JP5889034B2 - リニアアクチュエータ - Google Patents
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Description
(構造)
図1には、実施形態のリニアアクチュエータ100が示されている。図2(A)および(B)には、リニアアクチュエータ100を分解した状態が示されている。図3には、図1に示すリニアアクチュエータ100を軸方向で切断した側断面図が示されている。図1〜図3に示すリニアアクチュエータ100は、フロントハウジング101、エンドハウジング102、ステータ103、ステータ104、および出力軸150を備えている。出力軸150には、ボールネジを構成する螺旋溝150aが形成されている。出力軸150は、後述する仕組みで駆動され、フロントハウジング101に対して軸方向に移動する。出力軸150が軸方向に動くことで、リニアアクチュエータとしての機能が得られる。図1には、駆動コイル(ステータコイル)105と106、更に駆動コイル105および106を構成する巻線の端部が接続された4本の端子ピン107が示されている。端子ピン107に外部から駆動電流を供給するための配線が接続される。
図8に示す構造を組み立てるための手順の一例を説明する。まず、図5に示すように、リテーナ114をリテーナ分割片114a,114b,114cに分割した状態において、凹部120のそれぞれにボール121を保持させる。この際、グリスを塗布することで、グリスの粘性により凹部120にボール121を保持させる。次に、図5に示すように、リテーナ分割片114a,114b,114cを組み合わせることで、図4に示すリテーナ114を得、その軸方向の前後からスリーブ112,113を被せる。ここで、リテーナ114とスリーブ112,113は、接着剤で固定する。
端子ピン107を介して、駆動コイル105,106に極性が交互に変化する駆動電流を流す。すると、クローポール型のステッピングモータの原理により、駆動コイル105,106とロータマグネット115,116との間に周方向における反発力と吸引力が作用し、それが交互に切り替わることで、図7および図8に示すロータ130が回転する。この際、ボール121は凹部120に拘束され、且つ、出力軸150の螺旋溝150aに拘束されており、更にピン151の機能により、出力軸150は回転できないので、ネジの原理により出力軸150が軸方向に移動する。この出力軸150の移動の方向は、リテーナ114の回転の方向を反転させると、逆向きとなる。こうして、リテーナ114を回転させることによる出力軸150の直進動作が行われる。
半球形状の凹部120でボール121を保持するので、ロータ130の内径側にボール溝を形成することなくボールネジ構造を有したリニアアクチュエータが得られる。また、ロータ130に対するボール121の位置が凹部120によって決まるので、螺旋状に複数が並んで配置されたボール121の相対位置関係が安定したものとなり、ロータ130の回転およびロータ130の回転に従う出力軸150の直進移動が滑らかなものとなる。また、凹部112aと凹部113aとが対向した部分に形成される隙間を接着剤溜りとして機能させることで、確実な固着の状態が得られ、またスリーブ112,113の回り止め構造が得られる。
第1の実施形態では、分割された構造のリテーナを一体物とするために、リテーナの外側に円筒形状のスリーブを装着した構造としているが、スリーブを用いない構造も可能である。以下、スリーブを用いない構造の一例を説明する。図9(A)および(B)には、リテーナ200の分解斜視図が示されている。リテーナ200は、周方向に3分割した構造のリテーナ分割片210,220,230を組み合わせた構造を有している。
図5や図9には、リテーナを周方向に複数に分割する形態を示したが、軸方向に沿ってリテーナを複数に分割してもよい。この分割構造として、例えば、リテーナを軸方向に2分割した構造を挙げることができる。リテーナを軸方向に2分割する構造とした場合に、分割したリテーナ分割片を対称な形状とすることで、部品の種類の増加が抑えられ、成形コストや組み立てコストの点で有利となる。
Claims (4)
- 螺旋溝が形成された出力軸と、
前記出力軸を内側に納める円筒形状を有し、その内周面の前記螺旋溝に沿った位置に点状に配置された複数の凹部を備えたリテーナと、
前記リテーナに固定されたロータマグネットと、
前記複数の凹部のそれぞれに保持され、前記リテーナが回転すると前記凹部に保持された状態で前記出力軸の前記螺旋溝に沿って移動するボールと
を備えたリニアアクチュエータであって、
軸方向の前後から前記リテーナの外周に装着された筒形状を有する一対のスリーブを備え、
前記一対のスリーブの互いに向き合う端の縁の部分には、凹凸構造が設けられており、
前記リテーナの外周には、前記凹凸構造に嵌る突起部が設けられていることを特徴とするリニアアクチュエータ。 - 前記リテーナは複数に分割可能な構造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。
- 前記一対のスリーブそれぞれの端の縁の部分に設けられた前記凹凸構造同士は、凹部と凹部、凸部と凸部が対向した状態で前記リテーナに接着剤を用いて固定され、
前記凹部と凹部が対向した部分の隙間が前記接着剤の接着剤溜りとして機能することを特徴とする請求項1または2に記載のリニアアクチュエータ。 - 前記リテーナは、周方向に分割された第1のリテーナ片、第2のリテーナ片および第3のリテーナ片により構成され、
前記第1のリテーナ片と前記第2のリテーナ片とは同じ部材であり、
前記第3のリテーナ片には、前記一対のスリーブそれぞれにおける対向する凹凸構造に接触し、前記対向する凹凸構造同士の位置合わせ、および前記一対のスリーブの回転止めとして機能する前記突起部が設けられていることを特徴とする請求項3に記載のリニアアクチュエータ。
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