JP2008032047A - 固定機能を備えた直動ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 従来のスライドシャフトとボールブッシュから成る直動ガイドシステムは、移動部材の直線案内方向の位置の固定、及び回動方向の固定に別途固定装置を必要とするため、大きな取付けスペースが必要となり装置の小型化が難しく、前記固定装置の固定、及び解除操作にも工具が必要となり作業性も著しく劣る。また、固定装置はボールブッシュの移動方向に対し直角方向に移動するため位置精度を悪化させる。
【解決手段】 移動及び回転方向の位置の固定をスライドシャフトとプレート部材に前記スライドシャフトを挿通する孔部を形成し、傾動による摩擦力により実現し、従来の直動ユニットと同じ大きさとした。 通常は固定とし、その解除の操作はプレート部材の下部を指で把持するだけとし、敏速、簡単であるため作業性は頗る良好となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボールブッシュとスライドシャフトからなる直動ガイドシステムの直線移動方向及び回転方向の位置の固定、及びその解除に関するものである。

例えば特開２００３−１４８４６３号公報には、スライドガイドの直線移動方向に平行な平面と、スライドハウジングの該平面の対面に形成した傾斜平面との間に円筒ころを
挟み込む構造の直線ガイド固定装置が提案されている。

図５、図６には、この特開２００３−１４８４６３号公報に提案された直線ガイド固定装置を示す。

図５、図６において、固定ユニット１００はスライドガイド１０１にガイド平面１０２と側傾斜面１０８で、スライドガイド１０１の直線移動方向に直線移動自在に支持され、ガイド平面１０２と傾斜平面１０３の間には円筒ころ１０６がスプリング１０５によりガイド平面１０２と傾斜平面１０３の距離の減少する方向に押圧されている。今、固定ユニット１００に直線移動方向の力が働くと、２つの円筒ころ１０６のうちの１つはガイド平面１０２と傾斜平面１０３との摩擦力により、ガイド平面１０２と傾斜平面１０３の距離の減少する方向に転がり、スライドハウジング１０４を押上げ、側傾斜面１０８においてスライドガイド１０１とスライドハウジング１０４の摩擦力を増大させ、該摩擦力と前記直線移動方向の力が釣合った状態でスライドガイド１０１とスライドハウジング１０４は固定状態となる。

固定の状態からの解除は復帰スプリング１０９で上方に支えられている空圧ピストン１１０の上面に圧縮空気を供給することにより、空圧ビストン１１０の下部に配置された傾斜部材１０７を押下げ、円筒ころ１０６とスライドハウジング１０４を押上げない位置まで移動させ、側傾斜面１０８におけるスライドガイド１０１とスライドハウジング１０４の摩擦力を解消することによる。

また、特開平９−８５５５５公報によれば案内部材の案内面の上面と下面に面一となる支持面を移動体に形成し、該案内面と該支持面を一対のクランププレートにより押し挟む構造の直線ガイド固定装置が紹介されている。

図７、図８に、特開平９−８５５５５号公報に提案された直線ガイド固定装置を示す。

図７、図８において、固定ユニット２００は案内部材２０１の案内方向に案内面２０６上を摺動自在に係合している。 案内部材２０１の案内面２０６と移動体２０２の支持面２０７は面一になるように形成されており、案内面２０６と支持面２０７を架け渡すクランププレート２０３が一対設置されており、クランププレート２０３には孔部が形成されており、クランプボルト２０５が挿通配置されており、クランプボルト２０５を締付けることにより一対のクランププレート２０３は案内面２０６と支持面２０７を上下両方向から押え、案内部材２０１と移動体２０２を固定する。

クランクプレート２０３の案内面２０６と支持面２０７に対面する面には突起部２０４が形成されており、案内面２０６と支持面２０７の面一を維持した状態で押えることができる。
特開２００３−１４８４６３号公報 特開平９−８５５５５号公報

しかしながら、特開２００３−１４８４６３号公報に提案された直線ガイド固定装置では、構造が複雑となり、構成部品数も多く、固定装置の固定と解除の動作は空気圧駆動によるため空気圧配管及び操作弁が必要なため大がかりで高価な装置となるという問題がある。 また、直線移動を案内する直線ガイドシステムに併設するため設置スペースが大きくなるという問題がある。 さらに、固定時に固定ユニットが直線案内方向と直角方向（上方）に変位するため、位置の誤差が生じるという問題がある。

特開平９−８５５５５号公報に提案された直線ガイド固定装置においては、固定装置の固定と解除の動作はクランプボルトの旋回により行うため、工具またはクランプレバーが必要となり作業性が悪いという問題がある。 また、該工具または該クランプレバーの作業スペースの確保と、直線移動を案内する直動ガイドシステムに併設するため設置スペースが大きくなるという問題がある。

本発明は、このような従来の直線ガイドシステムが有していた固定装置の問題を解決しようとするものであり、スライドシャフト（３）の外径面上を軸線方向に直線案内でき、通常は固定され必要時に固定が解除され直線移動を行う直動ユニット（１）であって、前期スライドシャフト（３）に接する複数の循環式ボール転動体列（１５）を有するボールブッシュ（２）と、このボールブッシュ（２）を覆うハウジング部材（４）と、このハウジング部材（４）の両端面に設けられた前記スライドシャフト（３）を挿通する孔部（１６）を形成した固定プレート（６）と、この固定プレート（６）の上端を支持し前記固定プレート（６）が傾動する傾動支点（９）を形成するフックプレート（５）と、前記固定プレート（６）を積極的に傾動させることで前記孔部（１６）の縁部を前記スライドシャフト（３）へ接触させて初期摩擦力を与え固定を行うバネ（８）と、前記固定プレート（６）の下端に設けられ手で把持することで前記固定を解除する把持位置（１２）と、を有するものとした

このような機構の固定機能を一体化した直動ユニットは外形寸法が一般的な固定機構を有しない直動ユニットの外形寸法とほぼ同じ大きさとなり、シンプルで小型で廉価な固定機能付き直動ガイドシステムの実現を可能とする。

また、前記固定プレートは孔部内径の縁部の上側と下側の２カ所でスライドシャフトと接触し互いに反対方向の力を発生させ摩擦力で固定する機構であるからボールブッシュには固定による直線案内方向と直角の方向に変位を生じないため、位置の誤差がない。

従来の固定機構では固定の解除に工具、または空気圧を必要としたが本発明では、前記固定プレートの下端部を指で把持するだけの操作であるため敏速、且つ簡単であり作業性が頗る良好である。

本発明の直動ユニットは、併設する固定装置を必要としないため、設置スペースが必要最小限に抑えられると共に、固定及びその解除が簡単に行えるため、直動ガイドシステムを搭載する装置の小型化と製作コストの低減、及び作業性の向上が可能である。

また、固定時にボールブッシュが直線案内方向と直角に変位しないため、位置の誤差がなく、本発明の直動ユニットを搭載する装置の位置精度が良好となる。

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

図１に本発明の実施例を示す。ハウジング４は、水平方向の孔部が貫通するよう形成され、複数の循環式ボール転動体列１５を備えたボールブッシュ２が嵌入されており、ハウジング４の上面には固定プレート６を傾動自在に支持する折り曲げ部を持ったフックプレート５を装着するＴ形の溝が形成されており、フックプレート５を前記溝に嵌め込み固定ネジ１３で固定されている。また、ハウジング４の上面には図示してない機械部品を取り付ける為のネジ穴１４が加工してある。

固定プレート６はスライドシャフト３を挿通する孔部１６が形成されており、その直径はスライドシャフト３の直径に対し、スライドシャフト３の軸心に直交する面から固定プレートが予め決められた傾斜角度以内で固定プレート６の孔部１６の縁部がシャフト外径面に下部接触部１０と上部接触部１１を持つように僅か大きく設定され、固定プレート６の上端部はフックプレート５の折曲げ部の傾動支点９で傾動自在に支持されるようにハウジング４の端面部に装着される。 固定プレート６はハウジング４の端面の下方に配置された圧縮バネ８により傾動支点９を支点とし、下部接触部１０及び上部接触部１１で決定される傾斜角度に付勢される。

常態（傾斜した位置）の固定プレートには圧縮バネ８によりモーメントが与えられ、上部接触部１０と下部接触部１１にシャフト半径方向の力を発生させ、直動ユニット１の直線方向の初期的な固定状態を確立する。さらに、外力が左方向から直動ユニット１に作用すると左側のフックプレート５は傾動支点９を介し、固定プレート６にモーメントとスライドシャフト３の軸方向の力を発生させる。 モーメントは上部接触部１０と下部接触部１１を結ぶ線分がスライドシャフト３の軸方向と直角の面がなす角の正接分の１倍の半径方向の力を生成するから、スライドシャフト３の軸方向の力と前記半径方向の力の比が固定プレート６とスライドシャフト３の下側接触部１０及び上側接触部１１における摩擦係数以下となるよう各部材の寸法を決定する。 然るに、前記外力に対し十分な摩擦力が確保でき、確実な固定が実現できる。

一方、左側の固定プレート６が無ければ、前記外力は、右側の固定プレートを傾けている圧縮バネ８に抗し、傾き角度を減じる方向に作用する。従ってスライドシャフト３と固定プレート６の摩擦力は喪失することになりスライドシャフト３の固定は解除される。

以上の説明からスライドシャフト３と固定プレート６と傾動支点９からなる固定機構は一方向性を特徴とし、ハウジング４の両方の端面に概固定機構を設置することで直動案内の双方向で直動ユニット１の固定を可能にし、また概固定機構をハウジング４の片側端面のみに設置すれば、概固定機構を設置した方向のみの外力に抗する一方向性を持った固定機能を提供することも可能である。

スライドシャフト３の外周部の硬度は固定プレート６の孔部１６の縁部の硬度に対し十分な硬さとし、さらに固定プレート６を加工硬化の著しい材質（例えばＳＵＳ３０４など）とすることにより、常態においてスライドシャフト３または直動ユニット１に適度の軸方向の力を加え、上部接触部１０及び下部接触部１１に加工硬化よにる適度の硬度上昇と適度の接触面積を持つ座面を形成することにより初期変化のない安定した固定機能が提供できる。

常態において、直動ユニット１はスライドシャフト３に固定プレート６を傾斜させ下部接触部１０及び上部接触部１１に発生する摩擦力で固定される。固定を解除するには固定プレート６の下端の把持位置１２を押圧し、固定プレート６をスペーサ７に押し当て固定プレート６を垂直位置（固定プレート６の２点鎖線位置）とすることにより上部接触部１０及び下部接触部１１に生じていたスライドシャフト３の半径方向の力を解放する。 前記押圧は人の指によりなし得るが、適当なアクチュエータ（エアーシリンダ、モータなど）で操作することも出来る。また、固定プレート６の下端の左把持位置１２ａまたは右把持位置１２ｂを押圧することにより直動ユニット１を押圧の力の方向に移動することができ、押圧を除去すると同時に直動ユニット１はスライドシャフト３に固定される。

本発明の実施形態を示す直動ユニットの破断側面図である。 同直動ユニットの側面図である。 同直動ユニットの平面図である。 同直動ユニットの正面図である。 従来の固定装置（特開２００３−１４８４６３号公報）の破断側面図である。 従来の固定装置（特開２００３−１４８４６３号公報）の破断正面図である。 従来の固定装置（特開平９−８５５５５号公報）の破断側面図である。 従来の固定装置（特開平９−８５５５５号公報）の破断正面図である。

符号の説明

１ 直動ユニット
２ ボールブッシュ
３ スライドシャフト
４ ハウジング
５ フックプレート
６ 固定プレート
７ スペーサ
８ 圧縮バネ
９ 傾動支点
１０ 下部接触部
１１ 上部接触部
１２ 把持位置
１２ａ 左把持位置
１２ｂ 右把持位置
１３ 固定ネジ
１４ 取付けネジ
１５ 循環式ボール転動体列
１６ 孔部
１００ 固定ユニット
１０１ スライドガイド
１０２ ガイド平面
１０３ 傾斜平面
１０４ スライドハウジング
１０５ スプリング
１０６ 円筒ころ
１０７ 傾斜部材
１０８ 側傾斜面
１０９ 復帰スプリング
１１０ 空気圧ピストン
２００ 固定ユニット
２０１ 案内部材
２０２ 移動体
２０３ クランププレート
２０４ 突起部
２０５ クランプボルト
２０６ 案内面
２０７ 支持面

Claims (1)

1. スライドシャフト（３）の外面上を軸線方向に直線案内でき、通常は固定され必要時に固定が解除され直線移動を行う直動ユニット（１）であって、前記スライドシャフト（３）に接する複数の循環式ボール転動体列（１５）を有するボールブッシュ（２）と、このボールブッシュ（２）を覆うハウジング部材（４）と、このハウジング部材（４）の両端面に設けられた前記スライドシャフト（３）を挿通する孔部（１６）を形成した固定プレート（６）と、この固定プレート（６）の上端を支持し前記固定プレート（６）が傾動する傾動支点（９）を形成するフックプレート（５）と、前記固定プレート（６）を積極的に傾動させることで前記孔部（１６）の縁部を前記スライドシャフト（３）へ接触させて初期摩擦力を与え固定を行うバネ（８）と、前記固定プレート（６）の下端に設けられ手で把持することで前記固定を解除する把持位置（１２）と、を有すことを特徴とする固定機能を備えた直動ユニット

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