JP5788428B2 - リニアアクチュエータ - Google Patents
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Description
リニアアクチュエータは、一対の被駆動部材の間に配置される。そして、リニアアクチュエータの直線運動機構部を移動(伸縮)させることにより、被駆動部材同士を近接させたり、離間させたりする。
しかし、上記リニアアクチュエータでは、ウォームギアを構成するウォームシャフトとウォームホイールを簡単に分離できない構造になっている。したがって、ウォームシャフトとウォームホイールの軸間距離を変更して噛み合いを調整することにより騒音を抑えることが困難である。このため、ウォームシャフトとウォームホイールの軸間距離を容易に変更できるリニアアクチュエータが要請されている。
しかし、リニアアクチュエータを直線運動機構部の長手軸周りに回転させることが困難な場合等もある。このため、直線運動機構部と回転モータの取付姿勢を任意に設定できるリニアアクチュエータが要請されている。
しかし、ウォームホイール等を収容する本体ケーシングは、リニアアクチュエータの長手方向に直交する方向において二分割される構造を採用しているため、本体ケーシングが高負荷に耐えられずに損傷してしまうという問題がある。
図1は、本発明の実施形態に係るリニアアクチュエータ1の外観斜視図であって、(a)はカバー類を取り付けた図であり、(b)はカバー類を取り外した図である。
図2は、リニアアクチュエータ1の三面図であって、(a)は上面図、(b)は側面図、(c)は後面図である。
図3は、リニアアクチュエータ1の断面図(図2(a)のA−A断面図)である。
モータ部5と本体部6は、後述する本体ケーシング取付部15とモータケーシング取付部34が密着した状態で連結される。モータ部5と本体部6を連結することにより、ウォームギア7(ウォームシャフト12、ウォームホイール31)が噛み合う。
X方向のうち、ナックルジョイント24側を+X方向、ナックルジョイント45側を−X方向と呼ぶ。Y方向のうち、図1の形態におけるウォームシャフト12側を+Y方向、回転モータ11側を−Y方向と呼ぶ。Z方向のうち、本体部6側を−Z方向、モータ部5側を+Z方向と呼ぶ。
回転モータ11は、DCモータであり、不図示の制御部からの指令により駆動される。
モータケーシング13の−Z方向の面には、その内部に収容したウォームシャフト12の側面(歯面)を露出させる矩形の開口(第一開口部)13hが形成される。この開口13hの周縁には、後述する本体ケーシング32に密着する取付面(第一取付面)14が設けられる。開口13hと取付面14により、本体ケーシング取付部15が形成される。
モータケーシング13の+Y方向の端面には、ウォームシャフト12の先端を突出させる円形の開口(不図示)が形成される。この開口から突出したウォームシャフト12の先端には、エンコーダ用円板16が取り付けられる。
本体ケーシング32の−X方向の端面には、ウォームホイール31や支持部40を挿入するための円形の開口(第三開口部)32kが形成される。
また、本体ケーシング32の+Y方向の端面には、エンコーダ用円板16とフォトセンサ35を覆うエンコーダカバー37が取り付けられる。
このため、ウォームホイール31が回転すると、ねじ軸21も一緒になって回転する。
このため、ねじ軸21が回転すると、ナット22がねじ軸21に沿ってX方向に移動する。
このため、ナット22がねじ軸21に沿ってX方向に移動すると、ロッド23も一緒になってX方向に移動する。
ナックルジョイント24は、X方向に延びる円柱形部材であり、アルミニウム等から形成される。ナックルジョイント24の+X方向側には、X方向に対して直交する方向に沿う貫通穴24hが設けられる。この貫通穴24hには、被駆動部材に設けられたピン軸(不図示)が挿通される。
これにより、ナックルジョイント24は、リニアアクチュエータ1と被駆動部材を貫通穴24h(ピン軸)を中心にして揺動可能に連結しつつ、被駆動部材に対してリニアアクチュエータ1の運動(伸縮)を伝達する。
ロッドカバー25の−X方向の端部は、本体ケーシング32の開口32jを囲うようにして、本体ケーシング32の+X方向の端部に固定される。
ロッドカバー25の三角筒形部分には、ロッド23のX方向の移動限界を検出する一対のリミットスイッチ27が収容される。リミットスイッチ27は、本体ケーシング32から+X方向に延びるように配置されたプレート28に固定される。一対のリミットスイッチ27は、不図示の制御部に配線接続される。
支持部40のうち、アンギュラ玉軸受41、ベアリングホルダ42及びロックナット43は、本体ケーシング32のうちの円筒形の部位に収容される。また、アンギュラ玉軸受41、ベアリングホルダ42及びロックナット43は、ねじ軸21の支持軸部21aの−X方向側に取り付けられる。
ベアリングホルダ42は、円筒形の部材であり、その内周面に一対のアンギュラ玉軸受41の外輪が嵌合する。また、ベアリングホルダ42の外周面が本体ケーシング32の開口32kの内周面に嵌合する。
ジョイント付蓋体44の円板形の部分は、本体ケーシング32の開口32kに配置されて、この開口32kを閉塞する。そして、ジョイント付蓋体44の+X方向の端面は、ベアリングホルダ42の−X方向の端面に当接して、ベアリングホルダ42を本体ケーシング32に対して固定する。
これにより、ナックルジョイント45は、リニアアクチュエータ1と被駆動部材を貫通穴45h(ピン軸)を中心にして揺動可能に連結しつつ、被駆動部材に対してリニアアクチュエータ1の運動を伝達する。
図4は、リニアアクチュエータ1の動作を示す図であって、(a)はロッド23を−X方向側に移動させた状態を示し、(b)はロッド23+X方向側に移動させた状態を示す。図4(a),(b)では、ロッドカバー25は不図示である。
また、ウォームギア7は、ウォームホイール31に回転力を与えたとしてもウォームシャフト12が回転しないセルフロック機能を有する。このため、回転モータ11の電源断時においても、リニアアクチュエータ1(直線運動機構部20)の伸縮状態を維持できる。
これにより、ねじ軸21に螺合するナット22がねじ軸21に沿ってX方向に移動する。また、ナット22に連結されるロッド23及びナックルジョイント24もX方向に移動する。
これにより、リニアアクチュエータ1のナックルジョイント24,45に連結された被駆動部材同士を、X方向において近接させたり、離間させたりすることができる。例えば、被駆動部材が昇降機の場合には、リニアアクチュエータ1により昇降台を上下方向(X方向)に移動させることができる。
図5は、リニアアクチュエータ1の一部分解斜視図である。
図6は、モータケーシング13の本体ケーシング取付部15を示す図である。
図7は、本体ケーシング32のモータケーシング取付部34を示す図である。
図8は、リニアアクチュエータ1において、モータ部5の取付姿勢を変更した状態を示す外観斜視図である。
図5に示す様に、モータ部5と本体部6は、分離可能である。モータ部5と本体部6を分離すると、ウォームギア7(ウォームシャフト12、ウォームホイール31)の噛み合いが解かれる。
このため、本体ケーシング32は、リニアアクチュエータ1に作用するX方向の力に対して、従来よりも高い強度を有する。したがって、回転モータ11を高出力・高負荷能力化したとしても本体ケーシング32に損傷が発生しづらいので、リニアアクチュエータ1の高出力・高負荷能力を実現できる。
Claims (7)
- 回転モータと、
前記回転モータに連結された駆動ギアと、
前記駆動ギアに噛み合う受動ギアと、
前記受動ギアに連結された直線運動機構部と、
前記駆動ギアを収容すると共に前記駆動ギアの一部または全部を露出させる第一開口部を有するモータケーシングと、
前記受動ギアを収容すると共に前記受動ギアの一部または全部を露出させる第二開口部を有する本体ケーシングと、
を備え、
前記第一開口部と前記第二開口部を対向させて前記モータケーシングと前記本体ケーシングを接続することにより前記駆動ギアと前記受動ギアを噛み合わせ、
前記モータケーシングは、前記本体ケーシングに対する複数の取り付け姿勢を有することを特徴とするリニアアクチュエータ。 - 前記モータケーシングは、前記駆動ギアを中心にして点対称に形成された第一取付面を有し、
前記本体ケーシングは、前記受動ギアを中心にして点対称に形成された第二取付面を有する
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。 - 回転モータと、
前記回転モータに連結された駆動ギアと、
前記駆動ギアに噛み合う受動ギアと、
前記受動ギアに連結された直線運動機構部と、
前記駆動ギアを収容すると共に前記駆動ギアの一部または全部を露出させる第一開口部を有するモータケーシングと、
前記受動ギアを収容すると共に前記受動ギアの一部または全部を露出させる第二開口部を有する本体ケーシングと、
を備え、
前記第一開口部と前記第二開口部を対向させて前記モータケーシングと前記本体ケーシングを接続することにより前記駆動ギアと前記受動ギアを噛み合わせ、
前記モータケーシングは、前記駆動ギアを中心にして点対称に形成された第一取付面を有し、
前記本体ケーシングは、前記受動ギアを中心にして点対称に形成された第二取付面を有する
ことを特徴とするリニアアクチュエータ。 - 前記直線運動機構部は、
前記受動ギアに連結されたねじ軸と、
前記ねじ軸に螺合するナットと、
前記ナットに連結されたロッドと、
を備え、
前記駆動ギアは、ウォームシャフトであり、
前記受動ギアは、前記ねじ軸に固定されたウォームホイールである
ことを特徴とする請求項1から3のうちいずれか一項に記載のリニアアクチュエータ。 - 前記ねじ軸において前記ウォームホイールよりも端部側に固定された軸受と、
前記軸受の外輪に嵌合すると共に前記ウォームホイールよりも大径のベアリングホルダと、
前記本体ケーシングにおいて前記ベアリングホルダを挿入するために形成された第三開口部を閉塞すると共に、前記ロッドの端部に設けられた継手と対になる継手が設けられた継手付蓋体と、
を備えることを特徴とする請求項4に記載のリニアアクチュエータ。 - 回転モータと、
前記回転モータに連結された駆動ギアと、
前記駆動ギアに噛み合う受動ギアと、
前記受動ギアに連結された直線運動機構部と、
前記駆動ギアを収容すると共に前記駆動ギアの一部または全部を露出させる第一開口部を有するモータケーシングと、
前記受動ギアを収容すると共に前記受動ギアの一部または全部を露出させる第二開口部を有する本体ケーシングと、
を備え、
前記第一開口部と前記第二開口部を対向させて前記モータケーシングと前記本体ケーシングを接続することにより前記駆動ギアと前記受動ギアを噛み合わせ、
前記直線運動機構部は、
前記受動ギアに連結されたねじ軸と、
前記ねじ軸に螺合するナットと、
前記ナットに連結されたロッドと、
を備え、
前記駆動ギアは、ウォームシャフトであり、
前記受動ギアは、前記ねじ軸に固定されたウォームホイールであり、
前記ねじ軸において前記ウォームホイールよりも端部側に固定された軸受と、
前記軸受の外輪に嵌合すると共に前記ウォームホイールよりも大径のベアリングホルダと、
前記本体ケーシングにおいて前記ベアリングホルダを挿入するために形成された第三開口部を閉塞すると共に、前記ロッドの端部に設けられた継手と対になる継手が設けられた継手付蓋体と、
を備えることを特徴とするリニアアクチュエータ。 - 前記継手付蓋体は、前記直線運動機構部の軸方向周りにおいて、前記本体ケーシングに対する複数の取り付け姿勢を有することを特徴とする請求項5又は6に記載のリニアアクチュエータ。
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