JP2008185464A - アクチュエータ用リニアフィードバック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータにプラグインすることが可能であり、且つストロークが制限されないアクチュエータ用リニアフィードバック装置を提供する。
【解決手段】本体と、回復ギアと、ベルトと、被駆動具と、検知フィードバック器と、を含むアクチュエータ用リニアフィードバック装置において、本体は内部にレールが組み付けられた収容空間が設けてあり、回復ギアは枢着軸が貫入し固定してあり、ベルトが巻き付けてあり、それらが本体の収容空間の内部に組み付けられ、被駆動具は本体のレールに摺動自在に規制され、その表面には回復ギアと噛合う駆動歯が若干に開設してあり、被駆動具の一側にプローブが設けてあり、被駆動具が回復ギアにより回復され、検知フィードバック器は本体の収容空間内に組み付けられ、本体のレールに応じて組み付けられることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、変位データフィードバック装置に係り、特に、アクチュエータ用リニアフィードバック装置に関するものである。

リニア電位フィードバック装置は、リニア的な位置変化を可変抵抗値の変化で出力して位置を計算する技術であり、リニア電位フィードバック装置がリニアアクチュエータに従って変位する場合には、可変抵抗と接触するバネが移動されて、抵抗値が変化されて出力電圧信号が変化され、これにより、リニア電位フィードバック装置の移動量を算出することができ、図１に示すように、従来のリニア電位フィードバック装置は、ロッド形状の本体１０と、受動ロッド１１と、連動ベルト１２とを含み、本体１０がリニアアクチュエータ１３の作動方向に沿ってリニアアクチュエータ１３に位置決められ、且つ本体１０に受動ロッド１１が設けてあり、連動ベルト１２により受動ロッド１１がリニアアクチュエータ１３の作動子１３１の端部と連接し、且つリニアアクチュエータ１３の作動子１３１が作動しているときに、連動ベルト１２が受動ロッド１１を駆動して受動ロッド１１が本体１０に対して変位されるようになり、これにより、本体１０の内部の抵抗とバネとの位置が変化される。しかしながら、これは次のような欠点があった。

（イ）受動ロッド１１と本体１０との長さはリニアアクチュエータ１３の作動子１３１のストロークに対応することが必要であるので、従来のリニア電位フィードバック装置の本体１０が長くなり、スペースがかなり掛る。

（ロ）動ロッド１１と本体１０との長さはリニアアクチュエータ１３の作動子１３１のストロークに対応することが必要であるので、一回の往復動での抵抗およびバネの磨耗量もより多くなる。

（ハ）全体の長さはリニアアクチュエータ１３の作動子１３１のストロークに対応することが必要であるので、各リニアアクチュエータ１３に組み付けられるリニア電位フィードバック装置の寸法が固定され、異なる寸法のリニアアクチュエータ１３に組み付けられるリニア電位フィードバック装置は交換不能であり、だから、リニア電位フィードバック装置はモジュール化で大量生産ができない。

上記欠点を解決するために、磁気感応フィードバック装置と、回転式フィードバック装置とが開発された。

しかしながら、これは次のような欠点があった。

（イ）磁気感応フィードバック装置は、リニアアクチュエータ内のモータの回転端に回転盤が取り付けてあり、前記回転盤の外環に若干の磁気具が排列してあり、モータが回転している際に、センサーが前記回転盤に設けられた各磁気具の磁極を感応し、だから、非接触方式を採用するもののメリットを有すると共に、機構のストロークも制限されなく、しかし、そのフィードバック信号が相対位置だけをフィードバックするので、ソフトウエアが複雑になり、制御が面倒になり、一方、環状に配列される磁気具は依然として磁気感応区間が発生するので、区間内の変位が精確に算出できないと共に、回転の持続に従って、環状に配列される各磁気具の誤差も累積になり、ひいてはより大きな誤差が発生される。

（ロ）回転式フィードバック装置は、接触式の回転電位計を採用して、回転電位計をモータの回転端に取り付ける構成であり、そうすると、上記の磁気感応区間および誤差累積などの問題がなくなり、且つ機構のストロークも制限されなく、しかし、このようなものは、磨耗の問題があり、且つモータと連接することが必要であり、その内部を設計するときには、連接および配置スペースなどの問題を考慮することが必要であり、そしてアクチュエータを組付ける際に、回転式フィードバック装置をアクチュエータの内部に組付けることが必要であり、回転式フィードバック装置の取り外しが困難であり、だから、回転式フィードバック装置の脱着は極めて不便である。

本発明の主な目的は、アクチュエータにプラグインすることが可能なアクチュエータ用リニアフィードバック装置を提供することにある。

本発明の次の目的は、ストロークが制限されないアクチュエータ用リニアフィードバック装置を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本願の発明は、本体と、回復ギアと、ベルトと、被駆動具と、検知フィードバック器と、を含むアクチュエータ用リニアフィードバック装置において、前記本体は、内部にはレールが組み付けられた収容空間が設けてあり、前記回復ギアは、枢着軸が貫入し固定してあり、ベルトが巻き付けてあり、それらが前記本体の収容空間の内部に組み付けられ、前記収容空間内に組み付けられた前記レールと対応し、前記ベルトの一端が前記アクチュエータの作動端と連接しており、また、前記回復ギアは、前記ベルトに駆動され、且つ回復バネの回復力により回復され、前記被駆動具は、前記本体のレールに摺動自在に規制され、その表面には前記回復ギアと噛合う駆動歯が若干に開設してあり、前記被駆動具の一側にプローブが設けてあり、前記被駆動具が前記回復ギアにより回復され、前記検知フィードバック器は、前記本体の収容空間内に組み付けられ、前記本体のレールに応じて組み付けられ、前記被駆動具にあるプローブと接触する検知面を有し、前記被駆動具にあるプローブの変位に従って出力値が変化することを特徴とするアクチュエータ用リニアフィードバック装置であることを要旨としている。

本願の発明では、その枢着軸にベルト台が組付けてあり、前記ベルト台と一緒に作動する回復ギアと、回復弾性力を持つコイルバネを有し、その一端が前記回復ギアのベルト台に位置決められ、回復弾性力により前記ベルト台に巻き付けられ、その他端がアクチュエータの作動端と連接しており、回復弾性力により前記回復ギアが回転されて回復するようになるベルトと、を含むことを特徴とするアクチュエータ用リニアフィードバック装置であることを要旨としている。

本願の発明では、前記本体は、アクチュエータ自身の分解可能なケースの一部であり、その内部には、収容空間と、一つ以上の開口とが設けてあり、前記ベルトの他端が前記本体の開口を挿通して外部に伸びることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ用リニアフィードバック装置であることを要旨としている。

本願の発明では、前記アクチュエータは、リニアアクチュエータであり、その本体のレールが直線状であり、被駆動具がプレート形状であり、前記被駆動具は、前記アクチュエータと一緒に移動し、回復ギアに駆動されて直線的に往復動するようになることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ用リニアフィードバック装置であることを要旨としている。

本願の発明では、前記被駆動具は、ギアタイプであり、一つの枢着軸が設けてあり、本体の円形レール内に規制され、前記枢着軸にプローブが設けてあり、回復ギアに駆動されて往復正逆回転するようになり、検知フィードバック器は、円形レール内に組み付けられ、環状面で前記被駆動具のプローブと接触することを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ用リニアフィードバック装置であることを要旨としている。

本発明のアクチュエータ用リニアフィードバック装置によれば、次のような効果がある。

（イ）被駆動具は、前記本体のレールに摺動自在に規制され、その表面には前記回復ギアと噛合う駆動歯が若干に開設してあるので、回復ギアと駆動歯の歯数比を変化することによりプローブの測定可能な往復距離を変化することができ、ベルトの巻付可能な巻き数に制限されなくなり、すなわち、リニアアクチュエータの送りストロークが制限されなくなる。

（ロ）小さい体積を持つ本体の内部に本発明の各部材を組付けることができるので、プラグイン化およびモジュール化の要求に満足可能であり、且つ適用可能な範囲が拡大になる。

（ハ）本発明は、ベルトにより駆動し、且つベルトの他端が連接具でリニアアクチュエータの作動具の端部に位置決められるので、リニアアクチュエータへの組付作業は簡単になり、且つリニアアクチュエータの外部にプラグインすることが可能であり、だから、脱着作業が容易になる。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。

まず、図２乃至図４を参照する。本発明の実施例１のアクチュエータ用リニアフィードバック装置２０は、リニアアクチュエータ３０に取り付けられ、本体２１と、回復ギア２２と、ベルト２３と、被駆動具２４と、検知フィードバック器２５と、を含む。

前記本体２１は、リニアアクチュエータ３０の外部にプラグインされるケースであり、その内部には、直線的なレール２１３が組み付けられた収容空間２１１と、一つ以上の開口２１２とが設けてあり、

前記回復ギア２２は、枢着軸２２１が貫入し固定してあり、それらが前記本体２１の収容空間２１１の内部に組み付けられ、前記収容空間２１１内に組み付けられた前記レール２１３と対応し、前記枢着軸２２１の一側にベルト台２２２が組み付けてあり、前記回復ギア２２がベルト台２２２と一緒に作動する。

前記ベルト２３は、回復力により回復可能なコイルバネを有し、一端が前記回復ギア２２のベルト台２２２に位置決められ、バネの回復力によりベルト２３がベルト台２２２に巻き付けられ、また、前記ベルト２３の他端は、本体２１の開口２１２を挿通して外部に伸び、連接具２３１でリニアアクチュエータ３０の作動端３１の端部に位置決められ、また、ベルト２３のバネによる回復力により前記回復ギアが回転されて元位置に回復可能になる。

前記被駆動具２４は、本体２１の収容空間２１１の内部に組み付けられたプレートであり、前記本体２１のレール２１３に摺動自在に規制され、その表面には前記回復ギア２２と噛合う駆動歯２４１が若干に開設してあり、前記被駆動具２４の一側にプローブ２４２が設けてあり、前記被駆動具２４が前記回復ギア２２により回復可能である。

前記検知フィードバック器２５は、前記本体２１の収容空間２１１内に組み付けられ、前記被駆動具２４に応じて前記本体２１のレール２１３の近傍に組み付けられ、前記被駆動具２４にあるプローブ２４２と接触する検知面２５１を有し、前記被駆動具２４にあるプローブ２４２の変位に従って抵抗値を変化し、抵抗値を変化すると出力電圧信号が変化され、これにより、変位量を計算することができる。

次に、図面を参照しながら、本発明の使用状態を詳細に説明する。
本発明のベルト２３は、回復力により回復可能なコイルバネを有し、一端が回復ギア２２のベルト台２２２に位置決められ、他端は、本体２１の開口２１２を挿通して外部に伸び、連接具２３１でリニアアクチュエータ３０の作動端３１の端部に位置決められるので、本発明のベルト２３は、リニアアクチュエータ３０の作動具３１のリニア的な変位に従って伸び出し、又は巻き戻すことができる。

このとき、ベルト２３が作動具３１の変位に従って伸び出し、又は巻き戻すことにより、回復ギア２２が同期に駆動されて回転するようになり、被駆動具２４が回復ギア２２に駆動されて往復動になり、だから、被駆動具２４にあるプローブ２４２も変位するようになり、なお、検知フィードバック器２５の検知面２５１が被駆動具２４にあるプローブ２４２に接触されて抵抗が変化するようになる。

本発明は、被駆動具２４の変位によって抵抗値が変化して出力電圧信号が変化されることにより、変位量を精確に算出することができる。

また、図３を参照する。図３に示すのは本発明の実施例２であり、本実施例の被駆動具はギアタイプの被駆動具２４Ａに変更してよく、前記被駆動具２４Ａは、本体２１の収容空間２１１の内部に組み付けられ、枢着軸Ｗにより本体２１の円形レール２１３Ａ内に回転可能に規制され、その表面に回復ギア２２と噛合う駆動歯２４１Ａが若干に開設してあり、その枢着軸Ｗにプローブ（図示せず）が設けてあり、回復ギア２２に駆動されて正逆回転するようになる。

前記検知フィードバック器（図示せず）は、本体２１の円形レール２１３Ａ内に組み付けられ、環状面で被駆動具のプローブと接触し、回転しているときに、被駆動具２４Ａにあるプローブが変位されて抵抗値が変化し、抵抗値が変化して出力電圧信号が変化されることにより、変位量を精確に算出することができる。本実施例は、その技術および効果が実施例１と同様であるので、本発明の特許請求の範囲に属する。

従来のものの概略図である。 本発明の実施例１の組合状態の外観図である。 本発明の実施例１の内部を示す斜視図である。 本発明の実施例１の内部を示す側面図である。本 本発明の実施例２の概略図である。

符号の説明

１０ 本体
１１ 受動ロッド
１２ 連動ベルト
１３ リニアアクチュエータ
１３１ 作動子
２０ リニアフィードバック装置
２１ 本体
２１１ 収容空間
２１２ 開口
２１３ レール
２２ 回復ギア
２２１ 枢着軸
２２２ ベルト台
２３ ベルト
２３１ 連接具
２４ 被駆動具
２４１ 駆動歯
２４２ プローブ
２５ 検知フィードバック器
２５１ 検知面
２４Ａ 被駆動具
２４１Ａ 駆動歯
Ｗ 枢着軸
２１３Ａ 円形レール
３０ リニアアクチュエータ
３１ 作動具

Claims (5)

1. 本体と、回復ギアと、ベルトと、被駆動具と、検知フィードバック器と、を含むアクチュエータ用リニアフィードバック装置において、
   前記本体は、内部にはレールが組み付けられた収容空間が設けてあり、
   前記回復ギアは、枢着軸が貫入し固定してあり、ベルトが巻き付けてあり、それらが前記本体の収容空間の内部に組み付けられ、前記収容空間内に組み付けられた前記レールと対応し、前記ベルトの一端が前記アクチュエータの作動端と連接しており、また、前記回復ギアは、前記ベルトに駆動され、且つ回復バネの回復力により回復され、
   前記被駆動具は、前記本体のレールに摺動自在に規制され、その表面には前記回復ギアと噛合う駆動歯が若干に開設してあり、前記被駆動具の一側にプローブが設けてあり、前記被駆動具が前記回復ギアにより回復され、
   前記検知フィードバック器は、前記本体の収容空間内に組み付けられ、前記本体のレールに応じて組み付けられ、前記被駆動具にあるプローブと接触する検知面を有し、前記被駆動具にあるプローブの変位に従って出力値が変化することを特徴とする、アクチュエータ用リニアフィードバック装置。
2. その枢着軸にベルト台が組付けてあり、前記ベルト台と一緒に作動する回復ギアと、
   回復弾性力を持つコイルバネを有し、その一端が前記回復ギアのベルト台に位置決められ、回復弾性力により前記ベルト台に巻き付けられ、その他端がアクチュエータの作動端と連接しており、回復弾性力により前記回復ギアが回転されて回復するようになるベルトと、を含むことを特徴とする、アクチュエータ用リニアフィードバック装置。
3. 前記本体は、アクチュエータ自身の分解可能なケースの一部であり、その内部には、収容空間と、一つ以上の開口とが設けてあり、前記ベルトの他端が前記本体の開口を挿通して外部に伸びることを特徴とする、請求項１に記載のアクチュエータ用リニアフィードバック装置。
4. 前記アクチュエータは、リニアアクチュエータであり、その本体のレールが直線状であり、被駆動具がプレート形状であり、前記被駆動具は、前記アクチュエータと一緒に移動し、回復ギアに駆動されて直線的に往復動するようになることを特徴とする、請求項１に記載のアクチュエータ用リニアフィードバック装置。
5. 前記被駆動具は、ギアタイプであり、一つの枢着軸が設けてあり、本体の円形レール内に規制され、前記枢着軸にプローブが設けてあり、回復ギアに駆動されて往復正逆回転するようになり、検知フィードバック器は、円形レール内に組み付けられ、環状面で前記被駆動具のプローブと接触することを特徴とする、請求項１に記載のアクチュエータ用リニアフィードバック装置。