JP4273622B2

JP4273622B2 - リニア駆動装置のガイド軸の取付方法

Info

Publication number: JP4273622B2
Application number: JP2000100282A
Authority: JP
Inventors: 和正吉田
Original assignee: 三菱マテリアルシ−エムアイ株式会社
Priority date: 2000-04-03
Filing date: 2000-04-03
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2020-04-03
Also published as: JP2001286108A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニア駆動装置の組立に関し、更に詳しくは、モータ固定用のブラケットにガイド軸を取り付ける好適な取付方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は駆動モータとして小型ステッピングモータ１０を用いたリニア駆動装置を示している。
【０００３】
このステッピングモータ１０は、励磁コイル１１が励磁されることによりロータマグネット１２が回転駆動され、その回転力がモータシャフト１３の右端からケース１４の外部に出力されるようになっている。
【０００４】
ここで、ケース１４は、ステータカップ１４Ａと、その左右両端に結合されるプレート１４Ｂ、１４Ｃとの複合構造とされ、右側のプレート１４Ｂには、モータシャフト１３の右端側を回転自在に支持するラジアル軸受１５が取り付けられており、また、左側のプレート１４Ｃには、モータシャフト１３の左端に圧接する板バネ１６が取り付けられている。そして、この板バネ１６によってモータシャフト１３の横線方向（図中左方向）の位置が規制されている。
【０００５】
上記構造のステッピングモータ１０は、リニア駆動装置２０のブラケット２２の左側（コの字部分）にネジ止めや溶着等で固定されることにより、ブラケット２２に一体的に取り付けられている。このリニア駆動装置２０は、ステッピングモータ１０の回転駆動によって移動体２１を軸方向（左右方向）に移動するための装置であって、モータシャフト１３の右端側の部位に形成されたリードスクリュー１３Ａにねじ合う移動体２１を備えており、モータシャフト１３の回転方向に応じてこの移動体２１が左右方向に移動するようになっている。また、ブラケット２２の右側には樹脂ベアリング２３が取り付けられており、この樹脂ベアリング２３には、鋼球２４を介してモータシャフト１３の右端が軸支されている。そして、これらの鋼球２４および樹脂ベアリング２３によってモータシャフト１３の軸線方向（図中右方向）の位置が規制されている。
【０００６】
また、係る構造のリニア駆動装置２０にあっては、近年の小型化や駆動スパンの増大に伴い、例えば、カメラのズーム機構等では、小型モータを用い、且つ、シャフト長も従来の１０〜２０ｍｍから３０ｍｍ以上といった長軸のものが使用されるようになってきており、このため、図示のように、組立の際にブラケット２２のコの字対向辺にモータシャフト１３と並行するガイド軸２５を取り付け、前記リードスクリュー１３Ａによるねじ合い機構と共に、このガイド軸２５にて前記移動体２１を支持・誘導するといった構成がしばしば採用されている。このガイド軸２５によってリニア駆動装置２０の機構を補強でき、且つ、移動体２１の安定駆動が行えるようになる。
【０００７】
因みに、前記ガイド軸２５による移動体２１の支持構造は、移動体２１の上部に設けた軸方向の軸受貫通孔２１ａにガイド軸２５を挿通させる構造である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ガイド軸２５の取り付けに際し、従来では、主に次のような方法が行われていた。すなわち、▲１▼コの字形の前記ブラケット２２の一方（モータ取り付け側）の取付孔１の径をガイド軸の外径よりやや大きめに形成し、この取付孔１を通してガイド軸２５を挿入してその先端を対向する細径のもう一方の取付孔１に圧入することによってガイド２５軸の片端（右端）をブラケット２２にきつく固定する方法。▲２▼上記例のように、取付孔１を貫通孔とせず凹状とし、この凹部にそれぞれガイド軸端を係止する方法等である。
【０００９】
ところが、▲１▼の取付方法は、圧入の際に細径孔の外側を押さえ冶具にて支えるため、圧入時の衝撃でガイド軸２５が撓み、同軸度が取り難くなる。このため、モータシャフト１３との並行性が損なわれ、これがモータの負荷となって直線駆動推進力にムラが発生し易いといった欠点が有った。また、▲２▼の取付方法は、▲１▼の場合ようにブラケット２２やガイド軸２５に無理な力は掛からないものの、通常、小型モータでは、ブラケット２２の板厚が０．８〜１．０ｍｍ程度と薄いものが使用されるため、加工による凹部のＲや軸端のＲを考慮すると、軸端が凹部に係止される平坦部分が極めて少なくなり、これもまた、同軸度の面で問題があった。
【００１０】
また、上記▲１▼、▲２▼以外の取付方法として、▲３▼対向する双方の取付孔を共に大きめのフリーの状態にして、ガイド軸を挿入後、軸両端部をそれぞれ接着剤で固定したり、或いは、▲４▼軸端部を外側からパンチ加工にて加締めることにより、ガイド軸２５の両端をブラケット２２にきつく固定する方法も考えられるが、▲３▼の方法は、接着剤がリードスクリュー等の部品に付着し易いといった欠点があり。▲４▼の方法は、ガイド軸２５が邪魔して押さえ冶具を使用できないことから、パンチ加工の際の衝撃でブラケット２２の直角性を崩し易く、且つ、ガイド軸２５も変形し易い等の欠点が有るため、なかなか実施するまでには至らなかった。
【００１１】
本発明は、上記従来方法の欠点に鑑みて成されたもので、簡単な作業で、且つ、モータシャフトとの並行性を損なわずに取り付けできるリニア駆動装置のガイド軸の取付方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１に記載の発明は、外部に延出するモータシャフト（１３）の回転により移動体（２１）をシャフト方向に直線駆動するリニア駆動装置（２０）において、当該リニア駆動装置（２０）のモータ固定用ブラケット（２２）に前記移動体（２１）を支持・誘導するためのガイド軸（２５）を取り付ける方法であって、コの字形を成す前記ブラケット（２２）の所定位置に前記ガイド軸（２５）が遊嵌可能な取付孔（１、１）を相対向して設けると共に、外側より孔方向に衝撃を加えて前記取付孔（１、１）にバリ（２）を生じさせ、当該バリ（２）による孔径の径細を利用して前記ガイド軸（２５）の両端部をブラケットの内側より挿嵌・支持することを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、前記コの字形ブラケット（２２）の対向片を内側から支える押さえ冶具（４）を使用して前記取付孔（１、１）を囲む周辺に外方向からのパンチ加工にて衝撃を加えることを特徴とするものである。
【００１４】
上記構成は、孔内に形成されるバリによって挿嵌されたガイド軸の軸方向の自由度を規制し、抜けを防止するもので、これにより従来のようなガイド軸の圧入を無くし、ガイド軸の撓みやブラケットの変形を生ずることなくガイド軸の取り付けができる。また、取り付け後、ガイド軸はラジアル方向に自由度を持つため、同軸誤差を吸収してモータシャフトとの並行性も十分確保できることから、リニア駆動装置としてムラのない安定した直線駆動推進力を得ることができる。また、パンチ加工の際に、上記構造の押さえ冶具を使用することにより、ブラケットのコの字部分の直角性を損なうことなく、簡単に取付孔のパンチ加工が行える。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
【００１６】
本実施形態は、例えば、図３に示すようなリニア駆動装置２０におけるガイド軸２５の取付方法に係わるものあるが、当該リニア駆動装置２０の詳細構成については説明済みであるのでここでは省略し、リニア駆動装置２０の組立において従来と相違するガイド軸２５の取り付けについてのみ、図１、図２に基づいて説明することにする。図１はガイド軸の取り付け工程を示す図、図２は押さえ冶具を用いた取付孔のパンチ加工を示す図である。
【００１７】
尚、ここで、前記ガイド軸２５は、直径１Φ程度のＳＵＳ製のステーが使用され、ガイド軸２５が固定されるブラケット２２は板厚０．８〜１．０ｍｍ程度の亜鉛処理鋼板が使用されている。
【００１８】
本実施形態では、従来通りブラケット２２のコの字形対向片の所定位置にガイド軸２５を取り付けるための取付孔１を設けるが、従来と相違して双方の孔径をガイド軸の径より少々大き目に形成してある。従って、この状態ではガイド軸２５はフリーな状態となっており、ガイド軸５は抜け落ちてしまう。
【００１９】
そこで、図１（ａ）に示すように、取付孔１を囲む周辺部分に孔方向にポンチ５にて衝撃を加え（パンチ加工）、その外側周辺に図１（ｂ）に示すような加締め跡３を形成する。この際の衝撃で取付孔１の外縁付近にバリ２が形成され、その部分の孔径は径細となる。この状態で、図１（ｃ）に示すように、取付孔１の内側より（ブラケット２２の内側より）ガイド軸２５の両端部を挿嵌すれば、先端部がバリ２に当接して軸方向の自由度が規制されるから、ガイド軸２５は抜け落ちることはなくなる。
【００２０】
既述したように、この場合ブラケット２２の材質が亜鉛処理鋼板によるものであるから小さな衝撃で比較的簡単にバリを発生させることができ、且つ、バリ２によってガイド軸２５の軸方向の自由度を規制するだけの構造であるから、取付に大きな力が必要なガイド軸の圧入工程を必要としない。従って、外径寸法１Φといったような極めて細いガイド軸２５であっても撓みを生じることはなく簡単に取り付けでき、且つ、取り付け後は、ガイド軸５はラジアル方向に自由度を持つから、モータシャフトとの同軸誤差がこの自由度で吸収でき、よって、移動体の直進性を高めることができる。また、本実施形態の方法では、バリ２は取付孔１の外側付近に生じるから、ガイド軸２５の取り付けや分解は容易である。尚、図１の（ｂ）、（ｃ）では、説明を分かり易くするためにバリ２の程度や取付孔１とガイド軸２５との隙間を強調してある。
【００２１】
本実施形態では、図１（ａ）で説明した取付孔１のパンチ加工に図２に示す押さえ冶具４を使用する。
【００２２】
既述のように、本発明に係わるパンチ加工は取付孔１の外側付近にバリを生じさせれば良いから、図示するようなコの字形ブラケット２２の対向片を内側から支える凸状の押さえ冶具４を用いると好適である。本構成では、凸状の押さえ冶具４にブラケット２２を逆さ向きにセットした後、その両外側から取付孔１を囲む周辺部にポンチ５にて衝撃を与えるものであるから、パンチの際の衝撃によりコの字形の直角性を損なうことなくパンチ加工を行うことができる。従って、装置の組立後、モータシャフト１３との並行性も十分確保することができ、加えて、既述したようにガイド軸２５はラジアル方向に自由度を持つから、軸長３０ｍｍといった近年のシャフトの長軸化に対応し得る安定した直線駆動推進力を奏するリニア駆動装置２０を実現することができる。
【００２３】
以上、本実施形態では、駆動モータとして小型ステッピングモータを使用した例を説明したが、これに限定されるものではなく、この他ＡＣモータ、ＤＣモータ等を用いたリニア駆動装置にも勿論適用できるものである。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明によれば、コの字形ブラケットの対向位置にガイド軸が遊嵌可能な取付孔を相対向して設けると共に、外側より孔方向に衝撃を加えて取付孔にバリを生じさせ、このバリによる孔径の径細を利用してガイド軸の両端部を内側より挿嵌・支持するようにしたので、このバリによりガイド軸の軸方向の自由度を規制することができ、取り付けに際し従来のような圧入工程を無くすことができる。その結果、ガイド軸の撓みやブラケットの変形を生ずることなくガイド軸の取り付けができる。また、取り付け後、ガイド軸はラジアル方向に自由度を持つため、同軸誤差を吸収してモータシャフトとの並行性も十分確保できることから、リニア駆動装置としてムラのない安定した直線駆動推進力を得ることができる。
また、バリは取付孔の外側付近に生じるからガイド軸の取り付けは比較的簡単であり、従って、分解作業も容易に行える。
【００２５】
また、請求項２に記載の本発明によれば、前記コの字形ブラケットの対向片を内側から支える押さえ冶具を使用して取付孔を囲む周辺に外方向よりパンチ加工にて衝撃を加えるようにしたので、従来のようにパンチの際の衝撃でブラケットの直角性を損なうこはない。よって、組立後の、モータシャフトとの並行性も十分確保することができ、近年のリニア駆動装置におけるシャフトの長軸化に対応し得る安定した直線駆動推進力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガイド軸の取り付け工程を示す図である。
【図２】押さえ冶具を用いた取付孔のパンチ加工を示す図である。
【図３】リニア駆動装置の全体構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１取付孔
２バリ
４押さえ冶具
５ポンチ
１３モータシャフト
２０リニア駆動装置
２１移動体
２２ブラケット
２５ガイド軸

Claims

外部に延出するモータシャフト（１３）の回転により移動体（２１）をシャフト方向に直線駆動するリニア駆動装置（２０）において、当該リニア駆動装置（２０）のモータ固定用のブラケット（２２）に前記移動体（２１）を支持・誘導するためのガイド軸（２５）を取り付ける方法であって、
コの字形を成す前記ブラケット（２２）の所定位置に前記ガイド軸（２５）が遊嵌可能な取付孔（１、１）を相対向して設けると共に、外側より孔方向に衝撃を加えて前記取付孔（１、１）にバリ（２）を生じさせ、当該バリ（２）による孔径の径細を利用して前記ガイド軸（２５）の両端部をブラケット（２２）の内側より挿嵌・支持することを特徴とするリニア駆動装置のガイド軸の取付方法。
前記コの字形ブラケット（２２）の対向片を内側から支える押さえ冶具（４）を使用して前記取付孔（１、１）を囲む周辺に外方向からのパンチ加工にて衝撃を加えることを特徴とする請求項１に記載のリニア駆動装置のガイド軸の取付方法。