[发明专利]直线运动执行元件

说明书

技术领域

本发明涉及使用了具有螺旋轴和螺母部件的旋转直动变换机构的直线运动执行元件。

背景技术

基于效率提高得到的耗费电力的削减及环境负荷的降低的观点，推进液压系统的电动化。最近，使用这种电动化的技术，将以往使用了液压缸的推力生成装置替换成电动直线运动执行元件的动向推高。

对于如液压缸那样需要产生大的推力的电动直线运动执行元件，要求承受大的推力，且长寿命。

作为电动直线运动执行元件所需要的旋转直动变换机构，虽然滚珠丝杠已被实用化，但是在将电动直线运动执行元件替换成液压缸来使用的情况下，在螺母部件发生的偏负载使滚珠丝杠的寿命降低，成为大的课题。

该偏负载是由于螺母部件和与驱动对象物连结的被驱动部件因加工和/或安装的误差或可动部的晃动等相对地微小倾斜进而接触部向外周方向偏移而发生的。

并且，若发生偏负载，则作用于螺旋轴和螺母部件的多个接触部上的负载变得不均匀，作用于一部分的接触部上的负载增大。

电动直线运动执行元件所使用的旋转直动变换机构的大多数如滚珠丝杠中的滚珠那样借助于滚动体使螺旋轴和螺母部件接触，但是若在螺母部件上发生偏负载，则在其接触部上发生的赫兹应力增大，提前发生制动，使旋转直动变换机构的寿命降低。

因此，需要防止在螺母部件发生的偏负载，即、要求使作用于螺旋轴和螺母部件的各接触部上的负载均匀化。

对于防止在螺母部件上发生的偏负载，以往考虑了以下的对策。

专利文献1所记载的技术是，由联轴器连结驱动部件与被驱动部件，该联轴器由分别配置成轴相互正交的圆柱状的配合部件和滑动自如地保持该配合部件的圆形孔构成，并由联轴器吸收驱动部件与被驱动部件的微小倾斜。

另外，专利文献2的“滚珠丝杠式移动装置”、专利文献3的“滚珠丝杠”、以及专利文献4的“滚珠丝杠装置及注塑成型机的电动型开闭装置”所记载的技术是在滚珠丝杠式直线运动执行元件的螺母部件与被驱动部件之间安装有具有自动调心功能的部件。

特别地，利用在专利文献2中加工成凸曲面的部件、在专利文献3及专利文献4中加工成球面的部件，吸收螺母部件与被驱动部件的倾斜，防止偏负载。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开平03-228538号公报

专利文献2：特开2003-307264号公报

专利文献3：实开平05-066360号公报

专利文献4：特开2002-327826号公报

发明内容

发明所要解决的课题

这些现有技术能够吸收螺母部件和被驱动部件的微小倾斜并使负载作用于螺旋轴的中心轴上。然而，尽管如此可知：却不能使作用于螺旋轴和螺母部件之间的多个接触部上的负载均匀化。

为了进一步延长旋转直动变换机构的寿命，需要进一步降低该残留的不均匀性，进一步降低该残留的不均匀性对在大推力用的电动直线运动执行元件所使用的旋转直动变换机构特别有效。

在由螺旋轴和螺母部件构成的一般的旋转直动变换机构中，作用于螺母部件的外力作用于螺旋轴的中心轴上，此时，假设从螺旋轴与螺母部件的多个接触部作为反作用力作用于螺母部件上的接触力是均匀的。

在从轴向观察，该多个接触部在大致同心圆上以大致等间隔配置在圆周方向上的情况下，各接触力的轴向成分的合力的作用点大致在螺旋轴的中心轴上，由于大小及作用线都一致，因此该接触力与作用于螺母部件上的外力大致平衡。

然而，由于螺旋轴与螺母部件的接触部配置成螺旋状，并位于相互在轴向偏移的位置上，因此，由于各接触部的接触力的轴直角方向成分，在螺母部件上发生绕与螺旋轴的中心轴正交的轴的力矩，其作为不平衡力矩而残留。

即、在外力作用于螺旋轴的中心轴上的情况下，各接触部的接触力以均匀的状态进行平衡是不成立的，与假设矛盾。

因此，当外力作用于螺旋轴的中心轴上时，各接触部的接触力不均匀，会在螺母部件上发生偏负载(力矩负载)，降低旋转直动变换机构的寿命。

本发明在使用了旋转直动变换机构的直线运动执行元件中，通过使作用于螺旋轴与螺母部件的各接触部上的负载均匀化，从而实现承受大推力而且能确保长寿命的直线运动执行元件。

用于解决课题的方案

作为防止或降低该不平衡力矩也就是偏负载的一个对策，考虑了使作用于螺母部件上的外力从螺旋轴的中心轴上向预定的径向偏移预定距离的方案。认为理想的是作用于最佳负载作用点上。