JP2017219165A - リニアアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ウォームギアの強度を上げることなく、又ウォームギアの歯を大きくすることなく出力を増加させることのできるリニアアクチュエータを提供する。
【解決手段】モータ２の回転軸２ａには、ウォームホイール４の一側４ａに噛合する第１ウォームギア３が接続されている。又、前記ウォームホイール４の他側４ｂに噛合し前記第１ウォームギア３に対して回転伝達手段７を介して連動する第２ウォームギア６が設けられている。前記ウォームホイール４は、前記第１ウォームギア及び前記第２ウォームギアによって回転駆動されるように構成されている。前記ウォームホイール４に第２軸支部９ａを介しその一端９ｂが回動自在である第２アーム９が設けられている。前記ウォームホイール４に第２軸支部９ａを介して前記第２アーム９の一端９ｂが軸支されている。
【選択図】図１

Description

この発明はリニアアクチュエータに関し、特に、ウォームホイールに噛合する第１のウォームギアと第２のウォームギアとを備えるリニアアクチュエータに関する。

従来用いられてきたリニアアクチュエータとしては、例えば、以下の特許文献１等に記載された構成を図２として挙げることができる。すなわち、従来のリニアアクチュエータ１には、モータ２と、前記モータ２の駆動力により回転するウォームギア３と、前記ウォームギア３に噛合することで回転するウォームホイール４と、前記ウォームホイール４の回転軸４ｃに一体に形成されたロッド５が設けられており、前記モータ２を駆動することで前記ウォームギア３と前記ウォームホイール４を介してロッド５が回転されつつ直線往復運動する。前記ロッド５が直線往復運動することで、ロッド５の端部からリニアアクチュエータ１の出力を得ることができる。

特開２０１０−２８１３９１号公報

しかし、上記のような従来の前記リニアアクチュエータ１の出力を増加させるためには、前記ウォームホイール４の強度を上げる必要がある。前記ウォームホイール４の強度を上げる方法の一つとして、前記ウォームホイール４の材質を変更する方法があるが、強度の向上には限界がある。また、もう一つの方法として、前記ウォームホイール４の歯を大きくする方法があるが、この場合は前記ウォームホイール４自体が大きくなり、前記リニアアクチュエータ１の大型化につながる。これらの理由で、前記リニアアクチュエータ１の出力を増加させることが難しいという課題があった。

この発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、特に、前記ウォームホイール４の強度を上げることなく、又前記ウォームホイール４の歯を大きくすることなく出力を増加させることのできるリニアアクチュエータを提供することを目的とする。

この発明に係るリニアアクチュエータは、ケース固定部を有するケースに設けられたモータ及びウォームホイールと、前記モータの回転軸に接続され前記ウォームホイールの一側に噛合する第１ウォームギアと、前記ウォームホイールの他側に噛合し前記第１ウォームギアに対して回転伝達手段を介して連動する第２ウォームギアと、前記ケースに第１軸支部を介してその一端が回動自在に設けられた第１アームと、前記ウォームホイールに第２軸支部を介してその一端が回動自在に設けられた第２アームと、前記ケースの近傍に配設された長手状のロッドと、を備え、前記第１アームの他端及び前記第２アームの他端は、互いに離間した状態で且つ第３、第４軸支部を介して前記ロッドに作動自在に接続され、前記ウォームホイールは、前記第１、第２ウォームギアによって回転駆動される構成であり、また、前記回転伝達手段は歯車又はプーリを用いた機構である構成である。

この発明のリニアアクチュエータによれば、ケース固定部を有するケースに設けられたモータ及びウォームホイールと、前記モータの回転軸に接続され前記ウォームホイールの一側に噛合する第１ウォームギアと、前記ウォームホイールの他側に噛合し前記第１ウォームギアに対して回転伝達手段を介して連動する第２ウォームギアと、前記ケースに第１軸支部を介してその一端が回動自在に設けられた第１アームと、前記ウォームホイールに第２軸支部を介してその一端が回動自在に設けられた第２アームと、前記ケースの近傍に配設された長手状のロッドとを備え、前記第１アームの他端及び前記第２アームの他端は、互いに離間した状態で且つ第３、第４軸支部を介して前記ロッドに作動自在に接続され、前記ウォームホイールは、前記第１、第２ウォームギアによって回転駆動されるので、前記ウォームホイールの強度を上げることなく、又、前記ウォームホイールの歯を大きくすることなく出力を増加させることができる。

この発明の実施の形態に係るリニアアクチュエータの構成を示す概略図である。 従来のリニアアクチュエータを示す断面図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面の図１に基づいて説明する。なお、従来例と同一または同等部分には同一符号を付して説明する。
図１は、この発明の実施の形態に係るリニアアクチュエータ１００の構成の概略図である。リニアアクチュエータ１００は主として、モータ２と、ウォームホイール４と、ウォームギア（第１ウォームギア）３と、第２ウォームギア６と、回転伝達手段７と、第１アーム８と、第２アーム９と、ロッド５と、ケース１０とから構成されている。

図１に示すように、ケース１０の外側１０ｂに向かい突出したケース固定部１０ａを有するケース１０に、モータ２及びウォームホイール４が設けられている。前記ケース固定部は、図示しない固定部材に固定することができる。又、前記モータ２は、公知のステッピングモータ等の任意のモータであってよい。

前記モータ２の回転軸２ａには、前記ウォームホイール４の一側４ａに噛合する第１ウォームギア３が接続されている。又、前記ウォームホイール４の他側４ｂに噛合し前記第１ウォームギア３に対して回転伝達手段７を介して連動する第２ウォームギア６が設けられている。前記ウォームホイール４は、前記第１ウォームギア及び前記第２ウォームギアによって回転駆動されるように構成されている。前記回転伝達手段７としては、歯車を用いた機構又はプーリを用いた機構等の公知の他の回転伝達手段を任意に用いてよい。

前記第１ウォームギア３及び前記第２ウォームギア６と前記ウォームホイール４との歯車比は、この実施の形態では前記第１ウォームギア３及び前記第２ウォームギア６の回転数に対して前記ウォームホイール４の回転数が減速されて小さくなるように設定されているが、他の任意の歯車比であってもよい。

前記ケース１０に、第１軸支部８ａを介しその一端８ｂが回動自在である第１アーム８が設けられている。又、前記ウォームホイール４に第２軸支部９ａを介しその一端９ｂが回動自在である第２アーム９が設けられている。前記第１アーム８及び前記第２アーム９は前記外側１０ｂに向かい互いに離れて配設されており、前記ウォームホイール４の回転軸の軸中心Ｐに第２軸支部９ａを介して前記第２アーム９の一端９ｂが軸支されている。

前記ケース１０の近傍に長手状のロッド５が配設されている。前記第１アーム８の他端８ｃ及び前記第２アーム９の他端９ｃは、互いに離間した状態で配設され、第３軸支部８ｄ、第４軸支部９ｄを介して前記ロッド５に作動自在に接続されている。前記ロッド５の一端には、ロッド固定部５ａが設けられている。前記ロッド固定部５ａは、前記リニアアクチュエータ１の出力を得るための図示しない出力部に接続することができる。又、前記リニアアクチュエータ１には、前記第１アーム８と、前記第２アーム９と、前記ケース１０と、前記ロッド５とでリンク機構２０が構成されている。

次に、この実施の形態に係るリニアアクチュエータの動作について説明する。
前記リニアアクチュエータ１００を動作させる際には、前記モータ２を駆動させることにより、前記第１ウォームギア３が回転する。前記第１ウォームギア３の回転は、前記回転伝達手段７を介して前記第２ウォームギア６に伝達され、前記第２ウォームギア６が回転する。前記第１ウォームギア３と前記第２ウォームギア６とが回転することで、前記ウォームホイール４が回転する。

前述のように、前記ケース１０と前記ロッド５との間に軸支された前記第１アーム８と、前記ウォームホイール４と前記ロッド５との間に軸支された前記第２アーム９と、前記ケース１０と、前記ロッド５とによって前記リンク機構２０が構成されているので、前記ウォームホイール４が回転することで前記ロッド５が前記第２ウォームギア６の軸方向と平行に往復駆動する。これにより、前記ロッド固定部５ａと前記ケース固定部１０ａとの間の距離が変化するため、前記ロッド固定部５ａにおいて前記リニアアクチュエータ１００の出力を得ることができる。

前述の場合、前記ウォームホイール４は、前記第１ウォームギア３及び前記第２ウォームギア６により同時にトルクを受け回転している。したがって、前記第１ウォームギア３及び前記第２ウォームギア６からそれぞれ受ける力は、従来のウォームギアが１個の場合と比較して２分の１となる。そのため、前記ウォームホイール４の強度や歯の大きさが従来と同じであっても、前記第１ウォームギアの出力を従来と比較して２倍の出力まで増加させることができる。

このように、前記モータ２の回転軸２ａに接続され前記ウォームホイール４の前記一側４ａに噛合する前記第１ウォームギア３と、前記ウォームホイール４の前記他側４ｂに噛合し前記第２ウォームギア３に対して回転伝達手段７を介して連動する第２ウォームギア６とを備え、前記ウォームホイール４は前記第１ウォームギア３、第２ウォームギア６によって回転駆動され、前記ウォームホイールが回転することで前記ロッド５が前記ウォームホイール４の回転軸の軸中心Ｐに対して垂直な平面上を往復運動し、又、前記回転伝達手段は歯車伝達手段が歯車又はプーリを用いた機構であるので、前記ウォームホイール４の強度を上げることなく、又前記ウォームホイール４の歯を大きくすることなく前記リニアアクチュエータ１の出力を増加させることができる。

尚、この実施の形態では、前記ウォームホイール４の回転軸の前記軸中心Ｐに前記第２軸支部９ａを介して前記第２アーム９の前記一端９ｂが軸支されていたが、前記ウォームホイール４の前記軸中心Ｐから偏心した位置に前記第２軸支部９ａを介して前記第２アーム９の前記一端９ｂが軸支されていてもよい。

尚、本発明によるリニアアクチュエータの要旨としては、以下の通りである。すなわち、前記ケース固定部１０ａを有する前記ケース１０に設けられた前記モータ２及び前記ウォームホイール４と、前記モータ２の回転軸２ａに接続され前記ウォームホイール４の前記一側４ａに噛合する前記第１ウォームギア３と、前記ウォームホイール４の前記他側４ｂに噛合し前記第１ウォームギア３に対して前記回転伝達手段７を介して連動する前記第２ウォームギア６と、前記ケース１０に前記第１軸支部８ａを介してその前記一端８ｂが回動自在に設けられた前記第１アーム８と、前記ウォームホイール４に前記第２軸支部９ａを介してその一端９ｂが回動自在に設けられた前記第２アーム９と、前記ケース１０の近傍に配設された長手状の前記ロッド５とを備え、前記第１アーム８の前記他端８ｃ及び前記第２アーム９の前記他端９ｃは、互いに離間した状態で且つ前記第３軸支部８ｄ、前記第４軸支部９ｄを介して前記ロッド５に作動自在に接続され、前記ウォームホイール４は、前記第１ウォームギア３、前記第２ウォームギア６によって回転駆動されるように構成されており、又、前記回転伝達手段７は歯車又はプーリを用いた機構であるように構成されている。

本発明によるリニアアクチュエータは、ケース固定部を有するケースに設けられたモータ及びウォームホイールと、モータの回転軸に接続されウォームホイールの一側に噛合する第１ウォームギアと、ウォームホイールの他側に噛合し第１ウォームギアに対して回転伝達手段を介して連動する第２ウォームギアと、ケースに第１軸支部を介してその一端が回動自在に設けられた第１アームと、ウォームホイールに第２軸支部を介してその一端が回動自在に設けられた第２アームと、ケースの近傍に配設された長手状のロッドとを備え、第１アームの他端及び第２アームの他端は、互いに離間した状態で且つ第３軸支部、第４軸支部を介してロッドに作動自在に接続され、ウォームホイールは、第１ウォームギア、第２ウォームギアによって回転駆動されるので、ウォームホイールの強度を上げることなく、又ウォームホイールの歯を大きくすることなく出力を増加させることができる。

２ モータ
３ ウォームギア、第１ウォームギア
４ ウォームホイール
４ａ 一側
４ｂ 他側
５ ロッド
６ 第２ウォームギア
７ 回転伝達手段
８ 第１アーム
８ａ 第１軸支部
８ｂ 一端
８ｃ 他端
８ｄ 第３軸支部
９ａ 第２軸支部
９ｂ 一端
９ｃ 他端
９ｄ 第４軸支部
９ 第２アーム
１０ ケース
１０ａ ケース固定部
１０ｂ 外側
１００ リニアアクチュエータ

Claims (2)

1. ケース固定部（１０ａ）を有するケース（１０）に設けられたモータ（２）及びウォームホイール（４）と、前記モータ（２）の回転軸（２ａ）に接続され前記ウォームホイール（４）の一側（４ａ）に噛合する第１ウォームギア（３）と、
   前記ウォームホイール（４）の他側（４ｂ）に噛合し前記第１ウォームギア（３）に対して回転伝達手段（７）を介して連動する第２ウォームギア（６）と、
   前記ケース（１０）に第１軸支部（８ａ）を介してその一端（８ｂ）が回動自在に設けられた第１アーム（８）と、
   前記ウォームホイール（４）に第２軸支部（９ｂ）を介してその一端（９ａ）が回動自在に設けられた第２アーム（９）と、
   前記ケース（１０）の近傍に配設された長手状のロッド（５）と、を備え、
   前記第１アーム（８）の他端（８ｃ）及び前記第２アーム（９）の他端（９ｃ）は、互いに離間した状態で且つ第３、第４軸支部（８ｄ，９ｄ）を介して前記ロッド（５）に作動自在に接続され、前記ウォームホイール（４）は、前記第１、第２ウォームギア（３，６）によって回転駆動されるように構成したことを特徴とするリニアアクチュエータ。
2. 前記回転伝達手段（７）は歯車又はプーリを用いた機構であることを特徴とする、請求項１に記載のリニアアクチュエータ。

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