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CN100462591C - 致动器 - Google Patents

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CN100462591C CNB011429569A CN01142956A CN100462591C CN 100462591 C CN100462591 C CN 100462591C CN B011429569 A CNB011429569 A CN B011429569A CN 01142956 A CN01142956 A CN 01142956A CN 100462591 C CN100462591 C CN 100462591C
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Abstract

一种致动器，包括：一进给螺丝杆机构(16)，该进给螺丝杆机构(16)包括滚珠丝杠(28)和滚珠丝杠螺母(30)；以及一滑动器(18)，该滑动器有开口(78)，用于将滚珠丝杠(28)和滚珠丝杠螺母(30)装于其中。进给螺丝杆机构(16)组装成一个单独的单元，该单独单元借助于滑动器(18)的开口(78)可拆卸地安装在机架(12)上。

Description

致动器
技术领域
本发明涉及致动器，该致动器能在驱动源的驱动作用下使得滑动器沿机架进行线性往复运动。
背景技术
致动器或类似物用作可传送工件的传送装置。
普通的致动器如图12和13所示(例如见日本专利公开No.11-30234)。
普通的致动器1包括：滑动器4，该滑动器可沿导轨2的凹槽3移动；以及一螺丝杆6，该螺丝杆由未示出的驱动马达驱动，且该螺丝杆与相对于滑动器4可拆卸的螺母5螺纹配合。一对螺丝杆支承件7a、7b分别在螺丝杆6的两端，该螺丝杆支承件7a、7b可旋转地支承螺丝杆6。该螺丝杆支承件7a、7b装在导轨2的上表面8上。
不过，在普通的致动器1中，不能使进给螺丝杆机构成为包括螺丝杆6和螺丝杆支承件7a、7b的单独装配单元。因此，将进给螺丝杆机构装配到导轨2上和将进给螺丝杆机构从导轨2上拆下都很不方便。
特别是，在普通的致动器1中，必须通过滑动器4的通孔9插入螺丝杆6，如图13所示。因为滑动器4起到阻碍件的作用，因此，不能使进给螺丝杆机构成为包括例如螺丝杆6和螺丝杆支承件7a、7b的单独单元。
当将螺丝杆6装配到导轨2上时，必须将螺丝杆6穿过滑动器4的通孔9插入。当螺丝杆6从导轨2上拆下时，必须将螺丝杆6从导轨2的轴向末端拉出，以便使螺丝杆6与滑动器4的通孔9脱开。在该步骤中，当导轨2固定且在导轨2的轴向末端有障碍物时，将很难将螺丝杆6从滑动器4的通孔9中拉出。
发明内容
本发明的总体目的是提供一种致动器，在该致动器中，进给螺丝杆机构作为单独的单元而提供，这样，该进给螺丝杆机构能够容易、方便地安装到机架上，同时能够容易、方便地将该进给螺丝杆机构从机架上拆下。
为此，本发明提供了一种致动器，包括：一机架；一旋转驱动源，该旋转驱动源设置于所述机架上；一进给螺丝杆机构，用于传递所述旋转驱动源的驱动力，所述进给螺丝杆机构包括进给丝杠和进给丝杠螺母；一滑动器，该滑动器有开口，用于将所述进给丝杠和进给丝杠螺母装于其中，所述滑动器能够在由所述进给螺丝杆机构传递的所述驱动力的作用下沿所述机架的轴向往复运动；以及一引导机构，用于当所述滑动器沿所述机架运动时引导所述滑动器；所述进给螺丝杆机构组装成包括所述进给丝杠、所述进给丝杠螺母、轴承保持件、轴承机构和用于支承所述旋转驱动源的壳体的单独单元；所述进给丝杠可在所述旋转驱动源的驱动作用下沿预定方向旋转，所述进给丝杠螺母有螺纹通孔，用于安装所述进给丝杠，其中：所述进给螺丝杆机构组装成的所述单独单元还包括端板，所述引导机构包括：板和盖体，该板和盖体与所述滑动器相连；以及返回引导件，该返回引导件安装在所述滑动器的侧表面上，布置于所述滑动器的轴向一侧的所述板、所述盖体和所述返回引导件是由与置于所述滑动器的轴向另一侧的所述板、所述盖体和所述返回引导件的结构相同的部件组成。
通过下面结合附图的说明，能够更好地理解本发明的上述和其它目的、特征和优点，在附图中以图示实例的方式表示了本发明的优选实施例。
附图说明
图1是表示本发明实施例的致动器的透视图；
图2是表示该致动器的正视图；
图3是表示该致动器的平面图；
图4是沿图3中的线IV-IV的垂直剖视图；
图5是沿图3中的线V-V的垂直剖视图；
图6是沿图3中的线VI-VI的垂直剖视图；
图7是表示该致动器的主要部件的分解透视图；
图8是表示该致动器的进给螺丝杆机构的分解透视图；
图9是表示该进给螺丝杆机构的部件的分解透视图；
图10是表示该致动器的引导机构的分解透视图；
图11是表示传感器安装在机架侧表面上的状态的局部垂直剖视图；
图12是表示普通的致动器的局部切掉的视图；以及
图13是表示普通的致动器的分解透视图。
具体实施方式
图1中，参考标号10表示本发明实施例的致动器。
致动器10包括：一机架12，该机架12有多个安装孔11；一旋转驱动源14，该旋转驱动源14与机架12的一端相连；一进给螺丝杆机构16，该进给螺丝杆机构16可拆卸地装配到机架12上，以便通过未示出的联接件传递旋转驱动源14的旋转驱动力；一滑动器18，该滑动器18在由进给螺丝杆机构16传递的驱动力的作用下沿机架12的轴向往复运动；以及引导机构20(见图10)，该引导机构20用于沿机架12引导滑动器18。
优选是，机架12和滑动器18分别由金属材料例如不锈钢制成。
如图7和8所示，进给螺丝杆机构16包括：一滚珠丝杠(进给螺丝杆)28，该滚珠丝杠通过未示出的联接件与旋转驱动源14的驱动轴同轴相连；以及一滚珠丝杠螺母(进给螺母)30，该滚珠丝杠螺母30有螺纹通孔，以便安装滚珠丝杠28。
滚珠丝杠螺母30包括一个有螺纹通孔的柱形部分32和一对凸缘部分36a、36b，该对凸缘部分36a、36b成一体地形成于柱形部分32的一端，并通过螺纹件34固定在滑动器18的侧表面部分上。
进给螺丝杆机构16包括：一壳体42，该壳体42有支承部分38，以便支承旋转驱动源14，该壳体42通过螺纹件40与机架12的一端相连；一轴承机构44，该轴承机构44与滚珠丝杠28的端头相连；以及一轴承保持件48，该轴承保持件48通过螺纹件46与壳体42相连。该轴承保持件48有一对阻尼器49a、49b，该对阻尼器49a、49b基本沿水平方向彼此分开预定间距，这样，该阻尼器49a、49b朝滑动器18凸出。
用于可旋转地支承滚珠丝杠28的另一端的端板50通过螺纹件52安装在机架12的另一轴向端。如图9所示，该轴承机构44包括垫片54、轴承56和锁定螺母58。
在该结构中，如图9所示，优选是使进给螺丝杆机构16成为单独的单元，即，将滚珠丝杠28、滚珠丝杠螺母30、轴承保持件48和轴承机构44组装成一个部件。
或者，如图8所示，进给螺丝杆机构16可以构成这样的单独单元，该单独的单元除了包括滚珠丝杠28、滚珠丝杠螺母30、轴承保持件48和轴承机构44外，还包括壳体42。
而且，进给螺丝杆机构可以构成这样的单独单元，该单独的单元除了包括滚珠丝杠28、滚珠丝杠螺母30、轴承保持件48、轴承机构44和壳体42外，还包括端板50(见图7)。
如图10所示，引导机构20包括一对具有弧形横截面的第一滚珠滚动槽60a、60b、一对具有弧形横截面的第二滚珠滚动槽62a、62b和一对滚珠滚动孔64a、64b。该第一滚珠滚动槽60a、60b在机架12内壁的底表面附近沿机架12的轴向延伸。该第二滚珠滚动槽62a、62b形成于滑动器18的侧表面上。该滚珠滚动孔64a、64b沿轴向穿过滑动器18，并在第二滚珠滚动槽62a、62b附近延伸。
引导机构20还包括：板68和盖体70，其通过螺纹件66而与滑动器18的下部连接成一体，这样，它们基本平行于滚珠丝杠螺母30的凸缘部分36a、36b；以及返回引导件72，该返回引导件72安装在滑动器18的侧表面上。优选是，板68、盖体70和返回引导件72分别由树脂材料制成。
在该结构中，板68和盖体70安装在滑动器18侧表面的下部。因此，滑动器18的侧表面的上部可作为与阻尼器49a、49b相抵靠的抵靠表面，板68和盖体70并不安装在该滑动器侧表面的上部。
沿轴向布置于所述滑动器18一侧的所述板68、所述盖体70和所述返回引导件72是由与置于所述滑动器18另一侧的构件相同的部件构成。
滚珠返回槽74形成于盖体70上。在该结构中，由彼此相对的第一和第二滚珠滚动槽60a、60b、62a、62b、形成于滑动器18上的滚珠滚动孔64a、64b以及滚珠返回槽74构成循环运动轨道，多个滚珠76沿该轨道滚动。
如图7所示，开口78(即向上开口的较大凹形部分)形成于滑动器18的上中心部分。该开口78沿滑动器18的轴向延伸，并确定了滑动器18的U形内表面。滚珠丝杠螺母30的柱形部分32可以从其上面的位置进行安装。
如图6所示，具有矩形截面的孔80穿过滑动器18形成，该孔80从开口78向下穿透。返回管(未示出)容纳于该孔80内，该返回管安装在滚珠丝杠螺母30上并起到允许多个滚珠76滚动的通道的作用。因此，通过用于容纳返回管的孔80，能够减小滑动器18在高度方向上的大小或尺寸。
本发明实施例的致动器10的基本结构如上所述。下面将介绍它的操作、功能和效果。
首先介绍致动器10的装配方法。
一对板68和盖体70通过螺纹件66安装在滑动器18的两端表面上。滑动器18装入机架12的凹口内(见图10)。在该结构中，分别由相同结构部件组成的板68、盖体70和返回引导件72安装在滑动器18的两端。因此，板68、盖体70和其它部件可以从滑动器18的任一侧安装。
换句话说，在滑动器18的轴向两端采用相同的结构件，因此，不管这些部件的装配方向如何，都能容易、方便地进行装配操作。而且，因为将公用零件用于引导机构20，因此，零件的数目能减少，从而降低制造成本。
随后，如图7所示，滚珠丝杠螺母30的柱形部分32从滑动器18上面的位置沿开口78插入。凸缘部分36a、36b通过螺纹件34固定在滑动器18的侧表面上。而且，进给螺丝杆机构16(即包括滚珠丝杠28、滚珠丝杠螺母30、端板50和壳体42的单独的装配单元)安装在机架12上。
在该结构中，由于有确定了滑动器18上部的U形内表面的开口78，滑动器18并不妨碍将螺丝杆机构16安装到机架12上。进给螺丝杆机构16单元能够从滑动器18上面的位置容易、方便地安装到机架12上，在该进给螺丝杆机构16单元中，将滚珠丝杠28、滚珠丝杠螺母30、端板50和壳体42组装成一体。该进给螺丝杆机构16单元能够通过滑动器18的开口78而容易、方便地从机架12上拆下。
在本发明的实施例中，如图5所示，在用于连接沿循环运动轨道滚动的滚珠76的中心的基本水平的直线和经过滚珠丝杠28的中心的基本水平的直线之间的分开距离H很小。因此，作用在滑动器18上的力矩能减小，从而能可靠地使滑动器进行稳定的往复线性运动。
下面介绍致动器10的操作。
当未示出的电源供电时，旋转驱动源14的旋转驱动力传递给滚珠丝杠28。由于相对于滚珠丝杠螺母30螺纹孔沿预定方向旋转的滚珠丝杠28与滚珠丝杠螺母30的螺纹孔之间的啮合，与滚珠丝杠螺母30相连的滑动器18在引导机构20的引导作用下沿机架12的轴向运动。当在未示出的控制器的控制作用下流过旋转驱动源14的电流的正负极倒转时，滑动器18沿机架12的轴向往复运动。
当滑动器18沿机架12的轴向往复运动时，多个滚珠76沿第一滚珠滚动槽60a、60b和第二滚珠滚动槽62a、62b滚动。
在本发明的实施例中，滚珠丝杠28和旋转驱动源14的旋转驱动轴彼此同轴地相连。不过，通过使用绕过第一滑轮(未示出)和第二滑轮(未示出)的同步皮带(未示出)，该滚珠丝杠28和旋转驱动源14可以布置成基本平行，该第一滑轮与滚珠丝杠28相连，该第二滑轮与旋转驱动轴相连。
或者，包括例如无杆缸或流体压力操作缸的驱动装置(未示出)可以用于代替旋转驱动源14。
而且，如图11所示，可以用安装件82将光传感器84安装在机架12的一侧，以便检测L形物体86，该L形物体86与滑动器18相连并可与该滑动器18一起运动。因此，可以检测初始位置。
此外，在本发明的实施例中，机架12的两列滚珠滚动槽60a、60b布置成基本水平，与布置有四列滚珠滚动槽的情况相比，这有利于减小机架12侧部的尺寸，同时增加刚性。
尽管参考优选实施例特别介绍了本发明，但是应当知道，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以进行变化和改变，本发明的精神和范围由附加的权利要求确定。

Claims (6)

1.一种致动器，包括：
一机架(12)；
一旋转驱动源(14)，该旋转驱动源设置于所述机架(12)上；
一进给螺丝杆机构(16)，用于传递所述旋转驱动源(14)的驱动力，所述进给螺丝杆机构(16)包括进给丝杠(28)和进给丝杠螺母(30)；
一滑动器(18)，该滑动器(18)有开口(78)，用于将所述进给丝杠(28)和进给丝杠螺母(30)装于其中，所述滑动器(18)能够在由所述进给螺丝杆机构(16)传递的所述驱动力的作用下沿所述机架(12)的轴向往复运动；以及
一引导机构(20)，用于当所述滑动器(18)沿所述机架(12)运动时引导所述滑动器(18)；
所述进给螺丝杆机构(16)组装成包括所述进给丝杠(28)、所述进给丝杠螺母(30)、轴承保持件(48)、轴承机构(44)和用于支承所述旋转驱动源(14)的壳体(42)的单独单元；所述进给丝杠(28)可在所述旋转驱动源(14)的驱动作用下沿预定方向旋转，所述进给丝杠螺母(30)有螺纹通孔，用于安装所述进给丝杠(28)，
其中：所述进给螺丝杆机构(16)组装成的所述单独单元还包括端板(50)，
所述引导机构(20)包括：板(68)和盖体(70)，该板(68)和盖体(70)与所述滑动器(18)相连；以及返回引导件(72)，该返回引导件(72)安装在所述滑动器(18)的侧表面上，布置于所述滑动器(18)的轴向一侧的所述板(68)、所述盖体(70)和所述返回引导件(72)是由与置于所述滑动器(18)的轴向另一侧的所述板(68)、所述盖体(70)和所述返回引导件(72)的结构相同的部件组成。
2.根据权利要求1所述的致动器，其中：所述进给丝杠螺母是滚珠丝杠螺母(30)，该滚珠丝杠螺母(30)有：一柱形部分(32)，该柱形部分(32)有螺纹通孔；以及一对凸缘部分(36a、36b)，该对凸缘部分(36a、36b)成一体地形成于所述柱形部分(32)的一端，并固定在所述滑动器(18)的侧表面部分上。
3.根据权利要求1所述的致动器，其中：所述开口(78)沿所述轴向延伸，并确定了所述滑动器(18)的U形内表面。
4.根据权利要求3所述的致动器，其中：所述滑动器(18)有孔(80)，该孔(80)从所述开口(78)穿透到所述机架(12)。
5.根据权利要求4所述的致动器，其中：所述孔(80)有矩形横截面。
6.根据权利要求1所述的致动器，其中：传感器(84)通过安装件(82)安装在所述机架(12)外侧的一个侧表面上，所述传感器(84)检测可与所述滑动器(18)一起运动的物体(86)。
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