JPH0538445U - 直線作動ユニツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】２つの可動部材が１つの駆動手段により左右相
反する方向に正確に駆動される直線作動ユニットであっ
て取り扱い簡単にして精度がよくかつコンパクトで安価
な直線作動ユニットを提供する。 【構成】一本の送りねじに左ねじ部と右ねじ部を設けこ
の左ねじ部及び右ねじ部に夫々ナットブロックを独立し
て螺合させかつ夫々のナットブロックを案内レールに設
けた転動体転動溝とナットブロックに設けた転動体転動
溝との間に転動体を配設し、この転動体の転動を介して
ナットブロックを軸方向に摺動自在とすると共に案内レ
ールに対する送りねじの相対位置を間座により所望の軸
方向位置に調整自在とした。 【効果】１つの送りねじの制御により２つのナットブロ
ックの左右相反する精密な作動を得ることができ、夫々
のナットブロックの相対位置関係の微調整が容易であ
り、しかも同じ案内レールに組込まれているから取り扱
い簡単でかさばらず部品点数も少なくてすむ。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案はロボットや測定装置に使用される直線作動ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】

簡単なロボットの作動アームや測定装置等に使用するため案内レールに案内さ れたナットブロックがモータ駆動されるねじ軸の回転に応じて所定量軸方向に移 動されるようにした直線作動ユニットとしては、例えば実開昭６３−１９３６３ ７号公報に示されるものが知られている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

２つの可動部材が基準線に対して対称に左右動することが測定装置等において 必要となり寸法的にも種々のものが必要となる。従来の直線作動ユニットと言う ものの中にはこのようなものは知られていない。従来の直線作動ユニットでこの ような動作を実現しようとすれば、このユニットを２つ直列に設けて一方のユニ ットの可動部材を軸方向の一方向に移動させるとき他方の可動部材を一方の可動 部材に対して所定の相対関係をもってそれとは逆方向に夫々対応させて動かすこ とが必要となる。このようなものでは２つの可動部材の直進方向の移動精度及び 左右動の同期性及び両可動部材の正しい相対位置関係を得ることが困難であると いう問題がある。

【０００４】 このような直線作動ユニットでは２つの可動部材を案内レールに対してユーザ ーの要求する種々の位置に調整するような場合、案内レールを取付ける取付け穴 の位置を変えたりしなければならず製作工程上無駄がある。また２つのユニット を使うとどうしても軽量、コンパクト化はできず、部品点数も多くなり高価とな る問題点がある。

【０００５】 そこでこの考案は、上記従来例の問題点に鑑み２つの可動部材が１つの駆動手 段により左右対称に駆動される直線作動ユニットであって取扱い簡単にして精度 が良くかつコンパクトであり、種々のストローク位置の変更が容易で安価な直線 作動ユニットを提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この考案の直線作動ユニットは、軸方向の転動体転動溝を対向する両側面に有 する長尺の案内レールと、左ねじ部分と右ねじ部分とを外面に有して前記案内レ ールの軸方向に配設されかつ前記案内レールに対して回転自在に軸支された送り ねじと、該送りねじを前記案内レールに対して軸方向に位置調整する間座と、前 記案内レールの転動体転動溝に対向する転動体転動溝を有しかつ肉厚内に形成さ れた転動体の戻り通路を有し前記送りねじの左ねじ部分に摺動自在に螺合された 第１のナットブロックと、前記案内レールの転動体転動溝に対向する転動体転動 溝を有しかつ肉厚内に形成された転動体の戻り通路を有し前記送りねじの右ねじ 部分に摺動自在に螺合された第２のナットブロックと、前記案内レールの転動体 転動溝とこれと対向する前記第１のナットブロックの転動体転動溝及び前記第２ のナットブロックの転動体転動溝との間に夫々転動自在に嵌合され前記第１のナ ットブロック及び前記第２のナットブロックを夫々前記案内レールに対して軸方 向に摺動自在に支持させる多数の転動体と、前記案内レールの転動体転動溝とこ れと対向する前記ナットブロックの転動体転動溝とにより形成された通路であっ て前記ナットブロックからの負荷を受けて転動する転動体用の通路と前記ナット ブロックの転動体の戻り通路とを連通させる転動体循環用湾曲通路を有するエン ドキャップとを備えた構成とすることによって前記目的を達成したものである。

【０００７】

【作用】

この考案の直線作動ユニットは、一本の送りねじを間座により案内レールに対 して軸方向に調整された位置で配設し、該送りねじに左ねじ部と右ねじ部を設け この左ねじ部及び右ねじ部に夫々ナットブロックを独立して螺合させると共に、 案内レールに設けた転動体転動溝とナットブロックに設けた転動体転動溝との間 に転動体を配設し、この転動体の転動を介してナットブロックが軸方向に摺動自 在とされており、送りねじ側と案内レール側との間に所定の厚さの間座を介在さ せるから案内レールに対する送りねじの位置を間座の厚さを変えることによって 変化させることができる。そして、送りねじの回転によって２つのナットブロッ クが所望の位置関係で左右相反する方向に動く直線作動ユニットが得られ、ナッ トブロックは案内レールの軸方向に連続して加工された転動体転動溝に案内され て動くから両ナットブロックの作動方向の平行度が確保できる。また、同じ案内 レールに組込まれているからかさばらず部品点数も少なくてすむ。

【０００８】

【実施例】

以下、この考案の第１の実施例を図面を参照して詳細に説明する。

【０００９】 案内レール１は、図１に示すように長尺のレール部材で、横断面は上方が開口 したコ字状で底部１Ａの両端から上方にのびる両側壁部１Ｂ、１Ｂの内面には夫 々軸方向に延びる一本の転動体転動溝であるボール転動溝２が夫々対向して形成 されている（図６参照）。そして底部１Ａには案内レール取付けボルト用のボル ト穴３が軸方向に所定間隔離間された状態で両側壁部１Ｂに近い位置に設けられ ている。この案内レール１の長手方向の一方の端部には、軸受板４がボルト５に よってねじ止めして取付けられており、案内レール１の他方の端部には軸受板６ がボルト３８によってねじ止めして取付けられている。

【００１０】 送りねじ７は案内レール１の長手方向に配され案内レールの両側壁部１Ｂ、１ Ｂに設けたボール転動溝２、２と平行とされ両側壁部１Ｂ、１Ｂの中間位置に配 設されている。送りねじ７の一方の端部は軸受板４にボルト８を用いて取付けら れたサポートユニットのハウジング９に嵌合されたボールベアリング４０に挿通 されスペーサー４１を介してロックナット１０により軸方向の移動を不能にかつ 回転自在に軸支されている。ハウジング９の外方の端面にはボールベアリングの 外輪側を固定するための押え蓋１１がボルト１２によって固定されている。送り ねじ７の他方の端部は軸受板６に嵌合された軸端支持用のボールベアリングに挿 通され軸端に止め輪１４を係合させることにより軸端支持用のボールベアリング の抜け止めがなされこの状態で送りねじ７の端部が支持されている。案内レール １の一方の端部に取付けられた軸受板４と他方の端部に取付けられた軸受板６と の間の送りねじ７の部分には左ねじ部と右ねじ部がほぼ等しい長さで中央部近く まで設けられている。送りねじ７のねじ部は軸受板６に近い側に左ねじ部７Ｂが 、軸受板４に近い側に右ねじ部７Ｃが設けられている。送りねじ７の軸端７Ａは 回転継手を取付けるための軸部であり、その回転継手により第１のねじ軸７を回 転させる駆動モータと連結される。

【００１１】 第１のナットブロック１５の下側部分はコ字状の案内レール１に入り込んでお り、案内レールのボール転動溝２に対向する位置にボール転動溝１７が形成され ている。第１のナットブロック１５の肉厚内にはボール転動溝１７に対応させて ボール戻り通路１８が軸方向の貫通穴として形成されている。第１のナットブロ ック本体１５Ａには送りねじの左ねじ部７Ｂに転動体であるボール１９を介して 螺合される左ねじのねじ部２０が形成されている。このナットブロック本体１５ Ａの上面両側端部は上方に延びておりその上面には使用に当ってユーザーがテー ブル等の部材を取付けるためのねじ穴２１が設けられている（図７参照）。この ナットブロック本体１５Ａの上面中央部には凹所２２が形成されておりその底部 にはボール循環チューブを差し込む穴２３が穿設されている。この穴２３にコ字 状のボール循環チューブ３６が差し込まれ、このボール循環チューブ３６により ボール１９を循環させる通路が形成されている。このボール循環チューブは第１ のナットブロック本体１５Ａに設けられたねじ穴２４に螺合するボルト３７によ って金具２５を介して固定されている。第１のナットブロック本体１５Ａの端面 に設けられたねじ穴２６は後述のエンドキャップ２７を取り付けるためのもので ある。第２のナットブロック２８は送りねじのねじ部７Ｃとボールを介して螺合 するねじ部が右ねじとされている点のみが異なるだけであり第１のナットブロッ ク１５と同様の構成を有するものであるから重複する説明は省略する。

【００１２】 エンドキャップ２７は第１のナットブロック本体１５Ａ及び第２のナットブロ ック本体２８Ａの夫々の両端面に設けられたねじ穴２６の入口部分を大径に座ぐ った嵌合穴３１に夫々エンドキャップの端面に筒状に突出させた突出部３０を嵌 合させて位置決めされ、このエンドキャップ２７の外側にはサイドシール３５が 当接された状態とされサイドシール３５を介してねじ３２によりエンドキャップ ２７は固定されている。このサイドシール３５は案内レールのボール転動溝２又 はねじ軸のねじ部７Ａ、１３Ａに付着したごみが内側のボール転動部分に入らな いようにするものである。第１のナットブロック本体１５Ａ及び第２のナットブ ロック本体２８Ａに当接するエンドキャップ２７の接合端面には案内レールのボ ール転動溝２とこれに対向する第１のナットブロック及び第２のナットブロック の夫々のボール転動溝１７とにより形成された負荷を受けて転動する転動体用の 通路と第１のナットブロック及び第２のナットブロックの夫々のボールの戻り通 路とを連通させるボール循環用湾曲通路３３が形成されている。ボール循環用湾 曲通路３３はエンドキャップ２７にリターンガイド３４をはめ込むことによって 形成された半ドーナッツ状の通路である。

【００１３】 第１のナットブロックと第２のナットブロックのボール転動溝１７と案内レー ルのボール転動溝２の間には夫々多数のボール２９が転動自在に嵌合されている 。

【００１４】 この考案の直線作動ユニットはその使用に当って送りねじの軸端部７Ａとモー タの出力軸とを回転継手により連結しモータを回転駆動することにより駆動され る。

【００１５】 サイドシール３５は第１のナットブロック１５及び／又は第２のナットブロッ ク２８がモータの暴走等により軸受板６及び／又は軸受板４に衝突するようなと きや、第１のナットブロック１５と第２のナットブロック２８が互いに衝突する ようなときの衝撃を吸収するゴム材からなる環状の突出部を有して構成され、こ の突出部はクッションとして機能する。

【００１６】 第１のナットブロック１５は送りねじの左ねじ部７Ｂと螺合しており、第２の ナットブロック２８は送りねじの右ねじ部７Ｃと螺合しているから、送りねじ７ を右回転させると第１のナットブロック１５と第２のナットブロック２８は互い に遠ざかる方向に移動する。この時ナットブロックのボール転動溝１７と案内レ ールのボール転動溝２との間にはボール２９が転動自在に嵌合されており、ナッ トブロックはボールの転動を介して支持されているからナットブロックの摺動抵 抗が小さくでき容量の小さなモータが使用できる。

【００１７】 ナットブロックの移動にともなってボール２９が転動しボール２９はエンドキ ャップの湾曲通路３３と戻り通路１８からなる循環路内を循環する。ナットブロ ックのねじ部と送りねじのねじ部の間にはボール１９が嵌合されてボールねじが 構成され、ねじ軸の回転によりボール１９はナットブロックの移動にともなって ねじ軸のねじ部とナットブロックのねじ部の間を転動しながら移動し、ボール循 環チューブ内に押し出されたボールはボール循環チューブ内を循環する。

【００１８】 また上述の回転とは逆に送りねじ７を左回転させると前記と逆の動きが得られ 第１のナットブロック１５と第２のナットブロック２８は互いに近づく方向に移 動する。この実施例の直線作動ユニットの左ねじのピッチと右ねじのピッチは等 しくされており、夫々のナットブロックは寸法的に同じものが用いられている。 このため送りねじを回転させた時の夫々のナットブロックの移動は方向が反対で 速度が等しく、ナットブロックの重量が等しいのでナットブロックの停止時の振 動が相殺され短時間の位置決めが可能となる利点がある。

【００１９】 第１のナットブロック１５を案内する案内レール１のボール転動溝の部分と第 ２のナットブロック２８を案内する案内レールのボール転動溝の部分とを有する ボール転動溝２は溝の加工におけるワークのセットが同一セットのまま全長にわ たって加工された溝であるため真直度と平行度等が精密であり夫々のナットブロ ックの移動軸芯のずれが生じないから両ナットブロックの移動精度が確保される 。

【００２０】 サポートユニットのハウジング９と軸受板４との間には略コ字状で内側の隅部 に切り欠かれた凹所５０を有しボルトの挿通部分がえぐられている厚さの等しい 間座４２が２つ向かい合せとされ間座の外周部をサポートユニットの外周部に合 せた状態でボルト８により締め付けられている。また、ボールベアリング４０に 挿通された送りねじの段部４８とボールベアリング４０との間には円周方向に垂 直な断面が矩形であり厚さが等しい半リング状の間座４７、４７が互いに対向し てねじ軸７に周設された状態でロックナット１０によりベアリングを介して挟持 されている（図１０参照）。このような構造になっているから２つのナットブロ ックの相対位置を案内レール１に対してユーザーの要求する種々の位置に精密に 調整するような場合、間座４２又は半リング状の間座４７の厚さを調整すること により精密に行うことができる。案内レール１に対する第１のナットブロック１ ５及び第２のナットブロック２８との相対位置関係が得られるように直線作動ユ ニットを組み立てた後両ナットブロックの案内レール１に対する相対基準位置が 所定値からずれていた場合即ち、相対基準位置が軸受板６寄りの場合には間座４ ２の厚さを厚くすればよい。逆に相対基準位置が軸受板４寄りの場合には間座４ ２の厚さを薄くすればよい。この間座の調整は間座４２を取り外し、案内レール １に対する両ナットブロックの相対基準位置の所望位置からのずれ量分間座４２ の厚さを研磨するか所定の厚さの間座と交換することにより行う。また半リング 状の間座４７の長さ寸法を増加させることによりその増加分ナットブロック全体 がモータ側から離れる方向に調整でき、長さ寸法を減少させることによりその減 少分ナットブロック全体がモータ側に近付く方向に調整できる。ナットブロック の調整は間座４２又は、半リング状の間座４７の一方を調整することにより行っ てもよいし、両方の間座の調整により行ってもよい。この場合、間座４２及び間 座４７は一体ではなく２分割され側方から差し込めるようになっているのでボル ト８を少しゆるめることにより間座４２の着脱が容易に行える。間座４７も２分 割されているので着脱が容易である。また、間座４２においては図１２に示すよ うに間座４２に貫通穴４４を設けた間座４３を取付け板４とサポートユニットの ハウジング９との間に挟着する際に貫通穴４４の径よりわずかに小さい径のマグ ネット部材４５を貫通穴４４に装着させて挟着することが望ましい。そうするこ とによってマグネット部材４５は軸受板４又はサポートユニットのハウジング９ に磁力により吸着され、ボルト８がゆるめられている状態であっても間座４３が 脱落することはない。したがって両手で間座４３をサポートユニットのハウジン グ９の外周部に合せて次にボルト８を締め付ける時に片手を間座より離しても間 座がずれたりまた脱落することなしに容易に間座を組み込むことができる。この 例の場合、間座が非磁性体のものであってもよい。また間座が磁性体の場合、間 座自体を着磁して間座のずれ、脱落を防止するようにしてもよい。さらに、間座 ４７においては図１４に示すようにそれぞれの間座の円周方向の片方の端面にマ グネット部材４９を固着するか図１５にしめすように一方の間座の円周方向の両 端面にマグネット部材４９を固着することにより間座の組付けの際の脱落を防止 して容易に間座を組み込むことができる。また半リング状の間座４７の軸方向の 端面に凹所を設けマグネット部材を接着又は圧入することにより送りねじの段部 ４８に間座を吸着させてもよい。

【００２１】 図１６は案内レール１と軸受板４との間に間座４６、４６を介在させてボルト ５（図５参照）により挟着させた第２の実施例である。上述の図１１の間座４２ と形状は異なるが同様に側方から差し込めるようになっている２つの間座であり ロックナット１０、スペーサー４１及び軸受板４を送りねじ７から取り外すこと なく間座を組み込むことができる。また図１２の間座４３と同様にマグネットを 用いるか間座４６自体を着磁することによって間座４６の軸受板４に対するずれ や脱落を防止することが容易に行える。

【００２２】 このように軸受板側と送りねじ側とに間座を設けることにより案内レール１に 対する２つのナットブロックの相対位置をユーザーの希望する位置に精密にセッ トし出荷できるのでユーザーにおいてはこの直線作動ユニットを取り付けるだけ で簡単に使用できる。この実施例においては軸受板側とねじ軸側の両方に間座を 設けた例を示したがどちらか一方にだけ間座を設けるようにしてもよい他、間座 は２分割ではなく３分割以上とされていてもよい。

【００２３】 なお、上記実施例においては送りねじとしてボールねじを用いた場合について 説明したがボールねじの代りにすべりねじを用いてもよく、又この実施例では両 内側面にボール転動溝を形成した案内レールを用いた例を示したが、案内レール の両外側面にボール転動溝を設けた案内レールを用いる構成とすることもできる 。

【００２４】 また、上述の実施例では送りねじの左ねじ部、右ねじ部のピッチを等しくした 例について述べたが必要に応じて両ねじ部のピッチを異ならせる構成とすること によって２つのナットブロックに所望の相対関係を保った左右動が得られナット ブロックの調整位置が一本の送りねじの制御により得ることができる他、第１の ナットブロックに右ねじを用いて第２のナットブロックに左ねじを用いる構成と することもできる。

【００２５】 さらに、この実施例においてはボールねじとして循環チューブを用いた外部循 環式のボールねじの例について説明したがコマを用いてボールを循環させる内部 循環式のボールねじとかエンドキャップを用いてナットブロック内に設けたボー ル通路を循環させるボールねじを用いてもよい。

【００２６】 さらにまた、この実施例ではナットブロックの端面にエンドキャップを固定し てボールを循環させるようにした例を示したが、このようなエンドキャップに限 らずボールを循環させる公知の手段、例えばチューブ等を用いることができる。

【００２７】

【考案の効果】

この考案の直線作動ユニットは、１本の送りねじに左ねじ部と右ねじ部を設け この左ねじ部及び右ねじ部に夫々ナットブロックを独立して螺合させると共に、 案内レールに設けた転動体転動溝とナットブロックに設けた転動体転動溝との間 に転動体を嵌合し、この転動体の転動を介してナットブロックを夫々摺動させる ようにすると共に送りねじ側と軸受板側との間に間座を介在させ案内レールに対 する送りねじの相対位置を変更するようにしたから、２つのナットブロックが左 右相反する方向に調整された相対位置関係を保って正確に作動する直線作動ユニ ットの２つのナットブロックの調整がねじ軸のピッチより小さい任意の寸法につ いてでき、主要部品を共通に使用した安価な直線作動ユニットを提供することが できる効果がある。 そして、この考案の直線作動ユニットは、部品点数が少なく軽量であり、この 考案によりコンパクトで安価な直線作動ユニットを提供することができる。 また、この考案に係る直線作動ユニットの２つのナットブロックは案内レール に設けられた同じ転動体転動溝に案内されて動くようになっているから、両ナッ トブロックの作動時の平行度が確保でき、２つのナットブロックの軸芯の狂いが 生じることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の第１の実施例を示す平面図である。

【図２】図１の正面図である。

【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】図２の左側面図である。

【図５】図２の右側面図である。

【図６】図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図７】図１の部品の斜視図である。

【図８】図１の部品の斜視図である。

【図９】図６のＣ−Ｃ線断面図である。

【図１０】図１の部分縦断面図である。

【図１１】第１の実施例の部品の斜視図である。

【図１２】第１の実施例の部品の変形例を示す斜視図で
ある。

【図１３】第１の実施例の部品の斜視図である。

【図１４】第１の実施例の部品の変形例を示す斜視図で
ある。

【図１５】第１の実施例の部品の変形例を示す斜視図で
ある。

【図１６】この考案の第２の実施例の部分縦断面図であ
る。

【図１７】第２の実施例の部品の斜視図である。

【符号の説明】

１ 案内レール ２ ボール転動溝 ４ 軸受板 ６ 軸受板 ７ 送りねじ ７Ｂ 左ねじ部 ７Ｃ 右ねじ部 １５ 第１のナットブロック １７ ボール転動溝 １８ ボール戻り通路 １９ ボール ２０ ねじ部 ２７ エンドキャップ ２８ 第２のナットブロック ２９ ボール ３４ リターンガイド ４２ 間座 ４７ 間座

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向の転動体転動溝を対向する両側面
   に有する長尺の案内レールと、左ねじ部分と右ねじ部分
   とを外面に有して前記案内レールの軸方向に配設されか
   つ前記案内レールに対して回転自在に軸支された送りね
   じと、該送りねじを前記案内レールに対して軸方向に位
   置調整する間座と、前記案内レールの転動体転動溝に対
   向する転動体転動溝を有しかつ肉厚内に形成された転動
   体の戻り通路を有し前記送りねじの左ねじ部分に摺動自
   在に螺合された第１のナットブロックと、前記案内レー
   ルの転動体転動溝に対向する転動体転動溝を有しかつ肉
   厚内に形成された転動体の戻り通路を有し前記送りねじ
   の右ねじ部分に摺動自在に螺合された第２のナットブロ
   ックと、前記案内レールの転動体転動溝とこれと対向す
   る前記第１のナットブロックの転動体転動溝及び前記第
   ２のナットブロックの転動体転動溝との間に夫々転動自
   在に嵌合され前記第１のナットブロック及び前記第２の
   ナットブロックを夫々前記案内レールに対して軸方向に
   摺動自在に支持させる多数の転動体と、前記案内レール
   の転動体転動溝とこれと対向する前記ナットブロックの
   転動体転動溝とにより形成された通路であって前記ナッ
   トブロックからの負荷を受けて転動する転動体用の通路
   と前記ナットブロックの転動体の戻り通路とを連通させ
   る転動体循環用湾曲通路を有するエンドキャップとを備
   えた直線作動ユニット。