JP6868131B1 - リニア伝動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】収容部材のモジュール化を実現することができるリニア伝動装置を提供する。【解決手段】長軸部材３０と移動体４０とハウジングユニット５０とを備え、移動体４０は長軸部材に設けられ、端面４１１を有し、ハウジングユニット５０は端面４１１に設けられ、ベース部材５１と少なくとも１つの収容部材５２と外ハウジング部材５３を有し、ベース部材５１は長軸部材３０を外嵌めし、組立て面５１３と複数の組立て部５１４とを有し、収容部材５２は、ベース部材５１に配設され、第１係止面５２１と第２係止面５２２と、電子部品２０を取付ける収容溝５２４とを有し、第１係止面５２１には複数の組立て部５１４と互いに接続する複数の接続部５２５が設けられ、第２係止面５２２には複数の係止溝５２６が凸設され、外ハウジング部材５３は少なくとも１つの収容部材５２を外嵌めし、複数の係止溝５２６と係合する複数の係合凸部５３４とを有する。【選択図】図３

Description

本発明はリニア伝動装置に関し、特にモジュール化されたハウジングユニットを備えたリニア伝動装置に関する。

図１は、特許文献１に開示された検出機能を備えたボールねじ構造の一例を示すものであり、該ボールねじは、ねじ軸１０と、ナット部材１１と、ボールアセンブリ１２と、回流カバー１３と、マイクロコントローラー１４と、センサー１５とを含む。
前記ねじ軸１０は、外ねじ溝１０１を有する。前記ナット部材１１は、前記ねじ軸１０の軸方向に沿って移動可能に前記ねじ軸１０を外嵌めし、且つねじ軸１０の外ねじ溝１０１に対応する内ねじ溝（図示せず）を有し、ナット部材１１の内ねじ溝とねじ軸１０の外ねじ溝１０１との間で負荷通路を形成する。前記ボールアセンブリ１２は、前記負荷通路内に転動可能に配設されている。前記回流カバー１３は、前記ナット部材１１に直接配設されており、前記マイクロコントローラー１４と前記センサ１５は、前記回流カバー１３に取付けられており、ナット部材１１内のねじ軸１０の回転状態を検知することができる。

しかし、上記のマイクロコントローラー１４は、分解組立作業中に破損しやすく、且つ分解組立作業が非常に複雑であるため、保守点検や部品交換のトラブルが発生するという問題があった。

また、上記の検出機能を備えたボールねじ構造の回流カバー１３は、一体成型工程で製造されるため、最終製品に多くの制約が生じ、ボールねじのニーズに応じてモジュール化で速度、振動、温度等の検出項目を調整することができず、さらに実際のニーズに応じてマイクロコントローラ１４の交換や数量の増加を行うことができないという欠点もある。顧客ごとにニーズや設置環境が異なるため、単一の仕様の設計ではさまざまな顧客に対応することが困難である。
したがって、上述した従来技術の問題と欠点をどのように解決するかが、本発明が研究と改善しようとする課題である。

台湾特許第Ｉ６４８４８８号明細書

本発明の課題は、ハウジングユニットの収容部材がモジュール化でき、簡単な操作で分解と組立てを行うことができると共に、顧客のニーズに応じて電子部品のさまざまな調整を行うことができる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の本発明のリニア伝動装置は、少なくとも１つの電子部品を取付けるのに適したリニア伝動装置であって、長軸部材と、移動体と、ハウジングユニットと、を備え、前記長軸部材は、軸方向に沿って延伸し、前記移動体は、前記長軸部材の軸方向に沿って往復変位可能に設けられ、しかも一端に端面を有し、前記ハウジングユニットは、ベース部材と少なくとも１つの収容部材とを有し、前記ベース部材は、前記移動体の端面に配設され、且つ前記長軸部材を外嵌めし、しかも前記ベース部材の径方向外側に備えた組立て面と、前記組立て面に設けられた複数の組立て部とを有し、前記少なくとも１つの収容部材は、前記ベース部材に配設され、前記組立て面に面する第１係止面と、前記第１係止面の反対側の第２係止面と、前記第１係止面と前記第２係止面との間に位置し、且つ前記電子部品を取付ける収容溝とを有し、前記第１係止面には、前記複数の組立て部と互いに接続する複数の接続部が設けられることを特徴とする。

好ましくは、前記収容部材の第２係止面には、複数の係止溝が凸設され、前記ハウジングユニットは、前記少なくとも１つの収容部材を外嵌めする外ハウジング部材をさらに有し、前記外ハウジング部材は、前記ベース部材と前記少なくとも１つの収容部材を被覆する被覆面と、前記被覆面から凸設され、前記複数の係止溝に係止して位置決めされる複数の係合凸部とを有する。

好ましくは、前記リニア伝動装置はボールねじであり、前記収容部材は曲率中心を有し、前記曲率中心は、前記収容部材の両端を結んで夾角を形成し、前記夾角は１８０度より大きくなる。

好ましくは、前記リニア伝動装置はボールねじであり、前記収容部材は２つ以上であり、各前記収容部材は、第１接合端部と、前記第１接合端部の反対側の第２接合端部とを有し、各前記収容部材の第１接合端部と第２接合端部は、隣接する前記収容部材の第１接合端部と第２接合端部にそれぞれ凹凸係合または磁気的に接続することができる。

好ましくは、前記収容部材の第１接合端部には、複数の第１電極点が設けられ、前記第２接合端部には、複数の第２電極点が設けられ、前記収容部材の第１接合端部の複数の第１電極点は、互いに隣接する前記収容部材の第２接合端部の複数の第２電極点に電気的に接続される。

本発明は、ハウジングユニットの収容部材がモジュール化されるので、顧客のさまざまなニーズに応じて形態を変更し、さまざまな配置と組合せを行なうと共に、ハウジングユニットに取付けられる電子部品を顧客のニーズに合わせて調整することができる。また、電子部品の交換または追加を容易にし、顧客が本発明のリニア伝動装置をより柔軟に使用することができる。

特許文献１によるリニアスライドレールを示す説明概略図である。 本発明の第１の実施形態の全体斜視図であって、リニア伝動装置がボールねじである場合を示す。 本発明の第１の実施形態の分解斜視図である。 本発明の第１の実施形態のハウジングユニットの横断面図（その１）である。 本発明の第１の実施形態のハウジングユニットの横断面図（その２）である。 本発明の第１の実施形態のハウジングユニットの横断面図（その３）である。 本発明の第１の実施形態を別の視点から見た全体斜視図である。 本発明の第２の実施形態のハウジングユニットの分解斜視図である。 本発明の第３の実施形態の斜視図であって、隣接する収容部材の磁気接続を示す。 本発明の第４の実施形態の分解斜視図であって、リニア伝動装置がリニアスライドレールで、かつ第１収容部材と第２収容部材が凹凸係合する場合を示す。 本発明の第５の実施形態の分解斜視図であって、リニア伝動装置がリニアスライドレールで、かつ第１収容部材と第２収容部材が磁気的に接続される場合を示す。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係るリニア伝動装置について具体的に説明する。

本発明に係るリニア伝動装置の好適な実施形態は、図２乃至図７に示すように、一例としてボールねじであるが、これに限定されない。図１０は他の実施形態として、リニア伝動装置がリニアスライドレールを示すものである。第１の実施形態に係るリニア伝動装置は、電子部品２０を取付けるのに適し、長軸部材３０と、移動体４０と、ハウジングユニット５０と、を備えている。以下に各構成要素について説明する。

前記長軸部材３０は、軸方向３１に沿って延びている。本実施形態において、長軸部材３０は、ねじであり、しかもねじ環状面３２と、前記ねじ環状面３２に凹設された螺旋状の外ねじ溝３３とを有する。

前記移動体４０は、軸方向３１に沿って往復変位可能に前記長軸部材３０を外嵌めし、しかも前記長軸部材３０に対して直線的に移動することができる。本実施形態では、移動体４０はナットであり、しかも管本体４１と、前記管本体４１に接続された外凸リング４２（業界では一般にフランジと称する）と、前記管本体４１の内径面に設けられ前記長軸部材３０の外ねじ溝３３に対応する内転動溝（図示せず）と、を有する。
前記外ねじ溝３３と前記内転動溝とにより転動体（図示せず）が転動するための負荷通路を形成している。しかも前記管本体４１は、端面４１１を有し、前記端面４１１には、第１開孔４１２が開設されている。

前記ハウジングユニット５０は、前記端面４１１に配設されており、しかもベース部材５１と複数の収容部材５２と、外ハウジング部材５３と、を有する。
前記ベース部材５１は、前記移動体４０の端面４１１に配設され且つ前記長軸部材３０を外嵌めし、しかも前記移動体４０の端面４１１に当接する位置決めリング部５１１と、前記位置決めリング部５１１に接続され且つ前記収容部材５２の取付けに供する取付け管部５１２と、前記取付け管部５１２の径方向外側に備えたリング状の組立て面５１３と、前記組立て面５１３に凹設された複数の組立て部５１４とを有する。本実施形態では、前記複数の組立て部５１４はスロット状であり、前記複数の収容部材５２は、前記取付け管部５１２の組立て面５１３に配設されている。

本実施形態では、前記収容部材５２の各々は、前記取付け管部５１２に取付けられた環状の組立て面５１３と一致するような円弧状の部材であり、前記各収容部材５２は、前記組立て面５１３に面する第１係止面５２１と、前記第１係止面５２１の反対側の第２係止面５２２と、前記第１係止面５２１と前記第２係止面５２２とを接続する耐力壁５２３と、前記第１係止面５２１と前記第２係止面５２２と前記耐力壁５２３の間に位置し、且つ前記電子部品２０を取付ける収容溝５２４とを有する。
前記第１係止面５２１には、前記複数の組立て部５１４と互いに接続する複数の接続部５２５が設けられ、前記複数の接続部５２５は凸部である。前記第２係止面５２２には、複数の係止溝５２６が凸設され、前記外ハウジング部材５３は、前記軸方向３１に沿って前記複数の収容部材５２を外嵌めしており、しかもリング壁５３１と、前記リング壁５３１の外縁から前記リング壁５３１の軸方向に沿って延伸する接続壁５３２と、前記移動体４０の端面４１１に面する前記リング壁５３１と前記接続壁５３２のラジアル内側面５３２１とによって一緒に形成された被覆面５３３とを有する。前記被覆面５３３は、前記ベース部材５１と前記複数の収容部材５２を被覆しており、前記ラジアル内側面５３２１には、前記複数の係止溝５２６に係止して位置決めされる複数の係合凸部５３４がそれぞれ凸設されている。

本実施形態では、前記ベース部材５１はスクレーパーであり、しかも前記外ねじ溝３３に対応する一対の内ねじ溝５１５を有する。前記ベース部材５１は、前記複数の収容部材５２と前記移動体４０との架け橋部材として使用できるだけでなく、前記長軸部材３０上の異物を掻き落として防塵効果を得ることができる。但し、これに限らず、他の実施形態では、前記ベース部材５１は、一般的なリング構造のみを有し、しかも前記複数の収容部材５２と前記移動体４０との間を橋渡ししてもよい。

この好適な実施形態では、前記ベース部材５１は、締結具（図示せず）によって前記管本体４１の端面４１１に固定されているが、他の実施形態では、これに限定されない。前記ベース部材５１を前記管本体４１の端面４１１に固定するための何れの固定手段でもよい。また、本実施形態では、ハウジングユニット５０は、管本体４１の端面４１１に配設されているが、これに限定されない。他の実施形態では、前記移動体４０の外凸リング４２の端面に別のハウジングユニット５０を配設してもよい。

図４では、前記複数の収容部材５２は３つとして例示されているが、これに限定されず、２つの収容部材５２（図５を参照）、または４つの収容部材５２であってもよい（図６を参照）。その結果、一体成型設計を採用する従来技術と比較して、本発明の前記複数の収容部材５２はモジュール化された構成となっており、必要に応じて前記複数の収容部材５２にそれぞれ異なる電子部品２０を設けることができる。本実施形態では、電子部品２０は、前記移動体４０の様々なデータを測定するための加速度計、ひずみ計、金属センサー、力センサーなどのセンサーであるが、これらに限定されない。他の実施形態では、前記電子部品２０は、他のタイプのアクティブ／パッシブコンポーネント（Ａｃｔｉｖｅ／Ｐａｓｓｉｖｅ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）であり、例えば、処理ユニット（Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）とする。前記処理ユニットは、前記移動体４０内に設けられたセンサーに接続され、前記センサーによって測定されたデータを計算し、計算された電気信号を外部に送信することができる。
以上を総合すると、前記複数の収容部材５２は、簡単な操作で分解と組み立てることができるので、顧客のニーズに応じてさまざまな方法で調整でき、より多くの異なるニーズを満たすことができる。

再び図４乃至図６を参照する。本実施形態では、各前記収容部材５２は、第１接合端部５２８と、前記第１接合端部５２８の反対側の第２接合端部５２９とを有する。各前記収容部材５２の第１接合端部５２８と第２接合端部５２９は、隣接する前記収容部材の第１接合端部と第２接合端部にそれぞれ凹凸係合することができる。このようにして、安定性と位置決めとを組み合わせた効果が達成されるが、これに限定されるものではない。
図９を参照する。他の実施形態では、各前記収容部材５２のそれぞれの第１接合端部５２８と第２接合端部５２９は、隣接する前記収容部材５２の第１接合端部５２８と第２接合部にそれぞれ磁気的に接続できる。そして、その分解と組立てを簡単に行うことができるという効果が得られる。そのうち、各収容部材５２の第１接合端部５２８は、第１マグネット端面５２８１と、前記第１マグネット端面５２８１と前記収容溝５２４の溝底面５２４１とを接続し且つ第１磁性部材８０を設置するための第１固定溝５２８２とを有する。各収容部材５２の第２接合端部５２９は、第２マグネット端面５２９１と、前記第２マグネット端面５２９１と前記収容溝５２４の溝底面５２４１とを接続し且つ第２磁性部材９０を設置するための第２固定溝５２９２とを有する。前記第１磁性部材８０と前記第２磁性部材９０は磁石である。

再び図４を参照する。収容部材５２の数は３つであり、前記収容部材５２の１つは曲率中心Ｐを有し、前記曲率中心Ｐは前記収容部材５２の両端を直線結んで夾角θを形成する。前記夾角θは１８０度より大きく、これにより、構造全体の堅牢性が向上する。本実施形態では、前記収容部材５２と他の前記収容部材５２とが３６０度の閉じたリング構造を形成しているが、これに限定されない。他の実施形態では、前記複数の収容部材５２が、３６０度の閉じたリング構造を形成することは必ずしも必要ではなく、図６に示すように、開口部を有してもよい。

再び図４を参照する。この場合は、前記収容部材５２の収容溝５２４に配設され、且つ前記電子部品２０に電気的に接続された伝送ユニット６０をさらに含む。このようにして、信号伝送の目的が達成される。なお、信号伝送は無線伝送により伝送されるが、これに限定されず、有線伝送により伝送されてもよい。本実施形態では、ＬｏＲａ（登録商標）を用いて信号伝送を実現しているため、長距離伝送が可能であり、低電力と低コストという利点を併せ持つが、これに限定されるものではない。また、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｌｉ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、４Ｇ、５Ｇ、およびその他の無線通信技術を使用しても通信を送信できる。

各前記組立て部５１４は、各前記接続部５２５にそれぞれ当接するための第１ネック部５１４１と、前記第１ネック部５１４１に接続され且つこれに垂直にする第１ボディ部５１４２とを有する。前記ベース部材５１と前記複数の収容部材５２とを組立てるとき、最初に各前記収容部材５２の接続部５２５を前記組立て部５１４の第１ボディ部５１４２に通過させた後、前記収容部材５２を時計回りに回転することにより、前記収容部材５２の接続部５２５を前記第１ネック部５１４１の周縁に配設することができる。各前記係止溝５２６は、各前記係合凸部５３４にそれぞれ当接するための第２ネック部５２６１と、前記第２ネック部５２６１に接続され且つこれに垂直にする第２ボディ部５２６２とを有する。
前記複数の収容部材５２と前記外ハウジング部材５３とを組立てるとき、まず前記外ハウジング部材５３の係合凸部５３４を前記係止溝５２６の第２ボディ部５２６２に通過させた後、前記外ハウジング部材５３を（前記収容部材５２と同じ方向に）回転することにより、前記外ハウジング部材５３の係合凸部５３４を前記第２ネック部５２６１の周縁に位置決めすることができる。このようにして、安定した組立ての効果が達成される。

図７を参照する。前記収容部材５２には、前記第１開孔４１２に対応する一対の第２開孔５２７が開設されており、前記第２開孔５２７の面積は、第１開孔４１２の面積よりも大きく、且つ前記第１開孔４１２は、前記第２開孔５２７と連通している。これにより、電気配線は、前記移動体４０の内部から前記第１開孔４１２と前記第２開孔５２７を通すことで前記電子部品２０を接続するという目的を達成することができる。

図８乃至図９を参照する。第２と第３の実施形態では、前記第１接合端部５２８には複数の第１電極点５２８３が設けられ、前記第２接合端部５２９には複数の第２電極点５２９３が設けられている。ここでは、前記複数の第１電極点５２８３は四つで、それぞれＧＮＤ、ＶＣＣ、ＳＤＡ、およびＳＣＬである。前記複数の第２電極点５２９３も四つで、それぞれＧＮＤ、ＶＣＣ、ＳＤＡ、およびＳＣＬである。これにより、各収容部材５２の第１接合端部５２８と第２接合端部５２９を、隣接する収容部材５２の第１接合端部５２８と第２接合端部５２９にそれぞれ電気的に接続することができ、電気配線を減らすことができる。しかも収容部材５２の１つを分解するとき、他の電子部品２０の正常作動に影響を与えないという利点も達成できる。

上記第１乃至第３の実施形態ではボールねじを例示したが、第４と第５の実施形態のリニア伝動装置は、図１０に示すように、リニアスライドレールにも適用できる。ここでは、長軸部材３０はスライドレールであり、移動体４０はスライダであり、前記ベース部材５１は前記リニアスライドレールのエンドキャップ７０上に配設されている。
第４の実施形態では、ハウジングユニット５０は２つの収容部材５４、５５を有し、一方の収容部材５４は第３接合端部５４１を有し、他方の収容部材５５は前記第３接合端部５４１と凹凸係合する第４接合端部５５１を有し、しかも前記第３接合端部５４１には、複数の第３電極点５４１１が設けられており、前記第４接合端部５５１には、前記複数の第３電極点５４１１と電気的に接続できる複数の第４電極点５５１１がそれぞれ設けられている。但し、これに限定されない。
第５の実施形態では、図１１に示すように、前記第３接合端部５４１の格納溝５４１２には、第３磁性部材１００が固設されており、前記４接合端部５５１の格納溝５５１２には、第４磁性部材１１０が固設されている。前記第３磁性部材１００と前記第４磁性部材１１０の配設置により、前記第３接合端部５４１と前記第４接合端部５５１とを磁気的に接続することができ、その作用と効果は第１乃至第３の実施形態に係るボールねじと同様である。

以上は本発明の第１乃至第５の実施形態に係るリニア伝動装置の各主要構成要件およびその組合せについての説明である。
本発明の効果について、以下に説明する。
本発明は、リニア伝動装置を提供し、その主な特徴は、ハウジングユニット５０の収容部材５２をモジュール化することにより、顧客のさまざまなニーズに応じて構造や形態を変更し、さまざまな配置と組合せを行なうと共に、ハウジングユニット５０に取付けられる電子部品２０を顧客のニーズに合わせて調整することができる。また、電子部品２０の交換または追加を容易にし、顧客が本発明のリニア伝動装置をより柔軟に使用することができる。

１０ ねじ軸
１０１ 外ねじ溝
１１ ナット部材
１２ ボールアセンブリ
１３ 回流カバー
１４ マイクロコントローラー
１５ センサー
Ｐ 曲率中心
θ 夾角
２０ 電子部品
３０ 長軸部材
３１ 軸方向
３２ ねじ環面
３３ 外ねじ溝
４０ 移動体
４１ 管本体
４１１ 端面
４１２ 第１開孔
４２ 外凸リング
５０ ハウジングユニット
５１ ベース部材
５１１ 位置決めリング
５１２ 取付け管部
５１３ 組立て面
５１４ 組立て部
５１４１ 第１ネック部
５１４２ 第１ボディ部
５１５ 内ねじ溝
５２ 収容部材
５２１ 第１係止面
５２２ 第２係止面
５２３ 耐力壁
５２４ 収容溝
５２４１ 溝底面
５２５ 接続部
５２６ 係止溝
５２６１ 第２ネック部
５２６２ 第２ボディ部
５２７ 第２開孔
５２８ 第１接合端部
５２８１ 第１マグネット端面
５２８２ 第１固定溝
５２８３ 第１電極点
５２９ 第２接合端部
５２９１ 第２マグネット端面
５２９２ 第２固定溝
５２９３ 第２電極点
５３ 外ハウジング部材
５３１ リング壁
５３２ 接続壁
５３２１ ラジアル内側面
５３３ 被覆面
５３４ 係合凸部
５４、５５ 格納部材
５４１ 第３接合端部
５４１１ 第３電極点
５４１２、５５１２ 格納溝
５５１ 第４接合端部
５５１１ 第４電極点
６０ 伝送ユニット
７０ エンドキャップ
８０ 第１磁性部材
９０ 第２磁性部材
１００ 第３磁性部材
１１０ 第４磁性部材

Claims (5)

1. 少なくとも１つの電子部品を取付け可能なリニア伝動装置であって、
   長軸部材と、移動体と、ハウジングユニットと、を備え、
   前記長軸部材は、軸方向に沿って延伸し、
   前記移動体は、前記長軸部材の軸方向に沿って往復変位可能に設けられ、かつ一端に端面を有し、
   前記ハウジングユニットは、ベース部材と少なくとも１つの収容部材とを有し、前記ベース部材は、前記移動体の端面に配設され、且つ前記長軸部材を外嵌めし、しかも前記ベース部材の径方向外側に備えた組立て面と、前記組立て面に設けられた複数の組立て部とを有し、前記少なくとも１つの収容部材は、前記ベース部材に配設され、前記組立て面に面する第１係止面と、前記第１係止面の反対側の第２係止面と、前記第１係止面と前記第２係止面との間に位置し、且つ前記電子部品を取付ける収容溝とを有し、前記第１係止面には、前記複数の組立て部と互いに接続する複数の接続部が設けられることを特徴とする、
   リニア伝動装置。
2. 前記収容部材の第２係止面には、複数の係止溝が形成され、前記ハウジングユニットは、前記少なくとも１つの収容部材を外嵌めする外ハウジング部材をさらに有し、前記外ハウジング部材は、前記ベース部材と前記少なくとも１つの収容部材を被覆する被覆面と、前記被覆面から凸設され、前記複数の係止溝に係止して位置決めされる複数の係合凸部とを有することを特徴とする請求項１に記載のリニア伝動装置。
3. 前記リニア伝動装置はボールねじであり、前記収容部材は曲率中心を有し、前記曲率中心は、前記収容部材の両端を結んで夾角を形成し、前記夾角は１８０度より大きくなることを特徴とする請求項１に記載のリニア伝動装置。
4. 前記リニア伝動装置はボールねじであり、前記収容部材は２つ以上であり、各前記収容部材は、第１接合端部と、前記第１接合端部の反対側の第２接合端部とを有し、各前記収容部材の第１接合端部と第２接合端部は、隣接する前記収容部材の第１接合端部と第２接合端部にそれぞれ凹凸係合または磁気的に接続することができることを特徴とする請求項１に記載のリニア伝動装置。
5. 前記収容部材の第１接合端部には、複数の第１電極点が設けられ、前記第２接合端部には、複数の第２電極点が設けられ、前記収容部材の第１接合端部の複数の第１電極点は、互いに隣接する前記収容部材の第２接合端部の複数の第２電極点に電気的に接続されることを特徴とする請求項４に記載のリニア伝動装置。

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