(57)【要約】【課題】単純な構造で正確に負荷を検出し、組み立てやメンテナンスを容易にするとともに、製造、運用コストを低減する直線作動機を提供すること。【解決手段】直線駆動機構を内包する本体ケース１０１のロッド１０２突出方向の反対側に設けられ据付部Ｂと接続される取付部材１１０を有する直線作動機１００において、取付部材１１０が据付部Ｂとの間で所定距離移動可能に構成され、本体ケース１０１と据付部Ｂの距離が大きくなる方向に予圧する予圧部材と、取付部材１１０と据付部Ｂとの押付力が所定以上になったことを検出する検出部材とを有すること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線駆動機構を内包する本体ケースと、該直線駆動機構により軸方向に移動可能なロッドと、前記本体ケースのロッド突出方向の反対側に設けられ据付部と接続される取付部材を有する直線作動機において、
前記取付部材が、据付部との間で前記ロッドの軸方向に所定距離移動可能に構成され、
前記本体ケースと据付部の距離が大きくなる方向に予圧する予圧部材と、前記取付部材と据付部との押付力が所定以上になったことを検出する検出部材とを有することを特徴とする直線作動機。
【請求項２】
前記取付部材が、前記本体ケースに取り付けられる本体ケース側基部と、据付部に係合する取付ピンと、前記本体ケース側基部に立設され取付ピンが挿通するピン孔を有する取付壁部とを有し、
前記ピン孔が、前記ロッドの軸方向に伸びる長孔であることを特徴とする請求項１に記載の直線作動機。
【請求項３】
前記予圧部材が、コイルばねであり、
該コイルばねが、前記据付部に設けられた取付ピンを一部切り欠いた切欠平坦部と前記取付部材の本体ケース側基部との間に挿入されることを特徴とする請求項２に記載の直線作動機。
【請求項４】
前記検出部材が、前記取付部材に支持され、前記据付部に設けられた取付ピンとの接近により作動する電気スイッチであることを特徴とする請求項３に記載の直線作動機。
【請求項５】
前記コイルばねが、前記本体ケース側基部に設けられた支持ピンに外嵌され、
該支持ピンが、前記取付部材の本体ケース側基部側に高さ調整可能なばね受け部材を有することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の直線作動機。
【請求項６】
前記取付壁部が、前記本体ケース側基部に平行に２箇所設けられ、
前記コイルばねが、前記２箇所の取付壁部の外側にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の直線作動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直線駆動機構により軸方向に移動可能なロッドを有し、ロッド先端に取り付けられる部材を直線的に移動させる直線作動機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、直線作動機として、本体ケースと、該直線駆動機構により軸方向に移動可能なロッドと、前記本体ケースのロッド突出方向の反対側に設けられ据付部と接続される取付部材を有するものが周知である。
【０００３】
これらの周知の直線作動機において、ロッドにかかる負荷を、直線駆動機構あるいはそれを駆動させる回転駆動機構にばねやクラッチ板を備えて機械的に検出し、所定以上の負荷に対して検出して回転駆動機構の駆動源であるモータを停止させるものが公知である（例えば、特許文献１、特許文献２等参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平４−６２９４６号公報（第１頁、図１、図２）
【特許文献２】実用新案登録第２５１３４０３号公報（第２頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、公知の直線作動機は、本体ケース内部の直線駆動機構あるいは回転駆動機構に本来のロッドの押圧動作以外の作動部分を設ける必要があり、機構が複雑となり装置が大型化するとともに、作動の確実性を担保するためのメンテナンスの頻度も多くする必要があり、製造コスト、運用コストともに高価となるという問題があった。
【０００６】
本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、単純な構造で正確に負荷を検出し、組み立てやメンテナンスを容易にするとともに、製造、運用コストを低減する直線作動機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本請求項１に係る発明は、直線駆動機構を内包する本体ケースと、該直線駆動機構により軸方向に移動可能なロッドと、前記本体ケースのロッド突出方向の反対側に設けられ据付部と接続される取付部材を有する直線作動機において、前記取付部材が、据付部との間で前記ロッドの軸方向に所定距離移動可能に構成され、前記本体ケースと据付部の距離が大きくなる方向に予圧する予圧部材と、前記取付部材と据付部との押付力が所定以上になったことを検出する検出部材とを有することにより、前記課題を解決するものである。
【０００８】
本請求項２に係る発明は、請求項１に記載された直線作動機の構成に加えて、前記取付部材が、前記本体ケースに取り付けられる本体ケース側基部と、据付部に係合する取付ピンと、前記本体ケース側基部に立設され取付ピンが挿通するピン孔を有する取付壁部とを有し、前記ピン孔が、前記ロッドの軸方向に伸びる長孔であることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【０００９】
本請求項３に係る発明は、請求項２に記載された直線作動機の構成に加えて、前記予圧部材が、コイルばねであり、該コイルばねが、前記据付部に設けられた取付ピンを一部切り欠いた切欠平坦部と前記取付部材の本体ケース側基部との間に挿入されることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【００１０】
本請求項４に係る発明は、請求項３に記載された直線作動機の構成に加えて、前記検出部材が、前記取付部材に支持され、前記据付部に設けられた取付ピンとの接近により作動する電気スイッチであることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【００１１】
本請求項５に係る発明は、請求項３または請求項４に記載された直線作動機の構成に加えて、前記コイルばねが、前記本体ケース側基部に設けられた支持ピンに外嵌され、該支持ピンが、前記取付部材の本体ケース側基部側に高さ調整可能なばね受け部材を有することにより、前記課題をさらに解決するものである。
【００１２】
本請求項６に係る発明は、請求項３乃至請求項５のいずれかに記載された直線作動機の構成に加えて、前記取付壁部が、前記本体ケース側基部に平行に２箇所設けられ、前記コイルばねが、前記２箇所の取付壁部の外側にそれぞれ設けられていることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本請求項１に係る発明の直線作動機は、直線駆動機構を内包する本体ケースと、該直線駆動機構により軸方向に移動可能なロッドと、本体ケースのロッド突出方向の反対側に設けられ据付部と接続される取付部材を有する直線作動機において、取付部材が、据付部との間でロッドの軸方向に所定距離移動可能に構成され、本体ケースと据付部の距離が大きくなる方向に予圧する予圧部材と、取付部材と据付部との押付力が所定以上になったことを検出する検出部材とを有することにより、直線作動機の本体ケースの外部のマウント部分に負荷の検出機構を設けることができるため、直線作動機の構造が複雑化することなく、メンテナンスが容易となり、製造、運用コストを低減することができる。
【００１４】
本請求項２に係る発明の直線作動機は、請求項１に係る直線作動機が奏する効果に加えて、取付部材が、本体ケースに取り付けられる本体ケース側基部と、据付部に係合する取付ピンと、本体ケース側基部に立設され取付ピンが挿通するピン孔を有する取付壁部とを有し、ピン孔がロッドの軸方向に伸びる長孔であることにより、本体ケースおよび据付部の構造を大きく変更することなく単純な構成で負荷の検出機構を設けることができ、組み立てやメンテナンスが容易となり、製造、設置、運用コストが低減される。
【００１５】
本請求項３に係る発明の直線作動機は、請求項２に係る直線作動機が奏する効果に加えて、予圧部材がコイルばねであり、該コイルばねが据付部に設けられた取付ピンを一部切り欠いた切欠平坦部と前記取付部材の本体ケース側基部との間に挿入されることにより、さらに簡単な構成となり、組み立てやメンテナンスが容易となり、製造、運用コストが低減される。
【００１６】
本請求項４に係る発明の直線作動機は、請求項３に係る直線作動機が奏する効果に加えて、検出部材が取付部材に支持され、据付部に設けられた取付ピンとの接近により作動する電気スイッチであることにより、単純な構成で正確に負荷の検出を行うことができる。
【００１７】
本請求項５に係る発明の直線作動機は、請求項３または請求項４に係る直線作動機が奏する効果に加えて、コイルばねが本体ケース側基部に設けられた支持ピンに外嵌され、該支持ピンが取付部材の本体ケース側基部側に高さ調整可能なばね受け部材を有することにより、製造誤差や検出すべき負荷を補正したり変更することが可能となるため、さらに修正可能となり、ロッドガイドのマウント部が嵌合マウントされる際にも妨げとならないため、さらに正確に負荷の検出を行うことができる。
【００１８】
本請求項６に係る発明の直線作動機は、請求項３乃至請求項５のいずれかに係る直線作動機が奏する効果に加えて、取付壁部が本体ケース側基部に平行に２箇所設けられ、コイルばねが２箇所の取付壁部の外側にそれぞれ設けられていることにより、負荷の作用する軸線に対称な位置にコイルばねを配置することができるため、捩れ等が発生せずより正確に負荷の検出を行うことができるとともに、検出部分への外部からのアクセスが容易であり、さらに組み立てやメンテナンスが容易となり、製造、運用コストが低減される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例である直線作動機の側面図。
【図２】本発明の実施例である直線作動機の取付部材の側面図。
【図３】本発明の実施例である直線作動機の取付部材の平面図。
【図４】本発明の実施例である直線作動機のコイルばねの説明図。
【図５】本発明の実施例である直線作動機の無負荷時の説明図。
【図６】本発明の実施例である直線作動機の負荷時の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の直線作動機は、直線駆動機構を内包する本体ケースと、該直線駆動機構により軸方向に移動可能なロッドと、本体ケースのロッド突出方向の反対側に設けられ据付部と接続される取付部材を有する直線作動機において、取付部材が、据付部との間でロッドの軸方向に所定距離移動可能に構成され、本体ケースと据付部の距離が大きくなる方向に予圧する予圧部材と、取付部材と据付部との押付力が所定以上になったことを検出する検出部材とを有し、単純な構造で正確に負荷を検出でき、組み立てやメンテナンスが容易となるとともに、製造、運用コストが低減できるものであれば、その具体的な実施態様は如何なるものであっても何ら構わない。
【実施例】
【００２１】
以下に、本発明の直線作動機の実施例について、図面に基づいて説明する。
本発明の一実施例である直線作動機１００は、図１に示すように、ロッド１０２が、外筒１０３内に配置され、外筒１０３の端部に配置されたロッドガイド１０４に摺動支持されている。
【００２２】
外筒１０３の他の端部は直線駆動機構（図示せず）を内包した本体ケース１０１に固定されており、ロッド１０２は直線駆動機構によって、軸方向に移動可能に構成されている。
本体ケース１０１に内包された直線駆動機構は、ボールねじ機構であり、回転駆動機構１０５によって駆動される。
【００２３】
なお、直線駆動機構は、ウォーム機構、ラックピニオン機構等の他の回転−直線変換機構であっても良く、リニアモータや流体圧等の直接直線駆動するものであっても良く、ロッド１０２を軸方向に往復駆動するものであればいかなる駆動機構であっても良い。
【００２４】
本体ケース１０１のロッド１０２の突出方向の反対側には、据付部Ｂの据付部材１２０に取り付けるための取付部材１１０が固定されている。
取付部材１１０は、図１乃至図３に示すように、直線作動機１００の本体ケース１０１に固定される本体ケース側基部１１１と、該本体ケース側基部１１１に立設された２個の取付壁部１１２とを有しており、各取付壁部１１２にはロッド１０２の軸方向に伸びる長孔に形成されたピン孔１１３が設けられている。
【００２５】
取付ピン１２１は、図３に示すように、両端部に後述するコイルばね１３０が当接する切欠平坦部１２２を有しており、一方の切欠平坦部１２２の中央寄りに大径部１２３、他方の切欠平坦部１２２の中央寄りに半径方向の貫通孔１２４が設けられている。
【００２６】
据付部Ｂには、据付ピン孔１２５を有する据付部材１２０が設けられており、図３に示すように、取付部材１１０の２個の取付壁部１１２の間に据付部材１２０を挟み、取付ピン１２１が一方の取付壁部１１２の外側側方（図３の図面上方）からピン孔１１３、据付ピン孔１２５、他方のピン孔１１３と挿通され、大径部１２３が当接するまで挿入されて据付部材１２０と取付部材１１０が接続される。
また、他方の取付壁部１１２の外側側方（図３の図面下方）に露出した貫通孔１２４に割りピン１２７が挿入されることで、取付ピン１２１が抜け止めされる。
【００２７】
据付部材１２０の据付ピン孔１２５は取付ピン１２１の直径とほぼ等しく、取付ピン１２１のピン孔１１３はロッドの軸方向に伸びる長孔であることで、上記のように接続された据付部Ｂと直線作動機１００は、取付ピン１２１の直径とロッド軸方向のピン孔１１３の径の差分だけ移動が可能となる。
【００２８】
取付部材１１０の２個の取付壁部１１２のそれぞれの外方には、支持ピン１１４が本体ケース側基部１１１から立設されており、該支持ピン１１４の本体ケース側基部１１１側にはばね受け部材１１５が位置調整可能に螺合されている。
ばね受け部材１１５と取付ピン１２１の切欠平坦部１２２の間に、コイルばね１３０が圧縮状態で遊嵌されることで、取付ピン１２１が取付壁部１１２のピン孔１１３の据付部Ｂ側に押圧される。
【００２９】
取付ピン１２１の大径部１２３が当接する側の取付壁部１１２には、取付ピン１２１の大径部１２３に対向する位置にリミットスイッチ１４０が設けられており、該リミットスイッチ１４０のスイッチレバー１４１が取付ピン１２１の大径部１２３の接近により作動するように構成されている。
【００３０】
コイルばね１３０は、図４に示すように、自由状態でＬ４の長さを有し、ばね受け部材１１５と取付ピン１２１の切欠平坦部１２２の間に挿入した状態でＬ３まで圧縮されることで、取付ピン１２１を取付壁部１１２のピン孔１１３の据付部Ｂ側に予圧をかけることができる。
該予圧は直線作動機１００の自重による予圧力以上とすることが望ましい。
【００３１】
また、取付ピン１２１が取付壁部１１２のピン孔１１３の本体ケース側基部１１１側まで圧縮された時の長さをＬ４とすると、それより長いＬ３の長さまで圧縮されたときに、取付ピン１２１の大径部１２３がスイッチレバー１４１を押してリミットスイッチ１４０が作用するように設定される。
【００３２】
以上のように構成された直線作動機１００の動作について説明する。
図１に示すように、直線作動機１００は据付部Ｂに接続されて、ロッド１０２の先端側で駆動対象Ｆを押圧する。
負荷が上昇しても、ロッド１０２にかかる押付力がコイルばね１３０によって与えられる予圧よりも小さい場合は、図５に示すように、取付ピン１２１はコイルばね１３０により取付壁部１１２のピン孔１１３の据付部Ｂ側に押圧されたままで、取付ピン１２１の大径部１２３がリミットスイッチ１４０のスイッチレバー１４１を押すことはない。
【００３３】
さらに負荷が上昇し、ロッド１０２にかかる押付力がコイルばね１３０によって与えられる予圧より大きくなった場合、取付ピン１２１はコイルばね１３０の押付力に抗して取付壁部１１２のピン孔１１３の本体ケース側基部１１１側に移動し取付ピン１２１の大径部１２３がリミットスイッチ１４０のスイッチレバー１４１を押す。
【００３４】
ロッド１０２にかかる押付力によって、図６に示すように、コイルばね１３０がＬ３の長さまで圧縮されたときに、大径部１２３によって押されたスイッチレバー１４１によってリミットスイッチ１４０が作動することで検出することができ、該検出信号に応じて直線作動機１００の作動を停止したりブレーキを作動させる等、過負荷に対する対処を行うことができる。
【００３５】
また、リミットスイッチ１４０が作動する位置を、取付ピン１２１が取付壁部１１２のピン孔１１３の本体ケース側基部１１１側に衝突する僅かに前の位置とすることで、リミットスイッチ１４０が作動する時のコイルばね１３０の長さＬ３での圧縮力を基準として、確実に所定の負荷を検知することができる。
【００３６】
コイルばね１３０の圧縮時の長さＬ２、Ｌ３、Ｌ４は、支持ピン１１４の本体ケース側基部１１１側に螺合されたばね受け部材１１５の位置を変更することで調整可能であり、製造誤差を補正したり、検知すべき負荷を変更することが可能である。  
また、特性の異なるコイルばね１３０を用いて予圧や検知すべき負荷を変更しても良い。
【００３７】
なお、図５、図６に示すように、取付ピン１２１にロッド軸方向に平行な切欠案内面１２６を設け、取付壁部１１２に該切欠案内面１２６をスライド案内する案内部材１１６を設けても良い。
このことで、取付ピン１２１が取付壁部１１２に対して回転することが防止され、切欠平坦部１２２とコイルばね１３０との接触状態が変化しないため、取付ピン１２１のピン孔１１３内での移動量とコイルばね１３０の圧縮量の関係が安定し、正確に負荷を検出することができる。
【００３８】
また、コイルばね１３０が２箇所の取付壁部１１２の外側にそれぞれ設けられ、負荷の作用するロッド軸線に対称な位置に２つのコイルばね１３０を配置されているため、負荷に対して捩れ等が発生せずより正確に負荷の検出を行うことができるとともに、コイルばね１３０、リミットスイッチ１４０、ばね受け部材１１５等への検出部分への外部からのアクセスが容易となるため、組み立てや調整、メンテナンスが容易となる。
【００３９】
なお、上記実施例では、検出部材をリミットスイッチ１４０を使用したが、取付ピン１２１の位置や移動量を検出できるものであれば、磁気スイッチ、光電スイッチ、リニアエンコーダ等、いかなる検出手段、計測手段を用いても良い。
【００４０】
また、予圧部材としてコイルばね１３０を使用したが、圧縮量に応じて押付力が変化するものであれば皿ばねや板バネ等、いかなる手段を用いても良い。
さらに、取付部材１１０は、直線作動機１００の本体ケース１０１にボルト等で固定されても良く、本体ケース１０１自体が取付部材１１０の構造を有していても良い。
【００４１】
以上のように、本発明の直線作動機によれば、単純な構造で正確に負荷を検出し、組み立てやメンテナンスを容易にするとともに、製造、運用コストを低減するなど、その効果は甚大である。
【符号の説明】
【００４２】
１００  ・・・直線作動機
１０１  ・・・本体ケース
１０２  ・・・ロッド
１０３  ・・・外筒
１０４  ・・・ロッドガイド
１０５  ・・・回転駆動機構
１１０  ・・・取付部材
１１１  ・・・本体ケース側基部
１１２  ・・・取付壁部
１１３  ・・・ピン孔
１１４  ・・・支持ピン
１１５  ・・・ばね受け部材
１１６  ・・・案内部材
１２０  ・・・据付部材
１２１  ・・・取付ピン
１２２  ・・・切欠平坦部
１２３  ・・・大径部
１２４  ・・・貫通孔
１２５  ・・・据付ピン孔
１２６  ・・・切欠案内面
１２７  ・・・割りピン
１３０  ・・・コイルばね
１４０  ・・・リミットスイッチ
１４１  ・・・スイッチレバー
１２０  ・・・外筒
１２１  ・・・ネジ穴
１３０  ・・・ロッド
１３１  ・・・先端取付部
１４０  ・・・ロッドガイド
１４４  ・・・フランジ部
１４５  ・・・挿入部
１４６  ・・・シール部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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