(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに対して回転自在に支持されたネジ軸と、該ネジ軸に噛み合ったナットと、該ナットに取り付けられたロッドと、前記ネジ軸に嵌合固定されたウオームホイールを正逆回転するウオームギヤが取り付けられた電動モータとを備えた直線作動機において、
前記ハウジングに対してネジ軸が軸方向で遊動自在に支持されており、
前記ネジ軸が軸方向に遊動してネジ軸からハウジングに軸方向の力が作用したとき、前記ハウジングとネジ軸との間に前記力を受ける緩衝材製ストッパが設けられているとともに、前記電動モータへの電力供給源と電動モータとの間に緩衝材製ストッパにより電動モータに流れる過電流のピーク値が抑えながら電動モータの過電流を検知して電動モータへの電力供給を遮断する過負荷検知装置が設けられていることを特徴とする当て止め型直線作動機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転駆動されるネジ軸にナットを噛み合わせてロッドを伸縮させる直線作動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
実公昭６１−３２５０号公報は、ネジ軸と、ネジ軸に噛み合ったナットと、ナットに取り付けられたロッドと、ネジ軸を正逆回転する電動モータとを備えた直線作動機を開示している。電動モータが正逆いずれかの方向に回転駆動されると、ネジ軸が回転し、そのネジ軸に噛み合ったナットがロッドとともに左右に移動する。
【０００３】
この種の直線作動機は、ロッドのストロークを設定することが必要である。前記公報では、マイクロスイッチや近接スイッチ等の検出器を設け、ナットの変位を検出している。ナットが所定量変位すると、検出器がナットの到来を検出して電動モータに供給される電流を遮断する。
【０００４】
また、電動モータに供給される電流を遮断する手段としては、過電流検知プリント基板を利用する方法も考えられる。この種のプリント基板は、ストロークオーバーしたナット又はロッドが周辺部品の破損を防ぐ目的で設けられている。
したがって、この場合でも、ストロークエンドに到来したナット又はロッドを検出器により検出することが前提となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、検出器を利用してロッドのストロークを設定する場合、直線作動機内部にマイクロスイッチや近接スイッチ等の検出器を設けることが必要であることに加えて、検出器を固定するビス類、ケース、防水パッキンを設けることが必要である。また、検出器と電動モータの結線、防水処理が必要となる等、部品点数、組立工数が多大である。
【０００６】
一方、上記提案のように、ナット又はロッドをストロークエンドで当て止めする場合、ナット又はロッドとストッパとの間で衝撃が生じ、部品破損や騒音の問題を生じる。また、プリント基板が過電流を検知しても、ナットやロッド等はその慣性により直ぐに止まらず、ネジ軸とナットが強く噛み込んで、直線作動機が作動しなくなる問題もある。
【０００７】
本発明の目的は、ナット又はロッドを当て止めする場合の衝撃を緩和するとともに騒音を低減することができ、しかも、電動モータに流れる過電流のピーク値が抑えながら電動モータの過電流を検知して電動モータへの電力供給を遮断してネジ軸とナットの噛み込みを防止することができる当て止め型直線作動機を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、ストロークエンドでもストローク途中でも当て止めすることができる当て止め型直線作動機を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ハウジングに対して回転自在に支持されたネジ軸と、該ネジ軸に噛み合ったナットと、該ナットに取り付けられたロッドと、前記ネジ軸に嵌合固定されたウオームホイールを正逆回転するウオームギヤが取り付けられた電動モータとを備えた直線作動機において、前記ハウジングに対してネジ軸が軸方向で遊動自在に支持されており、前記ネジ軸が軸方向に遊動してネジ軸からハウジングに軸方向の力が作用したとき、前記ハウジングとネジ軸との間に前記力を受ける緩衝材製ストッパが設けられているとともに、前記電動モータへの電力供給源と電動モータとの間に緩衝材製ストッパにより電動モータに流れる過電流のピーク値が抑えながら電動モータの過電流を検知して電動モータへの電力供給を遮断する過負荷検知装置が設けられているにより、前記課題を解決した。
【０００９】
電動モータが正逆回転するとネジ軸も正逆回転し、ネジ軸に噛み合うナットが進退動する。これによりロッドが伸縮する。ストロークエンド及びストローク途中に関わらず、ロッドの当て止めを行うと、反力がネジ軸に作用する。反力によって、緩衝材製ストッパが変形し、ネジ軸がハウジングに対して軸方向に僅かに変位する。これにより、当て止め時の衝撃を緩和でき、騒音も低減する。
【００１０】
当て止め時、電動モータには過電流が流れる。この過電流は、電力供給源とモータとの間の過負荷検知装置が検出する。過負荷検知装置は、例えば、過電流検知プリント板である。過負荷検知装置は、緩衝材製ストッパの変形が進行したとき、電動モータへの電力供給を遮断する。こうすることにより、過電流は、直線作動機の構成部品が剛体からなるときに比べて、そのピーク値が抑えられる。すなわち、緩衝材製ストッパによって過電流増加の勾配が緩やかになり、過電流のピーク値を抑えながら、その過電流を検知し、電力供給を早期に遮断する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明による当て止め型直線作動機の実施形態を説明する。図１は、直線作動機の断面図であり、直線作動機１０は、ハウジング１２に対して伸縮するロッド１４を備えている。
ハウジング１２内には、正逆回転可能な電動モータ１６が内蔵されている。電動モータ１６は、出力軸１８にウオームギヤ２０が取り付けられている。また、ハウジング１２内には、メタルベアリング２２とラジアルボールベアリング２４によって、ネジ軸２６が回転自在に支持されている。ネジ軸２６には、ウオームギヤ２０に噛み合うウオームホイール２８が取り付けられている。
ネジ軸２６には、ロッド１４を備えたナット３２が螺合している。ナット３２及びロッド１４は、ハウジング１２に取り付けられた外筒３４及び筒受３６により支持されている。電動モータ１６を起動すると、ネジ軸２６が回転し、ロッド１４が伸縮する。
【００１２】
ネジ軸２６は、先端側からネジ部３８、このネジ部３８より細いホイール支持部４０、メタルベアリング２２で支持される軸受部４２より構成されている。ネジ部３８とホイール支持部４０との間には段部が形成されている。ウオームホイール２８は、ホイール支持部４０にねじ込みにより嵌合され、止めネジ４４によりホイール支持部４０に固定されている。ウオームホイール２８がラジアルボールベアリング２４により支持され、これにより、ネジ軸２６及びウオームホイール２８はハウジング１２に対して回転自在である。
ラジアルボールベアリング２４は、ハウジング１２に対して隙間をもって取り付けられており、また、軸受部４２の先端もハウジング１２に対して隙間をもって取り付けられている。この構成により、ネジ軸２６及びウオームホイール２８はハウジング１２に対して軸方向に遊動自在である。
【００１３】
ラジアルボールベアリング２４は、内輪４６をウオームホイール２８の段部に突き当て圧入されている。また、内輪４６は、ウオームホイール２８の端面からネジ部３８に向って突出している。ネジ部３８の段部とラジアルボールベアリング２４の内輪４６との間には、リング状カラー４８が介在させられている。この構成により、ネジ軸２６に作用する力は、ラジアルボールベアリング２４の内輪４６及びボール５０を介して外輪５２に伝えられる。
【００１４】
ラジアルボールベアリング２４の外輪５２の両側には、リング状カラー５４，５６及びリング状緩衝材製ストッパ５８，６０が設けられている。リング状カラー５４，５６は、ラジアルボールベアリング２４の外輪５２とともにハウジング１２に対して軸方向に遊動自在である。リング状緩衝材製ストッパ５８，６０は、それぞれハウジング１２に対して固着されている。一方のリング状緩衝材製ストッパ５８は、ハウジング１２の段部とリング状カラー５４との間に挟まれている。他方のリング状緩衝材製ストッパ６０は、ハウジング１２と外筒３４の間に挟まれている。いずれのリング状緩衝材製ストッパ５８，６０もハウジング１２に対する変位を拘束された状態にある。
【００１５】
また、ハウジング１２及び外筒３４の内部には、リング状緩衝材製ストッパ６０，６２が設けられている。一方のリング状緩衝材製ストッパ６０は、ラジアルボールベアリング２４の外輪５２の変位を拘束するストッパであり、ナット３２にも当接する。リング状緩衝材製ストッパ６２は、ナット３２に当接するように外筒３４と筒受３６に挟まれている。
【００１６】
それぞれのリング状緩衝材製ストッパは、ネジ軸２６の軸方向の遊動を許容するように、弾性変形容易なゴムが好ましい。
【００１７】
図２は、直線作動機の回路図の概略であり、直線作動機１０の電動モータ１６は、電力供給源の直流電源６４から過負荷検知装置６６を介して結線されている。電動モータ１６に過電流が発生すると、過負荷検知装置６６が直流電源からの電力供給を遮断する。
【００１８】
次に、直線作動機の動作を説明すると、ストロークエンドで当て止め停止させる場合、リング状緩衝材製ストッパ６０，６２が利用される。ナット３２がリング状緩衝材製ストッパ６０，６２に当接すると、そのリング状緩衝材製ストッパ６０，６２が変形するとともに、電動モータ１６への電流が規定以上になる。過負荷検知装置６６は過電流を検知すると、電動モータ１６への電力供給を遮断する。
ナット３２がリング状緩衝材製ストッパ６０，６２に当接したとき、衝突を緩和でき、騒音を低減できることに加えて、電動モータ１６への電力供給を早期に遮断することができる。すなわち、リング状緩衝材製ストッパの変形が進行するにしたがって電動モータ１６の電流は徐々に増加するが、リング状緩衝材製ストッパが変形するので、電流増加の勾配は比較的緩やかになり、早期に電力供給を遮断することができる。これにより、ネジ軸２６とナット３２の噛み込みが少なくなり、直線作動機の機能を維持することができる。
【００１９】
図３及び図４は、ストローク途中でロッド１４を当て止め停止させた場合の直線作動機の挙動を示している。
図３はロッド１４の突出時にストローク途中で当て止めした場合の挙動を示し、ネジ軸２６には押し込み方向の反力Ｆが作用する。反力Ｆは、リング状カラー４８、内輪４６に作用する。ウオームホイール２８は、軸方向に遊動自在であり、反力Ｆは、ボール５０、外輪５２、リング状カラー５４を介してリング状緩衝材製ストッパ５８に作用する。この際、リング状緩衝材製ストッパ５８が力Ｆによって撓み変形して衝撃を緩和するとともに騒音を低減する。
図４はロッド１４の収縮時にストローク途中で当て止めした場合の挙動を示し、ネジ軸２６には突出方向の反力Ｐが作用する。反力Ｐは、ウオームホイール２８、内輪４６に作用する。ロッド１４の突出時と同様に、ウオームホイール２８は軸方向に遊動自在であり、反力Ｐは、ボール５０、外輪５２、リング状カラー５６を介してリング状緩衝材製ストッパ６０に作用する。この際、リング状緩衝材製ストッパ６０が力Ｐによって撓み変形して衝撃を緩和するとともに騒音を低減する。
【００２０】
リング状緩衝材製ストッパ５８，６０の撓み変形が進行するにしたがい、電動モータ１６に供給される電流が増大するが、このとき、電流増加の勾配は、直線作動機が剛体からなる場合に比べて小さくなる。モータ電流値が規定値以上になったとき、過負荷検知装置６６は電動モータ１６への電力供給を遮断する。
以上のように、本発明では、ストローク途中においても、リング状緩衝材製ストッパを利用して当て止めしても、電動モータ１６への供給電流が大きくなる前に、電力供給を遮断することができるようになっている。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は、以上詳述したように、ハウジングに対してネジ軸が軸方向に遊動自在に支持されており、ロッドを当て止めしたときに、緩衝材製ストッパが変形するとともに、過負荷検知装置が過電流を検知する。これにより、まず、当て止め時の衝撃を緩和でき、騒音も低減する。
また、当て止め時に、ネジ軸とともに緩衝材製ストッパが軸方向に変位するので、電動モータに生じる過電流は緩やかな勾配で増加する。緩衝材製ストッパと組み合わせて過負荷検知装置を採用することで、電動モータに作用する過電流のピーク値が抑えられる。これにより、過電流が生じたことを早期に検知でき、ひいては、早期に電力供給を遮断することができる。その結果、電動モータへの電力供給が断たれるとネジ軸の駆動力は消失し、ネジ軸とナットの噛み込みも生じにくくなる。
過電流のピーク値を抑えることで、過負荷検知装置への好影響も少なくない。すなわち、過電流のピーク値を抑えることにより、過負荷検知装置の寿命が延びる効果もある。
さらに、ストロークエンド及びストローク途中に関わらず、当て止めすることにより、直線作動機内部に緩衝材製ストッパ以外にマイクロスイッチやその関連部品を取り付けることも不要となり、部品点数が削減され、構造も簡素になって組立工数も削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による当て止め型直線作動機の一実施形態の断面図。
【図２】直線作動機の回路図の概略。
【図３】ロッド突出時のストローク途中における当て止め時の直線作動機の拡大断面図。
【図４】ロッド収縮時のストローク途中における当て止め時の直線作動機の拡大断面図。
【符号の説明】
１０  ・・・直線作動機
１２  ・・・ハウジング
１４  ・・・ロッド
１６  ・・・電動モータ
１８  ・・・出力軸
２０  ・・・ウオームギヤ
２２  ・・・メタルベアリング
２４  ・・・ラジアルボールベアリング
２６  ・・・ネジ軸
２８  ・・・ウオームホイール
３２  ・・・ナット
３４  ・・・外筒
３６  ・・・筒受
３８  ・・・ネジ部
４０  ・・・ホイール支持部
４２  ・・・軸受部
４４  ・・・止めネジ
４６  ・・・内輪
４８  ・・・リング状カラー
５０  ・・・ボール
５２  ・・・外輪
５４  ・・・リング状カラー
５６  ・・・リング状カラー
５８  ・・・リング状緩衝材製ストッパ
６０  ・・・リング状緩衝材製ストッパ
６２  ・・・リング状緩衝材製ストッパ
６４  ・・・直流電源
６６  ・・・過負荷検知装置
【図１】
0003649667.tif 000002
【図２】
0003649667.tif 000003
【図３】
0003649667.tif 000004
【図４】
0003649667.tif 000005