(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転不能のハウジングによりネジ軸を回転軸線回りに回転可能にかつ回転軸線方向に相対移動可能に支持し、該ハウジング内にネジ軸と同じピッチを有するナットを収容すると共に該ナットを該ハウジングにより回転可能に支持し、該ナットをネジ軸周りに螺合せしめ、該ナットの有効径をネジ軸の有効径よりも大きくしてナットをネジ軸に対し偏心可能にし、ネジ軸の回転軸線に対しほぼ垂直にナットを付勢してナットをネジ軸に対し偏心させる変速用付勢手段をハウジングに取り付け、ネジ軸が回転せしめられるとネジ軸の回転によりナットが回転せしめられ、それによりハウジングがナットと共にネジ軸の回転軸線方向にネジ軸に対して相対移動し、軸力が大きくなるにつれてナットが変速用付勢手段の付勢力に抗し移動してナットの偏心量が少なくなり、それによりハウジングの回転軸線方向の相対移動速度が低くなる負荷感応無段変速動作が得られる直動型負荷感応無段変速機において、ハウジングに対するナットの回転を禁止して送りネジ動作を得る第１の動作状態と、ハウジングに対するナットの回転を許容して負荷感応無段変速動作を得る第２の動作状態とを切り替え可能にし、ナットが偏心せしめられたときにネジ軸から最も遠くに位置するナット部分に対面するハウジング内周面に凸部を形成し、ナットの外周面に環状突起を形成し、ナットの回転を禁止すべきときにはハウジングの凸部とナットの環状突起とを回転軸線方向に関し整列させて変速用付勢手段により環状突起を凸部に押圧せしめることによりナットをハウジングに対し固定し、ナットの回転を許容すべきときにはナットを回転軸線方向にハウジングに対し相対移動させることにより環状突起が凸部と干渉しないようにした直動型負荷感応無段変速機。
【請求項２】
ナットの回転を禁止すべきときにナットを偏心量がほぼ零になる位置に保持するようにした請求項１に記載の直動型負荷感応無段変速機。
【請求項３】
天板および底板と、一対の軸支持ブロックと、天板および底板と一対の軸支持ブロックとをそれぞれ連結するアームと、一方の軸支持ブロックにより回転軸線回りに回転可能に支持されると共に他方の軸支持ブロックにより回転軸線回りに回転可能にかつ回転軸線方向に相対移動可能に支持されたネジ軸と、該他方の軸支持ブロックのハウジング内に配置された請求項１又は２に記載の直動型負荷感応無段変速機と、を具備したパンタグラフ式ジャッキ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は直動型負荷感応無段変速機およびパンタグラフ式ジャッキに関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転不能のハウジングによりネジ軸を回転軸線回りに回転可能にかつ回転軸線方向に相対移動可能に支持し、ハウジング内にネジ軸と同じピッチを有するナットを収容すると共にナットをハウジングにより回転可能に支持し、ナットをネジ軸周りに螺合せしめ、ナットの有効径をネジ軸の有効径よりも大きくしてナットをネジ軸に対し偏心可能にし、ネジ軸の回転軸線に対しほぼ垂直にナットを付勢してナットをネジ軸に対し偏心させる変速用付勢手段をハウジングに取り付け、ネジ軸が回転せしめられるとネジ軸の回転によりナットが回転せしめられ、それによりハウジングがナットと共にネジ軸の回転軸線方向にネジ軸に対して相対移動し、軸力が大きくなるにつれてナットが変速用付勢手段の付勢力に抗し移動してナットの偏心量が少なくなり、それによりハウジングの回転軸線方向の相対移動速度が低くなる負荷感応無段変速動作が得られる直動型負荷感応無段変速機が公知である（第１４回日本ロボット学会学術講演会予稿集、第８９３頁から８９４頁、１９９６、参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この直動型負荷感応無段変速機では、軸力が小さくなるにつれてネジ軸に対するナットの相対移動速度が高くなる。しかしながら、このナットの相対移動速度は軸力が最も低いときでさえ送りネジにおけるよりもかなり低い。すなわち、上述の直動型負荷感応無段変速機ではナットの相対移動速度範囲が極めて低い範囲に限られるという問題点がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために１番目の発明によれば、回転不能のハウジングによりネジ軸を回転軸線回りに回転可能にかつ回転軸線方向に相対移動可能に支持し、ハウジング内にネジ軸と同じピッチを有するナットを収容すると共にナットをハウジングにより回転可能に支持し、ナットをネジ軸周りに螺合せしめ、ナットの有効径をネジ軸の有効径よりも大きくしてナットをネジ軸に対し偏心可能にし、ネジ軸の回転軸線に対しほぼ垂直にナットを付勢してナットをネジ軸に対し偏心させる変速用付勢手段をハウジングに取り付け、ネジ軸が回転せしめられるとネジ軸の回転によりナットが回転せしめられ、それによりハウジングがナットと共にネジ軸の回転軸線方向にネジ軸に対して相対移動し、軸力が大きくなるにつれてナットが変速用付勢手段の付勢力に抗し移動してナットの偏心量が少なくなり、それによりハウジングの回転軸線方向の相対移動速度が低くなる負荷感応無段変速動作が得られる直動型負荷感応無段変速機において、ハウジングに対するナットの回転を禁止して送りネジ動作を得る第１の動作状態と、ハウジングに対するナットの回転を許容して負荷感応無段変速動作を得る第２の動作状態とを切り替え可能にし、ナットが偏心せしめられたときにネジ軸から最も遠くに位置するナット部分に対面するハウジング内周面に凸部を形成し、ナットの外周面に環状突起を形成し、ナットの回転を禁止すべきときにはハウジングの凸部とナットの環状突起とを回転軸線方向に関し整列させて変速用付勢手段により環状突起を凸部に押圧せしめることによりナットをハウジングに対し固定し、ナットの回転を許容すべきときにはナットを回転軸線方向にハウジングに対し相対移動させることにより環状突起が凸部と干渉しないようにしている。
【０００５】
また、２番目の発明によれば１番目の発明において、ナットの回転を禁止すべきときにナットを偏心量がほぼ零になる位置に保持するようにしている。
【０００６】
また、上記課題を解決するために３番目の発明によれば、天板および底板と、一対の軸支持ブロックと、天板および底板と一対の軸支持ブロックとをそれぞれ連結するアームと、一方の軸支持ブロックにより回転軸線回りに回転可能に支持されると共に他方の軸支持ブロックにより回転軸線回りに回転可能にかつ回転軸線方向に相対移動可能に支持されたネジ軸と、該他方の軸支持ブロックのハウジング内に配置された請求項１又は２に記載の直動型負荷感応無段変速機と、を具備したパンタグラフ式ジャッキが提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明をパンタグラフ式ジャッキに適用した場合を示している。
【０００８】
図１を参照すると、パンタグラフ式ジャッキ１は上下方向に整列された天板２および底板３と、水平方向に整列された一対の軸支持ブロック４，５とを具備する。天板２および底板３と、一対の軸支持ブロック４，５とはそれぞれ対応するアーム６により連結され、各アーム６は天板２、底板３、および軸支持ブロック４，５に枢着されている。天板２において隣接する一対のアーム６の先端には互いに噛み合う歯車６ａが形成されており、底板３において隣接する一対のアーム６の先端にも互いに噛み合う歯車６ｂが形成されており、これら歯車６ａ，６ｂにより左右対称の動作が得られる。一対の軸支持ブロック４，５は水平方向に延びるネジ軸７を回転軸線Ｋ−Ｋ（図２参照）回りに回転可能に支持する。一方の軸支持ブロック４は図１（Ｂ）および（Ｃ）に示されるようにベアリングを介してネジ軸７を支持する。もう一方の軸支持ブロック５はネジ軸７を回転軸線Ｋ−Ｋ方向に相対移動可能に支持し、そのハウジング８内には直動型負荷感応無段変速機が配置される。この直動型負荷感応無段変速機は図２に詳細に示されている。
【０００９】
図２を参照すると、軸支持ブロック５の回転不能のハウジング８内にはネジ軸７と同じピッチを有するナット９が収容され、このナット９がネジ軸７周りに螺合せしめられている。ナット９周りには環状をなす一対のナットケース１０が設けられ、ナット９とナットケース１０間にはベアリング１１が挿入される。ナットケース１０の回転軸線Ｋ−Ｋ方向の両端面にそれぞれ隣接して環状をなすナットリテーナ１２が配置され、各ナットリテーナ１２とこれに対面するハウジング５内周面間には例えばコイルバネからなる動作切り替え用圧縮バネ１３が挿入される。また、ハウジング８の外周面には例えば板バネからなる一対の変速用バネ１４の一端がそれぞれ固定され、変速用バネ１４の他端にはピン１５がそれぞれ取り付けられている。ピン１５はハウジング８に形成された開口１６内を延びてナットケース１０に当接し、それによりナット９およびナットケース１０を回転軸線Ｋ−Ｋに対しほぼ垂直に付勢する。ナット９の有効径はネジ軸７の有効径よりも大きくされてナット９はネジ軸７に対し偏心可能になっている。したがって、変速用バネ１４によりナット９およびナットケース１０が偏心するように付勢されていることになる。
【００１０】
ナット９およびナットケース１０が最も偏心されたときにネジ軸７から最も遠くに位置するナット部分に対面するハウジング８には凸部を構成するピン１７が取り付けられる。一方、ナット９の外周面には環状突起１８が形成される。なお、ピン１７の先端は球面状をなしており、環状突起１８の先端は円形状断面をなしている。
【００１１】
さらに、ハウジング内周面にはピン１７と環状突起１８とが回転軸線Ｋ−Ｋ方向に関し整列されているときのナットケース１０の両軸線方向端面と回転軸線Ｋ−Ｋ方向に関しほぼ同じ位置で拡がる一対の規制面２０が形成される。したがって、ピン１７と環状突起１８とが回転軸線Ｋ−Ｋ方向に関し整列されているときにはナットリテーナ１２がそれぞれ対応する規制面２０に当接し、圧縮バネ１３はピン１７と環状突起１８とが回転軸線Ｋ−Ｋ方向に関し整列されるようにナット９およびナットケース１０を付勢するようになっている。なお、図２において符号２１はハウジング８とネジ軸７間に挿入されたベアリングを示している。
【００１２】
再び図１を参照すると、軸支持ブロック４の外側に位置するネジ軸７の端部にはハンドル受け２２が固定されており、このハンドル受け２２に図示しないネジ軸７を回転させるためのジャッキ１のハンドルが取り付けられる。
【００１３】
天板２と底板３との間に作用する上下方向の負荷または荷重はアーム６により水平方向の負荷に変換されてネジ軸７およびハウジング８に作用する。したがってネジ軸７の軸力は直動型負荷感応無段変速機の負荷を表している。軸力が小さいとき、ナット９およびナットケース１０はナットリテーナ１２を介し圧縮バネ１３により回転軸線Ｋ−Ｋ方向に付勢され、その結果図３に示されるように、環状突起１８がピン１７と回転軸線Ｋ−Ｋ方向に関し整列せしめられる。このとき、ナット９およびナットケース１０には変速用バネ１４のバネ力が作用しており、その結果環状突起１８がピン１７に押圧せしめられることになる。したがって、環状突起１８とピン１７間の摩擦力によりナット９がハウジング８に対し固定されるためにナット９の回転が禁止され、斯くして送りネジ動作が得られる。
【００１４】
すなわち、この場合使用者によりネジ軸７が回転せしめられるとナット９が回転軸線Ｋ−Ｋ方向にネジ軸７に対し相対移動し、このときナット９はハウジング８と一体的に比較的高速度で相対移動する。したがって天板２が比較的高速度で上昇または下降することになる。なお、このように送りネジ動作が得られる動作状態を第１の動作状態と称する。
【００１５】
本実施態様では、ピン１７および環状突起１８が回転軸線Ｋ−Ｋ方向に整列せしめられたときにナット９の偏心量がほぼ零になるようにピン１７の長さおよび環状突起１８の高さが定められている。その結果、ナット９がほぼ全周に亙ってネジ軸７に接触し、したがってナット９の偏磨耗が阻止される。
【００１６】
ナットリテーナ１２が規制面２０に当接しているときの圧縮バネ１３のバネ力を初期バネ力と称すると、軸力が圧縮バネ１３の初期バネ力と、環状突起１８とピン１７間の摩擦力との和で表される第１の切り替え荷重よりも小さいときには環状突起１８とピン１７とが整列され続け、すなわち第１の動作状態に維持される。
【００１７】
一方、軸力が第１の切り替え荷重よりも大きくなると、まず環状突起１８がピン１７に対し回転軸線Ｋ−Ｋ方向にわずかばかり相対移動する。その結果、環状突起１８とピン１７間の摩擦力がステップ状に零まで低下し、ナット９の移動方向に位置する圧縮バネ１３の長さが摩擦力に相当する分だけステップ状に短くなり、斯くして環状突起１８がピン１７に対し回転軸線Ｋ−Ｋ方向にステップ状に大きく相対移動する。したがって、図４に示されるようにピン１７と環状突起１８とが互いに干渉しなくなるのでナット９が回転可能となる。このときナット９およびナットケース１０は変速用バネ１４によりネジ軸７に対し偏心せしめられ、以下に詳細に説明する負荷感応無段変速動作が得られる。
【００１８】
すなわち、ネジ軸７が回転せしめられるとナット９も回転せしめられる。このときナット９とネジ軸７とは１点で接触しており、この接触点からナット９の中心までの距離と、接触点からネジ軸７までの距離とに差が生じている。この距離の差の分だけナット９の回転数はネジ軸７の回転数よりも少なくなり、この回転数の差の分だけナット９はハウジング８と共に、回転軸線Ｋ−Ｋ方向にネジ軸７に対し相対移動する。
【００１９】
軸力が大きくなるにつれて、ネジ山の傾斜角（フランク角）のためにナット９が変速バネ１４のバネ力に抗し移動してナット９の偏心量が少なくなる。その結果、ネジ軸７に対するナット９の相対回転数が減少し、したがってナット９の回転軸線Ｋ−Ｋ方向の相対移動速度または減速比が低下する。一方、このとき入力パワーは変わらず、したがって軸力が大きくなるにつれてナット９の回転軸線Ｋ−Ｋ方向の推力が増大することになる。逆に、軸力が低下するとナット９の偏心量が増大するので、ナット９の回転軸線Ｋ−Ｋ方向の相対移動速度が増大し、推力が低下する。すなわち、天板２および底板３間に作用する荷重に応じて天板２の上昇または下降速度が変更せしめられる。
【００２０】
このように負荷感応無段変速動作が得られる動作状態を第２の動作状態と称すると、軸力が第１の切り替え荷重よりも小さいときに動作状態が第１の動作状態に維持され、軸力が第１の切り替え荷重よりも大きくなると動作状態が自動的に第１の動作状態から第２の動作状態に切り替えられることになる。
【００２１】
一方、軸力がさらに低下して圧縮バネ１３のバネ力が軸力と、ピン１７を環状突起１８上に乗り上がらせるのに必要な回転軸線Ｋ−Ｋ方向荷重との和よりも小さくなるとピン１７と環状突起１８とが回転軸線Ｋ−Ｋ方向に互いに整列せしめられ、すなわち第２の動作状態から第１の動作状態に切り替えられる。すなわち、圧縮バネ１３のバネ力から、ピン１７を環状突起１８上に乗り上がらせるのに必要な回転軸線Ｋ−Ｋ方向荷重を差し引いたものを第２の切り替え荷重と称すると、軸力が第２の切り替え荷重よりも高いときに動作状態が第２の動作状態に維持され、軸力が第２の切り替え荷重よりも小さくなると動作状態が自動的に第２の動作状態から第１の動作状態に切り替えられることになる。
【００２２】
このように本実施態様では、軸力に応じてピン１７と環状突起１８とを係合または離脱させることにより動作状態を切り替えるようにしており、したがって電気的な制御装置を一切必要としない。また、パンタグラフ式ジャッキ１を並列または直列に組み合わせることにより全体としての許容最大荷重を増大させることができる。
【００２３】
【発明の効果】
ナットの相対移動速度範囲を広くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  パンタグラフ式ジャッキの（Ａ）頂面図、（Ｂ）天板が最下位置にある縦断面図、および（Ｃ）天板が最上位置にある縦断面図である。
【図２】  軸支持ブロックの拡大断面図である。
【図３】  第１の動作状態を説明する概略図である。
【図４】  第２の動作状態を説明する概略図である。
【符号の説明】
１…パンタグラフ式ジャッキ
７…ネジ軸
８…ハウジング
９…ナット
１３…動作切り替え用圧縮バネ
１４…変速用バネ
１７…ピン
１８…環状突起
【図１】
0004320435.tif 000002
【図２】
0004320435.tif 000003
【図３】
0004320435.tif 000004
【図４】
0004320435.tif 000005