WO2002016804A1 - Dispositif mobile a arbre de transmission - Google Patents

Description

技術分野

本発明は、 工作機械、 口ポットその他の産業機械装置用として好適に利用できる 明

駆動軸の移動装置に関する。

細 京技術

従来のこの種の駆動軸の移動装置としては、 例えば日本国特開平 5— 1 8 0 2 9 9号公報に示されるものがある。 かかる駆動軸の移動装置は、 図 7に示す如く外周 面にポールねじ溝 5 0とポールスプライン溝 5 1がそれぞれに形成された駆動軸 5 3と、 ボールねじ溝 5 0に嵌合されるボールねじナット 5 5と、 ポールスプライン 溝 5 1に嵌合されるポールスプラインナット 5 6とを備えている。 各ナット 5 5、 5 6は本体フレーム （図示省略） にベアリングを介して回転又は停止自在に支持さ れるものである。

そして、 ポールねじナット 5 5を回転させることにより、 駆動軸 5 3は軸方向に スライドし、 前進または後進する。 尚、 ポールスプラインナット 5 6はポールスプ ライン溝に嵌合していることから、 駆動軸 5 3が回転するのを阻止する機能を備え ている。

前記従来の駆動軸の移動装置は、 ポールねじナツト 5 5に対してポールスプライ ンナット 5 6が離間して設けられている。 このため、 駆動軸 5 3には、 ポールねじ ナット 5 5とポールスプラインナット 5 6とをそれぞれ駆動軸 5 3の長手方向に別 途設けるスペースが必要となり、 この駆動軸の移動装置を組み込んだ装置の大型化 を余儀なくされていた。 特に、 駆動軸の移動装置をロボット等の小型化が要求され る装置には不利であった。

そこで、 本発明は、 従来のポ一ルスプラインナツ卜に換えてポールねじナット (ナット） と駆動軸との間に固定手段を介在させることにより、 駆動軸の回転を規 制できるようにして、 装置全体の小型化を簡単に図ることを課題とする。 発明の開示

本発明が上記の課題を解決するために講じた技術的手段は、 螺旋状のねじ溝を有 する駆動軸に、 ナットが外嵌装着され、 前記ナットは、 前記駆動軸を軸方向に移動 すべく、 本体フレームに回転可能に支持されている駆動軸の移動装置において、 前 記本体フレーム側には前記駆動軸の回転を規制するための固定手段が設けられ、 該 固定手段は、 前記駆動軸の軸方向に形成されたガイド部に沿って移動自在な被ガイ ド部を備え、 該被ガイド部は、 前記ナットと駆動軸との間に臨んでいることにある。 また、 螺旋状のねじ溝を有する駆動軸に、 ポールねじナツトが前記ねじ溝を転動 するポールを介して外嵌装着され、 前記ポールねじナツトは、 前記駆動軸を軸方向 に移動すべく、 本体フレームに回転可能に支持されている駆動軸の移動装置におい て、 前記本体フレーム側には前記駆動軸の回転を規制するための固定手段が設けら れ、 該固定手段は、 前記駆動軸の軸方向に形成されたガイド部に沿って移動自在な 被ガイド部を備え、 該被ガイド部は、 前記ポールが転動できるように、 前記ナット と駆動軸との間に臨んでいることにある。

本発明は、 固定手段をナットと駆動軸との間に介在させて駆動軸の回転を規制す る構成であることから、 駆動軸にポールスプラインナットとポールねじナットとを 別体で且つ間隔を有して外嵌装着する場合に比し、 装置の小型化を簡単に図ること できる。

しかも、 前記被ガイド部には、 駆動軸のねじ溝と同ピッチのねじ溝が形成され、 且つ、 前記ガイド部は駆動軸の軸方向に形成されたガイド溝からなり、 該ガイド溝 に案内される前記被ガイド部と前記ポールねじナツトのポールねじ溝の間隔を調整 する調整手段を備えいる場合には、 ポールの移動をスムーズに行え、 ポールねじナ ッ卜の回転に伴う駆動軸の移動を確実に行える。

更に、 前記固定手段には、 固定手段に作用する駆動軸のねじり力を検出するため の応力センサが設けられている場合には、 軸方向に移動する駆動軸に不用意に回転 力が作用した場合を容易に検出でき、 精度が向上し高速化が可能となると共に、 省 エネ化を図ることができ、 駆動軸の移動装置の制御を確実に行える利点がある。 また、 前記被ガイド部はポールを介してガイド部に案内される構成である場合に は、 被ガイド部はガイド部に案内されてスムーズに移動できる。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の第一実施の形態の要部を示す断面正面図である。

図 2は、 同断面側面図である。

図 3は、 本発明の第二実施の形態の要部を示す断面正面図である。

図 4は、 同断面 面図である。

図 5は、 本発明の第三実施の形態の要部を示す断面正面図である。

図 6 Aは固定手段の他の実施の形態を示す断面図、 図 6 Bは駆動軸及び固定手段 の他の実施の形態を示す断面図である。

図 7は、 従来例を示す概略正面図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。

図 1及び図 2は、 本発明の第一実施の形態を示す。 同図中、 1は駆動軸としての ポールねじ軸で、 該ポールねじ軸 1の外周には、 螺旋状のポールねじ溝 3が形成さ れている。 また、 ポールねじ軸 1の外周には、 その軸方向で且つ略全長にわたって ガイド部としてのガイド溝 4が形成されている。

前記ポールねじ軸 1には、 一端にフランジ部 5 aを有する筒状のポ一ルねじナツ ト 5が外嵌装着されている。 ポールねじナツト 5は、 前記ポ一ルねじ溝 3に対応す る （同ピッチ） の螺旋状のポールねじ溝 7を内周面に有しており、 そのナット 5の ポールねじ溝 7と前記ポールねじ軸 1のポールねじ溝 3との間に多数のポール 8が 転動自在に介装されている。 また、 ポールねじナット 5には、 図示しないがそれら のポール 8の循環路が形成されており、 各ポール 8はポールねじ軸 1とポールねじ ナツト 5との相対回転と共に両者のねじ溝内を転動しつつ螺旋状に移動し、 戻し通 路を経て元の位置に戻り、 循環を繰り返す公知の構造になっている。

前記ポ一ルねじナツト 5には、 該ポールねじナツト 5を回転させるための入力軸 1 0が外嵌され、 ポールねじナット 5のフランジ部 5 aは前記入力軸 1 0の先端面 1 0 aにポルト 1 2で一体回転するように固定されている。 また、 入力軸 1 0はべ ァリング 1 3を介して固定側の本体フレーム 1 5に回転自在に軸支されている。 尚、 入力軸 1 0は図示省略のモー夕により、 正回転方向または逆回転方向の任意の方向 に回転させることができるようになつている。

前記本体フレーム 1 5には、 前記ポールねじ軸 1の回転を規制するための例えば 単体又は複数の固定手段 1 7が設けられている （本実施の形態では、 単体の固定手 段 1 7を設けた場合を例示する） 。 即ち、 固定手段 1 7は、 本体フレーム 1 5の前 面 1 5 aにポルト 1 9で固定される取付部 2 0と、 該取付部 2 0からポールねじ軸 1側に延設されたアーム部 2 2と、 前記ポールねじ軸 1のガイド溝 4に嵌合される ように前記アーム部 2 2から延設された被ガイド部としてのスクレーパ部 2 4とか らなる。 スクレーパ部 2 4はポールねじナツト 5とポールねじ軸 1との間に臨んで いる。 また、 スクレーパ部 2 4の先端は、 ポールねじナット 5の他端の近傍まで延 設されているが、 スクレーバ部 2 4の長さは適宜設定可能である。

前記取付部 2 0の背面 2 0 aと、 前記本体フレーム 1 5の前面 1 5 aとの間には、 隙間調整スぺーサ 2 6が介在されている。 取付部 2 0の背面 2 0 aと隙間調整スぺ ーサ 2 6の前面 2 6 aとは接触している。 しかも、 隙間調整スぺーサ 2 6をポール ねじ軸 1側に微動させた際に、 取付部 2 0と本体フレーム 1 5の前面 1 5 aとの間 隔が大きくなるように、 取付部 2 0の背面 2 0 aと隙間調整スぺーサ 2 6の前面 2 6 aは傾斜状に形成されている。

また、 隙間調整スぺ一サ 2 6には、 前記ポルト 1 9よりも若干大きな挿通孔 2 8 が形成されており、 該揷通孔 2 8に前記ポルト 1 9が揷通されている。 尚、 取付部 2 0には、 ポルト 1 9が挿通される揷通孔 2 0 bが、 ポルトの直径よりも若干大き く形成されている。 従って、 隙間調整スぺーサ 2 6を上下に移動させることにより、 本体フレーム 1 5に対して固定手段 1 7のスクレーパ部 2 4をポールねじ軸 1の直 径方向及び長手方向に微調整が可能となっている。 前記本体フレーム 1 5の先端上 部には、 支持部 3 0が突設され、 該支持部 3 0には前記隙間調整スぺーサ 2 6を下 方に押圧するための予圧ポルト 3 1が螺合されている。 尚、 隙間調整スぺ一サ 2 6、 ポルト 1 9及び予圧ポルト 3 1により調整手段が構成されている。

前記スクレ一パ部 2 4の厚さ tは、 前記ガイド溝 4の深さと hと同等か又はそれ 以下に設定されている。 スクレーバ部 2 4の外表面には前記ポールねじ軸 1のポ一 ルねじ溝 3と同ピッチのポールねじ溝 2 4 aが形成されている。 ここで、 前記調整 手段により、 スクレ一パ部 2 4をポールねじ軸 1の直径方向及び長手方向に微調整 して、 スクレーパ部 2 4のポ一ルねじ溝 2 4 aのポールねじ軸 1のポールねじ溝 3 に対する位置合わせと、 スクレーバ部 2 4のポールねじ溝 2 4 aとポールねじナツ ト 5のポールねじ溝 7との間隔を調整とを行い、 スクレーパ部 2 4のポールねじ溝 2 4 aを転動するポール 8のがた付きをなくすことができる （すき間を略 0又は軽 予圧を与えることができる） 。 従って、 かかるスクレ一パ部 2 4のポールねじ溝 2 4 aは、 前記ポールねじ軸 1のポールねじ溝 3と連続し、 転動するポール 8を案内 して各ポール 8の移動をスムーズに行えると共にガ夕のない移動が可能となる。 前記固定手段 1 7のアーム部 2 2には、 固定手段に作用する駆動軸 （ポールねじ 軸） 1のねじり力を検出するための応力センサ 3 3が設けられている。 かかるセン サ 3 3としては、 歪みまたは磁気センサ等が挙げられる。

本第一実施の形態は以上の構成からなり、 次にその作用を述べる。 上記駆動軸の 移動装置は、 例えば本体フレーム 1 5を図外の工作機械や口ポット等の取付部に固 定して装着される。 そして、 ポールねじ軸 1は所望のシリンダのシリンダロッドを 往復移動させる場合に使用される。

モータが作動するとポールねじナット 5が回転する。 ポールねじナット 5が回転 駆動されると、 ポールねじ軸 1は、 固定手段 1 7のスクレーバ部 2 4がガイド溝 4 に案内されているため、 その回転が規制され軸方向にスライドし、 モータの回転方 向に応じて前進又は後進する。

以上のように本第一実施の形態では、 単体の固定手段 1 7をガイド溝 4に係合さ せるという簡単な構造でポールねじ軸 1の回転を阻止することができる。 また、 構 造が簡単であることからコストも安価にできる利点がある。

しかも、 固定手段 1 7に設けた応力センサ 3 3で固定手段 1 7に作用するねじり 力を直接検出するので、 従来のように駆動軸のトクル検出をポールねじナット 5を 回転させるモータの電流値を計測する場合に比し、 精度が向上し高速化が可能とな ると共に、 省エネ化を図ることができる。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、 例えば、 図 3及び図 4に本 発明の第二実施の形態を示す。 尚、 前記第一実施の形態と同一部材は同一符号を付 してその説明を省略する。

前記固定手段 1 7のスクレーバ部 2 4には、 ポールねじ溝 2 4 aが設けられてお らず、 ポ一ル 8が通過できるように、 スクレ一パ部 2 4の外表面は、 ポールねじ軸 1のポールねじ溝 3の底面と同等になっている。 また、 スクレーパ部 2 4の外表面 は凸状面を有している。 かかる実施の形態は、 スクレーパ部 2 4の外表面を転動す るポール 8は、 前記ポールねじナット 5のポールねじ溝 7に案内されるため、 脱落 することなくスムーズに移動する。

また、 固定手段 1 7の取付部 2 0は、 前記隙間調整スぺ一サ 2 6を設けることな く、 直接取り付けられている。 スクレ一パ部 2 4はポールねじナット 5との間隔を 微調整できるようになつている。 尚、 固定手段 1 7のスクレーパ部 2 4には、 ポー ルねじ溝 2 4 aが設けられていないことから、 スクレーパ部 2 4をボールねじ軸 1 の長手方向に微調整する必要がない。 ' 図 5は本発明の第三実施の形態を示す。 尚、 前記第一実施の形態と同一部材は同 一符号を付してその説明を省略する。 本実施の形態では、 ねじ溝 （雄ねじ部） 3を 有するスベリねじ軸 （駆動軸） 1と、 該スベリねじ軸 1のねじ部が螺合するねじ溝 (雌ねじ部） 3 5を有するナット 5とを備えている。 また、 固定手段 1 7のスクレ ーパ部 2 4には、 前記スベリねじ軸 1のねじ溝と同ピッチのねじ溝 （ねじ部） 3 6 が形成されている。

本第三実施の形態では、 スクレーパ部 2 4のねじ部 3 6がスベリねじ軸 1のねじ 部の一部を構成するため、 ナット 5の回転をスムースに行え、 構造が簡単で安価に 提供できる。

本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、 図 6 Aに示す如く前記被 ガイド部 （スクレーパ部 2 4) はポールを介してガイド部 （ガイド溝） 4に案内さ れる構成であっても良い。 具体的には、 前記スクレーパ部 2 4に、 前記ガイド溝 4 を転動する複数のポール 3 8を転動自在に設け、 各ポール 3 8はリターンパイプ又 はリターン溝等の循環手段 3 9を設けることにより、 ガイド溝 4を転動しながら循 環できるようにしても良い。 かかるポール 3 8をスクレーパ部 2 4に設けることに より、 更にスクレーパ部 2 4がガイド溝 4をスムーズに移動できるようになる。 更に、 前記ガイド部としては、 ガイド溝 4に限らず、 図 6 Bに示す如く駆動軸 1 に平坦面 4 0を設け、 しかも、 固定手段 1 7にも該平坦面 4 0を摺動する摺動平坦 面 （被ガイド部） 4 1が設けられている。 しかも、 駆動軸 1の平坦面 4 0は複数設 けられており、 従って、 固定手段 1 7も複数設けることも可能である。

また、 固定手段 1 7のスクレーパ部 2 4はガイド溝 4に嵌合していることから、 本 体フレーム 1 5を固定した際には、 駆動軸 1の相対回転は不可能であるが、 前記ナ ット 5を固定し、 且つ、 前記固定手段 1 7僻 J (本体フレーム 1 5 ) を回転可能に設 けることにより、 駆動軸 1を簡単な構造で回転させることが可能となる。 しかも、 本体フレーム 1 5とナット 5の両方を回転可能とすることにより、 駆動軸 1を回転 させながら軸方向に前進または後進させることができる。

Claims

請 求 の 範 囲

1. 螺旋状のねじ溝 （3) を有する駆動軸 (1) に、 ナット （5) が外嵌装着され、 前記ナット （5) は、 前記駆動軸 （1) を軸方向に移動すべく、 本体フレーム （1 5) に回転可能に支持されている駆動軸の移動装置において、 前記本体フレーム

(15) 側には前記駆動軸 （1) の回転を規制するための固定手段 （17) が設け られ、 該固定手段 （17) は、 前記駆動軸 （1) の軸方向に形成されたガイド部

(4) に沿って移動自在な被ガイド部 （24) を備え、 該被ガイド部 （24) は、 前記ナット （5) と駆動軸 (1) との間に臨んでいることを特徴とする駆動軸の移

2. 螺旋状のねじ溝 （3) を有する駆動軸 （1) に、 ポールねじナット （5) が前 記ねじ溝 （3) を転動するポ一ル （8) を介して外嵌装着され、 前記ポールねじナ ット （5) は、 前記駆動軸 (1) を軸方向に移動すべく、 本体フレーム （15) に 回転可能に支持されている駆動軸の移動装置において、 前記本体フレーム （15) 側には前記駆動軸 （1) の回転を規制するための固定手段 （17) が設けられ、 該 固定手段 （17) は、 前記駆動軸 （1) の軸方向に形成されたガイド部 （4) に沿 つて移動自在な被ガイド部 （24) を備え、 該被ガイド部 （24) は、 前記ポール

(8) が転動できるように、 前記ナット （5) と駆動軸 （1) との間に臨んでいる ことを特徴とする駆動軸の移動装置。

3. 前記被ガイド部 （24) には、 駆動軸のねじ溝 （3) と同ピッチのねじ溝 (2 4a) が形成され、 且つ、 前記ガイド部 （4) は駆動軸 （1) の軸方向に形成され たガイド溝からなり、 該ガイド溝 （4) に案内される前記被ガイド部 （24) のね じ溝 （24a) と前記ポールねじナット （5) のポールねじ溝 (7) の間隔を調整 する調整手段を備えている請求項 2に記載の駆動軸の移動装置。

4. 前記被ガイド部 （24) はポール （38) を介してガイド部 （4) に案内され る構成である請求項 1又は 2に記載の駆動軸の移動装置。

5. 前記固定手段 （17) には、 固定手段 （17) に作用する駆動軸 （1) のねじ り力を検出するための応力センサ （33) が設けられている請求項 1又は 2に記載