JP2000350494A - リニアアクチュエータの駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リミットスイッチが小型のもので、かつ、ア
クチュエータケーブルの芯数が少ないリニアアクチュエ
ータの駆動装置を提供する。 【解決手段】 アクチュエータの最小ストローク位置に
て動作する第１リミットスイッチ３４と最大ストローク
位置で動作する第２リミットスイッチ２８を設け、両リ
ミットスイッチ２８，３４の片方の端子が極性の異なる
モータ動力線２０，２２の片方に接続され、また、各リ
ミットスイッチ２８，３４のもう一方の端子同士をＯＲ
接続し、このＯＲ接続の信号線をコントローラに接続し
て、アクチュエータの動作可能な範囲を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、介護用又は医療用
ベット、その他産業用に用いられるリニアアクチュエー
タの駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】介護用ベットのリニアアクチュエータの
構成を図４に示す。

【０００３】図４に示すように、コントローラ１０２に
１軸あるいは複数軸のリニアアクチュエータ（以下、単
にアクチュエータという）１００が接続され、このアク
チュエータ１００を所定の方向へ移動、運転または停止
させるためのリモコン１０４がコントローラ１０２に接
続されている。

【０００４】各軸のアクチュエータ１００に対応するリ
モコンスイッチ１０６，１０７を２個操作することによ
りアクチュエータ１００の伸縮動作を行うことができ
る。例えば、図４におけるＡ軸用のリモコンスイッチ１
０６を押すとＡ軸のアクチュエータ１００が伸びる方向
に動作する。

【０００５】また、他方のリモコンスイッチ１０７を押
すとＡ軸のアクチュエータ１００が縮む方向に動作す
る。そして、どちらのリモコンスイッチ１０６，１０７
を押さなければアクチュエータ１００は停止する。

【０００６】以上のように、１軸当たり２個のリモコン
スイッチ１０６，１０７を設けたリモコン１０４により
１軸または複数軸のアクチュエータ１００の伸縮動作を
行うものである。

【０００７】ところで、アクチュエータ１００を伸びる
方向に動作させ、最大ストロークとなった場合には、機
構的にロック状態となるため、リモコンスイッチ１０６
を押し続けると、モータが加熱したりギアやアクチュエ
ータ取付固定部に過大な荷重がかかり破損する恐れがあ
るので、最大ストロークとなる前にリモコンスイッチ１
０６を操作し続けても自動的にアクチュエータ１００の
動作を停止させる必要がある。

【０００８】また、同様にアクチュエータ１００を縮む
方向に動作させ、最小ストロークとなった場合にも同様
の不具合が発生するので、アクチュエータ１００の動作
を自動的に停止させる必要がある。

【０００９】以上のような理由からアクチュエータ１０
０の最大ストローク位置と、最小ストローク位置にそれ
ぞれリミットスイッチ１０８，１１０を設け、これらリ
ミットスイッチ１０８，１１０のＯＮ／ＯＦＦ状態によ
りアクチュエータ１００を自動的に停止させる機構が一
般的に設けられている。

【００１０】その機構の従来例を図５及び図６に示す。

【００１１】図５は第１の従来例であり、直流電源から
直流モータ１１２に供給されるモータ電流をリミットス
イッチ１０８，１１０により直接ＯＮ／ＯＦＦするもの
である。

【００１２】図６は第２の従来例であり、リミットスイ
ッチ１０８，１１０の状態を論理回路１１４が信号とし
てとらえ、この信号の状態により直流モータ１１２に印
可する電圧方向を決定するものである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】第１の従来例では、モ
ータ電流を直接リミットスイッチ１０８，１１０でＯＮ
／ＯＦＦする方法であるため、新たに信号線を必要とし
ないが、モータ電流に応じたスイッチが必要となり、こ
のスイッチにモータ電流が流れるようにするため、かな
りの容量を必要とし、スイッチが大型で高価になるとい
う問題点があった。

【００１４】第２の従来例では、図６に示すように、信
号線の数が、リミットスイッチ１０８，１１０の共通の
線を含めて３本必要となり、アクチュエータケーブルの
芯数が増え、高価になるという問題点があった。

【００１５】そこで、本発明は上記問題点に鑑み、リミ
ットスイッチが小型のもので、かつ、アクチュエータケ
ーブルの芯数が少ないリニアアクチュエータの駆動装置
を提供するものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１のリニ
アアクチュエータの駆動装置は、リニアアクチュエータ
を駆動させる直流モータと電源とをモータ動力線によっ
て接続し、前記リニアアクチュエータの最小ストローク
位置に第１リミットスイッチを設け、その最大ストロー
ク位置に第２リミットスイッチを設け、前記モータ動力
線に流れる電流の方向、前記直流モータのＯＮ状態また
はＯＦＦ状態をコントローラによって制御するリニアア
クチュエータの駆動装置において、前記一方のモータ動
力線に前記第１リミットスイッチの一方の端子を接続
し、前記一方のモータ動力線とは極性の異なる他方のモ
ータ動力線に前記第２リミットスイッチの一方の端子を
接続し、前記第１リミットスイッチの他方の端子と前記
第２リミットスイッチの他方の端子とをＯＲ接続してＯ
Ｒ信号が出力される１本の信号線を形成し、前記１本の
信号線を前記コントローラに接続するものである。

【００１７】請求項２のリニアアクチュエータの駆動装
置は、請求項１のものにおいて、前記モータ動力線に流
れる電流の方向、前記直流モータのＯＮ状態またはＯＦ
Ｆ状態を指示する指示信号を出力するリモコンが前記コ
ントローラに接続され、前記１本の信号線からＯＲ信号
が出力されると、前記リモコンが前記直流モータのＯＦ
Ｆ状態を指示する指示信号を出力するようにしたもので
ある。

【００１８】請求項１のリニアアクチュエータの駆動装
置であると、モータ電流を直接リミットスイッチにより
ＯＮ／ＯＦＦしないため、スイッチの小型化、低コスト
化が可能となる。また、最大ストローク位置の検出信号
と最小ストローク位置の検出信号の２種類をまとめたＯ
Ｒ信号を、リニアアクチュエータからコントローラに送
るため、信号線としては１本のみで、アクチュエータケ
ーブルの低コスト化が実現できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１〜
図３に基づいて説明する。

【００２０】図１は、本実施例のリニアアクチュエータ
の駆動装置１０の電気回路図を示すものであり、リニア
アクチュエータに設けられたアクチュエータ内部回路１
２とコントローラ１４とリモコン１６とよりなる。な
お、本発明は説明を簡単にするためにコントローラ１４
には１軸のアクチュエータが接続されているものとする
が、複数軸のアクチュエータが接続されている場合でも
同様である。

【００２１】アクチュエータ内部回路（以下、単に内部
回路という）１２には、アクチュエータを駆動させるた
めの直流モータ１８が配され、直流モータ１８からの一
方のモータ動力線２０は、ａ端子に接続され、他方のモ
ータ動力線２２はｂ端子に接続されている。また、モー
タ動力線２０の途中から信号線２４が分岐し、この信号
線２４にはダイオード２６、第２リミットスイッチ２８
の一方の端子が接続されている。また、モータ動力線２
２からは信号線３０が分岐し、この信号線３０にはダイ
オード３２が接続され、さらに第１リミットスイッチ３
４の他方の端子が接続されている。なお、第１リミット
スイッチ３４はアクチュエータの最小ストローク位置に
設けられ、第２リミットスイッチ２８は最大ストローク
位置に設けられているものとする。

【００２２】第１リミットスイッチ３４の他方の端子と
第２リミットスイッチ２８の他方の端子は１つに接続さ
れ、ｃ端子に接続されている。なお、ダイオード２６及
びダイオード３２の接続方法は、ａ端子からｃ端子及び
ｂ端子からｃ端子に電流が流れる方向を順方向として接
続されている。

【００２３】コントローラ１４には、極性切替回路３６
と停止回路３８が設けられている。

【００２４】そして、これら各回路３６，３８にはリモ
コン１６が接続されている。

【００２５】まず、極性切替回路３６について、図２に
基づいて説明する。

【００２６】極性切替回路３６には、直流電源４０が接
続され、直流電源４０のマイナス側は接地されている。
そして、極性切替回路３６内部には一対のリレースイッ
チ４２，４４が設けられ、一方のリレースイッチは逆方
向リレースイッチ４２であり、他方のリレースイッチは
順方向リレースイッチ４４となっている。逆方向リレー
スイッチ４２をＯＮ／ＯＦＦさせるための信号は、リモ
コン１６に設けられた逆方向スイッチ４８によってリレ
ーコイル４２ａを動作させるものであり、＋Ｖccがかけ
られている。一方、順方向リレースイッチ４４を動作さ
せるのは、リモコン１６に設けられた順方向スイッチ４
６であり、これがＯＮ状態となるとリレーコイル４４ａ
に＋Ｖccがかかり、順方向リレースイッチ４４が動作す
る。

【００２７】順方向リレースイッチ４４が動作すると、
Ｖ0 がかかり、ａ端子はプラス側となる。また、逆方向
リレースイッチ４２が動作すると、Ｖ0 の電圧がかか
り、ｂ端子側がプラス側となる。一方、動作しない場合
にマイナス側となる。

【００２８】次に、図３に基づいて停止回路３８の構造
について説明する。

【００２９】ｃ端子に第１リミットスイッチ３４または
第２リミットスイッチ２８からＨレベルのＯＲ信号が入
力すると、抵抗Ｒ１を介してトランジスタ５０がＯＮ状
態となる。すると、Ｖccの電圧が抵抗Ｒ３を介してトラ
ンジスタ５０に流れるため、トランジスタ５２はＯＦＦ
状態となる。したがって、リモコン１６の順方向スイッ
チ４６または逆方向スイッチ４８がＯＮ状態になってい
ても、この停止回路３８において電流が流れないため、
極性切替回路３６の順方向リレースイッチ４４、逆方向
リレースイッチ４２は動作しない。

【００３０】上記構成の駆動装置１０の動作状態につい
て説明する。

【００３１】１．アクチュエータが最小ストローク位置
にある場合 最小ストローク位置においては、第１リミットスイッチ
３４はＯＮ状態であり、第２リミットスイッチ２８はＯ
ＦＦ状態である。

【００３２】ａ端子にプラス、ｂ端子にマイナスの電圧
を印加すれば、モータ電流は図１におけるｉ１方向に流
れ、また、第２リミットスイッチ２８はＯＦＦ状態であ
るので、ｃ端子はＬレベルとなる。なお、この場合に第
１リミットスイッチ３４に電流が流れないのは、ｂ端子
は接地されているのに対し、ｃ端子は抵抗Ｒ1 、Ｒ2を
介して接地されているので、ｃ端子とｂ端子は共に接地
されていることになるからである。そして、この状態
で、直流モータ１８は回転してアクチュエータは伸びる
方向に動作可能となる。

【００３３】一方、ａ端子にマイナス、ｂ端子にプラス
の電圧を印可すると、モータ電流はｉ２方向に流れよう
とするが、第１リミットスイッチ３４がＯＮ状態にある
ため、ｃ端子はＨレベルとなり、トランジスタ５０がＯ
Ｎ状態となる。そのため、前記したようにトランジスタ
５２がＯＦＦ状態となり、順方向リレースイッチ４４及
び逆方向リレースイッチ４２がＯＦＦ状態となり、直流
モータ１８への通電を停止し、アクチュエータが縮む方
向には動作せず停止状態となる。

【００３４】すなわち、この最小ストローク位置におい
て、それ以上縮むことがないため、直流モータ１８等に
負荷がかからない。

【００３５】２．最小ストローク位置から最大ストロー
ク位置の間の場合 この状態では第１リミットスイッチ３４及び第２リミッ
トスイッチ２８共にＯＦＦ状態となっている。

【００３６】ａ端子にプラス、ｂ端子にマイナスの電圧
を印可しても、逆にａ端子にマイナス、ｂ端子にプラス
の電圧を印可しても、第１リミットスイッチ３４、第２
リミットスイッチ２８が共にＯＦＦ状態のため、ｃ端子
はＬレベルとなり、アクチュエータは伸縮いずれの方向
にも動作可能となる。

【００３７】すなわち、トランジスタ５２は常にＯＮ状
態であるため、リモコン１６に設けられた順方向スイッ
チ４６及び逆方向スイッチ４８によってその動作を制御
することができる。

【００３８】３．アクチュエータが最大ストローク位置
にある場合 最大ストローク位置においては第１リミットスイッチ３
４がＯＦＦ状態であり、第２リミットスイッチ２８はＯ
Ｎ状態である。

【００３９】ａ端子にプラス、ｂ端子にマイナスの電圧
を印可すると、モータ電流はｉ１方向に流れようとする
が、第２リミットスイッチ２８がＯＮ状態にあるため、
ｃ端子はＨレベルとなり、直流モータ１８への通電は停
止され、アクチュエータが伸びる方向には動作せず停止
状態となる。

【００４０】そのため、最大ストローク位置においてそ
れ以上伸びることがないため、直流モータ１８等に負荷
がかかることがない。

【００４１】一方、ａ端子にマイナス、ｂ端子にプラス
の電圧を印可すると、モータ電流はｉ２方向に流れ、ま
た、第１リミットスイッチ３４はＯＦＦ状態であるの
で、ｃ端子はＬレベルとなるため、アクチュエータは縮
む方向へは動作可能となる。

【００４２】上記構成の駆動装置１０であると、直流モ
ータ１８に流れる電流を２つのリミットスイッチ２８，
３４により直接ＯＮ／ＯＦＦしないため、そのスイッチ
の小型化、低コスト化が実現できる。また、最大ストロ
ーク位置での信号及び最小ストローク位置での信号であ
るＯＲ信号を、アクチュエータからコントローラに送る
場合に信号線は１本のみであるため、アクチュエータケ
ーブルの低コスト化が図ることができる。

【００４３】（変更例１）上記実施例では、モータ動力
線２０，２２と第１リミットスイッチ３４，第２リミッ
トスイッチ２８の間にダイオード３２，２６を設けてい
たが、これに代えて第１リミットスイッチ３４，第２リ
ミットスイッチ２８とｃ端子の間にダイオード２６，３
２を設けてもよい。

【００４４】（変更例２）また、上記実施例ではダイオ
ード２６，３２の方向をモータ動力線２０，２２から第
２リミットスイッチ２８，第１リミットスイッチ３４の
方向にしたが、この方向を逆方向につけてもよい。

【００４５】この方法であっても、スイッチの論理を逆
にしているのみで、基本的には上記動作例と同じ効果を
得ることができる。

【００４６】この場合には、第１リミットスイッチ３
４，第２リミットスイッチ２８は通常ＯＮ状態としてお
き、アクチュエータが最大ストロークまたは最小ストロ
ーク位置となった場合にＯＦＦ状態となるようにする。

【００４７】なお、上記実施例では通常にＯＦＦ状態と
しておき、アクチュエータが最大ストロークまたは最小
ストローク位置となった場合のみＯＮ状態となるように
する。

【００４８】（変更例３）さらに、変更例３としては、
ダイオード２６，３２を設けず、第１リミットスイッチ
３４，第２リミットスイッチ２８がメカ的に同時にＯＮ
状態とならないようにしてもよい。

【００４９】（変更例４）さらに、変更例４としては、
ダイオード２６，３２の代わりに抵抗を用い、第１リミ
ットスイッチ３４及び第２リミットスイッチ２８がメカ
的に同時にＯＮ状態にしない場合に、短絡電流が流れな
いようにしても、上記実施例と同様の効果を得ることが
できる。

【００５０】

【発明の効果】以上により本発明のリニアアクチュエー
タの駆動装置であると、直流モータに流れるモータ電流
をリミットスイッチにより直接ＯＮ／ＯＦＦしないため
に、スイッチの小型化、低コスト化が図れる。

【００５１】また、最大ストローク位置での信号と最小
ストローク位置での２種類の信号のＯＲ信号をアクチュ
エータからコントローラに送るための信号線が１本のみ
であるため、アクチュエータケーブルの低コスト化が実
現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す駆動回路の回路図であ
る。

【図２】極性切替回路の回路図である。

【図３】停止回路の回路図である。

【図４】アクチュエータの構成図である。

【図５】第１の従来例の駆動回路の回路図である。

【図６】第２の従来例の駆動回路の回路図である。

【符号の説明】 １０ 駆動装置 １２ 内部回路 １４ コントローラ １６ リモコン １８ 直流モータ ２０ モータ動力線 ２２ モータ動力線 ２６ ダイオード ２８ 第２リミットスイッチ ３２ ダイオード ３４ 第１リミットスイッチ ３６ 極性切替回路 ３８ 停止回路 ４０ 直流電源 ４２ 逆方向リレースイッチ ４４ 順方向リレースイッチ ４６ 順方向スイッチ ４８ 逆方向スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H303 AA30 BB01 BB06 BB20 CC10 DD01 EE01 FF01 GG01 HH02 5H540 AA10 BA04 BB06 FA25 GG03 GG05

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リニアアクチュエータを駆動させる直流モ
   ータと電源とをモータ動力線によって接続し、 前記リニアアクチュエータの最小ストローク位置に第１
   リミットスイッチを設け、その最大ストローク位置に第
   ２リミットスイッチを設け、 前記モータ動力線に流れる電流の方向、前記直流モータ
   のＯＮ状態またはＯＦＦ状態をコントローラによって制
   御するリニアアクチュエータの駆動装置において、 前記一方のモータ動力線に前記第１リミットスイッチの
   一方の端子を接続し、 前記一方のモータ動力線とは極性の異なる他方のモータ
   動力線に前記第２リミットスイッチの一方の端子を接続
   し、 前記第１リミットスイッチの他方の端子と前記第２リミ
   ットスイッチの他方の端子とをＯＲ接続してＯＲ信号が
   出力される１本の信号線を形成し、 前記１本の信号線を前記コントローラに接続することを
   特徴とするリニアアクチュエータの駆動装置。
2. 【請求項２】前記モータ動力線に流れる電流の方向、前
   記直流モータのＯＮ状態またはＯＦＦ状態を指示する指
   示信号を出力するリモコンが前記コントローラに接続さ
   れ、 前記１本の信号線からＯＲ信号が出力されると、前記リ
   モコンが前記直流モータのＯＦＦ状態を指示する指示信
   号を出力するように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の駆動装置。