JP2004225785A - Linear drive unit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、断面円形のロッドを中央にして配置される被駆動体を備え、ロッドの回転によって被駆動体をロッドに沿って直線移動したり、また、ロッドを軸心にして配置される駆動体を備え、駆動体の回転によりロッドが直線移動する直線駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、直線駆動装置として、一般的にエア又は油圧式のシリンダーが使用され、シリンダーのロッドに被駆動体が設けられている。また、他の直線駆動装置として、電動スクリュー式のものが使用されており、この装置においては、電動モータにより減速機構を介してスクリュー軸を回転させ、スクリュー軸に形成された雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を備えたナット部材を、回り止め(直線ガイド)を介して軸方向に進退させるものや、さらに、動力の伝達効率をアップするために、スクリュー軸の雄ねじ部と雌ねじ部との間に多数のボールを嵌挿する場合もある(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開昭63−154038号公報(図1)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の直線駆動装置においては、未だ解決すべき以下のような問題があった。
シリンダー式の場合には、エアコンプレッサーや油圧ポンプ等の圧力供給源、配管及び各種弁等を必要とするので、構成部品の数が多くなり、製作工期が長くなったり、製作コストがアップし、また、メンテナンス作業に多くの時間が必要になるという問題があった。
また、電動スクリュー式の場合にも、スクリュー軸の雄ねじ部にボールが配置されるねじ加工が必要となり、また、構成部品の数が多くなるので、製作工期が長くなったり、製作コストがアップするという問題があった。さらに、負荷の状態によって電動モータが過負荷になった場合に、例えば、スクリュー軸や減速機構等の損傷や破損を防止するために、電気的な過負荷対策や機械的な過負荷対策が必要であり、これにより、装置の構成を複雑化し、装置が高価なものになっていた。
【0005】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、構成部品の数を少なくして製作工期を短くでき、また、電動モータ等の回転駆動源の過負荷対策が簡単にでき、その結果、製作コストを廉価にできる直線駆動装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う第1の発明に係る直線駆動装置は、ロッドを中央にして配置された被駆動体と、被駆動体の進退機構とを備えた直線駆動装置であって、進退機構は、円形で回転駆動可能なロッドと、ロッドの外周の複数の位置に、それぞれ一定の旋回角度でその内輪の内側に形成された突出リングの一部が内接して配置される複数の転がり軸受と、転がり軸受の外輪を固定支持し、被駆動体に一体化又は連結される支持フレーム部材とを有し、突出リングはそれぞれの転がり軸受の内輪に対して2条設けられ、ロッドの回転によって被駆動体がロッドに沿って直線移動する。これによって、円形で回転駆動可能なロッドの外周の複数の位置に、複数の転がり軸受の内輪に設けた突出リングの一部が一定の旋回角度で内接して配置されるので、ロッドを回転すると、被駆動体はロッドに沿って直線移動することができ、特に、転がり軸受の内輪に突出リングを2条設けているので、大きな推進力を発生することができる。
【0007】
前記目的に沿う第2の発明に係る直線駆動装置は、ロッドを軸心にして配置される駆動体と、駆動体の回転によってロッドを進退する進退機構とを備えた直線駆動装置であって、進退機構は、円形で回転不能かつ進退可能に配置されたロッドと、ロッドの外周の複数の位置に、それぞれ一定の旋回角度でその内輪の内側に形成された突出リングの一部が内接して配置される複数の転がり軸受と、転がり軸受の外輪を固定支持し、回転駆動源に連結される支持フレーム部材とを有し、突出リングはそれぞれの転がり軸受の内輪に対して2条設けられ、支持フレーム部材の回転によってロッドが直線移動する。これによって、円形で回転不能かつ進退可能なロッドの外周の複数の位置に、複数の転がり軸受の内輪に設けた突出リングの一部が一定の旋回角度で内接して配置されるので、支持フレーム部材を回転すると、ロッドは駆動体に沿って直線移動することができ、特に、転がり軸受の内輪に突出リングを2条設けているので、大きな推進力を発生することができる。
【0008】
第1及び第2の発明に係る直線駆動装置において、複数の転がり軸受は、3個以上あって、転がり軸受のロッドに対する押圧力がバランスし、かつ、転がり軸受の全部の押圧力が支持フレーム部材内で相殺されるように構成することもできる。これによって、ロッド及び支持フレーム部材に過大な荷重を掛けなくて済む。
【0009】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図1は本発明の一実施の形態に係る直線駆動装置を用いたリニアープレス機の全体構成図、図2は同直線駆動装置を用いたリニアープレス機の側面図、図3は同直線駆動装置の進退機構の要部拡大断面図、図4は同直線駆動装置の進退機構を簡略化した模式的な側断面図、図5は同直線駆動装置の進退機構の2列の転がり軸受とロッドとの関係図、図6は同直線駆動装置に用いる進退機構の端部用ディスタンスピースの正断面図、図7は同直線駆動装置に用いる進退機構の中間位置用ディスタンスピースの正断面図、図8は同直線駆動装置に用いる進退機構の各ディスタンスピースの側面図、図9は同直線駆動装置に用いる進退機構の支持フレーム部材の正断面図である。
【0010】
図1及び図2に示すように、本発明の一実施の形態に係る直線駆動装置10はリニアープレス機11に用いられており、直線駆動装置10はロッド14を中央にして配置された被駆動体16と、被駆動体16の進退機構17とを備えている。リニアープレス機11は、ロッド14の回転によって被駆動体16はロッド14に沿って直線移動し、被駆動体16の先端部に設けられたリング状のプレス金具15により、被プレス材(図示せず)を押圧するように構成されている。以下、これらについて詳しく説明する。なお、被駆動体16が進退する方向を前後方向と定義する。
【0011】
図1及び図2に示すように、リニアープレス機11はロッド14を回転する回転駆動源の一例である減速機付き電動モータ12を有しており、被駆動体16のの進退機構17は、減速機付き電動モータ12の出力軸32に連結された断面円形のロッド14と、プレス金具15が先端部に設けられ、ロッド14の回転によりロッド14の軸線方向に沿って進退する被駆動体16と一体化された支持フレーム部材16aとを備えている。
【0012】
即ち、図1及び図3〜図5に詳細に示すように、進退機構17は、回転駆動可能なロッド14と、ロッド14の外周の複数(本実施の形態では4箇所)の位置に、それぞれ一定の旋回角度αでその内輪22、23の内側に形成された2条の突出リング24、24a、2条の突出リング25、25aの一部がそれぞれ、点O、点Pで内接して配置される複数(本実施の形態では2個/箇所×4箇所=8個)の転がり軸受26、27と、転がり軸受26、27の外輪28、29を固定支持する支持フレーム部材16aとを有している。なお、図4中の符号Tはロッド14の軸心を表している。
図1及び図3に示すように、支持フレーム部材16aは、ロッド14と軸心が一致する円筒状の円筒体16bを備えており、円筒体16bの軸方向の両端部には、前側ブロック18と後側ブロック19が設けられており、前側ブロック18と後側ブロック19の中央部に形成された貫通孔20、21にロッド14が挿通するようになっている。
【0013】
図1及び図2に示すように、減速機付き電動モータ12は、モータ本体30と減速機部31とから構成されており、減速機部31はモータ本体30の出力軸に連結された入力軸と、該入力軸に連結されたウォームギア等の減速ギアと、減速ギアの最終部にキー38を介して連結された出力軸32とを有している。
モータ本体30に一体的に取付けられた減速機部31は、下端部後側に設けられ、しかもタップねじが形成された矩形状の固定用座板34に、4本の長尺の取付ボルト33を介して固定されている。減速機部31を挟んで固定用座板34に対向して固定用座板34に平行に、固定用座板34と同じ大きさの矩形状の軸受取付板35が配置されており、固定用座板34及び軸受取付板35の4隅部には、固定用座板34、軸受取付板35間の距離を決める4本の棒状のスペーサー36の両端部が固定用座板34及び軸受取付板35にそれぞれ固定ボルト37により締結されている。
【0014】
減速機付き電動モータ12の出力軸32のロッド14側の端部には、断面溝状の連結凹部39が出力軸32の径方向に形成されており、連結凹部39に掛合する断面凸状の連結凸部40がロッド14の出力軸32側の端部に形成されている。ロッド14の出力軸32側の軸端部には、軸受取付部材41を介して軸受42、43が取付けられており、軸受42は軸受ナット44により軸方向に固定されている。軸受取付部材41の出力軸32側のリング状の端部は、軸受取付板35の中央部に形成された円孔45に嵌入しており、円孔45の周囲は円周方向に配置された複数(本実施の形態では6個)の取付ボルト46により軸受取付板35に固定されている。かかる構成によって、減速機付き電動モータ12の駆動により、出力軸32を介してロッド14を回転することができる。
【0015】
図1、図3及び図5に示すように、前側ブロック18と後側ブロック19との間には、2個の転がり軸受26及び2個の転がり軸受27がそれぞれ2組ずつ、ロッド14の軸線に直交する方向に対して一定の旋回角度(リード角)α(一例として、α=5°、7.5°)を有して装着されており、かつ、図4に模式的に示すように、転がり軸受26、27の内輪22、23の内周部に形成された突出リング24(24a)、25(25a)の一部がロッド14の対向する外周面47、即ち、180°位相のずれた点O、点P(ただし、図4で示す点O、点Pはそれぞれ、図5で示す2つの点O間、2つの点P間の円周方向の中心位置を表している)にそれぞれ押し付けられた状態で内接するように構成されている。
【0016】
従って、転がり軸受26、27のロッド14に対する押圧力はバランスしており、かつ、転がり軸受26、27の全部の押圧力が支持フレーム部材16a内で相殺されているので、ロッド14及び支持フレーム部材16aには不必要なモーメントが発生しない。特に、転がり軸受26、27の内輪22、23の内周部にそれぞれ、2条の突出リング24、24a、2条の突出リング25、25aが形成されているので、内接による摩擦力が大きく取れるため、軸方向に大きな推進力を発生することができる。
【0017】
図1に示すように、転がり軸受26、27をロッド14の軸線に直交する方向に対して一定の旋回角度αに保持するために、支持フレーム部材16aの両端部に設けられた前側ブロック18、後側ブロック19と両側の転がり軸受26、27との間には端部用ディスタンスピース48、49がそれぞれ嵌装されており、転がり軸受26と転がり軸受27との間には中間位置用ディスタンスピース50〜52が嵌装されている。
図1及び図6〜図8に示すように、端部用ディスタンスピース48、49は同一の形状であり、傾斜側を軸方向に対向させて配置されている。また、中間位置用ディスタンスピース50〜52も同一の形状であり、軸方向両側の中間位置用ディスタンスピース50、52は同じ位相に配置されており、軸方向中央の中間位置用ディスタンスピース51は、中間位置用ディスタンスピース50、52と180°位相をずらして配置されている。
【0018】
図6に示すように、端部用ディスタンスピース48、49の片側(内側)面が傾斜角度(転がり軸受26、27の旋回角度と同じ)αに、また、図7に示すように、中間位置用ディスタンスピース50〜52の両側面が傾斜角度αに形成されている。しかも、図6〜図8に示すように、円筒体16bに端部用ディスタンスピース48、49及び中間位置用ディスタンスピース50〜52を固定するために、端部用ディスタンスピース48、49及び中間位置用ディスタンスピース50〜52の外径Nを有する外周部の対向する2箇所にはそれぞれ、キー溝53、54、キー溝55、56が形成されており、一方、図4、図8及び図9に示すように、端部用ディスタンスピース48、49及び中間位置用ディスタンスピース50〜52(外径はN)が嵌入する円筒体16bの内周面(内径はN)の対向する2箇所には、キー溝57、58が形成されている。
【0019】
図3、図4及び図8に示すように、円筒体16bのキー溝57、58と、端部用ディスタンスピース48、49のキー溝53、54及び中間位置用ディスタンスピース50〜52のキー溝55、56には、平行キー59、60が設けられており、平行キー59、60は、円筒体16bの4箇所に形成されたタップねじ61を介してねじ締結により円筒体16bに固定されている。なお、支持フレーム部材16aは、端部用ディスタンスピース48、49、中間位置用ディスタンスピース50〜52、円筒体16b及び平行キー59、60を備えている。また、図1及び図3において、平行キー59、60は点線で示している。
【0020】
図5に示すように、2個の転がり軸受26(2個の転がり軸受27の場合も同じ)は、玉軸受からなっており、内輪22は市販のものから斜線で示す部分を全周にわたって除去した形状となっている。即ち、内輪22の内周部の幅方向の両側には、断面半円状の2条の突出リング24、24aが形成されており、突出リング24、24aの内径はロッド14の外径Jよりβだけ大きく形成されている。例えば、J=50mmの場合では、β=2mmとし、突出リング24、24aの内径は、(J+β)=52mmとなる。なお、この寸法では、外径が50mmの円に、内径が52mmの円が点Oで内接しているので、点O(内接位置)から90°ずれた位置では、隙間が約1mm足らずとなり、内接位置(点O)から180°ずれた位置(紙面上で点Oに略重なる位置)では、隙間が約2mm足らずとなる。
【0021】
図3及び図5は正断面視しており、転がり軸受26の突出リング24、24aとロッド14との接触位置(当接位置)は円周方向に約90°ずれた手前側の側部(点O)であり、一方、転がり軸受27の突出リング25、25aとロッド14との接触位置(当接位置)は、図4に側断面視して模式的に示すように、点Oから円周方向に180°ずれた対向する側部(点P)であることを表している。これらの接触位置を確実に設定できるように、図1、図4、図5及び図9に示すように、円筒体16bの断面両側部には、2個の転がり軸受26及び2個の転がり軸受27それぞれの外輪28、29の外周面62を押圧可能なセットボルト63、64を装着するするための雌ねじ部65、66が形成されている。
【0022】
かかる構成、即ち、転がり軸受26及び転がり軸受27がロッド14の軸線に直交する方向に対して一定の旋回角度αをそれぞれ有して装着され、かつ内輪22、23の内周部に形成された突出リング24、24a、突出リング25、25aがロッド14に押し付けられた状態で内接する構成によって、ロッド14の回転により、転がり軸受26、27の内輪22、23がロッド14の回りを旋回しながら転動する。この転がり軸受26、27の内輪22、23はロッド14の軸心方向には、摩擦力によって支持されているので、所定の大きな推進力を有して移動することができる。なお、支持フレーム部材16aは内輪22、23の回転に対して図示しない回り止めがなされている。回り止めとして、例えば、軸受取付部材41に周方向等分に固定された2本の棒状の回転防止ガイドに嵌入し、摺動するガイドを支持フレーム部材16aに設けることによって、支持フレーム部材16aを前後方向にガイドすることができる。
【0023】
回り止めによって、転がり軸受26、27の内輪22、23の回転により、支持フレーム部材16aは内輪22、23と外輪28、29との間に嵌装された鋼球67を介して、回転することなく、軸線方向に沿って直線移動させることができる。このようにして、転がり軸受26、27の外輪28、29を固定支持した支持フレーム部材16aを含む被駆動体16を回転させることなく、ロッド14の軸線方向に直線移動することができる。
【0024】
次いで、本発明の一実施の形態に係る直線駆動装置10を用いたリニアープレス機11の作用について、図を参照しながら説明する。
(1)図1に示すように、被駆動体16の先端部にプレス金具15が設けられたリニアープレス機11を、固定用座板34を介して所定の位置の固定架台に固定する。
(2)減速機付き電動モータ12を駆動して、進退機構17のロッド14を回転する。
【0025】
(3)ロッド14の回転により、ロッド14に対して内輪22、23の突出リング24、24a、突出リング25、25aが旋回角度αで傾斜して内接する転がり軸受26、27を備えた進退機構17により、転がり軸受26、27の外輪28、29を固定支持する支持フレーム部材16aを有する被駆動体16をロッド14に沿って前進させることができる。なお、被駆動体16には回り止めがなされているため、プレス金具15は回転することなく、被プレス材を加工することができる。
(4)プレス加工が終了すると、減速機付き電動モータ12を逆回転させ、進退機構17のロッド14を逆回転させることにより、プレス金具15を回転させることなく、後退位置まで移動する。
【0026】
本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の直線駆動装置を構成する場合にも本発明は適用される。
前記実施の形態においては、ロッド14の回転によって被駆動体16がロッド14に沿って直線移動するようにしたが、これに限定されず、必要に応じて、逆に、駆動体の回転によってロッドを直線移動するように構成することもできる。即ち、例えば、図1において、ロッド14と出力軸32との連結を解除すると共に、ロッド14の一端部を受ける軸受42、43を取り外し、被駆動体16を別途、回転駆動源に連結してロッドを軸心にして配置される駆動体とし、この駆動体(即ち、支持フレーム部材)を回転すると、ロッドが駆動体の軸心に沿って進退することができ、しかも、ロッドには回り止めがされていて、回転不能となっている。
【0027】
2個の転がり軸受26、27を2組、合計8個の転がり軸受を使用したが、これに限定されず、2〜7個又は9個以上使用することもできる。また、2個の転がり軸受26、27をそれぞれ隣接して1組として配置したが、これに限定されず、1個又は3個以上の転がり軸受を1組として使用しても構わない。
図1及び図4に示すように、2つの点O、点P(内接位置)を順次、180°ずらして配置することにより、転がり軸受26、27のロッド14に対する押圧力のバランスを取り、かつ、転がり軸受26、27の4箇所の押圧力を支持フレーム部材16a内で相殺するように転がり軸受26、27を配置したが、これに限定されず、必要に応じて、別の方法、例えば、転がり軸受の数や内接位置を変えることによって、押圧力のバランスを取り、かつ、転がり軸受の押圧力を支持フレーム部材内で相殺することもできる。さらに、場合によっては、押圧力のバランスを取ることや押圧力を相殺しなくても構わない。
【0028】
転がり軸受26、27にそれぞれ2条の突出リング24、24a、突出リング25、25aを設けたが、これに限定されず、状況に応じて、転がり軸受に1条の突出リングを設けることもできる。
支持フレーム部材16aを被駆動体16にねじ締結により連結されるように構成したが、これに限定されず、必要に応じて、支持フレーム部材を被駆動体と一体化して構成することもできる。
【0029】
【発明の効果】
請求項1及び請求項1に従属する請求項3記載の直線駆動装置においては、ロッドを回転すると、被駆動体はロッドに沿って直線移動することができ、特に、転がり軸受の内輪に突出リングを2条設けているので、大きな推進力を発生することができる。従って、ロッドのねじ加工が不要となり、構成部品の数を少なくして製作工期を短くでき、製作コストを廉価にできる。また、何らかの理由により回転駆動源が過負荷になった場合でも、摩擦力により推進力を発生しているので、突出リングがロッドの外周面を軸方向に滑って被駆動体が後退するため、回転駆動源の過負荷対策が簡単にでき、その結果、減速機構等の損傷や破損を防止することができる。さらに、コンパクトにできるので、設置スペースが少なくて済む。
【0030】
請求項2及び請求項2に従属する請求項3記載の直線駆動装置においては、支持フレーム部材を回転すると、ロッドは駆動体に沿って直線移動することができ、特に、転がり軸受の内輪に突出リングを2条設けているので、大きな推進力を発生することができる。従って、ロッドのねじ加工が不要となり、構成部品の数を少なくして製作工期を短くでき、製作コストを廉価にできる。また、何らかの理由により回転駆動源が過負荷になった場合でも、摩擦力により推進力を発生しているので、ロッドの外周面が突出リングに対して軸方向に滑って後退するため、回転駆動源の過負荷対策が簡単にでき、その結果、減速機構等の損傷や破損を防止することができる。さらに、支持フレーム部材の外周に駆動用中空軸モータよりなる回転駆動源を設けると、コンパクトにできるので、設置スペースが少なくて済む。
特に、請求項3記載の直線駆動装置においては、ロッド及び支持フレーム部材に過大な荷重を掛けなくて済むので、経済設計ができると共に、耐用性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る直線駆動装置を用いたリニアープレス機の全体構成図である。
【図2】同直線駆動装置を用いたリニアープレス機の側面図である。
【図3】同直線駆動装置の進退機構の要部拡大断面図である。
【図4】同直線駆動装置の進退機構を簡略化した模式的な側断面図である。
【図5】同直線駆動装置の進退機構の2列の転がり軸受とロッドとの関係図である。
【図6】同直線駆動装置に用いる進退機構の端部用ディスタンスピースの正断面図である。
【図7】同直線駆動装置に用いる進退機構の中間位置用ディスタンスピースの正断面図である。
【図8】同直線駆動装置に用いる進退機構の各ディスタンスピースの側面図である。
【図9】同直線駆動装置に用いる進退機構の支持フレーム部材の正断面図である。
【符号の説明】
10:直線駆動装置、11:リニアープレス機、12:減速機付き電動モータ(回転駆動源)、14:ロッド、15:プレス金具、16:被駆動体、16a:支持フレーム部材、16b:円筒体、17:進退機構、18:前側ブロック、19:後側ブロック、20、21:貫通孔、22、23:内輪、24、24a:突出リング、25、25a:突出リング、26、27:転がり軸受、28、29:外輪、30:モータ本体、31:減速機部、32:出力軸、33:取付ボルト、34:固定用座板、35:軸受取付板、36:スペーサー、37:固定ボルト、38:キー、39:連結凹部、40:連結凸部、41:軸受取付部材、42、43:軸受、44:軸受ナット、45:円孔、46:取付ボルト、47:外周面、48、49:端部用ディスタンスピース、50〜52:中間位置用ディスタンスピース、53、54:キー溝、55、56:キー溝、57、58:キー溝、59、60:平行キー、61:タップねじ、62:外周面、63、64:セットボルト、65、66:雌ねじ部、67:鋼球[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention includes a driven body arranged with a rod having a circular cross section in the center, and the driven body linearly moves along the rod by rotation of the rod, or a driving body arranged with the rod as an axis. The present invention relates to a linear drive device including a body, wherein a rod moves linearly by rotation of a driver.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a pneumatic or hydraulic cylinder is generally used as a linear drive device, and a driven body is provided on a rod of the cylinder. As another linear drive device, an electric screw type is used. In this device, an electric motor rotates a screw shaft via a speed reduction mechanism, and is screwed into a male screw portion formed on the screw shaft. A nut member provided with a female screw part to be advanced or retracted in the axial direction via a detent (linear guide), and furthermore, in order to improve power transmission efficiency, a screw member is provided between the male screw part and the female screw part of the screw shaft. There are also cases where a large number of balls are inserted into the device (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-63-154038 (FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional linear drive has the following problems to be solved.
In the case of the cylinder type, since a pressure supply source such as an air compressor or a hydraulic pump, piping and various valves are required, the number of components increases, the production period becomes longer, and the production cost increases. In addition, there is a problem that much time is required for maintenance work.
Also, in the case of the electric screw type, it is necessary to perform screw processing in which a ball is arranged on the male screw portion of the screw shaft, and the number of components increases, so that the manufacturing period is increased and the manufacturing cost is increased. There was a problem. In addition, when the electric motor is overloaded due to the load condition, for example, electrical overload measures and mechanical overload measures are required to prevent damage or breakage of the screw shaft, deceleration mechanism, etc. This complicates the configuration of the device and makes the device expensive.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, and can reduce the number of components to shorten the manufacturing period, and can easily take measures against overload of a rotary drive source such as an electric motor, and as a result, It is an object of the present invention to provide a linear drive device capable of reducing the manufacturing cost.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A linear driving device according to a first aspect of the present invention is a linear driving device including a driven body disposed with a rod at the center, and a moving mechanism for moving the driven body, wherein the moving mechanism is circular. A plurality of rolling bearings in which a part of a protruding ring formed inside the inner ring is inscribed at a plurality of positions on the outer periphery of the rod at a fixed turning angle at a plurality of positions on the outer periphery of the rod, and a plurality of rolling bearings; A support frame member fixedly supporting the outer ring of the bearing and being integrated or connected to the driven body, and two protruding rings are provided for the inner ring of each rolling bearing, and the driven body is rotated by rotation of the rod. Moves linearly along the rod. As a result, at a plurality of positions on the outer periphery of the circularly rotatable rod, a part of the protruding ring provided on the inner ring of the plurality of rolling bearings is inscribed at a fixed turning angle, so that when the rod is rotated, The driven body can move linearly along the rod, and in particular, since the inner ring of the rolling bearing is provided with two protruding rings, a large propulsive force can be generated.
[0007]
A linear drive device according to a second aspect of the present invention is a linear drive device including a drive unit disposed around a rod as an axis, and an advance / retreat mechanism that advances / retreats the rod by rotation of the drive unit. The reciprocating mechanism includes a circularly arranged rod that is non-rotatably and reciprocally disposed, and a plurality of positions on the outer periphery of the rod in which a part of a protruding ring formed inside the inner ring at a fixed turning angle is inscribed. A plurality of rolling bearings to be arranged, a support frame member fixedly supporting the outer ring of the rolling bearing, and being connected to a rotary drive source, and two protruding rings are provided for the inner ring of each rolling bearing, The rod moves linearly by the rotation of the support frame member. As a result, at a plurality of positions on the outer periphery of the circular, non-rotatable and retractable rod, a part of the protruding ring provided on the inner ring of the plurality of rolling bearings is inscribed at a fixed turning angle, so that the support frame is provided. When the member is rotated, the rod can move linearly along the driving body. In particular, since two protruding rings are provided on the inner ring of the rolling bearing, a large propulsive force can be generated.
[0008]
In the linear drive device according to the first and second inventions, the plurality of rolling bearings are three or more, and the pressing force of the rolling bearing against the rod is balanced, and the total pressing force of the rolling bearing is the supporting frame member. It can also be configured to be offset within. As a result, it is not necessary to apply an excessive load to the rod and the support frame member.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings to provide an understanding of the present invention.
Here, FIG. 1 is an overall configuration diagram of a linear press using a linear drive according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of a linear press using the same linear drive, and FIG. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the forward / backward mechanism of the linear drive device. FIG. 4 is a schematic side sectional view of the forward / backward mechanism of the linear drive device. FIG. 5 is a two-row rolling bearing of the forward / backward mechanism of the linear drive device. FIG. 6 is a front cross-sectional view of an end distance piece of an advance / retreat mechanism used in the linear drive device, and FIG. 7 is a front cross-sectional view of an intermediate position distance piece of the advance / retreat mechanism used in the linear drive device. FIG. 8 is a side view of each distance piece of the advance / retreat mechanism used in the linear drive device, and FIG. 9 is a front sectional view of a support frame member of the advance / retreat mechanism used in the linear drive device.
[0010]
As shown in FIGS. 1 and 2, a
[0011]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0012]
That is, as shown in detail in FIG. 1 and FIGS. 3 to 5, the advance /
As shown in FIGS. 1 and 3, the
[0013]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
The
[0014]
At the end of the
[0015]
As shown in FIGS. 1, 3 and 5, between the
[0016]
Therefore, the pressing force of the rolling
[0017]
As shown in FIG. 1, in order to hold the rolling
As shown in FIG. 1 and FIGS. 6 to 8, the
[0018]
As shown in FIG. 6, one side (inside) of the
[0019]
As shown in FIGS. 3, 4 and 8, the
[0020]
As shown in FIG. 5, the two rolling bearings 26 (the same applies to the case of the two rolling bearings 27) are made of ball bearings, and the
[0021]
3 and 5 are front sectional views, and the contact position (contact position) between the protruding rings 24, 24a of the rolling
[0022]
In this configuration, the rolling
[0023]
The rotation of the
[0024]
Next, the operation of the
(1) As shown in FIG. 1, the
(2) The
[0025]
(3) The reciprocating mechanism including the rolling
(4) When the press working is completed, the
[0026]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and changes can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, some or all of the above-described embodiments and modifications are described. The present invention is also applicable to a case where the linear drive device of the present invention is configured in combination.
In the above-described embodiment, the driven
[0027]
Although two sets of two rolling
As shown in FIGS. 1 and 4, the two points O and P (inscribed position) are sequentially shifted by 180 ° to balance the pressing force of the rolling
[0028]
The rolling
Although the
[0029]
【The invention's effect】
In the linear drive device according to claim 1 and claim 3 dependent on claim 1, when the rod is rotated, the driven body can linearly move along the rod, and in particular, the projecting ring is formed on the inner race of the rolling bearing. Are provided, a large propulsive force can be generated. Therefore, the threading of the rod is not required, the number of components can be reduced, the production period can be shortened, and the production cost can be reduced. Also, even if the rotational drive source is overloaded for any reason, the propulsion force is generated by the frictional force, so that the protruding ring slides axially on the outer peripheral surface of the rod and the driven body retreats, It is possible to easily take measures against overload of the rotary drive source, and as a result, it is possible to prevent damage and breakage of the speed reduction mechanism and the like. Furthermore, since it can be made compact, the installation space is small.
[0030]
In the linear drive device according to claim 2 and dependent on claim 2, when the support frame member is rotated, the rod can linearly move along the drive body, and in particular, protrudes from the inner race of the rolling bearing. Since two rings are provided, a large propulsive force can be generated. Therefore, the threading of the rod is not required, the number of components can be reduced, the production period can be shortened, and the production cost can be reduced. Even if the rotational drive source is overloaded for any reason, the propulsion force is generated by the frictional force, and the outer peripheral surface of the rod slides in the axial direction with respect to the projecting ring and retreats. Countermeasures against overload of the source can be easily performed, and as a result, damage or breakage of the speed reduction mechanism or the like can be prevented. Furthermore, if a rotary drive source composed of a driving hollow shaft motor is provided on the outer periphery of the support frame member, the device can be made compact and the installation space can be reduced.
In particular, in the linear drive device according to the third aspect, since an excessive load does not need to be applied to the rod and the support frame member, economical design can be performed and durability can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a linear press using a linear drive device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of a linear press using the same linear driving device.
FIG. 3 is an enlarged sectional view of a main part of an advance / retreat mechanism of the linear drive device.
FIG. 4 is a schematic side cross-sectional view showing a simplified reciprocating mechanism of the linear drive device.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between two rows of rolling bearings and rods of the advance / retreat mechanism of the linear drive device.
FIG. 6 is a front sectional view of a distance piece for an end of an advance / retreat mechanism used in the linear drive device.
FIG. 7 is a front sectional view of a distance piece for an intermediate position of an advance / retreat mechanism used in the linear drive device.
FIG. 8 is a side view of each distance piece of the advance / retreat mechanism used in the linear drive device.
FIG. 9 is a front sectional view of a support frame member of an advance / retreat mechanism used in the linear drive device.
[Explanation of symbols]
10: linear drive device, 11: linear press machine, 12: electric motor with reduction gear (rotary drive source), 14: rod, 15: press fitting, 16: driven body, 16a: support frame member, 16b: cylindrical body , 17: forward and backward mechanism, 18: front block, 19: rear block, 20, 21: through hole, 22, 23: inner ring, 24, 24a: projecting ring, 25, 25a: projecting ring, 26, 27: rolling bearing , 28, 29: outer ring, 30: motor body, 31: reduction gear, 32: output shaft, 33: mounting bolt, 34: fixing seat plate, 35: bearing mounting plate, 36: spacer, 37: fixing bolt, 38: key, 39: connecting concave portion, 40: connecting convex portion, 41: bearing mounting member, 42, 43: bearing, 44: bearing nut, 45: circular hole, 46: mounting bolt, 47: outer peripheral surface, 48, 49 : Dead for end Stance piece, 50 to 52: Distance piece for intermediate position, 53, 54: Key groove, 55, 56: Key groove, 57, 58: Key groove, 59, 60: Parallel key, 61: Tap screw, 62: Outer peripheral surface , 63, 64: Set bolt, 65, 66: Female thread, 67: Steel ball
Claims (3)
前記進退機構は、円形で回転駆動可能な前記ロッドと、該ロッドの外周の複数の位置に、それぞれ一定の旋回角度でその内輪の内側に形成された突出リングの一部が内接して配置される複数の転がり軸受と、該転がり軸受の外輪を固定支持し、前記被駆動体に一体化又は連結される支持フレーム部材とを有し、
前記突出リングは前記それぞれの転がり軸受の内輪に対して2条設けられ、前記ロッドの回転によって前記被駆動体が前記ロッドに沿って直線移動することを特徴とする直線駆動装置。A driven body disposed with the rod in the center, and a linear drive device including an advancing and retreating mechanism of the driven body,
The advancing and retreating mechanism is configured such that the rod is rotatably driven in a circular shape, and a plurality of protruding rings formed inside the inner ring at a fixed turning angle are inscribed at a plurality of positions on the outer periphery of the rod. A plurality of rolling bearings, and a supporting frame member fixedly supporting an outer ring of the rolling bearing, and being integrated or connected to the driven body,
A linear drive device wherein the protrusion ring is provided in two rows on the inner ring of each of the rolling bearings, and the driven body moves linearly along the rod by rotation of the rod.
前記進退機構は、円形で回転不能かつ進退可能に配置された前記ロッドと、該ロッドの外周の複数の位置に、それぞれ一定の旋回角度でその内輪の内側に形成された突出リングの一部が内接して配置される複数の転がり軸受と、該転がり軸受の外輪を固定支持し、回転駆動源に連結される支持フレーム部材とを有し、
前記突出リングは前記それぞれの転がり軸受の内輪に対して2条設けられ、前記支持フレーム部材の回転によって前記ロッドが直線移動することを特徴とする直線駆動装置。A linear drive device comprising: a driving body disposed around a rod as an axis; and an advance / retreat mechanism that advances / retreats the rod by rotation of the driving body,
The advancing / retracting mechanism includes a rod that is circularly arranged so as to be non-rotatable and advancing / retracting, and a plurality of protruding rings formed inside the inner ring at a plurality of positions on the outer periphery of the rod at a fixed turning angle. A plurality of rolling bearings arranged in contact with each other, fixedly supporting the outer ring of the rolling bearing, having a support frame member connected to a rotary drive source,
A linear drive device, wherein two protruding rings are provided for inner rings of the respective rolling bearings, and the rod moves linearly by rotation of the support frame member.
前記複数の転がり軸受は、3個以上あって、該転がり軸受の前記ロッドに対する押圧力がバランスし、かつ、前記転がり軸受の全部の押圧力が前記支持フレーム部材内で相殺されていることを特徴とする直線駆動装置。The linear drive device according to any one of claims 1 and 2,
The plurality of rolling bearings are three or more, the pressing force of the rolling bearing against the rod is balanced, and the entire pressing force of the rolling bearing is offset in the support frame member. Linear drive device.
Priority Applications (1)
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JP2003013475A JP2004225785A (en) | 2003-01-22 | 2003-01-22 | Linear drive unit |
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JP2013027621A (en) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Canon Inc | Ophthalmologic apparatus |
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- 2003-01-22 JP JP2003013475A patent/JP2004225785A/en active Pending
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