JPH0262453A - 回転運動を直線運動に変換する直線駆動装置 - 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】 利用産業分野 本発明は、動力の伝達並びに運動様式の変換を行う機械
要素分野に属する。

背景技術 近年、各種精密機械、工作機械、運搬、組立機械、ロボ
ット、事務機械等に、シャフトをサーボモーフ等によっ
て、正逆回転させて、シャフトに沿ってナツトを往復運
動させる機構を持つ機械要素の需要が極めて多い。Ｘ−
Ｙ位置決め装置と称するものは、その適用の好例である
。

この種の機械要素のうち、最も一般的に用いられてきた
機構は、所謂ボールねじである。このボ−ルねじは送り
ねじの効率を向上させる為にねじ軸とナツトとの間へ多
数のボールを挿入した特殊の送りねじである、ナツトに
は一般にボールガイドが取り付けて有り、ナツトに対し
てねじ軸を回転させると、ボールがねじ溝に沿っ゛Ｃ転
動する、所謂ボールの転がりを利用して、ねじ軸の正逆
回転運動を変換してナツトに直線運動をさせる機構であ
る。該ボールねじ機構は、ねじ機構に比較して、はるか
に高い伝達効率を持っていることは言うまでもない、し
かも、運動精度の非常に高いという利点もあるとされて
いる。しかし、ボールねじは、多数のボールがナツトの
一端から転がり出る為、元に帰す為の循環路が必要であ
り、その構造、ボール挿入の為の組立て作業が、困難で
ある。

さらに、多数のボールが連続して並んでいる関係で、ボ
ールが同じ方向に回転して進むとき隣接するボールの接
触点では合反する方向に滑り抵抗が発生し、この滑り抵
抗の影響に依りボールとねじ溝、ボールと循環路（ボー
ルガイド）間に滑りが発生ずる懸念があるため、摩擦損
失もあり、機械効率が必ずしも満足し得ない。

発明の目的 本発明は、以上の様な従来の欠点をなくするため、転が
り軸受を利用して、上述のボールねじの欠点を解消した
ものであり、特殊形状を持つ転がり軸受の製作も容易で
、製作費用も比較的安価に出来ると思われる直線駆動装
置を提供するもので有る。

発明の構成と図面に基づく開示 第１図は、本発明にかかわる代表的な構成からなる直線
駆動器具の縦断面説明図であり、第２図は、その正面説
明図である。

第１図に示すこの発明の直線駆動器具は、丸棒（１）を
軸通した転がり軸受（２）とから構成され、丸棒（１）
の外周面には、螺旋状の溝（ａ）を有し、転がり軸受（
２）は、内輪（３）、ボール（４）、（ボールの代わり
にローラーを用いてもよい〉および外輪（５）保持器（
６）から成り立っている。内輪（３）の内径にも丸棒（
１）の螺旋状の溝（ａ）ピッチと同じピッチの螺旋状の
溝（ｂ）を有し、この各々の溝（ａ）（ｂ）は、互いに
丸棒（１）の軸方向のある一線上で嵌込んで接触し、そ
の他の部分では接触することなく隙間（Ｃ）を設けてい
る。従って、丸棒（１）の軸芯線（ｄ）と転がり軸受（
２）の内輪（３）内径の軸芯線（ｅ）とは平行ではある
が一致しない。

第３図は、実用例の概略説明図であり、第４図は、その
正面説明図である。

第３図、第４図は、第１図、第２図と同様構成からなる
直線駆動器具（１）〜（６）、（ａ）〜（ｅ）が配置さ
れ、丸棒（１）は、その両軸端を受台（７）で支え、モ
ータ（８）によって正逆回転をする。此の、モータ（８
）としてサーボモータ等が好んで用いられている。軸受
箱（９）の内径に設けられた軸受座（ｆ）に転がり軸受
（２）を嵌込み、該軸受箱（９）は丸棒（１）に平行な
摺動ガイド（１１）に沿って移動する。また、該摺動ガ
イド（１１）は、軸受箱（９）の回転防止の役目もして
いる。転がり軸受（２）の内輪内径溝（ｂ）と、丸棒（
１）の溝（ａ）が軸方向のある一線上で接触し、その他
の部分では接触することなく隙間（Ｃ）を設けているが
、此の状態を維持出来ない恐れの有る時は、それぞれの
７ｇ（ａ）（ｂ）に一定の接触を保つためにスプリング
等で押しつけても良いことはいうまでも無い。丸棒（１
）を回転させることにより、それぞれ溝（ａ）（ｂ）の
接触部での摩擦力により、内輪（３）も丸棒（１）と、
同方向に回転する。また、螺旋作用により内輪（３）即
ち転がり軸受（２）全体が軸受箱（９）と共に直線運動
する。軸受箱（９）は第３図、第４図に示すが如く、外
輪（５）の全周を嵌込ませる必要はない、さらに外輪（
５）を直接に摺動ガイド（１１）に案内させる構造にし
て軸受箱（９）を除くことも可′能である。摺動ガイド
（１１）と同様に、軸受箱（９）や転がり軸受（２）の
回転を防止して、直線運動が可能な機械構造が得られる
場合には、　摺動ガイド（１１）の必要のない。

第５図は、第３図で示す摺動ガイド（１１）と異なる方
式の概略説明図である。軸受箱（９）に比較的大きな荷
重が加わる時等に利用すれば丸棒（１）に加わる荷重を
分散し、丸棒（１）の荷重による撓みを防止することが
可能である。

第６図、第７図はこの発明による他構成の概略説明図で
ある。第６図は、転がり軸受に大きな回転トルクを必要
とする場合や、より安定した作動を期待する場合に複列
玉軸受を使用した例示。第７図は、直線運動において、
外部より大きな抵抗がかかる場合に、複列アンギュラ玉
軸受を採用した例示である。

第１図〜第７図で示した転がり軸受（２）の内輪（３）
の螺旋状の溝（ｂ）に置き換え、−軸以上の輪状の溝を
有し、該溝が丸棒（１）のある−線上で、丸棒（１）の
螺旋状の溝（ａ）と嵌合わせても良いが、丸棒（１）の
螺旋状の溝（ａ）よりも、内輪に設けた輪状の溝の径を
大きく設定し、接触しない部分の隙間を確実作る必要が
ある。

第８図は、円筒外周面に、螺旋状の溝（ａ）を設けたと
ころの回転可能な丸棒（１）と、−輪の凸状（ｇ）を内
輪内径に設けた転がり軸受（２）で、該転がり軸受（２
）の内輪内径の凸状（ｇ）部分を丸棒（１）の溝（ａ）
の−ケ所に沿うように嵌込んで接触させ、その他の部分
では接触することなく隙間（Ｃ）を設けることにより、
丸棒（１）を回転させると転がり軸受（２）の内輪内径
の凸状（ｇ）部分は丸棒（１）の溝（ａ）に沿って進む
、即ち転がり軸受（２）を軸方向に移動させる。

第９図は、転がり軸受（２）を２個使用して器具の安定
化を計った例示である。

第６図〜第９図の説明でも判るごとく、本発明は、使用
条件に応じて、種々の転がり軸受を容易に選定すること
が可能である。

発明の効果 本発明は、同じ目的として従来より使用されている、送
りねじの如く、滑り摩擦も大きくなく、ボールねじの如
く、ボールが同じ方向に回転して進むとき隣接するボー
ルの接触点で合反する方向に清り抵抗が発生することも
無い、従って動力伝達効率も高い。更に丸棒の螺旋状溝
に対する転がり軸受内径の接触程度が、スプリング等に
よって調整することにより、位置決め精度等、送りねじ
やボールねじより優れている。

また、転がり軸受製造工場で、転がり軸受製作の経験を
活かして容易に製作が可能で、製作費用も比較的安価に
出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかわる直線駆動器具の縦断面説明
図であり、第２図はその正面説明図。 第３図は実用例の概略説明図で第４図は、その正面図で
ある。第５図は、第３図で示す摺動ガイドと異なる方式
の概略説明図、第６図は複列玉軸受を用い、第７図は複
列アンギュラ玉軸受を用いた所の概略説明図、第８図、
第９図は内輪を一輪の凸状にした転がり軸受を用いた所
の概略説明図である。 １・・・・・丸棒 ２・・・・・転がり軸受 ３・・・・・内輪 ４・・・・・ボール ５・・・・・外輪 ６・・・・・保持器 ７・・・・・受台 ８・・・・・モータ ９．１０・・軸受箱 摺動ガイド 丸棒の螺旋状溝 転がり軸受内輪内径の螺旋状溝 ａ、ｂにおいて作られる隙間 丸棒の軸芯線 転がり軸受内輪内径の軸芯線 軸受座 転がり軸受内輪内径の凸状

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外周面に、螺旋状の溝を設けたところの回転可能な丸棒
   と、上記ピッチと同じピッチの螺旋状の溝を内輪内径に
   設けた転がり軸受とから構成され、該転がり軸受の内輪
   内径溝を、丸棒の溝に軸方向のある一線上で嵌込んで接
   触させ、その他の部分では接触することなく隙間を設け
   ることにより、転がり軸受を軸方向に移動させ得ること
   を特徴とする直線駆動装置。 ２ １に記した内輪内径に設けた螺旋状の溝に置き換え一輪
   以上の輪状の溝を有した転がり軸受を用いることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の直線駆動装置。 ３ 外周面に、螺旋状の溝を設けたところの回転可能な丸棒
   と一輪の凸状を内輪内径に設けた転がり軸受とから構成
   され、該転がり軸受の内輪内径の凸状部分を丸棒の溝の
   一ケ所に沿うように嵌込んで接触させ、その他の部分で
   は接触することなく隙間を設けることにより、転がり軸
   受を軸方向に移動させ得ることを特徴とする直線駆動装
   置。