JP2007215303A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】例えば昇降装置のような大きなトルクを必要とする場合であっても、その装置に使用するアクチュエータやギアを大型化することなく安定して使用でき、またブレーキ制御を簡易に構成したアクチュエータを提供する。
【解決手段】回転軸５に設けられた１個のウォームホイール８に２個のモータ２ａ、２ｂの各出力軸に設けられたウォームギヤ４ａ、４ｂを歯合することによって、１個の回転軸５を２個のモータ２ａ、２ｂで駆動制御するようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば昇降装置のような大きなトルクを必要とする装置であっても、それに用いるアクチュエータやギアを大型化することなく安定して使用し、また駆動と制御を簡単な構成で拮抗させるように構成したアクチュエータに関する。

例えば、台所の流し台等の上方に設けられた昇降棚を上下駆動する昇降装置は、その設置場所を考慮すると、できるだけコンパクトに収納し得るものが望ましい。このため、特許文献１に記載の昇降装置においては、その装置に使用した電動モータをできるだけ小型に構成すると共に、ユニットケース内にコンパクトに収まるようにしている。

即ち、特許文献１の装置は、図５に示すように、２本のベルト３０、３０を１本の巻取軸３１に重ねた状態で巻き取るか、或いは１本の巻取軸３１に隣接した状態で巻き取るようにしたもので、外箱３２の上端内部に固設された装置ベース３３の略中央に設けられたモータ３４によって１本の巻取軸３１を回転し、このモータ３４の回転によって巻き取られるか又は巻き戻される２本のベルト３０、３０は外箱３２の滑り部材３５に案内されると共に、内箱３６の上面の両側に設けられた動プーリ３７、３７に案内されることによって、各ベルト３０、３０の端部が折り返された状態で外箱３２に固定された構成とされている。

このような構成によって、２本のベルト３０、３０を１本の巻取軸３１で巻き取るか又は巻き戻すことが可能となり、従来のように２本の巻取軸を必要としない構成とすることが可能となる。また、２本の巻取軸を使用した場合に必要であったピニオンギアが不要となるため、ピニオンギアの使用に際して懸念されていた疲労破壊のおそれがなくなり、部品点数を少なくすることが可能となるという利点を有するものである。
特開２００１−１９９６９２号公報

ところで、上記の特許文献１の構成は昇降棚等の昇降装置に関するものであるが、一般に、電動モータ等のアクチュエータを狭隘な場所に設置するには、アクチュエータを含む駆動機構全体を小型化する必要がある。

ところが、より大きいトルクを得るために、アクチュエータを大型化したり、減速機を設けて回転比を調節すると、ギヤに作用する負荷も大きくなるが、ギヤの破損等を回避するには、ギヤを大きく形成することが必要となり、駆動機構の小型化に反することとなる。

また、上記の特許文献１の装置のように、１個のモータで巻き取りと巻き戻しを行う場合、この１個のモータをブレーキ制御するか、または他のブレーキ機能を付加する必要があり、制御構造が複雑になるという不都合があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、例えば昇降装置のような大きなトルクを必要とする場合であっても、その装置に使用するモータやギアを大型化することなく構成することができ、またブレーキ制御機能を簡易に構成することができるようにしたアクチュエータを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１のアクチュエータは、回転軸に設けられた１個のウォームホイールに２個のモータの各出力軸に設けられたウォームギヤを歯合することによって、１個の回転軸を２個のモータで駆動制御するようにしたことを特徴とする。

また、本発明の請求項２のアクチュエータは、請求項１において、前記回転軸に設けられた１個のウォームホイールに対して２個のモータの各出力軸に設けられたウォームギヤを直交するように歯合させたことを特徴とする。

さらに、本発明の請求項３のアクチュエータは、請求項１又は２において、２個のモータのうち１個のモータでブレーキ制御するようにしたことを特徴とする。

以上のように構成された本発明のアクチュエータは、回転軸に設けられた１個のウォームホイールに２個のモータの各出力軸に設けられたウォームギヤを歯合することによって、１個の回転軸を２個のモータで駆動制御するようにしてあるため、１個のウォームホイールに対してウォームギヤの歯合位置を２箇所に分散した状態で２個のモータを駆動する構成となり、２個のモータの合計トルクを大きくした場合でも、各モータは半分のトルクですみ、従って各モータを小型化することが可能となる。

また、本発明のアクチュエータによれば、ウォームホイールに対する負荷も二箇所に分散するため、用いられたウォームギヤ及びウォームホイールに要求される強度を分散することができ、これらのウォームホイール及び個々のウォームギヤもまた小型のものを使用することが可能となり、またギアを構成する材料の強度を上げたり大型化しなくても、大きな負荷に十分耐え得るアクチュエータを得ることが可能となる。

さらに、一般的に、荷重が大きくなると上昇の際には大きなトルクが要求される一方、下降の際には小さなトルクで済むというように、上昇と下降とでは要求されるトルクが異なるものであるが、本発明によれば、１個のウォームホイールを２個のモータで同時に駆動制御することができるため、上昇の際には２個のモータを上昇作動に使用し、また上昇動作から停止する際には、片方のモータを制動に使用して安定した停止動作を行い、さらに下降の際には、片方又は両方を制動に使用して安定したブレーキ動作及び停止動作を行うというように、２個のモータが拮抗しながら駆動制御されることによって、非常に安定した動作を行うアクチュエータを得ることが可能となる。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

本発明によるアクチュエータ１は、図１または図２に示すように、回転軸５に設けられた１個のウォームホイール８に２個のモータ２ａ、２ｂの各出力軸に設けられたウォームギヤ４ａ、４ｂを歯合することによって、１個の回転軸５を２個のモータ２ａ、２ｂで駆動制御するようにしたものである。

このような構成の実施例について、図２を参照しながら説明する。この図２は図１に図示したギヤケース１０からネジ１２を離脱することによって蓋１１を取り外した内部構造を示すものである。この図に示すように、断面コ字形の筐体６には両側板６ａ、６ｂの間にドラム７が回転自在に設けられ、該ドラム７の回転軸５は筐体６の側板６ａから外方へ突出されると共に、該突出した回転軸５の端部にウォームホイール８が固定されている。

また、このウォームホイール８を挟んで筐体６の側板６ａには電動モータ２ａ、２ｂが固定されている。ただし、各モータ２ａ、２ｂは、夫々の出力軸に設けられたウォームギヤ４ａ、４ｂが、ウォームホイール８の外周歯において１８０度異なる位置に歯合するように配設されている。

このような構成において、回転軸５に設けられた１個のウォームホイール８に対して２個のモータ２ａ、２ｂの各出力軸に設けられたウォームギヤ４ａ、４ｂを互いに直交するように歯合させてあるため、各モータ２ａ、２ｂは、筐体６の側部にウォームホイール８を挟んで上下に互いに段を成したように設けられている。従って、各モータ２ａ、２ｂは、図1に示すように、ドラム７に取り付けられて巻回されるベルト９の引き出し方向に沿って平行に設けられることとなり、全体をコンパクトにすることができる。

なお、上記の構成においては、夫々のモータ２ａ、２ｂの各出力軸に設けられたウォームギヤ４ａ、４ｂがウォームホイール８の外周歯において１８０度異なる位置に歯合するように配設されているが、このアクチュエータ１の設置箇所の空きスペースに応じて、モータ２ａ、２ｂの取付け位置或いは角度を調整した状態で１個のウォームホイール８に２個のウォームギヤ４ａ、４ｂを歯合した配置状況とすることも可能である。

上記のように構成されたアクチュエータ１においては、１個のウォームホイール８に対して２個のウォームギヤ４ａ、４ｂの歯合位置を２箇所に分散した状態で２個のモータ２ａ、２ｂを駆動制御する構成としてあるため、２個のモータ２ａ、２ｂの合計トルクを大きくした場合でも、各モータ２ａ、２ｂは半分のトルクですみ、従って各モータ２ａ、２ｂを小型化することが可能となる。

また、ウォームホイール８に対する負荷箇所も二箇所に分散するため、従来のように一箇所の歯合箇所に無理な力が作用することがなく、ウォームギヤ４ａ、４ｂ及びウォームホイール８に対する負担を軽減することが可能となり、ギアを構成する材料の強度を上げたり大型化しなくても、これらのウォームギヤ４ａ、４ｂ及びウォームホイール８もまた小型のものを使用することによって大きな負荷に十分耐え得るアクチュエータを得ることが可能となる。

さらに、本発明のアクチュエータ１は、１個の回転軸を２個のモータ２ａ、２ｂで駆動する構成であるため、一方のモータ２ａ又は２ｂを駆動する際、他方のモータ２ａ又は２ｂをブレーキ制御に使用するというように、２個のモータを互いに拮抗させた駆動制御を行うことが可能となり、複雑な制御機構を設けることなく、安定した確実な駆動を制御を行うことができるアクチュエータを構成することが可能となる。

この実施例におけるアクチュエータ１４もまた、図３または図４（図４は本実施例のアクチュエータの内部構造を透視的に示すものである）に示すように、回転軸受１５に設けられた１個のウォームホイール１６に２個のモータ１７ａ、１７ｂの各出力軸に設けられたウォームギヤ１８ａ（図示には表れていない）、１８ｂを歯合することによって、１個の回転軸受１５を２個のモータ１７ａ、１７ｂで駆動制御する構成とされている。

このような本実施例のアクチュエータ１４について説明すると、図４に示すように、１個のウォームホイール１６の両側に２個のモータ１７ａ、１７ｂの各出力軸に設けられたウォームギア１８ａ、１８ｂが歯合されると共に、ウォームホイール１６には外筒２０内をスライド可能な送りネジ１９が接続され、２個のモータ１７ａ、１７ｂの駆動及び制御により送りネジ１９を回転又は制動することができる。また、送りネジ１９の外周にはネジ山２２が形成され、このネジ山２２がスライドロッド２１の端部に設けられたナット２３の内側のネジ山に歯合されており、送りネジ１９の回転によって、スライドロッド２１が前後動することが可能とされている。

このような構成においても、夫々のモータ１７ａ、１７ｂの各出力軸に設けられたウォームギア１８ａ、１８ｂがウォームホイール１６の外周歯において１８０度異なる位置に歯合するように配設されているが、このアクチュエータ１４の設置箇所の空きスペースに応じて、モータ１７ａ、１７ｂの取付け位置或いは角度を調整した状態で１個のウォームホイール１６に２個のウォームギア１８ａ、１８ｂを歯合した配置構成とすることが可能である。

上記のように構成されたアクチュエータ１４においてもまた、１個のウォームホイール１６に対してウォームギア１８ａ、１８ｂの歯合位置を２箇所に分散した状態で２個のモータ１７ａ、１７ｂを駆動制御する構成としてあるため、２個のモータ１７ａ、１７ｂの合計トルクを大きくした場合でも、各モータ１７ａ、１７ｂは半分のトルクですみ、従って各モータ１７ａ、１７ｂを小型化することが可能となる。

また、ウォームホイール１６に対する負荷箇所も二箇所に分散するため、ウォームギア１８ａ、１８ｂ及びウォームホイール１６に対する負担を軽減することが可能となり、ギアを構成する材料の強度を上げたり大型化しなくても、これらのウォームギヤ１８ａ、１８ｂ及びウォームホイール１６に小型のものを使用することによって大きな負荷に十分耐え得るアクチュエータを得ることが可能となる。

さらに、本発明のアクチュエータ１は、１個の回転軸を２個のモータ１７ａ、１７ｂで駆動する構成であるため、２個のモータを互いに拮抗させた駆動制御を行うことが可能となり、複雑な制御機構を設けることなく、安定した確実な駆動を制御を行うことができるアクチュエータを構成することが可能となる。

本発明のアクチュエータは、大きなトルクを必要とする昇降装置等のアクチュエータとして利用することができ、特に、アクチュエータやギアを大型化することなく、各ギヤに作用する負荷を分散することによって軽減し、また２個のモータを互いに拮抗させた駆動制御を行うことによって安定した動作を行うことができるアクチュエータとして利用することが可能である。

本発明による実施例１のアクチュエータの外観斜視図である。 本発明による実施例１のアクチュエータのギア構造を示す分解斜視図である。 本発明による実施例２のアクチュエータの外観斜視図である。 本発明による実施例２のアクチュエータのギア構造を透視的に図示した全体斜視図である。 特許文献１の昇降装置の構造を示す斜視図である。

符号の説明

１ アクチュエータ
２ａ、２ｂ モータ
４ａ、４ｂ ウォームギヤ
５ 回転軸
６ 筐体
６ａ、６ｂ 両側板
７ ドラム
８ ウォームホイール
９ ベルト
１０ 蓋
１１ ギヤケース
１２ ネジ
１４ アクチュエータ
１５ 回転軸受
１６ ウォームホイール
１７ａ、１７ｂ モータ
１８ａ、１８ｂ ウォームギヤ
１７ａ、１７ｂ モータ
１９ 送りネジ
２０ 外筒
２１ スライドロッド
２２ ネジ山
２３ ナット

Claims (3)

1. 回転軸に設けられた１個のウォームホイールに２個のモータの各出力軸に設けられたウォームギヤを歯合することによって、１個の回転軸を２個のモータで駆動制御するようにしたことを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記回転軸に設けられた１個のウォームホイールに対して２個のモータの各出力軸に設けられたウォームギヤを直交するように歯合させたことを特徴とする請求項１記載のアクチュエータ。
3. 前記２個のモータのうち１個のモータでブレーキ制御するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載のアクチュエータ。