JP6214500B2 - 磨耗計測ユニットを備えたリニア伝動装置 - Google Patents

Description

本発明はリニア伝動装置に係り、特に磨耗計測ユニットを備えたリニア伝動装置に関する。

リニア伝動装置は通常、ボールねじ装置又はリニアガイド装置を指し、しかもボールねじ装置又はリニアガイド装置は、少なくとも長軸と転動体とから構成され、且つ正確な位置決め精度及び高剛性を有するために、移動体、長軸及び転動体の間には、圧力を予め加えている（以下、予圧力という）。この予圧力は、リニア伝動装置が無負荷時の移動体、長軸及び転動体の間に互いに作用する圧力を指し、しかも移動体、長軸及び転動体の間に隙間が存在しない。予圧力を有するリニア伝動装置をワーク・スタンド又は機台に取り付けて使用するとき、ワーク・スタンド又は機台の剛性及び位置決め精度を高め、故にこうして加工された機械物品が良好な品質を備えるようになる。よって、予圧力を有するリニア伝動装置は精密加工機械（又は機台）にとって非常に重要かつ核心な物品である。

ところで、予圧力を有するリニア伝動装置での予圧力の消失よって、リニア伝動装置の位置決め精度及び剛性の低下をもたらすことを防止するためには、特許文献１による先行技術が提案されている。この先行技術では、接触式、非接触式、ＬＶＤＴ、光ファイバー式等の変位計を用いて移動体、長軸及び転動体間の隙間を測定する観測装置を開示し、この隙間が変化すると、予圧力も変化するからである。これにより、ユーザーに検査・修理の要否を通知することで、機台が精度を失って加工を続けるのを予防し、品質不良な加工品の発生を防止する。よって、実用性の高い観測装置とは言える。

しかし、上述した従来の観測装置には、以下のような問題点がある。
この観測装置自体が非常に高価で、これをリニア伝動装置に取付けると、コストがさらに嵩むため、ユーザーが受け入れ難いという恐れがある。また、この観測装置での測定方式を実際に製造するのが非常に困難であり、しかも観測する部位では、異物が容易に入り、干渉や破損が発生し、表面に油かす（又は油の残滓）が付着する。このため、観測の誤差が生じ易い。

米国特許第７２９９７０３号明細書

本発明は前記問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、低コストを有し、磨耗を精度高く測定し、故に予圧力の損失又は磨耗の発生を測定することができる磨耗計測ユニットを備えたリニア伝動装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は磨耗計測ユニットを備えたリニア伝動装置であって、長軸と、移動体と、複数の転動体と、磨耗計測ユニットと、警告モジュールと、を含み、前記長軸は、一方向に延伸された長条状構造で、この長軸の表面には、転動溝が設けられ、前記移動体には、前記長軸を套設する套設部が設けられ、前記套設部の内縁面には前記転動溝と対応する別の転動溝が設けられ、前記転動溝と前記別の転動溝は一つの負荷経路を構成し、前記転動体は、前記負荷経路に設置され、前記磨耗計測ユニットは、前記移動体に設置され、この磨耗計測ユニットは、一つの磁性体と一つの絶縁体とからなり、この磁性体の一端が前記長軸の表面に対応して設置されるとともに、吸着端であると定義し、且つ前記磁性体と前記移動体の間に前記絶縁体を設け、前記警告モジュールは、二つの端部を有し、前記両端部には、前記移動体と前記磁性体をそれぞれ電気的に接続し、前記吸着端は、前記長軸、前記移動体及び前記転動体の間の磨耗によって発生された鉄くずを吸着し、この鉄くずの発生量に基づき、前記警告モジュールは警告の要否を判断するとともに、警告信号の表示を行うことを特徴とする磨耗計測ユニットを備えたリニア伝動装置である。

ここでは、前記移動体には、取付け孔が設けられ、この取付け孔に雌ねじが設けられ、前記絶縁体の外縁面に雄ねじが設けられ、しかもこの取付け孔に前記絶縁体を螺合することが好ましい。

ここでは、前記磁性体の吸着端は、前記転動溝に対向して設置されることが好ましい。

ここでは、前記警告モジュールは、電源と警告器を含み、電源と警告器を電気的に接続し、しかも二つの連接端を出力端子とすることが好ましい。

本発明は、磁性体が長軸、移動体及び転動体の間の磨耗によって発生された鉄くずを吸着し、これにより、長軸、移動体及び転動体の三者間に磨耗が発生するか否かについて判断することができる。具体的には、磨耗による鉄くずが多く発生するほど磁性体と移動体と同時に接触すると、警告モジュールに通報し、即ち、リニア伝動装置が予圧力を直ぐに失う前兆とする。そして、警告モジュールが警告信号を発することで、ユーザーにリニア伝動装置の予圧力が警戒状態にあることを知らせることができる。しかも本発明の磨耗計測ユニットは、磁性体が低コストで、電気回路が簡単で、同時に使用目的を達し、従来の技術の油かすや異物等による諸問題点を解決することができる。

本発明の磨耗計測ユニットを備えたリニア伝動装置の実施例１の全体分解図である。 本発明の磨耗計測ユニットを備えたリニア伝動装置の実施例１のアセンブリ図である。 本発明の磨耗計測ユニットを備えたリニア伝動装置の実施例１の縦断面図であって、警告モジュールが警告信号を発していない状態を示す。 本発明の磨耗計測ユニットを備えたリニア伝動装置の実施例１の縦断面図であって、警告モジュールが警告信号を発している状態を示す。 本発明の磨耗計測ユニットを備えたリニア伝動装置の実施例２の全体分解図である。 本発明の磨耗計測ユニットを備えたリニア伝動装置の実施例２のアセンブリ図である。 本発明の磨耗計測ユニットを備えたリニア伝動装置の実施例２の縦断面図であって、警告モジュールが警告信号を発していない状態を示す。 本発明の磨耗計測ユニットを備えたリニア伝動装置の実施例２の縦断面図であって、警告モジュールが警告信号を発している状態を示す。

本発明の特徴および技術内容のよりよい理解のために、本発明の実施方式の説明及び図面を参照していただきたい。ただし、この実施方式及び図面は説明及び参考用のものであり、これらにより本発明に対するいかなる制限も加えられるものではない。

図１から図４に示している本発明の好適な実施例１を参照して、本実施例１のリニア伝動装置は一種のボールねじ装置であって、このボールねじ装置は、長軸１、移動体２、複数の転動体５、複数の回流部材３、磨耗計測ユニット４、警告モジュールを含む。

長軸１は、一方向に延伸した長条状構造で、この長軸１の表面に螺旋状の転動溝１１が設けられる。

移動体２には、前記長軸１を套設する套設部２１が設けられ、前記套設部２１は円形の貫通孔を呈、その内縁面には前記転動溝１１と対応する別の転動溝２１１が設けられ、前記転動溝１１と前記別の転動溝２１１は一つの負荷経路を構成する。前記移動体２には、取付け孔２２が設けられる。本実施例１では、この取付け孔２２に雌ねじが設けられる。

前記転動体５は、前記負荷経路に設置される。回流部材３は、前記移動体２に設置されるとともに、前記転動体５を循環して回流（又はリターン）するのに供する。

図１と図３を参照して、磨耗計測ユニット４は本実施例１において、一つの磁性体４２と一つの絶縁体４１とからなり、この磁性体４２は磁石であって、絶縁体４１はプラスチック又はゴム等の材質で製作される。前記絶縁体４１の外縁面に雄ねじを設けることにより、前記絶縁体４１を取付け孔２２に螺合する。図３における一部拡大図に示すように、磁性体４２は下端と側面とからなる表面部（上端を除く）が絶縁体４１によって被覆される。即ち、磁性体４２と移動体２の取付け孔２２の間には、絶縁体４１を設ける。磁性体４２は一端（又は上端）が前記長軸１の表面に対向し設置されるとともに、吸着端４２１であると定義する。本実施例１では、前記吸着端４２１は、前記長軸１の前記転動溝１１に対して設置される。これにより、磨耗による鉄くず７を直接吸着することができる。

前記警告モジュールは、電源８と警告器９を含む。本実施例１では、警告器９は警告灯とし、ブザー又はアラームでもいいし、電源８と警告器９を電気的に接続し、しかも二つの連接端６を出力端子とし、両連接端６は移動体２と磁性体４２とそれぞれ電気的に接続する。

磁性体４２の吸着端４２１は、前記長軸１、前記移動体２及び前記転動体５の間の磨耗によって発生された鉄くず７を吸着し、この鉄くず７の発生量に基づき、前記警告モジュールは警告の要否を判断する。例えば、この鉄くず７が磁性体４２と移動体２と同時に接触するほど発生量となれば、警告モジュールが警告信号の表示を行うと判断するとともに、警告器９に警告表示を指示するようになる（図４を参照）。

図５から図８に示している本発明の好適な実施例２を参照して、本実施例２のリニア伝動装置は一種のリニアガイド装置であって、このリニアガイド装置は、長軸１の転動溝１１が直線状のレールとし、移動体２が門型構造で、しかも套設部２１が凹溝状構造としている点で実施例１と異なるが、他の構成のすべては実施例１のそれと同一なので、その詳細な説明については省略する。

＜本発明＞
１：長軸又はねじ軸
１１：転動溝
２：移動体
２１：套設部
２１１：転動溝
２２：取付け孔
３：回流部材
４：磨耗計測ユニット
４１：絶縁体
４２：磁性体
４２１：吸着端
５：転動体
６：連接端
７：鉄くず
８：電源
９：警告器

Claims (3)

1. 磨耗計測ユニットを備えたリニア伝動装置であって、
   長軸と、移動体と、複数の転動体と、磨耗計測ユニットと、警告モジュールと、を含み、
   前記長軸は、一方向に延伸された長条状構造で、この長軸の表面には、転動溝が設けられ、
   前記移動体には、前記長軸を套設する套設部が設けられ、前記套設部の内縁面には前記転動溝と対応する別の転動溝が設けられ、前記転動溝と前記別の転動溝は一つの負荷経路を構成し、
   前記転動体は、前記負荷経路に設置され、
   前記磨耗計測ユニットは、前記移動体に設置され、この磨耗計測ユニットは、一つの磁性体と一つの絶縁体とからなり、この磁性体の一端が前記長軸の表面に対向して設置されるとともに、吸着端であると定義し、且つ前記磁性体と前記移動体の間に前記絶縁体を設け、
   前記警告モジュールは、二つの端部を有し、前記両端部には、前記移動体と前記磁性体をそれぞれ電気的に接続し、
   前記吸着端は、前記長軸、前記移動体及び前記転動体の間の磨耗によって発生された鉄くずを吸着し、この鉄くずの発生量に基づき、前記警告モジュールは警告の要否を判断するとともに、警告信号の表示を行い、
   前記移動体には、取付け孔が設けられ、
   前記摩耗計測ユニットは、前記取付け孔に、前記磁性体の前記吸着端が前記長軸の前記転動溝に対向するように設置される
   ことを特徴とする、磨耗計測ユニットを備えたリニア伝動装置。
2. 前記取付け孔に雌ねじが設けられ、前記絶縁体の外縁面に雄ねじが設けられ、しかもこの取付け孔に前記絶縁体を螺合することを特徴とする、請求項１に記載の磨耗計測ユニットを備えたリニア伝動装置。
3. 前記警告モジュールは、電源と警告器を含み、電源と警告器を電気的に接続し、しかも二つの連接端を出力端子とすることを特徴とする、請求項１に記載の磨耗計測ユニットを備えたリニア伝動装置。