JPWO2018021536A1 - 往復作動体用移動装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)上記特許文献の技術は、前進用巻取器と正巻用線状体とで移動体(往復作動体)を前進させたり、後退用巻取器と逆巻用線状体とで移動体を後退させたりする。これは、一本のみの正巻用線状体と一本のみの逆巻用線状体で移動体を前進後退させる。これらの文献の技術のように、一本のみの線状体で移動体を動かす方式であると、重量化した移動体に適応することができない。その理由は、一本のみの線状体に負荷がかかりすぎて線状体に伸びや断線が起こる虞があり、従って不測の事故を起こす傾向があることである。
(2)上記の欠点を回避するために、線状体の強度を高めることが考えられる。その典型的な例は、直径の大きな線状体を採用することである。しかし、直径の大きな線状体を採用すると、線状体の耐屈曲寿命を確保するために巻取器直径を大きくしなければならない。巻取器直径を大きくすることは、技術的に容易に達成することができるが、それに伴って次のような問題が発生する。
(3)この種の線状体は、複数の素線が撚り合わされたワイヤから成っているのが一般的である。しかし、巻取器の直径は、線状体の素線直径の500倍程度に設定しなければならない。例えば、線状体の素線直径を2mmφに設定すると、巻取器の直径は、1000mm=1mとなる。従って、線状体の直径を大きくすると、巻取器直径の大型化を招き、また巻取器回転軸の大径化と高強度化とを必要とし、これに伴って、他の関連部品の大径化と高強度化が要求される。更に、線状体を索取りする際にプーリの如き周辺部品も大型化せざるを得なくなる。このように、大きな重量の移動体に適用するために、線状体の直径を大きくすると、それに伴って装置構成部品全体に影響が及び、移動装置の大幅なコストアップを招く。
(4)巻取器(高速回転体)の直径を上記のように大きくすると、回転中の巻取器に不正振動(回転振れ)が発生しやすくなる。例えば、回転中の不釣り合いによる遠心力が原因で巻取器の回転軸に撓みが生じると、この撓みが回転軸の振れ回り現象を引き起こす。特に注目すべきことは、このような状況下で巻取器の回転にみられる「回転軸の危険速度」である。即ち、回転軸の回転数が回転軸の曲げ固有振動数と一致すると、撓みが急激に大きくなって危険な状態となる。従って、巻取器の直径を大きくすると、巻取器の回転速度は、抑制しなければ成らない。換言すると、高度の安全対策を講じないかぎり、作業能率を高めるための巻取器の高速回転を求めることができない。
(5)一方、この種の移動装置の移動体として、棒状、柱状、枠状の如き横長構造物を採用したいという要望がある。このような横長構造物から成る移動体を用いる場合、一本のみの正巻用線状体や一本のみの逆巻用線状体を移動体の中心部(全長を二等分する箇所)に正確に接続することが必要である。更に、運転時には、巻取器を介して巻き取られる正巻用線状体や逆巻用線状体によって移動体を前進させたり後退させたりする。このような運転では、特に、左右のバランスを維持しながら移動体を移動させなければならないが、そのバランスが崩れて移動体が右傾、左傾のように傾くと、移動体の移動不能を招く。一本のみの線状体で移動体の中心部に移動力(牽引力)を加えるという既成の方式では、移動体は左右のバランスを崩し易い。その理由は、移動体の移動抵抗のアンバランス、移動荷重の変動、線状体の揺動や振動など、バランスを崩す要因が多く存在するからである。このバランス崩壊を防止するために、例えば、移動体の移動領域の両側にバランス保持用のガイド手段を設け、そのガイド手段で移動体の左右両側部を保持することが考えられる。しかし、移動体の移動距離は、50乃至100mにも及ぶことがあるので、バランス維持のために高額の設備費が必要となる。このバランス維持対策を講じることができない婆には、移動装置の実現自体が拒まれる。
(6)この種の移動装置においては、移動体を目標位置に正確に停止させることが重要である。これは、特に、生産ラインを用いて所要の物品(部品、部材)を供給する場合に、重要になる。しかし、単一の巻取器を介して正巻用線状体や逆巻用線状体を巻き取り巻き戻し制御する従来の移動装置は、線状体の巻き取り巻き戻し速度を減速しつつ移動体の速度を制御する場合、正巻用線状体又は逆巻用線状体に弛みが生じる傾向があるので、移動体が目標位置から若干ずれて停止することがある。従って、移動体を目標位置に常に正確に停止させるような改良が望まれている。
(11)前進方向の力を受けたときに移動領域内を前進したり後退方向の力を受けたときに移動領域内を後退したりする往復動自在な往復作動体を備え、
巻き取られる線状体を介して往復作動体に前進方向の力を付与したり巻き戻される線状体を介して往復作動体の後退を許容したりするための正逆回転自在な複数の前進用巻取器と、
巻き取られる線状体を介して往復作動体に後退方向の力を付与したり巻き戻される線状体を介して往復作動体の前進を許容したりするための正逆回転自在な複数の後退用巻取器と、
前記複数の前進用巻取器を介して巻き取り巻き戻し自在に保持される複数の正巻用線状体と、
複数の後退用巻取器を介して巻き取り巻き戻し自在に保持される複数の逆巻用線状体を備え、
複数の前進用巻取器による前進方向の力が往復作動体に伝わるように、各正巻用線状体が往復作動体と複数の前進用巻取器とにわたって索取りされており、
複数の後退用巻取器による後退方向の力が往復作動体に伝わるように、各逆巻用線状体が往復作動体と複数の後退用巻取器とにわたって索取りされており、
巻き取り回転時の各前進用巻取器と巻き戻し回転時の各後退用巻取器とが互いに同期かつ同調してそれぞれの巻き取り方向や巻き戻し方向へ回転し、且つ、巻き戻し回転時の各前進用巻取器と巻き取り回転時の各後退用巻取器とが互いに同期かつ同調してそれぞれの巻き戻し方向や巻き取り方向へ回転し、
それぞれの前進用巻取器による各正巻用線状体の巻き取り量とそれぞれの後退用巻取器による各逆巻用線状体の巻き戻し量とが互いに等しく、且つ、それぞれの前進用巻取器による各正巻用線状体の巻き戻し量とそれぞれの後退用巻取器による各逆巻用線状体の巻き取り量とが互いに等しいこと
を特徴とする往復作動体用移動装置。
(12) すべての前進用巻取器が同一軸線上で一列に並んでいる上記(11)項に記載された往復作動体用移動装置。
(13) すべての後退用巻取器が同一軸線上で一列に並んでいる上記(11)項に記載された往復作動体用移動装置。
(14) すべての前進用巻取器とすべての後退用巻取器とが同一軸線上で一列に並んでいる上記(11)項に記載された往復作動体用移動装置。
(15) すべての前進用巻取器が一体化されて構成されている上記(11)項、上記(12)項、上記(14)項のいずれかに記載された往復作動体用移動装置。
(16) すべての後退用巻取器が一体化されて構成されている上記(11)項、上記(13)項、上記(14)項のいずれかに記載された往復作動体用移動装置。
(17) すべての前進用巻取器とすべての後退用巻取器とが一体化されて構成されている上記(11)項又は上記(14)項に記載された往復作動体用移動装置。
(18) すべての前進用巻取器が一体化されて構成され、且つ、すべての後退用巻取器が一体化されて構成されており、かつ、一体化された前進用巻取器と一体化された後退用巻取器とが互いに別体である上記(11)項又は上記(14)項に記載された往復作動体用移動装置。
(19) 往復作動体移動領域の往動開始側と復動開始側とのうちから選択された一方側にすべての前進用巻取器が配置されており、往復作動体移動領域の往動開始側と復動開始側とのうちから選択された他方側にすべての後退用巻取器が他側に配置されている上記(11)項又は上記(18)項に記載された往復作動体用移動装置。
(20) 正巻用線状体と逆巻用線状体とを一連に構成してなる複数の両用線状体を備え、且つ、両用線状体を巻き取ったり巻き戻したりするための前進用巻取器と後退用巻取器とを一体に構成してなる巻取器集合体を具備し、更に、両用線状体の中間部が巻取器集合体に巻き付けられ、且つ、両用線状体の一端部が正巻用線状体の端部として往復作動体に繋がれ、かつ、両用線状体の他端部が逆巻用線状体の端部として往復作動体に繋がれている上記(11)項、上記(14)項、上記(17)項、上記(19)項のいずれかに記載された往復作動体用移動装置。
(21) 往復作動体の左右方向の寸法が、往復作動体の前後方向の寸法より大きい上記(11)項乃至上記(20)項のいずれかに記載された往復作動体用移動装置。
(22) 往復作動体の移動領域が、地上、地下、水上、水中、空中のうちのいずれか一つに設定されており、その移動領域を往復作動体が往復移動するものである上記(11)項ないし上記(21)項のいずれかに記載された往復作動体用移動装置。
(31) 往復作動体の前進を複数の前進用巻取器と複数の正巻用線状体とで行い、かつ、往復作動体の後退を複数の後退用巻取器と複数の逆巻用線状体とで行う。このような移動方式であると、単数の前進用巻取器と単数の正巻用線状体とで往復作動体を前進させたり、また、単数の後退用巻取器と単数の逆巻用線状体とで往復作動体を後退させたりするものに比し、より強力な牽引力を往復作動体を作用させてこれを移動させることができる。従って、重量(質量)の大きい往復作動体の高速移動でも、その強力な牽引力を介して円滑で軽快かつ安定して往復作動体を前進後退させることができる。
(32) 上記の移動方式とすると、更に、横方向(左右方向)の寸法が大きい往復作動体や、横長の長大な往復作動体や、重量が大きくて長大な往復作動体も、バランスを損なうことなく安定して前進後退させることができる。その理由は、例えば、横長往復作動体の左側部と右側部にそれぞれ連結された2本の各正巻用線状体を前進用巻取器で同期かつ同調して巻き取ることにより、左右両側部を含む往復作動体(全体)がほぼ正確な姿勢を保持して等速移動するからである。同様に、横方向の寸法が大きい往復作動体や横長往復作動体の左側部と右側部に連結された2本の各逆巻用線状体を後退用巻取器で同期かつ同調して巻き取る場合も、往復作動体はバランスを損なうことなく横長状態を維持しながら全体が高速移動かつ等速移動する。
(33) 複数の正巻用線状体と複数の逆巻用線状体とを備えていると、往復作動体が重量の大きくても、線状体の直径を大きくする必要がないので、巻取器の直径も大きくする必要がない。従って、正巻用線状体、逆巻用線状体、巻取器を含む主要な構成部分が大型化することなく、往復作動体用移動装置の簡潔化とコンパクト化をはかることができる。特に、すべての前進用巻取器が同一軸線上で一列に並んでいるもの、すべての後退用巻取器が同一軸線上で一列に並んでいるもの、すべての前進用巻取器とすべての後退用巻取器とが同一軸線上で一列に並んでいる構成、すべての前進用巻取器が一体化されて構成されている構成、すべての後退用巻取器が一体化されている構成、すべての前進用巻取器とすべての後退用巻取器とが一体化されている構成は、往復作動体用移動装置の簡潔化とコンパクト化とをより顕著にすることができる。
(34) 往復作動体用移動装置は、往復作動体、複数の前進用巻取器、複数の後退用巻取器、複数の正巻用線状体、複数の逆巻用線状体を主体に構成されていて、既述の安定機能を有する。更に詳細に述べると、前進用巻取器、後退用巻取器、正巻用線状体、逆巻用線状体が複数あることによって各部分に加わる負荷が分散され、それぞれの要素に無理な荷重が作用しないので、各部分が故障し難い。従って、往復作動体用移動装置の長寿命をはかることができる。
(35) 往復作動体移動領域の往動開始側と復動開始側とのうちから選択された一方側にすべての前進用巻取器が配置されており、往復作動体移動領域の往動開始側と復動開始側とのうちから選択された他方側にすべての後退用巻取器が他側に配置されている往復作動体用移動装置は、各巻取器が一箇所にまとまるので、これらを集中管理したり集中監視したりするのが容易となる。
(36) 往復作動体移動領域の往動開始側と復動開始側とのうちから選択された一方側にすべての前進用巻取器が配置されており、往復作動体移動領域の往動開始側と復動開始側とのうちから選択された他方側にすべての後退用巻取器が他側に配置されている往復作動体用移動装置は、各前進用巻取器と各後退用巻取器とが分離配置状態になるので、一箇所に巻取器用の大きな設置スペースを要することがなく、また、線状体の巻き取り巻き戻し速度を減速しつつ往復作動体の速度をコントロールする際に、正巻用線状体や逆巻用線状体に弛みが発生するのを抑制又は防止できるので、往復作動体を目標位置に正確に停止させることができる。これによって、性能の高い往復作動体用移動装置を低コストで提供することができる。
(37) 正巻用線状体と逆巻用線状体とが両用線状体で構成されていたり、この両用線状体を巻き取ったり巻き戻したりするための前進用巻取器と後退用巻取器とが巻取器集合体で構成されていたりする往復作動体用移動装置は、装置の構成が簡潔となるだけでなく、巻取器集合体における軸方向の領域を有効に活用して複数の両用線状体を効率よく巻き取ったり巻き戻したりすることができる。
(38) 往復作動体、複数の前進用巻取器、複数の後退用巻取器、複数の正巻用線状体、複数の逆巻用線状体を主体に構成される往復作動体用移動装置は、既述のように往復作動体を安定して前進後退させることができる。これは、往復作動体の移動領域が地上、地下、水上、水中、空中などいずれに設定されていても、当該往復作動体を安定移動させることを可能とする。従って、汎用性の高い往復作動体用移動装置を低コストで提供することができる。
(2)張り締め機構TMにおいては、プーリ軸PXの回転にともない、軸XXがマグネットギアMGを介して回転する。
(3)軸XXに連結しているカムCが回転する。
(4)アームAMの場合、偏心量を「e」とするカムCの回転で揺動回転するものである。即ち、アームAMは、引張ばねSPを介して常にカムCと接触しているので、このカム回転にともない揺動する。
(5)アームAMの揺動によってローラRが左右に微少量回転する。
(6)ローラRに内蔵されたワンウエイクラッチWを介して、図5(B)中、右回転のときのみナットNを回転させる。
(7)ナットNの回転によって、ねじ軸RXがプーリユニットPU00上のプーリホルダPHを図5(A)の矢印F1方向へ引いて線状体51a乃至51c、52a乃至52cにテンンションを加える。
(8)引張ばねSPは、線状体の適正張力に見合う特性を有するので、各線状体51a乃至51c、52a乃至52cは適正な張力を常に維持される。
21X 巻取器集合体
21Y 巻取器集合体
21Z 巻取器集合体
22a 前進用巻取器
22b 前進用巻取器
22c 前進用巻取器
22d 前進用巻取器
22e 前進用巻取器
22f 前進用巻取器
23a 後退用巻取器
23b 後退用巻取器
23c 後退用巻取器
23d 後退用巻取器
23e 後退用巻取器
23f 後退用巻取器
26 回転軸
34 原動機
51a 正巻用線状体
51b 正巻用線状体
51c 正巻用線状体
51d 正巻用線状体
51e 正巻用線状体
51f 正巻用線状体
52a 逆巻用線状体
52a 逆巻用線状体
52b 逆巻用線状体
52c 逆巻用線状体
52d 逆巻用線状体
52e 逆巻用線状体
52f 逆巻用線状体
52a 逆巻用線状体
51R 両用線状体
51S 両用線状体
51T 両用線状体
71 往復作動体
81 カップリング
X1 線状体の固定部
X2 線状体の固定部
X3 線状体の固定部
X4 線状体の固定部
X5 線状体の固定部
X6 線状体の固定部
P01 プーリ
P02 プーリ
P03 プーリ
P04 プーリ
P05 プーリ
P06 プーリ
P07 プーリ
P08 プーリ
P09 プーリ
P10 プーリ
P12 プーリ
P13 プーリ
P14 プーリ
PU00 プーリユニット
PU01 プーリユニット
PU02 プーリユニット
PU03 プーリユニット
PU04 プーリユニット
PU05 プーリユニット
PU06 プーリユニット
PU07 プーリユニット
Claims (13)
- 前進方向の力を受けると移動領域内を前進し、後退方向の力を受けると、移動領域内を後退する往復動自在な往復作動体を備え、
巻き取られる線状体を介して前記往復作動体に前進方向の力を付与したり巻き戻される線状体を介して往復作動体の後退を許容したりするために正逆回転自在な複数の前進用巻取器と、
巻き取られる線状体を介して往復作動体に後退方向の力を付与したり巻き戻される線状体を介して往復作動体の前進を許容したりするために正逆回転自在な複数の後退用巻取器と、
前記複数の前進用巻取器を介して巻き取り巻き戻し自在に保持される複数の正巻用線状体と
前記複数の後退用巻取器を介して巻き取り巻き戻し自在に保持される複数の逆巻用線状体を備え、
前記複数の前進用巻取器による前進方向の力が往復作動体に伝わるように、前記各正巻用線状体が往復作動体と複数の前進用巻取器とにわたって索取りされ、
前記複数の後退用巻取器による後退方向の力が往復作動体に伝わるように、該各逆巻用線状体が往復作動体と複数の後退用巻取器とにわたって索取りされ、
巻き取り回転時の各前進用巻取器と巻き戻し回転時の各後退用巻取器とが互いに同期かつ同調してそれぞれの巻き取り方向や巻き戻し方向へ回転し、また、巻き戻し回転時の各前進用巻取器と巻き取り回転時の各後退用巻取器とが互いに同期かつ同調してそれぞれの巻き戻し方向や巻き取り方向へ回転し、
それぞれの前進用巻取器による各正巻用線状体の巻き取り量とそれぞれの後退用巻取器による各逆巻用線状体の巻き戻し量とが互いに等しく、それぞれの前進用巻取器による各正巻用線状体の巻き戻し量とそれぞれの後退用巻取器による各逆巻用線状体の巻き取り量とが互いに等しいこと
を特徴とする往復作動体用移動装置。 - すべての前進用巻取器が同一軸線上で一列に並んでいる請求項1に記載された往復作動体用移動装置。
- すべての後退用巻取器が同一軸線上で一列に並んでいる請求項1に記載された往復作動体用移動装置。
- すべての前進用巻取器とすべての後退用巻取器とが同一軸線上で一列に並んでいる請求項1に記載された往復作動体用移動装置。
- すべての前進用巻取器が一体化されている請求項1、請求項2、請求項4のいずれかに記載された往復作動体用移動装置。
- すべての後退用巻取器が一体化されている請求項1、請求項3、請求項4のいずれかに記載された往復作動体用移動装置。
- すべての前進用巻取器とすべての後退用巻取器とが一体化されている請求項1又は請求項4に記載された往復作動体用移動装置。
- すべての前進用巻取器が一体化されて構成され、且つ、すべての後退用巻取器が一体化されており、かつ、一体化された前進用巻取器と一体化された後退用巻取器とが互いに別体である請求項1又は請求項4に記載された往復作動体用移動装置。
- すべての前進用巻取器とすべての後退用巻取器とが、往復作動体移動領域の往動開始側と復動開始側とのうちから選択されたいずれか一方側に配置されている請求項1、請求項4、請求項7、請求項8のいずれかに記載された往復作動体用移動装置。
- 往復作動体移動領域の往動開始側と復動開始側とのうちから選択された一方側にすべての前進用巻取器が配置されており、往復作動体移動領域の往動開始側と復動開始側とのうちから選択された他方側にすべての後退用巻取器が他側に配置されている請求項1又は請求項8に記載された往復作動体用移動装置。
- 正巻用線状体と逆巻用線状体とを一連に形成されている複数の両用線状体を備え、前記両用線状体を巻き取ったり巻き戻したりするための前進用巻取器と後退用巻取器とを一体化されている巻取器集合体を備え、更に、前記両用線状体の中間部が巻取器集合体に巻き付けられているとともに、両用線状体の一端部が正巻用線状体の端部として往復作動体に繋がれ、かつ、両用線状体の他端部が逆巻用線状体の端部として往復作動体に繋がれている請求項1、請求項4、請求項7、請求項9のいずれかに記載された往復作動体用移動装置。
- 往復作動体の左右方向の寸法が往復作動体の前後方向の寸法よりも大きい請求項1ないし請求項11のいずれかに記載された往復作動体用移動装置。
- 往復作動体の移動領域が、地上、地下、水上、水中、空中のうちのいずれか一つに設定されており、その移動領域を往復作動体が往復移動するものである請求項1乃至請求項12のいずれかに記載された往復作動体用移動装置。
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