JP3192461U - 回転直動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ボールネジ機構とボールスプライン機構とを組み合わせて構成する従来の回転直動装置において、軸方向の長さを短くし、回転直動装置を設置するのに必要なスペースを少なくした回転直動装置を提供する。【解決手段】外表面に軸方向のスプライン溝７−１が設けられているボールスプライン軸７の軸芯に、外周面に螺旋状のボールネジ溝２−１が設けられているボールネジ軸２を出入自在にねじ込み得る径の中空部７−２を形成する。中空部７−２の内壁の一部には、ボールネジ溝２−１に嵌まり合って循環転動するボール３を設ける。ボールスプライン軸７には外筒８を嵌装する。ボールネジ軸２がボールスプライン軸７内に挿通されるので、ボールスプライン軸７に挿通される分だけ回転直動装置の長さを短くすることが出来る。【選択図】図１

Description

本考案は、ボールネジ機構とボールスプライン機構とを有する回転直動装置に関するものである。

本考案で言う回転直動装置とは、モータにより回転させられる軸の軸方向へ、対象物を直線的に移動することが出来る装置のことである。
なお、軸方向への直線的な移動を可能とする装置としてはボールネジ装置があり、軸方向への直線的な移動を許容しつつ周方向への回転を防止する装置としてはボールスプライン装置がある。

図３はボールネジ装置を示す図である。図３において、１は直線移動用モータ、２はボールネジ軸、２−１はボールネジ溝、３はボール、４はナット部、４−１はネジ穴、７はボールスプライン軸、７−１はスプライン溝、７−２は中空部である。なお、ナット部４は、ボールスプライン軸７の一部を利用して形成したものである。
ボールネジ軸２の表面には、螺旋状にボールネジ溝２−１が設けられている。ナット部４の中空部内壁には、ボールネジ溝２−１に嵌まり込んで移動するようにしたボール３が設けられている。なおボール３は、図示してはいないが、公知の如く循環路を循環するようにされている。
直線移動用モータ１はボールネジ軸２を回転させるモータである。上記のようにボールスプライン軸７の一部に形成されたナット部４は、ボールネジ軸２に連られて回転しないので、ボールネジ軸２の回転によりナット部４は軸方向（矢印Ｃ方向）へ移動する。回転方向を逆にすると、移動方向も逆になる。直線移動用モータ１の回転を制御することにより、ナット部４を軸方向へ任意に直線移動させることが出来る。

図４は、ボールスプライン装置を示す図である。図４において、７はボールスプライン軸、７−１はスプライン溝、８は外筒、９はボールである。
ボールスプライン軸７の表面には、軸方向にスプライン溝７−１が複数条設けられている。ボールスプライン軸７は外筒８に挿通される。外筒８の内壁面には、軸方向に整列させられたボール９の列が、前記スプライン溝７−１に対応するよう複数列設けられている。外筒８にボールスプライン軸７を挿通する際、ボール９の列がスプライン溝７−１に嵌まるようにして挿通される。

外筒８が固定されているとした場合、ボールスプライン軸７に軸方向への力が加えられると、ボールスプライン軸７は軸方向（矢印Ｄ方向）に移動する。その移動はボール９がスプライン溝７−１を軸方向に転動して行われるので、滑らかに行われる。

従来の回転直動装置の例としては、前記したボールネジ装置のボールネジ軸とボールスプライン装置のボールスプライン軸とを直結して構成されるものがあった（例えば特開平９−２９２００２号公報）。
そして、このような回転直動装置において、回転させたい場合はボールスプライン装置の部分を作動させ、直線移動させたい場合はボールネジ装置の部分を作動させていた。

特開平９−２９２００２号公報 特開平１０−０１９０４１号公報

前記した従来の回転直動装置には、次のような問題点があった。
第１の問題点は、２つの軸を単に継ぎ足すことによって構成していたので、軸方向に長くなってしまうという点である。
第２の問題点は、軸方向に長くなってしまうので、回転直動装置を設置するのに大きなスペースを必要とするという点である。
第３の問題点は、ボールネジのナットをボールスプライン軸と結合させる為、大きなスペースを必要とするという点である。
本考案は、このような問題点を解決することを課題とするものである。

前記課題を解決するため、本考案では、外周面に螺旋状のボールネジ溝が施されたボールネジ軸と、軸芯に前記ボールネジ軸を出入自在にねじ込み得る径の中空部が形成され、該中空部の内壁の一部に前記ボールネジ溝に嵌まり合って循環転動するボールが設けられ、且つ外表面に軸方向のスプライン溝が設けられたボールスプライン軸と、該ボールスプライン軸に嵌装された外筒とを具えることにより、回転直動装置を構成することとした。 このような本考案の回転直動装置では、前記ボールネジ軸を回転させることにより前記ボールスプライン軸を軸方向へ直線的に移動させることが出来る。

以上述べた如く、本考案の回転直動装置ではボールスプライン軸を中空の軸とし、その中空内壁の一部にボールネジ軸のボールネジ溝に嵌まり合って循環転動するボールを設けると共に、ボールスプライン軸とそれに嵌装された外筒とを一体となるよう連結し、ボールネジ軸をボールスプライン軸内にねじ込むように構成したので、軸方向の長さを短くすることが可能となった。そのため回転直動装置を設置するのに必要なスペースが、従来に比べて大幅に少なくて済むようになった。

本考案の回転直動装置を示す図 本考案の回転直動装置の分解図 ボールネジ装置を示す図 ボールスプライン装置を示す図

以下、本考案の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本考案の回転直動装置を示す図である。符号は図３，図４のものに対応し、７−２は中空部である。
なお、ここでは、ボールスプライン軸７の周方向への回転動作は必要としないという装置の場合を例にとって説明する。言い換えれば、ボールスプライン軸７を挿通している外筒８は、図示しない手段により位置が固定されているものとする。
本考案の回転直動装置では、ボールスプライン軸７として以下に述べるような独特の構造をしたものを用いる。即ち、従来のような中が詰まっている中実の軸ではなく、軸芯に中空部７−２を形成し、その径をボールネジ軸２を出入自在にねじ込み得る径とした中空の軸とする。そして、中空部７−２の内壁の一部に、ボールネジ軸２の外周面のボールネジ溝２−１に嵌まり合って循環転動するボール３を設ける。なお、ボールスプライン軸７の外表面には、当然のことながら軸方向にスプライン溝７−１が設けられている。
そして、そのようなボールスプライン軸７に外筒８が嵌装される。

図２は本考案の回転直動装置の分解図である。符号は図１のものに対応し、８−１はボールスプライン軸挿通孔である。図２（１）は、ボールネジ軸２を示している。図２（２）はボールスプライン軸７を示し、図２（３）は外筒８を示している。
本考案の回転直動装置は、図２（２）に示されるボールスプライン軸７に図２（１）のボールネジ軸２をねじ込み、図２（３）の外筒８を図２（２）のボールスプライン軸７に嵌装することにより完成される。

図１の直線移動用モータ１はボールネジ軸２を回転させるモータである。この直線移動用モータ１によりボールネジ軸２を回転させると、それと螺合されているボールスプライン軸７は、もし単に螺合されているだけであるなら、ボールネジ軸２に螺合状態で付着したままボールネジ軸２と共に周方向に回転しようとする。
しかし図示した例では、ボールスプライン軸７に嵌装されている外筒８は位置が固定されていて周方向への回転は出来ないとしているから、ボールスプライン軸７は、ボールネジ軸２に沿って直線的に移動する。ボールスプライン軸７の外筒８に対する直線的移動は、ボール９の転動により滑らかに行われる。

以上は外筒８の位置が固定されている場合について説明したが、もしボールスプライン軸７を周方向に所望の角度だけ回転させることも行いたいという場合であれば、モータ等の適宜の手段により外筒８を所望の角度だけ回転させることにより、それは実現することが出来る。

１…直線移動用モータ、２…ボールネジ軸、２−１…ボールネジ溝、３…ボール、４…ナット部、４−１…ネジ穴、７…ボールスプライン軸、７−１…スプライン溝、７−２…中空部、８…外筒、８−１…ボールスプライン軸挿通孔、９…ボール

Claims (1)

1. 外周面に螺旋状のボールネジ溝が施されたボールネジ軸と、
   軸芯に前記ボールネジ軸を出入自在にねじ込み得る径の中空部が形成され、該中空部の内壁の一部に前記ボールネジ溝に嵌まり合って循環転動するボールが設けられ、且つ外表面に軸方向のスプライン溝が設けられたボールスプライン軸と、
   該ボールスプライン軸に嵌装された外筒と
   を具えることにより構成され、
   前記ボールネジ軸を回転させることにより前記ボールスプライン軸を軸方向へ直線的に移動させるようにしたことを特徴とする回転直動装置。

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