JP2023034370A - Ball screw shaft support structure and actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ボールねじ軸サポート構造とアクチュエータに係り、特に、設置姿勢の自由度が高く、且つ、簡易でコンパクトな構成によりボールねじ軸の撓みを防止することができ、振動や騒音を抑制して高速化に対応することができるように工夫したものに関する。 The present invention relates to a ball screw shaft support structure and an actuator. It is related to the device devised so that it can respond to high speed.
ボールねじ軸サポート構造とアクチュエータの構成を開示するものとして、例えば、特許文献1と特許文献2がある。
特許文献1に記載された長尺リードスクリューの防振安定装置は、アクチュエータの長尺リードスクリュー(ボールねじ軸)を支持ローラによって支持することでその撓みを防止して振動を抑制している。
上記支持ローラは支持部品に回転可能に取り付けられていて、その支持部品は常時はスプリングによって上記アクチュエータのスライダ側に付勢されている。上記支持部品の幅方向両側には下圧ローラがそれぞれ回転可能に取り付けられている。また、上記スライダの進行方向両側には傾斜面がそれぞれ設けられている。
上記スライダが上記支持部品に接近すると、上記スライダの傾斜面により上記下圧ローラを介して上記支持部品ひいては上記支持ローラが上記スプリングの弾性力に抗して下側に退避される。
The anti-vibration stabilizer for a long lead screw disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-200001 supports a long lead screw (ball screw shaft) of an actuator with a support roller to prevent its deflection and suppress vibration.
The support roller is rotatably mounted on a support member which is normally biased toward the slider of the actuator by a spring. Lower pressure rollers are rotatably mounted on both sides in the width direction of the support component. In addition, inclined surfaces are provided on both sides of the slider in the traveling direction.
When the slider approaches the support member, the slanted surface of the slider causes the support member and the support roller to retreat downward via the lower pressure roller against the elastic force of the spring.
また、特許文献2に記載されたボールねじ軸サポート構造とアクチュエータでは、サポート部材が弾性手段によって付勢されてボールねじ軸を支持しており、スライダが接近すると上記弾性手段の弾性力に抗して上記サポート部材が退避されて上記スライダの移動を妨げないようになっている。 Further, in the ball screw shaft support structure and actuator disclosed in Patent Document 2, the support member is biased by an elastic means to support the ball screw shaft, and when the slider approaches, it resists the elastic force of the elastic means. Then, the support member is retracted so as not to interfere with the movement of the slider.
しかしながら、上記従来の構成では次のような問題があった。
すなわち、特許文献1に記載された長尺リードスクリューの防振安定装置では、支持部品に長尺リードスクリューを支持するために支持ローラが回転可能に取り付けられているだけでなく、スライダの傾斜面に摺接する下圧ローラも取り付けられた構成になっており、支持部品及びその周囲の構成が複雑であるという問題があった。また、上記長尺リードスクリューを立てるような向きに設置される場合や、支持部品が上記長尺リードスクリューの下になるような向きに設置される場合には、上記長尺リードスクリューが適切に支持されず撓みを防止できないため、設置姿勢の自由度が少ないという問題もあった。
また、特許文献2に記載されたボールねじ軸サポート構造とアクチュエータでも同様に、ボールねじ軸を立てるような向きに設置される場合や、ボールねじ軸サポート構造が上記ボールねじ軸の下になるような向きに設置される場合には、上記ボールねじ軸が適切に支持されないため、設置姿勢の自由度が少ないという問題もあった。
However, the conventional configuration described above has the following problems.
That is, in the anti-vibration stabilization device for a long lead screw disclosed in
Similarly, in the ball screw shaft support structure and the actuator described in Patent Document 2, when the ball screw shaft is installed in an upright orientation, or when the ball screw shaft support structure is positioned below the ball screw shaft. If the ball screw shaft is installed in the wrong direction, the ball screw shaft is not properly supported, so there is also the problem that the degree of freedom in the installation posture is low.
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、設置姿勢の自由度が高く、且つ、簡易でコンパクトな構成によりボールねじ軸の撓みを防止することができ、振動や騒音を抑制して高速化に対応することができるボールねじ軸サポート構造とアクチュエータを提供することにある。 The present invention has been made on the basis of these points, and its object is to prevent deflection of the ball screw shaft with a high degree of freedom in installation posture, and to prevent vibration by means of a simple and compact structure. It is an object of the present invention to provide a ball screw shaft support structure and an actuator capable of suppressing noise and speeding up.
上記課題を解決するべく本願発明の請求項1によるボールねじ軸サポート構造は、ベースと、上記ベースに対して回転可能に設置されたボールねじ軸と、上記ボールねじ軸に移動可能に螺合されたボールねじナットと、上記ベースと上記ボールねじ軸の間に上記ボールねじ軸に離接可能に設置され弾性手段により上記ボールねじ軸に圧接されているとともに上記ボールねじナットの接近により上記弾性手段の付勢力に抗して上記ボールねじ軸から離間されるサポート部材と、を具備し、上記ボールねじ軸は磁性体であり、上記サポート部材には上記ボールねじ軸を吸着する磁石が設けられていることを特徴とするものである。
又、請求項2によるボールねじ軸サポート構造は、請求項1記載のボールねじ軸サポート構造において、上記サポート部材の上記ボールねじ軸側への移動を規制するストッパが設けられていることを特徴とするものである。
又、請求項3によるボールねじ軸サポート構造は、請求項2記載のボールねじ軸サポート構造において、上記サポート部材と上記ストッパの間には緩衝部材が設置されていることを特徴とするものである。
又、請求項4によるボールねじ軸サポート構造は、請求項1~請求項3の何れかに記載のボールねじ軸サポート構造において、上記磁石と上記サポート部材の間には緩衝部材が設置されていることを特徴とするものである。
又、請求項5によるボールねじ軸サポート構造は、請求項1~請求項4の何れかに記載のボールねじ軸サポート構造のサポート部材が1個設置されていることを特徴とするものである。
又、請求項6によるボールねじ軸サポート構造は、請求項1~請求項4の何れかに記載のボールねじ軸サポート構造のサポート部材が複数個設置されていることを特徴とするものである。
又、請求項7によるアクチュエータは、請求項5又は請求項6記載のアクチュエータにおいて、上記サポート部材が上記ボールねじ軸の上側になるような姿勢で設置されることを特徴とするものである。
又、請求項8によるアクチュエータは、請求項5又は請求項6記載のアクチュエータにおいて、上記ボールねじ軸を立てるような姿勢で設置されることを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, a ball screw shaft support structure according to
A ball screw shaft support structure according to claim 2 is characterized in that, in the ball screw shaft support structure according to
A ball screw shaft support structure according to
A ball screw shaft support structure according to claim 4 is the ball screw shaft support structure according to any one of
A ball screw shaft support structure according to
A ball screw shaft support structure according to claim 6 is characterized in that a plurality of support members of the ball screw shaft support structure according to any one of
Further, the actuator according to claim 7 is the actuator according to
An actuator according to claim 8 is the actuator according to
以上述べたように、本願発明の請求項1記載のボールねじ軸サポート構造によると、ベースと、上記ベースに対して回転可能に設置されたボールねじ軸と、上記ボールねじ軸に移動可能に螺合されたボールねじナットと、上記ベースと上記ボールねじ軸の間に上記ボールねじ軸に離接可能に設置され弾性手段により上記ボールねじ軸に圧接されているとともに上記ボールねじナットの接近により上記弾性手段の付勢力に抗して上記ボールねじ軸から離間されるサポート部材と、を具備し、上記ボールねじ軸は磁性体であり、上記サポート部材には上記ボールねじ軸を吸着する磁石が設けられているので、設置姿勢の自由度が高く、且つ、簡易でコンパクトな構成によりボールねじ軸の撓みを防止して振動や騒音を抑制し高速に動作させることができる。特に、上記緩衝機構により、上記サポート部材の急激な移動を抑え、騒音を防止することができる。
又、請求項2記載のボールねじ軸サポート構造によると、請求項1記載のボールねじ軸サポート構造において、上記サポート部材の上記ボールねじ軸側への移動を規制するストッパが設けられているので、簡易な構成により上記サポート部材の急激な移動を抑え、騒音を防止することができる。
又、請求項3記載のボールねじ軸サポート構造によると、請求項2記載のボールねじ軸サポート構造において、上記サポート部材と上記ストッパの間には緩衝部材が設置されているので、簡易な構成により上記サポート部材の急激な移動を抑え、騒音を防止することができる。
又、請求項4記載のボールねじ軸サポート構造によると、請求項1~請求項3の何れかに記載のボールねじ軸サポート構造において、上記磁石と上記サポート部材の間には緩衝部材が設置されているので、上記受け部材が上記ボールねじ軸に衝突した際の衝撃を簡易な構成により緩和することができる。
又、請求項5記載のボールねじ軸サポート構造によると、請求項1~請求項4の何れかに記載のボールねじ軸サポート構造のサポート部材が1個設置されているので、交換が容易である。
又、請求項6記載のボールねじ軸サポート構造によると、請求項1~請求項4の何れかに記載のボールねじ軸サポート構造のサポート部材が複数個設置されているので、上記ボールねじ軸が長い場合であっても簡易且つコンパクトな構成によりボールねじ軸の撓みを防止して振動や騒音を抑制し高速に動作させることができる。
又、請求項7記載のアクチュエータによると、請求項5又は請求項6記載のアクチュエータにおいて、上記サポート部材が上記ボールねじ軸の上側になるような姿勢で設置されるので、上記アクチュエータを吊り下げて設置した場合であっても簡易且つコンパクトな構成によりボールねじ軸の撓みを防止して振動や騒音を抑制し高速に動作させることができる。
又、請求項8記載のアクチュエータによると、請求項5又は請求項6記載のアクチュエータにおいて、上記ボールねじ軸を立てるような姿勢で設置されるので、上記アクチュエータを立てて設置した場合であっても簡易且つコンパクトな構成によりボールねじ軸の撓みを防止して振動や騒音を抑制し高速に動作させることができる。
As described above, according to the ball screw shaft support structure according to
According to the ball screw shaft support structure of claim 2, in the ball screw shaft support structure of
According to the ball screw shaft support structure of
According to the ball screw shaft support structure of claim 4, in the ball screw shaft support structure of any one of
Further, according to the ball screw shaft support structure of
According to the ball screw shaft support structure of claim 6, since a plurality of support members of the ball screw shaft support structure of any one of
According to the actuator of claim 7, in the actuator of
According to the actuator of claim 8, in the actuator of
以下、図1乃至図9を参照しながら、本発明の第1の実施の形態について説明する。図1はこの第1の実施の形態によるアクチュエータ1の全体構成を示す斜視図であり、図2は要部縦断面図、図3は図2のIII-III断面図である。図1~図3に示すように、上記アクチュエータ1には略U字型の断面形状を成すベース3があり、上記アクチュエータ1は、例えば、上記ベース3を図示しない天井に固定されて逆さに吊るされた状態で使用される。上記ベース3の左右両内側面にはガイドレール5、5が設置されている。上記ガイドレール5、5にはガイド溝7、7がそれぞれ形成されている。
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 9. FIG. FIG. 1 is a perspective view showing the overall structure of an
また、上記ベース3内にはボールねじ軸9が内装されている。また、図1に示すように、上記ベース3の前端側(図1中右上側)には軸受部11があり、上記ベース3の後端側(図1中左下側)には軸受部13がある。上記ボールねじ軸9はこれら軸受部11、13によって軸支されている。上記ボールねじ軸9には螺旋溝15が形成されている。
A
図1、図2に示すように、上記ベース3にはスライダ17が左右方向に移動可能に設置されている。上記スライダ17の幅方向の一方側(図1中右下側)であって前後方向(図1中左下から右上に向かう方向)両端にはそれぞれガイドリターン19、19が設置されている。また、上記スライダ17の幅方向の他方側(図1中左上側)であって前後方向(図1中左下から右上に向かう方向)両端にはそれぞれガイドリターン21、21が設置されている(後端側のガイドリターンは図示せず。)。上記ガイドリターン19、21内には図示しないリターン路が形成されている。上記スライダ17内の幅方向(図1中左上から右下に向かう方向)両側にはそれぞれ図示しない無負荷循環路が形成されている。また、上記スライダ17の幅方向(図1中左上から右下に向かう方向)両側面には図示しないガイド溝が形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
上記スライダ17内の図示しない一方の無負荷循環路と、上記一方のガイドリターン19のリターン路、上記他方のガイドリターン19のリターン路、及び、上記一方のガイドレール5のガイド溝7と上記スライダ17の図示しない一方のガイド溝の間の空間には、図示しない鋼球が転動・循環されている。また、上記スライダ17内の図示しない他方の無負荷循環路と、上記一方のガイドリターン21のリターン路、上記他方のガイドリターン21のリターン路、及び、上記他方のガイドレール5のガイド溝7と上記スライダ17の図示しない他方のガイド溝の間の空間にも、図示しない鋼球が転動・循環されている。このような構成により、上記スライダ17は上記ベース3に対して移動可能となっている。
One no-load circulation path (not shown) in the
また、図2に示すように、上記スライダ17には、ボールねじナット収容部材23があり、このボールねじナット収容部材23内にはボールねじナット25が固着されている。上記ボールねじナット25にはボールねじナット本体27と、前端側(図2中左側)のエンドキャップ29と、後端側(図2中右側)のエンドキャップ31がある。上記ボールねじ軸9は上記ボールねじナット25を貫通している。上記ボールねじナット本体27の内周面には螺旋溝33が形成されている。また、上記ボールねじナット本体27内には図示しない無負荷循環路が形成されていて、上記エンドキャップ29、31内には図示しないリターン路が形成されている。
Further, as shown in FIG. 2, the
上記ボールねじナット本体27の図示しない無負荷循環路内、上記エンドキャップ29、31の図示しないリターン路、及び、上記ボールねじナット本体27の螺旋溝33と上記ボールねじ軸9の螺旋溝15の間の空間には鋼球35が転動・循環されている。また、図1に示すように、上記ベース3の後端側(図1中右上側)にはモータ37が設置されている。このモータ37によって、上記ボールねじ軸9が回転・駆動される。上記ボールねじ軸9が回転・駆動されると、上記スライダ17が前後方向(図2中左右方向)に移動される。
The unloaded circulation path (not shown) of the ball
また、図2に示すように、上記スライダ17の図2中上側の前端側(図2中左側)の幅方向両側(図2中紙面方向両側)には例えば樹脂製の前方ローラ39、39が回転可能に設置されている(図2中手前側の前方ローラ39は図示せず。)。また、上記スライダ17の図2中上側の後端側(図2中右側)の幅方向両側(図2中紙面方向両側)には例えば樹脂製の後方ローラ41、41が回転可能に設置されている(図2中手前側の後方ローラ41は図示せず。)。また、上記スライダ17の図2中上側の幅方向両端側(図2中紙面方向両側)には、板状の上面側摺動部材43、43が設置されている(図2中手前側の上面側摺動部材43は図示せず。)。
As shown in FIG. 2,
また、例えば、図2、図4に示すように、上記ベース3にはサポート部材収容凹部45が形成されている。このサポート部材収容凹部45内には、ボールねじ軸サポート構造47が設置されている。上記ボールねじ軸サポート構造47には、まず、サポート部材支持部材49がある。このサポート部材支持部材49にはサポート部材用ベース51がある。上記サポート部材用ベース51の前後両端側にはサポート部材用ベース取付板53、53が固着されている。上記サポート部材用ベース取付板53の両端には貫通孔55、55が形成されている。上記サポート部材用ベース取付板53、53は固定用ねじ57によって上記サポート部材用ベース51に固定されている。上記サポート部材支持部材49にはサポート部材ガイド用支柱59、59がある。上記サポート部材ガイド用支柱59、59は、上記サポート部材用ベース51の前後方向(図2中左右方向)両端に立設されている。上記サポート部材ガイド用支柱59、59は固定用ねじ61、61によって上記サポート部材用ベース51に固定されている。
上記サポート部材収容凹部45の底部には、図2に示すように、サポート部材用ベース収容孔63が形成されていて、上記サポート部材用ベース51は上記サポート部材用ベース収容孔63内に設置されている。
固定用ねじ65を上記サポート部材用ベース取付板53の貫通孔55に貫通させて上記ベース3に螺合させることで、上記サポート部材用ベース51、ひいては、上記サポート部材支持部材49が上記ベース3に固定されている。
また、上記サポート部材支持部材49には弾性手段としてのコイルバネ67がある。上記コイルバネ67は、後述するサポート部材71と上記サポート部材用ベース51との間に張置されている。
また、上記サポート部材用ベース51の前後方向(図2中左右方向)中央には後述する緩衝機構の一部であるU字型の板バネ69が設置されている。
Further, for example, as shown in FIGS. 2 and 4, the
As shown in FIG. 2, a support member
By passing fixing screws 65 through the through-
Further, the support member supporting member 49 has a
A
上記ボールねじ軸サポート構造47にはサポート部材71がある。上記サポート部材71は、上記サポート部材収容凹部45内であって上記サポート部材用ベース51の図2中下側に設置されている。図5に示すように、上記サポート部材71にサポート部材本体73があり、上記サポート部材本体73の前後方向(図5中左下から右上に向かう方向)両端側には、ガイド用貫通孔75、75が形成されている。上記ガイド用貫通孔75、75には滑り軸受77、77が圧入されていて、上記サポート部材ガイド用支柱59、59はこれら滑り軸受77、77を貫通するように配置され、上記滑り軸受77、77と摺接するようになっている。上記サポート部材71は上記サポート部材ガイド用支柱59、59に沿って上下方向に移動可能になっている。また、図2に示すように、上記サポート部材71と上記サポート部材用ベース51の間には、前記した弾性手段としてのコイルバネ67が張設されている。上記コイルバネ67により上記サポート部材71は上記ボールねじ軸9側(図2中下側)に常時押圧・付勢されている。
上記のように、上記サポート部材支持部材49は上記サポート部材用ベース51と上記サポート部材用ベース51に固着される上記サポート部材用ベース取付板53、53と上記サポート部材ガイド用支柱59、59と上記サポート部材本体73を弾性支持しているコイルバネ67により構成されている。
また、上記ベース3のサポート部材収容凹部45の前端側と後端側には、サポート部材用ストッパ79、79が設置されている。上記サポート部材用ストッパ79の先端側は折り曲げられて係合部81が形成されている。上記係合部81には緩衝部材83が設置されている。上記サポート部材71の前後両端側のそれぞれには上記サポート部材用ストッパ79、79の係合部81、81が上記緩衝部材83、83を介して係合されるストッパ用係合部85、85が設けられている。上記サポート部材用ストッパ79、79と上記ストッパ用係合部85、85によって、上記サポート部材71が上記サポート部材用ベース51から所定の距離以上に離間しないようになっている。
A
As described above, the support member support member 49 includes the
Further,
上記サポート部材本体73の上面側の前方(図5中右上)の幅方向(図5中左上から右下に向かう方向)両側には前方側傾斜面87、87が形成されていて、上記サポート部材本体73の上面側の後方(図5中左下)の幅方向(図5中左上から右下に向かう方向)両側には後方側傾斜面89、89が形成されている。上記サポート部材71には、例えば低反発のゴム製の前方側緩衝部材91、91と後方側緩衝部材93、93がある。上記前方側緩衝部材91、91は上記前方側傾斜面87、87に設置されていて、上記後方側緩衝部材93、93は上記後方側傾斜面89、89に設置されている。
Front inclined surfaces 87, 87 are formed on both sides in the width direction (direction from upper left to lower right in FIG. 5) of the upper surface side of the support member main body 73 (upper right in FIG. 5). Rear inclined surfaces 89 , 89 are formed on both sides of the upper surface of the
図2に示すように、上記スライダ17が上記サポート部材71側へ移動して、上記前方ローラ39、39が上記後方側傾斜面89、89の後方側緩衝部材93、93に転動していくと、上記サポート部材71が上記コイルバネ67の弾性力に抗して図6中上側に押圧・付勢される。また、上記スライダ17が図2に示す方向とは反対側から上記サポート部材71側へ移動して、後方ローラ41、41が上記前方側傾斜面87、87の前方側緩衝部材91、91に転動していく場合も、上記サポート部材71が上記コイルバネ67の弾性力に抗して図6中上側に押圧され付勢される。
As shown in FIG. 2, the
また、上記サポート部材71にはサポート部95がある。上記サポート部材本体73の上面側の中央にはサポート部用凹部97が形成されていて、上記サポート部95はこのサポート部用凹部97に設置されている。上記サポート部95には、例えば、POM(ポリオキシメチレン)製の受け部材99がある。上記受け部材99は図2中下側に配置されていて上記ボールねじ軸9を受けるようになっている。
上記受け部材99には座グリ付きの貫通孔103、103が形成されていて、上記受け部材99はボルト105、105を上記貫通孔103、103に貫通させて上記サポート部用凹部97に形成された雌ねじ部107、107に螺合させることで上記サポート部用凹部97内に着脱可能に固定されている。また、上記サポート部用凹部97に形成された雌ねじ部107、107は図3中下側が拡径された段付きの貫通孔になっていて、この段付き部の深さを適宜設定することで上記受け部材99の高さを設定している。
上記受け部材99の下面側には上記ボールねじ軸9を受けるための凹部111が形成されている。上記受け部材99の上記凹部111の幅方向両側(図5中)は平面状の摺動部113、113となっている。
また、上記受け部材99の前方には上記サポート部材本体73の前方側傾斜面87、87と略連続する前方側傾斜面115が形成されていて、上記受け部材99の後方には上記サポート部材本体73の後方側傾斜面89、89と略連続する後方側傾斜面117が形成されている。
また、上記受け部材99の内側には、磁石収容部119が形成されていて、この磁石収容部119内には磁石121が収容されている。図2に示すように、上記サポート部材71が上記コイルバネ67の弾性力により図2中下側に押圧・付勢されると、上記サポート部95の受け部材99の凹部111が上記ボールねじ軸9の中央付近と接触するとともに、上記磁石121によって上記ボールねじ軸9が吸着されることで、上記ボールねじ軸9が支持されて、上記ボールねじ軸9の撓みが防止される。
また、上記コイルバネ67の先端は磁石用緩衝部材123を介して上記磁石121に当接されている。これにより、上記サポート部95が上記ボールねじ軸9に接触する際の衝撃を緩和するようになっている。
Further, the
Through
A
A front
A
Also, the tip of the
上記サポート部材本体73の下面側には、例えば、低反発のゴム製のサポート部材用緩衝部材125が設置されている。これらサポート部材用緩衝部材125によって、上記サポート部材71が上記サポート部材用ベース51に衝突する際の衝撃を緩和する。
上記のように、上記サポート部材71は上記サポート部材本体73と上記サポート部材本体73に設置される上記サポート部95と上記サポート部材本体73の上記前方側傾斜面87、87および上記後方側傾斜面89、89に設置される上記前方側緩衝部材91、91と上記後方側緩衝部材93、93により構成されている。
On the lower surface side of the support member
As described above, the
また、図2に示すように、上記サポート部材用ベース51の前後方向(図2中左右方向)中央には後述する緩衝機構の一部であるU字型の板バネ69が設置され、固定用ねじ127、127によって上記サポート部材用ベース51に固定されている。また、図3、図5に示すように、上記サポート部材71の幅方向(図3中左右方向)両側には、後述する緩衝機構の一部である当接部材129、129が固着されている。上記サポート部材71は上記当接部材129、129を介して上記板バネ69の両端の間に介挿されている。上記板バネ69と上記当接部材129、129によって緩衝機構131が構成されている。上記緩衝機構131によって上記サポート部材71の上方向の移動、すなわち、上記ボールねじ軸9に接近する動作が緩衝される。
As shown in FIG. 2, a
次に、この第1の実施の形態による作用について説明する。モータ37によってボールねじ軸9が回転・駆動されると、スライダ17が前後方向に進退される。上記スライダ17がサポート部材71と離間している状態では、図2に示すように、上記サポート部材71はコイルバネ67の弾性力により図2中下側に押圧・付勢させ、サポート部95の受け部材99の凹部111を上記ボールねじ軸9に当接させるとともに磁石121によって上記ボールねじ軸9をサポート部材71側に吸着させて上記ボールねじ軸9の中央付近を支持して、上記ボールねじ軸9の撓みが防止されている。
また、上記ベース3にはサポート部材用ストッパ79、79が設置されていて、上記サポート部材71にはストッパ用係合部85、85が設けられており、上記サポート部材71が上記サポート部材用ベース51から所定の距離以上に離間しないようになっている。これにより上記ボールねじ軸9に負荷がかからないようにし、上記スライダ17を円滑に動作させる。
Next, the operation of this first embodiment will be described. When the
Further,
図6に示すように、上記スライダ17が図6中右側から上記サポート部材71に接近すると、前方ローラ39、39が上記後方側傾斜面89、89の後方側緩衝部材93、93に当接して転動し始める。それによって、上記サポート部材71は上記コイルバネ67の弾性力に抗して反ボールねじ軸9側(図6中上側)に押圧・付勢され、上記受け部材99の凹部111による上記ボールねじ軸9の支持は解除される。上記前方ローラ39、39が上記後方側傾斜面89、89に衝突する際の衝撃は上記後方側緩衝部材93、93によって緩和される。図7は上記スライダ17がさらに上記サポート部材71側に接近した状態を示しており、上記サポート部材71が反ボールねじ軸9側(図7中上側)にさらに押圧・付勢されている。
上記スライダ17が更に図7中左側に移動すると、上記前方ローラ39、39は上記受け部材99の後方側傾斜面117、117に当接して転動し、その後上記受け部材99の摺動部113、113に当接して転動し、更に上記受け部材99の前方側傾斜面115、115に当接して転動する。
As shown in FIG. 6, when the
When the
図8に示すように、上記スライダ17が上記サポート部材71の真上に移動すると、上記前方ローラ39、39は上記受け部材99から離れるが、上記サポート部材71の受け部材99の摺動部113、113が、上記スライダ17の上面側摺動部材43、43に摺接される。このとき、上記サポート部材71は最も反ボールねじ軸9側(図8中上側)に押圧・付勢されている。上記サポート部材71が上記サポート部材用ベース51に衝突する際の衝撃はサポート部材用緩衝部材125、125によって緩和される。
As shown in FIG. 8, when the
次に、上記スライダ17が上記サポート部材71の下側を通過していくと、上記スライダ17の後方ローラ41、41が、上記受け部材99の後方側傾斜面117、117、摺動部113、113、及び、前方側傾斜面115、115に当接して転動された後、前方側傾斜面87、87の前方側緩衝部材91、91を介して上記サポート部材71を上記コイルバネ67の弾性力に抗して反ボールねじ軸9側(図9中上側)に押圧・付勢した状態になるが、上記スライダ17の移動によりその押圧・付勢は徐々に解除されていく。そして、図9に示すように、上記スライダ17が図9中左側に移動されると、再び上記サポート部材71はコイルバネ67の弾性力により図9中下側に押圧・付勢され、サポート部95の受け部材99の凹部111によって上記ボールねじ軸9の中央付近が磁石121で吸着されて支持されて、上記ボールねじ軸9の撓みが防止される状態となる。
また、上記サポート部材71がボールねじ軸9側(図9中下側)に復帰する際の急激な上昇は緩衝機構131の上記板バネ69と上記当接部材129とが接触し抵抗となることによって緩和され、それによって騒音の発生を防止している。また、磁石用緩衝部材123によっても上記サポート部95が上記ボールねじ軸9に接触する際の衝撃を緩和するようになっている。
Next, when the
Further, when the
また、スライダ17が図2に示す方向とは反対側からサポート部材71に接近して通過していく場合も同様である。この場合には、スライダ17の後方ローラ41、41がサポート部材71の前方側傾斜面87、87の前方側緩衝部材91、91に当接して転動していくことによりサポート部材71がコイルバネ67の付勢力に抗して押し下げられることになる。
また、上記ボールねじ軸サポート構造47は1つのユニットとして上記サポート部材収容凹部45に着脱できる構造となっている。
The same applies when the
Further, the ball screw
次に、この第1の実施の形態による効果について説明する。
まず、アクチュエータ1を図示しない天井に固定されて逆さに吊るされた状態で設置しても、簡易且つコンパクトな構成によりボールねじ軸9の撓みを防止することができ、振動や騒音を抑制して高速化に対応することができる。すなわち、ボールねじ軸9を支持する受け部材99を備えたサポート部材71をコイルバネ67によって常時ボールねじ軸9側に付勢するとともに磁石121によって上記ボールねじ軸9をサポート部材71側に吸着させる構成とし、スライダ17が上記サポート部材71に接近した際には上記サポート部材71を上記スライダ17の前方ローラ39、39及び後方ローラ41、41、上記サポート部材71の前方側傾斜面87、87と後方側傾斜面89、89の協働によって適宜押し下げるように構成したからである。
また、上記ベース3にはサポート部材用ストッパ79、79が設置されていて、上記サポート部材71にはストッパ用係合部85、85が設けられているので、上記サポート部材71が上記サポート部材用ベース51から所定の距離以上に離間しないようになっていて、上記ボールねじ軸9に負荷がかからないようにし、上記スライダ17を円滑に動作させることができる。
また、上記受け部材99は着脱可能に設置されているので、交換が容易である。
また、上記サポート部材71の下面側にも、サポート部材用緩衝部材125,125が設置されているので、上記サポート部材71が上記サポート部材用ベース51に衝突する際の衝撃を緩和することができる。
また、前方ローラ39、後方ローラ41、上記前方側傾斜面87、87、後方側傾斜面89、89の協働によって上記サポート部材71を昇降させるようにしているので、サポート部材71の昇降動作を円滑なものとすることができる。
また、上記前方側傾斜面87、87と後方側傾斜面89、89には、前方側緩衝部材91、91と後方側緩衝部材93、93が設置されているので、前方ローラ39や後方ローラ41が衝突した際の衝撃を緩和することができる。
上記サポート部材用緩衝部材125,125、上記前方側緩衝部材91、91、及び、後方側緩衝部材93、93は、例えば低反発のゴム製であるので、簡単な構成で高い緩衝効果を得ることができる。
また、緩衝機構131が設けられているので、上記サポート部材71の急激な上昇を抑え、上記ボールねじ軸9への衝撃を緩和するとともに騒音を防止することができる。また、上記緩衝機構131は上記板バネ69と上記当接部材129、129によって構成されているので、その構成も簡単である。
また、アクチュエータ1には一つの上記サポート部材71が設置されているので、その構成も簡単である。
Next, the effects of this first embodiment will be described.
First, even if the
Further, since the receiving
Further, since the support
In addition, since the
Further, since the front
The support
Moreover, since the
Further, since one
次に、図10を参照しながら、本発明の第2の実施の形態について説明する。
前記第1の実施の形態の場合は、軸方向の中央一箇所に1個のボールねじ軸サポート構造47が設けられた構成を例に挙げて説明したが、この第2の実施の形態によるアクチュエータ201の場合には、軸方向の二箇所にボールねじ軸サポート構造47、47をそれぞれ設置した構成になっている。
なお、その他の構成は前記第1の実施の形態の場合と同じであり、図中同一部分には同一符号を付して示しその説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the case of the first embodiment, the configuration in which one ball screw
The rest of the configuration is the same as that of the first embodiment, and the same reference numerals are given to the same parts in the figure, and the description thereof will be omitted.
この第2の実施の形態の場合も前記第1の実施の形態の場合と同様の作用・効果を奏するが、この第2の実施の形態の場合では前記第1の実施の形態の場合よりも長いボールねじ軸9であっても、上記ボールねじ軸9の撓みを防止して振動や騒音を抑制し高速に動作させることができる。
In the case of the second embodiment as well, the same actions and effects as in the case of the first embodiment are obtained, but in the case of the second embodiment, it is more difficult than in the case of the first embodiment. Even if the
次に、図11を参照しながら、本発明の第3の実施の形態について説明する。
この第3の実施の形態の場合は、サポート部材301が設置されている。上記サポート部材301は、前記した第1の実施の形態におけるサポート部材71と略同様の構成であるが、サポート部材用ストッパ303とストッパ用係合部材305が設置されている。
サポート部材本体73の幅方向両側には上記ストッパ用係合部材305が設置されている。上記ストッパ用係合部材305はL字型の横断面形状を成していて、サポート部材本体73の幅方向両側に突出された突出部307が形成されている。また、上記サポート部材用ストッパ303はサポート部材用ベース51に設置されている。上記サポート部材用ストッパ303の先端は外側に向けて延長され、上記突出部307によって貫通される貫通孔311が形成されるとともに、サポート部材71が下降した際に上記突出部307が当接される当接部313が設けられている。また、上記当接部313の上記突出部307が当接される側には緩衝部材315が設置されている。
なお、この第3の実施の形態の場合には、サポート部材用ストッパ79、79は設置されていない。
また、その他の構成は前記第1の実施の形態の場合と同じであり、図中同一部分には同一符号を付して示しその説明を省略する。
A third embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG.
In the case of this third embodiment, a
The
In the third embodiment, the
The rest of the configuration is the same as that of the first embodiment, and the same reference numerals are assigned to the same parts in the figure, and the description thereof will be omitted.
この第3の実施の形態の場合も前記第1の実施の形態や第2の実施の形態の場合と同様の作用・効果を奏するが、サポート部材用ストッパ79、79が設置されていない代わりに、サポート部材用ストッパ303とストッパ用係合部材305が設置されていて、サポート部材71が下降した際にストッパ用係合部材305の突出部307がサポート部材用ストッパ303の当接部313に当接され、上記サポート部材71が上記サポート部材用ベース51から所定の距離以上に離間しないので、上記ボールねじ軸9に負荷がかからないようにしてスライダ17を円滑に動作させることができる。
また、上記当接部313の上記突出部307が当接される側には緩衝部材315が設置されているので、上記サポート部材71が下降して上記ストッパ用係合部材305の突出部307が上記サポート部材用ストッパ303の当接部313に当接される際の衝撃を吸収し、騒音や振動を防止することができる。
In the case of the third embodiment as well, the same actions and effects as in the case of the first and second embodiments are obtained, but instead of the
Further, since the cushioning
なお、本発明は前記第1の実施の形態乃至第3の実施の形態に限定されない。
まず、前記第1の実施の形態乃至第3の実施の形態の場合にはサポート部材を1個、3個設けた場合を説明したが、それに限定されるものではなく、2個設ける場合や4個以上設ける場合も考えられる。
また、受け部材の材質は、POMの他に含油焼結材料等摺動性が良好な様々な場合が考えられる。
また、緩衝部材の材質は、フェルトや低反発のゴムの他に、その他の布、ゴム、樹脂、ゲル状材料、スポンジ等の多孔質材料等様々な場合が考えられる。
また、ローラの材質は、樹脂の他にゴム、金属、含油焼結材料等様々な場合が考えられる。
また、サポート部材用ベースをアクチュエータのベースと一体とし、サポート部材ガイド用支柱を直接ベースに固着することもできる。
その他、図示した構成はあくまで一例である。
It should be noted that the present invention is not limited to the first to third embodiments.
First, in the case of the first to third embodiments, the case where one or three support members are provided has been described, but the present invention is not limited to this, and two or four support members may be provided. It is conceivable to provide more than one.
As for the material of the receiving member, in addition to POM, various cases such as an oil-containing sintered material having good slidability can be considered.
In addition to felt and low-resilience rubber, various materials such as cloth, rubber, resin, gel-like materials, and porous materials such as sponge are conceivable for the material of the cushioning member.
In addition to resin, the roller may be made of various materials such as rubber, metal, oil-containing sintered material, and the like.
Alternatively, the support member base may be integrated with the base of the actuator, and the support member guide column may be directly fixed to the base.
In addition, the illustrated configuration is merely an example.
本発明は、ボールねじ軸サポート構造とアクチュエータに係り、特に、設置姿勢の自由度が高く、且つ、簡易でコンパクトな構成によりボールねじ軸の撓みを防止して振動や騒音を抑制し高速に動作できるように工夫したものに関し、例えば、産業用ロボットに好適である。 The present invention relates to a ball screw shaft support structure and an actuator, and in particular, has a high degree of freedom in installation posture, and has a simple and compact structure to prevent deflection of the ball screw shaft, suppress vibration and noise, and operate at high speed. For example, it is suitable for industrial robots.
1 アクチュエータ
3 ベース
9 ボールねじ軸
17 スライダ
25 ボールねじナット
67 コイルバネ(弾性手段)
71 サポート部材
79 サポート部材用ストッパ
83 緩衝部材
121 磁石
123 磁石用緩衝部材
201 アクチュエータ
301 サポート部材
REFERENCE SIGNS
71
Claims (8)
上記ベースに対して回転可能に設置されたボールねじ軸と、
上記ボールねじ軸に移動可能に螺合されたボールねじナットと、
上記ベースと上記ボールねじ軸の間に上記ボールねじ軸に離接可能に設置され弾性手段により上記ボールねじ軸に圧接されているとともに上記ボールねじナットの接近により上記弾性手段の付勢力に抗して上記ボールねじ軸から離間されるサポート部材と、
を具備し、
上記ボールねじ軸は磁性体であり、
上記サポート部材には上記ボールねじ軸を吸着する磁石が設けられていることを特徴とするボールねじ軸サポート構造。 a base;
a ball screw shaft rotatably installed with respect to the base;
a ball screw nut movably screwed onto the ball screw shaft;
It is installed between the base and the ball screw shaft so as to be separable and contactable with the ball screw shaft, and is pressed against the ball screw shaft by an elastic means. a support member separated from the ball screw shaft by
and
The ball screw shaft is a magnetic material,
A ball screw shaft support structure, wherein the support member is provided with a magnet that attracts the ball screw shaft.
上記サポート部材の上記ボールねじ軸側への移動を規制するストッパが設けられていることを特徴とするボールねじ軸サポート構造。 In the ball screw shaft support structure according to claim 1,
A ball screw shaft support structure, wherein a stopper is provided to restrict movement of the support member toward the ball screw shaft.
上記サポート部材と上記ストッパの間には緩衝部材が設置されていることを特徴とするボールねじ軸サポート構造。 In the ball screw shaft support structure according to claim 2,
A ball screw shaft support structure, wherein a buffer member is installed between the support member and the stopper.
上記磁石と上記サポート部材の間には緩衝部材が設置されていることを特徴とするボールねじ軸サポート構造。 In the ball screw shaft support structure according to any one of claims 1 to 3,
A ball screw shaft support structure, wherein a buffer member is installed between the magnet and the support member.
上記サポート部材が上記ボールねじ軸の上側になるような姿勢で設置されることを特徴とするアクチュエータ。 In the actuator according to claim 5 or claim 6,
An actuator, wherein the support member is installed in such a posture as to be above the ball screw shaft.
上記ボールねじ軸を立てるような姿勢で設置されることを特徴とするアクチュエータ。 In the actuator according to claim 5 or claim 6,
An actuator, wherein the actuator is installed in such a posture that the ball screw shaft is erected.
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