JP2007205498A - 摩擦駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】伝達効率のよい摩擦駆動装置を提供する。
【解決手段】本摩擦駆動装置は、サーボモータＭが支持部材４によって摺動ガイド上部３ａに連結されて駆動輪５をレール面２ａから離して配置し、該駆動輪５と該レール面２ａの双方に接触する一対の伝達輪６ａ，６ｂを駆動輪５を挟んで対向に配置するとともに摺動ガイド３と独立に配置し、これら一対の伝達輪６ａ，６ｂが上記駆動輪５を押圧しつつ互いに接近する方向に押圧力を作用させるねじりコイルばね７を上記摺動ガイド３と独立に設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、側面に転動体の案内溝を形成したレールと、該レールに付設され、内部に転動体を有する摺動ガイドと、該レール上で該摺動ガイドと対向する側に平坦面が形成され、該摺動ガイドが転動体を介してレールの案内溝上を転がることによって、レールに沿って移動する摺動装置、特に摺動ガイドに駆動源を設けて小型軽量で高性能な自走可能の摩擦駆動装置に関する。

従来技術に関わる摩擦駆動装置を以下に説明する。
従来例１の駆動装置（特開平５−１７７４８８号公報）は、軸方向に沿って軌道面が形成され、かつ所定架台上に固定するための取付面を底部に有する軌道台と、前記軌道面により案内される摺動台と、出力軸が前記軸方向に対して略垂直であり、かつ前記取付面と略平行であるように前記摺動台の側面に対して取り付けられたトルク発生手段と、前記トルク発生手段の出力軸によりトルクが付与されて前記軌道台に係合して転動する駆動ローラーとから成る（特許文献１参照）。
このものは、トルク発生手段の出力軸によりトルクが付与される駆動ローラーと軌道台との直接的係合のみによってなされるため、駆動力伝達部材が不要であり、コストの低減が達成され、更に高速での駆動が容易であると共に相対的作動を行う部品の数が少ないので騒音のレベルを低く抑制できるというものである。

従来例２の摩擦駆動機構（特開平７−５１９７３号公報）は、駆動ローラーと、上記駆動ローラーに当接して上記駆動ローラーの回転運動を直進運動に変換する被駆動バーと、上記被駆動バーを上記駆動ローラーに押圧するために、上記被駆動バーに作用する付勢力手段とを具備する摩擦駆動機構において、上記駆動ローラーに上記駆動ローラーの変形を抑止する抑止力手段を設ける（特許文献２参照）。
このものは、被駆動バーに当接する第１の従動ローラーを付勢力手段とし、駆動ローラーに当接する第２の従動ローラーを抑止力手段として構成し、第１の従動ローラーは浮動状態でその付勢力が与えられ、第２の従動ローラーは定位置で固定されていて、抑止力手段は駆動ローラーに生じる押圧力を背後から支えるように、駆動ローラーに作用する。従って駆動ローラーのラジアル方向の力が互いに打ち消されるので、たわみが生じず、駆動ローラーの小径化が可能になるものである。

従来例３の摺動装置（特許第３６９６２８８号公報）は、側面にボール転動溝を形成したレールと、該レールに付設され、ボール無限循環路を有する摺動ガイドとからなり、摺動ガイドに窓孔を設け、この窓孔内に伝達輪を摺動ガイド裏面から突出させてレールの表面に当接せしめ、この伝達輪の軸をバネにより斜め方向からレールヘ押圧せしめるように構成し、駆動モータで駆動する駆動輪を伝達輪に当接せしめて配設する（特許文献３参照）。
このものは、イナーシャが送り長さに関係なく一定である為、送り長さによりモータを大きくする必要はなく、レールの長さが許容する限りの無限の送りが可能となり、歯車やタイミングベルトを採用しない為、バックラッシュやベルトの延び等は一切考慮しなくてよいことになる。
特開平５−１７７４８８号公報 特開平７−５１９７３号公報 特許第３６９６２８８号公報

上記従来例１では、駆動ローラーを軌道台に係合させるためには、加工と組立の精度に頼ることになる。また、駆動ローラー等の摩耗による経時変化で性能が悪化するという可能性もある。

上記従来例２にあげられる付勢手段は抑止手段と一対になって構成されているため、駆動ローラーと被駆動バーの当接面に必要とされる摩擦力を得るには、大きな押圧力を両手段に与えることになり、軸受とともに装置そのものが大型化するという問題が生じる。

上記従来例３のものは、伝達輪を駆動輪とレールの間に設けて、該伝達輪を押圧する押圧方向を駆動輪の軸に対して斜め方向に設定しているが、このような構成では、押圧力は小さくできるものの摺動ガイドの前進と後退で伝達輪に作用する駆動力が逆方向になり、駆動輪の回転に伴う伝達輪の食い込み方向と飛び出し方向を考慮すると、結局、飛び出しを防止するのに必要な大きさの押圧力を与えなければならないという課題が残る。この押圧力はバネを介して摺動ガイド本体と伝達輪の軸に作用するため、伝達輪の軸を受ける軸受は大型化せざるを得ない。

以上の各装置は、駆動源が移動する場合と固定される場合とがあるが、いずれにしても、駆動力の伝達効率をよくするには、レール面に当接する伝達部位の配設の仕方に課題が集約されるといえる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、上記問題を解消すべく、レール面に当接する伝達輪の配設の仕方を工夫し、駆動力の伝達効率のよい摩擦駆動装置を提供することを課題とする。

（１）本発明に係る摩擦駆動装置は、側面に転動体の案内溝を形成したレールと、該レールに付設され、内部に転動体を有する摺動ガイドと、該レール上で該摺動ガイドと対向する側に平坦面が形成され、該転動体がレールの案内溝上を転がることによって摺動ガイドがレールに沿って移動する摺動装置であって、レールの平坦面に平行、且つ移動方向に直角な回転軸をもつ駆動源が設けられるとともに該回転軸に駆動輪が設けられた摩擦駆動装置において、
上記駆動源が支持手段によって摺動ガイドに連結されて上記駆動輪をレール平坦面から離して配置し、該駆動輪と該レール平坦面の双方に接触する一対の伝達輪を駆動輪を挟んで対向に配置するとともに上記摺動ガイドと独立に配置し、これら一対の伝達輪が上記駆動輪を押圧しつつ互いに接近する方向に押圧力を作用させる押圧手段を上記摺動ガイドと独立に設けたことを特徴とするものである（請求項１）。
上記構成より、上記一対の伝達輪を摺動ガイドと独立に配置し、上記押圧手段でこれら一対の伝達輪が上記駆動輪を押圧しつつ互いに接近する方向に押圧力を作用させるので、伝達輪が上記押圧力及び上記駆動輪と上記レール面との各当接によって位置決めされる。そして、上記押圧手段が摺動ガイドと独立したかたちで伝達輪に作用し、この押圧手段が駆動輪、伝達輪、レールの各当接面にプリロードを与えるので、一方の伝達輪が駆動輪の駆動力をレールに伝達するときは、一方の伝達輪が駆動輪とレールの間に食い込み、他方の伝達輪は駆動輪とレールから遠ざかる方向の力を受ける。逆に、他方の伝達輪が駆動力を伝達する場合は、一方の伝達輪が駆動輪から遠ざかることになる。従って、押圧手段の小さな押圧力で各伝達輪を押圧しておくだけで、駆動に際しては伝達輪が駆動力に応じて駆動輪とレールに適宜食い込むので、駆動力の変化に対しても摺動ガイドはスリップすることなく確実に摺動できる。その結果、駆動輪の回転に伴う抵抗が無視でき、伝達効率のよい摩擦駆動装置を構成することができる。

また、このものでは、一対の伝達輪は、摺動ガイドとはフリーに設けられているので、摺動ガイドに工作機械のスライダーテーブル等が載置される等してこの摺動ガイドに上方から大きな負荷がかかっても、この負荷は一対の伝達輪には及ばない。

（２）上記一対の伝達輪は、支持軸を有し、上記押圧手段は、上記支持軸を付勢する付勢手段で構成することができる（請求項２）。
これにより、摺動ガイドの始動・停止時にプリロードを与えることができるので、当接面において静摩擦と動摩擦が入れ替わっても瞬間的なスリップを生じることがない。従って、小さな駆動力に対しては押圧力が小さくなるので、伝達輪や駆動輪の摩耗量が少なくなり、寿命も大幅に向上する。なお、付勢手段としては、圧縮及び引張コイルばね、ねじりコイルばね、板ばねあるいは樹脂や金属などの弾性を利用した弾性体が適宜使用される。

（３）また、上記一対の伝達輪は、支持軸を有し、上記押圧手段は、上記支持軸をテーパの楔作用で押圧するクサビ部材で構成してもよい（請求項３）。
これにより、駆動力の大小にかかわらず略一定の押圧力を一対の伝達輪に作用させることができ、一対の伝達輪の揺動を防止して駆動輪の伝達力をレール平坦面に対して効率よく伝達することができる。また、クサビ部材を用いることによって組み立て後に上記押圧力の微調整が可能である。

（４）上記駆動源の支持手段を摺動ガイドに対してレール平坦面の直角方向に移動且つ固定可能に構成してもよい（請求項４）。
これにより、支持部材の移動によってレールと駆動装置との位置関係を変化させて、駆動輪の回転半径を変えることができるので、レールに対する摺動ガイドの速度を任意に変更することができる。さらに、駆動輪や伝達輪の材質や摩擦係数に対応した接触角度を適宜得ることができる。

（５）また、２つの摺動ガイドが同一のレール上に配置されるとともに上記駆動源の支持手段が各摺動ガイドをまたぐように付設され、各摺動ガイド間に上記駆動輪と上記一対の伝達輪とが配置されるように構成してもよい（請求項５）。
この場合、２つの互いの摺動ガイドの位置関係を維持したまま、駆動装置が常にレールの平坦面に対して平行に移動することができるので、レールが曲線であっても、伝達輪が常にレールに当接して摺動ガイドの移動を可能にする。

（６）また、上記駆動輪、上記伝達輪、上記レール平坦面の各接触面に潤滑剤を介在させてもよい（請求項６）。
これにより、駆動輪、伝達輪、レールの各接触面の防錆効果とともにより安定した強固な駆動力が得られる。また、潤滑剤にトラクションドライブに供されるトラクション油又はトラクショングリースを採用して弾性流体潤滑状態で駆動すると、比較的大きなトラクション係数によって、上記伝達輪は小さな押圧力で大きな駆動力が得られる。

（７）一方、他の本発明に係る摩擦駆動装置は、側面に転動体の案内溝を形成したレールと、該レールに付設され、内部に転動体を有する摺動ガイドと、該レール上で該摺動ガイドと対向する側に平坦面が形成され、該転動体がレールの案内溝上を転がることによって摺動ガイドがレールに沿って移動する摺動装置であって、レールの平坦面に平行、且つ移動方向に直角な回転軸をもつ駆動源が設けられるとともに該回転軸に駆動輪が設けられた摩擦駆動装置において、
上記駆動源が支持手段によって摺動ガイドに連結されて上記駆動輪をレール平坦面から離して配置し、該駆動輪と該レール平坦面の双方に接触する一対の伝達輪を上記摺動ガイドに軸支させて駆動輪を挟んで対向に配置するとともに、これら一対の伝達輪が上記駆動輪を押圧しつつ互いに接近する方向に押圧力を作用させる押圧手段として、伝達輪の支持軸をテーパの楔作用で押圧するクサビ部材を少なくとも一方の伝達輪の支持軸の両端に設けたことを特徴とする（請求項７）。
このものでは、伝達輪に対する押圧手段としてクサビ部材を用いることによって組み立て後に伝達輪に対する上記押圧力の微調整が可能であるから、対向する伝達輪が互いに接近する方向に等しい力の押圧力を作用させて、この一対の伝達輪を介して駆動輪の伝達力をレール平坦面に対して効率よく伝達することができる。

以上のように、本発明によれば、押圧手段が摺動ガイドと独立したかたちで伝達輪に作用するので、押圧手段からの押圧力の反力を受けるための大きな軸受は不要で、前進と後退の両方向への滑らかな摺動が可能となり、また、装置全体を小型軽量化することも可能である。従って、一対の伝達輪によって駆動輪の駆動力をレール平坦面に対して効率よく伝達でき、摺動ガイドの前進・後退、始動・制動、加速・減速が滑らかに行われ、且つ高精度な位置決めが可能となる。

また、他の本発明（請求項７）では、組み立て後でも伝達輪に対する押圧力の微調整が可能であるから、この一対の伝達輪を介して駆動輪の伝達力をレール平坦面に対して効率よく伝達することができる。

（実施の形態１）
本発明に係る摩擦駆動装置１は、図１及び図２に示すように、直線状に延びるレール２と、このレール２上を自在に移動する摺動ガイド３とを有する。レール２は、その上面には平坦なレール面２ａが左右に平行に形成され、また、レール２の両側面にはそれぞれ転動体のボールが対接する溝部２ｂが形成されている。レール面２ａと溝部２ｂは、レール２の長手方向に沿って直線状に形成されている。摺動ガイド３は、断面門型に形成され、レール２の上面に対向配置される摺動ガイド上部３ａと、レール２の側面に対向配置される摺動ガイド側部３ｂとを有している。

摺動ガイド側部３ｂには、溝部２ｂと嵌り合う断面形状を有する凸形に形成され、これらによって摺動ガイド３とレール２の相対位置が決定され、また、摺動ガイド側部３ｂには、進行方向後方のボールを順次進行方向前方へと循環させる循環路が形成されている。なお、転動体としては、このボールに代えて、摺動ガイド側部３ｂ内に軸支されたローラーとし、このローラーを転動状態でレール２の溝部２ｂに当接させてもよい。

一方、摺動ガイド上部３ａには、サーボモータＭとの間に支持部材４が備えられる。そして、図２に示すように、この摺動ガイド３の内部に形成する空所３０には、サーボモータＭとつながった回転軸Ｊと連動して回転する駆動輪５と、駆動輪５及びレール面２ａと当接状態に配置した一対の伝達輪６ａ，６ｂとが設けられていて、この駆動輪５と伝達輪６ａ，６ｂは、駆動輪５の回転駆動に伴って伝達輪６が回転する摩擦伝動機構を構成している。

伝達輪６は、左右のレール面２ａ上に対応して前後に２個ずつ配置して合計４個設けられている。この伝達輪６は、摺動ガイド３との関係では空所３０内にフリーに配設されている。なお、伝達輪６は、左右のレール面２ａをまたぐようなローラ長の長いものを前後に１個ずつ配置して合計２個設けるようにしてもよい。そして、前後の各伝達輪６ａ，６ｂは、上記駆動輪５を両側から挟んで駆動輪５とレール面２ａに対して当接状態となり、且つ伝達輪６ａ，６ｂ同士が接触しないように配置されている。すなわち、前後の各伝達輪６ａ，６ｂは、駆動輪５との当接点を通る接線がレール面２ａに対して接触角度θ°になるように配置されるとともに伝達輪６と駆動輪５との間の摩擦係数をμとしたとき、接触角度θ°が、関係式「ｔａｎ（θ／２）≦μ」となるように設定されている。

上記関係式が満足されないときは各当接面が空転して、駆動輪５の回転を伝達輪６及びレール２に伝達することができなくなるおそれがあるが、上記関係式の条件を満足しつつ、上記関係式の両辺の差が大きくなるほど、摺動ガイド３の確実な駆動が可能となる。しかし、当接面への過剰な押圧力は伝達効率を低下させるため、より好適な伝達効率と駆動を可能にするには、上記関係式を満足しつつ、関係式の両辺ができる限り等しくなるように設定する必要がある。

このような設定条件で組み立てられた摺動ガイド３内部の伝達輪６ａ，６ｂには、それぞれ支持軸Ｊａ，Ｊｂが設けられ、支持軸Ｊａ，Ｊｂを駆動輪５の方向に押圧力Ｑで付勢するねじりコイルばね７が配置される。すなわち、このねじりコイルばね７は、伝達輪６ａ，６ｂが接近する方向に力が作用するように支持軸Ｊａ，Ｊｂに取り付けられて、支持軸Ｊａ，Ｊｂを側方からの押圧力Ｑで押圧するようにしている。このねじりコイルばね７は、摺動ガイド３と独立したかたちで伝達輪６ａ，６ｂに作用する。これにより、各伝達輪６ａ，６ｂは、摺動ガイド３ではなく、この押圧力Ｑ及び駆動輪５とレール面２ａとの各当接面によって位置決めされる。なお、これら支持軸Ｊａ，Ｊｂも、空所３０内でフリーとなっており、摺動ガイド３とは独立に配設されている。

そして、上記摩擦駆動装置１がレール２上を移動する過程を図２に基づいて説明する。
摺動ガイド上部３ａに取り付けられたサーボモータＭの駆動により回転軸Ｊが回転すると、回転軸Ｊに結合された駆動輪５が矢印方向に回転し、この駆動輪５に当接している伝達輪６ａが駆動輪５に対して逆方向に回転するとともに、レール面２ａの転がり抵抗と駆動輪５と伝達輪６ａとの間の摩擦係数μによって、接線方向の力Ｆは、伝達輪６ａが駆動輪５とレール面２ａに食い込む方向に作用する。このとき、伝達輪６ｂは伝達輪６ａと同じように回転するが、接線方向の力Ｆは伝達輪６ｂが飛び出す方向に作用し、結果的に伝達輪６ｂの支持軸Ｊｂにはプリロードであるねじりコイルばね７のわずかな押圧力Ｑが生じているだけとなる。一方、サーボモータＭが逆転して、駆動輪５が図２の矢印とは逆の方向に回転したときは、伝達輪６ｂが駆動輪５とレール面２ｂに食い込み、伝達輪６ａが飛び出だす方向に移動することになる。

従って、ねじりコイルばね７による小さな押圧力Ｑで各伝達輪６ａ，６ｂを押圧しておくだけで、駆動に際しては伝達輪５が駆動力に応じて駆動輪５とレール面２ａに適宜食い込むので、駆動力の変化に対しても摺動ガイド３はスリップすることなく確実に摺動できる。その結果、駆動輪５の回転に伴う抵抗が無視でき、伝達効率のよい摩擦駆動装置を構成することができる。また、ねじりコイルばね７により前後の支持軸Ｊａ，Ｊｂを付勢することで、小さな駆動力に対しては接線方向の力Ｆが小さくなるので、伝達輪５や駆動輪６ａ，６ｂの摩耗量が少なくなり、本装置の寿命も大幅に向上する。

以上のように、本実施の形態１の摩擦駆動装置によれば、押圧手段のねじりコイルばね７が摺動ガイド３と独立したかたちで各伝達輪６ａ，６ｂに作用するので、ねじりコイルばね７からの押圧力の反力を受けるための大きな軸受は不要で、前進と後退の両方向への滑らかな摺動が可能となり、また、装置全体を小型軽量化することも可能である。従って、一対の伝達輪６ａ，６ｂによって駆動輪５の駆動力をレール面２ａに対して効率よく伝達でき、摺動ガイド３の前進・後退、始動・制動、加速・減速が滑らかに行われ、且つ高精度な位置決めが可能となる。

また、このものでは、一対の伝達輪６ａ，６ｂは、摺動ガイド３とはフリーに設けられているので、摺動ガイド３に工作機械のスライダーテーブル等が載置される等してこの摺動ガイド３に上方から大きな負荷がかかっても、この負荷は一対の伝達輪６ａ，６ｂには及ばない。従って、伝達輪６ａ，６ｂは、レール面２ａに対して常に一定の力で接触することができ、その結果、例え摺動ガイド３に大きな負荷がかかる環境下でも、伝達輪６の摩耗量が多くなることもなく伝達輪６の高耐久性を保持することができる。

次に、図３には、サーボモータＭとつながった回転軸Ｊをレール２から遠ざけたり近づけたりして駆動輪５と伝達輪６との互いの回転半径を変化させたものを示す。この操作によって駆動輪５とレール２の相対速度を変化させることができる。ここでのサーボモータＭは、図２に示すように、支持部材４にボルト８で固定され、支持部材４にはレール２と直角方向（上下方向）に延びる長穴９が穿設されるとともに摺動ガイド上部３ａにはボルト８が螺合されていて、長穴９の適切な位置でボルト８を締め付けることによって、サーボモータＭを適宜な位置で固定できるように構成されている。従って、駆動輪５とレール２との相対速度を変えたり、材質の異なる駆動輪５又は伝達輪６を使用する場合、駆動輪５と伝達輪６との当接点を通る接線がレール面２ａに対して為す接触角度θ°を任意に変化させることができる。

図３（ａ）は、伝達輪６にエンジニアリングプラスチックを採用したもので、エンジニアリングプラスチックの縦弾性係数は、他の樹脂に比べて大きくて変形しにくく、摩擦係数もμ＝０．４程度の大きさなので（駆動輪５は金属製）、回転軸Ｊとレール面２ａとの距離をＬａと小さくして、接触角度θａ＝４３°とすることができる。なお、伝達輪６に採用できるエンジニアリングプラスチックには、機械的強度に優れた、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリサルホン（ＰＳＦ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ、ＰＰＯ）などがあり、強化材料のガラスや炭素を含有したポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）などが例示される。

一方、図３（ｂ）は、トラクション油を使用してトラクションドライブで摺動ガイド３を駆動するときであって、この場合は、トラクション係数を加味した駆動輪５と伝達輪６との間の摩擦係数がμ＝０．１２程度の大きさになるので、回転軸Ｊとレール面２ａとの距離をＬｂと大きくして、接触角度はθｂ＝１３°となる。このように接触角度θｂが小さくなると、伝達輪６ａ，６ｂが接触するおそれがあるので、この場合は、一方の伝達輪６ａは進行方向右側の平坦面２ａに、他方の伝達輪６ｂは進行方向左側の平坦面２ａにそれぞれ当接させれば、伝達輪６ａ，６ｂ同士の接触を防ぐことができる。
接触角度θの大きさは、同じ接線力Ｆでも伝達輪６の食い込みの力に影響するので、接触角度θが大きくなるほど効率のよい摩擦駆動装置を構成することができる。

図４は、２つの摺動ガイド３１，３２を一本のレール２上に配置して、摺動ガイド３１，３２の外部でそれらの間をまたぐように支持部材４ａが懸架され、支持部材４ａと摺動ガイド３１，３２がレール２のレール面２ａに直角なピン１２で連結されている。支持部材４ａにはサーボモータＭが取り付けられ、駆動輪５、前後の伝達輪６ａ，６ｂ、レール２とが前述のように、ｔａｎ（θ／２）≦μの当接状態を維持したかたちで組み立てられている。

このような構成では、従来技術に関わる摺動ガイド３をそのまま使用して、サーボモータＭ付きの摩擦駆動装置１を構成することができるので、大型化に対応できるとともにレール２が曲線をなしている場合でも採用することができる。
さらに、図１に示すように、スケール１０がレール２と平行に配置され、摺動ガイド３に備え付けられたセンサ１１がスケール１０の信号を検出して、摺動ガイド３の位置をサーボモータＭで制御することもできる。この場合は、摩擦駆動におけるレール２と摺動ガイド３との間に生じる微小な滑りによる位置変化を修正して、高精度な位置決め制御が可能となる。

（実施の形態２）
図５及び図６に示すように、実施の形態２による摩擦駆動装置は、前後の伝達輪６ａ，６ｂの支持軸Ｊａ，Ｊｂに連結部材７０を取り付け、且つ前後の伝達輪６ａ，６ｂが駆動輪５を押圧しつつ互いに接近するように一方の伝達輪６ｂ側から反対側の伝達輪６ａに向けて押圧力Ｑを作用させるように構成したものである。

すなわち、この摩擦駆動装置は、前後の伝達輪６ａ，６ｂにおける支持軸Ｊａ，Ｊｂの両端に、金属やプラスチック等の剛体からなるコ字形の連結部材７０を取り付けている。そして、他方の支持軸Ｊｂは、図７に示すように、連結部材７０に嵌合させた両端が伝達輪６ｂを保持する軸中央部６１とテーパ状に分断されたクサビ部６２Ｘ，６２Ｙとなっており、各クサビ部６２Ｘ，６２Ｙと軸中央部６１とが１本のボルトＢを軸線方向に貫通させて結合したもので構成している。なお、このボルトＢの頭部とクサビ部６２Xの間にばね等の弾性体を挿入して、移動中の振動や加工誤差による寸法変化を吸収してもよい。図７中、Ｋはモータ軸ＭＪを回転軸Ｊに接続する軸継手である。

この軸中央部６１とボルトＢの頭部が配置される側のクサビ部６２Ｘには貫通孔６２１Ｘ，６１１が軸線方向に設けられ、ボルトＢの先端が配置される側のクサビ部６２Ｙには雌ネジとなったネジ孔６２１Ｙが軸線方向に設けられている。軸中央部６１両端面のテーパ面６１０と各クサビ部６２Ｘ，６２Ｙのテーパ面６２０Ｘ，６２０Ｙは、対向配置された伝達輪６ａ側に拡大傾斜するように形成されている。また、各クサビ部６２Ｘ，６２Ｙは、楕円状に形成されて連結部材７０に対して回り止め状態に嵌合されている。従って、この支持軸Ｊｂに取り付けたボルトＢを締め付けて行くと、各クサビ部６２Ｘ，６２Ｙが互いに接近することによる楔作用によって、軸中央部６１には対向配置された伝達輪６ａ側に向かう押圧力Ｑが生じる。

また、この押圧力Ｑは、剛体の連結部材７０及び駆動輪５を介して反対側の伝達輪６ａの支持軸Ｊａにも作用し、この支持軸Ｊａには上記押圧力Ｑと対称の押圧力Ｑ’が作用する。すなわち、上記ボルトＢの締め付けにより、対向する伝達輪６ａ，６ｂが互いに接近する方向に等しい力の押圧力Ｑ，Ｑ’が作用することとなる。これにより、駆動力の大小にかかわらず略一定の押圧力Ｑ，Ｑ’を一対の伝達輪６ａ，６ｂに作用させることができ、一対の伝達輪６ａ，６ｂの揺動を防止して駆動輪５の伝達力をレール面２ａに対して効率よく伝達することができる。
なお、上記支持軸Ｊａも、上記支持軸Ｊｂと同様な構成を採用して対向する伝達輪６ｂ側に向いた押圧力Ｑ’を作用させるようにしてもよい。

また、各支持軸Ｊａ，Ｊｂには、２個の伝達輪６を互いに当接させて挿通保持しているので、支持軸Ｊａ，Ｊｂの両端に押圧力Ｑ，Ｑ’が作用しても、支持軸Ｊａ，Ｊｂの中央が撓んで左右の伝達輪６が傾くことも防止できる。これにより、伝達輪６のローラー長の全体が駆動輪５及びレール面２ａに対して略均等に当接され、サーボモータＭからの回転駆動力をレール面２ａに対して効率よく伝達することができる。

その他の構成及びその作用は、上記実施の形態１のものと同様である。
従って、この実施の形態２のものも、伝達輪６が上記押圧力Ｑ，Ｑ’及び駆動輪５とレール面２ａとの各当接面によって位置決めされ、駆動輪５の回転に伴う抵抗が無視でき、伝達効率のよい摩擦駆動装置を構成することができる。

（実施の形態３）
図８に示すように、実施の形態３による摩擦駆動装置は、前後の伝達輪６ａ，６ｂの支持軸Ｊａ，Ｊｂの両端が剛直な連結部材７００に保持され、且つこの連結部材７００に組み込んだバネ７０２により一方の伝達輪６ｂが駆動輪５を押圧しつつ一対の伝達輪６ａ，６ｂが互いに接近するように支持軸Ｊｂに押圧力Ｑを作用させる構成としたものである。

すなわち、この摩擦駆動装置は、矩形状の上記連結部材７００の側壁に水平方向に伸びる長孔９１が設けられ、この長孔９１に一方の伝達輪６ｂの支持軸Ｊｂが接近自在に支持されている。なお、他方の伝達輪６ａの支持軸Ｊａは連結部材７００に軸支されて固定されている。また、上記連結部材７００の側壁には上記長孔９１に至る横孔９２が設けられ、この横孔９２内に押体７０３、バネ７０２、ネジ７０１がこの順で取付けられている。従って、伝達輪６ｂの支持軸Ｊｂには、伝達輪６ｂが駆動輪５を押圧しつつ一対の伝達輪６ａ，６ｂが互いに接近する方向に押圧力Ｑが作用することとなる。また、支持軸Ｊａには上記押圧力Ｑと対称の押圧力Ｑ’が作用する。

その他の構成及びその作用は、上記実施の形態１のものと同様である。
従って、この実施の形態３のものも、伝達輪６が上記押圧力Ｑ，Ｑ’及び駆動輪５とレール面２ａとの各当接面によって位置決めされ、駆動輪５の回転に伴う抵抗が無視でき、伝達効率のよい摩擦駆動装置を構成することができる。

（実施の形態４）
上記実施の形態２では、図５に示すように前後の伝達輪６ａ，６ｂの支持軸Ｊａ，Ｊｂを連結部材７０に軸支させているが、実施の形態４による摩擦駆動装置は、このような連結部材７０を無くして、図９に示すように、摺動ガイド上部３ａの側壁に前後の伝達輪６ａ，６ｂの支持軸Ｊａ，Ｊｂの両端を軸支するようにしたものである。また、サーボモータＭからの回転軸Ｊも、摺動ガイド上部３ａの側壁に軸支するようにしている。なお、一方の伝達輪６ｂの支持軸Ｊｂにおいてはクサビ部６２Ｘ，６２Ｙを設けて他方の伝達輪６ａ側に向かう押圧力Ｑを生じさせるようにした構成は、上記実施の形態２のものと同様である。その際、ボルトＢの頭部とクサビ部６２Xの間にばね等の弾性体を挿入して、移動中の振動や加工誤差による寸法変化を吸収してもよい。

従って、この実施の形態４のものは、ボルトＢの締め付けを調節することで、摺動ガイド上部３ａの加工誤差や駆動輪５、伝達輪６の組付け誤差等を吸収して、対向する伝達輪６ａ，６ｂが互いに接近する方向に等しい力の押圧力Ｑ，Ｑ’を一対の伝達輪６ａ，６ｂに作用させることができ、一対の伝達輪６ａ，６ｂを介して駆動輪５の伝達力をレール面２ａに対して効率よく伝達することができる。
なお、実施の形態３のものも、同様に、連結部材７００を無くして、摺動ガイド上部３ａの側壁に伝達輪６ａ，６ｂの支持軸Ｊａ，Ｊｂ両端を支持するようにしてもよい。

（変形例）
（１）実施の形態１では、ねじりコイルばね７を前後の伝達輪６ａ，６ｂの支持軸Ｊａ，Ｊｂに取り付けるが（図２参照）、このねじりコイルばね７に代えて、図１０に示すように、直線状の引張りバネ７’を前後の伝達輪６ａ，６ｂの支持軸Ｊａ，Ｊｂ両端に取り付けて、前後の伝達輪６ａ，６ｂが駆動輪５を押圧しつつ互いに接近する方向に押圧力Ｑが作用するように構成してもよい。その他、各支持軸Ｊａ，Ｊｂに押圧力Ｑを作用させるものとして、板ばね、樹脂や金属などの弾性を利用した弾性体等の付勢手段が適宜使用される。

（２）実施の形態２では、前後の伝達輪６ａ，６ｂの支持軸Ｊａ，Ｊｂに取り付ける剛直な連結部材７０をコ字形のものとするが（図５参照）、図１１に示すように、直線状の連結部材７０’としてもよく、その他種々の形状の連結部材が使用される。

（３）上記実施の形態１のものは、各支持軸Ｊａ，Ｊｂを摺動ガイド上部３ａの側壁に支持軸Ｊａ，Ｊｂの軸径よりも大きい軸孔を設け、この軸孔に支持軸Ｊａ，Ｊｂを遊嵌させてもよい。

（４）上記回転軸Ｊは、サーボモータＭで片持ち状態にしただけでもよいし、回転軸Ｊの両端部を摺動ガイド３等に軸支するようにしてもよい。
（５）また、以上の各実施の形態及び変形例等において、駆動輪５、伝達輪６及びレール面２ａの間にトラクションオイルを介在させてトラクションドライブ機構を構成してもよい。この場合、図２中に一点鎖線で示すように、トラクションオイルを含浸したフエルトＦを駆動輪５に直接接触するように摺動ガイド上部３ａに設け、このフエルトＦを介してトラクションオイルが駆動輪５、伝達輪６及びレール面２ａの接触部分に供給できるように構成してもよい。なお、上記フエルトＦは、伝達輪６に直接接触するように摺動ガイド上部３ａに設けてもよい。これにより、所定量のトラクションオイルを常時、駆動輪５、伝達輪６及びレール面２ａの接触部分に供給可能となって効率的なトラクションドライブ機構を実現できる。

実施の形態１による摩擦駆動装置の全体構成を示す斜視図である。 実施の形態１による摩擦駆動装置の摺動ガイド内の摩擦伝動構造を示す断面図である。 実施の形態１における摩擦伝動機構部の要部の例を示す側面図である。 実施の形態１における摩擦伝動機構部の応用例を示す斜視図である。 実施の形態２による摩擦駆動装置の摺動ガイド内の摩擦伝動構造を示す断面図である。 実施の形態２における摩擦伝動機構部の斜視図である。 実施の形態２による摩擦駆動装置の摺動ガイド内の摩擦伝動構造を示す平面図である。 実施の形態３による摩擦駆動装置の摺動ガイド内の摩擦伝動構造を示す断面図である。 実施の形態４による摩擦駆動装置の摺動ガイド内の摩擦伝動構造を示す断面図である。 摩擦伝動機構部の変形例を示す側面図である。 摩擦伝動機構部の他の変形例を示す側面図である。

符号の説明

１ 摩擦駆動装置
２ レール
２ａ レール面（レール平坦面）
３ 摺動ガイド
３ａ 摺動ガイド上部
３ｂ 摺動ガイド側部
４ 支持部材（支持手段）
５ 駆動輪
６，６ａ，６ｂ 伝達輪
７ ねじりコイルばね（押圧手段、付勢手段）
７’ 引張りバネ（押圧手段、付勢手段）
３０ 空所
６１ 軸中央部
６２Ｘ，６２Ｙ クサビ部（押圧手段）
７０，７０’，７００ 連結部材
９１ 長孔
９２ 横孔
７０２ バネ（押圧手段、付勢手段）
Ｆ 接線方向の力
Ｊ 回転軸
Ｊａ，Ｊｂ 支持軸
Ｍ サーボモータ（駆動源）
Ｑ，Ｑ’ 押圧力

Claims (7)

1. 側面に転動体の案内溝を形成したレールと、該レールに付設され、内部に転動体を有する摺動ガイドと、該レール上で該摺動ガイドと対向する側に平坦面が形成され、該転動体がレールの案内溝上を転がることによって摺動ガイドがレールに沿って移動する摺動装置であって、レールの平坦面に平行、且つ移動方向に直角な回転軸をもつ駆動源が設けられるとともに該回転軸に駆動輪が設けられた摩擦駆動装置において、
   上記駆動源が支持手段によって摺動ガイドに連結されて上記駆動輪をレール平坦面から離して配置し、該駆動輪と該レール平坦面の双方に接触する一対の伝達輪を駆動輪を挟んで対向に配置するとともに上記摺動ガイドと独立に配置し、これら一対の伝達輪が上記駆動輪を押圧しつつ互いに接近する方向に押圧力を作用させる押圧手段を上記摺動ガイドと独立に設けたことを特徴とする摩擦駆動装置。
2. 請求項１に記載の摩擦駆動装置において、
   上記一対の伝達輪は、支持軸を有し、
   上記押圧手段は、上記支持軸を付勢する付勢手段で構成したことを特徴とする摩擦駆動装置。
3. 請求項１に記載の摩擦駆動装置において、
   上記一対の伝達輪は、支持軸を有し、
   上記押圧手段は、上記支持軸をテーパの楔作用で押圧するクサビ部材で構成したことを特徴とする摩擦駆動装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の摩擦駆動装置において、
   上記駆動源の支持手段を摺動ガイドに対してレール平坦面の直角方向に移動且つ固定可能に構成したことを特徴とする摩擦駆動装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の摩擦駆動装置において、
   ２つの摺動ガイドが同一のレール上に配置されるとともに上記駆動源の支持手段が各摺動ガイドをまたぐように付設され、各摺動ガイド間に上記駆動輪と上記一対の伝達輪とが配置されるように構成したことを特徴とする摩擦駆動装置。
6. 請求項１乃至５記載の摩擦駆動装置において、
   上記駆動輪、上記伝達輪、上記レール平坦面の各接触面に潤滑剤を介在させたことを特徴とする摩擦駆動装置。
7. 側面に転動体の案内溝を形成したレールと、該レールに付設され、内部に転動体を有する摺動ガイドと、該レール上で該摺動ガイドと対向する側に平坦面が形成され、該転動体がレールの案内溝上を転がることによって摺動ガイドがレールに沿って移動する摺動装置であって、レールの平坦面に平行、且つ移動方向に直角な回転軸をもつ駆動源が設けられるとともに該回転軸に駆動輪が設けられた摩擦駆動装置において、
   上記駆動源が支持手段によって摺動ガイドに連結されて上記駆動輪をレール平坦面から離して配置し、該駆動輪と該レール平坦面の双方に接触する一対の伝達輪を上記摺動ガイドに軸支させて駆動輪を挟んで対向に配置するとともに、これら一対の伝達輪が上記駆動輪を押圧しつつ互いに接近する方向に押圧力を作用させる押圧手段として、伝達輪の支持軸をテーパの楔作用で押圧するクサビ部材を少なくとも一方の伝達輪の支持軸の両端に設けたことを特徴とする摩擦駆動装置。
   

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