JP2019158110A - Linear motion actuator - Google Patents
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Abstract
【課題】コンパクトで移動精度に優れた直動アクチュエータを得る。【解決手段】所定の距離に亘って延出する溝状のガイド部11を備えた基体部1と、ガイド部11の延出方向に沿ったねじ部22を有し、ガイド部11と摺動する凸部21をねじ部22の軸芯Xに交差する方向に突出形成したねじ軸2と、ねじ部22に螺合しつつ回転し、ねじ軸2を基体部1に対して相対回転不能に往復移動させる駆動部3とを備え、凸部21とガイド部11との当接部Pが、往復移動の方向に沿って線状に形成されている直動アクチュエータA。【選択図】図1A compact linear actuator having excellent movement accuracy is provided. A base portion provided with a groove-shaped guide portion extending over a predetermined distance, and a screw portion extending along a direction in which the guide portion extends, and sliding with the guide portion. A screw shaft 2 having a projecting portion 21 projecting in a direction intersecting the axis X of the screw portion 22 and rotating while being screwed to the screw portion 22, so that the screw shaft 2 cannot be rotated relative to the base portion 1. A linear actuator A comprising a drive unit 3 for reciprocating movement, wherein a contact portion P between the convex portion 21 and the guide portion 11 is linearly formed along the direction of reciprocation. [Selection diagram] FIG.
Description
本発明は、基体部に対してねじ軸を往復動作させる直動アクチュエータに関する。 The present invention relates to a linear actuator that reciprocates a screw shaft with respect to a base portion.
従来、このような直動アクチュエータとしては例えば以下の特許文献1に記載されたものがある。
Conventionally, as such a linear actuator, for example, there is one described in
この直動アクチュエータは、外周面に雄ねじ部を設けたねじ部と、このねじ部に螺合する雌ねじ部を内周面に備えたナットと、ねじ部とナットとの間に転動自在に介装される複数のボールと、ナットを回転させるトルク伝達部材と、を備えている。 This linear motion actuator includes a threaded portion having a male threaded portion on the outer peripheral surface, a nut having a female threaded portion to be screwed to the threaded portion on the inner peripheral surface, and a rollable portion between the threaded portion and the nut. A plurality of balls to be mounted and a torque transmission member for rotating the nut are provided.
ねじ部の一端側には、軸芯に直交する方向に突出するピン部材が設けられており、このピン部材は、ハウジングに設けた直線状の溝部に沿ってスライドする。このため、ねじ部はハウジングに対して回転せずに往復移動する。 A pin member protruding in a direction orthogonal to the axis is provided on one end side of the screw portion, and this pin member slides along a linear groove provided in the housing. For this reason, the screw portion reciprocates without rotating with respect to the housing.
一方、ナットの先端には、軸芯の方向に突出した係止部が形成されている。この係止部は、ナットが回転してねじ部が直線移動し、ピン部材がナットの先端に近付いたときにピン部材に当接してナットの回転を停止させる。 On the other hand, a locking portion protruding in the direction of the axis is formed at the tip of the nut. When the nut rotates and the threaded portion moves linearly and the pin member approaches the tip of the nut, the locking portion comes into contact with the pin member and stops the rotation of the nut.
このような構成にすることで、係止部がピン部材に当接する際の衝突力が大きい場合でも、その衝突力はピン部材の両端部および溝部を介してハウジングに伝達され、ねじ部およびナットが受ける衝突力の影響が抑制されるとのことである。 With such a configuration, even when the collision force when the locking portion comes into contact with the pin member is large, the collision force is transmitted to the housing via both end portions and the groove portion of the pin member, and the screw portion and the nut. It is said that the influence of the collision force that is received will be suppressed.
このような直動アクチュエータにあっては、直動動作が正確で、直動開始や停止が円滑に行われる必要がある。そのためには、例えば、ねじ部のピン部材と溝部とのあいだのガタつき等は極力解消しておく必要がある。仮に、当該ガタつきが存在する場合、ねじ部が溝部に対して所定角度だけ回転自在となり、ねじ部の停止精度が損なわれる。また、ねじ部の動作開始時あるいは停止時に、ピン部材が溝部に衝突して振動や騒音が発生する。 In such a linear motion actuator, it is necessary that the linear motion is accurate and that the linear motion is started and stopped smoothly. For this purpose, for example, rattling between the pin member of the screw portion and the groove portion needs to be eliminated as much as possible. If the rattling is present, the threaded portion is rotatable by a predetermined angle with respect to the groove, and the stopping accuracy of the threaded portion is impaired. Further, when the operation of the screw portion is started or stopped, the pin member collides with the groove portion, and vibration and noise are generated.
上記特許文献1に記載の直動アクチュエータでは、筒状であるピン部材がねじ部の径方向に沿って延出しており、ピン部材と溝部との当接部が、ピン部材の表面において、ねじ部の径方向に沿って直線状に形成される。
In the linear motion actuator described in
このため、ピン部材と溝部との当接力が過度に高まるのを防止するには、ねじ部の径方向に沿う当接部の長さを所定の長さに設定する必要がある。よって、直動アクチュエータとしての直径が大きくなり、直動アクチュエータのサイズをコンパクトにすることに適していない。 For this reason, in order to prevent the contact force between the pin member and the groove from excessively increasing, it is necessary to set the length of the contact portion along the radial direction of the screw portion to a predetermined length. Therefore, the diameter of the linear motion actuator is increased, which is not suitable for making the size of the linear motion actuator compact.
また、ねじ部の往復移動に際し、ピン部材の当接部は、溝部の表面のうち当接部の長さとねじ部の移動距離とを掛け合わせた領域と摺動する。このため溝部の側には広い当接面が形成される。ピン部材が円滑に移動するためには、特に溝部に形成される当接面が清浄である必要がある。しかし、本構成では、当接面を広くした場合、異物等が付着し易くなる。よって、ピン部材あるいは溝部が摩耗し易くなり、ガタつきの進行が早まってねじ部の移動精度が低下する可能性がある。 Further, when the screw portion reciprocates, the abutting portion of the pin member slides on an area of the surface of the groove portion, which is obtained by multiplying the length of the abutting portion and the moving distance of the screw portion. For this reason, a wide contact surface is formed on the groove portion side. In order for the pin member to move smoothly, it is particularly necessary that the contact surface formed in the groove is clean. However, in this configuration, when the contact surface is widened, foreign matter or the like is likely to adhere. Therefore, the pin member or the groove portion is likely to be worn, and the progress of rattling may be accelerated and the moving accuracy of the screw portion may be reduced.
このような事情から、上記従来の技術にあっては、コンパクトで移動精度に優れた直動アクチュエータを得るにも改良の余地があり、そのようなコンパクトで移動精度に優れた直動アクチュエータが求められている。 For these reasons, there is room for improvement in the above-mentioned conventional technology to obtain a compact linear actuator with excellent movement accuracy, and there is a need for such a compact linear actuator with excellent movement accuracy. It has been.
(特徴構成)
本発明に係る直動アクチュエータの特徴構成は、
所定の距離に亘って延出する溝状のガイド部を備えた基体部と、
前記ガイド部の延出方向に沿ったねじ部を有し、前記ガイド部と摺動する凸部を前記ねじ部の軸芯に交差する方向に突出形成したねじ軸と、
前記ねじ部に螺合しつつ回転し、前記ねじ軸を前記基体部に対して相対回転不能に往復移動させる駆動部とを備え、
前記凸部と前記ガイド部との当接部が、前記往復移動の方向に沿って線状に形成されている点にある。
(Feature configuration)
The characteristic configuration of the linear actuator according to the present invention is as follows:
A base portion provided with a groove-shaped guide portion extending over a predetermined distance;
A screw shaft having a thread portion along the extending direction of the guide portion, and a protruding portion that slides with the guide portion and projecting in a direction intersecting the axis of the screw portion;
A drive unit that rotates while being screwed to the screw unit, and reciprocally moves the screw shaft so as not to rotate relative to the base unit;
A contact portion between the convex portion and the guide portion is formed in a linear shape along the reciprocating direction.
(効果)
直動アクチュエータの駆動に伴い、回転する駆動部からねじ部に駆動力が伝達される際に、凸部がガイド部に当接してねじ部の回転は阻止される。駆動部の回転が続く間、凸部はねじ部の回転を阻止するためにガイド部に押し付けられ、この状態で、凸部はガイド部に対してねじ部の軸芯の方向に沿って往復移動する。
(effect)
When the driving force is transmitted from the rotating drive part to the screw part as the linear actuator is driven, the convex part comes into contact with the guide part to prevent the screw part from rotating. While the rotation of the drive unit continues, the convex part is pressed against the guide part to prevent the screw part from rotating, and in this state, the convex part reciprocates along the axis of the screw part with respect to the guide part. To do.
本構成では、凸部とガイド部との当接部は、凸部の移動方向に沿って線状に形成されるから、ねじ部の軸芯から当接部までの距離が略一定の値となる。この場合、軸芯に沿った凸部の長さを適宜設定することで、凸部とガイド部との単位面積当たりの当接力を下げることができる。このように、本構成であれば、凸部の外径を所定長さに留めたコンパクトな構成であって、耐久性に優れた直動アクチュエータを得ることができる。 In this configuration, the contact portion between the convex portion and the guide portion is formed linearly along the movement direction of the convex portion, and therefore the distance from the axial center of the screw portion to the contact portion is a substantially constant value. Become. In this case, the contact force per unit area between the convex portion and the guide portion can be reduced by appropriately setting the length of the convex portion along the axis. In this way, with this configuration, a linear actuator having a compact configuration in which the outer diameter of the convex portion is kept at a predetermined length and excellent in durability can be obtained.
また、本構成のように、ねじ部が回転しようとする際に、軸芯から一定距離の位置で凸部がガイド部に当接する場合、凸部に作用する当接力のモーメント計算が容易となる。この結果、凸部やガイド部の強度設定や材料選択が容易となる。 In addition, when the convex portion comes into contact with the guide portion at a certain distance from the axis when the screw portion is about to rotate as in this configuration, it is easy to calculate the moment of the contact force acting on the convex portion. . As a result, the strength setting and material selection of the convex portion and the guide portion are facilitated.
さらに、凸部とガイド部との当接箇所が特定されることで、双方の部材の形状を設定し易くなり、双方の部材どうしの隙間寸法がより厳密に設定できるなど、精度が良く凸部の移動に際してガタつきの少ない直動アクチュエータを得ることができる。 Furthermore, it is easy to set the shape of both members by specifying the contact portion between the convex portion and the guide portion, and it is possible to set the gap dimension between both members more precisely. It is possible to obtain a linear actuator with little play when moving.
(特徴構成)
本発明に係る直動アクチュエータにあっては、前記軸芯に沿う方向視において、前記当接部を含み、前記凸部と前記ガイド部との隙間寸法D1が0.1mm以下である領域が、前記凸部あるいは前記ガイド部の表面に沿って20×D1以上の長さに形成されていると好都合である。
(Feature configuration)
In the linear motion actuator according to the present invention, when viewed in a direction along the axis, the region including the contact portion and a gap dimension D1 between the convex portion and the guide portion is 0.1 mm or less, Conveniently, it is formed with a length of 20 × D1 or more along the surface of the convex portion or the guide portion.
(効果)
本構成のように、凸部の表面およびガイド部の表面を構成することで、両者の当接部に生じる応力の高まりを抑えることができる。凸部あるいはガイド部は、金属材料または樹脂材料などで形成されるが、互いの当接に際しては幾分の変形が生じる。その場合に、当接部に隣接する領域の間隔を規定しておくことで、当該隣接する領域にあっても凸部とガイド部とが互いに当接する機会が生じ、局所的な面圧の高まりを抑えることができる。この結果、凸部やガイド部の摩耗が抑制され、凸部とガイド部とは円滑な摺動状態を維持することができる。
(effect)
By configuring the surface of the convex portion and the surface of the guide portion as in this configuration, it is possible to suppress an increase in stress generated at the contact portion between the two. The convex portion or the guide portion is formed of a metal material or a resin material, but some deformation occurs when contacting each other. In that case, by defining the interval between the regions adjacent to the contact portion, there is an opportunity for the convex portion and the guide portion to contact each other even in the adjacent region, and the local surface pressure increases. Can be suppressed. As a result, wear of the convex portion and the guide portion is suppressed, and the convex portion and the guide portion can maintain a smooth sliding state.
(特徴構成)
本発明に係る直動アクチュエータにあっては、前記軸芯に沿う方向視において、前記軸芯と前記当接部とを結ぶ仮想線のうち、前記当接部よりも前記軸芯の側の部分と、前記当接部における前記凸部および前記ガイド部の接線のうち、前記当接部よりも前記軸芯の側の部分とのなす角度が40度以内に形成されていると好都合である。
(Feature configuration)
In the linear motion actuator according to the present invention, in a phantom line connecting the shaft core and the contact portion in a direction view along the shaft core, a portion closer to the shaft core than the contact portion. Of the tangent lines of the convex portion and the guide portion in the contact portion, the angle formed by the portion closer to the shaft core than the contact portion is advantageously formed within 40 degrees.
(効果)
本構成のように、接線と仮想線とが交差する角度を一定の値以下とすることで、ねじ部が駆動部から回転力を受け、凸部がガイド部に当接する際に、凸部がガイド部に作用させる押圧力がガイド部の表面に沿って分散するのを抑制することができる。
(effect)
As in this configuration, the angle at which the tangent line and the virtual line intersect with each other is set to a certain value or less, so that when the threaded portion receives the rotational force from the driving portion and the convex portion comes into contact with the guide portion, the convex portion Dispersion of the pressing force applied to the guide portion along the surface of the guide portion can be suppressed.
仮に、接線と仮想線とが交差する角度が大きく、分散する力の成分が大きい場合、凸部がガイド部に当接する際に両者に滑りが生じ易くなる。そのため、凸部とガイド部の何れかが摩耗し易くなり、両者の隙間が広がって、ねじ部の回転方向を反転させるたびに異音や振動が生じることとなる。また、隙間が広がる結果、凸部がガイド部に当接する際の速度が高まり、両部材どうしが当接する際の衝撃力が高まって摩耗の進行がさらに早まることとなる。 If the angle at which the tangent line and the imaginary line intersect is large and the component of the force to be dispersed is large, when the convex part comes into contact with the guide part, slippage between both tends to occur. For this reason, either the convex portion or the guide portion is likely to be worn, and the gap between the two is widened, so that noise and vibration are generated each time the rotation direction of the screw portion is reversed. Further, as a result of the gap being widened, the speed at which the convex portion comes into contact with the guide portion is increased, and the impact force when the two members are brought into contact with each other is increased, so that the progress of wear is further accelerated.
しかし、本構成であれば、ガイド部に対して凸部が垂直に近い角度で当接するから両者が滑り難くなり、摩耗が生じ難く耐久性の高い直動アクチュエータを得ることができる。 However, according to this configuration, since the convex portion comes into contact with the guide portion at an angle close to perpendicularity, the two do not slide easily, and it is difficult to cause wear and a highly durable linear actuator can be obtained.
(特徴構成)
本発明に係る直動アクチュエータにあっては、前記軸芯に沿う方向視において、前記接線と前記仮想線とが重なるように構成することができる。
(Feature configuration)
The linear motion actuator according to the present invention can be configured such that the tangent line and the imaginary line overlap when viewed in the direction along the axis.
(効果)
本構成であれば、凸部はガイド部に対してガイド部の当接位置における法線方向から当接することとなり、両者の滑りが殆ど生じない。よって、凸部やガイド部の耐久性が極めて高いものとなる。
(effect)
If it is this structure, a convex part will contact | abut from the normal line direction in the contact position of a guide part with respect to a guide part, and both slip hardly arises. Therefore, the durability of the convex part and the guide part is extremely high.
また、ガイド部が形成された基体部の形状が筒状である場合、凸部がガイド部に外力を及ぼす方向は、軸芯に沿う方向視において基体部の周方向に沿った方向となる。このように、外力の方向が基体部の径方向すなわち肉厚方向には向かないため、ガイド部そのものが変形する可能性が低くなる。つまり、基体部の部材厚を薄く構成した場合にも凸部の当接によって基体部が変形し難くなり、直動アクチュエータを軽量・コンパクトに構成することが可能となる。 Further, when the shape of the base portion on which the guide portion is formed is cylindrical, the direction in which the convex portion exerts an external force on the guide portion is a direction along the circumferential direction of the base portion as viewed in the direction along the axis. Thus, since the direction of the external force is not directed in the radial direction of the base portion, that is, in the thickness direction, the possibility that the guide portion itself is deformed is reduced. That is, even when the thickness of the base portion is reduced, the base portion is not easily deformed by the contact of the convex portion, and the linear motion actuator can be configured to be lightweight and compact.
(特徴構成)
本発明に係る直動アクチュエータにあっては、前記軸芯に沿う方向視において、前記凸部の表面および前記ガイド部の表面の何れか一方を、前記当接部を挟んで両側に隣接する領域が前記仮想線と重なる直線状に構成することができる。
(Feature configuration)
In the linear motion actuator according to the present invention, when viewed in a direction along the axis, either one of the surface of the convex portion and the surface of the guide portion is adjacent to both sides of the contact portion. Can be configured in a straight line that overlaps the virtual line.
(効果)
本構成は、凸部あるいはガイド部の何れか一方の当接部を平面に形成する趣旨である。このように一方を平面に形成しておくことで、仮に他方の曲面に製作誤差が存在し、両面の当接位置が所定の位置と異なる場合でも両面の接線方向が仮想線と一致する。よって、両面の当接方向が安定し、滑り等が生じ難い当接部を形成することができる。
(effect)
The present configuration is intended to form a contact portion of one of the convex portion and the guide portion on a plane. By forming one side as a flat surface in this way, there is a manufacturing error on the other curved surface, and the tangent direction on both sides coincides with the virtual line even when the contact position on both sides is different from the predetermined position. Therefore, it is possible to form an abutting portion in which the abutting direction of both surfaces is stable and slipping or the like hardly occurs.
〔第1実施形態〕
(全体概要)
本発明の直動アクチュエータAは、モータ駆動等によって装置の一部を直線方向に往復移動させ、例えば車両に搭載される各種の操作部に外力を伝達するものである。
[First Embodiment]
(Overview)
The linear actuator A according to the present invention reciprocates a part of the apparatus in a linear direction by a motor drive or the like, and transmits an external force to various operation units mounted on a vehicle, for example.
図1に示すように、当該直動アクチュエータAは、基体部1と、この基体部1に対して出退移動するねじ軸2とを備えている。基体部1には、例えば所定の距離に亘って延出する直線状かつ溝状のガイド部11が備えられ、ねじ軸2の一部に設けられた凸部21がこのガイド部11に沿って移動し、ねじ軸2の移動方向が決定される。
As shown in FIG. 1, the linear motion actuator A includes a
ねじ軸2は、ガイド部11の延出方向に沿った軸芯Xを有するねじ部22を備えている。このねじ部22の先端に、軸芯Xに交差する方向に突出した一対の凸部21がねじ部22と一体回転する状態に形成されている。ただし、この凸部21は、径方向に沿って一方向のみに突出するものでもよい。凸部21の突出方向は、図1では、軸芯Xに対して垂直な方向であるが、必ずしも垂直方向である必要はない。凸部21の外径がねじ部22に対して大きく、ガイド部11に当接できるものであれば何れの方向に突出するものであっても良い。
The
ねじ部22は、軸芯Xの方向に沿って所定の長さに形成された雄ねじである。このねじ部22は、例えば筒状の駆動部3に挿入されており、駆動部3の内面に形成した雌ねじに螺合している。駆動部3は、例えば一方の端部に図外の環状ギヤ部などを備えており、別途設けた駆動モータによって正逆両方向に回転駆動される。駆動部3の他方の端部と基体部1とに亘っては軸受部4が設けられており、基体部1との間にボールベアリング41が配置されている。これにより駆動部3は基体部1に対して円滑に回転する。
The
駆動部3の回転中、凸部21がガイド部11に押し付けられ、ねじ軸2の回転が阻止される。これにより、ねじ軸2はガイド部11に対してスラスト移動し、ねじ軸2の端部に設けられた出力部23などによって他の操作部材を押し引き駆動する。
During the rotation of the drive unit 3, the
(凸部とガイド部の形状)
図2には、凸部21およびガイド部11を示す断面図を示し、図3には、凸部21およびガイド部11の当接部Pの拡大図を示す。ここでの凸部21の形状は軸芯Xに沿う方向視において紡錘形状である。また、軸芯Xに垂直な方向視においては、図1に示すように長方形の形状である。
(Shape of convex part and guide part)
FIG. 2 is a sectional view showing the
ガイド部11は、凸部21を包持する一対の溝部である。ガイド部11の内部には、ねじ軸2が往復移動可能な例えば円筒形状の移動室12が設けられている。一対のガイド部11は、軸芯Xに沿う方向視において移動室12に対して点対称の位置に連接されている。
The
図2および図3に示すように、凸部21の先端は紡錘状に形成されており、軸芯Xに沿う方向視にあっては、凸部21はガイド部11に対して点接触する。このように接触する当接部Pが、凸部21においては、軸芯Xの方向に沿った凸部21の全幅に亘って設けられている。一方、ガイド部11においては、図1に点線で示したように、軸芯X方向に沿って所定の距離だけ設けられている。このように、凸部21とガイド部11との当接部Pは、ねじ軸2の往復移動方向に沿って線状に形成される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the tip of the
本構成であれば、夫々の凸部21とガイド部11との当接位置が軸芯Xから等距離の位置に設定される。この場合、軸芯Xに沿った凸部21の長さを適宜設定することで、凸部21とガイド部11との当接部Pの長さを調節して、凸部21およびガイド部11における単位面積当たりの当接力を下げることができる。この結果、凸部21の外径を所定長さに留めたコンパクトな構成であって、耐久性に優れた直動アクチュエータAを得ることができる。
If it is this structure, the contact position of each
また、軸芯Xから一定距離の位置に当接部Pが設定されると、凸部21がガイド部11に及ぼす当接力のモーメント計算が容易となる。この結果、凸部21やガイド部11の強度設定や材料選択が最適なものとなり、各構成部材のコンパクト化などを図ることができる。
In addition, when the contact portion P is set at a certain distance from the axis X, the moment calculation of the contact force exerted on the
さらに、軸芯Xに対する凸部21とガイド部11との当接部Pの位置が特定されることで、双方の部材の形状を設定し易くなり、双方の部材どうしの隙間寸法がより厳密に設定できる。そのため、精度が良く凸部21の移動に際してガタつきの少ない直動アクチュエータAを得ることができる。
Furthermore, by specifying the position of the contact portion P between the
(凸部とガイド部との当接部の具体例)
凸部21とガイド部11との当接部P1(P)は、駆動部3の回転方向が反転する際に変更される。図2および図3に示した当接部P1は、ねじ軸2が紙面において反時計方向に回転するときのものである。この状態では、凸部21の反対側の当接部P2はガイド部11と僅かに離間している。よって、ねじ軸2の回転方向が反転する度に凸部21とガイド部11とは所定の速度で衝突する。これが繰り返されることで、凸部21あるいはガイド部11の当接部Pが変形し、あるいは摩耗する。
(Specific example of the contact portion between the convex portion and the guide portion)
The contact portion P1 (P) between the
軸芯Xに沿う方向視において、仮に凸部21あるいはガイド部11の当接部Pにおける曲率が小さく尖った形状である場合、毎回の衝突によって当該当接部Pの摩耗が進行し易くなる。凸部21あるいはガイド部11の当接部Pの曲率が小さい場合、毎回の衝突によって当該尖った当接部Pが集中的に摩耗し、当接部Pの高さが減少する結果、凸部21とガイド部11との間隔が早期に拡大してしまう。この結果、凸部21とガイド部11とのガタつきが過大となる。
If the curvature at the contact portion P of the
このような不都合を防止するために、例えば、凸部21およびガイド部11の形状として、当接部Pを中心として隣接する領域の隙間の拡がり程度を規定するとよい。具体的には、図3に示すように凸部21とガイド部11との隙間寸法D1の規定値を例えば0.1mmとしたとき、当接部Pを含めて隙間寸法D1が0.1mm以下である領域の寸法が、凸部21の表面あるいはガイド部11の表面に沿って20×D1以上の長さとなるように構成する。
In order to prevent such inconvenience, for example, as the shapes of the
凸部21およびガイド部11をこのように構成することで、両者の当接部Pに生じる応力上昇を抑えることができる。凸部21あるいはガイド部11は、金属または樹脂など材料で形成されるが、当接に際しては幾分の変形が生じる。その場合に、当接部Pを含む領域の隙間寸法D1を適切に設定しておくことで、当接部Pに隣接する部位も当接する機会が生じ、局所的な面圧の高まりを抑えることができる。つまり、凸部21あるいはガイド部11が、摩耗の少ないうちに広い面積で当接するようになる。この結果、当接力の集中が緩和され、さらなる摩耗が抑制されて凸部21とガイド部11とは円滑な摺動状態を維持することができる。
By configuring the
尚、D1に掛け合わせる係数は、ガイド部11や凸部21として用いる材料に応じて、あるいは、凸部21の形状等に応じて適宜設定することができる。
Note that the coefficient to be multiplied by D1 can be appropriately set according to the material used as the
(当接部の設置姿勢)
本実施形態においては、図2に示すように軸芯Xに沿う方向視において、軸芯Xと当接部Pとを結ぶ仮想線L1のうち、当接部Pよりも軸芯Xの側の部分と、当接部Pにおける凸部21およびガイド部11の接線L2のうち、当接部Pよりも軸芯Xの側の部分とのなす角度θが例えば40度以内に形成されていると好都合である。
(Installation posture of contact part)
In the present embodiment, as viewed in the direction along the axis X as shown in FIG. 2, the imaginary line L1 connecting the axis X and the contact part P is closer to the axis X than the contact part P. Of the tangent line L2 of the
このように接線L2と仮想線L1とが交差する角度θを一定の値以下とすることで、凸部21がガイド部11に当接する際に、凸部21からガイド部11に作用する外力の方向をガイド部11の表面における法線に近付けることができる。よって、ガイド部11の表面に沿って外力が分散するのを抑制することができる。
Thus, by setting the angle θ at which the tangent line L2 and the virtual line L1 intersect to be equal to or less than a certain value, the external force acting on the
図2に示したように、仮想線L1に垂直な方向に沿って当接部Pに作用する力Fは、ガイド部11の当接部Pにおいて接線L2に垂直な方向の力F1と、接線L2の方向に沿う力F2とに分散される。よって、接線L2と仮想線L1との角度θが大きくなるほど力F2の成分が大きくなる。
As shown in FIG. 2, the force F acting on the contact portion P along the direction perpendicular to the virtual line L1 is equal to the force F1 in the direction perpendicular to the tangent line L2 at the contact portion P of the
力F2が大きくなると、凸部21がガイド部11に当接する際に両者に滑り易くなる。そのため、凸部21およびガイド部11の少なくとも一方かが摩耗し易くなり、凸部21とガイド部11との隙間が広がることとなる。その結果、ねじ部22の回転方向を反転させるたびに異音や振動が生じることとなる。
When the force F <b> 2 is increased, when the
また、隙間が広がる結果、凸部21のガイド部11に対する衝突速度が高まり、両部材どうしの当接力が高まって摩耗の進行がさらに早まる。しかし、凸部21がガイド部11の法線に近い角度で当接する本構成であれば、両者が滑り難くなり、摩耗が生じ難く、耐久性の高い直動アクチュエータAを得ることができる。
Further, as a result of the gap being widened, the collision speed of the
このような当接部Pの設置姿勢については、特に、軸芯Xに沿う方向視において凸部21とガイド部11との接線L2と仮想線L1とが重なるように構成すると好適である。
About the installation posture of such a contact part P, it is particularly preferable that the tangent line L2 between the
本構成であれば、凸部21がガイド部11に当接する際に、凸部21からの力Fがガイド部11に対して垂直に作用する。よって、両者の滑りが生じなくなり、凸部21やガイド部11の摩耗が抑制されて耐久性が極めて高いものとなる。
With this configuration, when the
また、ガイド部11が形成された基体部1の形状が筒状である場合、凸部21がガイド部11に外力を及ぼす方向は、軸芯Xに沿う方向視において、基体部1の周方向に沿った方向となる。このように、外力の方向が基体部1の径方向すなわち肉厚方向には向かないため、ガイド部11そのものが変形する可能性が低くなる。つまり、基体部1の部材厚を薄く構成した場合にも、凸部21の当接によって基体部1が変形し難くなり、直動アクチュエータAを軽量・コンパクトに構成することが可能となる。
Further, when the shape of the
(凸部およびガイド部の形状の具体例)
図3の例では、軸芯Xに沿う方向視にあっては、凸部21およびガイド部11における当接部Pを含む領域の形状は何れも曲線状である。ただし、何れか一方を直線状に形成することもできる。
(Specific examples of the shape of the convex part and the guide part)
In the example of FIG. 3, when viewed in the direction along the axis X, the shape of the region including the
図4には、ガイド部11の側に直線部11aが形成され、つまり、当接部Pを含んだ領域に平面が形成される例を示した。この場合、両者が曲線である場合に比べて、当接部Pの位置を設定し易くなる。仮に、両者が曲線であると、部品の製造誤差や取り付け誤差によってねじ軸2とガイド部11との軸線がずれたときに、両部材の当接部Pの位置が変化し、特に接線L2の方向が大きく変化することがある。この結果、凸部21およびガイド部11の当接力の伝達態様が適切でなくなり、摩擦の発生程度などが大幅に変わる可能性がある。
FIG. 4 shows an example in which the
しかし、一方の面を平面に構成することで、凸部21およびガイド部11の当接部Pの位置が多少変化した場合でも、凸部21からガイド部11に作用する力Fの方向は殆ど変化しない。よって、所期の性能を発揮し易い直動アクチュエータAを得ることができる。
However, by configuring one surface as a flat surface, even when the position of the contact portion P between the
さらに図4の例では、軸芯Xに沿う方向視においてガイド部11に形成した平面が仮想線L1と重なる直線部11aが形成されている。これにより、上記の如く、凸部21とガイド部11との滑りが生じなくなり、凸部21やガイド部11の摩耗が抑制されて耐久性が高まるうえ、基体部1を薄く構成するなど軽量・コンパクトな直動アクチュエータAを得ることができる。
Further, in the example of FIG. 4, a
本発明に係る特徴構成は、基体部に形成されたガイド部に当接する部位を持ち、ガイド部に沿って回転不能に往復移動するねじ軸を備えた直動アクチュエータに広く適用することができる。 The characteristic configuration according to the present invention can be widely applied to a linear motion actuator having a portion that comes into contact with a guide portion formed on a base portion and having a screw shaft that reciprocally moves along the guide portion so as not to rotate.
1 基体部
11 ガイド部
2 ねじ軸
21 凸部
22 ねじ部
3 駆動部
A 直動アクチュエータ
L1 仮想線
L2 接線
P 当接部
X 軸芯
θ 角度
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ガイド部の延出方向に沿ったねじ部を有し、前記ガイド部と摺動する凸部を前記ねじ部の軸芯に交差する方向に突出形成したねじ軸と、
前記ねじ部に螺合しつつ回転し、前記ねじ軸を前記基体部に対して相対回転不能に往復移動させる駆動部とを備え、
前記凸部と前記ガイド部との当接部が、前記往復移動の方向に沿って線状に形成されている直動アクチュエータ。 A base portion provided with a groove-shaped guide portion extending over a predetermined distance;
A screw shaft having a thread portion along the extending direction of the guide portion, and a protruding portion that slides with the guide portion and projecting in a direction intersecting the axis of the screw portion;
A drive unit that rotates while being screwed to the screw unit, and reciprocally moves the screw shaft so as not to rotate relative to the base unit;
A linear motion actuator in which a contact portion between the convex portion and the guide portion is linearly formed along the reciprocating direction.
前記当接部を含み、前記凸部と前記ガイド部との隙間寸法D1が0.1mm以下である領域が、前記凸部あるいは前記ガイド部の表面に沿って20×D1以上の長さに形成してある請求項1に記載の直動アクチュエータ。 In a direction view along the axis,
A region including the contact portion and having a gap dimension D1 between the convex portion and the guide portion of 0.1 mm or less is formed with a length of 20 × D1 or more along the surface of the convex portion or the guide portion. The linear motion actuator according to claim 1.
前記軸芯と前記当接部とを結ぶ仮想線のうち、前記当接部よりも前記軸芯の側の部分と、
前記当接部における前記凸部および前記ガイド部の接線のうち、前記当接部よりも前記軸芯の側の部分とのなす角度が40度以内に形成されている請求項1または2に記載の直動アクチュエータ。 In a direction view along the axis,
Of the imaginary line connecting the shaft core and the contact portion, a portion on the side of the shaft core from the contact portion;
The angle between the tangent line of the convex portion and the guide portion in the contact portion and the portion closer to the shaft core than the contact portion is formed within 40 degrees. Linear actuator.
前記接線と前記仮想線とが重なるように構成されている請求項3に記載の直動アクチュエータ。 In a direction view along the axis,
The linear motion actuator according to claim 3, wherein the tangent line and the virtual line overlap each other.
前記凸部の表面および前記ガイド部の表面の何れか一方が、前記当接部を挟んで両側に隣接する領域が前記仮想線と重なる直線状に構成されている請求項4に記載の直動アクチュエータ。 In a direction view along the axis,
The linear motion according to claim 4, wherein either one of the surface of the convex portion and the surface of the guide portion is configured in a straight line in which regions adjacent to both sides of the contact portion overlap the virtual line. Actuator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018049572A JP2019158110A (en) | 2018-03-16 | 2018-03-16 | Linear motion actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018049572A JP2019158110A (en) | 2018-03-16 | 2018-03-16 | Linear motion actuator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019158110A true JP2019158110A (en) | 2019-09-19 |
Family
ID=67994169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018049572A Pending JP2019158110A (en) | 2018-03-16 | 2018-03-16 | Linear motion actuator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2019158110A (en) |
-
2018
- 2018-03-16 JP JP2018049572A patent/JP2019158110A/en active Pending
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