(57)【要約】【課題】直線回転変換伝動機構を工夫して直動案内部材を不要とする。【解決手段】遮断桿１０を保持しうる桿保持機構３１と、水平に設けられ桿保持機構３１に剛に連結された主軸３２と、ボールねじ機構４３＋４４を含む駆動部４０と、ナット部４４の直線運動を主軸３２の回転運動に変換する伝動機構とを備えた踏切遮断機５０において、副軸５１を水平に設け、ボールねじ軸４３を副軸５１にて揺動可能に支持し、主軸３２に剛に連結した被駆動部材３３とこれをナット部４４に滑節状態で係合させる接合部材５２＋５３とを伝動機構に設ける。ボールねじ機構に曲げ力を懸けることなくナット４４の直線運動が主軸３２の回転運動に変換されるので、従来は必要であった直動案内部材が不要となる。【選択図】        図１
2005112151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮断桿を保持しうる桿保持機構と、水平に設けられ前記桿保持機構に剛に連結された第１回転軸と、ボールねじ機構を含む駆動部と、前記ボールねじ機構のナット部の直線運動を前記第１回転軸の回転運動に変換する伝動機構とを備えた踏切遮断機において、第２回転軸が前記第１回転軸と平行に設けられ、前記ボールねじ機構のボールねじ軸が前記第２回転軸にて揺動可能に支持され、前記第１回転軸に剛に連結された被駆動部材とこれを前記ナット部に滑節状態で係合させる接合部材とが前記伝動機構に設けられていることを特徴とする踏切遮断機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鉄道の踏切遮断機に関し、詳しくは、駆動にボールねじ機構を用いる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
踏切遮断機は、鉄道の踏切に設置され、遮断桿を装着されて、踏切開閉のため遮断桿を水平から鉛直へ鉛直から水平へ揺動させるものであり、そのために、保持機構と揺動機構とを具備しており遮断桿を保持して揺動する作動部と、電動モータを具備していて運動する駆動部と、駆動部の運動を作動部に伝達する伝動機構とを具えている。
図示は割愛したが、多くの踏切遮断機では、伝動機構に、大小の平歯車を組み合わせた減速ギヤ機構が採用されている。
【０００３】
これに対し、図３に縦断正面図を示した踏切遮断機２０では、平歯車が用いられていない（例えば特許文献１参照）。詳述すると、踏切遮断機２０は、箱体からなる筐体２１と、桿保持機構３１（保持機構）と主軸３２（第１回転軸，作動部の揺動支点）と被駆動部材３３（揺動機構）とからなる作動部３０と、電動モータ４１とカップリング４２とボールねじ機構４３＋４４とからなる駆動部４０と、被駆動部材３３に形成された係合隙３４とナット部４４に装着された係合子４５とからなる伝動機構とを具えたものである。
【０００４】
桿保持機構３１は、筐体２１の外部（図では紙面裏側）に設けられ、遮断桿１０の基端部を脱着可能に握持するようになっている。
主軸３２は、筐体２１内の２側面（図では紙面より手前の正面と紙面上の背面）における同じ高さのところで軸受にて軸回転可能に且つ水平に支持されており、端部が筐体２１外へ突き出ていて、その端部が桿保持機構３１に対して回転伝動・揺動伝動のため剛に連結されている。
これら桿保持機構３１と主軸３２の端部は、筐体２１の外に出ているが、他の部材は、筐体２１の内部に設けられている。
【０００５】
被駆動部材３３は、長板状部材からなり、一端部・基端部が主軸３２に対して回転伝動・揺動伝動のため剛に連結され、他端部には係合隙３４が切り欠き形成されている。係合隙３４は、係合子４５の摺動案内を可能とする一定幅で、一端部・基端部へ向けて深く切り込まれている。
電動モータ４１には、例えば、毎分回転数が１５００〜２０００ｒｐｍ程度のサーボモータが採用されている。その出力軸は適宜なカップリング４２にてボールねじ機構４３＋４４のボールねじ軸４３に連結されている。
【０００６】
ボールねじ機構４３＋４４は、長いボールねじ軸４３（雄ねじ部）と、ボールを介してボールねじ軸４３と螺合する短いナット部４４（雌ねじ部）とを具備していて、電動モータ４１の作動にてボールねじ軸４３が回転するとナット部４４がボールねじ軸４３に沿って直線運動（前進後退移動）する、というものである。ボールねじ軸４３は、上下の軸受部２２，２３によって、ほぼ鉛直に支持され、軸回転はできるが、揺動や平行移動はしないようになっている。
【０００７】
係合子４５は、ピンやローラからなり、係合隙３４へ摺動可能に挿入されている。ナット部４４が昇降すると、一緒に係合子４５も昇降し、それに伴って被駆動部材３３の他端部すなわち係合隙３４形成部が上下動して、被駆動部材３３及び主軸３２が約９０゜回転し、これによって桿保持機構３１及び遮断桿１０が揺動するようになっている（図３参照、なお、図３（ａ）は、ナット部４４が最下降して遮断桿１０が水平状態になったところ、図３（ｂ）は、ナット部４４が上昇して遮断桿１０が斜めになったところを示している）。
【０００８】
このような係合隙３４と係合子４５とからなる伝動機構は、ナット部４４の直線運動を主軸３２の回転運動に変換する直線回転変換伝動機構となっているが、その運動変換に際し、被駆動部材３３と係合子４５とが摺動して、ボールねじ軸４３を曲げようとする強い力がナット部４４に対して懸かるため、ナット部４４の直線運動を案内しながら曲げ力を代わって受ける直動案内部材２６も設けられている。
【特許文献１】特開２００２−１５４４３３号公報  （第１頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような従来の踏切遮断機では、平歯車を使用してモータ回転の伝達および減速を行う場合、互いの位置関係が正確になるよう取付部分を加工する必要があった。また、歯車の大きさの制約から高減速比を得るために数個の歯車を用いる必要があるため、部品点数が多くなるうえ、筐体等の加工箇所も多かった。
一方、平歯車をやめてボールねじ機構を採用した場合は、ボールねじは減速比が高いうえ、減速比の設定や変更についても、適宜なネジピッチの採択にて、容易に、所望の減速比を実現することができる。これにより、機構部品が削減され、更にモータまで小形化される、といった利点が得られている。
【００１０】
ところが、ボールねじ機構はモータによってボールねじ軸が回転させられるとナット部が直線運動するものであるから、遮断桿を揺動させるには、ナット部の直線運動を主軸の回転運動に変換する直線回転変換伝動機構が必要である。そして、上述した従来品では、直線運動から回転運動への変換に被駆動部材と係合子との摺動を利用していたので、曲げ力がボールねじ機構に懸かるのを回避するために、直動案内部材が設けられていた。
【００１１】
しかしながら、直動案内部材は、十分な反力を生じるよう頑丈に作らなければならないうえ、ナット部の案内を適切に行えるようボールねじ軸に対して高い平行度を保って正確に取り付ける必要がある。
このため、平歯車使用の場合より削減や軽減されたとはいえ、依然として大物の部品が十分に少なくなっているとは言いきれず、加工精度の厳しいところも未だ残っている。
【００１２】
そこで、駆動部にボールねじ機構を採用してその利点は引き継いだうえで、大物の部品の更なる削減と加工精度の更なる軽減とを図るべく、内部構造を改良することが技術的な課題となる。
この発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、直線回転変換伝動機構を工夫して直動案内部材の不要な踏切遮断機を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような課題を解決するために創案された本発明の踏切遮断機は、遮断桿を保持しうる桿保持機構と、水平に設けられ前記桿保持機構に剛に連結された第１回転軸と、ボールねじ機構を含む駆動部と、前記ボールねじ機構のナット部の直線運動を前記第１回転軸の回転運動に変換する伝動機構とを備えた踏切遮断機において、第２回転軸が前記第１回転軸と平行に設けられ、前記ボールねじ機構のボールねじ軸が前記第２回転軸にて揺動可能に支持され、前記第１回転軸に剛に連結された被駆動部材とこれを前記ナット部に滑節状態で係合させる接合部材とが前記伝動機構に設けられている、というものである。
【発明の効果】
【００１４】
このような踏切遮断機にあっては、駆動部においてボールねじ軸が第２回転軸にて揺動可能に支持されるとともに、直線回転変換伝動機構においてナット部と被駆動部材とが接合部材にて滑節状態で係わり合っているので、駆動部においてボールねじ軸が回転してナット部が直線運動すると、駆動部における第２回転軸を回転中心にしたボールねじ機構の揺動と、作動部における第１回転軸を回転中心にした桿保持機構の揺動とが惹起される。この場合、微少な摩擦力を無視すれば、ボールねじ機構に対しては軸方向の力しか懸からず、それが第１，第２回転軸の回転力と釣り合う状態で、遮断桿の揺動運動が引き起こされる。
【００１５】
このようにボールねじ機構に曲げ力を懸けることなくナットの直線運動が回転運動に変換されて作動部に伝達されるようにしたことにより、従来は必要であった直動案内部材が不要となる。
したがって、この発明によれば、直線回転変換伝動機構を工夫して直動案内部材の不要な踏切遮断機を実現することができる。
その結果、大物部品が削減されるとともに、その取付に要する高精度の加工も不要となり、加工作業や取付作業の負担までも軽減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
このような解決手段で達成された本発明の踏切遮断機について、これを実施するための具体的な形態を説明するが、先ず、図面を引用して構成を説明する。図１は、（ａ）が縦断正面図、（ｂ）が横断平面図である。
なお、それらの図示に際し従来と同様の構成要素には同一の符号を付して示したので、重複する再度の説明は割愛し、以下、従来との相違点を中心に説明する。
【００１７】
この踏切遮断機５０が既述した従来の踏切遮断機２０と相違するのは、ボールねじ機構４３＋４４が揺動可能になった点と、被駆動部材３３とナット部４４とを係合する直線回転変換伝動機構が係合隙３４及び係合子４５から係合子５２及び係合穴５３になった点と、軸受部２２と軸受部２３と直動案内部材２６とが無くなっている点である。
作動部における桿保持機構３１と主軸３２と被駆動部材３３の基端部と、駆動部における電動モータ４１とカップリング４２とボールねじ軸４３とナット部４４は、同じで良いが、被駆動部材３３の他端部とボールねじ機構４３＋４４の支持機構と直線回転変換伝動機構は、改造されている。
【００１８】
被駆動部材３３（揺動アーム）の他端部には、係合隙３４ではなく係合穴５３が形成されている（なお、図では、係合穴５３が係合子５２に隠れていて見えない）。係合穴５３には、そのまま直に又は適宜な軸受等を嵌め込みそれを介在させて、係合子５２が軸回転可能に嵌合されている。係合子５２は、ナット部４４に固定されている。
ボールねじ機構４３＋４４を揺動可能に支持するために、副軸５１（第２回転軸，駆動部の揺動支点）が導入されている。副軸５１は、筐体２１内の２側面における同じ高さのところで両端を軸受部２５，２５にて軸回転可能に且つ主軸３２と平行で水平に支持されており、中央部分にカップリング４２又は電動モータ４１が連結されてボールねじ軸４３の軸回転および揺動を可能とするがボールねじ軸４３の軸方向移動は行えないよう規制するものとなっている。
【００１９】
軸受部２５，２５は、主軸３２を支持する軸受部２４，２４と別のところに設けられていて、副軸５１と主軸３２と係合子５２とが三角形の各頂点に位置するようになっている。
係合子５２と係合穴５３は、被駆動部材３３とナット部４４とを係合させる接合部材であるとともに、ナット部４４の直線運動を主軸３２の回転運動に変換する直線回転変換伝動機構であり、被駆動部材３３とナット部４４との係合を滑節状態で行うことで、運動変換に際して、被駆動部材３３とナット部４４とが摺動するのでなく係合子５２及び係合穴５３を中心にして相対角度を変えるようになっている。
【００２０】
このような踏切遮断機５０について、その使用態様及び動作を、図面を引用して説明する。図２は、その動作状態を示しており、（ａ）〜（ｄ）何れも縦断正面図である。
【００２１】
先ず、踏切遮断機２０を踏切に設置して、桿保持機構３１に遮断桿１０を取り付け、それから電動モータ４１を回転させて、係合子５２の付いたナット部４４を上昇させ、遮断桿１０が水平になったら、その状態で（図２（ａ）参照）、電動モータ４１の回転を止め、その位置を踏切の閉位置として、図示しないコントローラに記憶させる。
【００２２】
次に、電動モータ４１を逆回転させて、ナット部４４を下降させると、係合子５２も下降するが、係合子５２の軌跡は、係合穴５３を持つ被駆動部材３３によって規制されるので、係合子５２は主軸３２を回転中心にして円弧状に移動し、これに伴って作動部３０が揺動し、さらに遮断桿１０が傾斜する（図２（ｂ）参照）。そのとき、駆動部４０は、ボールねじ軸４３も含めて、副軸５１を回転中心にして揺動するので、ナット部４４は、筐体２１に対しては円弧を描きながら、ボールねじ軸４３に対しては直線運動して、円滑に下降する。そして、遮断桿１０から被駆動部材３３を介して係合子５２及びナット部４４に作用する反力は、滑節の働きによってボールねじ軸４３の軸方向の成分だけになり、その力は副軸５１によって受け止められる。
【００２３】
さらに、電動モータ４１を逆回転させて遮断桿１０の傾斜を大きくし（図２（ｃ）参照）、遮断桿１０がほぼ直立したところで電動モータ４１の回転を止め、その状態で（図２（ｄ）参照）その位置を踏切の開位置として、やはりコントローラに記憶させる。
こうして、閉位置と開位置とを設定したら、後は、設置先の踏切の監視や制御を担う連動装置等に対して制御条件受取可能に接続して、実用に供する。
【００２４】
そうすると、受けた制御条件が閉のときには、電動モータ４１が正転してナット部４４が下降し、これにより駆動部４０が副軸５１を中心に揺動すると共に作動部３０が主軸３２を中心に揺動して、遮断桿１０が鉛直状態から降りてきて水平状態になる。また、受けた制御条件が開のときには、電動モータ４１が逆転してナット部４４が上昇し、逆向きに駆動部４０が副軸５１を中心に逆向き揺動すると共に作動部３０が主軸３２を中心にやはり逆向きに揺動して、遮断桿１０が水平状態から昇っていって鉛直状態になる。
【００２５】
こうして、この踏切遮断機２０にあっても、従来同様に踏切開閉のための遮断桿１０の揺動が行われる。しかも、踏切遮断機２０にあっては、筐体２１の加工箇所が少なくて済み、直動案内部材２６が無いので、部材費ばかりか加工工数もも取付工数も少なくなる。取付精度も厳しくないので、取付工数ばかりか取付作業時の精神的な負担も少なくなっている。また、減速比はボールねじのピッチのみで決まるため、そのピッチを任意に設定することで、容易に、必要とする減速比が得られる。そのため、減速比の変更は、ピッチの異なるボールねじ機構の交換にて、容易に行うことができる。さらに、ボールねじ機構が一箇所（副軸５１）のみで支持されているため、機械的ロスが少なく、非常時に遮断桿が自重で降下するような場合にも従来品より有利になると期待できる。
【００２６】
なお、上記の実施形態では、バランサに言及しなかったが、重りを用いたウェイト方式のバランサや、特許文献１記載のようなリンク機構と付勢部材とを組み合わせたバランサを併用しても良い。付勢部材は、バネでも良く、その他の弾性体でも良く、弾性体でも良く、付勢できれば他の部材でも良い。リンク機構は、アーム状の被駆動部材３３を兼用しても良く、別のアーム状部材等を設けても良い。
【００２７】
電動モータ４１は、サーボモータが使いやすいが、所要のトルクとスピードを発揮できるものであれば、他の電動モータでも良い。
主軸３２や副軸５１の軸支は、上述のように側面から行うのが分かり易いが、底面や上面から行っても良い。また、図示の例で主軸３２は一端だけが筐体２１から外へ突出していたが、両端を外へ突出させても良く、更に桿保持機構３１を両端の何れかへ任意に付け替えられるようにしても良い。
ボールねじ機構４３＋４４は、上述したように縦に設置した方が納まり具合が良いが、横に設置しても良い。駆動部４０も、図示のように倒立状態で設置した方が納まり具合が良いが、逆向きでも横向きでも良い。
接合部材も、ナット部４４と被駆動部材３３とを滑節状態で係合させるものであれば良く、上述した係合子５２と係合穴５３との組み合わせに限らない。
【００２８】
以上の説明から明らかなように、本発明の踏切遮断機にあっては、ボールねじ機構に曲げ力を懸けることなくナットの直線運動が回転運動に変換されて作動部に伝達されるようにしたことにより、従来は必要であった直動案内部材が不要となっている。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の踏切遮断機の一実施形態について、構造を示し、（ａ）が縦断正面図、（ｂ）が横断平面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）何れも動作状態を示す縦断正面図である。
【図３】従来の踏切遮断機の縦正断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  遮断桿
２０  踏切遮断機
２１  筐体（ケース、本体外箱）
２２，２３，２４，２５  軸受部（支持部）
２６  直動案内部材（曲げ力の受け部材）
３０  作動部（揺動機構＋保持機構）
３１  桿保持機構（バーホルダ）
３２  主軸（第１回転軸、作動部の揺動支点）
３３  被駆動部材（揺動アーム、変換伝動機構）
３４  係合隙（切込、摺動節、変換伝動機構）
４０  駆動部（モータ＋ボールねじ機構）
４１  電動モータ（サーボモータ）
４２  カップリング
４３  ボールねじ軸（雄ねじ、ボールねじ機構）
４４  ナット部（雌ねじ部、ボールねじ機構）
４５  係合子（ピン、ローラ、変換伝動機構）
５０  踏切遮断機
５１  副軸（第２回転軸、駆動部の揺動支点）
５２  接合子（ピン、滑節、変換伝動機構）
５３  接合穴（軸受、滑節、変換伝動機構）
【図１】
2005112151.tif 000003
【図２】
2005112151.tif 000004
【図３】
2005112151.tif 000005