JP2002174236A

JP2002174236A - 直動装置

Info

Publication number: JP2002174236A
Application number: JP2000370293A
Authority: JP
Inventors: Masanori Mochizuki; 正典望月
Original assignee: ISEL Co Ltd
Current assignee: ISEL Co Ltd
Priority date: 2000-12-05
Filing date: 2000-12-05
Publication date: 2002-06-21

Abstract

(57)【要約】【課題】筒に対して軸が一定姿勢を維持した状態で直
線的に相対移動するように貫通する直動装置において、
相対移動部の移動抵抗が軽減できると共に相対移動距離
を長くできるようにすること。【解決手段】前記筒の内周面には前記平面部に対面す
るガイド面が形成されると共に前記ガイド面と前記平面
部との間に支持ローラが予圧状態に介在され、前記筒の
胴部における前記ガイド面の背面側に前記支持ローラの
復帰移動路となるリターン通路が貫通形成されており、
前記筒の両端には前記支持ローラを前記リターン通路に
案内する屈曲通路が設けられ、前記リターン通路及び屈
曲通路にも前記支持ローラが移動余裕を有する態様で充
満されていること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、筒に対して軸を転
がり移動機構を介して直線移動状態に貫通させた直動装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の直動装置として、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。また、
ボールとの前記点接触部の耐磨耗性が不十分であること
から、転がり移動部の抵抗が不十分であった。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、軸と筒との間にローラが転がり
移動状態に介在されるものではないから、前記両者の移
動抵抗を十分には軽減できないと言う問題がある。

【０００３】また、軸にローラを軸支するものであるか
ら筒と軸との相対移動距離が長くできないという問題が
ある。ローラが筒を外れた条件では相対移動が不能にな
るかである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、『筒に対し
て軸が一定姿勢を維持した状態で直線的に相対移動する
ように貫通する直動装置』において、相対移動部の移動
抵抗が軽減できると共に相対移動距離を長くできるよう
にすることをその課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】＊１項上記課題を解決するための本発明の技術的手段は、『前
記筒の内周面には前記平面部に対面するガイド面が形成
されると共に前記ガイド面と前記平面部との間に支持ロ
ーラが予圧状態に介在され、前記筒の胴部における前記
ガイド面の背面側に前記支持ローラの復帰移動路となる
リターン通路が貫通形成されており、前記筒の両端には
前記支持ローラを前記ガイド面と前記平面部との間から
前記リターン通路に案内する屈曲通路が設けられ、前記
リターン通路及び屈曲通路にも前記支持ローラが移動余
裕を有する態様で充満されている』ことである。ここ
で、前記ガイド面は平面であっても、500R〜1000R程度
の断面円弧状の凸面であってもよい。

【０００６】上記技術的手段は次のように作用する。軸
と筒とが相対移動すると、軸の前記平面部と筒の前記ガ
イド面との間に介在された支持ローラが転がり移動状態
で移動する。軸が繰り出される側の端部にある支持ロー
ラは筒におけるこの端部の屈曲通路を介してリターン通
路側に案内され、このリターン通路内にある支持ローラ
は前記繰り出し方向とは逆の方向に移動する。そして、
他方の端部の屈曲通路側では軸の前記平面部と筒の前記
ガイド面との間に支持ローラが前記リターン通路から補
給される。このようにして、支持ローラが、ガイド面と
平面部の間−一方の端部の屈曲通路−リターン通路−他
方の端部の屈曲通路−ガイド面と平面部の間、の経路で
循環する。したがって、軸の長さが無限大であっても筒
に対して直線移動できる。

【０００７】軸の平面部と筒のガイド面の間に予圧状態
に介在される支持ローラが転がり接触状態にあるから、
つまり、前記平面部とガイド面との相対移動部分にはす
べり接触部が生じないから移動抵抗が軽減できる。

【０００８】＊２項１項において、『前記リターン通路は、筒の胴部に貫通
形成された孔部の一部であり、前記孔部には、前記リタ
ーン通路と連通する溝部が形成され、前記溝部に潤滑剤
含有材が収容されている』ものとすることができる。こ
のものでは、支持ローラが外部に露出することがない。
また、リターン通路を移動中に支持ローラには循環含有
材から潤滑材が塗布されることとなる。リターン通路で
は、支持ローラは突き押し状態で移動する。また、ガイ
ド面と平面部との間で転がり移動する場合に比べて潤滑
が行われにくいが、前記潤滑材の塗布により前記突き押
し状態での焼き付きを抑制できる。

【０００９】＊３項前記２項において、『前記屈曲通路は、前記リターン通
路の前記溝部に位置決め状態に嵌着される舌片を有する
内ガイドと前記内ガイドを包囲する外ガイドとからな
り、前記内ガイドは、支持ローラと接触する円弧状曲面
からなる外周曲面を有し、前記外ガイドは、前記外周曲
面と同心状の内周曲面を前記ガイド面の形成位置に合わ
せて配置した環状の蓋体である』ものでは、前記筒の端
部に前記内ガイドと前記外ガイドとを装着することで前
記屈曲通路が正確に形成できる。

【００１０】＊４項前項までにおいて、『支持ローラ相互の間に、前記支持
ローラよりも小径の合成樹脂製の中間ローラが遊動状態
に介在されている』ものでは、支持ローラの転がり移動
の間に中間ローラが同期的に移動する。したがって、支
持ローラが直接接触することによることはなく、上記し
た循環経路で円滑に移動する。

【００１１】

【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。軸と筒との相対移動長さが長く設定で
きる。例えば軸の長さが無限大であっても筒に対して直
線移動できる軸の平面部と筒のガイド面の相対移動部分
にはすべり接触部が生じないから移動抵抗が軽減でき
る。

【００１２】２項の直動軸受では、前記効果に加えて、
支持ローラへの潤滑剤が常時塗布されるから、支持ロー
ラが直列状態で帰還するリターン通路での支持ローラの
焼き付きが確実に防止でき、直動装置の耐久性が向上す
る。３項のものでは支持ローラを循環させる構成におい
て、両端の屈曲通路の構成が簡単に形成できる。４項の
ものでは、以上に加えて、支持ローラの間の合成樹脂製
の中間ローラにより、支持ローラが直接接触することに
よる移動抵抗の増大や、支持ローラの損傷が一層確実に
防止できる利点がある。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、上記した本発明の実施例を
図面に従って詳述する。図１〜図６に示した例の直動装
置は、６つの平面部(11)を具備する軸(1)に、同様に６
つのガイド面(21)を円周上に等分に配置された内周面を
有する筒(2)と、これらの間に介在される多数の支持ロ
ーラ(31)とからなる。

【００１４】前記軸(1)は、円形断面の胴部を部分的に切
削して平面部(11)を形成したものであり、６つの平面部
(11)相互の間は円弧状の曲面部となっている。この例の
軸(1)は、固定ベッドに直立されるガイド軸であり、この
ガイド軸に所定のストローク昇降する筒(2)が外嵌され
る。

【００１５】前記筒(2)は、昇降テーブル(Ｔ)に取り付け
られる。前記筒(2)の内周面は、断面円形の内面に前記
平面部(11)に一致する位置に凹溝(20)が形成され、この
凹溝(20)の底部が前記平面部(11)に対面するガイド面(2
1)となっている。そして、前記凹溝(20)相互の間は円弧
状の曲面部となる。前記軸(1)に前記筒(2)が外嵌される
と、これらの円弧状の曲面部相互が所定の間隙をあけて
同心状に位置し、前記平面部(11)とガイド面部(21)とが
所定の間隙をあけて対面する。前記筒(2)の胴部には、
前記平面部(11)の背面側に一致するように支持ローラ(3
1)を横向き姿勢で移動し得るリターン通路(22)と、これ
に連通する溝部(23)とを有する孔部が、この筒の軸線と
平行に貫通している。

【００１６】前記支持ローラ(31)は、図５の詳細断面図
に示すように、円柱状のローラ部の両端から小径軸部(3
10)を突出させた形状に形成されており、前記凹溝(20)
の断面形状は平面部(11)の両側に略横Ｕ字状のガイド溝
(25)が内向きに対向する形状に設定され、前記リターン
通路(22)の断面形状はこの支持ローラ(31)の縦断面形状
に相似な形状に形成されて、ローラ部が通過する部分の
両側には略横Ｕ字状のガイド溝(25)が内向きに対向する
構成となっている。そして、前記リターン通路(22)に連
通する溝部(23)には潤滑剤含有材(24)としてのフェルト
が挿入されている。この例では、前記溝部(23)における
前記リターン通路(22)の反対側壁面には凸条(26)が突出
しているから、圧肉帯状の前記潤滑剤含有材(24)を挿入
すると、その断面の一部が前記リターン通路(22)との連
通部(27)からリターン通路(22)側に露出する。従って、
リターン通路(22)を移動する支持ローラ(31)には前記潤
滑剤含有材(24)から潤滑剤が塗布されることとなる。

【００１７】前記リターン通路(22)、溝部(23)及び前記
凹溝(20)の両端は、前記筒(2)の端面に開放しているが、
この端面には、図３及び図４に示す環状の蓋体(50)が取
り付けられている。この蓋体(50)は支持ローラ(31)を前
記筒(2)の端面で半径方向に移動させるための案内部材
たる外ガイド(5)が連結されたものと言える。この外ガ
イド(5)には前記支持ローラ(31)の移動路たる屈曲通路
(40)の外周面となる内周曲面(51)が前記ガイド面(21)に
合わせて円周を６等分した位置に放射状に形成されてい
る。

【００１８】また、前記筒(2)の端面と前記外ガイド(5)
との間には、図１に示すように、円周を６等分した位置
に内ガイド(4)が介在されている。この内ガイド(4)は、
図６−(ａ)(ｂ)に示すように、前記移動路の内周面とな
る外周曲面(41)を具備させた半円柱体で、前記筒(2)の
端面に固定されており、全体の大きさは支持ローラ(31)
よりも大きく構成され、リターン通路(22)を残して溝部
(23)及びガイド面(21)までの端面部を閉塞する大きさに
設定されている。そして、このように位置決めした状態
で、裏面の平面部には溝部(23)と一致する位置に舌片(4
2)が突出形成されている。

【００１９】他方、この内ガイド(4)の外周曲面(41)に
外接する半円形の押え溝(52)が前記外ガイド(5)の内周
曲面(51)の両端に設けられた隔壁部(53)に形成されてい
る。したがって、前記舌片(42)を前記溝部(23)に嵌め込
んで周方向の位置決めをして蓋体(50)を取り付けると、
前記押え溝(52)によって内ガイド(4)の外周曲面(41)に
外接する態様に前記内ガイド(4)が位置決め固定される
こととなる。

【００２０】以上のように、組み立てられた筒(2)内に必
要数の支持ローラ(31)を溝部(20)及びリターン通路(22)
内に転がり方向に移動余裕を有する態様に充填すると共
に前記溝部(23)内に潤滑剤含有材(24)を充填すると、軸
(1)に対して直動状態に外嵌することとなる。この組み
立てに際しては、一方の蓋体(50)を取り外しておいて前
記支持ローラ(31)及び潤滑剤含有材(24)を充填する。

【００２１】この筒(2)を凹溝(20)が平面部(11)に一致
するように軸(1)に外嵌すると、支持ローラ(31)が平面
部(11)とガイド面(21)との間に予圧状態に介在された状
態となる。そして、両端の小径軸部(310)が凹溝(20)の
両側のガイド溝(25)に遊嵌状態に収容され、リターン通
路(22)に移動した状態でも両側のガイド溝(25)に遊嵌状
態に収容される。軸(1)の端部から筒(2)の一部が突出す
る位置にまで移動すると、凹溝(20)が筒(2)の内周面の
空間部に露出することから、支持ローラ(31)が露出する
が、両端の小径軸部(310)がガイド溝(25)に収容保持さ
れるから、前記空間部に脱出することはない。ガイド溝
(25)の端部の舌片部(251)（図５参照）によって引っ掛
けられるからである。

【００２２】筒(2)の端部では、内ガイド(4)の外周曲面
(41)と外ガイド(5)の内周曲面(51)とが同心上に位置し
て半円形の屈曲通路(40)が形成される（図１参照）こと
となり、この屈曲通路(40)の軸(1)側の端部は平面部(1
1)に対して略接触する態様に開口しているから、平面部
(11)とガイド面(21)との間の内通路から支持ローラ(31)
が円滑に前記屈曲通路(40)に導入される一方、屈曲通路
(40)から前記内通路に円滑に移動する。これにより、軸
(1)と筒(2)との相対移動により平面部(11)とガイド面(2
1)との間の内通路に充填されている支持ローラ(31)群が
前記屈曲通路(40) 及びリターン通路(22)を介して循環
移動する。したがって、軸(1)は、筒(2)に対して無限に
直線移動可能である。

【００２３】前記リターン通路(22)を支持ローラ(31)が
移動する間には、潤滑剤含有材(24)から潤滑剤が塗布さ
れるから、このリターン通路(22)での支持ローラ(31)の
押し合い状態での移動による焼き付きが防止できる。特
に、この例では、帯状のフェルトを溝部(23)に挿入する
と、凸条(26)によってその断面の中程がリターン通路(2
2)側に押出されるから、連通部(27)からリターン通路(2
2)内を移動する支持ローラ(31)と確実に接触することと
なり、潤滑剤の塗布効果が向上する。

【００２４】なお、図７に示すように、上記支持ローラ
(31)相互の間に合成樹脂製の中間ローラ(32)を介在させ
るように充填すると、金属製の支持ローラ(31)が直接接
触することはないから、前記焼き付き防止効果が一層向
上する。この場合、前記中間ローラ(32)の直径は予圧さ
れるべきではないから、支持ローラ(31)よりも僅かに小
さい直径に構成される。例えば、支持ローラ(31)を直径
３ｍｍとすれば、この中間ローラ(32)の直径は２．９ｍ
ｍに設定される。

【００２５】上記例のものでは、凹溝(20)、リターン通
路(22)及び溝部(23)を金属製の一体筒に直接加工形成す
るものであるが、筒(2)を２分割して各部を加工し、組み
立てによってリターン通路(22)及び溝部(23)を形成する
ようにしてもよい。また、この例では、前記筒(2)は、昇
降テーブル(Ｔ)に取り付けたが、筒(2)を固定して、軸
(1)をネジ軸とネジ対偶する直動軸部としても良く、この
場合には、この軸(1)が例えば直動アクチェータの出力
軸となる。以上において、前記ガイド面は平面であって
も、500R〜1000R程度の断面円弧状の凸面であってもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施の形態の直動装置の使用状態の断面
図

【図２】前記直動装置の要部の平面図

【図３】蓋体(50)の裏面図

【図４】蓋体(50)の切り欠き側面図

【図５】Ｘ−Ｘ断面の要部拡大図

【図６】内ガイド(4)の説明図（ａ：平面図、ｂ：側面
図）

【図７】他の例のＹ−Ｙ断面の要部拡大図

【符号の説明】

(1)：軸、(11)：平面部、(2)：筒、(20)：凹溝、(21)：
ガイド面、(22)：リターン通路、(23)：溝部、(24)：潤
滑剤含有材、(25)：ガイド溝、(251)：舌片部、(26)：
凸条、(27)：連通部 (31)：支持ローラ、(310)：小径軸部、(32)：中間ロー
ラ (40)：屈曲通路、(4)；内ガイド、(41)：外周曲面、(4
2)：舌片、(50)：蓋体、(5)：外ガイド、(51)：内周曲
面、(52)：押え溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒に対して軸が一定姿勢を維持した状態で
直線的に相対移動するように貫通する直動装置におい
て、前記軸は、軸線に平行な複数の平面部が周方向に間
隔をあけて配置され、前記筒の内周面には前記平面部に
対面するガイド面が形成されると共に前記ガイド面と前
記平面部との間に支持ローラが予圧状態に介在され、前
記筒の胴部における前記ガイド面の背面側に前記支持ロ
ーラの復帰移動路となるリターン通路が貫通形成されて
おり、前記筒の両端には前記支持ローラを前記ガイド面
と前記平面部との間から前記リターン通路に案内する屈
曲通路が設けられ、前記リターン通路及び屈曲通路にも
前記支持ローラが移動余裕を有する態様で充満されてい
る直動装置。
【請求項２】請求項１に記載の直動装置において、前
記リターン通路は、筒の胴部に貫通形成された孔部の一
部であり、前記孔部には、前記リターン通路と連通する
溝部が形成され、前記溝部に潤滑剤含有材が収容されて
いる直動装置。
【請求項３】請求項１又は２に記載の直動装置におい
て、前記屈曲通路は、前記リターン通路の前記溝部に位
置決め状態に嵌着される舌片を有する内ガイドと前記内
ガイドを包囲する外ガイドとからなり、前記内ガイド
は、支持ローラと接触する円弧状曲面からなる外周曲面
を有し、前記外ガイドは、前記外周曲面と同心状の内周
曲面を前記ガイド面の形成位置に合わせて配置した環状
の蓋体である直動装置。
【請求項４】請求項１、２又は３に記載の直動装置に
おいて、支持ローラ相互の間に、前記支持ローラよりも
小径の合成樹脂製の中間ローラが遊動状態に介在されて
いる直動装置。