JP6692794B2

JP6692794B2 - リニア・アクチュエータ

Info

Publication number: JP6692794B2
Application number: JP2017503860A
Authority: JP
Inventors: セーレンセン、ルネ
Original assignee: リナックエー／エス
Priority date: 2014-07-29
Filing date: 2015-07-29
Publication date: 2020-05-13
Anticipated expiration: 2035-07-29
Also published as: US10432062B2; WO2016015731A2; EP3453918A1; EP3453919A1; EP3175145B1; TR201819469T4; CN106536984A; EP3175145A2; HUE041505T2; US20170222516A1; PL3175145T3; DK3175145T3; JP2017529817A; WO2016015731A3

Description

本発明は、リニア・アクチュエータに関し、このリニア・アクチュエータは、電動モータと、トランスミッションと、上記トランスミッションに関連するスピンドルと、上記スピンドル上のスピンドル・ナットと、後端において上記スピンドル・ナットに連結される筒状調節要素と、上記筒状調節要素のためのガイド・チューブとを含み、上記ガイド・チューブは後端において当該アクチュエータのシャーシに固定的にねじ込まれている。

おそらくもっとも一般的はタイプのリニア・アクチュエータは、筒状調節要素の前端における前部取付け部と、当該アクチュエータの取り付け用ハウジングの後端における後部取付け部とを含む。荷重からの力は、上記筒状調節要素、スピンドル・ナットおよびスピンドルを介して後部および前部取付け部間に圧縮または引っ張り力として伝わる。圧縮がかかると、上記筒状調節要素および上記スピンドルは反りの影響を受ける。特に、潜在的な「ブレーク点」が存在し、そこにおいては上記筒状調節要素が上記スピンドル・ナットを介して上記スピンドルに連結されている。上記筒状調節要素は２つの場所でガイドされる。すなわち、上記ガイド・チューブ内で上記スピンドル・ナットをガイドし、かつ上記ガイド・チューブの上記前端でガイドすることにより、上記筒状調整要素はガイドされる。上記スピンドル・ナットを上記ガイド・チューブ内でガイドすることにより、上記筒状調節要素の内部で自由に外方へ突出する上記スピンドルが同時にガイドされる。このような反りや座屈傾向のために、横力が上記ガイド・チューブに伝わり、さらには当該アクチュエータの所与の構造物との結合により生じる横力もまた上記ガイド・チューブに伝わる可能性がある。我慢強いリフターにより、ある環境にあるスタッフは、たとえば、当該アクチュエータの上記ガイド・チューブを握持することによりこれらの横力を除去するであろうことが普通に知られている。あらゆる考慮事項は、上記ガイド・チューブがその後端において当該アクチュエータに良好にかつ強固に組み込まれるべきということになる。

ＬＩＮＡＫＡ／Ｓに対するＥＰ０５３１２４７Ａ１は、リニア・アクチュエータを開示し、これにおいては底部におけるハウジングがガイド・チューブの最後部を受容するための統合された筒状部を有する。ＬＩＮＡＫＡ／Ｓに対するＥＰ０６６２５７３Ｂ１の図３は、Ｌ型ハウジングをもつリニア・アクチュエータを示し、これにおいては、ガイド・チューブのほぼ全体がハウジングに組み込まれている。ＬＩＮＡＫＡ／Ｓに対するＷＯ２００６／０８９５５４Ａ１は、いくつかの基本的な構造を示すが、これにおいては、ガイド・チューブはハウジングの前部から突出している。これらはしかしながら、ハウジングが大きくかつ複雑なために、比較的高価な構造である。ＬＩＮＡＫＡ／Ｓに対するＷＯ２００９／０８６８３４Ａ１が開示するリニア・アクチュエータは、ガイド・チューブはハウジングから自由に突出しており、最後部の小さな部分だけがハウジングの「穴」に嵌め込まれている。同様の構造がＤｅｗｅｒｔＡｎｔｒｉｅｂｓｕｎｄＳｙｓｔｅｍｔｅｃｈｋｉｋＧｍｂＨ＆ＣｏＫＧに対するＤＥ２９２００４００２２５４Ｕ１から公知である。これらの３つのタイプの構造においては、横力がハウジングに伝達され、当該ハウジングは上記横力を吸収するように形成する必要があり、かつ、そのような理由のために比較的高価となる。ＬＩＮＡＫＡ／Ｓに対するＷＯ０２／２９２８４Ａ１は、ハウジングは単に「パッケージ」として機能する一方、運搬シャーシを含むという意味において幾分異なるタイプのリニア・アクチュエータを開示する。このガイド・チューブは、後端において上記運搬シャーシに固定されている。同様の構造が、ＬＩＮＡＫＡ／Ｓに対するＷＯ２０１１／０５７６３２Ａ１から公知であり、これにおいては、ガイド・チューブはネジ用溝をもって形成されており、かつ運搬シャーシのベースにねじ込まれている。ＬＩＮＡＫＡ／Ｓに対するＷＯ２００５／０７９１３４Ａ２から、より強力なバージョンのリニア・アクチュエータが公知であり、これにおいては、ガイド・チューブは、その後端においてハウジングにねじ込まれており、さらに、当該ガイド・チューブの一定距離部が１対の爪によって保持されている。この解決法はやはり、もう少し複雑で高価である。

欧州特許公開ＥＰ０５３１２４７Ａ１欧州特許ＥＰ０６６２５７３Ｂ１国際公開ＷＯ２００６／０８９５５４Ａ１国際公開ＷＯ２００９／０８６８３４Ａ１ドイツ実用新案ＤＥ２９２００４００２２５４Ｕ１国際公開ＷＯ０２／２９２８４Ａ１国際公開ＷＯ２０１１／０５７６３２Ａ１国際公開ＷＯ２００５／０７９１３４Ａ２

本発明の目的は、強固で安定したガイド・チューブの固定の達成を含む、製造および組み立てにより都合の良いリニア・アクチュエータを提供することである。さらには、シャーシへの電動モータの改良された取付けおよび固定を達成することである。

本発明の目的は、請求項１に記載されたようなアクチュエータを形成することによって達成される。すなわち、ガイド・チューブの後端には当該ガイド・チューブに固定される取り付けブッシングが設けられ、上記ブッシングはその側部において上記アクチュエータのシャーシに固定される。

１つの実施例において、上記固定は上記取り付けブッシングの外側から上記ガイド・チューブに向かう複数の凹入部によって行われる。これらの凹入部は、上記ガイド・チューブにおけるネジ用溝と対向して設けられ、その結果、変形が上記ネジ用溝内で吸収され、上記ガイド・チューブの中空部のその余の空間に突出することはない。そのため、上記凹入部が上記スピンドル・ナットおよび上記筒状調節要素の動きを阻害することはない。上記ガイド・チューブの外径と上記取り付けブッシングの内径は、上記ガイド・チューブが上記取り付けブッシング内にぴったりとはまり込むように相互に適合させられ、これにより、上記取り付けブッシングと上記ガイド・チューブとの間の良好な安定性が達成される。１つの実施例において、上記取り付けブッシングの後端は、雌ネジを有するネジ穴を含むとともに半径方向に延びるフランジをもつように形成される。このことは、製造工学の見地から製造容易であることから、簡易な取り付けに貢献する。１つの実施例において、ガイド・チューブをもつ上記取り付けブッシングは、上記リニア・アクチュエータの上記シャーシ７の反対側の上記後部取り付け部に固定され、このとき、ネジが、上記後部取り付け部から上記シャーシを通って上記取り付けブッシング１５におけるネジ穴まで通され、これにより上記後部取り付け部および上記取り付けブッシングは上記シャーシを挟んで強固に連結される。その結果、上記ガイド・チューブと上記後部取り付け部との双方の取り付けが簡易となり、強固で安定した取り付けを確実に行える。特に都合のよい実施例において、上記取り付けブッシングは鋼製、上記ガイド・チューブはアルミニウムのような軽金属製であり、このことは、上記取り付けブッシングおよび上記ガイド・チューブとの組み立て体の製造容易なデザインを広げる。一例として、上記ガイド・チューブは標準長さのチューブから切り出すことができ、一方、上記取り付けブッシングは単純な曲げ、プレス、および深絞り成型法によって作製することができる。

１つの実施例において、上記シャーシは少なくとも１つのロック穴を含み、上記電動モータの上記前端は、上記ロック穴に係合するために設けられた少なくとも１つのフラップを含み、これによって上記電動モータを上記シャーシに固定することができる。

第２の実施例において、上記シャーシは少なくとも１つの凹部を含み、上記電動モータの上記前端は上記凹部に係合するために設けられた少なくとも１つの突出部を含む。上記凹部の縁部は、上記取り付け面と比較して若干持ち上げることができ、たとえば楔のように形成することができる。上記突出部が上記取り付け面の上記凹部に係合させられるとき、組み立て作業者は、上記凹部の上記持ち上げられた縁部のために、上記突出部が上記縁部を通過する時点を聴覚または触覚により知りうる。このようにして、上記突出部および上記凹部はスナップ・ロックとして機能する。上記突出部が上記凹部の上記縁部を通過したとき、当該突出部は上記凹部に係合する。この実施例は、上記シャーシにおける上記電動モータの改良された取り付けおよび固定を確実にする。

上記シャーシにおける上記電動モータの固定の後、これらはネジのような固着手段で相互に固定することができる。

本発明にしたがうリニア・アクチュエータは、添付図面を参照して以下により詳細に説明される。

リニア・アクチュエータを示す。図１のリニア・アクチュエータをハウジングを除いて示す図である。図２のリニア・アクチュエータをガイド・チューブとシャーシをさらに除いて示す図である。図３のリニア・アクチュエータを外側から見た図であり、ガイド・チューブにおける前部取り付け部およびブッシングが示されている。取り付けブッシングをもつガイド・チューブの最後部の斜視図である。取り付けブッシングをもつガイド・チューブを前方から直接見た図である。図５のガイド・チューブおよび取り付けブッシングの縦断面図である。リニア・アクチュエータの分解図である。電動モータおよびシャーシを示す分解斜視図である。電動モータおよびシャーシを示す、異なる方向からの分解斜視図である電動モータおよびシャーシを組み立てた状態の斜視図である。第２実施例に係る電動モータおよびシャーシの分解斜視図である。第２実施例に係る電動モータおよびシャーシの異なる方向から示す斜視図である。

図面に概要を示したリニア・アクチュエータは、第１部分１ａと第２部分１ｂとを有するハウジング１を含む。上記リニア・アクチュエータはさらに、ガイド・チューブ２と、この内部で案内される筒状調節要素３とを含む。上記アクチュエータを取り付けるために、上記ハウジング１には後部取付け部４が設けられ、上記筒状調節要素３の前端には前部取付け部５が設けられている。上記後部取付け部と上記前部取付け部の双方は同様な「目」すなわちボルト、リベット、軸ピンまたはこれに類するもののための貫通孔４ａ，５ａを有し、これによって上記リニア・アクチュエータを固定することができる。上記リニア・アクチュエータはしたがって、上記後部取り付け部４および上記前部取付け部５の「目」を通る中心軸周りに回転することができ、その結果、上記リニア・アクチュエータは、これが固定される構造物における２つの要素の位置に自動的に適応し、力は上記筒状調節要素３の長手方向における軸方向に、常に理想的に伝わる。図２から分かるように、上記リニア・アクチュエータはさらに、典型的には可逆回転電動モータである電動モータ６を含み、これは低電圧または本線電圧用のＤＣまたはＡＣモータのいずれであってもよい。上記電動モータ６の前端には、ハウジングの形態のシャーシ７が取り付けられ、このシャーシは上記電動モータ６とともに上記リニア・アクチュエータの主な構成要素となっている。上記後部取付け部４は上記シャーシ７の後端に取り付けられ、一方、後端をもつガイド・チューブ２は上記シャーシ７の前端に取り付けられている。上記電動モータ６に関しては、上記リニア・アクチュエータを電源および可能な電気制御器に接続するためのプラグ９をもつプリント回路基板８が設けられている。

上記リニア・アクチュエータは、さらにスピンドル１０を含んでいてその最後部にベアリング１１が設けられ、これにより上記スピンドルは上記シャーシ７に嵌め込まれるとともに取り付けられる。上記スピンドル１０は、ここではウォーム・ギヤであるトランスミッション１２を介して上記電動モータ６によって駆動される。これにおいて、上記電動モータ６のシャフトの延長部は上記スピンドル１０に取り付けられたウォーム・ホイール１２ｂに噛み合うウォーム１２ａとして形成されている。

上記スピンドル１０は雄ネジを有し、雌ネジを有して回転不能に固定されているスピドル・ナット１３が当該スピンドル１０の上記雄ネジに螺合している。上記スピンドル・ナット１３の最後部にはフィン１３ａが設けられており、このフィンは上記ガイド・チューブ２において内部で走る軌道溝に向けて軸方向に延び、これにより上記スピンドル・ナット１３を回転不能に固定するとともに、上記スピンドル・ナット１３を上記ガイド・チューブ２内で案内する。

上記スピンドル・ナット１３の最前部には、最後端に対応する雌ネジが設けられた上記筒状起動要素３を取り付けるための雄ネジが設けられており、その結果、上記起動要素を上記スピンドル・ナット１３にねじ込むことができる。上記ガイド・チューブ２の上記前端には上記筒状調節要素３のためのガイドとしてのガイド・ブッシング１４が設けられている。上記ガイド・ブッシング１４には、上記当該ガイド・ブッシング１４と上記筒状調節要素３との間への塵や湿気の進入を防止するためのシールを設けることができる。このシールは、Ｏリング、リップ・シールまたはこれに類するものとすることができる。

上記ガイド・チューブ２を上記シャーシ７の前端に取り付けるために、上記筒状取り付けブッシング１５が上記ガイド・チューブの後端に固定される。上記ガイド・チューブの外径と上記取り付けブッシングの内径は、上記ガイド・チューブが上記取り付けブッシング１５内にぴったりとはまり込むように相互に適合させられ、その結果、上記ガイド・チューブ２に対する考え得る横力は上記取り付けブッシング１５に伝達される。上記ガイド・チューブ２を軸方向に保持するために、上記取り付けブッシング１５の外側から上記ガイド・チューブ２に食い込む複数の凹入部１６が形成される。これらの凹入部１６は、上記ガイド・チューブ２における上記ネジ用溝１７と対向して設けられ、その結果、変形が上記ネジ用溝１７内で吸収され、上記ガイド・チューブの中空部のその余の空間に突出することはない。そのため、上記凹入部が上記スピンドル・ナットおよび上記筒状調節要素３の動きを阻害することはないし、ともかくも影響することもない。

上記取り付けブッシング１５の後端は、雌ネジを有するネジ穴１９を含むとともに半径方向に延びるフランジ１８をもつように形成される。取り付けられた上記筒状調節要素３をもつ上記取り付けブッシング１５は、上記シャーシ７の反対側の上記後部取り付け部４に固定され、このとき、ネジ２０が、上記後部取り付け部４から上記シャーシ７を通って上記ガイド・チューブ２のための上記取り付けブッシング１５における上記ネジ穴１９まで通される。これにより、上記後部取り付け部４と上記取り付けブッシング１５とが上記シャーシ７を挟んでしっかりと結合される。上記フランジ１８と上記取り付けブッシング１５の後部との間の安定性を高めるために、深絞りで膨出させた傾斜支持部２１を設けることができる。

図９−１１は、上記電動モータ６がどのようにして上記シャーシ７に取り付けられるかを示す。そのため、上記シャーシ７は、２つの貫通穴２３，２４をもつ取り付け面２２と、固定穴２５とを含む。上記電動モータ６の前端は、雌ネジをもつ２つのネジ穴２７，２８およびフラップ２９を有する。図示の実施例では上記フラップ２９はヒンジ形態をしている。上記フラップ２９は、上記シャーシ７の上記取り付け面２２におけるロック穴２５の側部に係合するために設けられている。上記電動モータ６を上記シャーシ７に取り付けるために、上記電動モータ６のウォーム１２ａが上記シャーシ７の軸穴３０に導入される。同時に、上記ヒンジ形態のフラップ２９が上記取り付け面２２における上記ロック穴２５内に導入される。次に、上記フラップ２９が上記ロック穴２５の側部に係合するように上記電動モータ６を回転させる。このようにして、上記取り付け面２２における上記穴２３，２４が上記ネジ穴２３，２４と整列するように、上記電動モータ６が上記シャーシに固定される。続いて、ネジ３１，３２の形態をした固定手段が上記穴２３，２４を通って導入されるとともに上記電動モータの上記フランジ２６におけるネジ穴２７，２８の雌ネジに螺合させられ、これにより上記電動モータ６が上記シャーシ７に固定される。

図１２および１３は、上記電動モータ６の上記フランジ２６がさらに、カラー、ピンまたはこれに類するものの形態の突出部３４を含む実施例を示す。上記シャーシ７の上記取り付け面２２は、上記フランジの上記突出部３４に係合するために設けられた、対応する凹部３５を有する。上記凹部３５は円形とすること、または溝として形成することができる。上記凹部の縁部は、有利には上記取り付け面と比較して若干持ち上げることができ、たとえば楔のように形成することができる。

この実施例において、上記電動モータ６は上述の手法で取り付けられる。上記電動モータ６が回転させられると、上記フラップ２９はここでも上記ロック穴２５の側部に係合させられる。さらに、上記フランジ２６の上記突出部３４が上記取り付け面２２の上記凹部３５に係合させられる。上記凹部３５の持ち上げられた縁部のために、組み立て作業者は、上記突出部３４が上記凹部３５の上記縁部を通過する時点を聴覚または触覚により知りうる。このようにして、上記突出部３４および上記凹部３５はスナップ・ロックとして機能する。続いて、上記突出部３４が上記凹部３５に進入して係合し、こうして、ネジ３１，３２による相互固定に先だって、上記電動モータ６の上記シャーシ７へのより簡易な取り付けおよび改良された固定への貢献がなされる。

図９−１３から、上記電動モータ６は、当該電動モータ６からの振動を減衰するためのゴムリングの形態のガスケット３３を含むことがわかる。

Claims

ハウジング（１）と、電動モータ（６）と、トランスミッション（１２）と、上記トランスミッション（１２）を介して上記電動モータ（６）に接続されたスピンドル（１０）と、上記スピンドル（１０）におけるスピンドル・ナット（１３）と、後端が上記スピンドル・ナット（１３）に連結された筒状調節要素（３）と、上記筒状調節要素（３）のためのガイド・チューブ（２）と、上記ガイド・チューブ（２）が取り付けブッシング（１５）を介して固定されたシャーシ（７）と、を含み、上記ガイド・チューブ（２）の後端が上記取り付けブッシング（１５）に固定された、リニア・アクチュエータであって、
上記ガイド・チューブ（２）を保持するために、上記取り付けブッシング（１５）の外側から上記ガイド・チューブ（２）に食い込む凹入部（１６）が設けられおり、上記凹入部（１６）は上記取り付けブッシング（１５）の内側に形成された溝（１７）に突入するようにしたことを特徴とする、リニア・アクチュエータ。
上記ガイド・チューブ（２）の外径と上記取り付けブッシング（１５）の内径とは、上記ガイド・チューブ（２）が上記取り付けブッシング（１５）にぴったりと強制嵌合するように適合させられてい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。
上記取り付けブッシング（１５）の後端は、雌ネジをもつネジ穴（１９）を含む、半径方向に延びるフランジ（１８）を有して形成されてい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。
ガイド・チューブ（２）をもつ上記取り付けブッシング（１５）は、上記シャーシ（７）と反対側の後部取付け部（４）に固定され、上記後部取り付け部（４）から上記シャーシ（７）を通って上記取り付けブッシング（１５）におけるネジ穴（１９）までネジ（２０）が通されており、これによって上記後部取り付け部（４）と上記取り付けブッシング（１５）とが上記シャーシ（７）を挟んで連結され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。
上記取り付けブッシング（１５）は鋼製であり、上記ガイド・チューブ（２）はアルミニウムのような軽金属製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。
上記シャーシは少なくとも１つのロック穴（２５）を含み、かつ、上記電動モータの前端は上記ロック穴（２５）との係合用に設けられた少なくとも１つのフラップ（２９）を含み、これによって上記電動モータ（６）を上記シャーシ（７）に固定することができ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。
上記シャーシ（７）は少なくとも１つの凹部（３５）を含み、上記電動モータ（６）の前端は上記凹部との係合用に設けられた少なくとも１つの突出部（３４）を含むことを特徴とする、請求項６に記載のリニア・アクチュエータ。
上記シャーシ（７）は、少なくとも１つの貫通穴（２３，２４）を含み、上記電動モータ（６）の上記前端は固定手段（３１，３２）との係合用に設けられた少なくとも１つの穴を含み、上記固定手段（３１，３２）は上記貫通穴（２３，２４）に導入され、これによって上記電動モータ（６）が上記シャーシ（７）に固定され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。