线性引导装置和致动器的制作方法

文档序号:11934558阅读:371来源:国知局
线性引导装置和致动器的制作方法

本发明涉及一种线性引导装置和带有这种线性引导装置的一种致动器,在该线性引导装置上,滑动器通过引导构件可滑动地布置在基座构件上。



背景技术:

通常,电动致动器已经广泛被使用,通过该电动致动器,使得滑动器通过在马达的作用下旋转进给螺杆而相对于线性引导装置的基座构件滑动。在这类线性引导装置中,例如,如日本平开专利公报No.2010-133438中所公开的,公开了一种技术理念,在该技术理念中,在基座构件和引导构件之间(滑动器和引导构件之间)形成预定间隙的同时,在滑动器和铝基座构件之间布置柱形引导构件。

进一步,例如,在日本平开专利公报No.2014-059000中,公开了一种技术理念,通过该技术理念,通过在铝合金的滑动表面上形成类金刚石碳(DLC)薄膜而减少磨损。



技术实现要素:

根据日本平开专利公报No.2010-133438中公开的常规技术,因为在基座构件和引导构件之间(滑动器和引导构件之间)形成预定间隙,所以松动或者咯咯作响可能发生在滑动器中。当在安装引导构件时不形成这种间隙以抑制咯咯作响的出现时,因为引导构件和基座构件之间的滑动阻力增加,所以导致使滑动器相对于基座构件平滑地滑动变成不可能的问题。在此实例中,如果为了减少这种滑动阻力而将日本平开专利公报No.2014-059000中所述的类金刚石碳薄膜形成在基座构件的滑动表面上,则因为必须使类金刚石碳薄膜形成在跨越基座构件的实质上的全长,所以成本猛增。

考虑到上述问题,设计了本发明,本发明的目的是提供一种线性引导装置和致动器,其中可以使得滑动器相对于基座构件平滑地滑动而不出现后冲或者咯咯作响,同时实现成本减少。

为了实现上述目的,根据本发明的线性引导装置包括:基座构件;滑动器,滑动器可滑动地布置在基座构件上;和引导构件,引导构件布置在基座构件和滑动器之间,从而在滑动器的滑动方向上延伸,其中,类金刚石碳薄膜形成在引导构件上,引导构件通过以类金刚石碳薄膜在将预定预载荷施加至基座构件的状态下能够滑动的方式与滑动器接合而固定。

依据这种构造,因为引导构件通过与滑动器接合而固定,从而使得形成在引导构件上的类金刚石碳薄膜在类金刚石碳薄膜将预定预载荷施加至基座构件的同时能够滑动,所以可以使滑动器相对于基座构件平滑地滑动而不出现咯咯作响,同时实现成本减少。

在上述线性引导装置中,优选地,引导构件安置其中的安装槽形成在滑动器中,引导构件被构造成能够弹簧变形,并且通过与引导构件的弹簧恢复力而与安装槽的壁表面接合从而固定。依据这种构造,使用引导构件的弹簧恢复力,引导构件可以可靠地与滑动器接合并且固定至滑动器。

在上述线性引导装置中,优选地,引导构件由形成为C形截面的弹簧钢制成。依据此构造,因为引导构件可以利用简单结构而受到弹簧变形,所以可以实现进一步的成本减少。

在上述线性引导装置中,优选地,类金刚石碳薄膜形成在引导构件的外周表面上。依据这种结构,类金刚石碳薄膜可以可靠地被放置成与基座构件的滑动表面接触。

在上述线性引导装置中,优选地,形状与引导构件的形状对应的滑动槽形成在基座构件中。依据此构造,可以使得滑动器相对于基座构件更加平滑地滑动。

在上述线性引导装置中,滑润剂可以被容纳在引导构件的内孔中,引导构件可以用使得在引导构件的外周表面上开口的侧孔定位在滑动槽中的这种方式布置在基座构件和滑动器之间。依据这种构造,可以在类金刚石碳薄膜和组成滑动槽的壁表面之间供应容纳在引导构件的内孔中的滑润剂,因此通过进一步减少滑动阻力,滑动器能够相对于基座构件更加平滑地滑动。

在上述线性引导装置中,凹口可以形成在滑动槽的壁表面的面向侧孔的一部分中。依据这种构造,可以通过类金刚石碳薄膜和组成滑动槽的壁表面之间的凹口而有效地供应容纳在引导构件的内孔中的滑润剂。进一步,可以适当地抑制拐角部(边缘部)撞击滑动槽的壁表面并对其造成损害,拐角部(边缘部)形成在侧孔的壁表面和引导构件的外周表面之间的边界处。

在上述线性引导装置中,其中容纳有滑润剂的凹口可以形成在滑动槽的壁表面中。因为可以在类金刚石碳薄膜和组成滑动槽的壁表面之间供应容纳在凹口中的滑润剂,所以滑动阻力进一步减少,滑动器可以相对于基座构件更加平滑地滑动。

根据本发明的致动器包括:线性引导装置;和驱动单元,驱动单元被构造成驱动线性引导装置的滑动器,其中线性引导装置是具有任何上述特征的线性引导装置。依据以上结构,可以获得与上述线性引导装置的效果相同的效果的致动器。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的致动器的立体图;

图2是图1所示的致动器的分解立体图;

图3是图2所示的引导构件和滑动器的分解立体图;

图4是图3所示的引导构件的放大立体图;

图5是沿着图1的线V-V截取的截面视图;

图6是根据第一实施例的修改例的致动器的截面视图;

图7是根据本发明的第二实施例的致动器的立体图;

图8是图7所示的致动器的分解立体图;

图9是图8所示的引导构件和滑动器的分解立体图;以及

图10是沿着图7的线X-X截取的截面视图。

具体实施方式

下文将参考附图对根据本发明的线性引导装置和配备有线性引导装置的致动器的优选实施例进行描述。

(第一实施例)

根据本发明的第一实施例的致动器12被构造为包括线性引导装置10A的线性致动器。在本实施例中,虽然描述了致动器12被构造为电动致动器的示例,但是致动器12也可以是液压致动器、气动致动器等等。

如图1和图2所示,致动器12配备有:马达14,马达14用作驱动单元;进给螺杆16,进给螺杆16传输马达14的旋转驱动功率;和线性引导装置10A,线性引导装置10A通过壳体18布置在马达14上。

例如,马达14可以由伺服马达诸如有刷DC马达、无刷DC马达、步进马达等等构成。进一步,马达14也可以是线性马达诸如电磁线圈等等。

进给螺杆16通过未图示的联接器连接至马达轴。根据本实施例,联接器可以通过使用进给螺杆16作为马达轴而省略。

线性引导装置10A包括:基座构件(框架)20,基座构件20沿着进给螺杆16的轴向方向延伸;一对端板22、24,一对端板22、24设置在基座构件20的两端上;滑动器26,滑动器26相对于基座构件20可滑动地布置;和多个(在本实施例中,两个)引导构件28a、28b,引导构件28a、28b安置在基座构件20和滑动器26之间。

虽然基座构件20可以由任意材料构成,例如,基座构件20由铝或者铝合金构成。基座构件20包括:基座构件主体34,基座构件主体34形成为截面呈实质上的U形;和一对保护壁36a、36b,一对保护壁36a、36b在横向截面上呈实质上的L形,并且在基座构件主体34的两侧竖立且在朝向彼此相互接近的方向上弯曲,同时沿着基座构件主体34的全长延伸。更具体地,在基座构件20中,滑动器26和引导构件28a、28B布置在空间S中,空间S由基座构件主体34的凹陷部分和一对保护壁36a、36b形成。

在基座构件主体34的内侧表面上,滑动槽40a、40b形成为与引导构件28a、28b的形状对应并且跨越基座构件主体34的全长。在基座构件主体34的相应的内侧表面上各布置一个滑动槽40a、40b,从而滑动槽40a、40b在高度方向上的实质上的中心面对彼此。

在一对保护壁36a、36b之间,细长的开口44形成为沿着进给螺杆16的轴向方向延伸并且与基座构件20的空间S连通。如可以从图1所理解的,开口44由板形盖构件46覆盖。依据此特征,可以防止粉尘流入空间S中。

贯穿孔48在马达14侧的端板22中,壳体18在内部安装在贯穿孔48中,并且进给螺杆16插入通过贯穿孔48。在马达14的相反侧的端板24闭合基座构件20的空间S的开口。端板22、24通过将螺钉构件52穿过附接孔50并且然后将螺钉构件52紧固至螺钉孔54而结合至基座构件20,附接孔50形成在端板22、24的宽的底部的两侧,螺钉孔54形成在基座构件20的端面中。进一步,螺钉孔58分别形成在端板22、24中,固定螺钉56紧固在螺钉孔58中,用于固定盖构件46。

如图3至图5所示,滑动器26包括:块形(长方体形)的滑动器主体62,滑动器主体62安置在基座构件20的空间S中;螺母64,螺母64在设置于滑动器主体62中的状态下螺合到进给螺杆16上;收缩部66,收缩部66从滑动器主体62延伸,从而插入穿过基座构件20的开口44;和台子68,台子68设置在收缩部66的末端上。

螺母64安置在圆形的螺母安置孔70中,该螺母安置孔70形成在滑动器主体62中。安装槽72a、72b形成在滑动器主体62的面向滑动槽40a、40b的两侧表面的部分中,引导构件28a、28b布置在安装槽72a、72b中。各个安装槽72a、72b沿着滑动器主体62的全长延伸,其槽壁表面的横向截面是弧形的。

螺母64形成为柱形,并且伴随进给螺杆16的旋转在轴向方向上移位。在螺母64安置在螺母安置孔70中的状态下,螺母64通过销76和固定螺钉78固定至滑动器主体62。销76布置在销孔81中,销孔81由形成在螺母64的外周表面中的孔79和形成在组成螺母安置孔70的壁表面中的孔80构成。固定螺钉78螺合进螺钉孔82中,螺钉孔82与销孔81连通并且在台子68的外表面上开口,从而防止销76位置变化。

台子68形成为比滑动器主体62更宽。盖构件46插入穿过插入孔84,插入孔84形成在台子68中。因此,当滑动器26相对于基座构件20滑动时,滑动器26与盖构件46不干涉。用于安装未图示的工件等等的多个安装孔86形成在台子68中。

引导构件28a、28b被构造成能够弹簧变形,并且通过其弹簧恢复力以与构成安装槽72a、72b的壁表面接合的方式而固定。更具体地,引导构件28a、28b分别由形成为C形截面的弹簧钢制成。因此,利用简单构造,引导构件28a、28b可以可靠地弹簧变形。然而,在引导构件28a、28b能够弹簧变形且通过其弹簧恢复力能够以与安装槽72a、72b的壁表面接合的方式而固定的范围内,引导构件28a、28b可以具有任意形状,并且由任意材料制成。引导构件28a、28b延伸与安装槽72a、72b实质上相同的长度,并且其两端接触一对止动器88、90或者被放置成与一对止动器88、90紧密接近,一对止动器88、90设置在(固定至)滑动器主体62在轴向方向上的两端上。因此,可以适当地抑制引导构件28a、28b相对于安装槽72a、72b在进给螺杆16的轴向方向上移位。

类金刚石碳薄膜(下文称为DLC薄膜92a、92b)形成在引导构件28a、28b的外周表面上。因此,DLC薄膜92a接触组成基座构件20的滑动槽40a的壁表面,而DLC薄膜92b接触组成基座构件20的滑动槽40b的壁表面。更具体地,引导构件28a以与滑动器26接合的方式固定,从而使得DLC薄膜92a能够在将预定预载荷施加于基座构件20的同时滑动,并且引导构件28b以与滑动器26接合的方式固定,从而使得DLC薄膜92b能够在将预定预载荷施加于基座构件20的同时滑动。

DLC薄膜92a、92b是由碳氢化合物或者碳的同素异形体组合成的无定形的硬薄膜,其润滑性、耐磨性、抗咬合性等是极好的。因此,即使在使得DLC薄膜92a、92b在将预定预载荷施加至基座构件20的状态下进行滑动的情况下,滑动阻力也可以保持得相对较低。依据此特征,可以允许滑动器26相对于基座构件20平滑地滑动,而不出现后冲或者咯咯作响。

DLC薄膜92a、92b可以通过CVD(Chemical Vapor Deposition,化学气相淀积)方法、PVD(Physical Vapor Deposition,物理气相沉积)方法等等形成。进一步,为了改善DLC薄膜92a、92b对基底材料(引导构件28a、28b)的粘附力,可以在基底材料和DLC薄膜92a、92b之间形成中间层。这种中间层可以例如通过由DLC和基底材料组成的组合层构成。在这种情况下,在中间层中,随着与基底材料的距离更小,金属的成分比变得更大,同时DLC的成分比变得更小,而另一方面,随着与基底材料的距离更大,金属的成分比例变得更小,同时DLC的成分比变得更大。通过使用这种中间层,可以适当地抑制DLC薄膜92a、92b从基底材料剥落。

根据本实施例的致动器12基本上以上述方式构造。接下来,将描述致动器12的操作和有利效果。

利用根据本实施例的致动器12,当进给螺杆16通过从未图示的电源供应至马达14的电流旋转时,螺母64(滑动器26)和引导构件28a、28b在进给螺杆16的轴向方向上一致地移位。此时,因为引导构件28a、28b以与滑动器26接合的方式固定,从而使得形成在引导构件28a、28b的外表面上的DLC薄膜92a、92b能够在将预定预载荷施加于基底构件20的同时滑动,可以使滑动器26相对于基底构件20平滑地滑动,而不出现后冲或者咯咯作响,同时实现成本减少。

进一步,引导构件28a、28b由形成为C形截面的弹簧钢构成,因此,利用简单构造,引导构件28a、28b弹簧变形,并且通过使用其弹簧恢复力,引导构件28a、28b可以通过与滑动器26的安装槽72a、72b的壁表面接合而固定。依据此特征,可以实现进一步的成本减少。

而且,因为DLC薄膜92a、92b形成在引导构件28a、28b的外周表面上,DLC薄膜92a、92b可以可靠地被放置成与组成基底构件20的滑动槽40a、40b的壁表面(滑动表面)接触。

又进一步,因为滑动槽40a、40b形成为形状与引导构件28a、28b的形状对应,所以可以使得滑动器26相对于基底构件20更加平滑地滑动。

如图6所示,其中容纳润滑脂(滑润剂)的凹口94a、94b可以形成在组成滑动槽40a、40b的壁表面中。在这种情况下,因为可以在DLC薄膜92a、92b和组成滑动槽40a、40b的壁表面之间供应容纳在凹口94a、94b中的润滑脂,所以滑动阻力可以进一步减少,滑动器26可以相对于基底构件20更加平滑地滑动。

(第二实施例)

接下来,将参考图7至图10描述根据本发明的第二实施例的致动器100。在根据第二实施例的致动器100中,提供与根据第一实施例的致动器12相同或者类似的功能和效果的元件使用相同的参考字符标示,并且这些特征的详细说明省略。

如图7至图10所示,根据本实施例的致动器100的线性引导装置10B的构造与上述致动器12的线性引导装置10A不同。更具体地,线性引导装置10B包括:基座构件102;一对端板104、106;滑动器108,滑动器108布置成能够相对于基座构件102滑动;和多个(在本实施例中,四个)引导构件(引导销)110a至110d,引导构件110a至110d安置在基座构件102和滑动器108之间。

在构成基座构件102的基座构件主体112的内侧表面上,多个(如图10所示,四个)滑动槽114a至114d形成为跨越内侧表面的全长。在基座构件主体112的相应的内侧表面上各设置两个滑动槽114a至114d。滑动槽114a和滑动槽114b在基座构件主体112的底表面侧面对彼此,而滑动槽114c和滑动槽114d在与底表面相反的一侧面对彼此。组成滑动槽114a至114d中的每一个的壁表面的横向截面是弧形的,在其槽底表面上,凹口116a至116d形成为跨越其全长(见图10)。

在构成基座构件102的一部分的相应的保护壁118a、118b上,自动开关槽124a、124b形成为跨越其全长,自动开关122安装在自动开关槽124a、124b中,检测来自布置在滑动器108上的磁体120的磁性。自动开关槽124a、124b相互面对彼此从而将滑动器108的收缩部66夹在二者之间。

自动开关槽124a、124b中的每一个的形状与自动开关122的形状对应,在槽底表面侧(收缩部66侧)的槽宽大于在其开口侧的槽宽。更具体地,在相应的自动开关槽124a、124b的底表面侧的横向截面形成为弧形。

因此,可以防止自动开关122变成与自动开关槽124a或者自动开关槽124b脱离。而且,如从图7和图8所领会的,在端板106中形成与自动开关槽124a、124b连通的插入槽126a、126b,插入槽126a、126b的形状与自动开关槽124a、124b的形状相同。因此,通过插入槽126a、126b,可以容易地执行自动开关122相对于自动开关槽124a、124b的附接和折卸。

滑动器108的滑动器主体128的面向保护壁118a、118b的部分沿着螺母64的外周表面弯曲,该部分被部分地切掉。依据此特征,可以抑制由于设置自动开关槽124a、124b而造成的线性引导装置10B的尺寸增加,同时使滑动器108能够重量更轻。

引导构件110a至110d安置其中的安装槽130a至130d形成在滑动器主体128的两侧表面的面向滑动槽114a至114d的部分中。安装槽130a至130d以与上述安装槽72a相同的方式构成。磁体附接槽134a、134b形成在滑动器108的台子132的面向自动开关槽124a、124b的位置处,磁体120安装在磁体附接槽134a、134b中。因此,来自磁体120的磁性可以由自动开关122有效地检测。

各个引导构件110a至110d以与上述引导构件28a相同的方式构成。如可以从图10所领会的,引导构件110a至110d安置在基座构件主体112和滑动器108之间,从而使得在引导构件110a至110d的外周表面上开口的其侧孔定位在滑动槽114a至114d的内部。更具体地,引导构件110a至110d的侧孔面向凹口116a至116d。

依据此特征,防止了拐角部(边缘部)开始与滑动槽114a至114d的壁表面接触,拐角部(边缘部)形成在构成侧孔的壁表面和引导构件110a至110d的外周表面之间的边界处。引导构件110a至110d通过与组成安装槽130a至130d的壁表面接合而固定,通过引导构件110a至110d本身的弹簧变形(弹簧恢复力),从而使得DLC薄膜136a至136d能够在将预定预载荷施加于基座构件102的状态下滑动。

进一步,根据本实施例,引导构件110a至110d的内孔和凹口116a至116d用作润滑脂储存区(油脂储存区)。更具体地,容纳在引导构件110a至110d的内孔和凹口116a至116d内部的润滑脂(滑润剂)被供应至DLC薄膜136a至136d和组成滑动槽114a至114d的壁表面之间的区域。依据此特征,滑动器108相对于基座构件102更加平滑地滑动。

根据本实施例,获得了与根据第一实施例的线性引导装置10A和致动器12相同的优势和效果。进一步,在引导构件110a至110d的外周表面上开口的侧孔定位在滑动槽114a至114d的内部,同时润滑脂容纳在引导构件110a至110d的内孔中。因此,当使得滑动器108相对于基座构件102滑动时,可以在DLC薄膜136a至136d和组成滑动槽114a至114d的壁表面供应润滑脂,从而滑动阻力可以减少。依据此特征,可以允许滑动器108相对于基座构件102更加平滑地滑动。

而且,因为凹口116a至116d形成在滑动槽114a至114d的壁表面的面向侧孔的位置处,所以容纳在引导构件110a至110d的内孔中的润滑脂可以通过凹口116a至116d被有效地供应至DLC薄膜136a至136d和滑动槽114a至114d的壁表面之间的区域。进一步,可以适当地防止拐角部撞击滑动槽114a至114d的壁表面并且对其造成损害,拐角部形成在侧孔的壁表面和引导构件110a至110d的外周表面之间的边界处。

根据本发明的线性引导装置和致动器并不局限于上述实施例,无需说明,在不偏离本发明的基本主旨的情况下,可以采用各种修改或者附加构造。

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