(57)【要約】【課題】既存の装置構成をそのまま利用できると共に、負荷イナーシャの小さい低価格でコンパクトな推力制限装置を提供する。【解決手段】シャフト４に沿って可動部材６を所定の推力で相対的に移動させる構造に組込可能な推力制限装置２であって、シャフト又は可動部材に作用する負荷が所定値に達したときに、当該負荷を解除する推力リミットを備えている。推力リミットは、基端が可動部材に埋設され、先端がシャフトに形成された溝部に嵌合する棒状部材２２として構成されており、シャフトに作用する負荷Ｆが所定値に達したときに、棒状部材の先端２２ａが破断して分離する。【選択図】    図１
2006266420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトに沿って可動部材を所定の推力で相対的に移動させる構造に組込可能な推力制限装置であって、
シャフト又は可動部材に作用する負荷が所定値に達したときに、当該負荷を解除する推力リミットを備えていることを特徴とする推力制限装置。
【請求項２】
推力伝達機構から伝達される推力により、可動部材がシャフトと共に移動する構造において、
推力リミットは、可動部材とシャフトとの間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の推力制限装置。
【請求項３】
推力リミットは、基端が可動部材に埋設され、先端がシャフトに形成された溝部に嵌合する棒状部材として構成されており、シャフトに作用する負荷が所定値に達したときに、棒状部材の先端が破断して分離することを特徴とする請求項２に記載の推力制限装置。
【請求項４】
推力リミットは、シャフトに形成された窪み部に係合する球体と、球体を窪み部に向けて付勢するバネ部材と、バネ部材を可動部材に固定する固定体とを備えており、シャフトに作用する負荷が所定値に達したときに、球体が窪み部から外れることを特徴とする請求項２に記載の推力制限装置。
【請求項５】
推力リミットは、基端が可動部材に締結され、先端がシャフトに形成された凹部に弾性的に嵌合する弾性片を備えており、シャフトに作用する負荷が所定値に達したときに、弾性片の先端が弾性変形して凹部から外れることを特徴とする請求項２に記載の推力制限装置。
【請求項６】
推力伝達体から伝達される推力により、可動部材がシャフトに沿って移動する構造において、
推力リミットは、可動部材と推力伝達体との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の推力制限装置。
【請求項７】
推力リミットは、基端が推力伝達体に埋設され、先端が可動部材に形成された溝部に嵌合する棒状部材として構成されており、可動部材に作用する負荷が所定値に達したときに、棒状部材の先端が破断して分離することを特徴とする請求項６に記載の推力制限装置。
【請求項８】
推力リミットは、可動部材に形成された窪み部に係合する球体と、球体を窪み部に向けて付勢するバネ部材と、バネ部材を推力伝達体に固定する固定体とを備えており、可動部材に作用する負荷が所定値に達したときに、球体が窪み部から外れることを特徴とする請求項６に記載の推力制限装置。
【請求項９】
推力リミットは、基端が推力伝達体に締結され、先端が可動部材に形成された凹部に弾性的に嵌合する弾性片を備えており、可動部材に作用する負荷が所定値に達したときに、弾性片の先端が弾性変形して凹部から外れることを特徴とする請求項６に記載の推力制限装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばナットやボールねじナットなどの可動部材をシャフトに沿って所定の推力で相対的に移動させている際に、可動部材又はシャフトに作用する負荷が所定値に達したときに、当該負荷を解除する推力リミットを有する推力制限装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、各種の推力リミッタを備えた装置が知られており、例えば特許文献１に示された接合装置は、シャフト(可動部材)を回転させながらウォームの孔部に挿入し、シャフトとウォームとを互いに接合させる。そして、シャフトとウォームとを接合する際に、シャフトと孔部との摩擦抵抗により回転トルクが所定値に達した場合、トルクリミッタを作動させてシャフトへの回転力の伝達を遮断する。このような接合装置において、トルクリミッタは、モータとシャフトとの間に配置されており、トルクリミッタを作動させることにより、モータからシャフトへの回転力の伝達を遮断している。
【０００３】
ところで、上述したような従来の装置には、トルクリミッタを別途用意しなければならないため、装置全体の部品点数が増加して、装置の製造コストが上昇してしまう。また、装置内にトルクリミッタを配置するためのスペースが必要となるため、装置全体が大型化してしまう。更に、モータとシャフトとの間にトルクリミッタを配置することにより、モータの回転力をシャフトに伝達する際の負荷イナーシャ(kg・cm２)が大きく変化して、モータの回転力を円滑にシャフトに伝達することが困難になってしまう。
【特許文献１】特開平７−１７４１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、既存の装置構成をそのまま利用できると共に、負荷イナーシャの小さい低価格でコンパクトな推力制限装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような目的を達成するために、本発明は、シャフトに沿って可動部材を所定の推力で相対的に移動させる構造に組込可能な推力制限装置であって、シャフト又は可動部材に作用する負荷が所定値に達したときに、当該負荷を解除する推力リミットを備えている。
ここで、推力伝達機構から伝達される推力により、可動部材がシャフトと共に移動する構造において、推力リミットは、可動部材とシャフトとの間に配置されている。
【０００６】
この場合、推力リミットは、基端が可動部材に埋設され、先端がシャフトに形成された溝部に嵌合する棒状部材として構成されており、シャフトに作用する負荷が所定値に達したときに、棒状部材の先端が破断して分離する。また、推力リミットは、シャフトに形成された窪み部に係合する球体と、球体を窪み部に向けて付勢するバネ部材と、バネ部材を可動部材に固定する固定体とを備えており、シャフトに作用する負荷が所定値に達したときに、球体が窪み部から外れる。更に、推力リミットは、基端が可動部材に締結され、先端がシャフトに形成された凹部に弾性的に嵌合する弾性片を備えており、シャフトに作用する負荷が所定値に達したときに、弾性片の先端が弾性変形して凹部から外れる。
【０００７】
また、ここで、推力伝達体から伝達される推力により、可動部材がシャフトに沿って移動する構造において、推力リミットは、可動部材と推力伝達体との間に配置されている。
【０００８】
この場合、推力リミットは、基端が推力伝達体に埋設され、先端が可動部材に形成された溝部に嵌合する棒状部材として構成されており、可動部材に作用する負荷が所定値に達したときに、棒状部材の先端が折れて分離する。また、推力リミットは、可動部材に形成された窪み部に係合する球体と、球体を窪み部に向けて付勢するバネ部材と、バネ部材を推力伝達体に固定する固定体とを備えており、可動部材に作用する負荷が所定値に達したときに、球体が窪み部から外れる。更に、推力リミットは、基端が推力伝達体に締結され、先端が可動部材に形成された凹部に弾性的に嵌合する弾性片を備えており、可動部材に作用する負荷が所定値に達したときに、弾性片の先端が弾性変形して凹部から外れる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、既存の装置構成をそのまま利用できると共に、負荷イナーシャの小さい低価格でコンパクトな推力制限装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施の形態に係る推力制限装置について、添付図面を参照して説明する。
図１(ａ)〜(ｅ)に示すように、本実施の形態の推力制限装置２は、シャフト(例えば、スプラインシャフト)４に沿って、可動部材６を所定の推力で相対的に移動させる構造(以下、移動構造という)に組込むことができるように構成されている。
本実施の形態では、移動構造の一例として、推力伝達機構から伝達される推力により、可動部材６がシャフト４と共に移動する構造を想定する。この場合、シャフト４と可動部材６とは、後述するように推力制限装置２で互いに連結されている。
【００１１】
このような移動構造において、推力伝達機構は、先端がステー８に支持され且つ基端が支持体１０に支持されたねじ軸１２を備えており、ねじ軸１２の基端には、カップリング１４を介してモータ１６が接続されている。この場合、ステー８及び支持体１０は、移動構造のベース１８に固定されており、モータ１６を回転させると、その回転運動は、カップリング１４を介してそのままねじ軸１２に伝達され、ねじ軸１２を所定方向に回転させることができる。
【００１２】
ねじ軸１２には、可動部材６が螺合されており、可動部材６には、シャフト４の基端が連結されている。また、シャフト４の先端は、ステー８により複数箇所(図面上では２箇所)で支持された状態で挿通自在に維持されている。この場合、シャフト４は、ステー８により２箇所で支持されるため、常に一定の姿勢(例えば、ねじ軸１２と平行な姿勢)に維持される。
【００１３】
このような構成において、ねじ軸１２を回転させると、可動部材６には当該可動部材６を回転させようとする回転運動が作用するが、かかる回転運動は、ステー８で支持されたシャフト４により直線運動に変換される。この結果、可動部材６は、シャフト４と共にねじ軸１２に沿って矢印Ｓ１方向(図１(ｂ))に移動する。なお、可動部材６としては、例えばナットやボールねじナットを適用することができる。
【００１４】
このように可動部材６がシャフト４と共に移動している際に、例えばシャフト４の先端４ａが障害物(例えば、壁)２０に当接した場合を想定すると(図１(ｃ))、その当接による反力が負荷Ｆとなってシャフト４を介して可動部材６に作用する。このとき、モータ１６からの回転運動は、カップリング１４を介してねじ軸１２に伝達され、ねじ軸１２を所定方向に回転させることにより、可動部材６及びシャフト４を更に矢印Ｓ１方向に移動させようとする。
【００１５】
この場合、シャフト４は障害物２０に当接しているため、それ以上移動できないが、ねじ軸１２の回転運動は、更に可動部材６及びシャフト４を矢印Ｓ１方向に移動させる推力となって働き続ける。このような状態が継続すると、シャフト４を介して可動部材６に作用する負荷Ｆが更に大きくなり、例えば可動部材６とねじ軸１２との螺合状態が劣化(ねじが損傷)したり、モータ１６の焼き付きが生じたりする虞がある。
【００１６】
そこで、本実施の形態において、可動部材６とシャフト４との間には、推力制限装置２としての推力リミットが配置されており、シャフト４に作用する負荷Ｆが所定値に達したときに、当該負荷を解除する。なお、所定値は、例えば可動部材６やシャフト４の大きさや材質或いは強度などに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
具体的に説明すると、推力リミットは、基端が可動部材６に埋設され、先端がシャフト４に形成された溝部４ａに嵌合する棒状部材２２として構成されており、かかる棒状部材２２によりシャフト４と可動部材６とは互いに連結された状態に維持されている。このような構成において、シャフト４に作用する負荷Ｆが所定値に達したときに、棒状部材２２の先端２２ａが破断して分離する。なお、図１(ｂ),(ｄ)には、破断した先端２２ａが溝部４ａに残留している状態が示されている。
【００１７】
このとき、シャフト４を介して可動部材６に作用する負荷Ｆが解除されて、可動部材６がシャフト４に沿って移動自由な状態となる(図１(ｄ))。これにより、例えば可動部材６とねじ軸１２との螺合状態が劣化(ねじが損傷)したり、モータ１６の焼き付きが生じたりするといった不具合の発生を防止することができる。この場合、棒状部材２２の材質は、シャフト４と可動部材６とを安定して連結できれば任意の材料(例えば、金属や樹脂など)を適用することができるため、ここでは特に限定しない。
【００１８】
以上、本実施の形態によれば、可動部材６とシャフト４との間に棒状部材２２から成る推力リミットを配置するだけで、既存の装置構成をそのまま利用して推力制限装置２を組込むことができる。この結果、装置全体の部品点数が少なくて済み、装置の製造コストを低減することができる。また、推力制限装置２の占有スペースも小さいため、装置全体のコンパクト化を実現することができる。更に、従来のようにトルクリミッタを配置する必要がないため、負荷イナーシャの影響を受けることの無い(負荷イナーシャが変化しない)装置構成を実現することができる。
【００１９】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されることは無く、以下のように変更しても同様の効果を実現することができる。
第１の変形例として、例えば図２(ａ)に示すような推力制限装置２を適用することも可能である。本変形例の推力制限装置２としての推力リミットは、シャフト４に形成された窪み部４ｂに係合する球体２４と、球体２４を窪み部４ｂに向けて付勢するバネ部材(例えば、圧縮バネ)２６と、バネ部材２６を可動部材６に固定する固定体(例えば、ボルトねじ)２８とを備えている。この場合、シャフト４と可動部材６とは、球体２４が窪み部４ｂに係合することにより互いに連結された状態に維持される。
このような構成によれば、シャフト４に作用する負荷Ｆが所定値に達したときに、球体２４が窪み部４ｂから外れる。このとき、シャフト４を介して可動部材６に作用する負荷Ｆが解除されて、可動部材６がシャフト４に沿って移動自由な状態となる(図２(ｂ))。なお、球体２４の材質は、シャフト４と可動部材６とを安定して連結できれば任意の材料(例えば、金属や樹脂など)を適用することができるため、ここでは特に限定しない。
【００２０】
第２の変形例として、例えば図２(ｃ)に示すような推力制限装置２を適用することも可能である。本変形例の推力制限装置２としての推力リミットは、基端が可動部材６に締結され、先端がシャフト４に形成された凹部４ｃに弾性的に嵌合する弾性片３０を備えている。この場合、シャフト４と可動部材６とは、弾性片３０の先端が凹部４ｃに弾性的に嵌合することにより互いに連結された状態に維持される。なお、弾性片３０の基端を可動部材６に締結する方法としては、例えばボルトねじ３２で当該基端を締結させれば良い。
このような構成によれば、シャフト４に作用する負荷Ｆが所定値に達したときに、弾性片３０の先端が弾性変形して凹部４ｃから外れる。このとき、シャフト４を介して可動部材６に作用する負荷Ｆが解除されて、可動部材６がシャフト４に沿って移動自由な状態となる(図２(ｄ))。なお、弾性片３０の材質は、シャフト４と可動部材６とを安定して連結できれば任意の材料(例えば、金属や樹脂など)を適用することができるため、ここでは特に限定しない。
【００２１】
また、上述した実施の形態及び第１〜第２の変形例では、可動部材６がシャフト４と共に移動する構造を想定したが、第３の変形例として例えば図３(ａ),(ｂ)に示すように、推力伝達体３４から伝達される推力により可動部材６をシャフト４に沿って移動させる構造であっても良い。この場合、推力制限装置２としての推力リミットは、可動部材６と推力伝達体３４との間に配置される。
【００２２】
第３の変形例において、シャフト４は、その両端が移動構造のベース１８に固定されており、ねじ軸１２は、その両端が支持体３６で回転自在に支持されており、各支持体は、移動構造のベース１８に固定されている。また、推力伝達体３４としては、例えばナットやボールねじナットを適用することが可能であり、かかる推力伝達体３４は、ねじ軸１２に螺合されている。また、可動部材６は、シャフト４に沿って摺動するように支持されていると共に、推力リミットを介して推力伝達体３４に連結されている(図３(ａ))。
【００２３】
このような構成において、モータ１６を回転させると、その回転運動は、カップリング１４を介してそのままねじ軸１２に伝達され、ねじ軸１２を所定方向に回転させる。そして、ねじ軸１２を回転させると、推力伝達体３４には当該推力伝達体３４を回転させようとする回転運動が作用するが、かかる回転運動は、シャフト４に支持された可動部材６により直線運動に変換される。この結果、可動部材６は、シャフト４に沿って矢印Ｓ１方向(図３(ｂ))に移動する。
【００２４】
また、本変形例において、推力リミットは、基端が推力伝達体３４に埋設され、先端が可動部材６に形成された溝部６ａに嵌合する棒状部材２２として構成されており、かかる棒状部材２２により推力伝達体３４と可動部材６とは互いに連結された状態に維持されている。このような構成において、例えば可動部材６がシャフト４に沿って移動中に障害物(図示しない)に当接すると、その反力により可動部材６に負荷Ｆが作用する。そして、このとき作用した負荷Ｆが所定値に達したときに、棒状部材２２の先端２２ａが折れて分離する。
【００２５】
この結果、可動部材６に作用する負荷Ｆが解除される。なお、図３(ｂ)には、破断した先端２２ａが溝部６ａに残留している状態が示されている。これにより、例えば推力伝達体３４とねじ軸１２との螺合状態が劣化(ねじが損傷)したり、モータ１６の焼き付きが生じたりするといった不具合の発生を防止することができる。
【００２６】
以上、第３の変形例によれば、可動部材６と推力伝達体３４との間に棒状部材２２から成る推力リミットを配置するだけで、既存の装置構成をそのまま利用して推力制限装置２を組込むことができる。この結果、装置全体の部品点数が少なくて済み、装置の製造コストを低減することができる。また、推力制限装置２の占有スペースも小さいため、装置全体のコンパクト化を実現することができる。更に、従来のようにトルクリミッタを配置する必要がないため、負荷イナーシャの影響を受けることの無い(負荷イナーシャが変化しない)装置構成を実現することができる。
【００２７】
なお、第３の変形例に係る推力リミットの構成として、例えば図２(ａ),(ｃ)に示すような構成を応用しても良い。
ここで、例えば図２(ａ)の構成を本変形例の推力リミットに応用する場合、窪み部を可動部材６に形成し、推力伝達体３４に固定体を配置することにより、バネ部材で球体を窪み部に付勢すれば良い。また、例えば図２(ｃ)の構成を本変形例の推力リミットに応用する場合、弾性片の基端を推力伝達体３４に締結すると共に、先端を可動部材６に形成した凹部に弾性的に螺合させれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】(ａ)は、本発明の一実施の形態に係る推力制限装置の構成例を示す断面図、(ｂ)は、推力制限装置により負荷が解除された状態を示す断面図、(ｃ)は、推力制限装置が組込まれた移動構造の構成例を示す断面図、(ｄ)は、移動構造の移動動作に際し負荷が解除された状態を示す断面図、(ｅ)は、同図(ｃ)のＸ−Ｘ線に沿う断面図。
【図２】(ａ)は、本発明の第１の変形例に係る推力制限装置の構成例を示す断面図、(ｂ)は、第１の変形例の推力制限装置により負荷が解除された状態を示す断面図、(ｃ)は、本発明の第２の変形例に係る推力制限装置の構成例を示す断面図、(ｄ)は、第２の変形例の推力制限装置により負荷が解除された状態を示す断面図。
【図３】(ａ)は、本発明の第３の変形例に係る推力制限装置が組込まれた移動構造の構成例を示す断面図、(ｂ)は、移動構造の移動動作に際し負荷が解除された状態を示す断面図。
【符号の説明】
【００２９】
２  推力制限装置
４  シャフト
６  可動部材
８  ステー
１０  支持体
１２  ねじ軸
１４  カップリング
１６  モータ
１８  ベース
２０  障害物(例えば、壁)
２２  棒状部材(推力リミット)
【図１】
2006266420.tif 000003
【図２】
2006266420.tif 000004
【図３】
2006266420.tif 000005