JP3647911B2 - リニア・アクチュエータ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本願発明は、モータと、ねじスピンドルと、駆動ナットと、これに連結されていてスイッチを操作することができる駆動ロッドとを含むリニア・アクチュエータに関する。
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
【０００２】
リニア・アクチュエータは、ねじスピンドル上の駆動ナットの最大行程によって規定される所与の行程に沿って直線力を作用させるために用いられる。駆動電流を遮断するために限界位置に到達したことを検出することが望ましい。なぜならば、もしそのようにしなければ、それが起こらないようにするためには大きな力が必要とされる、駆動ナットの望ましくない締め付け固定が起こるからであり、さらには、駆動電流が著しく増大して一般には駆動機構が過負荷状態となるからである。
【０００３】
駆動電流を遮断するようにしたかかる問題に対する公知の解決法は、駆動電流をモニタするとともにそれが上限値に到達したときにオフに切り換えることである。しかしながら、この解決法は上述した駆動ナットの締め付け固定を防止することができないし、スピンドルの作動範囲における抵抗に対抗するために許容しうる過剰電流がスピンドル上のナットの締め付け固定を回避するために規定されるべき限界値を越えてしまうという事実においてこの解決法には弱点が存在する。他の解決法は、ねじスピンドルの絶対回転数、すなわちナットの位置を計測するための電子カウンタを用いている。しかし、このようなカウンタは途切れない電源供給に依存している。
【０００４】
さらに他の解決法がGB 2 175 710A に記載されており、このものは、有効にリニア・アクチュエータを構成するが可動要素が一方の限界位置から他方の限界位置に移行する際にこの可動要素が連続的に往復退動および前進動するように、極性を転換するためのリミット・スイッチが取付けられた要素を含む装置において、自動的な往復運動を得るようにしたものに関している。上記リミット・スイッチそれ自体は遊びをもってスライドする、駆動ネジに対して平行なロッドによって制御され、このロッドは、ナットが上記ロッドに取付けられた調整可能なストップ・カラーに到達したとき、このナットによって押動される。さらに、行程が限界位置を越えた場合に駆動電流を完全に遮断するためにスイッチが設けられている。この装置は製紙工業における要求に特に適合する複雑な装置である。
【０００５】
【発明の開示】
本願発明は、上記した基本的な問題を解決し、駆動ナットを有効に停止させようとするものである。そのために、本願発明のリニア・アクチュエータは、ハウジングと、当該ハウジングに設けたモータと、上記ハウジングに支持された保護チューブと、当該保護チューブに移動可能に案内される駆動ロッドと、上記モータに接続されるとともに上記駆動ロッド内を延びるねじスピンドルと、当該ねじスピンドルに嵌合するとともに、上記駆動ロッドに結合された駆動ナットと、当該駆動ナットの動作に応答して操作されるように上記ハウジングに設けられたスイッチと、を含む構成において、上記保護チューブは上記ハウジングに対して軸方向に移動可能に支持されており、さらに上記保護チューブは、上記駆動ナットの限界位置において、当該駆動ナットに係合して上記保護チューブを上記ハウジングに対して軸方向に移動させるためのキャッチを備えており、上記保護チューブの一端が上記スイッチを操作するように構成したことを特徴とする。
【０００６】
有利な実施例では、上記保護チューブは上記駆動ナットの上記限界位置以外において軸方向変位しないように保持され、上記限界位置において復帰バネによって付勢される。
【０００７】
さらに有利な実施例では、上記スイッチは反対に方向づけられた一対のマイクロ・スイッチで構成されており、上記保護チューブの面取りされた端部が上記駆動ナットの一方の限界位置にて双方のマイクロ・スイッチを活動化させ、上記駆動ナットの他方の限界位置にて双方のマイクロ・スイッチを非活動化させるようにして上記スイッチのボタンを操作し、これにより、上記マイクロ・スイッチの状態が上記モータに対する電流供給を制御するようになっている。以下、本願発明を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【０００８】
【実施例の説明】
図１において、モータ部１と、駆動ナット４に係合するねじスピンドル３を反転回転させるための駆動部２とを含むリニア・アクチュエータが模式的に示されている。図示される実施例において、上記駆動部は、ウォームＳとウォーム・ホイールＴとをもつウォーム駆動部としてあり、上記ウォーム・ホイールと上記ねじスピンドルとの間に弾性カップリングＣが結合されている。上記駆動ナットは上記モータ部１および上記駆動部２に連結されたハウジング７内に一部収容されている保護チューブ６で取り囲まれた駆動ロッド５に連結されている。上記保護チューブ６には上記駆動ロッドが通過するポリマー製のブッシュ８が取付けられており、このブッシュの表面は研磨されている。上記保護チューブの他端部には、バネ・クリップ９が溝内に取付けられている。上記ハウジング７内には、二つの円筒状空間１０，１１が壁１２によって分離されるようにして形成されており、ロックリング１３が上記保護チューブの溝１４内に上記壁１２と正確に対向して取付けられている。上記円筒状空間１０，１１およびこれが取り囲む上記保護チューブ６で囲まれる領域内には、圧縮バネ１５，１６が装填されている。これら圧縮バネ１５，１６は、両端部を平坦とされたコイルバネとしてある。
【０００９】
上記駆動部に最も近くかつ上記バネ・クリップ９が取付けられている上記保護チューブの端部には、上記ハウジング７内に取付けられたマイクロ・スイッチ１７のボタン１８が上記チューブによって押動される一方、もう一方のマイクロ・スイッチ２０は上記チューブに係合しないように、Ｂにおいて外周に面取りが施されている。本実施例の上記二つのマイクロ・スイッチは同一であるが、反対方向に方向づけられている。そして、それらは通常非対称に取付けられたボタンをもっているので、各ボタンの間の望ましい距離は、上記のようにして得られる。
【００１０】
上記リニア・アクチュエータが駆動状態にあるとき、力が上記駆動ナットから上記駆動ロッドに伝達され、上記保護チューブは上記圧縮バネ１５，１６の端部が上記壁１２に当接することによって、軸方向にガイドされる。
【００１１】
一方の限界位置にある上記ナットが上記駆動部２に対して完全に引かれると、このナットは上記バネ・クリップ９を押し、そしてこれにより上記保護チューブ６を引っ張る。上記ロックリング１３が上記コイルバネ１６に弾接するとともにこれを幾分圧縮する一方、上記チューブ全体が上記駆動部２に向かって動き、まず上記面取り部Ｂが、次いで上記チューブの外表面が上記マイクロ・スイッチ２０のボタン１９に係合させられる。これにより直接的にあるいは電子回路を介してモータ電流が遮断され、この瞬間から上記モータを反対方向に回転するべく活動化することのみが可能となる。上記の動きの最初の部分の間、上記保護チューブは駆動状態に戻り、上記ロックリングは上記二つのコイルバネの間に位置することになる。
【００１２】
もう一方の限界位置では、上記駆動ナット４が上記ポリマー製ブッシュ８を押し、このことが上記保護チューブを上記ロックリング１３が上記コイルバネ１５を幾分圧縮するように引き、これにより、上記保護チューブ６の表面および引き続いて上記面取り部Ｂが上記マイクロ・スイッチ１７のボタン１８に対する係合状態から離脱し、モータ電流を直接的にまたは間接的に遮断させる。可能な方向のみへの即座の反転の後、上記保護チューブは上記コイルバネ１５によって駆動状態に押し戻され、上記マイクロ・スイッチの接触は、それらの駆動状態を回復する。
【００１３】
図２は、同様の実施例を部分的に拡大して示している。同図において、論理回路２１が上記マイクロ・スイッチ１７，２０に接続されていて、上記モータ部１に対する電源２２の極性を制御するようになっている。上記各マイクロ・スイッチは互いに逆方向に配置されているが、各マイクロ・スイッチ１７，２０に対するコネクタは、同様ではあるが異なる面において配置されていることに留意されたい。図１における多くの要素が図２にも示されている。
【００１４】
本願発明によれば、二つのマイクロ・スイッチを隣接状態ではなく、上記面取りされた縁Ｂの周囲に沿う異なる場所に取付けたり、ボタン１８，１９と協働しうるチューブ６の表面上に穿設された溝に関連して取付けることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本願発明の一実施例にしたがうリニア・アクチュエータの縦断面図である。
【図２】 図１の部分拡大図である。
【符号の説明】
１ モータ部
３ ねじスピンドル
４ 駆動ナット
５ 駆動ロッド
６ 保護チューブ
８ ブッシュ（キャッチ）
９ バネ・クリップ（キャッチ）
１５ バネ
１６ バネ
１７ マイクロ・スイッチ
１８ ボタン
１９ ボタン
２０ マイクロ・スイッチ
Ｂ 面取り部

Claims (3)

1. ハウジング（７）と、当該ハウジング（７）に設けたモータ（１）と、上記ハウジング（７）に支持された保護チューブ（６）と、当該保護チューブ（６）に移動可能に案内される駆動ロッド（５）と、上記モータに接続されるとともに上記駆動ロッド（５）内を延びるねじスピンドル（３）と、当該ねじスピンドル（３）に嵌合するとともに、上記駆動ロッド（５）に結合された駆動ナット（４）と、当該駆動ナット（４）の動作に応答して操作されるように上記ハウジング（７）に設けられたスイッチ（１７，２０）と、を含むリニア・アクチュエータにおいて、
   上記保護チューブ（６）は上記ハウジング（７）に対して軸方向に移動可能に支持されており、さらに上記保護チューブ（６）は、上記駆動ナット（４）の限界位置において、当該駆動ナット（４）に係合して上記保護チューブ（６）を上記ハウジング（７）に対して軸方向に移動させるためのキャッチ（８，９）を備えており、上記保護チューブ（６）の一端が上記スイッチ（１７，２０）を操作す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. 上記保護チューブ（６）は上記駆動ナット（４）の上記限界位置以外において軸方向変位しないように保持され、かつ、上記限界位置において復帰バネ（１５，１６）によって付勢されるように構成されていることを特徴とする、請求項１のリニア・アクチュエータ。
3. 上記スイッチ（１７，２０）は反対に方向づけられた一対のマイクロ・スイッチで構成されており、上記保護チューブ（６）の面取りされた端部（Ｂ）が、上記駆動ナット（４）の一方の限界位置にて双方のマイクロ・スイッチを活動化させ、上記駆動ナット（４）の他方の限界位置にて双方のマイクロ・スイッチを非活動化させるようにして上記スイッチのボタン（１８，１９）を操作し、これにより、上記マイクロ・スイッチの状態が上記モータ（１）に対する電流供給を制御するようになっている、請求項２のリニア・アクチュエータ。

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