JPH08266005A - リニアアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 装置全体の剛性及び気密性を確保すると共
に、スライドロッドの起動位置及び停止位置を設定し、
所定のストロークを得るようにしたリニアアクチュエー
タを提供する。 【構成】 送りネジ２に位置決めウォーム７が固設さ
れ、位置決めウォーム７に噛合された外周ギア８と内周
ギヤ９とを備えた位置決めホイール１１の軸穴１０ａに
対して下側位置決めノブ１２に固設された軸棒１３が挿
通されると共に該軸棒１３が上側位置決めノブ１４の軸
穴１４ｅに挿通されたことにより、上側位置決めノブ１
４と下側位置決めノブ１２の各外周に弾性的に支持され
たツメ１５が上下の内周ギヤ９、９の夫々に係合位置を
調節自在に係止され、上下の位置決めノブ１２、１４が
リミットスイッチ１６、１７のスイッチアーム１６ａ、
１７ａに夫々係合されることにより、夫々のリミットス
イッチ１６、１７を開閉して電動モータ４の往復動作を
起動及び停止するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スライドロッドを直線
方向に往復移動するためのストローク調節を簡単な機構
で行うようにしたリニアアクチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電動モータに連結された送り
ネジをスライドロッドに螺合して、電動モータを回転駆
動することにより、スライドロッドを直線移動するよう
にしたリニアアクチュエータが用いられている。

【０００３】このようなリニアアクチュエータにおいて
は、スライドロッドに所定のストロークで往復移動をさ
せるために、電動モータを起動し、停止し、反対方向に
起動するための信号を送る位置決め機構（ストローク調
整機構）が設けられている。従来の位置決め機構は、例
えば、スライドロッドを収納したロッドケースの外周に
リミットスイッチを固設し、ロッドケースの内側を移動
するスライドロッドに対してリミットスイッチのスイッ
チアームを接触させるためにロッドケースに対して長手
方向の開口部を穿設する必要があり、このためにロッド
ケースの剛性及び防水性又は防塵性が失われる等の問題
点があった。

【０００４】また、その他の位置決め機構としては、送
りネジにロータリエンコーダを設け、送りネジの回転を
利用して該送りネジの移動範囲を検出するようにしたの
も存在するが、このようなロータリエンコーダを利用し
たものでは、送りネジの絶対位置が検出できないという
問題点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解消するために成されたもので、ロッドケースに加
工を加えることなく、ロッドケースの剛性及び気密性を
保持することによって装置全体の剛性及び気密性を確保
すると共に、簡単な位置決め機構を構成することによっ
て、スライドロッドの起動位置及び停止位置を設定し、
所定のストロークを得るようにしたリニアアクチュエー
タを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のリニアアクチュエータは、本体ケース内
にて送りネジの後端にウォームホイールが固設されると
共に、該ウォームホイールに対して電動モータの回転軸
に固設されたウォームが噛合され、前記送りネジをスラ
イドロッドの雌ネジに螺合して前記電動モータの回転駆
動により前記スライドロッドを直線移動するリニアアク
チュエータにおいて、前記送りネジの後方に位置決めウ
ォームが固設され、該位置決めウォームに噛合された外
周ギアと該外周ギアの内側に設けられた内周ギヤと該内
周ギヤを上下に隔てる連結板とを備えた位置決めホイー
ルの軸穴に対して下側位置決めノブに固設された軸棒が
挿通されると共に該軸棒が上側位置決めノブの軸穴に挿
通されたことにより、前記上下の位置決めノブの各外周
に弾性的に支持されたツメが前記上下の内周ギヤの夫々
に係合位置を調節自在に係止され、前記上下の位置決め
ノブの夫々が隣設されたリミットスイッチのスイッチア
ームに夫々係合されることにより、夫々のリミットスイ
ッチを開閉して前記電動モータの往復動作の起動位置及
び停止位置を設定するようにしたことを特徴としてい
る。

【０００７】また、前記下側位置決めノブの軸棒の上端
に治具を係止するための切欠面が形成されると共に、前
記上側位置決めノブの上端に治具を係止するための係止
孔が設けられ、これらの上側位置決めノブの上端と軸棒
とが前記本体ケースの開口部に対して気密性を保って露
出された構成とするのが好ましい。

【０００８】また、トラニオンを前記本体ケースの所要
数カ所に設けた構成としてもよい。さらに、前記電動モ
ータが前記本体ケースに対して直角又は任意の回動方向
を成して平行に取り付けられた構成としてもよい。

【０００９】

【作用】上記の構成において、本発明における位置決め
機構は、送りネジの後方に固設された位置決めウォーム
と、該位置決めウォームに噛合する位置決めホイールと
該位置決めホイールの上下に配設された上側位置決めノ
ブと下側位置決めノブとから成り、これらの機構は送り
ネジの後方にて本体ケース内に収容することができるた
め、ロッドケースに対しては全く非加工で構成すること
が可能である。

【００１０】従って、ロッドケースの剛性と気密性が保
持されると共に、位置決め機構が本体ケース内に収容さ
れたことによって、装置全体の気密性を確保することが
でき、高剛性で防水性と防塵性の高いリニアアクチュエ
ータを得ることができる。

【００１１】また、本発明における位置決め機構は、ス
ライドロッドの往復起動の位置を決定する二つのリミッ
トスイッチを開閉するための上側と下側の位置決めノブ
が位置決めホイールの内周ギアに対して弾性を有するツ
メで係合されたことにより、このツメの係止位置を変動
して二つのリミットスイッチに対する開閉タイミングを
決定することができるため、リミットスイッチに接続さ
れた電動モータの正転と逆転の起動及び停止をスライド
ロッドの絶対位置において付与することができ、これに
よりスライドロッドの最大ストロークの範囲内で自由な
ストロークを設定してスライドロッドの往復移動を行う
ことが可能となる。

【００１２】また、下側位置決めノブの軸棒の上端に治
具を係止するための切欠面が形成されると共に、上側位
置決めノブの上端に治具を係止するための係止孔が設け
られ、これらの上側位置決めノブの上端と軸棒とが本体
ケースの開口部に対して気密性を保って露出された構成
とされることにより、本体ケースの外部から治具を使用
して上記のストローク設定を行うことが可能となる。

【００１３】また、トラニオンを本体ケースの所要数カ
所に設けた構成とすることにより、本発明のリニアアク
チュエータの取付け位置を様々に変化することができ
る。

【００１４】さらに、電動モータが本体ケースに対して
直角又は任意の回動方向を成して平行に取り付けられた
ことにより、リニアアクチュエータの取り付けスペース
に応じて電動モータの取り付け姿勢を様々に変えること
が可能となる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００１６】図１は本発明によるリニアアクチュエータ
の横断面図である。図２は図１の部分縦断面図である。
図３は本発明のリニアアクチュエータの他の実施例を示
す部分縦断面図である。図４(a) は上側位置決めノブと
位置決めホイールと下側位置決めノブとから成る位置決
め機構の分解斜視図であり、図４(b) はリミットスイッ
チの分解斜視図であり、図４(c) は図４(a) の位置決め
機構と図４(b) のリミットスイッチの組み立て斜視図で
ある。

【００１７】この実施例における電動モータ４は本体ケ
ース１に対して直角方向に固設されている。即ち、図２
に示す本体ケース１に収容された電動モータ４の回転軸
４ａが本体ケース１の円筒形の中空１ａに対して直角を
向くようにされている。

【００１８】本体ケース１の中空１ａの外端には、図１
に示すように、ロッドカバー２０が止めネジ２１で固定
され、ロッドカバー２０の先端内周にはパッキン２２が
固着され、該パッキン２２の内周にスライドロッド６が
気密性を保って摺動自在に挿通され、該スライドロッド
６の軸孔に形成された雌ネジ６ａに対して送りネジ２の
外周に設けられた雌ネジが螺合されている。

【００１９】送りネジ２の後端は連結軸２３に結合さ
れ、連結軸２３の後端にウォームホイール３が固設され
ると共に、該ウォームホイール３の両側には本体ケース
１内に保持されたベアリング２４、２４が嵌合されて送
りネジ２の後端の連結軸２３を回動自在に保持した状態
としてある。さらに、ウォームホイール３が電動モータ
４の回転軸４ａに連結されたウォーム５に噛合されてい
る。

【００２０】上記の構成により、電動モータ４を駆動す
ると、ウォーム５が回転するに伴いウォームホイール３
が回転して送りネジ２を回転する結果、スライドロッド
６をロッドカバー２０の先端のパッキン２２に沿って摺
動しつつ前後に往復移動することができる。

【００２１】さらに、送りネジ２とベアリング２４間の
連結軸２３には位置決めウォーム７が固設され、該位置
決めウォーム７に対して位置決めホイール１１の外周ギ
ア８が噛合するように設けられている。

【００２２】この位置決めホイール１１は、本体ケース
１の中空１ａを横方向に拡張した部所に収容され、その
近傍には、位置決めホイール１１の上下に配設された位
置決めノブ１２、１４によって開閉されるリミットスイ
ッチ１６、１７が設置されたことにより、スライドロッ
ド６を往復動作する際の停止位置と起動位置を設定する
位置決め機構が構成されている。

【００２３】この位置決め機構について説明すると、図
４(a) に示すように、位置決めホイール１１の外周には
上記のように位置決めウォーム７に噛合する外周ギア８
が形成され、その内周には内周ギヤ９が形成され、さら
に内周ギヤ９を上下に隔てる連結板１０が形成され、該
連結板１０の中心には軸孔１０ａが形成されている。ま
た、このような位置決めホイール１１の連結板１０を挟
んでその上下側に位置決めノブ１２、１４が配設されて
いる。

【００２４】下側位置決めノブ１２はその中心に軸棒１
３が固設され、該軸棒１３が上記の位置決めホイール１
１の軸孔１０ａに挿通される（図４(c) 参照）と共に、
軸棒１３の外周には上記の内周ギヤ９に周接する外径を
成してディスク１２ａが形成され、該ディスク１２ａの
外周近傍における一部の外周に薄肉部を残した空所１５
ｂが形成されることにより、上記の薄肉部が弾性支持体
１５ａを成し、該弾性支持体１５ａの外周の中央位置に
はツメ１５が突出形成されている。

【００２５】このような構成により、下側位置決めノブ
１２の軸棒１３を位置決めホイール１１の軸孔１０ａに
挿通することによって下側の内周ギヤ９内にディスク１
２ａが収容され、ツメ１５が弾性支持体１５ａによって
外方に押圧された状態で内周ギヤ９に係合される。

【００２６】また、この下側位置決めノブ１２におい
て、ディスク１２ａの下方にはツメ１５の反対側の外周
方向に突出されたノブ１２ｂが形成され、上記のように
ツメ１５が内周ギヤ９に係合されたことにより、ノブ１
２ｂの突出方向が固定状態にされるが、ノブ１２ｂを軸
孔１０ａ周りの正逆いずれかの方向に回動することによ
り、ツメ１５の係合位置を内周ギヤ９に沿った正逆いず
れかの周方向に移動することができる。

【００２７】また、下側位置決めノブ１２の軸棒１３を
位置決めホイール１１の軸孔１０ａに挿通すると、この
軸棒１３が軸孔１０ａから上方に突出される。この突出
した軸棒１３が上側位置決めノブ１４の軸孔１４ｅに挿
通される。

【００２８】上側位置決めノブ１４は、弾性支持による
ツメ１５、ノブ１４ｂ等に関しては、下側位置決めノブ
１２と略同様に構成されているが、中心に軸孔１４ｅが
形成され、図４(c) に示すように、下側位置決めノブ１
２の軸棒１３を上側位置決めノブ１４の軸孔１４ｅに挿
通することにより、上側位置決めノブ１４のディスク１
４ａが上側の内周ギヤ９内に収容され、上記同様に上側
位置決めノブ１４のツメ１５が上側の内周ギヤ９に係合
される。

【００２９】このような構成により、上側位置決めノブ
１４と位置決めホイール１１は、下側位置決めノブ１２
の軸棒１３によって、図４(c) に示すように一体的に連
結され、上側位置決めノブ１４の軸孔１４ｅから上方に
突出された軸棒１３の上端には治具（不図示）を係止す
るための切欠面１３ａが形成されており、上側位置決め
ノブ１４の上端には治具を係止するための係止孔１４ｄ
が穿設されている。

【００３０】そして、図２に示すように、上側位置決め
ノブ１４の上端の周部１４ｃと下側位置決めノブ１２の
下端の周部１２ｃとが本体ケース１の空所１ａの上下の
凹所に回動自在に嵌合されると共に、上側位置決めノブ
１４の周部１４ｃが本体ケース１の上端に設けられた開
口部１ｂに対して気密を保って回動自在に嵌合されたこ
とにより、この開口部１ｂから治具を挿入して上側位置
決めノブ１４の係止孔１４ｄと下側位置決めノブ１２の
軸棒１３に治具を嵌合して正逆いずれかの方向に回動す
ることができ、これによって上側位置決めノブ１４と下
側位置決めノブ１２の回動位置を調整することが可能で
ある。

【００３１】さらに、図２に示すように、上側位置決め
ノブ１４と下側位置決めノブ１２の夫々のノブ１４ｂ、
１２ｂに係合する位置に、スイッチアーム１６ａ、１７
ａが配置された図４(b) に示すリミットスイッチ１６、
１７が配設されている。

【００３２】図４(c) において、これらのリミットスイ
ッチ１６、１７は、ホルダー２５に対してビス２６で固
設され、ホルダー２５の上端と下端が、図２に示すよう
に本体ケース１の空所１ａ内の定位置に固設されたこと
により、リミットスイッチ１６、１７が定位置にて固定
状態にされている。

【００３３】なお、図４(b) 、(c) において、２７はリ
ミットスイッチ１６、１７の端子１６ｂ、１７ｂに接続
されたリード線（不図示）を処理する係止孔であり、各
リミットスイッチ１６、１７のリード線は電動モータ４
に接続されている。

【００３４】上記の構成により、電動モータ４を駆動す
ると、図１に示すようにウォーム５とウォームホイール
３を経て送りネジ２が回動され、これによりスライドロ
ッド６がロッドケース２０に沿って直線方向に移動する
と同時に、位置決めウォーム７が回転することによって
位置決めホイール１１が回転する。

【００３５】このような位置決めホイール１１の回転時
においては、上下の内周ギア９、９に対して上下のツメ
１５、１５が係止された状態にあるため、これに従動し
て上側位置決めノブ１４と下側位置決めノブ１２が回転
して夫々のノブ１４ｂ、１２ｂがリミットスイッチ１
６、１７のスイッチアーム１６ａ、１７ａを開閉するこ
とにより、電動モータ４の往復動作の停止及び起動が制
御され、これによりスライドロッド６のストローク及び
往復移動の際の起動位置が決定される。

【００３６】図３は、本発明の他の実施例を示すもの
で、図２のリニアアクチュエータの電動モータ４が本体
ケース１に対して直角に取り付けてあるのに対し、この
実施例においては、電動モータ４がギア機構を内蔵した
ギアケース３１を介して本体ケース１と平行に取り付け
られている。ギアケース３１の内部は省略してあるが、
通常の技術により構成することができ、ギア機能を介在
した分、図３のリニアアクチュエータのトルクを大にす
ることができ、またリニアアクチュエータの設置スペー
スによっては、このように電動モータ４を平行に設けた
ことによって適用範囲を広げることができる。

【００３７】さらに、上記のように本体ケース１と電動
モータ４の間にギアケース３１を介在し、この本体ケー
ス１とギアケース３１の連結部３２を回動自在に構成す
ることにより、リニアアクチュエータの設置スペースに
応じて電動モータ４の取り付け方向を、図３の二点鎖線
４’で示すように紙面に対して直角方向、或はその他の
自由な回転位置に向けることができる。

【００３８】また、本発明においては、図２に示すよう
に、トラニオン３０を本体ケース１の後端に設けるほ
か、本体ケース１の側部（二点鎖線で示すトラニオン３
０ａ）等に設けることもできる。この場合、トラニオン
３０ａには送りネジ２の軸心を向く方向に取付孔３０ｂ
が設けられ、該取付孔３０ｂの内周に雌ネジを形成して
取付け用のボルトをこの取付孔３０ｂに螺締するとよ
い。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のリニアア
クチュエータによれば、スライドロッドの起動停止位置
を設定し、ストロークを設定する位置決め機構を本体ケ
ース内に収容することができるため、ロッドケースに対
しては全く非加工の状態で装置全体の気密性を確保する
ことができ、ロッドケースの剛性を保ち、且つ防水性と
防塵性の高いリニアアクチュエータを得ることができ
る。

【００４０】また、本発明における位置決め機構は、位
置決めホイールの内周ギアに対して上下の位置決めノブ
が弾性を有するツメで係合されたことにより、リミット
スイッチに対する開閉タイミングを容易且つ確実に設定
し変動することが可能となり、このリミットスイッチの
開閉タイミングによって電動モータの正転と逆転の起動
及び停止をスライドロッドの絶対位置において付与する
ことができるため、スライドロッドの最大ストロークの
範囲内で自由なストロークを設定してスライドロッドを
往復移動させることが可能となる。

【００４１】また、本発明によれば、上側位置決めノブ
の上端と軸棒とが本体ケースの開口部に対して気密性を
保って露出されたことにより、本体ケースの外部から治
具を使用して上側位置決めノブと下側位置決めノブの回
動位置を設定することが可能となり、上記の防塵性及び
防水性が確保される。

【００４２】また、トラニオンを本体ケースの所要数カ
所に設けた構成とすることにより、リニアアクチュエー
タの取付け位置を様々に変様することができる。

【００４３】さらに、電動モータが本体ケースに対して
直角又は任意の回動方向を成して平行に取り付けられた
ことにより、リニアアクチュエータの取り付けスペース
に応じて、電動モータの取り付け姿勢を様々に変化する
ことができ、上記同様、リニアアクチュエータの広範囲
な使用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明によるリニアアクチュエータの横
断面図である。

【図２】図２は図１の部分縦断面図である。

【図３】図３は本発明のリニアアクチュエータの他の実
施例を示す部分縦断面図である。

【図４】図４(a) は上側位置決めノブと位置決めホイー
ルと下側位置決めノブとから成る位置決め機構の分解斜
視図であり、図４(b) はリミットスイッチの分解斜視図
であり、図４(c) は図４(a) の位置決め機構と図４(b)
のリミットスイッチの組み立て斜視図である。

【符合の説明】

１…本体ケース ２…送りネジ ３…ウォームホイール ４…電動モータ ４ａ…回転軸 ５…ウォーム ６…スライドロッド ６ａ…雌ネジ ７…位置決めウォーム ８…外周ギア ９…内周ギヤ １０…連結板 １１…位置決めホイール １０ａ…軸穴 １２…下側位置決めノブ １３…軸棒 １３…切欠面 １４…上側位置決めノブ １４ｄ…係止孔 １４ｅ…軸穴 １５…ツメ １６、１７…リミットスイッチ １６ａ、１７ａ…スイッチアーム

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体ケース（１）内にて送りネジ（２）
   の後端にウォームホイール（３）が固設されると共に、
   該ウォームホイール（３）に対して電動モータ（４）の
   回転軸（４ａ）に固設されたウォーム（５）が噛合さ
   れ、前記送りネジ（２）をスライドロッド（６）の雌ネ
   ジ（６ａ）に螺合して前記電動モータ（４）の回転駆動
   により前記スライドロッド（６）を直線移動するリニア
   アクチュエータにおいて、前記送りネジ（２）の後方に
   位置決めウォーム（７）が固設され、該位置決めウォー
   ム（７）に噛合された外周ギア（８）と該外周ギア
   （８）の内側に設けられた内周ギヤ（９）と該内周ギヤ
   （９）を上下に隔てる連結板（１０）とを備えた位置決
   めホイール（１１）の軸穴（１０ａ）に対して下側位置
   決めノブ（１２）に固設された軸棒（１３）が挿通され
   ると共に該軸棒（１３）が上側位置決めノブ（１４）の
   軸穴（１４ｅ）に挿通されたことにより、前記上下の位
   置決めノブ（１２、１４）の各外周に弾性的に支持され
   たツメ（１５）が前記上下の内周ギヤ（９、９）の夫々
   に対して係合位置を調節自在に係止され、前記上下の位
   置決めノブ（１２、１４）の夫々が隣設されたリミット
   スイッチ（１６、１７）のスイッチアーム（１６ａ、１
   ７ａ）に夫々係合されることにより、夫々のリミットス
   イッチ（１６、１７）を開閉して前記電動モータ（４）
   の往復動作の起動位置及び停止位置を設定するようにし
   たことを特徴とするリニアアクチュエータ。
2. 【請求項２】 前記下側位置決めノブ（１２）の軸棒
   （１３）の上端に治具を係止するための切欠面（１３
   ａ）が形成されると共に、前記上側位置決めノブ（１
   ４）の上端に治具を係止するための係止孔（１４ｄ）が
   設けられ、これらの上側位置決めノブ（１４）の上端と
   軸棒（１３）とが前記本体ケース（１）の開口部（１
   ａ）に対して気密性を保って露出されたことを特徴とす
   る請求項１記載のリニアアクチュエータ。
3. 【請求項３】 トラニオン（３０）を前記本体ケース
   （１）の所要数カ所に設けたことを特徴とする請求項１
   記載のリニアアクチュエータ。
4. 【請求項４】 前記電動モータ（４）が前記本体ケース
   （１）に対して直角又は任意の回動方向を成して平行に
   取り付けられたことを特徴とする請求項１記載のリニア
   アクチュエータ。