JPH0819244A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】スライド部を簡便に他の部材に取着することが
可能なアクチュエータを提供すること。 【構成】リニアアクチュエータ１０は、直方体状を呈す
るハウジング１２と、前記ハウジング１２の長手方向に
沿って相対的に変位するスライドロッド１４と、前記ス
ライドロッド１４の両端部に形成された矩形状の複数の
取付面１９とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアクチュエータに関し、
一層詳細には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相を有する周波数可変の
交番電流によって直線方向の移動速度を制御し、且つ距
離を制御することが可能なアクチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ロボットに代表される自動機械の
技術的発展の中で、正確な直線運動を遂行するリニアア
クチュエータの重要性が益々認識され顕在化されつつあ
る。特に、高精度の位置決め精度が要求される組立ロボ
ットのワーク搬送用リニアアクチュエータが広範囲に使
用されつつある。

【０００３】これらのリニアアクチュエータには、前述
のように、位置精度の正確性はもとより、信頼性、高寿
命性、小型性、作動力の均一性、移動方向の容易な転換
性、高い曲げ剛性等、種々の特性を有することが要求さ
れる。

【０００４】これらの要求に応えるために、従来より種
々のリニアアクチュエータが提案されている。その一例
として特公昭５６−１４８８３号に開示された装置があ
る。この先行技術としてのリニアアクチュエータでは、
ハウジング内周の長手方向にリニアボールベアリングを
配設し、且つ当該ベアリングに係接してシリンダが組み
込まれるスライドロッドを配設し、当該スライドロッド
を軸線方向に摺動させるため、ハウジングの適当な個所
に複数個のオリフィスを設け、油圧または空気圧等によ
り前記スライドロッドに作動力を付与して位置精度や摺
動の円滑性を達成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来技術
に係るリニアアクチュエータに設けられたリニアボール
ベアリングは、スライドロッドを軸線方向に沿って円滑
に摺動させる機能を営むものであり、確実にスライドロ
ッドを制動する機能を発揮するものではない。

【０００６】また、前記リニアアクチュエータでは前記
リニアアクチュエータとは別個に制動装置を必要とする
ため、装置全体として大型化し、さらに、経済性にも難
点がある等、種々の不都合が内在している。

【０００７】さらに、当該リニアアクチュエータは油圧
や空気圧に係る作動力により位置精度が保持されている
ので、油圧や空気圧等に係る制動装置の電源が断の際に
は前記スライドロッドが制動不能の状態となり、特に、
電源の瞬断時に確実に安全性を確保することが困難とな
り、さらに誤動作を惹起するおそれが存在する等、種々
の難点が指摘されている。

【０００８】本発明は前記の不都合を悉く克服するため
になされたものであって、交番電流によってスライド部
を駆動するアクチュエータにおいて、別個に制動装置を
設けることなく、前記スライド部を制御および停止させ
ることができるとともに、前記スライド部を簡便に他の
部材に取り付けることが可能なアクチュエータを提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相を有する周波数可変
の交番電流によってスライド部の直線方向の移動速度を
制御し、且つ距離を制御するアクチュエータにおいて、
同一電磁力発生コイルによって前記スライド部の制動お
よび停止を行うとともに、前記停止状態を保持し、ハウ
ジングはリニアベアリングとキャップ部材とを有し、さ
らに、前記ハウジングは直方体状を呈し前記スライド部
の端部には矩形状の複数の取付面を有することを特徴と
する。

【００１０】

【作用】同一電磁力発生コイルによって、スライド部を
制動および停止させ、且つ前記停止状態を保持すること
ができる。従って、アクチュエータとは別個に制動装置
を設ける必要がない。

【００１１】また、前記スライド部は、矩形状の取付面
を介して簡便に他の部材に取着される。

【００１２】

【実施例】次に、本発明に係るアクチュエータについて
好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳
細に説明する。

【００１３】図１は本発明の一実施例であって、１本の
スライドロッドを有するリニアアクチュエータの斜視図
を示す。すなわち、図１において、参照符号１０はリニ
アアクチュエータを示し、当該リニアアクチュエータ１
０は基本的には直方体状のハウジング１２とアルミニウ
ムまたは銅等の導体で構成されるスライドロッド１４と
からなる。そして、ハウジング１２には電気信号を入力
する接点１６ａ乃至１６ｃが端子台１８上に取着されて
いる。前記スライドロッド１４の長手方向に沿った両端
部には、矩形状の複数の取付面１９が形成されている。

【００１４】一方、図２に前記リニアアクチュエータ１
０の側断面図を示す。図２において、図１で示す構成要
素と同一の構成要素には同一の参照符号を付しその詳細
な説明を省略する。

【００１５】そこで、図２において、参照符号２０ａ乃
至２０ｎは磁性体で構成されるブレーキシューであっ
て、当該ブレーキシュー２０ａ乃至２０ｎは夫々ばね２
２ａ乃至２２ｎの一端側に係着され、当該ばね２２ａ乃
至２２ｎの他端側は磁性体で構成される鉄芯２４に係止
される。そして、当該鉄芯２４にはドーナツ形状のコイ
ル２６ａ乃至２６ｆが埋設されると共に、前記ハウジン
グ１２に内装されている。

【００１６】次に、ハウジング１２の両端部には矩形状
のキャップ部材２８を係着し、さらに前記キャップ部材
２８の中央部に画成された円孔にリング部材２９を嵌合
する。前記リング部材２９に画成された孔部にスライド
ロッド１４が嵌挿される。ここで、リング部材２９のス
ライドロッド１４が嵌合する孔部には必要に応じてリニ
アボールベアリングを配設してもよい。また、図示はし
ないが前記ドーナツ型コイル２６ａ乃至２６ｆは後述す
る所定の結線態様に接続された上で前記電気信号入力接
点１６ａ乃至１６ｃと接続される。

【００１７】図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線横断面図で
ある。この図では本実施例におけるブレーキシュー２０
は断面縦断面扇形状の４面構成であることが諒解され
る。

【００１８】本発明の実施例に係るリニアアクチュエー
タは基本的には以上のように構成されるものであり、次
にその作用並びに効果について説明する。

【００１９】図１乃至図３から容易に諒解されるよう
に、本実施例に係るリニアアクチュエータ１０におい
て、スライドロッド１４とハウジング１２は相互に摺動
可能である。すなわち、本実施例においてハウジング１
２を固定するか、スライドロッド１４を固定するかは利
用者の必要に応じて適宜選択可能であり、その場合、固
定された構成要素に対し他方の構成要素を移動体として
利用することが可能である。ここでは説明の便宜のた
め、ハウジング１２が図示しない固定体に固定されてい
るものとする。

【００２０】ところで、図２に示すハウジング１２の内
周にドーナツ型コイル２６ａ乃至２６ｆを配設した構成
において、スライドロッド１４を左右に移動させるため
にはスライドロッド１４に電磁力を与えればよい。これ
はドーナツ型コイル２６ａ乃至２６ｆに適切な交番電流
を通ずることによって可能である。そこで、次に当該ド
ーナツ型コイル２６ａ乃至２６ｆに適切な交番電流を通
ずることにより誘起される電磁力の作用方向について考
察する。

【００２１】先ず、図２に示すドーナツ型コイル２６ａ
乃至２６ｆを図４ａに示すように結線する。図４ａの回
路接続図において、参照符号４０ａ乃至４０ｌは所定温
度によって溶解するヒューズであり、リニアアクチュエ
ータ１０をコイルの焼損等から保護するものであるが、
これらは本発明の主旨でないので詳述しない。

【００２２】ここで、上記結線を理解し易くするため
に、回路接続図を図４ｂのように並べ変えて整理する。
この図４ｂの回路接続図から容易に諒解できるように、
当該回路は３相交流におけるΔ結線負荷と等価な回路で
ある。そこで、図４ａに示すように、接点１６ａ乃至１
６ｃに対称３相交流電源３６を接続する。なお、ここで
参照符号Ｅは対称３相交流電源３６の接地を表す。

【００２３】次に、当該対称３相交流電源３６からの電
流がドーナツ型コイル２６ａ乃至２６ｆに通電された時
のスライドロッド１４に対して鎖交する磁束の方向、同
様に第１スライドロッド１４に発生する渦電流の方向並
びにこれら磁束と渦電流により発生する電磁力、所謂、
ローレンツ力の方向について説明する。

【００２４】対称３相交流は任意の１相の電力の周期を
Ｔとすれば、他の相の起電力は波形が同一で時間的にＴ
／３、２Ｔ／３だけ遅れて同じ経過を繰り返すことにな
る。そこで、今、Ｔ＝３ｔ₁ として時刻ｔ₁ 、２ｔ₁ 、
３ｔ₁ 時におけるドーナツ型コイル２６ａ乃至２６ｆに
よって生じる磁界の向きを巨視的に示せば、図４ａの上
方に描いた磁力線の方向で表される。この図４ａの上方
に描いた磁界の方向図において、符号Ｓは磁石のＳ極を
表し、符号Ｎは磁石のＮ極を表す。そして、Ｓ極とＮ極
の間に記入されている矢印は磁力線の向きを表す。

【００２５】この時、先ず、前記鉄芯２４には前記磁力
線を形成する磁極が現れるので、当該磁極により前記磁
性体で構成されるブレーキシュー２０ａ乃至２０ｎ等は
前記鉄芯２４に吸引される。この吸引作用によりブレー
キシュー２０ａ乃至２０ｎ等はスライドロッド１４から
離脱するので、スライドロッド１４は摺動自在となる。

【００２６】一方、図４ａの上方に描いた磁力線の方向
から容易に諒解されるように、磁界はスライドロッド１
４の軸心方向に沿って移動するので、この時、渦電流は
当該スライドロッド１４に略螺旋状に発生する。この場
合、前記スライドロッド１４は軸心方向に電磁力を受
け、その結果、軸心方向に直線運動を遂行することとな
る。なお、スライドロッド１４の移動方向、移動速度、
移動距離等は３相電源逆転用開閉機並びに電圧と周波数
が可変の電源装置を用意すれば容易に制御可能である。
なお、電源が供給されなくなった時にはブレーキシュー
２０ａはばね２２ａにより押圧されてスライドロッド１
４を制動させる。

【００２７】図５は本発明の他の実施例のリニアアクチ
ュエータの断面図であって、参照符号５２は磁性体で構
成される移動部材であり、当該移動部材５２にはクマド
リコイル５０が埋設されると共に、ばね２２により鉄芯
２４と当接する。

【００２８】そこで、非通電時にはばね２２の反発力に
より当該移動部材５２は矢印Ａ方向にボールベアリング
５８ａ、５８ｂと摺接しながら移動する。そして、ブレ
ーキシュー５６上を滑動自在に配設されたコロ部材５４
がキャップ部材２８ｃの突起部２８ｄに当接すると、前
記コロ部材５４は移動部材５２からスライドロッド１４
に対して法線方向の力を受け、当該法線方向の圧力によ
りブレーキシュー５６はスライドロッド１４と当接す
る。その結果、摩擦力によりスライドロッド１４が制動
される。

【００２９】そして、通電時には前記移動部材５２は鉄
芯２４に吸引される力を受け、この時、スライドロッド
１４は摺動自在となる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、同一電
磁力発生コイルによってスライド部の制動等を行うこと
ができる。このため、アクチュエータとは別個に制動装
置を設ける必要がなく、製造コストを抑制し且つ小型・
軽量化を計ることができる。

【００３１】また、矩形状の取付面によって、スライド
部を簡便に他の部材に取着することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るリニアアクチュエータ
の斜視図である。

【図２】図１に示すニアアクチュエータの側断面図であ
る。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線横断面図である。

【図４】リニアアクチュエータを駆動する概略電気回路
図である。

【図５】リニアアクチュエータの他の実施例の縦断面図
である。

【符号の説明】

１０…リニアアクチュエータ １２…ハウジング １４…スライドロッド １６ａ〜１６ｃ…
接点 ２０…ブレーキシュー ２２ａ〜２２ｎ…
ばね ２４…鉄芯 ２６ａ〜２６ｆ…
コイル ３６…対称３相交流電源

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【手続補正書】

【提出日】平成７年６月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相を有する周波数可変
の交番電流によってスライド部の直線方向の移動速度を
制御し、且つ距離を制御するアクチュエータにおいて、
電磁力発生コイルへの電流を操作し前記スライド部の制
動および停止を行うとともに、前記停止状態を保持し、
ハウジングはリニアベアリングとキャップ部材とを有
し、さらに、前記ハウジングは直方体状を呈し前記スラ
イド部の端部には矩形状の複数の取付面を有することを
特徴とする。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相を有する周波数可変の交
   番電流によってスライド部の直線方向の移動速度を制御
   し、且つ距離を制御するアクチュエータにおいて、 同一電磁力発生コイルによって前記スライド部の制動お
   よび停止を行うとともに、前記停止状態を保持し、ハウ
   ジングはリニアベアリングとキャップ部材とを有し、さ
   らに、前記ハウジングは直方体状を呈し前記スライド部
   の端部には矩形状の複数の取付面を有することを特徴と
   するアクチュエータ。