JP2005147347A - Actuator - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an actuator, simple in constitution and obtaining a desired rotary regulation structure by simple working. <P>SOLUTION: This actuator includes: a motor: a ball screw rotated by the rotation of the motor; and a ball nut engaged with the ball screw in the state of being regulated from being rotated and moved by the rotation of the ball screw. At least one projection is projected on the ball nut, at least one pair of guide shaft members are installed parallel to the axial direction of the ball nut, and the projection is held by the two guide shaft members to regulate the rotation of the ball nut. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、モータによってボールネジを回転させ、それによって、ボールネジに螺合するボールナット及びそこに固定されたロッドを移動させるように構成されたアクチュエータに係り、特に、ボールナット及びロッドの回転を規制する為の構成を改良したものに関する。   The present invention relates to an actuator configured to rotate a ball screw by a motor and thereby move a ball nut screwed to the ball screw and a rod fixed thereto, and in particular, restricts rotation of the ball nut and the rod. It is related with what improved the composition for doing.

ロッドを直進運動させるアクチュエータは、概略、次のような構成になっている。まず、モータがあり、このモータの回転軸にはボールネジが連結されている。上記ボールネジにはボールナットが螺合していて、このボールナットにはロッドが取付・固定されている。このロッドの先端に先端金具が取り付けられ、そこに任意の機器が取り付けられるものである。   The actuator for linearly moving the rod is generally configured as follows. First, there is a motor, and a ball screw is connected to the rotating shaft of the motor. A ball nut is screwed to the ball screw, and a rod is attached and fixed to the ball nut. A tip metal fitting is attached to the tip of this rod, and an arbitrary device is attached thereto.

そして、上記モータを適宜の方向に回転させることにより、ボールネジを同方向に回転させ、されによって、そこに螺合しているボールナット及びロッドが一軸方向に往復動することになる。   Then, by rotating the motor in an appropriate direction, the ball screw is rotated in the same direction, so that the ball nut and the rod screwed there reciprocate in one axis direction.

上記構成をなすアクチュエータにおいて、ボールネジに螺合しているボールナット及びそこに取り付けられているロッドの回転を規制する必要がある。この種の回転規制機構としては、例えば、ロッドの外周部にボールブッシュやリニアガイド等を設置して回転規制する方法がある。
又、ロッドの外周部に配置されるフレーム部材をアルミ押出材等で構成し、フレーム部材の中空穴部を異形形状にする等してフレーム軸線方向に沿って長溝を形成し、一方、ロッドの後端側に回転規制用の突起を設け、該突起を上記長溝に係合させることにより回転規制する等の方法がある。 In the actuator configured as described above, it is necessary to regulate the rotation of the ball nut screwed to the ball screw and the rod attached thereto. As this type of rotation restricting mechanism, for example, there is a method of restricting rotation by installing a ball bush or a linear guide on the outer periphery of the rod.
In addition, the frame member arranged on the outer periphery of the rod is made of an aluminum extruded material or the like, and the hollow hole portion of the frame member is formed into an irregular shape to form a long groove along the frame axial direction. There is a method of restricting rotation by providing a rotation restricting protrusion on the rear end side and engaging the protrusion with the long groove.

尚、この種のアクチュエータを開示するものとして、例えば、特許文献１がある。   For example, Patent Document 1 discloses an actuator of this type.

特開２００１―１２４１７５号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-124175

上記従来の構成によると次のような問題があった。
まず、ロッドの外周部にボールブッシュやリニアガイド等を設置して回転規制する方法の場合には、アクチュエータとしての構成が大掛かりになってしまいコンパクト化の障害になってしまうという問題があった。
又、各部を連結する為の部品が増加してしまい、それによって、製造コストが上昇してしまうという問題があった。
又、アルミ押出材を使用した場合は押出形状のばらつきにより回転規制用の長溝の精度に差が生じることがあり、その為、係合用の部品を調整する等の工数が掛かってしまい、煩雑な作業を余儀なくされてしまうという問題があった。
又、長溝は回転規制用の突起と常時摺動することになり、その結果、長溝は摩耗してしまうことになり、その場合には、フレーム自体を交換する必要性が生じてしまう。それによって、保守・点検に要するコストが上昇してしまうという問題もあった。 The conventional configuration has the following problems.
First, in the case of a method of restricting rotation by installing a ball bush or a linear guide on the outer periphery of the rod, there is a problem that the structure as an actuator becomes large and obstructs compactness.
In addition, there is a problem in that the number of parts for connecting the respective parts increases, which increases the manufacturing cost.
In addition, when aluminum extruded material is used, there may be a difference in the precision of the long groove for restricting rotation due to variations in the extrusion shape, which requires man-hours such as adjustment of engaging parts, and is complicated. There was a problem of being forced to work.
In addition, the long groove always slides with the rotation restricting projection, and as a result, the long groove is worn, and in this case, the frame itself needs to be replaced. As a result, there was a problem that the cost required for maintenance and inspection increased.

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、簡単な構成、且つ、簡単な加工によって所望の回転規制構造を得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 based on such points, and an object thereof is to provide an actuator capable of obtaining a desired rotation restricting structure with a simple configuration and simple processing.

上記目的を達成するべく本願発明の請求項１によるアクチュエータは、モータと、上記モータの回転によって回転するボールネジと、上記ボールネジに回転を規制された状態で螺合しボールネジの回転によって移動するボールナット、 上記ボールナットに取付・固定されたロッドと、を具備してなるアクチュエータにおいて、上記ロッドに少なくとも１個の突起を設け、上記ロッドの軸心方向に平行に少なくとも２本一組のガイド軸部材を設置し、上記２本のガイド軸部材によって上記突起を挟むことにより上記ロッドの回転を規制するようにした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、上記突起は周方向に１８０°隔てた位置に２個設けられていて、上記２個の突起に対応するように２本一組のガイド軸部材が二組設置されていて、夫々の組の２本のガイド軸部材によって突起を挟むことにより上記ボールナットの回転を規制するようにした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又は請求項２記載のアクチュエータにおいて、上記突起は短尺のピンであって上記ロッドに着脱可能に取り付けられていることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, an actuator according to claim 1 of the present invention includes a motor, a ball screw that rotates by the rotation of the motor, and a ball nut that is screwed to the ball screw in a state in which the rotation is restricted and moves by the rotation of the ball screw. An actuator comprising a rod attached and fixed to the ball nut, wherein at least one projection is provided on the rod, and a pair of at least two guide shaft members parallel to the axial direction of the rod And the rotation of the rod is restricted by sandwiching the protrusion between the two guide shaft members.
According to a second aspect of the present invention, in the actuator according to the first aspect of the present invention, two projections are provided at positions spaced apart by 180 ° in the circumferential direction, and a pair of the projections corresponds to the two projections. The guide shaft members are provided in two sets, and the rotation of the ball nut is restricted by sandwiching the protrusions between the two guide shaft members of each set.
According to a third aspect of the present invention, in the actuator according to the first or second aspect, the protrusion is a short pin and is detachably attached to the rod.

以上述べたように本発明によるアクチュエータによると、モータと、上記モータの回転によって回転するボールネジと、上記ボールネジに回転を規制された状態で螺合しボールネジの回転によって移動するボールナット、上記ボールナットに取付・固定されたロッドと、を具備してなるアクチュエータにおいて、上記ロッドに少なくとも１個の突起を設け、上記ロッドの軸心方向に平行に少なくとも２本一組のガイド軸部材を設置し、上記２本のガイド軸部材によって上記突起を挟むことにより上記ロッドの回転を規制するようにしたので、比較的簡単な構成で、且つ、複雑な加工を要することなく回転を規制する構成を得ることができる。
又、上記突起を周方向に１８０°隔てた位置に２個設け、上記２個の突起に対応するように２本一組のガイド軸部材が二組設置して、各組の２本のガイド軸部材によって突起を挟むことにより上記ボールナットの回転を規制するようにした場合には、バランスのとれた回転規制構造を得ることができる。
又、上記突起を短尺のピンとして上記ロッドに着脱可能に取り付けた場合には、ピンが消耗したような場合は適宜交換することが可能になる。 As described above, according to the actuator of the present invention, the motor, the ball screw that rotates by the rotation of the motor, the ball nut that is screwed into the ball screw in a state where the rotation is restricted, and moves by the rotation of the ball screw, the ball nut A rod attached and fixed to the rod, at least one protrusion is provided on the rod, and at least two guide shaft members are installed in parallel to the axial center direction of the rod, Since the rotation of the rod is regulated by sandwiching the projection between the two guide shaft members, a configuration that regulates the rotation with a relatively simple configuration and without requiring complicated processing is obtained. Can do.
Two projections are provided at positions 180 ° apart in the circumferential direction, and two pairs of guide shaft members are installed so as to correspond to the two projections. When the rotation of the ball nut is restricted by sandwiching the protrusion with the shaft member, a balanced rotation restricting structure can be obtained.
Further, when the protrusion is detachably attached to the rod as a short pin, it can be appropriately replaced when the pin is worn.

以下、図１乃至図３を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。図１はアクチュエータの外観を示す斜視図であり、図２は同上の分解斜視図である。
まず、モータユニットモジュール１があり、このモータユニットモジュール１は、モータカバ３と、該モータカバ３内に収容・配置された図示しないモータと、同じくモータカバ３内に収容・配置されたコントローラ基板等から構成されている。上記コントローラ基板にはドライバやコントローラを始めとしてモータを駆動制御するための各種の電子部品が実装されている。又、上記モータカバ３の後方（図１、図２中右側）には電源ケーブル５が図示しない電源ケーブル接続具を介して接続されている。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view showing the external appearance of the actuator, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the same.
First, there is a motor unit module 1, and this motor unit module 1 is composed of a motor cover 3, a motor (not shown) accommodated and arranged in the motor cover 3, and a controller board and the like also accommodated and arranged in the motor cover 3. Has been. Various electronic components for driving and controlling the motor including a driver and a controller are mounted on the controller board. A power cable 5 is connected to the rear of the motor cover 3 (right side in FIGS. 1 and 2) via a power cable connector (not shown).

上記モータの回転軸には図示しないオルダム式カップリング機構を介してボールネジ７が連結されている。このボールネジ７の外周側にはリアブラケット９が設置されている。上記ボールネジ７には図示しないボールナットが螺合されていて、このボールナットの外周側には短尺の中空状ロッド１１が被冠・固定されている。また、この中空状ロッド１１には別の中空状ロッド１３が差し込まれていて、リベッド１２によって連結・固定されている。上記中空状ロッド１３の先端には先端金具１５が取付・固定されている。   A ball screw 7 is connected to the rotating shaft of the motor via an Oldham coupling mechanism (not shown). A rear bracket 9 is installed on the outer peripheral side of the ball screw 7. A ball nut (not shown) is screwed onto the ball screw 7, and a short hollow rod 11 is crowned and fixed to the outer peripheral side of the ball nut. Further, another hollow rod 13 is inserted into the hollow rod 11 and is connected and fixed by the rebed 12. A tip fitting 15 is attached and fixed to the tip of the hollow rod 13.

又、フロントブラケット１７があり、図１に示すように、上記先端金具１５はこのフロントブラケット１７を貫通・配置されて前方に突出・配置されるものである。又、リアブラケット９とフロントブラケット１７との間には４本のガイド軸部材１９、１９、１９、１９が設置されている。これら４本のガイド軸部材１９は図２中上下２本ずつで一組をなしている。   Further, there is a front bracket 17, and as shown in FIG. 1, the end fitting 15 is projected and disposed forwardly through the front bracket 17 and disposed. In addition, four guide shaft members 19, 19, 19, 19 are installed between the rear bracket 9 and the front bracket 17. These four guide shaft members 19 form a set with two upper and lower portions in FIG.

一方、ボールナット１１側には図２中上下位置にピン２１、２１が着脱可能に取り付けられている。そして、図２中上側に配置されているピン２１が上側の二本のガイド軸部材１９、１９の間に挟まれるようにして配置され、同様に、図２中下側に配置されているピン２１が下側の二本のガイド軸部材１９、１９の間に挟まれるようにして配置される。そのような構成によって、ボールナット、中空状ロッド１１及び中空状ロッド１３の回転を規制しているものである。   On the other hand, on the ball nut 11 side, pins 21 and 21 are detachably attached at the vertical positions in FIG. Then, the pin 21 arranged on the upper side in FIG. 2 is arranged so as to be sandwiched between the two upper guide shaft members 19, 19. Similarly, the pin arranged on the lower side in FIG. 2. 21 is arranged so as to be sandwiched between the two lower guide shaft members 19, 19. With such a configuration, the rotation of the ball nut, the hollow rod 11 and the hollow rod 13 is restricted.

上記４本のガイド軸部材１９の外側であってリアブラケット９とフロントブラケット１７との間にはフレーム２３が被冠・配置されている。又、フロントブラケット１７には軸受部材２５が配置されている。   A frame 23 is crowned / arranged between the rear bracket 9 and the front bracket 17 outside the four guide shaft members 19. A bearing member 25 is disposed on the front bracket 17.

上記４本のガイド軸部材１９、１９、１９、１９の端部の構成をみてみると、図３（ａ）に示すように、リアブラケット９側には、凹部３１、３１、３１、３１が形成されていて、４本のガイド軸部材１９、１９、１９、１９の端部はこれら凹部３１、３１、３１、３１内に嵌め込まれている。同様に、フロントブラケット１７側にも、図３（ｂ）に示すように、凹部３３、３３、３３、３３が形成されていて、４本のガイド軸部材１９、１９、１９、１９の端部はこれら凹部３３、３３、３３、３３内に嵌め込まれている。
尚、図２中符号３９はリベットを示している。 Looking at the structure of the end portions of the four guide shaft members 19, 19, 19, 19, the recesses 31, 31, 31, 31 are formed on the rear bracket 9 side as shown in FIG. The end portions of the four guide shaft members 19, 19, 19, 19 are fitted into the recesses 31, 31, 31, 31. Similarly, as shown in FIG. 3 (b), concave portions 33, 33, 33, 33 are also formed on the front bracket 17 side, and the end portions of the four guide shaft members 19, 19, 19, 19 are formed. Is fitted into the recesses 33, 33, 33, 33.
In FIG. 2, reference numeral 39 indicates a rivet.

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、ボールナット、中空状ロッド１１及び中空状ロッド１３の回転を規制するための構成であるが、ピン２１を２本のガイド軸部材１９、１９によって挟むことにより回転を規制する構成としたので、比較的簡単な構成によって所望の回転規制構造を得ることができるようになった。
又、この実施の形態の場合には、１８０°隔てた二箇所で回転規制を行っているので、バランスがとれた構造になっている。
又、外側のフレーム２３に関しては、特に、その内部に回転規制の為の加工を施す必要がないので、普通のパイプ部材、例えば、ＳＴＫＭ、ＳＵＳ等多くの汎用パイプ部材の使用が可能となり、比較的安く購入できるのでコスト低減につながる。
又、リアブラケット９の凹部３１、フロントブラケット１７の凹部３３等の加工についても、一般の旋盤等で容易に加工することができるので、加工工数を低減させることができる。
又、長期使用により摩耗が生じた場合には、その摩耗状況によりガイド軸部材１９又はピン２１を交換するだけで容易に修理可能である。
又、ガイド軸部材１９も凹部３１、３３内に挿入されているだけであるので、着脱が簡単であり、メンテナンス工数が軽減される。 As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
First, the configuration for restricting the rotation of the ball nut, the hollow rod 11 and the hollow rod 13 is configured to restrict the rotation by sandwiching the pin 21 between the two guide shaft members 19 and 19. A desired rotation restricting structure can be obtained with a relatively simple configuration.
In the case of this embodiment, since the rotation is restricted at two positions separated by 180 °, the structure is balanced.
In addition, regarding the outer frame 23, it is not particularly necessary to perform processing for restricting the rotation inside, so that it is possible to use ordinary pipe members, for example, many general-purpose pipe members such as STKM and SUS. Because it can be purchased cheaply, it leads to cost reduction.
In addition, since the recess 31 of the rear bracket 9 and the recess 33 of the front bracket 17 can be easily processed with a general lathe or the like, the number of processing steps can be reduced.
Further, when wear occurs due to long-term use, it can be easily repaired by simply replacing the guide shaft member 19 or the pin 21 depending on the wear state.
Further, since the guide shaft member 19 is only inserted into the recesses 31 and 33, it is easy to attach and detach, and the maintenance man-hour is reduced.

次に、図４を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。前記第１の実施の形態の場合には、ピン２１を上下に２個設け、夫々２本ずつのガイド軸部材１９、１９によって挟むように構成したが、この第２の実施の形態の場合には、図示するように、下方に１個のピン２１を設け、２本のガイド軸部材１９、１９によって挟むように構成したものである。
このような構成でも実用上は何等問題はない。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the case of the first embodiment, two pins 21 are provided on the upper and lower sides and sandwiched between two guide shaft members 19 and 19, respectively. In the case of the second embodiment, As shown in the figure, a single pin 21 is provided below and is sandwiched between two guide shaft members 19 and 19.
Even in such a configuration, there is no problem in practical use.

尚、本発明は前記第１及び第２の実施の形態に限定されるものではない。
まず、突起の個数、それに対応したガイド軸部材の本数はこれを特に限定するものではない。
又、突起を着脱可能なピンとして構成する以外にも、一体に設ける構成も考えられる。
その他図示したものはあくまで一例である。 The present invention is not limited to the first and second embodiments.
First, the number of protrusions and the number of guide shaft members corresponding thereto are not particularly limited.
In addition to a configuration in which the protrusion is a detachable pin, a configuration in which the projection is provided integrally is also conceivable.
In addition, what was illustrated is an example to the last.

本発明は、モータによってボールネジを回転させ、それによって、ボールネジに螺合するボールナット及びロッドを移動させるように構成されたアクチュエータに係り、特に、ボールナット及びロッドの回転を規制する為の構成を改良したものに関し、例えば、ロッドタイプのアクチュエータに好適である。   The present invention relates to an actuator configured to rotate a ball screw by a motor and thereby move a ball nut and a rod that are screwed to the ball screw, and particularly to a configuration for restricting the rotation of the ball nut and the rod. For example, the improved type is suitable for a rod-type actuator.

本発明の第１の実施の形態を示す図で、アクチュエータの全体構成を示す斜視図である。It is a figure which shows the 1st Embodiment of this invention and is a perspective view which shows the whole structure of an actuator. 本発明の第１の実施の形態を示す図で、アクチュエータの全体構成を示す分解斜視図である。It is a figure which shows the 1st Embodiment of this invention and is a disassembled perspective view which shows the whole structure of an actuator. 本発明の第１の実施の形態を示す図で、図３（ａ）は図１のａ−ａ断面図、図３（ｂ）は図１のｂ−ｂ断面図である。FIGS. 3A and 3B are diagrams showing a first embodiment of the present invention, in which FIG. 3A is a cross-sectional view taken along the line aa in FIG. 1 and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line bb in FIG. 本発明の第２の実施の形態を示す図で、アクチュエータの断面図である。It is a figure which shows the 2nd Embodiment of this invention, and is sectional drawing of an actuator.

符号の説明Explanation of symbols

１ モータモジュールユニット
７ ボールネジ
９ リアブラケット
１１ 中空状ロッド
１３ 中空状ロッド
１７ フロントブラケット
１９ ガイド軸部材
２１ ピン
３１ 凹部
３３ 凹部








1 Motor module unit 7 Ball screw 9 Rear bracket 11 Hollow rod 13 Hollow rod 17 Front bracket 19 Guide shaft member 21 Pin
31 recess 33 recess

Claims (3)

モータと、
上記モータの回転によって回転するボールネジと、
上記ボールネジに回転を規制された状態で螺合しボールネジの回転によって移動するボールナット、
上記ボールナットに取付・固定されたロッドと、
を具備してなるアクチュエータにおいて、
上記ロッドに少なくとも１個の突起を設け、
上記ロッドの軸心方向に平行に少なくとも２本一組のガイド軸部材を設置し、
上記２本のガイド軸部材によって上記突起を挟むことにより上記ロッドの回転を規制するようにしたことを特徴とするアクチュエータ。 A motor,
A ball screw that rotates by the rotation of the motor;
A ball nut that engages with the ball screw in a state of restricted rotation and moves by the rotation of the ball screw;
A rod attached and fixed to the ball nut;
In an actuator comprising:
Providing at least one protrusion on the rod;
A set of at least two guide shaft members are installed in parallel with the axial direction of the rod,
An actuator characterized in that rotation of the rod is restricted by sandwiching the protrusion between the two guide shaft members. 請求項１記載のアクチュエータにおいて、
上記突起は周方向に１８０°隔てた位置に２個設けられていて、上記２個の突起に対応するように２本一組のガイド軸部材が二組設置されていて、
各組の２本のガイド軸部材によって突起を挟むことにより上記ロッド及びボールナットの回転を規制するようにしたことを特徴とするアクチュエータ。 The actuator according to claim 1, wherein
Two protrusions are provided at positions 180 degrees apart in the circumferential direction, and two pairs of guide shaft members are installed so as to correspond to the two protrusions,
An actuator characterized in that the rotation of the rod and the ball nut is regulated by sandwiching a protrusion between two guide shaft members of each set. 請求項１又は請求項２記載のアクチュエータにおいて、
上記突起は短尺のピンであって上記ロッドに着脱可能に取り付けら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 or 2,
The actuator is characterized in that the protrusion is a short pin and is detachably attached to the rod.

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