JP2010112519A - 負荷感応型推力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷感応型推力伝達装置において、進退両方向にわたってブレーキ機能により生じる出力損失を排除する。
【解決手段】雄ねじ部１８と、雄ねじ部１８より有効径の大きい第１及び第２雌ねじ４０、４２を偏心螺合させる負荷感応型推力伝達装置において、雄ねじ部１８と又は第１又は第２雌ねじ４０、４２と同期回転する摩擦部材４６と、第１及び第２雌ねじ４０、４２又は摩擦部材４６に対して押付けられる回転阻止部材４４、４８と、回転阻止部材４４、４８を第１及び第２雌ねじ４０、４２又は摩擦部材４６から離間するための駆動部材６０ａ、６０ｂと、回転阻止部材４４、４８に駆動部材６０ａ、６０ｂを介して連結する負荷検出部材５４と、負荷検出部材５４に固定する負荷ロッド３６とを有し、進退両方向から負荷検出部材５４に係る負荷に基づき、駆動部材６０ａ、６０ｂによって回転阻止部材４４、４８が雌ねじ４０、４２又は摩擦部材４６から離間する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動機等の回転運動を直進運動に負荷に応じて変換する推力伝達装置に関し、一層詳細には電動機等によって回転する雄ねじ部に螺合する、雌ねじの回転を阻止するブレーキ機構を設けた負荷感応型推力伝達装置に関する。

電動モータ等に連結された雄ねじ部材に雌ねじ部材を螺合し、該雄ねじ部材の回転運動を直線運動に変換する推力伝達装置は公知であって、特にワークに対する負荷に応じて推力を変更する装置も普及しつつある。

従来から、この種の負荷感応型推力伝達装置は、ワークからの負荷が設定された負荷より小さい場合は、雄ねじ部材のリードに見合った速度で変位させ（以下、高速モードと記す）、一方、ワークからの負荷が設定された負荷より大きい場合は、減速して増力し変位させる（以下、減速モードと記す）構造が採用されている。ここで、雌ねじ部材の有効径は雄ねじ部材の有効径よりも大きく設定されているため、これらの有効径の比率に従った減速比で前記雌ねじ部材が変位する。これにより、雌ねじに連結されたグリップ等の変位速度が減速され、大きな推力がワークに付与される。しかしながら、減速モードで変位させると、速度が小さくなる。そこで、前記のような低速状態を回避すべく前記高速モードを維持する必要があるが、それには雌ねじの回転を阻止するためのブレーキ機能が具備されなければならない。特許文献１には、前記ブレーキを進退の両方向に作用させるために、常時ブレーキが働く機構が開示されている。特許文献２には、ブレーキが作用する際に生じる出力損失を防ぐためにブレーキの機能を分離する機構が開示されている。

特開２００８−１５７２９７号公報 特開２００７−１９２２３８号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている技術的思想では、常時、ブレーキを作用させているため、減速モード時における不要な出力損失を招く懸念がある。また、特許文献２に開示されている技術的思想では、ブレーキの分離を一方向のみしか機能させることができないという不具合がある。

本発明は前記の不都合を克服するためになされたものであって、進退両方向にわたってブレーキが働くことにより生じる出力損失を排除することが可能な負荷感応型推力伝達装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本願の請求項１で特定される発明は、回転駆動源と、
前記回転駆動源により回転する雄ねじ部と、
前記雄ねじ部と螺合し、前記雄ねじ部より有効径の大きい雌ねじ部と、
前記雄ねじ部又は雌ねじ部と同期回転する摩擦部材と、
前記雌ねじ部又は前記摩擦部材に対して押し付けられる回転阻止部材と、
前記回転阻止部材を前記雌ねじ部又は前記摩擦部材から離間させるための駆動部材と、
前記回転阻止部材に前記駆動部材を介して連結される負荷検出部材と、
前記負荷検出部材に連結される負荷ロッド部材と、
を有し、
前記負荷検出部材に加わる負荷に基づき、前記駆動部材によって前記回転阻止部材が前記雌ねじ部又は前記摩擦部材から離間することを特徴とする。

また、本願の請求項２で特定される発明は、請求項１記載の負荷感応型推力伝達装置において、
前記雌ねじ部は第１の雌ねじと第２の雌ねじとがタンデムに且つ互いに反対方向に偏心して前記雄ねじ部が貫通するナットケースに回転自在に装着されていることを特徴とする。

さらに、本願の請求項３で特定される発明は、請求項１又は２記載の負荷感応型推力伝達装置において、
前記摩擦部材は前記回転阻止部材を構成する第１のブレーキ板と第２のブレーキ板によって挟持される摩擦板であることを特徴とする。

しかも、本願の請求項４で特定される発明は、回転駆動源と、
前記回転駆動源により回転する雄ねじ部と、前記雄ねじ部と螺合し、該雄ねじ部より有効径の大きい雌ねじ部と、
前記雌ねじ部に対して押し付けられる回転阻止部材と、
前記回転阻止部材を前記雌ねじ部から離間させるための駆動部材と、
前記回転阻止部材に前記駆動部材を介して連結される負荷検出部材と、
前記負荷検出部材に連結される負荷ロッド部材と、
を有し、前記回転阻止部材は前記負荷検出部材が検出する負荷ロッド部材の位置検出信号により付勢されるアクチュエータの作用下に前記雌ねじ部に当接することを特徴とする。

また、本願の請求項５で特定される発明は、回転駆動源と、
前記回転駆動源により回転する雄ねじ部と、
前記雄ねじ部と螺合し、該雄ねじ部より有効径の大きい雌ねじ部と、
前記雄ねじ部の回転作用下に負荷に対して進退動作する負荷ロッドと、
を有し、前記回転駆動源を駆動する電流値に応じて前記雌ねじ部の回転が阻止されることを特徴する。

本発明によれば、進退両方向にわたって、負荷検出部材に加わる負荷が所定値以下の場合は、雄ねじ部のリードに見合った速度で送ることができ、また、所定値以上の負荷がかかる場合は、雌ねじ部が回転することにより減速して増力することが可能となる。そのため、減速モード時に生じる出力損失も可及的に排除することができる。

以下、本発明に係る負荷感応型推力伝達装置に関し、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

第１の実施の形態に係る負荷感応型推力伝達装置１０の構成を図１〜図５に示す。

負荷感応型推力伝達装置１０は、駆動モータ１２と、前記駆動モータ１２を固定させるためにステイ１５によって立設されているベース１４と、前記駆動モータ１２の回転運動を直線運動に変換するローラねじ機構部１６と、前記ローラねじ機構部１６の回り止めを兼ねるガイド軸１００ａ、１００ｂと、雄ねじ部１８と、ステイ２０に固着された保持部２１とを有する。

ベース１４に固定された駆動モータ１２には、先端部が半円柱状に形成された駆動軸２２が設けられ、該駆動軸２２は、止ねじ３２ａにより駆動プーリ２４と連結され、該駆動プーリ２４は歯付ベルト２６を介して、従動プーリ２８と連結される（図３参照）。前記従動プーリ２８は、止ねじ３２ｂにより回転伝達軸３０の一端部と連結され、該回転伝達軸３０は軸受３４によってベース１４に回転自在に固定される。そして、前記回転伝達軸３０の途上には、雄ねじ部１８が形成されるとともに該回転伝達軸３０の他端部は軸受を備えた保持部材３７によって回転自在に支承されている。

図３〜図５に示すように、ローラねじ機構部１６は、負荷ロッド（負荷ロッド部材）３６と、ナットケース３８と、第１雌ねじ（雌ねじ）４０と、第２雌ねじ（雌ねじ）４２と、第１ブレーキ板（回転阻止部材）４４と、摩擦板（摩擦部材）４６と、第２ブレーキ板（回転阻止部材）４８とを有する。

負荷ロッド３６は円筒状であって、その一端側には、図示しないワークをクランプするクランパ等が装着可能な先端ナット５０が装着され、一方、負荷ロッド３６の他端側には、中心部に開口部が設けられた負荷検出板（負荷検出部材）５４が装着される。実際、負荷検出板５４には、ピン５５ａ、５５ｂが挿入されて負荷ロッド３６に固定される。該負荷検出板５４から該先端ナット５０側へ所定の距離離間した位置に、固定板５２が設けられる。この場合、負荷ロッド３６の内部には、保持部材３７に係合する雄ねじ部１８が挿通される。従って、該雄ねじ部１８と負荷ロッド３６は同軸上に延在している。

ここで、前記固定板５２には、図４に示すように、中心部に設けられた開口部の外周側に挿通孔５８ａ、５８ｂと、嵌合孔５２ａ、５２ｂとが交差するように形成され、前記負荷検出板５４にも、同様に中心部に設けられた開口部の外周側に挿通孔５８ｃ、５８ｂと、摺動孔６２ａ、６２ｂとが交差するように形成される。

前記負荷検出板５４の近傍にナットケース３８が設けられる。前記ナットケース３８には、軸線方向に延在して円形状で段差のある開口部６４が形成される。前記開口部６４の内壁には、軸心を偏位させて第１軸受７０と第２軸受７２とが嵌合される。ここで、ナットケース３８の前記開口部６４の外側には、該ナットケース３８の軸方向に沿う一端側から他端側まで連通した摺動孔６２ｅ、６２ｆが形成され、且つ、該ナットケース３８の一端側には、前記開口部６４の外側に螺孔６３ａ、６３ｂが前記摺動孔６２ｅ、６２ｆと交差するように形成される。前記ナットケース３８の他端側にも、前記開口部６４の外側に螺孔６３ｃ、６３ｄが前記摺動孔６２ｅ、６２ｆと交差するように形成される。

この場合、前記第１軸受７０に第１雌ねじ４０が嵌合し、前記第２軸受７２に第２雌ねじ４２が嵌合する。第１軸受７０と第２軸受７２とが互いに半径方向に偏心していることから前記第１雌ねじ４０と第２雌ねじ４２も相互にその軸心が偏心している。

第１雌ねじ４０は、雄ねじ部１８より有効径が大きく、雄ねじ部１８に対して偏心して螺合されるとともに、第１軸受７０によってナットケース３８に回転自在に固定される。第１雌ねじ４０の一端側は拡径し、オルダム継手７４のキー７４ａに対応した形状のキー溝４０ａが設けられる。第１雌ねじ４０の他端側近傍の外周面には溝４０ｂが設けられ、第１雌ねじ止金７６が装着され、これによって、前記第１軸受７０は該第１雌ねじ４０から抜けることはない。

第２雌ねじ４２は、雄ねじ部１８より有効径が大きく、雄ねじ部１８に対して偏心して螺合されるとともに、第２軸受７２によってナットケース３８に回転自在に固定される。図３から容易に了解されるように、雄ねじ部１８に対して第１雌ねじ４０と第２雌ねじ４２とは互いに反対方向に偏心している。第２雌ねじ４２の一端側は拡径し、前記キー７４ａと９０°ずれて形成されたオルダム継手７４のキー７４ｂに対応した形状のキー溝４２ａが設けられる。第２雌ねじ４２の中央近傍の外周面には溝４２ｂが設けられ、第２雌ねじ止金７８が装着され、これによって、前記第２軸受７２は該第２雌ねじ４２から抜けることはない。また、第２雌ねじ４２の他端側には、第２雌ねじ４２の外周面と摺接可能な環状の摩擦板４６が配設される。前記摩擦板４６には、棒状の係合部８８が挿通され、該係合部８８は前記第２雌ねじ４２の他端側に軸線方向に延在して略Ｕ字型に開口した切欠部４２ｃに係合するため、該摩擦板４６は第２雌ねじ４２と共に一体的に回転することができる。

前記第１雌ねじ４０と第２雌ねじ４２とは、オルダム継手７４によって連結される。すなわち、第２雌ねじ４２が回転すると、前記オルダム継手７４を介し、第１雌ねじ４０も回転する。

ナットケース３８は、その一方の端部に第１ナットケース蓋６６が嵌合し、他方の端部に第２ナットケース蓋６８が嵌合する。

第１ナットケース蓋６６は中央部に開口部を有し、該開口部の外周側に挿通孔５８ｅ、５８ｆと、摺動孔６２ｃ、６２ｄとが交差するように設けられる。第２ナットケース蓋６８は中央部に開口部を有し、該開口部の外周側に挿通孔５８ｇ、５８ｈと、摺動孔６２ｇ、６２ｈとが交差するように設けられる。

第１ブレーキ板４４と、第２ブレーキ板４８と摩擦板４６とがブレーキ機構８０を構成する。該第１ブレーキ板４４と第２ブレーキ板４８には中央部に雄ねじ部１８が挿通される開口部が形成され、前記摩擦板４６を挟持するように配置され、第１ブレーキ板４４と第２ブレーキ板４８とは後述する圧縮ばね８４ｅ〜８４ｈの作用により、摩擦板４６を両側から押圧し、第２雌ねじ４２の回転を制動することができる。さらに、第１ブレーキ板４４の前記開口部の外周側には、挿通孔５８ｉ、５８ｊと、摺動孔６２ｉ、６２ｊとが交差するように設けられ、同様に第２ブレーキ板４８の開口部の外周側には、挿通孔５８ｋ、５８ｌと、摺動孔６２ｋ、６２ｌとが交差するように設けられる。

ガイド軸５６ａ、５６ｂの一端側は、ナット８２ａ、８２ｂに螺合し、固定板５２に設けられた挿通孔５８ａ、５８ｂと、圧縮ばね８４ａ、８４ｂと、負荷検出板５４に設けられた挿通孔５８ｃ、５８ｄと、圧縮ばね８４ｃ、８４ｄとに挿通し、一方、ガイド軸５６ａ、５６ｂの他端側は、第１ナットケース蓋６６に設けられた挿通孔５８ｅ、５８ｆに挿通され、ナットケース３８に設けられた螺孔６３ａ、６３ｂと螺合する。ここで、前記負荷検出板５４は、前記圧縮ばね８４ａ〜８４ｄの作用下に、固定板５２とナットケース３８との間で矢印Ａ１、Ａ２の双方向に変位可能な状態で保持される。

ガイド軸５６ｃ、５６ｄの一端側は、ナットケース３８に設けられた螺孔６３ｃ、６３ｄと螺合し、第２ナットケース蓋６８に設けられた挿通孔５８ｇ、５８ｈに挿通され、一方、ガイド軸５６ｃ、５６ｄの他端側は、圧縮ばね８４ｅ、８４ｆと、ブレーキ機構８０に設けられた挿通孔５８ｉ〜５８ｌとに挿通され、圧縮ばね８４ｇ、８４ｈとワッシャ８６ａ、８６ｂとを介して、ナット８２ｃ、８２ｄと螺合する。ここで、前記ブレーキ機構８０を構成する第１ブレーキ板４４は圧縮ばね８４ｅ、８４ｆにより、また、第２ブレーキ板４８は圧縮ばね８４ｇ、８４ｈにより、摩擦板４６を挟持する。

摺動軸６０ａ、６０ｂには、拡径部６１ａ、６１ｂが形成され、一方の端部は固定板５２に設けられた嵌合孔５２ａ、５２ｂに嵌合し、負荷検出板５４に設けられた摺動孔６２ａ、６２ｂにピン５５ｃ、５５ｄを介して固定されるとともに、他方の端部は、第１ナットケース蓋６６と、ナットケース３８と、第２ナットケース蓋６８と、ブレーキ機構８０とに設けられた摺動孔６２ｃ〜６２ｌに対し、矢印Ａ方向に沿って、摺動自在に挿通される。なお、該拡径部６１ａ、６１ｂはブレーキ機構８０を構成する第１ブレーキ板４４と第２ブレーキ板４８とに挟持される位置に配置される。

ステイ２０は、負荷ロッド３６の先端側にあって、負荷感応型推力伝達装置１０を作業台等に固定することができる。

なお、図において参照符号１００ａ、１００ｂは保持部２１とベース１４に橋架されてナットケース３８の側面の凹部に嵌合してその変位動作を好適に案内するガイド軸を示す。

第１の実施の形態に係る負荷感応型推力伝達装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

クランパ等が装着された先端ナット５０をワークから離間させた状態から、前記ワークに対し加圧する場合、駆動モータ１２が付勢されることにより、駆動軸２２と、駆動プーリ２４と、歯付ベルト２６と、従動プーリ２８とを介して雄ねじ部１８が回転するに至る。その際、ローラねじ機構部１６はワークに接近する方向、すなわち、矢印Ａ１方向へ変位して、これと共に、前記先端ナット５０が矢印Ａ１方向へ変位する。その後、前記先端ナット５０がワークに当接するまでは、負荷検出板５４に負荷を生じることはなく、ブレーキ機構８０を構成する第１ブレーキ板４４と第２ブレーキ板４８とは、摩擦板４６を両側から挟持していることから、摩擦板４６の回転は阻止されている。これにより、該摩擦板４６と係合している第２雌ねじ４２も回転することが阻止されているため、前記先端ナット５０は高速モードで、矢印Ａ１方向に速やかに変位する。

前記先端ナット５０が矢印Ａ１方向に所定距離変位すると、前記ワークに当接する。これによって負荷検出板５４に所定の負荷を生じると、該負荷検出板５４を保持している圧縮ばね８４ａ、８４ｂが延伸し、圧縮ばね８４ｃ、８４ｄが圧縮される。これと共に、摺動軸６０ａ、６０ｂに設けられた拡径部６１ａ、６１ｂが矢印Ａ２方向へ摺動する。その際、拡径部６１ａ、６１ｂは摩擦板４６を挟持している第２ブレーキ板４８を矢印Ａ２方向へ変位させることにより、圧縮ばね８４ｅ、８４ｆを延伸させ、一方、圧縮ばね８４ｇ、８４ｈを圧縮させるため、該第２ブレーキ板４８が摩擦板４６から離間し、該摩擦板４６が回転可能となる。この時、第１ブレーキ板４４も矢印Ａ２方向に変位するが、圧縮ばね８４ｅ、８４ｆの自由長を越える変位量に設定してあるため摩擦板４６に対する制動力は機能しない。これにより、雄ねじ部１８の回転に従い、第１雌ねじ４０と第２雌ねじ４２とが回転可能となり、前記先端ナット５０は減速モードで矢印Ａ１方向へ減速して変位する。

この結果、前記先端ナット５０は、ワークに衝撃を与えることなく、緩やかに、且つ確実にワークを加圧することができる。

一方、ワークを加圧した状態から先端ナット５０が離間する場合、負荷検出板５４は、所定の負荷を生じている状態である。すなわち、該第２ブレーキ板４８が摩擦板４６から離間し、該摩擦板４６が回転可能であるため、雄ねじ部１８の前記とは逆方向の回転に従い、第１雌ねじ４０と第２雌ねじ４２とが逆方向に回転し、該先端ナット５０は矢印Ａ２方向へ減速して変位する。そして、前記先端ナット５０が前記ワークから離間すると、該負荷検出板５４を保持している圧縮ばね８４ａ〜８４ｄが元の形状に復帰すると共に、第２ブレーキ板４８を押圧する圧縮ばね８４ｅ〜８４ｈも元の形状に復帰し、前記第１ブレーキ板４４と第２ブレーキ板４８とが摩擦板４６を挟持するため、該摩擦板４６の回転運動は阻止される。これにより、摩擦板４６と係合する第２雌ねじの回転運動も阻止される。そのため、前記先端ナット５０は高速モード矢印Ａ２方向に速やかに変位する。

次に、第２の実施の形態に係る負荷感応型推力伝達装置２００の構成を図６〜図９に示す。

負荷感応型推力伝達装置２００は、駆動モータ２１２と、駆動モータ２１２を固定するためにステイ２１５によって立設されるベース２１４と、駆動モータ２１２の回転運動を直線運動に変換するローラねじ機構部２１６と、雄ねじ部２１８と、ステイ２２０に固着された保持部２２１とを有する。

駆動モータ２１２の回転運動は、前記負荷感応型推力伝達装置１０と同様に、ローラねじ機構部２１６の直線運動に変換される。

図７〜図９に示すように、ローラねじ機構部２１６は、負荷ロッド２３６と、ナットケース２３８と、第１雌ねじ２４０と、第２雌ねじ２４２と、ブレーキ板２４４とを有する。

負荷ロッド２３６は円筒状に形成され、前記負荷感応型推力伝達装置１０と同様に、固定板２５２と、負荷検出板２５４とが設けられ、雄ねじ部２１８が挿通される。ここで、固定板２５２には、中心部に設けられた開口部の外周側に挿通孔２５８ａ〜２５８ｄが形成される。負荷検出板２５４には、固定板２５２と同様に、挿通孔２５８ｅ〜２５８ｈが形成される。

ナットケース２３８には、前記負荷感応型推力伝達装置１０と同様に、第１軸受２７０と第２軸受２７２とが嵌合される。ナットケース２３８の側面には後述する第１摺動板２９４ａと第２摺動板２９４ｂの形状にそれぞれ対応した摺動溝２３８ａ、２３８ｂが該ナットケース２３８の一端側から他端側まで矢印Ａ方向と平行に並んで形成される。ここで、ナットケース２３８の一端側には、中心部に設けられた第１開口部２６４の外周側に螺孔２６３ａ〜２６３ｄが形成され、ナットケース２３８の他端側には、該第１開口部２６４の外周側に螺孔２６３ｅ〜２６３ｈが形成される。

第１雌ねじ２４０と第２雌ねじ２４２とは、前記第１の実施の形態の負荷感応型推力伝達装置１０と同様に、それぞれ第１軸受２７０と第２軸受２７２を介して、ナットケース２３８に回転自在に固定される。また、第１雌ねじ２４０と第２雌ねじ２４２とは、オルダム継手２７４によって連結される。

第１ナットケース蓋２６６は中央部に開口部を有し、該開口部の外周側に挿通孔２５８ｉ〜２５８ｌが形成され、ナットケース２３８の一端側に装着される。第２ナットケース蓋２６８は中央部に開口部を有し、該開口部の外周側に挿通孔２５８ｍ〜２５８ｐが形成され、ボルト２６７ａ〜２６７ｄにより、前記ナットケース２３８の他端側に設けられた螺孔２６３ｅ〜２６３ｈと螺合される。

ブレーキ板２４４は前記第２ナットケース蓋２６８に設けられた基台部に、止め輪２８１ａ、２８１ｂによって軸方向を規制された支点軸２８２を中心軸として回転自在に設けられる。ブレーキ板２４４には、雄ねじ部２１８が挿通される第２開口部２８４が設けられ、ブレーキ板２４４の側面には、ばねポスト２８６が固定される。ブレーキ板２４４は、第２雌ねじ２４２の端面２４２ｃに当接し、第２雌ねじ２４２の回転を阻止することができる。ばねポスト２８６には、引張ばね２８８の一端部が取付けられ、該引張ばね２８８の他端部はナットケース２３８の側面に設けられる摺動機構２９０にばねポスト２９２を介して、取付けられる。

摺動機構２９０は、長さの相違する一対の棒形状の板の内、長い第１摺動板２９４ａと、短い第２摺動板２９４ｂと、前記第１摺動板２９４ａと第２摺動板２９４ｂとを連結するリンク板２９６とから構成される。第１摺動板２９４ａは、矢印Ａ方向に平行な摺動溝２３８ａに沿って摺動自在であり、第２摺動板２９４ｂも摺動溝２３８ｂに沿って摺動自在である。リンク板２９６は、ナットケース２３８に圧入されたばねポスト２９２に挿入され、止め輪２９１によって回転自在に装着される。このために、リンク板２９６はその中央部に前記ばねポスト２９２が挿入される嵌合孔を備える。また、リンク板２９６の両端部にはピン２９８ａ、２９８ｂにより、第１摺動板２９４ａの中央部と第２摺動板２９４ｂの一端部とに連結される。前記第１摺動板２９４ａの一端部は、ボルト３００により負荷検出板２５４に固定される。第１摺動板２９４ａの他端部２９５ａと第２摺動板２９４ｂの他端部２９５ｂは、ブレーキ板２４４に当接する。

摺動機構２９０が作動すると、第１摺動板２９４ａと第２摺動板２９４ｂとが摺動し、該第２摺動板２９４ｂの他端部２９５ｂがブレーキ板２４４を押圧することにより、ブレーキ板２４４が支点軸２８２を中心として回転し、第２雌ねじ２４２の端面２４２ｃから離間するため、第２雌ねじ２４２が回転可能となる。

摺動機構２９０の外側から中央部が開口した薄板形状の抑え板３０２がナットケース２３８に装着される。抑え板３０２は取付ボルト３０４ａ〜３０４ｄにより、ナットケース２３８に固定されるが、摺動機構２９０の作動の障害になることはない。

ガイド軸２５６ａ〜２５６ｄの一端側は、ナット２８２ａ〜２８２ｄに螺合し、固定板２５２に設けられた挿通孔２５８ａ〜２５８ｄと、圧縮ばね２８４ａ〜２８４ｄと、負荷検出板２５４に設けられた挿通孔２５８ｅ〜２５８ｈと、圧縮ばね２８４ｅ〜２８４ｈとに挿通され、一方、ガイド軸２５６ａ〜２５６ｄの他端側は、第１ナットケース蓋２６６に設けられた挿通孔２５８ｉ〜２５８ｌに挿通され、ナットケース２３８に設けられた螺孔２６３ａ〜２６３ｄに螺合される。なお、前記負荷検出板２５４は、圧縮ばね２８４ａ〜２８４ｈにより、固定板２５２とナットケース２３８との間で矢印Ａ１、Ａ２の双方向に摺動可能な状態で保持される。

ステイ２２０は、負荷ロッド２３６の先端側に設けられ、負荷感応型推力伝達装置２００を作業台等に固定できる。

第２の実施の形態に係る負荷感応型推力伝達装置２００は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

クランパ等が装着された先端ナット２５０をワークから離間した状態から、前記ワークに対し加圧する場合、駆動モータ２１２が付勢されることにより、ローラねじ機構部２１６がワークに接近する方向、すなわち、矢印Ａ１方向へ変位すると共に、前記先端ナット２５０が矢印Ａ１方向へ変位する。その際、ブレーキ板２４４は引張ばね２８８により第２雌ねじ２４２の端面２４２ｃと当接しているため、該第２雌ねじ２４２の回転は阻止され、前記先端ナット２５０は高速モードで、矢印Ａ１方向に速やかに変位する。その後、前記ワークに前記先端ナットが当接すると負荷検出板２５４が所定距離変位し、第１摺動板２９４ａの他端部２９５ａにより押圧されたブレーキ板２４４が支点軸２８２を中心として回転し、ブレーキ板２４４は第２雌ねじ２４２の端面２４２ｃから離間する。これにより、第２雌ねじ２４２が回転可能となるため、前記先端ナット２５０は減速モードで矢印Ａ１方向へ減速して変位する。

この結果、前記先端ナット２５０は、ワークに衝撃を与えることなく、緩やかに、且つ確実にワークを加圧することができる。

一方、ワークを加圧した状態から離間する場合、先ず、負荷検出板２５４は矢印Ａ２方向に所定距離変位しているため、摺動機構２９０を構成するリンク板２９６は図６において時計回り方向へ傾いており、第１摺動板２９４ａの他端部２９５ａがブレーキ板２４４を押圧し、ブレーキ板２４４は支点軸２８２を中心として時計回りに回転している。すなわち、ブレーキ板２４４は第２雌ねじ２４２の端面２４２ｃから離間していることにより、第２雌ねじ２４２が回転可能となるため、前記先端ナット２５０は矢印Ａ２方向へ減速して変位する。そして、前記ワークから離間するにつれて、第１摺動板２９４ａは矢印Ａ１方向へ変位し、リンク板２９６の傾きは小さくなり、ブレーキ板２４４は支点軸２８２を中心に反時計回りに回転し、第２雌ねじ２４２の端面２４２ｃに当接する。これにより、第２雌ねじ２４２の回転は阻止されるため、前記先端ナット２５０は高速モードで矢印Ａ２方向へ速やかに変位する。

さらに、第３の実施の形態に係る負荷感応型推力伝達装置４００の構成を図１０〜図１３に示す。

負荷感応型推力伝達装置４００は、駆動モータ４１２と、駆動モータ４１２を固定するためにステイ４１５によって立設されるベース４１４と、駆動モータ４１２の回転運動を直線運動に変換するローラねじ機構部４１６と、雄ねじ部４１８と、ステイ４２０に固着された保持部４２１とを有する。

駆動モータ４１２の回転運動は、前記負荷感応型推力伝達装置１０と同様に、ローラねじ機構部４１６の直線運動に変換される。

図１１〜図１３に示すように、ローラねじ機構部４１６は、負荷ロッド４３６と、ナットケース４３８と、第１雌ねじ４４０と、第２雌ねじ４４２と、ブレーキ板４４４とを有する。

負荷ロッド４３６は円筒状に形成され、前記負荷感応型推力伝達装置１０と同様に、固定板４５２と、負荷検出板４５４が設けられ、雄ねじ部４１８が挿通される。ここで、固定板４５２には、中心部に設けられた開口部の外周側に挿通孔４５８ａ〜４５８ｄが形成されるとともに、負荷検出板４５４には、前記固定板４５２と同様に、挿通孔４５８ｅ〜４５８ｈが形成される。

ナットケース４３８には、前記負荷感応型推力伝達装置１０と同様に、第１軸受４７０と第２軸受４７２とが嵌合される。ここで、ナットケース４３８の一端側には、中心部に設けられた第１開口部４６４の外周側に螺孔４６３ａ〜４６３ｄが形成され、ナットケース４３８の他端側には、中心部に設けられた第１開口部４６４の外周側に螺孔４６３ｅ〜４６３ｈが形成される。

第１雌ねじ４４０と第２雌ねじ４４２とは、前記負荷感応型推力伝達装置１０と同様に、それぞれ第１軸受４７０と第２軸受４７２を介して、ナットケース４３８に回転自在に固定される。また、第１雌ねじ４４０と第２雌ねじ４４２とは、オルダム継手４７４によって連結される。

第１ナットケース蓋４６６は中央部に開口部を有し、該開口部の外周側に挿通孔４５８ｉ〜４５８ｌが形成され、ナットケース４３８の一端側に装着される。第２ナットケース蓋４６８は中央部に開口部を有し、該開口部の外周側に挿通孔４５８ｍ〜４５８ｐが形成され、ボルト４６７ａ〜４６７ｄにより、前記ナットケース４３８の他端側に設けられた螺孔４６３ｅ〜４６３ｈと螺合される。

ブレーキ板４４４は前記第２ナットケース蓋４６８に設けられた基台部に止め輪４８１ａ、４８１ｂによって軸方向に規制された支点軸４８２を中心軸として回転自在に設けられる。ブレーキ板４４４は、雄ねじ部４１８が挿通される第２開口部４８４が設けられ、ブレーキ板４４４の側面には、２本のばねポスト４８６ａ、４８６ｂが固定される。ブレーキ板４４４は、第２雌ねじ４４２の端面４４２ｃに当接し、第２雌ねじ４４２の回転を阻止することができる。ばねポスト４８６ａ、４８６ｂには、それぞれ引張ばね４８８ａ、４８８ｂの一端部が取付けられ、該引張ばね４８８ａ、４８８ｂの他端部はナットケース４３８の側面に、ばねポスト４８６ｃ、４８６ｄを介して、固定される。

位置検出機構４９０は、第１位置検出スイッチ４９４ａと、第２位置検出スイッチ４９４ｂと、プランジャ４９６とから構成される。

第１位置検出スイッチ４９４ａは、固定板４５２の側面に突出した突出部４５２ａに配置され、第２位置検出スイッチ４９４ｂは、ナットケース４３８の一端側近傍の側面にボルト５００ａ、５００ｂにより固定される固定ブロック５０２に配置される。前記第１位置検出スイッチ４９４ａと第２位置検出スイッチ４９４ｂとは、同軸線上に配置される。

プランジャ４９６は、支持台５０４にボルト５００ｃ、５００ｄにより固定され、該支持台５０４はナットケース４３８の側面にボルト５００ｅ、５００ｆにより固定される。プランジャ４９６の他端側の中央部から延伸し、矢印Ａ方向に変位自在なプランジャ軸４９６ａは、連結軸５０６を介してブレーキ板４４４と当接される。前記ブレーキ板４４４は、プランジャ４９６の作用下に、支点軸４８２を中心として回転することができる。

ガイド軸４５６ａ〜４５６ｄの一端側は、ナット４８２ａ〜４８２ｄと螺合し、固定板４５２に設けられた挿通孔４５８ａ〜４５８ｄと、圧縮ばね４８４ａ〜４８４ｄと、負荷検出板４５４に設けられた挿通孔４５８ｅ〜４５８ｈと、圧縮ばね４８４ｅ〜４８４ｈとに挿通され、一方、ガイド軸４５６ａ〜４５６ｄの他端側は、第１ナットケース蓋４６６に設けられた挿通孔４５８ｉ〜４５８ｌに挿通され、ナットケース４３８に設けられた螺孔４６３ａ〜４６３ｄと螺合する。なお、前記負荷検出板４５４は、圧縮ばね４８４ａ〜４８４ｈにより、固定板４５２とナットケース４３８との間で矢印Ａ１、Ａ２の双方向に変位可能な状態で保持される。

ステイ４２０は、負荷ロッド４３６の先端側に設けられ、負荷感応型推力伝達装置４００を作業台等に固定できる。

第３の実施の形態に係る負荷感応型推力伝達装置４００は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

クランパ等が装着された先端ナット４５０をワークから離間された状態から、前記ワークに対し加圧する場合、駆動モータ４１２が駆動されることにより、ローラねじ機構部４１６がワークに接近する方向、すなわち、矢印Ａ１方向へ変位すると共に、前記先端ナット４５０が矢印Ａ１方向へ変位する。ブレーキ板４４４が第２雌ねじ４４２の端面４４２ｃと当接し、第２雌ねじ４４２の回転運動は阻止されているため、前記先端ナット４５０は高速モードで矢印Ａ１方向に速やかに変位する。その後、位置検出機構４９０を構成する第２位置検出スイッチ４９４ｂに負荷検出板４５４が当接すると、プランジャ４９６に電気信号（検出信号）として伝達し、プランジャ４９６が駆動され、プランジャ軸４９６ａを矢印Ａ２方向に変位させる。該プランジャ軸４９６ａの作用下に、ブレーキ板４４４が支点軸４８２を中心として図１３において時計回りに回転し、ブレーキ板４４４は第２雌ねじ４４２の端面４４２ｃから離間する。これにより、第２雌ねじ４４２が回転可能となるため、前記先端ナット４５０は減速モードで矢印Ａ１方向へ減速して変位する。

一方、ワークを加圧した状態から離間する場合、先ず、位置検出機構４９０を構成する第１位置検出スイッチ４９４ａと第２位置検出スイッチ４９４ｂとの間の距離が所定の値を超えており、プランジャ軸４９６ａが矢印Ａ２方向に延伸しているため、ブレーキ板４４４は支点軸４８２を中心として図１３において時計回りに回転しており、ブレーキ板４４４は第２雌ねじ４４２の端面４４２ｃから離間している。そのため、第２雌ねじ４４２が回転可能であり、前記先端ナット４５０は減速モードで変位可能となるため、該先端ナット４５０は矢印Ａ２方向へ減速して変位する。その後、第２位置検出スイッチ４９４ｂと負荷検出板４５４が離間すると、プランジャ４９６が駆動され、プランジャ軸４９６ａは矢印Ａ１方向に収縮するため、ブレーキ板４４４は支点軸４８２を中心に図１３において反時計回りに回転する。その際、前記ブレーキ板４４４が第２雌ねじ４４２の端面４４２ｃに当接することにより、第２雌ねじ４４２の回転は阻止される。これにより、前記先端ナット４５０は高速モードで矢印Ａ２方向へ速やかに変位する。

前記先端ナット４５０の変位方向に拘らず、第１位置検出スイッチ４９４ａ又は第２位置検出スイッチ４９４ｂによる負荷検出板４５４の変位検出により発生された電気信号に基づき、高速モードと減速モードとを切り替えることが可能となる。

高速モードと減速モードを切り替える手段としては、前記第１位置検出スイッチ４９４ａと第２位置検出スイッチ４９４ｂによる負荷検出板４５４の変位検査で発生された電気信号に基づく手段の他に、駆動モータ４１２の電流値の変化に基づき、高速モードと減速モードとを切り替えることも可能である。すなわち、駆動モータ４１２の電流値を監視し、該電流値の規定値を超えたか否かにより、高速モードと減速モードとを切り替える手段であり、その処理手順を図１４に示すフローチャートに基づき説明する。

ステップＳ１〜Ｓ４は、電動アクチュエータにおいて一般的に行われている初期位置検出手順であり、詳細の説明は省略する。

ステップＳ５において、駆動モータ４１２の起動信号が発信されているか否かを判別する。前記起動信号が発信されている場合は、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６において、駆動モータ４１２を反時計回り（ＣＣＷ）に駆動させるか否かを判別する。反時計回りとしない場合はステップＳ７に進み、反時計回りとする場合はステップＳ８に進む。

ステップＳ７において、駆動モータ４１２を時計回り（ＣＷ）に駆動させるものとして設定し、ステップＳ９に進む。

ステップＳ８において、駆動モータ４１２を反時計回りに駆動させるものとして設定する。

ステップＳ９において、駆動モータ４１２をステップＳ７又はステップＳ８において設定した方向、すなわち、時計回り、又は反時計回りに駆動させる。

ステップＳ１０において、駆動モータ４１２の駆動時間が所定時間を超えたか否かを判別する。前記所定時間を超えた場合は、ステップＳ１１に進み、エラー処理を行う。

ステップＳ１２において、前記所定時間内で、駆動モータ４１２の電流値を監視し、規定値を超えたか否かを判別する。すなわち、ワークに対し、加圧する場合は、前記先端ナット４５０がワークに当接し、該先端ナット４５０に係る負荷が大きくなるに従い、駆動モータ４１２の電流値は大きくなる。一方、ワークに対し、離間する場合、前記先端ナット４５０がワークから離間すると、該先端ナット４５０に係る負荷がなくなり、駆動モータ４１２の電流値は小さくなる。前記規定値を超えていない場合は、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１３において、ワークに対し、加圧によって電流が規定値を超えた場合、プランジャ４９６をＡ２方向に起動し、ブレーキ板４４４が第２雌ねじ４４２の端面４４２ｃから離間することにより、第１雌ねじ４４０と第２雌ねじ４４２とが回転可能となり、前記先端ナット４５０は減速モードにより変位する。

ステップＳ１４において、前記先端ナット４５０がワークに対し、目標位置に達したか否かを判別する。前記目標位置に達した場合は、ステップＳ１５に進み、前記目標位置に達していない場合は、ステップＳ１０に戻る。

ステップＳ１５において、駆動モータ４１２を停止する。

ステップＳ１６において、プランジャ４９６をＡ１方向に起動し、再びステップＳ５に戻る。

以上のように、本発明によれば、進退両方向にわたって、雌ねじの回転を許容し又は阻止することが可能となり、減速モード時に生じる出力損失を可及的に排除することができる。そして、この高速モードと減速モードとの切替は、負荷検出板にかかる負荷や、負荷検出板の位置変位、及び駆動モータの電流値に基づき行うことが可能である。

本発明に係る負荷感応型推力伝達装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

第１の実施の形態に係る負荷感応型推力伝達装置の斜視全体説明図である。 図１に示す負荷感応型推力伝達装置の平面全体説明図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った負荷感応型推力伝達装置の全体断面図である。 図１に示す負荷感応型推力伝達装置の分解斜視図である。 図３に示す負荷感応型推力伝達装置の一部拡大断面図である。 第２の実施の形態に係る負荷感応型推力伝達装置の平面全体説明図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った負荷感応型推力伝達装置の全体断面図である。 図６に示す負荷感応型推力伝達装置の分解斜視図である。 図７に示す負荷感応型推力伝達装置の一部拡大断面図である。 第３の実施の形態に係る負荷感応型推力伝達装置の平面全体説明図である。 図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿った負荷感応型推力伝達装置の全体断面図である。 図１０に示す負荷感応型推力伝達装置の分解斜視図である。 図１１に示す負荷感応型推力伝達装置の一部拡大断面図である。 駆動モータの電流値の変化に基づき、高速モードと減速モードとを切り替える際の処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０、２００、４００…負荷感応型推力伝達装置
１２、２１２、４１２…駆動モータ １６、２１６、４１６…ローラねじ機構部
１８、２１８、４１８…雄ねじ部 ３６、２３６、４３６…負荷ロッド
３８、２３８、４３８…ナットケース
４０、２４０、４４０…第１雌ねじ ４２、２４２、４４２…第２雌ねじ
４４…第１ブレーキ板（回転阻止部材）
４６…摩擦板（摩擦部材） ４８…第２ブレーキ板（回転阻止部材）
５４、２５４、４５４…負荷検出板（負荷検出部材）
６０ａ、６０ｂ…摺動軸（駆動部材）
７４、２７４、４７４…オルダム継手
８０…ブレーキ機構 ８４ｅ〜８４ｈ…圧縮ばね
２４４、４４４…ブレーキ板 ２９０…摺動機構
２９４ａ…第１摺動板 ２９４ｂ…第２摺動板
２９６…リンク板 ４９０…位置検出機構
４９４ａ…第１位置検出スイッチ ４９４ｂ…第２位置検出スイッチ
４９６…プランジャ

Claims (5)

1. 回転駆動源と、
   前記回転駆動源により回転する雄ねじ部と、
   前記雄ねじ部と螺合し、前記雄ねじ部より有効径の大きい雌ねじ部と、
   前記雄ねじ部又は雌ねじ部と同期回転する摩擦部材と、
   前記雌ねじ部又は前記摩擦部材に対して押し付けられる回転阻止部材と、
   前記回転阻止部材を前記雌ねじ部又は前記摩擦部材から離間させるための駆動部材と、
   前記回転阻止部材に前記駆動部材を介して連結される負荷検出部材と、
   前記負荷検出部材に連結される負荷ロッド部材と、
   を有し、
   前記負荷検出部材に加わる負荷に基づき、前記駆動部材によって前記回転阻止部材が前記雌ねじ部又は前記摩擦部材から離間することを特徴とする負荷感応型推力伝達装置。
2. 請求項１記載の負荷感応型推力伝達装置において、
   前記雌ねじ部は第１の雌ねじと第２の雌ねじとがタンデムに且つ互いに反対方向に偏心して前記雄ねじ部が貫通するナットケースに回転自在に装着されていることを特徴とする負荷感応型推力伝達装置。
3. 請求項１又は２記載の負荷感応型推力伝達装置において、
   前記摩擦部材は前記回転阻止部材を構成する第１のブレーキ板と第２のブレーキ板によって挟持される摩擦板であることを特徴とする負荷感応型推力伝達装置。
4. 回転駆動源と、
   前記回転駆動源により回転する雄ねじ部と、
   前記雄ねじ部と螺合し、該雄ねじ部より有効径の大きい雌ねじ部と、
   前記雌ねじ部に対して押し付けられる回転阻止部材と、
   前記回転阻止部材を前記雌ねじ部から離間させるための駆動部材と、
   前記回転阻止部材に前記駆動部材を介して連結される負荷検出部材と、
   前記負荷検出部材に連結される負荷ロッド部材と、
   を有し、前記回転阻止部材は前記負荷検出部材が検出する負荷ロッド部材の位置検出信号により付勢されるアクチュエータの作用下に前記雌ねじ部に当接することを特徴とする負荷感応型推力伝達装置。
5. 回転駆動源と、
   前記回転駆動源により回転する雄ねじ部と、
   前記雄ねじ部と螺合し、該雄ねじ部より有効径の大きい雌ねじ部と、
   前記雄ねじ部の回転作用下に負荷に対して進退動作する負荷ロッドと、
   を有し、前記回転駆動源を駆動する電流値に応じて前記雌ねじ部の回転が阻止されることを特徴する負荷感応型推力伝達装置。

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