動力伝達変換機構及びそれを利用したリニアアクチュエータ
【課題】本発明は、外力に対して受動的に機能する動力伝達変換機構及びそれを利用したリニアアクチュエータを提供することを目的とするものである。
【解決手段】本発明は、平行な線状孔を斜めにして複数空けた筒状のガイド体を筒状の内体と筒状の外体で挟み、前記ガイド体の各線状孔内に前記内体の外周面に接する内ボールと前記外体の内周面に接する外ボールを交互に配置することで、内外ボールの回転により前記内体に与えた回転力を螺旋回転に変換して前記外体に伝達する際に、外力に対して受動的に機能することを特徴とする動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの構成とした。
【解決手段】本発明は、平行な線状孔を斜めにして複数空けた筒状のガイド体を筒状の内体と筒状の外体で挟み、前記ガイド体の各線状孔内に前記内体の外周面に接する内ボールと前記外体の内周面に接する外ボールを交互に配置することで、内外ボールの回転により前記内体に与えた回転力を螺旋回転に変換して前記外体に伝達する際に、外力に対して受動的に機能することを特徴とする動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外力に対して受動的に機能する動力伝達変換機構及びそれを利用したリニアアクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、従来の電動ドライバー等の回転工具は、モータで軸を回転させることでネジを締めるが、ネジは徐々にネジ穴に入っていくため、そのままでは工具とネジが離れてしまうので、工具を押し付けながら作業する必要がある。
【０００３】
特許文献１に記載されているように、円筒状のハウジング内に進退自在に嵌合した進退部材と、前記進退部材にナットが結合されたボールねじ機構と、前記ボールねじ機構のねじ軸を回転させるモータとを備えたリニアアクチュエータの発明も公開されている。
【０００４】
また、特許文献２に記載されているように、電動モータの回転軸にウォーム及びウォームホイールを介して連係されハウジングに回転自在に支持された回転ネジ軸と、回転ネジ軸に螺合し且つ回転ネジ軸の回転により相対的に軸線方向に往復移動する出力軸とを備えたリニアアクチュエータの発明も公開されている。
【特許文献１】特開２００７−３０３５１５号公報
【特許文献２】特開２００８−２１９９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２のように、歯車やボールねじ等の噛み合わせ部を持つ発明は、回転運動を別の運動に変換しているだけであり、工具の押付け等の外力に対して柔軟に対応することができない。
【０００６】
そこで、本発明は、外力に対して受動的に機能する動力伝達変換機構及びそれを利用したリニアアクチュエータを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するために、平行な線状孔を斜めにして複数空けた筒状のガイド体を筒状の内体と筒状の外体で挟み、前記ガイド体の各線状孔内に前記内体の外周面に接する内ボールと前記外体の内周面に接する外ボールを交互に配置することで、内外ボールの回転により前記内体に与えた回転力を螺旋回転に変換して前記外体に伝達する際に、外力に対して受動的に機能することを特徴とする請求項１に記載の動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの構成とした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、斜めにした線状孔にボールを交互に配置することで、内体の回転力をボールを介して伝達し外体を螺旋状に回転させることにより、軸方向力を得るリニアアクチュエータとして実現することができる。
【０００９】
また、線状孔にボールを交互に配置しただけであるので、外力に対してボールの回転方向をずらすことで受動的に動作させることが可能であり、動力装置への負荷も軽減することができる。
【００１０】
本発明である動力伝達変換機構は、電動ドライバー以外にも、義手、ヒューマノイドロボット、パワースーツ等の関節駆動その他リニアアクチュエータを利用した装置に応用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、外力に対して受動的に機能させるという目的を、平行な線状孔を複数空けたガイド体を内体と外体の間に挟み、前記ガイド体の各線状孔内に前記内体に接する内ボールと前記外体に接する外ボールを交互に配置することで、内外ボールの回転により動力を伝達する際に外力に対して回転方向を受動的に変換することを特徴とする動力伝達変換機構により実現した。
【実施例１】
【００１２】
以下に、添付図面に基づいて、本発明である動力伝達変換機構及びそれを利用したリニアアクチュエータについて詳細に説明する。図１は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの外観の斜視図である。
【００１３】
リニアアクチュエータ１は、入力されたエネルギーを直線運動に変換する駆動装置であり、動力装置７の動力により、外体４を上下にスライド移動させ、接続部８に接続された外部装置に伝達する。
【００１４】
まず本発明であるリニアアクチュエータ１の仕組みとなる動力伝達変換機構１ａについて説明する。図２は、本発明である動力伝達変換機構の平面図である。図３は、本発明である動力伝達変換機構の側面の断面図である。
【００１５】
尚、図３の上段は、図２のＡ−Ａ線で切断した断面図であり、線状孔５を縦切りにした状態である。また、図３の下段は、図２のＢ−Ｂ線で切断した断面図であり、線状孔５を横切りにした状態である。
【００１６】
動力伝達変換機構１ａは、平行な線状孔５を複数空けたガイド体３ａを内体２ａと外体４ａの間に挟み、ガイド体３ａの各線状孔５内に内体２ａに接する内ボール６と外体４ａに接する外ボール６ａを交互に配置することで、内外ボール６、６ａの回転により動力を伝達する際に外力に対して回転方向を受動的に変換することを特徴とする。
【００１７】
内体２ａは、ガイド体３ａの下側に平行に位置する板状の部材であり、ガイド体３ａに対して相対的に水平方向に移動することができる。尚、内体２ａとガイド体３ａとの間には隙間が存在する。
【００１８】
外体４ａは、ガイド体３ａの上側に平行に位置する板状の部材であり、ガイド体３ａに対して相対的に水平方向に移動することができる。尚、外体４ａとガイド体３ａとの間には隙間が存在する。尚、図２においては透明な板として記載する。
【００１９】
ガイド体３ａは、内体２ａと外体４ａの間に挟まれた板状の部材である。ガイド体３ａには、内体２ａ側の面に抜ける部分と外体４ａ側の面に抜ける部分を有する細長の線状孔５が複数空けられる。
【００２０】
線状孔５は、内ボール６及び外ボール６ａを収容する溝である。全ての線状孔５は、ガイド体３ａに対して同じ傾きを有しており、お互い平行である。尚、形状は特定ではなく、内外ボール６、６ａを収めやすいように加工しても良い。
【００２１】
線状孔５の幅は、最大で内ボール６又は外ボール６ａを１個収めることができる幅である。ただし、内外ボール６、６ａが回転できる余裕を設ける。また、線状孔５の長さは、線状孔５に収める内外ボール６、６ａの個数に依る。
【００２２】
内外ボール６、６ａは、球体であり、線状孔５に対し、上下交互で且つ内ボール６と外ボール６ａが接するように収められる。即ち、内体２ａ側の面から一部突出する内ボール６と、外体４ａ側の面から一部突出する外ボール６ａとが交互に配置される。
【００２３】
内外ボール６、６ａの配置は上下二段で、線状孔５の両端に達するまで入れるが、１つの線状孔５に入れる内外ボール６、６ａの個数は２個以上にする。尚、端の内外ボール６、６ａの位置を上にするか下にするかは任意である。
【００２４】
内体２ａが移動すると、内体２ａと接する内ボール６も摩擦により回転する。内ボール６が回転すると、内ボール６と接する外ボール６ａも摩擦により回転する。外ボール６ａが回転すると、外ボール６ａと接する外体４ａも摩擦により移動する。
【００２５】
例えば、ガイド体３ａに対し全ての線状孔５を左上の方に傾けて空けた場合に、内体２ａと外体４ａを固定して、ガイド体３ａに左から右方向に外力を加えると、ガイド体３ａは内外ボール６、６ａが回転して右上方向に移動する。
【００２６】
図４は、本発明である動力伝達変換機構の側面を拡大した断面図である。尚、図４の上段は、内外ボール６、６ａに外力が掛かっていない状態であり、図４の下段は、内外ボール６、６ａに外力が掛かった状態である。
【００２７】
例えば、左側の外ボール６ａが線状孔５の左端の壁面に接し、中央の内ボール６が左側の外ボール６ａと右側の外ボールの間に挟まれ、右側の外ボール６ａが線状孔５の右端の壁面に接しているとする。
【００２８】
このとき、線状孔５の長手方向の両端と外ボール６ａとの接点においては内外ボール６、６ａを押さえ付ける力が働き、内ボール６と外ボール６ａとの接点においては摩擦力により動力を伝達する力が働く。
【００２９】
そのため、内ボール６については線状孔５の長手方向の両端と内ボール６の中心を結ぶ線、外ボール６ａについては線状孔５の長手方向の両端と外ボール６ａの中心を結ぶ線が回転軸となる。
【００３０】
しかしながら、この回転軸は固定されている訳ではなく、軸線上に線状孔５の端面以外は内外ボール６、６ａとの接点が存在しないため、内外ボール６、６ａに線状孔５が押さえ付ける以上の力が加えられると、回転軸の角度がその方向にずらされる。
【００３１】
即ち、本来の回転軸を維持しようとする力と、回転軸をずらそうとする力との間でバランスが取れた位置を回転軸として、内外ボール６、６ａが回転し、その回転は全ての内外ボール６、６ａに連動する。
【００３２】
例えば、内体２ａ又は外体４ａを右から左方向に移動させて、内ボール６は時計回りに、外ボール６ａは反時計回りに回転する外力を掛ける。尚、内ボール６と外ボール６ａとは逆に回転するので、内体２ａと外体４ａは同方向に移動させることが可能である。
【００３３】
外力が弱ければ内外ボール６、６ａの中心を左右に通る回転軸に近付き、外力が強ければ内外ボール６、６ａの中心を手前から奥に通る回転軸に近付き、外力に応じて回転軸がずらされる。
【００３４】
このように、ガイド体３ａが内外ボール６、６ａによって伝達する動力を妨げるような外力に対して受動的に機能することができ、それにより動力装置に影響を及ぼすようなこともない。
【実施例２】
【００３５】
図５は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの動作時の斜視図である。図６は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの平面の断面図である。
【００３６】
リニアアクチュエータ１は、平行な線状孔５を斜めにして複数空けた筒状のガイド体３を筒状の内体２と筒状の外体４で挟み、ガイド体３の各線状孔５内に内体２の外周面に接する内ボール６と外体４の内周面に接する外ボール６ａを交互に配置することで、内外ボール６、６ａの回転により内体２に与えた回転力を螺旋回転に変換して外体４に伝達する際に、外力に対して受動的に機能することを特徴とする。
【００３７】
リニアアクチュエータ１は、動力伝達変換機構１ａを利用しており、内体２と外体４とガイド体３を筒状にすることで、動力装置７から回転動力を内体２に与えると、外体４が螺旋状に回転し、接続部８に軸方向力を伝達する。
【００３８】
中心が内体２、内体２の外側がガイド体３、ガイド体３の外側が外体４のように配置し、内体２と外体４でガイド体３を挟み込む。尚、内体２とガイド体３の間、及びガイド体３と外体４の間には隙間を設け、密着はさせない。
【００３９】
図７は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータのガイド体の斜視図である。図８は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータのガイド体の側面図である。図９は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータのガイド体の平面図である。
【００４０】
尚、図８の側面図については、下部を断面図にしており、内部が中空の筒状であることを示す。また、図９の平面図については、ガイド体３を透過させて、内外ボール６、６ａの配置状況を示す。
【００４１】
ガイド体３の側周面には、複数の線状孔５を空ける。各線状孔５は斜めに傾け、等間隔で平行に配置し、少なくとも外周面に抜ける部分と内周面に抜ける部分が交互に存在するように設ける。
【００４２】
線状孔５の形状は、例えば、長方形状、円を繋げた形状、やや波状にうねった形状のように細長い線状である。線状孔５は、３箇所以上均等に空けて安定させることが望ましいが、対向する２箇所、又は１本を螺旋状に１周以上巻くように空けても構わない。
【００４３】
線状孔５には、内周面から一部突出する内ボール６と、外周面から一部突出する外ボール６とが、交互に収容される。尚、内外ボール６、６ａの突出は、ガイド体３と内体２の隙間、又はガイド体３と外体４の隙間の分である。
【００４４】
内ボール６と外ボール６ａとは接するので、お互い逆方向に回転する。また、内ボール６同士は全て同じ方向に回転し、外ボール６ａ同士も全て同じ方向に回転するため、内ボール６同士又は外ボール６ａ同士は接しない。
【００４５】
図１０は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの側面の断面図である。図１１は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの動作時の側面の断面図である。
【００４６】
リニアアクチュエータ１においては、内体２の中に動力装置７に連結した軸状の回転体９を通し、回転体９から内体２に動力を伝達可能に接続することで、回転体９の回転に伴い内体２も回転させる。
【００４７】
尚、回転体９は内体２に回転力を伝達するが、回転体９に対し内体２が上下にスライド移動可能な状態とする。また、動力装置７としては、電気エネルギーを回転運動に変換するモータ等を用いる。
【００４８】
ガイド体３の内部に内体２が通るようにし、ガイド体３の下端を動力装置７の固定部７ａに固定する。尚、ガイド体３と回転体９との間にはベアリング１１を介しており、回転体９はガイド体３とは関係なく回転することが可能である。
【００４９】
外体４の内部にガイド体３が通るようにし、上部において内体２と外体４をベアリング１１を介して連結すると共に、外体４の上端にベアリング１１を介して接続部８を取り付ける。
【００５０】
尚、ガイド体３には予め内外ボール６、６ａを収容可能な個数セットしておき、全ての内ボール６は内体２の外周の壁面に接するようにし、全ての外ボール６ａは外体４の内周の壁面に接するようにする。
【００５１】
また、外体４の内周壁の下部には、外体４がガイド体３から外れないようにストッパー１０を設ける。ストッパー１０には止め輪などを用い、外体４が上昇した際に、外ボール６ａが引っ掛かるようにする。
【００５２】
例えば、回転体９の回転により内体２が回転すると、内体２から内ボール６に回転力が伝達されるが、内ボール６は斜めに回転軸が通っているため、内ボール６は斜め方向に回転する。
【００５３】
外ボール６ａには内ボール６と反対方向の回転が伝達され、外ボール６ａも斜め方向に回転していることから、外体４は螺旋状に回転する。即ち、内体２と外体４は回転しながら上下方向にも移動する。
【００５４】
尚、ガイド体３には左上方向に傾けた線状孔５を空けていることから、上から見て回転体９を時計回りに回転させると内体２及び外体４は下降し、回転体９を反時計回りに回転させると内体２及び外体４は上昇する。
【００５５】
外体４が上昇し、ストッパー１０が外ボール６ａに接触すると、外体４の上昇を妨げる外力が生じ、内外ボール６、６ａの回転軸を垂直方向に向けることで、内体２及び外体４に回転力のみを伝達する。
【００５６】
また、外体４の上昇中に接続部８を下方に押し付けた場合も、外体４の上昇を妨げる外力であり、外力により内外ボール６、６ａの回転軸の向きが変えられるので、内体２及び外体４を下降させることも可能である。
【実施例３】
【００５７】
図１２は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの内体とボールの比率を変えたガイド体の平面図である。図１３は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの内体とボールの比率を変えたガイド体の側面図である。
【００５８】
リニアアクチュエータ１ｂは、内体２の外径よりも内外ボール６、６ａの直径を大きくすることで、変換される軸方向力及び回転力を減速して伝達することができる。尚、内ボール６と外ボール６ａのサイズを変えることで変速効果を得ることも可能である。
【００５９】
例えば、内体２の円周の長さが、内外ボール６、６ａの円周の長さの半分であれば、内体２が一回転したときに、内外ボール６、６ａは半回転しかしないため、外体４の回転及び移動速度も半分に減速されて伝達される。
【００６０】
ガイド体３の厚さ、ガイド体３に空ける線状孔５の位置、線状孔５の数、線状孔５に入る内外ボール６、６ａの数、内外ボール６、６ａのサイズ、内外ボール６、６ａの段数などは任意に調整可能である。
【００６１】
図１４は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの内体と外体の距離を変えた場合のボール配置を示す図である。尚、図１４の上段は距離が狭い場合であり、図１４の下段は距離が広い場合である。
【００６２】
内体２の外周と外体４の内周の円周差を変えることで、回転量及び軸方向への移動量を調整することもできる。尚、内ボール６同士又は外ボール６ａ同士が接触せず、内ボール６と外ボール６ａが一直線上にならない範囲で調整する。
【００６３】
内外ボール６、６ａのサイズが同じでも、内体２の外周と外体４の内周までの距離が変われば、内ボール６と外ボール６ａが接する角度が変わるので、回転軸の位置により回転時に伝達される移動量も変わるためである。
【００６４】
即ち、内ボール６の回転軸と外ボール６ａの回転軸の距離が離れている場合は接点の回転軌道が長くなり、内ボール６の回転軸と外ボール６ａの回転軸の距離が近い場合は接点の回転軌道が短くなる。
【００６５】
図１５は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの内体と外体の移動量について示す図である。内体２の外径、内ボール６の直径、外ボール６ａの直径、外体４の内径の比が１：２：２：９とし、一直線上に並んだと仮定する。
【００６６】
内体２が反時計回りに１回転したとすると、内ボール６は時計回りに半回転し、外ボール６ａは反時計回りに半回転し、外体４は反時計回りに９分の１回転することとなり、内体２と外体４とで、回転角度に差が生じる。
【００６７】
即ち、内体２を９回転させると外体４が１回転し、回転速度を９分の１に減速することができる。尚、内体２と外体４の比が変速比となるため、内体２から外体４までの距離が同じであれば、内ボール６と外ボール６ａの比率が変わっても影響はない。
【００６８】
また、内外ボール６、６ａが斜め方向に回転し、内体２及び外体４が螺旋回転した場合には、上下方向への移動距離にも差が生じ、外体４が１回転して上昇する間に、内体２は９回転して９倍上昇することになる。
【００６９】
尚、内体２と外体４を連結すれば回転角度及び昇降距離は同じとなるが、移動速度を合わせようとする力が外力となり、内外ボール６、６ａの回転軸の向きがずらされて回転方向が変わる。
【００７０】
図１６は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータのボールの回転軸について示す図である。尚、図１６の下段右側は線状孔内を横から見た図、上段はそれを上から見た図、下段左側はそれを左から見た図である。
【００７１】
内外ボール６、６ａは、線状孔５の長手方向の両端で押さえられ、摩擦力が働いているため、内ボール６の中心と線状孔５の両端を結ぶ線と、外ボール６ａの中心と線状孔５の両端を結ぶ線が回転軸になりやすい。
【００７２】
しかし、内外ボール６、６ａは固定されている訳ではなく、回転軸が通る端のうち少なくとも一方が押さえられていない状態であるため、外力の影響を受けると、回転軸が傾きやすい。
【００７３】
例えば、上段の図のように、内ボール６に対し左下方向に向かって外力が加わった場合、外ボール６ａにより押さえられてはいるが、回転軸の両端に押さえがないため、横向きの回転軸の角度が下方にずらされる。
【００７４】
外ボール６ａに同じ外力が加わっていなければ、内ボール６の回転により回転軸の角度を変えようとする力と、外ボール６ａ自身が回転軸の角度を維持しようとする力が働いているため、内ボール６と外ボール６ａの回転軸にずれが生じる。
【００７５】
その結果、運動方向のずれにより内ボール６に伝達される量と外ボール６ａが伝達する量に差が生じることとなる。尚、螺旋回転の場合では、内体２が回転し昇降する量と、外体４が回転し昇降する量との間に差が生じる。
【００７６】
図１７は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータのボールサイズを変えたガイド体を用いた場合の側面の断面図である。図１８は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータのボールサイズを変えたガイド体を用いた場合の動作時の側面の断面図である。
【００７７】
リニアアクチュエータ１ｂは、内体２を軸状にして動力装置７に接続し、内体２の周りにガイド体３を配置し、ガイド体３の周りに外体４を配置する。尚、外体４はベアリング１１により回転可能に動力装置７の固定部７ａに取り付けられる。
【００７８】
内体２の回転により、内ボール６は斜め方向に回転し、さらに外ボール６ａが逆方向に回転し、外体４を回転させるが、内外ボール６、６ａが斜め方向に回転することからガイド体３が上下移動し、ガイド体３に取り付けた接続部８をスライド移動させる。
【００７９】
尚、内体２及び外体４の回転に伴い、ガイド体３が逆方向に回転する場合があるので、接続部８を回転させずに昇降のみさせる場合は、ガイド体３と接続部８の間にすべり受け軸を設けるか、ガイド体３の回転方向を固定し回転を止めるような外力を与える。
【００８０】
外体４の内周壁の設けたストッパー１０に外ボール６ａが接触すると、ガイド体３の移動を制限する外力が働き、内外ボール６、６ａの回転軸の向きが調整され、外力の大きさに従って受動的に動作する。
【実施例４】
【００８１】
図１９は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの構成の配置を変えた場合の側面の断面図である。リニアアクチュエータ１ｃの構成は様々に応用可能である。
【００８２】
リニアアクチュエータ１ｃは、軸状の内体２を枠体１２に固定し、内体２の周りにガイド体３を配置し、ガイド体３の周りに外体４を配置する。尚、枠体１２には丸棒１２ａも固定し、動力装置７の固定部７ａが丸棒１２ａに沿って移動できるように、すべり受け軸７ｂを介して取り付ける
【００８３】
また、ガイド体３には回転体９を取り付けると共に、ベアリング１１によりガイド体３が回転可能となるように動力装置７の固定部７ａに取り付け、動力装置７から回転体９にベルトやその他の手段により回転力を伝達させる。
【００８４】
ガイド体３が回転すると、内体２と外体４に対して内外ボール６、６ａが斜め方向に回転することで、ガイド体３が上下移動も行い、ストッパー１０で制限される範囲内で、固定部７ａをスライド移動させる。
【００８５】
尚、内体２が固定されていることから、外体４はガイド体３と反対方向に移動する。内体２の外周と外体４の内周の円周差があると、回転角度に差が生じ、スライド移動量も変化するので、円周差を利用して移動量を調整することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの外観の斜視図である。
【図２】本発明である動力伝達変換機構の平面図である。
【図３】本発明である動力伝達変換機構の側面の断面図である。
【図４】本発明である動力伝達変換機構の側面を拡大した断面図である。
【図５】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの動作時の斜視図である。
【図６】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの平面の断面図である。
【図７】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータのガイド体の斜視図である。
【図８】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータのガイド体の側面図である。
【図９】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータのガイド体の平面図である。
【図１０】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの側面の断面図である。
【図１１】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの動作時の側面の断面図である。
【図１２】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの内体とボールの比率を変えたガイド体の平面図である。
【図１３】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの内体とボールの比率を変えたガイド体の側面図である。
【図１４】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの内体と外体の距離を変えた場合のボール配置を示す図である。
【図１５】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの内体と外体の移動量について示す図である。
【図１６】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータのボールの回転軸について示す図である。
【図１７】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータのボールサイズを変えたガイド体を用いた場合の側面の断面図である。
【図１８】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータのボールサイズを変えたガイド体を用いた場合の動作時の側面の断面図である。
【図１９】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの構成の配置を変えた場合の側面の断面図である。
【符号の説明】
【００８７】
１ リニアアクチュエータ
１ａ 動力伝達変換機構
１ｂ リニアアクチュエータ
１ｃ リニアアクチュエータ
２ 内体
２ａ 内体
３ ガイド体
３ａ ガイド体
４ 外体
４ａ 外体
５ 線状孔
６ 内ボール
６ａ 外ボール
７ 動力装置
７ａ 固定部
７ｂ すべり受け軸
８ 接続部
９ 回転体
１０ ストッパー
１１ ベアリング
１２ 枠体
１２ａ 丸棒
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外力に対して受動的に機能する動力伝達変換機構及びそれを利用したリニアアクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、従来の電動ドライバー等の回転工具は、モータで軸を回転させることでネジを締めるが、ネジは徐々にネジ穴に入っていくため、そのままでは工具とネジが離れてしまうので、工具を押し付けながら作業する必要がある。
【０００３】
特許文献１に記載されているように、円筒状のハウジング内に進退自在に嵌合した進退部材と、前記進退部材にナットが結合されたボールねじ機構と、前記ボールねじ機構のねじ軸を回転させるモータとを備えたリニアアクチュエータの発明も公開されている。
【０００４】
また、特許文献２に記載されているように、電動モータの回転軸にウォーム及びウォームホイールを介して連係されハウジングに回転自在に支持された回転ネジ軸と、回転ネジ軸に螺合し且つ回転ネジ軸の回転により相対的に軸線方向に往復移動する出力軸とを備えたリニアアクチュエータの発明も公開されている。
【特許文献１】特開２００７−３０３５１５号公報
【特許文献２】特開２００８−２１９９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２のように、歯車やボールねじ等の噛み合わせ部を持つ発明は、回転運動を別の運動に変換しているだけであり、工具の押付け等の外力に対して柔軟に対応することができない。
【０００６】
そこで、本発明は、外力に対して受動的に機能する動力伝達変換機構及びそれを利用したリニアアクチュエータを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するために、平行な線状孔を斜めにして複数空けた筒状のガイド体を筒状の内体と筒状の外体で挟み、前記ガイド体の各線状孔内に前記内体の外周面に接する内ボールと前記外体の内周面に接する外ボールを交互に配置することで、内外ボールの回転により前記内体に与えた回転力を螺旋回転に変換して前記外体に伝達する際に、外力に対して受動的に機能することを特徴とする請求項１に記載の動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの構成とした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、斜めにした線状孔にボールを交互に配置することで、内体の回転力をボールを介して伝達し外体を螺旋状に回転させることにより、軸方向力を得るリニアアクチュエータとして実現することができる。
【０００９】
また、線状孔にボールを交互に配置しただけであるので、外力に対してボールの回転方向をずらすことで受動的に動作させることが可能であり、動力装置への負荷も軽減することができる。
【００１０】
本発明である動力伝達変換機構は、電動ドライバー以外にも、義手、ヒューマノイドロボット、パワースーツ等の関節駆動その他リニアアクチュエータを利用した装置に応用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、外力に対して受動的に機能させるという目的を、平行な線状孔を複数空けたガイド体を内体と外体の間に挟み、前記ガイド体の各線状孔内に前記内体に接する内ボールと前記外体に接する外ボールを交互に配置することで、内外ボールの回転により動力を伝達する際に外力に対して回転方向を受動的に変換することを特徴とする動力伝達変換機構により実現した。
【実施例１】
【００１２】
以下に、添付図面に基づいて、本発明である動力伝達変換機構及びそれを利用したリニアアクチュエータについて詳細に説明する。図１は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの外観の斜視図である。
【００１３】
リニアアクチュエータ１は、入力されたエネルギーを直線運動に変換する駆動装置であり、動力装置７の動力により、外体４を上下にスライド移動させ、接続部８に接続された外部装置に伝達する。
【００１４】
まず本発明であるリニアアクチュエータ１の仕組みとなる動力伝達変換機構１ａについて説明する。図２は、本発明である動力伝達変換機構の平面図である。図３は、本発明である動力伝達変換機構の側面の断面図である。
【００１５】
尚、図３の上段は、図２のＡ−Ａ線で切断した断面図であり、線状孔５を縦切りにした状態である。また、図３の下段は、図２のＢ−Ｂ線で切断した断面図であり、線状孔５を横切りにした状態である。
【００１６】
動力伝達変換機構１ａは、平行な線状孔５を複数空けたガイド体３ａを内体２ａと外体４ａの間に挟み、ガイド体３ａの各線状孔５内に内体２ａに接する内ボール６と外体４ａに接する外ボール６ａを交互に配置することで、内外ボール６、６ａの回転により動力を伝達する際に外力に対して回転方向を受動的に変換することを特徴とする。
【００１７】
内体２ａは、ガイド体３ａの下側に平行に位置する板状の部材であり、ガイド体３ａに対して相対的に水平方向に移動することができる。尚、内体２ａとガイド体３ａとの間には隙間が存在する。
【００１８】
外体４ａは、ガイド体３ａの上側に平行に位置する板状の部材であり、ガイド体３ａに対して相対的に水平方向に移動することができる。尚、外体４ａとガイド体３ａとの間には隙間が存在する。尚、図２においては透明な板として記載する。
【００１９】
ガイド体３ａは、内体２ａと外体４ａの間に挟まれた板状の部材である。ガイド体３ａには、内体２ａ側の面に抜ける部分と外体４ａ側の面に抜ける部分を有する細長の線状孔５が複数空けられる。
【００２０】
線状孔５は、内ボール６及び外ボール６ａを収容する溝である。全ての線状孔５は、ガイド体３ａに対して同じ傾きを有しており、お互い平行である。尚、形状は特定ではなく、内外ボール６、６ａを収めやすいように加工しても良い。
【００２１】
線状孔５の幅は、最大で内ボール６又は外ボール６ａを１個収めることができる幅である。ただし、内外ボール６、６ａが回転できる余裕を設ける。また、線状孔５の長さは、線状孔５に収める内外ボール６、６ａの個数に依る。
【００２２】
内外ボール６、６ａは、球体であり、線状孔５に対し、上下交互で且つ内ボール６と外ボール６ａが接するように収められる。即ち、内体２ａ側の面から一部突出する内ボール６と、外体４ａ側の面から一部突出する外ボール６ａとが交互に配置される。
【００２３】
内外ボール６、６ａの配置は上下二段で、線状孔５の両端に達するまで入れるが、１つの線状孔５に入れる内外ボール６、６ａの個数は２個以上にする。尚、端の内外ボール６、６ａの位置を上にするか下にするかは任意である。
【００２４】
内体２ａが移動すると、内体２ａと接する内ボール６も摩擦により回転する。内ボール６が回転すると、内ボール６と接する外ボール６ａも摩擦により回転する。外ボール６ａが回転すると、外ボール６ａと接する外体４ａも摩擦により移動する。
【００２５】
例えば、ガイド体３ａに対し全ての線状孔５を左上の方に傾けて空けた場合に、内体２ａと外体４ａを固定して、ガイド体３ａに左から右方向に外力を加えると、ガイド体３ａは内外ボール６、６ａが回転して右上方向に移動する。
【００２６】
図４は、本発明である動力伝達変換機構の側面を拡大した断面図である。尚、図４の上段は、内外ボール６、６ａに外力が掛かっていない状態であり、図４の下段は、内外ボール６、６ａに外力が掛かった状態である。
【００２７】
例えば、左側の外ボール６ａが線状孔５の左端の壁面に接し、中央の内ボール６が左側の外ボール６ａと右側の外ボールの間に挟まれ、右側の外ボール６ａが線状孔５の右端の壁面に接しているとする。
【００２８】
このとき、線状孔５の長手方向の両端と外ボール６ａとの接点においては内外ボール６、６ａを押さえ付ける力が働き、内ボール６と外ボール６ａとの接点においては摩擦力により動力を伝達する力が働く。
【００２９】
そのため、内ボール６については線状孔５の長手方向の両端と内ボール６の中心を結ぶ線、外ボール６ａについては線状孔５の長手方向の両端と外ボール６ａの中心を結ぶ線が回転軸となる。
【００３０】
しかしながら、この回転軸は固定されている訳ではなく、軸線上に線状孔５の端面以外は内外ボール６、６ａとの接点が存在しないため、内外ボール６、６ａに線状孔５が押さえ付ける以上の力が加えられると、回転軸の角度がその方向にずらされる。
【００３１】
即ち、本来の回転軸を維持しようとする力と、回転軸をずらそうとする力との間でバランスが取れた位置を回転軸として、内外ボール６、６ａが回転し、その回転は全ての内外ボール６、６ａに連動する。
【００３２】
例えば、内体２ａ又は外体４ａを右から左方向に移動させて、内ボール６は時計回りに、外ボール６ａは反時計回りに回転する外力を掛ける。尚、内ボール６と外ボール６ａとは逆に回転するので、内体２ａと外体４ａは同方向に移動させることが可能である。
【００３３】
外力が弱ければ内外ボール６、６ａの中心を左右に通る回転軸に近付き、外力が強ければ内外ボール６、６ａの中心を手前から奥に通る回転軸に近付き、外力に応じて回転軸がずらされる。
【００３４】
このように、ガイド体３ａが内外ボール６、６ａによって伝達する動力を妨げるような外力に対して受動的に機能することができ、それにより動力装置に影響を及ぼすようなこともない。
【実施例２】
【００３５】
図５は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの動作時の斜視図である。図６は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの平面の断面図である。
【００３６】
リニアアクチュエータ１は、平行な線状孔５を斜めにして複数空けた筒状のガイド体３を筒状の内体２と筒状の外体４で挟み、ガイド体３の各線状孔５内に内体２の外周面に接する内ボール６と外体４の内周面に接する外ボール６ａを交互に配置することで、内外ボール６、６ａの回転により内体２に与えた回転力を螺旋回転に変換して外体４に伝達する際に、外力に対して受動的に機能することを特徴とする。
【００３７】
リニアアクチュエータ１は、動力伝達変換機構１ａを利用しており、内体２と外体４とガイド体３を筒状にすることで、動力装置７から回転動力を内体２に与えると、外体４が螺旋状に回転し、接続部８に軸方向力を伝達する。
【００３８】
中心が内体２、内体２の外側がガイド体３、ガイド体３の外側が外体４のように配置し、内体２と外体４でガイド体３を挟み込む。尚、内体２とガイド体３の間、及びガイド体３と外体４の間には隙間を設け、密着はさせない。
【００３９】
図７は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータのガイド体の斜視図である。図８は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータのガイド体の側面図である。図９は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータのガイド体の平面図である。
【００４０】
尚、図８の側面図については、下部を断面図にしており、内部が中空の筒状であることを示す。また、図９の平面図については、ガイド体３を透過させて、内外ボール６、６ａの配置状況を示す。
【００４１】
ガイド体３の側周面には、複数の線状孔５を空ける。各線状孔５は斜めに傾け、等間隔で平行に配置し、少なくとも外周面に抜ける部分と内周面に抜ける部分が交互に存在するように設ける。
【００４２】
線状孔５の形状は、例えば、長方形状、円を繋げた形状、やや波状にうねった形状のように細長い線状である。線状孔５は、３箇所以上均等に空けて安定させることが望ましいが、対向する２箇所、又は１本を螺旋状に１周以上巻くように空けても構わない。
【００４３】
線状孔５には、内周面から一部突出する内ボール６と、外周面から一部突出する外ボール６とが、交互に収容される。尚、内外ボール６、６ａの突出は、ガイド体３と内体２の隙間、又はガイド体３と外体４の隙間の分である。
【００４４】
内ボール６と外ボール６ａとは接するので、お互い逆方向に回転する。また、内ボール６同士は全て同じ方向に回転し、外ボール６ａ同士も全て同じ方向に回転するため、内ボール６同士又は外ボール６ａ同士は接しない。
【００４５】
図１０は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの側面の断面図である。図１１は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの動作時の側面の断面図である。
【００４６】
リニアアクチュエータ１においては、内体２の中に動力装置７に連結した軸状の回転体９を通し、回転体９から内体２に動力を伝達可能に接続することで、回転体９の回転に伴い内体２も回転させる。
【００４７】
尚、回転体９は内体２に回転力を伝達するが、回転体９に対し内体２が上下にスライド移動可能な状態とする。また、動力装置７としては、電気エネルギーを回転運動に変換するモータ等を用いる。
【００４８】
ガイド体３の内部に内体２が通るようにし、ガイド体３の下端を動力装置７の固定部７ａに固定する。尚、ガイド体３と回転体９との間にはベアリング１１を介しており、回転体９はガイド体３とは関係なく回転することが可能である。
【００４９】
外体４の内部にガイド体３が通るようにし、上部において内体２と外体４をベアリング１１を介して連結すると共に、外体４の上端にベアリング１１を介して接続部８を取り付ける。
【００５０】
尚、ガイド体３には予め内外ボール６、６ａを収容可能な個数セットしておき、全ての内ボール６は内体２の外周の壁面に接するようにし、全ての外ボール６ａは外体４の内周の壁面に接するようにする。
【００５１】
また、外体４の内周壁の下部には、外体４がガイド体３から外れないようにストッパー１０を設ける。ストッパー１０には止め輪などを用い、外体４が上昇した際に、外ボール６ａが引っ掛かるようにする。
【００５２】
例えば、回転体９の回転により内体２が回転すると、内体２から内ボール６に回転力が伝達されるが、内ボール６は斜めに回転軸が通っているため、内ボール６は斜め方向に回転する。
【００５３】
外ボール６ａには内ボール６と反対方向の回転が伝達され、外ボール６ａも斜め方向に回転していることから、外体４は螺旋状に回転する。即ち、内体２と外体４は回転しながら上下方向にも移動する。
【００５４】
尚、ガイド体３には左上方向に傾けた線状孔５を空けていることから、上から見て回転体９を時計回りに回転させると内体２及び外体４は下降し、回転体９を反時計回りに回転させると内体２及び外体４は上昇する。
【００５５】
外体４が上昇し、ストッパー１０が外ボール６ａに接触すると、外体４の上昇を妨げる外力が生じ、内外ボール６、６ａの回転軸を垂直方向に向けることで、内体２及び外体４に回転力のみを伝達する。
【００５６】
また、外体４の上昇中に接続部８を下方に押し付けた場合も、外体４の上昇を妨げる外力であり、外力により内外ボール６、６ａの回転軸の向きが変えられるので、内体２及び外体４を下降させることも可能である。
【実施例３】
【００５７】
図１２は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの内体とボールの比率を変えたガイド体の平面図である。図１３は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの内体とボールの比率を変えたガイド体の側面図である。
【００５８】
リニアアクチュエータ１ｂは、内体２の外径よりも内外ボール６、６ａの直径を大きくすることで、変換される軸方向力及び回転力を減速して伝達することができる。尚、内ボール６と外ボール６ａのサイズを変えることで変速効果を得ることも可能である。
【００５９】
例えば、内体２の円周の長さが、内外ボール６、６ａの円周の長さの半分であれば、内体２が一回転したときに、内外ボール６、６ａは半回転しかしないため、外体４の回転及び移動速度も半分に減速されて伝達される。
【００６０】
ガイド体３の厚さ、ガイド体３に空ける線状孔５の位置、線状孔５の数、線状孔５に入る内外ボール６、６ａの数、内外ボール６、６ａのサイズ、内外ボール６、６ａの段数などは任意に調整可能である。
【００６１】
図１４は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの内体と外体の距離を変えた場合のボール配置を示す図である。尚、図１４の上段は距離が狭い場合であり、図１４の下段は距離が広い場合である。
【００６２】
内体２の外周と外体４の内周の円周差を変えることで、回転量及び軸方向への移動量を調整することもできる。尚、内ボール６同士又は外ボール６ａ同士が接触せず、内ボール６と外ボール６ａが一直線上にならない範囲で調整する。
【００６３】
内外ボール６、６ａのサイズが同じでも、内体２の外周と外体４の内周までの距離が変われば、内ボール６と外ボール６ａが接する角度が変わるので、回転軸の位置により回転時に伝達される移動量も変わるためである。
【００６４】
即ち、内ボール６の回転軸と外ボール６ａの回転軸の距離が離れている場合は接点の回転軌道が長くなり、内ボール６の回転軸と外ボール６ａの回転軸の距離が近い場合は接点の回転軌道が短くなる。
【００６５】
図１５は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの内体と外体の移動量について示す図である。内体２の外径、内ボール６の直径、外ボール６ａの直径、外体４の内径の比が１：２：２：９とし、一直線上に並んだと仮定する。
【００６６】
内体２が反時計回りに１回転したとすると、内ボール６は時計回りに半回転し、外ボール６ａは反時計回りに半回転し、外体４は反時計回りに９分の１回転することとなり、内体２と外体４とで、回転角度に差が生じる。
【００６７】
即ち、内体２を９回転させると外体４が１回転し、回転速度を９分の１に減速することができる。尚、内体２と外体４の比が変速比となるため、内体２から外体４までの距離が同じであれば、内ボール６と外ボール６ａの比率が変わっても影響はない。
【００６８】
また、内外ボール６、６ａが斜め方向に回転し、内体２及び外体４が螺旋回転した場合には、上下方向への移動距離にも差が生じ、外体４が１回転して上昇する間に、内体２は９回転して９倍上昇することになる。
【００６９】
尚、内体２と外体４を連結すれば回転角度及び昇降距離は同じとなるが、移動速度を合わせようとする力が外力となり、内外ボール６、６ａの回転軸の向きがずらされて回転方向が変わる。
【００７０】
図１６は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータのボールの回転軸について示す図である。尚、図１６の下段右側は線状孔内を横から見た図、上段はそれを上から見た図、下段左側はそれを左から見た図である。
【００７１】
内外ボール６、６ａは、線状孔５の長手方向の両端で押さえられ、摩擦力が働いているため、内ボール６の中心と線状孔５の両端を結ぶ線と、外ボール６ａの中心と線状孔５の両端を結ぶ線が回転軸になりやすい。
【００７２】
しかし、内外ボール６、６ａは固定されている訳ではなく、回転軸が通る端のうち少なくとも一方が押さえられていない状態であるため、外力の影響を受けると、回転軸が傾きやすい。
【００７３】
例えば、上段の図のように、内ボール６に対し左下方向に向かって外力が加わった場合、外ボール６ａにより押さえられてはいるが、回転軸の両端に押さえがないため、横向きの回転軸の角度が下方にずらされる。
【００７４】
外ボール６ａに同じ外力が加わっていなければ、内ボール６の回転により回転軸の角度を変えようとする力と、外ボール６ａ自身が回転軸の角度を維持しようとする力が働いているため、内ボール６と外ボール６ａの回転軸にずれが生じる。
【００７５】
その結果、運動方向のずれにより内ボール６に伝達される量と外ボール６ａが伝達する量に差が生じることとなる。尚、螺旋回転の場合では、内体２が回転し昇降する量と、外体４が回転し昇降する量との間に差が生じる。
【００７６】
図１７は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータのボールサイズを変えたガイド体を用いた場合の側面の断面図である。図１８は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータのボールサイズを変えたガイド体を用いた場合の動作時の側面の断面図である。
【００７７】
リニアアクチュエータ１ｂは、内体２を軸状にして動力装置７に接続し、内体２の周りにガイド体３を配置し、ガイド体３の周りに外体４を配置する。尚、外体４はベアリング１１により回転可能に動力装置７の固定部７ａに取り付けられる。
【００７８】
内体２の回転により、内ボール６は斜め方向に回転し、さらに外ボール６ａが逆方向に回転し、外体４を回転させるが、内外ボール６、６ａが斜め方向に回転することからガイド体３が上下移動し、ガイド体３に取り付けた接続部８をスライド移動させる。
【００７９】
尚、内体２及び外体４の回転に伴い、ガイド体３が逆方向に回転する場合があるので、接続部８を回転させずに昇降のみさせる場合は、ガイド体３と接続部８の間にすべり受け軸を設けるか、ガイド体３の回転方向を固定し回転を止めるような外力を与える。
【００８０】
外体４の内周壁の設けたストッパー１０に外ボール６ａが接触すると、ガイド体３の移動を制限する外力が働き、内外ボール６、６ａの回転軸の向きが調整され、外力の大きさに従って受動的に動作する。
【実施例４】
【００８１】
図１９は、本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの構成の配置を変えた場合の側面の断面図である。リニアアクチュエータ１ｃの構成は様々に応用可能である。
【００８２】
リニアアクチュエータ１ｃは、軸状の内体２を枠体１２に固定し、内体２の周りにガイド体３を配置し、ガイド体３の周りに外体４を配置する。尚、枠体１２には丸棒１２ａも固定し、動力装置７の固定部７ａが丸棒１２ａに沿って移動できるように、すべり受け軸７ｂを介して取り付ける
【００８３】
また、ガイド体３には回転体９を取り付けると共に、ベアリング１１によりガイド体３が回転可能となるように動力装置７の固定部７ａに取り付け、動力装置７から回転体９にベルトやその他の手段により回転力を伝達させる。
【００８４】
ガイド体３が回転すると、内体２と外体４に対して内外ボール６、６ａが斜め方向に回転することで、ガイド体３が上下移動も行い、ストッパー１０で制限される範囲内で、固定部７ａをスライド移動させる。
【００８５】
尚、内体２が固定されていることから、外体４はガイド体３と反対方向に移動する。内体２の外周と外体４の内周の円周差があると、回転角度に差が生じ、スライド移動量も変化するので、円周差を利用して移動量を調整することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの外観の斜視図である。
【図２】本発明である動力伝達変換機構の平面図である。
【図３】本発明である動力伝達変換機構の側面の断面図である。
【図４】本発明である動力伝達変換機構の側面を拡大した断面図である。
【図５】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの動作時の斜視図である。
【図６】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの平面の断面図である。
【図７】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータのガイド体の斜視図である。
【図８】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータのガイド体の側面図である。
【図９】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータのガイド体の平面図である。
【図１０】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの側面の断面図である。
【図１１】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの動作時の側面の断面図である。
【図１２】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの内体とボールの比率を変えたガイド体の平面図である。
【図１３】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの内体とボールの比率を変えたガイド体の側面図である。
【図１４】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの内体と外体の距離を変えた場合のボール配置を示す図である。
【図１５】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの内体と外体の移動量について示す図である。
【図１６】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータのボールの回転軸について示す図である。
【図１７】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータのボールサイズを変えたガイド体を用いた場合の側面の断面図である。
【図１８】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータのボールサイズを変えたガイド体を用いた場合の動作時の側面の断面図である。
【図１９】本発明である動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータの構成の配置を変えた場合の側面の断面図である。
【符号の説明】
【００８７】
１ リニアアクチュエータ
１ａ 動力伝達変換機構
１ｂ リニアアクチュエータ
１ｃ リニアアクチュエータ
２ 内体
２ａ 内体
３ ガイド体
３ａ ガイド体
４ 外体
４ａ 外体
５ 線状孔
６ 内ボール
６ａ 外ボール
７ 動力装置
７ａ 固定部
７ｂ すべり受け軸
８ 接続部
９ 回転体
１０ ストッパー
１１ ベアリング
１２ 枠体
１２ａ 丸棒
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行な線状孔を複数空けたガイド体を内体と外体の間に挟み、前記ガイド体の各線状孔内に前記内体に接する内ボールと前記外体に接する外ボールを交互に配置することで、内外ボールの回転により動力を伝達する際に外力に対して回転方向を受動的に変換することを特徴とする動力伝達変換機構。
【請求項２】
平行な線状孔を斜めにして複数空けた筒状のガイド体を筒状の内体と筒状の外体で挟み、前記ガイド体の各線状孔内に前記内体の外周面に接する内ボールと前記外体の内周面に接する外ボールを交互に配置することで、内外ボールの回転により前記内体に与えた回転力を螺旋回転に変換して前記外体に伝達する際に、外力に対して受動的に機能することを特徴とする請求項１に記載の動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータ。
【請求項３】
内体の外周と外体の内周の円周差により回転量及び軸方向への移動量を調整することを特徴とする請求項２に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項１】
平行な線状孔を複数空けたガイド体を内体と外体の間に挟み、前記ガイド体の各線状孔内に前記内体に接する内ボールと前記外体に接する外ボールを交互に配置することで、内外ボールの回転により動力を伝達する際に外力に対して回転方向を受動的に変換することを特徴とする動力伝達変換機構。
【請求項２】
平行な線状孔を斜めにして複数空けた筒状のガイド体を筒状の内体と筒状の外体で挟み、前記ガイド体の各線状孔内に前記内体の外周面に接する内ボールと前記外体の内周面に接する外ボールを交互に配置することで、内外ボールの回転により前記内体に与えた回転力を螺旋回転に変換して前記外体に伝達する際に、外力に対して受動的に機能することを特徴とする請求項１に記載の動力伝達変換機構を利用したリニアアクチュエータ。
【請求項３】
内体の外周と外体の内周の円周差により回転量及び軸方向への移動量を調整することを特徴とする請求項２に記載のリニアアクチュエータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１０−１１６９３７（Ｐ２０１０−１１６９３７Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８８６６４（Ｐ２００８−２８８６６４）
【出願日】平成２０年１１月１１日（２００８．１１．１１）
【出願人】（３０７００７３２８）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１１日（２００８．１１．１１）
【出願人】（３０７００７３２８）
【Ｆターム（参考）】
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