(57)【要約】【課題】リミットスイッチの位置決めを電動アクチュエータの伸縮方向の調整だけで簡単にできるようにする。【解決手段】電動モータで回転するねじ軸に螺合されたナット部材と、ナット部材に接続された移動体に設けられた突起によって動作するリミットスイッチを備えた電動リニアアクチュエータにおいて、前記リミットスイッチ２４をマイクロスイッチ１７と、スイッチレバー１８とで構成し、前記スイッチレバーと前記マイクロスイッチのプランジャー２２および突起との接触部位における前記スイッチレバーの水平断面形状を曲線にするとともに前記スイッチレバーを前記マイクロスイッチと分離して設けたものである。この構成により、リミットスイッチの位置調整を伸縮方向のみで行うことができ、設置スペースの縮小、位置修正による配線替えも不要になる。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータの駆動力により回転するねじ軸と、前記ねじ軸に螺合装着され回転を受けてねじ軸上を進退移動するナット部材と、前記ねじ軸を内部に収納するとともに前記ナット部材に接続されて進退移動する移動体と、前記移動体を内部に収納する固定部材と、前記固定部材に設けたリミットスイッチと、前記移動体の外周部に設けられたリミットスイッチを動作させる突起とからなる電動リニアアクチュエータにおいて、前記リミットスイッチを、所定の位置まで押し込むことにより動作させるプランジャーを備えたマイクロスイッチと、前記突起の移動により力を受けて前記プランジャーを所定の位置まで押し込むスイッチレバーとで構成し、前記スイッチレバーの前記プランジャーとの接触部位および前記突起との接触部位における前記スイッチレバーの水平断面形状を曲線にするとともに前記スイッチレバーを前記マイクロスイッチと分離して設けたことを特徴とする電動リニアアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動リニアアクチュエータに関し、特にその動作範囲を制限するためのリミットスイッチの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動リニアアクチュエータは、雄ねじ部を備えた軸を電動モータによって回転駆動し、軸に螺合装着された雌ねじ部材を軸に沿って駆動させる送りねじ式が実用されている。雌ねじ部材には駆動筒が連結されており、駆動筒の先端に移動される装置や部材を取り付けて使用される。例えば、医療・介護用ベッドの動作部やドアの開閉部などに使用される。
【０００３】
電動リニアアクチュエータには、コントローラを使って回転数や回転方向を自由に変えることのできるサーボモータを採用する方式や、減速機を介して低速回転を得る定回転電動機を採用する方式がある。後者の場合には伸縮するシャフトをストロークエンドで停止させるための位置検出用リミットスイッチを備え、ストロークエンドで電動機を停止する方式の電動リニアアクチュエータが提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
さらに、背景技術として、図５にボールねじを使った送りねじ式電動リニアアクチュエータの縦断面図、図６にねじ式電動リニアアクチュエータの上面部分拡大図を示し、図７にリミットスイッチの縦断面拡大図、図８にリミットスイッチの位置調節図が示されている。
【０００５】
ボールねじ式電動リニアアクチュエータ１０１は、電動モータ１０２に歯車減速機構１０３が設けられ、この歯車減速機構１０３に固定筒１０４が取り付けられている。この固定筒１０４の内部には、駆動部である駆動筒１０５が収納され、駆動筒１０５の内部にはボールねじ軸１０６が収納されている。このボールねじ軸１０６は歯車減速機構１０３に取り付けられ、電動モータ１０２が回転駆動することによって所定の回転数で回転する。ボールねじ軸１０６が正転または逆転することにより、これに螺合装着された雌ねじ部材１０７が軸方向に進退移動し、雌ねじ部材１０７に取り付けられた駆動筒１０５がともに軸方向に進退移動する。
【０００６】
雌ねじ部材１０７と駆動筒１０５の接続部には、駆動筒１０５の移動方向に対し直角方向にリミットスイッチ１１２を動作させるための円筒状突起１１０が設けられている。円筒状突起１１０は固定筒１０４の筒壁における軸心方向に沿って設けられた長溝１１１にガイドされ、駆動筒１０５の移動方向に移動する。
【０００７】
リミットスイッチ１１２は、図６に示すとおり円筒状突起１１０のガイド用長溝１１１に沿って固定筒１０４の筒壁外周に設けられた取り付け座１１３に第２ベースプレート１２７を取り付け、さらに第２ベースプレート１２７の上に第１ベースプレート１１４を取り付け、さらに第１ベースプレート１１４の上にリミットスイッチ１１２が固定されている。第１ベースプレート１１４の取り付け穴１２８は、リミットスイッチ１１２を駆動筒１０５の移動方向（以下、Ｘ軸方向）に調整すべく一端を開放した長穴に穿孔されている。第２ベースプレート１２７の取り付け穴１２９は、リミットスイッチ１１２を駆動筒の移動方向と直角方向（以下、Ｙ軸方向）に調整可能とすべくＹ軸方向の長穴に穿孔されている。
【０００８】
また、リミットスイッチ１１２は図７の拡大縦断面図に示すとおり、マイクロスイッチ１１５とスイッチレバー１１６とから構成されている。マイクロスイッチ１１５は大別して、作動部１１７、ケース部１１８、スナップ動作機構部１１９、接点部１２０、端子部１２１の５つの要素から構成されている。スナップ動作機構部１１９は、作動部１１７のプランジャー１２２がフリーの位置ＦＰから動作位置ＰＴまで押し込まれることによって、プランジャー１２２の操作速度に関係なく可動接点１２３が固定接点１２４から他の固定接点１２５に一定の速度で素早く切換わる機構を備えている。
【０００９】
以上のとおり構成されたリミットスイッチ１１２をボールねじ式電動リニアアクチュエータ１０１に設置する要領を図８に示す。図８（ａ）は円筒状突起１１０を設置位置まで移動させた状態を示す。スイッチレバー１１６はプランジャー１２２のフリー位置ＦＰに接触した状態であり、リミットスイッチ１１２は動作していない。そこで、図８（ｂ）に示すとおり、第１ベースプレート１１４を矢印Ａの方向へＸ軸修正を行う。その結果、わずかプランジャー１２２を押し込むが、動作位置ＰＴまでは押し込めていない。さらに、図８（ｃ）に示すとおり第２ベースプレート１２７を矢印Ｂの方向へＹ軸修正をおこないプランジャー１２２を動作位置ＰＴまで押し込んでリミットスイッチ１１２を設定する。
【００１０】
前記背景技術例では、リミットスイッチ１１２は駆動筒１０５の移動範囲の中間に１ヵ所設置してあり、リミットスイッチ１１２で電動モータ１０２を制御するためのものではなく、駆動筒１０５の位置で他のものを制御するために設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−３０４１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来のリミットスイッチ１１２は、マイクロスイッチ１１５のプランジャー１２２をできる限り垂直に押すために、スイッチレバー１１６とプランジャー１２２との接触部位において、できる限り小さな傾斜角度で接触している。従って、Ｘ軸方向の位置修正のみでリミットスイッチの位置決めを行うことができずＹ軸方向修正も合わせて行う必要があり手間がかかる。さらに、部品点数が多くなるとともに広い設置スペースが必用となり、装置が大型化する。
【００１３】
本発明は、前記課題を解決するために、Ｘ軸方向のみの修正で、手間をかけることなくリミットスイッチの位置決めを可能にし、部品点数の削減とコンパクトな電動リニアアクチュエータを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するため、本発明の電動リニアアクチュエータは、電動モータの駆動力により回転するねじ軸と、前記ねじ軸に螺合装着され回転を受けてねじ軸上を進退移動するナット部材と、前記ねじ軸を内部に収納するとともに前記ナット部材に接続されて進退移動する移動体と、前記移動体を内部に収納する固定部材と、前記固定部材に設けたリミットスイッチと、前記移動体の外周部に設けられたリミットスイッチを動作させる突起とからなる電動リニアアクチュエータにおいて、前記リミットスイッチを、所定の位置まで押し込むことにより動作させるプランジャーを備えたマイクロスイッチと、前記突起の移動により力を受けて前記プランジャーを所定の位置まで押し込むスイッチレバーとで構成し、前記スイッチレバーの前記プランジャーとの接触部位および前記突起との接触部位における前記スイッチレバーの水平断面形状を曲線にするとともに前記スイッチレバーを前記マイクロスイッチと分離して設けたものである。
【００１５】
すなわち、マイクロスイッチのプランジャーに接触する部位において、スイッチレバーの水平断面形状を従来の直線形状から曲線にすることにより、リミットスイッチの位置調整における移動体の移動方向（以下、Ｘ軸方向）の修正距離を小さくすると共に移動体の移動方向と直角方向（以下、Ｙ軸方向）の修正を不要にしたものである。さらに、スイッチレバーをマイクロスイッチと分離して設けることにより、マイクロスイッチの移動に伴う配線の付け替えなどの手数を省略できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、リミットスイッチのＹ軸方向調整部材を省略できるとともに取り付けが簡単になり、さらに、リミットスイッチの設置エリアを小さくすることで装置全体をコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の電動リニアアクチュエータの縦断面図である。
【図２】本発明の電動リニアアクチュエータの上面部分図である。
【図３】本発明の電動リニアアクチュエータのスイッチレバー加工工程図である。
【図４】本発明の電動リニアアクチュエータのリミットスイッチ位置修正説明図である。
【図５】従来の電動リニアアクチュエータの縦断面図である。
【図６】従来の電動リニアアクチュエータの上面部分拡大図である。
【図７】従来の電動リニアアクチュエータのマイクロスイッチ部拡大図である。
【図８】従来電動リニアアクチュエータのリミットスイッチ位置修正説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の電動リニアアクチュエータの縦断面図、図２は本発明の電動リニアアクチュエータの上面部分図３は本発明の電動リニアアクチュエータのスイッチレバー加工工程図、図４は本発明の電動リニアアクチュエータのリミットスイッチ位置修正説明図を示す。
【００１９】
電動リニアアクチュエータ１は、電動モータ２と、歯車減速機構３と、歯車減速機構３に取り付けられた固定筒４と、固定筒４の内部に収納された駆動筒５と、駆動筒５の内部に収納されたボールねじ軸６と、ボールねじ軸６に螺合装着された移動体７と、リミットスイッチ機構８と、ケース９と、カバー１０と、アダプター１５から構成されている。
【００２０】
歯車減速機構３は二段減速されており、一段目は電動モータ２の出力軸端部に削成された小歯車１１と一段目大歯車１２で構成され、二段目は一段目大歯車１２と同軸に一体で削成された二段目小歯車１３とボールねじ軸６の反ねじ側に組み込まれた二段目大歯車１４とで構成されている。一段目と二段目の軸受はカバー１０とアダプター１５に組み込まれ、電動モータ２の回転により減速された回転がボールねじ軸６に伝達される。ボールねじ軸６の回転方向により移動体７はボールねじ軸６の軸上を進退方向に移動し、移動体７に取り付けられた駆動筒５を伸長または収納させる。
【００２１】
リミットスイッチ機構８は、移動体７と駆動筒５の接続部において駆動筒５の外周に移動方向と直角に設けられた円筒状突起１６と、固定筒４の外周壁に設けられた２個のリミットスイッチ２４から構成されている。（図２参照）
【００２２】
リミットスイッチ２４は、図２に示すとおりマイクロスイッチ１７と、マイクロスイッチ１７から分離されたスイッチレバー１８とで構成されている。２個のリミットスイッチ２４は同じ構成をしており、固定筒４に設けられた円筒状突起１６のガイド用長溝１９を挟んで対角に設けられた取り付け座２１に設置されている。
【００２３】
スイッチレバー１８は、図３の加工工程図に示すとおりＬ字型板材１８ａの短片１８ｂにスイッチレバー１８の取り付け用長穴２３を長片１８ｃに対し直角方向に２ヵ所平行に穿孔され（図３（ａ）参照）、次に長片１８ｃを破線Ｌ１に沿って短片１８ｂ側に直角に曲げられ（図３（ｂ）参照）、さらに、長片１８ｃを破線Ｌ２に沿って短片１８ｂ側と反対方向に略７０度曲げられている（図３（ｃ）参照）。次に略７０度曲げられた位置から先端までの長さの中央部より先端側の部位において、厚さ方向（図３（ｃ）のＨ方向）に見た形状が略７０度線（図３（ｄ）参照）より大きい角度側に突出する曲線接触部１８ｄが形成され、さらに曲線接触部１８ｄの終端から長片１８ｃの先端までの部位に略７０度線より小さい角度側に突出する曲線接触部１８ｅが形成されたものである。
【００２４】
上記のとおり形成されたスイッチレバー１８とマイクロスイッチ１７を組み合わせてリミットスイッチ２４を構成するには、リミットスイッチ２４の取り付け座２１にマイクロスイッチ１７のプランジャー２２を長溝１９に向け、長溝１９に平行にマイクロスイッチ１７を取り付ける。マイクロスイッチ１７を上面より見てプランジャー２２のフリー位置ＦＰにスイッチレバー１８の曲線接触部１８ｄを接触させるとともに、マイクロスイッチ１７の左側にスイッチレバー１８の取り付け部１８ｂを取り付ける（図４（ｅ）参照）。
【００２５】
以上のとおり構成されたリミットスイッチ２４を電動リニアアクチュエータ１に設置する要領を図４により説明する。図４（ｅ）は電動モータ２を駆動し、円筒状突起１６を伸長方向のストロークエンドの設定位置まで移動させた状態を示す。この状態では円筒状突起１６はスイッチレバー１８の曲線接触部１８ｅに接触せず曲線接触部１８ｄはプランジャー２２のフリー位置ＦＰにある。そこで図４（ｆ）に示すとおり、スイッチレバー１８の曲線接触部１８ｅが円筒状突起１６に接触し曲線接触部１８ｄがプランジャー２２を動作位置ＰＴに押し込むまでスイッチレバー１８を図４（ｆ）の矢印Ｃの方向にＸ軸修正する。
【００２６】
プランジャー２２に接触するスイッチレバー１８の接触部の形状が曲線であるため接触部位における接線傾斜角度が大きく、スイッチレバー１８の小さなＸ軸方向移動で大きなプランジャー２２の押し込み方向移動距離が得られる。従って、従来方式のリミットスイッチに比べＸ軸方向の修正距離が小さく、リミットスイッチの設置領域を小さくできるので装置をコンパクトにすることができる。また、位置修正がＸ軸方向のみで可能となるため、部品点数の削減や設置時間の短縮がはかれる。さらに、スイッチレバーのみの移動が可能なので移動による配線のやり直しなどの手間も削減することができる。なお、対角位置に設置された収納方向のリミットスイッチ２４についても同じ構成のため、説明を省略する。
【００２７】
以上の構成と設定により、駆動筒５の伸長および収納の終端でリミットスイッチ２４を動作させ、電動モータ２を運転・停止・反転の制御を行うことができる。
【００２８】
本発明が提供する電動リニアアクチュエータの構成は以上のとおりであるが、上記ならびに図示例に限定されるものではない。例えば、ボールねじ軸に代えてアクメねじ軸による駆動も可能である。またスイッチレバーの固定方法、傾斜角度は図示例に限ったものではない。
【符号の説明】
【００２９】
１  電動リニアアクチュエータ
２  電動モータ
３  歯車減速機構
４  固定筒
５  駆動筒
６  ボールねじ軸
７  移動体
８  リミットスイッチ機構
９  ケース
１０  カバー
１１  小歯車
１２  一段目大歯車
１３  二段目小歯車
１４  二段目大歯車
１５  アダプター
１６  円筒状突起
１７  マイクロスイッチ
１８  スイッチレバー
１８ａ  Ｌ字型板材
１８ｂ  短片
１８ｃ  長片
１８ｄ  曲線接触部
１８ｅ  曲線接触部
１９  長溝
２１  取り付け座
２２  プランジャー
２３  長穴
２４  リミットスイッチ
【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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【図８】
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