WO2020179751A1 - 送りねじクラッチ機構 - Google Patents
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- F16H25/20—Screw mechanisms
- F16H25/24—Elements essential to such mechanisms, e.g. screws, nuts
Definitions
- the present invention relates to a feed screw clutch mechanism that connects and disconnects power transmission from a feed screw to an object to be fed.
- Patent Document 1 As a mechanism for intermittently transmitting power from a feed screw to an object to be fed, one using a half member is known (for example, refer to Patent Document 1).
- the first and second half members are screwed to the feed screw at the first position where they form a feed nut to be screwed with the feed screw, and these are separated from each other. The two positions can be switched between the released second position and the second position.
- the first and second half members are each formed in a substantially crank shape, and a screw surface forming a portion corresponding to a half circumference portion of the feed screw is formed at the tip portion thereof, and a cam is formed at the rear end portion.
- a cam driven surface is formed to transmit the operation of the above to the first and second half members.
- the central portions of the first and second half members are supported by a spindle so that they can be opened and closed with each other.
- a tension spring that urges the first and second half members in the closing direction is provided at an intermediate position between the spindles of the first and second half members and the screw surface.
- the first and second half members transfer power from the feed screw to the feed object by opening and closing in a clip shape between the first position and the second position. It is a mechanism to intermittently. Therefore, in order to interrupt the power transmission, it is necessary to secure a space for the first and second half members to open and close in a clip shape.
- An object of the present invention is to provide a lead screw clutch mechanism that can operate in a more compact space in view of the problems of the prior art.
- the feed screw clutch mechanism of the present invention A feed screw clutch mechanism that interrupts the transmission of power between a feed object fed in the feed direction by a feed screw and the feed screw.
- First and second half members at least one of which constitutes a half nut; A first position that supports the first and second half members, respectively, and forms a feed portion in which the first and second half members are close to each other and screwed with the feed screw, and the first and second halves.
- the first and second support members that guide each other so that the half members are separated from each other and can move in parallel with the second position where the screw with the feed screw is released.
- a case portion that accommodates the first and second support members such that they can move in translation between the first and second positions and is fixed to the object to be fed;
- a switching means for moving the first and second support members in parallel between the first and second positions is provided.
- the switching means is An urging member that urges the first and second support members in a direction toward the first position or the second position.
- the first surface provided on the first support member or the first half member and the second surface provided on the second support member or the second half member and facing the first surface rotate in contact with both of them.
- a cam member for moving the first and second support members between the first and second positions by increasing and decreasing the distance between the first and second surfaces It is characterized by having.
- the first and second support members are first rotated by rotating the cam member in a direction in which the distance between the first and second surfaces increases or decreases. Translate and move to one position. As a result, the first and second half members are in a state of forming a feed portion and screwing with the feed screw. That is, the feed screw clutch mechanism is in a connected state capable of transmitting power between the object to be fed and the feed screw.
- the cam member is rotated in the opposite direction to the case where the first and second support members are translated to the first position, and the first and second support members are translated to the second position.
- the screw with the feed screw is released. That is, the feed screw clutch mechanism is in a disconnected state in which power cannot be transmitted from the feed screw to the object to be fed.
- the positions of the first and second support members are moved by translating the first and second support members in such a manner that the screwing surfaces of the first and second half members face each other. Is switched between the first and second positions, and the transmission of power from the feed screw to the feed object is interrupted. Therefore, the first and second support members do not open and close like a clip when the power transmission is interrupted.
- a space for operating the first and second support members in the opening / closing direction in a clip shape is not required, and the first and second support members are placed between the first and second positions. It suffices to secure enough space to move them in parallel with each other. Therefore, it is possible to promote space saving in the equipment that employs the feed screw clutch mechanism.
- the first and second support members are respectively A plate-shaped portion having a front surface and a back surface and a peripheral surface connecting these peripheral edges, A plurality of rod-shaped portions for holding the first or second half member at a tip portion extending from a peripheral portion of the back surface of the plate-shaped portion in a direction orthogonal to the back surface,
- the plate-shaped portion of the second support member is provided with a fitting recess on the peripheral surface to which the rod-shaped portion of the first support member is fitted.
- the first and second support members have guide surfaces that guide each other so that they can move relative to each other in the direction of the translational movement.
- the guide surface includes the fitting recesses that slide with each other when the first and second support members move between the first and second positions, and the rod-shaped portions of the first and second support members. It is composed of a side surface and a side surface of the first half member.
- the first surface is composed of the back surface of the plate-shaped portion of the first support member.
- the second surface is composed of the surface of the plate-shaped portion of the second support member.
- the biasing member is interposed between the back surface of the plate-shaped portion of the second support member and the first half member to bias the first and second support members in a direction toward the first position. It is preferable that it is a force.
- the feed screw clutch mechanism can be compactly configured while appropriately realizing the translational movement between the first and second positions of the first and second support members.
- the plate surface of the plate-shaped portion of the second support member has a rectangular shape and has a rectangular shape.
- the second support member is formed as the rod-shaped portion.
- One first rod-shaped portion having a rectangular cross section and one side of the end surface on the plate-shaped portion side constitutes the central portion of one side of the plate surface.
- a cross section is rectangular; and two second rod-shaped portions, one side of which is on the side of the plate-shaped portion and which constitutes both ends of the side opposite to the one side of the plate-shaped surface,
- the plate-shaped portion of the second support member serves as the fitting recess.
- a cross section perpendicular to the direction of the translational movement is a right-angled triangle, and two triangular concave portions are provided at corners on both sides of the first rod-shaped portion of the plate-shaped portion, one of the triangular concave portions being provided.
- the triangular concave portion whose inner wall constitutes a part of the side surface of the plate-shaped portion side end portion of the first rod-shaped portion,
- a rectangular concave section having a rectangular cross section perpendicular to the direction of the translational movement, and a side wall formed by opposing side surfaces of the end portions of the two second rod-shaped portions on the plate-shaped portion side.
- the first and second rod-shaped portions are respectively An inner side surface of the second support member, which is provided at an end opposite to the plate-shaped portion and faces the second half member, With a convex portion protruding from the inner surface,
- the second half member is The inner side surface of the first rod-shaped portion and the first and second side surfaces facing the inner side surface of the two second rod-shaped portions, respectively. It is provided on each of the first and second side surfaces, and is provided with two recesses into which the convex portions of the first and second rod-shaped portions can be fitted.
- the first support member preferably has the same configuration as the second support member.
- first and second rod-shaped portions of the first support member are slid and fitted into the rectangular concave portion and the triangular concave portion of the second support member, respectively, and the convex portions of the first and second rod-shaped portions are fitted.
- the first and second support members and the first and second half members can be coupled to each other simply by sliding and fitting the recesses of the first and second half members.
- FIG. 4A is a perspective view of the first and second half members of the feed screw clutch mechanism of FIG. 1.
- FIG. 4B is a perspective view of the first and second half members viewed from another direction. It is a perspective view which shows the state which combined the 1st and 2nd support members and the 1st and 2nd half members in the feed screw clutch mechanism of FIG. It is a figure which shows the state when the 1st and 2nd support members of a feed screw clutch mechanism are positioned at the 1st position. It is a figure which shows the state when the 1st and 2nd support members of a feed screw clutch mechanism are positioned at the 2nd position.
- FIG. 1 shows a lead screw clutch mechanism according to an embodiment of the present invention.
- the feed screw clutch mechanism 1 is for intermittently transmitting the power from the feed screw 2 to the object to be fed.
- the drive shaft 3 that pushes the plunger of the syringe pump used when performing intravenous drip injection corresponds to the object to be fed.
- the feed screw clutch mechanism 1 is provided with a clutch case 4 as a case part that accommodates the main part thereof.
- the clutch case 4 is guided in the feed direction by two slide shafts 5.
- FIG. 2 shows the inside of the feed screw clutch mechanism 1.
- the screw surfaces of the first and second half members 6 and 7 and the first and second half members 6 and 7, which form a half nut face each other.
- the first and second support members that support each other in such a posture that they guide each other so that they can move in parallel between a first position P1 (see FIG. 6) and a second position P2 (see FIG. 7) described later. It includes 8 and 9.
- the clutch case 4 accommodates the first and second support members 8 and 9 so that they can move in parallel between the first and second positions P1 and P2.
- the clutch case 4 is fixed to the drive shaft 3.
- the feed screw clutch mechanism 1 moves the first and second support members 8 and 9 in parallel between the first and second positions P1 and P2 to move the positions of the first and second support members 8 and 9.
- An intermittent switching means for switching between the first and second positions P1 and P2 is provided.
- the first position P1 is a position where the first and second half members 6 and 7 are close to or in contact with each other to form a feed portion that is screwed into the feed screw 2.
- the second position P2 is a position where the first and second half members 6 and 7 are separated from each other and the screw engagement with the feed screw 2 is released.
- FIG. 2 shows a state when the first and second support members 8 and 9 are located at the first position P1.
- the intermittent switching means is provided on the biasing member 10 that biases the first and second support members 8 and 9 in the direction toward the first position P1, and is provided on the first and second support members 8 and 9 to face each other.
- a cam member 13 located between the first and second surfaces 11 and 12 and the first and second surfaces 11 and 12 is provided.
- the cam member 13 has a cam surface that increases or decreases the distance between the first and second surfaces 11 and 12 by rotating in contact with both the first and second surfaces 11 and 12. Then, by increasing or decreasing the interval, the cam member 13 moves the first and second support members 8 and 9 between the first and second positions P1 and P2.
- the rotation of the cam member 13 is performed by inserting and fixing the tip end portion into the cam member 13 and rotating the clutch shaft 14 passing through the drive shaft 3.
- FIG. 3 shows the first and second support members 8 and 9.
- the first and second support members 8 and 9 have a plate-shaped portion 16 having a front surface 8 a, a back surface 8 b, and a peripheral surface 15 connecting the peripheral edges thereof, and a back surface 8 b of the plate-shaped portion 16.
- a plurality of rod-shaped portions 17 (three in the present embodiment) extending from the peripheral edge portion in a direction orthogonal to the back surface 8b are provided. These rod-shaped portions 17 hold the first half member 6 or the second half member 7 at the tip portion.
- the plate portion 16 has a rectangular plate surface.
- the first and second support members 8 and 9 have the same configuration and shape.
- the plate-shaped portion 16 of the second support member 9 is provided with a fitting recess 25 in which the rod-shaped portion 17 of the first support member 8 fits (see FIG. 5).
- the first and second support members 8 and 9 have guide surfaces 24 that guide each other so that they can move relative to each other in the direction of the translational movement.
- the guide surface 24 is a fitting recess 25, a first and second support member 8, which slides on each other when the first and second support members 8 and 9 move between the first and second positions P1 and P2. It is composed of the side surface of the rod-shaped portion 17 of 9 and the side surface of the first half member 6.
- the first surface 11 in contact with the cam surface of the cam member 13 is constituted by the back surface 8b of the plate-shaped portion 16 of the first support member 8, and the second surface 12 is the surface of the plate-shaped portion 16 of the second support member 9. It is composed of 8a.
- the urging member 10 is interposed between the back surface of the plate-shaped portion 16 of the second support member 9 and the first half member 6, and directs the first and second support members 8 and 9 toward the first position P1. To be urged to.
- the first and second support members 8 and 9 are, as the rod-shaped portion 17, one first rod-shaped portion having a rectangular cross section, and one side of the end face on the plate-shaped portion 16 side constitutes a central portion of the one side of the plate surface.
- the plate-shaped portion 16 is a fitting recess 25 having a right-angled triangle in a cross section perpendicular to the direction of the translational movement, and two triangles provided at both corners of the plate-shaped portion 16 on both sides of the first rod-shaped portion 17a.
- the shape recess 25a is provided.
- one inner wall of each triangular recess 25a constitutes a part of the side surface of the plate-shaped portion 16 side end portion of the first rod-shaped portion 17a.
- the plate-shaped portion 16 is a fitting recess 25 having a rectangular cross section perpendicular to the direction of the translational movement, and each side surface of the two second rod-shaped portions 17b facing the end on the plate-shaped portion 16 side. Is provided with one rectangular recess 25b having a side wall.
- the first and second rod-shaped portions 17a and 17b of the first and second support members 8 are provided at the end portions of the first and second support members 8 opposite to the plate-shaped portion 16, respectively. 2
- the inner side surface facing the half member 7 and the convex portion 18 protruding from the inner side surface are provided.
- FIGS. 4A and 4B show the first and second half members 6 and 7 viewed from different directions.
- the first and second half members 6 and 7 are the first and second half members 6 and 7, respectively, which face the inner surface of the first rod-shaped portion 17a and the inner surface of the two second rod-shaped portions 17b.
- the two side surfaces 26 and 27 and the convex portions 18 of the first and second rod-shaped portions 17a and 17b are provided on the first and second side surfaces 26 and 27, respectively, and are provided with two recesses 21 to which the convex portions 18 can be fitted.
- Each concave portion 21 and the corresponding convex portion 18 are configured to be fitted and fixed to each other by sliding the convex portion 18 with respect to the concave portion 21 in a direction along the concave portion 21.
- the first and second half members 6 and 7 have a rectangular parallelepiped shape having a front surface as a rectangular screwing surface and a back surface on the opposite side, and four side surfaces that connect these four sides, respectively.
- Half-screws 19 are formed on the surface side of the first and second half members 6 and 7 to form half the circumference of the feed nut screw screwed with the feed screw 2, and both ends in the circumferential direction are chamfered.
- the chamfered portion 20 is formed.
- the two surfaces along the length direction of the feed screw 2 are the above-mentioned first and second side surfaces 26 and 27.
- FIG. 4B shows the first and second half members 6 and 7 viewed from a direction different from that in FIG. 4A.
- circular recesses 22 are provided on the back surfaces of the first and second half members 6 and 7.
- the circular recess 22 of the first half member 6 has a function of receiving the urging member 10.
- FIG. 5 shows a state in which the first and second support members 8 and 9 and the first and second half members 6 and 7 are assembled.
- This assembly is performed as follows, for example. That is, first, as shown in FIG. 5, the first support member 8 is fitted into the second support member 9 while sliding the rod-shaped portion 17 of the first support member 8 into the fitting recess 25 of the second support member 9.
- the recesses 21 of the first and second half members 6 and 7 are fitted to the protrusions 18 of the rod-shaped portions 17 of the first and second support members 9.
- the first and second half members 6 and 7 are assembled by being supported by the first and second support members 8 and 9 in a posture in which the screw surfaces face each other.
- the operation of assembling the assembled first and second support members 8 and 9 and the first and second half members 6 and 7 to the drive shaft 3 and the feed screw 2 is performed as follows, for example. That is, first, the cam member 13 is arranged between the plate-shaped portions 16 of the first and second support members 8 and 9, and is attached between the plate-shaped portion 16 of the second support member 9 and the first half member 6. The force member 10 is arranged. As a result, the urging member 10 urges the first and second support members 8 and 9 in the direction toward the first position P1, so that the first and second half members 6 and 7 are in contact with each other and the feed screw. A feed nut that is screwed with 2 is formed, and the main part of the feed screw clutch mechanism 1 is configured.
- FIG. 6 and 7 show the operation of the feed screw clutch mechanism 1. As shown in FIG. 6, the distance between the first surface 11 of the first support member 8 and the second surface 12 of the second support member 9 of the cam member 13 depends on the rotation angle of the clutch shaft 14. When positioned at the minimum rotational position, the first and second support members 8 and 9 are positioned at the first position P1 due to the urging force of the urging member 10.
- the feed screw clutch mechanism 1 is in a connected state in which the first and second half members 6 and 7 are in contact with each other to form a feed nut that is screwed with the feed screw 2.
- the drive shaft 3 can be driven to an arbitrary position by rotating the feed screw 2 and controlling the amount of rotation.
- the clutch shaft 14 is rotated, and the rotation position where the distance between the first surface 11 of the first support member 8 and the second surface 12 of the second support member 9 is maximized.
- the first and second support members 8 and 9 are located at the second position P2.
- the feed screw clutch mechanism 1 is in a disconnected state in which the first and second half members 6 and 7 are separated from each other and the screw engagement with the feed screw 2 is released.
- the drive shaft 3 that pushes the plunger of the syringe pump can freely move in the feed direction along the slide shaft 5. This makes it possible, for example, to easily connect the drive shaft 3 to the plunger in close contact with the plunger.
- the first and second support members 8 and 9 are moved in parallel with each other in such a manner that the screwing surfaces of the first and second half members 6 and 7 face each other.
- the positions of the first and second support members 8 and 9 are switched between the first and second positions P1 and P2. By this switching, the power transmission from the feed screw 2 to the drive shaft 3 is interrupted. Therefore, the first and second support members 8 and 9 do not open and close in a clip shape when the power transmission is interrupted.
- the present invention is not limited thereto.
- the feed screw clutch mechanism of the present invention has various cases in which it is necessary to switch the connection between the feed screw and the feed nut composed of a half member when the feed object is fed by the ball screw. Can be applied to.
- the urging member of the switching means may urge the first and second support members in the direction toward the second position.
- the first and second support members are provided on the first surface provided on the first support member or the first half member, and the second support member or the second half member provided on the second half member. The one that moves to the first position P1 by increasing the distance between the surfaces and moves to the second position P2 by decreasing the distance is adopted.
- first and second half members 6 and 7 may constitute a half nut. In this case, the other is sufficient if it pushes the feed screw 2 so as to screw the feed screw 2 into the one half nut.
- first surface and the second surface may be provided on the first half member or the second half member.
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Abstract
よりコンパクトなスペース内で動作可能な送りねじクラッチ機構を提供する。送りねじクラッチ機構1は、第1、第2ハーフ部材6、7を送りねじ2と螺合する第1位置P1と、螺合が解除される第2位置P2との間で併進移動する第1、第2支持部材8、9と、第1、第2支持部材を、第1、第2位置P1、P2の間で併進移動し得るように収容するとともに送り対象物としてのドライブシャフト3に固定されたクラッチケース4と、第1、第2支持部材8、9の位置を第1、第2位置P1、P2の間で切り替えるための付勢部材10及びカム部材13とを備える。
Description
本発明は、送りねじからの送り対象物に対する動力の伝達を断続する送りねじクラッチ機構に関する。
従来、送りねじからの送り対象物に対する動力の伝達を断続する機構として、ハーフ部材を用いたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1の機構では、第1、第2ハーフ部材を、これらが送りねじと螺合する送りナットを形成する第1位置と、これらが相互に離間して該送りねじとの螺合が解除される第2位置との間で両者の位置が切り替えられるようになっている。
第1、第2ハーフ部材は、それぞれ略クランク状に形成されており、その先端部には、送りねじの半周部分に対応する部分を構成するねじ面が形成され、後端部には、カムの動作を第1、第2ハーフ部材に伝達させるためのカム従動面が形成される。また、第1、第2ハーフ部材の中央部は、相互に開閉し得るように、支軸によって支持される。第1、第2ハーフ部材の支軸とねじ面との中間位置には、第1、第2ハーフ部材を閉鎖方向に付勢する引っ張りばねが設けられる。
したがって、この機構においては、引っ張りばねの付勢力に抗して、第1、第2ハーフ部材が開く方向にカムを動作させることによって、送りねじから送り対象物に対する動力の伝達が切断された切断状態とすることができる。逆に、カムを第1、第2ハーフ部材が付勢力によって閉じる方向に動作させることにより、送りねじから送り対象物に対する動力の伝達が可能な接続状態とすることができる。
しかしながら、特許文献1の機構によれば、第1、第2ハーフ部材が、第1位置と第2位置との間でクリップ状に開閉動作することによって送りねじからの送り対象物に対する動力の伝達を断続する機構となっている。このため、この動力伝達を断続するためには第1、第2ハーフ部材がクリップ状に開閉動作するためのスペースを確保する必要がある。
本発明の目的は、かかる従来技術の課題に鑑み、よりコンパクトなスペース内で動作可能な送りねじクラッチ機構を提供することにある。
本発明の送りねじクラッチ機構は、
送りねじにより送り方向に送られる送り対象物と該送りねじとの間の動力の伝達を断続する送りねじクラッチ機構であって、
少なくとも一方がハーフナットを構成する第1、第2ハーフ部材と、
前記第1、第2ハーフ部材をそれぞれ支持し、該第1、第2ハーフ部材が相互に近接して前記送りねじと螺合する送り部を形成する第1位置と、該第1、第2ハーフ部材が相互に離間して該送りねじとの螺合が解除される第2位置との間で併進移動し得るように互いに案内し合う第1、第2支持部材と、
前記第1、第2支持部材を、前記第1、第2位置の間で併進移動し得るように収容するとともに前記送り対象物に固定されたケース部と、
前記第1、第2支持部材を前記第1、第2位置の間で併進移動させる切替手段とを備え、
前記切替手段は、
前記第1、第2支持部材を、前記第1位置又は前記第2位置に向かう方向に付勢する付勢部材と、
前記第1支持部材又は第1ハーフ部材に設けられた第1面と前記第2支持部材又は第2ハーフ部材に設けられて該第1面と対向する第2面との双方に接して回転することにより該第1、第2面間の間隔を増減させるカム面を有し、該間隔の増減により前記第1、第2支持部材を前記第1、第2位置の間で移動させるカム部材とを備えることを特徴とする。
送りねじにより送り方向に送られる送り対象物と該送りねじとの間の動力の伝達を断続する送りねじクラッチ機構であって、
少なくとも一方がハーフナットを構成する第1、第2ハーフ部材と、
前記第1、第2ハーフ部材をそれぞれ支持し、該第1、第2ハーフ部材が相互に近接して前記送りねじと螺合する送り部を形成する第1位置と、該第1、第2ハーフ部材が相互に離間して該送りねじとの螺合が解除される第2位置との間で併進移動し得るように互いに案内し合う第1、第2支持部材と、
前記第1、第2支持部材を、前記第1、第2位置の間で併進移動し得るように収容するとともに前記送り対象物に固定されたケース部と、
前記第1、第2支持部材を前記第1、第2位置の間で併進移動させる切替手段とを備え、
前記切替手段は、
前記第1、第2支持部材を、前記第1位置又は前記第2位置に向かう方向に付勢する付勢部材と、
前記第1支持部材又は第1ハーフ部材に設けられた第1面と前記第2支持部材又は第2ハーフ部材に設けられて該第1面と対向する第2面との双方に接して回転することにより該第1、第2面間の間隔を増減させるカム面を有し、該間隔の増減により前記第1、第2支持部材を前記第1、第2位置の間で移動させるカム部材とを備えることを特徴とする。
この構成において、送りねじにより送り対象物を送るためには、カム部材を第1、第2面間の間隔が増大し又は減少する方向に回転させることにより、第1、第2支持部材を第1位置に併進移動させる。これにより、第1、第2ハーフ部材は、送り部を形成して送りねじと螺合した状態となる。すなわち、送りねじクラッチ機構は、送り対象物と送りねじとの間の動力の伝達が可能な接続状態となる。
また、この状態において、カム部材を、上述の第1、第2支持部材を第1位置に併進移動させる場合とは逆方向に回転させて、第1、第2支持部材を第2位置に併進移動させることにより、第1、第2ハーフ部材は、送りねじとの螺合が解除された状態となる。すなわち、送りねじクラッチ機構は、送りねじからの送り対象物に対する動力の伝達が不能な切断状態となる。
このように、本発明によれば、第1、第2支持部材を、第1、第2ハーフ部材の螺合面が対峙する姿勢で併進移動させることにより、第1、第2支持部材の位置が第1、第2位置間で切り替えられ、送りねじからの送り対象物に対する動力の伝達が断続される。このため、第1、第2支持部材は、動力伝達の断続に際してクリップ状に開閉動作することはない。
したがって、本発明によれば、第1、第2支持部材をクリップ状に開閉方向に動作させるためのスペースが不要であり、第1、第2支持部材を、第1、第2位置との間で相互に併進移動させるだけのスペースを確保するだけで足りる。したがって、送りねじクラッチ機構を採用する機器における省スペース化を促進することができる。
本発明において、
前記第1、第2支持部材は、それぞれ、
表面及び裏面並びにこれらの周縁を接続する周縁面を有する板状部と、
該板状部の裏面の周縁部から該裏面に直交する方向に延び、その延びた先端部において、前記第1又は第2ハーフ部材を保持する複数本の棒状部とを備え、
前記第2支持部材の板状部は、前記第1支持部材の前記棒状部が嵌合する嵌合凹部を前記周縁面に備え、
前記第1、第2支持部材は、相互に前記併進移動の方向に相対移動し得るように案内し合う案内面を有し、
前記案内面は、前記第1、第2支持部材の前記第1、第2位置間での移動に際して相互に摺動し合う前記嵌合凹部、前記第1、第2支持部材の前記棒状部の側面、前記第1ハーフ部材の側面により構成され、
前記第1面は、前記第1支持部材の前記板状部の裏面により構成され、
前記第2面は、前記第2支持部材の前記板状部の表面により構成され、
前記付勢部材は、前記第2支持部材の前記板状部の裏面と前記第1ハーフ部材との間に介在して前記第1、第2支持部材を、前記第1位置に向かう方向に付勢するものであることが好ましい。
前記第1、第2支持部材は、それぞれ、
表面及び裏面並びにこれらの周縁を接続する周縁面を有する板状部と、
該板状部の裏面の周縁部から該裏面に直交する方向に延び、その延びた先端部において、前記第1又は第2ハーフ部材を保持する複数本の棒状部とを備え、
前記第2支持部材の板状部は、前記第1支持部材の前記棒状部が嵌合する嵌合凹部を前記周縁面に備え、
前記第1、第2支持部材は、相互に前記併進移動の方向に相対移動し得るように案内し合う案内面を有し、
前記案内面は、前記第1、第2支持部材の前記第1、第2位置間での移動に際して相互に摺動し合う前記嵌合凹部、前記第1、第2支持部材の前記棒状部の側面、前記第1ハーフ部材の側面により構成され、
前記第1面は、前記第1支持部材の前記板状部の裏面により構成され、
前記第2面は、前記第2支持部材の前記板状部の表面により構成され、
前記付勢部材は、前記第2支持部材の前記板状部の裏面と前記第1ハーフ部材との間に介在して前記第1、第2支持部材を、前記第1位置に向かう方向に付勢するものであることが好ましい。
これによれば、第1、第2支持部材の第1、第2位置間での併進移動を適切に実現しつつ、送りねじクラッチ機構をコンパクトに構成することができる。
本発明において、
前記第2支持部材の前記板状部の板面は、矩形状の形状を有し、
前記第2支持部材は、前記棒状部として、
断面が矩形状で、前記板状部側の端面の一辺が前記板面の一辺の中央部を構成する1本の第1棒状部と、
断面が矩形状で、前記板状部側の端面の一辺が前記板面の前記一辺と反対側の辺の両端部を構成している2本の第2棒状部とを備え、
前記第2支持部材の前記板状部は、前記嵌合凹部として、
前記併進移動の方向に垂直な断面が直角三角形状で、該板状部における前記第1棒状部の両側の角部にそれぞれ設けられた2つの三角状凹部であって、各三角状凹部の一方の内壁が該第1棒状部の該板状部側端部の側面の一部を構成する該三角状凹部と、
前記併進移動の方向に垂直な断面が矩形状で、前記2本の第2棒状部における該板状部側の端部の対向する各側面により側壁が形成された1つの矩形状凹部とを備え、
前記第1、第2棒状部は、それぞれ、
前記第2支持部材の前記板状部と反対側の端部に設けられ、前記第2ハーフ部材に対向する内側面と、
前記内側面から突出した凸部とを備え、
前記第2ハーフ部材は、
前記第1棒状部の前記内側面及び前記2本の第2棒状部の前記内側面にそれぞれ対向する第1、第2側面と、
前記第1、第2側面にそれぞれ設けられ、前記第1、第2棒状部の前記凸部がそれぞれ嵌合可能な2つの凹条を備え、
各凹条及び対応する前記凸部は、該凹条に対して該凹条に沿った方向に該凸部をスライドさせることにより相互に嵌合して固定されるように構成され、
前記第1支持部材は、前記第2支持部材と同じ構成を有するのが好ましい。
前記第2支持部材の前記板状部の板面は、矩形状の形状を有し、
前記第2支持部材は、前記棒状部として、
断面が矩形状で、前記板状部側の端面の一辺が前記板面の一辺の中央部を構成する1本の第1棒状部と、
断面が矩形状で、前記板状部側の端面の一辺が前記板面の前記一辺と反対側の辺の両端部を構成している2本の第2棒状部とを備え、
前記第2支持部材の前記板状部は、前記嵌合凹部として、
前記併進移動の方向に垂直な断面が直角三角形状で、該板状部における前記第1棒状部の両側の角部にそれぞれ設けられた2つの三角状凹部であって、各三角状凹部の一方の内壁が該第1棒状部の該板状部側端部の側面の一部を構成する該三角状凹部と、
前記併進移動の方向に垂直な断面が矩形状で、前記2本の第2棒状部における該板状部側の端部の対向する各側面により側壁が形成された1つの矩形状凹部とを備え、
前記第1、第2棒状部は、それぞれ、
前記第2支持部材の前記板状部と反対側の端部に設けられ、前記第2ハーフ部材に対向する内側面と、
前記内側面から突出した凸部とを備え、
前記第2ハーフ部材は、
前記第1棒状部の前記内側面及び前記2本の第2棒状部の前記内側面にそれぞれ対向する第1、第2側面と、
前記第1、第2側面にそれぞれ設けられ、前記第1、第2棒状部の前記凸部がそれぞれ嵌合可能な2つの凹条を備え、
各凹条及び対応する前記凸部は、該凹条に対して該凹条に沿った方向に該凸部をスライドさせることにより相互に嵌合して固定されるように構成され、
前記第1支持部材は、前記第2支持部材と同じ構成を有するのが好ましい。
これによれば、第1支持部材の第1、第2棒状部を、それぞれ第2支持部材の矩形状凹部及び三角状凹部にスライドさせて嵌合し、第1、第2棒状部の凸部に第1、第2ハーフ部材の凹条をスライドさせて嵌合させるだけで、第1、第2支持部材と、第1、第2ハーフ部材とを結合させることができる。
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る送りねじクラッチ機構を示す。図1に示すように、この送りねじクラッチ機構1は、送りねじ2からの送り対象物に対する動力の伝達を断続するものである。送り対象物としては、本実施形態では、点滴静脈注射を行う際に使用されるシリンジポンプのプランジャを押すドライブシャフト3が該当する。
送りねじクラッチ機構1は、その主要部を収容するケース部としてのクラッチケース4を備える。クラッチケース4は、2本のスライドシャフト5によって送り方向に案内されている。
図2は、送りねじクラッチ機構1の内部を示す。図2に示すように、送りねじクラッチ機構1は、それぞれハーフナットを構成する第1、第2ハーフ部材6、7と、第1、第2ハーフ部材6、7をそれぞれの螺合面が対峙する姿勢で支持するとともに、後述する第1位置P1(図6参照)と、第2位置P2(図7参照)との間で併進移動し得るように互いに案内し合う第1、第2支持部材8、9とを備える。
クラッチケース4は、第1、第2支持部材8、9を、第1、第2位置P1、P2の間で併進移動し得るように収容する。クラッチケース4は、ドライブシャフト3に固定される。また、送りねじクラッチ機構1は、第1、第2支持部材8、9を第1、第2位置P1、P2の間で併進移動させることにより第1、第2支持部材8、9の位置を第1、第2位置P1、P2の間で切り替える断続切替手段を備える。
第1位置P1は、第1、第2ハーフ部材6、7が相互に近接又は当接して送りねじ2と螺合する送り部を形成する位置である。第2位置P2は、第1、第2ハーフ部材6、7が相互に離間して送りねじ2との螺合が解除される位置である。図2では、第1、第2支持部材8、9が第1位置P1に位置しているときの状態が示されている。
断続切替手段は、第1、第2支持部材8、9を、第1位置P1に向かう方向に付勢する付勢部材10と、第1、第2支持部材8、9にそれぞれ設けられて対向する第1、第2面11、12と、第1、第2面11、12の間に位置するカム部材13とを備える。付勢部材10として、本実施形態では、圧縮コイルばねが用いられる(図6参照)。
カム部材13は、第1、第2面11、12の双方に接して回転することにより第1、第2面11、12間の間隔を増減させるカム面を有する。そして、該間隔の増減により、カム部材13は、第1、第2支持部材8、9を第1、第2位置P1、P2の間で移動させる。カム部材13の回転は、先端部がカム部材13に挿入して固定され、ドライブシャフト3内を通るクラッチシャフト14を回転させることにより行われる。
カム部材13は、第1、第2面11、12の双方に接して回転することにより第1、第2面11、12間の間隔を増減させるカム面を有する。そして、該間隔の増減により、カム部材13は、第1、第2支持部材8、9を第1、第2位置P1、P2の間で移動させる。カム部材13の回転は、先端部がカム部材13に挿入して固定され、ドライブシャフト3内を通るクラッチシャフト14を回転させることにより行われる。
図3は、第1、第2支持部材8、9を示す。図3に示すように、第1、第2支持部材8、9は、表面8a及び裏面8b並びにこれらの周縁を接続する周縁面15を有する板状部16と、板状部16の裏面8bの周縁部から該裏面8bに直交する方向に延びた複数本(本実施形態では3本)の棒状部17とを備える。これらの棒状部17は、先端部において第1ハーフ部材6又は第2ハーフ部材7を保持する。板状部16は、板面が矩形状の形状を有する。本実施形態では、第1、第2支持部材8、9は、同じ構成及び形状を有する。
第2支持部材9の板状部16は、第1支持部材8の棒状部17が嵌合する嵌合凹部25を周縁面に備える(図5参照)。第1、第2支持部材8、9は、相互に前記併進移動の方向に相対移動し得るように案内し合う案内面24を有する。
案内面24は、第1、第2支持部材8、9の第1、第2位置P1、P2間での移動に際して相互に摺動し合う嵌合凹部25、第1、第2支持部材8、9の棒状部17の側面、及び第1ハーフ部材6の側面により構成される。
カム部材13のカム面と接触する第1面11は、第1支持部材8の板状部16の裏面8bにより構成され、第2面12は、第2支持部材9の板状部16の表面8aにより構成される。付勢部材10は、第2支持部材9の板状部16の裏面と第1ハーフ部材6との間に介在して第1、第2支持部材8、9を、第1位置P1に向かう方向に付勢する。
第1、第2支持部材8、9は、棒状部17として、断面が矩形状で、板状部16側の端面の一辺が該板面の一辺の中央部を構成する1本の第1棒状部17aと、断面が矩形状で、板状部16側の端面の一辺が該板面の前記一辺と反対側の辺の両端部を構成している2本の第2棒状部17bとを備える。
板状部16は、嵌合凹部25として、前記併進移動の方向に垂直な断面が直角三角形状で、板状部16における第1棒状部17aの両側の角部にそれぞれ設けられた2つの三角状凹部25aを備える。三角状凹部25aは、各三角状凹部25aの一方の内壁が第1棒状部17aの板状部16側端部の側面の一部を構成する。
また、板状部16は、嵌合凹部25として、前記併進移動の方向に垂直な断面が矩形状で、2本の第2棒状部17bにおける板状部16側の端部の対向する各側面により側壁が形成された1つの矩形状凹部25bを備える。
第1、第2支持部材8の第1、第2棒状部17a、17bは、それぞれ、第1、第2支持部材8の板状部16と反対側の端部に設けられ、第1、第2ハーフ部材7に対向する内側面と、内側面から突出した凸部18とを備える。
図4A及び図4Bは、第1、第2ハーフ部材6、7を異なる方向から見た様子を示す。図4A及び図4Bに示すように、第1、第2ハーフ部材6、7は、第1棒状部17aの内側面及び2本の第2棒状部17bの内側面にそれぞれ対向する第1、第2側面26、27と、第1、第2側面26、27にそれぞれ設けられ、第1、第2棒状部17a、17bの凸部18がそれぞれ嵌合可能な2つの凹条21を備える。
各凹条21及び対応する凸部18は、該凹条21に対して該凹条21に沿った方向に該凸部18をスライドさせることにより相互に嵌合して固定されるように構成される。
第1、第2ハーフ部材6、7は、矩形状の螺合面としての表面及びその反対側の裏面と、これらの4辺をそれぞれ接続する4つの側面とを有する直方体状の形状を有する。第1、第2ハーフ部材6、7の表面側には、送りねじ2と螺合する送りナットのねじの半周分を構成する半ねじ19が形成されており、その周方向両端部は、面取りされた面取り部20となっている。上記4つの側面のうちの送りねじ2の長さ方向に沿った2つの面が、上述の第1、第2側面26、27である。
図4Bは、第1、第2ハーフ部材6、7を図4Aとは別の方向から見た様子を示す。図4Bに示すように、第1、第2ハーフ部材6、7の裏面には、円状凹部22が設けられる。第1ハーフ部材6の円状凹部22は、付勢部材10を受ける機能を有する。
図5は、第1、第2支持部材8、9及び第1、第2ハーフ部材6、7を組み立てたときの様子を示す。この組立ては、例えば、次のようにして行われる。すなわち、まず、図5のように、第2支持部材9の嵌合凹部25に第1支持部材8の棒状部17をスライドさせながら第2支持部材9に第1支持部材8を嵌合させる。
次に、第1、第2支持部材9の棒状部17の凸部18に、第1、第2ハーフ部材6、7の凹条21を嵌合させる。これにより、第1、第2ハーフ部材6、7が、それぞれの螺合面が対峙する姿勢で第1、第2支持部材8、9により支持されて組み立てられた状態となる。
組み立てられた第1、第2支持部材8、9及び第1、第2ハーフ部材6、7をドライブシャフト3と送りねじ2に組み付ける操作は、例えば次のようにして行われる。すなわち、まず、第1、第2支持部材8、9の板状部16の間にカム部材13を配置し、第2支持部材9の板状部16と第1ハーフ部材6との間に付勢部材10を配置する。これにより、付勢部材10が第1、第2支持部材8、9を、第1位置P1に向かう方向に付勢するので、第1、第2ハーフ部材6、7が相互に接して送りねじ2と螺合する送りナットを形成している状態となり、送りねじクラッチ機構1の主要部が構成される。
次に、この主要部を、クラッチケース4に収納する。そして、クラッチケース4をスライドシャフト5により案内させながら、送りねじ2を、上記の形成された送りナットに螺合させ、回転させる。これにより、クラッチケース4がドライブシャフト3の端部に位置付けられ、ドライブシャフト3の内部に通されたクラッチシャフト14がカム部材13に連結される。これにより、送りねじクラッチ機構1の組付けが完了する。
図6及び図7は、送りねじクラッチ機構1の動作を示す。図6に示すように、カム部材13が、クラッチシャフト14の回転角度に応じて、第1支持部材8の第1面11と、第2支持部材9の第2面12との間の距離が最小となる回転位置に位置付けられているとき、第1、第2支持部材8、9は、付勢部材10の付勢力により、第1位置P1に位置する。
これにより、送りねじクラッチ機構1は、第1、第2ハーフ部材6、7が相互に接し、送りねじ2と螺合する送りナットを形成した接続状態となる。この状態で、送りねじ2を回転させて、回転量を制御することにより、ドライブシャフト3を任意の位置まで駆動することができる。
一方、図7に示すように、クラッチシャフト14を回転させて、第1支持部材8の第1面11と、第2支持部材9の第2面12との間の距離が最大となる回転位置に位置付けると、第1、第2支持部材8、9は、第2位置P2に位置する。これにより、送りねじクラッチ機構1は、第1、第2ハーフ部材6、7が相互に離間し、送りねじ2との螺合が解除された切断状態となる。
これにより、シリンジポンプのプランジャを押すドライブシャフト3が自由にスライドシャフト5に沿った送り方向に移動可能となる。これにより、例えば、ドライブシャフト3をプランジャに対して容易に密接させて接続することが可能となる。
以上のように、本実施形態によれば、第1、第2支持部材8、9を、第1、第2ハーフ部材6、7の螺合面が対峙する姿勢で併進移動させることにより、第1、第2支持部材8、9の位置が第1、第2位置P1、P2間で切り替えられる。この切替えにより、送りねじ2からのドライブシャフト3に対する動力の伝達が断続される。このため、第1、第2支持部材8、9は、動力伝達の断続に際してクリップ状に開閉動作することはない。
これにより、第1、第2支持部材8、9をクリップ状に開閉方向に動作させるためのスペースが不要となり、第1、第2支持部材8、9を、第1、第2位置P1、P2との間で相互に併進移動させるだけのスペースを確保するだけで足りる。したがって、送りねじクラッチ機構1を採用する機器における省スペース化を促進することができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、本発明の送りねじクラッチ機構は、ボールねじにより送り対象物を送る際に、送りねじと、ハーフ部材で構成される送りナットとの間の断続を切り替えることが必要とされる種々の場合に適用することができる。
また、切替手段の付勢部材は、第1、第2支持部材を第2位置に向かう方向に付勢するものであってもよい。この場合、カム部材としては、第1、第2支持部材を、第1支持部材又は第1ハーフ部材に設けられた第1面と、第2支持部材又は第2ハーフ部材に設けられた第2面との間の間隔を増大させることにより第1位置P1に移動させ、減少させることにより第2位置P2に移動させるものが採用される。
また、第1、第2ハーフ部材6、7のうちの一方のみがハーフナットを構成するものであってもよい。この場合、他方は、送りねじ2を該一方のハーフナットに螺合するように押し付けるものであれば足りる。また、第1面、第2面は、第1ハーフ部材や第2ハーフ部材に設けてもよい。
1…送りねじクラッチ機構、2…送りねじ、3…ドライブシャフト、4…クラッチケース、5…スライドシャフト、6…第1ハーフ部材、7…第2ハーフ部材、8…第1支持部材、8a…表面、8b…裏面、9…第2支持部材、10…付勢部材、11…第1面、12…第2面、13…カム部材、14…クラッチシャフト、15…周縁面、16…板状部、17…棒状部、17a…第1棒状部、17b…第2棒状部、18…凸部、19…半ねじ、20…面取り部、21…凹条、22…円状凹部、24…案内面、25…嵌合凹部、25a…三角状凹部、25b…矩形状凹部、26…第1側面、27…第2側面、P1…第1位置、P2…第2位置。
Claims (3)
- 送りねじにより送り方向に送られる送り対象物と該送りねじとの間の動力の伝達を断続する送りねじクラッチ機構であって、
少なくとも一方がハーフナットを構成する第1、第2ハーフ部材と、
前記第1、第2ハーフ部材をそれぞれ支持し、該第1、第2ハーフ部材が相互に近接して前記送りねじと螺合する送り部を形成する第1位置と、該第1、第2ハーフ部材が相互に離間して該送りねじとの螺合が解除される第2位置との間で併進移動し得るように互いに案内し合う第1、第2支持部材と、
前記第1、第2支持部材を、前記第1、第2位置の間で併進移動し得るように収容するとともに前記送り対象物に固定されたケース部と、
前記第1、第2支持部材を前記第1、第2位置の間で併進移動させる切替手段とを備え、
前記切替手段は、
前記第1、第2支持部材を、前記第1位置又は前記第2位置に向かう方向に付勢する付勢部材と、
前記第1支持部材又は第1ハーフ部材に設けられた第1面と前記第2支持部材又は第2ハーフ部材に設けられて該第1面と対向する第2面との双方に接して回転することにより該第1、第2面間の間隔を増減させるカム面を有し、該間隔の増減により前記第1、第2支持部材を前記第1、第2位置の間で移動させるカム部材とを備えることを特徴とする送りねじクラッチ機構。 - 前記第1、第2支持部材は、それぞれ、
表面及び裏面並びにこれらの周縁を接続する周縁面を有する板状部と、
該板状部の裏面の周縁部から該裏面に直交する方向に延び、その延びた先端部において、前記第1又は第2ハーフ部材を保持する複数本の棒状部とを備え、
前記第2支持部材の板状部は、前記第1支持部材の前記棒状部が嵌合する嵌合凹部を前記周縁面に備え、
前記第1、第2支持部材は、相互に前記併進移動の方向に相対移動し得るように案内し合う案内面を有し、
前記案内面は、前記第1、第2支持部材の前記第1、第2位置間での移動に際して相互に摺動し合う前記嵌合凹部、前記第1、第2支持部材の前記棒状部の側面、前記第1ハーフ部材の側面により構成され、
前記第1面は、前記第1支持部材の前記板状部の裏面により構成され、
前記第2面は、前記第2支持部材の前記板状部の表面により構成され、
前記付勢部材は、前記第2支持部材の前記板状部の裏面と前記第1ハーフ部材との間に介在して前記第1、第2支持部材を、前記第1位置に向かう方向に付勢することを特徴とする請求項1に記載の送りねじクラッチ機構。 - 前記第2支持部材の前記板状部の板面は、矩形状の形状を有し、
前記第2支持部材は、前記棒状部として、
断面が矩形状で、前記板状部側の端面の一辺が前記板面の一辺の中央部を構成する1本の第1棒状部と、
断面が矩形状で、前記板状部側の端面の一辺が前記板面の前記一辺と反対側の辺の両端部を構成している2本の第2棒状部とを備え、
前記第2支持部材の前記板状部は、前記嵌合凹部として、
前記併進移動の方向に垂直な断面が直角三角形状で、該板状部における前記第1棒状部の両側の角部にそれぞれ設けられた2つの三角状凹部であって、各三角状凹部の一方の内壁が該第1棒状部の該板状部側端部の側面の一部を構成する該三角状凹部と、
前記併進移動の方向に垂直な断面が矩形状で、前記2本の第2棒状部における該板状部側の端部の対向する各側面により側壁が形成された1つの矩形状凹部とを備え、
前記第1、第2棒状部は、それぞれ、
前記第2支持部材の前記板状部と反対側の端部に設けられ、前記第2ハーフ部材に対向する内側面と、
前記内側面から突出した凸部とを備え、
前記第2ハーフ部材は、
前記第1棒状部の前記内側面及び前記2本の第2棒状部の前記内側面にそれぞれ対向する第1、第2側面と、
前記第1、第2側面にそれぞれ設けられ、前記第1、第2棒状部の前記凸部がそれぞれ嵌合可能な2つの凹条を備え、
各凹条及び対応する前記凸部は、該凹条に対して該凹条に沿った方向に該凸部をスライドさせることにより相互に嵌合して固定されるように構成され、
前記第1支持部材は、前記第2支持部材と同じ構成を有することを特徴とする請求項2に記載の送りねじクラッチ機構。
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