JP4480530B2

JP4480530B2 - 摺動装置

Info

Publication number: JP4480530B2
Application number: JP2004279439A
Authority: JP
Inventors: 充山崎; 敏昭横山
Original assignee: Nippon Bearing Co Ltd
Current assignee: Nippon Bearing Co Ltd
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2024-09-27
Also published as: JP2006090510A

Description

本発明は、摺動装置に関するものである。

従来から、軸体41に対して摺動体42が縦湾曲線摺動するように設けられた図１の摺動装置が提案されている。

具体的には、軸体41に、縦湾曲形状の第一負荷溝47ａが形成された第一負荷部構成材47が設けられ、一方、摺動体42に、縦湾曲形状の第二負荷溝48ａが形成された第二負荷部構成材48が設けられ、この第一負荷溝47ａ及び第二負荷溝48ａは対向して負荷路43が形成され、この負荷路43には該負荷路43を転動移動する複数の転動体（図示省略）が配設され、これらの転動体は負荷路43を移動する板状の転動体保持器（図示省略）により所定間隔を保持して配設されている。

尚、図１の摺動装置の場合、負荷路43は左右一箇所ずつ設けられている。また、図中符号44はウオーム46を駆動するサーボモータ、45はウオーム46を受ける軸受け、49は転動体保持器の脱落を阻止するストッパーネジである。

ところで、図１の摺動装置は、一軸方向に縦湾曲線摺動するものであり、例えばＸ−Ｙ二軸方向に対する縦湾曲線摺動を得たい場合には、この従来の二つの摺動装置を一方を他方に対して９０度回転させて重ねたものを用いている。

即ち、例えば図２，３に図示したように、Ｘ方向に縦湾曲線摺動する摺動装置Ａと、Ｙ方向に縦湾曲線摺動する摺動装置Ｂとを重ね合わせた場合、どちらか一方を動かせばＸ方向若しくはＹ方向への縦湾曲線摺動が可能となるのは勿論、双方を同時に動かすことでＸ−Ｙ方向への縦湾曲線摺動が可能となる。尚、図中符号50は、摺動体42の移動量を示す目盛り板である。

また、例えば、特開平３−２７０８１７号公報（特許文献１）には、下側の摺動装置の摺動体と上側の摺動装置の軸とを一体化せしめることで、上述のように単に二つの摺動装置を重ねた場合より高さ低くできる構成が開示されており、特開２００２−１８９０８９号公報（特許文献２）には、上面を欠球状凹面とした回転テーブル上に、下面が該凹面と嵌合する欠球状凸面に形成された摺動体を設けてＸ−Ｙ方向への縦湾曲線摺動を実現した構成も開示されている。

特開平３−２７０８１７号公報特開２００２−１８９０８９号公報

しかしながら、二つの摺動装置を重ねた場合、一方の摺動装置の縦湾曲線摺動中心と、他方の摺動装置の縦湾曲線摺動中心との高さが同一でなくなってしまうため、上側の摺動装置の縦湾曲線摺動半径より、下側の摺動装置の縦湾曲線摺動半径を大きく設計し、前記二つの縦湾曲線摺動中心を一致させるように設計しているのが現状であるが、加工誤差等による微小な誤差は避けられず、高い精度を実現するためにはコスト高とならざるを得なかった。

また、そもそも縦湾曲線摺動する摺動装置を構成する、軸体，摺動体，第一負荷部構成材，第二負荷部構成材等は、縦湾曲形状の負荷溝等を形成するために特殊加工を必要とし、非常に高価であり、これを二つ重ねた摺動装置は極めて高価であった。

また、特許文献２に記載の摺動装置は、二つの縦湾曲線摺動中心を一致させる作業は不要となるが、回転テーブルと欠球状面で摺接する摺動体を精密に制御することが極めて厄介であるのに加え、構造上、非常に低荷重のごく限られた部分でしか使用できず、更に剛性不足も避けられないものであり、極めて実用性に乏しく、到底実用化は望めないものであった。

本発明は、上述の問題点を解決するもので、一組の軸体と摺動体とでＸ−Ｙ二軸方向に対する縦湾曲線摺動を実現し、厄介な精度調整が不要で高精度なＸ−Ｙ二軸方向に対する縦湾曲線摺動を安価に得られる極めて実用性に秀れた画期的な摺動装置を提供するものである。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

軸体１と該軸体１に対して縦湾曲線摺動する摺動体２とから成る摺動装置であって、前記軸体１と前記摺動体２との間には縦湾曲形状の負荷路６が設けられ、この負荷路６には該負荷路６を転動移動する複数の転動体３が配設され、前記軸体１は、第一回転テーブル４に設けられ、また、前記摺動体２は、第二回転テーブル５に設けられ、前記第一回転テーブル４には第一軸４ａが設けられ、この第一軸４ａを受ける軸受け７ａに前記軸体１が設けられ、また、前記軸体１は前記第一軸４ａに被嵌された第一歯車８と連設され、この第一歯車８と歯合する第一歯合体９は前記第一回転テーブル４で軸受けされており、一方、前記第二回転テーブル５には第二軸５ａが設けられ、この第二軸５ａを受ける軸受け７ａに前記摺動体２が設けられ、また、前記摺動体２は前記第二軸５ａに被嵌された第二歯車12と連設され、この第二歯車12と歯合する第二歯合体13は前記第二回転テーブル５で軸受けされており、前記第一回転テーブル４を固定した状態で、前記第一歯合体９を駆動させた場合は前記軸体１，前記摺動体２及び前記第二回転テーブル５が回転し、また、前記第二歯合体13を駆動させた場合は前記第二回転テーブル５が回転するように構成されていることを特徴とする摺動装置に係るものである。

また、請求項１記載の摺動装置において、前記摺動体２の縦湾曲線摺動中心と、前記第一回転テーブル４及び前記第二回転テーブル５の回転中心とが一致せしめられていることを特徴とする摺動装置に係るものである。

また、請求項１，２いずれか１項に記載の摺動装置において、前記負荷路６には、前記転動体３を所定間隔で保持する転動体保持器14が配設されていることを特徴とする摺動装置に係るものである。

また、請求項１〜３いずれか１項に記載の摺動装置において、前記第一回転テーブル４を固定した状態で、前記第一歯合体９を駆動させると該第一歯合体９が自転して前記第一歯車８が回転することで、前記軸体１，前記摺動体２及び前記第二回転テーブル５が回転するように構成したことを特徴とする摺動装置に係るものである。

また、請求項１〜４いずれか１項に記載の摺動装置において、前記第一回転テーブル４を固定した状態で、前記第二歯合体13を駆動させると該第二歯合体13が自転し且つ前記第二歯車12の周囲を回転することで、前記第二回転テーブル５が回転するように構成したことを特徴とする摺動装置に係るものである。

また、請求項１〜５いずれか１項に記載の摺動装置において、前記第一回転テーブル４と前記第二回転テーブル５とには夫々駆動用のモータ27ａ・27ｂが設けられていることを特徴とする摺動装置に係るものである。

本発明は上述のように構成したから、厄介な精度調整が不要で高精度なＸ−Ｙ二軸方向に対する縦湾曲線摺動を安価に得られる極めて実用性に秀れた画期的な摺動装置となる。

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

摺動体２の縦湾曲摺動方向を変えることがで、二つの摺動装置を重ね合わせた従来装置と同様の動き（第二回転テーブル５の傾斜）が可能となり、所望の縦湾曲線摺動が簡易に実現できる。よって、軸体１及び摺動体２を二組用いる必要なく、一組でＸ−Ｙ二軸方向への縦湾曲線摺動が可能となる。

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

本実施例は、軸体１と、該軸体１に対して縦湾曲線摺動する摺動体２とから成る摺動装置であって、軸体１と摺動体２との間には縦湾曲形状の負荷路６が設けられ、この負荷路６には、該負荷路６を転動移動する複数の転動体３が配設され、軸体１は、第一回転テーブル４に設けられ、また、摺動体２は、第二回転テーブル５に設けられ、第一回転テーブル４が回転した場合、軸体１，摺動体２及び第二回転テーブル５が回転し、且つ第二回転テーブル５が回転した場合、摺動体２，軸体１及び第一回転テーブル４が回転しないように構成されているものである。

具体的には、本実施例は、第一回転テーブル４に軸体１が設けられ、この第一回転テーブル４を設置固定し、また、この第一回転テーブル４には摺動体２が設けられ、この摺動体２には、第二回転テーブル５が設けられ、この第二回転テーブル５に、ワークを載置して該ワークを切削加工等したり、光ファイバーケーブルを載置して光ファイバーケーブル接合時の軸心合わせ等に用いるものである。

各部を具体的に説明する。

軸体１は、図７に図示したように上面に二つの凸条15が設けられ、この凸条15間には、摺動体２の下面に設けられる螺合部16と螺合し且つ自転するウオーム17が配設されている。

このウオーム17が配設される軸体１の前後両端部には、軸受け18が夫々設けられ、この軸受け18の外方位置には、該軸受け固定用ナット35が設けられている。また、ウオーム17は、駆動用のモータ19の駆動軸と、連結体36を介して連結されている。

また、二つの凸条15の外側には、縦湾曲形状の第一負荷溝20ａが形成された第一負荷部構成材20が夫々付設されている。

軸体１には、基部２ａの左右に下縁が湾曲した袖部２ｂ・２ｃを垂下した断面視略逆凹形状の摺動体２が被嵌されている。

摺動体２の両袖部２ｂ・２ｃの内側には、第二負荷溝21ａが形成された第二負荷部構成材21が付設されている。

また、軸体１及び摺動体２の一側面には、摺動体２の軸体１に対する移動量を示す目盛り板22が設けられている。

尚、本実施例においては、前記軸体１及び摺動体２に前記第一負荷溝20ａ若しくは第二負荷溝21ａが形成された第一負荷部構成材20若しくは第二負荷部構成材21を設けた構成であるが、直接軸体１に第一負荷溝20ａを形成したり摺動体２に第二負荷溝21ａを形成したりした構成としても良く、この場合には、部品点数及び製作工程を削減して一層コスト安に製作できることになる。

軸体１の第一負荷部構成材20の第一負荷溝20ａと、摺動体２の第二負荷部構成材21の第二負荷溝21ａとが対向して転動体３が配設される負荷路６が形成される。

第一負荷溝20ａと第二負荷溝21ａは夫々断面視略Ｖ字状に形成されており、従って、負荷路６は断面視略正菱形状となる。

負荷路６には、転動体保持器14が配設される。この転動体保持器14は、板体14ａに、転動体３が転動可能な状態で保持される転動体保持窓14ｂを所定間隔で複数設けたものであり、この転動体保持器14の両側が第一負荷溝20ａ及び第二負荷溝21ａの中央に形成される溝37に嵌入される。

この転動体保持器14には、複数の円柱状の転動体３が所定間隔をおいて保持される。具体的には、この円柱状の転動体３は、その回転軸が隣接する転動体３の回転軸に対し９０度傾いた状態で配設されている。図中符号23は、転動体保持器14の脱落を阻止するストッパーネジである。

尚、本実施例においては、転動体保持器14の板体14ａとして薄金属板を溝37のＲ形状に合うように湾曲塑性加工されたものが採用されているが、溝37のＲ形状になじみやすいように、湾曲方向に可撓性を有するものを採用しても良い。この可撓性は、合成樹脂等の可撓性を有する素材に起因するものや、板体を細かな板体から構成し、この細かな板体をリンク機構等を介して屈曲自在に連結した構成とすることに起因するものでも良い。

以上、本実施例は、摺動機構として公知のクロスローラ機構を採用しているが、勿論ボールを転動体として配設した構成等、他の摺動機構を採用しても良い。

また、軸体１は、第一回転テーブル４に設けられる第一軸４ａを受ける軸受け７ａに設けられている。この軸受け７ａとしては、内輪と外輪とから成り、この内輪と外輪との間に複数のローラーが配設されて成るクロスローラベアリングが採用されている。

第一軸４ａは、第一回転テーブル４の中央部に嵌合される連結蓋24ａにボルト11ａで連結されている。

また、軸体１は、第一軸４ａに被嵌された第一歯車８（ウオームホイール）と連設されている。

具体的には、第一歯車８と軸体１とは、軸受け７ａを支承する支承部25ａを介してボルトで連結されている。

また、第一歯車８と歯合する第一歯合体９（ウオーム）は第一回転テーブル４で軸受けされている。

具体的には、第一歯合体９は、図４に図示したように、後述する第二歯合体13同様、第一回転テーブル４の周壁に穿設される挿通孔（図示省略）に挿通され、一端は該挿通孔の外側に設けられる軸受け30ａ及び固定用ナット29ａによって支持され、他端には、連結体26ａ及びコ字状連結体33ａを介してモータ27ａが連結されている。尚、コ字状連結体33ａには軸受け（図示省略）が内装されており、第一歯合体９の他端は、軸受け及び固定用ナット（図示省略）によって支持されている。

更に、第一歯合体９は、前記軸受け30ａを固定する軸受け固定用ナット29ａによって第一回転テーブル４外への移動が阻止され、モータ27ａの駆動により自転して第一回転テーブル４を回転させるように構成されている。

また、摺動体２には、図６に図示したように軸受け７ｂが設けられ、この軸受け７ｂにより第二回転テーブル５に設けられる第二軸５ａが軸受けされている。この軸受け７ｂとしては、内輪と外輪とから成り、この内輪と外輪との間に複数のローラーが配設されて成るクロスローラベアリングが採用されている。

第二軸５ａは、第二回転テーブル５の中央部に嵌合される連結蓋24ｂにボルト11ｂで連結されている。

また、摺動体２は第二軸５ａに被嵌された第二歯車12（ウオームホイール）と連設されている。

具体的には、第二歯車12と摺動体２とは、軸受け７ｂを支承する支承体25ｂを介してボルト（図示省略）で連結されている。

また、第二歯車12と歯合する第二歯合体13（ウオーム）は第二回転テーブル５で軸受けされている。

具体的には、第二歯合体13は、図８に図示したように、第二回転テーブル５の周壁に穿設される挿通孔38ｂ・39ｂに挿通され、一端は該挿通孔38ｂの外側に設けられる軸受け30ｂ及び固定用ナット29ｂによって支持され、他端には、連結体26ｂ及びコ字状連結体33ｂを介してモータ27ｂが連結されている。尚、コ字状連結体33ｂには軸受け10ｂが内装されており、第二歯合体13の他端は、軸受け10ｂ及び固定用ナット28ｂによって支持されている。

更に、第二歯合体13は、前記軸受け10ｂ・30ｂを固定する軸受け固定用ナット28ｂ・29
ｂによって第二回転テーブル５外への移動が阻止され、モータ27ｂの駆動により自転して第二回転テーブル５を回転させるように構成されている。

尚、図中符号31ａ・31ｂは、軸受け７ａ・７ｂ締め付け用のナット、32は第一回転テーブル４内への異物の進入を阻止する阻止蓋、34ａ・34ｂは軸受け７ａ・７ｂを支持する支持体である。

本実施例においては、上述のように第一回転テーブル４を固定し、第二回転テーブル５をフリーにしていることから、第一歯車８と歯合する第一歯合体９を駆動すると、該第一歯合体９は固定された第一回転テーブル４に連結されているため、第一歯合体９は自転して第一歯車８を回転させる。一方、第二歯車12と歯合する第二歯合体13を駆動すると、該第二歯合体13は第二回転テーブル５と連結されているが、該第二回転テーブル５はフリーであるため、第二歯合体13は自転し、且つ、第二歯車12の周囲を回転し、該回転に伴い第二回転テーブル５も回転する。

尚、本実施例においては、上述のように第一回転テーブル４を設置固定した場合について説明したが、第二回転テーブル５を設置固定しても同様である。

即ち、第一回転テーブル４と第二回転テーブル５とには夫々駆動用のモータ27ａ・27ｂが設けられており、第二回転テーブル５は、第一回転テーブル４の回転とは別個に回転し得るように構成されている。

従って、軸体１，摺動体２及び第二回転テーブル５を回転せしめた場合において、第二回転テーブル５を回転させたくないとき、即ち、ワークの向きを変えたくない場合等には、第二回転テーブル５の第二歯車12と歯合する第二歯合体13を駆動せしめ、第二回転テーブル５を、軸体１，摺動体２の回転とは逆方向に等量回転せしめるようにすることで、結果として第二回転テーブル５を回転させないようにすることができ、様々な制御が可能となる。

また、本実施例においては、摺動体２の縦湾曲線摺動中心と、第一，第二回転テーブル４，５の回転中心とが一致し、且つ、摺動体２が軸体１に対して水平状態の際、摺動体２が設けられる第二回転テーブル５の回転中心と軸体１が設けられる回転テーブル４の回転中心とが一致するように設定されている。尚、本実施例においては摺動体２の中心位置の縦湾曲線摺動中心と回転テーブル４，５の回転中心とが交叉（交差点Ｏは図７に図示）するように設定されている。

即ち、本実施例は、従来のように二つの摺動装置を重ね合わせるものではないから、一方の摺動装置の縦湾曲線摺動中心と、他方の摺動装置の縦湾曲線摺動中心との高さが同一でなくなってしまうおそれがなく、摺動体２の縦湾曲線摺動中心と、回転テーブル４，５の回転中心とを一致させる作業が極めて容易となる。

本実施例の動作について説明する。

図４の状態では、図２の従来例の摺動装置Ａによる縦湾曲線摺動と同様のＸ方向への摺動ができる。また、この図４の状態から、第一歯合体９を回転せしめて軸体１及び摺動体２を９０度回転させ、第二回転テーブル５を逆方向に９０度回転させれば、図２の従来例の摺動装置Ｂによる縦湾曲線摺動と同様のＹ方向への摺動ができる。

更に、図４の状態から第一歯合体９を回転せしめて軸体１及び摺動体２を４５度回転させ、第二回転テーブル５を逆方向に４５度回転させた場合は、Ｘ−Ｙ中間の傾き（図３の従来例で言えば摺動装置Ａ・Ｂ両方を傾けた（摺動させた）時と同じ）となる。つまり、図５のように軸体１及び摺動体２を任意の角度回転させれば図３の従来例と同じＸ−Ｙ両方向の縦湾曲線摺動が可能である。

また、図４の状態から軸体１及び摺動体２を９０度回転させ、第二回転テーブル５を回転させない場合は、縦湾曲線摺動方向がＹ方向へ変わり、第二回転テーブル５のワーク取付面も９０度回転することになる。この場合、使用要求によっては、第二回転テーブル５を任意の角度回転させれば取付面の取付角度が自由に設定できる。

また、当然第一歯合体９若しくは第二歯合体13または双方を回転させれば、通常の回転テーブル（θテーブル）の動作ができる。

本実施例は上述のように構成したから、摺動体２の縦湾曲摺動方向を変えることができ、二つの摺動装置を重ね合わせた従来装置と同様の動き（第二回転テーブル５の傾斜）が可能となり、所望の縦湾曲線摺動が簡易に実現できる。よって、軸体１及び摺動体２を二組用いる必要なく、一組でＸ−Ｙ二軸方向への縦湾曲線摺動が可能となる。

また、縦湾曲線摺動軸が一本で構成されているため、従来例のようなＸ−Ｙで縦湾曲摺動軸が上下にずれるという状態は発生しない。

また、高価な（縦湾曲線摺動する）摺動機構を１セットで構成できるため、安価なＸ−Ｙゴニオステージとなる。

また、取付面のＸ−Ｙ方向への縦湾曲線摺動、第一回転テーブルを中心とした軸体及び摺動体の回転、摺動した状態で第二回転テーブルを中心とした回転とすべての動作が単独及び連動できる。

縦湾曲線摺動関連部品と回転関連部品を共通化することでコンパクトなシステムが構築できる。

従って、本実施例は、厄介な精度調整が不要で高精度なＸ−Ｙ二軸方向に対する縦湾曲線摺動を安価に得られる極めて実用性に秀れた画期的な摺動装置となる。

従来例の一軸方向に縦湾曲線摺動する摺動装置の構成概略説明斜視図である。従来例の二軸方向に縦湾曲線摺動する摺動装置の構成概略説明斜視図である。従来例の二軸方向に縦湾曲線摺動する摺動装置の作動状態を示す構成概略説明斜視図である。本実施例の構成概略説明斜視図である。本実施例の作動状態を示す構成概略説明斜視図である。本実施例の概略説明断面図である。本実施例の摺動機構の構成概略分解説明斜視図である。本実施例の第二回転テーブルの構成概略裏面図である。

１軸体
２摺動体
３転動体
４第一回転テーブル
４ａ第一軸
５第二回転テーブル
５ａ第二軸
６負荷路
７ａ軸受け
８第一歯車
９第一歯合体
12 第二歯車
13 第二歯合体
14 転動体保持器

Claims

軸体と該軸体に対して縦湾曲線摺動する摺動体とから成る摺動装置であって、前記軸体と前記摺動体との間には縦湾曲形状の負荷路が設けられ、この負荷路には該負荷路を転動移動する複数の転動体が配設され、前記軸体は、第一回転テーブルに設けられ、また、前記摺動体は、第二回転テーブルに設けられ、前記第一回転テーブルには第一軸が設けられ、この第一軸を受ける軸受けに前記軸体が設けられ、また、前記軸体は前記第一軸に被嵌された第一歯車と連設され、この第一歯車と歯合する第一歯合体は前記第一回転テーブルで軸受けされており、一方、前記第二回転テーブルには第二軸が設けられ、この第二軸を受ける軸受けに前記摺動体が設けられ、また、前記摺動体は前記第二軸に被嵌された第二歯車と連設され、この第二歯車と歯合する第二歯合体は前記第二回転テーブルで軸受けされており、前記第一回転テーブルを固定した状態で、前記第一歯合体を駆動させた場合は前記軸体，前記摺動体及び前記第二回転テーブルが回転し、また、前記第二歯合体を駆動させた場合は前記第二回転テーブルが回転するように構成されていることを特徴とする摺動装置。
請求項１記載の摺動装置において、前記摺動体の縦湾曲線摺動中心と、前記第一回転テーブル及び前記第二回転テーブルの回転中心とが一致せしめられていることを特徴とする摺動装置。
請求項１，２いずれか１項に記載の摺動装置において、前記負荷路には、前記転動体を所定間隔で保持する転動体保持器が配設されていることを特徴とする摺動装置。
請求項１〜３いずれか１項に記載の摺動装置において、前記第一回転テーブルを固定した状態で、前記第一歯合体を駆動させると該第一歯合体が自転して前記第一歯車が回転することで、前記軸体，前記摺動体及び前記第二回転テーブルが回転するように構成したことを特徴とする摺動装置。
請求項１〜４いずれか１項に記載の摺動装置において、前記第一回転テーブルを固定した状態で、前記第二歯合体を駆動させると該第二歯合体が自転し且つ前記第二歯車の周囲を回転することで、前記第二回転テーブルが回転するように構成したことを特徴とする摺動装置。
請求項１〜５いずれか１項に記載の摺動装置において、前記第一回転テーブルと前記第二回転テーブルとには夫々駆動用のモータが設けられていることを特徴とする摺動装置。