JP3963981B2

JP3963981B2 - 作動装置

Info

Publication number: JP3963981B2
Application number: JP18417596A
Authority: JP
Inventors: 信道青木
Original assignee: 美和ロック株式会社
Priority date: 1996-06-24
Filing date: 1996-06-24
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2016-06-24
Also published as: JPH108799A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はモータの回転力を直線的な作動力に変換させて利用することができるようにした新規な作動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
所謂電気錠には、錠止機構を電気機械的に制御する電磁アクチュエータが内蔵されており、例えばテンキー装置に入力された暗証番号が正規に登録されたものであるとき、制御回路から発生する解錠信号を受信した電磁アクチュエータは錠止機構を解錠方向に駆動して電気錠を解錠する。
【０００３】
上記した電磁アクチュエータとして従来採用され、現在も実用されているものとして、ソレノイドやマイクロモータを挙げることができる。
【０００４】
例えばソレノイドは、その可動のプランジャにより、デッドボルトが錠箱内に引込むことを邪魔するロッキングレバーを駆動し、また、マイクロモータは、減速機を介してデッドボルトの出し入れをするデッドカムに連結され、デッドボルトを電気機械的に出し入れする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかして、電磁アクチュエータとしてのソレノイドは、構造が簡単でしかもプランジャは直線的に動くので制御機構を簡単にすることはできるが、ストロークが比較的短く、しかも作動行程の終端において不必要に過大な作動力が発生するので電磁アクチュエータとしては使用しにくい。
【０００６】
同様の理由により、作動行程の終端において騒音が発生することがあり、場合によっては防音機構を増設しなければならない。
【０００７】
一方マイクロモータを使用する作動装置は、ストロークや作動力については問題は無いが、減速機を必要とするので必然的に構造が複雑で高価なものになり、加えて、作動終了後マイクロモータへの通電を断ったとしてもロータの慣性により作動装置が行過ぎることがある。
【０００８】
また、例えば電気錠においてデッドボルトの先端がストライク孔に整合しないで扉枠に引っ掛かる、等負荷が増大する場合には、モータの焼損事故が生じる。
【０００９】
その為、マイクロモータを使用する作動装置は、ブレーキ機構やクラッチ機構を併設する必要があり、構造がさらに複雑になる。
【００１０】
この発明の作動装置は、モータの回転力を直線的な作動力に変換させて利用するものであるに関わらず、全体としての機構を簡単にすること、被動部材に対する作動力を剛的ではなく弾性的に伝えるようにして、他の緩衝機構の付設を不要にすること、部品の１つであるらせん状のばねを変えることにより十分に小さい作動力を出せるようにすること、並びにストロークの改変を容易に行えるようにすることを目的として提案されたものである。
【００１１】
上記の目的を達成するため、この発明の作動装置は、正逆転ができるモータの回転出力軸に、横断面円形の棒状体で、両端にフランジ状の抜け止めを備えた案内部材を同軸に装着し、この案内部材にらせん状の疎巻コイルばねを案内部材の長さ方向に移動可能に巻装すると共に、案内部材の外周面の長さ方向における中央部に、ばねのピッチ間隙を遊動できる単一の突起を突設し、一方、上記疎巻コイルばねの両端を案内部材の半径方向における外方に延出させ、この延出部分を被動部材に係合させることにより、螺旋状の疎巻コイルばねの回り止めを施すと共に、案内部材と被動部材とを相互に連結させ、モータにより突起を案内部材の回転軸回りに回転させたとき、突起が疎巻コイルばねを押動する力の案内部材の長さ方向の分力により、疎巻コイルばねを案内部材に沿って駆動すると共に、突起をそのらせん状のばねのピッチ間隙に沿ってその端方向に相対的に移動させ、以て突起の所定回の回転後突起とコイルばねとの係合を解くようにしたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す２つの実施例に基づいて、この発明について説明する。
図１及び図２に示す第１実施例において、符号１は枠板１０に固定された電動モータで、正逆転が任意にできるようにしてある。
【００１３】
このモータ１の回転出力軸１１に対して、横断面外形が円形のばね案内部材２が同心的に固設してある。図示例のばね案内部材２は、止めねじ９１で出力軸１１に固定された別体のものであるが、出力軸１１と一体に形成することもできる。
【００１４】
前記のばね案内部材２の回りには後述のらせん状のばね３が可動に嵌め込まれて保持されている。らせん状のばね３はばね案内部材２に対し互に軸線の回りに回動可能であり、かつ互に長さ方向に摺動可能である。
【００１５】
このらせん状のばね３は、疎巻のコイルばねを追加加工して製造することができる。
【００１６】
また、ばね案内部材２の長さ方向の両端には、胴部２１に嵌め込まれたばね３の抜け出しを阻止するために、それぞれ例えばフランジ板等の抜け止め２２を備えると共に、ばね案内部材２の長さ方向の中央部には、ばね３のピッチ間隙を遊動できる突起４を打込み等の手段により突設する。
【００１７】
抜け止めとしてのフランジ板２２、２２の一方は、ばね３の嵌め込みのためにねじ９２で着脱可能に固定するとよい。
【００１８】
らせん状のばね３は、鋼線で作るのが普通であるが、適当な弾性を有する強靱な合成樹脂材料で作ることもできる。ばね３の強さ、巻数、長さ等は、作動装置の諸元に応じて、通常のコイルばね同様任意に選択することができる。
【００１９】
そして、前記のばね３の両端３１、３１は、例えば平行をなすようにしてばね案内部材２の胴部２１より外方に向け（例えば接線方向に向け）大きく延出させてあり、両突出端３１、３１はばね案内部材２の回転軸線方向に沿うようにして動き得る被動部材５における係合孔等の係合部５１に可動に係合させてある。
【００２０】
第１実施例の被動部材５は枠板１０に枢軸５２で枢支された揺動部材として示されているが、図３に示す第２実施例のように、被動部材５は直線的に摺動する摺動部材としてもよい。
【００２１】
らせん状のばね３は、ばね案内部材２の回転に伴って突起４を介して駆動力が伝達付与されると、被動部材５との係合により軸線回りの回動が阻止されているので、ばね案内部材２の長さ方向に直線的に移動する。らせん状のばね３の両突出端３１、３１はそれらと直角をなす方向に被動部材５に対し作動力を付与する。
【００２２】
第１実施例において作用について更に詳しく説明する。
図１の状態では、らせん状ばね３はばね案内部材２上の左方位置にある。モータ１の出力軸１１が矢印Ａで示すように左回り（図１で右端からばね案内部材２を見て反時計方向）に回転すると、同方向に回転するばね案内部材２の突起４に対し可動に係合しているばね３は、ばね案内部材２の胴部２１で案内されつつ矢印Ｂ方向に向け直線的に変位し、図２の位置に至って一旦停止する。
【００２３】
らせん状ばね３のこの間の変位において突出端部３１、３１は係合部５１との間で滑りを生じさせつつ被動部材５を図１で矢印Ｃ方向に揺動させる。
【００２４】
電動モータ１の始動、停止、または正逆転の切換等の制御は勿論手動であっても自動であってもよい。
【００２５】
逆に図２の状態でモータ１の出力軸１１が矢印Ｄで示すように右回りに回転すると、同方向に回転するばね案内部材２の突起４に対し可動に係合しているばね３は、ばね案内部材２の胴部２１で案内されつつ矢印Ｅ方向に向け直線的に変位し、図１の位置に戻る。
【００２６】
らせん状ばね３のこの間の変位において突出端部３１、３１は係合部５１との間で滑りを生じさせつつ被動部材５を図２で矢印Ｆ方向に向けて変位させ、図１の原位置に復動させる。
【００２７】
換言すれば、突出端３１、３１を係合部５１に係合させることによりばね案内部材の胴部２１に対する相対回動を拘束された疎巻コイルばねが、ピッチ間隙内を円周方向に移動する突起４との間に生じる楔作用により、ばね案内部材２の軸線方向に押動される。
【００２８】
モータ１が図１でＡ方向に回動するとらせん状のばね３が右方に移動するのは前記したとおりであるが、突起４がばね３の左端と係合するに至ると、突起４が右方に送るべきばね３の螺旋部分の供給が無くなり、その時点で突起４とばね３との間に滑りが生じる。
【００２９】
その為、モータ１への通電が断たれた後のロータの慣性による空転は滑りによって吸収され、ばね３に過大な軸力が印加される恐れはない。
【００３０】
また、印加されたとしても、その軸力はばね３の軸線方向の弾性変形によって吸収されるので、被動部材５に無理な力が掛かることがない。
【００３１】
その意味で、図２に示す作動の終端においては、突起４はばね３の左側に位置するはずであるが、図では突起４がばねのピッチ間隙を遊動できる状態を優先して示したいので、図２では作動の終端の直前の状態を示しており、これは他の図においても同様である。
【００３２】
図３に示す第２実施例では、被動部材５を摺動部材としたことのみが第１実施例と異なっている。ここでは主として相違している構造についてのみ説明する。第２実施例において第１実施例（図１及び図２）と同一の符号で指し示す部材は相互に等効の部材を表わしているので、それらの部材についての説明は省略する。
【００３３】
被動部材としての摺動部材５は枠板１０にねじ９３で固定された案内手段５３内で図３で横方向（左右）に摺動できるようにしてある。符号５４は摺動部材５に連結した連杆である。
【００３４】
図３においてモータ１の出力軸１１が矢印Ａ方向で示すように左回りに回転すると、同方向に回転するばね案内部材２の突起４に対し可動に係合しているばね３は、ばね案内部材２の胴部２１で案内されつつ矢印Ｂ方向に向け直線的に変位し、前方の抜け止め２２に当接して一旦停止する。
【００３５】
らせん状ばね３の前記の変位の間に、該ばね３の突出端部３１、３１に係合された被動部材としての摺動部材５も同方向にほぼ同距離ｄだけ変位する。
【００３６】
その後、モータ１の出力軸１１が右回りに逆転すると、らせん状ばね３及び摺動部材５は図３で示す位置に共に復帰する。
【００３７】
【発明の効果】
以上に説明したこの発明の作動装置は、モータの回転力を直線的な作動力に変換させるについて、モータに対しらせん状のばね部材、円柱状のばね案内部材及びピン状の突起構成部材を組み付けるだけで、後続の被動部材に作動力を与えることができるので、全体としての機構は極めて簡単になる。
【００３８】
また、被動部材に対して付与される作動力はらせん状のばねにおける両突出端を介して弾性的に伝達されるので、他の緩衝機構やクラッチ類の付設を要しない。
【００３９】
更にまた、らせん状のばねの強さを小さなものにすれば作動力を十分に小さなものにすることもできる。
【００４０】
また、被動部材がロックして負荷が急激に増加した場合でも、モータは空回りするだけで焼損事故の恐れは原理的に無くなる。
【００４１】
加えて、らせん状ばねの変位距離、すなわち作動のストロークはそのばね及び／又はばね案内部材の長さを変えることにより任意に改変することができる、など種々の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の作動装置の第１実施例における作動前の状態を示す部分縦断正面図。
【図２】その作動後の状態を示す部分縦断正面図。
【図３】この発明の作動装置の第２実施例における作動前の状態を示す部分縦断正面図。
【符号の説明】
１モータ
１１回転出力軸
２ばね案内部材
２２抜け止め
３らせん状のばね
３１突出端
４突起
５被動部材

Claims

正逆転ができるモータの回転出力軸に、横断面円形の棒状体で、両端にフランジ状の抜け止めを備えた案内部材を同軸に装着し、この案内部材にらせん状の疎巻コイルばねを案内部材の長さ方向に移動可能に巻装すると共に、案内部材の外周面の長さ方向における中央部に、ばねのピッチ間隙を遊動できる単一の突起を突設し、一方、上記疎巻コイルばねの両端を案内部材の半径方向における外方に延出させ、この延出部分を被動部材に係合させることにより、螺旋状の疎巻コイルばねの回り止めを施すと共に、案内部材と被動部材とを相互に連結させ、モータにより突起を案内部材の回転軸回りに回転させたとき、突起が疎巻コイルばねを押動する力の案内部材の長さ方向の分力により、疎巻コイルばねを案内部材に沿って駆動すると共に、突起をそのらせん状のばねのピッチ間隙に沿ってその端方向に相対的に移動させ、以て突起の所定回の回転後突起とコイルばねとの係合を解くようにしたことを特徴とする作動装置。