JP2012013129A - 電動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、モータ固定を一度緩め、再度固定し直すだけで、バネの反力によりベルトに適正張力を与えなおし運転を再開することができる電動アクチュエータを提供する。
【解決手段】 モータと送りねじ機構を互いに平行に配置し、前記モータの駆動力を、ベルト・プーリ機構を介して前記送りねじ機構に伝達し、該送りねじ機構の作動に連動して動作する可動部を備えた電動アクチュエータにおいて、
前記送りねじ機構２を取り付ける支持プレート７に、該支持プレート７に沿って前記送りねじ機構２との間を接離可能に、前記モータ１を取り付け、該モータ１と前記送りねじ機構２との間に、反発力により前記モータ１と前記送りねじ機構２との軸間距離を広げるように作用する弾撥手段１６を設けたことにある。
【選択図】 図７

Description

本発明は、モータの駆動力をベルト・プーリ機構と送りねじを介して変位部材に伝達することにより前記変位部材を移動させる電動アクチュエータに関する。特に、本体の軸方向の長さが短いことが特徴の電動アクチュエータに関する。

従来、この種の電動アクチュエータとしては、特開２００９−１５９８１３号公報（特許文献１参照）あるいは特開２００３−２０７０１３号公報（特許文献２参照）がある。
これら特許文献１，２に記載の電動アクチュエータは、軸方向の長さを短くするため、モータと送りねじとを、互いに隣り合うように配設している。
そして、ベルト・プーリ機構を用いて、モータ軸の回転を送りねじに伝動するようにしている。
また、ベルトに対して適度な張力を加えることによって、アクチュエータの動作精度を出すようにしている。

この作業について、図９および図１０を用いて以下に説明する。
電動アクチュエータの構造は、ボディ１００に内蔵されたモータ１０１の回転軸にプーリ１０２を固定し、モータ１０１に沿って併設されたボールねじ軸１０３の一端にプーリ１０４を装着し、モータ側プーリ１０２とボールねじ軸側プーリ１０４をベルト１０５で連繋している。ボールねじ軸１０３は軸受け１０６によって支持されており、このボールねじ軸１０３のねじ部にはボールネジナット１０７が螺合している。ボールネジナット１０７には、ボールねじ軸１０３の他端部側に円筒状の直動出力ロッド１０８が装着されており、ボールネジナット１０７と共に軸方向に移動可能に支持されている。この直動出力ロッド１０８には、スライダ１０９のエンドプレート１１０が固定されており、ボールネジナット１０７の動きに応じてスライダ１０９が移動するものである。

前記ベルト１０５は適正張力を加えることでモータ１０１の動力をボールねじ軸１０３に伝達することができる。モータ側プーリ１０２が固定されたモータ１０１は、ベースプレート１１１を介してボルト１１２によりボディ１００に固定されている。
従って、モータ側プーリ１０２が固定されたモータ１０１は、軸端にボールねじ軸側プーリ１０４が固定されたボールねじ軸１０３に対して、軸間距離を広げる方向に引っ張られ、ベルト１０５に適正張力を加えた状態でボルト１１２により固定されている。

特開２００９−１５９８１３号公報 特開２００３−２０７０１３号公報

しかしながら、こうした従来の電動アクチュエータにあっては次のような問題があった。
すなわち、ベルト１０５の張力の経時的な低下による動作精度の低下である。
この種の電動アクチュエータは、動作を続けると経時的にベルト１０５の張力が低下し、モータ１０１の動力をボールねじ軸１０３に伝達する精度が劣化してくる。
低下したアクチュエータの動作精度を再度上昇させるためには、ベルト張力を上昇させることが必要である。そうするためにはモータ１０１とボールねじ軸１０３との軸間をわずかに広げるように微調整しなければならない。

このため、その都度、ボルト１１２を緩め、モータ側プーリ１０２が固定されたモータ１０１を、軸端にボールねじ軸側プーリ１０４が固定されたボールねじ軸１０３に対して、軸間距離を広げる方向に引っ張り、ベルト１０５に適正張力を加え直し、ボルト１１２を固定し直すという保守作業が必要となる。
この、ベルト張力調整作業は、保守作業として定期的に実施する必要がある。通常モータ１０１側をわずかに動かす作業をするが、モータ１０１の引っ張り力を測定しながらの作業であるため、二人作業となることが多く、電動アクチュエータの使用者にとっては負担である。
また、こうした、ベルト１０５に適正張力を加える作業は、電動アクチュエータの製造時にも施さなければならない。したがって製造作業性が悪いという問題もある。

本発明は、上記課題を解決し、モータ固定を一度緩め、再度固定し直すだけで、バネの反力によりベルトに適正張力を与えなおし運転を再開することができる電動アクチュエータを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、モータと送りねじ機構を互いに平行に配置し、前記モータの駆動力を、ベルト・プーリ機構を介して前記送りねじ機構に伝達し、該送りねじ機構の作動に連動して動作する可動部を備えた電動アクチュエータにおいて、前記送りねじ機構を取り付ける支持プレートに前記モータを着脱自在に取り付け、該モータと前記送りねじ機構との間に、反発力を作用して軸間距離を広げるための弾撥手段を設けたことにある。
また、本発明は、前記支持プレートに、モータ用開口孔と、このモータ用開口孔を挟んで両側に、前記モータの移動方向に沿って一対の開口溝を形成し、この開口溝に摺動可能に組み付けられるモータ固定用部材に前記モータを着脱自在に取り付けることにより前記モータを前記支持プレートに取り付け、かつ前記開口溝に、前記モータ固定部材を付勢することにより前記モータと前記送りねじ機構との軸間距離を広げるように作用する前記弾撥手段を配置したことにある。
さらに、本発明は、前記支持プレートの前記モータ用開口孔に前記モータの回転軸が設けられた一端部を組み付け、かつ、このモータの回転軸にモータ側プーリを取り付け、前記送りねじ機構のボールねじ軸の一端に送りねじ機構側プーリを取り付け、前記モータ側プーリと前記送りねじ機構側プーリにベルトを掛け渡すとともに、このベルトの張力を前記支持プレートに対する前記モータ固定用部材の取り付け位置を調整することにより設定したことにある。
またさらに、本発明は、前記弾撥手段として、前記モータ固定用部材の一端と前記送りねじ機構側係止部材との間の前記開口溝に沿って付勢力を付与するコイルバネを配設したことにある。

請求項１によれば、ベルトによる動力伝達機構を備えた電動アクチュエータに本構造を取り入れることで、プーリを固定したモータを直接引っ張り、その力を測定しながら固定し、ベルトに適性張力を与える方式で組み立てなくて良くなるため、簡単に一人で組み立てすることができる。
また、この種の電動アクチュエータは、動作を続けると経時的にベルトの張力が低下し直線動作の位置決め精度が劣化する、また、回転力の伝達効率が低下する、などの現象が生じてくるが、その都度、張力測定を行いながらの適正な張力調整作業を行う保守作業がなく、モータの固定を一度緩め、再度固定し直すだけで、弾撥手段によりベルトに適正な張力を与えなおし、運転を再開することができる。
請求項２によれば、開口溝に沿って、弾撥手段によりモータ固定部材が付勢されているので、常時、ベルトに張力を付与するように弾撥手段が働くことから、モータの固定を一度緩め、再度固定し直すだけで、弾撥手段の反力によりベルトに適正な張力を付与することができる。
請求項３によれば、ベルトの張力を前記支持プレートに対する前記モータ固定用部材の取り付け位置を調整することにより設定することができるので、簡単な作業で容易にベルトの張力を調整することができる。
請求項４によれば、開口溝に沿って付勢力を付与するコイルバネを配置することで、モータと送りねじ機構との軸間距離を広げる方向に付勢するので、組付け作業が容易である。

本発明の実施の形態による電動アクチュエータを示す正面図である。 図１の平面図である。 図１の右側面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図２のＢ−Ｂ線断面図である。 図２のＣ−Ｃ線断面図である。 図１のＤ−Ｄ線断面図である。 図５の部分を拡大して示す斜視図である。 従来の電動アクチュエータを示す縦断面図である。 図９の横断面図である。

以下、図示の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１ないし図８は、本発明の実施の形態による電動アクチュエータを示したものである。
電動アクチュエータは、図１ないし図４に示すように、電源に接続されて図示しない制御部により駆動制御されるモータ１と、該モータ１と互いに平行に配置された送りねじ機構２と、モータ１の回転を送りねじ機構２に伝達するベルト・プーリ機構３と、送りねじ機構２の作動により往復動操作される操作部としての可動テーブル４とで構成されている。

前記モータ１は、図５ないし図７に示すように、細長い板材で形成された一対のモータ固定用部材５に、ねじ６を介して固定されている。この一対のモータ固定用部材５は、例えば、金属製の材料で形成された剛性のある支持プレート７の上下縁部に沿って形成された開口溝７ａにスライド可能に挿入されており、ねじ６を介してモータ１をモータ固定用部材５に留めることで、支持プレート７を挟み込んで固定している。支持プレート７には、モータ１の回転軸１ａとともに、先端円筒部１ｂが移動可能に入る長孔７ｂが形成されている。

前記送りねじ機構２は、図４に示すように、モータ１と平行に配置された長尺のボディ８内に、長手方向に沿ってボールねじ軸９を内装したものである。ボールねじ軸９は、両端部を回転軸受け１０，１１に支持されており、これら回転軸受け１０，１１は、ボディ８内の軸受けハウジング部材１２，１３に収納されている。ベルト・プーリ機構３側の回転軸受け１０は、前記支持プレート７を、複数のボルト１４を介して軸受けハウジング部材１２にねじ止めすることにより、前記支持プレート７と軸受けハウジング部材１２との間に保持されている。前記ボールねじ軸９には、ボールねじ軸９の回転に伴って移動するボールねじナット１５が螺合しており、このボールねじナット１５には、一体に移動する可動テーブル４が、ねじ止めされている。可動テーブル４は、ボディ８の上面に長手方向に沿って形成された開口穴８ａから外部に突出するように配置されている。可動テーブル４は、往復動操作によって制御するものであれば、操作対象に応じて形状を変更することができる。

前記モータ固定用部材５と、前記送りねじ機構２側で、モータ固定用部材５に最も近いボルト１４との間の前記開口溝７ａ内には、図５ないし図８に示すように、開口溝７ａに沿ってコイルバネ１６がそれぞれ配置されている。このコイルバネ１６は、前記モータ固定用部材５と、モータ側のボルト１４（係止部材）との間にあって、モータ固定用部材５を送りねじ機構２から離れる方向に付勢するものである。

前記ベルト・プーリ機構３は、モータ１の回転軸１ａに装着されたモータ側プーリ１７と、前記送りねじ機構２のボールねじ軸９の一端９ａに装着された送りねじ機構側プーリ１８との間に、ベルト１９を掛け渡して連繋して構成されている。このベルト・プーリ機構３は、外側をプーリカバー２０に覆われて保護されている。

上記構成の作用を説明する。
モータ１の回転軸１ａにモータ側プーリ１７を固定し、ボールねじ軸９の一端９ａに、送りねじ機構側プーリ１８を固定し、モータ側プーリ１７と送りねじ機構側プーリ１８にベルト１９を掛け渡す。モータ１は、ねじ６をモータ１の背面側から挿通して、支持プレート７の開口溝７ａを通してモータ固定用部材５のねじ孔５ａに螺合して締め付け固定する。このとき、モータ固定用部材５には、開口溝７ａに沿って配置されたコイルバネ１６の反発力が働いているので、モータ１は送りねじ機構２から離れる方向の反発力を受けた状態で固定される。こうして、ベルト１９には、一定の張力が働いた状態でモータ１が固定される。送りねじ機構２は、ボルト１４を介して支持プレート７に固定されているので、モータ１をモータ固定用部材５に固定するねじ６を調整することで、ベルト１９に張力を付与することができる。

次に、モータ１を作動させることにより、モータ側プーリ１７からベルト１９を介して送りねじ機構側プーリ１８に回転動力が伝達され、ボールねじ軸９を回転させる。これにより、ボールねじ軸９の回転に伴って移動するボールねじナット１５がボールねじ軸９に沿って移動する。ボールねじナット１５に一体に設けられた可動テーブル４は、ボールねじ軸９に沿って往復動し、可動テーブル４に装着された操作部を作動することができる。

そして、電動アクチュエータの使用によって、ベルト・プーリ機構３のベルト１９に経時的な伸びが発生した場合、モータ１をモータ固定用部材５に固定するねじ６を緩めると、コイルバネ１６の反発力が働き、ベルト１９の緩みを解消する。そして、一定の張力をベルト１９に与えた状態で、再び、ねじ６を締めることで、モータ１を固定することができる。

以上説明してきたように、上記実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
ベルトによる動力伝達機構を備えた電動アクチュエータに本構造を取り入れることで、従来のようにプーリを固定したモータを直接引っ張り、その力を測定しながら固定し、ベルトに適性張力を与える方式で組み立てなくて良くなるため、組立作業に際して簡単に一人で組み立てすることができる。
また、この種の電動アクチュエータは、動作を続けると経時的にベルトの張力が低下し直線動作の位置決め精度が劣化する、また、回転力の伝達効率が低下する、などの現象が生じてくるが、従来のように、その都度、張力測定を行いながらの適正張力調整作業を行う保守作業がなく、モータの固定を一度緩め、再度固定し直すだけで、バネの反力によりベルトに適正張力を与えなおすことができることから、瞬時に運転を再開することができる。

なお、本願発明は、上記実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、電動アクチュエータとしては、ボールねじ機構駆動のものだけでなく、すべりねじ機構駆動、のものも存在する。
また、電動アクチュエータとは、可動テーブルが直線運動するスライダ形状だけでなく、可動ロッドが直線運動するシリンダ形状のものも存在する。など、その他、本発明の要旨を変更しない範囲内で適宜、変更して実施し得ることは言うまでもない。

１ モータ
２ 送りねじ機構
３ ベルト・プーリ機構
４ 可動テーブル
５ モータ固定用部材
６ ねじ
７ 支持プレート
７ａ 開口溝
８ ボディ
９ ボールねじ軸
１０，１１ 回転軸受け
１２，１３ 軸受けハウジング部材
１４ ボルト（係止部材）
１５ ボールねじナット
１６ コイルバネ（弾撥手段）
１７ モータ側プーリ
１８ 送りねじ機構側プーリ
１９ ベルト
２０ プーリカバー

Claims (4)

1. モータと送りねじ機構を互いに平行に配置し、前記モータの駆動力を、ベルト・プーリ機構を介して前記送りねじ機構に伝達し、該送りねじ機構の作動に連動して動作する可動部を備えた電動アクチュエータにおいて、
   前記送りねじ機構を取り付ける支持プレートに、該支持プレートに沿って前記送りねじ機構との間を接離可能に、前記モータを取り付け、該モータと前記送りねじ機構との間に、反発力により前記モータと前記送りねじ機構との軸間距離を広げるように作用する弾撥手段を設けたことを特徴とする電動アクチュエータ。
2. 前記支持プレートに、モータ用開口孔と、このモータ用開口孔を挟んで両側に、前記モータの移動方向に沿って一対の開口溝を形成し、この開口溝に摺動可能に組み付けられるモータ固定用部材に前記モータを着脱自在に取り付けることにより前記モータを前記支持プレートに取り付け、かつ前記開口溝に、前記モータ固定部材を付勢することにより前記モータと前記送りねじ機構との軸間距離を広げるように作用する前記弾撥手段を配置したことを特徴とする請求項１に記載の電動アクチュエータ。
3. 前記支持プレートの前記モータ用開口孔に前記モータの回転軸が設けられた一端部を組み付け、かつ、このモータの回転軸にモータ側プーリを取り付け、前記送りねじ機構のボールねじ軸の一端に送りねじ機構側プーリを取り付け、前記モータ側プーリと前記送りねじ機構側プーリにベルトを掛け渡すとともに、このベルトの張力を前記支持プレートに対する前記モータ固定用部材の取り付け位置を調整することにより設定したことを特徴とする請求項２に記載の電動アクチュエータ。
4. 前記弾撥手段として、前記モータ固定用部材の一端と前記送りねじ機構側係止部材との間の前記開口溝に沿って付勢力を付与するコイルバネを配設したことを特徴とする請求項３に記載の電動アクチュエータ。
   
   
   
   
   

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