JP3700441B2 - Linear actuator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明に係るリニアアクチュエータは、例えば介護用ベッド、昇降テーブル、CTスキャナ、トラックのキャビンチルト装置、リフター等、各種機械装置に組み込んだ状態で使用する。
【0002】
【従来の技術】
例えば介護用のベッド等にはリニアアクチュエータを組み込んで、電動モータや手動ハンドルを駆動源として被介護者を寝かせたベッドの角度調節等を自在としている。この様なリニアアクチュエータには、電動モータや手動ハンドルの回転運動を出力部材の軸方向運動(直線運動)に変換する機能が要求される。又、比較的少ない動力で大きな荷重を、比較的高速で移動可能な構造を実現する為には、リニアアクチュエータとして効率の良い構造が必要になる。
【0003】
一方、上述の様な用途に利用可能なリニアアクチュエータとして従来から、例えば特開昭61−180064号公報、同62−251560号公報、実公昭51−44871号公報等に記載されたものが知られている。
このうちの特開昭61−180064号公報及び同62−251560号公報に記載されたリニアアクチュエータは、回転のみ自在に設けた送りねじの周囲に移動部材を設け、この移動部材の内径側にナット部材を、回転自在に、且つこの送りねじに対し偏心させた状態で支持している。そして、この送りねじの外周面に形成した雄ねじの円周方向の一部を、上記ナット部材の内周面に形成した雌ねじの円周方向の一部と噛合させている。この様な構造の場合、上記送りねじを回転させると、上記ナット部材が上記移動部材の内径側で回転しつつ軸方向に移動するので、この移動部材から直線運動を取り出せる。
又、実公昭51−44871号公報に記載されたリニアアクチュエータは、回転のみ自在に設けた送りねじの周囲にナット部材を、この送りねじと同心に設け、これら送りねじの外周面とナット部材の内周面との間に複数個のローラねじを回転自在に支持している。この様な構造の場合、上記送りねじを回転させると、上記各ローラねじがこの回転を上記ナット部材に伝達してこのナット部材を軸方向に移動させるので、このナット部材から直線運動を取り出せる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様な従来構造のうち、特開昭61−180064号公報及び同62−251560号公報に記載されたリニアアクチュエータの場合には、効率は良いが、送りねじの周囲に配置したナット部材から直線運動を取り出す構造である為、取り出し部の構造が限定される。この為、前述した介護用ベッド、昇降テーブル、CTスキャナ、トラックのキャビンチルト装置、リフター等の用途には不向きである。
又、実公昭51−44871号公報に記載されたリニアアクチュエータの場合には、構造が複雑で小型化が難しく、コストも嵩む。
リニアアクチュエータとして従来からこの他にも、ボールねじ式の送りねじ機構、一般的な滑りねじ式の送りねじ機構等が知られている。但し、このうちのボールねじ式の送りねじ機構は、構造が複雑で小型化が難しく、コストも嵩む。又、一般的な滑りねじ式の送りねじ機構の場合には、摩擦損失が大きく効率が悪い。
本発明はこの様な事情に鑑みて、小型でしかも効率が良く、且つ各種用途に使用可能なリニアアクチュエータを実現すべく発明したものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明のリニアアクチュエータは、回転のみ自在に支持された駆動側部材と、この駆動側部材の内径よりも小さな外径を有し、この駆動側部材に対し偏心した状態でこの駆動側部材の内径側に、回転及び軸方向に亙る変位自在に支持された被駆動側部材と、この被駆動側部材の外周面と上記駆動側部材の内周面とのうちの一方の周面に形成された螺旋状のねじ溝と、上記被駆動側部材の外周面と上記駆動側部材の内周面とのうちの他方の周面に円周方向に亙って形成された、上記ねじ溝と同じピッチを有する係合溝と、上記被駆動側部材の一部にスラスト荷重を支承自在な転がり軸受により結合された出力部材とを備え、上記ねじ溝の円周方向の一部と上記係合溝の円周方向の一部とを互いに噛合させている。
【0006】
尚、上述の様な本発明のリニアアクチュエータとしては、次の(1) 〜 (4) の様な態様が考えられる。
(1) 上記駆動側部材を、その内周面に雌ねじを形成したナット部材とし、上記被駆動側部材を、その外周面に雄ねじを形成したねじ杆状のものとし、このねじ杆状の被駆動部材を上記ナット部材に対し平行に配置して、上記雌ねじの円周方向の一部と上記雄ねじの円周方向の一部とを互いに噛合させる。
(2) 上記駆動側部材の内周面に、それぞれが円周方向に設けられた互いに平行な複数本の突条を、上記被駆動側部材の外周面に雄ねじを、それぞれ形成すると共に、上記駆動側部材と上記被駆動側部材とを互いに平行に配置して、上記突条の円周方向の一部と上記雄ねじの円周方向の一部とを互いに噛合させる。
(3) 上記被駆動側部材の外周面に、それぞれが円周方向に設けられた互いに平行な複数本の突条を、上記駆動側部材の内周面に雌ねじを、それぞれ形成すると共に、上記被駆動側部材と上記駆動側部材とを互いに平行に配置して、上記突条の円周方向の一部と上記雌ねじの円周方向の一部とを互いに噛合させる。
(4) 上記(2)(3)の何れかで、上記被駆動側部材の外周面に形成した雄ねじ又は駆動側部材の内周面に形成した雌ねじのピッチ、及び、上記駆動側部材の内周面又は被駆動側部材の外周面に形成した突条のピッチを、それぞれPとし、上記駆動側部材の内周面に形成した雌ねじ又は突条のピッチ円直径をD0 とした場合に、上記被駆動側部材の中心軸を、β= tan-1{P/(π・D0 )}で表される角度βだけ、上記駆動側部材の中心軸に対し傾斜させる。
【0007】
【作用】
上述の様に構成する本発明のリニアアクチュエータは、駆動側部材を回転させる事により被駆動側部材を回転させつつ軸方向に変位させ、出力部材により、この被駆動側部材の軸方向変位を取り出す。
即ち、上記駆動側部材の回転に伴って上記被駆動側部材が、ねじ溝と係合溝との係合に基づき、回転する。この際、これらねじ溝の周速と係合溝の周速とは互いに等しくなる。又、互いに噛合するねじ溝のピッチと係合溝のピッチとは互いに等しい。これに対して、これらねじ溝のピッチ円直径と係合溝のピッチ円直径とは異なる為、上記駆動側部材が1回転する間に、上記被駆動側部材は1回転以上回転する。この結果、被駆動側部材が駆動側部材よりも余分に回転する分だけ、この被駆動側部材及びこの被駆動側部材に結合した出力部材が軸方向に変位する。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1〜4は、前述の(1) に対応する、本発明の実施の形態の第1例を示している。本例のリニアアクチュエータ1は、回転しないハウジング2の内側に、駆動側部材である円筒状のナット部材3を、回転のみ自在に支持している。即ち、上記ハウジング2は、1対の半片4a、4bを最中状に組み合わせると共に突き合わせ部同士を互いに結合する事により、中空に構成している。又、上記ナット部材3は、軸方向片半部(図1の左半部)に設けた大径部5と他半部(図1の右半部)に設けた、この大径部5と同心の小径部6とを、段部7により連続させる事により、全体を段付の円筒状に構成している。又、このうちの小径部6の内周面には、ピッチ円直径がD0 である雌ねじ8を形成している。これに対して、上記大径部5の外周面にはウォームホイール歯11を形成して、この大径部5がウォームホイールとして機能する様にしている。
【0009】
この様なナット部材3は、上記小径部6の外周面と上記半片4aの内周面との間に設けた、深溝型の玉軸受9により、上記ハウジング2の内側に、回転のみ自在に(軸方向に亙る変位不能に)支持している。又、上記ハウジング2にはウォーム12を回転のみ自在に支持し、このウォーム12と上記ウォームホイール歯11とを噛合させている。更に、このウォーム12を、図示しない電動モータ或はハンドルにより、回転駆動自在としている。
【0010】
又、上記ハウジング2には、被駆動側部材10を、回転及び軸方向に亙る変位自在に支持している。この被駆動側部材10は、全体を円筒状に形成したもので、上記ナット部材3の内径よりも小さな外径を有する。又、この被駆動側部材10の外周面には、ほぼその全長に亙り、ピッチ円直径がd0 である雄ねじ13を形成している。この様な被駆動側部材10は、滑り軸受、ニードル軸受等の、ラジアル荷重を支承するがスラスト荷重を支承しない軸受14、14により上記ハウジング2に、回転及び軸方向に亙る変位自在に支持している。この状態で上記被駆動側部材10の中心軸は上記ナット部材3の中心軸に対して、ピッチ円直径の差の1/2であるδ{=(D0 −d0 )/2}だけ偏心させている。従って、上記被駆動側部材10の外周面に形成された雄ねじ13は、上記ナット部材3の内周面に形成した雌ねじ8に対して、円周方向の一部のみ噛合している。本例の場合、これら雄ねじ13と雌ねじ8とのうちの一方が、請求項に記載したねじ溝に相当し、他方が同じく係合溝に相当する。
【0011】
又、上記被駆動側部材10の内径側には軸状の出力部材15の基端部を、それぞれがスラスト荷重を支承自在な転がり軸受である、1対の玉軸受16、16により、この出力部材15に対する回転及びこの出力部材15と同期した軸方向移動自在に結合している。
更に、図示の例では、前記ハウジング2の一部内周面に設けた凹溝27の底面と上記軸受14の外周面との間に、板ばね17等の予圧手段を設けている。この予圧手段は、上記出力部材15にスラスト荷重が負荷されていない場合でも、上記雌ねじ8と雄ねじ13との係合部の摩擦抵抗を或る程度大きくし、これら雌ねじ8と雄ねじ13との係合に基づく上記出力部材15の軸方向変位が確実に行なわれる様にする役目を果たす。即ち、上記予圧手段は、上記雌ねじ8と雄ねじ13との係合部の摩擦抵抗を、上記軸受14部分の抵抗並びに前記各玉軸受16、16部分の転がり抵抗よりも大きくする為に設ける。尚、この様な予圧手段は、本発明のリニアアクチュエータ1の機能上、必ずしも必要ではない。特に、リニアアクチュエータ1が、上記出力部材15に常にスラスト荷重が負荷されている状態で使用されるのであれば、不要である。
【0012】
上述の様に構成する本例のリニアアクチュエータ1は、前記ウォーム12を介して前記ナット部材3を回転させる事により、前記被駆動側部材10を回転させつつ軸方向に変位させ、上記出力部材15により、この被駆動側部材10の軸方向変位を取り出す。
【0013】
即ち、上記リニアアクチュエータ1を伸縮させる際には、図示しない電動モータ或はハンドルにより、上記ウォーム12を介して上記ナット部材3を所定方向に回転させる。このナット部材3の回転に伴って上記被駆動側部材10が、上記雌ねじ8と雄ねじ13との係合に基づき、回転する。この際、これら雌ねじ8の周速と雄ねじ13の周速とは互いに等しくなる。又、図4に示す様に、互いに噛合する、上記雌ねじ8のピッチPと雄ねじ13のピッチPとは互いに等しい。これに対して、これら雌ねじ8のピッチ円直径D0 と雄ねじ13のピッチ円直径d0 とは互いに異なる(D0 >d0 )。この為、上記ナット部材3が1回転する間に、上記被駆動側部材10は1回転以上(D0 /d0 回)回転する。この結果、この被駆動側部材10が上記ナット部材3よりも余分に回転する分{ナット部材3が1回転する毎に(D0 /d0 )−1回分}だけ、上記被駆動側部材10及びこの被駆動側部材10に結合した上記出力部材15が軸方向に[P・{(D0 /d0 )−1}分]変位する。この被駆動側部材10は、回転しつつ軸方向に変位するが、出力部材15はこの被駆動側部材10に対して回転自在である為、この出力部材15は、回転する事なく、軸方向に変位して、この出力部材15の先端部を結合した部材を押し引きする。
【0014】
上記雌ねじ8と雄ねじ13との係合状態は転がり接触に近く、滑り接触状態は僅かである。この為、これら雌ねじ8と雄ねじ13との係合部での動力損失は僅かで、リニアアクチュエータ1全体として高い伝達効率を得られる。又、出力部材15をリニアアクチュエータ1の中心軸部分に設けている為、直線運動の取り出しが容易で、構成部材が少なく、小型に軽量できる事と合わせて、各種用途に利用できる。
【0015】
次に、図5は、やはり前述の(1) に対応する、本発明の実施の形態の第2例を示している。本例の場合には、駆動側部材であるナット部材3aを構成する、互いに同心である大径部5aと小径部6aとの直径差を、上述した第1例の場合よりも大きくしている。従って、上記大径部5aと小径部6aとを連続させる段部7aの直径方向に亙る幅寸法は、上述した第1例の場合よりも大きい。
【0016】
上述の様なナット部材3aは、上記小径部6aの両端部をハウジング2aの内側に、それぞれが深溝型である、1対の玉軸受9a、9bにより、回転のみ自在に支持している。本例の場合には、上記小径部6aの中間部外周面に、図示しない段付ベルト、或はギヤ等の駆動部材を係合させて上記ナット部材3aを回転駆動する為の被駆動部18を設けている。又、上記大径部5aの内周面に雌ねじ8aを形成している。
【0017】
一方、軸状の出力部材15aを上記小径部6aの内側に、滑り軸受、ニードル軸受等の、ラジアル荷重を支承するがスラスト荷重を支承しない軸受14、14により、回転及び軸方向に亙る変位自在に支持している。上記出力部材15aの基端部(図5の右端部)で上記大径部5aの内側に位置する部分には被駆動側部材10aを、アンギュラ型の玉軸受19により支持している。上記出力部材15aの基端部は、上記ナット部材3aに対して、次述する雌ねじ8aのピッチ円直径D0 と雄ねじ13aのピッチ円直径d0 との差の1/2{δ=(D0 −d0 )/2}であるδ分、偏心させている。そして、この被駆動軸部材10aの外周面に形成した雄ねじ13aの円周方向一部と、上記大径部5aの内周面に形成した雌ねじ8aの円周方向一部とを、互いに噛合させている。尚、本例のリニアアクチュエータ1aは、上記出力部材15aに、図5で左方向のスラスト荷重が加わる状態で使用する。上記玉軸受19の外輪及び内輪は、上記被駆動側部材10aの内周面及び上記出力部材15aの基端部外周面に、上記スラスト荷重に拘らずずれ動かない状態で嵌合させている。従って上記出力部材15aは、上記被駆動側部材10aに対して回転はするが、軸方向に亙っては、この被駆動側部材10aと共に変位する。
【0018】
上述の様に構成する本例のリニアアクチュエータ1aの場合、図示しない駆動部材により上記ナット部材3aを回転駆動すると、上記雌ねじ8aと雄ねじ13aとの係合に基づき、上記被駆動側部材10aが回転しつつ軸方向に変位する。そして、このうちの軸方向に亙る変位を、上記出力部材15aにより取り出し、この出力部材15aの先端部を結合した部材を変位させる。
【0019】
上述の様な本例の構造の場合には、ストロークを大きくする事が難しい代わりに、外径を小さくして、限られた空間への設置が容易になる。
尚、本例の構造を実施する場合、図5の左端部に鎖線で示す様に、上記出力部材15aにスラスト荷重を付与する、予圧部材である圧縮ばね20を設ける事もできる。
【0020】
次に、図6は、やはり前述した(1) に対応する、本発明の実施の形態の第3例を示している。本例の場合には、ハウジング2bの内側に、ナット部材3bと被駆動側部材10bとを支持している。即ち、このハウジング2bの軸方向中間部に上記ナット部材3bを、それぞれが深溝型の玉軸受9、9により、回転のみ自在に支持している。又、このナット部材3bの中間部外周面で上記両玉軸受9、9同士の間部分に、ギヤ24或は図示しない段付ベルト等の駆動部材を係合させて上記ナット部材3bを回転駆動する為の、被駆動部18aを設けている。
【0021】
一方、上記ハウジング2bの両端部には、それぞれが深溝型である1対の玉軸受21、21の外輪22、22を、締り嵌めで内嵌する事により、或は接着する事により、それぞれ固定している。そして、上記各玉軸受21、21の内輪23、23を、それぞれ上記被駆動側部材10bの中間部に、それぞれ隙間嵌により外嵌している。従って、この被駆動側部材10bは、上記ハウジング2bの内側に、回転及び軸方向に亙る変位自在に支持されている。そして、上記被駆動側部材10bの外周面に、ほぼ全長に亙って形成した雄ねじ13bの円周方向の一部と、上記ナット部材3bの内周面に全長に亙って形成した雌ねじ8bの円周方向の一部とを、互いに噛合させている。尚、上記雄ねじ13bとしては、加工コストが安い、三角山ねじでも良いが、上記各内輪23、23の内周面との摩擦状態を考慮した場合には、台形ねじを含む角ねじとする事が好ましい。
【0022】
更に、上記被駆動側部材10bの先端部(図6の右端部)には、出力部材15bを、スラスト荷重を支承する軸受である、深溝型の玉軸受25により結合している。
上述の様に構成する本例のリニアアクチュエータ1bの場合、上記ナット部材3bを回転駆動すると、上記被駆動側部材10bが回転しつつ軸方向に変位するので、このうちの軸方向に亙る変位を、上記出力部材15bにより取り出し、この出力部材15bの先端部を結合した部材を変位させる。
【0023】
次に、図7は、前述した(3) に対応する、本発明の実施の形態の第4例を示している。本例の場合には、軸状の被駆動側部材10cの外周面に、それぞれが円周方向に設けられた互いに平行な複数本の突条26、26を、互いに等間隔に(等ピッチで)形成し、これら各突条26、26を、請求項に記載した係合溝としている。尚、これら各突条26、26のピッチPは、ナット部材3の内周面に形成した雌ねじ8のピッチPと同じにしている。
【0024】
上述の様な本例の構造の場合も、上記ナット部材3を回転させると、上記被駆動側部材10cが、回転しつつ軸方向に変位する。特に、本例の場合には、被駆動側部材10〜10bの外周面に雄ねじ13、13a、13bを形成した第1〜3例の場合に比べて、上記ナット部材3が1回転する毎の、上記被駆動側部材10cの軸方向に亙る変位量が多くなる。即ち、本例の場合には、上記ナット部材3が1回転する毎に上記被駆動側部材10cが、軸方向にP・(D0 /d0 )分、変位する。その他の構成及び作用は、前述した第1〜3例の何れかと同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。
【0025】
次に、図8は、前述した(4) に対応する、本発明の実施の形態の第5例を示している。本例の場合も、上述した第4例の場合と同様に、軸状の被駆動側部材10cの外周面に互いに平行な複数本の突条26、26を互いに等間隔に形成して、この被駆動側部材10cの外周面に係合溝を形成している。特に、本例の場合には、上記被駆動側部材10cの中心軸を、ナット部材3の中心軸に対し、角度βだけ傾斜させている。この傾斜角度βは、このナット部材3の内周面に形成した雌ねじ8及び上記被駆動側部材10cの外周面に形成した突条26、26のピッチをPとし、上記雌ねじ8のピッチ円直径をD0 とした場合に、β= tan-1{P/(π・D0 )}とする。
この様な本例の場合も、上記ナット部材3を回転させると、上記被駆動側部材10cが、回転しつつ軸方向に変位する。被駆動側部材10cを傾斜させた点以外の構成及び作用は、上述した第4例の場合と同様である。
【0026】
尚、図示は省略するが、図7〜8に示した第4〜5例の場合とは逆に、被駆動側部材の外周面に、複数の突条に代えて雄ねじを形成すると共に、ナット部材に代えて、それぞれが円周方向に設けられた互いに平行な複数本の突条を、被駆動側部材の外周面に形成した雄ねじと等ピッチでその内周面に形成して係合溝とした駆動側部材を設ける事もできる。
【0027】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用するので、小型で効率が良く、しかも組み付け状態の自由度が高く、各種機械装置の設計をし易いリニアアクチュエータを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の第1例を示す要部断面図。
【図2】一部を省略して示す、図1のA−A断面図。
【図3】同B−B断面図。
【図4】一部を省略して示す、図2のC−C断面図。
【図5】本発明の実施の形態の第2例を示す要部断面図。
【図6】同第3例を示す要部断面図。
【図7】同第4例を示す、図4と同様の図。
【図8】同第5例を示す、図4と同様の図。
【符号の説明】
1、1a、1b リニアアクチュエータ
2、2a、2b ハウジング
3、3a、3b ナット部材
4a、4b 半片
5、5a 大径部
6、6a 小径部
7、7a 段部
8、8a、8b 雌ねじ
9、9a、9b 玉軸受
10、10a、10b、10c 被駆動側部材
11 ウォームホイール歯
12 ウォーム
13、13a、13b 雄ねじ
14 軸受
15、15a、15b 出力部材
16 玉軸受
17 板ばね
18、18a 被駆動部
19 玉軸受
20 圧縮ばね
21 玉軸受
22 外輪
23 内輪
24 ギヤ
25 玉軸受
26 突条
27 凹溝[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The linear actuator according to the present invention is used in a state where it is incorporated in various mechanical devices such as a nursing bed, a lifting table, a CT scanner, a truck cabin tilt device, and a lifter.
[0002]
[Prior art]
For example, a linear actuator is incorporated in a nursing bed or the like, and the angle of the bed on which the care recipient is laid can be freely adjusted using an electric motor or a manual handle as a driving source. Such a linear actuator is required to have a function of converting the rotational motion of the electric motor or the manual handle into the axial motion (linear motion) of the output member. In order to realize a structure that can move a large load with relatively little power at a relatively high speed, an efficient structure as a linear actuator is required.
[0003]
On the other hand, as linear actuators that can be used for the above-mentioned applications, those described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 61-180064, 62-251560, and 51-44871 are known. ing.
Of these, the linear actuators described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 61-180064 and 62-251560 are provided with a moving member around a feed screw provided only for rotation, and a nut on the inner diameter side of the moving member. The member is supported so as to be rotatable and eccentric with respect to the feed screw. A part in the circumferential direction of the male screw formed on the outer peripheral surface of the feed screw is meshed with a part in the circumferential direction of the female screw formed on the inner peripheral surface of the nut member. In such a structure, when the feed screw is rotated, the nut member moves in the axial direction while rotating on the inner diameter side of the moving member, so that linear motion can be taken out from the moving member.
In addition, the linear actuator described in Japanese Utility Model Publication No. 51-44871 is provided with a nut member around a feed screw provided only for rotation, concentrically with the feed screw, and the outer peripheral surface of the feed screw and the nut member. A plurality of roller screws are rotatably supported between the inner peripheral surface. In such a structure, when the feed screw is rotated, the roller screws transmit the rotation to the nut member and move the nut member in the axial direction, so that linear motion can be extracted from the nut member.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Among the conventional structures as described above, in the case of the linear actuator described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 61-180064 and 62-251560, the efficiency is good, but from the nut member arranged around the feed screw. Since it is a structure which takes out linear motion, the structure of the taking-out part is limited. For this reason, it is not suitable for uses such as the above-mentioned nursing bed, lifting table, CT scanner, truck cabin tilt device, and lifter.
In the case of the linear actuator described in Japanese Utility Model Publication No. 51-44871, the structure is complicated, it is difficult to reduce the size, and the cost increases.
Conventionally, as a linear actuator, a ball screw type feed screw mechanism, a general sliding screw type feed screw mechanism, and the like are known. However, the ball screw type feed screw mechanism among these is complicated in structure, difficult to miniaturize, and increases in cost. In the case of a general sliding screw type feed screw mechanism, the friction loss is large and the efficiency is poor.
In view of such circumstances, the present invention has been invented to realize a linear actuator that is small and efficient and can be used for various applications.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The linear actuator of the present invention has a drive-side member that is supported only for rotation and an outer diameter smaller than the inner diameter of the drive-side member, and the inner diameter of the drive-side member is eccentric with respect to the drive-side member. The driven side member is supported on the side in a freely rotating and axially displaceable manner, and is formed on one peripheral surface of the outer peripheral surface of the driven side member and the inner peripheral surface of the driving side member. The same pitch as the thread groove formed in the circumferential direction on the other circumferential surface of the spiral thread groove and the outer peripheral surface of the driven side member and the inner peripheral surface of the driving side member And an output member coupled to a part of the driven side member by a rolling bearing capable of supporting a thrust load, and a part of the thread groove in the circumferential direction and the engagement groove A part in the circumferential direction is meshed with each other.
[0006]
As the linear actuator of the present invention as described above, the following modes (1) to (4) are conceivable.
(1) The driving side member is a nut member having an internal thread formed on the inner peripheral surface thereof, and the driven side member is a screw rod shape having an external thread formed on the outer peripheral surface thereof. A drive member is disposed in parallel to the nut member, and a part of the female screw in the circumferential direction and a part of the male screw in the circumferential direction are engaged with each other.
(2) On the inner peripheral surface of the driving side member, a plurality of parallel protrusions each provided in the circumferential direction are formed, and on the outer peripheral surface of the driven side member, a male screw is formed, respectively, The driving side member and the driven side member are arranged in parallel to each other, and a part of the protrusion in the circumferential direction and a part of the male screw in the circumferential direction are engaged with each other.
(3) A plurality of parallel protrusions each provided in a circumferential direction are formed on the outer peripheral surface of the driven side member, and a female screw is formed on the inner peripheral surface of the driving side member. The driven side member and the driving side member are arranged in parallel to each other, and a part of the protrusion in the circumferential direction and a part of the female screw in the circumferential direction are engaged with each other.
(4) In any one of the above (2) and (3) , the pitch of the male screw formed on the outer peripheral surface of the driven side member or the inner screw formed on the inner peripheral surface of the driving side member, and the inner side of the driving side member When the pitch of the ridge formed on the peripheral surface or the outer peripheral surface of the driven side member is P, and the pitch circle diameter of the female screw or ridge formed on the inner peripheral surface of the driving side member is D 0 , The central axis of the driven side member is inclined with respect to the central axis of the driving side member by an angle β represented by β = tan −1 {P / (π · D 0 )}.
[0007]
[Action]
The linear actuator of the present invention configured as described above displaces the driven side member in the axial direction by rotating the driving side member, and takes out the axial displacement of the driven side member by the output member. .
That is, with the rotation of the driving side member, the driven side member rotates based on the engagement between the thread groove and the engagement groove. At this time, the circumferential speed of these screw grooves and the circumferential speed of the engaging grooves are equal to each other. Further, the pitch of the thread grooves that mesh with each other is equal to the pitch of the engagement grooves. On the other hand, since the pitch circle diameter of these thread grooves and the pitch circle diameter of the engagement grooves are different, the driven side member rotates one or more times while the driving side member rotates once. As a result, the driven member and the output member coupled to the driven member are displaced in the axial direction by the amount that the driven member rotates more than the driven member.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 4 show a first example of an embodiment of the present invention corresponding to the above (1) . The linear actuator 1 of this example supports the
[0009]
Such a
[0010]
In addition, the driven
[0011]
Further, the output side is provided by a pair of
Further, in the illustrated example, preload means such as a
[0012]
The linear actuator 1 of the present example configured as described above displaces the driven
[0013]
That is, when the linear actuator 1 is expanded and contracted, the
[0014]
The engagement state between the
[0015]
Next, FIG. 5 shows a second example of the embodiment of the present invention, which also corresponds to the above (1) . In the case of this example, the diameter difference between the large-diameter portion 5a and the small-
[0016]
In the
[0017]
On the other hand, the shaft-shaped
[0018]
In the case of the linear actuator 1a of this example configured as described above, when the
[0019]
In the case of the structure of this example as described above, it is difficult to increase the stroke, but the outer diameter is reduced to facilitate installation in a limited space.
When the structure of this example is implemented, a
[0020]
Next, FIG. 6 shows a third example of the embodiment of the present invention, which also corresponds to (1) described above. In the case of this example, the nut member 3b and the driven
[0021]
On the other hand, the outer rings 22 and 22 of a pair of
[0022]
Further, the
In the case of the
[0023]
Next, FIG. 7 shows a fourth example of the embodiment of the present invention corresponding to the above (3) . In the case of this example, a plurality of
[0024]
Also in the case of the structure of this example as described above, when the
[0025]
Next, FIG. 8 shows a fifth example of the embodiment of the present invention corresponding to the above-described (4) . Also in the case of this example, as in the case of the above-described fourth example, a plurality of
Also in this example, when the
[0026]
Although illustration is omitted, contrary to the cases of the fourth to fifth examples shown in FIGS. 7 to 8, male threads are formed on the outer peripheral surface of the driven member in place of the plurality of protrusions, and nuts are formed. Instead of a member, a plurality of parallel protrusions each provided in the circumferential direction are formed on the inner peripheral surface of the outer peripheral surface of the driven member at the same pitch as the male screw, and the engaging groove It is also possible to provide a drive side member.
[0027]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured and operates as described above, it is possible to realize a linear actuator that is small and efficient, has a high degree of freedom in the assembled state, and is easy to design various mechanical devices.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part showing a first example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along the line BB in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part showing a second example of an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of an essential part showing the third example.
FIG. 7 is a view similar to FIG. 4, showing the fourth example.
FIG. 8 is a view similar to FIG. 4, showing the fifth example.
[Explanation of symbols]
1, 1a,
Claims (1)
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