JP2555719Y2 - 直線作動ユニット - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案はロボットや測定装置に
使用される直線作動ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】簡単なロボットの作動アームや測定装置
等に使用するため案内レールに案内されたナットブロッ
クがモータ駆動されるねじ軸の回転に応じて所定量軸方
向に移動されるようにした直線作動ユニットとしては、
例えば実開昭６３−１９３６３７号公報に示されるもの
が知られている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】２つの可動部材が基準
線に対して対称に左右動することが測定装置等において
必要となるが、従来の直線作動ユニットと言うものの中
にはこのようなものは知られていない。従来の直線作動
ユニットでこのような動作を実現しようとすれば、この
ユニットを２つ直列に設けて一方のユニットの可動部材
を軸方向の一方向に移動させるとき他方の可動部材を一
方の可動部材に対して所定の相対関係をもってそれとは
逆方向に夫々対応させて動かすことが必要となる。この
ようなものでは２つの可動部材の直進方向の移動精度及
び左右動の同期性をとるのは困難であるという問題があ
る。

【０００４】また２つのユニットを使うとどうしても軽
量、コンパクト化はできず、部品点数も多くなり高価と
なる問題点がある。

【０００５】そこでこの考案は、上記従来例の問題点に
鑑み２つの可動部材が１つの駆動手段により左右対称に
駆動される直線作動ユニットであって取扱い簡単にして
精度が良くかつコンパクトで安価な直線作動ユニットを
提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この考案の直線作動ユニ
ットは、軸方向の転動体転動溝を対向する両側面に有す
る長尺の案内レールと、同一ピッチの左ねじ部分と右ね
じ部分とを外面に有して前記案内レールの軸方向に配設
されかつ前記案内レールに対して回転自在かつ軸方向移
動不能に軸支された送りねじと、前記案内レールの転動
体転動溝に対向する転動体転動溝を有しかつ肉厚内に形
成された転動体の戻り通路を有し前記送りねじの左ねじ
部分に摺動自在に螺合された第１のナットブロックと、
前記案内レールの転動体転動溝に対向する転動体転動溝
を有しかつ肉厚内に形成された転動体の戻り通路を有し
前記送りねじの右ねじ部分に摺動自在に螺合された第２
のナットブロックと、前記案内レールの転動体転動溝と
これと対向する前記第１のナットブロックの転動体転動
溝及び前記第２のナットブロックの転動体転動溝との間
に夫々転動自在に嵌合され前記第１のナットブロック及
び前記第２のナットブロックを前記案内レールに対して
軸方向に摺動自在に支持させる多数の転動体と、前記案
内レールの転動体転動溝とこれと対向する前記ナットブ
ロックの転動体転動溝とにより形成された通路であって
前記ナットブロックからの負荷を受けて転動する転動体
用の通路と前記ナットブロックの転動体の戻り通路とを
連通させる転動体循環用湾曲通路を有するエンドキャッ
プとを有し、前記第１，第２のナットブロックはほぼ同
じ大きさでかつ該両ナットブロック間の距離の中間位置
に対してほぼ対称な位置に互いに向かい合せて配置され
ることによって前記目的を達成したものである。

【０００７】

【作用】この考案の直線作動ユニットは、送りねじに左
ねじ部と右ねじ部を設けこの左ねじ部及び右ねじ部に夫
々ナットブロックを独立して螺合させると共に、案内レ
ールに設けた転動体転動溝とナットブロックに設けた転
動体転動溝との間に転動体を配設し、この転動体の転動
を介してナットブロックが軸方向に摺動自在とされてい
るから、送りねじの回転によって２つのナットブロック
は左右相反する方向に動くことになる。そしてこのナッ
トブロックは案内レールに加工された同じ転動体転動溝
に案内されて動くから両ナットブロックの作動方向の平
行度が確保できる。また、同じ案内レールに組込まれて
いるからかさばらず部品点数も少なくてすむ。左，右ね
じ部に夫々多数のボールを介して螺合する２つのナット
ブロックはほぼ同じ大きさでかつ互いに対向する向き、
つまりほぼ対称配置関係となっているので、両ナットブ
ロックの起動、停止時の振動は相殺され、短時間に高精
度の位置決めが可能となる。

【０００８】

【実施例】以下、この考案の一実施例を図面を参照して
詳細に説明する。

【０００９】案内レール１は、図１に示すように長尺の
レール部材で、横断面は上方が開口したコ字状で底部１
Ａの両端から上方にのびる両側壁部１Ｂ、１Ｂの内面に
は夫々軸方向に延びる一本の転動体転動溝であるボール
転動溝２が夫々対向して形成されている（図６参照）。
そして底部１Ａには案内レール取付けボルト用のボルト
穴３が軸方向に所定間隔離間された状態で両側壁部１Ｂ
に近い位置に設けられている。この案内レール１の長さ
方向の右方の端部には、軸受板４がボルト５によってね
じ止めして取付けられている（図１参照）。案内レール
１の左方の端部には軸受板６がボルト３８によってねじ
止めして取付けられている。

【００１０】送りねじ７は案内レール１の長手方向に配
され案内レールの両側壁部に設けたボール転動溝２、２
と平行とされ両側壁部１Ｂ、１Ｂの中間位置に配設され
ている。送りねじ７の一方の端部は軸受板４にボルト８
を用いて取付けられたサポートユニットのハウジング９
に嵌合されたボールベアリングに挿通されロックナット
１０により軸方向の移動を不能にかつ回転自在に軸支さ
れている。ハウジング９の外方の端面にはベアリングの
外輪側を固定するための押え蓋１１がボルト１２によっ
て固定されている。送りねじ７の他方の端部は軸受板６
に嵌合されたベアリングに挿通され軸端に止め輪１４を
係合させることによりベアリングの抜け止めがなされこ
の状態で送りねじ７の端部が支持されている。軸受板４
と軸受板６の間の送りねじ７の部分には左ねじ部と右ね
じ部がほぼ等しい長さで中央部近くまで設けられてい
る。送りねじ７のねじ部は軸受板６に近い側に左ねじ部
７Ｂが、軸受板４に近い側に右ねじ部７Ｃが設けられて
いる。送りねじ７の軸端７Ａは駆動モータと連結するた
めのカップリングを取付ける軸部である。

【００１１】第１のナットブロック１５はコ字状の案内
レール１の内部に配され案内レールのボール転動溝２に
対向する位置にボール転動溝１７が形成されている。第
１のナットブロック１５の肉厚内にはボール転動溝１７
に対応させてボール戻り通路１８が軸方向の貫通穴とし
て形成されている。第１のナットブロック本体１５Ａに
は送りねじの左ねじ部７Ｂに転動体であるボール１９を
介して螺合される左ねじのねじ部２０が形成されてい
る。このナットブロック本体１５Ａの上面両側端部は上
方に延びておりその上面には使用に当ってユーザーがテ
ーブル等の部材を取付けるためのねじ穴２１が設けられ
ている（図７参照）。このナットブロック本体１５Ａの
上面中央部には凹所２２が形成されておりその底部には
ボール循環チューブを差し込む穴２３が穿設されてい
る。この穴はねじ部２０に開口しており、この穴とボー
ル循環チューブ３６によりボール１９を循環させる通路
を形成している。ボール循環チューブ３６は金具２５に
より固定されている。その金具はねじ穴２４に螺合する
ボルト３７によって第１のナットブロック本体１５Ａに
固定されている。ねじ穴２６は後述のエンドキャップ２
７を取り付けるためのものである。第２のナットブロッ
ク２８は送りねじ７のねじ部と嵌合するねじ部が右ねじ
とされている点のみが異なるだけであり第１のナットブ
ロック１５と同様の構成を有するものであるから詳しい
説明は省略する。なお、図１に明示する如く、第１のナ
ットブロック１５と第２のナットブロック２８の軸方向
の向きは、両ナットブロック１５，２８が互いに対向す
ることとなる向き、即ち両ブロック間の距離の中間位置
に対してほぼ対称となるような位置で互いに向かい合う
向きに配置されている。

【００１２】エンドキャップ２７は第１のナットブロッ
ク本体１５Ａ及び第２のナットブロック本体２８Ａの両
端に設けられた嵌合穴３１にそれぞれ突出部３０を嵌合
させて位置決めされこのエンドキャップの外側にサイド
シール３５が当接された状態でねじ３２により固定され
ている。第１のナットブロック本体１５Ａ及び第２のナ
ットブロック本体２８Ａに当接するエンドキャップ２７
の接合端面には案内レールのボール転動溝２とこれに対
向する第１のナットブロック及び第２のナットブロック
の夫々のボール転動溝１７とにより形成された負荷を受
けて転動する転動体用の通路と第１のナットブロック又
は第２のナットブロックの夫々のボールの戻り通路とを
連通させるボール循環用湾曲通路３３が形成されてい
る。ボール循環用湾曲通路３３の内側部分にはリターン
ガイド３４がはめ込まれている。

【００１３】第１のナットブロックと第２のナットブロ
ックのボール転動溝１７と案内レールのボール転動溝２
の間には多数のボール２９が転動自在に嵌合されてい
る。

【００１４】この考案の直線作動ユニットはその使用に
当って送りねじ７の軸端部７Ａをモータ出力軸とカップ
リングにより連結しモータを回転することにより駆動さ
れる。

【００１５】サイドシール３５は第１のナットブロック
１５及び／又は第２のナットブロック２８がモータの暴
走等により軸受板６及び／又は軸受板４に衝突するよう
なときや、第１のナットブロック１５と第２のナットブ
ロック２８が互いに衝突するようなときの衝撃を吸収す
るゴム材からなる環状の突出部を有して構成され、この
突出部はクッションとして機能する。

【００１６】第１のナットブロック１５は送りねじの左
ねじ部７Ｂと螺合しており、第２のナットブロック２８
は送りねじの右ねじ部７Ｃと螺合しているから、送りね
じ７を右回転させると第１のナットブロック１５と第２
のナットブロック２８は互いに遠ざかる方向に移動す
る。この時ナットブロックのボール転動溝１７と案内レ
ールのボール転動溝２との間にはボール２９が転動自在
に嵌合されておりナットブロックはボールの転動を介し
て支持されているからナットブロックの摺動抵抗が小さ
くでき容量の小さなモータが使用できる。

【００１７】ナットブロックの移動にともなってボール
２９が転動しエンドキャップの湾曲通路３３と戻り通路
１８からなる循環路内をボール２９が循環するようにさ
れている。ナットブロックのねじ部と送りねじのねじ部
の間にボール１９が嵌合されてボールねじが構成されボ
ール１９はナットブロックの移動にともなって循環チュ
ーブ内を循環するようにされている。

【００１８】また上述の回転とは逆に送りねじ７を左回
転させると前記と逆の動きが得られ第１のナットブロッ
ク１５と第２のナットブロック２８は互いに近づく方向
に移動する。この実施例の左ねじのピッチと右ねじのピ
ッチは等しくされており、夫々のナットブロックは寸法
的に同じものが用いられている。このため送りねじを回
転させた時の夫々のナットブロックの移動は方向が反対
で速度が等しくナットブロックの重量が等しいのでナッ
トブロックの停止時の振動が相殺され短時間の位置決め
が可能となる利点がある。

【００１９】第１のナットブロック１５を案内する案内
レールのボール転動溝の部分と第２のナットブロック２
８を案内する案内レールのボール転動溝の部分を有する
ボール転動溝２は全長にわたって同一セットで加工され
た溝であるため真直度と平行度等が精密に製作でき夫々
のナットブロックの移動軸芯のずれが生じないから両ナ
ットブロックの移動精度が確保される。

【００２０】この直線作動ユニットは第１のナットブロ
ック１５と軸受板６の距離及び第２のナットブロック２
８と軸受板４との距離とが等しくなるように製作されて
いるので万一モータが暴走したような場合、第１のナッ
トブロックが軸受板６に衝突する時には第２のナットブ
ロックも同時に軸受板４に衝突し送りねじの１箇所に過
大な力が加わることがないのでねじ軸の損傷が軽減でき
る。

【００２１】なお、上記実施例においては送りねじとし
てボールねじを用いた場合について説明したがボールね
じの代りにすべりねじを用いてもよいことはもちろんで
ある。

【００２２】また、上記の実施例では第１のナットブロ
ックは左ねじを用い、第２のナットブロックは右ねじを
用いた例を示したが第１のナットブロックは右ねじを用
い、第２のナットブロックに左ねじを用いてもよい。

【００２３】さらに、この実施例においてはボールねじ
として循環チューブを用いた外部循環式のボールねじの
例について説明したがコマを用いてボールを循環させる
内部循環式のボールねじとかエンドキャップを用いてナ
ットブロック内を循環させるものを用いてもよい。

【００２４】さらにまた、この実施例ではナットブロッ
クの端面にエンドキャップを固定してボールを循環させ
るようにした例を示したが、このようなエンドキャップ
に限らずボールを循環させる公知の手段、例えばチュー
ブ等を用いることができる。

【００２５】

【考案の効果】この考案の直線作動ユニットは、送りね
じに左ねじ部と右ねじ部を設けこの左ねじ部及び右ねじ
部に２つのナットブロックを夫々独立して螺合させると
共に、案内レールに設けた転動体転動溝とナットブロッ
クに設けた転動体転動溝との間に転動体を配設し、この
転動体の転動を介して２つのナットブロックを摺動させ
るようにしたから小さいモータが使用でき送りねじの回
転によってナットブロックが左右相反する方向に正確に
作動する直線作動ユニットを得ることができ、このユニ
ットを取り付けるだけで簡単に使用できる効果がある。
そして、この考案の直線作動ユニットは、部品点数が少
なく軽量であり、この考案によりコンパクトで安価な直
線作動ユニットを提供することができる。また、この考
案に係る直線作動ユニットの２つのナットブロックは案
内レールに設けられた同じ転動体転動溝に案内されて動
くようになっているから、両ナットブロックの作動時の
平行度が確保でき、２つのナットブロックの軸芯を一致
させるのに苦労する必要はない。さらに、送りねじに設
けられた左ねじ部と右ねじ部のピッチを同一ピッチに設
定することにより、２つのナットブロックはそれぞれ同
じ距離を互いに反対方向に移動し、しかも両ナットブロ
ックは軸方向でみて互いにほぼ対称な向きに配置される
ので、ナットブロックの起動、停止による振動が相殺さ
れ、また送りねじに作用する負荷が片側へ寄るなど動的
にアンバランスな状態は生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例を示す平面図である。

【図２】図１の正面図である。

【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】図２の左側面図である。

【図５】図２の右側面図である。

【図６】図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図７】図１の部品の斜視図である。

【図８】図１の部品の斜視図である。

【図９】図６のＣ−Ｃ線断面図である。

【符号の説明】

１ 案内レール ２ ボール転動溝 ４ 軸受板 ６ 軸受板 ７ 送りねじ ７Ｂ 左ねじ部 ７Ｃ 右ねじ部 １５ 第１のナットブロック １７ ボール転動溝 １８ ボール戻り通路 １９ ボール ２０ ねじ部 ２７ エンドキャップ ２８ 第２のナットブロック ２９ ボール ３４ リターンガイド

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向の転動体転動溝を対向する両側面に
   有する長尺の案内レールと、同一ピッチの左ねじ部分と
   右ねじ部分とを外面に有して前記案内レールの軸方向に
   配設されかつ前記案内レールに対して回転自在かつ軸方
   向移動不能に軸支された送りねじと、前記案内レールの
   転動体転動溝に対向する転動体転動溝を有しかつ肉厚内
   に形成された転動体の戻り通路を有し前記送りねじの左
   ねじ部分に摺動自在に螺合された第１のナットブロック
   と、前記案内レールの転動体転動溝に対向する転動体転
   動溝を有しかつ肉厚内に形成された転動体の戻り通路を
   有し前記送りねじの右ねじ部分に摺動自在に螺合された
   第２のナットブロックと、前記案内レールの転動体転動
   溝とこれと対向する前記第１のナットブロックの転動体
   転動溝及び前記第２のナットブロックの転動体転動溝と
   の間に夫々転動自在に嵌合され前記第１のナットブロッ
   ク及び前記第２のナットブロックを前記案内レールに対
   して軸方向に摺動自在に支持させる多数の転動体と、前
   記案内レールの転動体転動溝とこれと対向する前記ナッ
   トブロックの転動体転動溝とにより形成された通路であ
   って前記ナットブロックからの負荷を受けて転動する転
   動体用の通路と前記ナットブロックの転動体の戻り通路
   とを連通させる転動体循環用湾曲通路を有するエンドキ
   ャップとを有し、前記第１，第２のナットブロックはほ
   ぼ同じ大きさでかつ該両ナットブロック間の距離の中間
   位置に対してほぼ対称な位置に互いに向かい合せて配置
   されることを特徴とする直線作動ユニット。