專利名稱：線性致動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種線性致動(dòng)器，其可使與滾珠絲杠(ball screwshaft)安裝在一起的滑臺(tái)沿導(dǎo)軌而進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
迄今為止，以使用這種滾珠絲杠為基礎(chǔ)的線性致動(dòng)器已為人所知。例如，滑臺(tái)的兩個(gè)外表面通過球滾動(dòng)件而可移動(dòng)地支承在導(dǎo)軌兩個(gè)內(nèi)表面的主軸線方向上，所述導(dǎo)軌具有大致為U形的橫截面。滾珠絲杠是轉(zhuǎn)動(dòng)的，其與滑臺(tái)相連并與球螺紋孔(ball screw hole)相嚙合，這樣滑臺(tái)就可往復(fù)運(yùn)動(dòng)(見日本專利公開No.7-61587)。
然而，在傳統(tǒng)的線性致動(dòng)器的情況下，如果加寬滑臺(tái)的寬度，同時(shí)，使滑臺(tái)的兩個(gè)外表面和導(dǎo)軌的兩個(gè)內(nèi)表面之間的間距保持恒定，就會(huì)產(chǎn)生下述問題。即，導(dǎo)軌的寬度也隨之加大。因此，線性致動(dòng)器的尺寸較大，重量增大。
本發(fā)明的一個(gè)總的目的就是提供一種線性致動(dòng)器，其可通過在滑臺(tái)的兩個(gè)內(nèi)表面和導(dǎo)軌的兩個(gè)外表面之間設(shè)置球滾動(dòng)件而使導(dǎo)軌的橫向尺寸較小，從而減小了導(dǎo)軌的體積，并減輕了重量。
本發(fā)明的主要目的是提供一種線性致動(dòng)器，其可通過設(shè)置一個(gè)可相對(duì)于滑臺(tái)而浮動(dòng)的球螺母并使其隨著滾珠絲杠的操作形式而進(jìn)行操作，從而來消除滾珠絲杠軸線與球滾動(dòng)槽軸線之間的平行度偏差。
本發(fā)明上述的和其它的目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)可從下面結(jié)合附圖所進(jìn)行的描述中更清楚地看到，在附圖中，通過示例性的實(shí)例示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例線性致動(dòng)器的示意性結(jié)構(gòu)的局部剖開的透視圖；圖2是圖1所示的線性致動(dòng)器結(jié)構(gòu)沿主軸線方向的縱向剖視圖；圖3是圖1所示線性致動(dòng)器的平面圖；圖4是沿圖3中Ⅳ-Ⅳ線的豎直剖視圖5是表示主滑臺(tái)體與圖3所示的端板之間相互關(guān)系的分解透視圖；圖6是本發(fā)明另一實(shí)施例的線性致動(dòng)器結(jié)構(gòu)沿主軸線方向的縱向剖視圖；圖7是圖6所示的線性致動(dòng)器的平面圖；以及圖8是沿圖7中Ⅷ-Ⅷ線的豎直剖視圖。
如圖1所示，本發(fā)明第一實(shí)施例的線性致動(dòng)器10基本上包括導(dǎo)軌12、滑臺(tái)14、滾珠絲杠16、一對(duì)第一支承件18和第二支承件20以及轉(zhuǎn)換導(dǎo)軌106，所述滑臺(tái)14由導(dǎo)軌12可運(yùn)動(dòng)地支承，滾珠絲杠16與滑臺(tái)14相配合，所述第一和第二支承件可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承著滾珠絲杠16，轉(zhuǎn)換導(dǎo)軌106大致平行于滾珠絲杠16的軸線而延伸，并分別通過一對(duì)螺栓105a、105b固定到第一支承件18和第二支承件20上。
如圖4所示，導(dǎo)軌12包括大致為U形橫截面的凹槽22和一對(duì)線性延伸的上表面28、28的部件，且凹槽22介于其間。上表面28、28設(shè)置在滑臺(tái)14的凹槽132內(nèi)，如下文所述，從而使導(dǎo)軌12的橫向尺寸小于滑臺(tái)14的寬度。從導(dǎo)軌12的底面114升起的兩個(gè)外表面24,24具有平行的球滾動(dòng)槽26，所述球滾動(dòng)槽設(shè)置在與滾珠絲杠16的軸向中心間隔相等的位置處，并分別沿主軸線方向延伸。
滑臺(tái)14以橋接的方式騎跨在導(dǎo)軌12的上表面28、28上方，其包括主滑臺(tái)體30、端板32、蓋件44和刮板46(見圖5)，端板32沿運(yùn)動(dòng)方向連接在主滑臺(tái)體30的兩個(gè)側(cè)表面上，所述蓋件容納著連接在端板32上的潤滑件42。端板32、蓋件44和刮板46通過螺栓48連接在一起(見圖2)。
如圖5所示，主滑臺(tái)體30具有在其左右兩側(cè)邊向下延伸的厚壁套形部件34、34。與導(dǎo)軌12的球滾動(dòng)槽26相對(duì)的球滾動(dòng)槽36設(shè)置在套形部件34、34的內(nèi)表面上。球通道38由平行于球滾動(dòng)槽26、36的直線通孔構(gòu)成并穿過套形部件34、34。球滾動(dòng)槽26、36和球通道38設(shè)置在同一水平面上，且位于滾珠絲杠16的軸向中心線下方(見圖4)。
如圖5所示，連接在主滑臺(tái)體30兩個(gè)側(cè)表面上的端板32設(shè)有彎曲通道40，彎曲通道40使球通道38與沿滑臺(tái)30內(nèi)表面設(shè)置的球滾動(dòng)槽36之間連通。在此結(jié)構(gòu)中，潤滑件42中的潤滑劑通過滾珠絲杠16和端板32上的孔50供應(yīng)到彎曲通道40中?；_(tái)14設(shè)有循環(huán)通道52(見圖4)和設(shè)置在端板32上的彎曲通道40，該循環(huán)通道包括球滾動(dòng)槽26、36和相對(duì)地設(shè)置在主滑臺(tái)體30上的球通道38。多個(gè)球54可滾動(dòng)地安裝在循環(huán)通道52中。
如圖2所示，滾珠絲杠16的兩端56、58由設(shè)置在兩端56、58的軸頸部分60、62上的第一支承件18和第二支承件20可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承。
第一支承件18包括第一端板64和多個(gè)(例如，兩個(gè))第一球軸承68，第一端板64通過螺栓(未示出)固定在導(dǎo)軌12的第一端面，第一球軸承68安裝在貫穿第一端板64中部的軸承孔66中。滾珠絲杠16的第一端部56通過第一球軸承68插入到軸承孔66中。
在此結(jié)構(gòu)中，第一球軸承68固定在第一端板64上，這樣，通過由隔套70和軸承保持器72構(gòu)成的螺紋機(jī)構(gòu)而固緊第一球軸承68的內(nèi)圈，隔套70安裝在滾珠絲杠16的第一端部56，軸承保持器72設(shè)置在端部56。第一球軸承68的外圈由軸承螺母74固緊，該螺母與設(shè)置在第一端板64上的螺紋機(jī)構(gòu)相嚙合。滾珠絲杠16的第一端部56與馬達(dá)76的未示出的驅(qū)動(dòng)軸相連。標(biāo)號(hào)88表示用于阻止軸承保持器72轉(zhuǎn)動(dòng)的緊固螺釘。
第二支承件20包括第二端板78和第二球軸承82，第二端板78通過螺栓(未示出)固定在導(dǎo)軌12的第二端面，第二球軸承82安裝在貫穿第二端板78中部的軸承孔80中。滾珠絲杠16的第二端部58通過第二球軸承82插入到軸承孔80中。在該實(shí)施例中，第二球軸承82是這樣進(jìn)行固定的，即，安裝在滾珠絲杠16第二端部58上的軸端擋圈(shaftretaining ring)84固緊第二球軸承82的內(nèi)圈。滾珠絲杠16的第二端部58通過第二球軸承82而由第二端板78可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承。
如圖4所示，球螺母86包括與滾珠絲杠16相嚙合的已知的球螺紋機(jī)構(gòu)，球螺母86具有切出的大致相互平行的平行表面92。標(biāo)號(hào)94表示螺紋導(dǎo)向件，該導(dǎo)向件安裝在主滑臺(tái)體30的內(nèi)側(cè)上表面96上并可沿大致水平的方向作微小的運(yùn)動(dòng)。球螺母86的平行表面92沿大致豎直的方向可滑動(dòng)地與螺紋導(dǎo)向件94的開口表面98相配合，以引導(dǎo)球螺母86。另外，活動(dòng)裝置100在基本上為水平的平面內(nèi)沿大致垂直于主滑臺(tái)體30運(yùn)動(dòng)方向的方向以對(duì)齊的方式通過平行表面92而配合?；顒?dòng)裝置100的凸起部102可滑動(dòng)地安裝在主滑臺(tái)體30的套形部件34、34上所連續(xù)設(shè)置的外表面上所設(shè)的孔104中。
在此結(jié)構(gòu)中，球螺母86沿豎直方向和水平方向可作微小運(yùn)動(dòng)，因此，可成功地消除所發(fā)生的任何偏差，即使是由于浮動(dòng)機(jī)構(gòu)而使?jié)L珠絲杠16的軸線與球滾動(dòng)槽26的軸線之間的平行度發(fā)生微量偏差時(shí)，也是如此，其中，該浮動(dòng)機(jī)構(gòu)可在螺紋導(dǎo)向件94支承下沿大致豎直的方向微小運(yùn)動(dòng)，并可借助于與螺紋導(dǎo)向件94相配合的活動(dòng)裝置100由主滑臺(tái)體30支承而在大致水平的方向上微小運(yùn)動(dòng)?；顒?dòng)裝置100的軸向中心線沿水平方向位于滾珠絲杠16的軸向中心線上方。
如圖1和4所示，沿軸向大致相互平行的兩條長槽108、110設(shè)置在轉(zhuǎn)換導(dǎo)軌106上，轉(zhuǎn)換導(dǎo)軌106通過一對(duì)螺栓105a、105b固定在第一端板64和第二端板78上。位置可調(diào)的傳感器(未示出)安裝在長槽108、110上。主滑臺(tái)體30的位置可通過用傳感器檢測(cè)固定在主滑臺(tái)體30上并可與主滑臺(tái)體30一起運(yùn)動(dòng)的磁鐵112的磁場(chǎng)來進(jìn)行檢測(cè)。用于安裝線性致動(dòng)器10的螺栓(未示出)旋入設(shè)于導(dǎo)軌12底面114上的螺紋孔116中(見圖3)。
如圖4所示，線性致動(dòng)器10具有支腿118，支腿118設(shè)置在導(dǎo)軌12的底面114上，同時(shí)可改變它們的連接位置，支腿118可通過未示出的螺栓而與緊固件120固定在一起。在圖1-3中，標(biāo)號(hào)122表示用于調(diào)整滑臺(tái)14行程的調(diào)整螺栓。調(diào)整螺栓122與第一端板64和第二端板78螺紋連接，從而通過螺母124將其固定在兩個(gè)端板64、78上。
位于主滑臺(tái)體30上表面126處的孔128用于使未示出的平臺(tái)或類似件進(jìn)行定位，螺紋孔130用于固定平臺(tái)或類似件。
上面所描述的是本發(fā)明第一實(shí)施例的線性致動(dòng)器10的基本結(jié)構(gòu)。下面將對(duì)其工作過程、作用和效果進(jìn)行描述。
如圖2和3所示，當(dāng)滾珠絲杠16在馬達(dá)76的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，球螺母86就在其嚙合作用下被驅(qū)動(dòng)，且滑臺(tái)14就沿著導(dǎo)軌12沿軸向(箭頭Y的方向)運(yùn)動(dòng)。滑臺(tái)14就隨著位于滾珠絲杠16與球螺母86的球螺紋孔之間的鋼球(見圖4)的滾動(dòng)以及位于球滾動(dòng)槽26、36之間的球54的滾動(dòng)而平穩(wěn)地運(yùn)動(dòng)，所述球滾動(dòng)槽26、36設(shè)置在導(dǎo)軌12和滑臺(tái)14之間。
在此情況下，如圖4所示，通過球螺母86的平行表面92和螺紋導(dǎo)向件94的開口表面98之間的配合作用，球螺母86就可在大致豎直的方向上運(yùn)動(dòng)，而且其可通過活動(dòng)裝置100的凸起部102而在大致水平的方向上運(yùn)動(dòng)，主滑臺(tái)體30的孔104滑動(dòng)地支承著所述活動(dòng)裝置100的凸起部102。因此，球螺母86可隨著滾珠絲杠16的運(yùn)動(dòng)形式而進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。
因此，隨著滾珠絲杠16的轉(zhuǎn)動(dòng)，滑臺(tái)14就可沿導(dǎo)軌12平穩(wěn)地運(yùn)動(dòng)。
在此情況下，由于滑臺(tái)14以橋接的方式騎跨在導(dǎo)軌12的上方來支承作用于滑臺(tái)14的載荷，因此，滑臺(tái)14的兩個(gè)套形部件34、34就不會(huì)使滑臺(tái)14變形。
將導(dǎo)軌12寬度方向的尺寸設(shè)定得小于滑臺(tái)14的寬度，因此，導(dǎo)軌12的上表面28、28就整體地設(shè)置在滑臺(tái)14的凹槽132內(nèi)。從而減小了導(dǎo)軌12的體積，并使導(dǎo)軌12具有較輕的重量。
因此，在本發(fā)明的實(shí)施例中，在安裝時(shí)，不必使球滾動(dòng)槽26、36的軸線和滾珠絲杠16的軸線保持嚴(yán)格平行。即使當(dāng)球滾動(dòng)槽26、36的軸線不平行于滾珠絲杠16的軸線而產(chǎn)生任何微小偏差時(shí)，通過浮動(dòng)機(jī)構(gòu)也可消除這些偏差。因此，就縮短了安裝時(shí)間，降低了生產(chǎn)成本。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，活動(dòng)裝置100沿水平方向的軸向中心設(shè)置在滾珠絲杠16的軸向中心上方。但即使在活動(dòng)裝置100沿水平方向的軸向中心線設(shè)置在滾珠絲杠16軸向中心線的下方時(shí)，也可獲得相同的效果。
通過采用滾珠絲杠16和球螺母86作為舉例來對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述。然而，當(dāng)然也可使用未示出的滑動(dòng)接觸螺紋裝置。
圖6-8顯示了本發(fā)明另一實(shí)施例的線性致動(dòng)器結(jié)構(gòu)。在下面的說明書，與圖1-5所示結(jié)構(gòu)部件相同的結(jié)構(gòu)部件用相同的標(biāo)號(hào)表示，并不再詳細(xì)描述。
如圖8所示，活動(dòng)裝置144與螺紋導(dǎo)向件94的上表面142相配合，活動(dòng)裝置144在螺紋導(dǎo)向件94的開口表面98外側(cè)沿大致豎直的方向設(shè)置在相同的平面上?；顒?dòng)裝置144的凸起部146和頭部148分別安裝在位于主滑臺(tái)體30上表面126上的孔150和槽孔152中?；顒?dòng)裝置144由螺紋導(dǎo)向件94支承，從而使頭部148的外圓周面部分由主滑臺(tái)體30的槽孔152的內(nèi)圓周面所限定，并可沿箭頭方向進(jìn)行微小運(yùn)動(dòng)。標(biāo)號(hào)154表示墊圈，墊圈位于主滑臺(tái)體30的內(nèi)側(cè)上表面96與螺紋導(dǎo)向件94的上表面142之間，以便相對(duì)于主滑臺(tái)體30而以浮動(dòng)的方式支承著活動(dòng)裝置144的凸起部146。
在此結(jié)構(gòu)中，對(duì)于螺紋導(dǎo)向件94而言，活動(dòng)裝置144沿大致豎直的方向設(shè)置。因此，滑臺(tái)14寬度方向的尺寸就可相對(duì)較小。
權(quán)利要求
1．一種線性致動(dòng)器，其包括導(dǎo)軌(12)，所述導(dǎo)軌設(shè)有在兩個(gè)側(cè)表面上沿主軸線方向延伸的球滾動(dòng)槽(26)并形成有基本上為U形橫截面的凹槽(22)；滾珠絲杠(16)，所述滾珠絲杠基本平行于所述球滾動(dòng)槽(26)，并沿基本垂直于所述導(dǎo)軌(12)的所述主軸線方向的寬度方向而設(shè)置在中部；用于沿所述導(dǎo)軌(12)的所述主軸線方向而在兩端支承所述滾珠絲杠(16)的支承件(18、20)；形成有循環(huán)通道(52)的滑臺(tái)(14)，所述循環(huán)通道包括與所述導(dǎo)軌(12)的所述球滾動(dòng)槽(26)相對(duì)的球滾動(dòng)槽(36)，從而使所述導(dǎo)軌(12)面向凹槽(132)的內(nèi)部；安裝在所述滑臺(tái)(14)凹槽中的球螺母(86)，其與所述滾珠絲杠(16)相配合；以及用于可運(yùn)動(dòng)地支承所述球螺母(86)的螺紋導(dǎo)向件(94)，所述線性致動(dòng)器還包括浮動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于分別吸收所述球螺母(86)在基本上為水平的平面內(nèi)沿基本垂直于運(yùn)動(dòng)方向的方向上的微小運(yùn)動(dòng)以及所述球螺母(86)沿基本豎直的方向上的微小運(yùn)動(dòng)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性致動(dòng)器，其中，所述浮動(dòng)機(jī)構(gòu)包括活動(dòng)裝置(100,144)和使所述活動(dòng)裝置(100,144)與所述滑臺(tái)(14)相配合的孔(104,152)，所述活動(dòng)裝置與所述螺紋導(dǎo)向件(94)相連，以便可沿所述基本豎直的方向而可運(yùn)動(dòng)地支承所述球螺母(86)。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的線性致動(dòng)器，其中，沿基本垂直于所述滾珠絲杠(16)軸線的基本水平方向設(shè)置一對(duì)所述活動(dòng)裝置(100)，所述球螺母(86)介于其間。
4．根據(jù)權(quán)利要求2所述的線性致動(dòng)器，其中，沿基本垂直于所述滾珠絲杠(16)軸線的基本豎直方向設(shè)置一對(duì)所述活動(dòng)裝置(144)，所述球螺母(86)介于其間。
5．根據(jù)權(quán)利要求2所述的線性致動(dòng)器，其中，與所述滑臺(tái)(14)相配合的所述孔是槽孔(152)。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性致動(dòng)器，其中，潤滑件(42)通過蓋件(44)安裝在所述滑臺(tái)(14)上。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性致動(dòng)器，其中，所述螺紋導(dǎo)向件(94)設(shè)有一對(duì)基本平行的開口表面(98)，所述開口表面相互間隔預(yù)定的距離，所述球螺母(86)設(shè)有可沿所述這對(duì)開口表面(98)滑動(dòng)的一對(duì)基本平行的表面(92)。
全文摘要
一種線性致動(dòng)器,其包括:活動(dòng)裝置(100),所述活動(dòng)裝置大致垂直于滾珠絲杠(16)的縱向軸線,其第一側(cè)部與螺紋導(dǎo)向件(94)相連,其第二側(cè)部可滑動(dòng)地與滑臺(tái)(14)相配合,同時(shí),通過螺紋導(dǎo)向件(94)可運(yùn)動(dòng)地支承與滾珠絲杠(16)相配合的球螺母(86),所述螺紋導(dǎo)向件(94)可在以橋接的方式騎跨在導(dǎo)軌(12)上方的滑臺(tái)(14)的凹槽(132)內(nèi)微小運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)F16H25/20GK1309252SQ0110462
公開日2001年8月22日 申請(qǐng)日期2001年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月18日
發(fā)明者佐藤俊夫, 宮崎省吾, 上野成央 申請(qǐng)人:Smc株式會(huì)社