JP5483936B2 - Linear drive - Google Patents
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Description
本発明は、リニア駆動装置に関し、更に詳しくは、ロータの回転動作(回転動力)を、軸線方向における出力軸の進退動作(直線動力)に変換して出力するリニア駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a linear drive device, and more particularly to a linear drive device that converts a rotational operation (rotational power) of a rotor into an advancing / retreating operation (linear power) of an output shaft in the axial direction.
気体や液体の流路を開閉する弁体の駆動用などに用いられるリニア駆動装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この種のリニア駆動装置は、ステータによって回転させられるロータと、このロータに螺合される出力軸とを備え、回転方向の動きが規制されている出力軸が、ロータの正転・逆転に伴ってその軸線方向に進退動作するというものである。つまり、ロータの回転動力が、出力軸の直線動力に変換されて被駆動体に出力される構成を備える。 A linear drive device used for driving a valve body that opens and closes a flow path of gas or liquid is known (for example, see Patent Document 1). This type of linear drive device includes a rotor that is rotated by a stator and an output shaft that is screwed into the rotor, and the output shaft whose movement in the rotational direction is restricted is associated with forward and reverse rotation of the rotor. It moves forward and backward in the axial direction. That is, a configuration is provided in which the rotational power of the rotor is converted into linear power of the output shaft and output to the driven body.
特許文献1に記載のリニア駆動装置では、ロータは軸線方向の両側(出力側および反出力側)で回転可能に支持されている。ロータの反出力側端面を回転可能に支持するベアリングとして、付勢部材(板ばね)によって付勢されたスライドベアリングが採用され、このスライドベアリングとロータとの間には、摩擦によるエネルギロスを低減するためのボール(ベアリング)が介在されている。かかる構成では、スライドベアリングとケース内壁とが当接(摺動)しており、これによってロータは径方向に位置ずれしないよう規制されている。また、スライドベアリングは付勢部材によって常に出力側へ付勢されており、この付勢力によってロータは軸方向への動きが規制されている。
In the linear drive device described in
しかしながら、特許文献1に記載されるリニア駆動装置では、上記のように付勢されたスライドベアリングとボールを用いてロータの反出力側端面が支持されるという構造であるため、ロータの反出力側(ケースの内底面側)の構造が複雑になるという問題があった。
However, since the linear drive device described in
上記問題に鑑みて、本発明が解決しようとする課題は、ロータをその径方向および軸方向に位置規制しながら回転可能に支持する簡易なロータ支持構造を備えたリニア駆動装置を提供することにある。 In view of the above problems, the problem to be solved by the present invention is to provide a linear drive device having a simple rotor support structure that rotatably supports the rotor while regulating its position in the radial and axial directions. is there.
上記課題を解決するため、本願発明者は、ロータの支持構造を簡略化するため、種々の研究を重ね、特願2008−183599号に示す構成を考えた。具体的には、ロータの反出力側端面から軸部を突出形成し、この軸部をラジアルベアリングで支持させる構成を考えた。かかる構成では、軸線方向に進退動作する出力軸が螺合されたロータの凹部内の空気を逃がすため、凹部の底面と軸部の先端との間に空気抜孔を形成する必要がある。ところが、軸部とラジアルベアリングの摺動により生ずる摩耗粉等が空気抜孔を塞いでしまい、出力軸が進退動作する際に、凹部内の空気を外部に逃がしたり、外部から空気を凹部内に取り込むことができないという問題があった。すなわち、ロータに突出形成された軸部をラジアルベアリングで支持する支持構造は、簡易な構成ではあるものの、回転動力が直線動力に変換される際、凹部内の空気の圧縮・膨張によるエネルギロスが生じてしまうとの知見を得た。 In order to solve the above problems, the inventor of the present application has made various studies in order to simplify the support structure of the rotor, and considered the configuration shown in Japanese Patent Application No. 2008-183599. Specifically, a configuration was considered in which a shaft portion is formed so as to protrude from the end face on the counter-output side of the rotor, and this shaft portion is supported by a radial bearing. In such a configuration, in order to escape the air in the concave portion of the rotor screwed with the output shaft that moves forward and backward in the axial direction, it is necessary to form an air vent hole between the bottom surface of the concave portion and the tip of the shaft portion. However, the wear dust generated by the sliding of the shaft and the radial bearing blocks the air vent hole, and when the output shaft moves forward and backward, the air in the recess is released to the outside or the air is taken into the recess from the outside. There was a problem that I could not. In other words, the support structure for supporting the shaft portion protruding from the rotor with the radial bearing has a simple configuration, but when the rotational power is converted into linear power, the energy loss due to the compression / expansion of the air in the recess is reduced. The knowledge that it will occur was obtained.
本発明は、このような知見に基づいてなされたもので、内周面に雌ねじ部が形成された凹部を有するロータと、該ロータの雌ねじ部に螺合する雄ねじ部が外周面に形成された出力軸と、前記ロータが収納される有底のケースとを備え、前記ロータの回転に伴って回転方向の動きが規制された前記出力軸を軸方向に進退動させるリニア駆動装置において、前記ケースの内底面側には、外周面に突起が形成された円盤状フランジ部を有するラジアルベアリングが固定され、前記ロータにはその反出力側端面から前記ラジアルベアリングの前記円盤状フランジ部に回転可能に支持される軸部が突出形成されると共に前記凹部の内底面から該軸部の先端までを連通する空気抜孔が形成され、前該空気抜孔の反出力側には、前記円盤状フランジ部と前記ケースとで囲まれ、前記突起によって前記円盤状フランジ部の外周面と前記ケースの内周面との間に形成されるクリアランスにより開放した空間が設けられていることを要旨とするものである。
前記突起は、前記円盤状フランジ部の周方向において等間隔に形成されており、前記ラジアルベアリングは、前記ケースの内周面に接触する前記突起が潰されるようにして前記ケースの内底面側に圧入されているとよい。
前記ラジアルベアリングは、前記円盤状フランジ部およびこの円盤状フランジ部から反出力側に向かって突出した支持部を有し、該支持部が前記ケースの内底面に当接した状態で固定されているとよい。
The present invention has been made on the basis of such knowledge, and a rotor having a concave portion in which an internal thread portion is formed on an inner peripheral surface and an external thread portion that is screwed into the internal thread portion of the rotor are formed on the outer peripheral surface. A linear drive device comprising: an output shaft; and a bottomed case in which the rotor is housed, wherein the output shaft, whose movement in the rotational direction is restricted as the rotor rotates, moves forward and backward in the axial direction. the inner bottom surface side of the radial bearing is fixed with a disk-shaped flange portion which projections are formed on an outer peripheral surface, rotatably in said rotor from the counter output side edge to the disc-shaped flange portion of the radial bearing wherein the inner bottom surface of the recess together with the shaft portion to be supported is protruded and air vent hole is formed for communicating the to the tip of the shaft portion, the opposite output side of the front air vent holes, and the disc-shaped flange portion Surrounded by the over scan, it is an summarized in that space opened by clearance formed between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the casing of the disc-shaped flange portion is provided by the projection .
The protrusions are formed at equal intervals in the circumferential direction of the disk-shaped flange portion, and the radial bearing is disposed on the inner bottom surface side of the case so that the protrusions that contact the inner peripheral surface of the case are crushed. It should be press-fitted.
The radial bearing has the disc-shaped flange portion and a support portion protruding from the disc-shaped flange portion toward the opposite output side, and the support portion is fixed in a state of being in contact with the inner bottom surface of the case. Good.
このような構成の本発明によれば、ロータの反出力側端面から軸部が突出形成され、これをケースに固定されたラジアルベアリングで支持するという簡易なロータ支持構造であるため、スライドベアリングやボールを用いたような従来型のリニア駆動装置と比較して、製造コストを低減することができる。さらに、このような軸部を設ける場合、凹部内の空気を逃がす空気抜孔を軸部に設ける必要があるところ、空気抜孔の反出力側(先端側)に所定の大きさの空間を設けておけば、この空間にラジアルベアリングと軸部との摺動による摩耗粉等が溜められるため、空気抜孔に摩耗粉等が入り込むことによって空気抜孔が閉塞してしまうおそれが低減される。つまり、ロータの回転動力から出力軸の直線動力に変換される際における凹部内の空気の膨張・収縮によるエネルギロスを低減することができる。 According to the present invention having such a configuration, since the shaft portion is formed so as to protrude from the end face on the opposite side of the rotor and is supported by the radial bearing fixed to the case, the slide bearing or Compared with a conventional linear drive device using a ball, the manufacturing cost can be reduced. Further, when such a shaft portion is provided, it is necessary to provide an air vent hole in the shaft portion for escaping air in the recess, and therefore a space of a predetermined size may be provided on the non-output side (tip side) of the air vent hole. In this case, since wear powder or the like due to sliding between the radial bearing and the shaft portion is accumulated in this space, the possibility that the air vent hole is blocked due to the wear powder or the like entering the air vent hole is reduced. That is, it is possible to reduce energy loss due to expansion / contraction of air in the recess when the rotational power of the rotor is converted to the linear power of the output shaft.
この場合、前記ロータは、その軸部の先端が前記円盤状フランジ部の前記空間側端面から突出し、前記軸部の先端まで形成された前記空気抜孔の先端が前記軸部と前記円盤状フランジ部とが摺動する摺動面より突出しているとよい。 In this case, the rotor protrudes from the space-side end face of the distal end of the shaft portion the discotic flange portion, the distal end of the air vent holes formed to the tip of the shaft portion the shaft portion and the disk-shaped flange portion It is good to project from the sliding surface on which the slider slides .
このように、ラジアルベアリングに回転可能に支持されるロータの軸部が、ラジアルベアリングの反出力側端面から突出するようにすれば、軸部とラジアルベアリングの摺動面から発生する摩耗粉が空気抜孔に入り込みにくくなる。 In this way, if the shaft portion of the rotor that is rotatably supported by the radial bearing protrudes from the end surface on the non-output side of the radial bearing, the wear powder generated from the sliding surface of the shaft portion and the radial bearing will be air. It becomes difficult to enter the hole.
さらにこの場合、前記ロータは、前記円盤状フランジ部の前記空間側端面から突出した前記軸部の先端に当接した付勢部材により出力側に付勢されていればよい。 Furthermore, in this case, the rotor may be biased to the output side by a biasing member that is in contact with the tip of the shaft portion protruding from the space-side end surface of the disk-shaped flange portion .
このように、ロータは、軸部の端部に当接した付勢部材により出力側に付勢されているため、ロータの軸方向におけるがたつきを防止することができる。また、この付勢部材は、ラジアルベアリングの反出力側端面から突出した軸部の先端に当接しているため、ラジアルベアリングと軸部との摺動面から発生する摩耗粉の上記空間への落下(逃がし)が付勢部材によって妨げられることがなく、空気抜孔の閉塞を確実に防止することができる。 Thus, since the rotor is urged to the output side by the urging member in contact with the end portion of the shaft portion, rattling in the axial direction of the rotor can be prevented. Further, since this urging member is in contact with the tip of the shaft portion protruding from the opposite end surface of the radial bearing, the wear powder generated from the sliding surface between the radial bearing and the shaft portion falls into the space. (Relief) is not hindered by the biasing member, and the air vent hole can be reliably prevented from being blocked.
本発明は、ロータの反出力側端面から突出形成された軸部が、ケースに固定されたラジアルベアリングで支持されるという簡易なロータ支持構造であるため、装置の製造コストを低減することができる。さらに、軸部に形成された空気抜孔の反出力側(先端側)に所定の大きさの空間を設けられているため、この空間にラジアルベアリングと軸部との摺動による摩耗粉等が溜められ、摩耗粉等が空気抜孔に入り込むおそれを低減することができる。 The present invention has a simple rotor support structure in which the shaft portion that is formed to project from the end face on the counter-output side of the rotor is supported by a radial bearing fixed to the case, so that the manufacturing cost of the device can be reduced. . In addition, since a space of a predetermined size is provided on the non-output side (front end side) of the air vent hole formed in the shaft portion, wear powder or the like due to sliding between the radial bearing and the shaft portion is accumulated in this space. This can reduce the risk of wear powder and the like entering the air vent hole.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る弁体駆動装置1(リニア駆動装置)の外観を示す斜視図であり、図2は、その断面図である。なお、以下の説明において、図2における上方を出力側といい、下方を反出力側という。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of a valve body drive device 1 (linear drive device) according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view thereof. In the following description, the upper side in FIG. 2 is called the output side, and the lower side is called the counter-output side.
弁体駆動装置1は、大まかには、金属製のケース3と、このケース3内に収納され、ケース3の外側に位置するステータ部20から発生する磁界を受けて回転するロータ50と、このロータ50に螺合してその軸線方向に進退移動する出力軸8と、ロータ50の反出力側を回転自在に支持するラジアルベアリング6とを備える。
The valve
ケース3は、有底の円筒状隔壁部33と、円筒状隔壁部33の開口縁で拡径する円環状のフランジ部31とを備えており、円筒状隔壁部33の周りには、ステッピングモータ2の円筒状のステータ部20が同心状に配置されている。円筒状隔壁部33には環状の段部335が形成されており、かかる段部335によって、ステータ部20の軸線方向Lの位置が規定されている。かかるケース3は、薄くて非磁性の金属板に深絞り加工などを行なうことによって形成される。
The
ステータ部20は、軸線方向Lに重ねて配置された一対のステータ組21、22を有しており、ステータ組21、22は各々、インシュレータに巻回された環状のコイル、およびコイルの軸線方向Lの両側に配置された一対のステータコアを備えている。一対のステータコアは各々、コイルの内周面に沿って起立形成された多数の極歯を備えており、ステータ組21を構成した状態で、一対のステータコアに形成された極歯は周方向に交互に配置された状態となる。ステータ部20の側面部には端子台26が形成されており、かかる端子台26には複数本の端子27が固定されている。また、端子台26を覆うようにコネクタ部28が形成されている。
The
ケース3の円筒状隔壁部33の内側には、下方から、ラジアルベアリング6、円筒状のロータ50、円盤状の出力側軸受9、円筒状支持部材4がこの順に重ねて配設されており、ロータ50、出力側軸受9および円筒状支持部材4の内側には、軸線方向Lに延びた出力軸8が配設されている。
A
これらの部材のうち、ラジアルベアリング6、ステータ部20、および円筒状支持部材4は、ケース3に固定されている。ロータ50は軸線周りに回転すると、円筒状支持部材4に係合して回転方向の動きが規制されている出力軸8は軸線方向Lに移動する。
Of these members, the
ロータ50は、有底円筒状のロータ部材51を有しており、その外周面にはロータマグネット52が固定されている。ロータマグネット52の外周面では、周方向でS極とN極とが交互に並んでおり、かかる外周面は、ケース3の円筒状隔壁部33を介してステータ部20の内周面に対向している。
The
また、ロータ50は、出力側に向かって開口した凹部501が形成された有底筒状の形状を有する。凹部501の内側には出力軸8が配設されている。具体的には、凹部501は、ロータ部材51の中央に形成されており、その内周面には送りねじ機構用の雌ねじ58が形成されている。一方、出力軸8においてロータ50の凹部501に挿入された部分には送りねじ機構用の雄ねじ88が形成されており、出力軸8の雄ねじ88は、ロータ部材51の雌ねじ58に螺合されている。また、円筒状支持部材4の上板部に形成された穴49は断面D形状である。一方、出力軸8は、穴49の内側に位置する部分も含め、上半部が断面D形状になっている。このため、ロータ50が回転した際、出力軸8も回転しようとするが、出力軸8と円筒状支持部材4の穴49との係合部分は共回り防止機構として機能し、出力軸8は回転不能である。よって、ロータ50が回転した際、出力軸8は、ロータ50に共回りせずに軸線方向Lに移動する。このようにして、本実施形態では、ロータ50の回転動力を出力軸8の直線動力に変換する回転直動変換機構が構成されている。
Further, the
かかる構成を有するロータ50は、出力側軸受9およびラジアルベアリング6によって回転自在に支持されている。出力側軸受9は、ロータ50の出力側を回転自在に支持するスラスト軸受であって、出力側(ロータ部材51側)に配置される円環状の第一支持板91と、第一支持板91に軸線方向Lで対向するように反出力側(円筒状支持部材4側)に配置される円環状の第二支持板92とを有する。第一支持板91と第二支持板92との間には環状の転動路が形成されており、かかる転動路には、ボール93が複数配置されている。本実施形態では、第一支持板91はロータ部材51側に保持され、第二支持板92は、円筒状支持部材4の側に保持されており、出力軸8は、第一支持板91および第二支持板92の中央に形成されている穴を貫通してロータ50に螺合されている。本実施形態において、第一支持板91および第二支持板92はいずれもSUS製である。
The
かかる出力側軸受9において、本実施形態では、第一支持板91および第二支持板92はいずれも、軸線方向Lに対して同一方向に斜めに傾き、第一支持板91と第二支持板92は平行である。このため、第一支持板91と第二支持板92との対向距離は、内周側から外周側に向かって同一である。また、第一支持板91および第二支持板92は、内周側から外周側において屈曲部分を有しない連続面になっている。このため、ボール93は、第一支持板91および第二支持板92の各々に対して1箇所で接している。
In the
一方、ロータ50の反出力側は、ラジアルベアリング6によって回転自在に支持されている。図示されるように、ロータ部材51の反出力側端面510からは丸棒状の軸部55が下方に突出しており、かかる軸部55は、ラジアルベアリング6の軸孔65に嵌っている。この状態で、ロータ50は、軸部55を介してラジアルベアリング6により回転可能に支持されている。ラジアルベアリング6の構成ならびにこのラジアルベアリング6によるロータ50の支持構造の詳細については後述する。
On the other hand, the non-output side of the
ロータ部材51の軸部55には、凹部501の底面から軸部55の先端までを連通する空気抜孔57が形成されている。かかる空気抜孔57は、回転動力を直線動力に変換する時のエネルギロスを防止するため、ロータ50が回転することに伴い出力軸8が軸線方向Lに進退動作する際、凹部501内の空気を外部に逃がすために設けられている。
The
そして、出力軸8の上端部には出力軸8よりも大径の弁体85が取り付けられている。弁体85は、出力軸8の上端部に完全固定されており、弁体85と出力軸8は一体になっている。弁体85の側面には周溝が形成されており、かかる周溝には、ゴム製のOリングなどからなるシール部材86が装着されている。かかる弁体85は、流路の開口形成部に当接することにより、流路の開口を閉鎖した状態とする。
A
円筒状支持部材4の周りには、付勢部材としてのコイルばね5が装着されており、かかるコイルばね5は、両端部が各々、弁体85の基端側に形成されたフランジ部851と、円筒状支持部材4との間で圧縮された状態で支持されている。円筒状支持部材4は、弾性を有する止め輪35によって、ケース3の環状の段部335に押圧されており、軸線方向Lの移動および軸線周りの回転が規制された状態でケース3に固定されている。
A
以下、弁他駆動装置1が備える上記ラジアルベアリング6の具体的な構成、ならびにこのラジアルベアリング6によるロータ50の支持構造について詳細に説明する。
Hereinafter, a specific configuration of the
図3は、ラジアルベアリング6付近を拡大して示した断面図であり、図4は、そのラジアルベアリング6を下方(反出力側)から見た外観斜視図である。ラジアルベアリング6は、円盤状フランジ部61と支持部62とを有する。円盤状フランジ部61の外周面には、円周上等間隔に4個所の突起610が形成されており、円盤状フランジ部61の下面には、支持部62の外側に環状溝66が形成されている。この環状溝66によって、円盤状フランジ部61の外周部分には弾性が付与されている。ラジアルベアリング6は、円盤状フランジ部61の外周面の突起610が潰されるようにしてケース3の円筒状隔壁部33に弾性をもって当接し、ケース3の円筒状隔壁部33に圧入固定された状態にある。このように突起610を設けることによって、圧入強度が増加するためラジアルベアリング6の位置ずれが防止されると共に、円盤状フランジ部61の外周面と、ケース3の円筒状隔壁部33の内周面との間には、突起610が存在している部分を除き微小なクリアランスCが形成される。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the
また、円盤状フランジ部61の中央には、軸孔65が形成され、この軸孔65にロータ50の軸部55が回転可能に支持されている。つまり、ラジアルベアリング6の軸孔65の内周面は、ロータ50の軸部55の外周面を支持する摺動面として機能する。これにより、ロータ50は軸線方向Lと直交する方向(ラジアル方向)への動きが規制(位置ずれが防止)されている。
A
一方、支持部62は、円盤状フランジ部61から反出力側に向けて円周上等間隔に突出した三つの突起である。ラジアルベアリング6は、支持部62がケース3の円筒状隔壁部33の底部332に当接した状態で固定されている。つまり、支持部62の高さ分、ケース3の円筒状隔壁部33と円盤状フランジ部61との間には、所定の大きさの空間Sが形成される。
On the other hand, the
ラジアルベアリング6の軸孔65に挿通されたロータ50の軸部55は、ラジアルベアリング6の反出力側端面68から突出し、その先端が空間S内に位置している。すなわち、軸部55に形成された空気抜孔57によってロータ50の凹部501と、空間Sとは連通されている。ここで、上記したように、円盤状フランジ部61の外周面に形成された突起610により、円盤状フランジ部61の外周面と、ケース3の円筒状隔壁部33の内周面との間には、突起610が存在している部分を除き微小なクリアランスCが生じているため、空間Sが密閉空間となることはない。したがって、出力軸8が後退動作する際、凹部501内の空気は、空気抜孔57を通って空間Sを経由しクリアランスCから押し出される。一方、出力軸8が前進動作する際には、クリアランスCから空間Sを経由して凹部501内に空気が吸引される。
The
そして、空間Sを利用して、ケース3の底部332には、舌片状の板ばね7が固定されている。ロータ50は、ラジアルベアリング6の反出力側端面68から突出した軸部55の先端に当接した板ばね7によって出力側に向けて付勢されている。これにより、ロータ50は板ばね7と出力側軸受9との間に挟まれ(板ばね7の付勢力によって出力側軸受9に押しつけられ)、その軸線方向L(スラスト方向)の動きが規制(位置ずれが防止)されている。
A tongue-shaped
このような反出力側におけるロータ50の支持構造は、ロータ50の反出力側から突出形成された軸部55をラジアルベアリング6で支持するという簡易なものであり、製造コストを低く抑えることができる。
Such a support structure of the
そして、このような軸部55をラジアルベアリング6で支持するという構成を採用すると、軸部55とラジアルベアリング6との摺動による摩耗粉が発生し、この摩耗粉により空気抜孔57が閉塞してしまうおそれがあるところ、本実施形態では、このような摩耗粉が発生しても、ラジアルベアリング6とケース3(円筒状隔壁部33)とによって形成される空間Sに溜め込まれるため、摩耗粉による空気抜孔57の閉塞のおそれが低減される。しかも、多くの摩耗粉は、両者が摺動する摺動面の端部(図3においてPで示す部分)から流出する。本実施形態では、軸部55の先端がラジアルベアリング6の反出力側端面68から反出力側に突出しているため、流出する摩耗粉が空気抜孔57に入り込みにくく、空気抜孔57の閉塞のおそれがさらに低減される。
When such a configuration in which the
また、空間Sは、摩耗粉を溜めるためだけでなく、ロータ50を出力側に付勢する付勢部材を配設するために利用されている。そして、この付勢部材である板ばね7は、ラジアルベアリング6の反出力側端面68から突出した軸部55の先端に当接しているため、この板ばね7が図3におけるP部から流出する摩耗粉の空間Sへの落下(逃がし)を妨げることはない。つまり、摩耗粉による空気抜孔57の閉塞がより確実に防止される。
Further, the space S is used not only for accumulating wear powder but also for disposing a biasing member that biases the
なお、上記空間Sの大きさは、発生するおそれのある摩耗粉の量の大小等に応じて適宜増減させることができる。例えば、ラジアルベアリング6の支持部62の大きさ(高さ)を変化させることにより空間Sの大きさを増減させることができる。
The size of the space S can be appropriately increased or decreased according to the amount of wear powder that may be generated. For example, the size of the space S can be increased or decreased by changing the size (height) of the
ラジアルベアリング6の構成ならびにこのラジアルベアリング6によるロータ50の支持構造については、種々の変形例が考えられる。
Various modifications of the configuration of the
図5は、第一の変形例に係るロータ50の支持構造を説明するための断面図である。この例は、ロータ50を出力側に付勢する付勢部材として、板ばね7ではなく、コイルばね71を用いた構成である。かかる構成としても、上記実施形態と同様に、弁体駆動装置1の製造コストを低く抑えることができると共に、摩耗粉による空気抜孔57の閉塞が防止される。
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the support structure of the
なお、図5に示すように、コイルばね71は、出力側に向かって先細りとなるような螺旋形状に形成されたものであることが好ましい。かかる構成とすれば、軸線方向Lにおけるコイルばね71の寸法を小さくすることができ(同じ付勢力を有するものであれば、螺旋が円筒状に形成されたものよりも小さくなる。)、装置の小型化につながる。また、軸部55の先端に当接するコイルばね71の先端部分を軸部55より細くすれば、軸部55とラジアルベアリング6の摺動で発生する摩耗粉を、コイルばね71の周囲から確実に落下させる(逃がす)ことができる。
As shown in FIG. 5, the
図6は、第二の変形例に係るロータ50の支持構造を説明するための断面図である。この例では、ラジアルベアリング6は側方から見た形状が例えば略T字状に形成され、軸孔65が形成された中央の肉厚部分(反出力側端面)が円筒状隔壁部33の底部332に当接させた状態で配設されている。そして、軸部55は基端側の大径部55aおよび先端側の小径部55bとからなる。ラジアルベアリング6の軸孔65は、軸部55の大径部55aが回転自在に支持されるような大きさに形成されている。つまり、ロータ50は大径部55aによって回転自在に支持され、これにより軸線方向Lと直交する方向(ラジアル方向)への動きが規制(位置ずれが防止)されている。そして、大径部55aの先端側を小径部55bとして段差を設けることにより、軸部55とラジアルベアリング6との間に所定の大きさの空間Sが生まれる。この空間Sに、ラジアルベアリング6の軸孔65内で大径部55aが回転することによって発生する摩耗粉を溜めることができる。
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining the support structure of the
第二の変形例では、図6(a)に示すように、軸部55(小径部55b)の先端を円筒状隔壁部33の底部332に当接させた構成とすることにより、ロータ50のスラスト方向における位置決めがなされるようにすればよい。この場合、軸部55に形成された空気抜孔57が底部332によって覆われた状態となるため、空気抜孔57に摩耗粉が入り込みにくい。
In the second modification, as shown in FIG. 6A, the tip of the shaft portion 55 (
また、図6(b)に示すように、コイルばね71(付勢部材)を、小径部55bに挿通させて軸部55の段差と円筒状隔壁部33の底部332との間に挟まれて圧縮された状態で配設した構成としてもよい。このようなコイルばね71を用いれば、コイルばね71によってロータ50が出力側に向けて付勢されるため、ロータ50は板ばね7と出力側軸受9との間に挟まれ、その軸線方向L(スラスト方向)の動きが規制(位置ずれが防止)される。
Also, as shown in FIG. 6B, a coil spring 71 (biasing member) is inserted between the
図7は、第三の変形例に係るロータ50の支持構造を説明するための断面図である。この例では、円筒状のラジアルベアリング6が、円筒状隔壁部33の底部332から離間させた状態で配設されている。このラジアルベアリング6の軸孔65に、軸部55が回転可能に支持されている。これにより、ロータ50の軸線方向Lと直交する方向(ラジアル方向)への動きが規制(位置ずれが防止)されている。かかる構成では、円筒状隔壁部33とラジアルベアリング6とで囲まれた空間Sに、ラジアルベアリング6の軸孔65内で軸部55が回転することによって発生する摩耗粉を溜めることができる。
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the support structure of the
第二の変形例と同様、第三の変形例でも、図7(a)に示すように、軸部55(小径部55b)の先端を円筒状隔壁部33の底部332に当接させた構成とすることにより、ロータ50の軸線方向L(スラスト方向)における位置決めがなされるようにすればよい。この場合、軸部55に形成された空気抜孔57が底部332によって覆われた状態となるため、空気抜孔57に摩耗粉が入り込みにくい。
As in the second modification, the third modification also has a configuration in which the tip of the shaft portion 55 (
また、図7(b)に示すように、コイルばね71(付勢部材)を、軸部55に挿通させ、ラジアルベアリング6の反出力側端面と円筒状隔壁部33の底部332との間で圧縮された状態で配設した構成としてもよい。このようなコイルばね71を用いれば、コイルばね71によってラジアルベアリング6を介してロータ50が出力側に向けて付勢されるため、ロータ50はコイルばね71と出力側軸受9との間に挟まれ、その軸線方向L(スラスト方向)の動きが規制(位置ずれが防止)される。
Further, as shown in FIG. 7B, the coil spring 71 (biasing member) is inserted through the
図8は、第四の変形例に係るロータ50の支持構造を説明するための断面図である。この例のラジアルベアリング6は、円盤状フランジ部61および支持部62とからなり、軸孔65が有底形状である点で図3に示した構成と異なる。図示されるように、軸孔65の底面には、軸孔65の底面を貫通した排気口650が、軸部55に形成された空気抜孔57と連通して設けられている。円筒状隔壁部33と円盤状フランジ部61との間には、所定の大きさの空間Sが形成される。軸部55は、有底の軸孔65の内周面および底面と摺動しながら回転する。これにより、ロータ50の軸線方向L(スラスト方向)および軸線方向Lと直交する方向(ラジアル方向)への移動が規制(位置ずれが防止)される。
FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining the support structure of the
かかる構成において、軸部55と有底の軸孔65との摺動によって発生する摩耗粉は、シャフトの後退動作に伴って空気抜孔57から排出される凹部501内の空気と共に排気口650を通り空間Sに向けて排出される。つまり、シャフトの後退動作がなされる度に摩耗粉の排出がなされるため、摩耗粉が入り込むことによる空気抜孔57の閉塞が確実に防止される。
In such a configuration, wear powder generated by sliding between the
以上のような構成を備える弁体駆動装置1は、次のように動作する。弁体駆動装置1では、弁体85が流路の開口を閉状態としているとき、弁体85および出力軸8は上方に位置する。この状態で弁体85を開方向(下方/反出力側方向)に移動させるには、ステータ部20に給電し、ロータ50を正回転させる。そうすると、回転方向の動きが規制されている出力軸8は、雌ねじ58および雄ねじ88からなる送りねじ機構により後退し、弁体85はコイルばね5の付勢力に抗して下方に移動するので、弁体85は流路の開口を開状態とする。かかる開状態は、ステータ部20への給電によってロータ50とステータ部20との間に作用する保持力で維持される。
The valve
一方、流路を開状態から閉状態とするには、ロータ50を開方向に移動させる場合とは逆回転させればよい。そうすると、回転方向の動きが規制されている出力軸8は、雌ねじ58および雄ねじ88からなる送りねじ機構により前進し、弁体85は閉方向(上方/出力側方向)に移動する。
On the other hand, in order to change the flow path from the open state to the closed state, the
また、弁体85が開状態にある場合において、ガス流量の異常時や地震発生時に遮断命令が発せられると、ステータ部20にはロータ50を逆回転させる駆動信号が印加され、出力軸8は、雌ねじ58および雄ねじ88からなる送りねじ機構により前進し、弁体85は閉方向に移動するよう制御される。これにより、弁体85は流路の開口を閉状態とした状態で停止する。
Further, when the
また、弁体85が開状態にある場合において、停電等によりステータ部20への給電が停止したとき、出力軸8は、コイルばね5の付勢力によって閉方向に移動し、弁体85は流路の開口形成部に当接して開口を閉鎖した状態で急停止する。つまり、弁体駆動装置1では、給電が停止した場合、弁体85が、コイルばね5によって流路を閉鎖させる安全側に移動させられるように構成されている。
Further, when the
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
1 弁体駆動装置
3 ケース
50 ロータ
501 凹部
55 軸部
57 空気抜孔
58 雄ねじ部
6 ラジアルベアリング
68 反出力側端面
7 板ばね
71 コイルばね
8 出力軸
88 雄ねじ部
S 空間
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ケースの内底面側には、外周面に突起が形成された円盤状フランジ部を有するラジアルベアリングが固定され、
前記ロータにはその反出力側端面から前記ラジアルベアリングの前記円盤状フランジ部に回転可能に支持される軸部が突出形成されると共に前記凹部の内底面から該軸部の先端までを連通する空気抜孔が形成され、
前該空気抜孔の反出力側には、前記円盤状フランジ部と前記ケースとで囲まれ、前記突起によって前記円盤状フランジ部の外周面と前記ケースの内周面との間に形成されるクリアランスにより開放した空間が設けられていることを特徴とするリニア駆動装置。 A rotor having a recess having an internal thread portion formed on the inner peripheral surface, an output shaft having an external thread portion formed on the outer peripheral surface to be screwed into the female thread portion of the rotor, and a bottomed case in which the rotor is accommodated. A linear drive device that advances and retracts the output shaft in the axial direction, the movement of the rotational direction being restricted with the rotation of the rotor;
On the inner bottom surface side of the case, a radial bearing having a disc-shaped flange portion with protrusions formed on the outer peripheral surface is fixed,
The air shaft portion rotatably supported to communicate from the inner bottom surface to the tip of the shaft portion of the concave portion while being protruded to the rotor from the counter output side edge to the disc-shaped flange portion of the radial bearing A hole is formed,
The opposite output side of the front air vent holes, surrounded by the said disk-shaped flange portion case, the clearance formed between the inner peripheral surface of the casing and the outer peripheral surface of the disc-shaped flange portion by the projection A linear drive device characterized in that an open space is provided.
前記ラジアルベアリングは、前記ケースの内周面に接触する前記突起が潰されるようにして前記ケースの内底面側に圧入されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のリニア駆動装置。 The protrusions are formed at equal intervals in the circumferential direction of the disc-shaped flange portion ,
4. The radial bearing according to claim 1, wherein the radial bearing is press-fitted to the inner bottom surface side of the case so that the protrusion contacting the inner peripheral surface of the case is crushed. 5. The linear drive device described in 1.
前記円盤状フランジ部およびこの円盤状フランジ部から反出力側に向かって突出した支持部を有し、The disk-shaped flange portion and a support portion protruding from the disk-shaped flange portion toward the opposite output side,
該支持部が前記ケースの内底面に当接した状態で固定されているThe support portion is fixed in a state of being in contact with the inner bottom surface of the case.
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のリニア駆動装置。The linear drive device according to any one of claims 1 to 4, wherein the linear drive device is provided.
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