JP2002174233A - 直動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 筒に対して軸を一定姿勢に維持した状態で軸
線方向に相対移動自在に嵌合させてなる直動装置におい
て、筒と軸との間の回転阻止力を高めると共に、軸に形
成される平面部とこれに接触するローラの関係を適正に
設定する上での各部の加工精度が確保し易いようにする
こと。 【解決手段】 前記軸には前記移動方向に延びる複数の
平面部が設けられ、前記各平面部に対して転がり接触す
ると共に直列状に配置される複数のローラが前記筒の内
周面に突出され、前記ローラは前記筒に固定された支持
軸により転動体を介して支持された構成であり、前記平
面部とこれに接触するローラの組が周方向において偶数
組設けられると共に隣接する組におけるローラの接触方
向が相互に反対方向となること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、直動装置、特に、
筒に対して軸が所謂すすみ対偶状態に嵌合する直動装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種直動装置として、すでに、ボールを
筒状の保持器に保持させたもの（特公昭62-48089号）が
提案されているが、このものは、筒及び軸とのボールの接
触が点接触となることから、直進移動を繰り返す直動装
置での耐久性の問題がある。また、筒と軸との間に相対
回転方向のトルクが加わったときのこのトルクに対する
抗力、つまり、回転阻止力が不十分であった。この問題
を解決するものとして、実開昭58-137524号には筒部の
平面部に対して、軸の平面部に形成した凹部に配置され
回転自在に軸支される複数のローラを転がり接触させる
形式の直動装置がある。このものはローラが前記凹部に
おいて軸支されることから、前記ボール式のものような
保持器が不要であるが、多角形状の平面部とローラとの
接触により前記回転阻止力を生じさせるものであるか
ら、この回転阻止力が未だ十分とは言えない。

【０００３】これと同様に、多角形状内周面を有する筒
と多角形状の軸とを嵌合させてこれらの対向平面部相互
間に保持器に保持させたローラを予圧状態に介在させた
ものが、特開昭62-227532号として提案されている。こ
のものでは、動作の円滑さが確保されるが、前記各対向
平面間の間隔を一定の精度に仕上げてはじめて各対向平
面間のローラ群が所定の予圧状態に介在されることとな
る。逆に、前記各対向平面部の間隔が均一にならない場
合にはローラの予圧が強いところと弱いところが生じて
動作不良の原因となる。従って、このものでは、前記回転
阻止力が不十分であると言う問題が残ると共に、高精度
の動作及び動作の円滑さを確保するには、各対向平面部
相互の間隔が正確に一定になるようにするにはこの部分
の加工には高い精度が要求されると言う問題が残る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる点に
鑑みてなされたものであり、『筒に対して軸を一定姿勢
に維持した状態で軸線方向に相対移動自在に嵌合させて
なる直動装置』において、筒と軸との間の回転阻止力を
高めると共に、軸に形成される平面部とこれに接触する
ローラの関係を適正に設定する上での各部の加工精度が
確保し易いようにすることをその課題とする。 ＊１項

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ために講じた本発明の解決手段は『前記軸には前記移動
方向に延びる複数の平面部が設けられ、前記各平面部に
対して転がり接触すると共に直列状に配置される複数の
ローラが前記筒の内周面に突出され、前記ローラは前記
筒に固定された支持軸により転動体を介して支持された
構成であり、前記平面部とこれに接触するローラの組が
周方向において偶数組設けられると共に隣接する組にお
けるローラの接触方向が相互に反対方向となる、』こと
である。ここで、前記平面部は殆ど平面と言える程度の
曲面、例えば、500R〜1000R程度の円弧状断面の凸面部
を含む。

【０００６】上記解決手段はつぎのように作用する。上
記解決手段において前記ローラは筒に取り付けられ、例
えば、この筒に設けた取付孔に前記ローラの支持軸が貫
通支持される態様となる。この場合このローラの取付位
置は前記取付孔の位置決め精度によって定められる。

【０００７】他方、軸の平面部は例えば丸棒から加工さ
れてこの丸棒の表面に切削形成される。このときの切削
加工精度によって前記平面部の精度が決定される。これ
ら平面部及びローラ位置の精度は何れも、多角形の筒と
軸とが相互に嵌合することにより対向平面部の間隔の精
度を一定レベルに高める場合に比べて、高精度を確保し
易い。

【０００８】ローラ付の筒と平面部を具備する軸とが嵌
合した状態では、周方向に間隔を空けて配置される平面
部に対して筒から突出したローラが交互に逆向きに接触
するから、周方向の２方向の回転力に対して回転阻止力
が筒から作用することとなり、筒と軸とは正確に一定姿
勢を保った状態で直線移動する。また、ローラは前記筒
に固定された支持軸により転動体を介して支持された構
成であるから、このローラがすべり接触するところがな
く、他との接触部は全て転がり接触であるから、上記従
来の保持器にボールやローラを保持させたものと同等の
動作の円滑さが確保できる。

【０００９】＊２項 上記発明において『前記平面部とローラとの組のうち隣
接する組の前記平面部は軸の半径線に対して平行な一対
の平面部である』ものでは、周方向に置いて隣接するロ
ーラによって前記平面部相互間の部分が挟持されること
となるから筒と軸に作用するトルクに対する前記回転阻
止力が一層確実であり、ローラから平面部に作用する接
触圧力が相互に相殺されることとなり、この接触圧力が
直動時の動作に悪影響しない。

【００１０】＊３項 前記１項又は２項において『前記筒は円筒状の筒であ
り、前記軸は丸軸に前記平面部を具備する縦溝を形成し
た構成であり、前記縦溝は、一対の平面部が直角に周方
向に隣接する構成である』ものでは、丸軸、つまり、丸棒
に縦溝を切削することにより平面部を形成するものであ
るから、この平面部の形成作業が容易である。また、丸
棒の外周面に直角断面の縦溝を形成することで、２つの
平面部が形成され、ここに筒から突出するローラが収容
されるから、ローラと接触する平面部の形成によって軸
の断面積が過度に小さくなる心配がなく、剛性が確保し
易い。また、ローラと前記縦溝との係合による上記回転
阻止力の作用点の位置も軸中心からの距離が大きくなる
から、前記回転阻止力も一層大きくできる。

【００１１】＊４項 １，２又は３項の直動装置において、『前記筒には前記
平面部に直角な内面を有するローラ取付用の壁面部が形
成され、この壁面部に前記支持軸が貫通状態に支持さ
れ、前記支持軸はこれに対して前記壁面部の外面から螺
合するナットによってネジ止め固定されている』もので
は、前記支持軸の貫通位置の精度を定めることによって
ローラの位置決め精度が決まる。また、この貫通状態の
支持軸にナットを螺合させて筒の外周面側からネジ止め
することでこのローラが位置決めされるから、ローラの
取付作業が容易である。

【００１２】＊５項 前記４項において、『前記支持軸は、ローラを外嵌装着し
たローラ支持部の一端に張り出すフランジ部及び前記ロ
ーラ支持部に続いて形成される小径軸部を有し、前記小
径軸部は前記ローラ支持部との境界に座金を外嵌して前
記壁面部に貫通状態に締付け固定されている』もので
は、ネジ止め固定される支持軸の前記フランジ部と座金
との間にてローラが自転自在に確実に保持されるから、
ローラの自転が円滑で且指示位置が正確に位置決めされ
る。

【００１３】＊６項 以上において、『前記ローラの母線が円弧状に形成され
ている』ものでは、前記ローラの支持姿勢に僅かにバラ
ツキがあっても、ローラの母線の中央付近が平面部と確
実に接触することとなる。したがって、ローラの支持軸
の位置が正確に設定されていれば、その支持軸と前記平
面部との平行度に僅かのズレがあっても、ローラ指示姿
勢の精度が低下しにくい。前記円弧状の円弧の大きさは
直線に近似する程度の緩やかな円弧でいい。

【００１４】＊７項 １項から５項において、『前記平面部が円弧状凸面部に
形成されている』ものの場合も、ローラの母線が直線状
であっても前項の場合と同様の作用、効果がえられる。

【００１５】

【発明の効果】本発明は、上記構成であるから次の特有
の効果を有する。保持器が不要な直動装置とする場合に
おてい、軸の平面部の加工精度と、筒に取り付けられる
ローラの位置決め精度とが、何れも高精度に設定しやす
い。また、ローラはこれとの接触部が何れも転がり接触
であるから、直動動作の動作抵抗が少ない。筒と軸との
間にトルクが作用した場合における回転阻止力が十分で
ある。

【００１６】２項のものではローラと平面部との接触圧
力が直動時の動作に影響しない。つまり、より円滑な直
動動作が得られる。３項のものでは平面部の形成作業が
容易であると共に軸の剛性が確保し易い。又、回転阻止
力が大きい。４項のものではローラの取付が容易であ
る。５項のものではローラの円滑な自転及び支持強度が
一層確実になる。６項、及び、7項のものではローラの
支持位置及び支持姿勢の精度が確保し易い。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施例の形態
を、図示例と共に説明する。この例の直動装置は、筒と
しての円筒状のブッシュ(2)に軸としてのガイドポスト
(1)が貫通する直動装置であり、このガイドポスト(1)が
例えば金型のダイホルダに稙設される。このとき、ダイ
ホルダに設けた取付孔に前記ガイドポスト(1)の下端の
取付軸部(11)がネジ止めされる。

【００１８】前記ガイドポスト(1)にはその先端から前
記取付軸部(11)との境界のフランジ部(12)までの間に、
図２、３に示すように、４つの縦溝(3)が周方向にて４
等分した位置に設けられ、この縦溝(3)は、直交状態に
配置される一対の平面部(31)(32)を有し外周側に開放す
る。従って、この例では、４つの平面部(31)とこれらに直
交する４つの平面部(32)とからなる。

【００１９】前記ガイドポスト(1)に外嵌するブッシュ
(2)には前記平面部(31)に接触するローラ(41)と、前記
平面部(32)に接触するローラ(42)とが円筒状のブッシュ
(2)の内周面から突出している。前記ローラ(41)は平面
部(31)に対してY軸方向に位置してこの平面部(31)をY軸
方向に加圧するように位置決めされる。逆に、ローラ(4
2)は平面部(32)に対してX軸方向に位置してこの平面部
(32)をX軸方向に加圧するように位置決めされる。

【００２０】このため、前記ガイドブッシュ(2)には、
前記平面部(31)に対して直角に向く取付面(21)を有する
壁面部(22)と、前記平面部(32)に対して直角に向く取付
面(23)を有する壁面部(24)とが、これの周壁に形成され
ている。そして、この壁面部(22)(24)には前記ローラ(4
1),(42)の支持軸(43)を貫通支持する取付孔(25)が、ロ
ーラの直径及び平面部(31),(32)の位置にあわせて適正
位置に貫通形成されている。これにより、ローラ(41)(4
2)から対面する平面部(31)(32)に対して所定の加圧力が
作用するようになっている。前記ローラ(41)(42)と支持
軸(43)との関係は、図５に示す関係に構成されている。

【００２１】前記支持軸(43)には一端にフランジ部(44)
があって、これから一定範囲がローラ支持部(45)であ
り、これから他方の端部までが前記ローラ支持部よりも
直径の小さな小径軸部(46)となっており、この小径軸部
(46)の先端にネジ部が形成されている。前記ローラ支持
部(45)にはニードル(47)を介してローラ(41)又は(42)が
外嵌している。従って、前記ローラ(41)(42)と支持軸(4
3)に対してニードル(47)が転がり接触しており、ローラ
と支持軸との間にすべり接触部が生じない。

【００２２】前記小径軸部(46)に座金(48)を外嵌させ
て、この小径軸部(46)をブッシュ(2)の内周側から取付
孔(25)に挿入し、この取付孔(25)からの突出端部にナッ
ト(5)を螺合して締付けると、前記座金(48)が取付面(2
1)(23)に密着された状態で支持軸(43)がブッシュ(2)に
固定される。そして、この座金(48)とフランジ部(44)と
の間に保持されたローラ(41)(42)の位置が、前記取付面
(21)(23)との関係で正確に決定されることとなる。

【００２３】前記ナット(5)は雌ネジ部(51)の一端には
この雌ネジ部よりも大きな六角孔(52)が形成されてい
る。他方、前記取付孔(25)を貫通させた壁面部(22)(24)
は取付面(21)(22)に平行な外面部を有するようにブッシ
ュ(2)の外周面から穿ったナット穴(26)が形成されてお
り、このナット孔(26)の底面部が前記取付面(21)(22)の
外面部となる。従って、前記のように小径軸部(46)に前
記ナット(5)を締付けることにより支持軸(43)が壁面部
(22)(24)、すなわち、取付面(21)(23)に正確に直立した
ものとなる。このとき、フランジ部(44)の端面に設けた
工具係合用の六角孔(49)によってこの支持軸(43)の共回
りを防止して締付けると支持軸(43)が強固に締付け固定
できる。

【００２４】この例の直動装置では、一対の平面部(31)
(31)相互は半径線を挟んで平行に設定されており、これ
らに接触するローラ(41)(41)は、ガイドポスト(1)にお
いて、前記平面部(31)(31)によって挟まれた部分を挟持
する。同様に隣接する一対のローラ(42)(42)も平面部(3
2)(32)によって挟まれた部部を挟持する。

【００２５】以上によりガイドポスト(1)はブッシュ(2)
の内面に突出する支持軸(43)により回転自在に支持され
たローラ(41)(42)により回転阻止状態に保持され、軸線
方向に相対移動自在に支持される。このとき、前記ロー
ラ(41)(42)は多数のニードル(47)によって転がり移動自
在に支持されているから、前記相対移動の移動抵抗がす
べりのあるものに比べて低減されたものとなる。

【００２６】また、ガイドポスト(1)とブッシュ(2)と
は、これらの断面におけるＸ軸、Ｙ軸の両方向と、回転
方向の何れの方向においても位置決めされた状態で、軸
線方向移動自在に嵌合したものとなる。上記実施例で
は、平面部(31)(32)からなる縦溝(3)としているが、前
記縦溝(3)の一方にのみ平面部(31)又は(32)が形成され
ていても良い。又、前記平面部(31)(32)からなる縦溝(3)
は複数組設けられておればガイドポスト(1)とブッシュ
(2)との相対回転が阻止された態様で両者が相対的に直
進移動できる。当然ながら、前記縦溝は上記実施例より
も多く形成されていても良い。

【００２７】上記実施例のものでは、ローラ(41)の母線
は直線に設定されているが、前記ローラの母線が円弧状
に形成されていても良い。このように構成すると、前記
ローラの支持姿勢に僅かにバラツキがあっても、ローラ
(41)(42)の母線の中央付近が前記平面部(31)と確実に接
触することとなる。したがって、ローラ(41)の支持軸(4
3)の位置が正確に設定されていれば、その支持軸(43)と
前記平面部(31)との平行度に僅かのズレがあっても、ロ
ーラ指示姿勢の精度が低下しにくい。前記円弧状の円弧
の大きさは直線に近似する程度、例えば、500Ｒ〜1000
Ｒ程度の緩やかな円弧でいい。

【００２８】ローラ(41)の母線が直線状に設定され、前
記平面部(31)(32)の断面が前記曲率半径程度の円弧状曲
面に形成されていても、同様の効果を有する。この例
は、ブッシュ(2)がガイドポスト(1)に対して昇降する例
であるが、ブッシュ(2)を固定して、ガイドポスト(1)に
相当する部分がネジ軸の回転により進退駆動される進退
軸であるような送りねじ機構、あるいは、直動アクチェ
ータの直動装置部として利用できることはいうまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の一部切り欠き状態の正面図

【図２】Ｘ―Ｘ断面図

【図３】Ｙ―Ｙ断面図

【図４】ブッシュ(2)によるローラの支持構造の詳細断
面図

【図５】ローラと支持軸との組み立て断面図（側面図
付）

【図６】ナット(5)の詳細図

【符号の説明】 (1)：ガイドポスト、(11)：取付軸部、(12)：フランジ
部、(2)：ブッシュ、(21)、(23)：取付面、(22),(24)：
壁面部、(25)：取付孔 (3)：縦溝、(31),(32)：平面部、(41)、(42)：ローラ、
(43)：支持軸、(44)：フランジ部、(45)：ローラ支持
部、(46)：小径軸部、(47)：ニードル、(48)：座金、(4
9)：六角孔、(5)：ナット、(51)：雌ネジ部、(52)：六
角孔

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒に対して軸を一定姿勢に維持した状態
   で軸線方向に相対移動自在に嵌合させてなる直動装置に
   おいて、前記軸には前記移動方向に延びる複数の平面部
   が設けられ、前記各平面部に対して転がり接触すると共
   に直列状に配置される複数のローラが前記筒の内周面に
   突出され、前記ローラは前記筒に固定された支持軸によ
   り転動体を介して支持された構成であり、前記平面部と
   これに接触するローラの組が周方向において偶数組設け
   られると共に隣接する組におけるローラの接触方向が相
   互に反対方向となる、直動装置。
2. 【請求項２】 請求項１の直動装置において、前記平面
   部とローラとの組のうち隣接する組の前記平面部は軸の
   半径線に対して平行な一対の平面部である、直動装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２の直動装置において、前
   記筒は円筒状の筒であり、前記軸は丸軸に前記平面部を
   具備する縦溝を形成した構成であり、前記縦溝は、一対
   の平面部が直角に周方向に隣接する構成である直動装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１、２又は３の直動装置におい
   て、前記筒には前記平面部に直角な内面を有するローラ
   取付用の壁面部が形成され、この壁面部に前記支持軸が
   貫通状態に支持され、前記支持軸はこれに対して前記壁
   面部の外面から螺合するナットによってネジ止め固定さ
   れている直動装置。
5. 【請求項５】 請求項４の直動装置において、前記支持
   軸は、ローラを外嵌装着したローラ支持部の一端に張り
   出すフランジ部及び前記ローラ支持部に続いて形成され
   る小径軸部を有し、前記小径軸部は前記ローラ支持部と
   の境界に座金を外嵌して前記壁面部に貫通状態に締付け
   固定されている直動装置。
6. 【請求項６】 請求項１、２、３、４または５に記載の
   直動装置において、前記ローラの母線が円弧状に形成さ
   れている直動装置。
7. 【請求項７】 請求項１、２、３、４または５に記載の
   直動装置において、前記平面部が円弧状凸面部に形成さ
   れている直動装置。