JP2007104817A - リニアアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】 ＮＳ極を配した可動体を軸方向に移動自在に設け、この可動体に対向させてモータで回転する回転磁極板を配し、その誘導磁力で可動体を前後に往復動させるようにしたリニアアクチュエータにおいて、この回転磁極板の回転力をウエイトを設けたはずみ車でアシストするようにすることを目的とする。
【解決手段】 電動モータ１の軸１ａ上にはずみ車２とＮＳ極からなる回転磁石３とを順に設け、この回転磁石３に対向させてＮＳ極からなる可動磁石４をガイド５を介してガイドレール６上に滑動自在に保持させた。また前記可動磁石３は、その基端部分がガイド５の上面に接着固定されており、ガイド5の裏側はコ字型の枠体になっており、このコ字型枠体の内方の両側面から突出させた突帯５ａでＴ字型ガイドレール６のＴ字型部分を把持するようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、永久磁石を用いて回転運動を往復運動に変えるリニアアクチュエータに関するものである。

従来、この種のアクチュエータとして特許文献１のような異なる磁極を交互に配した円盤状の可動体を軸方向に移動自在に軸支し、この可動体に対向させて回転磁極板を配し、その誘導磁力で可動体を前後に往復動させるものが開示されている。然しながらこのものは可動体を円滑に効率良く回転させる手段に関しては何ら配慮されていない。
特開平９−１２１５３０号

本発明は、ＮＳ極を配した可動体を軸方向に移動自在に設け、この可動体に対向させてモータで回転する回転磁極板を配し、その誘導磁力で可動体を前後に往復動させるようにしたリニアアクチュエータにおいて、この回転磁極板の回転力をウエイトを設けたはずみ車でアシストするようにすることを目的とする。

本発明のリニアアクチエータは、請求項１記載のように、電動モータ１の軸１ａ上にはずみ車２とＮＳ極からなる回転磁石３とを順に設け、この回転磁石３に対向させてＮＳ極からなる可動磁石４をガイド５を介してガイドレール６上に滑動自在に保持させたものである。

また請求項２記載のように、前記可動磁石３は、その基端部分がガイド５の上面に接着固定されており、ガイド５の裏側はコ字型の枠体になっており、このコ字型枠体の内方の両側面から突出させた突帯５ａでＴ字型ガイドレール６のＴ字型部分を把持するようにした。さらに請求項３記載のように、前記はずみ車２は円板上であってその円周の一部にウエイト７を設けた。

また請求項４記載のように、モータ１の回転軸１ａに一部にウエイトを設けた第１ギヤ１１を連結し、この第１ギヤ１１に第２ギヤ１２を噛み合せ、さらに第１ギヤ１１及び第２ギヤ１２の先に回転磁石３を各連結し、この回転磁石３に対向させて可動磁石４をガイドレール６上に滑動自在に保持させると共に、この可動磁石４のそれぞれの作動をロッド１３及びロッド１５を介してクランク１４、１６に各伝達するようにした。更に請求項５記載のように、前記クランク１４とクランク１６とをロッド１７で連結し、さらに前記クランク１６にはずみ車２を連結して回転ぶれを無くするようにしたこと等を特徴としている。

はずみ車を用いることにより回転磁石の円滑な回転が維持され、また回転部に掛かる磁気抵抗を軽減することができる。

本発明リニアアクチエータの最適な実施形態は、電動モータ１の軸１ａ上にはずみ車２とＮＳ極からなる回転磁石３とを順に設け、この回転磁石３に対向させてＮＳ極からなる可動磁石４をガイド５を介してガイドレール６上に滑動自在に保持させたものである。

以下、本発明の最適なひとつの実施例を図面に基づき説明する。図１、図２は本発明のリニアアクチュエータの作動原理図であって、電動モータ１の軸１ａ上にはずみ車２とＮＳ極からなる回転磁石３とを順に設け、この回転磁石３に対向させてＮＳ極からなる可動磁石４をガイド５を介してガイドレール６上に滑動自在に保持させた。

すなわちリニアに往復動する可動磁石４は、図３に示すようにその基端部分が樹脂製のガイド５の上面に接着固定されており、ガイド５の裏側はコ字型の枠体になっており、このコ字型枠体の内方の両側面から突出させた突帯５ａでＴ字型ガイドレール６のＴ字型部分を把持するようにした。尚、はずみ車２は円板であってその円周の一部にウエイト７を設けてあり、８は軸受であり、９はガイド５の往復動距離を規制するストッパである。

仮にはずみ車２を不搭載時は、回転磁石３を９０度〜１８０度以内で回転させると回転磁石３のＮＳ極が反転しＮ極が上でＳ極が下になり、対面させて配した可動磁石４のＮＳ極とが反発する関係となり、図２において可動磁石３が右側へ移動する。詳述すれば、回転磁石３の回転中は可動磁石４も回転力が掛かるが追従せず、可動磁石３の右移動は極性が反転後に瞬時に発生し、回転磁石２と可動磁石３の距離はその間変化しない。そのため力の伝達ロスが少ない。

永久磁石３の右移動後、モータ１を開放すると回転磁石３と可動磁石３間の吸引力により回転磁石３を回転させ、可動磁石３が左移動して初期の状態に自動復帰する。

モータ１の回転軸１ａに掛かる力は、０度〜１８０度回転させると反対方向への回転力が発生する。０度、１８０度点で最小、９０度点が最大となる。また１８０度〜３６０度で 時計回り方向への回転力が外力無しに発生し、２７０度点が最大となる。モータ１の回転を開放した場合は、吸引力によるものなので加速し０度点が最大点になる。

モータ１の回転軸１ａへのアシストは以下の通りである。右回転時に０度〜１８０度には逆方向の力が掛かり、１８０度〜３６０度の時は、順方向の力が掛かる。この力は同永久磁石の反発力、吸引力によるものなので逆方向と順方向の力はほぼ同じになる。

また図４に示すように、モータ１の回転軸１ａに取り付けるはずみ車２に回転磁石３と可動磁石４の複合した磁気抵抗１０が発生し、それと同等のウエイト７を搭載するとほぼ等価となる。従ってモータ1の回転軸１ａへのアシストが出来、回転軸１ａを回転させるための力は軽減できる。回転磁石３の反発力、吸引力は回転軸１ａの回転力で発生している訳ではなく回転磁石３、可動磁石４の磁力で決まる。またはずみ車２のウエイト７は往復運動部に搭載している訳ではないので往復運動を阻害しない。回転軸１ａの力の軽減は同一入力で回転軸１ａの回転速度を上げて出力部のタイミングを改善する。

第２実施例のものは、図５に示すように実施例１の本機を２台設置したものである。すなわちモータ１の回転軸１ａに一部にウエイト７を設けた第１ギヤ１１を連結し、この第１ギヤ１１に第２ギヤ１２を噛み合せて第１ギヤ１１と第２ギヤ１２とが同期するようにした。また第１ギヤ１１の先に回転磁石３を連結し、第１実施例と同様にこの回転磁石３に対向させて可動磁石４をガイドレール６上に往復動自在に保持させた。そしてこの可動磁石４の作動をロッド１３を介してクランク１４に伝達するようにした。

また第２ギヤ１２の先に回転磁石３を連結し、同様にこの回転磁石３に対向させて可動磁石４をガイドレール６上に往復動自在に保持させた。そしてこの可動磁石４の作動は、ロッド１５及びこのロッドに連結するロッド１７を介してクランク１６に伝達され、またこのロッド１７はクランク１４とクランク１６とを連結するようにした。

これらクランク１４、１６を用いて往復運動へと変換することにより高出力が得られる。この時、はずみ車２の一部に搭載したウエイト７によるはずみ車２の回転ぶれは２台を連結することにより解消される。こうして本発明のアクチュエータの入力アシストが可能となる。

本発明のリニアアクチエータの斜視図である。 本発明のリニアアクチエータの作動原理図である。 可動磁石ガイドの断面図である。 はずみ車の正面図である。 第２実施例の概要図である。

符号の説明

１ 電動モータ
２ はずみ車
３ 回転磁石
４ 可動磁石
５ ガイド
６ ガイドレール
７ ウエイト
８ 軸受
９ ストッパ
１０ 磁気抵抗
１１ 第１ギヤ
１２ 第２ギヤ
１３、１５、１７、 ロッド
１４、１６ クランク

Claims (5)

1. 電動モータ（１）の軸（１ａ）上にはずみ車（２）とＮＳ極からなる回転磁石（３）とを順に設け、この回転磁石（３）に対向させてＮＳ極からなる可動磁石（４）をガイド（５）を介してガイドレール（６）上に滑動自在に保持させたリニアアクチエータ。
2. 前記可動磁石（３）は、その基端部分がガイド５の上面に接着固定されており、ガイド（５）の裏側はコ字型の枠体になっており、このコ字型枠体の内方の両側面から突出させた突帯（５ａ）でＴ字型ガイドレール（６）のＴ字型部分を把持するようにした請求項１記載のリニアアクチエータ。
3. 前記はずみ車（２）は円板上であってその円周の一部にウエイト（７）を設けた請求項１記載のリニアアクチエータ。
4. モータ（１）の回転軸（１ａ）に一部にウエイトを設けた第１ギヤ（１１）を連結し、この第１ギヤ（１１）に第２ギヤ（１２）を噛み合せ、さらに第１ギヤ（１１）及び第２ギヤ（１２）の先に回転磁石（３）を各連結し、この回転磁石（３）に対向させて可動磁石（４）をガイドレール（６）上に滑動自在に保持させると共に、この可動磁石（４）のそれぞれの作動をロッド（１３）及びロッド（１５）を介してクランク（１４、１６）に各伝達するようにしたリニアアクチエータ。
5. 前記クランク（１４）とクランク（１６）とをロッド（１７）で連結し、さらに前記クランク（１６）にはずみ車（２）を連結して回転ぶれを無くするようにした請求項４記載のリニアアクチエータ。
   

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