JPH02203057A - 直線運動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、産業機械及び生産用のロボット或いはカメラ
レンズのピント合せ機構及びソレノイド等に広く利用す
ることのできる直線運動機構に関するものである。

（ＩＩ）従来の技術 従来、直線運動機構としては、軸をガイドとして摺動す
るものが基本であるが、一般に運動時の摺動抵抗が大き
く、そのために大きな駆動力が必要となり、又任意の位
置での停止及び速度変更等の制御が難しい。これに対し
てはいわゆるボールネジ等によって摺動抵抗の軽減が計
られているが、構造が複雑になる上、運動部材の運動方
向によって重力の影響を受けるため、質量の大きな運動
部材及び姿勢変化のある用途においてその位置を制御す
るには大きな駆動力及び複雑な制御方法が必要となる。

（八）発明が解決しようとする課題 上記のとと（、現時点では摺動抵抗の充分に小さな直線
運動機構がなく又、質量の大きなもの及び姿勢の変化す
るものにおける位置制御には大きな駆動力及び複雑な制
御方法が必要であり、この点の改善が望まれている。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、上記のごとき欠点を排し、簡単な構造で摺動
抵抗の充分小さな又、姿勢変化によっても重力の影響を
受けにくい直線運動機構を提供するものである。

即ち、運動部材を１つの平面内で運動し得るごとく支持
する腕部材からなる第一の支持機構と運動部材を他の平
面内で運動し得るごとく支持する他の支持機構を有する
と共に第一の支持機構の腕部材の一端を延長し釣合重錘
を該延長端に設けたごとき直線運動機構である。

（本）作用 上記のごとく構成することにより、相互の支持機構の運
動平面が互いに交差する線上で運動部材が直線運動する
と共に釣合重錘が運動部材と略逆方向に動くものである
。

（へ）実施例 以下図について、本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の一実施例の構造を示す模式斜視図で
ある。

第１図において、フレーム１２に固着された互いに直角
な軸２，３の両端に軸受４．５を介して嵌合するアーム
６．７は、その他端に軸２．３とそれぞれ並行な軸８，
９を有する。軸８，９の両端に、軸受１０．１１を介し
て、嵌合するアーム１２．１３はその他端に軸ｔｏ、　
１１にそれぞれ並行な軸１４．１５を有する。軸１４．
１５はその両端に軸受１６．１？を介して嵌合する運動
部材１８を支持している。

又、アーム１２．１３の軸受部１０．１１をはさんだ反
対側にレバー４１．４２を設け、その先端には重錘４３
゜４４が取り付けられている。基本的な実施例としては
レバー４１．４２の長さは、アーム１２．１３の長さと
等しく、重［１４３，４４の質量は運動部材１８の質量
に等しく定める。

但しこの場合、アーム１２．１３及びレバー４２．４２
の質量を考慮して補正する必要があると共に実用的な必
要性によっては、レバー４１．４２の長さを短くして、
その代りに重錘４３．４４の質量を大きクシ。

ても良い。要はレバー４１．４２の長さと重錘４３．４
４の積が、アーム１２．１３の長さと運動部材１８の質
量の積に等しく定めてあれば良い。

このように構成した機構で運動部材１８はアーム６．７
が軸２，３のまわりに回転して、その他端が矢印に示す
運動部材１８の直線運動部０１の運動方向と直角な方向
に動くことと、アーム１２．１３が軸８．９のまわりに
回転することによって、他端の軸１４．１５が直線運動
部Ｏ，の運動方間に動くことによってそれぞれ軸２．３
に直角な２つの平面内での運動を許容されるごとく支持
されている。

しかるに軸１．４．Ｉｓは軸受１６．１７を介して、運
動部材１８に固定されているので結果的には、２つの平
面の交差する線上、即ち直線上を運動することとなる。

また、軸１４．　Ｉｓは軸８，９に、更に軸８゜９は軸
２．３につねに並行なので、運動部材１８はフレームｌ
に対して常に並行を保つことができる。

又、アーム１２．１３が軸８，９の周りに回転すること
によりレバー４１．４２に取り付けられた重ｆ１４３゜
４４が運動部材１８とは逆方向に動き、その運動は軸８
．９に対して釣合がとれているために重力の影響によっ
て運動部材１８が下方に落下するのを防止することがで
きる。もちろんこの場合重錘４３．４４は直線運動とは
ならないので、厳密には釣合がとれたものとはならない
が実用上は大幅な改善となり、駆動力及び制御力をｌ／
１０以下に軽減することも可能となる。

第２図は本発明の他の実施例の構造を示す斜視図である
。

第２図において、フレーム２１の互いに直角な面２２、
２３には板バネによる腕部材２４．２５が取り付けられ
ており、該腕部材２４．２５は直角な折曲り部２６゜２
７により互いに同一平面となるごとく曲げられ、腕部材
２８．２９となり運動部材３０に固着されている。

又、腕部材２８．２９の側面は折曲げ部２６．２７に対
して直角に折り曲げられて１／バー４５．４６を形成し
、その先端には重錘４７．４８が取り付けられている。

この場合運動部材３０及び重錘４７．４８を除く部分は
一枚の板バネ材からプレス加工によって形成することが
できる。

このようにした場合、構造は極めて簡単となるが、板バ
ネが曲げ剛性が低い割にねじれ剛性が高いので原理的に
は、第１図に示す実施例と同様のものであり、運動部材
３０の中心即ち直線運動部０３は、はぼ直線運動をする
。又、レバー４５．４６と重［１４７，４８の働きも第
１図におけるレバー４１．４２及び重錘４３．４４と同
様のものである。実際には腕部材２４．２５及び２８．
２９のわずかなねじれ等により多少のズレが生じる。

第３図は本発明の他の実施例の構造を示す斜視図である
。

第３図において、互いに１２０゛の角度で結合された腕
部材３２．３３．３４は１枚の板バネ３５で構成され、
他の腕部材となる直角な折曲げ面３６．３７．３８を有
し、フレーム３１の互いに１２０°をなす端面３９゜４
０゜４１に固着されている。又、腕部材３２．３３．３
４の各々の側面は折曲げ面３６．３７．３８と夫々直角
に折り曲げられレバー４９．５０．５１を形成しその先
端には重ｆｌＩ！５２．３３．５４が取り付けられてい
る。この場合も板バネ３５の中心即ち直線運動部０．は
第１図の構造と同様に直線運動をする。第３図の場合は
第２図の場合に比べて３個の腕の配置のバランスが取れ
ているので、安定性が優れている。しかもレバー４９．
５０．５１の運動の内、直線運動部Ｏ３の運動方向と直
角な成分は、互いに打消しあってバランスするので第２
図の実施例に比べて姿勢変化によって生ずる不釣合が更
に大幅に減少する。尚、第３図における腕の数は３個で
なく４個でも良いことはいうまでもない。その場合釣合
用のレバーは向い合った二つの腕に取り付けられるだけ
でも十分な効果がある。

又、第１図における軸２，３のなす角度も直角に限定す
るものではない。更に第３図に示す板バネを軸の両端に
各１枚取り付けた場合にはこの軸は、正確な直線運動を
することになる。従って、このようにすればペン書きブ
ロック−のペンの上下運動、ソレノイドのプランジャー
、また光学装置のレンズのピント合せ機構にも利用する
ことができる。

（ト）発明の効果 以上の説明で明らかなごと（、本発明の直線運動機構は
理論的に確実であり、また各軸受部にボールベアリング
を使用すれば極めてスムーズな運動が可能である。更に
同様の機構を板バネによって代替することもでき、この
場合はバネ材自体の弾性で支持されているため、いわゆ
る摩擦抵抗は存在せず往復動作における力のヒステリシ
ス現象を極めて小さなものにすることができる。

又、直線運動部の質量をバランスする釣合機構が一体的
に設けられている為、全体の姿勢が変化しても重力の影
響を受けることなく直線運動部を支持することができる
。従ってその用途は複雑な運動をする産業用機械、ロボ
ットのアクチエエータ、ハンディ−カメラのレンズ駆動
、精密ソレノイド等広く利用できるものであり、その効
果は極めて著しい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構造を示す模式斜視図であ
り、第２図、第３図は本発明の他の実施例の構造を示す
斜視図である。 ５２、５３．５４・・・・・・重錘。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 運動部材を１つの平面内で運動し得るごとく支持する複
   数の腕部材からなる第一の支持機構と、運動部材を他の
   平面内で運動し得るごとく支持する他の支持機構を有し
   、該平面が互いに交差する線上で運動部材が直線運動す
   るごとく構成すると共に、第一の支持機構の腕部材の一
   端を延長し、運動部材の運動方向と略逆方向に動く釣合
   重錘を該延長端に設けたことを特徴とする直線運動機。