JPH06683Y2

JPH06683Y2 - カップリング

Info

Publication number: JPH06683Y2
Application number: JP16679588U
Authority: JP
Inventors: 二郎高下
Original assignee: 日立精機株式会社
Priority date: 1988-12-26
Filing date: 1988-12-26
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2003-12-26
Also published as: JPH0288049U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］この考案は、カップリングに関する。更に詳しくは、超
精密位置決めテーブルなどの精密送り機構に用いられる
もので、駆動方向のみを拘束し他の方向をフリーにした
摩擦伝動用カップリングに関する。

［従来技術］超精密位置決めテーブルは、工作機械、半導体製造装置
などに使用される。このテーブルの送りは、精度の高い
直線案内と共に、高精度の駆動機構が必要不可欠であ
る。この駆動機構には、送りねじ、油圧シリンダ、ラッ
ク・アンド・ピニオン、摩擦伝動を利用した機構などが
ある。送りねじ方式、ラック・アンド・ピニオン方式で
は、バックラッシュ、加工誤差など精度的に限界があ
る。

ねじの摺動部分に静圧空気を介在させる空気静圧ねじ方
式では、送り方向の剛性が不足し、油圧シリンダ方式で
は作動油の温度管理を厳密に行う必要があり、技術的な
困難がともなう。こうしたなかで、摩擦駆動方式が採用
されてきている。摩擦伝動を利用した送り機構の原理
は、ラック・アンド・ピニオンの構造と似ているが、駆
動軸と被駆動軸の間の接触摩擦を利用して、駆動軸の回
転をすべることなく「連続的」に被駆動軸の直線運動に
変換することを基本にしている。この機構は、原理上バ
ックラッシュがなく、かつ機構が単純なため精度の管理
も容易である。

［考案が解決しようとする課題］前記摩擦伝動を利用した機構は、送り方向の誤差はきわ
めて小さい。しかし、送り力をテーブルなどの被伝達物
に伝達するとき、カップリング、ベアリングなどの精度
が悪いと送り方向の運動精度が良くても被伝達部に精度
良く伝達されない。この考案は、これらの問題点にかん
がみて考案されたものであり、次の課題を達成する。

この考案の目的は、送り方向のみ拘束して他の軸を自由
にしたカップリングを提供することにある。

この考案の更に他の目的は、摩擦伝動機構に最適なカッ
プリングを提供することにある。

［前記課題を解決するための手段］この考案は、前記課題を解決するため次の手段を採る。

一軸方向にのみ駆動手段で駆動される駆動棒と、前記駆
動方向を軸線として前記駆動棒に一端が回転自在に設け
られた連接棒と、この連接棒の他端には前記駆動方向と
垂直な軸線を中心として一端が回転自在に設けられた軸
と、この軸の他端に回転自在に設けられた被駆動体とか
らなるカップリングである。

前記駆動方向以外のひずみを除去するため複数の互いに
直交する貫通孔を前記連接棒を用いるとより効果的であ
る。

前記カップリングを摩擦伝動機構に適用するとなお効果
的である。

［作用］駆動棒が駆動手段により一軸方向に駆動されると、駆動
棒に回転自在に設けられた連続棒を駆動し、この連続棒
に回転自在に設けられた軸を駆動し、この軸には更に回
転自在に被駆動体が設けてあり、これを前記一方向に駆
動する。駆動棒の相対回転は、前記した相対回転する各
連結点で吸収し、曲げ変形は、連結棒に設けた貫通孔部
分で吸収する。

［実施例］以下、この考案の実施例を図面にしたがって説明する。
第１図は、テーブル駆動に適用したときのカップリング
の実施例を示す断面図である。テーブル本体１は、変形
の少ない鋳物材で作られたものである。テーブル本体１
の上面には、摺動面２が形成してある。摺動面２上に
は、テーブル３が摺動自在に設けてある。テーブル３の
ほぼ中央部には、軸受孔４がテーブル３の上面に垂直方
向に設けてある。軸受孔４内には、軸受保持筒５が挿入
してある。

軸受保持筒５の下端には、フランジ６が形成してあり、
このフランジ６は、テーブル３の上面から挿入した４本
のボルト７によりテーブル３の下面に固定してある。軸
受保持筒５の上下には、直径が違う軸受８、８の外輪が
保持固定されている。両軸受８、８の内輪には、軸９は
挿入されている。軸９は、小径部と大径部の２段になっ
ていて、それぞれ軸受８、８の内輪に挿入されている。
軸９の上端には、ねじが形成してあり、このねじナット
１１がねじ込んである。

軸受け８、８間には、円筒状のスペーサ１０を介在させ
てあり、ナット１１を締め付けるとスペーサ１０を両軸
受８、８の内輪の間に締め付ける。軸９の下端は、二又
状になっていて軸受支持部１５、１５を構成する。軸受
支持部１５、１５には、軸受を保持固定するための軸受
孔１６、１６が形成してある。軸受孔１６、１６内に
は、軸受１７、１７の外輪が挿入してある。軸受１７、
１７の内輪には、連結ピン１８の両端が挿入してある。

連結ピン１８の両端には、固定蓋１９がボルト２０によ
り固定されている。連結ピン１８には、断面が矩形の連
接棒２１が固定してある。連接棒２１の先端には、連結
ピン１８を挿入するための連結ピン挿入孔２２が形成し
てある。連接棒２１の一端には、更に連結ピン挿入孔２
２の半径方向にスリット２３が入れてある。スリット２
３には直交する方向に固定ボルト２４がねじ込んであ
り、スリット２３を狭くする方向に締め付けている。

連接棒２１の中間位置には、Ｈ字型の貫通孔２５が二つ
の連続して設けてある。ただし、二つの貫通孔２５の貫
通孔は、９０度の角度をなしているので２方向の曲げに
対応できる。連続棒２１に曲げ荷動がかかると、貫通孔
２５の薄肉部分１４のみが一種の平行リンクの節となり
曲げられ、他の部分への曲げの影響を少なくする。連接
棒２１の後端は、一体に円筒の大径部２６が形成してあ
る。大径部２６の軸線方向には、軸受支持孔２７が形成
してある。

軸受支持孔２７には、二つの軸受２８、２８の外輪が並
列に挿入固定されている。軸受２８、２８の外輪は、軸
受固定ねじ２９により軸受支持孔２７内に固定されてい
る。軸受２８、２８の内輪には、断面が円形の駆動棒３
１の先端の小径部３０が挿入されている。軸受２８、２
８の内輪は、固定ナット３２により駆動棒３１の段部に
固定されている。結局、連接棒２１と駆動棒３１は、軸
線方向に固定されているが、同一軸線で相互に回転自在
である。

駆動棒３１は、軸線方向に摩擦駆動機構４０により駆動
される。駆動棒３１の下面に摩擦ローラ４１が接してい
る。摩擦ローラ４１は、ＤＣモータ４２により回転を制
御され駆動される（第３図）。駆動棒３１を挾んでピン
チローラ４３が摩擦ローラ４１の方向に所定圧加圧する
ため配置してある。

ピンチローラ４３は、軸４４の先端に回転自在に設けて
あり、軸４４の後端は摩擦駆動機構４０の本体４５に、
軸４６を中心に回転自在に設けてある。軸４４には、摺
動かつ固定自在にウェイト４７が設けてある。ウェイト
４７の位置を調節することでピンチローラ４３の加圧力
を調節する。ＤＣモータ４２は、ブレーキ４８を有し、
駆動時にはエアーブレーキ４８を開放するものである。
なお、本実施例の摩擦駆動機構４０の機構は、公知であ
り英国のクランフィールドプリシャンエンジニアリ
ング会社（ＣｒａｎｆｉｅｌｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎ
ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＬｉｍｉｔｅｄ）から発売さ
れている。

作動ＤＣモータ４２のサーボアンプ（図示せず）を起動さ
せ、ブレーキ４８を開放して摩擦ローラ４１を回転させ
る。摩擦ローラ４１は、すべりを起こすことなく駆動棒
３１を軸線方向に駆動する。駆動棒３１は、圧縮、また
は引張荷重を受けて軸受２８、２８を介して連接棒２１
を駆動する。このとき、仮に駆動棒３１にわずかなねじ
り回転が生じたとしても、軸受２８、２８で支持されて
いるので連接棒２１には回転運動を伝動しない。

また、駆動棒３１が仮に上下、左右に振れてもＨ形状の
貫通孔２５が設けてあるので、薄肉部分１４のみが疑似
平行リンクの節となるように曲がり、連結ピン１８にま
でこの曲げ応力は達しない。更に連結ピン１８の両端
は、軸受１７、１７に支持され、軸受１７、１７を支持
した軸９も軸受８、８で支持されているので、テーブル
３には一方向のみでいかなる方向の回転およびひずみも
伝動しない。結局、駆動棒３１の軸線方向の移動は、テ
ーブル３に精度良く伝動され、テーブル３は摺動面２上
を摺動する。

［他の実施例］前記した駆動棒３１の駆動は、摩擦駆動機構４０による
ものであった。しかし、駆動棒３１を精度良く駆動する
ものであれば他の公知の送り手段でも良い。また、前記
実施例ではテーブル３を駆動するものであったが、高い
精度で送る必要があるものであれば工作機械の主軸頭、
光学装置、理科学測器などの各種の送り機構に用いるこ
とができる。

［考案の名称］以上詳記したようにこの考案は、駆動方向の一軸方向に
のみ拘束したカップリングなので、精度の良い送りを実
現できた。

【図面の簡単な説明】

第１図はカップリングの断面図、第２図は第１図のII−
II断面図、第３図は摩擦駆動機構の側面図である。１…テーブル本体、２…摺動面、３…テーブル、５…軸
受保持筒、８，２８…軸受、９…軸、１８…連結ピン、
２１…連接棒、３１…駆動棒、４０…摩擦駆動機構

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】一軸方向にのみ駆動手段で駆動される駆動
棒と、前記駆動方向を軸線として前記駆動棒に一端が回
転自在に設けられた連接棒と、この連接棒の他端には前
記駆動方向と垂直な軸線を中心として一端が回転自在に
設けられた軸と、この軸の他端に回転自在に設けられた
被駆動体とからなるカップリング。
【請求項２】請求項１において、前記駆動方向以外のひ
ずみを除去するため複数の互いに直交する貫通孔を前記
連接棒に設けたことを特徴とするカップリング。
【請求項３】請求項１または２において、前記駆動棒を
摩擦伝動機構により駆動することを特徴とする摩擦伝動
用カップリング。