JP2755331B2 - 過負荷安全装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は過負荷安全装置に係わり、特に直進運動する
駆動側部材とこの駆動側部材によって作動される被動側
部材との間に介設されて、被動側部材に作用する負荷が
過負荷になると駆動側部材から被動側部材への動力の伝
達を遮断して、機械装置を破損などの事故から守る過負
荷安全装置に関するものである。

《従来の技術》 一般に、直進運動する駆動側部材によって被動側部材
を一体的に直進作動させる機械装置にあっては、その駆
動側部材と被動側部材との間に被動側部材に作用する負
荷が過負荷になったときに駆動側部材から被動側部材に
伝達する動力を遮断させて、機械装置を破損等の事故か
ら守る過負荷安全装置を取付けている。

この過負荷安全装置は駆動側部材と被動側部材とをそ
れらの直進運動方向に沿って相互に摺動移動自在に結合
させるとともに、その駆動側部材または被動側部材のい
ずれか一方には係合凹部を形成し、かつ他方にはその係
合凹部に係脱自在に係合する係合球を収納保持する貫通
孔を形成して、この貫通孔から上記係合凹部の反対側に
突出した係合球をスプリング等によって付勢したピスト
ンで上記係合凹部内に向けて押圧し、これにより駆動側
部材から被動側部材に動力が確実に伝達されるようにし
ている。そして、上記被動側部材に障害物が当たる等し
てその被動側部材に所定の伝達限界トルク値を超えた過
負荷が作用した場合には、前記スプリングの付勢力に抗
して鋼球と係合溝との係合が外れてその動力の伝達が遮
断されるようになっている。

《発明が解決しようとする課題》 ところで、上記従来の過負荷安全装置にあっては、ピ
ストンと係合球とをそれらの軸芯と中心とを同軸上に一
致させて接触させており、係合球に対するピストン側の
接触部位は常に同じ箇所になっていた。このため、ピス
トンの中心部が係合球との接触により偏摩耗し、この偏
摩耗が進行するとそれらピストンと係合球との接触面積
が増大して、過負荷により係合球が係合凹部から外れる
ときの係合球の回転に伴うピストンとの間に滑り抵抗が
増大し、その結果、応答感度や位置決め精度の低下を招
く等の問題があった。

本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、
その目的は、係合球との滑り接触によるピストンの偏摩
耗の発生を極力防止することができる、耐久性の高い過
負荷安全装置を提供することにある。

《課題を解決するための手段》 本発明は前記目的を達成するために、直進運動する駆
動側部材と、該駆動側部材にその直進方向に沿って摺動
移動自在に取付けられた被動側部材と、前記駆動側部材
あるいは被動側部材のいずれか一方に形成された係合凹
部と、該係合凹部に対面して前記駆動側部材あるいは被
動側部材のいずれか他方に設けられた貫通孔と、該貫通
孔内に挿入されて前記係合凹部に係脱自在に係合する係
合球と、前記貫通孔に対面されて前記係合凹部と反対側
に設けられるとともに、該貫通孔から突出する前記係合
球に軸芯が偏心されて当接されて、該係合球を前記係合
凹部内に向けて押圧するとともに前記軸芯を中心に回転
自在なピストンと、を備えて過負荷安全装置を構成す
る。

《作 用》 上記構成の本発明に係る過負荷安全装置によれば、ピ
ストンと係合球とを偏心配置させているので、過負荷時
において係合球が係合凹部から離脱して係合球が回転す
ると、その回転によりピストンも回転し、係合球はピス
トンに対してこのピストンの中心部から一定距離離れた
箇所を順次転動するので、ピストンに偏摩耗が生じるこ
とを可及的に防止し得る。

《実 施 例》 以下、図に示す実施例を用いて本発明の詳細を説明す
る。

第１図は本発明に係る過負荷安全装置を採用した機械
装置の平面図、第２図は本発明に係る過負荷安全装置の
一実施例を示す斜視図、第３図及び第４図は同過負荷安
全装置の動力伝達時及び遮断時の断面図である。

過負荷安全装置１は、機械装置２の出力端部材３に連
結固定された駆動側部材たるレール４と、このレール４
に摺動自在に嵌合された被動側部材たるスライダー５と
を備えている。ここで、上記機械装置２の出力端部材３
は、機械装置２の内部に設けられた動力伝達機構（図示
せず）を介して入力軸2aに連結されていて、入力軸2aの
回転に伴い第１図中に示す矢印A,B,C方向に沿って往復
直進運動してコ字状の運動軌跡を描くようになってい
る。そして、前記レール４は機械装置２の出力端部材３
に対してそのＡ及びＣ方向への直進運動方向に沿って取
付けられ、スライダー５はそのＡ及びＣの直進方向に沿
って、レール４の長手方向に摺動移動自在に取付けられ
ている。

上記レール４の所定位置には、逃げ部6aを有する皿穴
状の係合凹部６が設けられていると共に、スライダー５
側にはその係合凹部６に相対する位置に貫通孔７が設け
られており、この貫通孔７内には鋼球でなる係合球８が
回転自在に保持されている。

また、前記スライダー５には、上記貫通孔７に対面し
て上記係合凹部６と反対側となる図示する上方側に、そ
の貫通孔７の軸方向（すなわち上下方向）に摺動して貫
通孔７の上端部から突出した係合球８に当接するピスト
ン９が設けられている。このピストン９は筒体状のケー
ス10内に内装され、このケース10の下端部にはフランジ
部10aが形成されていて、このフランジ部10aがねじ部材
11によってスライダー５に締結固定されている。

ケース10の上端部外周にはねじ部10bが形成されてい
て、このネジ部10bには蓋体12が螺合されている。この
蓋体12の軸芯部にはピストン９のロッド部9aを挿通させ
る挿通孔12aが設けられており、ピストン９のロッド部9
bの軸端はその挿通孔12aを通じて外部に露出されてい
る。ケース10内にはロッド部9bに外装されてスプリング
13が設けられている。このスプリング13はその下端部が
ベアリング14を介してピストン９に係止される一方、上
端部が上記蓋体12に係止されてそれらの間に圧縮された
状態で介装されており、ピストン９を常時下方に付勢し
て、係合球８をレール４側に向けて押圧する構造となっ
ている。したがって、係合球８がレール４上の係合凹部
６と相対したとき、第３図に示すように、この係合球８
は前記スプリング13の付勢力によって係合凹部６に嵌合
押圧されることになる。

ここで、第３図及び第４図から明らかなように、ピス
トン９の軸心15は係合球８の中心位置16（つまり換言す
れば貫通孔７の軸芯）に対して同一線上ではなくＥ寸法
（第３図参照）だけ偏心された構成となっており、ピス
トン９はその軸芯15から所定距離ずれた箇所で係合球８
に当接している。

次に、以上のように構成された過負荷安全装置の動作
について説明する。今、図示しない駆動源を作動させる
と、動力が機械装置２の入力軸2aから動力伝達機構を介
して出力端部材３に伝達され、レール４を矢印A,B,C方
向に沿わせて前後，左右方向に往復直進運動させる。こ
のとき、係合球８は、第３図に示すようにスプリング1
3,ピストン９によってレール４の係合凹部６に係合押圧
された状態となっており、スライダー５もレール４と一
体となって移動されるようになっている。したがって、
このスライダー５上に装着固定したワークのクランプ手
段等の部材（図示せず）もレール４と一体となって移動
する。

このようにしてレール４と一体となって第１図に示す
Ａ及びＣそ方向に直進運動しているスライダー５に障害
物が当たるなどしてスライダー５に過負荷が作用した場
合、係合球８はスプリング13の付勢力に抗してレール４
の係合凹部６から外れ、レール４上に乗り上げた状態と
なる（第４図参照）。したがって、この状態において
は、レール４が直進運動されてもスライダー５はレール
４に対して相対的にその長手方向に沿って摺動移動し、
もってレール４とスライダー５との間の動力の伝達が遮
断される。この動力の遮断時にあってはレール４の移動
により係合球８が回転されるが、このとき係合球８の中
心位置16とピストン９の軸芯15とが偏心しているため、
係合球８の回転によりピストン９が矢印Ｄ方向（第４図
参照）に回転させられる。したがって、係合球８とピス
トン９との接触は接触位置が順次変化するころがり接触
となり、従来に比べてピストン９の偏摩耗を大幅に低減
することができる。

なお、上述した実施例においては係合凹部６をレール
４の幅方向中央部に設けているが、幅方向全体にわたっ
て設けた溝状の凹部であってもよい。

また、駆動側部材と被移動側部材との取合関係を逆に
して、スライダー５を機械装置２の出力端部材３側に取
付け、レール４にクランプ手段等の部材を装着するよう
にしても良い。

第５図及び第６図は本発明に係る過負荷安全装置の変
形実施例を示すものである。この変形実施例にあって
は、機械装置２の出力端部材３に一体的に取付けられる
駆動側部材はその横断面が円形状に形成された軸部材17
となっている。また、被動側部材は上記軸部材17に摺動
移動自在に嵌合されたカラー19とこのカラー19の外周側
に一体的に圧入嵌合された取付ベース24とからなり、こ
の取付ベース24に図示していないがワークのクランプ手
段等の部材が装着されるようになっている。

そして、上記軸部材17の所定の位置には逃げ部18aを
有する皿穴状の係合凹部18が設けられている。また、前
記軸17に摺動自在に嵌合されたカラー19には、径方向に
沿って貫通孔19aが設けられており、この貫通孔19a内に
保持された係合球20が前記係合凹部18に係合し得るよう
になっている。なお、前記軸部材17の長手方向にはこれ
に沿って前記カラー19の内面側に設けられた係合突起21
が摺動自在に係合するガイド溝22が設けられており（第
５図参照）、この係合突起21とガイド溝22との係合関係
によって、前記軸部材17とカラー19とは相対的に回転不
能な構成となっている。

また、前記係合球20の図示する上方には貫通孔19aに
対して軸芯が偏心された位置にピストン23が配設されて
いて、このピストン23はカラー19の外周側に設けられた
取付ベース24の収納孔24a内に上下方向に摺動自在に内
装された構成となっている。さらに、前記取付ベース24
の収納孔24aの内壁上端部にはねじ部24bが形成されてお
り、このねじ部24bには蓋体25が螺合されている。前記
ピストン23のロッド部23aにはスプリング26が外装さ
れ、このスプリング26はその一端がベアリング27を介し
てピストン23に係止される一方、他端が蓋体25に係止さ
れてそれらの間に圧縮状態で介装されており、前記ピス
トン23を常時下方に押圧付勢している。

今、第５図及び第６図は動力伝達時の状態を示してお
り、この状態において取付ベース24に過負荷が作用した
場合、係合球20はスプリング26の付勢力に抗して軸17の
係合凹部18から外れ、軸17上に乗り上げる。したがっ
て、この状態においては、軸17が駆動されてもカラー19
及び取付ベース24は軸17に対して相対的に摺動し、この
軸17とカラー19及び取付ベース23との間の動力の伝達が
遮断される。この動力遮断時にあっては、軸17の移動に
より係合球20が回転されるが、このとき係合球20の中心
位置28に対してピストン23の軸芯29がＥ寸法だけ偏心さ
れているため（第５図参照）、係合球20の回転によりピ
ストン23も回転させられ、両者間の接触はころがり接触
となる。したがって、従来に比べてピストン23の偏摩耗
は極めて少なくなる。

《発明の効果》 以上説明したように本発明に係る過負荷安全装置によ
れば、係合球に対してピストンをその軸芯部から偏心さ
せて当接させることにより、過負荷による係合球の係合
凹部からの離脱時に、それら係合球とピストンとをころ
がり接触させ、係合球とピストンとの接触位置を常に変
化させるようにしたので、前記ピストンに偏摩耗が生じ
ることを可及的に防止することができる。したがって、
偏摩耗に基因する応答感度や位置決め精度等の低下等を
可及的に防止して耐久性の大幅な向上を図り得るという
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る過負荷安全装置を採用した機械装
置の平面図、第２図は本発明に係る過負荷安全装置の一
実施例を示す斜視図、第３図及び第４図は同過負荷安全
装置の動力伝達時及び遮断時の断面図、第５図及び第６
図は本発明に係る過負荷安全装置の変形実施例を示す横
断面図と縦断面図である。 １……過負荷安全装置 ４……レール（駆動側部材） ５……スライダー（被動側部材） ６……係合凹部、８……係合球 ９……ピストン、13……スプリング 17……軸部材（駆動側部材） 18……係合凹部 19……カラー（被動側部材） 20……係合球、23……ピストン 24……取付ベース（被動側部材） 26……スプリング

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直進運動する駆動側部材と、 該駆動側部材にその直進方向に沿って摺動移動自在に取
   付けられた被動側部材と、 前記駆動側部材あるいは被動側部材のいずれか一方に形
   成された係合凹部と、 該係合凹部に対面して前記駆動側部材あるいは被動側部
   材のいずれか他方に設けられた貫通孔と、 該貫通孔内に挿入されて前記係合凹部に係脱自在に係合
   する係合球と、 前記貫通孔に対面されて前記係合凹部と反対側に設けら
   れ、該貫通孔から突出する前記係合球に軸芯が偏心され
   て当接されて、該係合球を前記係合凹部内に向けて押圧
   するとともに前記軸芯を中心にして回転自在なピストン
   と、 を備えたことを特徴とする過負荷安全装置。