(57)【要約】【課題】駆動部及びシリンダ機構の間における駆動力の伝達状態を切り換え、低回転時における該駆動部及びシリンダ機構への負荷を軽減させることにより、耐久性の向上を図る。【解決手段】電動シリンダ１０は、電流が通電されることにより回転駆動する駆動部１２と、前記駆動部１２からの駆動力を減速して伝達するギアユニット１４と、前記ギアユニット１４から伝達される駆動力を介してストローク変位するピストン１６を有するシリンダ機構１８と、前記駆動部１２とシリンダ機構１８との間に配設される動力伝達切換機構２０とを備え、前記動力伝達切換機構２０には、その内部に作動油Ａが充填された回転ハウジング２８を有し、前記回転ハウジング２８の内部に、駆動部１２側に接続された第１プレート７８と、シリンダ機構１８側に接続された第２プレート８０とが交互に配設されている。【選択図】図２
2007089275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流の通電作用下に駆動する駆動部と、
前記駆動部に接続され、該駆動部からの駆動力を減速して伝達する減速機構と、
前記減速機構を介して前記駆動力が伝達され、軸線方向に沿って変位するピストンを有するシリンダ機構と、
前記駆動部とシリンダ機構との間に設けられ、該駆動部の通電時に前記駆動力を前記シリンダ機構へと伝達すると共に、該駆動部の非通電時に該駆動部及びシリンダ機構の少なくともいずれか一方からの駆動力の伝達を遮断する動力伝達切換機構と、
を備えることを特徴とする電動シリンダ。
【請求項２】
請求項１記載の電動シリンダにおいて、
前記動力伝達切換機構は、前記駆動部の駆動作用下に回転駆動するハウジングと、
前記ハウジングの内部に配設され、該ハウジングと係合されて一体的に回転する第１回転板と、
前記ハウジングの内部で前記第１回転板と所定間隔離間して配設され、前記シリンダ機構に接続されたシャフトに装着される第２回転板と、
前記ハウジング内に密封され、前記第１及び第２回転板の間に充填される作動油と、
を備えることを特徴とする電動シリンダ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の電動シリンダにおいて、
前記動力伝達切換機構が、前記減速機構に対して一体的に設けられることを特徴とする電動シリンダ。
【請求項４】
請求項２又は３記載の電動シリンダにおいて、
前記駆動部は電動モータからなり、前記電動モータの内部抵抗値が、該電動モータの定格トルクの２〜２０倍の範囲内に設定されることを特徴とする電動シリンダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動部からの駆動力を減速機構を介してシリンダ機構へと伝達し、該シリンダ機構においてピストンを変位させる電動シリンダに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電動モータ等からなる駆動源と、該駆動源が連結される本体ケースの内部に設けられ、前記駆動源からの駆動力が伝達される歯車を備える減速機構と、前記本体ケースに連結されて前記減速機構から駆動力が伝達されるシリンダ部とが一体的に設けられた電動シリンダが知られている。
【０００３】
このような電動シリンダとしては、例えば、特許文献１に開示されているように、回転駆動力を付勢する電動機と、該電動機の回転を減速して出力軸に伝達する歯車減速機構とを備え、前記電動機の回転駆動力が複数の歯車が噛み合わされた歯車減速機構を介して伝達されることによって所定量だけ減速され、前記電動機と略平行に配置された出力軸を介して外部へと出力している。
【０００４】
また、特許文献２に開示された電動シリンダでは、電動モータと、該電動モータの軸線と略平行に配設されたシリンダ部と、前記電動モータとシリンダ部との間に接続される減速機構と備える。そして、電動モータの駆動力が、該電動モータの駆動軸に装着されたピニオンギア、該ピニオンギアに噛合された平ギアを介してシリンダ部のネジ杆へと伝達され、前記ネジ杆が回転することにより該ネジ杆に螺合されているピストンが軸線方向に沿って変位する。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２１３５７４号公報
【特許文献２】特開平１０−１２７００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１及び２に係る従来技術においては、通電作用下に駆動する電動機（電動モータ）を駆動源として採用し、該駆動源の駆動作用下にシリンダ部若しくは出力軸に対して前記電動機からの駆動力を出力させる構成としているが、この駆動源には通電を停止した場合にも、所定時間だけ回転し続けようとする慣性力が発生するため、直ちにその回転駆動を停止させることが困難である。そのため、駆動源の慣性力が、電動シリンダの停止後においても回転駆動力として減速機構を通じてシリンダ部に伝達されることとなる。その結果、この回転駆動力によって減速機構及びシリンダ部に対して過大な負荷が生じると共に、シリンダ部が所望の変位量より若干だけ多く変位してしまうこととなる。
【０００７】
また、反対に、例えば、シリンダ部の変位が停止した変位終端位置において、駆動源がその慣性力によって所定量だけ回転し続けた際に、該シリンダ部に接続された減速機構の歯車の回転動作が停止する一方、駆動源に接続された歯車が回り続けるため、この噛合された歯車間において負荷が生じることとなり、前記減速機構の耐久性が低下してしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、前記の種々の課題を考慮してなされたものであり、駆動部、シリンダ機構及び減速機構に対する負荷を軽減させることにより、耐久性の向上を図ることが可能な電動シリンダを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、電流の通電作用下に駆動する駆動部と、
前記駆動部に接続され、該駆動部からの駆動力を減速して伝達する減速機構と、
前記減速機構を介して前記駆動力が伝達され、軸線方向に沿って変位するピストンを有するシリンダ機構と、
前記駆動部とシリンダ機構との間に設けられ、該駆動部の通電時に前記駆動力を前記シリンダ機構へと伝達すると共に、該駆動部の非通電時に該駆動部及びシリンダ機構の少なくともいずれか一方からの駆動力の伝達を遮断する動力伝達切換機構と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、駆動部を通電させて駆動させることにより、該駆動部の駆動力が減速機構において所定量だけ減速された後に、シリンダ機構へと伝達されピストンが軸線方向に沿って変位する。この際、駆動部とシリンダ機構との間に設けられた動力伝達切換機構は、該駆動部からの駆動力が高速且つ低トルクであるため該駆動力をシリンダ機構へと伝達する。一方、駆動部の通電を停止してシリンダ機構を停止させる場合に、前記駆動部には慣性力が発生するが、該慣性力は低速且つ高トルクであるため、前記動力伝達切換機構によって好適に吸収されシリンダ機構へ伝達されることがない。また、シリンダ機構で生じる慣性力も同様に、前記動力伝達切換機構によって吸収され、駆動部への伝達が遮断される。
【００１１】
従って、駆動部が通電された際には、該駆動部の駆動力を動力伝達切換機構を介してシリンダ機構へと確実に伝達すると共に、前記駆動部及び/又はシリンダ機構が停止した際に、動力伝達切換機構によって駆動部及びシリンダ機構からの駆動力の伝達を遮断することにより、前記駆動部、シリンダ機構及び減速機構に対して不要な負荷が付与されることを防止し、電動シリンダの耐久性を向上させることができる。
【００１２】
また、動力伝達切換機構は、駆動部の駆動作用下に回転駆動するハウジングと、
前記ハウジングの内部に配設され、該ハウジングと係合されて一体的に回転する第１回転板と、
前記ハウジングの内部で前記第１回転板と所定間隔離間して配設され、前記シリンダ機構に接続されたシャフトに装着される第２回転板と、
前記ハウジング内に密封され、前記第１及び第２回転板の間に充填される作動油とを備えるとよい。
【００１３】
これにより、駆動部が通電された駆動時には、ハウジング及び第１回転板が回転することにより、該ハウジング内の作動油を介して前記第１回転板から第２回転板へと該駆動部からの駆動力が伝達されて該第２回転板が一体的に回転する。そのため、第２回転板を通じてシャフトが回転することによりシリンダ機構に対して駆動力が伝達される。一方、駆動部及び/又はシリンダ機構を停止させた際、該駆動部及び/又はシリンダ機構に生じる慣性力は、低回転且つ高トルクであるため、第１又は第２回転板の回転力が作動油によって吸収され、該作動油を介して隣接した第２又は第１回転板に伝達されることがない。そのため、動力伝達切換機構において駆動力の伝達を確実且つ簡便に遮断することが可能となる。このように、動力伝達切換機構では、第１及び第２回転板、作動油を介して駆動部からシリンダ機構へと駆動力を伝達可能であると共に、前記作動油によって駆動力を吸収することにより、前記第１回転板と第２回転板との間の駆動力の伝達を好適に遮断することができる。
【００１４】
さらに、動力伝達切換機構を、減速機構に対して一体的に設けることにより、該動力伝達切換機構を設けた場合においても電動シリンダの大型化を抑制することができる。
【００１５】
さらにまた、駆動部を電動モータとし、前記電動モータの内部抵抗値を、該電動モータの定格トルクの２〜２０倍の範囲内に設定することにより、前記駆動部が通電時において駆動力を動力伝達切換機構を介してシリンダ機構へと確実に伝達することができると共に、前記駆動力が高トルクの場合に駆動力の伝達を確実に遮断することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１７】
すなわち、駆動部とシリンダ機構との間に動力伝達切換機構を設けることにより、該駆動部が通電時には駆動力をシリンダ機構へと伝達可能であると共に、前記駆動部及び/又はシリンダ機構を停止させる場合に、前記駆動部及び/又はシリンダ機構で生じる慣性力を動力伝達切換機構で好適に吸収し、その伝達を遮断することができる。そのため、前記駆動部、シリンダ機構及び減速機構に対する不要な負荷が付与されることなく、電動シリンダの耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係る電動シリンダについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１９】
図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る電動シリンダを示す。
【００２０】
電動シリンダ１０は、図１及び図２に示されるように、電流が通電されることにより回転駆動する駆動部１２と、前記駆動部１２からの駆動力を減速して伝達するギアユニット（減速機構）１４と、前記ギアユニット１４から出力された駆動力によってストローク変位可能なピストン１６を有するシリンダ機構１８と、前記駆動部１２とシリンダ機構１８との間に設けられ、前記駆動力を伝達・遮断可能な動力伝達切換機構２０とを含む。
【００２１】
駆動部１２は、例えば、ＤＣモータ、ステッピングモータ等からなり、図示しない電源から供給される電流によって回転駆動する。この駆動部１２は、その端部に形成された取付フランジ１２ａを介してギアユニット１４のケーシング２２に連結されると共に、該駆動部１２の駆動軸２４が、前記ケーシング２２の第１孔部２６を介して前記ケーシング２２の内部に挿入されている。
【００２２】
ギアユニット１４は、図２及び図３に示されるように、円筒状に形成されるケーシング２２と、前記ケーシング２２の内部に回転自在に設けられる回転ハウジング（ハウジング）２８と、一端部側が前記回転ハウジング２８の内部に挿入されて複数のプレート部材３０が挿通されるインナーシャフト３２と、前記インナーシャフト３２の他端部に固着される第１ギア部材３４と、前記第１ギア部材３４に噛合され、シリンダ機構１８の回転シャフト１１２に固着される第２ギア部材３６と、駆動部１２の駆動軸２４に固着される第３ギア部材３８とを含む。なお、第１〜第３ギア部材３４、３６、３８、回転ハウジング２８は、例えば、樹脂製材料、焼結金属、アルミニウム等の軽金属製材料から形成される。
【００２３】
ケーシング２２の両端部は、図２に示されるように外部に開口するように形成され、その一端部側となる第１開孔４０には環状溝を介して第１軸受４２が装着され、他端部側となる第２開孔４４には環状溝を介して第２軸受４６が装着されている。そして、前記第２開孔４４にはプラグ４８が螺合されている。
【００２４】
このケーシング２２の一端部側には、その側部から該ケーシング２２の軸線と略直交するように突出した第１取付部５０が形成され、該第１取付部５０には複数のボルト５２を介して駆動部１２が装着される。この第１取付部５０には、外部に開口した第１孔部２６が軸線方向に沿って形成され、その内部に前記駆動部１２の駆動軸２４が挿入される。
【００２５】
また、ケーシング２２の他端部側には、該ケーシング２２の側部に該ケーシング２２の軸線と略直交するように突出した第２取付部５４が形成され、前記第２取付部５４にはシリンダ機構１８が装着されている。この第２取付部５４には、外部に開口した第２孔部５６が形成され、前記第２孔部５６を介して第２取付部５４の内部にシリンダ機構１８の一部が挿入されている。すなわち、駆動部１２及びシリンダ機構１８は、それぞれケーシング２２の軸線と略直交して配設され、且つ、該ケーシング２２を介して互いに略平行となるように設けられている。
【００２６】
一方、ケーシング２２の他端部には、該ケーシング２２の軸線を中心として第２取付部５４と反対側となる位置に固定フランジ５８が設けられている。この固定フランジ５８は、ケーシング２２の側面から所定間隔離間した二股状に突出し、前記ケーシング２２の軸線と略平行な貫通孔６０がそれぞれ形成されている。この固定フランジ５８を介して電動シリンダ１０を壁面等に固定することができる。
【００２７】
回転ハウジング２８は、ケーシング２２の一端部側に配置され、第１軸受４２によって支持される軸部６２と、該軸部６２の端部に形成される有底筒状の筒部６４と、該筒部６４と軸部６２との接合部位に設けられ、その周面に沿って複数の歯が刻設された歯部６６とを含む。
【００２８】
軸部６２は、ケーシング２２の一端部側となる先端部が縮径し、その縮径した部位がケーシング２２に装着された第１軸受４２によって回転自在に支持されている。
【００２９】
筒部６４は、前記軸部６２より半径外方向に拡径し、ケーシング２２の内部において第１取付部５０と第２取付部５４の間となる位置に配置される。そして、筒部６４の外周面がケーシング２２の内周面に当接し、回転ハウジング２８が回転する際に前記内周面によってガイドされる。
【００３０】
また、筒部６４の内部には、ケーシング２２の第２開孔４４側に向かって開口した装着穴６８が形成され、該装着穴６８は略一定直径から形成されている。前記装着穴６８の内周面には、軸線方向に沿って延在する複数（例えば、４本）の溝部７０が形成されている（図５〜図７参照）。この溝部７０は断面略長方形状に形成され、互いに等間隔離間して設けられている。詳細には、溝部７０は、筒部６４の軸線を中心として互いに９０°毎離間するように形成される。
【００３１】
この装着穴６８の内部には、動力伝達切換機構２０が配設される。この動力伝達切換機構２０は、装着穴６８に一端部が挿入されるインナーシャフト（シャフト）３２と、複数の第１及び第２プレート７８、８０からなるプレート部材３０と、前記装着穴を閉塞する蓋部材９４とを含む。なお、インナーシャフト３２の一端部は、筒部６４のブッシュ穴７２に装着されたブッシュ７４を介して回転自在に支持されている。
【００３２】
このインナーシャフト３２の一端部側には、図５に示されるように、その外周面が略平面状に切り欠かれた一組の切欠溝７６が形成され、前記切欠溝７６は、インナーシャフト３２の一端部から他端部側に向かって所定長さで形成されると共に、前記インナーシャフト３２の外周面に対して若干だけ半径内方向に窪んで形成されている。なお、この切欠溝７６は、インナーシャフト３２の軸線を中心として略対称となる位置に形成される（図７参照）。
【００３３】
また、インナーシャフト３２の一端部側には、第１及び第２プレート７８、８０からなる複数のプレート部材３０が挿通されている。この第１及び第２プレート７８、８０は略一定厚さの板材から形成され、前記インナーシャフト３２に対して第１プレート（第１回転板）７８と第２プレート（第２回転板）８０とがそれぞれ交互となるように装着される。
【００３４】
第１プレート７８は断面略円盤状に形成され、図６に示されるように、その略中央部に形成されてインナーシャフト３２が挿通される第１シャフト孔８２と、外周面から半径外方向に放射状に突出した複数の第１凸部８４及び第２凸部８６とを有する。この第１凸部８４及び第２凸部８６は、第１シャフト孔８２を中心として互いに等角度（例えば、４５°）離間して形成され、前記第１凸部８４同士が９０°間隔で離間して形成されると共に、前記第１凸部８４の間に第２凸部８６が形成されている。すなわち、第１プレート７８には、第１凸部８４が４本、第２凸部８６が前記第１凸部８４の間となるように４本形成され、合計で８本設けられる。
【００３５】
この第１凸部８４の外周径Ｄ１は、筒部６４における溝部７０の内周径ｄ１と略同等（Ｄ１≒ｄ１）に形成されると共に、第２凸部８６の外周径Ｄ２が、前記筒部６４における装着穴６８の内周径ｄ２より小さく形成されている（Ｄ２＜ｄ２）。すなわち、第１凸部８４は第２凸部８６より半径外方向に突出して形成され、第１プレート７８を筒部６４の装着穴６８に挿入した際に、第１凸部８４が溝部７０に係合されると共に、第２凸部８６と装着穴６８の内周面との間には所定間隔のクリアランスが形成される。
【００３６】
第２プレート８０は、図７に示されるように、第１プレート７８と略同一形状となる断面略円盤状に形成され、略中央部に形成されてインナーシャフト３２が挿通される第２シャフト孔８８と、外周面から半径外方向に放射線状に突出した複数の第３凸部９０とを有する。
【００３７】
第２シャフト孔８８は、該第２シャフト孔８８の内周面がインナーシャフト３２の切欠溝７６に対向してそれぞれ突出し、その突出部位が一組の切欠溝７６に対してそれぞれ係合される。これにより、インナーシャフト３２と第２プレート８０との相対的な回転変位が規制され、該インナーシャフト３２が回転変位した際に第２プレート８０が一体的に回転する。
【００３８】
第３凸部９０は、第２シャフト孔８８を中心として互いに等角度（例えば、４５°）離間して形成され、第１プレート７８における第１及び第２凸部８４、８６の合計数と同数だけ形成される。また、第３凸部９０の外周径Ｄ３は略同一直径で形成され、該第３凸部９０の外周径が第２凸部８６の外周径Ｄ２と略同等に形成される（Ｄ３≒Ｄ２）。そのため、第２プレート８０を装着穴６８に挿入した際に、第３凸部９０と前記装着穴６８の内周面との間に所定間隔のクリアランスが形成される。
【００３９】
そして、第１及び第２プレート７８、８０をインナーシャフト３２に挿通させた際、第１及び第２凸部８４、８６と第３凸部９０とが、前記インナーシャフト３２の軸線方向に重なり合うように配置されると共に、前記インナーシャフト３２の一端部側に装着された係止リング９２によって最も軸部６２側に配置された第１プレート７８の軸線方向への変位が規制される。
【００４０】
すなわち、筒部６４の溝部７０に係合された第１プレート７８が回転ハウジング２８と一体的に回転すると共に、インナーシャフト３２に係合された第２プレート８０が該インナーシャフト３２と一体的に回転する。
【００４１】
一方、筒部６４には、図４に示されるように、第１及び第２プレート７８、８０が配設された装着穴６８が蓋部材９４によって閉塞され、この蓋部材９４には、略中央部に貫通したシャフト孔９６を介してインナーシャフト３２が挿通され、前記シャフト孔９６の内部には環状溝を介してシール部材９８が装着されている。すなわち、シール部材９８がインナーシャフト３２の外周面に当接することにより、装着穴６８の内部が密封された状態となる。
【００４２】
そして、装着穴６８の内部には、例えば、シリコンオイル等からなる作動油Ａが充填される。この作動油Ａは高粘度を有するものが採用され、その粘度は、例えば、１００００〜１０００００ｃｓｔの範囲に設定するとよい。この際、装着穴６８は、蓋部材９４によって閉塞されているため、作動油Ａが充填される貯油室として機能する。この作動油Ａが、インナーシャフト３２を介して交互に配設された第１及び第２プレート７８、８０の間に充たされていくことにより、前記第１プレート７８と第２プレート８０とが作動油Ａを介在して等間隔離間した状態となる（図４参照）。
【００４３】
筒部６４には、該筒部６４と軸部６２との接合部位に外周面に沿って歯部６６が形成され、前記歯部６６が駆動部１２に接続された第３ギア部材３８と噛合されている。この歯部６６は、回転ハウジング２８の軸線に対して所定角度傾斜して形成されると共に、前記第３ギア部材３８の歯部１０２も同様に該第３ギア部材３８の軸線に対して所定角度傾斜した外周面に形成されている。
【００４４】
すなわち、駆動部１２の駆動作用下に第３ギア部材３８が回転駆動し、該第３ギア部材３８に噛合された筒部６４を介して回転ハウジング２８が回転変位すると共に、駆動部１２及び回転ハウジング２８の軸線に対してそれぞれ所定角度傾斜した歯部６６、１０２を介して回転駆動力の伝達方向が略直交方向に変換される。
【００４５】
インナーシャフト３２の他端部は、縮径した第１細径部１０４を介して筒状の第１ギア部材３４が装着され、前記第１ギア部材３４の外周面には、該第１ギア部材３４の軸線に対して所定角度傾斜した歯部１０６が形成されている。この歯部１０６は、回転ハウジング２８側となるように形成され、シリンダ機構１８に装着された第２ギア部材３６に噛合されている。
【００４６】
第１ギア部材３４は、その歯部１０６が第２ギア部材３６の歯部１０８と互いに対向するように配設され、ケーシング２２に装着された第２軸受４６を介して回転自在に保持されている。
【００４７】
すなわち、駆動部１２から回転ハウジング２８へと伝達された駆動力が、回転ハウジング２８及びシリンダ機構１８の軸線に対してそれぞれ所定角度傾斜した歯部１０６、１０８を介して伝達され、その伝達方向は回転ハウジング２８の軸線に対して略直交方向に変換される。換言すれば、駆動部１２からの駆動力は、その伝達方向がギアユニット１４により略直交方向に変換され、該ギアユニット１４からシリンダ機構１８に対して再び略直交方向に変換される。
【００４８】
シリンダ機構１８は、図１及び図２に示されるように、ケーシング２２に連結される筒状のシリンダチューブ１１０と、前記シリンダチューブ１１０の内部に回転自在に保持され、ギアユニット１４からの駆動力が伝達される回転シャフト１１２と、前記回転シャフト１１２に螺合されて軸線方向に沿って変位するピストン１６とを含む。
【００４９】
このシリンダチューブ１１０の一端部は、ケーシング２２の第２取付部５４に固着され、他端部に円筒状のロッドカバー１１４が装着されている。
【００５０】
回転シャフト１１２は、例えば、樹脂製材料、焼結金属、軽金属製材料から形成され、その外周面に沿ってねじが刻設されたねじ部１１６と、一端部側に形成され前記ねじ部１１６より縮径した第２細径部１１８とを備え、前記第２細径部１１８は、第２取付部５４における第２孔部５６に挿入され、第２ギア部材３６が装着される。また、第２細径部１１８は、第２孔部５６に設けられた一組の第３軸受１２０によって回転自在に保持される。なお、この第３軸受１２０は、第２孔部５６の開口部に装着された押え部材１２２によって前記第２孔部５６内に固定される。
【００５１】
ピストン１６は、回転シャフト１１２のねじ部１１６に螺合され、該回転シャフト１１２の回転作用下に軸線方向（矢印Ｘ１、Ｘ２方向）に沿って自在に変位する。このピストン１６は、その外周面がシリンダチューブ１１０の内周面に当接して保持されると共に、前記ピストン１６の端部には、ロッドカバー１１４側（矢印Ｘ１方向）に向かって突出した突部１２４に円筒状のピストンロッド１２６が固着されている。
【００５２】
ロッドカバー１１４の内周面には、環状溝を介して前記ピストンロッド１２６の外周面に付着した塵埃等を除去するスクレーパ１２８と、前記スクレーパ１２８から所定間隔離間し、シリンダチューブ１１０内の気密を保持するロッドパッキン１３０が設けられている。ピストンロッド１２６の端部には、該ピストンロッド１２６を閉塞するようにキャップ１３２が装着されている。
【００５３】
また、駆動部１２として機能するＤＣモータ、ステッピングモータの内部抵抗値は、前記駆動部１２の定格トルクの約２〜２０倍の範囲内に設定されている。
【００５４】
詳細には、この内部抵抗値は、第１及び第２プレート７８、８０の枚数を合算した数量から１を減じ、その数量に対して前記内部抵抗値を乗じた際に、前記駆動部１２における定格トルクの約２〜２０倍の範囲内となるように設定される。
【００５５】
本発明の実施の形態に係る電動シリンダ１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００５６】
図示しない電源から駆動部１２に対して電流が供給され、該駆動部１２の駆動軸２４が回転駆動することにより、第３ギア部材３８と回転ハウジング２８との歯部６６、１０２の噛合作用下に該回転ハウジング２８に駆動力が伝達される。そして、回転ハウジング２８が回転することにより装着穴６８の溝部７０に係合された第１プレート７８が一体的に回転すると共に、前記第１プレート７８が装着穴６８に充填された作動油Ａと共に回転することにより、該作動油Ａを介して該第１プレート７８に隣接配置された第２プレート８０が一体的に回転する。すなわち、回転ハウジング２８内に充填された作動油Ａは高粘度であるため、第１プレート７８を含む回転ハウジング２８が高速回転した際に、その粘性抵抗によって第２プレート８０が一体的に回転する。換言すれば、駆動部１２の駆動作用下に回転ハウジング２８及び第１プレート７８が回転する際には、その回転速度が高速であると共に、伝達される駆動力が低トルクであるため、作動油Ａの粘性抵抗が大きくなる。
【００５７】
これにより、回転ハウジング２８の回転力が、装着穴６８内の作動油Ａを介して第２プレート８０へと伝達され、該第２プレート８０に対して切欠溝７６を介して係合されたインナーシャフト３２が回転駆動する。そして、駆動部１２の駆動力が回転ハウジング２８を介してインナーシャフト３２へと伝達されることにより、該インナーシャフト３２に装着された第１ギア部材３４の噛合作用下にシリンダ機構１８の第２ギア部材３６へと駆動力が伝達され、前記シリンダ機構１８の回転シャフト１１２が回転する。
【００５８】
そのため、回転シャフト１１２に螺合されたピストン１６がその螺合作用下にシリンダチューブ１１０に沿って軸線方向（図２中、矢印Ｘ１方向）に変位し、該ピストン１６に連結されたピストンロッド１２６がロッドカバー１１４より所定長だけ突出する。その結果、ピストンロッド１２６の端部にキャップ１３２を介して設けられたワーク（図示せず）が所定長だけ変位する。
【００５９】
このように、駆動部１２の駆動力をギアユニット１４及び動力伝達切換機構２０を介してシリンダ機構１８へと伝達し、該シリンダ機構１８のピストンロッド１２６を所定量だけ変位させることができる。
【００６０】
一方、シリンダ機構１８におけるピストンロッド１２６の変位を停止させる場合には、駆動部１２への電流の供給を停止することにより該駆動部１２の回転駆動を停止させる。この際、前記駆動部１２への電流の供給が停止された後でも、該駆動部１２の駆動軸２４が慣性力で所定量だけ回転するが、前記駆動部１２からの回転駆動力が低速且つ高トルクであるため、前記第１プレート７８の回転が動力伝達切換機構２０における作動油Ａによって吸収され、該第１プレート７８から第２プレート８０へと伝達されることがない。
【００６１】
そのため、駆動部１２の慣性力が作動油Ａを介してインナーシャフト３２へと伝達されることがなく、該駆動部１２における慣性力の影響を受けることなくシリンダ機構１８を停止させることができる。換言すれば、第１プレート７８の回転が低速となることにより作動油Ａの粘性抵抗が小さくなるため、該第１プレート７８の回転が前記作動油Ａによってスリップして第２プレート８０へと伝達されることがない。
【００６２】
また、反対に、駆動部１２の駆動が完全に停止した後に、図示しないワークが停止することなくその慣性力によって若干だけ変位することがあるが、この場合にも、シリンダ機構１８の回転シャフト１１２に伝達された慣性力（回転駆動力）がインナーシャフト３２に伝達された際に、その慣性力が第２プレート８０を介して装着穴６８内の作動油Ａによって吸収される。そのため、シリンダ機構１８において生じる慣性力が、動力伝達切換機構２０を介して駆動部１２へと伝達されることがない。
【００６３】
すなわち、駆動部１２がその通電作用下に高速で回転駆動した際に、動力伝達切換機構２０を介してシリンダ機構１８へと駆動力が伝達されると共に、駆動部１２等の慣性力によって回転駆動する低速回転時には、駆動力を動力伝達切換機構２０の作動油Ａによって吸収することにより該駆動力の伝達を遮断することができる。換言すれば、動力伝達切換機構２０は、必要に応じて駆動部１２及び／又はシリンダ機構１８からの駆動力を吸収してその伝達を遮断可能なトルクスプリット機構として機能する。
【００６４】
以上のように、本実施の形態では、駆動部１２とシリンダ機構１８との間に動力伝達切換機構２０を設け、該動力伝達切換機構２０に高粘度の作動油Ａが充填された回転ハウジング２８と、該回転ハウジング２８の内部に複数の第１プレート７８及び第２プレート８０とを備えることにより、駆動源からの駆動力を減速機構のみを介してシリンダ部へと伝達している従来の電動シリンダと比較し、駆動部１２及びシリンダ機構１８の駆動停止時において、作動油Ａによって該駆動部１２及びシリンダ機構１８から伝達される駆動力（慣性力）を好適に吸収することができる。そのため、駆動部１２への通電が停止した際に、前記駆動力が駆動部１２及び／又はシリンダ機構１８に対して伝達されることを防止できる。その結果、前記駆動部１２及びシリンダ機構１８に対して不要な負荷が付与されることが阻止され、前記駆動部１２及びシリンダ機構１８の耐久性を向上させることができる。
【００６５】
また、駆動部１２とシリンダ機構１８との間において、不要な駆動力が伝達されることがないため、前記駆動部１２及びシリンダ機構１８に接続された第１〜第３ギア部材３４、３６、３８の歯部６６、１０２、１０６、１０８に対して負荷が生じることがない。そのため、該歯部６６、１０２、１０６、１０８の耐久性を向上させることができ、それに伴って、第１〜第３ギア部材３４、３６、３８を含むギアユニット１４の耐久性を向上させることが可能となる。
【００６６】
さらに、ギアユニット１４における第１〜第３ギア部材３４、３６、３８、回転ハウジング２８や、シリンダ機構１８における回転シャフト１１２を、例えば、樹脂製材料、焼結金属、軽金属製材料から形成することにより、前記ギアユニット１４及びシリンダ機構１８の軽量化を図ることができると共に、製造コストの低減を図ることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施の形態に係る電動シリンダの全体斜視図である。
【図２】図１の電動シリンダの全体縦断面図である。
【図３】図１の電動シリンダにおけるギアユニットを別の方向から見た一部省略拡大斜視図である。
【図４】図２の電動シリンダにおける動力伝達切換機構近傍の拡大縦断面図である。
【図５】図１の電動シリンダにおける動力伝達切換機構の分解斜視図である。
【図６】図４において第１プレートが回転ハウジングの装着穴に挿入された状態を示す縦断面図である。
【図７】図４において第２プレートが回転ハウジングの装着穴に挿入された状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０…電動シリンダ                  １２…駆動部
１４…ギアユニット                  １６…ピストン
１８…シリンダ機構                  ２０…動力伝達切換機構
２２…ケーシング                    ２８…回転ハウジング
３２…インナーシャフト              ３４…第１ギア部材
３６…第２ギア部材                  ３８…第３ギア部材
６２…軸部                          ６４…筒部
６６、１０２、１０６、１０８…歯部  ６８…装着穴
７０…溝部                          ７６…切欠溝
７８…第１プレート                  ８０…第２プレート
８４…第１凸部                      ８６…第２凸部
９０…第３凸部                      ９４…蓋部材
９８…シール部材                    １１０…シリンダチューブ
１１２…回転シャフト                １１４…ロッドカバー
１２６…ピストンロッド              １３２…キャップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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