, the gear ratio between the drive helical gear 13 and the driven helical gear 8 is 1: 2, and the rotation speed of the input shaft 12 is decelerated to 1/2 to the drive nut 5. Delivered.

한편, 구동너트(5)에 나사맞춤되어 있는 나사축(6)은, 위끝단의 연결나사부 (7)에 부착되어 있는 도시하지 않는 하중지지부재 측에서 그 중심축선 주위의 회전을 규제하고 있기 때문에, 구동너트(5)가 정방향 혹은 역방향으로 회전하면, 그 회전방향에 따라 상승 혹은 하강이동하여, 상기 하중지지부재에 지지되어 있는 중량지지부재가 승강된다.On the other hand, the screw shaft 6 screwed into the drive nut 5 restricts rotation around its central axis on the side of the load supporting member (not shown) attached to the connecting screw portion 7 at the upper end. When the driving nut 5 rotates in the forward or reverse direction, the driving nut 5 moves up or down in accordance with the rotational direction, and the weight supporting member supported by the load supporting member is lifted.

다음에, 도 3은, 본 발명의 직선작동기의 다른 실시예를 나타낸 횡단면도로서, 이 실시예의 직선작동기(1')는, 그 하우징(2')에 전동모터 등의 회전구동원이 연결되어 있지 않고, 그 입력축(12') 양측의 끝단부(12'C,12'D)가 하우징(2)의 양쪽 측면(2'B,2'C)에서 돌출되어 있다.Next, Fig. 3 is a cross sectional view showing another embodiment of the linear actuator of the present invention, in which the linear actuator 1 'of this embodiment is not connected to the housing 2' by a rotation driving source such as an electric motor. End portions 12'C and 12'D on both sides of the input shaft 12 'protrude from both sides 2'B and 2'C of the housing 2, respectively.

또한, 상기 입력축(12')은 구동 헬리컬기어(13)에 대하여 그 축방향 양측에서 축받이(9',10')에 의해 하우징(2')에 회전이 자유롭게 지지되어 있다. 그 밖의 도 3중에 도 2와 같은 번호로 나타내고 있는 부재 등의 구성 에 대하여는, 전술한 도 1 및 도 2에 나타낸 실시예의 것과 동일구조이다.The input shaft 12 'is freely supported on the housing 2' by the bearings 9 'and 10' on both sides of the drive helical gear 13 in the axial direction. In addition, the structure of the member etc. which are shown by the same number as FIG. 2 in FIG. 3 is the same structure as that of the Example shown in FIG. 1 and FIG. 2 mentioned above.

이 실시예의 직선작동기(1')에 있어서는, 입력축(12') 양쪽의 끝단부 (12'C,12'D)의 어느 한쪽, 또는 양쪽에, 직선작동기(1')에서 독립하여 설치된 전동모터나 유압모터 등의 회전구동원에 연결하여 입력축(12')을 구동시킬 수 있어, 높은 자유도로 설치할 수 있다.In the linear actuator 1 'of this embodiment, an electric motor provided independently on the linear actuator 1' on either or both of the ends 12'C, 12'D on both sides of the input shaft 12 '. The input shaft 12 'can be driven by connecting to a rotational drive such as a hydraulic motor.

이 경우, 회전구동원에 연결되어 있지 않은 쪽의 입력축(12')의 끝단부에는, 전술한 실시예의 직선작동기(1)와 마찬가지로, 직선작동기(1)와 같은 종류의 다른 직선작동기의 입력축을 연결하거나, 회전구동원이 정전 등에 의해 구동할 수 없게 되었을 때, 수동으로 입력축(12')을 회전시키기 위한 조작기구, 혹은 나사축(6)의 승강위치를 간접적으로 검출하기 위한 로터리 엔코더 등을 연결하기 위해 사용된다.In this case, an input shaft of another linear actuator of the same type as that of the linear actuator 1 is connected to the end of the input shaft 12 'of the side not connected to the rotary drive source, similarly to the linear actuator 1 of the above-described embodiment. Or a rotary drive for indirectly detecting the lift position of the screw shaft 6, or the like, when the rotary drive source cannot be driven by a power failure or the like, or manually rotating the input shaft 12 '. Used for.

이에 더하여, 본 실시예의 것에서는, 예컨대 무대장치 등을 3기 이상의 직선작동기(1')를 같이 작동시켜 승강시키는 경우에, 2개의 직선작동기(1')의 사이에 배치된 직선작동기(1')는, 그 입력축(12')의 양끝단부(12'C,12'D)를 각각 이웃하는 양 직선작동기(1')의 입력축(12)과 축이음부재로 연결하여, 이웃하는 직선작동기 (1')끼리의 나사축(6)의 승강동작을 동기시킬 수 있음과 동시에, 직선작동기(1')의 수보다 회전구동원의 수를 적게 할 수 있다는 이점이 있다.In addition, in the present embodiment, for example, when a stage device or the like is operated by lifting three or more linear actuators 1 'together, the linear actuators 1' disposed between two linear actuators 1 'are lifted. ) Connects both ends 12'C and 12'D of the input shaft 12 'to the input shaft 12 of the adjacent two linear actuators 1' and the shaft coupling member, so that the adjacent linear actuators ( The lifting operation of the screw shafts 6 'can be synchronized with each other, and the number of rotation driving sources can be made smaller than that of the linear actuator 1'.

또한, 본 발명의 직선작동기에 있어서는, 나사축과 구동너트의 각각의 나사면은, 종래의 이러한 종류의 직선작동기와 마찬가지로, 사각나사나 각이진 나사로 형성할 수 있으나, 동력 낭비를 작게 하기 위해서, 구동너트를 볼너트로 한 볼나사기구를 이용하여도 좋다.In addition, in the linear actuator of the present invention, each screw surface of the screw shaft and the driving nut can be formed by a square screw or an angled screw, as in the conventional linear actuator of this type, but in order to reduce power waste, A ball screw mechanism with a drive nut as the ball nut may be used.

또, 볼나사기구를 이용한 경우에, 나사축에 작용하는 트러스트하중이 큰 경우는, 감속비가 작은 헬리컬기어에서는, 워엄감속기구를 이용한 경우와 마찬가지로, 입력축이 정지하지 않고 역전될 우려가 있기 때문에, 전술한 도 1 및 도 2에 나타낸 실시예와 같이, 전자브레이크를 내장한 전동모터 등의 회전구동원을 사용하거나, 입력축의 회전을 정지시켜 두기 위한 브레이크장치를 병용하는 것이 바람직하다.In the case of using a ball screw mechanism, when the thrust load acting on the screw shaft is large, the helical gear with a small reduction ratio may be reversed without stopping, as in the case of using the worm reduction mechanism, 1 and 2 described above, it is preferable to use a rotation drive source such as an electric motor incorporating an electromagnetic brake or use a brake device for stopping the rotation of the input shaft.

또한, 전술한 각 실시예에 있어서는, 직선작동기로서 중량물의 승강을 행하기 위해, 나사축을 세로방향으로 설치하여 사용하고 있으나, 나사축을 수평이나 경사방향을 향하여 설치하고, 나사축 앞끝단을 아암크레인 등의 피구동부재에 연결하여 동작시키기 위해 사용하여도 좋다.In each of the above-described embodiments, the screw shaft is installed vertically in order to move the heavy object as a linear actuator. However, the screw shaft is installed in the horizontal or inclined direction, and the front end of the screw shaft is arm crane. It may be used to operate by connecting to a driven member such as a back.

또한, 각 실시예에 있어서는, 피구동 헬리컬기어와 구동 헬리컬기어가 각각의 치형이 같은 방향으로 약 45도의 비틀림각으로 형성되어 있는 것을 사용하고 있으나, 양쪽의 비틀림각은 다소 다르더라도 좋다.In each of the embodiments, the driven helical gear and the driving helical gear are used in which each tooth is formed at a torsion angle of about 45 degrees in the same direction, but the torsion angles may be slightly different.

그 경우에는, 입력축의 중심축선과 구동너트 혹은 나사축의 중심축선은, 워엄감속기구를 사용한 경우와 같이 직각으로 입체적으로 교차하는 배치만이 아니라, 비스듬히 입체적으로 교차시킬 수도 있어, 회전구동원을 수평자세, 혹은 수직자세로 설치한 상태의 그대로, 나사축을 경사방향으로 진퇴동작시키는 것이 가능하다.In such a case, the center axis line of the input shaft and the center axis of the driving nut or the screw shaft may not only be arranged three-dimensionally at right angles as in the case of using the worm reduction mechanism, but may also cross three-dimensionally at an angle, thereby rotating the rotation drive source in a horizontal position. Alternatively, the screw shaft can be moved forward and backward in the inclined direction as it is installed in the vertical position.

이상으로 설명한 바와 같이, 청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 워엄과 워엄기어로 구성되는 감속기구를 사용한 종래의 직선작동기에 비하여, 나사축의 진퇴동작을 고속으로 행할 수 있음과 동시에, 감속비의 선택범위를 넓게 할 수 있고, 또한 구동력의 전동효율을 높일 수 있다.As described above, according to the invention of claim 1, it is possible to carry out the retraction operation of the screw shaft at a high speed and to select the reduction ratio in comparison with the conventional linear actuator using the reduction mechanism composed of the worm and the worm gear. It is possible to make it wider and to increase the transmission efficiency of the driving force.

더구나, 기존의 워엄감속기구를 사용한 직선작동기의 하우징을 사용하여 직선작동기를 간단하게 고속화할 수 있다.Moreover, the linear actuator can be simply speeded up by using the housing of the linear actuator using the existing worm reduction mechanism.

또한, 베벨기어로 구성한 감속기구를 사용한 것에 비하여, 기어사이의 맞물림이 연속적으로 행해지기 때문에, 기어사이의 맞물림 소음을 저감시킬 수 있는 동시에, 입력축의 중심축선을 피구동 헬리컬기어의 회전면 내에 배치할 수 있으므로, 조밀하게 구성할 수 있으며, 중심축선이 동일면 내에서 교차하는 상태로 맞물리는 베벨기어끼리와 달리, 헬리컬기어끼리의 맞물림에서는 입력축을 하우징의 양측으로 돌출시킬 수 있기 때문에, 복수의 직선작동기를 입력축끼리를 연결하여 동기운전시키거나, 입력축 양측의 돌출끝단부에 각각 회전구동원을 연결함으로써 작은 용량의 회전구동원으로 동작시킬 수 있다.In addition, since the engagement between the gears is continuously performed as compared with the use of the reduction mechanism constituted by the bevel gear, the engagement noise between the gears can be reduced, and the center axis of the input shaft can be arranged in the rotational surface of the driven helical gear. Therefore, unlike bevel gears that are engaged in a state where the central axis intersects in the same plane, the engagement of the helical gears allows the input shaft to protrude to both sides of the housing. By connecting the input shafts to the synchronous operation, or by connecting the rotary drive source to each of the protruding end of the both sides of the input shaft can be operated as a rotating drive source of small capacity.

또한, 헬리컬기어를 제작하는 경우에는, 베벨기어나, 워엄 및 워엄기어의 맞물림 치형을 제작하는 경우와 같이 특별한 설비나 기구를 필요로 하지 않고, 제조비용을 낮출 수 있다.In addition, in the case of manufacturing the helical gear, it is possible to lower the manufacturing cost without requiring any special equipment or mechanism, such as in the case of manufacturing the bevel gear, the interlocking teeth of the worm and the worm gear.

또한, 청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 피구동 헬리컬기어와 구동 헬리컬기어를 같은 방향의 같은 비틀림각으로 형성할 수 있기 때문에, 가공이 용이하고 생산성을 향상시킬 수 있어, 보다 제조비용을 절감할 수 있다.In addition, according to the invention of claim 2, since the driven helical gear and the driving helical gear can be formed at the same torsion angle in the same direction, the processing is easy and the productivity can be improved, and the manufacturing cost can be further reduced. have.

Claims (2)

하우징에 회전이 자유롭게 지지된 구동너트와,A drive nut freely supported by the housing for rotation; 상기 구동너트와 나사맞춤하여, 구동너트의 회전에 의해 축방향으로 직선적으로 진퇴이동하는 나사축과,A screw shaft which is screwed with the drive nut and linearly moves back and forth in the axial direction by rotation of the drive nut; 구동너트의 바깥둘레에 이것과 일체로 회전하도록 설치된 피구동 헬리컬기어와,A driven helical gear installed at the outer circumference of the drive nut to rotate integrally with this, 구동너트와 중심축선끼리가 입체적으로 교차하도록 하우징에 회전이 자유롭게 지지되고, 회전구동원에 의해 회전되는 입력축과,An input shaft freely supported by the housing such that the drive nut and the central axis cross each other in three dimensions and rotated by a rotation driving source; 상기 입력축에 이것과 일체로 회전하도록 설치되고, 피구동 헬리컬기어와 맞물려 입력축 측에서 구동너트로 회전을 전달하는 구동 헬리컬기어를 구비한 것을 특징으로 하는 나사구동식 직선작동기.And a drive helical gear installed on the input shaft so as to rotate integrally therewith, the drive helical gear being engaged with the driven helical gear to transmit rotation to the drive nut on the input shaft side. 제 1 항에 있어서, 피구동 헬리컬기어와 구동 헬리컬기어는 각각의 치형이 같은 방향으로 약 45도의 비틀림각으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 나사구동식 직선작동기.2. The screw-driven linear actuator according to claim 1, wherein the driven helical gear and the driving helical gear are formed with each tooth having a twist angle of about 45 degrees in the same direction.
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