专利名称：电动线性致动器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及利用滚珠丝杠等螺纹传动装置将电动马达的旋转运动转换成直线运动的电动线性致动器，详细地说，涉及电动马达与螺纹传递装置的连结。
背景技术：
一般来说，使用了中空马达的电动线性致动器配置为，在电动马达的中空旋转轴一体地形成内螺纹(螺母部)，进给丝杠以与上述内螺纹(螺母部)螺合的方式将中空旋转轴贯通。虽然该电动线性致动器构造简单且能够实现小型化，但由于中空旋转轴一体地形成有内螺纹，因此，为了形成改变了螺距等的其他规格，需要改变作为电动马达的结构部件的中空旋转轴，而能够对应于各种需求的产品的品种的齐全则变得十分困难。以往，提出了如下电动线性致动器:作为分体部件构成电动马达和进给丝杠装置，将电动马达的中空旋转轴和进给丝杠装置的螺母部件(内螺纹部)连结为装卸自如，由此，不用改造电动马达就能够改变电动马达的旋转量与进给丝杠装置的移动量之间的关系(参照专利文献I以及2)。所述中空旋转轴在轴向上被安装于壳体的轴承定位，所述电动马达被支承为旋转自如。具体地说，轴承的外圈被夹持在壳体主体的阶梯部与加长壳体之间，上述轴承的内圈被夹持在中空旋转轴的阶梯部与螺合于该中空旋转轴的锁紧螺母之间。进而，对于专利文献I的电动线性致动器，利用螺栓将保持器固定于上述锁紧螺母，进而，利用螺栓将螺纹传动装置的螺母部件直接或者经由保持块而固定于该保持器。对于专利文献2的电动线性致动器，将螺纹传动装置的螺母部件的凸缘部配置为从中空旋转轴的大径部开口端突出，利用螺栓将上述凸缘部固定于所述轴承保持用的锁紧螺母，并且此时，在上述凸缘部与中空旋转轴的开口端之间设置间隙，通过拧紧上述螺栓而作用使凸缘部与锁紧螺母彼此拉动对方的方向上的力，防止锁紧螺母的松动。专利文献1:日本特开2000 - 220715号公报专利文献2:日本特开2002 - 372117号公报上述专利文献I及2的电动线性致动器均在相对于轴承在轴向上对中空旋转轴进行定位的锁紧螺母安装螺纹传动装置的螺母部件，该轴承保持用的锁紧螺母配置在加长壳体与中空旋转轴之间的比较狭窄的空间内。因此，由于限制了用于向中空旋转轴安装螺纹传动装置的螺母部件的空间，并且限制了配置于中空旋转轴的大径部内的滚珠丝杠螺母部件的尺寸，因此电动马达与螺纹传动装置的组合方面的自由度会受到限制。
实用新型内容因此，本实用新型的目的在于提供一种通过使螺母部件连结用的安装部直接形成于电动马达的中空旋转轴而解决上述课题的电动线性致动器。本实用新型的电动线性致动器(I1 I7)具备:具有中空旋转轴(5)的电动马达(2);以及螺纹传动装置(3)，该螺纹传动装置(3)具有进给丝杠(20)和与该进给丝杠螺合的螺母部件(6)，所述电动线性致动器(I1 I7)的特征在于，在所述中空旋转轴的一端部直接形成安装部(15、25、35、35’)，利用该安装部一体地连结所述螺母部件(6 )。例如，参照图1、图3、图5，将所述螺母部件(6)直接连结于所述安装部(15、25、35)。例如，参照图2、图4、图6，经由附件(21、31、41)将所述螺母部件(6)连结于所述安装部(15、25、35，)。例如，参照图1、图2、图3、图4、图6，将所述中空旋转轴(5)的一端侧中空部(S)设为凹陷部，使所述螺母部件(6)或者所述附件(21、31)与上述中空部(S)嵌合。例如，参照图7，经由连接器(40)将所述螺母部件(6)连结于所述安装部(35)。例如，参照图1、图2，所述安装部是在所述中空旋转轴(5)的一端侧端面形成的螺纹孔(15)。例如，参照图3、图4，所述安装部是在所述中空旋转轴(5)的一端部内周面形成的螺纹(25)。例如，参照图5、图6、图7，所述安装部是在所述中空旋转轴(5)的一端部外周面形成的螺纹(35、35’)。例如，参照图5、图6、图7，在所述电动马达(2)的壳体(7)的一端部安装轴承(9)，利用设置于所述中空旋转轴的定位部(b)、以及与所述螺纹(35、35’ )螺合的锁紧螺母(12)夹持该轴承的内圈，由此在轴向上对该中空旋转轴(5)进行定位，并将其支承为旋转自如。另外，上述括号内的附图标记在参照附图时使用，由此对实用新型的权利要求书的记载不造成任何影响。根据技术方案I所涉及的本实用新型，由于在中空旋转轴直接形成螺母部件连结用的安装部，因此能够可靠并且容易地将螺母部件连结于中空旋转轴，从而能够提高螺母部件相对于中空旋转轴的连结的自由度，并且能够以较高的强度以及较高的轴心精度准确地连结中空旋转轴和螺母部件。并且，在进行上述连结时，由于并未夹装轴承保持用的锁紧螺母，因此，即使旋转扭矩从螺母部件反复作用于连结部分，上述锁紧螺母也不会松动，能够在长时期内保持准确的定位精度。根据技术方案2所涉及的本实用新型，由于将螺母部件直接连结于所述安装部，因此能够实现进行直线动作的线性致动器的小型化以及成本降低。根据技术方案3所涉及的本实用新型，由于在安装部与螺母部件之间夹装有附件，因此，能够与安装部的尺寸无关地连结不同直径尺寸的螺母部件，能够实现对应于各种需求的大范围的齐全的品种。根据技术方案4或5所涉及的本实用新型，由于使螺母部件或者附件嵌合于作为凹陷部的中空旋转轴的中空部，因此能够以较高的精度使螺母部件嵌合于中空旋转轴，从而能够以较高的轴心精度准确地连结电动马达和螺纹传动装置。根据技术方案6所涉及的本实用新型，由于经由连接器来连结安装部和螺母部件，因此，通过选择各种连接器，能够附加吸收或者缓和偏心等的各种连接器的功能。根据技术方案7所涉及的本实用新型，能够利用安装螺栓将螺母部件或者附件的凸缘部可靠地连结于在中空旋转轴的一端侧端面形成的螺纹孔，并且能够容易地装卸。根据技术方案8所涉及的本实用新型，由于使螺母部件或者附件的外螺纹以螺合的方式与在中空旋转轴的内周面形成的螺纹连结，因此构造简单且能够紧凑地构成，并且能够获得较高的轴心精度。根据技术方案9所涉及的本实用新型，通过使螺母部件或者附件的安装用内螺纹螺合于在中空旋转轴的外周面形成的螺纹，能够容易地装卸螺母部件。并且，将与锁紧螺母螺合的螺纹兼用作连结中空旋转轴和螺母部件的安装部，由此实现简单的构造且能够紧凑地构成，还能够实现成本降低，其中，锁紧螺母相对于轴承在轴向上对中空旋转轴进行定位，并将该中空旋转轴支承为旋转自如。
图1是示出本实用新型的第一实施方式所涉及的电动线性致动器的主视剖视图。图2是示出本实用新型的第二实施方式所涉及的电动线性致动器的主视剖视图。图3是示出本实用新型的第三实施方式所涉及的电动线性致动器的主视剖视图。图4是示出本实用新型的第四实施方式所涉及的电动线性致动器的主视剖视图，图4 (a)示出分解后的状态，图4 (b)示出组装后的状态。图5是示出本实用新型的第五实施方式所涉及的电动线性致动器的主视剖视图。图6是示出本实用新型的第六实施方式所涉及的电动线性致动器的主视剖视图。图7是示出本实用新型的第七实施方式所涉及的电动线性致动器的主视剖视图。附图标记说明:I1 I7:电动线性致动器；2:电动马达；3:螺纹传动装置；5:中空旋转轴；6:螺母部件；7:壳体；9:轴承；12:锁紧螺母；15、25、35、35’:安装部(螺纹孔、(内)螺纹、(外)螺纹)；
20:进给丝杠；21、31、41、51:附件；40:连接器；S:凹陷部(中空部、收纳部)。
具体实施方式
以下，根据附图对本实用新型所涉及的各实施方式进行说明。如图1所示，基于第一实施方式的电动线性致动器I1构成为包括电动马达2和螺纹传动装置3。电动马达2由5相或者2相的步进马达、或者伺服马达等其他马达构成，且由输出轴为中空旋转轴5、即所谓的中空(hollow)马达构成。虽然在图1中仅示出螺母部件6，但螺纹传动装置3构成为包括进给丝杠和与该进给丝杠螺合的螺母部件6，虽然优选螺母部件6由具有滚珠循环路的滚珠螺母构成的滚珠丝杠传动装置，但并不局限于此，也可以是由金属、合成树脂构成的具有方螺纹、梯形螺纹等的其他螺纹传动装置。电动马达2具有定子和一体地固定于中空旋转轴5的转子，中空旋转轴5由轴承9支承为旋转自如。中空旋转轴5具有小径部5a和大径部5b，在大径部5b以装卸自如的方式安装有螺纹传动装置3的螺母部件6。在附图中，虽然省略了支承上述定子、转子以及小径侧的轴承，但上述部件配置为与一般的马达相同。在马达壳体7的一端(前端)侧安装有轴承9。上述轴承9的外圈相对于马达壳体7在轴向上被定位，内圈由安装在中空旋转轴的大径部5b的外周面的开口环或者阶梯部等的定位部b、与螺合安装于形成在该外周面的螺纹11的锁紧螺母12夹持，从而在轴向上被定位。另外，该中空旋转轴5的支承构造在其他实施方式中也相同。中空旋转轴5的大径部5b由厚壁形成，在该厚壁的一端侧端面a，利用丝锥等直接形成与该旋转轴的轴线O — O平行的多个螺纹孔15。该螺纹孔15构成螺母部件连结用的安装部。上述中空旋转轴的大径部5b的内周(中空)侧成为以上述轴线O — O作为中心的圆筒形的较大的收纳空间。对于滚珠丝杠等的螺母部件6，包含其滚珠循环路在内的大部分能够收纳于上述大径部5b的空间S内。该螺母部件6在其一端部一体地形成有凸缘部6a，在该凸缘部形成有多个孔16。进而，在螺母部件6收纳于所述中空旋转轴5的大径部5b的中空收纳部S的状态下，安装螺栓17通过上述螺母部件6的凸缘部6a的孔16而被紧固于所述螺纹孔15，从而螺母部件6 —体地连结于中空旋转轴5。此时，中空旋转轴5的中空收纳部S成为凹陷部，优选通过使螺母部件6的圆筒部6b嵌合于该收纳部S而准确地对准轴心。进给丝杠20(例如参照图2)与螺母部件6螺合，并配置为将中空旋转轴5的中空部5c贯通。对进给丝杠实施未图示的止转，并通过对电动马达2通电而引起中空旋转轴5的旋转，由此使得与该中空旋转轴5形成为一体的螺母部件6进行旋转，从而进给丝杠沿着周向移动规定量。螺母部件6借助螺纹孔15和安装螺栓17而直接与中空旋转轴5连结成一体，因反复进行的上述电动线性致动器I1的直线移动而产生的扭矩不会作用于轴承9的保持用螺母12，从而能够长期维持正确的上述直线移动。如图2所示，基于第二实施方式的电动线性致动器的特征点在于，在中空旋转轴5和螺母部件6之间夹装有附件21，对与第一实施方式(参照图1)相同的部分标注相同的附图标记并省略其说明。附件21具有中空圆筒部21a和在该圆筒部的一端部形成的凸缘部21b，在凸缘部21b形成有与第一实施方式中的螺母部件的凸缘部的孔16相同的孔24。利用安装螺栓或螺钉等的安装部件将螺母部件6—体地安装于该附件21的一端面。另外，也可以使该附件
21一体地形成于螺母部件6。进给丝杠20与该螺母部件6螺合，该丝杠20以贯通附件21的中空部21c以及中空旋转轴5的中空部5c的方式延伸。另外，在该进给丝杠20形成有与该丝杠一体的圆筒部，或者在螺纹槽部形成有滚珠花键、键用的花键槽或者键槽，从而防止该进给丝杠20旋转。进而，使安装螺栓17通过凸缘部21b的孔24进而螺合安装于螺纹孔15，由此使附件21 —体地连结于中空旋转轴5。由于螺母部件6经由附件21安装于中空旋转轴5，因此本电动线性致动器I2能够连结不同直径尺寸的螺母部件。另外，虽然可以采用任意的附件21和螺母部件6的固定单元，但也可以在附件21设置第二凸缘部，从而能够连结直径较大的螺母部件。将所述附件21的中空圆筒部21a的外径尺寸设定为与中空旋转轴5的大径部5b的中空(收纳)部S的内径尺寸恰好嵌合的尺寸，使附件圆筒部21a与形成为凹陷部的上述大径部中空部S嵌合。由此，能够提高中空旋转轴5、与附件21形成为一体的螺母部件6、以及与该螺母部件6螺合的进给丝杠20的轴心精度。如图3所示，基于第三实施方式的电动线性致动器I3的特征在于，安装部是在中空旋转轴的大径部内周面直接形成的(内)螺纹，对与第一实施方式相同的部分标注相同的附图标记并省略其说明。在中空旋转轴5的大径部5b的中空部S内周面直接形成有米制(M)螺纹、统一协定螺纹等螺纹25。该螺纹25与形成在螺母部件6的外周面的外螺纹26螺合，构成一体地连结螺母部件的安装部。螺母部件6通过使形成在其圆筒部6b的外周面的外螺纹26与形成于中空旋转轴5的大径部5b中空部S的内螺纹25直接螺合而被一体地连结。此时，螺母部件6直接嵌合于中空旋转轴的大径部中空(收纳)部S，能够以简单且紧凑的结构获得较高的轴心精度。并且，在进行上述螺纹25、26的螺合时，通过利用粘结剂进行固定，对于反复作用于螺母部件6的旋转扭矩，能够防止因上述螺纹而导致的安装的松动。如图4 (a)、(b)所示，第四实施方式通过在上述第三实施方式的基础上夹装附件而实现，对与第三实施方式相同的部分标注相同的附图标记并省略其说明。附件31具有中空圆筒部31a和形成于该圆筒部一端的凸缘部31b。在上述中空圆筒部31a的外周面形成有外螺纹26’，该外螺纹26’与上述第三实施方式(参照图3)的形成于螺母部件的外螺纹26相同。在上述凸缘部31b形成有多个螺纹孔33。上述附件的外螺纹26’螺合安装于在中空旋转轴5的大径部中空部的内周面形成的安装部、亦即内螺纹25，从而与该内螺纹25 —体地连结。进而，使进给丝杠装置3的螺母部件6的凸缘部6a对准上述附件31的凸缘部31b，将安装螺栓34螺合安装于螺纹孔33，由此将进给丝杠装置3的螺母部件6 —体地固定于附件31。本电动线性致动器I4能够获得较高的轴心精度，并且能够经由附件31而应用不同直径尺寸的螺母部件6以及螺纹传动装置3。如图5所示，第五实施方式与上述第三实施方式的不同之处在于作为安装部的螺纹，对与第三实施方式相同的部分标注相同的附图标记并省略其说明。本电动线性致动器I5的电动马达2使用遍及全长地具有相同直径的中空旋转轴5的中空部5c。该中空旋转轴5的一端(前端)侧以比马达壳体7的一端侧面略微突出的方式延伸,在该一端(前端)部外周面直接形成构成了安装部的螺纹35。在螺纹传动装置3的螺母部件6的一端部形成有内螺纹36，并且在外周一体地形成有具有六角螺栓形状的安装部37。螺母部件6的安装部内螺纹36螺合安装于上述中空旋转轴5的外螺纹35，从而螺母部件6与中空旋转轴5连结成一体。本电动线性致动器I5以简单的构造紧凑地构成，尤其是使用直径大致相同的中空旋转轴而紧凑地构成了电动马达2。在上述中空旋转轴的一端部外周面形成的螺纹35兼用作轴承保持用的锁紧螺母12用的螺纹(图1的11 )。即，将锁紧螺母12螺合安装于上述螺纹35，由此将轴承9的内圈保持于中空旋转轴5从而对其进行止脱，并且将上述螺母部件6的内螺纹36螺合安装于该螺纹35，由此将螺母部件6与中空旋转轴5连结成一体。此时，通过在上述螺合面涂覆粘结剂来防止松动。通过兼用在上述中空旋转轴5的外周面形成的螺纹35来实现结构的简单化。如图6所示，第六实施方式通过在上述第五实施方式中还应用附件而获得，对与第五实施方式相同的部分标注相同的附图标记并省略其说明。电动马达2的中空旋转轴构成为包括小径部5a和大径部5b，该大径部5b的一端(前端)侧以从马达壳体7的一侧端面突出的方式延伸。在该大径部5b的外周面直接形成螺纹35'，通过使锁紧螺母12与该螺纹35'螺合而保持轴承9。附件41由截面为矩形状的环状部件构成，在其内周面形成有相同的螺纹36’，在其一侧面形成有多个螺纹孔39。该附件41因其内螺纹36’螺合安装于大径部5b外周面的螺纹35’而与中空旋转轴5连结成一体。螺纹传动装置3的螺母部件6收纳在上述中空旋转轴5的大径部中空(收纳)部S内，安装螺栓17通过上述螺母部件6的凸缘部6a的孔进而螺合安装于附件41的螺纹孔39，由此使得螺母部件6经由附件41而与中空旋转轴5连结成一体。由于螺母部件6收纳于作为凹陷部的中空旋转轴的大径部中空部S，从而使本电动线性致动器I6实现了轴向上的缩短，并且能够获得较高的轴心精度。如图7所示，第七实施方式是夹装有连接器的电动线性致动器17，对与第五实施方式相同的部分标注相同的附图标记并省略其说明。电动马达2的中空旋转轴5的中空部5c遍及全长地具有相同的直径，其一端(前端)部以从马达壳体7的一端侧面突出的方式延伸。在该中空旋转轴的一端(前端)部的外周面，直接形成构成了安装部的螺纹35。连接器40包括:分别在内周面具有安装用的内螺纹的一方以及另一方的安装部43、43 ;以及在上述两个安装部之间连结两个安装部的连结部42。一方的安装部43的内螺纹与所述中空旋转轴5的螺纹35螺合，由此将连接器40与中空旋转轴5连结。上述电动线性致动器I7具备附件51，该附件51具有小径部51a、大径部51b以及形成在该大径部端面的凸缘部51c。在小径部51a的外周面形成有螺纹52，在大径部51b的中空内周面形成有螺纹53。上述小径部51a的外螺纹52螺合安装于所述连接器40的另一方的安装部43的内螺纹，由此使附件51与连接器40结合在一起。在螺母部件6的外周面形成有螺纹45，该外螺纹与上述附件51的内螺纹53螺合，由此使螺母部件6与附件51连结。由此，螺母部件6经由连接器40以及附件51而与中空旋转轴5连结。另外，附件51与螺母部件的结合不局限于上述螺纹结合，也可以使凸缘部对准从而利用安装螺栓使之结合。并且，也可以不经由附件而将连接器直接连结于螺母部件。对于本电动线性致动器17，能够通过选择连接器40的种类来附加例如吸收或缓和偏心等的各种功能。本实用新型不局限于上述各实施方式，当然也可以通过适当地组合各实施方式的各部分来构成电动线性致动器。
权利要求1.一种电动线性致动器， 该电动线性致动器具备:具有中空旋转轴的电动马达；以及具有进给丝杠和螺合于该进给丝杠的螺母部件的螺纹传动装置， 所述电动线性致动器的特征在于， 在所述中空旋转轴的一端部直接形成安装部，利用该安装部一体地连结所述螺母部件。
2.根据权利要求1所述的电动线性致动器，其特征在于， 将所述螺母部件直接连结于所述安装部。
3.根据权利要求1所述的电动线性致动器，其特征在于， 经由附件将所述螺母部件连结于所述安装部。
4.根据权利要求2所述的电动线性致动器，其特征在于， 将所述中空旋转轴的一端侧中空部作为凹陷部，使所述螺母部件嵌合于该凹陷部。
5.根据权利要求3所述的电动线性致动器，其特征在于， 将所述中空旋转轴的一端侧中空部作为凹陷部，使所述附件嵌合于该凹陷部。
6.根据权利要求1所述的电动线性致动器，其特征在于， 经由连接器将所述螺母部件连结于所述安装部。
7.根据权利要求1 6中任意项所述的电动线性致动器，其特征在于， 所述安装部是在所述中空旋转轴的一端侧端面形成的螺纹孔。
8.根据权利要求1 6中任意项所述的电动线性致动器，其特征在于， 所述安装部是在所述中空旋转轴的一端部内周面形成的螺纹。
9.根据权利要求1 6中任意项所述的电动线性致动器，其特征在于， 所述安装部是在所述中空旋转轴的一端部外周面形成的螺纹。
专利摘要本实用新型提供一种电动线性致动器。在将螺母部件连结于中空旋转轴时，由于夹装有轴承的锁紧螺母，因此限定了电动马达与螺纹传动装置在组合方面的自由度。在电动马达(2)的中空旋转轴(5)的一端部直接形成螺纹孔等安装部(15)。经由附件(21)或直接将螺纹传动装置(3)的螺母部件(6)与该安装部(15)连结成一体。
文档编号F16H25/20GK203027073SQ20122068564
公开日2013年6月26日 申请日期2012年12月12日 优先权日2012年1月31日
发明者飞谷正博, 中川光太郎, 有马直幸 申请人:Kss株式会社