JP3116593U

JP3116593U - ラックアクチュエータ

Info

Publication number: JP3116593U
Application number: JP2005005284U
Authority: JP
Inventors: 務河崎
Original assignee: 務河崎
Priority date: 2005-06-10
Filing date: 2005-06-10
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2015-06-10

Abstract

【課題】装置本体の移動物に当接してこれを所定の力で往復動させるためのラックアクチュエータであって、特に、コンパクトにまとめられる。ラック移動中の姿勢ズレもなく、効率的で円滑の動作のできる簡便で安価なラックアクチュエータを提供する。
【解決手段】モータ２は単一の中空角状体の本体フレーム１に連結され、本体フレーム内には歯車機構部４及びラック３が配設される。ラック３は本体フレーム１の両側面に挿着される樹脂材のメタルにより摺動自在に支持され、ラック３に噛合する主歯車１１は位置決め具５により枢支されると共に本体フレーム１側に姿勢ズレのないように支持される。以上により、円滑なラック３の往復動ができる。
【選択図】図２

Description

本考案は、アクチュエータにより所定の動力で往復動するラックを有するラックアクチュエータに係り、特に、コンパクトにまとめられ、ラックの往復動作中における姿勢ズレがなく、その摺動部に潤滑油を用いないラックアクチュエータに関する。

装置本体側の重量体にラックの端面が当接してこの重量体を往復動すべく前記装置本体に付設されるラックアクチュエータとしては従来より各種型式のものが採用されている。その１つの公知技術として「特許文献１」が挙げられる。
特開２０００−３０４１１８（図１）

「特許文献１」の「特開２０００−３０４１１８」の「直線動作装置」は、その図１に示すように正逆転可能なモータを有する「モータ部」と、これに連設される「減速部」と、更にこれに連設される「ラックピニオン部」の３重連設構造のものからなり、全体として大型であり、重量物からなる。前記の「減速部」及び「ラックピニオン部」は夫々別体のケース内に収納され、相互のケースはその前後面を当接した形態で連結される。

「ラックピニオン部」内には「減速部」からのピニオンギヤ（２１）が枢支された状態で配置され、このピニオンギヤ（２１）には断面丸型の棒状体ラック（２２）が噛合している。なお、この棒状体ラック（２２）はその移動中の姿勢ズレを防止するためローラ（２７）により噛合側と反対側を支持され、このローラ（２７）はケース（２３）に柱状部材（３２）を介して保持される複雑な機構からなる。

以上の複雑な機構により棒状体ラック（２２）の移動中の姿勢ズレは減少するように思われるが、ピニオンギヤ（２１）と棒状体ラック（２２）との間には両者の移動を積極的に防止する防止機構が設けられておらず、かつ棒状体ラック（２２）は前記のように丸型の棒体からなり、移動中の棒状体ラック（２２）の姿勢ズレを完全に防止することが難しい問題点がある。また、棒状体ラック（２２）はケース（２３）側に軸受（２４），（２５）やローラ（２７）により保持され、この接触箇所には潤滑油が必要となり、汚れの生じ易い問題点がある。また、前記のように全体構造が複雑であり、コンパクトにまとめられず、高価のものとなる問題点がある。

本考案は、前記の事情に鑑みて考案されたものであり、全体としてコンパクトにまとめられ、安価に形成されると共に、移動中におけるラックの姿勢ズレがなく、所定の動力を装置本体側に確実に伝達でき、潤滑油を使用せずに長時間作動できるラックアクチュエータを提供することを目的とする。

本考案は、以上の目的を達成するために、請求項１の考案は、所定の動力を付加してラックを往復動させるアクチュエータであって、該アクチュエータは、単一の中空角柱からなる本体フレームと、該本体フレームの後端に固定されるモータと、前記本体フレームを貫通して配設されるラックと、前記モータの駆動力を前記ラックに伝達すべく前記本体フレーム内に収納される歯車機構部と、該歯車機構部の前記ラックと噛合する主歯車を枢支すると共に前記本体フレーム内に固持される位置決め金具とを有することを特徴とする。

また、請求項２の考案は、前記本体フレームには、前記ラックを摺動自在に保持すると共に前記位置決め金具に圧接すべく配置されるメタルが着脱可能に挿着されることを特徴とする。

また、請求項３の考案は、前記メタルが、樹脂材からなることを特徴とする。

また、請求項４の考案は、前記ラックが、角状体からなることを特徴とする。

また、請求項５の考案は、前記本体フレームには、前記ラックの往復動方向を上下又は前後又は任意の方向にすべく装置本体側に固定されるカバー金具が設けられることを特徴とする。

本考案の請求項１のラックアクチュエータによれば、本考案のラックアクチュエータは、ラックや歯車機構部等をすべて収納する単一構造の本体フレームと、これに連結されるモータとからなる２重構造体からなり、全体がコンパクトに、かつ軽量にまとめられ、安価に形成することができる。また、位置決め金具を本体フレーム内に設け、これによりラックへ動力を伝達する主歯車を不動に支持するため、ラックの移動中の姿勢ズレが生じない。

また、本考案の請求項２及び３のラックアクチュエータによれば、ラックは樹脂性のメタルにより本体フレーム側に保持されるため潤滑油の必要性はなく、全体を清潔に保持することができる。また、このメタルが位置決め金具に圧接するため、ラックの姿勢ズレが更に確実に保持される。

また、請求項４のラックアクチュエータによれば、ラックが角状体からなるため、移動中の姿勢ズレが丸型に較べて少なく、かつ歯車との噛合し丸型に較べてより確実に行われる。

また、請求項５のラックアクチュエータによれば、カバー金具を用いることにより、モータの往復動方向を装置本体側に対して自由に変えることができる。

以下、本考案のラックアクチュエータの実施の形態を図面を参照して詳述する。
まず、図６により、本考案のラックアクチュエータ１００の構成要素の主要部を説明する。図示のようにラックアクチュエータ１００は、大別した中空角柱の本体フレーム１と、正逆転可能なモータ２と、断面角状の細長なラック３と、ラック３とモータ２とを連結するための歯車機構部４と、ラック３と噛合する歯車機構部４の主歯車１１を枢支すると共に本体フレーム１内に固持される位置決め具５等とからなる。

図１乃至図３はラックアクチュエータ１００の製品形状を示すものであり、図１はその外観図、図２はラック３まわりの機構を主に示す側面図、図３は図２のＡ矢視の正面図である。

本体フレーム１は型抜きされた中空角状柱よりなり、その内外面形状は高精度に形成される。細長な引抜き部材を所定の長さ寸法に切断して形成されたものであり、内外面を機械加工なしに所定形状に高精度に形成されるものからなる。一例としてアルミニウム材が用いられるが、勿論それに限定するものではない。

モータ２は正逆転可能のモータからなり、その形式は特に限定するものではないが、一例としてサーボモータが適用される。モータ２は図１及び図２に示すように、本体フレーム１の後端にビス６により連結される。また、図６に示すようにモータ２のモータ軸７の先端にはウォームギヤ８が螺刻される。

ラック３は、図１乃至図３及び図５，図６に示すように角状の細長な棒状からなり、その下端にはラックギヤ３ａが螺刻されるものからなる。

次に、歯車機構部４を説明する。以下では、歯車機構部４の一例を示すが、勿論これに限定するものではなく、使用される歯車のウォームやウォームギヤ等も種々の形式，配列のものが適用される。
まず、本体フレーム１の内面形状に近似する外輪郭を有する仕切壁９，１０が本体フレーム１内に嵌着される。なお、仕切壁９と１０との間には各種歯車等を収納し得るスペースが形成される。本実施例では、歯車機構部４を形成する歯車群としては図４に示すようにラック３に噛合する主歯車１１と、これと同軸上に配置される第１の歯車１２と、これに噛合する第２の歯車１３と、第２の歯車１３と同軸上に配置され第３の歯車１４と、第３の歯車１４と噛合すると共にモータ軸７のウォームギヤ８に噛合するウォーム１５等とからなる。これ等の歯車等を支持する支持軸は、前記の仕切壁９，１０に枢支される。以上により、モータ２の回転は、ウォームギヤ８、ウォーム１５、第３の歯車１４、第２の歯車１３、第１の歯車１２を介して主歯車１１に伝達される。ラック３は主歯車１１に噛合するため、モータ２の駆動力はラック３に伝達され、ラック３を自由に往復動させることができる。

本体フレーム１の横の両壁には図６に示すように貫通角孔１６が形成され、この貫通角孔にはメタル１７が着脱可能に挿着される。このメタル１７は本実施の形態では「ジュラコン」を用いているが、これに限定するものではなく、樹脂系のその他の材質のものも適用される。このメタル１７は鍔１８を形成するものからなり、本体フレーム１には鍔１８をケースの内壁に圧接するような形で挿着される。なお、このメタル１７によりラック３は油なしで摺動自在に支持される。

次に、主歯車１１を枢支すると共に主歯車１１及びラック３を姿勢ズレなく支持する位置決め具５の構造を説明する。位置決め具５は図２，図３及び図５に示すような折り曲げ状の枠体からなる。まず、前記枠体は凸状形状の前面板１９と、この凸状形状の前面板１９から後方に向かって折り曲げられた上部フランジ板２０と左右フランジ板２１，２１からなり、上部フランジ板１０及び左右フランジ板２１，２１の後端は仕切壁９にビス２２により固定される。前面板１９には主歯車１１の支持軸２３を枢支する軸受２４が嵌着される。また、図５に示すように前面板１９の両端は、メタル１７の鍔１８に圧接して不動に支持される。以上により主歯車１１は本体フレーム１内で不動状態で枢支され、ラック３のラックギヤ３ａと噛合することになる。また、軸受２４と主歯車１１との間にはスペーサ２９が介設されるが、これはなくてもよい。

位置決め具５の前面板１９は、仕切壁９に固定された状態でその前面が本体フレーム１の前面とほぼ面一の位置に位置決めされる。カバー具２５は図１及び図２に示すように本体フレーム１の前面にビス２６により固定されると共に図略の装置本体側に取付けられるフランジ板２７を有するものからなる。なお、位置決め具５に嵌着されている軸受２４の前面側えの出っ張り部を収納するための凹部２８が凹設される。フランジ板２７はこのラックアクチュエータ１００を装置本体に固定する場合においてラック３の移動方向を決めるものからなり、その形状は図示のものに限定するものではなく、ラック３の移動方向に対応した形状のものからなるが、ここではその説明を省略する。

次に、以上の構造のラックアクチュエータ１００のラック３の移動動作を説明する。前記のように、カバー具２５を図略の装置本体に固定しラック３の移動方向を決めた後、モータ２を作動すると、その回転が歯車機構部４に伝達され、主歯車１１が回転する。これにより、主歯車１１に噛合しているラック３が往復動する。この場合、前記のようにラック３はメタル１７により摺動自在に確実に支持されると共にラック３が噛合する主歯車１１が位置決め具５等により所定位置に確実に支持されているため、ラック３は姿勢ズレが全くない状態で往復動することになる。このため、装置本体側の移動物に対して効率的に押圧力が作用し、円滑な運動を行うことができる。

本考案は、装置本体の移動体を円滑に往復動させるラックアクチュエータに関するものであるが、前記移動体は任意のものでよく、その往復動方向も可変であり、各種の装置本体に利用でき、その利用範囲は広い。

本考案のラックアクチュエータの外観構造を示す上面図。本考案のラックアクチュエータの主にラックまわりの構造を示す側面図。図２のＡ矢視の正面図。本考案のラックアクチュエータの歯車機構部の歯車とその噛合状態を示す模式図。本考案のラックアクチュエータの位置決め具の構造とその機能を説明するための模式図。本考案のラックアクチュエータの各構成要素を示す分割斜視図。

符号の説明

１本体フレーム
２モータ
３ラック
３ａラックギヤ
４歯車機構部
５位置決め具
６ビス
７モータ軸
８ウォームギヤ
９仕切壁
１０仕切壁
１１主歯車
１２第１の歯車
１３第２の歯車
１４第３の歯車
１５ウォーム
１６貫通角孔
１７メタル
１８鍔
１９前面板
２０上部フランジ板
２１左右フランジ板
２２ビス
２３支持軸
２４軸受
２５カバー具
２６ビス
２７フランジ板
２８凹部
２９スペーサ
１００ラックアクチュエータ

Claims

所定の動力を付加してラックを往復動させるアクチュエータであって、該アクチュエータは、単一の中空角柱からなる本体フレームと、該本体フレームの後端に固定されるモータと、前記本体フレームを貫通して配設されるラックと、前記モータの駆動力を前記ラックに伝達すべく前記本体フレーム内に収納される歯車機構部と、該歯車機構部の前記ラックと噛合する主歯車を枢支すると共に前記本体フレーム内に固持される位置決め金具とを有することを特徴とするラックアクチュエータ。
前記本体フレームには、前記ラックを摺動自在に保持すると共に前記位置決め金具に圧接すべく配置されるメタルが着脱可能に挿着されることを特徴とする請求項１に記載のラックアクチュエータ。
前記メタルが、樹脂材からなることを特徴とする請求項２に記載のラックアクチュエータ。
前記ラックが、角状体からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のラックアクチュエータ。
前記本体フレームには、前記ラックの往復動方向を上下又は前後又は任意の方向にすべく装置本体側に固定されるカバー金具が設けられることを特徴とする請求項１に記載のラックアクチュエータ。