JP2011141007A

JP2011141007A - 直線作動機

Info

Publication number: JP2011141007A
Application number: JP2010003100A
Authority: JP
Inventors: Terunori Kondo; 輝典近藤
Original assignee: Tsubaki Emerson Co
Current assignee: Tsubaki Emerson Co
Priority date: 2010-01-08
Filing date: 2010-01-08
Publication date: 2011-07-21
Anticipated expiration: 2030-01-08
Also published as: JP5535660B2

Abstract

【課題】負荷を検出し、停止、制動を円滑かつ正確に行うとともに、機構を単純化し、組み立てやメンテナンスを容易にするとともに、製造、設置、運用コストを低減し、かつ、多様な形態で使用できる直線作動機を提供すること。
【解決手段】直線駆動機構を内包するブラケット１１０に連結された外筒１２０内に配置され軸方向に移動可能なロッド１３０を、外筒１２０の端部に配置されたロッドガイド１４０により摺動可能に支持する直線作動機１００において、ロッド１３０の先端部に円筒状ロードセル連結部材１７０を介して取付部材１８０が設けられていること。
【選択図】図３

Description

本発明は、直線駆動機構により軸方向に移動可能なロッドを有し、ロッド先端に取り付けられる部材を直線的に移動させる直線作動機に関するものである。

従来、直線作動機として、直線駆動機構を内包するブラケットと、ブラケットに連結された外筒と、外筒内に配置され直線駆動機構により軸方向に移動可能なロッドと、外筒の端部に配置されロッドを摺動可能に支持する摺動部を有するロッドガイドと、ロッドの先端部に接続された取付部材を有するロッドガイドとを有するものが周知である。

これらの周知の直線作動機において、取付部材側からロッドにかかるに逆転負荷に対しては、直線駆動機構を駆動する回転駆動機構にウォームギヤとスパーあるいはヘリカルギヤからなる減速機構を設け、該減速機構のセルフロック機能によって逆転を防止するように構成されていた。

また、セルフロック機能によらないものとして、直線駆動機構および回転駆動機構にバネやクラッチ板を備えて機械的にロックおよび検出を行い、直線駆動機構が負荷により停止した際や逆転負荷が発生した際に、回転駆動機構の駆動源であるモータを停止させるものも公知である（例えば、特許文献１参照。）。

さらに、直線作動機にかかる負荷を検出するために、直線作動機の設置対象へのマウント部にロードセル等の検出部材を設けるものも公知である（例えば、特許文献２参照。）。

実開平４−６２９４６号公報（第４頁、図１７、図１８）特開２００９−１１５５２３号公報（第４頁、図１）

しかしながら、公知の直線作動機は、機械的なロック機構を採用しているため、機構が複雑となり装置が大型化するとともに、作動の確実性を担保するためのメンテナンスの頻度も多くする必要があり、製造コスト、運用コストともに高価となるという問題があった。

また、直線作動機の設置対象へのマウント部にロードセル等の検出部材を設ける場合、直線作動機のどの部分がどのようにマウントされるかによって、ロードセル等の検出部材の配置場所、配置方法等をそれぞれ設定する必要があり、製造、設置の作業が複雑となるとともにコストが高価になるという問題があった。

本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、負荷を検出し、停止、制動を円滑かつ正確に行うとともに、機構を単純化し、組み立てやメンテナンスを容易にするとともに、製造、設置、運用コストを低減し、かつ、多様な形態で使用できる直線作動機を提供することである。

本請求項１に係る発明は、直線駆動機構を内包するブラケットと、該ブラケットに連結された外筒と、該外筒内に配置され前記直線駆動機構により軸方向に移動可能なロッドと、前記外筒の先端部に配置され前記ロッドを摺動可能に支持する摺動部を有するロッドガイドと、前記ロッドの先端部に接続された取付部材を有する直線作動機において、前記ロッドと取付部材の間に、円筒状ロードセル連結部材を備えていることにより、前記課題を解決するものである。

本請求項２に係る発明は、請求項１に記載された直線作動機の構成に加えて、直線駆動機構が、ウォームギヤを含み１／５０以上の減速比（≦０．０２）を有する減速機構を備えた回転駆動機構により駆動され、該回転駆動機構が、回転駆動源であるモータの回転を制動するブレーキを有していることにより、前記課題をさらに解決するものである。

本請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載された直線作動機の構成に加えて、前記ロッドガイドの外周側が、マウント部として形成されていることにより、前記課題をさらに解決するものである。

本請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された直線作動機の構成に加えて、前記ロッドガイドの摺動部が、前記ロッドの径の１／３以上の長さを有していることにより、前記課題をさらに解決するものである。

本請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載された直線作動機の構成に加えて、前記円筒状ロードセル連結部材が、前記外筒の外径より小さな径を有していることにより、前記課題をさらに解決するものである。

本請求項１に係る発明の直線作動機は、直線駆動機構を内包するブラケットと、該ブラケットに連結された外筒と、該外筒内に配置され直線駆動機構により軸方向に移動可能なロッドと、外筒の先端部に配置されロッドを摺動可能に支持する摺動部を有するロッドガイドと、ロッドの先端部に接続された取付部材を有する直線作動機において、ロッドと取付部材の間に、円筒状ロードセル連結部材を備えていることにより、直線作動機の設置対象へのマウント部にかかわらず、単純な構成で、負荷を検出することができ、製造、設置、運用コストを低減し、かつ、多様な形態で使用することができる。

本請求項２に係る発明の直線作動機は、請求項１に係る直線作動機が奏する効果に加えて、直線駆動機構が、ウォームギヤを含み１／５０以上の減速比（≦０．０２）を有する減速機構を備えた回転駆動機構により駆動され、該回転駆動機構が、回転駆動源であるモータの回転を制動するブレーキを有していることにより、ロードセルで検出した負荷に応じてモータの回転を電気的に停止、制動する制御が可能となり、減速機構のセルフロック機能が無くても、機械的なロック手段および機械的な検出手段を用いることなく、単純な構成で負荷を検出し、回転駆動機構の停止、制動を円滑かつ正確に行うことができ、組み立てやメンテナンスが容易となり、製造、設置、運用コストが低減され、かつ、多様な形態で使用することができる。

本請求項３に係る発明の直線作動機は、請求項１または請求項２に係る直線作動機が奏する効果に加えて、ロッドガイドの外周側がマウント部として形成されていることにより、さらに簡単な構成で設置対象にマウントすることが可能となり、組み立てやメンテナンスが容易となり、製造、設置、運用コストが低減される。

本請求項４に係る発明の直線作動機は、請求項１乃至請求項３のいずれかに係る直線作動機が奏する効果に加えて、ロッドガイドの摺動部が、前記ロッドの径の１／３以上の長さを有していることにより、負荷を検出する円筒状ロードセル連結部材に最も近い部分でロッドを強固に摺動ガイドできるため、さらに正確に負荷を検出し、停止、制動を円滑かつ正確に行うことができる。

本請求項５に係る発明の直線作動機は、請求項１乃至請求項４のいずれかに係る直線作動機が奏する効果に加えて、円筒状ロードセル連結部材が、外筒の外径より小さな径を有していることにより、ロッドガイドのマウント部が嵌合マウントされる際にも妨げとならないため、さらに組み立てやメンテナンスが容易となり、製造、設置、運用コストが低減される。

本発明の実施例である直線作動機の側面図。本発明の実施例である直線作動機の正面図。本発明の実施例である直線作動機の断面図。

本発明の直線作動機は、直線駆動機構を内包するブラケットと、該ブラケットに連結された外筒と、該外筒内に配置され直線駆動機構により軸方向に移動可能なロッドと、外筒の先端部に配置されロッドを摺動可能に支持する摺動部を有するロッドガイドと、ロッドの先端部に接続された取付部材を有する直線作動機において、ロッドと取付部材の間に、円筒状ロードセル連結部材を備えていることにより、負荷を検出し、停止、制動を円滑かつ正確に行うとともに、機構を単純化し、組み立てやメンテナンスを容易にするとともに、製造、設置、運用コストを低減し、かつ、多様な形態で使用できるものであれば、その具体的な実施態様は如何なるものであっても何ら構わない。

以下に、本発明の直線作動機の実施例について、図面に基づいて説明する。
本発明の一実施例である直線作動機１００は、図１乃至図３に示すように、ロッド１３０が、外筒１２０内に配置され、外筒１２０の端部に配置されたロッドガイド１４０に摺動支持されている。

ロッド１３０の外筒１２０内の端部には、ボールナット１５２が固定されており、ブラケット１１０から延びるネジ軸１５１の回転によって軸方向に進退移動可能に構成されて直線駆動機構１５０を構成している。

ネジ軸１５１は、ブラケット１１０内で軸受支持されるとともに、減速機構１６１とブレーキ付きモータ１６２からなる回転駆動機構１６０によって回転駆動される。
また、減速機構１６１は、ウォームギヤを含み１／５０以上の減速比（≦０．０２）を有するものであり、セルフロック機能を発揮できないものであっても良い。

ロッドガイド１４０の外周側は、段部１４１からなるマウント部が形成され、設置対象Ｓに嵌合されることでマウント可能に構成されている。
また、ロッドガイド１４０の内周の摺動部１４２は、ロッド１３０の径の１／３以上の長さを有し、ロッド１３０を強固に摺動ガイドしている。

ロッド１３０の先端側には、円筒状ロードセル連結部材１７０を介して取付部材１８０が固定されており、円筒状ロードセル連結部材１７０には、直線作動機にかかる負荷を検出するロードセル１７１が設けられている。

円筒状ロードセル連結部材１７０の最大外径は、外筒１２０の外径より小さく設定されており、ロッドガイド１４０のマウント部が設置対象Ｓに嵌合されるのを妨げないように構成されている。

以上のように構成された直線作動機１００は、設置対象Ｓに対してロッドガイド１４０の外周側の段部１４１からなるマウント部が嵌合して固定されることでマウントされ、取付部材１８０が駆動対象（図示せず）に取り付けられることで、駆動対象を設置対象Ｓに対して直線駆動する。

駆動時の負荷は、ロードセル１７１によって検出され、該検出信号を使用してブレーキ付きモータ１６２に対して回転、停止あるいは制動の制御を行うことで、減速機構のセルフロック機能が無くても、機械的なロック手段および機械的な検出手段を用いることなく、単純な構成で負荷を検出し、回転駆動機構の停止、制動を円滑かつ正確に行うことができる。

なお、設置対象Ｓに対するマウントは、減速機構やブラケットを設置対象に固定するマウント（クレビスマウント、トラニオンマウント等）であっても良い。

以上のように、本発明の直線作動機によれば、負荷を検出し、停止、制動を円滑かつ正確に行うとともに、機構を単純化し、組み立てやメンテナンスを容易にするとともに、製造、設置、運用コストを低減し、かつ、多様な形態で使用できるなど、その効果は甚大である。

１００・・・直線作動機
１１０・・・ブラケット
１２０・・・外筒
１２１・・・ネジ穴
１３０・・・ロッド
１３１・・・先端取付部
１４０・・・ロッドガイド
１４４・・・フランジ部
１４５・・・挿入部
１４６・・・シール部材
１５０・・・直線駆動機構
１５１・・・ネジ軸
１５２・・・ボールナット
１６０・・・回転駆動機構
１６１・・・減速機構
１６２・・・ブレーキ付きモータ
１７０・・・円筒状ロードセル連結部材
１７１・・・ロードセル
１８０・・・取付部材

Claims

直線駆動機構を内包するブラケットと、該ブラケットに連結された外筒と、該外筒内に配置され前記直線駆動機構により軸方向に移動可能なロッドと、前記外筒の先端部に配置され前記ロッドを摺動可能に支持する摺動部を有するロッドガイドと、前記ロッドの先端部に接続された取付部材を有する直線作動機において、
前記ロッドと取付部材の間に、円筒状ロードセル連結部材を備えていることを特徴とする直線作動機。
前記直線駆動機構が、ウォームギヤを含み１／５０以上の減速比（≦０．０２）を有する減速機構を備えた回転駆動機構により駆動され、
該回転駆動機構が、回転駆動源であるモータの回転を制動するブレーキを有していることを特徴とする請求項１に記載の直線作動機。
前記ロッドガイドの外周側が、マウント部として形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の直線作動機。
前記ロッドガイドの摺動部が、前記ロッドの径の１／３以上の長さを有していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の直線作動機。
前記円筒状ロードセル連結部材が、前記外筒の外径より小さな径を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の直線作動機。