JP2009264589A - 主ロッドと副ロッドを有するアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】副ロッドの制動が改善されたアクチュエータを提供する。
【解決手段】伸縮自在アクチュエータは、主ロッドが収縮位置と伸張位置との間で滑動軸線に沿って伸縮自在に滑動するように内部に搭載される、シリンダと、滑動軸線に沿って主ロッド内で伸縮自在に滑動するように搭載される、副ロッドと、主ロッド内の収縮位置において副ロッドを保持するための保持手段（３０，３１，３２，３３）と、伸張方向において主ロッド内で副ロッドの滑動を制動するための制動手段とを具備する。副ロッド（２０）は、外面にねじ（１０１）を有し、主ロッドは、主ロッド内で副ロッドを中心に配置し、可逆ならせん状接続部を介して副ロッドのねじと協働して、副ロッドが伸張すると回転ベアリングを回転させる、回転ベアリングをその端部において支持しており、制動手段は、副ロッドの伸張中に、回転ベアリングの回転を制動するように配置される。
【選択図】図２

Description

本発明は、主ロッドと副ロッドを有するアクチュエータに関する。

伸縮自在なアクチュエータは既知であり、具体的には、文献FR2895483から既知であり、前記アクチュエータは、主ロッドが搭載されて収縮位置と伸張位置との間で滑動軸線に沿って伸縮自在に滑動する、シリンダを具備しており、更に伸縮自在なアクチュエータは、収縮位置と伸張位置との間で該滑動軸線に沿って主ロッドにおいて伸縮自在に滑動するように搭載される、副ロッドと、主ロッド内部の収縮位置に副ロッドを保持するための制御された保持手段と、を具備する。従って、主ロッドがシリンダ内で適切に滑動する限り、副ロッドは主ロッド内に拘束された（ブロックされた）状態で留まり、アクチュエータは従来のアクチュエータのように作動する。もし主ロッドが拘束（ブロック）されるならば、それ（主ロッド）はその場合保持手段を十分に制御できるので、それら（保持手段）が、副ロッドを開放して、アクチュエータは再度自由に長く伸び、それ（主ロッド）は、もはや、それが含まれる、機械システム（装置）の動きを阻止することはない。

アクチュエータはまた、伸張方向において、主ロッド内で副ロッドの滑動を制動するための制動（ブレーキ）手段を具備する。

その様なアクチュエータは、図１を参照して以下で説明されており、図１は上記で特定したタイプのアクチュエータの図式的断面図であり、従って、その様なアクチュエータ自体は既知である。アクチュエータは、耳部（ラグ）１３を支持する端壁１２により閉じられる円筒状の空洞を形成する、シリンダ１を具備する。主ロッド２は、空洞内に搭載されて、滑動軸線Ｘに沿って滑動し、更にシリンダの開放端部がベアリングを構成するシリンダの開放端部を介してシリンダ１からより遠くへ又はより近くへ突き出す。

アクチュエータは、シリンダ１に対する主ロッド２の滑動を制御するための制御手段を具備する。これらの滑動制御手段は、
主ロッド２に固定されていて且つシリンダ１の空洞の壁内に形成される溝４と協働する、キー３であって、主ロッド２がシリンダ１に対して回転することを阻止する、キー３と；
シリンダ１内に静止して搭載されるステータ（固定子）６と、シリンダ１内で軸線Ｘの周りで回転するように搭載されるロータ（回転子）７と、を具備する、電気駆動モータ５と；
軸線Ｘに沿って伸張していて且つシリンダ１内で軸線Ｘの周りで回転するように搭載される、リードねじ９であって、連結部８を介してロータ７により回転駆動される、リードねじ９と；を具備する。リードねじ９は、二重作動軸方向隣接部１１により、シリンダ１に対して軸方向に保持される。更に、補完ナット１０が具備されており、補完ナット１０は、主ロッド２の端壁に形成されており、前記端壁を介して、リードねじ９は、リードねじ９と主ロッド２との間に可逆可能ならせん状接続部を確立するように通過する。

従って、ロータ７の回転は、リードねじ９を回転するように駆動し、それは、主ロッド２を軸方向に移動するように駆動する。

主ロッド２は、中空で、空洞を画成し、空洞内において、副ロッド２０は、軸線Ｘに沿って主ロッド２内で滑動し更に、ベアルリングを形成する、それの端壁を介して突き出るように搭載される。

アクチュエータは、主ロッド２の内部のその収縮位置に副ロッド２０を保持するための制御された保持手段を更に具備する。これらの保持手段は、主ロッド２の内側で伸張する捕獲部３０と；副ロッド２０の端部に設けられていて且つ捕獲部３０と協働するのに適した段差部３１と；開放モータ３３により固定位置（この図に示される）から戻りバネ３４に抗して軸方向に変位可能な、固定スリーブ３２と；を具備しており、前記固定位置において、それ（固定スリーブ３２）は、捕獲部３０をカバーして、それ（捕獲部３０）が半径方向に膨張することを阻止しており、開放位置において、それ（固定スリーブ３２）は、捕獲部３０を自由に開放して、段差部３１がそれ（捕獲部３０）を通過する場合に、半径方向に膨張する。このために、開放モータ３３は、主ロッド２に固定されたステータ（固定子）３５と、主ロッド２の補完ねじと協働して可逆可能ならせん状接続部を構成するロータ（回転子）３６とを具備する。従って、ロータ３６の回転により、それ（固定スリーブ３２）は軸方向に動く。固定スリーブ３２は、ロータ３６の端部で支持され、ローラによりそれに搭載されて、自由に回転する。

アクチュエータは、主ロッド２の内部のその収縮位置に副ロッド２０を保持するための制御された保持手段を更に具備する。これらの保持手段は、主ロッド２の内側で伸張する捕獲部３０と；副ロッド２０の端部に設けられていて且つ捕獲部３０と協働するのに適した段差部３１と；開放モータ３３により固定位置（この図に示される）から戻りバネ３４に抗して軸方向に変位可能な、固定スリーブ３２と；を具備しており、前記固定位置において、それ（固定スリーブ３２）は、捕獲部３０をカバーして、それ（捕獲部３０）が半径方向に膨張することを阻止しており、開放位置において、それ（固定スリーブ３２）は、捕獲部３０を自由に開放して、段差部３１がそれ（捕獲部３０）を通過する場合に、半径方向に膨張する。このために、開放モータ３３は、主ロッド２に固定されたステータ（固定子）３５と、主ロッド２の補完ねじと協働して可逆可能ならせん状接続部を構成するロータ（回転子）３６とを具備する。従って、ロータ３６の回転により、それ（固定スリーブ３２）は軸方向に動く。固定スリーブ３２は、ロータ３６の端部で支持され、ローラによりそれに搭載されて、自由に回転する。

アクチュエータは、主ロッド２内において、副ロッド２０を伸張させる方向において、副ロッド２０の滑動を制動するための制動（ブレーキ）手段を具備する。これらの制動手段は、主ロッド２内において副ロッド２０を案内するためのベアリング２１を形成しており、制動手段は、主ロッド２の内部タップ（ねじ切り部）と協働して駆動部（ドライバ）２２と主ロッド２との間に可逆可能ならせん状接続部を形成する、外ねじ（が切られた）駆動部２２と；ローラにより副ロッド２０に回転するように搭載されるブッシュ（套管）２３であって、駆動部２２自体は、ローラによりブッシュ２３に回転するように搭載されており、駆動部２２が、副ロッド２０の隣接部２４に対して、ブッシュ２３とローラベアリングとの間に軸方向に捕獲されるように保持される、ブッシュ２３と；駆動部２２とブッシュ２３との間のラチェット式フリーホイール（自由車輪）２５であって、副ロッド２０が主ロッド２から伸張させられ且つ駆動部２２が主ロッド２との、らせん状接続部により回転する場合に、ブッシュ２３を回転させる、フリーホイール２５と；を具備する。対照的に、副ロッド２０が主ロッド２内に戻る時に、駆動部２２は、回転するが、しかしブッシュ２３を回転駆動しない。制動手段は、ブッシュ２３の自由面に面する副ロッド２０により支持される、摩擦ワッシャ２６であって、それ（ブッシュ２３）が、副ロッド２０における外部駆動力の引っ張りの下で摩擦ワッシャ２６に対して押圧されることにより回転する場合に、ブッシュ２３に対して摩擦を発生させるのに適した、摩擦ワッシャ２６を具備する。

副ロッド２０が、第１に主ロッド２の開放端部により、第２にベアリング２１により軸方向に案内されることが観察されるはずである。主ロッド２は、第１にシリンダ１の開放端部により、第２にナット１０とリードねじ９との間の協働により軸方向に案内される。最終的に、リードねじ９は、二重作用する隣接部１１に挿入されるボールジョイント１４により一方の端部において、及び副ロッド２０の内部で滑動するように搭載される、ボールジョイント１５を滑動させることにより他方の端部において軸方向に案内される。これらの配置により、主ロッド２をシリンダ１内の滑動ベアリングに適合させる必要がない。

本発明は、副ロッドの制動が改善された、上記で規定するタイプのアクチュエータを提供することを目的とする。

前記目的を実現するために、内部において、主ロッドが収縮位置と伸張位置との間で滑動軸線に沿って伸縮自在に滑動するように搭載される、シリンダを具備する、伸縮自在アクチュエータが提供されており、伸縮自在アクチュエータは、収縮位置と伸張位置との間で、滑動軸線に沿って、主ロッド内で、伸縮自在に滑動するように搭載される、副ロッドと、主ロッド内の収縮位置において副ロッドを保持するための制御された保持手段と、伸張方向において主ロッド内で副ロッドの滑動を制動するための制動手段と、を具備する。本発明に従い、副ロッドは、外面にねじを有しており、主ロッドは、主ロッド内で副ロッドを中心に配置する回転ベアリングであって、可逆ならせん状接続部を介して、副ロッドのねじと協働して、副ロッドが伸張すると回転ベアリングを回転させる、回転ベアリングをその端部において支持しており、制動手段は、副ロッドの伸張中に、回転ベアリングの回転を制動するように配置される。

従って、制動されるべき要素を回転させることの目的のために、アクチュエータロッド上のねじの構成、好適には、主ロッド内の内側のねじ切りの構成は、より小さなピッチの使用を可能にするので、副ロッドにおける所与の制動力のための、より低い制動トルクを可能にする。制動手段は従って、文献FR2895483のように、通過することなく、制動されるべき回転部分の回転速度を増大させる、倍速部材を介して、回転ベアリングを直接的に制動可能である。

制動手段は、回転ベアリングと直接的に協働し、磁性式制動タイプであることが好ましい。

本発明は、添付図面を参照して以下の説明により、より良好に理解可能である。

図１は、従来例のアクチュエータの図式的断面図である。 図２は、本発明の特定の実施の形態を構成するアクチュエータの図式的断面の部分的半部分図であり、部品の参照番号は、図１と共通である。

図２に示す本発明のアクチュエータは、図１に示す従来技術のアクチュエータと基本的には同様である。

本発明のアクチュエータは、主ロッド２が伸縮自在に滑動するように搭載される、シリンダ１をやはり有する。副ロッド２０は、副ロッド２０上の外側ねじ１０１を介して主ロッド２内で滑動するように搭載される。更に、この図面では示されていないが、それ（アクチュエータ）は、主ロッド２内のその収縮位置に副ロッド２０を保持するための同じ制御された保持手段３０，３１，３２，３３を有しており、その手段は従って、本明細書では再度説明されない。

差異は、副ロッド２０が主ロッド２内で案内される形態と、副ロッド２０が開放される場合に、副ロッド２０が主ロッド２に対して制動される形態とにある。

より具体的には、副ロッド２０は、その外面にねじ１０１を有する。主ロッド２は、ボールベアリング１０３と１０４により、主ロッド２に対して回転するように搭載される、ベアリング１０２をその端部に収容する。回転ベアリング１０２は、ねじ切られた衛星ローラ１０５を介して、可逆式らせん状接続部を介して副ロッド２０に接続しており、衛星ローラ１０５は、副ロッド２０と回転ベアリング１０２との間で伸張するので、副ロッド２０を伸張すると、回転ベアリング１０２は回転させられる。

従って、本発明のアクチュエータは、主ロッド２の端部に配設されていて且つ主ロッド２内の副ロッド２０を中心に配置する、回転ベアリングを具備する。主ロッド２内で伸張する副ロッド２０の端部は、円滑なベアリング（ここでは、図示されない）を支持しており、円滑なベアリングは、滑らかな内壁を有する、主ロッド内で滑動する。図１に示す従来技術の構成に比べると、ベアリングが置換されており、回転ベアリング１０２はここでは、主ロッド２の端部に設置され、もはや副ロッド２０と共に移動せず、その一方で円滑なベアリングはここでは、副ロッド２０の端部に設置されるので、副ロッド２０と共に移動する。

本発明のアクチュエータは、副ロッド２０を制動するための制動（ブレーキ）手段を具備しており、前記手段は、回転ベアリング１０２に作用してその回転を制動する。より詳しくは、制動手段は、回転ベアリング１０２に設置されてそれと共に回転するロータ１０６を具備する。ロータ１０６は、本実施の形態では、純粋な鉄で形成されており、ロータの周辺に配設される、永久磁石１０７を収容する。変形形態において、ロータ１０６は、磁性鋼により形成可能である。回転ベアリング１０２は、２つの部分１０８と１０９から形成されており、ロータ１０６を支持する部分１０８は、例えば、非磁性ステンレス鋼等の磁性ではない材料により形成されることが分かるはずである。アクチュエータは、主ロッド２により支持され且つキー１１１により回転が阻止される、ステータ（固定子）１１０を更に具備する。ステータは、非磁性導電性材料により形成される。

ロータ１０６とステータ１１０は、磁性的に相互作用するので、回転ベアリング１０２と従ってロータ１０６が回転する場合に、対向する電磁性トルクが確立され、それ（対向する電磁性トルク）は、回転ベアリング１０２の回転を制動する傾向があり、従って、副ロッド２０の伸張を制動する。これらの磁性制動手段は、純粋に受動的（電源が無いもの）であり、制動力を副ロッド２０に作用させ、それ（制動力）は、回転ベアリング１０２の回転速度に比例し、従って、副ロッドが伸張する速度に比例する。

制動手段は従って、副ロッド２０とらせん状接続する、要素（回転ベアリング）に直接的に作用する。

本発明は、上記の説明に限定されず、逆に、特許請求の範囲に規定される範囲内にある任意の変形形態をカバーする。

特には、制動手段は、純粋な磁性タイプであるように示されるが、例えば、摩擦式制動手段等の別の制動手段を使用することが可能である。

１ シリンダ
２ 主ロッド
３ キー
４ 溝
５ 電気駆動モータ
６ ステータ
７ ロータ
８ 連結部
９ リードねじ
１０ 補完ナット
２０ 副ロッド
３０ 捕獲部
３１ 段差部
３２ 固定スリーブ
３３ 開放モータ
３４ 戻りバネ
３５ ステータ
３６ ロータ
１０１ 外側ねじ
１０２ （回転）ベアリング
１０３ ボールベアリング
１０４ ボールベアリング
１０５ 衛星ローラ
１０６ ロータ
１０７ 永久磁石
１０８ 部分
１０９ 部分
１１０ ステータ
１１１ キー

Claims (4)

1. 伸縮自在アクチュエータであって、
   内部において、主ロッド（２）が、収縮位置と伸張位置との間で、滑動軸線（Ｘ）に沿って伸縮自在に滑動するように搭載される、シリンダ（１）を具備しており、
   前記伸縮自在アクチュエータは、
   収縮位置と伸張位置との間で、前記滑動軸線に沿って、前記主ロッド内で、伸縮自在に滑動するように搭載される、副ロッドと、
   前記主ロッド内の前記収縮位置において前記副ロッドを保持するための制御された保持手段（３０，３１，３２，３３）と、
   伸張方向において前記主ロッド内で前記副ロッドの滑動を制動するための制動手段と、
   を具備する、伸縮自在アクチュエータにおいて、
   前記副ロッド（２０）は、外面にねじ（１０１）を有しており、
   前記主ロッド（２）は、前記主ロッド内で前記副ロッドを中心に配置する回転ベアリング（１０２）であって、可逆ならせん状接続部を介して、前記副ロッドのねじと協働して、前記副ロッドが伸張すると前記回転ベアリングを回転させる、回転ベアリング（１０２）をその端部において支持しており、
   前記制動手段（１０６，１１０）は、前記副ロッドの伸張中に、前記回転ベアリングの回転を制動するように配置される、ことを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記副ロッド（２０）と前記回転ベアリング（１０２）との間の前記下逆ならせん状接続部は、ねじ切られた衛星ローラ（１０５）を具備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。
3. 前記制動手段は、前記回転ベアリング（１０２）により支持される、ロータ（１０６）と、前記主ロッド（２）により支持されるステータ（１１０）と、を具備しており、
   前記ステータと前記ロータは、前記回転ベアリング（１０２）が回転すると、磁性的に相互作用して、対向するトルクを生成する、ことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
4. 前記ロータ（１０６）は、永久磁石（１０７）を具備しており、前記ステータ（１１０）は、非磁性導電性材料により形成される、ことを特徴とする請求項３に記載のアクチュエータ。

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