JP3349098B2 - 落下防止機構付直線作動機 - Google Patents

落下防止機構付直線作動機

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JP3349098B2
JP3349098B2 JP26474398A JP26474398A JP3349098B2 JP 3349098 B2 JP3349098 B2 JP 3349098B2 JP 26474398 A JP26474398 A JP 26474398A JP 26474398 A JP26474398 A JP 26474398A JP 3349098 B2 JP3349098 B2 JP 3349098B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、外筒に対して内筒
を伸縮させて重量物の昇降等を行うねじ駆動式の直線作
動機に関し、特に、駆動ねじ軸に螺合して内筒を伸縮さ
せる被駆動ナットの破損時に、荷重を受けている内筒の
落下を防止する機構を備えた直線作動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、重量物の昇降等には、外筒に対し
て内筒を伸縮させて重量物の昇降等を行うねじ駆動式の
直線作動機が広く用いられている。このような直線作動
機は、ハウジングに固定された外筒内に重量物等の荷重
を支持する内筒が伸縮自在に設けられている。
【０００３】前記ハウジングには、モータ等の回転駆動
源で正逆両方向に定位置で回転駆動される駆動ねじ軸が
設けられていて、前記駆動ねじ軸が内筒に固定されてい
る被駆動ナットに螺合され、駆動ねじ軸の回転によって
内筒が外筒に対して伸縮駆動されるように構成されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述した構造の従来の
直線作動機では、鋼製の駆動ねじ軸と螺合する被駆動ナ
ットが黄銅鋳物等で製作されており、長期に亘って使用
すると荷重による金属疲労で被駆動ナットが破損した
り、被駆動ナットの内側に形成されているねじ山が摩耗
して駆動ねじ軸のねじ山から脱落する恐れがあった。
【０００５】また、内筒に直線作動機の許容荷重を超え
るような荷重が負荷された場合にも被駆動ナットが破損
して内筒が落下する恐れがあり、特に、重量物の昇降中
にこのような事態になると重大な事故を招く危険性があ
った。
【０００６】そこで本発明は、被駆動ナットが破損した
時に、荷重を受けている内筒の落下を防止できる落下防
止機構付直線作動機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の落下防止機構付直線作動機は、ハウジング
に固定された外筒に対して相対的に回転止めされた状態
で内筒が伸縮自在に嵌挿され、ハウジングに定位置で回
転自在に支持されて回転駆動源によって回転される駆動
ねじ軸に、内筒に固定された被駆動ナットが螺合されて
駆動ねじ軸の回転によって外筒に対して内筒が伸縮する
ように構成されているものにおいて、被駆動ナットと隣
接して落下防止ナットが駆動ねじ軸に螺合されていると
ともに、被駆動ナットもしくは内筒と、落下防止ナット
の何れか一方に半径方向に突出するシアピンが片持ち状
態で固定され、他方にシアピンの突出端側をスライド自
在に係入する軸方向のシアピン案内溝が形成され、内筒
と被駆動ナットが落下防止ナットに対して内筒に作用す
る荷重の向きに変位することにより、シアピン案内溝の
端部にシアピンが当接して折断されるとともに、内筒も
しくは被駆動ナットが落下防止ナットに当接支持され
て、内筒の落下が阻止されるように構成されている。
【０００８】
【作用】平常時は、回転駆動源によって駆動ねじ軸が正
方向または逆方向に回転されると、その回転方向に応じ
てこれに螺合する被駆動ナットが駆動ねじ軸の軸方向に
進退し、これに伴って、内筒が外筒に対して伸縮して重
量物の昇降等の動作が行われる。
【０００９】この際、落下防止ナットは、シアピンを介
して被駆動ナットもしくは内筒との間で回転のみ伝達さ
れるように連結されているため、被駆動ナットと一体に
駆動ねじ軸上を進退移動するが、内筒に作用するスラス
ト荷重はすべて被駆動ナットを介して駆動ねじ軸で受け
ており、落下防止ナットに荷重が加わることはなく、落
下防止ナットの摩耗は少ない。
【００１０】長期間の使用によって被駆動ナットのねじ
山が摩耗し、内筒に作用する軸方向荷重によって落下防
止ナットと被駆動ナット間の間隔が変化した場合には、
これに応じてシアピンとシアピン案内溝との係合位置が
駆動ねじ軸の軸方向に変化する。
【００１１】そして、被駆動ナットのねじ山が破損し、
内筒とともに被駆動ナットがその軸方向に作用する荷重
によって落下し始めると、被駆動ナットは落下防止ナッ
トに対して急激に大きく変位してシアピンはシアピン案
内溝の端部に当接して折断され、内筒もしくは被駆動ナ
ットが落下防止ナットに当接支持されて、内筒の落下が
阻止される。
【００１２】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。図１は、本発明の落下防止装置付直線作動機の一
実施例を示す断面図であって、直線作動機１は、ハウジ
ング２に固定された外筒３に対して回転止めされた状態
で内筒４が伸縮自在に嵌挿されている。
【００１３】ハウジング２には駆動ねじ軸５が、その基
端部に固定された被駆動ギヤ６を介して軸受７，８で支
持されて回転自在に設けられている。前記駆動ねじ軸５
は、内筒４の基端側に固定された被駆動ナット９に螺合
してこれを貫通し、先端側が内筒４内に侵入している。
【００１４】前記被駆動ギヤ６は、ハウジング２内に回
転自在に支持されている中間ギヤ１０を介して回転駆動
源１１の駆動軸と一体に形成されているピニオン１１Ａ
に噛合っており、回転駆動源１１のピニオン１１Ａが駆
動されると、その回転が中間ギヤ１０を介して、被駆動
ギヤ６に減速して伝達され、これと一体に駆動ねじ軸５
がハウジング２に対して定位置で回転する。
【００１５】なお、回転駆動源１１としては、直流サー
ボモータ等を用いることができるが、通電の開始ととも
に制動状態が開放される形式の電磁ブレーキが組み込ま
れているモータを用いることが安全上望ましい。また、
回転駆動源１１の駆動軸から駆動ねじ軸５へ回転を伝達
する機構は、前述した機構に限らず、ウォーム減速機構
等、他の種類の減速機構を用いることができる。
【００１６】一方、駆動ねじ軸５に螺合している被駆動
ナット９は、これが固定されている内筒４が外筒３に対
して回転どめされているため、駆動ねじ軸５が回転する
とその回転方向に応じて駆動ねじ軸５に沿って進退移動
し、これに伴って内筒４が外筒３に対して伸縮する。
【００１７】なお、本実施例では、被駆動ナット９は内
周に台形ねじが形成された黄銅鋳物製のものが用いら
れ、また、駆動ねじ軸５は鋼製（Ｓ４５Ｃ）のものが用
いられており、外周に台形ねじが形成されている。
【００１８】内筒４先端には、図示していない重量物等
の荷重の支持部材が連結される連結部４Ａが設けられ、
また、ハウジング２には、これも図示しない外部の支持
部材に連結するための連結部２Ａが設けられている。
【００１９】図２に示すように、内筒４の基端部は内径
が拡げられていて、この部分に被駆動ナット９が嵌合し
て固定されている。また、被駆動ナット９に形成されて
いる鍔部９Ａは、内筒４外部に露出し、その外周面Ｆが
外筒３の内周面によって案内されている。
【００２０】なお、図示していないが、前記鍔部９Ａの
外周面Ｆには軸方向の溝が形成されていて、前記溝がこ
れも図示しない外筒３の内周面に軸方向に沿って設けら
れているレール上のガイドに係合して、内筒４と被駆動
ナット９が外筒３に対して伸縮する際に回転しないよう
に回り止めされている。
【００２１】また駆動ねじ軸５には、被駆動ナット９の
上方に隣接して落下防止ナット１２が螺合されている。
前記落下防止ナット１２は、中心部軸方向に前記駆動ね
じ軸５に螺合するねじ孔が貫通した筒状に形成されてい
て、内筒４の基端部の内径が広げられている部分に組み
込まれている。
【００２２】内筒４の基端部の落下防止ナット１２と対
向している部分には、半径方向にシアピン固定孔ｈが形
成されており、ここに、半径方向内側に向けて片持ち状
態で突出するシアピン１３の外側の端部が嵌着されてい
る。
【００２３】一方、落下防止ナット１２外周面の前記シ
アピン１３と対向する位置には、シアピン１３の内側の
端部がスライド自在に係入される軸方向のシアピン案内
溝Ｓが形成されている。
【００２４】前記シアピン案内溝Ｓは軸方向両側が有端
に形成されていて、被駆動ナット９と落下防止ナット１
２の駆動ねじ軸５の間の相対的な螺合位置は、シアピン
１３がシアピン案内溝Ｓの軸方向両端部から離れた状態
に設定され、また、シアピン案内溝Ｓの下端部とシアピ
ン１３との間の隙間ｘは落下防止ナット１２の上端面と
前記上端面の上方に対向して内筒４内周に形成されてい
る環状段部Ｄとの隙間ｙより小さく設定されていて、落
下防止ナット１２には、当初、内筒４や被駆動ナット９
からスラスト荷重が伝達されないようになっている。
【００２５】次に、前述したように構成されている直線
作動機１の動作について説明する。被駆動ナット９が摩
耗していない平常時には、回転駆動源１１によって駆動
ねじ軸５が正方向または逆方向に回転されると、これに
螺合している被駆動ナット９が駆動ねじ軸５の軸方向に
進退して内筒４を外筒３に対して伸縮動作させ、内筒４
の先端に設けられている連結部４Ａを介して、図示して
いない重量物の昇降等の動作が行われる。
【００２６】この際、落下防止ナット１２は、シアピン
案内溝Ｓに係入されているシアピン１３によって、回り
止めされているため、被駆動ナット９とともに駆動ねじ
軸５に沿って移動するが、シアピン１３はシアピン案内
溝Ｓ内を自由にスライドできるためスラスト荷重を受け
ることはなく、内筒４に作用する荷重はすべて被駆動ナ
ット９が負担し、落下防止ナット１２にほとんど摩耗は
生じない。
【００２７】長期の使用によって被駆動ナット９のねじ
山が摩耗してきた場合には、図４（Ａ）に示すように、
内筒４に作用するスラスト荷重によって、ねじ山の摩耗
の少ない落下防止ナット１２に対して被駆動ナット９の
位置が下がるが、これに応じてシアピン１３はシアピン
案内溝Ｓ内を下方へ移動する。
【００２８】一方、図４（Ｂ）に示すように、被駆動ナ
ット９のねじ山が破損すると、内筒４はその軸方向に作
用する荷重によって被駆動ナット９とともに落下し、そ
の途中で、内筒４に固定されているシアピン１３の突出
端が、駆動ねじ軸５に螺合して支持されている落下防止
ナット１２のシアピン案内溝Ｓの下方の端部に当たって
折断され、内筒４がさらに落下すると、落下防止ナット
１２の上端面に内筒４内周に形成されている環状段部Ｄ
が当接して支持され、内筒４の落下が阻止される。
【００２９】このときには、シアピン１３が折断されて
いるため、落下防止ナット１２は駆動ねじ軸５との間の
摩擦で駆動ねじ軸５とともに回転し、内筒４の昇降は正
常に行われなくなり、直線作動機１の異常を目視で確認
することができる。
【００３０】なお、前述した実施例においては、内筒４
にシアピン１３を片もち状態で固定し、落下防止ナット
１２にシアピン１３の突出端側を係入するシアピン案内
溝Ｓを形成しているが、逆に、落下防止ナット１２側に
シアピン１３を片持ち状態で固定し、内筒４側にシアピ
ン１３の突出端側を係入するシアピン案内溝Ｓを形成し
てもよい。
【００３１】また、本実施例では、落下防止ナット１２
を被駆動ナット９の上方で駆動ねじ軸５に螺合してる
が、逆に落下防止ナットを被駆動ナットの下方で駆動ね
じ軸と螺合させ、被駆動ナット下部に落下防止ナットの
外周を囲む周壁部を形成して、前記周壁部と落下防止ナ
ット外周の何れか一方にシアピンを突出させ、他方にシ
アピンの突出端側を係入するシアピン案内溝を設け、被
駆動ナットが破損して内筒とともに落下し始めるとシア
ピンが折断されて落下防止ナットで受け止められるよう
に構成してもよい。
【００３２】また、本実施例においては、直線作動機は
内筒の上端に荷重が負荷される構造になっているが、図
１を直線作動機１を上下逆にして、内筒が下方へ伸縮す
るようにし、内筒下端に例えば吊フック等を設けて、重
量物品を吊り上げるホイストとして使用できる構造とし
てもよい。その場合、被駆動ナットが破損したときに
は、シアピンが折断された後、被駆動ナットが落下防止
ナットに当接して内筒の落下が阻止される。
【００３３】また、前述した実施例では、シアピンを一
本だけ用いているが、シアピンは複数本用いてもよい。
また、内筒で直接重量物を昇降せずに、内筒先端にアー
ムクレーン等のアームを連結してこれを起伏駆動するよ
うな使い方も可能であり、さらに、直線作動機は、内筒
の伸縮方向を水平あるいは斜め向きでスラスト負荷を受
けるようにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の落下防
止機構付直線作動機によれば、駆動ねじ軸に螺合して内
筒に作用する軸方向荷重を受ける被駆動ナットが破損し
た場合に、内筒の落下を確実且つ瞬時に阻止することが
でき、特に、重量物の昇降時における被駆動ナットの破
損により重量物が落下して生じる重大な事故を未然に防
止することができる。
【００３５】また、被駆動ナットの破損時にシアピンが
折れて落下防止ナットと連結が絶たれると、落下防止ナ
ットは、駆動ねじ軸との摩擦で駆動ねじ軸と共に回転
し、内筒の昇降が正常に行えなくなり、シアピンを交換
しなければ直線作動機を使用できなくなるため、被駆動
ナットの破損に気付かずに運転を続行、あるいは、再開
してしまう恐れがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の落下防止機構付直線作動機の一実施
例を示す断面図。
【図２】 図１に示す落下防止機構付直線作動機の要部
断面図。
【図３】 図２のＡ−Ａ線位置における矢印方向に見
た横断面図。
【図４】 落下防止ナットと被駆動ナットの位置関係を
示す図であり、同図（Ａ）は、被駆動ナットに摩耗が生
じてきた状態、同図（Ｂ）は、被駆動ナットが破損した
状態をそれぞれ示す。
【符号の説明】
１ 直線作動機 ２ ハウジング ２Ａ 連結部 ３ 外筒 ４ 内筒 ４Ａ 連結部 ５ 駆動ねじ軸 ６ 被駆動ギヤ ７，８ 軸受 ９ 被駆動ナット １０ 中間ギヤ １１ 回転駆動源 １１Ａ ピニオン １２ 落下防止ナット １３ シアピン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B66F 3/08 B66F 17/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ハウジングに固定された外筒に対して相
    対的に回転止めされた状態で内筒が伸縮自在に嵌挿さ
    れ、ハウジングに定位置で回転自在に支持されて回転駆
    動源によって回転される駆動ねじ軸に、内筒に固定され
    た被駆動ナットが螺合されて駆動ねじ軸の回転によって
    外筒に対して内筒が伸縮するように構成されている直線
    作動機において、 被駆動ナットと隣接して落下防止ナットが駆動ねじ軸に
    螺合されているとともに、被駆動ナットもしくは内筒
    と、落下防止ナットの何れか一方に半径方向に突出する
    シアピンが片持ち状態で固定され、他方にシアピンの突
    出端側をスライド自在に係入する軸方向のシアピン案内
    溝が形成され、 内筒と被駆動ナットが落下防止ナットに対して内筒に作
    用する荷重の向きに変位することにより、シアピン案内
    溝の端部にシアピンが当接して折断されるとともに、内
    筒もしくは被駆動ナットが落下防止ナットに当接支持さ
    れて、内筒の落下が阻止されるように構成されているこ
    とを特徴とする落下防止機構付直線作動機。
JP26474398A 1998-09-18 1998-09-18 落下防止機構付直線作動機 Expired - Lifetime JP3349098B2 (ja)

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