リニアアクチュエータ
【課題】本発明は、シリンダを出入りさせるスピンドル軸とギアホイールを樹脂一体成形することにより、安価でかつ簡単な構造を得ることを目的とする。
【解決手段】本発明によるリニアアクチュエータは、ケース(1)内にスラスト軸受け(5)を介して出入自在なシリンダ(6)の後端にナット(7)を設け、このナット(7)に螺合してシリンダ(6)内に内挿されたスピンドル軸(8)の後端にギアホイール(10)と保持軸部(9)を形成し、前記ギアホイール(10)の端面(10a)を軸受け(12)で軸受けし、前記ギアホイール(10)をステッピングモータ(15)のウォームギア(14)で駆動し、前記シリンダ(6)をケース(1)から出入りさせる構成である。
【解決手段】本発明によるリニアアクチュエータは、ケース(1)内にスラスト軸受け(5)を介して出入自在なシリンダ(6)の後端にナット(7)を設け、このナット(7)に螺合してシリンダ(6)内に内挿されたスピンドル軸(8)の後端にギアホイール(10)と保持軸部(9)を形成し、前記ギアホイール(10)の端面(10a)を軸受け(12)で軸受けし、前記ギアホイール(10)をステッピングモータ(15)のウォームギア(14)で駆動し、前記シリンダ(6)をケース(1)から出入りさせる構成である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアアクチュエータに関し、特に、シリンダを出入りさせるスピンドル軸とギアホイールを樹脂一体成形することにより、安価でかつ簡単な構造を得るための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていたこの種のリニアアクチュエータとしては、例えば、特許文献１に示されるリニアアクチュエータを挙げることができる。
すなわち、この特許文献１に記載のリニアアクチュエータにおいては、図示していないが、クイックリリースユニットを有し、このクイックリリースユニットは、作動要素を電動機とし、この電動機からクイックリリースユニットまで配置された伝動装置の部分から係合を離脱させるために、作動要素と可逆電動機との間の伝動装置に導入される。
このクイックリリースユニットは、軸方向に延びて相互に係合するトルク伝達手段を備えた２つの筒状連結部を備え、２つの連結部は相互に軸方向に変位可能であり、ばねによって相互係合状態を維持している。
この2つの連結部は、各連結部間のトルク伝達接続が遮断されるように、リリース機構によってばねに抗して相互に変位することができ、クイックリリースユニットは、ウォームホイールを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００８−５１７５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のリニアアクチュエータは、以上のように構成されているため、次のような課題が存在していた。
すなわち、スピンドルとギアホイールとが別々の部品として構成され、スピンドルの軸端に軸受けが配置され、そのために、スピンドルとギアホイールを一体化するために、多大な組立工数がかかると共に、部品の製造コストを下げることが難しく、かつ、スピンドルとギアホイールの同芯度を保つことが困難であった。
また、減速手段としてのギア機構を可逆電動機によって駆動しているため、例えば、アクチュエータが異物を挟み込んだ場合等による過負荷時の安全機構として、駆動電流の監視及び過電流時に駆動回路をオフとするための機構等を付加する必要があり、小型化及び低コスト化等への障害となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるリニアアクチュエータは、筒部及び基部を一体に有するケースと、前記筒部内にスラスト軸受けを介して直動自在に設けられたシリンダと、前記シリンダ内に設けられナットを介して前記シリンダと結合するスピンドル軸と、前記スピンドル軸の一端に一体形成され前記基部内に位置するギアホイールと、前記ギアホイールと一体に形成され前記基部内に位置する保持軸部と、前記ギアホイールの端面を回転自在に軸支するため前記基部内に位置する軸受けと、前記基部内に位置し前記ギアホイールと噛合するウォームギアを有するステッピングモータと、からなり、前記ウォームギアの回転により、前記スピンドル軸が回転し、前記シリンダが軸方向に沿って出入りし、前記スピンドル軸と前記ギアホイールは樹脂一体成形によりなる構成であり、また、前記基部内に設けられ前記ギアホイールの軸方向と直交する方向に沿ってストッパ面を有する輪状段部内に、前記軸受けを配設した構成である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によるリニアアクチュエータは、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、筒部及び基部を一体に有するケースと、前記筒部内にスラスト軸受けを介して直動自在に設けられたシリンダと、前記シリンダ内に設けられナットを介して前記シリンダと結合するスピンドル軸と、前記スピンドル軸の一端に一体形成され前記基部内に位置するギアホイールと、前記ギアホイールと一体に形成され前記基部内に位置する保持軸部と、前記ギアホイールの端面を回転自在に軸支するため前記基部内に位置する軸受けと、前記基部内に位置し前記ギアホイールと噛合するウォームギアを有するステッピングモータと、からなり、前記ウォームギアの回転により、前記スピンドル軸が回転し、前記シリンダが軸方向に沿って出入りし、前記スピンドル軸と前記ギアホイールは樹脂一体成形によりなる構成されていることにより、スピンドル軸とギアホイールの形成が容易で、軸芯を容易に一致させることができ、かつ、安価にできる。また、過負荷時には、ステッピングモータが脱調するため、規定値以上の推力の発生がなくなり、安全機構の省略が可能で小型化に寄与できる。
また、前記基部内に設けられ前記ギアホイールの軸方向と直交する方向に沿ってストッパ面を有する輪状段部内に、前記軸受けを配設したことにより、シリンダの圧縮方向の外力に対しては、輪状段部のストッパ面に軸受けが付勢を受けて当接するため、大きい外力を受けた場合でもスピンドル軸及びギアホイールの損傷等を防止して安全な直動動作を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明によるリニアアクチュエータを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明は、シリンダを出入りさせるスピンドル軸とギアホイールを樹脂一体成形することにより、安価でかつ簡単な構造からなるリニアアクチュエータを得ることを目的とする。
【実施例】
【０００９】
以下、図面と共に本発明によるリニアアクチュエータの好適な実施の形態について説明する。
図１において、符号１で示されるものは、先端側に筒部２を有し後端側に中空状の保持凹部３を有する基部４で形成された長手状のケースであり、前記筒部２内には、スラスト軸受け５を介してシリンダ６がその長手方向（軸方向）Ａに沿って出入り自在に設けられている。
【００１０】
前記シリンダ６内の後端には、ナット７が固定して設けられ、このシリンダ６内に設けられたスピンドル軸８は、前記ナット７に螺合した状態で後方に貫通し、このスピンドル軸８の後端には、後方に突出する保持軸部９を有するギアホイール１０が一体に形成されている。
【００１１】
前記保持軸部９は前記基部４内の保持凹部３内に位置しており、この保持凹部３の内壁に形成された輪状段部１１内には軸受け１２が設けられ、この軸受け１２は、前記輪状段部１１に形成されたストッパ面１３に当接している。
前記ストッパ面１３の面方向は、前記ギアホイール１０の軸方向Ｂと直交する方向に沿って形成され、前記軸受け１２は前記ギアホイール１０の端面１０ａを回転自在に軸支するように構成されている。
【００１２】
前記基部４の下部位置には、ウォームギア１４を有するステッピングモータ１５が内設され、このウォームギア１４は前記ギアホイール１０に螺合され、このステッピングモータ１５の駆動により、前記ウォームギア１４を介して前記ギアホイール１０及びスピンドル軸８を回転駆動することができるように構成されている。
【００１３】
前述の構成において、前記ステッピングモータ１５を駆動することにより、ウォームギア１４を介してギアホイール１０を回転させ、スピンドル軸８が回転する。
前記スピンドル軸８の回転により、ナット７を介してシリンダ６が長さ方向Ａに沿って出入りし、このシリンダ６はスラスト軸受け５により回転することなく直動のみが行われるように構成されている。
【００１４】
前述の状態において、前記シリンダ６の先端６ａが、被押圧部材（図示せず）に対して当接し、その後もステッピングモータ１５を駆動してシリンダ６を前進させようとすると、シリンダ６を前進させるステッピングモータ１５は圧縮力を受ける過負荷状態となるが、この過負荷状態は、可逆回転型の前記ステッピングモータ１５が脱調（周知）することにより、規定値以上の推力を発生することがなくなり、従来、リニアアクチュエータに採用されていた安全機構の省略が達成できた。
【００１５】
また、前記軸受け１２は、前記保持軸部９を軸支するのではなく、前記ギアホイール１０の端面１０ａを軸支しているため、前記圧縮力によりシリンダ６に軸方向Ｂによる過負荷が付加された場合、前記軸受け１２が前記輪状段部１１のストッパ面１３に当接して押圧され、過負荷に対して十分な作動安全性を維持することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明によるリニアアクチュエータは、リニアアクチュエータのみではなく、ジャッキ装置等への応用も可能である。
【符号の説明】
【００１７】
１ ケース
２ 筒部
３ 保持凹部
４ 基部
５ スラスト軸受け
６ シリンダ
６ａ 先端
７ ナット
８ スピンドル軸
９ 保持軸部
１０ ギアホイール
１０ａ 端面
１１ 輪状段部
１２ 軸受け
１３ ストッパ面
１４ ウォームギア
１５ ステッピングモータ
Ａ 長手方向
Ｂ 軸方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアアクチュエータに関し、特に、シリンダを出入りさせるスピンドル軸とギアホイールを樹脂一体成形することにより、安価でかつ簡単な構造を得るための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていたこの種のリニアアクチュエータとしては、例えば、特許文献１に示されるリニアアクチュエータを挙げることができる。
すなわち、この特許文献１に記載のリニアアクチュエータにおいては、図示していないが、クイックリリースユニットを有し、このクイックリリースユニットは、作動要素を電動機とし、この電動機からクイックリリースユニットまで配置された伝動装置の部分から係合を離脱させるために、作動要素と可逆電動機との間の伝動装置に導入される。
このクイックリリースユニットは、軸方向に延びて相互に係合するトルク伝達手段を備えた２つの筒状連結部を備え、２つの連結部は相互に軸方向に変位可能であり、ばねによって相互係合状態を維持している。
この2つの連結部は、各連結部間のトルク伝達接続が遮断されるように、リリース機構によってばねに抗して相互に変位することができ、クイックリリースユニットは、ウォームホイールを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００８−５１７５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のリニアアクチュエータは、以上のように構成されているため、次のような課題が存在していた。
すなわち、スピンドルとギアホイールとが別々の部品として構成され、スピンドルの軸端に軸受けが配置され、そのために、スピンドルとギアホイールを一体化するために、多大な組立工数がかかると共に、部品の製造コストを下げることが難しく、かつ、スピンドルとギアホイールの同芯度を保つことが困難であった。
また、減速手段としてのギア機構を可逆電動機によって駆動しているため、例えば、アクチュエータが異物を挟み込んだ場合等による過負荷時の安全機構として、駆動電流の監視及び過電流時に駆動回路をオフとするための機構等を付加する必要があり、小型化及び低コスト化等への障害となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるリニアアクチュエータは、筒部及び基部を一体に有するケースと、前記筒部内にスラスト軸受けを介して直動自在に設けられたシリンダと、前記シリンダ内に設けられナットを介して前記シリンダと結合するスピンドル軸と、前記スピンドル軸の一端に一体形成され前記基部内に位置するギアホイールと、前記ギアホイールと一体に形成され前記基部内に位置する保持軸部と、前記ギアホイールの端面を回転自在に軸支するため前記基部内に位置する軸受けと、前記基部内に位置し前記ギアホイールと噛合するウォームギアを有するステッピングモータと、からなり、前記ウォームギアの回転により、前記スピンドル軸が回転し、前記シリンダが軸方向に沿って出入りし、前記スピンドル軸と前記ギアホイールは樹脂一体成形によりなる構成であり、また、前記基部内に設けられ前記ギアホイールの軸方向と直交する方向に沿ってストッパ面を有する輪状段部内に、前記軸受けを配設した構成である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によるリニアアクチュエータは、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、筒部及び基部を一体に有するケースと、前記筒部内にスラスト軸受けを介して直動自在に設けられたシリンダと、前記シリンダ内に設けられナットを介して前記シリンダと結合するスピンドル軸と、前記スピンドル軸の一端に一体形成され前記基部内に位置するギアホイールと、前記ギアホイールと一体に形成され前記基部内に位置する保持軸部と、前記ギアホイールの端面を回転自在に軸支するため前記基部内に位置する軸受けと、前記基部内に位置し前記ギアホイールと噛合するウォームギアを有するステッピングモータと、からなり、前記ウォームギアの回転により、前記スピンドル軸が回転し、前記シリンダが軸方向に沿って出入りし、前記スピンドル軸と前記ギアホイールは樹脂一体成形によりなる構成されていることにより、スピンドル軸とギアホイールの形成が容易で、軸芯を容易に一致させることができ、かつ、安価にできる。また、過負荷時には、ステッピングモータが脱調するため、規定値以上の推力の発生がなくなり、安全機構の省略が可能で小型化に寄与できる。
また、前記基部内に設けられ前記ギアホイールの軸方向と直交する方向に沿ってストッパ面を有する輪状段部内に、前記軸受けを配設したことにより、シリンダの圧縮方向の外力に対しては、輪状段部のストッパ面に軸受けが付勢を受けて当接するため、大きい外力を受けた場合でもスピンドル軸及びギアホイールの損傷等を防止して安全な直動動作を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明によるリニアアクチュエータを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明は、シリンダを出入りさせるスピンドル軸とギアホイールを樹脂一体成形することにより、安価でかつ簡単な構造からなるリニアアクチュエータを得ることを目的とする。
【実施例】
【０００９】
以下、図面と共に本発明によるリニアアクチュエータの好適な実施の形態について説明する。
図１において、符号１で示されるものは、先端側に筒部２を有し後端側に中空状の保持凹部３を有する基部４で形成された長手状のケースであり、前記筒部２内には、スラスト軸受け５を介してシリンダ６がその長手方向（軸方向）Ａに沿って出入り自在に設けられている。
【００１０】
前記シリンダ６内の後端には、ナット７が固定して設けられ、このシリンダ６内に設けられたスピンドル軸８は、前記ナット７に螺合した状態で後方に貫通し、このスピンドル軸８の後端には、後方に突出する保持軸部９を有するギアホイール１０が一体に形成されている。
【００１１】
前記保持軸部９は前記基部４内の保持凹部３内に位置しており、この保持凹部３の内壁に形成された輪状段部１１内には軸受け１２が設けられ、この軸受け１２は、前記輪状段部１１に形成されたストッパ面１３に当接している。
前記ストッパ面１３の面方向は、前記ギアホイール１０の軸方向Ｂと直交する方向に沿って形成され、前記軸受け１２は前記ギアホイール１０の端面１０ａを回転自在に軸支するように構成されている。
【００１２】
前記基部４の下部位置には、ウォームギア１４を有するステッピングモータ１５が内設され、このウォームギア１４は前記ギアホイール１０に螺合され、このステッピングモータ１５の駆動により、前記ウォームギア１４を介して前記ギアホイール１０及びスピンドル軸８を回転駆動することができるように構成されている。
【００１３】
前述の構成において、前記ステッピングモータ１５を駆動することにより、ウォームギア１４を介してギアホイール１０を回転させ、スピンドル軸８が回転する。
前記スピンドル軸８の回転により、ナット７を介してシリンダ６が長さ方向Ａに沿って出入りし、このシリンダ６はスラスト軸受け５により回転することなく直動のみが行われるように構成されている。
【００１４】
前述の状態において、前記シリンダ６の先端６ａが、被押圧部材（図示せず）に対して当接し、その後もステッピングモータ１５を駆動してシリンダ６を前進させようとすると、シリンダ６を前進させるステッピングモータ１５は圧縮力を受ける過負荷状態となるが、この過負荷状態は、可逆回転型の前記ステッピングモータ１５が脱調（周知）することにより、規定値以上の推力を発生することがなくなり、従来、リニアアクチュエータに採用されていた安全機構の省略が達成できた。
【００１５】
また、前記軸受け１２は、前記保持軸部９を軸支するのではなく、前記ギアホイール１０の端面１０ａを軸支しているため、前記圧縮力によりシリンダ６に軸方向Ｂによる過負荷が付加された場合、前記軸受け１２が前記輪状段部１１のストッパ面１３に当接して押圧され、過負荷に対して十分な作動安全性を維持することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明によるリニアアクチュエータは、リニアアクチュエータのみではなく、ジャッキ装置等への応用も可能である。
【符号の説明】
【００１７】
１ ケース
２ 筒部
３ 保持凹部
４ 基部
５ スラスト軸受け
６ シリンダ
６ａ 先端
７ ナット
８ スピンドル軸
９ 保持軸部
１０ ギアホイール
１０ａ 端面
１１ 輪状段部
１２ 軸受け
１３ ストッパ面
１４ ウォームギア
１５ ステッピングモータ
Ａ 長手方向
Ｂ 軸方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒部(2)及び基部(4)を一体に有するケース(1)と、前記筒部(2)内にスラスト軸受け(5)を介して直動自在に設けられたシリンダ(6)と、前記シリンダ(6)内に設けられナット(7)を介して前記シリンダ(6)と結合するスピンドル軸(8)と、前記スピンドル軸(8)の一端に一体形成され前記基部(4)内に位置するギアホイール(10)と、前記ギアホイール(10)と一体に形成され前記基部(4)内に位置する保持軸部(9)と、前記ギアホイール(10)の端面(10a)を回転自在に軸支するため前記基部(4)内に位置する軸受け(12)と、前記基部(4)内に位置し前記ギアホイール(10)と噛合するウォームギア(14)を有するステッピングモータ(15)と、からなり、
前記ウォームギア(14)の回転により、前記スピンドル軸(8)が回転し、前記シリンダ(6)が軸方向(B)に沿って出入りし、前記スピンドル軸(8)と前記ギアホイール(10)は樹脂一体成形により構成されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項２】
前記基部(4)内に設けられ前記ギアホイール(10)の軸方向(B)と直交する方向に沿ってストッパ面(13)を有する輪状段部(11)内に、前記軸受け(12)を配設したことを特徴とする請求項１記載のリニアアクチュエータ。
【請求項１】
筒部(2)及び基部(4)を一体に有するケース(1)と、前記筒部(2)内にスラスト軸受け(5)を介して直動自在に設けられたシリンダ(6)と、前記シリンダ(6)内に設けられナット(7)を介して前記シリンダ(6)と結合するスピンドル軸(8)と、前記スピンドル軸(8)の一端に一体形成され前記基部(4)内に位置するギアホイール(10)と、前記ギアホイール(10)と一体に形成され前記基部(4)内に位置する保持軸部(9)と、前記ギアホイール(10)の端面(10a)を回転自在に軸支するため前記基部(4)内に位置する軸受け(12)と、前記基部(4)内に位置し前記ギアホイール(10)と噛合するウォームギア(14)を有するステッピングモータ(15)と、からなり、
前記ウォームギア(14)の回転により、前記スピンドル軸(8)が回転し、前記シリンダ(6)が軸方向(B)に沿って出入りし、前記スピンドル軸(8)と前記ギアホイール(10)は樹脂一体成形により構成されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項２】
前記基部(4)内に設けられ前記ギアホイール(10)の軸方向(B)と直交する方向に沿ってストッパ面(13)を有する輪状段部(11)内に、前記軸受け(12)を配設したことを特徴とする請求項１記載のリニアアクチュエータ。
【図１】
【公開番号】特開２０１０−２８１３９１（Ｐ２０１０−２８１３９１Ａ）
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３５３６３（Ｐ２００９−１３５３６３）
【出願日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【出願人】（０００２０３６３４）多摩川精機株式会社 (669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【出願人】（０００２０３６３４）多摩川精機株式会社 (669)
【Ｆターム（参考）】
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