JP2003125554A - Linear actuator - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K37/00—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
- H02K37/24—Structural association with auxiliary mechanical devices
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、モータの回転軸の先端側にネジ軸
部を一体に形成し、カップリング及び一方の支持台をな
くし、部品点数を少なくし、位置決め精度の向上を得る
ことを目的とする。
【解決手段】 本発明によるリニアアクチュエータは、
モータ(1)の回転軸(2)の先端側に形成されたネジ軸部
(4)と、このネジ軸部(4)に螺合されたナット部(10)とよ
りなり、このネジ軸部(4)と回転軸(2)とは同一材料で継
ぎ目がなく一体に形成されている構成である。
(57) [Problem] To improve the positioning accuracy, the present invention integrally forms a screw shaft portion on the tip side of a rotating shaft of a motor, eliminates a coupling and one support base, reduces the number of parts, and improves positioning accuracy. The purpose is to obtain. SOLUTION: The linear actuator according to the present invention comprises:
Screw shaft formed on the tip side of the rotating shaft (2) of the motor (1)
(4) and a nut portion (10) screwed to the screw shaft portion (4), and the screw shaft portion (4) and the rotating shaft (2) are integrally formed of the same material without a joint. Configuration.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、リニアアクチュエ
ータに関し、特に、モータの回転軸の先端側にネジ軸部
を一体に形成し、従来必要としたカップリングをなくす
と共に、一対の支持台を一方のみとし、構造を従来より
も大幅に簡略化すると共に、直動位置決め精度の向上及
び動力伝達効率の向上を得るための新規な改良に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear actuator, and more particularly, a screw shaft portion is integrally formed on the tip side of a rotary shaft of a motor to eliminate the coupling which has been required in the past and to provide a pair of support bases on one side. The present invention relates to a new improvement for greatly improving the linear motion positioning accuracy and the power transmission efficiency, while significantly simplifying the structure as compared with the conventional one.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、用いられていたこの種のリニアア
クチュエータとしては、一般に、図3で示される構成が
採用されていた。すなわち、図3において符号1で示さ
れるものはステップモータ等からなるモータであり、こ
のモータ1の回転軸2は接手からなるカップリング3を
介してネジ軸部4に接続されている。前記ネジ軸部4
は、その両端4a、4bが一対の支持台5、6の各支持
軸受5a、6aによって支持されており、このネジ軸部
4にはステージ又はテーブル側としてのナット部10が
螺合されている。2. Description of the Related Art As a linear actuator of this type which has been conventionally used, the structure shown in FIG. 3 is generally adopted. That is, the reference numeral 1 in FIG. 3 is a motor such as a step motor, and the rotating shaft 2 of the motor 1 is connected to the screw shaft portion 4 via a coupling 3 which is a joint. The screw shaft portion 4
Both ends 4a, 4b thereof are supported by respective support bearings 5a, 6a of a pair of support bases 5, 6, and a nut portion 10 on the stage or table side is screwed onto the screw shaft portion 4. .
【0003】従って、前述の構成においてモータを作動
させてネジ軸部4を回転させると、ナット部10は矢印
Aの方向に沿って直線往復移動させることができる。Therefore, when the motor is operated to rotate the screw shaft portion 4 in the above-described structure, the nut portion 10 can be linearly reciprocated along the direction of arrow A.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来のリニアアクチュ
エータは、以上のように構成されていたため、次のよう
な課題が存在していた。すなわち、モータの回転軸はカ
ップリングを介してこの回転軸とは別体に構成されたネ
ジ軸部に接続されるため、カップリングを必ず必要と
し、部品点数の増加によるコストアップ以外に、カップ
リングを経由することによる直動位置決め精度の低下と
なっていた。また、ネジ軸部がモータの回転軸とは別体
であるため、一対の支持台によって回転自在に支持しな
ければならず、スペースを必要とすると共に、部品点数
の削減が困難であった。Since the conventional linear actuator is constructed as described above, the following problems exist. In other words, since the rotating shaft of the motor is connected to the screw shaft part that is configured separately from this rotating shaft through the coupling, the coupling is indispensable, and besides the cost increase due to the increase in the number of parts, the cup The linear motion positioning accuracy was reduced by passing through the ring. Further, since the screw shaft portion is separate from the rotation shaft of the motor, it has to be rotatably supported by a pair of support stands, which requires a space and it is difficult to reduce the number of parts.
【0005】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、モータの回転軸の先端側に
ネジ軸部を一体に形成し、従来必要としたカップリング
をなくすと共に、一対の支持台を一方のみとし、構造を
従来よりも大幅に簡略化すると共に、直動位置決め精度
の向上を得るようにしたリニアアクチュエータを提供す
ることを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above problems, and in particular, a screw shaft portion is integrally formed on the tip side of a rotary shaft of a motor to eliminate the coupling required in the past. An object of the present invention is to provide a linear actuator that has only one pair of support bases and has a significantly simplified structure as compared with the conventional structure, and that can improve linear motion positioning accuracy.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明によるリニアアク
チュエータは、モータの回転軸の先端側に形成されたネ
ジ軸部と、前記ネジ軸部に螺合されたナット部とよりな
り、前記ネジ軸部の回転によって前記ナット部が直線往
復移動できると共に、前記ネジ軸部と回転軸とは同一材
料で継ぎ目がなく一体に形成されている構成であり、ま
た、前記回転軸に形成された第1直径よりも前記ネジ軸
部の第2直径の方が大径である構成であり、また、前記
モータには、1個の軸受からなる第1軸受部と、2個の
軸受からなる第2軸受部とが設けられ、前記回転軸は、
前記第1軸受部に軸受される小径部と、前記第2軸受部
に軸受され前記小径部よりも大径に形成された大径部と
を有する構成であり、また、前記大径部は前記ネジ軸部
の第2直径と同一径である構成であり、また、前記モー
タはステップモータよりなる構成であり、また、前記小
径部と大径部の境目には、前記大径部による段部が形成
され、前記回転軸に設けられたロータの前端が前記段部
に当接して位置決めされている構成であり、また、前記
ロータは複数のマグネット板と複数のヨーク板の積層よ
りなり、前記ロータは前記小径部のみに位置している構
成であり、また、前記ネジ軸部の先端部のみが1個のみ
の支持台で支持されている構成である。A linear actuator according to the present invention comprises a screw shaft portion formed on a tip side of a rotary shaft of a motor and a nut portion screwed to the screw shaft portion. The nut portion can be linearly reciprocated by the rotation of the shaft portion, and the screw shaft portion and the rotary shaft are integrally formed of the same material without a joint. Further, the first portion formed on the rotary shaft The second diameter of the screw shaft portion is larger than the diameter, and the motor has a first bearing portion formed of one bearing and a second bearing formed of two bearings. And a rotary shaft,
It is configured to have a small diameter portion that is supported by the first bearing portion and a large diameter portion that is supported by the second bearing portion and that is formed to have a larger diameter than the small diameter portion. The diameter is the same as the second diameter of the screw shaft portion, the motor is a step motor, and a step portion formed by the large diameter portion is provided at a boundary between the small diameter portion and the large diameter portion. Is formed, and the front end of the rotor provided on the rotating shaft is in contact with the step portion and positioned, and the rotor is formed by stacking a plurality of magnet plates and a plurality of yoke plates. The rotor is located only in the small diameter portion, and only the tip end portion of the screw shaft portion is supported by only one support base.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明によるリ
ニアアクチュエータの好適な実施の形態について説明す
る。尚、従来例と同一又は同等部分には同一符号を付し
て説明する。図1において符号1で示されるものは、ス
テップモータ(サーボモータでも可)からなるモータで
あり、このモータ1の回転軸2の先端側にはネジ軸部4
が形成されていると共に、この回転軸2とネジ軸部4と
は同一材料で継ぎ目のない一体のムク状態で形成されて
いる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of a linear actuator according to the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the same or equivalent parts as those of the conventional example are designated by the same reference numerals for description. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a motor including a step motor (a servo motor may be used), and a screw shaft portion 4 is provided on the tip side of the rotary shaft 2 of the motor 1.
The rotary shaft 2 and the screw shaft portion 4 are made of the same material and are formed in a seamless and solid state.
【0008】前記ネジ軸部4の先端部4bは支持台6に
回転自在に支持されており、このネジ軸部4にはステー
ジ及びテーブル側としてのナット部10が螺合して設け
られ、このナット部10は矢印Aの方向に直線往復移動
することができるように構成されている。A tip portion 4b of the screw shaft portion 4 is rotatably supported by a support 6, and a nut portion 10 as a stage and a table side is screwed to the screw shaft portion 4 and is provided. The nut portion 10 is configured to be capable of linearly reciprocating in the direction of arrow A.
【0009】前記モータ1は、具体的には図2に示され
るように構成されている。すなわち、モータ1の輪状ス
テータ20にはステータ巻線21が設けられ、この輪状
ステータ20の前側には一対の軸受22、23からなる
第2軸受部24を有する前蓋25が設けられている。前
記輪状ステータ20の後側には1個の軸受26からなる
第1軸受部27を有する後蓋28が設けられている。The motor 1 is specifically constructed as shown in FIG. That is, a stator winding 21 is provided on the ring-shaped stator 20 of the motor 1, and a front lid 25 having a second bearing portion 24 composed of a pair of bearings 22 and 23 is provided on the front side of the ring-shaped stator 20. On the rear side of the ring-shaped stator 20, a rear lid 28 having a first bearing portion 27 composed of one bearing 26 is provided.
【0010】前記各軸受部24、27間には、回転軸2
が貫通して回転自在に設けられ、この回転軸2には複数
のマグネット板28とヨーク板29が軸方向に交互に積
層されていることにより、各マグネット板28と各ヨー
ク板29とによってロータ30が構成されている。The rotary shaft 2 is provided between the bearings 24 and 27.
Are rotatably provided so as to penetrate therethrough, and a plurality of magnet plates 28 and yoke plates 29 are alternately laminated on the rotating shaft 2 in the axial direction, so that the rotor plates are formed by the magnet plates 28 and the yoke plates 29. 30 are configured.
【0011】前記回転軸2は、図2に示されているよう
に、その後端2aからロータ30の前端30a迄は小径
の第1直径D1よりなる小径部31で構成され、この小
径部31から先端部4b側は前記小径部31よりも十分
に大径に形成された第2直径D2よりなる大径部32で
構成されている。As shown in FIG. 2, the rotary shaft 2 comprises a small diameter portion 31 having a small diameter first diameter D1 from the rear end 2a to the front end 30a of the rotor 30, and from this small diameter portion 31. The tip portion 4b side is configured by a large diameter portion 32 having a second diameter D2 formed to have a diameter sufficiently larger than the small diameter portion 31.
【0012】前記第1軸受部27は前記小径部31を軸
支し、前記第2軸受部24は前記大径部32を軸支して
いると共に、前記小径部31と大径部32の境界位置に
は段部33が形成されている。従って、前記小径部31
のみに設けられたロータ30は、この段部33に当接し
て先端が位置決めされ、その後端は小径部31に設けら
れたカラー34によって位置決めされている。The first bearing portion 27 pivotally supports the small diameter portion 31, the second bearing portion 24 pivotally supports the large diameter portion 32, and the boundary between the small diameter portion 31 and the large diameter portion 32. A step portion 33 is formed at the position. Therefore, the small diameter portion 31
The rotor 30 provided only on the end of the rotor 30 comes into contact with the step portion 33 so that the front end is positioned and the rear end is positioned by the collar 34 provided on the small diameter portion 31.
【0013】前述のロータ30と回転軸2の構成によ
り、ロータ30は小径部31に位置してより容積の大き
いマグネット板28とヨーク板29を用いて大きいトル
ク発生を得ることができるように構成されている。ま
た、二重型の第2軸受部24には、前記ネジ軸部4と同
じ大径に形成された大径部32を軸支することにより、
この大径部32の先端側に形成されたネジ軸部4にかか
るナット部10の大荷重を十分に軸支することができ、
ナット部10上の図示しないステージ又はテーブル等を
安全に直線往復移動することができるように構成されて
いる。Due to the structure of the rotor 30 and the rotating shaft 2 described above, the rotor 30 is located in the small diameter portion 31 and a large torque can be generated by using the magnet plate 28 and the yoke plate 29 having a larger volume. Has been done. In addition, by supporting the large-diameter portion 32, which has the same large diameter as the screw shaft portion 4, on the double-type second bearing portion 24,
The large load of the nut portion 10 applied to the screw shaft portion 4 formed on the tip side of the large diameter portion 32 can be sufficiently supported by the shaft,
A stage, a table, or the like (not shown) on the nut portion 10 can be safely linearly reciprocated.
【0014】尚、図示していないが、前述のモータ1の
構造は、一例を示したもので、所定の回転トルク及び強
度を得ることができる仕様であれば、図2のモータ1の
構成に限ることはなく、ロータ30の軸長を長くするこ
とにより、図2のモータ1の直径よりも小型で長手形状
とすることもできる。また、ロータ30の軸長を長くし
た場合には、回転軸2の小径部31と大径部32の径の
差は、図2で示される構成よりも少なくすることもでき
る。Although not shown in the drawings, the structure of the motor 1 described above is an example, and the motor 1 shown in FIG. There is no limitation, and by making the axial length of the rotor 30 longer, it is possible to make it smaller than the diameter of the motor 1 in FIG. Further, when the axial length of the rotor 30 is increased, the difference in diameter between the small diameter portion 31 and the large diameter portion 32 of the rotary shaft 2 can be made smaller than that shown in FIG.
【0015】[0015]
【発明の効果】本発明によるリニアアクチュエータは、
以上のように構成されているため、次のような効果を得
ることができる。すなわち、回転軸の先端側にネジ軸部
が形成されているため、回転軸とネジ軸部が継ぎ目なし
の同一材料でムク構成であり、従来用いていたカップリ
ングが不用となる。また、従来一対用いていた支持台が
一方のみで可能となり、前述の利点と共に部品点数の削
減及びコストダウン並びに省スペース化を達成できる。
また、回転軸とネジ軸部とが一体であるため、位置決め
精度の向上及びモータのトルク伝達の向上を得ることが
できる。The linear actuator according to the present invention is
Since it is configured as described above, the following effects can be obtained. That is, since the screw shaft portion is formed on the tip end side of the rotary shaft, the rotary shaft and the screw shaft portion are seamless and made of the same material, and the coupling used conventionally is unnecessary. Further, since only one support base can be used, which is conventionally used as a pair, it is possible to reduce the number of parts, cost, and space in addition to the above advantages.
Further, since the rotary shaft and the screw shaft portion are integrated, it is possible to improve the positioning accuracy and the torque transmission of the motor.
【図1】本発明によるリニアアクチュエータを示す一部
断面構成図である。FIG. 1 is a partial cross-sectional configuration diagram showing a linear actuator according to the present invention.
【図2】図1のモータを示す拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the motor of FIG.
【図3】従来のリニアアクチュエータを示す一部断面構
成図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional configuration diagram showing a conventional linear actuator.
1 モータ 2 回転軸 4 ネジ軸部 6 支持台 4b 先端部 D1 第1直径 D2 第2直径 10 ナット部 20 ステータ 21 ステータ巻線 24 第2軸受部 27 第1軸受部 28 マグネット板 29 ヨーク板 30 ロータ 31 小径部 32 大径部 33 段部 1 motor 2 rotation axes 4 screw shaft 6 support 4b tip D1 first diameter D2 second diameter 10 Nut part 20 stator 21 Stator winding 24 Second bearing part 27 1st bearing part 28 Magnet plate 29 York board 30 rotor 31 Small diameter part 32 Large diameter part 33 steps
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02K 37/24 H02K 37/24 Q (72)発明者 平林 宏之 長野県飯田市大休1879番地 多摩川精機株 式会社内 Fターム(参考) 5H605 AA07 BB05 BB10 CC02 CC03 CC04 CC08 EA06 EB10 EB16 GG04 5H607 AA12 BB01 BB10 BB14 BB23 CC01 CC03 DD01 DD02 DD03 DD09 EE32 EE53 GG08 5H622 CA02 CA06 CA10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H02K 37/24 H02K 37/24 Q (72) Inventor Hiroyuki Hirabayashi 1879 Okyu Iida, Nagano Prefecture Tamagawa Seiki Co., Ltd. Formula F term in company (reference) 5H605 AA07 BB05 BB10 CC02 CC03 CC04 CC08 EA06 EB10 EB16 GG04 5H607 AA12 BB01 BB10 BB14 BB23 CC01 CC03 DD01 DD02 DD03 DD09 EE32 EE53 GG08 5H622 CA02 CA06 CA10
Claims (8)
れたネジ軸部(4)と、前記ネジ軸部(4)に螺合されたナッ
ト部(10)とよりなり、前記ネジ軸部(4)の回転によって
前記ナット部(10)が直線往復移動できると共に、前記ネ
ジ軸部(4)と回転軸(2)とは同一材料で継ぎ目がなく一体
に形成されていることを特徴とするリニアアクチュエー
タ。1. A screw shaft portion (4) formed on a tip side of a rotating shaft (2) of a motor (1), and a nut portion (10) screwed to the screw shaft portion (4). The nut portion (10) can be linearly reciprocated by the rotation of the screw shaft portion (4), and the screw shaft portion (4) and the rotating shaft (2) are made of the same material and are seamlessly and integrally formed. A linear actuator characterized by
1)よりも前記ネジ軸部(4)の第2直径(D2)の方が大径で
あることを特徴とする請求項1記載のリニアアクチュエ
ータ。2. A first diameter (D) formed on the rotary shaft (2)
The linear actuator according to claim 1, wherein the second diameter (D2) of the screw shaft portion (4) is larger than that of 1).
らなる第1軸受部(27)と、2個の軸受(22,23)からなる
第2軸受部(24)とが設けられ、前記回転軸(2)は、前記
第1軸受部(27)に軸受される小径部(31)と、前記第2軸
受部(24)に軸受され前記小径部(31)よりも大径に形成さ
れた大径部(32)とを有することを特徴とする請求項1又
は2記載のリニアアクチュエータ。3. The motor (1) includes a first bearing portion (27) including one bearing (26) and a second bearing portion (24) including two bearings (22, 23). The rotating shaft (2) is provided with a smaller diameter portion (31) supported by the first bearing portion (27) and a smaller diameter portion (31) supported by the second bearing portion (24). The linear actuator according to claim 1 or 2, further comprising a large-diameter portion (32) formed to have a large diameter.
2直径(D2)と同一径であることを特徴とする請求項3記
載のリニアアクチュエータ。4. The linear actuator according to claim 3, wherein the large diameter portion (32) has the same diameter as the second diameter (D2) of the screw shaft portion (4).
ることを特徴とする請求項1ないし4の何れかに記載の
リニアアクチュエータ。5. The linear actuator according to claim 1, wherein the motor (1) is a step motor.
は、前記大径部(32)による段部(33)が形成され、前記回
転軸(2)に設けられたロータ(30)の前端(30a)が前記段部
(33)に当接して位置決めされていることを特徴とする請
求項3ないし5の何れかに記載のリニアアクチュエー
タ。6. A stepped portion (33) formed by the large diameter portion (32) is formed at a boundary between the small diameter portion (31) and the large diameter portion (32) and is provided on the rotary shaft (2). The front end (30a) of the rotor (30) is the stepped portion.
The linear actuator according to any one of claims 3 to 5, wherein the linear actuator is positioned in contact with (33).
8)と複数のヨーク板(29)の積層よりなり、前記ロータ(3
0)は前記小径部(31)のみに位置していることを特徴とす
る請求項6記載のリニアアクチュエータ。7. The rotor (30) comprises a plurality of magnet plates (2).
8) and a plurality of yoke plates (29) are stacked, and the rotor (3
7. The linear actuator according to claim 6, wherein 0) is located only in the small diameter portion (31).
個のみの支持台(6)で支持されていることを特徴とする
請求項1ないし7の何れかに記載のリニアアクチュエー
タ。8. The screw shaft part (4) has only one end (4b).
8. The linear actuator according to claim 1, wherein the linear actuator is supported by only one support base (6).
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