(57)【要約】【課題】部品点数の増加を抑えると共に、装置全体が大型化することがなく、簡便な操作で切り替え操作を行うことができる伝達機構及び、この伝達機構を備えたアクチュエータを提供する。【解決手段】入力軸からの駆動力を出力軸に伝達する伝達機構であって、前記入力軸側から駆動力を付与される第一の回転部材と、前記出力軸に駆動力を付与する第二の回転部材と、前記第一の回転部材と共に回転し、前記第二の回転部材を前記第一の回転部材と同心配置するように貫通する貫通軸と、前記第二の回転部材の前記第一の回転部材側に配されて前記第二の回転部材と共に回転する第一の拘束部と、前記貫通軸と共に回転し、前記第一の拘束部と係脱自在に配置された第二の拘束部を備え、前記貫通軸が前記第二の回転部材の一端から突出する。【選択図】図１
2014219036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸からの駆動力を出力軸に伝達する伝達機構であって、
前記入力軸側から駆動力を付与される第一の回転部材と、
前記出力軸に駆動力を付与する第二の回転部材と、
前記第一の回転部材と共に回転し、前記第二の回転部材を前記第一の回転部材と同心配置するように貫通する貫通軸と、
前記第二の回転部材の前記第一の回転部材側に配されて前記第二の回転部材と共に回転する第一の拘束部と、
前記貫通軸と共に回転し、前記第一の拘束部と係脱自在に配置された第二の拘束部を備え、
前記貫通軸が前記第二の回転部材の一端から突出することを特徴とする伝達機構。
【請求項２】
請求項１に記載の伝達機構において、
前記貫通軸を前記第二の回転部材側に付勢する付勢手段を備えることを特徴とする伝達機構。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の伝達機構において、
前記第一の回転部材と前記貫通軸とは、前記第一の回転部材と前記貫通軸のいずれか一方に軸方向に沿って形成された溝と、いずれか他方に形成された突起とが係合することを特徴とする伝達機構。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の伝達機構において、
前記第二の回転部材の一端には、操作手段が着脱可能に形成されることを特徴とする伝達機構。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の伝達機構において、
前記第一の拘束部は、前記第二の回転部材の端面から前記第一の回転部材に向かって突出する爪部であり、
前記第二の拘束部は、前記爪部と係合する係合部であることを特徴とする伝達機構。
【請求項６】
入力軸と、
出力軸と、
前記入力軸からの駆動力を前記出力軸に伝達する請求項１から５のいずれか１項に記載の伝達機構とを備えることを特徴とするアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力軸から入力される駆動力を出力軸に伝達する伝達機構及びこの伝達機構を用いたアクチュエータに係り、特に、入力軸がロック等して回転不能となった場合であっても、出力軸に駆動力を付与することができるフェールセーフ機能を備えた伝達機構及びこの伝達機構を用いたアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電動操作と手動操作とを切り替えて、例えば入力軸がロックしてしまった場合の操作上、作業上の安全性の確保及び、操作性、作業性を向上させた手動操作機構付きの伝達機構を備えたアクチュエータが知られている。
【０００３】
このような伝達機構は種々の構造が知られており、例えば、以下の特許文献１に示すように、筺体に取り付けられたレバー部材によって回動操作軸を回動させ、該回動操作軸の回動によってスライド部材を進退させて手動操作及び電動操作の切り替えを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２５６０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の切り替え構造によると、筺体からレバー部材が大きく突出しており、アクチュエータ全体の寸法が大型化してしまうと共に、操作が大がかりとなってしまうという問題を有していた。さらに、回動操作軸が回動可能な構成とするために、伝達機構の部品点数が多くなってしまい、筺体自体も大型化してしまうという問題をも有していた。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、部品点数の増加を抑えると共に、装置全体が大型化することがなく、簡便な操作で切り替え操作を行うことができる伝達機構及び、この伝達機構を備えたアクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る伝達機構は、入力軸からの駆動力を出力軸に伝達する伝達機構であって、前記入力軸側から駆動力を付与される第一の回転部材と、前記出力軸に駆動力を付与する第二の回転部材と、前記第一の回転部材と共に回転し、前記第二の回転部材を前記第一の回転部材と同心配置するように貫通する貫通軸と、前記第二の回転部材の前記第一の回転部材側に配されて前記第二の回転部材と共に回転する第一の拘束部と、前記貫通軸と共に回転し、前記第一の拘束部と係脱自在に配置された第二の拘束部を備え、前記貫通軸が前記第二の回転部材の一端から突出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、入力軸側から駆動力を付与される第一の回転部材と、出力軸に駆動力を付与する第二の回転部材と、第一の回転部材と共に回転し、第二の回転部材を第一の回転部材と同心配置するように貫通する貫通軸と、第二の回転部材の前記第一の回転部材側に配されて第二の回転部材と共に回転する第一の拘束部と、貫通軸と共に回転し、第一の拘束部と係脱自在に配置された第二の拘束部を備え、貫通軸が第二の回転部材の一端から突出しているので、第一の拘束部と第二の拘束部の拘束の解除を第二の回転部材から突出した貫通軸を押すことで行うことができるので、簡便な構成且つ簡便な操作で手動操作と電動操作とを切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る伝達機構を用いたアクチュエータの構造を説明するための断面図。
【図２】本発明の実施形態に係るアクチュエータに用いられるボールねじ装置の構造を説明するための一部断面図。
【図３】本発明の実施形態に係る伝達機構に用いられる第一の回転部材の正面図。
【図４】本発明の実施形態に係る伝達機構に用いられる第二の回転部材の側面図。
【図５】本発明の実施形態に係る伝達機構に用いられる貫通軸の側面図。
【図６】本発明の実施形態に係る伝達機構の構造を説明するための斜視図。
【図７】本発明の実施形態に係る伝達機構の構造を説明するための斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る伝達機構及びこの伝達機構を用いたアクチュエータの実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係る伝達機構を用いたアクチュエータの構造を説明するための断面図であり、図２は、本発明の実施形態に係るアクチュエータに用いられるボールねじ装置の構造を説明するための一部断面図であり、図３は、本発明の実施形態に係る伝達機構に用いられる第一の回転部材の正面図であり、図４は、本発明の実施形態に係る伝達機構に用いられる第二の回転部材の側面図であり、図５は、本発明の実施形態に係る伝達機構に用いられる貫通軸の側面図であり、図６及び図７は、本発明の実施形態に係る伝達機構の構造を説明するための斜視図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態に係る伝達機構３０を用いたアクチュエータ１は、入力軸１０を有する駆動源１２と、出力軸２０とを有しており、入力軸１０と出力軸２０との間に伝達機構３０が介在している。なお、これらの構成部品は筺体２に収納されてアクチュエータ１を構成している。
【００１３】
駆動源１２は、電動モータなど種々の要素部品を用いることができ、入力軸１０に対して回転運動を行う回転力を付与している。また、入力軸１０には、入力歯車１１が取り付けられており、該入力歯車１１によって、伝達機構３０に回転力を伝達している。
【００１４】
出力軸２０は、軸受２２によって回転可能に保持されており、出力軸２０に取り付けられた出力歯車２１によって伝達機構３０から回転力を付与される。
【００１５】
なお、出力軸２０は、ボールねじ装置３を構成しており、出力軸２０へ伝達機構３０を介して回転力が付与されて回転することによって、この回転運動をナット２３の直線運動に変換している。なお、ボールねじ装置３は、筺体２に取り付けられた外筒２５に収納されており、外筒２５の一端から伸縮自在に伸縮部２４が配置されている。さらに、ナット２３には、平行キー２６が取り付けられており、該平行キー２６が外筒２５の内周に長手方向に沿って形成されたキー溝２７と係合することでナット２３の回転を規制している。
【００１６】
伸縮部２４は、円筒状の部材であり、一端がナット２３に取り付けられることで、ナット２３の移動に伴って移動すると共に、内周側に出力軸２０を収納可能に形成されている。このように、伸縮部２４が円筒状に形成されることで、伸縮部２４が外筒２５内に収められた状態でも、出力軸２０と伸縮部２４とが干渉することがないので、アクチュエータ１をコンパクトに形成することが可能となる。
【００１７】
図２に示すように、本実施形態に係るアクチュエータ１に用いられるボールねじ装置３は、外周面に所定のリードで螺旋状の転動体転走溝２０ａが形成されてねじ軸として構成された出力軸２０と、該出力軸２０が貫通するナット孔２３ｃを備え円筒形状に形成されると共に、ナット孔２３ｃの内周面に出力軸２０に形成された転動体転走溝２０ａと対向する負荷転動体転走溝２３ａが形成されたナット２３とを備え、転動体転走溝２０ａと負荷転動体転走溝２３ａとの間に複数のボール２９を配列して出力軸２０とナット２３とが螺合している。なお、ナット２３は、円筒形状に限られず、例えば軸方向と直交する断面形状が外形矩形状等の筒状に形成しても構わない。
【００１８】
このように構成されたボールねじ装置３は、出力軸２０とナット２３との相対的な回転によってナット２３が出力軸２０の軸線方向に沿って運動するように構成されている。
【００１９】
ナット２３は、鋼等の金属で円筒形状に形成されており、その外周面にはナット２３を相手部品に固定するためのフランジ２３ｂがナット２３の径方向に延びて形成されている。また、ナット孔２３ｃの軸線方向の両端にはシール部材２８が取り付けられており、該シール部材２８によって出力軸２０とナット２３との間に塵埃等が浸入することを防止すると共に、ボール２９に塗布された潤滑剤がボールねじ装置３の外部に漏出することを防止することができる。
【００２０】
また、ナット２３には、転動体転走溝２０ａを転走したボール２９の進行方向を変えて転動体転走溝２０ａのもとの位置に戻す方向転換路が内周に形成されたリターンパイプ２９ａが取り付けられている。このリターンパイプ２９ａによって、転動体転走溝２０ａを出力軸２０の周方向に転走したボール２９がもとの位置に戻されることでボール２９の無限循環を実現している。さらに、リターンパイプ２９ａは、ナット２３の径方向に沿って穿孔された取付孔に挿入して固定されている。
【００２１】
伝達機構３０は、第一の回転部材３１と第二の回転部材３２とを備えており、第一の回転部材３１と第二の回転部材３２とを同心配置するように、該第一の回転部材３１および第二の回転部材３２を貫通する貫通軸３３によって組み合わされている。なお、本実施形態において、第一の回転部材３１および第二の回転部材３２は共に歯車である。
【００２２】
図３に示すように、第一の回転部材３１は、外周に第一の歯部３１ａが形成され、その中心に上述した貫通軸３３が貫通する中心孔３４ａが穿孔されている。また、中心孔３４ａには、切り欠き上の溝３４が形成されている。
【００２３】
図４に示すように、第二の回転部材３２は、外周に第二の歯部３２ａが形成され、一端に軸方向に延びる操作手段取付部３７が形成され、他端面に第一の拘束部３５が形成されている。さらに、第二の歯部３２ａと操作手段取付部３７を貫通するように、貫通孔３６が形成されている。なお、第一の拘束部３５は、当該貫通孔３６の外縁に沿って複数形成されており、軸方向に突出する爪部として形成されている。また、操作手段取付部３７の外周には、第二の回転部材３２を手動で回転させるための工具等を取り付けできるように工具に合わせた面取り等が施されている。
【００２４】
図５に示すように、貫通軸３３は、長尺の円柱状部材であり、上述した第一の拘束部３５と係合する第二の拘束部３８が形成されている。具体的には、第二の拘束部３８は、第一の拘束部３５の爪部と対応するように当該爪部と係合する溝状の係合部として形成されている。
【００２５】
第二の拘束部３８の軸方向の両端には、歯車取付部３９及び延長部４０が軸方向に延設しており、該歯車取付部３９を第一の回転部材３１の中心孔３４ａに挿入し、延長部４０を第二の回転部材３２の貫通孔３６に挿入することで、伝達機構３０として一体に組み合わせている。
【００２６】
また、歯車取付部３９には、軸方向に沿ってキー溝３９ａが形成されており、当該キー溝３９ａに挿入された突起としてのキー４４が第一の回転部材３１に形成された溝３４と係合することで、貫通軸３３と第一の回転部材３１とを一体に回転させることができるようになっている。
【００２７】
なお、第一の回転部材３１は、貫通軸３３と共に第二の回転部材３２の貫通孔３６に沿って軸方向に移動可能に配置されている。
【００２８】
さらに、貫通軸３３は、付勢手段４１によって第二の回転部材３２側に付勢されている。付勢手段４１は、貫通軸３３を第二の回転部材３２側に付勢することができればどのような部材を適用しても構わないが、例えばコイルスプリングを用いると好適である。
【００２９】
また、第二の回転部材３２の操作手段取付部３７は、筺体２の外部に突出しており、さらに、操作手段取付部３７の端面からは、貫通軸３３の延長部４０が突出している。なお、第二の回転部材３２は、筺体２にＣクリップ等によって軸方向には移動不能に取り付けられている。
【００３０】
次に、図６及び７を参照して本実施形態に係る伝達機構３０の動作について説明を行う。図６に示すように、通常使用される電動操作の状態では、付勢手段４１によって貫通軸３３が第二の回転部材３２側に付勢されているので、貫通軸３３に形成された第二の拘束部３８と、第二の回転部材３２に形成された第一の拘束部３５とは互いに係合している。この状態では、第一の回転部材３１と第二の回転部材３２とが共に回転するので、入力歯車１１の回転力が伝達機構３０を介して出力歯車２１に伝達される。
【００３１】
次に、手動操作への切り替えは、図７に示すように、操作手段取付部３７から突出しているボタン状の延長部４０を押し込むことで行う。第一の回転部材３１は、上述したように軸方向に移動可能に取り付けられているので、延長部４０を押し込むことで、第一の拘束部３５と第二の拘束部３８との係合が解除され、たとえ駆動源１２の故障や入力軸１０の固着などによって入力軸１０が回転不能となった場合であっても第二の回転部材３２を単独で回転させることができる。なお、第二の回転部材３２の回転は、素手による作業を行っても構わないし、操作手段取付部３７に所定の工具などの操作手段を取り付けることで回転させても構わない。このように構成することで小さな力で出力軸２０に容易に回転させることができると共に、電動操作中は操作手段を取り外すことでアクチュエータの大きさをコンパクトに形成することができる。
【００３２】
このように、本実施形態に係る伝達機構３０を用いたアクチュエータ１は、付勢部材４１によって貫通軸３３を付勢しているので、第二の回転部材３２から突出した延長部４０を押す作業だけで手動操作と電動操作とを切り替えることができる。このように構成することで、部品点数の削減を図ることができ、伝達装置３０の全体の大きさをコンパクトに形成することができる。また、延長部４０を押すだけで手動操作への切り替えができるので、従来の切り替え操作に比べて非常に簡便な操作で切り替え操作を行うことができる。
【００３３】
なお、本発明は、上記実施形態に限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲において、種々の変更が可能である。例えば、本実施形態の伝達機構では、第一の拘束部と第二の拘束部とを爪部と係合部として構成した場合について説明を行ったが、第一の拘束部と第二の拘束部はこれに限られず、例えば摩擦板を用いて第一の回転部材と第二の回転部材とを一体に回転させるように構成しても構わない。
【００３４】
また、本実施形態では、第一の回転部材及び第二の回転部材を一対の歯車を用いて形成した場合について説明を行ったが、第一の回転部材及び第二の回転部材の形態はこれに限られず、例えば、複数の歯車を歯合させて減速機構を構成しても構わない。
【００３５】
また、本実施形態では、第一の回転部材及び第二の回転部材を歯車を用いこれらを互いに歯合させた場合について説明を行ったが、第一の回転部材及び第二の回転部材の形状はこれに限られず、例えば、第一の回転部材及び第二の回転部材をタイミングベルト車，スプロケット及びプーリ等で構成し、入力軸と第一の回転部材及び出力軸と第二の回転部材とを其々タイミングベルト，チェーン及びベルトを張渡して構成して駆動力の付与な構成としても構わない。
【００３６】
また、本実施形態では、ボールねじ装置としてリターンパイプを用いたボールねじ装置について説明を行ったが、ボールねじ装置はこれに限られず、例えばデフレクタを用いた無限循環式のボールねじ装置を採用しても構わないし、有限循環式のボールねじ装置又は、転動体を有さない摺動式を採用しても構わない。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００３７】
１  アクチュエータ，    １０  入力軸，    １２  駆動源，    ２０  出力軸，    ３０  伝達機構，    ３１  第一の回転部材，    ３２  第二の回転部材，    ３３  貫通軸，    ３４  溝，    ３５  第一の拘束部，    ３６  貫通孔，    ３８  第二の拘束部，    ４４  キー。
【図１】
2014219036.tif 000003
【図２】
2014219036.tif 000004
【図３】
2014219036.tif 000005
【図４】
2014219036.tif 000006
【図５】
2014219036.tif 000007
【図６】
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【図７】
2014219036.tif 000009