(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒内周面を有するシリンダ内に、円筒外周面を有するロッドを、同一軸心となるように配置し、該両円筒面間に、同一形状の複数のコイルローラーを、該両円筒面に圧接して配置し、且、リテイナーを用いて該コイルローラーの中心軸が、該同一軸心と傾斜角を保つように配置した回転直線変換装置に於いて、該リテイナーの端面を該同一軸心と直角とし、且、該端面を圧縮コイルばねにより加圧したことを特徴とする、該回転直線変換装置に用いる逆転防止機構。
【請求項２】
圧縮コイルばねを、リテイナーの端面と、回転させる側との間に、取り付けたことにより、衝撃吸収機能を発揮する請求項１記載の逆転防止機構。
【請求項３】
圧縮コイルばねを、リテイナーの端面と、直線方向出力側間に取り付けた、クランプ機能等に用いる請求項１記載の逆転防止機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、従来、エァシリンダを用いている装置に代えて、電動モータを用いて電動化するための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】１、コイルローラーを用いた回転直線変換機構。
Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ  ＵＳ６、６８４、７２８  Ｂ２
特願  ２０００−３６９２９１
特開  ２００５−１８８７３１
特許  第４４３７２６８
２、エァシリンダ。
３、台形ねじ。
４、ボールねじ。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】従来のエァシリンダを用いた装置は、利点として、小型で高推力、且、高スピートが可能である、欠点としては、エネルギー効率が低い点、更に、配管及びエァ源を必要とするなどがあるが、最大の利点は、装置単体の低コストにある。
上記観点から、エァシリンダに対抗できる電動アクチュエータを完成する課題として次の二点が考えられる。
１、クッション機能に関して、コントローラを必要とする、サーボモータ、ステッピングモータではなく、エァシリンダのバルブ操作に匹敵する、単なるＤＣモータのＯＮ、ＯＦＦで達成する。
２、高推力、高スピード、及び、自己保持機能等に際して、減速機あるいはブレーキ機構を用いない、単なるＤＣモータのＯＮ、ＯＦＦで達成し、且、電流がＯＦＦの状態で逆転しない（推力の保持が可能である）。
【課題を解決するための手段】
【０００４】コイルローラを用いた回転直線変換装置に於いて、リテイナーの直線方向の移動距離、及び、リテイナーの回転速度に着眼すると、以下の二点が明確になる。
１、  リテイナーの直線移動距離は出力部材の移動距離の１／２であり、且、両者の可能な最大推力は、リテイナーが出力部材の２倍である。このことが、リテイナーに軸方向に圧縮スプリングにより力を加えた場合に、クッション機能、逆転防止、及び、食込み防止を可能にする。
この点に関しては以下の如く推考できる。
１−１、上記移動距離が１／２になっていることは、台形ねじ等に対比させると、リードが１／２になることを意味し、逆転防止を達成しようとする場合に有利となる要因である。
次に、リテイナーに軸方向の力が存在することは、くさび等に対比させると、第３の力が存在することであり、このことは食込み防止に有利な要因である。
次に、リテイナーに加えることが可能な荷重（前第３の力）が、出力部材の２倍となることは、エァシリンダのクッションに相当する衝撃吸収機能が可能となる要因である。
１−２、リテイナーの回転速度が駆動部材の回転速度の１／２であり、リテイナー端面と駆動部材間に圧縮スプリングを組み込んだ場合に、駆動部材からリテイナーに回転力を摩擦力により伝達できる。このことも又、食込みなく逆転防止が可能な要因の一つとなる。
１−３、上記１、２項とは逆に、マイナス要因として、リテイナーに軸方向に力を加えることは、それだけを考えると、逆転防止に対して不利な要因となる。
２、  更に、前１項以外の技術内容として、
２−１、リテイナーに摩擦力により生じる回転力の方向により、コイルローラーがスリップした場合のリテイナーの軸方向移動をコントロールできる。
２−２、リテイナーに生じるスプリング力を、出力部材の推力に加えることも可能である。
以上の技術内容を総合的に組み合わせ、且、数値的選択により、本願発明の特許請求の範の構成で達成できる。
【発明の効果】
【０００５】１、ＤＣモータのＯＮ、ＯＦＦだけで操作できる、クッション機能を備え、更に、逆転防止（自己保持）、且、食込み防止の高スピードアクチュエータを可能にする。
２、ＤＣモータのＯＮ、ＯＦＦだけで操作できる、高推力、高効率、且、逆転防止（自己保持）のアクチュエータを減速機及びブレーキなしで可能とする。
３、上記２項は、総合的にみるとエァシリンダを用いた装置に、コスト的にも対抗（配管、エァ源、エネルギーコスト等を考慮して）できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】以下、図面に従って述べる。
図１は、衝撃吸収機能を備えた装置に用いる場合の、本願発明の軸方向断面図であり、特に、従来の、エァシリンダを用いた、コンベアー等に用いるストッパシリンダに対抗する電動アクチュエータであり、その機能は、可動部重量約１０ｋｇ、可動距離約５０ｍｍ、可動にかかる時間約０．５秒が要求される。
以下、図１に従って述べる。
シリンダ１は、二本のガイドロッド１２（一本は省略している）にガイドされて直線的に可動する。ロッド２は、ハウジング１３に固定された、二個の鍔付滑り軸受５にガイドされて回転運動のみが可能となっている。リテイナー３は、両端の内径が、ロッド２の外径とすべり勘合となってガイドされている。リテイナー３には、複数（３〜８）の溝が傾斜角をなして加工されおり、この溝にそれぞれコイルローラー４が回転可能に、且、シリンダ１とロッド２両者間に圧接するように組み込まれ、コイルローラ両端には軸方向力に対して夫々鋼球を配置している。ロッド２には、ストッパー６、７が固定されている。更に、リテイナー３の端面と該ストッパー６、７間に、圧縮コイルばね８、９が夫々組み込まれている。次に、動作に関して述べる。
ロッド２をＤＣモータ１４により回転させると、シリンダ１が軸方向に可動する、又、リテイナー３は軸方向にシリンダ１の１／２だけ可動する。この際、圧縮コイルばね８、９は夫々伸縮する。この圧縮コイルばね８、９生じる力により、前項［課題を解決するための手段］で述べたように、衝撃吸収機能及び食込み防止機能を備えた逆転防止機構が可能になる。
この点に関して、数値的に算出するのは極めて複雑となるが、総合的に実験により最適値を求めることは容易である。
以下、実験により達成された、本願発明の具体的数値を記載する。
要求される機能としては、可動部重量は１０ｋｇ、可動距離５０ｍｍ、可動にかかる時間０．５秒として、次の主たる数値で達成される。（この場合に、ロッド２が一回転すると、シリンダ１は７ｍｍ可動する）
シリンダ１の内径４０ｍｍ、ロッド２の外径２０ｍｍ、コイルローラー４の外径１０．１ｍｍ、長さ２０ｍｍ、傾斜角５度、本数４本、圧縮コイルばね８、９の力の変動幅２ｋｇｆ〜３５ｋｇｆ、ＤＣモータ出力  ２７．７Ｗ。
次に、上記要求される機能を拡大させる場合は、上記具体的数値を、機能的に相似になるように変更することで実施できる。
図２は、クランプ装置等に用いる場合の、本願発明の軸方向断面図である。
図１との相違点は、鍔付滑り軸受けの代わりに、アンギュラ玉軸受を用いる。
圧縮コイルばね８をリテイナー３と可動部材１０の間に組み込む。
要求される機能として、出力（クランブ力）１００ｋｇｆ以上で、衝撃値は無視できる範囲（可動部質量及びスピードに関連して）として、次の主たる数値で達成される。
（この場合には、ロッド２が一回転すると、シリンダ１は１ｍｍ可動する）
シリンダ１の内径４０ｍｍ、ロッド２の外径２０ｍｍ、コイルローラー４の外径１０．１ｍｍ、長さ３８ｍｍ、傾斜角１度、本数６本、圧縮コイルばね８、９の力の変動幅４ｋｇｆ〜８ｋｇｆ、ＤＣモータ出力７７Ｗ。
又、別に、図２の本願発明の効果として、クランプ時の推力とクランプ解除時の保持力の差に着眼すると、容易に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】  衝撃吸収機能を備えた本願発明の軸方向断面図。
【図２】  クランプ装置等に用いる本願発明の軸方向断面図。
【符号の説明】
【０００８】１  シリンダ
２  ロッド
３  リテイナー
４  コイルローラー
５  鍔付滑り軸受
６、７  ストッパー
８，９  圧縮コイルばね
１０  アンギュラ玉軸受け
１１  可動部材
１２  ガイドロッド
１３  ハウジング
１４  ＤＣモータ
【図１】
0005614580.tif 000002
【図２】
0005614580.tif 000003