直线驱动装置的制作方法

1.本发明的实施方式涉及一种直线驱动装置。


背景技术：

2.已知一种直线驱动装置，其一般通过电动机产生的旋转力，使轴进行直线运动。例如，公开了一种直线驱动装置，其使用美式绕线停止机构(
アメリカン
·
ワインディング
·
ストップ
機構)限制可动轴的直线移动行程(参照专利文献1)。
3.但是，在直线驱动装置中，在设置限制轴的直线动作的结构的情况下，直线驱动装置整体容易大型化。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本专利第4136333号公报


技术实现要素：

7.本发明的实施方式的目的在于，提供一种直线驱动装置，其设置限制轴的直线动作的结构，抑制大型化。
8.本发明的实施方式提供一种直线驱动装置，其具备：电动机；轴，其通过所述电动机的转子的旋转力旋转，贯通所述转子的旋转中心部分，相对于所述转子沿推力方向动作；轴承，其抑制所述轴的径向方向的变动；轴用齿轮，其设置于所述轴承上，通过所述轴的旋转而旋转；第一齿轮，其与所述轴用齿轮啮合；第一底座，其位于所述第一齿轮之下，与所述第一齿轮一同旋转；第二齿轮，其与所述第一齿轮啮合，且齿的数量与所述第一齿轮不同；第二底座，其位于所述第二齿轮之下，与所述第二齿轮一同旋转；第一旋转阻止部，其设置于所述第一底座的侧面；以及第二旋转阻止部，其设置于所述第二底座的侧面，通过与第一旋转阻止部碰撞，停止所述第一底座和所述第二底座的旋转，来限制所述轴越过规定范围的最上点或最下点的动作。
附图说明
9.图1是沿垂直方向切断本发明的实施方式的直线驱动装置的结构的剖视图。
10.图2是表示本实施方式的轴的结构的立体图。
11.图3是表示从本实施方式的直线驱动装置中去除了壳体的侧面及罩的结构的立体图。
12.图4是表示本实施方式的第一底座部及第一限制用齿轮的结构的立体图。
13.图5是表示本实施方式的第二底座部及第二限制用齿轮的结构的立体图。
14.图6是表示本实施方式的轴动作限制部中的壳体的底面、轴承部、第一底座部及第二底座部的结构的立体图。
15.图7是表示本实施方式的第一旋转阻止部和第二旋转阻止部相碰撞时的三个齿轮
的状态的立体图。
具体实施方式
16.(实施方式)
17.图1是沿垂直方向切断本发明的实施方式的直线驱动装置10的结构的剖视图。图2是表示本实施方式的轴1的结构的立体图。在附图中，对相同部分标注相同符号，适当地省略说明。
18.直线驱动装置10具备轴1、转子2、线圈3、轭4、安装板5、螺母6、轴承7及轴动作限制部20。此外，如图3所示，直线驱动装置10也可以具备将用于供给电源或收发电信号等的配线进行电连接的连接器部9。在此，以轴动作限制部20侧为上，以螺母6侧为下进行说明。
19.轴1通过沿推力方向动作，利用设置于下侧的前端的滚珠11按压直线驱动装置10的操作对象物。轴1为上侧部分1a及下侧部分1b结合成一体的形状。轴1为沿垂直方向贯穿直线驱动装置10整体而伸出的长度的棒形状。上侧部分1a的截面为将圆形的两端分别进行d形切断后的小判(椭圆形金币)形状。下侧部分1b的截面为圆形。在下侧部分1b的前端设置滚珠11。在下侧部分1b的前端部分的侧面形成外螺纹12。也可以在下侧部分1b的侧面整体形成外螺纹12。
20.转子2、线圈3及轭4构成电动机。在轭4的内部以与转子2的外周面对置的方式配置有多个线圈3。通过对线圈3通电，转子2旋转，对轴1施加旋转力。例如，电动机为爪极式pm(permanent magnet，永磁)电动机。
21.在转子2的外周面以与线圈3对置的方式设置有磁体。就转子2而言，在圆柱形状的旋转中心部分设置有供轴1贯通的孔。设置于转子2的上侧的孔形成为比轴1的上侧部分1a的截面大一圈的小判形状，以使轴1的上侧部分1a能够沿推力方向移动且将转子2的旋转力传递到轴1。设置于转子2的下侧的孔形成为比轴1的下侧部分1b的截面大一圈的圆形，以使轴1的下侧部分1b能够沿推力方向移动。
22.安装板5为板形状，安装于轭4的下表面。在安装板5的中心部分设置有供轴1贯通的孔及用于安装螺母6的孔。安装板5也可以设置为用于以从外周沿径向延伸的方式将直线驱动装置10安装于其它设备的形状。
23.螺母6经由安装板5安装于轭4的下表面。螺母6为在中心设置有贯通的孔的圆柱形状，下表面的外周为锥形状。在螺母6的孔的下侧部分的内周面形成有内螺纹61，以与轴1的设置于下侧前端部分的外螺纹12啮合。螺母6的孔的上侧部分的直径比下侧部分大，以形成空间。在形成于螺母6的上侧部分的空间中设置有轴承7。
24.轴承7是抑制轴1的径向方向的变动的轴承。此外，轴承7可以为任意结构。
25.轴动作限制部20具备以轴1不会越过预先确定的规定范围并不会沿推力方向动作的方式进行限制的机构。轴动作限制部20设置于与轴1作用的一侧(滚珠11侧)相反的一侧。
26.图3是表示从本实施方式的直线驱动装置10中去除了壳体21的侧面及罩22的结构的立体图。图4是表示本实施方式的第一底座部24及第一限制用齿轮27的结构的立体图。图5是表示本实施方式的第二底座部25及第二限制用齿轮28的结构的立体图。图6是表示本实施方式的轴动作限制部20中的壳体21的底面、轴承部23、第一底座部24及第二底座部25的结构的立体图。
27.轴动作限制部20具备壳体21、罩22、轴承部23、第一底座部24、第二底座部25、轴用齿轮26、第一限制用齿轮27及第二限制用齿轮28。
28.壳体21覆盖轴动作限制部20的侧面及底面。壳体21安装于轭4的上表面。壳体21为圆筒形状，以轴1沿推力方向动作的方式贯通的孔被设置于中心部分的底面堵塞。在壳体21的上面的外周部分设置有用于嵌入罩22的槽等形状。
29.罩22以堵塞壳体21的上面的方式安装。罩22为圆板形状，以轴1沿推力方向动作的方式贯通的孔设置于其中心部分。罩22可以与壳体21形成为一体，也可以为以堵塞壳体21的底面的方式安装的结构。
30.轴承部23固定设置于壳体21的圆板形状的底面的中心。轴承部23为在如圆板那样的薄圆柱形状中，第一底座部24侧的侧面被垂直切断(d形切断)，且轴1插入的圆形孔231设置于其中心部分的形状。通过d形切断后的侧面，设置于第一底座部24的第一旋转阻止部241能够不被轴承部23卡住而旋转。轴承部23具有抑制轴1沿径向方向变动的轴承的功能。轴1相对于轴承部23沿推力方向移动。
31.第一底座部24以与轴承部23相邻的方式可旋转地安装于壳体21的底面。第一底座部24为在如圆板那样的薄圆柱形状的侧面以伸出的方式设置有第一旋转阻止部241的形状。
32.第二底座部25以与第一底座部24相邻的方式可旋转地安装于壳体21的底面。第二底座部25为在如圆板那样的薄圆柱形状的侧面以伸出的方式设置有第二旋转阻止部251的形状。第二旋转阻止部251形成为如果在旋转中与第一旋转阻止部241碰撞，则不会进一步旋转这样的形状。
33.轴用齿轮26可旋转地设置于轴承部23上。轴用齿轮26为在比轴承部23的外周大一圈的圆板的外周设置有齿以与第一限制用齿轮27的齿啮合的形状。就轴用齿轮26而言，轴1插入的小判形状的孔261设置于其中心部分。轴用齿轮26利用通过轴1的旋转经由小判形状的孔261传递的旋转力旋转。轴1相对于轴用齿轮26沿推力方向移动。
34.第一限制用齿轮27一体形成地设置于第一底座部24上。第一限制用齿轮27为在比第一底座部24的外周大一圈的圆板的外周设置有齿以与轴用齿轮26及第二限制用齿轮28各自的齿啮合的形状。第一限制用齿轮27通过轴用齿轮26的旋转而与一体形成的第一底座部24一同旋转。
35.第二限制用齿轮28一体形成地设置于第二底座部25上。第二限制用齿轮28为在比第二底座部25的圆形状的外周大一圈的圆板的外周设置有齿以与第一限制用齿轮27的齿啮合的形状。在第二限制用齿轮28上设置有与第一限制用齿轮27的齿的数量不同的数量的齿。第二限制用齿轮28通过第一限制用齿轮27的旋转而与一体形成的第二底座部25一同旋转。
36.接下来，对轴动作限制部20的旋转阻止机构的结构及功能进行说明。
37.旋转阻止机构主要由第一旋转阻止部241和第二旋转阻止部251的组合构成。
38.第一旋转阻止部241为如下板形状：将第一限制用齿轮27的彼此相邻的特定的两个齿原样延长至第一底座部24的底面，在第一底座部24的位于侧面的部分对延长后的两个齿的槽进行填充并使其成为平面。即，就与第一限制用齿轮27的特定的两个齿之间的槽(特定的槽)之下对应的第一底座部24的侧面而言，其高度与第一限制用齿轮27的齿相同，且以
填充两个齿之间的槽的方式呈长方形状伸出。
39.第二旋转阻止部251为从第二底座部25的侧面伸出，且将第二限制用齿轮28的特定的一个齿原样延长至第二底座部25的底面所得到的棒形状。
40.第一底座部24和第二底座部25各自旋转，在第二限制用齿轮28的特定的齿与第一限制用齿轮27的除特定的槽外的槽啮合的情况下，第一底座部24和第二底座部25继续原样旋转。另外，第一限制用齿轮27的特定的槽和第二限制用齿轮28的除特定的齿外的齿也照常啮合，第一底座部24和第二底座部25继续旋转。
41.因为第一限制用齿轮27和第二限制用齿轮28各自的齿的数量不同，所以如果第一限制用齿轮27和第二限制用齿轮28分别进行规定数量的旋转，则第一旋转阻止部241和第二旋转阻止部251在第二限制用齿轮28的特定的齿与第一限制用齿轮27的特定的槽啮合的位置接近。
42.在此，第一旋转阻止部241在第一限制用齿轮27的与特定的槽对应的第一底座部24的侧面伸出。另一方面，与齿相同形状的第二旋转阻止部251在第二限制用齿轮28的与特定的齿对应的第二底座部25的侧面伸出。
43.由此，如图7所示，因为第一旋转阻止部241和第二旋转阻止部251相碰撞，所以在第一限制用齿轮27的特定的槽和第二限制用齿轮28的特定的齿刚刚啮合之前，停止第一限制用齿轮27和第二限制用齿轮28的旋转。
44.通过停止第一限制用齿轮27和第二限制用齿轮28的旋转，停止与第一限制用齿轮27啮合的轴用齿轮26的旋转，也停止插入到轴用齿轮26中的轴1的旋转。由此，也停止轴1的推力方向(轴方向)的动作。
45.因此，轴动作限制部20构成为在轴1的推力方向的预先确定的规定范围内，在使轴1从下移动到最上(轴动作限制部20侧)位置的状态和使轴1从上移动至最下(螺母6侧)位置的状态下，第一旋转阻止部241和第二旋转阻止部251相碰撞，第一限制用齿轮27和第二限制用齿轮28的旋转停止。
46.计算并调整各齿轮26～28的直径的大小、各齿轮26～28的齿的数量、第一底座部24的侧面上的第一旋转阻止部241及第二底座部25的侧面上的第二旋转阻止部251的位置等，以进行上述动作。
47.此外，轴动作限制部20也可以设置两组第一旋转阻止部241和第二旋转阻止部251，在使轴1移动到最上位置的状态和使轴1移动到最下位置的状态中的各自状态下，通过不同组合的旋转阻止部241、251使第一限制用齿轮27和第二限制用齿轮28的旋转停止。
48.在仅限制轴1的动作的最上点或最下点中的任一方即可的情况下，可以构成为第一旋转阻止部241和第二旋转阻止部251仅在一种状态下相碰撞。
49.两个旋转阻止部241、251各自的形状也可以彼此相反。另外，如果两个旋转阻止部241、251相碰撞，且两个限制用齿轮27、28的旋转停止，则两个旋转阻止部241、251可以为任意形状，也可以为相同形状。
50.根据本实施方式，通过设置与轴1的旋转连动旋转的两个限制用齿轮27、28，并在两个限制用齿轮27、28各自的底座部24、25的侧面设置旋转阻止部241、251，能够将轴1的推力方向的直线动作限制在规定范围内。
51.在此，轴动作限制部20的轴承部23作为轴1的轴承，是直线驱动装置10中必不可少
的构成要素。另外，为了使轴用齿轮26在水平方向(与轴1垂直的平面方向)上与第一限制用齿轮27啮合，需要使第一限制用齿轮27的第一底座部24的高度与轴承部23的高度为同等程度。因此，通过将两个旋转阻止部241、251分别设置于底座部24、25的侧面，能够防止轴动作限制部20因设置两个旋转阻止部241、251而在旋转轴方向上大型化。由此，就直线驱动装置10而言，即使设置轴动作限制部20，也能抑制旋转轴方向的大型化。
52.通过将两个旋转阻止部241、251的形状设为使对应的限制用齿轮27、28的齿向下延长的形状和填充对应的限制用齿轮27、28的彼此相邻的两个齿之间的槽并使其向下延长的形状，能够容易地形成旋转阻止部241、251的形状。
53.此外，本发明不限于上述的实施方式，可以对构成要素进行删除、添加或变更等。即使这种实施方式与上述的实施方式直接不同，与本发明同样的主旨的实施方式也为作为本发明的实施方式进行了说明的实施方式，省略其说明。