促動器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使安裝在沿軸向延伸的旋轉(zhuǎn)軸上的移動體根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)而沿軸向移動的促動器。
【背景技術(shù)】
[0002]以往,使進(jìn)給螺母與兩端由軸承部件軸支承的滾珠絲桿等進(jìn)給絲杠螺合,并且在該進(jìn)給螺母上安裝滑動件,使進(jìn)給螺母和滑動件作為移動體根據(jù)進(jìn)給絲杠的旋轉(zhuǎn)而沿進(jìn)給絲杠的軸向移動的促動器被廣泛應(yīng)用。眾所周知,在該促動器中當(dāng)進(jìn)給絲杠的轉(zhuǎn)速(每秒的轉(zhuǎn)數(shù))與進(jìn)給絲杠的固有振動頻率一致時,進(jìn)給絲杠共振,有可能產(chǎn)生噪音或進(jìn)給絲杠的損壞等問題。因此,在日本專利第3221804號公報記載的發(fā)明中,在由支撐托架支撐進(jìn)給絲杠的同時使支撐托架與滑動件的移動聯(lián)動而以滑動件的移動速度的一半的速度移動。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]但是,在日本專利第3221804號公報記載的發(fā)明中,在一方的軸承部件與進(jìn)給螺母之間及另一方的軸承部件與進(jìn)給螺母之間支撐進(jìn)給絲杠的支撐托架的個數(shù)分別為一個,提高進(jìn)給絲杠的固有振動頻率而增大容許轉(zhuǎn)速的效果也存在一定的限度。因此,隨著滑動件的移動行程變長,需要抑制進(jìn)給絲杠的轉(zhuǎn)速而驅(qū)動促動器。因此,在將該促動器作為例如機(jī)器人等工業(yè)設(shè)備的驅(qū)動源使用的情況下,有時不得不降低動作速度。
[0004]在此,為了維持較高的進(jìn)給絲杠的轉(zhuǎn)速,優(yōu)選增加介于軸承部件與進(jìn)給螺母之間的支撐托架的個數(shù)。但是,在日本專利3221804號公報中,雖然公開了使一對支撐托架與滑動件的移動聯(lián)動而以1/2的速度移動的機(jī)構(gòu)(以下稱作“聯(lián)動機(jī)構(gòu)”),但對于在進(jìn)一步增大支撐托架的個數(shù)的基礎(chǔ)上使全部支撐托架合理地移動的機(jī)構(gòu)完全沒有記載。
[0005]假設(shè)在日本專利第3221804號公報記載的發(fā)明構(gòu)思的延長線上要將支撐托架的個數(shù)變?yōu)閮杀兜那闆r下,分別需要以比滑動件速度的1/2快的速度移動的聯(lián)動機(jī)構(gòu)和以比滑動件速度的1/2慢的速度移動的聯(lián)動機(jī)構(gòu),構(gòu)造變得復(fù)雜。由此,在使多個支撐托架介于軸承部件與進(jìn)給螺母之間的狀態(tài)下使用日本專利第3221804號公報記載的聯(lián)動機(jī)構(gòu)來使多個支撐托架合理地移動較為困難。
[0006]本發(fā)明是鑒于上述問題而研發(fā)的,其目的在于提供一種在通過進(jìn)給絲杠等旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)而使移動體沿旋轉(zhuǎn)軸在軸向上移動的促動器中能夠增進(jìn)旋轉(zhuǎn)軸共振的抑制的技術(shù)。
[0007]本發(fā)明的第I方案提供一種促動器,通過軸向上延伸的旋轉(zhuǎn)軸受旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力而旋轉(zhuǎn),使移動體沿旋轉(zhuǎn)軸在軸向上移動,促動器的特征在于,具備:支撐旋轉(zhuǎn)軸的M個支撐件;及M個減速器,其中,M為2以上的整數(shù),M個支撐件中的第N個支撐件相對于第(N-1)個支撐件位于移動體的相反側(cè),其中,N為2至M的整數(shù),M個減速器中的第I個減速器與移動體和第I個支撐件連接而輸入移動體的軸向的移動并且將該輸入作為減速后的驅(qū)動力來驅(qū)動第I個支撐件,第N個減速器與第(N-1)個支撐件和第N個支撐件連接而輸入第(N-1)個支撐件的軸向的移動并且將該輸入作為減速后的驅(qū)動力來驅(qū)動第N個支撐件。
[0008]在如此構(gòu)成的發(fā)明中,通過將多個減速器連續(xù)地連接,能夠?qū)⒏鳒p速器的減速比抑制得較小,能夠簡化結(jié)構(gòu)。因此,能夠容易地增加支撐件的個數(shù)。由此,通過設(shè)置多個支撐件,能夠有效地抑制旋轉(zhuǎn)軸的共振。
[0009]另外,本發(fā)明的第2方案提供一種促動器,通過軸向上延伸的旋轉(zhuǎn)軸受旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力而旋轉(zhuǎn),使移動體沿旋轉(zhuǎn)軸在軸向上移動,促動器的特征在于,具備:促動器主體;及具有支撐旋轉(zhuǎn)軸的支撐件及保持支撐件的單元的多個共振抑制機(jī)構(gòu),多個單元排列于與軸向正交的排列方向上,多個單元分別具有:具有在與軸向平行的移動方向上延伸的形狀并在保持支撐件的同時相對于促動器主體在移動方向上往復(fù)自如的單元主體、在移動方向上彼此離開并且相對于單元主體旋轉(zhuǎn)自如地設(shè)置的一對旋轉(zhuǎn)部件及架設(shè)在一對旋轉(zhuǎn)部件間的環(huán)狀索體,在多個單元中的排列方向上的最上游的單元中,相對于一對旋轉(zhuǎn)部件在排列方向的上游側(cè)環(huán)狀索體的一部分固定于促動器主體,并且在排列方向的最下游的單元中,相對于一對旋轉(zhuǎn)部件在排列方向的下游側(cè)環(huán)狀索體的一部分與移動體連接,在排列方向上彼此相鄰的兩個單元中的排列方向上的上游側(cè)的單元中,相對于一對旋轉(zhuǎn)部件在排列方向的下游側(cè)環(huán)狀索體的一部分與排列方向上的下游側(cè)的單元的單元主體連接,并且在排列方向的下游側(cè)的單元中,相對于一對旋轉(zhuǎn)部件在排列方向的上游側(cè)環(huán)狀索體的一部分與排列方向上的上游側(cè)的單元的單元主體連接。
[0010]在如此構(gòu)成的發(fā)明中,一對旋轉(zhuǎn)部件在移動方向上彼此離開而相對于單元主體旋轉(zhuǎn)自如地設(shè)置并且環(huán)狀索體架設(shè)在旋轉(zhuǎn)部件間而成的單元在與軸向正交的排列方向上排列有多個。在各單元中,單元主體相對于促動器主體在移動方向上往復(fù)自如,而且促動器主體、多個環(huán)狀索體、多個單元主體及移動體以上述的連接關(guān)系進(jìn)行連接。因此,如后面詳述的那樣,隨著移動體沿軸向移動,旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)動作與單元主體的移動動作聯(lián)動而執(zhí)行,在各共振抑制機(jī)構(gòu)中由單元主體保持的支撐件在支撐旋轉(zhuǎn)軸的同時與移動體的移動聯(lián)動而在軸向上移動,抑制旋轉(zhuǎn)軸的共振。因此,通過設(shè)置多個共振抑制機(jī)構(gòu),能夠有效地抑制旋轉(zhuǎn)軸的共振。
[0011]另外,各單元的基本結(jié)構(gòu)相同,即使在增加共振抑制機(jī)構(gòu)的情況下,也能夠通過使上述連接關(guān)系成立而容易地應(yīng)對共振抑制機(jī)構(gòu)的增加。例如在設(shè)置兩個共振抑制機(jī)構(gòu)的情況下,只要在最上游的單元中相對于一對旋轉(zhuǎn)部件在排列方向的下游側(cè)環(huán)狀索體的一部分與最下游的單元的單元主體連接,并且在最下游的單元中相對于一對旋轉(zhuǎn)部件在排列方向的上游側(cè)環(huán)狀索體的一部分與最上游的單元的單元主體連接即可。另外,在進(jìn)一步增加一個共振抑制機(jī)構(gòu)的情況下,只要在排列方向上在最上游的單元與最下游的單元之間追加一個中間的單元,在最上游的單元中相對于一對旋轉(zhuǎn)部件在排列方向的下游側(cè)環(huán)狀索體的一部分與中間的單元的單元主體連接,在中間的單元中相對于一對旋轉(zhuǎn)部件在排列方向的上游側(cè)環(huán)狀索體的一部分與最上游的單元的單元主體連接,并且相對于一對旋轉(zhuǎn)部件在排列方向的下游側(cè)環(huán)狀索體的一部分與最下游的單元的單元主體連接,在最下游的單元中相對于一對旋轉(zhuǎn)部件在排列方向的上游側(cè)環(huán)狀索體的一部分與中間的單元的單元主體連接即可。
[0012]根據(jù)本發(fā)明,能夠以簡單的結(jié)構(gòu)容易地增加支撐件的數(shù)量,使這些支撐件在支撐旋轉(zhuǎn)軸的狀態(tài)下沿旋轉(zhuǎn)軸移動,旋轉(zhuǎn)軸的支撐跨度變短。其結(jié)果為,能夠提高旋轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生共振的轉(zhuǎn)速,能夠增進(jìn)旋轉(zhuǎn)軸共振的抑制。
【附圖說明】
[0013]圖1是表示適用本發(fā)明的促動器的第I實(shí)施方式的立體圖。
[0014]圖2是圖1中的A-A線向視圖。
[0015]圖3A和圖3B是表示單元的結(jié)構(gòu)的圖。
[0016]圖4A和圖4B是表示單元主體的結(jié)構(gòu)的一部分的局部立體圖。
[0017]圖5是表示向第2引導(dǎo)機(jī)構(gòu)安裝單元主體的安裝狀態(tài)的局部剖切圖。
[0018]圖6是表示單元和移動體的連接關(guān)系的局部立體圖。
[0019]圖7是示意性地表示單元、促動器主體及移動體的連接關(guān)系和動作的圖。
[0020]圖8是表示適用本發(fā)明的促動器的第2實(shí)施方式的立體圖。
[0021]圖9是圖8中的B-B線向視圖。
[0022]圖10是示意性地表示單元、促動器主體及移動體的連接關(guān)系的圖。
[0023]圖11是示意性地表示固定配件的變形例的圖。
[0024]圖12A至圖12D是示意性地表示單元主體的變形例的圖。
[0025]圖13A和圖13B是表示適用本發(fā)明的促動器的第3實(shí)施方式的圖。
[0026]圖14是表示促動器的變形例的立體圖。
[0027]圖15是圖14中例示的促動器的俯視圖。
[0028]圖16是例示支撐件及其周邊的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0029]圖17是例示支撐件及其周邊的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0030]圖18是例示支撐件及其周邊的結(jié)構(gòu)的局部剖視圖。
[0031]圖19是例示移動體及其周邊的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0032]圖20是例示移動體及其周邊的結(jié)構(gòu)的局部剖視圖。
[0033]圖21是示意性地例示促動器的動作的動作說明圖。
[0034]附圖標(biāo)記說明
[0035]I促動器
[0036]2旋轉(zhuǎn)軸
[0037]3移動體
[0038]10促動器主體
[0039]61D、61U、91D、91U、71D、71U 支撐件
[0040]62 (最上游的)單元
[0041]72 (最下游的)單元
[0042]92 (中間的)單元
[0043]621、721、921 單元主體
[0044]621a,721a第I帶輪支撐部
[0045]621b,721b第2帶輪支撐部
[0046]621c、72Ic 連接部
[0047]622、623、722、723、922、923 帶輪
[0048]624,724,924 鋼絲索
[0049]X軸向、移動方向
[0050]Y寬度方向、排列方向
[0051]Z高度方向
【具體實(shí)施方式】
[0052]圖1是表示適用本發(fā)明的促動器的第I實(shí)施方式的立體圖。圖2是圖1中的A-A線向視圖。另外,在兩圖和以下的圖中,適當(dāng)表示以促動器的長度方向作為X方向、以促動器的寬度方向作為Y方向(與X方向正交)、以促動器的高度方向作為Z方向(與X方向和Y方向正交)的XYZ正交坐標(biāo)軸。另外,將各坐標(biāo)軸的箭頭側(cè)適當(dāng)稱作正側(cè),將各坐標(biāo)軸的箭頭的相反側(cè)適當(dāng)稱作負(fù)側(cè)。
[0053]該促動器I是具備單一的旋轉(zhuǎn)軸2和伴隨旋轉(zhuǎn)軸2的旋轉(zhuǎn)而移動的移動體3的單軸機(jī)器人。促動器I具有例如由不銹鋼等合金鋼或鋁等金屬(輕金屬)構(gòu)成的促動器主體10。促動器主體10由具有在X方向上延伸的長條板形狀的基座部構(gòu)成。并且,在促動器主體10的上表面安裝有以旋轉(zhuǎn)軸2、馬達(dá)M為首的促動器I的各構(gòu)成部件。
[0054]該旋轉(zhuǎn)軸2是以直線狀沿與X方向平行的軸向延伸的滾珠絲桿等進(jìn)給絲杠,在促動器主體10的上表面配置在Y方向的中央。另外,在促動器主體10的上表面,軸承部件4U、4D彼此在X方向上離開而固定,分別軸支承旋轉(zhuǎn)軸2的X方向的上端側(cè)端部和下端側(cè)端部。因此,旋轉(zhuǎn)軸2以從促動器主體10的上表面沿高度方向Z離開預(yù)定距離的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)自如地保持。
[0055]馬達(dá)M的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸(省略圖示)經(jīng)由聯(lián)軸器(省略圖示)而與該旋轉(zhuǎn)軸2的X方向的下游側(cè)端部連接。因此,當(dāng)馬達(dá)M根據(jù)提供給促動器I的驅(qū)動信號而動作時,由馬達(dá)M所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力被提供給旋轉(zhuǎn)軸2的X方向的下游側(cè)端部、S卩(+X)方向側(cè)端部,旋轉(zhuǎn)軸2繞沿軸向X延伸的旋轉(zhuǎn)中心線旋轉(zhuǎn)。
[0056]在該旋轉(zhuǎn)軸2上形成有外螺紋,進(jìn)給螺母31與旋轉(zhuǎn)軸2螺合,并且滑動件32相對于該進(jìn)給螺母31進(jìn)行安裝。因此,伴隨旋轉(zhuǎn)軸2的旋轉(zhuǎn),進(jìn)給螺母31和滑動件32作為移動體3 —體地沿旋轉(zhuǎn)軸2在X方向上移動。另外,為了穩(wěn)定地進(jìn)行該移動體3的移動,第I引導(dǎo)機(jī)構(gòu)5設(shè)置在促動器主體10的上表面。
[0057]第I引導(dǎo)機(jī)構(gòu)5具有軌道固定臺511、512、兩條導(dǎo)軌521、522、移動體用滑動件531、532、支撐件用滑動件54U、54D、55U、55D。相對于旋轉(zhuǎn)軸2在寬度方向Y的上游側(cè)即(一Y)方向側(cè),在X方向上延伸的軌道固定臺511固定在促動器主體10的上表面,進(jìn)而在該軌道固定臺511上導(dǎo)軌521在X方向上延伸設(shè)置。并且,如圖1所示,相對于導(dǎo)軌521從馬達(dá)M側(cè)在X方向上滑動自如地安裝有支撐件用滑動件54D、移動體用滑動件531和支撐件用滑動件54U。另一方面,相對于旋轉(zhuǎn)軸2在(+Y)方向側(cè),也與(一 Y)方向側(cè)同樣地,軌道固定臺512固定在促動器主體10的上表面,在該軌道固定臺512上導(dǎo)軌522在X方向上延伸設(shè)置,進(jìn)而相對于導(dǎo)軌522從馬達(dá)M側(cè)在X方向上滑動自如地安裝有支撐件用滑動件55D、移動體用滑動件532和支撐件用滑動件55U。
[0058]并且,移動體3相對于這些滑動件中的移動體用滑動件531、532進(jìn)行安裝。更詳細(xì)而言,如圖1所示,構(gòu)成移動體3的滑動件32的(一 Y)側(cè)端部和(+)Y側(cè)端部分別固定在移動體用滑動件531、532的上表面。并且,在以所謂雙支撐狀態(tài)由第I引導(dǎo)機(jī)構(gòu)5支撐的同時,移動體3由第I引導(dǎo)機(jī)構(gòu)5在X方向上進(jìn)行引導(dǎo)而往復(fù)移動自如。
[0059]另一方面,支撐件61U、61D分別相對于其余滑動件中的支撐件用滑動件54U、54D進(jìn)行安裝。這些支撐件61U、61D是共振抑制機(jī)構(gòu)6的構(gòu)成要素,相對于移動體3分別位于軸向X的上游側(cè)和下游側(cè)。并且,這些上游支撐件61U和下游支撐件61D同樣地以由作為共振抑制機(jī)構(gòu)6的構(gòu)成要素的單元62保持的狀態(tài)在X方向上一體地移動自如。另外,支撐件71U、71D分別相對于支撐件用滑動件55U、5?進(jìn)行安裝。這些支撐件71U、71D是共振抑制機(jī)構(gòu)7的構(gòu)成要素,相對于移動體3分別位于軸向X的上游側(cè)和下游側(cè)。并且,這些上游支撐件71U和下游支撐件71D同樣地以由作為共振抑制機(jī)構(gòu)7的構(gòu)成要素的單元72保持的狀態(tài)在X方向上一體地移動自如。這些支撐件61U、61D、71U、71D與日本專利第3221804號公報記載的支撐托架同樣地為了防止旋轉(zhuǎn)軸2共振而以能夠支撐旋轉(zhuǎn)軸2的方式構(gòu)成。另外,這些支撐件61U、61D、71U、71D的基本結(jié)構(gòu)都相同,所以接下來參照圖1和圖2說明支撐件61D的結(jié)構(gòu),而關(guān)于其他支撐件使用相同或相當(dāng)?shù)母綀D標(biāo)記,省略其結(jié)構(gòu)說明。
[0060]該支撐件61D具有框架611和軸接觸部612??蚣?11例如由不銹鋼等合金鋼或鋁等金屬(輕金屬)構(gòu)成,如圖1所示從上方俯視觀察具有大致L字形狀。在框架611中,基端部如上所述安裝在支撐件用滑動件54D的上表面,并且在從該基端部沿Y方向突出設(shè)置的軸相向部的下表面安裝有軸接觸部612。
[0061]軸接觸部612如圖2所示由從X方向的兩側(cè)螺紋緊固在軸相向部上的兩個分割襯套612a、612b構(gòu)成。各分割襯套612a、612b由一對半圓部件構(gòu)成。各半圓部件例如為樹脂制,具有切成半圓形狀的接觸部分。如此成對的兩個半圓部件以接觸部分與旋轉(zhuǎn)軸2接觸,并且從Z方向的兩側(cè)與旋轉(zhuǎn)軸2卡合。這樣一來,軸接觸部612以兩個分割襯套61