JP2656218B2 - 直動摩擦装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は各種機械の直進運動に摩
擦力による任意の抵抗を付与する機構として利用される
直動摩擦装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、機械要素の一つとして知られる案
内は、直進運動を行う移動物体を潤滑油を介して支持す
る滑り案内と、移動物体をボールやローラを介して支持
する転がり案内とに大別されるが、これらは何れも移動
物体を常に円滑に移動させることが目的であるため、移
動物体と支持部材間の摩擦抵抗を可能な限り小さくする
ようにしている。従って、案内は移動する部材に抵抗を
与えて駆動力を制御するものではないので、例えばスプ
リング等で一方向に付勢されたスライド機構において移
動速度を一定に規制したい場合には、ショックアブソー
バやダンパ等の減衰装置を追加している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、先に述べた
滑り案内においては、各部材間に潤滑油が理想的な状態
で介在していれば転がり案内と同等の極めて小さな摩擦
抵抗で動作することができるが、潤滑油を常に理想的な
状態で供給するのは極めて困難であり、往々にして滑り
合う二つの面に静摩擦と動摩擦が間欠的に作用して移動
状態が極めて不安定になる、いわゆるスティック・スリ
ップを生じ易いという欠点があった。また、スライド機
構において、移動速度を一定に規制したい場合には高価
な減衰装置を追加する以外に適当な方法がなく、このた
めコストが高くつくとともに、構造の複雑化及び大型化
を来すという問題点があった。

【０００４】このように、従来の機械要素では物体の直
進運動を円滑にするものはあるが、特別な機構を追加す
ることなく移動速度を一定に規制したり、制御が容易で
安定した抵抗力を発生させるものは存在せず、各種機械
の直進運動に任意の抵抗を付与する技術には未だ開発の
余地が残されている。

【０００５】本発明は前記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、直進運動に対して常
に安定した摩擦力を発生させることができ、しかも摩擦
力の大きさを容易に制御することのできる装置を極めて
簡単な構造によって実現することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、請求項１では、直進方向に移動する移動体
と、移動体の移動軌道に沿って配列された多数のローラ
と、各ローラを間にして移動体に対向する受動体と、各
ローラを互いに間隔をおいて転動自在に保持する保持体
とを備え、各ローラの転動軸を移動体の移動方向に直交
する断面に対して所定の角度をなすように傾斜させた直
動摩擦装置を構成している。

【０００７】また、請求項２では、請求項１記載の直動
摩擦装置において、前記移動体が所定方向に移動すると
きは各ローラの転動軸が移動体の移動方向に直交する断
面に対して所定の角度をなすように傾斜し、移動体が他
の方向に移動するときは各ローラの転動軸が移動体の移
動方向に直交する断面に対して平行になるように各ロー
ラを傾動自在に設けている。

【０００８】また、請求項１または２記載の直動摩擦装
置において、前記移動体を受動体側に所定の圧力で付勢
する予圧手段を備えている。

【０００９】

【作用】請求項１の直動摩擦装置によれば、移動体を受
動体側への荷重を加えた状態で移動させると、各ローラ
が移動体及び受動体に接しながら転動する。その際、各
ローラは移動体の移動軌道に対して所定角度だけ傾斜し
た方向に転動しようとするのを保持体で規制されながら
移動体の移動軌道に沿って移動するため、各ローラと移
動体及び受動体との間に荷重に比例した摩擦力が発生す
る。その際、各ローラは転動しながら滑り摩擦を発生さ
せるので、静摩擦は発生せずに常に動摩擦による安定し
た抵抗力が得られる。

【００１０】また、請求項２の直動摩擦装置によれば、
請求項１の作用に加え、移動体が所定方向に移動すると
きは、各ローラの転動軸が移動体の移動方向に直交する
断面に対して所定の角度をなすように傾斜することか
ら、各ローラと移動体及び受動体との間に前述と同様の
滑り摩擦が発生する。また、移動体が他の方向に移動す
るときは、各ローラの転動軸が移動体の移動方向に直交
する断面に対して平行になるため、各ローラによる滑り
摩擦は発生せず、移動体は円滑に移動する。

【００１１】また、請求項３の直動摩擦装置によれば、
請求項１または２の作用に加え、移動体が受動体側に所
定の圧力で付勢されることから、常に一定の摩擦力を発
生させておくことが可能である。

【００１２】

【実施例】図１乃至図４は本発明の第１の実施例を示す
もので、図１は直動摩擦装置の分解斜視図、図２(a) は
その平面方向の一部断面を示す拡大図、図２(b) はその
正面から見た拡大図である。

【００１３】この直動摩擦装置は、直進方向に移動する
移動体１と、移動体１の移動軌道に沿って配列された多
数のローラ２と、同じく移動体１の移動軌道に沿って配
列された多数のボール３と、各ローラ２及び各ボール３
を間にして移動体１に対向する受動体４と、各ローラ２
及び各ボール３を互いに間隔をおいて転動自在に保持す
るケージ５とから構成されている。尚、これらは直動摩
擦装置を構成する最小限の部材であり、実際には移動体
１は図示しない駆動機構等に連結され、受動体４は非移
動状態に固定される。

【００１４】移動体１は板状に形成され、受動体４との
対向面（下面）の中央を平面状に形成されている。ま
た、この面の幅方向両側には長手方向に延びる断面Ｖ形
の溝１ａが設けられ、溝１ａには各ボール３が転動自在
に係合している。尚、本実施例では直動摩擦装置の構造
及び動作についてのみ説明する関係上、移動体１は任意
の長さに簡略した形状によって示す。

【００１５】各ローラ２は軸方向に一様に延びる円柱形
状をなし、移動体１の長手方向に等間隔で配列されてい
る。また、各ローラ２の両端面はケージ５との摩擦を少
なくするために凸球面状に形成されている。

【００１６】各ボール３は移動体１の長手方向に等間隔
で配列され、それぞれ各ローラ２を間にして幅方向二列
に配置されている。

【００１７】受動体４は板状に形成され、移動体１との
対向面（上面）の中央を平面状に形成されている。ま
た、この面の幅方向両側には長手方向に延びる断面Ｖ形
の溝４ａが設けられ、溝４ａには各ボール３が転動自在
に係合している。尚、受動体４についても移動体１と同
様、簡略した形状によって示す。

【００１８】ケージ５は板状に形成され、その厚さはロ
ーラ２の外径よりも小さく形成されている。ケージ５に
は各ローラ２及び各ボール３を保持する多数の孔５ａ，
５ｂが設けられ、各孔５ａ，５ｂには各ローラ２及び各
ボール３が転動自在に収容されている。また、ローラ用
の各孔５ａは、図２(a) に示すように各ローラ２の転動
軸Ａが移動体１の移動方向に直交する断面Ｂに対して角
度θだけ傾斜するように形成されている。

【００１９】以上のように構成された直動摩擦装置にお
いては、図３に示すように移動体１を受動体４側への荷
重Ｆを加えた状態で移動させると、各ローラ２が移動体
１及び受動体４に接しながら転動し、これに追従してケ
ージ５も移動する。その際、各ローラ２は、図４に示す
ように移動体１の移動軌道に対して角度θだけ傾斜した
方向（一点鎖線方向）に転動しようとするのをケージ５
で規制されながら移動体１の移動軌道（実線方向）に沿
って移動するため、各ローラ２と移動体１及び受動体４
との間に軸方向の荷重Ｆに比例した摩擦力が発生する。
その際、各ローラ２は転動しながら滑り摩擦を発生させ
るので、静摩擦は発生せずに常に動摩擦による安定した
抵抗力が得られ、仮に初期の段階で静摩擦が発生したと
してもローラ２の転動によって瞬時に動摩擦に移行す
る。また、移動体１の荷重を解除すれば、摩擦力の発生
しない状態を任意に得ることも可能である。更に、移動
体１及び受動体４の溝１ａ，４ａに各ボール３が係合し
ているので、移動体１及び受動体４が幅方向に位置ずれ
を生ずることはない。この場合、各ボール３は各ローラ
２と移動体１及び受動体４との接触を妨げないように僅
かなクリアランスを有して各溝１ａ，４ａに係合してい
る。

【００２０】このように、本実施例の直動摩擦装置によ
れば、各ローラ２の転動軸を移動体１の移動方向に直交
する断面に対して所定の角度をなすように傾斜させるこ
とにより、各ローラ２を転動させながら滑り摩擦を発生
させるようにしたので、移動体１の直進運動に受動体４
側への荷重に比例した任意の抵抗力を付与することがで
き、しかもこの荷重を変化させることにより、移動体１
の抵抗力を極めて容易に制御することができる。その
際、前記滑り摩擦は各ローラ２の転動を伴うので、ステ
ィック・スリップの原因となる静摩擦を発生させること
がなく、常に安定した抵抗力を得ることができる。尚、
各ボール３は必要に応じて省略することもできる。

【００２１】図５は本発明の第２の実施例を示すもの
で、図５(a) は直動摩擦装置の平面方向の一部断面を示
す拡大図、図５(b) はその正面から見た拡大図である。

【００２２】この直動摩擦装置は、第１の実施例と同
様、移動体１０と、多数のローラ１１と、多数のボール
１２と、受動体１３と、ケージ１４とから構成され、各
ボール１２は幅方向一列で各ローラ１１の間に一つずつ
配置されている。尚、本実施例の作用効果については前
記実施例と同様である。

【００２３】図６は本発明の第３の実施例を示すもの
で、図６(a) は直動摩擦装置の平面方向の一部断面を示
す拡大図、図６(b) はその正面から見た拡大図である。

【００２４】この直動摩擦装置は、第１の実施例と同
様、移動体２０と、多数のローラ２１と、多数のボール
２２と、受動体２３と、ケージ２４とから構成され、各
ローラ２１は移動体２０の移動方向に直交する断面に対
して一つおきに反対方向に傾斜している。従って、本実
施例では移動体２０の何れの移動方向に対しても常に等
しい抵抗特性を示す。尚、摩擦力の発生原理については
前記第１の実施例と同様である。

【００２５】図７は本発明の第４の実施例を示すもの
で、図７(a) は直動摩擦装置の平面方向の一部断面を示
す拡大図、図７(b) はその正面から見た拡大図である。

【００２６】この直動摩擦装置は、第１の実施例と同
様、移動体３０と、多数のローラ３１と、多数のボール
３２と、受動体３３と、ケージ３４とから構成され、各
ローラ３１は移動体３０の移動方向に直交する断面に対
して計３つおきに反対方向に傾斜している。尚、本実施
例の作用効果については前記実施例と同様である。

【００２７】図８は本発明の第５の実施例を示すもの
で、図８(a) は直動摩擦装置の平面方向の一部断面を示
す拡大図、図８(b) はその正面から見た拡大図である。

【００２８】この直動摩擦装置は、直進方向に移動する
移動体４０と、移動体４０の移動軌道に沿って配列され
た多数のローラ４１と、同じく移動体４０の移動軌道に
沿って配列された多数のボール４２と、各ローラ４１を
間にして移動体４０に対向する受動体４３と、各ローラ
４１及び各ボール４２を間隔をおいて転動自在に保持す
るケージ４４とから構成されている。

【００２９】移動体４０は板状に形成され、受動体４３
との対向面は平面状に形成されている。また、移動体４
０の幅方向両側面には長手方向に延びる断面Ｖ形の溝４
０ａが設けられ、各溝４０ａには各ボール４２が転動自
在に係合している。

【００３０】各ローラ４１は軸方向に一様に延びる円柱
形状をなし、移動体４０の長手方向に等間隔で配列され
ている。また、各ローラ４１の両端面はケージ４４との
摩擦を少なくするために凸球面状に形成されている。

【００３１】各ボール４２は移動体４０の長手方向に等
間隔で配列され、それぞれ幅方向二列に配置されてい
る。

【００３２】受動体４３は幅方向両側を上方に延長した
形状を有し、移動体４０との対向面（底面）は平面状に
形成されている。また、受動体４３の幅方向両側面には
長手方向に延びる断面Ｖ形の溝４３ａが設けられ、各溝
４３ａには各ボール４２が転動自在に係合している。

【００３３】ケージ４４は受動体４３の内面に沿って幅
方向両側を上方に屈曲しており、その厚さはローラ４１
の外径よりも小さく形成されている。ケージ４４の幅方
向中央には各ローラ４１を保持する多数の孔４４ａが設
けられ、各孔４４ａには各ローラ４１が転動自在に収容
されている。各孔４４ａは各ローラ４１の転動軸が移動
体４０の移動方向に直交する断面に対して角度だけ傾斜
するように形成されている。また、ケージ４４の幅方向
両側部には各ボール４２を保持する多数の孔４４ｂが設
けられ、各孔４４ｂには各ボール４２が転動自在に収容
されている。

【００３４】本実施例では、移動体４０及び受動体４３
の側面に設けた溝４０ａ，４３ａに各ボール４２が係合
しているので、移動体４０及び受動体４３は幅方向は勿
論のこと、上下方向にも位置ずれを生ずることはない。

【００３５】図９は本発明の第６の実施例を示すもの
で、図９(a) は直動摩擦装置の平面方向の一部断面を示
す拡大図、図９(b) はその正面から見た拡大図である。

【００３６】この直動摩擦装置は、直進方向に移動する
移動体５０と、移動体５０の移動軌道に沿って配列され
た多数のローラ５１と、同じく移動体５０の移動軌道に
沿って配列された多数のボール５２と、各ローラ５１を
間にして移動体５０に対向する受動体５３と、各ローラ
５１及び各ボール５２を間隔をおいて転動自在に保持す
るケージ５４とから構成されている。

【００３７】移動体５０は上面の幅方向中央部分を上方
へ突出した板状に形成され、受動体５３との対向面（下
面）は平面状に形成されている。また、移動体５０の上
面の幅方向両側には長手方向に延びる断面Ｖ形の溝５０
ａが設けられ、各溝５０ａには各ボール５２が転動自在
に係合している。

【００３８】各ローラ５１は軸方向に一様に延びる円柱
形状をなし、移動体５０の長手方向に等間隔で配列され
ている。また、各ローラ５１の両端面はケージ５４との
摩擦を少なくするために凸球面状に形成されている。

【００３９】各ボール５２は移動体５０の長手方向に等
間隔で配列され、それぞれ幅方向二列に配置されてい
る。

【００４０】受動体５３は幅方向両側を上方に延長し、
且つ上面の両側を覆うように内側に向かって屈曲した形
状を有し、移動体５０との対向面（底面）は平面状に形
成されている。この場合、受動体５３の上面に形成され
た幅方向中央の隙間には移動体５０の突出部分が介在し
ている。また、受動体５３の内部上面の幅方向両側には
長手方向に延びる断面Ｖ形の溝５３ａが設けられ、各溝
５３ａには各ボール５２が転動自在に係合している。

【００４１】ケージ５４は受動体５３の内面に沿って幅
方向両側を上方及び内側に向かって屈曲しており、その
厚さはローラ５１の外径よりも小さく形成されている。
ケージ５４の幅方向中央には各ローラ５１を保持する多
数の孔５４ａが設けられ、各孔５４ａには各ローラ５１
が転動自在に収容されている。各孔５４ａは各ローラ５
１の転動軸が移動体５０の移動方向に直交する断面に対
して角度だけ傾斜するように形成されている。また、ケ
ージ５４の幅方向両側部には各ボール５２を保持する多
数の孔５４ｂが設けられ、各孔５４ｂには各ボール５２
が転動自在に収容されている。

【００４２】本実施例では、各ローラ５１と各ボール５
２が移動体５０の下面側と上面側にそれぞれ配置される
ため、各ローラ５１の長さ寸法を十分に大きくすること
ができる。

【００４３】図１０及び図１１は本発明の第７の実施例
を示すものであり、図１０は直動摩擦装置の分解斜視
図、図１１(a) はその平面方向の一部断面を示す拡大
図、図１１(b) はその正面から見た拡大図である。

【００４４】この直動摩擦装置は、直進方向に移動する
移動体６０と、移動体６０の移動軌道に沿って配列され
た多数のローラ６１と、同じく移動体６０の移動軌道に
沿って配列された多数のボール６２と、各ローラ６１及
び各ボール６２を間にして移動体６０に対向する受動体
６３と、各ローラ６１及び各ボール６２を互いに間隔を
おいて転動自在に保持するケージ６４とから構成されて
いる。

【００４５】移動体６０は板状に形成され、受動体６３
との対向面の中央は断面凹状に傾斜している。また、移
動体６０の面の幅方向両側には長手方向に延びる断面Ｖ
形の溝６０ａが設けられ、溝６０ａには各ボール６２が
転動自在に係合している。

【００４６】各ローラ６１は移動体６０の長手方向に等
間隔で配列され、その周面は軸方向中央から両端に向か
って徐々に外径が小さくなるように直線状に傾斜してい
る。また、各ローラ６１の両端面はケージ６４との摩擦
を少なくするために凸球面状に形成されている。

【００４７】各ボール６２は移動体６０の長手方向に等
間隔で配列され、それぞれ各ローラ６１の列を間にして
幅方向二列に配置されている。

【００４８】受動体６３は板状に形成され、移動体６０
との対向面の中央は断面凹状に傾斜している。また、こ
の面の幅方向両側には長手方向に延びる断面Ｖ形の溝６
３ａが設けられ、溝６３ａには各ボール６２が転動自在
に係合している。

【００４９】ケージ６４は板状に形成され、その厚さは
ローラ６１の外径よりも小さく形成されている。ケージ
６４には各ローラ６１及び各ボール６２を保持する多数
の孔６４ａ，６４ｂが設けられ、各孔６４ａ，６４ｂに
は各ローラ６１及び各ボール６２が転動自在に収容され
ている。また、ローラ用の各孔６４ａは各ローラ６１の
転動軸が移動体６０の移動方向に直交する断面に対して
所定角度だけ傾斜するように形成されている。

【００５０】本実施例では、各ローラ６１の周面を傾斜
させて移動体６０及び受動体６３の傾斜面に接触させる
ようにしたので、この傾斜面で各ローラ６１の軸方向の
移動が規制されることや、各ローラ６１の外径が軸方向
に異なっていることよっても摩擦力が発生し、より大き
な抵抗力を得ることができる。

【００５１】図１２は本発明の第８の実施例を示すもの
で、図１２(a) は直動摩擦装置の平面方向の一部断面を
示す拡大図、図１２(b) はその正面から見た拡大図であ
る。

【００５２】この直動摩擦装置は、第７の実施例と同
様、移動体７０と、多数のローラ７１と、多数のボール
７２と、受動体７３と、ケージ７４とから構成され、各
ローラ７１の周面は軸方向中央から両端に向かって徐々
に外径が小さくなるように湾曲している。尚、本実施例
の作用効果については前記実施例と同様である。

【００５３】図１３は本発明の第９の実施例を示すもの
であり、図１３(a) は直動摩擦装置の平面方向の一部断
面を示す拡大図、図１３(b) はその正面から見た拡大図
である。

【００５４】この直動摩擦装置は、第８の実施例と同
様、移動体８０と、多数のローラ８１と、多数のボール
８２と、受動体８３と、ケージ８４とから構成されてお
り、各ローラ８１の周面は軸方向中央から両端に向かっ
て徐々に外径が大きくなるように直線状に傾斜してい
る。尚、本実施例の作用効果については前記実施例と同
様である。

【００５５】図１４は本発明の第１０の実施例を示すも
のであり、図１４(a) は直動摩擦装置の平面方向の一部
断面を示す拡大図、図１４(b) はその正面から見た拡大
図である。

【００５６】この直動摩擦装置は、第９の実施例と同
様、移動体９０と、多数のローラ９１と、多数のボール
９２と、受動体９３と、ケージ９４とから構成され、各
ローラ９１の周面は軸方向中央から両端に向かって徐々
に外径が大きくなるように湾曲している。尚、本実施例
の作用効果については前記実施例と同様である。

【００５７】図１５及び図１６は本発明の第１１の実施
例を示すもので、図１５は直動摩擦装置の分解斜視図、
図１６(a) はその平面方向の一部断面を示す拡大図、図
１６(b) はその正面から見た拡大図である。

【００５８】この直動摩擦装置は、直進方向に移動する
移動体１００と、移動体１００の移動軌道に沿って配列
された多数のローラ１０１と、同じく移動体１００の移
動軌道に沿って配列された多数のボール１０２と、各ロ
ーラ１０１及び各ボール１０２を間にして移動体１００
に対向する受動体１０３と、各ローラ１０１及び各ボー
ル１０２を互いに間隔をおいて転動自在に保持するケー
ジ１０４とから構成されている。

【００５９】移動体１００は幅方向両側部を下方へ屈曲
し、受動体１０３との対向面は平面状に形成されてい
る。また、移動体１００の幅方向両側部には長手方向に
延びる案内部１００ａが形成され、案内部１００ａの内
側には各ボール１０２が転動自在に係合している。

【００６０】各ローラ１０１は軸方向に一様に延びる円
柱形状をなし、移動体１００の長手方向に等間隔で配列
されている。また、各ローラ１０１の両端面はケージ１
０４との摩擦を少なくするために凸球面状に形成されて
いる。

【００６１】各ボール１０２は移動体１００の長手方向
に等間隔で配列され、それぞれ幅方向二列に配置されて
いる。

【００６２】受動体１０３は幅方向両側をやや下方に湾
曲させながら上方に屈曲し、移動体５０との対向面は平
面状に形成されている。また、受動体１０３の幅方向両
側部には長手方向に延びる案内部１０３ａが形成され、
案内部１０３ａの外側には各ボール１０２が転動自在に
係合している。

【００６３】ケージ１０４は幅方向両側を下方に屈曲し
ており、その厚さはローラ１０１の外径よりも小さく形
成されている。ケージ１０４の幅方向中央には各ローラ
１０１を保持する多数の孔１０４ａが設けられ、各孔１
０４ａには各ローラ１０１及びが転動自在に収容されて
いる。各孔１０４ａは各ローラ１０１の転動軸が移動体
１００の移動方向に直交する断面に対して角度だけ傾斜
するように形成されている。また、ケージ１０４の幅方
向両側部には各ボール１０２を保持する多数の孔１０４
ｂが設けられ、各孔１０４ｂには各ボール１０２が転動
自在に収容されている。

【００６４】本実施例の移動体１００及び受動体１０３
は板材をプレス加工して形成したものであり、その作用
効果については前記実施例と同様である。

【００６５】図１７は本発明の第１２の実施例を示すも
のであり、図１７(a) は直動摩擦装置の平面方向の一部
断面を示す拡大図、図１７(b) はその正面から見た拡大
図である。

【００６６】この直動摩擦装置は、第１１の実施例と同
様、移動体１１０と、多数のローラ１１１と、多数のボ
ール１１２と、受動体１１３と、ケージ１１４とから構
成されている。

【００６７】本実施例の受動体１１３は、図１７(b) の
実線で示す組付状態に対し、一点鎖線で示す自然状態で
は幅方向中央部、即ち各ローラ１１１との接触部分がや
や上方に位置するように形成され、これを組付けたとき
に受動体１１３の弾性変形により各ローラ１１１が常に
一定の圧力で移動体１１０に押し付けられるようになっ
ている。これにより、各ローラ１１１に予圧が付与さ
れ、各ローラ１１１で発生する摩擦力を常に一定にする
ことができる。

【００６８】図１８及び図２０は本発明の第１３の実施
例を示すもので、図１８は直動摩擦装置の分解斜視図、
図１９(a) はその平面方向の一部断面を示す拡大図、図
１９(b) はその正面から見た拡大図である。

【００６９】この直動摩擦装置は、軸心を中心に移動す
る移動体１２０と、移動体１２０の移動軌道に沿って配
列された多数のローラ１２１と、同じく移動体１２０の
移動軌道に沿って配列された多数のボール１２２と、各
ローラ１２１を間にして移動体１２０に軸方向に対向す
る受動体１２３と、各ローラ１２１及び各ボール１２２
を互いに間隔をおいて転動自在に保持するケージ１２４
と、各ローラ１２１を移動体１２０の一方の移動方向に
付勢する多数のばね１２５とから構成されている。

【００７０】移動体１２０は板状に形成され、受動体１
２３との対向面は平面状に形成されている。また、移動
体１２０の幅方向両側面には長手方向に延びる断面Ｖ形
の溝１２０ａが設けられ、各溝１２０ａには各ボール１
２２が転動自在に係合している。

【００７１】各ローラ１２１は軸方向に一様に延びる円
柱形状をなし、移動体１２０の長手方向に等間隔で配列
されている。また、各ローラ１２１の両端面はケージ１
２４との摩擦を少なくするために凸球面状に形成されて
いる。

【００７２】各ボール１２２は移動体１２０の長手方向
に等間隔で配列され、それぞれ幅方向二列に配置されて
いる。

【００７３】受動体１２３は幅方向両側を上方に屈曲し
た形状を有し、移動体１２０との対向面は平面状に形成
されている。また、受動体１２３の幅方向両側面には長
手方向に延びる断面Ｖ形の溝１２３ａが設けられ、各溝
１２３ａには各ボール１２２が転動自在に係合してい
る。

【００７４】ケージ１２４は受動体１２３の内面に沿っ
て幅方向両側を上方に屈曲しており、その厚さはローラ
１２１の外径よりも小さく形成されている。ケージ１２
４の幅方向中央には各ローラ１２１を保持する多数の孔
１２４ａが設けられ、各孔１２４ａには各ローラ１２１
が転動自在に収容されている。各孔１２４ａはローラ１
２１の一端側を基点に扇形に形成され、その基点から延
びる一方の辺は移動体１２０の移動方向に直交する断面
に対して平行で、他方の辺は移動体１２０の移動方向に
直交する断面に対して所定の角度をなすように傾斜して
いる。また、ケージ１２４の幅方向両側部には各ボール
１２２を保持する多数の孔１２４ｂが設けられ、各孔１
２４ｂには各ボール１２２が転動自在に収容されてい
る。更に、ケージ１２４の幅方向両側部には波状の凹凸
をなす弾性片１２４ｃが設けられ、各弾性片１２４ｃは
受動体１２３の内側面に弾性的に圧接している。

【００７５】各ばね１２５はそれぞれケージ１２４の各
孔１２４ａの間に取付けられ、その一端はケージ１２４
に固定されている。また、その他端はローラ１２１に係
止しており、ローラ１２１を移動体１２０の移動軌道に
対して傾斜した向きになるように付勢している。

【００７６】以上のように構成された直動摩擦装置にお
いては、図２０(a) に示すように移動体１２０を所定方
向（図中上方向）に移動させると、各ローラ１２１が移
動体１２０及び受動体１２２に接しながら転動し、これ
に追従してケージ１２４も移動する。その際、各ローラ
１２１は移動体１２０の移動軌道に対して傾斜した方向
に転動しようとするため、前記実施例と同様にして各ロ
ーラ１２１と移動体１２０及び受動体１２３との間に軸
方向の荷重に比例した摩擦力が発生する。また、図２０
(b) に示すように移動体１２０を前述の反対方向（図中
下方向）に移動させると、各ローラ１２１は移動体１２
０及び受動体１２３に接しながら転動するとともに、ケ
ージ１２４の孔１２４ａ内で傾動し、各ローラ１２１の
転動軸が移動体１２０の移動方向に直交する断面と平行
な向きになる。これにより、この方向の移動では各ロー
ラ１２１の転動軸が移動体１２０の移動軌道に対して傾
斜していないため、各ローラ１２１による滑り摩擦は発
生せず、移動体１２０は円滑に移動する。また、ケージ
１２４の弾性片１２４ｃが受動体１２３の内周面に圧接
しているので、移動方向を切換える際、ケージ１２４は
受動体１２３との接触抵抗により常に各ローラ１２１の
転動よりも遅れて移動することから、各ローラ１２１は
孔１２４ａ内で速やかに向きを変えるように傾動するこ
とができる。更に、各ローラ１２１は何れの移動方向に
おいても移動体１２０の移動軌道に対して傾斜しない向
きに安定しようとするので、抵抗を付与したい移動方向
に対しては各ローラ１２２が各ばね１２５で強制的に傾
斜するようになっている。

【００７７】このように、本実施例では移動体１２０の
移動方向に応じて各ローラ１２１の転動軸が移動体１２
０の移動方向に直交する断面と平行な向きと傾斜した向
きとに傾動するようにしたので、一方の移動方向では移
動体１２０の直進運動に各ローラ１２１の摩擦力による
抵抗を付与することができ、他方の移動方向では移動体
１２０を円滑に移動させることができる。

【００７８】図２１及び図２２は本発明の第１４の実施
例を示すもので、図２１は直動摩擦装置の分解斜視図、
図２２(a) はその平面方向の一部断面を示す拡大図、図
２２(b) はその正面から見た拡大図、図２２(c) はその
側面方向の一部断面を示す拡大図である。

【００７９】この直動摩擦装置は、軸心を中心に移動す
る移動体１３０と、移動体１３０の移動軌道に沿って配
列された多数のローラ１３１と、同じく移動体１３０の
移動軌道に沿って配列された多数のボール１３２と、各
ローラ１３１を間にして移動体１３０に軸方向に対向す
る受動体１３３と、各ローラ１３１及び各ボール１３２
を互いに間隔をおいて転動自在に保持するケージ１３４
と、移動体１３０を受動体１３３側に付勢する予圧手段
としての板ばね１３５と、これらの部品を収容するハウ
ジング１３６とから構成されている。

【００８０】移動体１３０は板状に形成され、受動体１
３３との対向面（下面）は平面状に形成されている。ま
た、移動体１３０の幅方向両側面には長手方向に延びる
断面Ｖ形の溝１３０ａが設けられ、各溝１３０ａには各
ボール１３２が転動自在に係合している。

【００８１】各ローラ１３１は軸方向に一様に延びる円
柱形状をなし、移動体１３０の長手方向に等間隔で配列
されている。また、各ローラ１３１の両端面はケージ１
３４との摩擦を少なくするために凸球面状に形成されて
いる。

【００８２】各ボール１３２は移動体１３０の長手方向
に等間隔で配列され、それぞれ幅方向二列に配置されて
いる。

【００８３】受動体１３３は板状に形成され、移動体１
３０との対向面（上面）は平面状に形成されている。ま
た、受動体１３３の下面には板ばね１３５を係止する多
数の孔１３３ａが設けられている。

【００８４】ケージ１３４は幅方向両側を上方に屈曲し
ており、その厚さはローラ１３１の外径よりも小さく形
成されている。ケージ１３４の幅方向中央には各ローラ
１３１を保持する多数の孔１３４ａが設けられ、各孔１
３４ａには各ローラ１３１が転動自在に収容されてい
る。各孔１３４ａは、各ローラ１３１の転動軸が移動体
１３０の移動方向に直交する断面に対して所定の角度で
傾斜するように形成されている。また、ケージ１３４の
幅方向両側部には各ボール１３２を保持する多数の孔１
３４ｂが設けられ、各孔１３４ｂには各ボール１３２が
転動自在に収容されている。

【００８５】板ばね１３５は上下方向に湾曲する波状に
形成されるとともに、受動体１３３の下面とハウジング
１３６の内面との間に圧縮状態で介装され、受動体１３
３を移動体１３０側に常に一定の付勢力で押圧してい
る。また、板ばね１３５の上面及び下面にはそれぞれ多
数の突起１３５ａが設けられ、上面側の突起１３５ａは
受動体１３３の各孔１３３ａに嵌合されている。

【００８６】ハウジング１３６は幅方向両側を上方に屈
曲した形状を有し、その底面には板ばね１３５の各突起
１３５ａが嵌合する多数の孔１３６ａが設けられてい
る。また、ハウジング１３６の幅方向両側面には長手方
向に延びる断面Ｖ形の溝１３６ｂが設けられ、各溝１３
６ｂには各ボール１３２が転動自在に係合している。即
ち、ハウジング１３６内では、図２２(b)(c)に示すよう
に受動体１３３が板ばね１３５により移動体１３０側に
付勢された状態で収容されるとともに、ケージ１３４に
保持された各ボール１３２がハウジング１３６の溝１３
６ｂと移動体１３０の溝１３０ａに係合している。これ
により、移動体１３０の軸方向外側への移動が規制さ
れ、移動体１３０及び受動体１３３が各ローラ１３１を
間にして互いに一定の圧力で押し付けられている。

【００８７】以上の構成では、移動体１３０に付与され
た予圧により、各ローラ１３１で発生する摩擦力を常に
一定にすることができる。また、移動体１３０に板ばね
１３５の予圧とは別に上下方向の荷重を加えれば、摩擦
力を任意に増大させることも可能である。

【００８８】図２３及び図２４は本発明の第１５の実施
例を示すもので、図２３は直動摩擦装置の分解斜視図、
図２４(a) はその平面方向の一部断面を示す拡大図、図
２４(b) はその正面から見た拡大図である。

【００８９】この直動摩擦装置は、軸心を中心に移動す
る移動体１４０と、移動体１４０の移動軌道に沿って配
列された多数のローラ１４１と、同じく移動体１４０の
移動軌道に沿って配列された多数のボール１４２と、各
ローラ１４１を間にして移動体１４０に軸方向に対向す
る受動体１４３と、各ローラ１４１及び各ボール１４２
を互いに間隔をおいて転動自在に保持するケージ１４４
と、移動体１４０を受動体１４３側に付勢する予圧手段
としての多数のコイルばね１４５と、これらの部品を収
容するハウジング１４６とから構成されている。

【００９０】移動体１４０は上面の幅方向中央部分を上
方へ突出した板状に形成され、受動体１４３との対向面
（下面）は平面状に形成されている。また、移動体１４
０の上面の幅方向両側には長手方向に延びる断面Ｖ形の
溝１４０ａが設けられ、各溝１４０ａには各ボール１４
２が転動自在に係合している。

【００９１】各ローラ１４１は軸方向に一様に延びる円
柱形状をなし、移動体１４０の長手方向に等間隔で配列
されている。また、各ローラ１４１の両端面はケージ１
４４との摩擦を少なくするために凸球面状に形成されて
いる。

【００９２】各ボール１４２は移動体１４０の長手方向
に等間隔で配列され、それぞれ幅方向二列に配置されて
いる。

【００９３】受動体１４３は板状に形成され、移動体１
４０との対向面（上面）は平面状に形成されている。ま
た、受動体１４３の下面には下方に延びる多数のガイド
ロッド１４３ａと、各コイルばね１４５の上端側を受容
する多数の孔１４３ｂがそれぞれ長手方向に配列されて
設けられている。

【００９４】ケージ１４４は幅方向両側を上方及び内側
に向かってに屈曲しており、その厚さはローラ１４１の
外径よりも小さく形成されている。ケージ１４４の幅方
向中央には各ローラ１４１を保持する多数の孔１４４ａ
が設けられ、各孔１４４ａには各ローラ１４１が転動自
在に収容されている。各孔１４４ａは、各ローラ１４１
の転動軸が移動体１４０の移動方向に直交する断面に対
して所定の角度で傾斜するように形成されている。ま
た、ケージ１４４の幅方向両側部には各ボール１４２を
保持する多数の孔１４４ｂが設けられ、各孔１４４ｂに
は各ボール１４２が転動自在に収容されている。

【００９５】各コイルばね１４５は受動体１４３の下面
とハウジング１４６の内面との間に圧縮状態で介装さ
れ、受動体１４３を移動体１４０側に常に一定の付勢力
で押圧している。

【００９６】ハウジング１４６は幅方向両側を上方に延
長し、且つ上面の両側を覆うように内側に向かって屈曲
した形状を有し、その底面には受動体１４３の各ガイド
ロッド１４３ａが摺動自在に挿入される多数の孔１４６
ａと、各コイルばね１４５の下端側を受容する多数の孔
１４６ｂが設けられている。コイルばね用の各孔１４６
ｂ内にはコイルばね１４５の下端と当接するねじ１４７
がそれぞれ組込まれており、ねじ１４７を上下方向に螺
進退させることにより、コイルばね１４５の付勢力を調
整できるようになっている。また、ハウジング１４６の
内部上面の幅方向両側には長手方向に延びる断面Ｖ形の
溝１４６ｃが設けられ、各溝１４６ｃには各ボール１４
２が転動自在に係合している。即ち、ハウジング１４６
内では、図２４(b) に示すように受動体１４３が各コイ
ルばね１４５により移動体１４０側に付勢された状態で
収容され、ケージ１４４に保持された各ボール１４２が
ハウジング１４６の溝１４６ｃと移動体１４０の溝１４
０ａに係合している。これにより、移動体１４０の軸方
向外側への移動が規制され、移動体１４０及び受動体１
４３が各ローラ１４１を間にして互いに一定の圧力で押
し付けられている。

【００９７】本実施例では各ねじ１４７によって各コイ
ルばね１４５の付勢力、即ち各ローラ１４１への予圧を
調整することができるので、予圧により発生する摩擦力
を任意に変えることができる。

【００９８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の直動摩
擦装置によれば、直進運動に対して常に安定した任意の
摩擦力を発生させることができ、しかも摩擦力の大きさ
を容易に制御することができるので、このような動作を
目的とする各種機械、例えばスライド機構の制動装置等
に有効に利用できるのは勿論のこと、構造が簡単である
ためコストの低減及び小型化に極めて有利である。

【００９９】また、請求項２の直動摩擦装置によれば、
請求項１の効果に加え、一方の移動方向にのみ任意の摩
擦力を発生させることができるので、このような動作を
必要とする各種機械、例えば一方向の移動速度を一定に
規制したスライド機構等にも利用範囲を拡大させること
ができる。

【０１００】また、請求項３の直動摩擦装置によれば、
請求項１または２の効果に加え、常に一定の摩擦力を発
生させておくことができるので、このような動作を目的
とする各種機械、例えば構造の簡単な減衰装置として利
用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す直動摩擦装置の分
解斜視図

【図２】直動摩擦装置の拡大図

【図３】直動摩擦装置の動作説明図

【図４】直動摩擦装置の動作説明図

【図５】本発明の第２の実施例を示す直動摩擦装置の拡
大図

【図６】本発明の第３の実施例を示す直動摩擦装置の拡
大図

【図７】本発明の第４の実施例を示す直動摩擦装置の拡
大図

【図８】本発明の第５の実施例を示す直動摩擦装置の拡
大図

【図９】本発明の第６の実施例を示す直動摩擦装置の拡
大図

【図１０】本発明の第７の実施例を示す直動摩擦装置の
分解斜視図

【図１１】直動摩擦装置の拡大図

【図１２】本発明の第８の実施例を示す直動摩擦装置の
拡大図

【図１３】本発明の第９の実施例を示す直動摩擦装置の
拡大図

【図１４】本発明の第１０の実施例を示す直動摩擦装置
の拡大図

【図１５】本発明の第１１の実施例を示す直動摩擦装置
の分解斜視図

【図１６】直動摩擦装置の拡大図

【図１７】本発明の第１２の実施例を示す直動摩擦装置
の拡大図

【図１８】本発明の第１３の実施例を示す直動摩擦装置
の分解斜視図

【図１９】直動摩擦装置の拡大図

【図２０】直動摩擦装置の動作説明図

【図２１】本発明の第１４の実施例を示す直動摩擦装置
の分解斜視図

【図２２】直動摩擦装置の拡大図

【図２３】本発明の第１４の実施例を示す直動摩擦装置
の分解斜視図

【図２４】直動摩擦装置の拡大図

【符号の説明】

１…移動体、２…ローラ、４…受動体、５…ケージ、１
０…移動体、１１…ローラ、１４…受動体、１５…ケー
ジ、２０…移動体、２１…ローラ、２３…受動体、２４
…ケージ、３０…移動体、３１…ローラ、３３…受動
体、３４…ケージ、４０…移動体、４１…ローラ、４３
…受動体、４４…ケージ、５０…移動体、５１…ロー
ラ、５３…受動体、５４…ケージ、６０…移動体、６１
…ローラ、６３…受動体、６４…ケージ、７０…移動
体、７１…ローラ、７３…受動体、７４…ケージ、８０
…移動体、８１…ローラ、８３…受動体、８４…ケー
ジ、９０…移動体、９１…ローラ、９３…受動体、９４
…ケージ、１００…移動体、１０１…ローラ、１０３…
受動体、１０４…ケージ、１１０…移動体、１１１…ロ
ーラ、１１３…受動体、１１４…ケージ、１２０…移動
体、１２１…ローラ、１２３…受動体、１２４…ケー
ジ、１３０…移動体、１３１…ローラ、１３３…受動
体、１３４…ケージ、１３５…板ばね、１４０…移動
体、１４１…ローラ、１４３…受動体、１４４…ケー
ジ、１４５…コイルばね。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直進方向に移動する移動体と、 移動体の移動軌道に沿って配列された多数のローラと、 各ローラを間にして移動体に対向する受動体と、 各ローラを互いに間隔をおいて転動自在に保持する保持
   体とを備え、 各ローラの転動軸を移動体の移動方向に直交する断面に
   対して所定の角度をなすように傾斜させたことを特徴と
   する直動摩擦装置。
2. 【請求項２】 前記移動体が所定方向に移動するときは
   各ローラの転動軸が移動体の移動方向に直交する断面に
   対して所定の角度をなすように傾斜し、移動体が他の方
   向に移動するときは各ローラの転動軸が移動体の移動方
   向に直交する断面に対して平行になるように各ローラを
   傾動自在に設けたことを特徴とする請求項１記載の直動
   摩擦装置。
3. 【請求項３】 前記移動体を受動体側に所定の圧力で付
   勢する予圧手段を備えたことを特徴とする請求項１また
   は２記載の直動摩擦装置。