JPH11299169A - リニアアクチュエータ - Google Patents
リニアアクチュエータInfo
- Publication number
- JPH11299169A JPH11299169A JP11620798A JP11620798A JPH11299169A JP H11299169 A JPH11299169 A JP H11299169A JP 11620798 A JP11620798 A JP 11620798A JP 11620798 A JP11620798 A JP 11620798A JP H11299169 A JPH11299169 A JP H11299169A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- linear actuator
- load side
- sensor unit
- rotor
- Prior art date
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- Pending
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- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】オーバーストローク時に許容荷重以上の推力が
かかっても安全性を確保でき、小型化が可能なリニアア
クチュエータを提供する。 【解決手段】外周にボールネジナット３に螺合するネジ
が設けられると共に、ロータ１の回転によりスプライン
ナット４に係合された状態で軸方向に直線移動するシャ
フト２を備えたリニアアクチュエータにおいて、シャフ
ト２の負荷側端部には、上限用の発光素子15a と受光素
子15b とからなるセンサユニット15と、下限用の発光素
子16a と受光素子16ｂとからなるセンサユニット16とが
シャフト２の外周と対向する位置に円周方向の所定の角
度にずらして配置してある。また、シャフト２には、ブ
ラケット５先端および負荷側の軸受１０近傍の対向する
位置に二組のセンサユニット１５、１６の取り付け方向
と一致するように貫通した入光穴１３、１４を二つ設け
ている。
かかっても安全性を確保でき、小型化が可能なリニアア
クチュエータを提供する。 【解決手段】外周にボールネジナット３に螺合するネジ
が設けられると共に、ロータ１の回転によりスプライン
ナット４に係合された状態で軸方向に直線移動するシャ
フト２を備えたリニアアクチュエータにおいて、シャフ
ト２の負荷側端部には、上限用の発光素子15a と受光素
子15b とからなるセンサユニット15と、下限用の発光素
子16a と受光素子16ｂとからなるセンサユニット16とが
シャフト２の外周と対向する位置に円周方向の所定の角
度にずらして配置してある。また、シャフト２には、ブ
ラケット５先端および負荷側の軸受１０近傍の対向する
位置に二組のセンサユニット１５、１６の取り付け方向
と一致するように貫通した入光穴１３、１４を二つ設け
ている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータシャフトの
回転運動を直進運動に変換する構造のリニアアクチュエ
ータに関する。
回転運動を直進運動に変換する構造のリニアアクチュエ
ータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、モータシャフトの回転運動を直進
運動に変換するリニアアクチュエータは図３のようにな
っている( 例えば、特開平6 ―284630号公報) 。６は円
筒状のフレーム、５はフレーム６の負荷側に設けたブラ
ケット、７はフレーム６の内周に嵌合された円筒状のス
テータコア、1 はステータコア７の内周面と空隙を介し
て対向する中空状のロータ、９はロータ１の回転数を検
出するエンコーダ、８はロータ１の外周に装着したマグ
ネット、１０、１１はそれぞれロータ１の負荷側、反負
荷側端部を半径方向に支持する軸受、３は軸受１０近傍
のロータ１の内径側に嵌着され、内周に螺旋溝を有する
ボールネジナット、４はブラケット５に嵌合され、内周
にスプラインを有するスプラインナット、２は外周にス
プラインナット４に係合する溝を有し、且つ、ボールネ
ジナット３と螺合するネジを設けたシャフトである。こ
のような構成で、ロータ１が回転すると、シャフト２は
スプラインナット４に係合し、且つボールネジナット３
に螺合されながら、負荷側または反負荷側方向に向かう
上限・下限となる位置に直線移動する。また、上記の従
来のリニアアクチュエータにおいては、シャフトが何ら
かの原因により動作ストロークを超えて暴走したりする
ことがあるが、このようなトラブルを防止する安全保護
機構として、動作ストロークの上限および下限位置にダ
ンパー機構を有するストッパ１２が設けられている。
運動に変換するリニアアクチュエータは図３のようにな
っている( 例えば、特開平6 ―284630号公報) 。６は円
筒状のフレーム、５はフレーム６の負荷側に設けたブラ
ケット、７はフレーム６の内周に嵌合された円筒状のス
テータコア、1 はステータコア７の内周面と空隙を介し
て対向する中空状のロータ、９はロータ１の回転数を検
出するエンコーダ、８はロータ１の外周に装着したマグ
ネット、１０、１１はそれぞれロータ１の負荷側、反負
荷側端部を半径方向に支持する軸受、３は軸受１０近傍
のロータ１の内径側に嵌着され、内周に螺旋溝を有する
ボールネジナット、４はブラケット５に嵌合され、内周
にスプラインを有するスプラインナット、２は外周にス
プラインナット４に係合する溝を有し、且つ、ボールネ
ジナット３と螺合するネジを設けたシャフトである。こ
のような構成で、ロータ１が回転すると、シャフト２は
スプラインナット４に係合し、且つボールネジナット３
に螺合されながら、負荷側または反負荷側方向に向かう
上限・下限となる位置に直線移動する。また、上記の従
来のリニアアクチュエータにおいては、シャフトが何ら
かの原因により動作ストロークを超えて暴走したりする
ことがあるが、このようなトラブルを防止する安全保護
機構として、動作ストロークの上限および下限位置にダ
ンパー機構を有するストッパ１２が設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、仮にリニア
アクチュエータにストッパの許容荷重以上の推力があっ
た場合、移動するシャフトを確実に止めることができ
ず、リニアアクチュエータが破壊されるという安全上の
問題があった。このためオーバーストローク保護用のリ
ミットセンサなどの位置検知手段をリニアアクチュエー
タ外部に用意しなければならず、アクチュエータ自体の
取り付けスペースの確保や装置の複雑化、大型化が問題
となっていた。そこで、本発明は、装置を大型化するこ
となく、シャフトの移動位置を確実に検知することがで
きるリニアアクチュエータを提供することを目的とす
る。
アクチュエータにストッパの許容荷重以上の推力があっ
た場合、移動するシャフトを確実に止めることができ
ず、リニアアクチュエータが破壊されるという安全上の
問題があった。このためオーバーストローク保護用のリ
ミットセンサなどの位置検知手段をリニアアクチュエー
タ外部に用意しなければならず、アクチュエータ自体の
取り付けスペースの確保や装置の複雑化、大型化が問題
となっていた。そこで、本発明は、装置を大型化するこ
となく、シャフトの移動位置を確実に検知することがで
きるリニアアクチュエータを提供することを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、請求項１記載の本発明は、円筒状のフレームの内周
に嵌合されたステータコアと、このステータコアと空隙
を介して対向する中空状のロータと、このロータの負荷
側または反負荷側端部を半径方向に支持する軸受と、負
荷側の軸受近傍に設けられ、且つ、前記ロータの内径側
に嵌着されると共に内周に螺旋溝を有するボールネジナ
ットと、このボールネジナットの負荷側に設けられ、且
つ、前記フレームを介してブラケットに嵌合されると共
に内周にスプラインを有するスプラインナットと、外周
に前記スプラインナットに係合する溝を有し、且つ、前
記ボールネジナットと螺合するネジが設けられると共
に、前記ロータの回転により負荷側または反負荷側方向
に向かった上限・下限となる位置に直線移動するシャフ
トとを備えたリニアアクチュエータにおいて、前記シャ
フトの負荷側端部には、前記シャフトの移動位置を検出
する発光素子と受光素子からなるセンサユニットが前記
シャフトの外周と対向する位置に円周方向の所定の角度
にずらして二組配置してあり、前記シャフトの内部に
は、前記二組のセンサユニットの取り付け方向と一致す
るように、貫通した入光穴が前記ブラケット先端および
負荷側の軸受近傍の対向する位置に設けてあるものであ
る。また、請求項１記載のリニアアクチュエータにおい
て、前記センサユニットには、前記シャフトの原点位置
を検出する原点位置検出センサを付加してあるものであ
る。さらに、請求項１または２記載のリニアアクチュエ
ータにおいて、前記センサユニットの外側に、その周囲
を覆うように前記スプラインナットの端面に配設された
カバーを設けてあるものである。上記手段により、動作
ストローク範囲限界を越えてシャフトが直進動作を行お
うとするトラブルが生じた時、照射された光は動作スト
ローク範囲の上限位置と下限位置に設けられた貫通した
入光穴を透過して対向する受光素子で受光され、それに
よりセンサが作動してアクチュエータの制御駆動部に信
号が出力され、その後モータの停止に伴ってシャフトの
直進動作が停止されるので、リニアアクチュエータが破
壊されるという安全上の問題は回避できる。
め、請求項１記載の本発明は、円筒状のフレームの内周
に嵌合されたステータコアと、このステータコアと空隙
を介して対向する中空状のロータと、このロータの負荷
側または反負荷側端部を半径方向に支持する軸受と、負
荷側の軸受近傍に設けられ、且つ、前記ロータの内径側
に嵌着されると共に内周に螺旋溝を有するボールネジナ
ットと、このボールネジナットの負荷側に設けられ、且
つ、前記フレームを介してブラケットに嵌合されると共
に内周にスプラインを有するスプラインナットと、外周
に前記スプラインナットに係合する溝を有し、且つ、前
記ボールネジナットと螺合するネジが設けられると共
に、前記ロータの回転により負荷側または反負荷側方向
に向かった上限・下限となる位置に直線移動するシャフ
トとを備えたリニアアクチュエータにおいて、前記シャ
フトの負荷側端部には、前記シャフトの移動位置を検出
する発光素子と受光素子からなるセンサユニットが前記
シャフトの外周と対向する位置に円周方向の所定の角度
にずらして二組配置してあり、前記シャフトの内部に
は、前記二組のセンサユニットの取り付け方向と一致す
るように、貫通した入光穴が前記ブラケット先端および
負荷側の軸受近傍の対向する位置に設けてあるものであ
る。また、請求項１記載のリニアアクチュエータにおい
て、前記センサユニットには、前記シャフトの原点位置
を検出する原点位置検出センサを付加してあるものであ
る。さらに、請求項１または２記載のリニアアクチュエ
ータにおいて、前記センサユニットの外側に、その周囲
を覆うように前記スプラインナットの端面に配設された
カバーを設けてあるものである。上記手段により、動作
ストローク範囲限界を越えてシャフトが直進動作を行お
うとするトラブルが生じた時、照射された光は動作スト
ローク範囲の上限位置と下限位置に設けられた貫通した
入光穴を透過して対向する受光素子で受光され、それに
よりセンサが作動してアクチュエータの制御駆動部に信
号が出力され、その後モータの停止に伴ってシャフトの
直進動作が停止されるので、リニアアクチュエータが破
壊されるという安全上の問題は回避できる。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。図１は, 本発明の実施例を示すリニアア
クチュエータであって、(a) はその構成を示す側断面
図、(b) は(a) の負荷側軸端から見たセンサユニットと
入光穴の関係を示すアクチュエータの正面図である。図
において、従来と同じ構成要素については同じ符号を付
してその説明を省略し、異なる点のみ説明する。図１で
は、１３は上限用入光穴、１４は下限用入光穴である。
１５は、上限用発光素子１５ａと上限用受光素子１５ｂ
とからなる上限用センサユニットであり、１６は、下限
用発光素子１６ａと下限用受光素子１６ｂとからなる下
限用センサユニットである。１７はカバー、Ｌは動作ス
トローク範囲である。本発明が従来と異なる特徴は、以
下のとおりである。すなわち、上限用のセンサユニット
１５と、下限用のセンサユニット１６とが、シャフト２
の負荷側の外周面においてシャフト２の長手方向を通る
中心軸に対して垂直方向に取り付けられており、互いの
発光素子１５ａ、１６ａから照射される光が干渉しない
ように、円周方向に９０度ずらして配置されている。こ
こで、シャフト２には、ブラケット３先端および負荷側
の軸受１０近傍の対向する位置に、二組のセンサユニッ
ト１５、１６の取り付け方向と一致するように貫通した
上限用入光穴１３、下限用入光穴１４が二つ設けてあ
る。また、センサユニット１５、１６の外側には、その
周囲を覆うようにスプラインナット４の端面に配設され
た外乱光の入光を防ぐカバー１７を設けており、外乱光
の影響を防いでいる。次に、図２は、本発明のその他の
実施例を示すリニアアクチュエータの正面図である。こ
の他の実施例では原点用発光素子１８ａと原点用受光素
子１８ｂとからなる原点位置検出用センサユニット１８
を、図１の上限・下限用センサユニットに付加してセン
サユニットにおけるシャフト２の原点位置を検出できる
ようにしている。ここで１９は原点用入光穴を示す。ま
た、シャフト２の所定位置に設けた入光穴１３、１４に
は透明な樹脂を充填してスプラインナットと対向する部
分からの潤滑材の流入を防ぐようにしてある。次に動作
について説明する。通常動作において、この上限用セン
サユニットと下限用センサユニットはシャフトによって
照射された光が遮蔽されて作動しない。ところが、リニ
アアクチュエータにストッパの許容荷重以上の推力がか
かった場合であって、シャフトが動作ストローク範囲限
界を越えて直進動作を行おうとしたとき、シャフトに照
射された光は、動作ストローク範囲の上限位置と下限位
置に設けられた貫通した入光穴を透過し、対向する受光
素子で受光される。その結果、受光素子で受光された信
号はリニアアクチュエータの図示しない制御駆動部に出
力された後、モータの駆動が停止される。したがって、
シャフトの負荷側の外周面に発光素子と受光素子からな
るセンサユニットを円周方向に９０度ずらして二組、対
向配置し、シャフトの内部に二組のセンサユニットの取
り付け方向と一致するように入光穴を二つ設けたので、
オーバーストローク時のシャフトの移動位置を確実に検
知することができ、安全性を向上することができる。ま
た、原点用発光素子と原点用受光素子から構成される原
点用透過型光学センサユニットを付加することによって
原点位置の検出も行うこともできる。
いて説明する。図１は, 本発明の実施例を示すリニアア
クチュエータであって、(a) はその構成を示す側断面
図、(b) は(a) の負荷側軸端から見たセンサユニットと
入光穴の関係を示すアクチュエータの正面図である。図
において、従来と同じ構成要素については同じ符号を付
してその説明を省略し、異なる点のみ説明する。図１で
は、１３は上限用入光穴、１４は下限用入光穴である。
１５は、上限用発光素子１５ａと上限用受光素子１５ｂ
とからなる上限用センサユニットであり、１６は、下限
用発光素子１６ａと下限用受光素子１６ｂとからなる下
限用センサユニットである。１７はカバー、Ｌは動作ス
トローク範囲である。本発明が従来と異なる特徴は、以
下のとおりである。すなわち、上限用のセンサユニット
１５と、下限用のセンサユニット１６とが、シャフト２
の負荷側の外周面においてシャフト２の長手方向を通る
中心軸に対して垂直方向に取り付けられており、互いの
発光素子１５ａ、１６ａから照射される光が干渉しない
ように、円周方向に９０度ずらして配置されている。こ
こで、シャフト２には、ブラケット３先端および負荷側
の軸受１０近傍の対向する位置に、二組のセンサユニッ
ト１５、１６の取り付け方向と一致するように貫通した
上限用入光穴１３、下限用入光穴１４が二つ設けてあ
る。また、センサユニット１５、１６の外側には、その
周囲を覆うようにスプラインナット４の端面に配設され
た外乱光の入光を防ぐカバー１７を設けており、外乱光
の影響を防いでいる。次に、図２は、本発明のその他の
実施例を示すリニアアクチュエータの正面図である。こ
の他の実施例では原点用発光素子１８ａと原点用受光素
子１８ｂとからなる原点位置検出用センサユニット１８
を、図１の上限・下限用センサユニットに付加してセン
サユニットにおけるシャフト２の原点位置を検出できる
ようにしている。ここで１９は原点用入光穴を示す。ま
た、シャフト２の所定位置に設けた入光穴１３、１４に
は透明な樹脂を充填してスプラインナットと対向する部
分からの潤滑材の流入を防ぐようにしてある。次に動作
について説明する。通常動作において、この上限用セン
サユニットと下限用センサユニットはシャフトによって
照射された光が遮蔽されて作動しない。ところが、リニ
アアクチュエータにストッパの許容荷重以上の推力がか
かった場合であって、シャフトが動作ストローク範囲限
界を越えて直進動作を行おうとしたとき、シャフトに照
射された光は、動作ストローク範囲の上限位置と下限位
置に設けられた貫通した入光穴を透過し、対向する受光
素子で受光される。その結果、受光素子で受光された信
号はリニアアクチュエータの図示しない制御駆動部に出
力された後、モータの駆動が停止される。したがって、
シャフトの負荷側の外周面に発光素子と受光素子からな
るセンサユニットを円周方向に９０度ずらして二組、対
向配置し、シャフトの内部に二組のセンサユニットの取
り付け方向と一致するように入光穴を二つ設けたので、
オーバーストローク時のシャフトの移動位置を確実に検
知することができ、安全性を向上することができる。ま
た、原点用発光素子と原点用受光素子から構成される原
点用透過型光学センサユニットを付加することによって
原点位置の検出も行うこともできる。
【０００６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ア
クチュエータのオーバーストローク保護のために位置検
知手段とアクチュエータを簡単な構成で一体化したの
で、シャフトの移動位置を確実に検知することができ、
安全性の高い、しかも小型化が可能なリニアアクチュエ
ータを提供できるという効果がある。
クチュエータのオーバーストローク保護のために位置検
知手段とアクチュエータを簡単な構成で一体化したの
で、シャフトの移動位置を確実に検知することができ、
安全性の高い、しかも小型化が可能なリニアアクチュエ
ータを提供できるという効果がある。
【図１】本発明の実施例を示すリニアアクチュエータで
あって、(a) はその構成を示す側断面図、(b) は(a) の
負荷側軸端から見たセンサユニットと入光穴の関係を示
すアクチュエータの正面図である。
あって、(a) はその構成を示す側断面図、(b) は(a) の
負荷側軸端から見たセンサユニットと入光穴の関係を示
すアクチュエータの正面図である。
【図２】本発明のその他の実施例を示すリニアアクチュ
エータの正面図である。
エータの正面図である。
【図３】従来のリニアアクチュエータの構成を示す側断
面図である。
面図である。
１：ロータ ２：シャフト ３：ボールネジナット ４：スプラインナット ５：ブラケット ６：フレーム ７：ステータコア ８：マグネット ９：エンコーダ １０、１１；軸受 １２；ストッパ １３：上限用入光穴 １４：下限用入光穴 １５：上限用センサユニット １５ａ：上限用発光素子 １５ｂ：上限用受光素子 １６：下限用センサユニット １６ａ：下限用発光素子 １６ｂ：下限用受光素子 １７：カバー １８：原点位置検出用センサユニット １８ａ：原点用発光素子 １８ｂ：原点用受光素子 １９：原点用入光穴 Ｌ： 動作ストローク範囲
Claims (3)
- 【請求項１】円筒状のフレームの内周に嵌合された円筒
状のステータコアと、このステータコアの内周面と空隙
を介して対向する中空状のロータと、このロータの負荷
側および反負荷側端部を半径方向に支持する軸受と、負
荷側の軸受近傍に設けられ、且つ、前記ロータの内径側
に嵌着されると共に内周に螺旋溝を有するボールネジナ
ットと、このボールネジナットの負荷側に設けられ、且
つ、前記フレームを介してブラケットに嵌合されると共
に内周にスプラインを有するスプラインナットと、外周
に前記スプラインナットに係合する溝を有し、且つ、前
記ボールネジナットと螺合するネジが設けられると共
に、前記ロータの回転により負荷側または反負荷側方向
に向かった上限・下限となる位置に直線移動するシャフ
トとを備えたリニアアクチュエータにおいて、 前記シャフトの負荷側端部には、前記シャフトの移動位
置を検出する発光素子と受光素子からなるセンサユニッ
トが前記シャフトの外周と対向する位置に円周方向の所
定の角度にずらして二組配置してあり、 前記シャフトの内部には、前記二組のセンサユニットの
取り付け方向と一致するように貫通した入光穴が前記ブ
ラケット先端および負荷側の軸受近傍の対向する位置に
設けてあることを特徴とするリニアアクチュエータ。 - 【請求項２】前記センサユニットには、前記シャフトの
原点位置を検出する原点位置検出センサを付加してある
請求項１記載のリニアアクチュエータ。 - 【請求項３】前記センサユニットの外側には、その周囲
を覆うように前記スプラインナットの端面に配設された
カバーを設けてある請求項１または２記載のリニアアク
チュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11620798A JPH11299169A (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | リニアアクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11620798A JPH11299169A (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | リニアアクチュエータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11299169A true JPH11299169A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14681499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11620798A Pending JPH11299169A (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | リニアアクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11299169A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1089019A1 (de) * | 1999-09-30 | 2001-04-04 | Eduard Bautz GmbH + Co. KG | Linearstellglied |
| WO2002021019A1 (de) * | 2000-09-09 | 2002-03-14 | Ina-Schaeffler Kg | Vorschubeinheit |
| WO2021258535A1 (zh) * | 2020-06-23 | 2021-12-30 | 苏州迎乐机电自动化科技有限公司 | 一种直驱电机寻位仪 |
-
1998
- 1998-04-10 JP JP11620798A patent/JPH11299169A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1089019A1 (de) * | 1999-09-30 | 2001-04-04 | Eduard Bautz GmbH + Co. KG | Linearstellglied |
| WO2002021019A1 (de) * | 2000-09-09 | 2002-03-14 | Ina-Schaeffler Kg | Vorschubeinheit |
| US7047833B2 (en) | 2000-09-09 | 2006-05-23 | Ina-Schaeffler Kg | Feed unit |
| WO2021258535A1 (zh) * | 2020-06-23 | 2021-12-30 | 苏州迎乐机电自动化科技有限公司 | 一种直驱电机寻位仪 |
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