JPH04108391U - linear actuator - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］回転運動を直線運動に変換して出力する直動ア
クチュエータにおいて、構造の簡略化、小型・軽量化を
図る。 ［構成］ベース１に、おねじ部３ａを有する出力軸３
と、圧電素子８を備えた振動体４を設け、出力軸３に対
して回動自在なホルダ５に、加圧用スプリング５により
振動体４に圧接される回転体６と、おねじ部３ａに係合
するボール９を装着し、前記ボール９をホルダ５とカバ
ー１０で挾持する。前記ボール９により、回転体６の回
転を出力軸３の直線運動に変換し、且つ出力軸３のスラ
スト荷重を受ける。 (57) [Summary] [Purpose] To simplify the structure, size, and weight of a linear actuator that converts rotational motion into linear motion and outputs it. [Configuration] An output shaft 3 having a male threaded portion 3a on a base 1
A vibrating body 4 equipped with a piezoelectric element 8 is provided, a holder 5 rotatable with respect to the output shaft 3, a rotating body 6 pressed against the vibrating body 4 by a pressurizing spring 5, and a male threaded portion 3a. A ball 9 to be engaged is mounted, and the ball 9 is held between the holder 5 and the cover 10. The ball 9 converts the rotation of the rotating body 6 into linear motion of the output shaft 3 and receives the thrust load of the output shaft 3.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed explanation of the idea]

【０００１】0001

【産業上の利用分野】[Industrial application field]

この考案は、回転運動を直線運動に変換して出力する直動アクチュエータに関 するものである。 This idea is related to a linear actuator that converts rotational motion into linear motion and outputs it. It is something to do.

【０００２】0002

【従来の技術】[Conventional technology]

従来、この種の直動アクチュエータとしては、例えば、減速機構付モータに、 回転運動を直線運動に変換する伝達機構を組合わせたものがある。 Conventionally, this type of linear actuator has been used, for example, in a motor with a reduction mechanism, Some devices combine a transmission mechanism that converts rotational motion into linear motion.

【０００３】0003

【考案が解決しようとする課題】[Problem that the idea aims to solve]

ところが、上記従来の直動アクチュエータは、減速機構付モータを用いていた ため、構造が複雑であると共に、小型・軽量化の要求に対応できない面があり、 駆動源としての用途の拡大等を図るうえでの課題があった。 However, the conventional linear actuator mentioned above used a motor with a reduction mechanism. Therefore, the structure is complex and it cannot meet the demands for smaller size and lighter weight. There was a problem in trying to expand its use as a driving source.

【０００４】0004

【考案の目的】[Purpose of invention]

この考案は、回転運動を直線運動に変換して出力する直動アクチュエータにお いて、構造の簡略化、および小型・軽量化を実現することができる直動アクチュ エータを提供することを目的としている。 This idea is based on a linear actuator that converts rotational motion into linear motion and outputs it. A linear actuator that can simplify the structure, reduce size, and weight. The purpose is to provide data.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]

この考案による直動アクチュエータは、ベースに、おねじ部を有する出力軸を 軸線方向に摺動自在に設けると共に、同ベースに、円周方向にわたって圧電素子 を備えた振動体を前記出力軸と同心状に設け、前記出力軸の外周に、略筒状のホ ルダを回転自在に設けると共に、前記ホルダに、回転体と、この回転体を前記振 動体に圧接する加圧用スプリングと、前記おねじ部に係合する複数のボールを装 着し、かつ、前記ホルダとベースに取付けたカバーとの間で、前記ボールを出力 軸の軸線方向に狹持した構成とすることにより、上記構成をもって課題を解決す るための手段としている。 The linear actuator based on this idea has an output shaft with a male thread on the base. A piezoelectric element is mounted on the same base so as to be slidable in the axial direction, and a piezoelectric element is mounted on the same base in the circumferential direction. A vibrating body provided with a vibration body is provided concentrically with the output shaft, and a substantially cylindrical hole is provided on the outer periphery of the output shaft. The holder is rotatably provided, and a rotating body is attached to the holder, and the rotating body is attached to the holder. Equipped with a pressure spring that presses against the moving object and a plurality of balls that engage with the male thread. and the ball is output between the holder and the cover attached to the base. The problem can be solved with the above structure by having a structure in which the shaft is held in the axial direction. It is used as a means to

【０００６】[0006]

【考案の作用】[Effect of invention]

この考案による直動アクチュエータは、圧電素子に電圧を印加することによっ て振動体を励振し、これに圧接させた回転体が回転する。前記回転体とともに、 加圧用スプリングおよびボールを装着したホルダが回転し、おねじ部で前記ボー ルに係合している出力軸がその軸線方向に移動する。また、前記ボールは、出力 軸に加わるスラスト荷重を受ける。 The linear actuator based on this idea operates by applying voltage to the piezoelectric element. This excites the vibrating body, and the rotary body pressed against it rotates. Together with the rotating body, The holder with the pressurizing spring and ball rotates, and the male thread section presses the ball. The output shaft engaged with the lever moves in its axial direction. Also, the ball has an output Receives thrust load applied to the shaft.

【０００７】[0007]

【実施例】【Example】

図１および図２は、この考案の一実施例を説明する図である。 FIGS. 1 and 2 are diagrams illustrating an embodiment of this invention.

【０００８】 すなわち、図１に示す直動アクチュエータは、ベース１に、ブッシュ２を介し て、出力軸３がその軸線方向に摺動自在に設けてあると共に、同ベース１に、円 盤状の振動体４が出力軸３と同心状に設けてある。また、出力軸３の外周には、 略円筒状のホルダ５が回転自在に設けてあって、このホルダ５には、回転体６と 、この回転体６を前記振動体４に圧接する皿ばねである加圧用スプリング７が装 着してある。[0008] That is, the linear actuator shown in FIG. An output shaft 3 is provided to be slidable in the axial direction, and a circular shaft is provided on the base 1. A disc-shaped vibrating body 4 is provided concentrically with the output shaft 3. In addition, on the outer periphery of the output shaft 3, A substantially cylindrical holder 5 is rotatably provided, and the holder 5 includes a rotating body 6 and A pressurizing spring 7, which is a disc spring, presses the rotating body 6 against the vibrating body 4. It's worn.

【０００９】 前記出力軸３は、ホルダ５側の部分に、三条ねじより成るおねじ部３ａを有し ている。前記振動体４は、円周方向にわたって所定間隔で多数の溝を形成した振 動部４ａを有し、この振動部４ａに、圧電セラミックスなどの圧電素子８が貼付 されている。[0009] The output shaft 3 has a male threaded portion 3a made of a triple thread thread on the holder 5 side. ing. The vibrating body 4 is a vibrating body in which a large number of grooves are formed at predetermined intervals in the circumferential direction. It has a moving part 4a, and a piezoelectric element 8 such as piezoelectric ceramics is attached to this vibrating part 4a. has been done.

【００１０】 前記ホルダ５は、回転体６および加圧用スプリング７とともに回転可能であっ て、その一端にフランジ部５ａを有している。前記フランジ部５ａの出力軸挿通 部分には、図２にも示すように、１２０度異なる配置で三つの凹部５ｂ，５ｂ， ５ｂが形成してあり、各凹部５ｂには、出力軸３のおねじ部３ａに係合するボー ル９が回転自在に収容してある。各ボール９は、ホルダ５の端面から若干突出し 、ベース１に取付けたカバー（部分的に示す）１０の受板１１に当接しており、 ホルダ５とカバー１０との間で挾持された状態になっている。なお、カバー１０ および受板１１には、出力軸３を挿通させる開口１０ａ，１１ａが設けてある。0010 The holder 5 is rotatable together with the rotating body 6 and the pressurizing spring 7. It has a flange portion 5a at one end thereof. Insertion of the output shaft into the flange portion 5a As shown in FIG. 2, the portion has three recesses 5b, 5b, 5b is formed, and each recess 5b has a ball that engages with the male threaded portion 3a of the output shaft 3. 9 is rotatably housed. Each ball 9 slightly protrudes from the end surface of the holder 5. , is in contact with the receiving plate 11 of the cover (partially shown) 10 attached to the base 1, It is held between the holder 5 and the cover 10. In addition, cover 10 The receiving plate 11 is provided with openings 10a and 11a through which the output shaft 3 is inserted.

【００１１】 前記回転体６は、円板部６ａの外周に、振動体４の振動部４ａに対応する環状 当接部６ｂを有し、円板部６ａには、防振用ラバー１２が設けてある。また、前 記加圧用スプリング７は、ホルダ５のフランジ部５ａの張出し面に小径端を係止 させ、前記防振用ラバー１２に大径端を接触させている。[0011] The rotating body 6 has an annular shape on the outer periphery of the disc portion 6a, which corresponds to the vibrating portion 4a of the vibrating body 4. It has a contact portion 6b, and a vibration-proofing rubber 12 is provided on the disc portion 6a. Also, before The pressurizing spring 7 locks its small diameter end to the projecting surface of the flange portion 5a of the holder 5. The large diameter end is brought into contact with the vibration isolating rubber 12.

【００１２】 上記の直動アクチュエータは、圧電素子８に高周波の交流電圧を印加すること により、振動体４の振動部４ａにたわみ振動による進行波を励振し、振動部４ａ とこれに圧接させた回転体６の環状当接部６ｂとの間の摩擦力で、前記回転体６ が回転する。そして、当該直動アクチュエータは、回転体６とともに、加圧用ス プリング７、ホルダ５およびボール９が回転し、これにより、おねじ部３ａで前 記各ボール９に係合している出力軸３がその軸線方向に移動することとなる。0012 The above-mentioned direct-acting actuator applies a high-frequency AC voltage to the piezoelectric element 8. As a result, a traveling wave due to flexural vibration is excited in the vibrating part 4a of the vibrating body 4, and the vibrating part 4a Due to the frictional force between the annular contact portion 6b of the rotary body 6 and the annular contact portion 6b of the rotary body 6 pressed against the rotary body 6, rotates. The linear actuator, along with the rotating body 6, The pull 7, holder 5 and ball 9 rotate, and the male threaded portion 3a rotates. The output shaft 3 engaged with each ball 9 moves in its axial direction.

【００１３】 このとき、各ボール９は、おねじ部３ａに係合しかつホルダ５とカバー１０と の間で挾持されているので、回転体６の回転運動を出力軸３の直線運動に変換す る働きに加えて、出力軸３に加わるスラスト荷重を受ける働きをする。[0013] At this time, each ball 9 engages with the male threaded portion 3a and connects the holder 5 and cover 10. Since it is sandwiched between In addition to the function of receiving the thrust load applied to the output shaft 3.

【００１４】 また、当該直動アクチュエータは、圧電素子８に供給する電圧を制御すること により、出力軸３の移動速度や移動方向を変えることができ、回転体６と出力軸 ３の間には減速機構が不要である。[0014] In addition, the linear actuator can control the voltage supplied to the piezoelectric element 8. The speed and direction of movement of the output shaft 3 can be changed, and the rotating body 6 and the output shaft No deceleration mechanism is required between 3 and 3.

【００１５】 図３は、この考案の他の実施例を説明する図である。なお、先の実施例と同一 の構成部位は、同一符号を付して説明を省略する。[0015] FIG. 3 is a diagram illustrating another embodiment of this invention. Note that this is the same as the previous example. Constituent parts are given the same reference numerals and explanations are omitted.

【００１６】 この実施例の直動アクチュエータは、ベース１とカバー１０の間隔よりも充分 に長い範囲にわたって、三条のおねじ部３０ａを有する出力軸３０を備えている 。また、ベース１には、ホルダ５と同様に、前記おねじ部３０ａに係合する三個 のボール（二個のみ図示）１９を収容したブッシュ２０、およびリング２１が設 けてある。[0016] The linear actuator of this embodiment has a distance that is more than the distance between the base 1 and the cover 10. The output shaft 30 has three male threads 30a over a long range. . In addition, the base 1 includes three pieces that engage with the male threaded portion 30a, similar to the holder 5. A bush 20 containing balls (only two shown) 19 and a ring 21 are installed. It is written.

【００１７】 上記直動アクチュエータは、出力軸３０が回転する際、前記ブッシュ２０のボ ール１９で出力軸３０を案内し、且つスラスト荷重を受けることができ、このよ うなスラストベアリングの機能の追加によって、より大きなスラスト荷重を受け ることができる。[0017] In the linear actuator, when the output shaft 30 rotates, the bush 20 is rotated. The output shaft 30 can be guided by the roller 19 and can receive thrust load. With the addition of the Una thrust bearing function, it can handle larger thrust loads. can be done.

【００１８】[0018]

【考案の効果】[Effect of the idea]

以上説明してきたように、この考案の直動アクチュエータによれば、回転運動 を直線運動に変換して出力する直動アクチュエータにおいて、回転体で出力軸を 直接的に駆動することから、減速機構付モータを用いたものに比べて構造を大幅 に簡略化することができると共に、小型・軽量化に容易に対処することができ、 駆動源としての汎用性も高めることができる。また、ホルダに装着したボールが 、回転運動を直線運動に変換する伝達機構と、出力軸用のスラストベアリングの 両方の機能を備えているので、より一層の構造の簡略化、および小型化・軽量化 に貢献し得る。 As explained above, according to the linear actuator of this invention, rotational motion In a linear actuator that converts the output into linear motion, the output shaft is moved by a rotating body. Since it is directly driven, the structure is significantly smaller than that using a motor with a reduction mechanism. It can be simplified, and it can also be easily reduced in size and weight. The versatility as a driving source can also be improved. Also, if the ball attached to the holder , a transmission mechanism that converts rotational motion into linear motion, and a thrust bearing for the output shaft. Since it has both functions, the structure is further simplified, and it is smaller and lighter. can contribute to

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図１】この考案の一実施例における直動アクチュエー
タの断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a linear actuator in an embodiment of the invention.

【図２】図１に示すホルダをカバーを省略して説明する
正面図である。FIG. 2 is a front view illustrating the holder shown in FIG. 1 with a cover omitted.

【図３】この考案の他の実施例における直動アクチュエ
ータの断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a linear actuator in another embodiment of the invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ ベース ３，３０ 出力軸 ３ａ，３０ａ おねじ部 ４ 振動体 ５ ホルダ ６ 回転体 ７ 加圧用スプリング ８ 圧電素子 ９ ボール １０ カバー 1 base 3,30 Output shaft 3a, 30a Male thread part 4 Vibrating body 5 Holder 6 Rotating body 7 Pressure spring 8 Piezoelectric element 9 balls 10 Cover

フロントページの続き (72)考案者 吉 岡 茂 樹 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)考案者 北 島 康 彦 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)考案者 鈴 木 和 也 神奈川県横浜市戸塚区東俣野町1760番地 自動車電機工業株式会社内 (72)考案者 井 上 勝 神奈川県横浜市戸塚区東俣野町1760番地 自動車電機工業株式会社内Continuation of front page (72) Creator Shigeki Yoshioka 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Nissan Within Jidosha Co., Ltd. (72) Creator Yasuhiko Kitajima 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Nissan Within Jidosha Co., Ltd. (72) Creator Kazuya Suzuki 1760 Higashimatano-cho, Totsuka-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture Within Jidosha Electric Industry Co., Ltd. (72) Creator Masaru Inoue 1760 Higashimatano-cho, Totsuka-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture Within Jidosha Electric Industry Co., Ltd.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項１】 ベースに、おねじ部を有する出力軸を軸
線方向に摺動自在に設けると共に、同ベースに、円周方
向にわたって圧電素子を備えた振動体を前記出力軸と同
心状に設け、前記出力軸の外周に、略筒状のホルダを回
転自在に設けると共に、前記ホルダに、回転体と、この
回転体を前記振動体に圧接する加圧用スプリングと、前
記おねじ部に係合する複数のボールを装着し、かつ、前
記ホルダとベースに取付けたカバーとの間で、前記ボー
ルを出力軸の軸線方向に狹持したことを特徴とする直動
アクチュエータ。Claim 1: An output shaft having a male thread is provided on a base so as to be slidable in the axial direction, and a vibrating body including a piezoelectric element is provided on the base concentrically with the output shaft in the circumferential direction. , a substantially cylindrical holder is rotatably provided on the outer periphery of the output shaft, and the holder is provided with a rotating body, a pressurizing spring that presses the rotating body against the vibrating body, and engaged with the male threaded portion. 1. A linear actuator characterized in that a plurality of balls are mounted thereon, and the balls are held in an axial direction of an output shaft between the holder and a cover attached to a base.