JP5268309B2 - Rod linear actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リニアモータとスプライン機構を組み合わせることによって、従来にないロッドタイプのリニアアクチュエータを実現する技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for realizing an unprecedented rod-type linear actuator by combining a linear motor and a spline mechanism.
例えば、射出成形機の射出装置や建設機械のリンク機構など、機械装置の伸縮動作を実現するアクチュエータとしては、一般的に、油圧シリンダが用いられている。油圧シリンダは、圧油供給源である可変ポンプの容量を変化させることで圧油の圧力と流量を変化させ、出力を最大にしながら広い速度範囲と推力範囲が実現される装置である。 For example, a hydraulic cylinder is generally used as an actuator for realizing an expansion / contraction operation of a mechanical device such as an injection device of an injection molding machine or a link mechanism of a construction machine. The hydraulic cylinder is a device that realizes a wide speed range and thrust range while maximizing output by changing the pressure and flow rate of the pressure oil by changing the capacity of a variable pump that is a pressure oil supply source.
このように駆動される油圧シリンダは、伸縮作動を行う油圧シリンダ本体と、この油圧シリンダ本体に圧油の供給を行う油圧発生装置とから構成されている。油圧シリンダ本体は、油圧ポンプや切換弁等からなる油圧発生装置から圧油の供給を受けることによって、伸縮作動を行えるように構成されている。そしてこれまで、油圧シリンダを構成する油圧シリンダ本体と油圧発生装置とは、油圧シリンダ本体と油圧発生装置とが離間して配置され、油圧配管を通じて両者間で圧油の給排を行うものや、下記特許文献1に示すように油圧シリンダ本体と油圧発生装置とを一体に構成したものが提供されている。 The hydraulic cylinder driven in this way is composed of a hydraulic cylinder body that performs an expansion and contraction operation, and a hydraulic pressure generator that supplies pressure oil to the hydraulic cylinder body. The hydraulic cylinder body is configured to be able to extend and contract by receiving pressure oil supplied from a hydraulic pressure generator including a hydraulic pump and a switching valve. And until now, the hydraulic cylinder main body and the hydraulic pressure generator constituting the hydraulic cylinder are arranged such that the hydraulic cylinder main body and the hydraulic pressure generator are spaced apart from each other, and supply and discharge of pressure oil between the two through the hydraulic piping, As shown in the following Patent Document 1, a configuration in which a hydraulic cylinder main body and a hydraulic pressure generator are integrated is provided.
しかしながら、油圧シリンダは、油圧シリンダ本体とは別に比較的大きな油圧発生装置を必要とするため、導入の際の製造コストや維持・管理コストが高くなってしまうという課題を有していた。また、油圧シリンダは、大出力であり、且つ、広い速度範囲と推力範囲を実現できる一方、ストローク内での細かい停止位置制御を苦手とするため、高い制御性を要求されるような機械装置には用いることができなかった。さらには、廃油発生などの環境問題をも抱えていた。そこで、このような問題を抱える油圧シリンダから、制御が容易でクリーンな電動の駆動装置の実現が望まれていた。 However, since the hydraulic cylinder requires a relatively large hydraulic pressure generator separately from the hydraulic cylinder main body, there is a problem that the manufacturing cost and the maintenance / management cost at the time of introduction become high. In addition, the hydraulic cylinder has a high output and can achieve a wide speed range and thrust range, but is not good at fine stop position control within the stroke. Could not be used. Furthermore, they also had environmental problems such as the generation of waste oil. Therefore, it has been desired to realize an electric drive device that is easy to control and clean from a hydraulic cylinder having such problems.
ところで、出願人は、様々な動力伝達機構としてのアクチュエータを製造・販売しているが、そのような経験の蓄積から、発明者は、リニアモータと運動案内機構を組み合わせた構造のアクチュエータを開発することによって、従来技術では実現できなかった様々な好適な作用効果を有するアクチュエータを生み出すことができるのではないかという着想を得るに至った。特に、リニアモータ内にコンパクトな形でスプライン装置を納めることができれば、そのような装置は産業界において非常に高い利用性を備えたものとなる。 By the way, the applicant manufactures and sells actuators as various power transmission mechanisms, and from the accumulation of such experience, the inventor develops an actuator having a structure combining a linear motor and a motion guide mechanism. As a result, the inventors have come up with an idea that actuators having various suitable effects that could not be realized by the prior art could be produced. In particular, if a spline device can be accommodated in a linear motor in a compact form, such a device will have very high utility in the industry.
しかしながら、界磁束発生源となるコイルと磁界発生源である永久磁石を有するリニアモータに、従来の型式のスプラインナットとスプライン軸を納めることは、非常に困難を伴うものであった。特に、ボールなどの複数の転動体から繰り返し転がり負荷を受けるスプライン機構と、電気的な装置であるリニアモータを組み合わせることは技術的に困難を伴うものであり、単にリニアモータとスプライン装置を合体させただけでは、実用に耐え得るアクチュエータは得られない。 However, it has been extremely difficult to fit a conventional type of spline nut and spline shaft into a linear motor having a coil as a field magnetic flux generation source and a permanent magnet as a magnetic field generation source. In particular, it is technically difficult to combine a spline mechanism that repeatedly receives a rolling load from a plurality of rolling elements, such as balls, and a linear motor, which is an electrical device, and the linear motor and the spline device are simply combined. Just by using it, an actuator that can withstand practical use cannot be obtained.
本発明は、上述した課題の存在に鑑みて成されたものであって、その目的は、高い制御性というリニアモータの利点を有しつつ、駆動力の伝達効率を高めることができるとともに高い剛性を有するスプライン機構の利点をも併せ持ち、しかもコンパクトな形状を備えるという従来にないロッドタイプのリニアアクチュエータを提供することにある。 The present invention has been made in view of the existence of the above-mentioned problems, and its object is to increase the transmission efficiency of the driving force while having the advantage of the linear motor of high controllability and high rigidity. It is another object of the present invention to provide an unprecedented rod-type linear actuator that has the advantages of a spline mechanism having the above and has a compact shape.
本発明に係るロッドリニアアクチュエータは、複数の永久磁石を備えることによって界磁束発生源となるシリンダロッドと、コイルを備えることによって磁界発生源となるシリンダケースと、を備え、前記複数の永久磁石が前記シリンダロッドの軸方向に積み重ねられてそれぞれが固定されることにより、前記シリンダケースに設置される前記シリンダロッドが軸方向に往復直線運動自在とされるロッドリニアアクチュエータにおいて、前記シリンダケースの内周面には、軸方向に延びる複数条の転動体転走面が形成されており、前記シリンダロッドには、複数の転動体を転動自在に収納するスプラインナットが固定設置されており、前記スプラインナットに収納される前記複数の転動体が、前記シリンダケースの内周面に形成された前記転動体転走面に沿って転走することにより、前記シリンダロッドの往復直線運動が案内され、前記コイルと前記転動体転走面は、前記シリンダケースの軸方向において重畳しないように設置及び形成されており、前記シリンダロッドは、前記スプラインナットと、前記スプラインナットの一方に接続されるとともに前記コイルに対向配置される界磁束発生部と、前記スプラインナットの他方に接続される作用部と、から構成されることを特徴とする。 A rod linear actuator according to the present invention includes a cylinder rod that serves as a field magnetic flux generation source by including a plurality of permanent magnets, and a cylinder case that serves as a magnetic field generation source by including a coil. In the rod linear actuator in which the cylinder rods installed in the cylinder case are reciprocally linearly movable in the axial direction by being stacked in the axial direction of the cylinder rods and fixed to each other, the inner circumference of the cylinder case A plurality of rolling element rolling surfaces extending in the axial direction are formed on the surface, and a spline nut that holds the plurality of rolling elements in a freely rolling manner is fixedly installed on the cylinder rod. The rolling elements housed in the nut are formed on the inner peripheral surface of the cylinder case. By run rolling along the body rolling run surface, the reciprocating linear motion of the cylinder rod is guided, the said coil rolling member rolling surface is placed and is formed so as not to overlap in the axial direction of the cylinder casing The cylinder rod includes: a spline nut; a field magnetic flux generating portion connected to one of the spline nuts and disposed opposite to the coil; and an action portion connected to the other of the spline nuts. configured characterized Rukoto.
また、本発明に係るロッドリニアアクチュエータにおいて、前記界磁束発生部は、内部に前記複数の永久磁石を収納可能な非磁性材料によって構成され、前記作用部は、金属材料によって構成されていることとすることができる。 Further, in the rod linear actuator according to the present invention, the field magnetic flux generation part is made of a nonmagnetic material capable of accommodating the plurality of permanent magnets therein, and the action part is made of a metal material. can do.
さらに、本発明に係るロッドリニアアクチュエータは、前記シリンダケースの軸方向端部であって前記シリンダロッドと摺接する箇所に、樹脂軸受又はメタル軸受を設置することができる。 Furthermore, the rod linear actuator which concerns on this invention can install a resin bearing or a metal bearing in the location which is the axial direction edge part of the said cylinder case, and is slidably contacted with the said cylinder rod.
また、本発明に係るロッドリニアアクチュエータにおいて、前記シリンダケースの少なくとも前記コイルが設置される位置の外周面には、放熱用のフィンを複数形成することが好適である。 In the rod linear actuator according to the present invention, it is preferable that a plurality of fins for heat dissipation are formed on an outer peripheral surface of at least a position where the coil is installed in the cylinder case.
さらに、本発明に係るロッドリニアアクチュエータにおいて、前記シリンダケースにおける前記コイルと前記転動体転走面との間には、断熱材を設置することができる。 Furthermore, the rod linear actuator which concerns on this invention WHEREIN: A heat insulating material can be installed between the said coil and the said rolling element rolling surface in the said cylinder case.
またさらに、本発明に係るロッドリニアアクチュエータにおいて、前記シリンダロッドに固定設置される前記スプラインナットの少なくとも前記コイル設置側の側面には、断熱材を設置することができる。 Furthermore, in the rod linear actuator according to the present invention, a heat insulating material can be installed on at least a side surface on the coil installation side of the spline nut fixedly installed on the cylinder rod.
なお上記発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。 The summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention, and sub-combinations of these feature groups can also be the invention.
本発明によれば、高い制御性というリニアモータの利点を有しつつ、駆動力の伝達効率を高めることができるとともに高い剛性を有するスプライン機構の利点をも併せ持ち、しかもコンパクトな形状を備えるという従来にないロッドタイプのリニアアクチュエータを得ることができる。 According to the present invention, while having the advantage of a linear motor with high controllability, it is possible to increase the transmission efficiency of the driving force and also have the advantage of a spline mechanism with high rigidity, and also have a compact shape. It is possible to obtain a rod type linear actuator that is not present.
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments do not limit the invention according to each claim, and all combinations of features described in the embodiments are not necessarily essential to the solution means of the invention. .
図1は、本実施形態に係るロッドリニアアクチュエータの全体構成を説明するための縦断面正面図である。また、図2は、本実施形態に係るロッドリニアアクチュエータが備えるリニアモータ部αの構成を説明するための縦断面側面図であり、特に、図1におけるA−A断面を示している。さらに、図3は、本実施形態に係るロッドリニアアクチュエータが備えるスプライン機構部βの構成を説明するための縦断面側面図であり、特に、図1におけるB−B断面を示している。 FIG. 1 is a longitudinal sectional front view for explaining the overall configuration of the rod linear actuator according to the present embodiment. FIG. 2 is a vertical cross-sectional side view for explaining the configuration of the linear motor portion α included in the rod linear actuator according to the present embodiment, and particularly shows a cross section taken along line AA in FIG. Furthermore, FIG. 3 is a longitudinal sectional side view for explaining the configuration of the spline mechanism portion β included in the rod linear actuator according to the present embodiment, and particularly shows a BB section in FIG. 1.
本実施形態に係るロッドリニアアクチュエータは、大きく分けると、シリンダロッド10とシリンダケース30という2つの部材から構成されている。
The rod linear actuator according to the present embodiment is roughly composed of two members, a
シリンダロッド10は、スプラインナット12と、このスプラインナット12の両端面に連設される界磁束発生部13a及び作用部13bという2つの軸形状をした部材とによって構成されている。これら界磁束発生部13a、スプラインナット12及び作用部13bの連結は、ボルト等の締結手段によって実現されている。
The
シリンダロッド10の構成部材である界磁束発生部13aは、複数の永久磁石11をその内部に備えることによって界磁束発生源となる部材であり、リニアモータ部αにおける可動子としての機能を発揮する。
The field magnetic
本実施形態に係る複数の永久磁石11は、それぞれが円柱形状をした部材であり、この円柱形状を軸方向で挿入することができるように界磁束発生部13aに形成された空洞に対して積み重ねることによって装着がなされている。そして、複数の永久磁石11は、それぞれが接着剤により確実に接着固定されている。なお、本実施形態においては、複数の永久磁石11は、隣り合う永久磁石の外側表面に現れる極性が異なるように設置されている。
Each of the plurality of
複数の永久磁石11を収納する界磁束発生部13aは、樹脂やアルミ、ステンレス鋼、セラミックス、高硬度非磁性快削鋼などの非磁性材料によって形成することが可能であり、外部負荷からの保護が成されている。また、界磁束発生部13aは、上述したように樹脂やアルミ、セラミックス等の軽量の材料によって構成することができるので、内部に組み込まれる複数の永久磁石11の径を最大限に大きくすることができる。つまり、従来のリニアモータと比較すると、本実施形態に係るロッドリニアアクチュエータは、界磁束発生部13aの軽量化と永久磁石11の最大化を同時に実現することができるので、所望の出力を得ようとする場合に従来技術と比べて装置形状をコンパクトにできるという利点を有している。また、この利点は従来のリニアモータと装置の大きさを同じにしなければならない場合にも有利に働き、従来のリニアモータに比べて永久磁石11の径を大きくすることができるので、装置の大きさが同じであっても本実施形態に係るロッドリニアアクチュエータの方が従来技術に比べて高出力のリニアモータを実現することが可能となっている。
The field magnetic
一方、スプラインナット12を挟んで界磁束発生部13aの反対側に接続される作用部13bは、外部に作用して仕事を行うための部材であり、こちらは剛性の高い金属材料によって構成されている。つまり、従来のロッドリニアアクチュエータは、シリンダロッドが単一の部材として構成されていたので機能に応じて構成を選択することができなかった。しかしながら、本実施形態に係るシリンダロッド10では、ロッド部分を界磁束発生部13aと作用部13bという別部材で構成したので、界磁束発生部13aについてはリニアモータとしての機能を最大限に引き出す軽量化・高出力化を実現する構成を採用することができ、作用部13bについてはアクチュエータとしての機能を最大限に引き出す高剛性化を実現する構成を採用することが可能となっている。
On the other hand, the action part 13b connected to the opposite side of the field magnetic
次に、このような界磁束発生部13aと作用部13bとに挟まれて設置されるスプラインナット12の具体的な構成について、図1及び図3を用いて説明する。ここで、図3は、本実施形態に係るロッドリニアアクチュエータが備えるスプライン機構部を説明するための縦断面側面図であり、特に、図1におけるB−B断面を示している。
Next, a specific configuration of the
図1及び図3に示されるスプラインナット12は、その内部に複数条の転動体転走路25を有している。これら複数条の転動体転走路25は、スプラインナット12内部に形成されて負荷を受けない無負荷転動体転走路26と、無負荷転動体転走路26の両端に形成される一対の戻し路(不図示)と、一対の戻し路をつなぐとともに複数のボール21がスプラインナット12の外周面からその一部を覗かせた状態で転走できるように構成される負荷転動体転走面27とから構成されている。したがって、複数のボール21は、無負荷転動体転走路26、一対の戻し路(不図示)及び負荷転動体転走面27によって構成される転動体転走路25内を無限に循環できるようになっている。そして、負荷転動体転走面27上を転走するボール21は、後述するシリンダケース30の内周面側に形成される転動体転走面32上を転走することにもなる。つまり、スプラインナット12は、シリンダケース30に形成された転動体転走面32の形成方向に沿って案内されることになるので、シリンダロッド10の軸方向のスムーズな往復直線運動が実現されることになる。
The
以上のように、シリンダロッド10は、軸方向の往復直線運動を案内するために機能するスプラインナット12と、このスプラインナット12に連設される界磁束発生部13a及び作用部13bとによって構成されている。そして、スプラインナット12の一端側(図1における紙面右側)に複数の永久磁石11を収納する非磁性材料から成る界磁束発生部13aが接続され、他端側(図1における紙面左側)に外部に作用して仕事を行うための剛性の高い作用部13bが接続されている。
As described above, the
一方、シリンダケース30は、全体が中空円筒形状をした部材であり、シリンダロッド10を構成する界磁束発生部13aの設置位置とちょうど対向する内周面の位置にコイル31を備えている。このコイル31は、シリンダロッド10側に設置される複数の永久磁石11と協働してリニアモータ部αを構成する部材であり、図示しない電力供給ケーブルから電力の供給を受けて、磁界発生源としての機能を発揮する。
On the other hand, the
コイル31は、銅線を巻き回すことによって構成される部材であり、コイル31への電流を制御することによってコイル31にN極とS極を発生させることができるようになっている。シリンダロッド10には、上述したように、隣り合う永久磁石11の外側表面に現れる極性が異なるように複数の永久磁石11が設置されているので、シリンダロッド10とコイル31との間でN極とS極の引っぱりあう力、N極同士とS極同士の反発しあう力が起こり、シリンダロッド10の往復直線運動が実現することになる。
The
また、シリンダケース30の内周面には、シリンダロッド10が有するスプラインナット12の設置位置とちょうど対向する位置に、軸方向に延びる複数条の転動体転走面32が形成されている。これら複数条の転動体転走面32は、シリンダロッド10側に設置されるスプラインナット12と協働してスプライン機構部βを構成する。そして、上述したように、複数条の転動体転走面32上をスプラインナット12が有する複数の転動体としてのボール21が転走することにより、シリンダケース30内を導通して設置されるシリンダロッド10の軸方向の往復直線運動がスムーズに案内されることになる。
Further, a plurality of rolling
さらに、シリンダケース30は、軸方向の両端部であってシリンダロッド10(界磁束発生部13a及び作用部13b)と摺接する箇所に、シリンダロッド10を支承するための軸受33を有している。この軸受33には、樹脂軸受又はメタル軸受を採用することができ、かかる軸受33の採用によって、シリンダロッド10のスムーズな往復直線運動が実現される。
Furthermore, the
ところで、本実施形態に係るロッドリニアアクチュエータでは、駆動力を発生させるリニアモータ部αが発熱源となるため、効果的に放熱を行う機構の採用を行うことによって高効率・高性能のロッドリニアアクチュエータが実現できる。すなわち、磁束はコイル31周辺から永久磁石11にわたって発生するが、シリンダケース30内には、この磁束に応じた損失熱が発生すると同時にコイル31自身の電流損としての発熱も加わる。そして、ロッドリニアアクチュエータにおけるリニアモータ部αでの発熱対策は、リニアモータの小型化・高性能化を実現する上で不可欠である。
By the way, in the rod linear actuator according to the present embodiment, the linear motor portion α that generates the driving force serves as a heat generation source. Therefore, by adopting a mechanism that effectively radiates heat, a highly efficient and high performance rod linear actuator is provided. Can be realized. That is, the magnetic flux is generated from the periphery of the
そこで、本実施形態に係るシリンダケース30では、コイル31が設置される位置の外周面に放熱用のフィン34を複数設けることとした。発熱源となるコイル31周辺の磁束発生領域近傍、すなわちシリンダケース30の外周面に複数のフィン34を設けることによって、外気との接触面積が拡大するので、効果的な放熱が実現されることになる。
Therefore, in the
なお、本実施形態に係るロッドリニアアクチュエータでは、リニアモータ部αで発生する熱がスプライン機構部β側に伝わることによる不具合の発生を未然に防止するため、リニアモータ部αとスプライン機構部βとの間に断熱材を設置することとした。 In the rod linear actuator according to the present embodiment, the linear motor unit α and the spline mechanism unit β are used to prevent the occurrence of problems due to the heat generated in the linear motor unit α being transmitted to the spline mechanism unit β. It was decided to install a heat insulating material in between.
具体的な構成を説明すると、本実施形態に係るロッドリニアアクチュエータのシリンダケース30側では、コイル31と転動体転走面32をシリンダケース30の軸方向において重畳しないように設置及び形成することとし、さらに、シリンダケース30におけるコイル31と転動体転走面32との設置部材を分割した上で、その間に断熱材35を設置するように構成した。このように、シリンダケース30の構成部材をリニアモータ部α側とスプライン機構部β側とで完全に分割し、その間に断熱材35を設置することによって、スプライン機構部β側への確実な熱の遮断が可能となる。
Explaining a specific configuration, on the
一方、シリンダロッド10側では、シリンダロッド10を構成するスプラインナット12の少なくともコイル31設置側の側面に、断熱材15を設置することにより、コイル31から空気中を伝わってくる熱や永久磁石11から伝わる熱を効果的に遮断することができる。このような構成の採用によって、本実施形態に係るロッドリニアアクチュエータでは、2箇所設置される断熱材15,35の効果によってスプライン機構部β側への確実な熱の遮断が行われるので、熱影響によるスプライン機構部βの不具合発生が防止され、スムーズな動作の実現と装置の高効率化、装置寿命の増大効果が発揮される。
On the other hand, on the
上述したように、本実施形態に係るロッドリニアアクチュエータは、シリンダケース30の内周面に複数条の転動体転走面32を形成したので、スプラインナット12を駆動部材であるシリンダロッド10側に設置することが可能となった。これにより、シリンダロッド10は、リニアモータの軽量化・高性能化を実現するための非磁性材料から成る界磁束発生部13aと、外部に対して高剛性の仕事を行うことが可能な剛性の高い金属材料から成る作用部13bとを備えることが可能となった。さらに、複数のフィン34の設置によってリニアモータ部α周辺の効果的な放熱が可能となったので、本実施形態に係るロッドリニアアクチュエータは、従来技術では実現できなかった高性能のロッドリニアアクチュエータを実現している。
As described above, since the rod linear actuator according to the present embodiment has a plurality of rolling
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Various modifications or improvements can be added to the embodiment.
例えば、上述した本実施形態に係るロッドリニアアクチュエータでは、隣り合う永久磁石11の外側表面に現れる極性が異なるように複数の永久磁石11を設置した上で、コイル31への電流を制御することによってコイル31にN極とS極を発生させ、シリンダロッド10とコイル31との間でN極とS極の引っぱりあう力、N極同士とS極同士の反発しあう力を起こすことによって、シリンダロッド10の往復直線運動を実現した場合を説明した。
For example, in the rod linear actuator according to the present embodiment described above, by installing a plurality of
しかしながら、本発明に係るロッドリニアアクチュエータの作動原理は、上述したものに限られるものではなく、例えば、図4によって示される作動原理によっても駆動することが可能である。ここで、図4は、本発明に係るロッドリニアアクチュエータに適用可能な別の作動原理を説明するための模式図である。 However, the operating principle of the rod linear actuator according to the present invention is not limited to that described above, and can be driven by the operating principle shown in FIG. Here, FIG. 4 is a schematic diagram for explaining another operating principle applicable to the rod linear actuator according to the present invention.
図4で示す別の作動原理では、シリンダロッド10に設置される複数の永久磁石11は、それぞれ互いに同極が向き合うように、すなわちN極とN極が、S極とS極とが対向するように積層されている。一方、コイル31は、3つでU・V・W相を形成する一組の三相コイルが最小の設置単位となり、この三相コイルを複数組み合わせることによってコイルユニットが形成されている。そして、U・V・W相の三相に分けた複数のコイル31に120°ずつ位相が異なる三相電流を流すことによって、シリンダロッド10が軸線方向に移動するための移動磁界をコイル31に発生させる。このようにして発生した移動磁界により推力を得ることによって、シリンダロッド10は移動磁界の速さに同期した直線運動が可能となる。
In another operation principle shown in FIG. 4, the plurality of
また、上述した本実施形態では、スプラインナット12が有する複数の転動体をボール21として構成した場合を例示して説明したが、ボール21に代えてローラを用いるようにしても良い。
In the above-described embodiment, the case where the plurality of rolling elements included in the
さらに、本実施形態では、複数の永久磁石11を接着剤によって固定する場合を例示して説明したが、永久磁石11の周囲を取り囲むように設置される非磁性材料から成る界磁束発生部13aにカシメ加工などを行うことによって、複数の永久磁石11を積み重ねた状態で固定設置するようにしても良い。
Furthermore, in the present embodiment, the case where a plurality of
またさらに、本実施形態では、スプラインナット12の両側に連接される界磁束発生部13aと作用部13bをほぼ同じ太さの径で構成した場合を例示して説明したが、界磁束発生部13aと作用部13bの大きさは異なっていても良い。すなわち、界磁束発生部13aと作用部13bの径の大きさや長さ寸法については任意に変更することが可能であり、界磁束発生部13aについては所望の出力などに応じて、作用部13bについては外部の作用対象物の大きさや形状等に基づいて、任意に決定すれば良い。
Furthermore, in the present embodiment, the case where the field magnetic
さらにまた、図1や図4で示した永久磁石11とコイル31の幅寸法や設置数については、本発明に係るロッドリニアアクチュエータが取り得る一形態を例示したものである。したがって、永久磁石11やコイル31の幅寸法や設置数、あるいはこれらの配置関係等については、ロッドリニアアクチュエータに要求される動作性能や設置環境等に応じて任意に変更が可能である。
Furthermore, the width dimensions and the number of installed
その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 It is apparent from the description of the scope of claims that embodiments with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
10 シリンダロッド、11 永久磁石、12 スプラインナット、13a 界磁束発生部、13b 作用部、15 断熱材、21 ボール、25 転動体転走路、26 無負荷転動体転走路、27 負荷転動体転走面、30 シリンダケース、31 コイル、32 転動体転走面、33 軸受、34 フィン、35 断熱材、α リニアモータ部、β スプライン機構部。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
コイルを備えることによって磁界発生源となるシリンダケースと、
を備え、
前記複数の永久磁石が前記シリンダロッドの軸方向に積み重ねられてそれぞれが固定されることにより、前記シリンダケースに設置される前記シリンダロッドが軸方向に往復直線運動自在とされるロッドリニアアクチュエータにおいて、
前記シリンダケースの内周面には、軸方向に延びる複数条の転動体転走面が形成されており、
前記シリンダロッドには、複数の転動体を転動自在に収納するスプラインナットが固定設置されており、
前記スプラインナットに収納される前記複数の転動体が、前記シリンダケースの内周面に形成された前記転動体転走面に沿って転走することにより、前記シリンダロッドの往復直線運動が案内され、
前記コイルと前記転動体転走面は、前記シリンダケースの軸方向において重畳しないように設置及び形成されており、
前記シリンダロッドは、
前記スプラインナットと、
前記スプラインナットの一方に接続されるとともに前記コイルに対向配置される界磁束発生部と、
前記スプラインナットの他方に接続される作用部と、
から構成されることを特徴とするロッドリニアアクチュエータ。 A cylinder rod that becomes a field flux generation source by providing a plurality of permanent magnets;
A cylinder case that becomes a magnetic field generation source by providing a coil;
With
In the rod linear actuator in which the plurality of permanent magnets are stacked in the axial direction of the cylinder rod and fixed to each other so that the cylinder rod installed in the cylinder case can freely reciprocate linearly in the axial direction.
A plurality of rolling element rolling surfaces extending in the axial direction are formed on the inner peripheral surface of the cylinder case,
The cylinder rod is fixedly installed with a spline nut that accommodates a plurality of rolling elements in a freely rolling manner.
The plurality of rolling elements housed in the spline nut roll along the rolling element rolling surface formed on the inner peripheral surface of the cylinder case, whereby the reciprocating linear motion of the cylinder rod is guided. ,
The coil and the rolling element rolling surface are installed and formed so as not to overlap in the axial direction of the cylinder case,
The cylinder rod is
The spline nut;
A field flux generator connected to one of the spline nuts and disposed opposite to the coil;
An action part connected to the other of the spline nuts;
Rod linear actuator, characterized in Rukoto consists.
前記界磁束発生部は、内部に前記複数の永久磁石を収納可能な非磁性材料によって構成され、
前記作用部は、金属材料によって構成されていることを特徴とするロッドリニアアクチュエータ。 The rod linear actuator according to claim 1 ,
The field magnetic flux generator is made of a nonmagnetic material capable of accommodating the plurality of permanent magnets therein.
The said action part is comprised with the metal material, The rod linear actuator characterized by the above-mentioned.
前記シリンダケースの軸方向端部であって前記シリンダロッドと摺接する箇所に、樹脂軸受又はメタル軸受が設置されていることを特徴とするロッドリニアアクチュエータ。 The rod linear actuator according to claim 1 or 2 ,
A rod linear actuator, characterized in that a resin bearing or a metal bearing is installed at a position which is in an axial end portion of the cylinder case and is in sliding contact with the cylinder rod.
前記シリンダケースの少なくとも前記コイルが設置される位置の外周面には、放熱用のフィンが複数形成されていることを特徴とするロッドリニアアクチュエータ。 In the rod linear actuator according to any one of claims 1 to 3 ,
A rod linear actuator, wherein a plurality of fins for heat dissipation are formed on an outer peripheral surface of at least a position where the coil is installed in the cylinder case.
前記シリンダケースにおける前記コイルと前記転動体転走面との間には、断熱材が設置されていることを特徴とするロッドリニアアクチュエータ。 In the rod linear actuator according to any one of claims 1 to 4 ,
A rod linear actuator, wherein a heat insulating material is installed between the coil and the rolling element rolling surface in the cylinder case.
前記シリンダロッドに固定設置される前記スプラインナットの少なくとも前記コイル設置側の側面には、断熱材が設置されていることを特徴とするロッドリニアアクチュエータ。 In the rod linear actuator according to any one of claims 1 to 5 ,
A rod linear actuator, wherein a heat insulating material is installed on at least a side surface of the spline nut fixedly installed on the cylinder rod on the coil installation side.
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