CN103003594A - 齿轮的旋转锁定机构 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于不仅能在正转和反转两个方向上对齿轮进行锁定，而且能容易地进行锁定解除。本发明的齿轮的旋转锁定机构具有：第一插入构件(31)，该第一插入构件(31)插入齿轮(25)的齿槽(25m)中，能对齿(25z)的齿面(25e)进行按压；第二插入构件(32)，该第二插入构件(32)插入另一齿槽(25m)中，能对另一齿(25z)的齿面(25e)进行按压；以及致动器，该致动器构成为使第一插入构件(31)和第二插入构件(32)插入各自对应的齿槽(25m)中、或使第一插入构件(31)和第二插入构件(32)从齿槽(25m)中拉出，在第一插入构件(31)对齿(25z)的齿面(25e)进行按压的状态下禁止正转，在第二插入构件(32)对另一齿(25z)的齿面(25e)进行按压的状态下禁止反转。

Description

齿轮的旋转锁定机构

技术领域

本发明涉及一种对齿轮的旋转进行锁定的齿轮的旋转锁定机构。

背景技术

在专利文献1中记载有与之相关的齿轮的旋转锁定机构。

专利文献1的齿轮的旋转锁定机构是在螺纹式夹具中使用的机构。如图10所示，上述齿轮的旋转锁定机构包括切换齿条114和将该切换齿条114保持在第一位置(参照图10)与第二位置的滚珠117及弹簧118。此外，上述滚珠117对切换齿条114的第一支承面114a进行按压，并在该切换齿条114的第一突起115与齿轮102嵌合的状态(第一位置)下，禁止手柄110相对于旋转体100朝右方(箭头B)旋转。即，能利用手柄110使旋转体100朝右方(箭头B)旋转。此外，在这种状态下，可允许手柄110相对于旋转体100朝左旋转(箭头A)，能在将旋转体100保持于被紧固构件(未图示)的状态下，使手柄110朝左旋转(箭头A)。

此外，若将切换齿条114切换到第二位置，即滚珠117对切换齿条114的第二支承面114b进行按压而使第二突起116与齿轮102嵌合的位置，则与上述情况相反地，禁止手柄110相对于旋转体100朝左旋转(箭头A)，而允许克服弹簧118朝右旋转(箭头B)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2004－188510号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

但是，在上述齿轮的旋转锁定机构中，无法在正转和反转两个方向上对齿轮进行锁定。

在此，作为在正转和反转两个方向上对齿轮进行锁定的结构，如图11所示，可考虑利用蜗杆120与蜗轮122的啮合作用的结构。即，通过使用电动机124来使蜗杆120停止，就能在正转和反转两个方向上对蜗轮122进行锁定。但是，在这种结构中，例如存在如下问题：若因电动机124的故障等而使蜗杆120保持在停止状态下，则无法解除蜗轮122的旋转锁定。

本发明为解决上述问题而完成，本发明所要解决的技术问题是不仅能在正转和反转两个方向上对齿轮进行锁定，而且能容易地进行锁定解除。

解决技术问题所采用的技术方案

上述技术问题能通过各技术方案的发明得以解决。

技术方案1的发明的特征是，具有：第一插入构件，该第一插入构件插入齿轮的齿槽中，能对构成该齿槽的齿的齿面进行按压；第二插入构件，该第二插入构件插入上述齿轮的另一齿槽中，能对构成该齿槽的另一齿的齿面进行按压；以及致动器，该致动器构成为使上述第一插入构件和第二插入构件插入各自对应的齿槽中、或使上述第一插入构件和第二插入构件从上述齿槽中拉出，上述齿轮的旋转锁定机构构成为在上述第一插入构件对上述齿的齿面进行按压的状态下禁止上述齿轮的正转，在上述第二插入构件对上述另一齿的齿面进行按压的状态下禁止上述齿轮的反转。

根据本发明，通过利用致动器的动作来将第一插入构件和第二插入构件插入各自对应的齿槽中，就能使用第一插入构件对齿的齿面进行按压，并使用第二插入构件对上述另一齿的齿面进行按压。藉此，可禁止齿轮的正转和反转。即，能在正转和反转两个方向上对齿轮进行锁定。

此外，通过利用致动器的动作，来将第一插入构件和第二插入构件从各自对应的齿槽中拉出，就可容易地解除齿轮的锁定。

根据技术方案2的发明，其特征是，第一插入构件与第二插入构件以彼此交叉的方式配置，交叉部分通过连接销连接成能相对转动，通过以使上述第一插入构件的前端部与第二插入构件的前端部彼此靠近的方式使两个插入构件相对转动，就能将上述第一插入构件的前端部和上述第二插入构件的前端部插入至上述齿轮的对应的齿槽中。

这样，由于第一插入构件与第二插入构件经由连接销连接，因此，能使用一个致动器来同时使第一插入构件和第二插入构件动作。

根据技术方案3的发明，其特征是，在第一插入构件和第二插入构件上形成有供连接销插通的长孔状的凸轮孔，在上述连接销与上述凸轮孔的作用下，来设定上述第一插入构件的前端部与第二插入构件的前端部的移动轨迹。

根据技术方案4的发明，其特征是，第一插入构件和第二插入构件是在长边方向的端面上承受齿轮的旋转力的结构，所述第一插入构件和第二插入构件配置成使该齿轮的旋转力朝第一插入构件或第二插入构件的长边方向施加。

即，在第一插入构件或第二插入构件上，施加有齿轮的旋转力，以从长边方向对该第一插入构件、第二插入构件进行按压。因此，能利用第一插入构件或第二插入构件的强度最大的部分承受齿轮的旋转力，能使第一插入构件、第二插入构件薄壁化来实现轻量化。

根据技术方案5的发明，其特征是，致动器包括将第一插入构件和第二插入构件始终朝插入方向施力的弹性体。

因此，能使第一插入构件和第二插入构件克服弹性体的弹性力而朝拉出方向移动，在上述致动器发生故障时也能解除锁定。

根据技术方案6的发明，其特征是，致动器包括螺线管，该螺线管使第一插入构件和第二插入构件克服弹性体的弹性力朝拉出方向移动。

发明效果

根据本发明，能在正转和反转两个方向上对齿轮进行锁定。此外，也能容易地进行锁定解除。

附图说明

图1是表示包括本发明实施方式1的齿轮的旋转锁定机构的齿条－小齿轮(rack and pinion)机构的侧视图。

图2是表示工作台滑动机构的示意侧视图。

图3(A)是表示本发明实施方式1的齿轮的旋转锁定机构的侧视图，图3(B)是其局部剖切侧视图。

图4是图3(A)的IV－IV向视剖视图。

图5是表示齿轮的旋转锁定机构的锁定解除动作的示意侧视图。

图6是表示齿轮的旋转锁定机构的正常的锁定动作的示意侧视图。

图7是表示齿轮的旋转锁定机构的正常的锁定动作的示意侧视图。

图8是表示齿轮的旋转锁定机构的可锁定动作的示意侧视图。

图9是表示齿轮的旋转锁定机构的可锁定动作的示意侧视图。

图10是表示现有的齿轮的旋转锁定机构的侧视图。

图11是表示现有的齿轮的旋转锁定机构的局部剖切侧视图。

具体实施方式

[实施方式1]

以下，基于图1至图9，对本发明实施方式1的齿轮的旋转锁定机构进行说明。本实施方式的齿轮的旋转锁定机构是用于对在工作台滑动机构中使用的齿条－小齿轮机构的小齿轮的旋转进行锁定的机构。

在此，图中所记载的前后左右及上下对应于工作台滑动机构的前后左右及上下。

＜关于工作台滑动机构10＞

首先，在对齿轮的旋转锁定机构30进行说明之前，对工作台滑动机构10进行简单说明。

如图2的示意图所示，工作台滑动机构10是用于使水平的可动工作台12相对于工作台支承架台14前后滑动的机构。工作台滑动机构10包括齿条－小齿轮机构20，来作为使可动工作台12前后滑动的驱动机构。如图1、图2所示，齿条－小齿轮机构20由齿条22、小齿轮25及齿轮的旋转锁定机构30构成，其中，上述齿条22以沿前后方向延伸的方式固定在上述可动工作台12的下表面上，上述小齿轮25固定在电动机及减速器24(以下称为“电动机24”)的输出轴24p上，该电动机及减速器24固定在工作台支承架台14一侧，上述齿轮的旋转锁定机构30对小齿轮25的旋转进行锁定。

＜关于齿轮的旋转锁定机构30＞

齿轮的旋转锁定机构30是用于在正转和反转两个方向上对小齿轮25进行锁定的机构。如图1、图3(A)、图3(B)所示，齿轮的旋转锁定机构30由第一插入构件31、第二插入构件32、连接机构34、螺线管36及螺旋弹簧38构成。

第一插入构件31是禁止小齿轮25朝左旋转(正转)的构件，其如图3(A)等所示形成为前端侧较细的带板状。第一插入构件31的基端部的端面形成为半圆形，并以与该半圆同轴的方式在第一插入构件31的基端部形成通孔31k。此外，如图4所示，在第一插入构件31的通孔31k中，可供固定于工作台支承架台14的纵壁14w的第一支承构件15的支承销部15p插通。

如图4所示，第一支承构件15相对于工作台支承架台14的纵壁14w呈直角地固定，在该第一支承构件15的前端部分，经由环状的台阶15d同轴地形成有支承销部15p。在将第一支承构件15的支承销部15p插通至第一插入构件31的通孔31k，来使环状的台阶15d按压第一插入构件31的背面的状态下，在支承销部15p的前端安装防止第一插入构件31脱落的防脱环15r。藉此，第一插入构件31能以第一支承构件15的支承销部15p为中心上下转动。

如图3(A)所示，在第一插入构件31的靠近中央部前端的位置上，形成有长孔状的凸轮孔31a。另外，在第一插入构件31的前端部，形成有以能插入小齿轮25的齿槽25m的方式构成的插入角部31k。此外，插入角部31k的前端面31f构成为能与小齿轮25的齿面25e抵接。

第二插入构件32是禁止小齿轮25朝右旋转(反转)的构件，其如图3(B)等所示形成为与第一插入构件31左右对称。即，在第二插入构件32的基端部形成有通孔32k，在该通孔32k中，如图4所示，可供固定于工作台支承架台14的纵壁14w的第二支承构件16的支承销部16p插通。第二支承构件16相对于工作台支承架台14的纵壁14w呈直角地固定在第一支承构件15的斜前上方的位置处。此外，在第二支承构件16的前端部分，经由环状的台阶(未图示)同轴地形成有支承销部16p。在将第二支承构件16的支承销部16p插通至第二插入构件32的通孔32k，来使环状的台阶按压第二插入构件32的背面的状态下，在支承销部16p的前端安装防止第二插入构件32脱落的防脱环16r。藉此，第二插入构件32能以第二支承构件16的支承销部16p为中心上下转动。

如图3(B)所示，在第二插入构件32的靠中央部前端的位置上，形成有长孔状的凸轮孔32a，并在前端部形成有以能插入小齿轮25的齿槽25m的方式构成的插入角部32k。此外，插入角部32k的前端面32f构成为能与小齿轮25的齿面25e抵接。

如图3等所示，连接机构34是用于将第一插入构件31和第二插入构件32的交叉部分与螺线管36连接的机构。连接机构34包括带板状的连接杆34b和连接销34p，如图4所示，连接杆34b配置在第一插入构件31与第二插入构件32之间。在连接杆34b的前端位置上设置有连接销34p，该连接销34p以从该连接杆34b的正面和反面呈直角地突出的方式形成。此外，如图3(A)所示，从连接杆34b的正面侧突出的连接销34p插通至第一插入构件31的凸轮孔31a。此外，如图3(B)所示，从连接杆34b的背面侧突出的连接销34p插通至第二插入构件32的凸轮孔32a。即，在连接销34p和凸轮孔31a、32a的作用下，第一插入构件31和第二插入构件32连接成在交叉部分上能相对转动。

如图3等所示，在连接杆34b的基端部形成有销孔34n，利用该销孔34n而使连接杆34b的基端部通过开尾销36p连接至螺线管36的驱动轴36j(参照图1)。

如图1所示，螺线管36由螺线管主体36m和上述驱动轴36j构成。此外，将螺线管主体36m安装在工作台支承架台14的纵壁14w(参照图4)的规定位置上，以使螺线管36的驱动轴36j配置在连接机构34的连接杆34b的延长线上。

在螺线管36的驱动轴36j周围安装有螺旋弹簧38。在解除对螺线管主体36m的通电的状态下，螺旋弹簧38以使上述驱动轴36j从螺线管主体36m沿轴向突出的方式施力。此外，一旦对螺线管主体36m通电，则上述驱动轴36j克服螺旋弹簧38的弹簧力而被拉入至螺线管主体36m内。

＜关于齿轮的旋转锁定机构30的动作＞

首先，对齿轮的旋转锁定机构30的锁定解除动作进行说明。

在解除齿条－小齿轮机构20的小齿轮25的旋转锁定的情况下，对螺线管36的螺线管主体36m通电(通电开)。藉此，螺线管36的驱动轴36j克服螺旋弹簧38的弹簧力而被拉入螺线管主体36m内，连接机构34的连接杆34b被驱动轴36j拉动而朝图1、图5中的斜前下方移动。接着，伴随着连接杆34b朝斜前下方的移动，设于连接杆34b前端位置的连接销34p朝斜前下方移动。藉此，连接销34p将第一插入构件31和第二插入构件32的凸轮孔31a、32a的内壁面朝斜前下方拉动。其结果是，如图5所示，第一插入构件31以支承销部15p为中心朝左转动，第二插入构件32以支承销部16p为中心朝右转动，来将上述第一插入构件31的插入角部31k和第二插入构件32的插入角部32k分别从小齿轮25的齿槽25m中拔出。藉此，来解除上述小齿轮25的旋转锁定。

在对上述小齿轮25的旋转进行锁定的情况下，解除对螺线管36的螺线管主体36m的通电(通电关)。藉此，螺线管36的驱动轴36j在螺旋弹簧38的弹簧力的作用下从螺线管主体36m朝轴向突出，连接机构34的连接杆34b被驱动轴36j按压而朝图5中的斜后上方移动。当连接销34p与连接杆34b一起朝斜后上方移动时，上述连接销34p将第一插入构件31和第二插入构件32的凸轮孔31a、32a的内壁面朝斜后上方按压。藉此，如图6所示，第一插入构件31以支承销部15p为中心朝右转动，第二插入构件32以支承销部16p为中心朝左转动。其结果是，第一插入构件31的前端部分与第二插入构件32的前端部分彼此靠近，并朝小齿轮25一侧移动(朝斜后上方移动)，来使小齿轮25的一个齿25z夹在第一插入构件31的前端部分与第二插入构件32的前端部分之间。接着，第一插入构件31的插入角部31k和第二插入构件32的插入角部32k分别插入形成于上述齿25z两侧的小齿轮25的齿槽25m。藉此，来对上述小齿轮25的旋转进行锁定。

若在图6所示的旋转锁定状态下，使上述小齿轮25在电动机24的驱动下朝左旋转(正转)，则如图7所示，被夹在第一插入构件31与第二插入构件32之间的齿25z的之前一个的齿25z的齿面25e与第一插入构件31的前端面31f抵接。即，由于第一插入构件31的前端面31f对小齿轮25的齿面25e进行按压，因此，可禁止上述小齿轮25朝左旋转(正转)。此时，如图7的粗箭头所示，小齿轮25的旋转力朝第一插入构件31的长边方向施加。

此外，若在图6所示的旋转锁定状态下，使上述小齿轮25朝右旋转(反转)，则被夹在第一插入构件31与第二插入构件32之间的齿25z的之后一个的齿25z的齿面25e与第二插入构件32的前端面32f(参照图7)抵接。藉此，来禁止上述小齿轮25朝右旋转(反转)。此时，小齿轮25的旋转力也朝第二插入构件32的长边方向施加。

在此，在旋转锁定状态下，如图8所示，即便在小齿轮25的齿25z以偏向的状态夹持在第一插入构件31的前端部分与第二插入构件32的前端部分之间的情况下，只要被夹持的齿25z的之前一个齿25z的齿面25e与第一插入构件31的前端面31f抵接，就可禁止上述小齿轮25朝左旋转(正转)。此外，通过使小齿轮25从上述状态朝右旋转(反转)，就可使被夹持的齿25z的之后一个齿25z的齿面25e与第二插入构件32的前端面32f抵接，来禁止上述小齿轮25朝右旋转(反转)。

此外，在旋转锁定状态下，如图9所示，当小齿轮25的两个齿25z被夹在第一插入构件31的前端部分与第二插入构件32的前端部分之间的情况下，小齿轮25在旋转了一个齿25z的量之后，便被锁定旋转。

即，一旦小齿轮25朝左旋转(正转)，则被夹持的下侧的齿25z从第一插入构件31与第二插入构件32之间脱开，被夹持的齿25z的之前一个齿25z的齿面25e与第一插入构件31的前端面31f抵接。藉此，来禁止上述小齿轮25朝左旋转(正转)。

此外，一旦小齿轮25从图9的状态朝右旋转(反转)，则被夹持的下侧的齿25z从第一插入构件31与第二插入构件32之间脱开，被夹持的齿25z的之后一个齿25z的齿面25e与第二插入构件32的前端面32f抵接。藉此，来禁止上述小齿轮25朝右旋转(反转)。

在此，在旋转锁定状态下，即便在螺线管36发生故障等情况下，也能通过手动使连接机构34的连接杆34b克服螺旋弹簧38的弹簧力而朝斜前下方移动，藉此来解除旋转锁定状态。

即，上述螺线管36及螺旋弹簧38等相当于本发明的致动器。

＜关于本实施方式的齿轮的旋转锁定机构30的优点＞

根据本实施方式的齿轮的旋转锁定机构30，通过利用螺线管36、螺旋弹簧38(致动器)的动作，将第一插入构件31和第二插入构件32插入各自对应的齿槽25m，就可使用第一插入构件31对齿25z的齿面25e进行按压，并使用第二插入构件32对另一齿25z的齿面25e进行按压。藉此，可禁止小齿轮25(齿轮)的正转和反转。即，能在正转和反转两个方向上对小齿轮25(齿轮)进行锁定。

此外，通过利用螺线管36的动作，来将第一插入构件31和第二插入构件32从各自对应的齿槽25m中拉出，就可容易地解除小齿轮25(齿轮)的锁定。

此外，由于第一插入构件31与第二插入构件32经由连接销34p连接，因此，能使用一个致动器(螺线管36等)来同时使第一插入构件31和第二插入构件32动作。

此外，以从长边方向对第一插入构件31、第二插入构件32进行按压的方式，在上述第一插入构件31或第二插入构件32上施加有小齿轮25的旋转力。因此，能利用第一插入构件31或第二插入构件32的强度最大的部分承接小齿轮25的旋转力，能使第一插入构件31、第二插入构件32薄壁化来实现轻量化。

此外，由于是在旋转锁定状态下能使第一插入构件31和第二插入构件32克服螺旋弹簧38的弹簧力而朝拔出方向移动的结构，因此，在螺线管36发生故障等时，也能解除锁定。

＜变形例＞

本发明并不限定于上述实施方式，能在不脱离本发明思想的范围内进行改变。例如，在本实施方式中，示出了使第一插入构件31与第二插入构件32交叉且通过连接销34p连接，并利用一个螺线管36同时使两个插入构件31、32动作的例子。但是，也可以是设有两组螺线管36，并利用各自的螺线管36使第一插入构件31和第二插入构件32分别动作的结构。此外，在使第一插入构件31和第二插入构件32分别动作的情况下，能将第一插入构件31和第二插入构件32夹着小齿轮25的中心配置在一端侧和另一端侧。

此外，在本实施方式中，对齿条－小齿轮机构20的小齿轮25的旋转锁定机构进行了说明，但也可以将本发明应用在小齿轮25以外的圆形齿轮上。

(符号说明)

25小齿轮(齿轮)

25z齿

25m齿槽

25e齿面

31第一插入构件

31a凸轮孔

31f前端面

32第二插入构件

32f前端面

32a凸轮孔

34p连接销

36螺线管(致动器)

36j驱动轴(致动器)

38螺旋弹簧(致动器)

Claims (6)

1.一种齿轮的旋转锁定机构，其特征在于，具有：

第一插入构件，该第一插入构件插入齿轮的齿槽中，能对构成该齿槽的齿的齿面进行按压；

第二插入构件，该第二插入构件插入所述齿轮的另一齿槽中，能对构成该齿槽的另一齿的齿面进行按压；以及

致动器，该致动器构成为使所述第一插入构件和第二插入构件插入各自对应的齿槽中、或使所述第一插入构件和第二插入构件从所述齿槽中拉出，

所述齿轮的旋转锁定机构构成为在所述第一插入构件对所述齿的齿面进行按压的状态下禁止所述齿轮的正转，在所述第二插入构件对所述另一齿的齿面进行按压的状态下禁止所述齿轮的反转。

2.如权利要求1所述的齿轮的旋转锁定机构，其特征在于，

第一插入构件与第二插入构件以彼此交叉的方式配置，交叉部分通过连接销连接成能相对转动，

通过以使所述第一插入构件的前端部与第二插入构件的前端部彼此靠近的方式使两个插入构件相对转动，能将所述第一插入构件的前端部和所述第二插入构件的前端部插入至所述齿轮的对应的齿槽中。

3.如权利要求2所述的齿轮的旋转锁定机构，其特征在于，

在所述第一插入构件和第二插入构件上形成有供所述连接销插通的长孔状的凸轮孔，在所述连接销与所述凸轮孔的作用下，来设定所述第一插入构件的前端部与第二插入构件的前端部的移动轨迹。

4.如权利要求1至3中任一项所述的齿轮的旋转锁定机构，其特征在于，

所述第一插入构件和第二插入构件是在长边方向的端面上承受所述齿轮的旋转力的结构，所述第一插入构件和第二插入构件配置成使所述齿轮的旋转力朝第一插入构件或第二插入构件的长边方向施加。

5.如权利要求1至4中任一项所述的齿轮的旋转锁定机构，其特征在于，

所述致动器包括将所述第一插入构件和第二插入构件始终朝插入方向施力的弹性体。

6.如权利要求5所述的齿轮的旋转锁定机构，其特征在于，

所述致动器包括螺线管，该螺线管使所述第一插入构件和第二插入构件克服所述弹性体的弹性力朝拉出方向移动。

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