專利名稱：電動(dòng)致動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)致動(dòng)器，涉及以電動(dòng)馬達(dá)為驅(qū)動(dòng)源被驅(qū)動(dòng)而能夠取 代以往使用的液壓缸來使用的新的電動(dòng)致動(dòng)器。
背景技術(shù)：
作為用于實(shí)現(xiàn)射出成形機(jī)的射出裝置或建筑機(jī)械的連桿機(jī)構(gòu)等機(jī)械 裝置的伸縮動(dòng)作的致動(dòng)器， 一般使用液壓缸。該液壓缸中，通過令作為 壓力油供給源的可變泵的容量變化而令壓力油的壓力和流量變化，可令 輸出最大化并同時(shí)實(shí)現(xiàn)較廣的速度范圍和推力范圍。
這樣地^皮驅(qū)動(dòng)的液壓缸，包括進(jìn)行伸縮動(dòng)作的液壓釭主體、和對(duì)該 液壓缸主體進(jìn)行壓力油的供給的液壓發(fā)生裝置。液壓缸主體，通過接受 從由液壓泵或切換閥等構(gòu)成的液壓發(fā)生裝置供給的壓力油而進(jìn)行伸縮動(dòng) 作。目前為止，構(gòu)成液壓缸的液壓缸主體與液壓發(fā)生裝置，提出有液壓 缸主體與液壓發(fā)生裝置分離配置并且通過液壓配管在二者之間進(jìn)行壓力 油的供給/排出的方式，和如下述專利文獻(xiàn)l所述那樣一體構(gòu)成液壓缸主 體與液壓發(fā)生裝置的方式。
專利文獻(xiàn)l:實(shí)開昭63 - 164603號(hào)公報(bào)
如上所述，液壓缸，由于除液壓缸主體外還需要另外的比較大的液 壓發(fā)生裝置，所以存在導(dǎo)入時(shí)的制造成本和維持/管理成本增高的問題。 此外，液壓缸，輸出大且可以實(shí)現(xiàn)較大的速度范圍和推力范圍，另一方 面，由于在行程內(nèi)難以進(jìn)行精細(xì)的停止位置控制，所以在要求較高控制 性的機(jī)械裝置中無法使用。進(jìn)而，還存在產(chǎn)生廢油等的環(huán)境問題。因此， 由于液壓缸存在這樣的問題，所以期望替換為控制容易且清潔的電動(dòng)致 動(dòng)器。但是，在以往的技術(shù)中，無法實(shí)現(xiàn)下述電動(dòng)致動(dòng)器，即能夠收納 在與液壓缸主體相同程度的設(shè)置空間內(nèi)，并且可實(shí)現(xiàn)與液壓缸相同的高 輸出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，目的在于提供一種可替代現(xiàn)有的 液壓缸的電動(dòng)致動(dòng)器，可收納在與液壓缸主體相同程度的設(shè)置空間內(nèi)，
并且可實(shí)現(xiàn)與M釭相同的高輸出。
本發(fā)明的電動(dòng)致動(dòng)器，具有電動(dòng)馬達(dá)，具有輸出軸；螺紋軸，與 上述輸出軸連接而自如旋轉(zhuǎn)，并且在外周面上形成有螺旋狀的螺玟槽； 螺母部件，在內(nèi)周面上具有與上述螺紋槽對(duì)應(yīng)的螺母槽，通過與上述螺 紋軸螺紋結(jié)合而隨著上述螺紋軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在軸方向上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)； 筒形部件，以包圍上述螺紋軸以及上述螺母部件的方式設(shè)置；缸桿，在 上述螺母部件的與上述電動(dòng)馬達(dá)側(cè)相反的一端側(cè)連續(xù)設(shè)置，具有在內(nèi)部 能夠收納上述螺紋軸的空洞，隨著上述螺母部件的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而相對(duì)于上 迷筒形部件進(jìn)退自如，上述筒形部件在內(nèi)周面上具有至少一條的引導(dǎo)部， 上述螺母部件具有與上述引導(dǎo)部對(duì)應(yīng)而形成在外周面上的負(fù)荷引導(dǎo)部， 由此上述筒形部件引導(dǎo)上述螺母部件的軸方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明的其他的電動(dòng)致動(dòng)器，具有電動(dòng)馬達(dá)，具有輸出軸；螺紋 軸，與上述輸出軸連接而自如旋轉(zhuǎn)，并且在外周面上形成有螺旋狀的螺 紋槽；螺母部件，在內(nèi)周面上具有與上述螺紋槽對(duì)應(yīng)的螺母槽，通過與 上述螺紋軸螺紋結(jié)合而隨著上述螺紋軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在軸方向上進(jìn)行往復(fù) 運(yùn)動(dòng)；筒形部件，以包圍上述螺紋軸以及上述螺母部件的方式設(shè)置；缸 桿，在上述螺母部件的與上述電動(dòng)馬達(dá)側(cè)相反的一端側(cè)連續(xù)設(shè)置，具有 在內(nèi)部能夠收納上述螺紋軸的空洞，隨著上述螺母部件的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而相 對(duì)于上述筒形部件進(jìn)退自如，上述筒形部件在內(nèi)周面上具有至少一條的 滾動(dòng)體滾行槽，上述螺母部件具有負(fù)荷滾行槽，與上述滾動(dòng)體滾行槽 對(duì)應(yīng)而形成在外周面上；無負(fù)荷滾行路徑，形成在與上述負(fù)荷滾行槽平 行的方向上； 一對(duì)返回路徑，分別連接由上述滾動(dòng)體滾行槽和上述負(fù)荷
部；多個(gè)滾動(dòng)體，滾動(dòng)自如地設(shè)置在由上述負(fù)荷滾行路徑、上述無負(fù)荷 滾行路徑以及上述一對(duì)的返回路徑形成的無限循環(huán)路徑上，由此上述筒 形部件引導(dǎo)上述螺母部件的軸方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
在本發(fā)明的電動(dòng)致動(dòng)器中，上述螺紋軸所具有的上述螺紋槽與上述 螺母部件所具有的上述螺母槽可經(jīng)由多個(gè)滾動(dòng)體而螺紋結(jié)合。
此外，本發(fā)明的電動(dòng)致動(dòng)器中，上述螺母部件，可具有用于令滾動(dòng) 自如地設(shè)置在上述螺紋槽和上述螺母槽之間的上述多個(gè)滾動(dòng)體無限循環(huán) 的循環(huán)機(jī)構(gòu)。
進(jìn)而，本發(fā)明的電動(dòng)致動(dòng)器中，上述螺母部件和上述缸桿可一體成形。
進(jìn)而，本發(fā)明的電動(dòng)致動(dòng)器中，上述筒形部件優(yōu)選形成為大致圓筒形。
進(jìn)而，在本發(fā)明的電動(dòng)致動(dòng)器中，上述筒形部件可由無接縫圓筒管 構(gòu)成。
此外，本發(fā)明的電動(dòng)致動(dòng)器中，上述筒形部件中，上述滾動(dòng)體滾行 槽附近由鋼鐵材料形成，其他的部分可由鋁合金或者樹脂形成。
進(jìn)而，本發(fā)明的電動(dòng)致動(dòng)器中，上述缸桿可經(jīng)由設(shè)置在上述筒形部 件上的滑動(dòng)軸承而進(jìn)退自如地被支承。
進(jìn)而，本發(fā)明的電動(dòng)致動(dòng)器中，優(yōu)選上述無限循環(huán)路徑形成為四條
以上，在由與上述螺紋軸的軸線方向垂直的方向的縱剖面XSL察電動(dòng)致動(dòng) 器時(shí)，通過取上述負(fù)荷滾行路徑的中心點(diǎn)并連結(jié)分別相鄰的中心點(diǎn)彼此 而圍出的區(qū)域形成為正多邊形，并且對(duì)于形成為四條以上的上述無限循 環(huán)路徑的每一個(gè)，形成分別連結(jié)形成相同的無限循環(huán)路徑的負(fù)荷滾行路 徑和無負(fù)荷滾行路徑的各自的中心點(diǎn)的直線，并在各個(gè)直線的延長(zhǎng)線相 交的交點(diǎn)位置處配置上述螺紋軸。
進(jìn)而，在本發(fā)明的電動(dòng)致動(dòng)器中，上述電動(dòng)馬達(dá)所具有的輸出軸與 上述螺紋軸經(jīng)由連接軸而連續(xù)設(shè)置，上述連接軸被多個(gè)滾動(dòng)軸承支承而 旋轉(zhuǎn)自如，上述多個(gè)滾動(dòng)軸承在上述缸桿^t推出時(shí)受到的載荷為上述缸 桿被拉回時(shí)所受到的載荷以上的載荷。
另外，上述發(fā)明概要沒有全部例舉本發(fā)明的必要的全部特征，這些 特征組的組合也可作為發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明，可實(shí)現(xiàn)高輸出和高控制性，并且可實(shí)現(xiàn)與以往的液壓 缸主體相同程度的緊湊的大小的電動(dòng)致動(dòng)器。即，本發(fā)明的電動(dòng)致動(dòng)器， 能夠解決以往的液壓釭所存在的成本方面、控制方面、以及環(huán)境方面的 問題，并且具有與液壓缸相同程度的輸出性能，可作為取代液壓缸的新 的致動(dòng)器而使用。


圖1是表示第1實(shí)施方式的電動(dòng)致動(dòng)器的整體構(gòu)成的外觀立體圖。 圖2是第1實(shí)施方式的電動(dòng)致動(dòng)器的縱剖側(cè)視圖。
圖3是用于說明螺母部件、筒形部件以及缸桿的位置關(guān)系的分解立 體圖。
圖4是用于說明螺母部件的具體構(gòu)成的外觀立體圖。
圖5是表示由螺母部件與筒形部件形成的無限循環(huán)路徑的圖。
圖6是表示筒形部件的優(yōu)選變形例的外觀立體圖。
圖7是用于說明無限循環(huán)路徑的設(shè)置條件的圖。
圖8是例示第1實(shí)施方式的電動(dòng)致動(dòng)器的多種形式的圖，特別地表 示使用交叉滾子軸承進(jìn)行連接軸的支承的情況。
圖9是表示第2實(shí)施方式的電動(dòng)致動(dòng)器的整體構(gòu)成的外觀立體圖。 圖10是第2實(shí)施方式的電動(dòng)致動(dòng)器的縱剖俯視圖。
附圖標(biāo)記說明
10…電動(dòng)馬達(dá)、11…減速器、12…聯(lián)軸器、13…連接軸、13a…滾 動(dòng)軸承、13b…軸承殼體、13c、 13d…滾子、15…動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)、20…螺 紋軸、20a…螺紋槽、22…螺母部件、22a…螺母槽、22b…循環(huán)機(jī)構(gòu)、23... 滾珠、25…筒形部件、25a…主體部、25b…蓋部、26…凸緣部、27…釭 桿、27a…空洞、27b…安裝軸、28…滑動(dòng)軸承、30…滾動(dòng)體滾行槽、32… 負(fù)荷滾行槽、34…無負(fù)荷滾行路徑、35…負(fù)荷滾行路徑、36…返回路徑、 38…無限循環(huán)路徑、40…滾珠、50…螺母部件主體部、51…螺母部件附 屬部、52…側(cè)蓋、53…襯墊部件、55…軌道部件、56…筒形部件主體部、 61、 62…滑輪、63…正時(shí)帶、Pp P廣.中心點(diǎn)、P。…交點(diǎn)、L廣.線、L2直 線
具體實(shí)施例方式
以下，使用

實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。另外，以下的實(shí) 施方式，不限定于各權(quán)利要求所述的發(fā)明，此外，實(shí)施方式中說明的特 征的組合的全部并不一定H明的解決方法所必須的。
第1實(shí)施方式
圖1是表示第1實(shí)施方式的電動(dòng)致動(dòng)器的整體構(gòu)成的外觀立體圖。 此外，圖2是第1實(shí)施方式的電動(dòng)致動(dòng)器的縱剖側(cè)視圖。
第1實(shí)施方式的電動(dòng)致動(dòng)器，具有作為驅(qū)動(dòng)源的電動(dòng)馬達(dá)10。該電 動(dòng)馬達(dá)10，設(shè)置在與作為作用部的缸桿27的設(shè)置位置相反側(cè)的端部上，
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通過電動(dòng)馬達(dá)10所具有的輸出軸而提供旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力。
在電動(dòng)馬達(dá)10所具有的輸出軸上，連續(xù)設(shè)置有用于提高扭矩的增
幅或提高慣性力、降低振動(dòng)等的減速器11。此外，在減速器11的端部
上設(shè)置被聯(lián)軸器12和滾動(dòng)軸承13a支承的連接軸13，進(jìn)而，在其端部 上設(shè)置動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)15。另外，對(duì)于支承連接軸13的滾動(dòng)軸承13a，推 壓缸桿27時(shí)受到的載荷為拉回缸桿27時(shí)受到的載荷以上的栽荷。通過 采用這樣的結(jié)構(gòu)，可高效地移動(dòng)桿。
另一方面，動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)15，是可將由電動(dòng)馬達(dá)10提供的旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)變換為往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，作為主要的構(gòu)成部件具有螺紋軸20、螺母部 件22、筒形部件25以及缸桿27。
螺紋軸20，是與電動(dòng)馬達(dá)10所具有的輸出軸連續(xù)設(shè)置的部件，通 過接受從輸出軸傳遞的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力而自如旋轉(zhuǎn)。此外，在螺紋軸20上， 在其外周面上形成螺旋狀的螺紋槽20a，與在內(nèi)周面具有與螺紋槽20a 對(duì)應(yīng)的螺母槽22a的螺母部件22螺紋結(jié)合而設(shè)置。因此，螺母部件22, 可與螺紋軸20的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)一起在軸方向上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
另外，在第1實(shí)施方式的電動(dòng)致動(dòng)器中，螺紋軸20所具有的螺紋 槽20a和螺母部件22所具有的螺母槽22a經(jīng)由多個(gè)滾珠23而螺紋結(jié)合。 多個(gè)滾珠23借助螺母部件22所具有的循環(huán)機(jī)構(gòu)22b而可在螺紋槽20a 和螺母槽22a之間無限循環(huán)，可實(shí)現(xiàn)螺母部件22相對(duì)于螺紋軸20的平 滑的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。第1實(shí)施方式所例示的循環(huán)機(jī)構(gòu)"b,可使用現(xiàn)有的滾 動(dòng)體螺紋裝置中使用的回流管或?qū)Я靼濉?br> 但是，在本發(fā)明中，設(shè)置在螺紋槽20a與螺母槽22a之間的滾珠23 等的多個(gè)滾動(dòng)體不是必須的結(jié)構(gòu)，螺紋軸20與螺母部件22可不經(jīng)由多 個(gè)滾珠23而直接螺紋結(jié)合。此外，對(duì)于多個(gè)滾珠23，可使用滾子等的 其他的滾動(dòng)體。
筒形部件25,是以包圍螺紋軸20與螺母部件22的方式設(shè)置的部件， 引導(dǎo)螺母部件22的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且起到構(gòu)成動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)15的外廓的 作用。若說明該筒形部件25的特征，首先，笫1實(shí)施方式的筒形部件25 的外形形成為大致圓筒形。這是考慮以往使用的液壓缸的外廓形狀為大 致圓筒形而形成的，無需改造設(shè)置液壓缸的現(xiàn)有的設(shè)備即可使用第1實(shí) 施方式的電動(dòng)致動(dòng)器。
此外，筒形部件25,由于必須引導(dǎo)螺母部件22的往復(fù)運(yùn)動(dòng)并構(gòu)成
電動(dòng)致動(dòng)器的外廓，所以必須能夠承受一定程度的外力。因此，采用最
能夠均等地承受力的大致圓筒形的形狀。另外，筒形部件25的一方的端 部，螺紋固定在收納連接軸13與滾動(dòng)軸承13a的軸承殼體13b上，在另 一端部上，通過螺栓固定設(shè)置用于安裝第1實(shí)施方式的電動(dòng)致動(dòng)器的凸 緣26。但是，該固定機(jī)構(gòu)不限定于螺栓，可采用所有固定機(jī)構(gòu)。
缸桿27，是在螺母部件22的與電動(dòng)馬達(dá)10側(cè)相反側(cè)連續(xù)設(shè)置的部 件，具有可將螺紋軸20收納在內(nèi)部的空洞27a。通過具有這樣的構(gòu)成， 缸桿27可與螺母部件22聯(lián)動(dòng)而往復(fù)運(yùn)動(dòng)。此外，缸桿27,能夠與螺母 部件22的往復(fù)運(yùn)動(dòng)一起相對(duì)于筒形部件25自如進(jìn)退。
為了實(shí)現(xiàn)缸桿27的平滑的往復(fù)運(yùn)動(dòng)并承受來自軸方向以外的載荷， 在與缸桿27滑動(dòng)接觸的凸緣26的內(nèi)周面上，設(shè)置由金屬等構(gòu)成的滑動(dòng) 軸承28。即，缸桿27,通過由滑動(dòng)軸承28支承而可進(jìn)行平滑的進(jìn)退動(dòng) 作。此外，在缸桿27的頂端部上，設(shè)置有作為與作用對(duì)象物的連接機(jī)構(gòu) 的切出有螺紋槽的安裝軸27b，提高作為作用部的功能性。另外，如圖3 所示，缸桿27也可由與螺母部件22不同的部件構(gòu)成，螺母部件22也可 與缸桿27—體成形并作為一個(gè)部件而構(gòu)成。通過形成為一個(gè)部件，可通 過降低部件個(gè)數(shù)而降低材料成本，并且可通過剛性的提高而承受更高的 載荷。
另外，在第1實(shí)施方式的電動(dòng)致動(dòng)器中，對(duì)于構(gòu)成動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)15 的螺紋軸20、螺母部件22、筒形部件25以及缸桿27的尺寸形狀，盡力 增大作為懸臂軸而構(gòu)成的螺紋軸20的粗細(xì)尺寸，并且盡力減小構(gòu)成電動(dòng) 致動(dòng)器的外廓形狀的筒形部件25的徑方向的尺寸。這^1對(duì)應(yīng)于下述要求 的對(duì)策，即能夠代替以往使用的液壓缸而維持緊湊的形狀并耐受由于高 輸出而施加的載荷。因此，對(duì)于螺母部件22與缸桿27的尺寸形狀，設(shè) 計(jì)為根據(jù)螺紋軸20以及筒形部件25而選擇的最佳形狀，并且可對(duì)作用 對(duì)象物產(chǎn)生充分的作用即可。
接著，更詳細(xì)說明第1實(shí)施方式的電動(dòng)致動(dòng)器中構(gòu)成特征所在的動(dòng) 力傳遞機(jī)構(gòu)15的部件。在此，圖3是用于說明螺母部件、筒形部件以及 缸桿的位置關(guān)系的分解立體圖。圖4是用于說明螺母部件的具體構(gòu)成的 外觀立體圖。圖5是表示由螺母部件與筒形部件形成的無限循環(huán)路徑的 圖。
首先，在第1實(shí)施方式的筒形部件25中，大致圓筒形的筒形部件25
采用縱切而分為兩部分的結(jié)構(gòu)。筒形部件25在內(nèi)周面上具有至少一條(第 1實(shí)施方式中為四條)滾動(dòng)體滾行槽30，考慮該滾動(dòng)體滾行槽30的加工 作業(yè)而提出上述分為兩部分的結(jié)構(gòu)。即，由截面大致C字形的主體部25a 和用于封閉C字形的開口部的蓋部25b而構(gòu)成筒形部件25，由此，可令 形成在筒形部件25的內(nèi)周面上的滾動(dòng)體滾行槽30的加工容易化。此外， 這些主體部25a和蓋部25b，由螺紋固定件固定，構(gòu)成筒形部件25。但 是，本發(fā)明的應(yīng)用不限定為所述方式，對(duì)于筒形部件25，可通過由無縫 圓筒管構(gòu)成而承受更高的載荷。
另一方面，螺母部件22,在端部上連接缸桿27的狀態(tài)下，在筒形 部件25內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，但在第1實(shí)施方式的電動(dòng)致動(dòng)器中，為了實(shí)現(xiàn)螺母 部件22的平滑的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，螺母部件22和筒形部件25采用經(jīng)由無限循 環(huán)的多個(gè)滾珠而配置的構(gòu)成。
參照?qǐng)D4以及圖5進(jìn)行說明，則螺母部件22具有以與形成在筒 形部件25的內(nèi)周面的四條滾動(dòng)體滾行槽30對(duì)應(yīng)的方式形成在螺母部件 22的外周面的負(fù)荷滾行槽32、在平行于該負(fù)荷滾行槽32的方向上形成 的無負(fù)荷滾行路徑34、分別連接由滾動(dòng)體滾行槽30和負(fù)荷滾行槽32形 成的負(fù)荷滾4亍路徑35的兩個(gè)端部和無負(fù)荷滾4亍路徑34的兩個(gè)端部的一 對(duì)返回路徑36、滾動(dòng)自如地設(shè)置在由負(fù)荷滾行路徑35和無負(fù)荷滾行路 徑34以及一對(duì)返回路徑36形成的無限循環(huán)路徑38上的多個(gè)滾珠40。
即，圖4以及圖5所示的螺母部件22,包括由鋼鐵材料構(gòu)成的螺母 部件主體50、設(shè)置在其外側(cè)而在外周面上形成有負(fù)荷滾行槽32的一對(duì) 螺母部件附屬部51、連接螺母部件主體50和一對(duì)的螺母部件附屬部51 的兩端部而形成一對(duì)的返回路徑36的一對(duì)的側(cè)蓋52 (另外，圖4中， 表示取下紙面近前側(cè)的側(cè)蓋52的狀態(tài))。
通過以上述構(gòu)成設(shè)置螺母部件22和筒形部件25，第1實(shí)施方式的 電動(dòng)致動(dòng)器可承受與液壓缸相同的大載荷。另外，圖4以及圖5中，例 示說明了設(shè)置在螺母部件22上的多個(gè)滾珠40設(shè)置為具有樹脂制且包括 多個(gè)襯圈部和與之連接的帶狀部的襯墊部件53的情況，但該村墊部件53 可設(shè)置村珠等的所有形式的襯墊部件，也可省略設(shè)置。
此外，對(duì)于上述筒形部件25，例示說明了由鋼鐵材料形成的情況， 但也可如圖6所示那樣，形成為僅由鋼鐵材料形成四條滾動(dòng)體滾行槽30 的附近的軌道部件55，其他部位通過由鋁合金或者樹脂形成的筒形部件
主體部56形成。通過這樣的構(gòu)成，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)筒形部件25的強(qiáng)度的維 持和輕量化。
另外，對(duì)于軌道部件55的設(shè)置范圍，根據(jù)由赫茲定理導(dǎo)出的最大 剪切應(yīng)力的深度設(shè)定即可。此外，軌道部件55與筒形部件主體部56的 接合可采用焊接接合或釬焊、熱裝、壓入接合等所有接合方法。
進(jìn)而，可構(gòu)成筒形部件主體部56的鋁合金，可使用Al-Cu類合金 (2000類)、Al -Mn類合金(3000類)、Al - Si類合金(4000類)、Al _Mg類合金(5t)00類)、Al -Mg-Si類合金(6000類)以及Al -Zn-Mg 類合金(7000類)等添加了各種合金元素的鋁合金。
此外，可構(gòu)成筒形部件主體部56的樹脂可使用碳纖維強(qiáng)化塑料 (Carbon Fiber Reinforced Plastics )、玻璃纖維強(qiáng)化塑料(Glass Fiber Reinforced Plastics )、芳香族聚酰胺纖維強(qiáng)4t塑料(Kevlar Fiber Reinforced Plastics)等的FRP樹脂、四氟乙烯樹脂(PTFE )聚酰亞胺 (PI)、聚酰胺(PA)、聚甲醅(P0M)、聚酯、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚 醚醚酮(PEEK)以及聚醚砜(PES)等的樹脂材料。
進(jìn)而，對(duì)于由螺母部件22和筒形部件25形成的無限循環(huán)路徑38， 優(yōu)選根據(jù)以下說明的條件而設(shè)置。即，無限循環(huán)路徑38優(yōu)選形成為四條 以上，圖7中例示說明為四條的情況，在從垂直于螺紋軸20軸線方向的 方向的縱剖面看電動(dòng)致動(dòng)器時(shí)，希望通過取負(fù)荷滾行路徑35的中心點(diǎn)PI 并連結(jié)分別相鄰的中心點(diǎn)Pi彼此的線"包圍的區(qū)域形成正多邊形(圖7 中為正方形)，并且，形成了四條以上的無限循環(huán)路徑38的每個(gè)上形成 分別連結(jié)形成相同的無限循環(huán)路徑38的負(fù)荷滾行路徑35和無負(fù)荷滾行 路徑34的各自的中心點(diǎn)P^ P2的直線L2，并在各自的直線的延長(zhǎng)線相交 的交點(diǎn)P。的位置上配置螺紋軸20。以滿足這樣的設(shè)置條件的方式設(shè)置無 限循環(huán)路徑38，則可均等地接受來自所有方向(徑向方向、徑向相反方 向、左右方向等)的載荷，所以可實(shí)現(xiàn)能夠承受更高負(fù)荷的電動(dòng)致動(dòng)器。
即，優(yōu)選將無限循環(huán)路徑38的條數(shù)設(shè)定在四條以上，例如，在設(shè) 定為6條時(shí)，由線I^圍出的區(qū)域?yàn)檎呅?，在直線I^的延長(zhǎng)線相交的 交點(diǎn)P。的位置配置螺紋軸20即可。但是，本發(fā)明的范圍不限定于上述 方式，如果在僅考慮軸線方向的載荷即可的環(huán)境中使用，則無限循環(huán)路 徑38的條數(shù)考慮螺母部件22的止轉(zhuǎn)而僅設(shè)置一條即可，或者，也可根 據(jù)使用環(huán)境或使用頻率等而設(shè)置兩條或者三條。即，本發(fā)明的無限循環(huán)
路徑38期望設(shè)置一條以上。
接著，再次參照?qǐng)D1以及圖2說明第1實(shí)施方式的電動(dòng)致動(dòng)器的動(dòng) 作。若從未圖示的電源向電動(dòng)馬達(dá)10供給電力，則電動(dòng)馬達(dá)10令輸出 軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)原樣地作為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力而傳遞到螺紋軸20上。 例如，由于一般的螺紋軸20的螺紋槽20a形成為右螺紋，所以若螺紋軸 20向左方向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，則螺母部件22向螺紋軸20的頂端方向移動(dòng)。缸 桿27與該螺母部件22的移動(dòng)一起向推出方向移動(dòng)，所以缸桿27對(duì)作業(yè) 對(duì)象物施加推壓力。
另一方面，若螺紋軸向右方向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，則螺母部件22向螺紋軸 的根部方向移動(dòng)，所以缸桿27拉回，對(duì)作業(yè)對(duì)象物施加拉伸力。
另外，螺紋軸20的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的左右方向的切換可采用能夠正反轉(zhuǎn) 的電動(dòng)馬達(dá)10的方式，或采用組合僅可向一方向旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)馬達(dá)和旋轉(zhuǎn) 方向切換裝置的方式等。
以上，說明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但本發(fā)明的技術(shù)范圍不限定 于上述第1實(shí)施方式所述的范圍。在上述第1實(shí)施方式中，可進(jìn)行多種 改變或者改良。
例如，如圖8所示，對(duì)于支承連接軸13的滾動(dòng)軸承13a，可作為交 叉滾子支承軸承而構(gòu)成。即，將連接軸13作為螺紋軸構(gòu)成，并設(shè)置十字 形地配置在對(duì)置的軸承殼體13b之間的滾子13c、 13d。若采用這樣的構(gòu) 成，承受箭頭ot方向即缸桿27的推出方向的力時(shí)，三個(gè)滾子13c承受載 荷，在承受箭頭P方向即缸桿27拉回方向的力時(shí)，僅一個(gè)滾子13d承受 載荷，所以可實(shí)現(xiàn)高效的桿移動(dòng)。
此外，在螺紋軸20和螺母部件22之間無P艮循環(huán)地設(shè)置的多個(gè)滾珠 23，也可考慮螺母部件22的移動(dòng)量等而設(shè)定為有限循環(huán)。進(jìn)而，筒形部 件25的形狀不限定于大致圓筒形，也可是截面形狀為矩形或橢圓形、長(zhǎng) 圓形、或者這些的組合的形狀。此外，本發(fā)明中應(yīng)用的電動(dòng)馬達(dá)10，可 采用伺服馬達(dá)、步進(jìn)馬達(dá)、AC馬達(dá)等所有種類的馬達(dá)，其形式可以是徑 向式馬達(dá)或者軸向式馬達(dá)等。
進(jìn)而，在上述第1實(shí)施方式的電動(dòng)致動(dòng)器中，說明了由螺母部件22 和筒形部件25形成的無限循環(huán)路徑38至少為一條以上，優(yōu)選設(shè)置為四 條以上。但本發(fā)明的應(yīng)用不限定于這種方式。即，在對(duì)動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)15 沒有作用徑向、徑向相反方向、左右方向等的載荷的環(huán)境下，在使用本
發(fā)明的電動(dòng)致動(dòng)器的情況下，可省略在螺母部件22和筒形部件25之間 構(gòu)成的無限循環(huán)路徑38以及多個(gè)滾珠40，并可將螺母部件22和筒形部 件25構(gòu)成為可滑動(dòng)。
具體而言，筒形部件25，構(gòu)成為在內(nèi)周面上具有至少一條的引導(dǎo)部， 并且一方的螺母部件22具有與引導(dǎo)部對(duì)應(yīng)而形成在外周面上的負(fù)荷引導(dǎo) 部。即，筒形部件25所具有的引導(dǎo)部，可以是例如筒形部件25的內(nèi)周 面本身，也可以是在軸方向上延伸設(shè)置的軌道部件55。但是，對(duì)于該情 況下的軌道部件，可以具有滾動(dòng)體滾行槽30，也可不具有滾動(dòng)體滾行槽 30。
一方的螺母部件22所具有的負(fù)荷引導(dǎo)部，可以是螺母部件22的外 周面本身，也可以是與筒形部件25的內(nèi)周面上所設(shè)置的軌道部件55對(duì) 應(yīng)設(shè)置的軌道部件。通過這樣地構(gòu)成筒形部件25與螺母部件22，筒形 部件25與螺母部件22可良好地滑動(dòng)。因此，筒形部件25可良好地引導(dǎo) 螺母部件22的軸方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
這樣的變更或者改良也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)，可從權(quán)利要求 的范圍中明確。
第2實(shí)施方式
上述第1實(shí)施方式中，對(duì)電動(dòng)馬達(dá)10、減速器11、聯(lián)軸器12、連 接軸13以及動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)15這些電動(dòng)致動(dòng)器的構(gòu)成部件串聯(lián)連接的情 況進(jìn)行了例示說明。以下說明的第2實(shí)施方式中，說明適于在軸方向的 設(shè)置空間存在制約的情況下使用的電動(dòng)致動(dòng)器的方案。另外，對(duì)于與第 1實(shí)施方式中說明過的部件或者類似的部件標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記而省略 說明。
圖9是表示第2實(shí)施方式的電動(dòng)致動(dòng)器的整體構(gòu)成的外觀立體圖。 此外，圖IO是第2實(shí)施方式的電動(dòng)致動(dòng)器的縱剖俯視圖。
笫2實(shí)施方式的電動(dòng)致動(dòng)器中，省略在第1實(shí)施方式中具有的聯(lián)軸 器，折回電動(dòng)馬達(dá)10和減速器11的部分。而且，在減速器ll和連接軸 13之間，通過在設(shè)置于各自的軸端的滑輪61、 62間掛上正時(shí)帶63而連 接，對(duì)螺紋軸20傳遞電動(dòng)馬達(dá)10的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力。
在第2實(shí)施方式的電動(dòng)致動(dòng)器中，如圖9以及圖10所示，由于采 用了折回構(gòu)造，所以可縮短軸方向的長(zhǎng)度，即便在長(zhǎng)度方向的設(shè)置空間 受到制約時(shí)也適于使用本發(fā)明的電動(dòng)致動(dòng)器。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)致動(dòng)器，具有電動(dòng)馬達(dá)，具有輸出軸；螺紋軸，與上述輸出軸連接而自如旋轉(zhuǎn)，并且在外周面上形成有螺旋狀的螺紋槽；螺母部件，在內(nèi)周面上具有與上述螺紋槽對(duì)應(yīng)的螺母槽，通過與上述螺紋軸螺紋結(jié)合而隨著上述螺紋軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在軸方向上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)；筒形部件，以包圍上述螺紋軸以及上述螺母部件的方式設(shè)置；缸桿，在上述螺母部件的與上述電動(dòng)馬達(dá)側(cè)相反的一端側(cè)連續(xù)設(shè)置，并且具有在內(nèi)部能夠收納上述螺紋軸的空洞，隨著上述螺母部件的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而相對(duì)于上述筒形部件進(jìn)退自如，上述筒形部件在內(nèi)周面上具有至少一條的引導(dǎo)部，上述螺母部件具有與上述引導(dǎo)部對(duì)應(yīng)而形成在外周面上的負(fù)荷引導(dǎo)部，由此上述筒形部件引導(dǎo)上述螺母部件的軸方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
2. —種電動(dòng)致動(dòng)器，具有 電動(dòng)馬達(dá)，具有輸出軸；螺紋軸，與上述輸出軸連接而自如旋轉(zhuǎn)，并且在外周面上形成有螺 旋狀的螺紋槽；螺母部件，在內(nèi)周面上具有與上述螺紋槽對(duì)應(yīng)的螺母槽，通過與上 述螺紋軸螺紋結(jié)合而隨著上述螺紋軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在軸方向上進(jìn)行往復(fù)運(yùn) 動(dòng)；筒形部件，以包圍上述螺紋軸以及上述螺母部件的方式設(shè)置；缸桿，在上述螺母部件的與上述電動(dòng)馬達(dá)側(cè)相反的一端側(cè)連續(xù)設(shè) 置，并且具有在內(nèi)部能夠收納上述螺紋軸的空洞，隨著上述螺母部件的 往復(fù)運(yùn)動(dòng)而相對(duì)于上述筒形部件進(jìn)退自如，上述筒形部件在內(nèi)周面上具有至少一條的滾動(dòng)體滾行槽，上述螺母部件具有負(fù)荷滾行槽，與上述滾動(dòng)體滾行槽對(duì)應(yīng)而形成在外周面上； 無負(fù)荷滾行路徑，形成在與上述負(fù)荷滾行槽平行的方向上； 一對(duì)返回路徑，分別連接由上述滾動(dòng)體滾4亍槽和上述負(fù)荷滾《亍槽形 成的負(fù)荷滾行路徑的兩個(gè)端部、與上述無負(fù)荷滾行路徑的兩個(gè)端部； 多個(gè)滾動(dòng)體，滾動(dòng)自如地設(shè)置在由上述負(fù)荷滾行路徑、上述無負(fù)荷 滾行路徑以及上述一對(duì)的返回路徑形成的無限循環(huán)路徑上，由此上述筒形部件引導(dǎo)上述螺母部件的軸方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)致動(dòng)器，其特征在于， 上述螺紋軸所具有的上述螺紋槽與上述螺母部件所具有的上述螺母槽經(jīng)由多個(gè)滾動(dòng)體而螺紋結(jié)合。
4. 如權(quán)利要求3所述的電動(dòng)致動(dòng)器，其特征在于， 上述螺母部件，具有用于令滾動(dòng)自如地設(shè)置在上述螺紋槽和上述螺母槽之間的上述多個(gè)滾動(dòng)體無限循環(huán)的循環(huán)機(jī)構(gòu)。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)致動(dòng)器，其特征在于， 上述螺母部件和上述缸桿一體成形。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)致動(dòng)器，其特征在于， 上述筒形部件形成為大致圓筒形。
7. 如權(quán)利要求6所述的電動(dòng)致動(dòng)器，其特征在于， 上述筒形部件由無接縫圓筒管構(gòu)成。
8. 如權(quán)利要求2所述的電動(dòng)致動(dòng)器，其特征在于， 上述筒形部件中，上述滾動(dòng)體滾行槽附近由鋼鐵材料形成， 其他的部分由鋁合金或者樹脂形成。
9. 如權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)致動(dòng)器，其特征在于， 上述缸桿經(jīng)由設(shè)置在上述筒形部件上的滑動(dòng)軸承而進(jìn)退自如地被支承。
10. 如權(quán)利要求2所述的電動(dòng)致動(dòng)器，其特征在于， 上述無限循環(huán)路徑形成為四條以上，在由與上述螺紋軸的軸線方向垂直的方向的縱剖面觀察電動(dòng)致動(dòng)器 時(shí)，通過取上述負(fù)荷滾行路徑的中心點(diǎn)并連結(jié)分別相鄰的中心點(diǎn)彼此而 圍出的區(qū)域形成為正多邊形，并且，對(duì)于形成為四條以上的上述無限循環(huán)路徑的每一個(gè)，形成分自中心點(diǎn)的直i，在各個(gè)J^線的延長(zhǎng)^相;的交點(diǎn)位置1配置上述螺故 軸。
11. 如權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)致動(dòng)器，其特征在于， 上述電動(dòng)馬達(dá)所具有的輸出軸與上述螺紋軸經(jīng)由連接軸而連續(xù)設(shè) 置，上述連接軸被多個(gè)滾動(dòng)軸承支承而旋轉(zhuǎn)自如，上述多個(gè)滾動(dòng)軸承在 上述缸桿被推出時(shí)受到的載荷為上述缸桿被拉回時(shí)所受到的載荷以上的 載荷。
全文摘要
一種電動(dòng)致動(dòng)器，具有可將從電動(dòng)馬達(dá)(10)供給的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力變換為往復(fù)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)(15)。該動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)(15)具有內(nèi)周面上至少具有一條的滾動(dòng)體滾行槽的筒形部件(25)、經(jīng)由多個(gè)無線循環(huán)的滾動(dòng)體而往復(fù)運(yùn)動(dòng)自如地設(shè)置在筒形部件(25)的內(nèi)周面上的螺母部件(22)、與螺母部件(22)的端部連接而相對(duì)于筒形部件自如進(jìn)退地配置的缸桿(27)。而且，螺母部件(22)的軸方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)被呈大致圓筒形的筒形部件(25)引導(dǎo)。通過這樣的構(gòu)成可實(shí)現(xiàn)高輸出和高控制性，并且可實(shí)現(xiàn)與以往的液壓缸主體相同程度的緊湊的大小。
文檔編號(hào)F16H25/24GK101189451SQ20068001924
公開日2008年5月28日 申請(qǐng)日期2006年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者堀池一也, 寺町彰博, 淺生利之, 道岡英一 申請(qǐng)人:Thk株式會(huì)社