JP2010263670A - Linear actuator - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a linear actuator which is lightweight, compact and low cost and can suppress regular or reverse rotation of a shaft without differently installing a brake device. <P>SOLUTION: In the linear actuator 1 including a decelerator 200, the decelerator 200 includes a first sun gear 203, a revolving member 204 coupled to a motor output shaft, first planetary gears 207, 208 pivotally supported by the revolving member 204 and geared with the first sun gear 203, second planetary gears 211, 212 concentrically connected to the first planetary gears 207, 208, respectively, and a second sun gear 213 disposed concentrically to the first sun gear 203 and rotatably in the decelerator 200 at the position where they are geared with the second planetary gears 211, 212. In the linear actuator 1, a deceleration output shaft 219 of the decelerator 200 is integrally attached to the second sun gear 213. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

この発明は、リニアアクチュエータに関するものである。   The present invention relates to a linear actuator.

医療または介護ベッドにおいては患者の寝食の負担を軽減するために、リニアアクチュエータによってベッドの寝床を上下させたり、背部や膝部の寝床を傾斜させたりすることが実施されている。   In a medical or nursing bed, in order to reduce the burden of sleeping and eating on a patient, a bed of a bed is moved up and down by a linear actuator, and a bed of a back part or a knee part is inclined.

従来この種のリニアアクチュエータとして、モータ出力軸を有する電動モータと、減速出力軸を有し、電動モータのモータ出力軸に連結され、モータ出力軸の回転を減速し、減速された回転を減速出力軸から出力する減速装置と、減速装置の減速出力軸に連結され、外周に雄ねじ部が形成されている長尺状のシャフトと、シャフトの雄ねじ部に螺合してシャフトの正逆回転により進退する雌ねじ部材（送り用ナット）と、雌ねじ部材に取り付けられ、雌ねじ部材とともに進退する直動筒とを備えており、ベッドに備えられているリンク機構を経由し、直動筒の進退運動によりベッドの寝床を上下させたり、背部や膝部の寝床を傾斜させたりするように構成されているものがある。   Conventionally, this kind of linear actuator has an electric motor having a motor output shaft and a deceleration output shaft, which is connected to the motor output shaft of the electric motor, decelerates the rotation of the motor output shaft, and decelerates the decelerated rotation. A reduction gear that outputs from the shaft, a long shaft that is connected to the reduction output shaft of the reduction gear and has an external thread formed on the outer periphery, and is screwed into the external thread of the shaft to advance and retract by forward and reverse rotation of the shaft A female screw member (feeding nut) that is attached to the female screw member, and a linear motion cylinder that moves forward and backward together with the female screw member. The bed is moved by a forward and backward movement of the linear motion cylinder through a link mechanism provided in the bed. Some of them are configured to move the bed up and down and to tilt the bed at the back and knees.

このようなリニアアクチュエータが使用された医療または介護ベッドにおいては、ベッドの寝床に加わる患者の体重によりベッドの寝床が降下したり、背部や膝部の寝床が倒れたりしないことが求められる。そのため、直動筒が取り付けられている雌ねじ部材（送り用ナット）の進退運動を制限してベッドの寝床が降下したり、背部や膝部の寝床が倒れたりしないようにするため、シャフトの正逆回転を抑制すべくリニアアクチュエータには、ブレーキ装置が別途備えられている（例えば、特許文献１乃至８参照）。   In a medical or nursing bed in which such a linear actuator is used, it is required that the bed of the bed does not drop or the back or knee bed does not fall down due to the weight of the patient added to the bed. Therefore, in order to limit the forward / backward movement of the female screw member (feed nut) to which the linear motion cylinder is attached, so that the bed's bed does not fall down or the back and knees' bed fall down, In order to suppress reverse rotation, the linear actuator is separately provided with a brake device (see, for example, Patent Documents 1 to 8).

国際公開第０７／０３７２１４号パンフレットInternational Publication No. 07/037214 Pamphlet 特開２００５−１８８５３５号公報JP 2005-188535 A 特開２００５−１８８５３６号公報JP 2005-188536 A 特開２００５−１８８５６１号公報JP 2005-188561 A 特開２００５−１８８５７４号公報JP 2005-188574 A 特開２００７−１５４９５４号公報JP 2007-154554 A 特開２００７−１８７２７９号公報JP 2007-187279 A 特開２００８−２４９０５１号公報JP 2008-249051 A

しかしながら、リニアアクチュエータの軽量、小型化および低コスト化の観点からブレーキ装置を別途設けないで、シャフトの正逆回転を抑制したいという課題がある。   However, there is a problem that the forward / reverse rotation of the shaft is desired to be suppressed without separately providing a brake device from the viewpoint of light weight, size reduction, and cost reduction of the linear actuator.

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ブレーキ装置を別途設けないで、シャフトの正逆回転を抑制することができ、軽量、小型および低コストのリニアアクチュエータを提供するものである。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can provide a lightweight, small, and low-cost linear actuator that can suppress forward and reverse rotation of the shaft without separately providing a brake device. To do.

上記の課題を解決するために、本発明のリニアアクチュエータは、モータ出力軸を有する電動モータと、減速出力軸を有し、前記電動モータのモータ出力軸に連結され、モータ出力軸の回転を減速し、減速された回転を前記減速出力軸から出力する減速装置と、前記減速装置の前記減速出力軸に連結され、外周に雄ねじが形成されている長尺状のシャフトと、前記シャフトの前記雄ねじ部に螺合して前記シャフトの正逆回転により進退する雌ねじ部材と、前記雌ねじ部材に取り付けられ、前記雌ねじ部材とともに進退する直動筒とを備えるリニアアクチュエータにおいて、前記減速機装置は、円盤形状に形成されるとともに外壁に複数の外歯が形成され、前記減速装置内に固定配置される第１の太陽歯車と、板状に形成され、前記電動モータのモータ出力軸と結合された公転部材と、円盤形状に形成されるとともに外壁に複数の外歯が形成され、前記公転部材に回転自在に軸支され前記第１の太陽歯車に噛合する少なくとも２つ以上の第１の遊星歯車と、円盤形状に形成されるとともに外壁に複数の外歯が形成され、前記第１の遊星歯車に対し前記公転部材を挟んで反対側に配置され、前記第１の遊星歯車のそれぞれに同心状に連結されている第２の遊星歯車と、円盤形状に形成されるとともに外壁に複数の外歯が形成され、前記第１の太陽歯車と同心状に、かつ、前記第２の遊星歯車に噛合する位置にて前記減速装置内に回転自在に配置されている第２の太陽歯車とを有し、前記減速装置の前記減速出力軸は、前記第２の太陽歯車に一体的に取り付けられている。   In order to solve the above-described problems, a linear actuator of the present invention has an electric motor having a motor output shaft and a deceleration output shaft, and is coupled to the motor output shaft of the electric motor to decelerate rotation of the motor output shaft. A reduction gear that outputs the reduced rotation from the reduction output shaft, a long shaft that is connected to the reduction output shaft of the reduction device and has a male screw formed on the outer periphery thereof, and the male screw of the shaft In a linear actuator comprising a female screw member that is screwed into a portion and advances and retracts by forward and reverse rotation of the shaft, and a linear motion cylinder that is attached to the female screw member and advances and retreats together with the female screw member, the speed reducer device has a disk shape A plurality of external teeth formed on the outer wall, a first sun gear fixedly disposed in the speed reducer, and a plate shape, the electric motor A revolving member coupled to the motor output shaft, and at least two formed in a disk shape and having a plurality of external teeth on the outer wall, rotatably supported by the revolving member and meshed with the first sun gear The first planetary gear is formed in a disc shape and a plurality of external teeth are formed on the outer wall. The first planetary gear is disposed on the opposite side of the first planetary gear with the revolution member interposed therebetween. A second planetary gear concentrically connected to each of the planetary gears, a disk shape and a plurality of external teeth formed on the outer wall, concentrically with the first sun gear, and A second sun gear rotatably disposed in the speed reducer at a position meshed with the second planetary gear, and the speed reduction output shaft of the speed reducer is connected to the second sun gear. It is attached integrally.

本発明によれば、第１の遊星歯車と第１の太陽歯車との間の摩擦力、ならびに第２の遊星歯車と第２の太陽歯車との間の摩擦力が生じるとともに、第１および第２の遊星歯車、ならびに第１および第２の太陽歯車の歯数の設定のより、減速比を大きくとることが可能である。 According to the present invention, the frictional force between the first planetary gear and the first sun gear and the frictional force between the second planetary gear and the second sun gear are generated, and the first and first The reduction ratio can be increased by setting the number of teeth of the two planetary gears and the first and second sun gears.

そのため、シャフトに連結される減速出力軸が、シャフトの回転により回されようとしたときでも、減速出力軸が回されることがないように設定できる。従って、本発明のリニアアクチュエータは、シャフトと減速装置の減速出力軸との間にブレーキ装置を設ける必要がなく、ブレーキ装置を別途設けないで、シャフトの正逆回転を抑制することができ、軽量、小型および低コストのリニアアクチュエータとなる。   Therefore, even when the deceleration output shaft connected to the shaft is rotated by rotation of the shaft, it can be set so that the deceleration output shaft is not rotated. Therefore, the linear actuator of the present invention does not need to provide a brake device between the shaft and the deceleration output shaft of the reduction device, and can reduce the forward and reverse rotation of the shaft without providing a separate brake device. It becomes a small and low cost linear actuator.

本発明の第１の実施形態におけるリニアアクチュエータの正面図である。It is a front view of the linear actuator in the 1st Embodiment of this invention. 図１にて破線Bで囲まれた部分のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of the part enclosed with the broken line B in FIG. 図１にて破線Cで囲まれた部分のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of the part enclosed with the broken line C in FIG. 本発明の第１の実施形態における減速装置の斜視図である。It is a perspective view of the reduction gear device in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態におけるリニアアクチュエータのモータ装置および減速装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the motor apparatus and speed reducer of the linear actuator in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態におけるリニアアクチュエータのモータ装置および減速装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the motor apparatus and speed reducer of a linear actuator in the 3rd Embodiment of this invention.

次に、この発明の第１の実施形態を図１から図３に基づいて説明する。図１は、リニアアクチュエータ１の正面図である。また、図２は、図１にて破線Bで囲まれた部分のA−A断面図であり、図３は、図１にて破線Cで囲まれた部分のA−A断面図である。   Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a front view of the linear actuator 1. 2 is an AA cross-sectional view of a portion surrounded by a broken line B in FIG. 1, and FIG. 3 is an AA cross-sectional view of a portion surrounded by a broken line C in FIG.

リニアアクチュエータ１は、モータ装置１００、減速装置２００および直動装置３００を備えている。モータ装置１００は、有底円筒形状のモータケース１０３と、モータケース１００に内包される電動モータ１０１とを有する。そして、電動モータ１０１は、電動モータ１０１に供給される電力により回転するモータ出力軸１０２を有している。   The linear actuator 1 includes a motor device 100, a speed reduction device 200, and a linear motion device 300. The motor device 100 includes a bottomed cylindrical motor case 103 and an electric motor 101 included in the motor case 100. The electric motor 101 has a motor output shaft 102 that is rotated by electric power supplied to the electric motor 101.

減速装置２００にはモータ装置１００が取り付けられ、減速装置２００は、電動モータ１００のモータ出力軸１０２に連結されるとともに、外壁に軸方向に伸びるセレーション溝が形成されている減速出力軸２１９を有し、モータ出力軸１０２の回転を減速し、減速された回転を減速出力軸２１９から出力する。なお、減速装置２００の構成の詳細については、後述する。   A motor device 100 is attached to the speed reduction device 200. The speed reduction device 200 is connected to the motor output shaft 102 of the electric motor 100 and has a speed reduction output shaft 219 in which a serration groove extending in the axial direction is formed on the outer wall. Then, the rotation of the motor output shaft 102 is decelerated, and the decelerated rotation is output from the deceleration output shaft 219. The details of the configuration of the reduction gear 200 will be described later.

直動装置３００は、ジョイントケース部３０２と補強筒ケース部３０３を有するケース３０１と、ジョイント機構３０４と、補強筒３０９と、直動機構３１０とを備えている。ジョイントケース部３０２は有底円筒形状に形成され、ジョイントケース部３０２の内側にはジョイント機構３０４が内包されている。また、ジョイントケース部３０２の有底部３０２ａの中央には挿通孔３０２ｂが設けられ、減速出力軸２１９は挿通孔３０２ｂを挿通し、ジョイントケース部３０２の内部に突出している。   The linear motion device 300 includes a case 301 having a joint case portion 302 and a reinforcing cylinder case portion 303, a joint mechanism 304, a reinforcing cylinder 309, and a linear motion mechanism 310. The joint case portion 302 is formed in a bottomed cylindrical shape, and a joint mechanism 304 is included inside the joint case portion 302. Further, an insertion hole 302 b is provided in the center of the bottomed portion 302 a of the joint case portion 302, and the deceleration output shaft 219 is inserted through the insertion hole 302 b and protrudes into the joint case portion 302.

補強筒ケース部３０３は、ジョイントケース部３０２よりも縮径にて円筒形状形成され、内壁に長尺円筒形状の補強筒が取り付けられている。なお、ケース３０１は、縦割り形状の２部品を最中状に接合されることにより形成される。   The reinforcing cylinder case portion 303 is formed in a cylindrical shape with a diameter smaller than that of the joint case portion 302, and a long cylindrical reinforcing cylinder is attached to the inner wall. The case 301 is formed by joining two vertically-divided parts in the middle.

ジョイント機構３０４は、軸受３０５、ジョイント部材３０６、スリーブ３０７および軸受ハウジング３０８を備えている。また、直動機構３１０は、シャフト３１１、雌ねじ部材３１２、直動筒３１３および連結部材３１４を備えている。   The joint mechanism 304 includes a bearing 305, a joint member 306, a sleeve 307, and a bearing housing 308. The linear motion mechanism 310 includes a shaft 311, a female screw member 312, a linear motion cylinder 313, and a connecting member 314.

ジョイント機構３０４の軸受ハウジング３０８は、略円筒形状に形成されており、外壁がジョイントケース部３０２の内壁に当接した状態にて配置されている。また、軸受３０５は、外輪３０５ａが軸受ハウジング３０８に挿入され、軸受ハウジング３０８に取り付けられている。そして、シャフト３１１の連結部３１１ｂがスリーブ３０７を介して軸受３０５の内輪３０５ｂに軸支されることにより、シャフト３１１は、ジョイントケース部３０２に対し回転自在に支持されている。   The bearing housing 308 of the joint mechanism 304 is formed in a substantially cylindrical shape, and is disposed in a state where the outer wall is in contact with the inner wall of the joint case portion 302. The bearing 305 is attached to the bearing housing 308 with the outer ring 305 a inserted into the bearing housing 308. The connecting portion 311 b of the shaft 311 is pivotally supported by the inner ring 305 b of the bearing 305 via the sleeve 307, so that the shaft 311 is rotatably supported by the joint case portion 302.

ジョイント部材３０６の内壁およびシャフト３１１の連結部３１１ａの外壁にも、減速出力軸２１９と同様にセレーション溝が形成され、シャフト３１１の連結部３１１ａおよび減速出力軸２１９は、ともにジョイント部材３０６に挿入され、シャフト３１１の連結部３１１ａおよび減速出力軸２１９は、ジョイント部材３０６に対しともにセレーション結合されている。そして、減速出力軸２１９の回転は、ともにセレーション結合されているジョイント部材３０６によりシャフト３１１に伝達される。   A serration groove is formed in the inner wall of the joint member 306 and the outer wall of the connecting portion 311a of the shaft 311 similarly to the deceleration output shaft 219, and both the connecting portion 311a of the shaft 311 and the deceleration output shaft 219 are inserted into the joint member 306. The connecting portion 311a of the shaft 311 and the deceleration output shaft 219 are serrated to the joint member 306 together. The rotation of the deceleration output shaft 219 is transmitted to the shaft 311 by the joint member 306 that is serrated together.

また、シャフト３１１の連結部３１１ａおよび減速出力軸２１９は、それぞれジョイント部材３０６に対しセレーション結合されているため、シャフト３１１が減速出力軸２１９に向けて軸方向に移動した場合にも、シャフト３１１の軸方向の移動により、減速出力軸２１９に軸力が作用することはない。   Further, since the connecting portion 311a of the shaft 311 and the deceleration output shaft 219 are serration-coupled to the joint member 306, the shaft 311 can be moved even when the shaft 311 moves in the axial direction toward the deceleration output shaft 219. The axial force does not act on the deceleration output shaft 219 due to the movement in the axial direction.

直動機構３１０のシャフト３１１は、長尺円柱形状に形成され、本体部３１１ａの外壁に雄ねじが形成されている。雌ねじ部材３１２は、補強筒３０９に対する回転を抑制する回り止めが形成されている案内部３１２ａと、直動筒３１３が取り付けられている連結部３１２ｂとを備えるとともに、内壁にシャフト３１１の雄ねじと螺合する雌ねじが形成されている。そして、シャフト３１１の正逆回転により、補強筒３０９に案内され、雌ねじ部材３１２は進退運動を行う。そして、雌ねじ部材３１２の外壁に取り付けられた直動筒３１３は、雌ねじ部材３１２の進退運動とともに進退する。また、直動筒３１３の先端部３１３ａには、連結部材３１４が取り付けられている。   The shaft 311 of the linear motion mechanism 310 is formed in a long cylindrical shape, and a male screw is formed on the outer wall of the main body portion 311a. The female screw member 312 includes a guide portion 312a in which a rotation stopper that suppresses rotation with respect to the reinforcing cylinder 309 is formed, and a connecting portion 312b to which the linear motion cylinder 313 is attached, and a male screw of the shaft 311 and a screw on the inner wall. A mating female screw is formed. Then, the shaft 311 is guided to the reinforcing cylinder 309 by forward and reverse rotation, and the female screw member 312 moves forward and backward. The linear motion cylinder 313 attached to the outer wall of the female screw member 312 advances and retreats with the advance and retreat movement of the female screw member 312. Further, a connecting member 314 is attached to the distal end 313 a of the linear motion cylinder 313.

次に、図２および図４に基づき減速装置２００について説明する。なお、図４は、減速装置２００の内部構造を示す斜視図である。減速装置２００は、第１および第２の減速装置ケース２０１、２０２、第１の太陽歯車２０３、公転部材２０４、第１の遊星歯車２０７、２０８、連結軸２０９、２１０、第２の遊星歯車２１１、２１２、第２の太陽歯車２１３および保持部材２１６を備え、第２の太陽歯車２１３には、保持軸部２１４および減速出力軸２１９が一体形成されている。   Next, the speed reduction device 200 will be described with reference to FIGS. 2 and 4. FIG. 4 is a perspective view showing the internal structure of the reduction gear device 200. The speed reducer 200 includes first and second speed reducer cases 201 and 202, a first sun gear 203, a revolution member 204, first planetary gears 207 and 208, connecting shafts 209 and 210, and a second planetary gear 211. 212, a second sun gear 213, and a holding member 216, and the second sun gear 213 is integrally formed with a holding shaft portion 214 and a deceleration output shaft 219.

第１の太陽歯車２０３は、円盤形状に形成されるとともに外壁に複数の外歯が形成され、第１の減速ケース２０１に取り付けられ減速装置２００内に固定配置されている。また、第１の太陽歯車２０３には、円心に貫通孔２０３ａが形成されている。そして、電動モータ１０１は、電動モータ１０１のモータ出力軸１０２と減速装置２００の減速出力軸２１９が同軸の位置となるように配置され、電動モータ１０１のモータ出力軸１０２は、第１の太陽歯車２０３に形成された貫通孔２０３ａを挿通する。   The first sun gear 203 is formed in a disk shape and a plurality of external teeth are formed on the outer wall. The first sun gear 203 is attached to the first speed reduction case 201 and fixedly disposed in the speed reduction device 200. Further, the first sun gear 203 is formed with a through hole 203a at the center of the circle. The electric motor 101 is arranged such that the motor output shaft 102 of the electric motor 101 and the deceleration output shaft 219 of the reduction gear 200 are in a coaxial position, and the motor output shaft 102 of the electric motor 101 is the first sun gear. The through-hole 203a formed in 203 is inserted.

公転部材２０４は棒形の板状に形成され、公転部材２０４の中央と電動モータ１０１のモータ出力軸１０２とは互いに結合されている。そして、公転部材２０４は、モータ出力軸１０２の回転とともに回転する。また、公転部材２０４の両端には円筒形状の摺動部材２０５、２０６が埋設されている。   The revolution member 204 is formed in a rod-like plate shape, and the center of the revolution member 204 and the motor output shaft 102 of the electric motor 101 are coupled to each other. Then, the revolution member 204 rotates with the rotation of the motor output shaft 102. Cylindrical sliding members 205 and 206 are embedded at both ends of the revolving member 204.

第１の遊星歯車２０７、２０８は、円盤形状に形成されるとともに外壁に複数の外歯が形成され、第１の遊星歯車２０７、２０８の円心に棒形状の連結部材２０９、２１０が取り付けられている。そして、第１の遊星歯車２０７、２０８の外歯と、第１の太陽歯車２０３の外歯とは互いに噛合するとともに、第１の遊星歯車２０７、２０８は、公転部材２０４に取り付けられた摺動部材２０５、２０６に挿入され軸支される連結部材２０９、２１０により、公転部材２０４に回転自在に軸支される。   The first planetary gears 207 and 208 are formed in a disk shape and a plurality of external teeth are formed on the outer wall, and rod-shaped connecting members 209 and 210 are attached to the center of the first planetary gears 207 and 208. ing. The external teeth of the first planetary gears 207 and 208 and the external teeth of the first sun gear 203 mesh with each other, and the first planetary gears 207 and 208 are slidably attached to the revolution member 204. The revolving member 204 is rotatably supported by connecting members 209 and 210 inserted and supported by the members 205 and 206.

第２の遊星歯車２１１、２１２は、円盤形状に形成されるとともに外壁に複数の外歯が形成され、第１の遊星歯車２０７、２０８に対し公転部材２０４を挟んで反対側に配置され、連結部材２０９、２１０により第１の遊星歯車のそれぞれに同心状に連結されている。また、第２の遊星歯車２１１、２１２の外歯の歯数は、第１の遊星歯車２０７、２０８の外歯の歯数に対し、異なる歯数に設定されている。   The second planetary gears 211 and 212 are formed in a disk shape and a plurality of external teeth are formed on the outer wall. The second planetary gears 211 and 212 are arranged on the opposite side of the revolving member 204 with respect to the first planetary gears 207 and 208 and are connected to each other. Members 209 and 210 are concentrically connected to each of the first planetary gears. Further, the number of external teeth of the second planetary gears 211 and 212 is set to be different from the number of external teeth of the first planetary gears 207 and 208.

第２の太陽歯車２１３は、円盤形状に形成されるとともに外壁に複数の外歯が形成され、第１の太陽歯車２０３と同心状に、かつ、第２の遊星歯車２１１、２１２に噛合する位置にて減速装置２００内に回転自在に配置されている。また、第２の太陽歯車２１３の外歯の歯数は、第１の太陽歯車２０３の外歯の歯数に対し、異なる歯数に設定されている。なお、第１および第２の太陽歯車２０３、２１３、ならびに第１および第２の遊星歯車（２０７、２０８、２１１、２１２）は、すべて金属材料より形成されている。   The second sun gear 213 is formed in a disk shape and has a plurality of external teeth on the outer wall, is concentrically with the first sun gear 203 and meshes with the second planetary gears 211 and 212. Is disposed in the reduction device 200 so as to be rotatable. The number of external teeth of the second sun gear 213 is set to be different from the number of external teeth of the first sun gear 203. The first and second sun gears 203 and 213 and the first and second planetary gears (207, 208, 211, and 212) are all made of a metal material.

第２の太陽歯車２１３の側面２１３ａには、円柱形状の保持軸部２１４が一体形成されており、保持軸部２１４の外壁には、円環形状の摺動部材２１５が勘合配置されている。   A cylindrical holding shaft portion 214 is integrally formed on the side surface 213 a of the second sun gear 213, and an annular sliding member 215 is fitted on the outer wall of the holding shaft portion 214.

保持部材２１６は、棒形の板状に形成され、中央に挿通孔２１６ａが形成されるとともに、両端に挿通孔２１６ｂ、２１６ｃが形成され、挿通孔２１６ｂ、２１６ｃには、円環形状の摺動部材２１７、２１８がそれぞれ埋設されている。そして、保持部材２１６の挿通孔２１６ａの内壁と、摺動部材２１５の外壁とが互いに勘合され、保持部材２１６は、摺動部材２１５を介して、保持軸部２１４に回転自在に軸支されに、減速装置２００内に回転自在に配置される。   The holding member 216 is formed in a rod-like plate shape, and an insertion hole 216a is formed at the center, and insertion holes 216b and 216c are formed at both ends. The insertion holes 216b and 216c have an annular sliding shape. Members 217 and 218 are respectively embedded. The inner wall of the insertion hole 216a of the holding member 216 and the outer wall of the sliding member 215 are fitted with each other, and the holding member 216 is rotatably supported by the holding shaft portion 214 via the sliding member 215. In the reduction device 200, it is rotatably arranged.

また、連結軸２０９、２１０の一端は、摺動部材２１７、２１８に挿入され、摺動部材２１７、２１８に軸支されているとともに、連結軸２０９、２１０の他端は、第１の遊星歯車２０８、２０９に固定されている。このように、連結軸２０９、２１０の両端がそれぞれ支持されることにより、連結軸２０９、２１０のがたつきは抑えられる。   Further, one end of the connecting shafts 209 and 210 is inserted into the sliding members 217 and 218 and is pivotally supported by the sliding members 217 and 218, and the other end of the connecting shafts 209 and 210 is the first planetary gear. 208 and 209 are fixed. As described above, the both ends of the connecting shafts 209 and 210 are supported, respectively, so that rattling of the connecting shafts 209 and 210 is suppressed.

上記に示す、第１および第２の減速装置ケース２０１、２０２、第１の太陽歯車２０３、公転部材２０４、第１の遊星歯車２０７、２０８、連結軸２０９、２１０、第２の遊星歯車２１１、２１２、第２の太陽歯車２１３および保持部材２１６は、第２の減速装置ケース２０２に内包され、第２の太陽歯車２１３に一体形成されている減速出力軸２１９は、第２の減速装置ケース２０２から外側に向けて突出している。   The first and second reduction gear cases 201 and 202, the first sun gear 203, the revolution member 204, the first planetary gears 207 and 208, the connecting shafts 209 and 210, the second planetary gear 211 shown above, 212, the second sun gear 213, and the holding member 216 are included in the second reduction gear case 202, and the reduction output shaft 219 formed integrally with the second sun gear 213 is included in the second reduction gear case 202. It protrudes outward from.

次に、減速装置２００の動作について説明する。電動モータ１０１のモータ出力軸１０２が回転すると、モータ出力軸１０２に結合されている公転部材２０４もモータ出力軸１０２とともに回転する。公転部材２０４が回転すると、公転部材２０４の両端に軸支されている第１の遊星歯車２０８、２０９は公転運動を行う。また、第１の遊星歯車２０８、２０９は減速装置２００内に固定されている第１の太陽歯車２０３に噛合されており、このモータ出力軸１０２の回転による公転運動とともに、第１の太陽歯車２０３との噛み合による自転運動を行う。   Next, the operation of the reduction gear device 200 will be described. When the motor output shaft 102 of the electric motor 101 rotates, the revolving member 204 coupled to the motor output shaft 102 also rotates together with the motor output shaft 102. When the revolving member 204 rotates, the first planetary gears 208 and 209 that are pivotally supported at both ends of the revolving member 204 perform a revolving motion. Further, the first planetary gears 208 and 209 are meshed with a first sun gear 203 fixed in the speed reducer 200, and along with the revolving motion caused by the rotation of the motor output shaft 102, the first sun gear 203. Rotating by meshing with

第２の遊星歯車２１１、２１２は、第１の遊星歯車２０７、２０８に連結軸２０９、２１０により連結されており、第１の遊星歯車２０７、２０８と同じ回転速度で公転および自転運動を行う。このとき、上記に示すように第２の遊星歯車２１１、２１２と、減速出力軸２１９が一体形成されている第２の太陽歯車２１３とは互いに噛合されており、第２の遊星歯車２１１、２１２の公転および自転運動により、第２の太陽歯車２１３は回転する。   The second planetary gears 211 and 212 are connected to the first planetary gears 207 and 208 by connecting shafts 209 and 210, and perform revolution and rotation at the same rotational speed as the first planetary gears 207 and 208. At this time, as shown above, the second planetary gears 211 and 212 and the second sun gear 213 on which the reduction output shaft 219 is integrally formed are meshed with each other, and the second planetary gears 211 and 212 are engaged. The second sun gear 213 is rotated by the revolution and rotation of the second sun gear.

第１および第２の遊星歯車２０７（２０８）、２１１（２１２）の歯数、ならびに第１および第２の太陽歯車２０３、２１３の歯数は、それぞれ異なる歯数に設定されており、電動モータ１０１のモータ出力軸１０２の回転は、減速装置２００により減速され、減速された回転が減速出力軸２１９から出力される。   The number of teeth of the first and second planetary gears 207 (208) and 211 (212) and the number of teeth of the first and second sun gears 203 and 213 are set to different numbers of teeth, respectively. The rotation of the motor output shaft 102 of 101 is decelerated by the reduction device 200, and the decelerated rotation is output from the deceleration output shaft 219.

第１および第２の遊星歯車２０７（２０８）、２１１（２１２）、ならびに第１および第２の太陽歯車２０３、２１３の歯数の設定のより、減速比を大きくとることが可能である。また、第１の遊星歯車２０７、２０８と第１の太陽歯車２０３との間、ならびに第２の遊星歯車２１１、２１２と第２の太陽歯車２１３との間に噛み合いによる摩擦力が生じる。従って、減速比を高く設定した場合には、減速出力軸２１９が一体形成されている第２の太陽歯車２１３を外部から回転しても、上記の噛み合いによる摩擦力により、第２の太陽歯車２１３を回転することができない。   The reduction ratio can be increased by setting the number of teeth of the first and second planetary gears 207 (208) and 211 (212) and the first and second sun gears 203 and 213. In addition, frictional forces are generated between the first planetary gears 207 and 208 and the first sun gear 203 and between the second planetary gears 211 and 212 and the second sun gear 213. Therefore, when the reduction ratio is set high, even if the second sun gear 213 integrally formed with the reduction output shaft 219 is rotated from the outside, the second sun gear 213 is caused by the frictional force due to the above meshing. Can not rotate.

そのため、ジョイント機構３０４により直動機構３１０のシャフト３１１に連結される減速出力軸２１９が、シャフト３１１の回転により回されようとしたときでも、減速比の設定等により減速出力軸２１９が回されることがないように設定できる。従って、本実施の形態のリニアアクチュエータ１は、直動装置３００のシャフト３１１と減速装置２００の減速出力軸２１９との間にブレーキ装置を設ける必要がない。すなわち、リニアアクチュエータ１は、ブレーキ装置を別途設けないで、シャフト３１１の正逆回転を抑制することができる。   Therefore, even when the deceleration output shaft 219 connected to the shaft 311 of the linear motion mechanism 310 by the joint mechanism 304 is to be rotated by the rotation of the shaft 311, the deceleration output shaft 219 is rotated by setting the reduction ratio or the like. It can be set so that nothing happens. Therefore, the linear actuator 1 according to the present embodiment does not require a brake device between the shaft 311 of the linear motion device 300 and the deceleration output shaft 219 of the deceleration device 200. That is, the linear actuator 1 can suppress forward / reverse rotation of the shaft 311 without separately providing a brake device.

本実施の形態のリニアアクチュエータ１は、モータ装置１００のモータ出力軸１０２、減速装置２００の減速出力軸２１９、および直動装置３００のシャフト３１１が同軸上に配置され、モータ装置１００、減速装置２００、および直動装置３００は、略直線上に長手方向に配置されている。そのため、長手方向に直行する方向である幅方向の長さが短く、幅方向にスペースがない箇所にも本実施の形態のリニアアクチュエータ１は設定されることができ、レイアウト性が高い。   In the linear actuator 1 according to the present embodiment, the motor output shaft 102 of the motor device 100, the deceleration output shaft 219 of the speed reduction device 200, and the shaft 311 of the linear motion device 300 are arranged on the same axis. , And the linear motion device 300 are arranged in a longitudinal direction on a substantially straight line. For this reason, the linear actuator 1 of the present embodiment can be set at a location where the length in the width direction, which is a direction orthogonal to the longitudinal direction, is short and there is no space in the width direction, and the layout is high.

次に、図５に基づき第２の実施形態のリニアアクチュエータ２について説明する。図５は、リニアアクチュエータ２のモータ装置１００、減速装置２００を示す断面図である。リニアアクチュエータ２は、リニアアクチュエータ１に対し、モータ出力軸１０２、連結軸２０９、２１０、第２の遊星歯車２１１、２１２、および第２の太陽歯車２１３の形状、ならびに第２の遊星歯車２１１、２１２および第２の太陽歯車２１３の材質のみ異なり、その他の部分の形状および材質は同一である。従って、以下、モータ出力軸１０２、連結軸２０９、２１０、第２の遊星歯車２１１、２１２について説明し、その他の部分の説明は省略する。   Next, the linear actuator 2 of 2nd Embodiment is demonstrated based on FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the motor device 100 and the speed reduction device 200 of the linear actuator 2. The linear actuator 2 is different from the linear actuator 1 in terms of the motor output shaft 102, the connecting shafts 209 and 210, the second planetary gears 211 and 212, and the second sun gear 213, and the second planetary gears 211 and 212. Only the material of the second sun gear 213 is different, and the other parts have the same shape and material. Therefore, hereinafter, the motor output shaft 102, the connecting shafts 209 and 210, and the second planetary gears 211 and 212 will be described, and description of other parts will be omitted.

第２の遊星歯車２１１、２１２および第２の太陽歯車２１３は、樹脂より形成されている。そのため、強度を確保するため第２の遊星歯車２１１、２１２および第２の太陽歯車２１３の歯厚は大きく設定されている。また、第２の遊星歯車２１１、２１２および第２の太陽歯車２１３の歯厚に合わせ、モータ出力軸１０２、連結軸２０９、２１０の軸方向の長さが長く設定されている。   The second planetary gears 211 and 212 and the second sun gear 213 are made of resin. Therefore, the tooth thicknesses of the second planetary gears 211 and 212 and the second sun gear 213 are set large in order to ensure the strength. Further, the axial lengths of the motor output shaft 102 and the connecting shafts 209 and 210 are set to be long in accordance with the tooth thicknesses of the second planetary gears 211 and 212 and the second sun gear 213.

次に、図６に基づき第３の実施形態のリニアアクチュエータ３について説明する。図６は、リニアアクチュエータ３のモータ装置１００、減速装置２００を示す断面図である。リニアアクチュエータ３は、リニアアクチュエータ１に対し、モータ装置１００に伝達機構１０４が追加されるとともに、電動モータ１０１の取り付け位置が相違することのみが異なり、その他は同一である。従って、伝達機構１０４および電動モータ１０１の取り付け位置についてのみ説明し、その他の部分の説明は省略する。   Next, the linear actuator 3 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the motor device 100 and the speed reduction device 200 of the linear actuator 3. The linear actuator 3 is the same as the linear actuator 1 except that a transmission mechanism 104 is added to the motor device 100 and the mounting position of the electric motor 101 is different. Therefore, only the attachment positions of the transmission mechanism 104 and the electric motor 101 will be described, and description of other parts will be omitted.

モータ装置１００は、伝達機構１０４を備え、伝達機構１０４は、カバー１０５、駆動歯車１０６、遊び歯車１０７、従動歯車１０８および伝達出力軸１０９を有している。電動モータ１０１は、第１の減速機ケース２０１の端面２０１ａに直動装置３００に向けて取り付けられ、電動モータ１０１のモータ出力軸１０２は、第１の減速機ケース２０１を挿通して第１の減速機ケース２０１の端面２０１ｂから突出している。   The motor device 100 includes a transmission mechanism 104, and the transmission mechanism 104 includes a cover 105, a drive gear 106, an idler gear 107, a driven gear 108, and a transmission output shaft 109. The electric motor 101 is attached to the end surface 201a of the first reduction gear case 201 toward the linear motion device 300, and the motor output shaft 102 of the electric motor 101 is inserted through the first reduction gear case 201 to the first reduction gear case 201. Projecting from the end face 201 b of the speed reducer case 201.

駆動歯車１０６は、円盤形状に形成されるとともに外壁に複数の外歯が形成され、モータ出力軸１０２に取り付けられている。そして、駆動歯車１０６は、モータ出力軸１０２の回転とともに回転する。遊び歯車１０７は、円盤形状に形成されるとともに外壁に複数の外歯が形成され、駆動歯車１０６に噛合されている。そして、モータ出力軸１０２の回転とともに回転する駆動歯車１０６の回転により回転する。   The drive gear 106 is formed in a disk shape and has a plurality of external teeth on the outer wall, and is attached to the motor output shaft 102. The drive gear 106 rotates with the rotation of the motor output shaft 102. The idle gear 107 is formed in a disc shape and has a plurality of external teeth on the outer wall and meshed with the drive gear 106. And it rotates by rotation of the drive gear 106 rotated with rotation of the motor output shaft 102.

従動歯車１０８は、円盤形状に形成されるとともに外壁に複数の外歯が形成され、遊び歯車１０７に噛合される。そして、モータ出力軸１０２および駆動歯車１０６の回転とともに回転する遊び歯車１０７の回転により回転する。伝達出力軸１０９は、従動歯車１０８と連結されており、モータ出力軸１０２の回転により、駆動歯車１０６、遊び歯車１０７および従動歯車１０８を介して回転される。なお、駆動歯車１０６、遊び歯車１０７および従動歯車１０８は、カバー１０５により覆われている。   The driven gear 108 is formed in a disk shape, and a plurality of external teeth are formed on the outer wall, and meshed with the idle gear 107. And it rotates by rotation of the idle gear 107 which rotates with rotation of the motor output shaft 102 and the drive gear 106. The transmission output shaft 109 is connected to the driven gear 108, and is rotated via the drive gear 106, the idle gear 107 and the driven gear 108 by the rotation of the motor output shaft 102. The drive gear 106, the idle gear 107 and the driven gear 108 are covered with a cover 105.

本実施の形態では、伝達出力軸１０９が、減速装置２００の公転部材２０４に連結されており、モータ出力軸１０２の回転が伝達機構１０４を介して公転部材２０４に伝達される。   In the present embodiment, the transmission output shaft 109 is connected to the revolution member 204 of the reduction gear 200, and the rotation of the motor output shaft 102 is transmitted to the revolution member 204 via the transmission mechanism 104.

本実施の形態では、電動モータ１０１は、第１の減速機ケース２０１の端面２０１ａに直動装置３００に向けて取り付けられている。そのため、リニアアクチュエータ３の長手方向の長さが短くなり、長手方向にスペースがない箇所にも本実施の形態のリニアアクチュエータ３は設定されることができる。   In the present embodiment, the electric motor 101 is attached to the end surface 201 a of the first reduction gear case 201 toward the linear motion device 300. Therefore, the length of the linear actuator 3 in the longitudinal direction is shortened, and the linear actuator 3 of the present embodiment can be set at a place where there is no space in the longitudinal direction.

１ リニアアクチュエータ
１００ モータ装置
１０１ 電動モータ
１０２ （第１の）モータ出力軸
１０３ モータケース
１０４ 伝達機構
１０５ カバー
１０６ 駆動歯車
１０７ 遊び歯車
１０８ 従動歯車
１０９ 伝達出力軸
２００ 減速装置
２０１ 第１の減速機ケース
２０２ 第２の減速機ケース
２０３ 第１の太陽歯車
２０４ 公転部材
２０５ 摺動部材
２０６ 摺動部材
２０７ 第１の遊星歯車
２０８ 第１の遊星歯車
２０９ 連結軸
２１０ 連結軸
２１１ 第２の遊星歯車
２１２ 第２の遊星歯車
２１３ 第２の太陽歯車
２１４ 保持軸部
２１５ 摺動部材
２１６ 保持部材
２１７ 摺動部材
２１８ 摺動部材
２１９ 減速出力軸
３００ 直動装置
３０１ ケース
３０２ ジョイントケース部
３０２ａ 有底部
３０３ 補強筒ケース部
３０４ ジョイント機構
３０５ 軸受
３０６ ジョイント部材
３０７ スリーブ
３０８ 軸受ハウジング
３０９ 補強筒
３１０ 直動機構
３１１ シャフト
３１１ａ 本体部
３１１ｂ 連結部
３１２ 雌ねじ部材
３１２ａ 案内部
３１２ｂ 連結部
３１３ 直動筒
３１３ａ 先端部
３１４ 連結部材 1 linear actuator 100 motor device 101 electric motor 102 (first) motor output shaft 103 motor case 104 transmission mechanism 105 cover 106 drive gear 107 idle gear 108 driven gear 109 transmission output shaft 200 reduction gear 201 first reduction gear case 202 Second reduction gear case 203 First sun gear 204 Revolving member 205 Sliding member 206 Sliding member 207 First planetary gear 208 First planetary gear 209 Connecting shaft 210 Connecting shaft 211 Second planetary gear 212 Second Planetary gear 213 second sun gear 214 holding shaft portion 215 sliding member 216 holding member 217 sliding member 218 sliding member 219 deceleration output shaft 300 linear motion device 301 case 302 joint case portion 302a bottomed portion 303 reinforcing cylinder case portion 304 Joint mechanism 305 Bearing 306 G Into member 307 the sleeve 308 bearing housing
309 Reinforcing cylinder
310 Linear Motion Mechanism 311 Shaft 311a Main Body 311b Connection Portion 312 Female Thread Member 312a Guide Portion 312b Connection Portion 313 Linear Motion Cylinder 313a Tip Portion 314 Connection Member

Claims (3)

モータ出力軸を有する電動モータと、減速出力軸を有し、前記電動モータのモータ出力軸に連結され、モータ出力軸の回転を減速し、減速された回転を前記減速出力軸から出力する減速装置と、前記減速装置の前記減速出力軸に連結され、外周に雄ねじが形成されている長尺状のシャフトと、前記シャフトの前記雄ねじに螺合して前記シャフトの正逆回転により進退する雌ねじ部材と、前記雌ねじ部材に取り付けられ、前記雌ねじ部材とともに進退する直動筒とを備えるリニアアクチュエータにおいて、
前記減速機装置は、
円盤形状に形成されるとともに外壁に複数の外歯が形成され、前記減速装置内に固定配置される第１の太陽歯車と、
板状に形成され、前記電動モータのモータ出力軸と結合された公転部材と、
円盤形状に形成されるとともに外壁に複数の外歯が形成され、前記公転部材に回転自在に軸支され前記第１の太陽歯車に噛合する少なくとも２つ以上の第１の遊星歯車と、
円盤形状に形成されるとともに外壁に複数の外歯が形成され、前記第１の遊星歯車に対し前記公転部材を挟んで反対側に配置され、前記第１の遊星歯車のそれぞれに同心状に連結されている第２の遊星歯車と、
円盤形状に形成されるとともに外壁に複数の外歯が形成され、前記第１の太陽歯車と同心状に、かつ、前記第２の遊星歯車に噛合する位置にて前記減速装置内に回転自在に配置されている第２の太陽歯車とを有し、
前記減速装置の前記減速出力軸は、前記第２の太陽歯車に一体的に取り付けられていることを特徴とするリニアアクチュエータ。 An electric motor having a motor output shaft and a deceleration output shaft, coupled to the motor output shaft of the electric motor, decelerating the rotation of the motor output shaft, and outputting the decelerated rotation from the deceleration output shaft A long shaft that is connected to the deceleration output shaft of the reduction gear and has a male screw formed on the outer periphery thereof, and a female screw member that is engaged with the male screw of the shaft and advances and retreats by forward and reverse rotation of the shaft. And a linear actuator that is attached to the female screw member and includes a linear motion cylinder that moves forward and backward with the female screw member.
The speed reducer device is:
A first sun gear formed in a disk shape and having a plurality of external teeth formed on an outer wall, and fixedly disposed in the speed reducer;
A revolution member formed in a plate shape and coupled to the motor output shaft of the electric motor;
At least two or more first planetary gears that are formed in a disk shape and have a plurality of external teeth formed on an outer wall, rotatably supported by the revolving member and meshed with the first sun gear;
It is formed in a disk shape and has a plurality of external teeth on the outer wall, and is disposed on the opposite side of the revolving member with respect to the first planetary gear, and concentrically connected to each of the first planetary gears. The second planetary gear being
It is formed in a disk shape and has a plurality of external teeth on the outer wall, is concentric with the first sun gear, and is rotatable in the speed reducer at a position meshing with the second planetary gear. A second sun gear arranged,
The linear actuator, wherein the deceleration output shaft of the reduction gear is integrally attached to the second sun gear. 前記減速装置において、
前記第１の太陽歯車には、円心に貫通孔が形成されており、
前記電動モータは、前記電動モータの前記モータ出力軸と前記減速装置の前記減速出力軸が同軸の位置となるように配置され、前記電動モータの前記モータ出力軸が前記第１の太陽歯車に形成された前記貫通孔を挿通することを特徴とする請求項１に記載のリニアアクチュエータ。 In the speed reducer,
In the first sun gear, a through hole is formed in the center,
The electric motor is arranged such that the motor output shaft of the electric motor and the deceleration output shaft of the reduction gear are in a coaxial position, and the motor output shaft of the electric motor is formed in the first sun gear. The linear actuator according to claim 1, wherein the linear actuator is inserted through the through hole. 前記減速装置は、
略円柱形状に形成され、前記第１および第２の遊星歯車を連結する連結部材と、
板状に形成され、前記連結部材を回転自在に保持するとともに、前記減速機装置内に回転自在に配置される保持部材とを備えることを特徴とする請求項２に記載のリニアアクチュエータ。 The speed reducer is
A connecting member that is formed in a substantially cylindrical shape and connects the first and second planetary gears;
The linear actuator according to claim 2, further comprising: a holding member that is formed in a plate shape and rotatably holds the coupling member and is rotatably arranged in the speed reducer device.
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