JP2000097304A - Linear drive device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、回転運動を直線運
動に変換する直進運動機構、特にほぼ直線方向に延びる
歯付レールとこれに接するローラとを用いて回転入力に
応じた直線的な駆動出力をなす直線駆動装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear motion mechanism for converting a rotary motion into a linear motion, and more particularly, to a linear drive according to a rotational input using a toothed rail extending substantially linearly and a roller contacting the rail. The present invention relates to an output linear drive device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、工作機械の送り機構等には、回転
運動を直線運動に変換する直進運動機構が設けられてお
り、この直進運動機構には、機械全体の小型化の要求に
応えるべく構成の簡素なものが用いられている。直進運
動機構には例えば、特開平４−２１０１５３号公報に記
載された機構がある。図８に特開平４−２１０１５３号
公報に記載の機構の概観斜視図を示す。受動ラック１１
はピッチＰの歯Ｔ１を有し、能動ラック１２Ａ、１２
Ｂ、１２Ｃは歯Ｔ１と同一ピッチの歯Ｔ２を有する。入
力シャフト１８は図示しないモータが接続されている。
モータにより入力シャフト１８が回転し、入力歯車１７
が回転する。入力歯車１７が回転すると、歯車１６Ａ、
１６Ｂが回転する。歯車１６Ａ、１６Ｂが回転すると、
クランク軸１５Ａが回転する。クランク軸１５Ａには円
形偏心カム１５ａ、１５ｂ、１５ｃが取り付けられてい
る。クランク軸１５Ａが回転すると、円形偏心カム１５
ａ、１５ｂ、１５ｃが回転し、能動ラック１２Ａ、１２
Ｂ、１２Ｃが揺動する。能動ラック１２Ａ、１２Ｂ、１
２Ｃの揺動により歯Ｔ２が歯Ｔ１に押し付けられ、受動
ラック１１が矢印方向（ストローク方向）に直線運動す
ることになる。これは、能動ラック１２Ａ、１２Ｂ、１
２Ｃが受動ラック１１に対し相対的に直線運動するとも
いえる。2. Description of the Related Art Conventionally, a feed mechanism or the like of a machine tool is provided with a rectilinear motion mechanism for converting a rotary motion into a linear motion. A simple configuration is used. The linear motion mechanism includes, for example, a mechanism described in Japanese Patent Laid-Open No. 4-210153. FIG. 8 is a schematic perspective view of a mechanism described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-210153. Passive rack 11
Have teeth T1 of pitch P, and active racks 12A, 12A
B and 12C have teeth T2 having the same pitch as the teeth T1. The input shaft 18 is connected to a motor (not shown).
The input shaft 18 is rotated by the motor,
Rotates. When the input gear 17 rotates, the gear 16A,
16B rotates. When the gears 16A and 16B rotate,
The crankshaft 15A rotates. Circular eccentric cams 15a, 15b, 15c are attached to the crankshaft 15A. When the crankshaft 15A rotates, the circular eccentric cam 15
a, 15b, 15c rotate, and the active racks 12A, 12A
B and 12C swing. Active racks 12A, 12B, 1
Due to the swing of 2C, the tooth T2 is pressed against the tooth T1, and the passive rack 11 linearly moves in the arrow direction (stroke direction). This is the active rack 12A, 12B, 1
It can be said that the 2C moves linearly relative to the passive rack 11.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このような従来の直進
運動機構にあっては、能動ラック１２Ａ、１２Ｂ、１２
Ｃを並列させて駆動していたため受動ラック１１の歯幅
を大きくする必要があり、所要の推力を発揮するために
は能動ラック１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの多数の歯を受動
ラック１１に同時に噛合させる必要があった。したがっ
て、直進駆動装置の大型化とコスト高（幅広の歯の加
工）が避けられなかった。In such a conventional linear motion mechanism, the active racks 12A, 12B, 12
Since the C is driven in parallel, it is necessary to increase the tooth width of the passive rack 11. In order to exert a required thrust, a large number of teeth of the active racks 12A, 12B, 12C are engaged with the passive rack 11 at the same time. Needed. Therefore, an increase in the size of the linear drive device and an increase in cost (machining of wide teeth) cannot be avoided.
【０００４】しかも、並列する三つ以上の能動ラック１
２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを共通のクランク軸１５Ａに支持
して所定位相差で駆動していたため、中央部に配置され
る能動ラック１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃをクランク軸１５
Ａに組付ける必要から、軸穴径の異なる複数種類の能動
ラック１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを準備する必要があり、
クランク軸１５Ａの形状も複雑だった。In addition, three or more active racks 1
Since the common racks 2A, 12B, and 12C are supported on a common crankshaft 15A and driven with a predetermined phase difference, the active racks 12A, 12B, and 12C disposed at the center are connected to the crankshaft 15A.
A, it is necessary to prepare a plurality of types of active racks 12A, 12B, 12C having different shaft hole diameters,
The shape of the crankshaft 15A was also complicated.
【０００５】さらに、駆動モータが受動ラック１１の歯
幅方向に突出するため走行範囲の全域にわたるデッドス
ペースが生じることになっていた。そこで、本発明は直
進駆動装置の小型化、コストの低化、デッドスペースの
減少を図り、軸穴径の異なる複数種類の能動ラックの準
備を不要とし、クランク軸の形状の単純化を図ることを
課題とする。Further, since the drive motor projects in the face width direction of the passive rack 11, a dead space is generated over the entire traveling range. Therefore, the present invention aims to reduce the size, cost, and dead space of the linear drive device, reduce the need for preparing multiple types of active racks having different shaft hole diameters, and simplify the shape of the crankshaft. As an issue.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明に係る直進駆動装
置は、所定ピッチの複数の歯を有する歯付レールと、歯
付レールに対し歯付レールの軸線方向に相対移動可能に
案内されるフレームと、歯付レールの歯にそれぞれ係合
可能な複数の係合部材と、複数の係合部材を所定の位相
差をもって周期的に運動させ、歯付レールの歯に順次噛
合い係合させる駆動手段と、を備え、複数の係合部材
が、歯付レールの軸線方向に互いに離間し、駆動手段
が、係合部材を、歯の歯丈方向への変位を生じるよう所
定方向に運動させることを特徴とする。A linear drive device according to the present invention is guided by a toothed rail having a plurality of teeth of a predetermined pitch and movably guided in the axial direction of the toothed rail with respect to the toothed rail. The frame, a plurality of engagement members respectively engageable with the teeth of the toothed rail, and the plurality of engagement members are periodically moved with a predetermined phase difference to sequentially mesh and engage with the teeth of the toothed rail. Driving means, wherein the plurality of engaging members are spaced apart from each other in the axial direction of the toothed rail, and the driving means moves the engaging members in a predetermined direction so as to cause displacement of the teeth in the tooth height direction. It is characterized by the following.
【０００７】複数の係合部材が、歯付レールの軸線方向
に互いに離間することで、デッドスペースの減少が図れ
る。歯付レールの幅も狭くでき直進駆動装置の小型化、
コストの低化も図れる。さらに、係合部材の単純化と共
通化を図ることもできる。また、本発明に係る直進駆動
装置は、所定ピッチの複数の歯を有する歯付レールと、
歯付レールに対し歯付レールの軸線方向に相対移動可能
に案内されるフレームと、歯付レールの歯にそれぞれ係
合可能な複数の係合部材と、複数の係合部材を所定の位
相差をもって周期的に運動させ、歯付レールの歯に順次
噛合い係合させる駆動手段と、を備え、歯付レールの歯
が前記軸線方向に対し傾斜した噛合歯面部を有し、複数
の係合部材が、それぞれ歯の歯丈方向に往復動可能で、
かつ、互いに歯付レールの軸線方向に離間するよう、フ
レームに支持されたことを特徴としてもよい。The dead space can be reduced by separating the plurality of engaging members from each other in the axial direction of the toothed rail. The width of the toothed rail can be reduced, and the linear drive device can be downsized.
Cost can also be reduced. Further, simplification and common use of the engagement members can be achieved. Further, the straight driving device according to the present invention, a toothed rail having a plurality of teeth of a predetermined pitch,
A frame guided to be relatively movable in the axial direction of the toothed rail with respect to the toothed rail, a plurality of engaging members respectively engageable with the teeth of the toothed rail, and a predetermined phase difference Drive means for periodically moving the teeth with the teeth of the toothed rail so as to sequentially engage with the teeth of the toothed rail, wherein the teeth of the toothed rail have a meshing tooth surface portion inclined with respect to the axial direction, and a plurality of engagements are provided. The members can reciprocate in the direction of the length of each tooth,
The toothed rails may be supported by the frame so as to be separated from each other in the axial direction.
【０００８】歯付レールの軸線方向に離間する係合部材
を所定の位相差で往復動させるので歯付レールの歯が軸
線方向に対し傾斜した噛合歯面部を有するだけの簡単な
形状でもよく、また、回転入力以外の駆動方式を採用す
ることも可能となる。上記の直進駆動装置においては、
係合部材のそれぞれが、フレームに歯の歯丈方向に移動
可能に支持された滑り軸部を有し、係合部材の滑り軸部
の一端側に、歯付レールの噛合歯面部に転動可能に接す
る転動部材が装着されたものとしてもよい。なお、転動
部材は1個のローラでも、複数のボールやニードルでも
よい。Since the engaging member spaced apart in the axial direction of the toothed rail is reciprocated with a predetermined phase difference, the tooth of the toothed rail may have a simple shape having only a meshing tooth surface inclined with respect to the axial direction. Further, it is possible to adopt a driving method other than the rotation input. In the above straight drive,
Each of the engaging members has a sliding shaft portion supported on the frame so as to be movable in the direction of the length of the teeth, and rolls on one end side of the sliding shaft portion of the engaging member to the meshing tooth surface portion of the toothed rail. A rolling member that comes into contact with the roller may be mounted. The rolling member may be a single roller, a plurality of balls or needles.
【０００９】さらに、本発明に係る直進駆動装置は、所
定ピッチの複数の歯を有する歯付レールと、歯付レール
に対し歯付レールの軸線方向に相対移動可能に案内され
るフレームと、歯付レールの歯にそれぞれ係合可能な複
数の係合部材と、複数の係合部材を所定の位相差をもっ
て周期的に運動させ、歯付レールの歯に順次噛合い係合
させる駆動手段と、を備え、複数の係合部材が、歯付レ
ールの軸線方向に所定の軸間距離を隔てて離間するよう
それぞれフレームに回転自在に支持された複数のカムで
あり、駆動手段が、複数のカムを所定の位相差を保って
同期回転させることを特徴としてもよい。Further, the linear drive device according to the present invention includes a toothed rail having a plurality of teeth of a predetermined pitch, a frame guided to be relatively movable in the axial direction of the toothed rail with respect to the toothed rail, A plurality of engagement members respectively engageable with the teeth of the toothed rail, a driving means for periodically moving the plurality of engagement members with a predetermined phase difference, and sequentially meshing engagement with the teeth of the toothed rail; A plurality of engaging members, each of which is rotatably supported by a frame so as to be spaced apart from each other at a predetermined center distance in the axial direction of the toothed rail, and May be synchronously rotated while maintaining a predetermined phase difference.
【００１０】複数のカムが軸線方向に離間し、軸線方向
とは垂直な方向に並ばないため、レール幅を小さくする
ことができ、直進駆動装置のコンパクト化が図れる。ま
た、カムは偏心する部分が一つであり、加工が容易であ
る。前記係合部材が歯付レールの噛合歯面部に接する円
弧歯形を有し、歯付レールがトロコイド歯形又はサイク
ロイド歯形を有するようにしてもよい。[0010] Since the plurality of cams are spaced apart in the axial direction and are not arranged in a direction perpendicular to the axial direction, the rail width can be reduced, and the linear drive device can be made compact. Further, the cam has only one eccentric portion, and is easy to process. The engaging member may have an arcuate tooth profile in contact with the meshing tooth surface of the toothed rail, and the toothed rail may have a trochoidal tooth shape or a cycloidal tooth shape.
【００１１】また、カムの外周部に、前記歯付レールの
噛合歯面部に転動可能に接する転動部材が装着すること
が好ましく、その転動部材によって円弧波形を形成する
ことができる。It is preferable that a rolling member which is in rolling contact with the meshing tooth surface of the toothed rail is mounted on the outer peripheral portion of the cam, and the rolling member can form an arc waveform.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の第１の実施の形態の直進駆動装
置の正面図である。図２（ａ）は図１のＡ−Ａ断面図で
あり、図２（ｂ）は図２（ａ）の部分図である。歯付レ
ール２１は、所定のピッチの複数の歯２１ａを有し、ほ
ぼ直線状の軌道を形成する。歯２１ａはトロコイド歯形
又はサイクロイド歯形の歯を有する。歯付レール２１上
には歯付レール２１に沿う方向に、歯付レール２１と相
対移動する直進駆動機構部３０が設けられている。歯付
レール２１は、例えば歯２１ａを有するラック部２２
と、ラック部２２と一体に連結または形成されたレール
部２３とにより構成される。レール部２３はラック部２
２を支持する。レール部２３の両側にはガイド手段が設
けられている。ガイド手段６０は、歯付レール２１の歯
幅方向両側で直進駆動機構部３０のフレーム３１を歯付
レール２１に対し所定方向に相対移動可能に案内する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view of a linear drive device according to a first embodiment of the present invention. 2A is a sectional view taken along the line AA in FIG. 1, and FIG. 2B is a partial view of FIG. 2A. The toothed rail 21 has a plurality of teeth 21a at a predetermined pitch and forms a substantially linear track. The teeth 21a have trochoidal or cycloidal teeth. On the toothed rail 21, a linear drive mechanism 30 that moves relatively to the toothed rail 21 is provided in a direction along the toothed rail 21. The toothed rail 21 is, for example, a rack 22 having teeth 21a.
And a rail section 23 integrally connected or formed with the rack section 22. The rail 23 is the rack 2
Support 2 Guide means are provided on both sides of the rail portion 23. The guide means 60 guides the frame 31 of the linear drive mechanism 30 on both sides in the tooth width direction of the toothed rail 21 so as to be relatively movable with respect to the toothed rail 21 in a predetermined direction.
【００１３】ガイド手段６０は、溝状ガイド部２３ａ、
２３ｂ、ボール６１ａ、６１ｂおよびガイドユニット６
２ａ、６２ｂからなる。溝状ガイド部２３ａ、２３ｂは
歯付レール２１のレール部２３における歯幅方向両側
に、歯付レール２１の延在する方向に平行に一対に延在
している。ボール６１ａ、６１ｂは複数あり、溝状ガイ
ド部２３ａ、２３ｂに転がり係合するようフレーム３１
に回転自在に保持されている。ボール６１ａ、６１ｂは
例えば、金属製である。なお、ボール６１ａ、６１ｂは
ローラ等の他の転動体でもよい。ガイドユニット６２
ａ、６２ｂは、ボール６１ａ、６１ｂを循環させる公知
のボール循環式ガイドユニットであり、フレーム３１の
下部に装着されている。The guide means 60 includes a groove-shaped guide portion 23a,
23b, balls 61a, 61b and guide unit 6
2a and 62b. The groove-shaped guide portions 23 a and 23 b extend in a pair on both sides in the tooth width direction of the rail portion 23 of the toothed rail 21 in parallel with the extending direction of the toothed rail 21. There are a plurality of balls 61a and 61b, and the frame 31 is adapted to roll and engage with the groove-shaped guide portions 23a and 23b.
Is held rotatably. The balls 61a and 61b are made of, for example, metal. The balls 61a and 61b may be other rolling elements such as rollers. Guide unit 62
Reference numerals a and 62b denote known ball circulation guide units for circulating the balls 61a and 61b, which are mounted on the lower portion of the frame 31.
【００１４】なお、ガイド手段は突条ガイド部を採用す
るときは、突条はリブ状のものに限らず、歯付レール２
１のレール部２３に複数のコロやボールをそれぞれ部分
的に側壁面から突出させるように同一直線上に配置して
埋設したようなものであってもよい。歯付レール２１に
は、ローラ（転動部材）３２ａ、３２ｂ、３２ｃが接し
ている。ローラ３２ａ〜３２ｃは歯付レール２１と同一
ピッチに配列されている。ローラ３２ａ〜３２ｃは、ロ
ーラ支持部３５、３６、３７と共に三つの係合部材を構
成している。ローラ支持部３５、３６、３７は、ローラ
３２ａ〜３２ｃを支持するブラケット３５ａ、３６ａ、
３７ａ、滑り軸部３５ｂ、３６ｂ、３７ｂおよび平面板
部３５ｃ、３６ｃ、３７ｃを有する。平面板部３５ｃ、
３６ｃ、３７ｃは駆動軸３３の偏心部３３ａ、３３ｂ、
３３ｃと接する。滑り軸部３５ｂ、３６ｂ、３７ｂは平
面板部３５ｃ、３６ｃ、３７ｃとブラケット３５ａ、３
６ａ、３７ａを接続する。滑り軸部３５ｂ、３６ｂ、３
７ｂはリニアブッシュ３９、４０、４１により支持され
る。リニアブッシュ３９、４０、４１はボール３９ａ、
４０ａ、４１ａと、リテーナ３９ｂ、４０ｂ、４１ｂか
らなる。滑り軸部３５ｂ、３６ｂ、３７ｂが上下に移動
すると、ボール３９ａ、４０ａ、４１ａはリテーナ３９
ｂ、４０ｂ、４１ｂによりリニアブッシュ３９、４０、
４１から脱落しないように回転する。よって、リニアブ
ッシュ３９、４０、４１により滑り軸部３５ｂ、３６
ｂ、３７ｂが上下に移動できるように支持されている。When the guide means employs a ridge guide, the ridge is not limited to a rib-shaped one, but may be a toothed rail 2.
A configuration in which a plurality of rollers and balls are arranged on the same straight line so as to partially project from the side wall surface and buried in one rail portion 23 may be used. Rollers (rolling members) 32a, 32b, 32c are in contact with the toothed rail 21. The rollers 32a to 32c are arranged at the same pitch as the toothed rail 21. The rollers 32a to 32c constitute three engaging members together with the roller supporting portions 35, 36, and 37. The roller support portions 35, 36, 37 are provided with brackets 35a, 36a for supporting the rollers 32a to 32c,
37a, sliding shaft portions 35b, 36b, 37b and flat plate portions 35c, 36c, 37c. Flat plate portion 35c,
36c, 37c are the eccentric parts 33a, 33b of the drive shaft 33,
Contact with 33c. The sliding shaft portions 35b, 36b, 37b are formed by the flat plate portions 35c, 36c, 37c and the brackets 35a, 3c.
6a and 37a are connected. Sliding shaft portions 35b, 36b, 3
7b is supported by linear bushes 39, 40, 41. The linear bushes 39, 40, 41 are balls 39a,
40a, 41a and retainers 39b, 40b, 41b. When the sliding shaft portions 35b, 36b, 37b move up and down, the balls 39a, 40a, 41a move to the retainer 39.
b, 40b, 41b, the linear bush 39, 40,
Rotate so as not to fall off from 41. Therefore, the linear bushes 39, 40, 41 allow the sliding shaft portions 35b, 36
b and 37b are supported so as to be able to move up and down.
【００１５】駆動軸３３はカム軸であり、カム部３３
ａ、３３ｂ、３３ｃを有する。カム部３３ａ、３３ｂ、
３３ｃは図２（ｂ）に示すように位相差Ｐ１、Ｐ２、Ｐ
３（１２０度）を有する。なお、図２においてＯは駆動
軸の中心であり、Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３はカム部３３ａ、３
３ｂ、３３ｃの中心である。なお、カム部３３ａ、３３
ｂ、３３ｃは図示のように円板カムでもよいが他のカム
でもよい。The drive shaft 33 is a cam shaft.
a, 33b and 33c. Cam parts 33a, 33b,
33c indicates the phase differences P1, P2, and P as shown in FIG.
3 (120 degrees). In FIG. 2, O is the center of the drive shaft, and O1, O2, and O3 are the cam portions 33a,
It is the center of 3b, 33c. Note that the cam portions 33a, 33
b and 33c may be disk cams as shown, but may be other cams.
【００１６】駆動軸３３はカップリング３４により駆動
モータ４３に接続される。なお、カップリング３４、駆
動モータ４３はフレーム３１により支持される。また、
カップリング３４、駆動モータ４３は歯付レール２１の
延在する方向に位置している。駆動モータ４３の回転は
カップリング３４を介して駆動軸３３に伝えられる。駆
動軸３３が回転するとカム部３３ａ、３３ｂ、３３ｃも
回転する。すると、カム部３３ａ、３３ｂ、３３ｃが平
面板部３５ｃ、３６ｃ、３７ｃと接する点の高さと駆動
軸３３の中心軸の高さの差が変わる。よって、ローラ支
持部３５、３６、３７は上下に往復する。ここで、カム
部３３ａ、３３ｂ、３３ｃの偏心している長さをｅとす
れば、２ｅの行程をローラ支持部３５、３６、３７は上
下に往復しローラ３２ａ、３２ｂ、３２ｃもまた上下に
往復することになる。すると、偏心部３３ａ、３３ｂ、
３３ｃの位相のずれにより、ローラ３２ａ、３２ｂ、３
２ｃの内の最低一つが歯２１ａに押し付けられ、直進駆
動機構部３０と歯付レール２１とが相対的に直線運動す
る。The drive shaft 33 is connected to a drive motor 43 by a coupling 34. The coupling 34 and the drive motor 43 are supported by the frame 31. Also,
The coupling 34 and the drive motor 43 are located in the direction in which the toothed rail 21 extends. The rotation of the drive motor 43 is transmitted to the drive shaft 33 via the coupling 34. When the drive shaft 33 rotates, the cam portions 33a, 33b, 33c also rotate. Then, the difference between the height of the point where the cam portions 33a, 33b, 33c contact the flat plate portions 35c, 36c, 37c and the height of the center axis of the drive shaft 33 changes. Therefore, the roller support portions 35, 36, 37 reciprocate up and down. Here, assuming that the eccentric length of the cam portions 33a, 33b, 33c is e, the roller support portions 35, 36, 37 reciprocate up and down in the stroke of 2e, and the rollers 32a, 32b, 32c also reciprocate up and down. Will do. Then, the eccentric parts 33a, 33b,
The rollers 32a, 32b, 3
At least one of 2c is pressed against the teeth 21a, and the linear drive mechanism 30 and the toothed rail 21 relatively linearly move.
【００１７】図３に、従来の直進駆動機構と第１の実施
の形態の直進運動機構のデッドスペースの比較を示す。
図３（ａ）は従来の直進駆動機構を、図３（ｂ）第１の
実施の形態の直進運動機構を示す。なお、図３（ａ）に
は図１０において図示を省略したモータ１９およびケー
ス１００を補ってある。従来の直進駆動機構におけるモ
ータの張り出しＤ１と、第１の実施の形態の直進運動機
構のモータの張り出しＤ２、Ｄ３とを比較すると、第１
の実施の形態の直進運動機構のモータの張り出しが小さ
いことは明らかである。よってデッドスペースを小さく
できる。しかも、歯付レールの幅も狭くでき、直進駆動
装置の小型化、コストの低化も図れる。さらに、軸穴径
の異なる複数種類の能動ラックの準備を不要とし、クラ
ンク軸の形状の単純化を図ることもできる。FIG. 3 shows a comparison of the dead space between the conventional linear drive mechanism and the linear motion mechanism of the first embodiment.
FIG. 3A shows a conventional linear drive mechanism, and FIG. 3B shows a linear movement mechanism of the first embodiment. Note that FIG. 3A supplements the motor 19 and the case 100, which are not shown in FIG. A comparison between the overhang D1 of the motor in the conventional linear drive mechanism and the overhangs D2 and D3 of the motor in the linear movement mechanism of the first embodiment shows that
It is apparent that the overhang of the motor of the linear motion mechanism according to the embodiment is small. Therefore, the dead space can be reduced. In addition, the width of the toothed rail can be reduced, and the linear drive device can be reduced in size and cost. Further, it is not necessary to prepare a plurality of types of active racks having different shaft hole diameters, and the shape of the crankshaft can be simplified.
【００１８】図４は本発明の第２の実施の形態の直進駆
動装置の平面図である。図５は第２の実施の形態の直進
駆動装置の正面図であり、図６はカムの位相のずれを説
明する図である。図７は第２の実施の形態の直進駆動装
置の側面図である。なお、第１の実施の形態と同様な部
分には同じ番号を付して説明を省略する。歯付レール２
１には、ローラ（転動部材）１３２ａ、１３２ｂ、１３
２ｃが接している。ローラ１３２ａ、１３２ｂ、１３２
ｃは歯付レール２１と同一ピッチに配列されている。ロ
ーラ１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃは中空である。ロー
ラ１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃの中空部分にはカム１
３３、１３４、１３５が偏心部１３３ａ、１３４ａ、１
３５ａにおいて、ニードル軸受１４１ａ、１４１ｂ、１
４１ｃにはまり合っている。偏心部１３３ａ、１３４
ａ、１３５ａは図６に示すように所定の位相差Ｐ１、Ｐ
２、Ｐ３（１２０度）を有する。なお、図６において
は、仮想的にカム１３３、１３４、１３５を一つにまと
めて記載している。FIG. 4 is a plan view of a linear drive device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a front view of the linear drive device according to the second embodiment, and FIG. 6 is a diagram for explaining a shift in cam phase. FIG. 7 is a side view of the linear drive device according to the second embodiment. Note that the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. Toothed rail 2
1 includes rollers (rolling members) 132a, 132b, 13
2c is in contact. Rollers 132a, 132b, 132
c are arranged at the same pitch as the toothed rail 21. The rollers 132a, 132b, 132c are hollow. The cam 1 is provided in the hollow portions of the rollers 132a, 132b, and 132c.
33, 134, 135 are the eccentric parts 133a, 134a, 1
At 35a, the needle bearings 141a, 141b, 1
41c. Eccentric parts 133a, 134
a, 135a are predetermined phase differences P1, P2 as shown in FIG.
2, having P3 (120 degrees). In FIG. 6, the cams 133, 134, and 135 are virtually combined into one.
【００１９】カム１３３、１３４、１３５はフレーム３
１を貫通しており、ベルト（無端伝動部材）１３６によ
り互いに連結され、回転が伝わるようになっている。ま
た、ベルト１３６はカム１３３と図示しない駆動源とを
連結している。駆動源は、例えば、モータと減速機から
なる。モータの回転は減速機に伝わり、ベルト１３６に
よりカム１３３に伝わる。カム１３３の回転はベルト１
３６によりカム１３４、１３５に伝わる。カム１３３、
１３４、１３５の偏心長をｅとすれば２ｅの行程をロー
ラ１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃは往復することにな
る。すると、偏心部１３３ａ、１３４ａ、１３５ａの位
相のずれにより、ローラ１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃ
の内の最低一つが歯２１ａに押し付けられ、直進駆動機
構部３０と歯付レール２１とが相対的に直線運動する。The cams 133, 134 and 135 are connected to the frame 3
1 and are connected to each other by a belt (endless transmission member) 136 so that rotation is transmitted. The belt 136 connects the cam 133 with a drive source (not shown). The drive source includes, for example, a motor and a speed reducer. The rotation of the motor is transmitted to the speed reducer and transmitted to the cam 133 by the belt 136. The rotation of the cam 133 is the belt 1
It is transmitted to cams 134 and 135 by 36. Cam 133,
Assuming that the eccentric length of 134 and 135 is e, the rollers 132a, 132b and 132c reciprocate in the stroke of 2e. Then, due to the phase shift of the eccentric parts 133a, 134a, 135a, the rollers 132a, 132b, 132c
Is pressed against the teeth 21a, and the linear drive mechanism 30 and the toothed rail 21 relatively linearly move.
【００２０】本発明の第２の実施の形態によれば、カム
は軸線方向にあるので、軸線方向とは垂直な方向には存
在しないため、デッドスペースを小さくできる。しか
も、歯付レールの幅も狭くでき、直進駆動装置の小型
化、コストの低化も図れる。さらに、軸穴径の異なる複
数種類の能動ラックの準備を不要とし、クランク軸の形
状の単純化を図ることもできる。According to the second embodiment of the present invention, since the cam is in the axial direction, it does not exist in the direction perpendicular to the axial direction, so that the dead space can be reduced. In addition, the width of the toothed rail can be reduced, and the linear drive device can be reduced in size and cost. Further, it is not necessary to prepare a plurality of types of active racks having different shaft hole diameters, and the shape of the crankshaft can be simplified.
【００２１】[0021]
【発明の効果】本発明によれば、デッドスペースが小さ
くでき、機械全体の小型化を図ることができる。また、
カムは偏心する部分が一つであり、加工が容易である。According to the present invention, the dead space can be reduced, and the size of the entire machine can be reduced. Also,
The cam has only one eccentric part and is easy to machine.
【図１】本発明の第１の実施の形態の直進駆動装置の正
面図である。FIG. 1 is a front view of a linear driving device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
【図３】従来の直進駆動機構と第１の実施の形態の直進
運動機構のデッドスペースを比較した図である。FIG. 3 is a diagram comparing a dead space between a conventional linear drive mechanism and the linear motion mechanism of the first embodiment.
【図４】本発明の第２の実施の形態の直進駆動装置の平
面図である。FIG. 4 is a plan view of a linear driving device according to a second embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第２の実施の形態の直進駆動装置の正
面図である。FIG. 5 is a front view of a linear drive device according to a second embodiment of the present invention.
【図６】カム軸の位相のずれの説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a phase shift of a camshaft.
【図７】本発明の第２の実施の形態の直進駆動装置の側
面図である。FIG. 7 is a side view of a linear driving device according to a second embodiment of the present invention.
【図８】従来例の特開平４−２１０１５３号に記載され
た直進運動機構の概観斜視図である。FIG. 8 is a schematic perspective view of a conventional linear motion mechanism described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-210153.
１１ 受動ラック Ｔ１ 歯 １２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ 能動ラック Ｔ２ 歯 １５ａ、１５ｂ、１５ｃ 円形偏心カム １５Ａ クランク軸 １６Ａ、１６Ｂ 歯車 １７ 入力歯車 １８ 入力シャフト ２１ 歯付レール ２１ａ 歯 ２２ ラック部 ２３ レール部 ２３ａ、２３ｂ 溝状ガイド部 ３０ 直進駆動機構部 ３１ フレーム ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ ローラ ３３ 駆動軸 ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ カム部 ３４ カップリング Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ 位相差 ３５、３６、３７ ローラ支持部 ３５ａ、３６ａ、３７ａ ブラケット ３５ｂ、３６ｂ、３７ｂ 滑り軸部 ３５ｃ、３６ｃ、３７ｃ 平面板部 ３９、４０、４１ リニアブッシュ ３９ａ、４０ａ、４１ａ ボール ３９ｂ、４０ｂ、４１ｂ リテーナ ４３ 駆動モータ ６０ ガイド手段 ６１ａ、６１ｂ ボール ６２ａ、６２ｂ ガイドユニット Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ モータの張り出し １３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃ ローラ １３３、１３４、１３５ カム １３３ａ、１３４ａ、１３５ａ 偏心部 １３６ ベルト １４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃ ニードル軸受 Reference Signs List 11 passive rack T1 tooth 12A, 12B, 12C active rack T2 tooth 15a, 15b, 15c circular eccentric cam 15A crankshaft 16A, 16B gear 17 input gear 18 input shaft 21 toothed rail 21a tooth 22 rack part 23 rail part 23a, 23b Groove-shaped guide part 30 Linear drive mechanism part 31 Frame 32a, 32b, 32c Roller 33 Drive shaft 33a, 33b, 33c Cam part 34 Coupling P1, P2, P3 Phase difference 35, 36, 37 Roller support part 35a, 36a, 37a Brackets 35b, 36b, 37b Sliding shaft portions 35c, 36c, 37c Flat plate portions 39, 40, 41 Linear bushes 39a, 40a, 41a Balls 39b, 40b, 41b Retainer 43 Drive motor 60 Guide means 61a, 61b Ball 62a, 2b guide unit D1, D2, D3 motor overhang 132a, 132b, 132c rollers 133, 134, and 135 cam 133a, 134a, 135a eccentric portion 136 belt 141a, 141b, 141c needle bearing
Claims (10)
と、 該歯付レールに対し該歯付レールの軸線方向に相対移動
可能に案内されるフレームと、 前記歯付レールの歯にそれぞれ係合可能な複数の係合部
材と、 該複数の係合部材を所定の位相差をもって周期的に運動
させ、前記歯付レールの歯に順次噛合い係合させる駆動
手段と、を備えた直線駆動装置において、 前記複数の係合部材が、前記歯付レールの軸線方向に互
いに離間し、 前記駆動手段が、該係合部材を、前記歯の歯丈方向への
変位を生じるよう所定方向に運動させることを特徴とす
る直線駆動装置。1. A toothed rail having a plurality of teeth of a predetermined pitch, a frame guided relative to the toothed rail in an axial direction of the toothed rail, and a tooth of the toothed rail, respectively. A straight line comprising: a plurality of engageable engaging members; and a driving means for periodically moving the plurality of engaging members with a predetermined phase difference to sequentially mesh and engage the teeth of the toothed rail. In the driving device, the plurality of engaging members are separated from each other in the axial direction of the toothed rail, and the driving unit moves the engaging members in a predetermined direction so as to cause displacement of the teeth in the tooth height direction. A linear drive device characterized by moving.
と、 該歯付レールに対し該歯付レールの軸線方向に相対移動
可能に案内されるフレームと、 前記歯付レールの歯にそれぞれ係合可能な複数の係合部
材と、 該複数の係合部材を所定の位相差をもって周期的に運動
させ、前記歯付レールの歯に順次噛合い係合させる駆動
手段と、を備えた直線駆動装置において、 前記歯付レールの歯が前記軸線方向に対し傾斜した噛合
歯面部を有し、 前記複数の係合部材が、それぞれ前記歯の歯丈方向に往
復動可能で、かつ、互いに前記歯付レールの軸線方向に
離間するよう、前記フレームに支持されたことを特徴と
する直線駆動装置。2. A toothed rail having a plurality of teeth at a predetermined pitch, a frame guided relative to the toothed rail in an axial direction of the toothed rail, and a tooth of the toothed rail, respectively. A straight line comprising: a plurality of engageable engaging members; and a driving means for periodically moving the plurality of engaging members with a predetermined phase difference to sequentially mesh and engage the teeth of the toothed rail. In the driving device, the teeth of the toothed rail have a meshing tooth surface portion inclined with respect to the axial direction, and the plurality of engagement members can reciprocate in the tooth height direction of the teeth, respectively, and A linear drive device supported by the frame so as to be spaced apart in the axial direction of the toothed rail.
に前記歯の歯丈方向に移動可能に支持された滑り軸部を
有し、 該係合部材の滑り軸部の一端側に、前記歯付レールの噛
合歯面部に転動可能に接する転動部材が装着されたこと
を特徴とする請求項２に記載の直線駆動装置。3. Each of the engaging members has a sliding shaft portion supported on the frame so as to be movable in the tooth height direction of the tooth, and one end of the sliding shaft portion of the engaging member has the sliding shaft portion. 3. The linear drive device according to claim 2, wherein a rolling member rotatably contacting the meshing tooth surface portion of the toothed rail is mounted.
部に接する円弧歯形を有し、 前記歯付レールがトロコイド歯形又はサイクロイド歯形
を有する請求項２又は３に記載の直線駆動装置。4. The linear drive device according to claim 2, wherein said engaging member has an arcuate tooth profile in contact with a meshing tooth surface of said toothed rail, and said toothed rail has a trochoidal tooth profile or a cycloidal tooth profile.
カム部を前記歯付レールの軸線と平行な回転中心軸線回
りに回転させるカム軸と、 該カム軸を回転駆動する駆動源と、を含む請求項２に記
載の直線駆動装置。5. A camshaft having a plurality of cam portions respectively engaged with the engaging member, the driving portion rotating the cam portions around a rotation center axis parallel to an axis of the toothed rail, The linear drive device according to claim 2, further comprising: a drive source that rotationally drives the cam shaft.
ールの軸線方向の異なる位置で、それぞれ前記回転中心
軸線に対し異なる方向に所定の偏心量で偏心するととも
に、前記所定の位相差に対応する回転角度間隔で互いに
離間した円板カムである請求項５に記載の直線駆動装
置。6. A plurality of cam portions of said camshaft are respectively eccentric at different positions in the axial direction of said toothed rail in a different direction with respect to said rotation center axis by a predetermined amount of eccentricity and said predetermined position. 6. The linear drive device according to claim 5, wherein the disk cams are spaced apart from each other at a rotation angle interval corresponding to the phase difference.
と、 該歯付レールに対し該歯付レールの軸線方向に相対移動
可能に案内されるフレームと、 前記歯付レールの歯にそれぞれ係合可能な複数の係合部
材と、 該複数の係合部材を所定の位相差をもって周期的に運動
させ、前記歯付レールの歯に順次噛合い係合させる駆動
手段と、を備えた直線駆動装置において、 前記複数の係合部材が、前記歯付レールの軸線方向に所
定の軸間距離を隔てて離間するようそれぞれ前記フレー
ムに回転自在に支持された複数のカムであり、 前記駆動手段が、該複数のカムを前記所定の位相差を保
って同期回転させることを特徴とする直線駆動装置。7. A toothed rail having a plurality of teeth of a predetermined pitch, a frame guided relative to the toothed rail in an axial direction of the toothed rail, and a tooth of the toothed rail, respectively. A straight line comprising: a plurality of engageable engaging members; and a driving means for periodically moving the plurality of engaging members with a predetermined phase difference to sequentially mesh and engage the teeth of the toothed rail. In the driving device, the plurality of engagement members are a plurality of cams rotatably supported by the frame so as to be separated from each other by a predetermined center distance in the axial direction of the toothed rail, and the driving means Wherein the plurality of cams are synchronously rotated while maintaining the predetermined phase difference.
合歯面部に転動可能に接する転動部材が装着されたこと
を特徴とする請求項７に記載の直線駆動装置。8. The linear drive device according to claim 7, wherein a rolling member rotatably contacting the meshing tooth surface of the toothed rail is mounted on an outer peripheral portion of the cam.
それぞれの回転中心軸に対し所定の偏心量で偏心した複
数の円板カムであり、 前記歯付レールがトロコイド歯形又はサイクロイド歯形
を有する請求項７又は８に記載の直線駆動装置。9. The plurality of cams are a plurality of disk cams eccentric with a predetermined amount of eccentricity with respect to the respective rotation center axes spaced apart from each other, and the toothed rail has a trochoid tooth shape or a cycloid tooth shape. The linear drive device according to claim 7 or 8, further comprising:
材と、 前記複数のカムのうち何れかを回転させ前記無端伝動部
材を介して各カムを回転させる駆動源と、を含むことを
特徴とする請求項７に記載の直線駆動装置。10. An endless transmission member interposed between rotation center shaft portions of said cam shafts, said driving means rotating any one of said plurality of cams, and connecting each of said plurality of cams via said endless transmission member. The linear drive device according to claim 7, further comprising: a drive source configured to rotate the drive.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10268765A JP2000097304A (en) | 1998-09-22 | 1998-09-22 | Linear drive device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10268765A JP2000097304A (en) | 1998-09-22 | 1998-09-22 | Linear drive device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000097304A true JP2000097304A (en) | 2000-04-04 |
Family
ID=17463009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10268765A Pending JP2000097304A (en) | 1998-09-22 | 1998-09-22 | Linear drive device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000097304A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2662597C1 (en) * | 2017-09-11 | 2018-07-26 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" | Wave rack-and-pinion drive |
| US20220234722A1 (en) * | 2021-01-25 | 2022-07-28 | Airbus Operations Gmbh | Track drive device for an aircraft, a drive arrangement and an aircraft having such a track drive device |
| KR102682138B1 (en) | 2019-06-04 | 2024-07-05 | 이엠에스 기어 에스에 운트 코. 카케아아 | Linear drives, longitudinal adjustment units of seats and vehicles |
-
1998
- 1998-09-22 JP JP10268765A patent/JP2000097304A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2662597C1 (en) * | 2017-09-11 | 2018-07-26 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" | Wave rack-and-pinion drive |
| KR102682138B1 (en) | 2019-06-04 | 2024-07-05 | 이엠에스 기어 에스에 운트 코. 카케아아 | Linear drives, longitudinal adjustment units of seats and vehicles |
| US20220234722A1 (en) * | 2021-01-25 | 2022-07-28 | Airbus Operations Gmbh | Track drive device for an aircraft, a drive arrangement and an aircraft having such a track drive device |
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|---|---|---|---|
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