JP3708804B2 - Actuator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクチュエータに係り、詳しくは電動モータ等の駆動手段によって出力軸を所定の直進方向に往復動作させることができるアクチュエータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば駆動源である電動モータを正逆回転させることによって出力軸をその軸線方向に往復動作させるアクチュエータが知られている。このアクチュエータは、例えば、そのハウジングに支持した送りナットを正逆回転駆動し、送りナットに螺合させた送りねじを往復直進動作させる。そして、送りねじに一体化された出力軸を往復直進動作させることで、出力軸の先端に接続した被操作部を往復直進動作させる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなアクチュエータを使用して、リンク機構のレバーのように揺動する被操作部材を往復動作させたい場合がある。しかしながら、出力軸を往復直進動作させるだけのアクチュエータでは、レバー等の被操作部材を往復揺動動作させることができなかった。
【0004】
また、出力軸を往復直進駆動するアクチュエータでは、本体ケースに設けた開口部から延出される出力軸と開口部との間から、本体ケース内に水等の流体が浸入する可能性がある。本体ケース内に水が浸入すると、出力軸の軸受や、電動モータの回転子軸受、電動モータ自体に錆びが発生するなどの支障が発生する虞がある。
【0005】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、その第1の目的は、往復直進動作可能な出力軸によって被操作部材を直接に往復揺動動作させることができるアクチュエータを提供することにある。
【0006】
また、第2の目的は、上記第1の目的に加えて、本体ケース内部で流体による支障が起き難いようにすることができるアクチュエータを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、電動駆動手段と、前記電動駆動手段によって往復直進駆動される基軸と、前記基軸の端部に対し、基端側を中心として揺動可能に連結され、その先端側が本体ケースの外側面に開口する開口部から外部に延出された出力軸とを備えるとともに、前記開口部よりも前記基軸側で前記出力軸に一体に設けられ、該出力軸と開口部との間を通って前記本体ケース内に浸入した流体の移動を妨害することで前記基軸側への浸入を制限する流体浸入制限部材を備えていることを要旨とする。
【0008】
請求項1に記載の発明によれば、直進往復駆動される基軸の端部に基端側が連結された出力軸が、その基端側を中心として揺動する。従って、直進動作する被操作部材であっても、揺動動作する被操作部材であっても、出力軸の先端を被操作部材に回動可能に連結して基軸を往復直進動作させると、出力軸を介して被操作部材が直進動作又は揺動動作する。
【0009】
また、出力軸と開口部との間を通って内部に入った流体は、流体浸入制限手段によって移動が妨害され基軸側への浸入が制限される。従って、基軸と出力軸との連結部や、基軸の支持部、流体による支障が発生し易い電動駆動手段等の部分に、外部から浸入した流体が達し難い。その結果、基軸と出力軸との連結部や、基軸の支持部、電動駆動手段等に外部から浸入した流体による支障が生じ難いようにすることができる。
【0010】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記流体浸入制限部材は、前記出力軸の軸線方向において前記開口部を覆う大きさに形成されていることを要旨とする。
【0011】
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の作用に加えて、開口部と出力軸との間を通って本体部内に浸入した流体は、流体浸入制限部材によって基軸側への浸入がより確実に制限される。
【0012】
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記基軸を出力軸側で支持する軸受の出力軸側には、該基軸の外周側に、前記流体浸入制限部材よりも小さい外径の周壁が形成されていることを要旨とする。
請求項3に記載の発明によれば、請求項2に記載の発明の作用に加えて、万が一、流体浸入制限部材の側方を通過して基軸側に浸入した流体は、周壁によって、軸受側への浸入、さらに、軸受を通過しての電動駆動手段側への浸入が制限される。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の発明において、前記開口部を外側から覆うように形成されるとともに前記出力軸を挿通させる挿通孔を備え、前記開口部に外部からかかる流体を制限することで該出力軸と開口部との間を通っての前記本体ケース内への流体の浸入を制限する流体遮断部材をさらに備えていることを要旨とする。
【0013】
請求項4に記載の発明によれば、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、外部から開口部に向かって飛んできた流体は流体遮断部材によって遮断され、開口部と出力軸との間から本体ケース内への浸入が制限される。
【0014】
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の発明において、前記流体遮断部材は、前記出力軸がその揺動時に前記挿通孔の内周面に当接するように形成されるとともに、該出力軸から加えられる力によって弾性変形して該出力軸の揺動を許容する弾性部材であることを要旨とする。
【0015】
請求項5に記載の発明によれば、請求項4に記載の発明の作用に加えて、出力軸を挿通する挿通孔の開口面積を揺動時に出力軸が通過する範囲よりも小さくすることができるので、外部から開口部に向かって飛んできた流体が、弾性部材によってより確実に遮断され、開口部への到達がより確実に制限される。
【0016】
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の発明において、前記弾性部材は、前記挿通孔と前記出力軸との間を密封し、前記開口部を密封するように形成されていることを要旨とする。
【0017】
請求項6に記載の発明によれば、請求項5に記載の発明の作用に加えて、外部から開口部側への流体の到達が弾性部材によって阻止され、開口部と出力軸との間を通っての本体ケース内への浸入が防止される。
【0018】
請求項7に記載の発明は、請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の発明において、前記開口部は、該出力軸が揺動するときに通過する範囲の形状に合わせた形状に形成されていることを要旨とする。
【0019】
請求項7に記載の発明によれば、請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、開口部と出力軸との隙間が出力軸が揺動するために必要なだけの大きさとなるので、外部から開口部に向かって飛んできた流体が開口部の周囲部分によって遮断され、開口部から内部への浸入が制限される。
【0020】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
以下、本発明を具体化した第1実施形態を図1〜図3に従って説明する。
【0021】
図1に示すように、アクチュエータ10は、ボディ11、電動駆動手段としてのステッピングモータ(以下、単にモータという)12、基軸14、連結機構15、出力軸16等を備えている。
【0022】
モータ12は永久磁石(PM)型であって、そのモータケース17はボディ11に固定されている。モータケース17の内側には固定子を形成する励磁コイル18が設けられている。各励磁コイル18には、ボディ11に固定された電気コネクタ19を介して外部から所定の励磁シーケンスで駆動電流が供給される。
【0023】
また、モータ12は、モータケース17に支持された軸受21と、ボディ11に設けられた円柱状の第1凹部11aに支持された軸受22とによって回転可能に支持された軸部23及び永久磁石24とからなる回転子を備えている。軸部23は両軸受21,22に回転可能に支持され、円筒状の永久磁石24は軸部23に外嵌した状態で固定されている。
【0024】
軸部23は、その軸線方向に組み合された内筒25及び外筒26からなる。内筒25には、その内周面に雌ねじ孔27が形成されている。外筒26には前記永久磁石24が外嵌されている。
【0025】
軸部23及び永久磁石24からなる回転子は、ボディ11の第1凹部11a内に設けられた圧縮コイルばね28によって、軸受22に当接する環状部材29を介して軸受21側に付勢されている。これは、アクチュエータ10に対し外部から振動が加わっても、軸線方向での位置が変動しないようにするためである。
【0026】
また、前記ボディ11には、前記第1凹部11aと反対側に略円柱状の第2凹部11bが設けられている。第2凹部11bは、その軸線が第1凹部11aの軸線と一致するように設けられている。第1凹部11aと第2凹部11bとの間には貫通孔11cが設けられ、この貫通孔11c内には四角枠状の軸受30が設けられている。
【0027】
前記基軸14は、前記雌ねじ孔27と軸受30とによって、その軸線回りに回転不能に、かつ、軸線方向に変位可能に支持されている。基軸14は、雌ねじ孔27に螺合する送りねじ部32と、軸受30によって軸線回りに回転不能にかつ軸線方向に移動可能な状態で支持される板状の軸部33とからなる。
【0028】
前記出力軸16は、その基端が基軸14の端部に連結され、その先端側が外部に延出されている。基軸14と出力軸16とは、第2凹部11b内に配置される前記連結機構15によって連結されている。出力軸16は、その基端に設けられた円柱状の突起36を圧入嵌合することによって連結機構15に対して結合されている。出力軸16の先端には、図4に示すように、アクチュエータ10が操作する外部の被操作部材としてのレバーLに接続される接続部37が設けられている。接続部37は板状に形成され、レバーLに対しピン接続するための連結用孔37aが設けられている。
【0029】
前記連結機構15は所謂ボールジョイントであって、図1,2に示すように、基軸14の軸部33の端部に一体で設けられたボール部38と、出力軸16の基端に固定されたマウント部39と、固定用ばね40とからなる。
【0030】
マウント部39は、突起36が螺合された略円柱状の基部41と、ボール部38が係合する略ブロック状のボール係合部42とからなる。ボール係合部42は、ボール部38を係合するためのボール収容部43を備えている。ボール収容部43は、その周面の1つに設けられた開口部からボール収容部43にボール部38を収容し、収容したボール部38を出力軸16の軸線に対して全方位に回動可能に保持する。
【0031】
固定用ばね40は「コ」字形状に形成された板ばねからなり、対をなす両翼部40aの端部に係止部40b(図2に図示)がそれぞれ形成されている。固定用ばね40は、ボール係合部42に対してボール収容部43が開口する周面側から組み付けられ、ボール係合部42を両翼部40aで弾性的に挟んだ状態で各係止部40bが反対側の周面に係止される。このとき、固定用ばね40は、ボール部38に当接してボール収容部43内に保持する。
【0032】
基軸14と出力軸16とは、ボール部38がボール収容部43に係合することで連結されている。そして、出力軸16は、連結機構15によって基軸14に連結されていることで、基軸14の往復直進動作に伴って延出及び没入動作する。同時に、出力軸16は、ボール部38回りにマウント部39が全方位に相対回動可能であることで、図4に二点鎖線で示すように、ピン連結されたレバーLの揺動動作に従って揺動する。
【0033】
また、前記第2凹部11bには、第2凹部11bの底面に近い位置に配置された連結機構15のボール部38の外周側を覆うように形成された円筒状の周壁44が形成されている。
【0034】
マウント部39の基部41には、流体浸入制限手段及び流体浸入制限部材としての円環板状のプレートカップ45が外嵌する状態で固定されている。プレートカップ45は、基部41に外嵌する略円筒状の胴部45aと、この胴部45aのボール係合部42側の端部に設けられた環状凹部45bとを備えている。環状凹部45bは、その外径R1が、前記周壁44の内径R2よりも大きく形成されている。また、環状凹部45bは、出力軸16側向きに開口する周溝状に形成されている。
【0035】
一方、ボディ11には、出力軸16を貫通させた状態で第2凹部11bの開口部を覆うように形成された本体ケースとしてのエンドキャップ46が固定されている。このエンドキャップ46は、図3(a),(b)に示すように、ボディ11に固定される略円錐筒状の外筒部46aと、この外筒部46aの端部から折り返すように形成された略円錐筒状の内筒部46bとを備えている。そして、内筒部46bの端部には、出力軸16が貫通する開口部46cが形成されている。本実施形態では、開口部46cは、出力軸16の全方位での揺動を許容する内径R3の円形に形成されている。この開口部46cの内径R3は、プレートカップ45の環状凹部45bの外径R1よりも小さくされている。従って、プレートカップ45は、エンドキャップ46の開口部46cから内部に浸入した水のそれ以上の上方への移動を妨害することで、基軸14側への浸入を制限する。さらに、エンドキャップ46は、外筒部46a及び内筒部46bで形成される環状の溝部の底に、複数の水抜き孔46dを備えている。各水抜き孔46dは、アクチュエータ10が図1に示す姿勢で設置されている状態で、エンドキャップ46の底部に溜まる水を自然に外部に排出する。
【0036】
前記プレートカップ45の環状凹部45bと、エンドキャップ46の外筒部46a及び内筒部46bとの間には、プレートカップ45を第2凹部11bの底面側に付勢する圧縮コイルばね47が介在されている。圧縮コイルばね47は、プレートカップ45が固定されている連結機構15を介して、基軸14を送りねじ部32側に付勢する。
【0037】
次に、以上のように構成されたアクチュエータの作用について説明する。
本アクチュエータ10は、図4に示すように、基軸14をほぼ鉛直とするとともに出力軸16を基軸14の下方に配置した状態で使用される。
【0038】
モータ12を正転駆動するように所定の励磁シーケンスで励磁コイル18に駆動電流を供給すると、この駆動電流によって指令されたステップ数に対応する回転角だけ回転子が回転する。そして、軸部23の回転によって送りねじ部32が雌ねじ孔27から延出するように直進駆動され、基軸14が同ステップ数に対応する変位量だけより第2凹部11b側に直進移動する。その結果、出力軸16が同ステップ数に対応する変位量だけボディ11から延出する。
【0039】
反対に、出力軸16を延出させた状態から、モータ12を逆転駆動するように励磁コイル18に駆動電流を供給すると、指令されたステップ数に対応する回転角だけ回転子が逆向きに回転する。そして、軸部23の回転によって送りねじ部32が雌ねじ孔27に没入するように直進駆動され、基軸14が同ステップ数に対応する変位量だけより第1凹部11a側に直進移動する。その結果、出力軸16が同ステップ数に対応する変位量だけボディ11内に没入する。
【0040】
このとき出力軸16は、その延出/没入動作に伴ない、図4に二点鎖線で示すように、その基端側を中心として揺動しながら接続部37にピン接続されたレバーLを往復揺動動作させる。
【0041】
ところで、下方からアクチュエータ10に水がかかったとき、開口部46cから内部に入った水は、開口部46cの内径R3よりも大きな外径R1に形成されたプレートカップ45の環状凹部45bに当たり、それより上方への到達が制限される。このとき、環状凹部45bが下方に向いて開口するように形成されているので、環状凹部45bの下面側に勢い良く当たった水が側方に飛散し難い。このため、環状凹部45bに当たった水は、一層確実に上方への到達が制限される。
【0042】
さらに、基軸14が挿通しモータ12の内部に通じる貫通孔11cの周囲に、プレートカップ45の環状凹部45bの外径R1よりも小さい内径R2の周壁44が設けられている。このため、万が一、環状凹部45bの側方を通過してその上方に達した水が、周壁44によって貫通孔11cへの到達が規制される。その結果、アクチュエータ10に下方からかかった水が環状凹部45bより上方に達しても、貫通孔11cまで達することはなく、貫通孔11cからモータ12側まで達する可能性は極めて低い。
【0043】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に記載する各効果を得ることができる。
(1) 本実施形態では、往復直進駆動される基軸14の端部に、出力軸16をその基端側を中心として揺動可能に連結した。従って、往復直進動作可能な出力軸16で、レバーL等の被操作部材を往復揺動動作させることができる。
【0044】
このとき、出力軸16自体が揺動するので、直進動作する基軸14にレバーLから曲げモーメントが加わることがなく、基軸14、軸部23、軸受30等に無理な力が加わることがない。また、従来の揺動しない出力軸によってレバーLを揺動動作させるときのように、接続部37に長孔等の特殊な係合孔を設ける必要がない。
【0045】
(2) 加えて本実施形態では、エンドキャップ46の内側にある出力軸16の基端部に、エンドキャップ46の開口部46cの内径R3よりも大きな外径R1の環状凹部45bを備えたプレートカップ45を一体に固定した。従って、出力軸16を下方に向けた使用状態で、アクチュエータ10に下方から勢い良くかかった水が開口部46cから内部に浸入しても、プレートカップ45がそれより上方への到達を妨害する。その結果、内部に勢い良く浸入した水であっても、貫通孔11cからモータ12を構成する軸受22、励磁コイル18等にまで到達し難くなり、これら各構成部材に錆びを発生させる可能性が低くなる。ゆえに、外部から浸入した水によってモータ12に発生する動作不良等の支障を極力防止することができる。
【0046】
(3) 加えて本実施の形態では、プレートカップ45の環状凹部45bを、出力軸16の先端側に向いて開口する周溝状に形成したので、環状凹部45bに下方から当たった水が上方に飛散し難い。従って、環状凹部45bの上方にまで達する水がより確実に制限され、軸受30まで到達する水がより確実に制限される。
【0047】
(4) 加えて本実施形態では、基軸14が挿通する貫通孔11cの出力軸16側における開口部の周囲に、出力軸16に固定したプレートカップ45の環状凹部45bの外径R1よりも小さい内径R2の周壁44を設けた。従って、開口部46cから内部に勢い良く浸入した水が、環状凹部45bの側方を通過して上方に到達しても、周壁44に当たって貫通孔11cへの到達が規制される。その結果、プレートカップ45によって防ぎきれなかった水であっても、貫通孔11cからモータ12を構成する軸受22、励磁コイル18等にまで到達することはなく、これら各構成部材に錆びを発生させることはない。
【0048】
(5) さらに本実施形態では、連結機構15を収容する第2凹部11bを閉塞するエンドキャップ46を設け、このエンドキャップ46に内側ほど内径が小さくなる円錐状の内筒部46bを設けた。そして、この内筒部46bの上端に開口部46cを設けた。従って、下方からアクチュエータ10に勢い良くかかった水が、開口部46cから内部に浸入し難い。その結果、内部に勢い良く浸入する水が制限されるので、外部から浸入した水による支障の発生を一層確実に防止することができる。
【0049】
(6) また、本実施形態では、エンドキャップ46の外筒部46aと内筒部46bとで形成される環状の溝部の底に、アクチュエータ10が設置されている状態で溝部に溜まっている水を自然に排出する水抜き孔46dを設けた。従って、開口部46cから浸入した水がその溝に溜まることはないので、アクチュエータ10に外部から振動が加わっても、溝部に溜まった水が上方に跳ねて貫通孔11cにまで到達することはない。
【0050】
(第2実施形態)
次に、本発明を具体化した第2実施形態を図5及び図6に従って説明する。尚、本実施形態は、前記第1実施形態のアクチュエータ10に、流体浸入制限手段、流体遮断部材及び弾性部材としてのゴムカバー50を組み付けたことのみが第1実施形態と異なる。従って、第1実施形態と同じ構成については符号を同じにしてその説明を省略し、ゴムカバー50のみについて詳述する。
【0051】
図5に示すように、ゴムカバー50は、前記エンドキャップ46を外側から覆うように形成されている。ゴムカバー50は、図6(a),(b)に示すように、ほぼ同一の厚さで形成され、その上部側は下方ほど次第に径が小さくなる略円錐筒状の外嵌部50aとされ、下部側は下方ほど次第に径が大きくなる略円錐筒状の開口端50bとされている。開口端50bの内側は、出力軸16を挿通させるための挿通孔50cとなっている。
【0052】
ゴムカバー50は、外嵌部50aがエンドキャップ46に外嵌するように固定され、開口部46cを外部から覆っている。そして、挿通孔50cから出力軸16の先端側を外部に延出させている。なお、接続部37はゴムカバー50の外側に配置される。
【0053】
また、ゴムカバー50は、出力軸16が揺動するときに挿通孔50cの内周面に当接するように形成され、出力軸16から加えられる力によって弾性変形して出力軸16の揺動を許容する。
【0054】
従って、ゴムカバー50は、外部から開口部46cにかかる水を制限することで、開口部46cと出力軸16との間を通って本体内部に浸入する水を制限する。
【0055】
以上詳述した本実施形態によれば、前記第1実施形態における(1)〜(6)に記載した各効果と、以下に記載する効果とを得ることができる。
(1) 本実施形態では、開口部46cを外側から覆った状態で出力軸16を挿通孔50cから外部に延出させるゴムカバー50が、外部から開口部46c側にかかる水を制限する。従って、アクチュエータ10に下方から勢い飛んできた水は、ゴムカバー50によって遮断され、開口部46cへの到達がより確実に制限される。その結果、開口部46cから本体内部に浸入する水をより確実に制限することができ、外部から浸入した水によってモータ12に発生する支障をより確実に防止することができる。
【0056】
(2) 加えて本実施の形態では、ゴムカバー50を、出力軸16が揺動時に挿通孔50cの内周面に当接し、出力軸16から加わる力によって弾性変形するようにした。従って、挿通孔50cの開口面積を揺動時に出力軸16が当接しないように十分に大きくする必要がないので、外部からかかった水が挿通孔50cを通って開口部46cに一層到達し難い。
【0057】
(第3実施形態)
次に、本発明を具体化した第3実施形態を図7及び図8に従って説明する。尚、本実施形態は、前記第1実施形態のアクチュエータ10に、流体浸入制限手段、流体遮断部材及び弾性部材としてのゴムブーツ60を組み付けたことのみが第1実施形態と異なる。従って、第1実施形態と同じ構成については符号を同じにしてその説明を省略し、ゴムブーツ60のみについて詳述する。
【0058】
図8に示すように、ゴムブーツ60は、前記エンドキャップ46に外嵌するように設けられている。ゴムブーツ60は、図7(a),(b)に示すように、その上部側は下方ほど次第に径が小さくなる外嵌部60aとされ、下側部は蛇腹部60b及び固定端60cとされている。固定端60cの内側は、出力軸16を挿通させるための挿通孔60dとなっている。
【0059】
ゴムブーツ60は、外嵌部60aがエンドキャップ46に外嵌するように固定され、開口部46cを外部から覆っている。そして、出力軸16を、その先端に設けられた周溝16aに固定端60cを係合させた状態で、挿通孔60dから外部に延出させている。このとき、出力軸16と挿通孔60dとの間は密封されている。なお、接続部37は、ゴムブーツ60の外側に配置される。
【0060】
また、ゴムブーツ60は、出力軸16が延出/没入動作するとき、蛇腹部60bが伸縮して、固定端60cが周溝16aに係合したままとなる。また、出力軸16が揺動するときに、出力軸16から加えられる力によって蛇腹部60bが弾性変形して出力軸16の揺動を許容するようになっている。
【0061】
従って、ゴムブーツ60は、開口部46cと出力軸16との間を通って本体内部に水が浸入しないようにする。
以上詳述した本実施形態によれば、前記第1の実施形態における(1)〜(6)に記載した各効果と、以下に記載する効果とを得ることができる。
【0062】
(1) 本実施形態では、出力軸16と挿通孔60dとの間を密封し、開口部46cを密封するゴムブーツ60が、外部から開口部46c側にかかる水を遮断する。従って、下方から飛んできた水はゴムブーツ60によって遮断され、開口部46cへの到達が防止される。その結果、開口部46cから内部への水の浸入が防止されるので、外部から浸入した水によってモータ12に発生する支障を防止することができる。
【0063】
(第4実施形態)
次に、本発明を具体化した第4実施形態を図9〜図11に従って説明する。尚、本実施形態は、前記第1実施形態のエンドキャップ46をエンドキャップ70に変更したことのみが第1実施形態と異なる。従って、第1実施形態と同じ構成については符号を同じにしてその説明を省略し、エンドキャップ70のみについて詳述する。
【0064】
図11(a),(b)に示すように、エンドキャップ70は、前記エンドキャップ46と同様の外筒部70a及び内筒部70bを備えている。内筒部70bの端部には、出力軸16が挿通する開口部70cが形成されている。本実施形態では、開口部70cは、出力軸16の特定平面上での揺動だけを許容するように、同平面上で出力軸16が揺動するときに通過する範囲の形状に合わせた略楕円形に形成されている。なお、外筒部70a及び内筒部70bで形成される環状の溝部の底には、複数の水抜き孔70dが形成されている。
【0065】
エンドキャップ70は、図9,10に示すように、開口部70cの長さ方向が、出力軸16が揺動する方向(図10に示すG方向)と一致するようにボディ11に固定されている。従って、エンドキャップ70は、外部から開口部46cと出力軸16との間を通過しての本体内部への水の浸入を、エンドキャップ46よりも効果的に防止する。
【0066】
以上詳述した本実施形態によれば、前記第1の実施形態における(1)〜(6)に記載した各効果と、以下に記載する効果とを得ることができる。
(1) 本実施形態では、開口部70cの形状を、出力軸16が揺動するときに通過する範囲の形状に合わせた形状とした。従って、開口部70cと出力軸16との隙間が出力軸16が揺動するために必要なだけの大きさとなるので、外部から開口部70cを通って内部に浸入する水がより確実に制限される。その結果、外部から浸入した水によってモータ12等に発生する支障をより確実に防止することができる。
【0067】
(第5実施形態)
次に、本発明を具体化した第5実施形態を図12及び図13に従って説明する。尚、本実施形態は、前記第1実施形態に水遮断板80を設けたことのみが第1実施形態と異なる。従って、第1実施形態と同じ構成については符号を同じにしてその説明を省略し、水遮断板80のみについて詳述する。
【0068】
図12に示すように、水遮断板80は例えば同一幅で延びる金属板からなり、モータ12と共にアクチュエータ10のボディ11に固定されている。水遮断板80は、モータ12側からエンドキャップ46まで延出され、その先端部81が出力軸16を挿通させた状態で開口部46cを外側から覆うように形成されている。図13に示すように、先端部81には、出力軸16を挿通させる挿通孔81aが設けられている。挿通孔81aは、出力軸16が特定平面上だけを揺動するときに通過する範囲に合わせた長孔に形成されている。このことにより、水遮断板80は、外部から開口部46c水がかかり難いようにしている。
【0069】
以上詳述した本実施形態によれば、前記第1の実施形態における(1)〜(6)に記載した各効果と、以下に記載する効果とを得ることができる。
(1) 本実施形態では、開口部46cから離れた位置で出力軸16を挿通孔81aに挿通させて開口部46cを覆う水遮断板80を設けた。従って、アクチュエータ10に下方から飛んできた水は水遮断板80によって遮断され、開口部46cへの到達が制限される。その結果、開口部46cから内部に浸入する水が制限されるので、外部から浸入した水によってモータ12に発生する支障をより一層確実に防止することができる。
【0070】
また、この水遮断板80を、例えばアクチュエータ10を近くにある高温源の熱から保護するために設ける熱遮断板によって兼用してもよい。この場合には、新たに部品を追加する必要がなくなる。
【0071】
以下、上記実施形態以外の実施形態を列挙する。
・ 上記実施形態で、出力軸16を延出させる向きに付勢する圧縮コイルばねを、ボディ11と環状部材29との間に設けてもよい。この場合、プレートカップ45の環状凹部45bを、基軸14側に開口するように形成すればよい。
【0072】
・ 上記実施の形態で、電動駆動手段は、送り機構を必要とする回転型モータに限らず、出力軸を直接リニア駆動するリニア型ステッピングモータであってもよい。
【0075】
以下、前述した各実施形態から把握される技術的思想をその効果とともに記載する。
・ 前記挿通孔は、前記出力軸が揺動するときに通過する範囲の形状に合わせた形状に形成されている。このような構成によれば、挿通孔と出力軸との間を通って開口部まで到達する流体が制限され、開口部と出力軸との間を通って本体内部に浸入する流体が制限される。
【0076】
・ 前記アクチュエータを、前記基軸をほぼ鉛直方向に配置するとともに前記出力軸を該基軸の下方に配置した姿勢で使用するアクチュエータの使用方法。このような構成によれば、アクチュエータに対し、主として下方から飛んでくる流体が本体内部に浸入しないようにすることができる。
【0077】
・ 前記本体部には、前記開口部から内部に浸入した水を、アクチュエータが設置されている姿勢で自然に外部に排出するための流体抜き孔(水抜き孔46d,70d)が設けられている。このような構成によれば、本体内部に浸入して溜まっている流体が、アクチュエータが外部から受ける振動によって跳ねて本体部内のより内部に浸入しないようにすることができる。
【0078】
【発明の効果】
各請求項に記載の発明によれば、往復直進動作可能な出力軸で被操作部材を直接に往復揺動動作させることができる。また、出力軸を延出する開口部を通っての本体ケース内部への流体の浸入を制限し、あるいは、開口部から本体ケース内部に浸入した流体のより内部側への浸入を制限し、本体ケース内部に流体による支障が起き難いようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1実施形態のアクチュエータを示す概略断面図。
【図2】 図1のA−A線要部概略断面図。
【図3】 (a)はエンドキャップを示す正面図、(b)は(a)のB−B線断面図。
【図4】 作動状態を示すアクチュエータの模式図。
【図5】 第2実施形態のアクチュエータを示す概略断面図。
【図6】 (a)はゴムカバーの正面図、(b)は(a)のC−C線断面図。
【図7】 (a)はゴムブーツの正面図、(b)は(a)のD−D線断面図。
【図8】 第3実施形態のアクチュエータを示す概略断面図。
【図9】 第4実施形態のアクチュエータを示す概略断面図。
【図10】 同じく概略正面図。
【図11】 (a)はエンドキャップの正面図、(b)は(a)のE−E線断面図。
【図12】 第5実施形態のアクチュエータを示す概略側面図。
【図13】 図12のF視図。
【符号の説明】
10…アクチュエータ、12…電動駆動手段としてのステッピングモータ、14…基軸、16…出力軸、45…流体浸入制限手段及び流体浸入制限部材としてのプレートカップ、46…本体ケースとしてのエンドキャップ、46c…開口部、50…流体浸入制限手段、流体遮断部材及び弾性部材としてのゴムカバー、50c…挿通孔、60…流体浸入制限手段、流体遮断部材及び弾性部材としてのゴムブーツ、60d…挿通孔、70c…開口部、80…流体浸入制限手段及び流体遮断部材としての水遮断板、81a…挿通孔。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an actuator, and more particularly to an actuator that can reciprocate an output shaft in a predetermined linear direction by driving means such as an electric motor.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an actuator that reciprocates an output shaft in the axial direction by, for example, rotating an electric motor, which is a drive source, forward and backward. This actuator, for example, drives a feed nut supported on its housing in forward and reverse rotation, and causes a feed screw screwed into the feed nut to reciprocate linearly. Then, the output shaft integrated with the feed screw is caused to reciprocate linearly, thereby causing the operated portion connected to the tip of the output shaft to reciprocate linearly.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, there is a case where it is desired to reciprocate an operated member that swings like a lever of a link mechanism using such an actuator. However, with an actuator that only moves the output shaft back and forth, the operated member such as a lever cannot be swung back and forth.
[0004]
Further, in an actuator that drives the output shaft to reciprocate linearly, fluid such as water may enter the main body case from between the output shaft and the opening extending from the opening provided in the main body case. If water intrudes into the main body case, there is a possibility that troubles such as rusting occur in the bearing of the output shaft, the rotor bearing of the electric motor, or the electric motor itself.
[0005]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and a first object of the present invention is to provide an actuator capable of reciprocatingly swinging a member to be operated by an output shaft capable of reciprocating linearly. It is to provide.
[0006]
A second object is to provide an actuator that can make it difficult for fluid to occur inside the main body case in addition to the first object.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is an electric drive means, a base shaft that is reciprocally driven by the electric drive means, and swings around the base end side with respect to the end portion of the base shaft. An output shaft connected to the front end of the main body case and extending to the outside from the opening that opens to the outer surface of the main body case;Provided integrally with the output shaft on the base shaft side with respect to the opening,Output shaftAnd openBetween the mouth and the fluid that has entered the main body case.By interfering with movementFluid entry restriction that restricts entry to the base shaft sideElementThe main point is that
[0008]
According to the first aspect of the present invention, the output shaft having the base end connected to the end of the base shaft that is driven to reciprocate linearly swings around the base end. Therefore, whether the operated member is linearly operated or the operated member is swingable, if the tip of the output shaft is pivotally connected to the operated member and the base shaft is reciprocated linearly, The operated member moves straight or swings through the shaft.
[0009]
Also,The fluid that has entered the interior through the gap between the output shaft and the opening is prevented from moving by the fluid intrusion restricting means, and is prevented from entering the base shaft.Accordingly, it is difficult for the fluid that has entered from the outside to reach the connecting portion of the base shaft and the output shaft, the support portion of the base shaft, and the electric drive means that are liable to be troubled by the fluid. As a result, it is possible to make it difficult for troubles caused by fluid entering from the outside to enter the connecting portion of the base shaft and the output shaft, the support portion of the base shaft, the electric drive means, and the like.
[0010]
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1,The fluid intrusion limiting member is formed in a size that covers the opening in the axial direction of the output shaft.This is the gist.
[0011]
According to the invention described in claim 2, in addition to the operation of the invention described in claim 1,The fluid that has entered the main body through the opening and the output shaft is more reliably restricted from entering the base shaft by the fluid intrusion restricting member.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in the invention of the second aspect, the output shaft side of the bearing that supports the base shaft on the output shaft side is smaller than the fluid intrusion limiting member on the outer peripheral side of the base shaft. The gist is that a peripheral wall having an outer diameter is formed.
According to the invention described in claim 3, in addition to the operation of the invention described in claim 2, in the unlikely event that the fluid that has passed through the side of the fluid ingress restricting member and has entered the base shaft side, Further, the penetration into the electric drive means side through the bearing is limited.
Claim4The invention described in claim 1Any one of Claim 3In the invention described in,PreviousIt is formed so as to cover the opening from the outside and has an insertion hole through which the output shaft is inserted, and by restricting the fluid from the outside to the opening, it passes between the output shaft and the opening. Fluid blocking member for restricting intrusion of fluid into the main body caseFurther equippedThis is the gist.
[0013]
Claim4According to the invention described in claim 1,Any one of Claim 3In addition to the operation of the invention described in (1), the fluid that has flown from the outside toward the opening is blocked by the fluid blocking member, and the intrusion into the main body case from between the opening and the output shaft is limited.
[0014]
Claim5The invention described in claim 14The fluid blocking member is formed so that the output shaft abuts on the inner peripheral surface of the insertion hole when the output shaft swings, and is elastically deformed by a force applied from the output shaft. The gist is that the elastic member allows the output shaft to swing.
[0015]
Claim5According to the invention described in claim4In addition to the operation of the invention described in (1), since the opening area of the insertion hole through which the output shaft is inserted can be made smaller than the range through which the output shaft passes when swinging, the fluid that has flown from the outside toward the opening However, it is more reliably blocked by the elastic member, and the arrival at the opening is more reliably limited.
[0016]
Claim6The invention described in claim 15The gist of the invention is that the elastic member is formed to seal between the insertion hole and the output shaft and to seal the opening.
[0017]
Claim6According to the invention described in claim5In addition, the elastic member prevents the fluid from reaching the opening side from the outside and prevents the body case from entering between the opening and the output shaft.
[0018]
Claim7The invention described in claim 1 to claim 16In the invention described in any one of the above, the gist is that the opening is formed in a shape that matches the shape of the range through which the output shaft passes.
[0019]
Claim7According to the invention described in claim 1 to claim 16In addition to the action of the invention described in any one of the above, the gap between the opening and the output shaft is as large as necessary for the output shaft to oscillate. Fluid is blocked by the peripheral portion of the opening, and entry from the opening to the inside is limited.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0021]
As shown in FIG. 1, the
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
The rotor composed of the
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
The
[0029]
The
[0030]
The
[0031]
The fixing
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
An annular plate-shaped
[0035]
On the other hand, an
[0036]
A
[0037]
Next, the operation of the actuator configured as described above will be described.
As shown in FIG. 4, the
[0038]
When a drive current is supplied to the
[0039]
On the contrary, when the drive current is supplied to the
[0040]
At this time, the
[0041]
By the way, when water is applied to the actuator 10 from below, the water that has entered from the
[0042]
Further, a
[0043]
According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1) In this embodiment, the
[0044]
At this time, since the
[0045]
(2) In addition, in the present embodiment, a plate provided with an
[0046]
(3) In addition, in the present embodiment, the
[0047]
(4) In addition, in the present embodiment, the outer diameter R1 of the
[0048]
(5) Further, in the present embodiment, the
[0049]
(6) In this embodiment, the water accumulated in the groove in the state where the
[0050]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment is different from the first embodiment only in that the
[0051]
As shown in FIG. 5, the
[0052]
The
[0053]
The
[0054]
Therefore, the
[0055]
According to the embodiment described above in detail, the effects described in (1) to (6) in the first embodiment and the effects described below can be obtained.
(1) In the present embodiment, the
[0056]
(2) In addition, in the present embodiment, the
[0057]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment differs from the first embodiment only in that the fluid boot restricting means, the fluid blocking member, and the
[0058]
As shown in FIG. 8, the
[0059]
The
[0060]
Further, in the
[0061]
Accordingly, the
According to the embodiment described above in detail, the effects described in (1) to (6) in the first embodiment and the effects described below can be obtained.
[0062]
(1) In the present embodiment, the
[0063]
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is different from the first embodiment only in that the
[0064]
As shown in FIGS. 11A and 11B, the
[0065]
As shown in FIGS. 9 and 10, the
[0066]
According to the embodiment described above in detail, the effects described in (1) to (6) in the first embodiment and the effects described below can be obtained.
(1) In the present embodiment, the shape of the
[0067]
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment is different from the first embodiment only in that a
[0068]
As shown in FIG. 12, the
[0069]
According to this embodiment described in detail above, the effects described in (1) to (6) in the first embodiment and the effects described below can be obtained.
(1) In this embodiment, the
[0070]
Further, the
[0071]
Hereinafter, embodiments other than the above-described embodiment will be listed.
In the above embodiment, a compression coil spring that urges the
[0072]
In the above embodiment, the electric drive means is not limited to a rotary motor that requires a feed mechanism, and may be a linear stepping motor that directly drives the output shaft linearly.
[0075]
Hereinafter, the technical idea grasped from each embodiment mentioned above is described with the effect.
・ PreviousThe insertion hole is formed in a shape that matches the shape of the range through which the output shaft passes when it swings.TheAccording to such a configuration, the fluid that reaches the opening through the insertion hole and the output shaft is restricted, and the fluid that enters between the opening and the output shaft and enters the inside of the main body is restricted. .
[0076]
・ SaidA method of using an actuator, wherein the actuator is used in a posture in which the base shaft is disposed in a substantially vertical direction and the output shaft is disposed below the base shaft. According to such a configuration, it is possible to prevent the fluid flying mainly from below from entering the inside of the main body with respect to the actuator.
[0077]
・ PreviousThe main body is provided with fluid drain holes (
[0078]
【The invention's effect】
eachClaimIn termsAccording to the described invention, the operated member can be directly reciprocated with the output shaft capable of reciprocating linearly. In addition, the intrusion of fluid into the main body case through the opening extending the output shaft is restricted, or the intrusion of the fluid that has entered the main body case from the opening into the inner side is restricted, and the main body is restricted. It is possible to prevent troubles due to fluids from occurring inside the case.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an actuator of a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
3A is a front view showing an end cap, and FIG. 3B is a sectional view taken along line BB in FIG. 3A.
FIG. 4 is a schematic diagram of an actuator showing an operating state.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an actuator of a second embodiment.
6A is a front view of a rubber cover, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
7A is a front view of a rubber boot, and FIG. 7B is a sectional view taken along line DD of FIG.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing an actuator according to a third embodiment.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing an actuator according to a fourth embodiment.
FIG. 10 is a schematic front view of the same.
11A is a front view of the end cap, and FIG. 11B is a sectional view taken along line EE of FIG.
FIG. 12 is a schematic side view showing the actuator of the fifth embodiment.
FIG. 13 is an F view of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記電動駆動手段(12)によって往復直進駆動される基軸(14)と、
前記基軸(14)の端部に対し、基端側を中心として揺動可能に連結され、その先端側が本体ケース(46)の外側面に開口する開口部(46c)から外部に延出された出力軸(16)とを備えるとともに、
前記開口部(46c)よりも前記基軸(14)側で前記出力軸(16)に一体に設けられ、該出力軸(16)と開口部(46c)との間を通って前記本体ケース(46)内に浸入した流体の移動を妨害することで前記基軸(14)側への浸入を制限する流体浸入制限部材(45)を備えているアクチュエータ。Electric drive means (12);
A base shaft (14) driven to reciprocate linearly by the electric drive means (12);
The base shaft (14) is connected to the end portion of the base shaft (14) so as to be swingable around the base end side. An output shaft (16),
Than said opening (46c) provided integrally with the output shaft (16) in said base shaft (14) side, the main body case through between said output shaft (16) to open the mouth portion and (46c) ( the base shaft (14) has a fluid ingress restricting member for restricting the entry of the side (4 5) actuator by interfering with the movement of the entering fluid into the 46).
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