JPH0131806Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は電動シリンダーに関するものであ
る。周知の如く電動シリンダーは、電動機の回転
を雄ねじと雌ねじとからなる機構によつて雌ねじ
に係合された作動杆を軸線方向に往復移動させる
ものである。

電動シリンダーの推力を大きくする手段とし
て、一般的にはねじのリードを変化させるか、あ
るいは電動機とねじ機構との間に一定比率の減速
機構（たとえば電動機とねじ機構の雄ねじとの間
に平歯車を介在させて連結されるもの）が用いら
れているが作動杆の送り速度は一定である。

又、可変速電動機を使用して作動杆の送り速度
を可変速にしたものがある。しかしいずれも定ト
ルク特性であり電動機の定格出力により作動杆の
推力が決定され、負荷が大きい場合には推力不足
をきたすことがある。従つて推力不足を補うには
容量の大きい電動機を用いなければならない。又
これらのものは零出力が出せない。更に異常負荷
を保護するために過負荷保護装置を別に設ける必
要がある。

本考案は上述の欠点を解決するもので、駆動部
を小型化し、かつ必要に応じて大きな推力を発生
させることができると共に軽負荷時には作動杆の
送り速度を自動的に高速化し作業性の優れた定馬
力特性をもつた電動シリンダーを提供することに
ある。

本考案を図に関連して説明すれば次のとおりで
ある。第１図は出願人の開発に係る摩擦無段変速
機の一例を示す。この図において１，２は共通の
中心軸線をもつ入力軸および出力軸、３は円錐形
転子、４は変速リング、５は入力軸上の伝動車、
６は出力軸上の伝動車である。

第２図に示す如く、円錐形転子３には有効半経
を変える摩擦伝動面としての一つの円錐面３ａと
有効半経が一定の二つの摩擦伝動面３ｂ，３ｃを
もつ。摩擦伝動面３ｂはその断面形が円弧状のも
のであり、摩擦伝動面３ｃは平担なものである。
前者は入力軸上の摩擦伝動車５に摩擦係合し、後
者は出力軸上の摩擦伝動車６に摩擦係合する。出
力軸２の回転速度Ｎは、第２図に示す如く変速リ
ング４が円錐面とされた摩擦伝動面３ａの大径側
にあつて寸法ａ，ｂ，ｃ，ｄの間にａ：ｂ＝ｃ：
ｄの関係が成立する状態において０となる。図中
の矢印Ｓは出力軸２の回転速度Ｎを減少させる変
速リングの移動方向を示す。

上記摩擦無段変速機を母体として第３図に示す
如く本考案による電動シリンダーを説明するに先
立つて第１図、第２図と同じ符号を符した部分は
同一を示し省略する。

本考案による電動シリンダーを説明すると、７
は伝動車と一体の入力軸１に駆動連結された正逆
転可能な電動機、８は出力軸２上に設けられる雄
ねじで、この出力軸２と伝動車６との間に圧接力
発生装置９を介して一体的に係合されている。１
０は雄ねじ８に螺合する雌ねじ、１１は雌ねじ１
０に係合される作動杆である。１２は作動杆１１
上のキーでシリンダーフレーム１３の内面に設け
られたキー溝１４に嵌合し作動杆１１の廻り止め
が防止される。作動杆１１の端部はシリンダーフ
レーム１３の中空端部より長手方向に突出してい
る。１５は雄ねじの軸受けである。なお作動杆に
負荷を直接結合させるような場合にはシリンダー
フレームと作動杆との間の廻り止め手段を省略す
ることができる。１６は動作規制装置で変速リン
グ４を高速側に動かそうとする力を変速リング４
に及ぼすばね１７と第４図、第５図に示す如く第
１のカム面１８と第２のカム面１９とを含むカム
装置２０とにより構成され、このカム装置２０は
作動杆１１に加わる負荷が増大するときにばね１
７が及ぼす力に抗して変速リング４を低速側に動
かすように作用する。

２１は第１のカム面１８又は第２のカム面１９
に係合する変速リング４上のピンである。このピ
ン２１は、第７図に示すようなケーシング２２上
のブラケツト２３に固定して設けると共にカム装
置２０の第１のカム面１８及び第２のカム面１９
の向きが逆とされる変形構造とすることができ
る。２４は第１のカム面１８、第２のカム面１９
の切欠き空間である。なおばね１７はケーシング
２２と変速リング４との間に設けられてそれぞれ
に係止され、カム装置２０はケーシング２２に固
着されている。第４図及び第５図は動作規制装置
１６を状態を変えて示す図で、第４図は出力軸２
の回転速度が最低値（Ｎ＝０）の状態を示し、第
５図は出力軸２の回転速度が最高値（Ｎ＝
MAX）の状態を示すものである。

入力軸１がＤ方向に回転されて出力軸２すなわ
ち雄ねじ８がＥ方向に回転されるとき、変速リン
グ４はＦ方向の力（回転力）を受けるので第１の
カム面１８が作用状態となり、入力軸１及び出力
軸２、すなわち雄ねじ８の回転方向が上記方向と
逆のときは第２のカム面１９が作用状態となる。

第１、第２のカム面１８，１９の方向は、作動
杆１１にかかる負荷に起因して変速リング４に作
用する力が変速リング４を減速方向に動かす方向
の分力をもつ如く選定されている。すなわち第１
のカム面１８が作用状態にあるとき作動杆１１に
かかる負荷に起因してカム面１８に作用する力
は、矢印で示す如く回転力Ｆ及びその分力F₁，
F₂で表わされ（第５図参照）、F₂変速リング４を
減速方向に動かすのに有効な分力である。なお本
構成において作動杆の往復動の切換えは、図示し
ない位置検出器によつて行われる。

上記の構成において本考案の動作を第６図に示
す如く圧縮機に使用した場合に基づいて説明すれ
ば次のとおりである。

電動機の駆動にともなつて入力軸側の伝動車、
円錐形転子、出力軸側の伝動車、出力軸、ねじ機
構を経て作動杆に動力が伝達される。従つて作動
杆は軸線方向に移動して圧縮動作を開始するまで
は無負荷であるので変速リングは動作規制装置の
ばねにより高速側に位置している。このときの作
動杆の送り速度V₁はａ点からｂ点までの無負荷
動作区間を早送りで移動される。

更にシリンダーが動作して作動杆が被圧縮物の
圧縮動作を始めると、作動杆に負荷が加わるので
動作規制装置のばねに抗して変速リングを低速側
に移動させる。従つて作動杆の送り速度V₁はｂ
点からｃ点（負荷動作区間）にかけて減少し、逆
に推力F₁はｂ点からｃ点（負荷動作区間）にか
けて、定馬力特性によつて増大し圧縮動作を高め
る。このときの作動杆の送り速度は負荷に応じた
速度で動作を行う。又作動杆に過大な負荷が加わ
る場合には動作規制装置のばねが及ぼす力に抗し
て変速リングを最低値（Ｎ＝０）に至らして雄ね
じへの動力回転は０になり、作動杆の移動は静止
して過負荷がかかるのを防止する。なお雄ねじへ
の動力回転が０となつても電動機は定常回転を行
つている。

以上の如く本案の電動シリンダーは、作動杆に
係る負荷が軽負荷（無負荷も含む）のときは作動
杆を早送りし、軽負荷以外のときは負荷に応じた
推力並びに送り速度で、更に動作完了時の戻りに
際しては早戻り動作ができる。

その結果、駆動部を小型化し、かつ作動杆の推
力を大きくすることができるので、各種機器の駆
動源として連続使用される自動化に対して、作業
能率を大きく改善することができると共に過負荷
保護機能を駆動部の機構自身でもたせるようにし
たので構造を簡単にできる効果を持つものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるものにおいて使用される
摩擦無段変速機の説明用縦断面図、第２図は第１
図に示すものにおいて出力軸の回転速度が零とな
る状態の説明図、第３図は本考案による電動シリ
ンダーの縦断面図、第４図、第５図は第３図の電
動シリンダーの駆動部における動作規制装置がと
る状態を示す縦断平面図、第６図は第３図に示す
電動シリンダーの作動杆の推力と送り速度との関
係を示す説明図、第７図はカム装置の変形を示す
図面である。 １……入力軸、２……出力軸、３……円錐形転
子、４……変速リング、５，６……作動車、７…
…電動機、８……雄ねじ、１０……雌ねじ、１１
……作動杆、１３……シリンダーフレーム、１５
……軸受、１６……動作規制装置、１７……ば
ね、１８，１９……カム面、２０……カム装置、
２１……ピン、２２……ケーシング、２３……ブ
ラケツト、２４……切欠き空間。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 入力軸より出力軸に至る伝動系が遊星運動を行
   う複数の円錐形転子と、これら複数の円錐形転子
   の円錐面に共通に摩擦係合していて軸線方向に動
   かされることにより変速比を変える変速リングと
   を含むと共に、円錐形転子には上記円錐面のほか
   に入力軸上の伝動車に係合する第１の摩擦伝動面
   と出力軸上の伝動車に係合する第２の摩擦伝動面
   とが設けられている形式の摩擦無段変速機を電動
   機に駆動連結し、かつ正逆回転される出力軸に連
   動された雄ねじに螺合する雌ねじを介して軸線方
   向に往復動させる作動杆と、摩擦無段変速機の変
   速リングを高速側に動かす方向の力を及ぼすばね
   と、電動機の駆動により上記作動杆に加わる負荷
   の増大にともなつて上記ばねが及ぼす力に抗して
   変速リングを減速方向に向つて動かそうとする一
   対のカム面をもつカム装置とを含む動作規制装置
   を設け、上記作動杆に加わる負荷の増大にともな
   つて作動杆の速度を減少させ且推力を増大させる
   ことを特徴とする電動シリンダー。