JP2005539180A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

好ましくは家具用として使用されるアクチュエータは、円筒部（１０）の周囲を外嵌する複数の巻き線を含むコイルバネであるブレーキバネ（２０）を有する。プラスチック製の前記円筒部は少なくとも制動中は回動可能であり、前記バネは制動中に円筒部の周囲を締め付ける構成である。制動中に発生する摩擦熱はプラスチック部を変形させ、制動力に悪影響を与える。金属製のインサート部材（１２）を備えているプラスチック製の円筒部（１０）を設けて、好ましくは、アクチュエータにおいて冷却面として機能する他の金属製部品に摩擦熱を逃がすことによって、この問題は解決する。熱をさらに逃がすために、熱伝導部（１８）をバネ（２０）の外部に密着するように設けることが望ましい。この熱伝導部もまた、アクチュエータにおいて冷却面として機能する他の金属製部品に連結されている。

Description

本発明は、好ましくは家具用として使用されるアクチュエータに関する。アクチュエータはブレーキバネとして機能するコイルバネを有し、このバネは、少なくとも制動中は回転可能なプラスチック製の円筒部の周囲に外嵌する複数の巻き線を含み、円筒部の周囲を締め付けて制動する。

ヨーロッパ特許公開第６６２５７３号（下記特許文献１）は、上記のようなリニアアクチュエータを開示している。上記出願の図２が示す実施例を参照しつつ本発明の背景を説明する。図示されたアクチュエータは、スピンドルをウォーム駆動で動作させる電気モータによって作動する。スピンドルは、延長ロッドを固定するためのナットを備えている。モータシャフトの延長線上に鋼鉄製のウォームが形成されている。ウォーム歯車の側部には円筒部が一体的に設けられており、円筒部の周囲に設けられたブレーキバネはその一端部においてハウジングに固定されている。スピンドルとウォーム歯車とはスプライン結合によって連結されており、スプライン結合の一端部は円筒部内に形成され、他端部はスピンドルの端部に形成される。ウォームにおける騒音および摩耗を減少させるため、またコスト上の理由から、ウォーム歯車はプラスチックで成形されている。

制動中、スピンドルの運動エネルギーはバネおよび円筒部における摩擦熱に変換される。熱の発生によってプラスチック部が変形して制動効果に悪影響を与えるおそれがある。このため、ウォーム歯車を金属製にすることが考えられたが、動力伝達部における騒音を引き起こすことになり、制動能力や持続性が妨げられるのと同様に問題がある。そこで、ガラス繊維強化プラスチック等の耐熱特性をもつプラスチックを材料に使用することも考えられたが、ウォームに多大な摩耗が生じるという問題がある。空気および液体による冷却方法も考えられたが、コストの問題や、アクチュエータ内に充分なスペースがないという理由から排除された。
ヨーロッパ特許公開第６６２５７３号

本発明によれば、制動中に発生する摩擦熱を逃がすための金属製のインサート部材を備えた、プラスチック製の円筒部を設けることによって問題は解決される。この発明の利点によってプラスチックを材料に使用できると共に、熱によってプラスチック部に生じる問題を比較的簡易な方法で防ぐことができる。金属製のインサート部材をバネの真下、すなわち熱が発生する部品に設けると共に、インサート部材とバネの間のプラスチック層を薄く形成することによって、熱がインサート部材に直ぐに伝達される。プラスチック部は金属製のインサート部材に対して直接成形し、また、発生した力を確実に伝達するために、インサート部材の表面を鋸歯状や凹凸状に形成するなどの様々な工程を経てもよい。

金属製の冷却面、好ましくは金属フレーム、ハウジング、スピンドル等、アクチュエータの他の金属製部品にインサート部材を接触させることによって、熱の伝達率を向上することができる。

本発明のリニアアクチュエータにおいて、ウォーム歯車とスピンドルとの連結部はスプラインによって形成されており、インサート部材とスピンドルとが直接接触するようにスプラインはインサート部材に形成されている。この構成により、インサート部材を介してスピンドルから熱を逃がすことができる。

さらに、本発明のアクチュエータは、バネの外部に密着した状態で設けられた熱を逃がすための熱伝導部を有しており、この熱伝導部はバネよりも熱伝導率の高い材料で形成されている。熱伝導部がバネの機能を妨げないものであることは明らかである。

前記熱伝導部はバネの外部全体を実質的に覆っており、適切に熱を逃がすことができる。

前記熱伝導部は冷却面、好ましくはアクチュエータの他の金属製部品と接触し、冷却効果を向上させる。

以下、本発明の実施例につき、添付図面を参照しつつ具体的に説明する。

図示されているリニアアクチュエータは、ウォーム駆動によってスピンドル２を駆動する低電圧の可逆電動モータ（直流式）１を有している。符号３はモータの前部を示している。スピンドルにはナット４を介して駆動ロッド５が取り付けられている。パイプ状の駆動ロッドは、外部パイプ６に入れ子式に設けられている。外部パイプはリニアアクチュエータのハウジング７に内蔵されている。

ウォーム駆動は、モータシャフトの延長線上に形成された鋼鉄製のウォーム８と、円筒部１０を備えたウォーム歯車９とを含んでいる。円筒部はウォーム歯車の側部に一体的に取り付けられており、インサート部材１２を収容している。ウォーム歯車はプラスチック（ＰＯＭ）製で、軽金属（アルジンク:aluzinc）製のインサート部材に対して固定状に成形されている。

ウォーム歯車９はスプライン結合によってスピンドルに固定されている。スプライン結合の一端部はインサート部材１２内に形成されており、他端部はスピンドルの端部に固定された連結部１３によって形成されている。スピンドルは、ウォーム歯車の前方の軸受部１４内に取り付けられている。

円筒部１０にはブレーキバネとして機能するコイルバネ２０が設けられており、そのコイルバネの一端部は固定されている。すなわち、バネの端部１５は外側に曲げられて取付部１７の孔１６内に保持されている。取付部は、ネジによってハウジングに取り付けられている。銅製の熱伝導部１８はバネに密着した状態で外嵌しており、孔１９を介してバネの端部に固着されると共に、取付部１７を介してハウジングに固定されている。また熱伝導部は、取付部を係合するためのピンを備えている。

つる巻バネの巻き線は円筒部１０の周囲に延びており、駆動ロッド５を伸ばすときのスピンドルの回転は妨げずに、駆動ロッドを戻すときの逆方向の回転においては円筒部にバネの制動力を作用させる。駆動ロッドを伸ばすときのスピンドルの回転方向においては、円筒部にしっかりと固定されたバネはいわば開いた状態となる。円筒部における摩擦がバネの巻き方向とは逆に作用するため、バネはスピンドルの回転に全く、或いは殆ど影響を及ぼさない。一方、駆動ロッドを戻すときにはバネは円筒部の周囲を締め付けて、制動力、或いは保持力を円筒部、ひいてはスピンドルに作用させる。このようにして、ヨーロッパ特許公開第６６２５７３号に開示されている自己ロック式のスピンドルの自己ロック機能が向上するのと同様に、非自己ロック式のスピンドルが自己ロック機能を有することになる。

スピンドルを保持する際に発生した摩擦熱の一部はインサート部材に伝達されて、さらにスプライン結合を介してスピンドルに伝達され、そしてさらに、シールドに熱の一部が伝達されるのと同様に、ハウジングへと伝達される。インサート部材、スピンドル、熱伝導部、およびハウジングはブレーキの冷却面として機能して、プラスチック製の部品が過熱されるのを防ぎ、ひいては熱によるプラスチック部の変形を防ぐ。

上記の構成によれば、制動部の温度を約１６０℃から８０℃まで下げられることが証明されており、プラスチック材（ＰＯＭ）の熱による変形を充分防ぐことができる。

端部停止装置を備えた電気機器、制御電子回路、操作パネルおよび電源等は公知のため図示していない。

ここでは圧縮荷重を受けるリニアアクチュエータを示したが、引っ張り荷重を受けるリニアアクチュエータにおいては、ブレーキバネの巻き方向は当然、逆方向である。

本発明は、モータから作動部への動力伝達部にブレーキを直接設けずに、その横に設けた場合においても適用される。

図１は、リニアアクチュエータを示す長手方向の断面図である。 図２は、図１のリニアアクチュエータを示す分解図である。 図３は、ウォーム歯車を示す拡大斜視図である。

符号の説明

１ モータ
２ スピンドル
３ 前部
４ ナット
５ 駆動ロッド
６ 外部パイプ
７ ハウジング
８ ウォーム
９ ウォーム歯車
１０ 円筒部
１２ インサート部材
１３ 連結部
１４ 軸受部
１５ バネの端部
１６ 孔
１７ 取付部
１８ 熱伝導部
１９ 孔
２０ コイルバネ

Claims (6)

1. 好ましくは家具用として使用されるアクチュエータであって、円筒部（１０）の周囲を外嵌する複数の巻き線を含むコイルバネ（２０）を有し、プラスチック製の前記円筒部は少なくとも逆運転中は回動可能であり、前記バネは逆運転中に円筒部の周囲を締め付ける構成であり、プラスチック製の前記円筒部は、逆運転中に発生する摩擦熱を逃がすための金属製のインサート部材（１２）を備えていることを特徴とする、アクチュエータ。
2. 前記インサート部材（１２）は金属製の冷却面、好ましくはアクチュエータの他の金属製部品と連結されていることを特徴とする、請求項１に記載のアクチュエータ。
3. ウォーム歯車（９）とスピンドル（２）とを有し、前記ウォーム歯車と前記スピンドルとの連結部はスプラインによって形成されており、前記インサート部材（１２）と前記スピンドル（２）とが直接接触するように、前記ウォーム歯車の前記スプラインは前記インサート部材（１２）内に形成されていることを特徴とする、請求項２に記載のアクチュエータ。
4. 前記バネ（２０）の外部に密着した状態で設けられた熱を逃がすための熱伝導部（１８）を有し、前記熱伝導部は前記バネよりも熱伝導率の高い材料で形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載のアクチュエータ。
5. 前記熱伝導部（１８）はバネの外部全体を実質的に覆っていることを特徴とする、請求項４に記載のアクチュエータ。
6. 前記熱伝導部（１８）は前記冷却面、好ましくはアクチュエータの他の金属製部品と連結されていることを特徴とする、請求項５に記載のアクチュエータ。

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