JP2009177995A - Rectilinear-motion actuator - Google Patents

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JP2009177995A JP2008016208A JP2008016208A JP2009177995A JP 2009177995 A JP2009177995 A JP 2009177995A JP 2008016208 A JP2008016208 A JP 2008016208A JP 2008016208 A JP2008016208 A JP 2008016208A JP 2009177995 A JP2009177995 A JP 2009177995A
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Takashi Ushiku
孝 牛久
Eiji Mayumi
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Mabuchi Motor Co Ltd
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Mabuchi Motor Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rectilinear-motion actuator which is miniaturized, and capable of omitting any DC resistance for motor deceleration by reducing the return operational speed by the compression of a spring, and increasing the driving force while suppressing the motor current when driving a load. <P>SOLUTION: The rectilinear-motion actuator includes a motor, a reduction gear mechanism coupled with a motor shaft of the motor, and a rectilinear, reciprocative motion mechanism for converting a rotary motion of a last-stage gear of the reduction gear mechanism to a rectilinear, reciprocative motion. The last-stage gear has a pin provided thereon which is offset from its center of rotation. The rectilinear, reciprocative motion mechanism includes a movable plate having a slit and allowing the pin to move within the slit. The movable plate offsets its reciprocative motion axis from the line passing through the center of the last-stage gear to one side, and an elastic member working on the movable plate is arranged at the position offset to the other side. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、モータの回転を直進往復運動に変換して出力して、例えば、自動車電装用途としてシートロック簡易解除装置などに使用することのできる直動アクチュエータに関する。   The present invention relates to a linear actuator that converts the rotation of a motor into a linear reciprocating motion and outputs it, and can be used, for example, in a seat lock simple release device or the like for automotive electrical equipment.

図7は、従来の直動アクチュエータの構成を示す図である(特許文献1参照)。図示の直動アクチュエータは、フレーム内の取付板にモータを取付け、そのモータシャフトにウォームギアを設け、それに噛み合うウォームホイールで減速する。ウォームホイールにはロコモーション動作により直進往復運動可能な構成を設ける。即ち、ウォームホイールに設けたガイド部に長溝を形成し、ウォームホイールの回転に応じて、ウォームホイールに備えた固定板に設けたピンが長溝内を摺動する。このとき、ガイド部に接続したロッドが、フレームに設けたロッドガイドに支承されて、直進往復運動する。   FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a conventional linear actuator (see Patent Document 1). In the illustrated linear actuator, a motor is mounted on a mounting plate in a frame, a worm gear is provided on the motor shaft, and the motor is decelerated by a worm wheel engaged therewith. The worm wheel is provided with a structure capable of linear reciprocation by locomotion operation. That is, a long groove is formed in a guide portion provided in the worm wheel, and a pin provided on a fixing plate provided in the worm wheel slides in the long groove according to the rotation of the worm wheel. At this time, the rod connected to the guide portion is supported by a rod guide provided on the frame and reciprocates linearly.

このように、図示の直動アクチュエータは、ギア減速機構をウォームタイプとしたことによる減速比の改善により、ユニットの小型化を達成している。しかしながら、ウォームギアとウォームホイールとの配置と直進往復運動を行う軸(即ちモータシャフトとロッド)が直交しているために、無駄な空間が出来てしまうことになる。仮に、ロッドとモータシャフトを平行に配置したとしても、ユニット幅(直進往復運動方向と直交する方向のユニットの長さ)は、ウォームホイール外径にモータ半径が加わった長さとなるので、小型化の観点からは不利となってしまう。
特開平4−295249号公報
As described above, the linear actuator shown in the figure achieves a reduction in the size of the unit by improving the reduction ratio by using the gear reduction mechanism as a worm type. However, since the arrangement of the worm gear and the worm wheel is orthogonal to the axis (that is, the motor shaft and the rod) that performs the linear reciprocating motion, a useless space is created. Even if the rod and the motor shaft are arranged in parallel, the unit width (the length of the unit in the direction perpendicular to the rectilinear reciprocating direction) is the length obtained by adding the motor radius to the worm wheel outer diameter. From the point of view, it becomes disadvantageous.
JP-A-4-295249

上述のように、直動アクチュエータは、ユニット幅を小さくして小型化することが求められている。また、直動アクチュエータをシートロック簡易解除装置などに使用する場合、ワイヤを引いてシートのロック解除し、ワイヤを戻してロックを行なう際、ワイヤ戻し時にモータが無負荷に近い状態となり、回転数が上昇して騒音が大きくなる。この対策のため、ワイヤ戻し時にモータに直列抵抗が接続されるようにし、これによる電圧降下で回転数を低下させることが考えられる。しかし、このような方法は、ワイヤ戻し時にのみ挿入する直列抵抗と、直列抵抗の挿脱に対応してそれぞれ特性の異なる焼損対策用の2個のポリスイッチ(過電流や過熱により熱せられると、素子内部の温度が上昇し、抵抗値が増大して、回路電流を微少に制限する過電流・過熱保護素子)が必要となり、コスト高となる。   As described above, the linear actuator is required to be reduced in size by reducing the unit width. When using a linear actuator for a seat lock simple release device, etc., when the wire is pulled to unlock the seat, and the wire is returned and locked, the motor is close to no load when the wire is returned, and the rotation speed Increases and noise increases. As a countermeasure, it is conceivable that a series resistor is connected to the motor when the wire is returned, and the rotational speed is reduced by a voltage drop caused by this. However, such a method has a series resistor that is inserted only when the wire is returned, and two polyswitches for countermeasures against burning that have different characteristics corresponding to the insertion and removal of the series resistor (when heated by overcurrent or overheating, The temperature inside the element rises, the resistance value increases, and an overcurrent / overheat protection element that limits the circuit current to a small level is required, resulting in an increase in cost.

本発明は、係る問題点を解決して、ユニットの幅を小さくすることを可能にして、直動アクチュエータのより一層の小型化を図るだけでなく、スプリングの圧縮により戻り作動速度を減速させることによりモータ減速用の直列抵抗を不要にすると共に、負荷駆動時にはモータ電流を抑えつつ駆動力を増強することを目的としている。   The present invention solves such problems and makes it possible to reduce the width of the unit, and not only to further reduce the size of the linear actuator but also to reduce the return operating speed by compressing the spring. The purpose of this is to eliminate the need for a series resistor for motor deceleration and to increase the driving force while suppressing the motor current during load driving.

本発明の直動アクチュエータは、モータと、そのモータシャフトに結合した減速機構部と、該減速機構部の最終段ギアの回転を直進往復運動に変換する直進往復運動機構部とを有する。最終段ギアは、その回転中心から偏位させて設けたピンを有する。直進往復運動機構部は、所定の幅及び長さを有するスリットを設けて、該スリット内を前記ピンが移動可能に構成した可動板を有する。この可動板は、その往復運動軸を最終段ギア中心を通るラインから一方の側にオフセットさせ、かつ、他方の側にオフセットした位置において、該可動板に作用する弾性部材を配置する。   The linear motion actuator of the present invention includes a motor, a speed reduction mechanism unit coupled to the motor shaft, and a linear motion reciprocating motion mechanism unit that converts the rotation of the final stage gear of the speed reduction mechanism unit into a linear motion reciprocating motion. The last stage gear has a pin that is deviated from the center of rotation. The rectilinear reciprocating mechanism has a movable plate that is provided with a slit having a predetermined width and length, and in which the pin is movable. The movable plate has its reciprocating motion axis offset from the line passing through the center of the last stage gear to one side, and an elastic member acting on the movable plate is disposed at a position offset to the other side.

可動板は、往復運動軸となる第1のアームと、弾性部材が作用する第2のアームを、最終段ギア中心を通るラインの両側に配置して全体的にはU字状に構成する。弾性部材は、可動板の引張り方向に対して引張り駆動力の補助となり、押し方向に対して負荷となるように作用するコイルスプリングによって構成することができる。減速機構部は、モータシャフトに固定されたウォームギアと、該ウォームギアに噛み合うように配置されたウォームホイールを有し、かつ、可動板の第1のアームは、その往復運動軸を幅方向の中心とする別のスリットを設けて、ウォームホイールの回転軸を逃がす構造とした。ウォームホイールの回転軸に同一軸線上に具備されたヘリカルギアを設け、該ヘリカルギアに最終段ギアが噛み合うように配置した。負荷を取り付けるための出力部材取付部が、可動板の往復運動軸と一致させて、第1のアームの端部に設けられる。   The movable plate is configured in a U-shape as a whole by arranging a first arm serving as a reciprocating motion axis and a second arm on which an elastic member acts on both sides of a line passing through the center of the final stage gear. The elastic member can be constituted by a coil spring that acts as an auxiliary to the pulling driving force in the pulling direction of the movable plate and acts as a load in the pushing direction. The speed reduction mechanism has a worm gear fixed to the motor shaft and a worm wheel arranged so as to mesh with the worm gear, and the first arm of the movable plate has its reciprocating motion axis as the center in the width direction. In order to release the rotating shaft of the worm wheel, another slit is provided. A helical gear provided on the same axis line was provided on the rotating shaft of the worm wheel, and the helical gear was arranged so that the final stage gear meshed with the helical gear. An output member attaching portion for attaching a load is provided at the end of the first arm so as to coincide with the reciprocating motion axis of the movable plate.

スイッチをオンさせたときに可動板を一往復させる摺動接点機構を設け、該摺動接点機構は、絶縁性フレーム上に所定パターンを有するように配置された導電部材と、この導電部材に摺動接触する接点とから構成し、該導電部材を、最終段ギアの下方にそれと同心に固定する一方、接点を、回転中心からは偏位した位置において、回転する最終段ギアの裏面側に固定して、最終段ギアが1回転する際、導電部材の上を接触しながら1回転する。   A sliding contact mechanism is provided that reciprocates the movable plate once when the switch is turned on. The sliding contact mechanism has a conductive member disposed on the insulating frame so as to have a predetermined pattern, and slides on the conductive member. The conductive member is fixed concentrically with the lower part of the last stage gear, while the contact point is fixed to the back side of the last stage gear that is displaced from the center of rotation. Then, when the last gear rotates once, it rotates once while contacting the conductive member.

本発明によれば、コイルスプリングを追加することにより、引張り力の増強と、騒音の低減のための戻り作動速度減速を可能にし、かつ、スプリングの圧縮により戻り作動速度を減速させるため、モータ減速用の直列抵抗が不要になると共に焼損防止用ポリスイッチが1個でよくなる。また、可動板の中心に対して、引張りアームと圧縮アームを反対側に配置することによりコンパクトな設計が可能となる。さらに、最終段ギアに対してウォームホイール径を小さくとることを可能にすることによって、ユニットの幅を小さく取ることができる。   According to the present invention, by adding a coil spring, it is possible to increase the pulling force and reduce the return operating speed for noise reduction, and to reduce the return operating speed by compressing the spring, This eliminates the need for a series resistor for the burnout and only requires one polyswitch for preventing burnout. Further, a compact design can be achieved by disposing the tension arm and the compression arm on the opposite side with respect to the center of the movable plate. Furthermore, the width of the unit can be reduced by making it possible to reduce the worm wheel diameter with respect to the final gear.

以下、例示に基づき本発明を説明する。図1は、本発明を具体化する直動アクチュエータの全体構成を示す上面図である。但し、フレーム蓋は取り除いた状態で示している。図2は、図1に示した直動アクチュエータを可動板の中央で切断した縦断面図である。直動アクチュエータは、モータと、減速機構部と、可動板及び弾性部材(スプリング)からなる直進往復運動機構部から構成される。これら構成は、フレーム(例えば、樹脂製)内に固定され、その上面には、フレーム蓋(例えば、樹脂製)が被せられる。モータ自体は、通常の、例えば直流駆動の整流子モータを用いることができる。図示のモータはフレームに設けた凹所内に固定されて、モータハウジングの一方の側面中央からは、モータシャフトが、モータ出力軸としてモータ外部に伸び、このモータシャフトに減速機構部が結合される。   Hereinafter, the present invention will be described based on examples. FIG. 1 is a top view showing the overall configuration of a linear actuator embodying the present invention. However, the frame lid is shown in a removed state. 2 is a longitudinal sectional view of the linear actuator shown in FIG. 1 cut at the center of the movable plate. The linear actuator includes a motor, a speed reduction mechanism, and a linearly reciprocating motion mechanism composed of a movable plate and an elastic member (spring). These configurations are fixed in a frame (for example, made of resin), and a frame lid (for example, made of resin) is covered on the upper surface. As the motor itself, a normal, for example, DC-driven commutator motor can be used. The illustrated motor is fixed in a recess provided in the frame, and a motor shaft extends from the center of one side surface of the motor housing to the outside of the motor as a motor output shaft, and a speed reduction mechanism is coupled to the motor shaft.

減速機構部は、モータシャフトに圧入等により固定されたウォームギアと、ウォームホイール(ヘリカルギアA)と、ヘリカルギアBと、最終段ギアとしてのヘリカルギアCとで構成される。ウォームホイール(ヘリカルギアA)は、ウォームギアに噛み合うように配置されている。ヘリカルギアAの中央には、フレームに支持された回転軸が、ヘリカルギアを回転可能に支持している。これによって、モータより得られたモータシャフト周りの回転力を、ウォームギア及びヘリカルギアAによって、それとは直交する回転軸周りの回転に変更し、かつ減速を与える(図示の構成例は61:1の減速)。次に、図示の例においては、ヘリカルギアAに伝達された回転力は、それと同じ回転軸周りに固定されているヘリカルギアB、及びこのヘリカルギアBに噛み合うヘリカルギアCによって、減速をする(図示の構成例は3.133:1の減速であり、全体の減速比は191:1となる)。   The speed reduction mechanism is composed of a worm gear fixed to the motor shaft by press fitting, a worm wheel (helical gear A), a helical gear B, and a helical gear C as the final gear. The worm wheel (helical gear A) is arranged to mesh with the worm gear. At the center of the helical gear A, a rotating shaft supported by the frame supports the helical gear so as to be rotatable. As a result, the rotational force around the motor shaft obtained from the motor is changed by the worm gear and the helical gear A to the rotation around the rotation axis perpendicular to the worm gear and the helical gear A, and deceleration is given (the example of the configuration shown in the figure is 61: 1). Slow down). Next, in the illustrated example, the rotational force transmitted to the helical gear A is decelerated by the helical gear B fixed around the same rotation axis and the helical gear C meshing with the helical gear B ( The configuration example shown is 3.133: 1 reduction, and the overall reduction ratio is 191: 1).

次に、ヘリカルギアCによる回転力は、ヘリカルギアCの中心からは偏位した位置においてヘリカルギアCに固定されたピンを介し、直進往復運動機構を構成する可動板の直進往復運動に変換する。この直進往復運動方向は、モータシャフト軸と平行な方向である。可動板は、全体的にはU字状に可動板基部から引張りアーム及び圧縮アームが互いに同方向かつ平行に伸びるように構成される。この可動板の基部及び引張りアーム内にそれぞれ細長い第1及び第2スリット(長孔)が互いに直交する方向に配置されている。   Next, the rotational force generated by the helical gear C is converted into a linear reciprocating motion of a movable plate constituting a linear reciprocating motion mechanism via a pin fixed to the helical gear C at a position displaced from the center of the helical gear C. . This linearly reciprocating direction is a direction parallel to the motor shaft axis. The movable plate is generally configured in a U shape so that the tension arm and the compression arm extend in the same direction and in parallel from the movable plate base. Long and narrow first and second slits (long holes) are arranged in directions perpendicular to each other in the base and the pull arm of the movable plate.

第1スリットは、その長さ方向を、モータシャフト軸とは直交する方向に配置し、かつその長さ方向中心位置を、最終段ギア中心を通りかつモータシャフト軸と平行なライン上に位置させる。最終段ギア中心を通るこのラインの両側において、モータシャフト軸に遠い側に引張りアームが、そして近い側に圧縮アームが位置することになる。第1スリット内には、ヘリカルギアCに設けたピンを、移動可能に配置する。ピン外周には、それに対して摺動回転可能のスリーブを付加し、ピンが第1スリット内を動く際に回転することにより摩擦力低減を行う。引張りアームの幅中央にある可動板の往復運動軸を、モータシャフトから離れる方向に、最終段ギア中心を通るラインからオフセットさせる(「オフセット距離A」として図示)。このように、可動板の中心(往復運動軸)をずらせる(オフセットさせる)ことにより、ユニットの幅を小さくすることが可能になるだけでなく、詳細は後述するように、最弱引張力地点での力をロスが少なく直進往復運動に変換することが可能となる。   The first slit has its length direction arranged in a direction orthogonal to the motor shaft axis, and its center position in the length direction is located on a line that passes through the center of the final stage gear and is parallel to the motor shaft axis. . On both sides of this line through the center of the final gear, there will be a tension arm on the side far from the motor shaft axis and a compression arm on the near side. In the 1st slit, the pin provided in the helical gear C is arrange | positioned so that a movement is possible. A sleeve that can slide and rotate is added to the outer periphery of the pin, and the friction force is reduced by rotating the pin as it moves in the first slit. The reciprocating motion axis of the movable plate at the center of the width of the tension arm is offset from the line passing through the center of the final gear in the direction away from the motor shaft (shown as “offset distance A”). Thus, by shifting (offset) the center of the movable plate (reciprocating motion axis), it becomes possible not only to reduce the width of the unit, but also the weakest tensile force point as will be described in detail later. It is possible to convert the force at the straight line into a straight reciprocating motion with little loss.

第2スリットは、可動板の引張りアームの往復運動軸を幅方向の中心として、その長さ方向を、モータシャフト軸方向に配置する。この第2スリットは、ヘリカルギアAとヘリカルギアBに共通に設けた回転軸を逃がすために設けられている。なお、可動板のガイド機能として、フレーム或いはフレーム蓋に溝を設けて、この溝内に可動板を挿入して往復運動を可能にしつつ、可動板をその両側から規制している。また、第2スリットは、モータシャフト直交方向の可動板の位置決め及び可動板の追加のガイドとして機能する。   The second slit is arranged with its length direction in the motor shaft axial direction with the reciprocating motion axis of the pulling arm of the movable plate as the center in the width direction. The second slit is provided in order to escape a rotating shaft provided in common to the helical gear A and the helical gear B. As a guide function of the movable plate, a groove is provided in the frame or the frame lid, and the movable plate is inserted into the groove to enable reciprocating motion, while the movable plate is regulated from both sides. Further, the second slit functions as a positioning of the movable plate in the direction orthogonal to the motor shaft and an additional guide for the movable plate.

結果として、第2スリットもまた、第1スリットの長さ方向中央(それ故、ヘリカルギアCの中心)から離れる方向にオフセットし、かつ、そのオフセット方向は、モータシャフトから離れる方向(図中の下方向)である。このスリット間のオフセット距離Aは、ヘリカルギアA、Bの回転中心と、ヘリカルギアCの回転中心とのオフセット距離に一致する。   As a result, the second slit is also offset in the direction away from the longitudinal center of the first slit (hence, the center of the helical gear C), and the offset direction is away from the motor shaft (in the figure). Down). The offset distance A between the slits coincides with the offset distance between the rotational centers of the helical gears A and B and the rotational center of the helical gear C.

可動板の圧縮アームの先端には、一端が支持された弾性部材が設けられている。弾性部材の他端は、フレーム或いはフレーム蓋のような固定部に支持される。この弾性部材としては、図示したようなコイルスプリング以外にも、油圧ダンパーとかエアシリンダーなどを用いることができる。この弾性部材を設けることにより、詳細は後述するように、引張り力の増強と、騒音の低減のための戻り作動速度減速を図ることができる。可動板の中心に対して、引張りアームと圧縮アームを反対側に配置することによりコンパクトな設計が可能となる。   An elastic member having one end supported is provided at the tip of the compression arm of the movable plate. The other end of the elastic member is supported by a fixed part such as a frame or a frame lid. As the elastic member, a hydraulic damper or an air cylinder can be used in addition to the coil spring as shown. By providing this elastic member, as will be described in detail later, it is possible to increase the pulling force and reduce the return operation speed for noise reduction. A compact design is possible by arranging the tension arm and the compression arm on the opposite side with respect to the center of the movable plate.

このように構成したことにより、可動板基部に設けられた第1スリット内をピンが動くことにより、モータの回転は、可動板の直進往復運動に変換される。往復運動する可動板の引張りアームの先端には、往復運動軸と一致させて、出力部材(ワイヤ或いは棒材)(図示省略)を取り付けるための出力部材取付部を有している。出力部材(図示省略)の他端は、外部負荷、例えば、シートロック簡易解除装置に結合されて、それを引っ張る方向、或いは押す方向に駆動する。   With this configuration, the rotation of the motor is converted into the linear reciprocation of the movable plate by moving the pin in the first slit provided in the movable plate base. An output member attaching portion for attaching an output member (wire or bar) (not shown) is provided at the tip of the pulling arm of the movable plate that reciprocates so as to coincide with the reciprocating motion axis. The other end of the output member (not shown) is coupled to an external load, for example, a seat lock simple release device, and is driven in a direction of pulling or pushing it.

図3は、可動板の作用を説明する図である。可動板の引張りアームの中心位置(及びそれに一致する第2スリット位置)をヘリカルギアC(最終段ギア)の回転中心よりずらした距離は、図中に「オフセット距離A」として表示している。図示の直動アクチュエータは、ヘリカルギアA,B共通の回転軸(それ故、第2スリット)をこのずらした軸線上に配置し、回転軸が第2スリットを貫通できる構造をとっている。このように、中心をずらしたことにより、最弱引張力地点での力をロスが少なく直進往復運動に変換することが可能となる。   FIG. 3 is a diagram for explaining the action of the movable plate. A distance obtained by shifting the center position of the pulling arm of the movable plate (and the corresponding second slit position) from the rotation center of the helical gear C (final gear) is indicated as “offset distance A” in the drawing. The illustrated direct acting actuator has a structure in which the rotation shaft (hence, the second slit) common to the helical gears A and B is arranged on the shifted axis line so that the rotation shaft can penetrate the second slit. Thus, by shifting the center, it becomes possible to convert the force at the weakest tensile force point into a straight reciprocating motion with little loss.

ヘリカルギアCに設けたピン位置として、図3において、始点/終点、中間地点、及び最大可動位置の3カ所を図示している。ヘリカルギアCが、始点位置から時計回りに1回転する場合、図4に示すように、始点位置から最大可動位置まで可動板を引っ張る方向に駆動し、かつ、最大可動位置から終点位置まで押し出す方向に駆動することになる。図4は、直動アクチュエータの出力特性を示したもので、破線はモータ駆動力による出力、一点鎖線はスプリングの反力、実線は両者の合力を示している。引張り作動中の合力は、圧縮状態のスプリングが伸びる際のスプリング力がモータ駆動力に加わるように作用する。逆に、押し出す方向に作用するときは、スプリングを圧縮することになるので、モータ駆動力からスプリング力を差し引いた合力が、可動板に作用することになる。また、引張り及び押出のいずれの場合も、図4に示すように、中間地点での力が最小となる。   As pin positions provided on the helical gear C, in FIG. 3, three points of a start point / end point, an intermediate point, and a maximum movable position are illustrated. When the helical gear C makes one clockwise rotation from the start point position, as shown in FIG. 4, it is driven in the direction of pulling the movable plate from the start point position to the maximum movable position and pushed out from the maximum movable position to the end point position. Will be driven to. FIG. 4 shows the output characteristics of the linear actuator. The broken line shows the output by the motor driving force, the alternate long and short dash line shows the reaction force of the spring, and the solid line shows the resultant force of both. The resultant force during the pulling action acts so that the spring force when the compressed spring is extended is added to the motor driving force. Conversely, when acting in the pushing direction, the spring is compressed, so that the resultant force obtained by subtracting the spring force from the motor driving force acts on the movable plate. Further, in both cases of tension and extrusion, the force at the intermediate point is minimized as shown in FIG.

図3に見られるように、引っ張り駆動中の中間地点にあるときのピン位置に対して、第2スリット位置(引張りアーム中心)を、シャフト直交方向に近づけた構成となっている。引張りアーム中心(往復運動方向軸)からシャフト直交方向に大きく離れた位置で引っ張り駆動した際には、駆動力は、往復運動方向だけでなく直交方向にも分散され効率が悪くなるが、図示の構成のように、最小引張力となる中間地点にあるピン位置に、シャフト直交方向に、引張りアーム中心を近づけることにより、引っ張り駆動力の中間地点での低下を防ぐことが可能となる。但し、ピンが最大可動位置を過ぎて、押し出し力が作用しているときの中間地点では、ピン位置が引張りアーム中心からより一層離れて、ロスがより一層大きくなって押し出し駆動力がさらに低下することになるが、通常、この種直動アクチュエータは、最大可動位置或いはその直前で、例えば、シートロック解除装置のような負荷を作動させた後は、無負荷で終点位置に戻ることになるので、押し出し駆動力の低下は問題とならない。むしろ、押し出し駆動力はより一層低下させることが必要であり、そのための構成として、コイルスプリングが備えられている。   As shown in FIG. 3, the second slit position (pull arm center) is close to the shaft orthogonal direction with respect to the pin position at the intermediate point during pulling driving. When driven by pulling at a position far away from the center of the pull arm (reciprocating direction axis) in the direction perpendicular to the shaft, the driving force is distributed not only in the reciprocating direction but also in the orthogonal direction, resulting in poor efficiency. As in the configuration, the pull driving force can be prevented from being lowered at the intermediate point by bringing the center of the pull arm closer to the pin position at the intermediate point where the minimum tensile force is obtained in the direction perpendicular to the shaft. However, at the intermediate point when the pin has passed the maximum movable position and the pushing force is acting, the pin position is further away from the center of the pull arm, the loss is further increased, and the pushing driving force is further reduced. However, this type of linear actuator usually returns to the end point position without any load after operating the load such as the seat lock release device at the maximum movable position or immediately before it. In addition, a decrease in the pushing driving force is not a problem. Rather, it is necessary to further reduce the pushing driving force, and a coil spring is provided as a configuration for that purpose.

本発明の直動アクチュエータは、出力部材として棒材を用いて外部負荷を押し出す方向に駆動するよう構成することも可能であるが、例えば、シートロック簡易解除装置の外部負荷をワイヤを用いて引っ張る方向に駆動するよう構成する際は、可動板の引張り方向に作用するようにコイルスプリングを組み込むことになる。これによって、モータ仕様を変更することなく、コイルスプリングの戻り力により、引張り力の増強を図ることが可能になる。引張り力が増加することにより、負荷電流値の低減を図ることができる。このように、可動板が最大引張り位置から戻り動作に入ると同時に、スプリングを圧縮する方向に作用し、戻り作動速度を減速させることにより、騒音が低減される。   The linear motion actuator of the present invention can be configured to drive the external load in the direction of pushing out the external load using a bar as an output member. For example, the external load of the simple device for releasing the seat lock is pulled using a wire. When configured to drive in the direction, the coil spring is incorporated so as to act in the pulling direction of the movable plate. As a result, the tensile force can be increased by the return force of the coil spring without changing the motor specifications. The load current value can be reduced by increasing the tensile force. Thus, the noise is reduced by acting in the direction of compressing the spring and decelerating the return operation speed at the same time when the movable plate enters the return operation from the maximum tension position.

図5は、可動板が一往復する間のモータ負荷電流特性を示したもので、スプリング無しに対して、スプリング有りは、電流が低く、引張り作動時間は、短い。スタート時に起動電流が流れた後、可動板を引っ張り駆動中は、スプリングの補助によりピーク電流を抑えることができる。また、戻り作動時間は長くなっている。但し、最大可動位置を過ぎた後は、スプリングを圧縮するためのモータ負荷電流が流れる。   FIG. 5 shows the motor load current characteristics during one reciprocation of the movable plate. Compared with no spring, with a spring, the current is low and the pulling operation time is short. After the starting current flows at the start, the peak current can be suppressed with the assistance of the spring while the movable plate is being pulled and driven. Also, the return operation time is longer. However, after passing the maximum movable position, a motor load current for compressing the spring flows.

図6は、図1に示した直動アクチュエータを駆動するための回路構成を例示する図である。直流電源+端子からは、スイッチSW或いは摺動接点機構を介して、モータを通って−端子に電流が供給される。摺動接点機構は、図2に見られるように、絶縁性フレーム上に所定パターンを有するように配置された導電部材と、この導電部材に摺動接触する接点(ブラシ)とから構成される。この導電部材は、ヘリカルギアCの下方に、それと同心に固定されている。接点は、回転中心からは偏位した位置において、回転するヘリカルギアCの裏面側に固定されていて、ヘリカルギアCが1回転する際、導電部材の上を接触しながら1回転する。   FIG. 6 is a diagram illustrating a circuit configuration for driving the linear motion actuator shown in FIG. From the DC power source + terminal, current is supplied to the-terminal through the motor via the switch SW or the sliding contact mechanism. As shown in FIG. 2, the sliding contact mechanism is composed of a conductive member arranged so as to have a predetermined pattern on the insulating frame, and a contact (brush) that makes sliding contact with the conductive member. The conductive member is fixed below the helical gear C and concentrically therewith. The contact is fixed to the back side of the rotating helical gear C at a position displaced from the center of rotation, and rotates once while contacting the conductive member when the helical gear C rotates once.

図6に例示の導電部材は、内周側(領域B)と外周側(領域A)に電気的に分離(絶縁)する。領域A,Bはいずれも、始点/終点位置で、ブラシ摺動部からの導出部を有して、その先端にはそれぞれ配線の一端が接続されている。接点は、領域Bに摺動接触する内周側ブラシと、領域Aに摺動接触する外周側ブラシを一体に連結した構成を有している。   The conductive member illustrated in FIG. 6 is electrically separated (insulated) into the inner peripheral side (region B) and the outer peripheral side (region A). Each of the regions A and B is a start point / end point position, and has a lead-out portion from the brush sliding portion, and one end of the wiring is connected to the tip thereof. The contact has a configuration in which an inner peripheral brush that is in sliding contact with the region B and an outer peripheral brush that is in sliding contact with the region A are integrally connected.

ここでスイッチSWは本ユニットの外に配置し、このスイッチのON/OFFは人の動作(手動)により行う。図6に示した接点位置が、始点/終点位置である。このとき、接点の内周側ブラシ及び外周側ブラシのいずれもが、領域Bの上にあって、外周側の領域Aとの間の接続は遮断されている。スイッチSWをオンさせると、+端子から電流がモータを通って−端子に流れて、モータが回転する。モータが回転すると、ヘリカルギアCの回転と共に移動する接点は、領域Bと領域Aを短絡して、この接点を通るモータへの給電回路が形成される。これによって、スイッチを離してオフさせても、モータは摺動接点機構を介して給電するので、モータ回転は継続する。そして、図示の始点/終点位置に戻って、領域Bと領域Aの間の電気的接続はオフとなりモータは停止する。このように、モータ減速用の直列抵抗が不要になり、引っ張り駆動中と戻り中のモータ給電回路が同一となるため、焼損防止用として挿入されるポリスイッチが1個でよくなる。   Here, the switch SW is disposed outside the unit, and this switch is turned ON / OFF by a human operation (manual). The contact position shown in FIG. 6 is the start point / end point position. At this time, both the inner and outer brushes of the contacts are on the region B, and the connection with the outer region A is cut off. When the switch SW is turned on, a current flows from the + terminal to the − terminal through the motor, and the motor rotates. When the motor rotates, the contact that moves with the rotation of the helical gear C short-circuits the region B and the region A, and a power supply circuit to the motor that passes through this contact is formed. Thus, even if the switch is released and turned off, the motor continues to rotate because the motor supplies power via the sliding contact mechanism. Then, returning to the illustrated start / end positions, the electrical connection between the region B and the region A is turned off and the motor stops. In this way, the series resistor for motor deceleration is not required, and the motor power supply circuit during pulling driving and returning is the same, so only one polyswitch is inserted to prevent burning.

本発明を具体化する直動アクチュエータの全体構成を示す上面図である。It is a top view which shows the whole structure of the linear motion actuator which embodies this invention. 図1に示した直動アクチュエータを可動板の中央で切断した縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view which cut | disconnected the linear motion actuator shown in FIG. 1 in the center of a movable plate. 可動板の作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of a movable plate. 直動アクチュエータの出力特性を示す図である。It is a figure which shows the output characteristic of a linear motion actuator. 可動板が一往復する間のモータ負荷電流特性を示す図である。It is a figure which shows the motor load current characteristic during a movable plate reciprocating once. 図1に示した直動アクチュエータを駆動するための回路構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the circuit structure for driving the linear motion actuator shown in FIG. 従来の直動アクチュエータの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional linear motion actuator.

Claims (6)

モータと、そのモータシャフトに結合した減速機構部と、該減速機構部の最終段ギアの回転を直進往復運動に変換する直進往復運動機構部とを有する直動アクチュエータにおいて、
前記最終段ギアは、その回転中心から偏位させて設けたピンを有し、
前記直進往復運動機構部は、所定の幅及び長さを有するスリットを設けて、該スリット内を前記ピンが移動可能に構成した可動板を有し、
前記可動板は、その往復運動軸を前記最終段ギア中心を通るラインから一方の側にオフセットさせ、該可動板に作用する弾性部材を配置した、
ことから成る直動アクチュエータ。
In a linear actuator having a motor, a reduction mechanism coupled to the motor shaft, and a linear reciprocation mechanism that converts rotation of the final gear of the reduction mechanism into linear reciprocation.
The final gear has a pin provided to be deviated from the rotation center thereof,
The rectilinear reciprocation mechanism has a movable plate configured by providing a slit having a predetermined width and length and allowing the pin to move in the slit.
The movable plate has its reciprocating motion axis offset to one side from a line passing through the center of the final stage gear, and an elastic member acting on the movable plate is disposed.
A linear actuator consisting of
前記弾性部材は、前記可動板の引張り方向に対して引張り駆動力の補助となり、押し方向に対して負荷となるように作用するコイルスプリングによって構成した請求項1に記載の直動アクチュエータ。 The linear motion actuator according to claim 1, wherein the elastic member is constituted by a coil spring that acts to assist a tensile driving force in a pulling direction of the movable plate and to act as a load in a pushing direction. 前記減速機構部は、モータシャフトに固定されたウォームギアと、該ウォームギアに噛み合うように配置されたウォームホイールを有し、かつ、前記可動板の第1のアームは、その往復運動軸を幅方向の中心とする別のスリットを設けて、前記ウォームホイールの回転軸を逃がす構造とした請求項2に記載の直動アクチュエータ。 The speed reduction mechanism has a worm gear fixed to the motor shaft and a worm wheel arranged to mesh with the worm gear, and the first arm of the movable plate has its reciprocating motion axis in the width direction. The linear motion actuator according to claim 2, wherein a separate slit is provided at the center to allow the rotation axis of the worm wheel to escape. 前記ウォームホイールの回転軸に同一軸線上に具備されたヘリカルギアを設け、該ヘリカルギアに前記最終段ギアが噛み合うように配置した請求項3に記載の直動アクチュエータ。 The linear motion actuator according to claim 3, wherein a helical gear provided on the same axis is provided on a rotation axis of the worm wheel, and the final gear is arranged so as to mesh with the helical gear. 負荷を取り付けるための出力部材取付部が、前記可動板の往復運動軸と一致させて、第1のアームの端部に設けられる請求項4に記載の直動アクチュエータ。 The linear motion actuator according to claim 4, wherein an output member mounting portion for mounting a load is provided at an end portion of the first arm so as to coincide with a reciprocating motion axis of the movable plate. スイッチをオンさせたときに前記可動板を一往復させる摺動接点機構を設け、該摺動接点機構は、絶縁性フレーム上に所定パターンを有するように配置された導電部材と、この導電部材に摺動接触する接点とから構成し、該導電部材を、前記最終段ギアの下方にそれと同心に固定する一方、前記接点を、回転中心からは偏位した位置において、回転する前記最終段ギアの裏面側に固定して、前記最終段ギアが1回転する際、導電部材の上を接触しながら1回転する請求項5に記載の直動アクチュエータ。 A sliding contact mechanism is provided for reciprocating the movable plate once when the switch is turned on. The sliding contact mechanism includes a conductive member disposed on the insulating frame so as to have a predetermined pattern, and a conductive member disposed on the conductive member. The conductive member is fixed concentrically therewith below the final gear, while the contact is rotated at a position deviated from the center of rotation. The linear motion actuator according to claim 5, wherein the linear actuator is fixed to the back surface side and rotates once while contacting the top of the conductive member when the final stage gear rotates once.
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