JP4192089B2 - リニア・ベルト・アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、単一硬質バーとして動作している場合に、牽引力および推力を伝達することができるリニア・アクチュエータに関する。

この機能を行うのに適している推力チェーンはすでに提案されている。このタイプの推力チェーンはすでに、例えば、参考文献ＦＲ−１ ２９７ ２８５号およびＦＲ−２ ０６１ ８８４号に開示されている。

従来から、これらのチェーンは、横方向に配置されているピンにより、相互に関節で接続している一連のリンクから構成されている。

各リンクは、それぞれ、関節ピンを収容するための２つの孔部を有する２つのほぼ平行なフランジを備える。各フランジは、問題のリンクが一部を形成するチェーンの一部が直線に沿って延びた場合に、隣接するリンクのフランジの後部および前部の横方向の能動面に接する前部の横方向の能動面および後部の横方向の能動面を形成している延長部を備えている。

このタイプの推力チェーンは、湾曲端部の領域において、ケーシング、リンクの関節ピンに平行な軸を有し、ケーシング内に装着されていて、チェーンが巻き付いている回転ピニオン、およびチェーンのリンクを回転ピニオンの周囲に沿って案内するためのアイドル・ローラを備えているデバイスにより駆動される。

このタイプの推力チェーンは、上方を含む任意の方向に満足できる方法で、牽引力および推力を伝達することができるが、基本的には非常に複雑な構成を有している。

さらに、これらの推力チェーンは、「重い」機械部品を作動させる目的にだけ適していて、小型の自動機構で方向転換を行うことができるように設計された類似のデバイスは現時点まで提案されていない。

ＦＲ−１ ２９７ ２８５号 ＦＲ−２ ０６１ ８８４号

本発明の目的は、駆動部材の上流においては２つの作動ベルトが独立していて、駆動部材の下流においては、２つの作動ベルトが一体になって、直線に沿って延びる部分を形成していて、リニア・アクチュエータが単一の硬質バーとして動作するような方法で、その各面上に歯を有していて、これらの面の第１の面上に駆動部材により係合する等間隔のスタッドを備えている２つの同一の作動ベルトを備えることを特徴とする上記タイプのリニア・アクチュエータを提案することによりこのギャップを埋めることである。

好適には、これらの作動ベルトは、柔軟な補強プラスチック材料からできていて、そのため１つの部材として成形することにより製造することができるという利点を有する簡単で安価な素子に対応することが好ましい。

本発明の好ましい特徴によれば、駆動部材は、２つの回転ピニオン、すなわち、駆動ピニオンと被駆動ピニオンを収容しているケーシングからなり、上記２つの回転ピニオンは相互に係合していて、作動ベルトの一方の面および他方の面上にそれぞれ装着されていて、その外面上に歯を備えている２つのエンドレス・キャタピラ・タイプのバンドをそれぞれ駆動する。上記歯は、これらベルトの第２の面上に位置している歯と協力し、その対向するスタッドが相互に係合するように、ベルトを相互に押しつけながらベルトを並進させるようにこれらの歯の間に適合する。

本発明によれば、駆動部材のケーシングは、また、作動ベルト用の案内面を含んでいて、この案内面は、エンドレス・キャタピラ・タイプのバンドの各スタッドが相互に係合するように、これらのベルトを相互に対向させるために、上記バンドの領域内で上記ベルトを曲げることができるように設計されている。

本発明の他の特徴によれば、作動ベルトのスタッドは、２つの側面と、それぞれが二重の曲率を有する前部の横方向の能動面および後部の横方向の能動面を備える。

作動ベルトの一方のスタッドの前部および後部の横方向の能動面は、２つの作動ベルトが一体になった場合に、他方の作動ベルトの２つの関連する隣接スタッドの各後部および前部の横方向の能動面に対してそれぞれ押しつけられる。

本発明によるリニア・アクチュエータの場合には、その機能を行うために必要不可欠なことは、一体になった場合に、２つの作動ベルトが形成する直線部分間に「隙間」ができてはならないことであり、それ故、作動ベルトの幾何学的形状が、スタッド間の空間の形状および寸法がスタッドのそれと同じでなければならないということである。

本発明のもう１つの特徴によれば、スタッドの前部および後部の横方向の能動面は、合口を形成する二重の肩部を備える。

これらの肩部は、２つの作動ベルトが一体になった場合に、隣接スタッド相互間の横方向のいかなるスライドも防止する。

本発明のもう１つの特徴によれば、スタッドの前部および後部の横方向の能動面は、ほぼ直線状の歯のついている縦方向の面により分離している。

ベルトの一方のスタッドの縦方向の面の歯は、２つの作動ベルトが一体になった場合に、これらの歯の間に適合しながら、上記スタッドに関連する２つのスタッドの間に位置する他方のベルトの第１の面上の部分の対応する歯と協力する。

その結果、この位置において、２つの作動ベルトの対向する第１の面はその全長にわたって密接に係合する。

本発明のもう１つの特徴によれば、２つの回転ピニオンは、エンドレス・キャタピラ・タイプのバンドを駆動するために、同じ直径の各アイドル補助ギヤに協力する直径が小さい方の歯がついている各延長部により同軸状態で延びる。

本発明によれば、駆動部材のケーシングは、また、都合のよいことに、回転ピニオンの軸にほぼ垂直な軸を有し、２つの一体になっている作動ベルトが形成するアクチュエータの直線部分の一方の面および他方の面上で、これらベルトのスタッドの側面に対して係合している少なくとも一組の位置決めローラを含む。

本発明のリニア・アクチュエータの特徴を、添付の図面を参照しながら以下にさらに詳細に説明する。

図１について説明すると、リニア・アクチュエータは、２つの同じ作動ベルト１、１’、および作動ベルトを両端に鏃がついている矢印Ａ、ＢおよびＢ’で示すように一方の方向または他方の方向に並進するために、作動ベルト１、１’を駆動する駆動部材３を備える。

図１の下の部分、すなわち、駆動部材３の上流においては、２つの作動ベルト１、１’は相互に独立しているが、図１の上の部分、すなわち、駆動部材３の下流においては、直線に沿って延びていて、リニア・アクチュエータが単一の硬質バーとして動作する部分を形成するように、２つのベルト１、１’は一体になっている。

図２、図２ａおよび図３について説明すると、作動ベルト１、１’は、その各面１０、１１および１０’、１１’上に以下にさらに詳細に説明するように、関連する歯の間にそれぞれ適合する同じ歯４、４’を備える。

作動ベルト１の第１の面１０、１０’は、また、歯がついている部分５、５’により分離している等間隔のスタッド２、２’を備える。

各スタッド２、２’は、２つの側面６、６’および二重の曲率を有する前部の横方向の能動面７、７’および後部の横方向の能動面８、８’を備える。

スタッド２、２’の前部および後部の横方向の能動面７、７’、８、８’は、ほぼ直線状の歯がついている縦方向の面２０、２０’により分離されている。

特に図３を見れば分かるように、作動ベルト１、１’は、スタッド２、２’間の空間の形状および寸法が、スタッドのそれと同じになるように設計されている幾何学的形状を有する。

図３について説明すると、スタッド２、２’の前部および後部の横方向の能動面７、７’、８、８’は、また、その機能については以下に説明する合口を形成している二重の肩部９を備える。

図４、図５および図６について説明すると、駆動部材３は、同じ直径および相互に係合する軸Ｘ−Ｘ’を有する２つの回転ピニオン１３、１３’を収容しているケーシング１２を備える。

図５について説明すると、これらのピニオン１３の１つは駆動ピニオンであり、ケーシング１２から突き出ている駆動軸１４によりモータ（図示せず）に接続している。一方、第２の回転ピニオン１３’は被駆動ピニオンである。

図４および図５について説明すると、駆動ピニオン１３、１３’は、歯１６、１６’を備えていて、小さい直径を有する各延長部１５、１５’により同軸状態で延びている。

図４について説明すると、歯がついている延長部１５、１５’は、それぞれ、同じ直径であり平行な軸を有する２つのアイドル補助ギヤ１７、１７’と協力する。

歯がついている延長部１５、１５’および補助ギヤ１７、１７’を備えている回転ピニオン１３、１３’も、２つのエンドレス・キャタピラ・タイプのバンド１８、１８’を回転する。上記バンドの内面は、この目的のために延長部１５、１５’および補助ギヤ１７、１７’の歯に対応する歯を備えている。

これら２つのエンドレス・バンド１８、１８’は、駆動ピニオン１３の回転方向により、一方の方向または他方の方向にベルトを案内し、並進させるために、その間に２つの作動ベルト１、１’をサンドイッチ状に挟む。

この目的のために、２つのキャタピラ・タイプのエンドレス・バンド１８、１８’の外面も、矢印Ａ、ＢおよびＢ’が示すように、ベルトを並進させるために、２つの作動ベルト１、１’の第２の面１１、１１’上に位置する歯４、４’と係合することができる歯２１、２１’を備える。

図１および図４について説明すると、駆動部材３のケーシング１２も、２つの作動ベルト１、１’用の案内面１９、１９’を含む。上記案内面１９、１９’は、エンドレス・キャタピラ・タイプのバンド１８、１８’の間でベルトを移送し、またはベルトを曲げることによりそこからベルトを分離するために、ベルトのスタッド２、２’の縦方向の面２０、２０’と協力する。

図１について説明すると、この移送中に、駆動ピニオン１３が時計方向に回転すると、２つの作動ベルト１、１’のスタッド２、２’は、ケーシングの一方の側面および他方の側面上のその側部縁部の領域内で別々にケーシング１２に入り、次に、２つのエンドレス・キャタピラ・タイプのバンド１８、１８’間に入る前に、ベルトが相互に対向するように、ベルトが曲がる案内面１９、１９’のその領域内で、案内面１９、１９’に沿ってその内部で並進するように案内される。

これらのバンドの領域内で、作動ベルト１、１’は、スタッド２、２’が相互に係合し、２つのベルト１、１’が直線に沿って延びる部分で一体になるように、相互に押しつけられる。

この目的のために、作動ベルト１、１’の中の一方のスタッド２、２’の、前部および後部の横方向の能動面７、７’、８、８’は、それぞれ、他の作動ベルト１’、１’の２つの関連する隣接スタッド２’、２の後部および前部の横方向の能動面８’、８、７’、７に押しつけられ、作動ベルト１、１’の中の一方のスタッド２、２’の縦方向の面２０、２０’の歯４、４’は、それぞれ、２つの作動ベルトが単一の硬質バーを形成するために完全に一体になるように、２つの関連する隣接スタッド２’、２を分離している他の作動ベルト１’、１の各部分５’、５の対応する歯と係合する。

この位置において、横方向の能動面７、７’；８、８’上に設けられている二重の合口肩部９は、隣接スタッド２、２’相互間の横方向のスライドを完全に防止する。

当然、駆動ピニオン１３が反時計方向に回転すると、２つの隣接ベルト１、１’のスタッド２、２’の変位は反対方向に起こる。すなわち、スタッドは一緒に適合しているケーシング１２内に入り、２つのキャタピラ・タイプのエンドレス・バンド１８、１８’のレベルで分離される。

さらに、図４および図６について説明すると、ケーシング１２も、２組の位置決めローラ２２を収容する。

これらの各組は、回転ピニオン１３、１３’の軸Ｘ−Ｘ’に垂直な軸Ｙ−Ｙ’の２つの位置決めローラ２２_１、２２_２の組合わせからなる。

これらの位置決めローラ２２_１、２２_２は、作動ベルト１、１’が一体になった場合にこれらのベルトを確実に正確に位置決めするために、スタッド２、２’の側面６、６’と係合する。

駆動部材のケーシングの上部を除去したリニア・アクチュエータの図面である。 ２つの作動ベルトを示す。 軸線ＩＩ−ＩＩで概略的に示す面で切断した図２の断面図である。 ２つの作動ベルトの詳細図である。 これら部材のケーシングの上部を除去した駆動部材の図面である。 作動ベルトが駆動部材内に位置している場合の、軸線Ｖ−Ｖで概略的に示す面に沿って切断した図４の断面図である。 作動ベルトが駆動部材内に位置している場合の、軸線ＶＩ−ＶＩで概略的に示す面に沿って切断した図４の断面図である。

Claims (7)

1. 牽引力および推力を伝達することができ、一方では、柔軟で必要な場合には補強したプラスチック材料からできていて、その一方の面上、すなわち内面（１０，１０’）上に、それぞれが２つの側面（６，６’）と、前部の横方向の能動面（７，７’）と、ほぼ直線状の縦方向の面（２０，２０’）により分離している後部の横方向の能動面（８，８’）とを備える、部分（５，５’）で分離している等間隔なスタッド（２，２’）を有する２つの同じ作動ベルト（１，１’）を備え、他方では、これら部材（３）の上流においては作動ベルトが独立していて、その下流においては前記２つの作動ベルト（１，１’）の各対向内面（１０，１０’）上に設けられている対向スタッド（２，２’）が相互に係合し、前記作動ベルト（１，１’）の一方のスタッド（２，２’）の前記前部および後部の横方向の能動面（７，７’；８，８’）が、それぞれ、直線に沿って延びていて、前記２つの作動ベルト（１，１’）が一体になる部分を形成している前記他方の作動ベルト（１’，１）の２つの関連する隣接スタッド（２’，２）の前記後部および前部の横方向の能動面（８’，８；７’，７）に押しつけられるような方法で前記ベルトを並進するために、前記作動ベルト（１，１’）の他方の面、すなわち外面（１１，１１’）上に位置する歯（４，４’）と協力する駆動部材（３）を備えるリニア・アクチュエータであって、
   これらのベルト（２，２’）が一体になった場合に、該ベルトが形成する直線部分が隙間を形成しないように、前記作動ベルト（１，１’）のスタッド（２，２’）間の空間の形状および寸法が前記スタッドのそれと同じであることと、
   前記スタッド（２，２’）およびこれらのスタッド（２，２’）の前記縦方向の面（２０，２０’）を分離している前記２つの作動ベルト（１，１’）の各内面（１０，１０’）の前記部分（５’，５）が歯（４，４’）を有し、前記ベルト（１，１’）の一方のスタッド（２，２’）の縦方向の面（２０，２０’）の歯（４，４’）が、前記リニア・アクチュエータが単一の硬質バーとして動作するように、前記２つの作動ベルト（１，１’）が一体になった場合に、これらの歯の間に適合しながら、そのスタッド（２，２’）に関連する前記２つのスタッド（２’，２）間に位置する他方のベルト（１’，１）の内面（１０’，１０）の部分（５’，５）の対応する歯（４’，４）と協力することを特徴とするリニア・アクチュエータ。
2. 一方では、前記２つの作動ベルト（１，１’）の各外面（１１，１１’）上に位置する歯（４，４’）、他方では、前記スタッド（２，２’）の各縦方向の面（２０，２０’）上およびこれらのスタッドを分離している前記２つの作動ベルト（１，１’）の各内面（１０，１０’）の一部（５，５’）上に位置する歯が同じ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。
3. 前記作動ベルト（１，１’）の前記スタッド（２，２’）の各前部の横方向の能動面（７，７’）および後部の横方向の能動面（８，８’）それぞれが、二重曲率を有することを特徴とする、請求項１および２の何れか１項に記載のリニア・アクチュエータ。
4. 前記スタッド（２，２’）の前記前部および後部の横方向の能動面（７，７’；８，８’）が、前記２つの作動ベルト（１，１’）が一体になった場合に互いに符合して前記隣接スタッド（２，２’）相互の横方向のスライドを完全に防止する二重の肩部（９）を備えていることを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載のリニア・アクチュエータ。
5. 前記駆動部材（３）が、２つの回転ピニオン、すなわち、駆動ピニオン（１３）と被駆動ピニオン（１３’）を収容しているケーシング（１２）からなり、前記２つの回転ピニオンが相互に係合していて、それぞれ前記作動ベルト（１，１’）の一方の面および他方の面上に装着されていて、その外面上に歯（２１，２１’）を備えている２つのエンドレス・キャタピラ・タイプのバンド（１８，１８’）をそれぞれ駆動し、前記歯が、これらのベルト（１，１’）の外面（１１，１１’）上に位置している歯（４，４’）と協力し、その対向するスタッド（２，２’）が相互に係合するように、前記ベルトを相互に押しつけながら前記ベルトを並進するように、これらの歯の間に適合していることを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載のリニア・アクチュエータ。
6. 前記２つの回転ピニオン（１３，１３’）が、前記エンドレス・キャタピラ・タイプのバンド（１８，１８’）を駆動するために、同じ直径の各アイドル補助ギヤ（１７，１７’）に協力する直径が小さい方の歯がついている各延長部（１５，１５’）により同軸状態で延びていることを特徴とする、請求項５に記載のリニア・アクチュエータ。
7. 前記駆動部材（３）のケーシング（１２）が、前記回転ピニオン（１３，１３’）の軸Ｘ−Ｘ’にほぼ垂直な軸Ｙ−Ｙ’を有し、前記２つの一体になっている作動ベルト（１，１’）が形成する前記アクチュエータの直線部分の一方の面および他方の面上で、これらベルト（１，１’）の前記スタッド（２，２’）の側面（６，６’）と係合している少なくとも一組の位置決めローラ（２２）を含むことを特徴とする、請求項５および６の何れか１項に記載のリニア・アクチュエータ。

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