JP2007078110A - 直線作動機 - Google Patents

Abstract

【課題】全長を長くすることなく、押付け停止の際の衝撃荷重を緩和することができる緩衝機構を具えた直線作動機を提供すること。
【解決手段】直線作動機１０は、設置面に固定されるハウジング２０に、外筒３０が連結され、外筒３０に内筒５０が摺動可能に挿通されるとともに、軸方向に進退動する雄ねじ軸２２が外筒３０に収納されてなる。弾性部材６２と、ストッパ６４と、一対のばねホルダ６６，６８とにより構成された緩衝機構６０を、内筒５０内に設けたことにより、全長を長くすることなく、直線作動機１０が押付け停止する際の衝撃荷重を緩和することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、緩衝機構を具えた直線作動機に関する。

直線作動機において、対象物に対する押付け停止を可能にするには、内部の部品を保護するため、緩衝機構を具えることが必要である。

その目的のため、従来の直線作動機の緩衝機構には、ばねを同心円状に並列させて設けた二重ばね構造、及び過負荷時に作動杆を停止させるためのリミットスイッチを具えたものがある（例えば、特許文献１参照。）。

図３は、このような従来の直線作動機の緩衝装置としての安全装置の一例を横から見た図である。
図３において、直線作動機の安全装置１は、ケーシング５内にばね構造（図示せず。）を収納し、作動杆３とロッド６との間に設けられている。
この直線作動機の安全装置１は、衝撃に対する緩衝機構として機能するとともに、一定値以上の荷重が加えられた場合においては、作業対象物及び直線作動機の損傷を防止することができる。

また、直線作動機に対する別の要求として、軸方向の長さをできるだけ小さくしたいということがある。そのための構造として、ボールねじのボールナットの外周上に、駆動ギヤから回転駆動力を受ける環状被動ギヤとボールナットを回転可能に支持する軸受とを外嵌配設したボールねじ式ジャッキがある（例えば、特許文献２参照。）。

図４は、このような従来のボールねじ式ジャッキ１０’の断面図である。
図４において、ボールナット１８’が、円錐ころ軸受３０’，３２’によって支持されており、図示しないモータを起動させることにより、ボールナット１８’に、ウォームホイール２６’を介して回転駆動力が与えられる。これにより、軸１６’が進退動してテーブル等の構造物を昇降させる。なお、軸１６’に作用する押圧方向のスラスト荷重Ｐ’は、拡径鍔部２０’及びウォームホイール２６’を介して床面側軸受３０’が受ける。

このボールねじ式ジャッキ１０’によれば、被動ギヤ２６’及び軸受３０’，３２’を、ボールナット１８’の外周に配設したことにより、従来のボールナットと被動ギヤを縦に並べて設けたものに比べ、ジャッキの全長を短くすることができる。
特公昭５８−３３４３２号公報 特開平９−７７４８１号公報

ところが、上述の二重ばね構造を有する直線作動機の安全装置の場合、ロッドの先端部分に二重ばね構造による緩衝機構を設けたものであるから、直線作動機の軸方向の全長をできるだけ小さくしたいという要求の観点からすると、さらに改良すべき課題を有するものである。

一方、前記特許文献２のものは、全長を短くするという目的は或る程度達成しているが、そもそも、緩衝機構を具えたものではない。

また、直線作動機が密閉構造のものである場合、ロッドの移動に伴い内部容積が変化するため、内部圧力も変化する。そこで、内部の圧力を一定にするということが不可欠であり、そのため、例えば、エアブリーザ等を用いる必要がある。ところが、エアブリーザを用いたものの場合、密閉構造を保つことが困難となり、水等を流入させてしまう可能性があるという問題がある。

そこで、本発明は、全長を長くすることなく、押付け停止の際の衝撃荷重を緩和することができるとともに、圧力変化を低減させた、緩衝機構を具えた直線作動機を提供することを課題とする。

本発明は、設置面に固定されたハウジングと、該ハウジングに連結された外筒と、該外筒の内側に前記外筒に対して摺動可能に挿通された内筒と、前記外筒内に収納された雄ねじ軸とを有してなり
前記雄ねじ軸が前記内筒内に設けられた緩衝機構を介して前記内筒と連結されていることを特徴とする直線作動機により、前記課題を解決した。

本発明の直線作動機によれば、従来は内筒の外側に設けられていた緩衝機構を内筒の内側に設けることにより、直線作動機の全長を短くすることができる。
さらに、本発明の直線作動機は密閉構造とするのに好適であるため、屋外でも使用することができる。

また、ハウジングの容積を大きくすることができるため、作動機の圧力変化を低減させることができ、その結果、例えば、ハウジングの外側に、エアブリーザ等の別ユニットを設ける必要がない。

本発明の実施形態を図１及び図２を参照して説明する。
図１は本発明の直線作動機１０の軸方向断面図である。
図２は図１の部分拡大図で、（ａ）は直線作動機１０に荷重が加えられていない状態を示した図、（ｂ）は直線作動機１０の伸張上限において押付け荷重が加えられている状態を示した図、（ｃ）は直線作動機１０の下限収縮状態を示した図である。

図１及び図２において、直線作動機１０は、ハウジング２０、外筒３０、内筒５０、雄ねじ軸２２を具えてなる。
なお、通常、ハウジング２０は、床等の設置面に固定される。

駆動源（図示せず。）から入力軸２４に伝えられたトルクは、軸受２６，２７によって支えられている入力ホイール２８を介し、雄ねじ軸２２に伝えられる。それにより、内筒５０と対象物とが固定されているか、或いは、内部にて回転止めされている雄ねじ軸２２は軸方向に進退動する。
なお、雄ねじ軸２２が軸方向前後に移動することに伴い、直線作動機１０は、内筒５０が、外筒３０に相対的に、軸方向に伸縮する。

外筒３０は、ハウジング２０に連結されている。
そして、内筒５０は、シール５２を介し、軸方向に対して摺動可能に、外筒３０の内側に挿入されている。外筒３０の内壁に対して内筒５０の外壁はシール５２を介して摺動するように設けられているため、直線作動機１０の内部の密閉状態を維持することができる。

内筒５０の内側に、緩衝機構６０が設けられる。この緩衝機構６０は、複数の皿ばね６２０及びばね座６２１，６２３からなる弾性部材６２と、ストッパ６４と、一対のばねホルダ６６，６８とにより構成される。

弾性部材６２は、ばねホルダ６８と内筒５０の間に設けられる。また、ストッパ６４が、内筒５０と外筒３０の間において、弾性部材６２のばね座６２３と当接するように設けられる。なお、後述するように、ストッパ６４の下端部は、直線作動機１０の下限収縮位置において、直線作動機１０のストローク下端と一致する。

ストッパ６４は内筒５０に固定されているが、ばねホルダ６８との間では、摺動可能に設けられている。また、ばねホルダ６８は、雄ねじ軸２２に固定され、ばねホルダ６６は、ばねホルダ６８に固定されている。

ばねホルダ６６，６８は、弾性部材６２を上下から保持するとともに、以下に説明するように、雄ねじ軸２２の軸方向移動に伴って移動する。

なお、弾性部材６２としては、皿ばねが好適であり、皿ばねを用いた場合、皿ばねの枚数を適宜変更したり、或いは並列・直列などの組合せを変更したりすることにより、皿ばねの撓む量、予圧等を調節することができる。しかし、緩衝機構６０における弾性部材６２としては、皿ばねに限定されず、その他に、例えば、コイルばね、ゴム、エラストマ等の種々の弾性体を用いることもできる。

次に、図２を参照して直線作動機１０の作用を説明する。
図２（ａ）に示すように、直線作動機１０に荷重が加えられていない際の通常の状態において、直線作動機１０は、ばねホルダ６６の上端部と内筒５０の内底５０ａ間に隙間Ａを有する。
なお、一方のばね座６２１は、軸方向において内筒５０及びばねホルダ６６と当接し、もう一方のばね座６２３は、軸方向において内筒５０、ストッパ６４、及びばねホルダ６８の段部６８ａと当接している。

図２（ｂ）において、内筒５０の先端が壁面等の対象物と当接し、直線作動機１０に押付け荷重が加えられた際、内筒５０及びストッパ６４が、直線作動機１０の収縮方向である矢印Ａ方向に移動することにより、弾性部材６２が内筒５０の段部５０ｂによって圧縮される。その際、雄ねじ軸２２及びばねホルダ６６，６８は移動しないため、ばねホルダ６６，６８と内底５０ａ間の隙間Ａが小さくなるとともに、ばねホルダ６６とばね座６２１との間に隙間ｂが、ストッパ６４とばね座６２３との間に隙間ｃが各々生じる。なお、内筒５０の段部５０ｂとばね座６２１は当接した状態である。

次に、図２（ｃ）において、直線作動機１０が収縮することにより、雄ねじ軸２２が直線作動機１０の収縮方向である矢印Ａ方向に移動すると、ばねホルダ６６，６８も移動する。
それにより、弾性部材６２は、ばねホルダ６６によって押圧されて圧縮される。それに伴い、その圧縮された状態の弾性部材６２がストッパ６４を押圧することにより、ストッパ６４と固定された状態の内筒５０は、外筒３０の段部３０ａに当接するまでの範囲で軸方向移動する。
なお、内筒５０の段部５０ｂと弾性部材６２との間に隙間ｄが、弾性部材６２とばねホルダ６８との間に隙間ｅが各々生じる。

ストッパ６４の下端部は、直線作動機１０の下限収縮位置において、直線作動機１０のストローク下端と一致しており、ストロークの下限位置においては、ばねホルダ６８と外筒３０の段部３０ａとの間には、隙間ｆがある。

以上の構成により、本発明の直線作動機１０は、床等の設置面からの全長（Ｌ）を短くすることができる。

なお、直線作動機１０に推力検知器等を具えることにより、押付け・収縮停止又はストロークの限界点での内部停止を行わせる場合や、一定値以上の荷重が加えられた際には内筒の軸方向移動を自動的に停止させることが望ましい。
しかし、そのような直線作動機における推力検知器等を具える構成は、例えば、特公昭５８−３３４３２号公報等に詳述されており、当業者には周知であるから、本明細書での説明は省略する。

本発明の直線作動機の軸方向断面図。 図１の部分拡大図で、（ａ）は直線作動機に荷重が加えられていない状態を示した図、（ｂ）は直線作動機の伸張上限において押付け荷重が加えられている状態を示した図、（ｃ）は直線作動機の下限収縮状態を示した図。 従来の直線作動機の安全装置を横から見た図。 従来のボールねじ式ジャッキの断面図。

符号の説明

１０ ：直線作動機
２０ ：ハウジング
２２ ：軸
３０ ：外筒
５０ ：内筒
６０ ：緩衝機構
６２ ：弾性部材
６４ ：ストッパ
６６，６８ ：ばねホルダ

Claims (3)

1. 設置面に固定されたハウジングと、該ハウジングに連結された外筒と、該外筒の内側に前記外筒に対して摺動可能に挿通された内筒と、前記外筒内に収納された雄ねじ軸とを有してなり、
   前記雄ねじ軸が前記内筒内に設けられた緩衝機構を介して前記内筒と連結されていることを特徴とする、
   直線作動機。
2. 前記緩衝機構が、弾性部材及び該弾性部材を保持する一対のばねホルダとストッパからなり、前記弾性部材が前記内筒の内部で、前記一対のばねホルダの間に保持されている、請求項１の直線作動機。
3. 下限収縮位置において前記ストッパの下端位置がストローク下端と一致する、請求項２の直線作動機。

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