JPH0746789A - リニアアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 簡単な構造で且つフレキシビリティに富むア
クチュエータとし、設置場所を選ばずあらゆる装置に利
用できるリニアアクチュエータを提供する。 【構成】 回転駆動モータ１と、このモータ１の回転駆
動軸８と連動連結される巻取り軸５と、この巻取り軸５
に一端が固着されるフレキシブルテープ状シート体４
と、を有し、上記テープ状シート体４は長手方向と直行
する方向に湾曲した形状とされると共に、バネ弾性を有
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気エネルギーを機械
駆動に換えて種々の動作を行なわせるアクチュエータに
関し、特に直線運動を利用するリニアアクチュエータに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のアクチュエータは、ラッ
クとピニオンの組み合せにより回転駆動モータでピニオ
ンを回転させ、ラック側を直線運動させる機構、あるい
はリニアモータを用いて直接直線運動させる機構があっ
た。いずれの方式においても、その構造上、直線運動さ
せる部材として棒状の剛体を用いる必要があった。これ
により、設置可能な場所が限定されるので応用範囲が限
られ、広範囲での普及の妨げとなっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な点に鑑みてなされたものであり、簡単な構造で且つフ
レキシビリティに富むアクチュエータとし、設置場所を
選ばずあらゆる装置に利用できるリニアアクチュエータ
を提供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、回転駆動モー
タと、このモータの回転駆動軸と連動連結される巻取り
軸と、この巻取り軸に一端が固着されるフレキシブルテ
ープ状シート体と、を有し、上記テープ状シート体は長
手方向と直行する方向に湾曲した形状とされると共に、
バネ弾性を有している構成とされている。

【０００５】

【作用】上記モータの駆動により、上記巻取り軸には上
記シート体が巻取りあるいは繰り出し操作が行なわれ
る。その繰り出し操作により繰り出された際のシート体
は自身の弾性により長手方向に直行する方向に湾曲し、
棒状の剛体となる。また、巻取り操作により巻き取られ
た際のシート体は巻取り軸により押し広げられて平坦な
状態でコンパクトに巻回収容されることになる。

【０００６】

【実施例】（第１実施例）本発明に係る第一の実施例を
第１図および第２図に示す。第１図はリニアアクチュエ
ータの外観斜視図であり、第２図は同分解斜視図であ
る。

【０００７】図中１は回転駆動モーターであり、このモ
ータ１はケーシング２に固着されている。該ケーシング
２の一部にはスリット３が開口されており、このスリッ
ト３には長尺のシート体４が通挿されている。さらにこ
のケーシング２には取付用のビス孔Ｂが形成されてい
る。上記シート体４は、第２図に示す様にケーシング２
内の巻取り軸５にその一端が固着され、上記スリット３
を通って外部に他端が延出されており、このシート体４
は長さ方向と直行する方向にカーブを描く形状、所謂湾
曲形状とされている。更にこのシート体４はバネ弾性を
有し、上記巻取り軸５に巻とられた状態においては長さ
方向の湾曲となり、長さ方向と直行する方向に対しては
直線状となる。 更に上記巻取り軸５には軸孔６と係合
溝７が形成され、この軸孔６と係合溝７にはそれぞれ前
記モータ１の回転駆動軸８と係合ピン９がはめ込まれ、
モータ１と連結されている。

【０００８】上記シート体４は長手方向と直行する方向
に湾曲した形状とされると共に、バネ弾性を有している
ことから、該シート体４の形状はケーシング２内に収納
されている部分は、長手方向と直行する方向に対して直
線状となる平坦な形状で巻取り軸５に巻回され、スリッ
ト３から導出した部分は、自己のバネ弾性により、長手
方向と直行する方向に湾曲した形状となる。この形状に
よりシート体４はパイプの壁部と同様の形状となり、強
固な剛性を有することになる。

【０００９】（第２実施例）第３図は本発明に係る第２
の実施例を示す分解斜視図であり、前記第１の実施例と
の同様の箇所には同等の符号を付し、その説明は省略す
る。この実施例では円筒形状のケーシング２０を有し、
このケーシング２０とモータ１とは別体とされ、該モー
タ１に対してケーシング２０は回転自在とされている。
このケーシング２０の外縁部には歯車部１０が形成され
ており、この歯車部１０は第２モータ１１の駆動歯車１
２と歯合連結されている。

【００１０】上記第２モータ１１の駆動によりケーシン
グ２０は、前記モータ１の駆動軸を中心に回動する。す
なわちこのケーシング２０のスリット３が移動し、任意
の位置からシート体４が外部に導出されることになる。

【００１１】（第３実施例）次に、本発明に係る第３の
実施例を第４図及び第５図に基づいて説明する。第４図
は側部断面図であり、第５図は第４図のＡーＡ断面図で
ある。

【００１２】図中１０１はクラッチ内蔵の回転駆動モー
ターであり、このモータ１０１はケーシング１０２にビ
ス１１０によりビス止めされている。該ケーシング１０
２は、矩形の箱状とされ、ケーシング本体部１０２ａ
と、該ケーシング本体部１０２ａに嵌合結合されるケー
シング蓋部１０２ｂとで構成されており、このケーシン
グ本体１０２ａの一部にはスリット１０３が開口され、
このスリット１０３には長尺のシート体１０４が通挿さ
れている。

【００１３】上記シート体１０４は、第５図に示す様に
ケーシング１０２内の巻取り軸１０５にその一端が固着
され、上記スリット１０３を通して外部に他端が延出さ
れている。上記巻取り軸１０５は、内部に空間を有する
筒形状とされ、その両側に２枚のフランジ１０５ａを有
し、上記シート体１０４は該フランジ１０５ａ間に巻回
収容されている。更に、上記巻取り軸１０５は、該巻取
り軸１０５の内側に配置される固定軸１０２ｃと、ゼン
マイバネ１２０を介して連結されており、その固定軸１
０２ｃは前記ケーシング蓋部１０２ｂと一体に形成され
ている。

【００１４】上記シート体１０４は長さ方向と直行する
方向にカーブを描く形状、所謂湾曲形状とされている。
更にこのシート体１０４はバネ弾性を有し、上記巻取り
軸１０５に巻とられた状態においては長さ方向の湾曲と
なり、長さ方向と直行する方向に対しては直線状とな
る。更に上記巻取り軸１０５のフランジ１０５ａの一方
の側壁には２個の係合ピン孔１０７が形成され、この係
合ピン孔１０７には、駆動円盤１２１に形成されている
係合ピン１０８に係合されており、この駆動円盤は前記
モータ１０１と連結されている。

【００１５】上記モータ１０１を駆動すると、駆動円盤
１２１を介して巻取り軸１０５が回転し、シート体１０
４はスリット１０３から繰り出される。このときシート
体１０４の繰り出しに連動してゼンマイバネ１２０は巻
きこむ方向に力を受け、このゼンマイバネ１２０は付勢
力が蓄えられることになる。ここでモータ１０１に内蔵
されているクラッチを解放すると、上記ゼンマイバネ１
２０はエネルギーを解放して巻取り軸１０５を逆回転さ
せ、シート体１０４は該巻取り軸１０５に瞬時に巻回収
容される。

【００１６】（第４実施例）次に、本発明に係る第４の
実施例を第６図及び第７図に基づいて説明する。第６図
は外観斜視図であり、第７図は内部構造を示す機構図で
ある。

【００１７】この実施例は、駆動部であるモータ２０１
と複数の機構ユニットＸ１、Ｘ２が自在に連結されて使
用される例であり、一個のモータ２０１で複数のシート
体２０４のコントロールを行なうことができる。図中２
５０は着脱自在とされる駆動連結手段であり、この駆動
連結手段２５０は、駆動側、即ちここでは回転駆動モー
タ２０１における減速クラッチ２０１ａの駆動軸２０８
と、受動側、即ち機構ユニットＸ１側の中心軸２１２に
形成され、その駆動軸２０８が嵌合連結される嵌合凹部
２１３とで構成されている。上記駆動軸２０８の外周に
は歯車状にローレット２０８ａが形成されており、嵌合
凹部２１３の内壁には上記ローレット２０８ａと嵌まり
合うローレット２１３ａが形成されている。

【００１８】上記中心軸２１２にはその中間にフランジ
２１２ａが、該中心軸２１２に対し一体に形成され、こ
の中心軸２１２における上記フランジ２１２ａの一方の
側には筒状の巻取り軸２０５が回転自在に外嵌されてお
り、上記フランジ２１２ａの他方の側には磁気ソレノイ
ド２６０が回転自在に外嵌されている。上記巻取り軸２
０５の上記フランジ部２１２ａ側の端には、吸着用フラ
ンジ２０５ａが一体に形成されており、この巻取り軸２
０５には前記シート体２０４の一端が固着されている。

【００１９】上述した機構は、円筒状ケーシング部２０
２ａと円盤状ケーシング部２０２ｂよりなるケーシング
２０２内に納められており、この円盤状ケーシング部２
０２ａには磁気ソレノイド２６０が取付け固定されてい
る。更に、このケーシング部２０２ａに前記シート体２
０４が導出されるスリット２０３が形成されており、ま
た、円盤状ケーシング部２０２ｂの外周縁部にはビス孔
Ｂが形成され、第６図に示す一点鎖線Ｓに沿って長尺ビ
ス（図示せず）を通挿することにより、モータ２０１お
よびユニットＸ１、Ｘ２間を固定することができる。こ
のユニットＸ１、Ｘ２における各ビス孔Ｂの各々を任意
に選択することにより各スリット２０３の開口方向を設
定することができる。

【００２０】上記シート体２０４は長さ方向と直行する
方向に円を描く形状、所謂円柱形状とされている。更に
このシート体２０４はバネ弾性を有し、上記巻取り軸２
０５に巻とられた状態においては長さ方向の湾曲とな
り、長さ方向と直行する方向に対しては直線状となる。

【００２１】一方、上記第１の機構ユニットＸ１と第２
の機構ユニットＸ１との間にも駆動連結手段２５０’が
設けられており、前述の駆動連結手段２５０の駆動側と
受動側の構成が逆に用いられているが、これは何れの方
式であって良い。第２の機構ユニットＸ１の構成は上述
した第１の機構ユニットＸ１と同様の構成とされている
ので同様の箇所には同等の符号を付し、その説明は省略
する。

【００２２】以上の構成において、モータ２０１が駆動
されると各機構ユニットＸ１、Ｘ２の中心軸２１２が連
動して回転する。このとき磁気ソレノイド２６０に通電
すると、通電された側の機構ユニットにおける中心軸２
１２と巻取り軸２０４とが吸着一体とされる。こうして
モータ２０１の駆動により、通電された側の機構ユニッ
トにおけるシート体２０４は、スリット２０３より導出
あるいは収容されることになる。

【００２３】（第５実施例）次に、本発明の応用に係る
の第５の実施例を第８図に基づいて説明する。この実施
例は複数の機構ユニットＹ１〜Ｙｎにより平面、曲面を
自在にコントロールする装置として応用したものであ
り、６個の機構ユニットＹ１〜Ｙ６が直列に用いられ、
１個のモータ３０１を有している。各機構ユニット機構
Ｙ１〜Ｙ６のシート体３０４はフレキシブルプレート３
９０の背面側にその先端が接続されており、このフレキ
シブルシート３９０はゴム板、軟質樹脂材などが用いら
れている。

【００２４】上記フレキシブルプレート３９０は、各機
構ユニットＹ１〜Ｙ６における、各々のシート体３０４
の導出量を制御することにより、曲面が自在に変形され
ることになる。

【００２５】（第６実施例）第９図は、第８図に示す第
５の実施例と同等の機構ユニットＺ１〜Ｚ５の各機構ユ
ニットを２列平行に並設し、更に複雑な曲面を形成する
ための実施例を示す。

【００２６】ここでは５個の機構ユニットＺ１〜Ｚ５が
直列に用いられ、１個のモータ４０１を有している第１
の機構群α１と、同様に５個の機構ユニットＺ１’〜Ｚ
５’が直列に用いられ、１個のモータ５０１を有する第
２の機構群α２とが並列の設置され、各機構ユニットＺ
１〜Ｚ５、Ｚ１’〜Ｚ５’のシート体４０４はフレキシ
ブルプレート４９０の背面側にその先端が接続されてい
る。

【００２７】上記フレキシブルプレート４９０は、各機
構ユニットＺ１〜Ｚ５、Ｚ１’〜Ｚ５’における、各々
のシート体４０４の導出量を制御することにより、その
曲面が３次元的に自在に変形されることになる。

【００２８】

【発明の効果】本発明は以上の構成により、シート体が
ケーシング内においてはコンパクトに巻回収容され、ケ
ーシングからの導出状態においては強固な剛性のある棒
状となるので、簡単な構造で且つフレキシビリティに富
む自由度の高いアクチュエータとなる効果があり、設置
場所を選ばずあらゆる装置に応用利用できるリニアアク
チュエータを提供することができる効果がある。

【００２９】更に本発明によれば、シート体がケーシン
グからの導出状態にあって、剛性のある棒状態であって
も、一定以上の外力が加えられると、変形することによ
り破壊される虞がなく、且つ単なる直線運動のみなら
ず、ガイド板の組み合せにより曲線に沿った移動も可能
となる効果がある。

【００３０】また本発明において、巻取り軸に対しスリ
ット位置を回転移動させる構成とすれば、１個のアクチ
ュエータで、任意の角度位置に対する駆動操作を自在に
行なわせることができる効果がある。

【００３１】また更に本発明において、回転軸内にゼン
マイバネを組み込む構成とすれば、シート体の導出もし
くは巻き込み収容の操作のいずれかを、瞬時に行なわせ
ることができる効果がある。

【００３２】また本発明において、クラッチを有する機
構ユニットが多段連結巻された構成とすれば、１個のモ
ータで複数のシート体を自在に制御することができる効
果が生ずる。

【００３３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るリニアアクチュエータの第１の実
施例を示す外観斜視図

【図２】本発明に係るリニアアクチュエータの第１の実
施例を示す分解斜視図

【図３】本発明に係るリニアアクチュエータの第２の実
施例を示す分解斜視図

【図４】本発明に係るリニアアクチュエータの第３の実
施例を示す内部機構図

【図５】本発明に係るリニアアクチュエータの第３の実
施例を示す第４図のＡーＡ断面図

【図６】本発明に係るリニアアクチュエータの第４の実
施例を示す外観斜視図

【図７】本発明に係るリニアアクチュエータの第４の実
施例を示す内部機構図

【図８】本発明に係るリニアアクチュエータの第５の実
施例を示す斜視図

【図９】本発明に係るリニアアクチュエータの第６の実
施例を示す斜視図

【符号の説明】

１、１０１、２０１、３０１、４０１、５０１・・・モ
ータ ４、１０４、２０４、３０４、４０４・・・フレキシブ
ルテープ状シート体 ５、１０５、２０５・・・巻取り軸。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動モータと、このモータの回転駆
   動軸と連動連結される巻取り軸と、この巻取り軸に一端
   が固着されるフレキシブルテープ状シート体と、を有し
   ており、上記シート体は長手方向と直行する方向に湾曲
   した形状とされると共に、バネ弾性を有していることを
   特徴とするリニアアクチュエータ。
2. 【請求項２】 前記モータの回転駆動軸と上記巻取り軸
   とは断続クラッチを介して連動連結されている請求項１
   項のリニアアクチュエータ。