CN1327523A - 促动器 - Google Patents

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Abstract

在导引机构(20)上设置圆弧形断面的第1导轨(40a、40b)和圆弧形断面的第2导轨(46a、46b);其中,第1导轨(40a、40b)安装在圆弧形断面的第1长槽(38a、38b)内,该第1长槽(38a、38b)形成在框架(12)的内壁面上;第2导轨(46a、46b)安装在圆弧形断面的第2长槽(44a、44b)内,该第2长槽(44a、44b)形成在与上述框架(12)的内壁面相向的滑块(18)的侧面。由此,提高在滑块(18)上设置球滚动孔的自由度,且可缓和外力带来的应力集中。

Description

促动器
技术领域
本发明涉及在驱动源的驱动作用下，沿着框架使滑块直线状往复动作的促动器。
背景技术
已往，采用促动器等的运送机构来运送工件。
现有技术的促动器如图14所示。(例如见日本特开平8-126247号公报和特开平8-130849号公报等)
该现有技术中的促动器，备有基台1、圆头螺杆轴2和滑块4。基台1由底壁和与该底壁直交的一组侧壁一体形成。圆头螺杆轴2在图未示伺服马达的驱动作用下旋转。滑块4通过与上述圆头螺杆轴2螺合着的滚珠螺母3，沿基台1的轴线方向变位。
在上述侧壁的内壁面上，分别形成矩形断面状的基台侧槽5，在与该基台侧槽5相向的滑块4的部位上，形成与该基台侧槽5同形状的滑块侧槽6。在上述基台侧槽5内安装着基台侧轨7，该基台侧轨7的矩形断面形状与基台侧槽5对应，在侧面形成有球滚动槽。在滑块侧槽6内安装着滑块侧轨8，该滑块侧轨8的矩形断面形状与滑块侧槽6对应，在侧面形成有球滚动槽。
在彼此相向的基台侧轨7的球滚动槽与滑块侧轨8的球滚动槽之间，夹装着随着滑块4的变位而循环滚动的多个球9。
但是，该现有技术的促动器中，装在基台侧槽5内的基台侧轨7和装在滑块侧槽6内的滑块侧轨8，都是矩形断面形状，所以，当球9沿着无限循环轨道、即球滚动槽滚动时，应力集中在基台侧槽5和滑块侧槽6的矩形角部(见图15)，导致基台侧轨7和滑块侧轨8的耐久性恶化。
另外，希望缩小圆头螺杆轴2螺合着的滚珠螺母3的法兰部形状，减少在滑块4上的安装部位，提高在上述滑块4上配置无限循环轨道即球滚动孔的自由度。
本发明的目的是提供一种促动器，该促动器中，能提高在滑块上配置球滚动孔的自由度，可缓和因外力产生的应力集中。
发明内容概要
根据本发明，把装在第1长槽内的第1导轨，形成为圆弧形断面；把装在第2长槽内的第2导轨，形成为圆弧形断面。这样，可缓和外力产生的应力集中，提高第1导轨和第2导轨的耐久性。
另外，根据本发明，把第1滑动盖和第2滑动盖形成为不同的形状，把第1滑动盖的表面积设定得小于第2滑动盖的表面积。这样，可提高在滑块上配置球滚动孔的自由度。
另外，根据本发明，把表面积小的第1滑动盖，装在滑块的轴线方向的一端侧；把表面积大的第2滑动盖，装在配设着驱动源(该驱动源在第1滑动盖的相反侧)的滑块的另一端侧。这样，可确保组装的方向性。
附图简单说明
图1是本发明实施例的促动器的立体图。
图2是上述促动器的要部分解立体图。
图3是将上述促动器的顶盖卸下状态的局部省略平面图。
图4是从框架的一端侧看的局部断面侧面图。
图5是在图4中，将第1端盖卸下状态的局部断面侧面图。
图6是表示第1导轨和第2导轨形状的局部放大图。
图7是从框架的另一端侧看的局部断面侧面图。
图8是表示组装工序的立体图。
图9是表示组装工序的立体图。
图10是说明组装工序方向性的侧面图。
图11是说明组装工序方向性的侧面图。
图12是表示对图6所示第1导轨和第2导轨付与的应力分布的说明图。
图13是作为变形例的促动器的局部断面平面图。
图14是现有技术中的促动器的纵断面图。
图15是表示对图14所示促动器的基台侧轨或滑块侧轨付与的应力分布的说明图。
实施发明的最佳实施例
图1中，数字10表示本发明实施例的促动器。
该促动器10备有框架12、旋转驱动源14、驱动力传递机构16(见图2)、滑块18和导引机构20。框架12由底壁和与该底壁直交的一组侧壁构成，形成为长条形。旋转驱动源14与上述框架12的一端连接。驱动力传递机构16通过图未示的联接部件，传递旋转驱动源14的旋转驱动力。滑块18在通过上述驱动力传递机构16传递来的驱动力作用下，沿着上述框架12的轴线方向往复动作。导引机构20沿着框架12导引上述滑块18。上述框架12是用钢或铝等金属材料形成。上述滑块18是用铝或钢等金属材料形成。
如图1所示，在沿着框架12的轴线方向两端部，装着一组端盖22a、22b。闭塞框架12开口部的顶盖24，由该一组端盖22a、22b支承着。在框架12的内壁面略中央部，沿着轴线方向形成断面圆弧状的凹部26(见图2)。
驱动力传递机构16如图2所示，备有圆头螺杆轴28、滚珠螺母30和多个球31。圆头螺杆轴28通过图未示的联接部件，与旋转驱动源14的驱动轴同轴状地连接。滚珠螺母30上形成贯通的螺纹孔，上述圆头螺杆轴28与该贯通的螺纹孔螺合。这些球31可自由滚动地设在圆头螺杆轴28与螺纹孔之间，沿着形成在上述滚珠螺母30上的图未示的无限循环轨道滚动。上述滚珠螺母30由圆筒部32和法兰部36构成。在圆筒部32内形成贯通的螺纹孔。法兰部36一体地形成在圆筒部32的一端，通过螺丝34a、34b(见图4)固定在滑块18上。
导引机构20如图5所示，备有一组相向的第1长槽38a、38b和一组第1导轨40a、40b。第1长槽38a、38b在框架12内壁的靠近底面部位，沿着该框架2的轴线方向延伸，其纵断面形成为圆弧形。第1导轨40a、40b形成为与第1长槽38a、38b的断面形状对应的圆弧形断面，固定在该第1长槽38a、38b内。在上述第1导轨40a、40b上，形成圆弧形断面的球滚动槽42(见图6)。
另外，导引机构20还备有一组第2长槽44a、44b和第2导轨46a、46b。第2长槽44a、44b形成在与框架12内壁相向的滑块18的侧面，其纵断面形成为圆弧状。第2导轨46a、46b形成为与第2长槽44a、44b的断面形状对应的圆弧形断面，固定在该第2长槽44a、44b内。在上述第2导轨46a、46b上，形成圆弧形断面的球滚动槽42(见图6)。
另外，导引机构20还备有第1滑动盖48(见图2和图4)和第2滑动盖50(见图2和图7)。第1滑动盖48与滚珠螺母30的法兰部36略平行地螺接在滑块18的下部侧。第2滑动盖50螺接在第1滑动盖48相反侧的滑块18的端面。在第1滑动盖48的中央上部形成弯曲面52，该弯曲面52收容滚珠螺母30的圆筒部32。在第2滑动盖50上，为了安装上述圆筒部32，形成断面略U字形的孔部54。
在第1滑动盖48和第2滑动盖50上，形成图未示的球返回槽，这时，由第1导轨40a、40b及第2导轨46a、46b的球滚动槽42、形成在滑块18上的贯通的球滚动孔56(见图5)、以及图未示的上述球返回槽，构成供多个球31滚动的无限循环轨道。
第1滑动盖48和第2滑动盖50是不同的形状，第1滑动盖48的表面积小于第2滑动盖50的表面积。
即，将第1滑动盖48的表面积设定得小，缩小圆头螺杆轴28螺合的滚珠螺母30的法兰部36的形状，减少对滑块18的安装部位，这样，可提高在滑块18上配置无限循环轨道即球滚动孔56的自由度。
宽度大的第2滑动盖50，安装在滑块18的旋转驱动源14侧的一端部，宽度小的第1滑动盖48，安装在与上述相反侧的滑块18的另一端部。在上述第2滑动盖50的上部侧，以预定间隔设有一组润滑脂注入口58 A、58b(见图3)，该一组润滑脂注入口58a、58b，通过与图未示球返回槽连通的通路(图未示)，注入润滑脂。
这样，由于分别装在滑块18两端的第1滑动盖48和第2滑动盖50的形状不同，所以，如后所述，在组装时不会弄错组装方向，可正确地组装。
下面说明本发明实施例的促动器10的动作及作用效果。
先说明促动器10的组装方法。
首先，如图8所示，用图未示的螺丝部件，将第1滑动盖48和第2滑动盖50装在滑块18的两端面，将上述滑块18组装在框架12的凹部内。这时，在框架12上，在连接着旋转驱动源14的滑块18的一端侧，安装着宽度大的第2滑动盖50，在其相反侧的滑块18的另一端侧，安装着宽度小的第1滑动盖48，这样设定了方向性。
接着，如图9所示，用一组螺丝部件34a、34b，将滚珠螺母30的法兰部36连接在滑块18的端面，这样，在两端部，分别将端盖22a、22b及连接着旋转驱动源14的圆头螺杆单元，安装在滑块18和框架12上。这时，将法兰部36螺接在安装着小宽度第1滑动盖48的滑块18的端面，在框架12上连接着旋转驱动源14的滑块18的一端侧，安装宽度大的第2滑动盖50，组装方向不会弄错，可沿着正确的组装方向进行组装。
下面说明组装的方向性。
如图10所示，将旋转驱动源14作为上部侧，沿着略铅直的方向以立设状态安装本实施例的促动器时，工件付与的荷重，通过滑块18由滚珠螺母30的圆筒部32和法兰部36全体支承。与此相反地，如图11所示，将第1滑动盖48和第2滑动盖50的组装方向组装成相反方向时，即，在旋转驱动源14侧安装第1滑动盖48地组装时，工件付与的荷重，通过滑块18由连接滚珠螺母30的法兰部36的一组螺丝部件34a、34b支承。
这样，将第1滑动盖48和第2滑动盖50的组装方向弄错了时，一组螺丝部件34a、34b会承受过大的荷重。而本实施例中，由于将第1及第2滑动盖48、50形成为不同的形状，可以一边辨认表面积小的第1滑动盖48和表面积大的第2滑动盖50，一边安装，而且，只要将表面积小的第1滑动盖48略平行于滚珠螺母30的法兰部36地组装，就可以不弄错组装方向，进行正确的组装。
下面说明促动器10的动作。
接通电源后，旋转驱动源14的旋转驱动力传递到圆头螺杆轴28。朝预定方向转动的圆头螺杆轴28与滚珠螺母30的螺纹孔螺合，这样，与滚珠螺母30连接着的滑块18，在导引机构20的导引下，一体地沿着框架12的轴线方向变位。另外，在图未示的控制器的控制下，通过使流过旋转驱动源14的电流的极性正反逆转，可以使滑块18沿着框架12的轴线方向往复动作。
滑块18沿着框架12的轴线方向往复动作时，多个球31沿着第1导轨40a、40b和第2导轨46a、46b滚动。这时，如图12所示，上述多个球31滚动时，由工件等的外力P付与第1导轨40a、40b及第2导轨46a、46b的应力，呈弯曲的曲线状分布。因此，通过将第1导轨40a、40b及第2导轨46a、46b的纵断面形成为略圆弧形，就可以缓和付与第1导轨40a、40b及第2导轨46a、46b的应力集中，可提高该第1导轨40a、40b及第2导轨46a、46b的耐久性。
另外，本实施例中，是将圆头螺杆轴28和旋转驱动源14同轴状地连接，但也可以如图13所示那样，采用分别悬架第1皮带轮60(该第1皮带轮60与圆头螺杆轴28连接)和第2皮带轮64(该第2皮带轮64与旋转驱动轴62连接)的定时皮带66，将圆头螺杆轴28与旋转驱动源14略平行地配置。
另外，也可以用图未示的无活塞气缸或流体压缸等的驱动机构，代替上述的旋转驱动源14。
另外，也可以用图未示的螺丝部件，固定上述第1导轨40a、40b及第2导轨46a、46b，设置润滑油注入机构(图未示)，该润滑油机构从外部对该第1导轨40a、40b及第2导轨46a、46b的球滚动槽42注入润滑油。
另外，对长槽38a、38b，也可以不实施机械加工，而是***第1导轨40a、40b，通过调节表面处理的膜厚，进行尺寸管理。另外，长槽44a、44b，例如可用磨光成形、拉拔成形、滚轧成形、冷拉拔成形或加工成形等进行加工。
球滚动槽42的精度，根据EHL理论(弹性流体润滑理论)，最好选择最适当的润滑脂。
工业实用性
根据本发明，把构成导引机构的第1导轨做成为圆弧形断面，把第2导轨做成为圆弧形断面，这样，可缓和各外力付与的应力集中，可提高第1导轨和第2导轨的耐久性。
根据本发明，将第1滑动盖和第2滑动盖做成不同的形状，将第1滑动盖的表面积设定得比第2滑动盖的表面积小，可提高在滑块上配置球滚动孔的自由度。
另外，根据本发明，把表面积小的第1滑动盖，装在滑块轴方向的一端侧，把表面积大的第2滑动盖，装在与该第1滑动盖相反侧的、配置着的驱动源的滑块另一端侧，这样可确保组装的方向性。

Claims (9)

1.促动器，其特征在于，备有框架(12)、驱动源(14)、驱动力传递机构(28、30)、滑块(18)、导引机构(20)；
上述驱动源(14)连接在上述框架(12)上；
上述驱动力传递机构(28、30)传递上述驱动源(14)的驱动力；
上述滑块(18)在上述驱动力传递机构(28、30)传递来的驱动力作用下，沿着上述框架(12)的轴线方向往复动作；
上述导引机构(20)在上述滑块(18)沿着框架(12)变位时导引该滑块(18)；
另外，上述导引机构(20)备有圆弧形断面的第1导轨(40a、40b)和圆弧形断面的第2导轨(46a、46b)；第1导轨(40a、40b)安装在圆弧形断面的第1长槽(38a、38b)内，该第1长槽(38a、38b)形成在框架(12)的内壁面上；第2导轨(46a、46b)安装在圆弧形断面的第2长槽(44a、44b)内，该第2长槽(44a、44b)形成在与上述框架(12)的内壁面相向的滑块(18)的侧面。
2.如权利要求1所述的促动器，其特征在于，上述驱动力传递机构，备有圆头螺杆轴(28)和滚珠螺母(30)；上述圆头螺杆轴(28)在旋转驱动源(14)的驱动作用下，朝预定方向转动；上述滚珠螺母(30)上形成供圆头螺杆轴(28)螺合的螺纹贯通孔；上述滚珠螺母(30)由圆筒部(32)和法兰部(36)构成。
3.如权利要求1所述的促动器，其特征在于，上述导引机构(20)，备有形状不同的第1滑动盖(48)和第2滑动盖(50)，第1滑动盖(48)安装在滑块(18)的轴线方向的一端侧，第2滑动盖(50)安装在与该第1滑动盖(48)相反侧的、配设着驱动源(14)的滑块(18)的另一端侧。
4.如权利要求3所述的促动器，其特征在于，将第1滑动盖(48)的表面积设定为小于第2滑动盖(50)的表面积。
5.如权利要求3所述的促动器，其特征在于，第1滑动盖(48)和滚珠螺母(30)的法兰部(36)，接近地并略平行地安装在滑块(18)的一端面。
6.如权利要求3所述的促动器，其特征在于，在第1滑动盖(48)的中央上部，形成弯曲面(52)，该弯曲面(52)收容滚珠螺母(30)的圆筒部(32)。
7.如权利要求3所述的促动器，其特征在于，在上述第2滑动盖(50)上为了安装滚珠螺母(30)的圆筒部(32)，形成断面略U字形的孔部(54)。
8.如权利要求7所述的促动器，其特征在于，在上述第2滑动盖(50)上，设有润滑脂注入口部(58a、58b)，该润滑脂注入口部(58a、58b)通过与球返回槽连通的通路注入润滑脂。
9.如权利要求2所述的促动器，其特征在于，设有分别悬架第1皮带轮(60)和第2皮带轮(64)的定时皮带(66)；上述第1皮带轮(60)与圆头螺杆轴(28)连接；上述第2皮带轮(64)与旋转驱动源(14)的旋转驱动轴(62)连接。
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