JPH0285551A - 無ねじシャフトの回転運動を直線運動に変換する装置 - Google Patents
無ねじシャフトの回転運動を直線運動に変換する装置Info
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- JPH0285551A JPH0285551A JP1168276A JP16827689A JPH0285551A JP H0285551 A JPH0285551 A JP H0285551A JP 1168276 A JP1168276 A JP 1168276A JP 16827689 A JP16827689 A JP 16827689A JP H0285551 A JPH0285551 A JP H0285551A
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims 1
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H19/00—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion
- F16H19/02—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion
- F16H19/025—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion comprising a friction shaft
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/18—Mechanical movements
- Y10T74/18056—Rotary to or from reciprocating or oscillating
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Support Of The Bearing (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ねじが設けられていないシャフト(以下、「
無ねじシャフト」と呼ぶ)の回転運動を、この無ねじシ
ャフトから装置に伝達される直線運動に変換する装置に
関する。かような装置は、本願において参考として掲示
する米国特許第3,272.021号に完全に開示され
ている。本発明は、該米国特許に開示の装置の性能を改
善できる構造に関する。
無ねじシャフト」と呼ぶ)の回転運動を、この無ねじシ
ャフトから装置に伝達される直線運動に変換する装置に
関する。かような装置は、本願において参考として掲示
する米国特許第3,272.021号に完全に開示され
ている。本発明は、該米国特許に開示の装置の性能を改
善できる構造に関する。
上記米国特許に開示の装置は、自動車のパワーウィンド
用装置として1つの適用例を見出している。この装置は
、ばねを介して作用するねじにより互いに引き寄せられ
ている2つのブロックを有している。これらのブロック
の各々にはU字形のトランクが形成されており、該トラ
ックは、組み立て後に、湾曲ボアを形成するようになっ
ている。
用装置として1つの適用例を見出している。この装置は
、ばねを介して作用するねじにより互いに引き寄せられ
ている2つのブロックを有している。これらのブロック
の各々にはU字形のトランクが形成されており、該トラ
ックは、組み立て後に、湾曲ボアを形成するようになっ
ている。
装置の各端部にはローラベアリングが設けられており、
特に各ブロックには、該ブロック自体に関連するローラ
ベアリングが設けられている。この米国特許に開示の装
置においては、各ブロックに4つのローラベアリングが
関連していて、ブロックの各端部にローラベアリングが
2つずつ配置されている。また、装置には2つのブロッ
クが含まれているので、装置は全部で8個のローラベア
リングを有している。各ローラベアリングはシャフトに
対して傾斜して配置されていて、シャフトが回転すると
きの装置の移動量を決定する進み角を与えている。
特に各ブロックには、該ブロック自体に関連するローラ
ベアリングが設けられている。この米国特許に開示の装
置においては、各ブロックに4つのローラベアリングが
関連していて、ブロックの各端部にローラベアリングが
2つずつ配置されている。また、装置には2つのブロッ
クが含まれているので、装置は全部で8個のローラベア
リングを有している。各ローラベアリングはシャフトに
対して傾斜して配置されていて、シャフトが回転すると
きの装置の移動量を決定する進み角を与えている。
上記米国特許に係る装置と同様な他の従来の装置として
、Barry Wright Corporation
社から登録商標rRoh’lix Jの名称で市販され
ているものがある。この装置には、上記米国特許に係る
装置の8個のローラベアリングの代わりに全部で6個の
ヘアリングが設けられている。この装置においてこれら
のベアリングは、各ブロックの一端に2つ、他端に1つ
の合計で3つ配置されている。組立ての際に両ブロック
は、ブロックの各端部に3つ(一方のブロックに2つ、
他方のブロックに1つ)のベアリングが配置されるよう
にして組み立てられる。かような構成にすると、両ブロ
ックの互いに対面する垂直面を、ランプジヨイント(重
ね継手)のように互いに補完し合う形状に形成すること
が必要になる。この装置は、市場に好評に受は入れられ
ているが、好ましくない成る問題(これらの問題は本発
明により解決される)がある。
、Barry Wright Corporation
社から登録商標rRoh’lix Jの名称で市販され
ているものがある。この装置には、上記米国特許に係る
装置の8個のローラベアリングの代わりに全部で6個の
ヘアリングが設けられている。この装置においてこれら
のベアリングは、各ブロックの一端に2つ、他端に1つ
の合計で3つ配置されている。組立ての際に両ブロック
は、ブロックの各端部に3つ(一方のブロックに2つ、
他方のブロックに1つ)のベアリングが配置されるよう
にして組み立てられる。かような構成にすると、両ブロ
ックの互いに対面する垂直面を、ランプジヨイント(重
ね継手)のように互いに補完し合う形状に形成すること
が必要になる。この装置は、市場に好評に受は入れられ
ているが、好ましくない成る問題(これらの問題は本発
明により解決される)がある。
それらの好ましくない問題の中の1つは、位置再現性(
position repeatability)が欠
如していることである。例えば、装置に力が作用する構
成であるため、シャフトの1回転につき装置がシャフト
の一方向に移動する距離と反対方向に移動する距離とに
差異が生じることである。同様に、方向を反転するとき
に推力(スラスト)に変動が生じるため、一方向の推力
と反対方向の推力とに差異が生じることである。
position repeatability)が欠
如していることである。例えば、装置に力が作用する構
成であるため、シャフトの1回転につき装置がシャフト
の一方向に移動する距離と反対方向に移動する距離とに
差異が生じることである。同様に、方向を反転するとき
に推力(スラスト)に変動が生じるため、一方向の推力
と反対方向の推力とに差異が生じることである。
更に、米国特許第4,411,166号には、別の従来
の装置が開示されている。この装置においては、2つの
ブロックが互いに枢着されており、枢動ブロックには2
つのベアリングが、支点ブロックには4つのベアリング
が設けられている。この装置及び従来の他の装置の好ま
しくない問題点は、ベアリングの取付けに影響を与える
製造公差に対する感度すなわち敏感性(sensiti
vity)及び装置が取り付けられるシャフトのサイズ
及び幾何学的形状の誤差に対する敏感性である。これら
の敏感性の結果、駆動シャフトとアクチュエータの取付
は面との間の関係に著しい影響が及ぼされる。
の装置が開示されている。この装置においては、2つの
ブロックが互いに枢着されており、枢動ブロックには2
つのベアリングが、支点ブロックには4つのベアリング
が設けられている。この装置及び従来の他の装置の好ま
しくない問題点は、ベアリングの取付けに影響を与える
製造公差に対する感度すなわち敏感性(sensiti
vity)及び装置が取り付けられるシャフトのサイズ
及び幾何学的形状の誤差に対する敏感性である。これら
の敏感性の結果、駆動シャフトとアクチュエータの取付
は面との間の関係に著しい影響が及ぼされる。
従って本発明の目的は、シャフトの回転運動を装置の直
線運動に変換する装置であって、方向性移動(dire
ctional travel)に関して優れた再現性
をもつ装置を提供することにある。
線運動に変換する装置であって、方向性移動(dire
ctional travel)に関して優れた再現性
をもつ装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、シャフトの回転運動を装置の直線
運動に変換する装置であって、方向性移動に基づ(変動
が殆ど無い装置を提供することにある。
運動に変換する装置であって、方向性移動に基づ(変動
が殆ど無い装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、上記形式の装置であって、静荷重
が作用する期間を含む、ベアリング間の荷重分担性を改
善できる装置を提供することにある。
が作用する期間を含む、ベアリング間の荷重分担性を改
善できる装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、装置の製造、シャフト寸法及びシ
ャフトの幾何学的形状の誤差の結果生じる寸法的変化に
対して鈍感な上記形式の装置であって、駆動シャフトと
装置の取付は面との間の関係を改善できる装置を提供す
ることにある。
ャフトの幾何学的形状の誤差の結果生じる寸法的変化に
対して鈍感な上記形式の装置であって、駆動シャフトと
装置の取付は面との間の関係を改善できる装置を提供す
ることにある。
本発明の他の目的は、回転運動を直線運動に変換する装
置であって、ベアリングを取り付ける製造公差及び駆動
シャフトのサイズ及び幾何学的寸法が、取付けられるコ
ンポーネンツの間の関係に殆ど影響を与えない装置を提
供することにある。
置であって、ベアリングを取り付ける製造公差及び駆動
シャフトのサイズ及び幾何学的寸法が、取付けられるコ
ンポーネンツの間の関係に殆ど影響を与えない装置を提
供することにある。
更に、本発明の他の目的は、最初の機械加工時のブロッ
クの位置決めから最終組立て時のブロックの位置決めに
至る誤差を最小にして、コンポーネントブロックを組み
立てることができる上記形成の装置を提供することにあ
る。
クの位置決めから最終組立て時のブロックの位置決めに
至る誤差を最小にして、コンポーネントブロックを組み
立てることができる上記形成の装置を提供することにあ
る。
無ねじシャフトの回転運動を装置の直線運動に変換する
本発明の好ましい実施例による装置は1対のブロックを
有しており、該ブロックの各々には、はぼU字形をなす
トラックが形成されていて、両ブロックが組み立てられ
たときに両ブロックを通る湾曲ボアが形成されるように
なっている。1対のブロックの中の一方は取付はブロッ
クであり、該取付はブロックは、2つのベアリングと、
負荷(荷重)を取り付ける手段とを有している。他方の
ブロックは調節ブロックであり、該調節ブロックには4
つのベアリングが設けられている。1対のブロックは緊
締手段により一緒に保持されるようになっている。緊締
手段は1対のねじを有しており、これらのねじは、ばね
を介して、調節ブロックを取付はブロックに向かって無
ねじシャフトに垂直な方向に押し付ける可変圧縮力を付
与すべく作用し、これにより、組み立てられた両ブロッ
クと、両ブロックにより形成されたボア内で回転自在に
取り付けられた無ねじシャフトとの間に可変摩擦力を作
用できるようになっている。取付はブロックにはその各
端に1つずつ(合計2つ)のベアリングが設けられてお
り、調節ブロックにはその各端に2つずつ(合計4つ)
のベアリングが設けられている。これらの各ベアリング
は、無ねじシャフトに対して傾斜して配置されている。
本発明の好ましい実施例による装置は1対のブロックを
有しており、該ブロックの各々には、はぼU字形をなす
トラックが形成されていて、両ブロックが組み立てられ
たときに両ブロックを通る湾曲ボアが形成されるように
なっている。1対のブロックの中の一方は取付はブロッ
クであり、該取付はブロックは、2つのベアリングと、
負荷(荷重)を取り付ける手段とを有している。他方の
ブロックは調節ブロックであり、該調節ブロックには4
つのベアリングが設けられている。1対のブロックは緊
締手段により一緒に保持されるようになっている。緊締
手段は1対のねじを有しており、これらのねじは、ばね
を介して、調節ブロックを取付はブロックに向かって無
ねじシャフトに垂直な方向に押し付ける可変圧縮力を付
与すべく作用し、これにより、組み立てられた両ブロッ
クと、両ブロックにより形成されたボア内で回転自在に
取り付けられた無ねじシャフトとの間に可変摩擦力を作
用できるようになっている。取付はブロックにはその各
端に1つずつ(合計2つ)のベアリングが設けられてお
り、調節ブロックにはその各端に2つずつ(合計4つ)
のベアリングが設けられている。これらの各ベアリング
は、無ねじシャフトに対して傾斜して配置されている。
また、両ブロックには、これらを、機械加工された方向
と同じ方向に位置決めするためのピンが設けられている
。
と同じ方向に位置決めするためのピンが設けられている
。
本発明の他の目的及び長所は、添付図面を参照して述べ
る本発明の実施例についての以下の詳細な説明により明
らかになるであろう。
る本発明の実施例についての以下の詳細な説明により明
らかになるであろう。
第1図には、無ねじシャフト12の回転運動を装置10
の直線運動に変換する従来の装置lOが示されている。
の直線運動に変換する従来の装置lOが示されている。
該装置10は1対のブロック14.16を有しており、
これらのブロック14.16は、無ねじシャフト12に
可変圧力を作用して該シャフト12に対して可変摩擦力
を発生できるように互いに緊締されている。ブロック1
4は3つのベアリング18A、18B、18Cを備えて
おり、これらのベアリングの中、ベアリング18Aはブ
ロック14の一端(第2図)に、ベアリング18B、1
8cはブロック14の他端(第3図)に配置されている
。同様に、ブロック16にも3つのベアリング20A、
20B、20Cが設けられており、これらの中、ベアリ
ング20Aはブロック16の一端(第3図)に、ベアリ
ング208120Cはブロック16の他端(第2図)に
配置されている。このように、従来の装W10の構成で
は、一端に2つのベアリングが配置されたブロックを有
しており、該ブロックが、同じ側の端部に1つのベアリ
ングが設けられた他のブロックと組み合わされている。
これらのブロック14.16は、無ねじシャフト12に
可変圧力を作用して該シャフト12に対して可変摩擦力
を発生できるように互いに緊締されている。ブロック1
4は3つのベアリング18A、18B、18Cを備えて
おり、これらのベアリングの中、ベアリング18Aはブ
ロック14の一端(第2図)に、ベアリング18B、1
8cはブロック14の他端(第3図)に配置されている
。同様に、ブロック16にも3つのベアリング20A、
20B、20Cが設けられており、これらの中、ベアリ
ング20Aはブロック16の一端(第3図)に、ベアリ
ング208120Cはブロック16の他端(第2図)に
配置されている。このように、従来の装W10の構成で
は、一端に2つのベアリングが配置されたブロックを有
しており、該ブロックが、同じ側の端部に1つのベアリ
ングが設けられた他のブロックと組み合わされている。
他端は、これと逆の構成になっている。ブロック14に
はU字形のトラック22が形成されており、ブロック1
6にはU字形のトラック24が形成されている。第2図
に示す側の端部から見ると、2つのU字形トラック22
.24は、協働して軸線方向の湾曲ボア26を形成して
いる。各ブロックには段部28が形成されており、これ
らの段部28は、両ブロックの組立て後に、継手(ラッ
プジヨイント)30で境界部を形成するようになってい
る。第1図と第2図(第2図は、第1図の左端部を示す
ものである)とを−緒に見れば分かるように、上方のブ
ロック14はその一端(左端)に1つのベアリングを有
しており、これに対し下方のブロック16はその左端に
2つのベアリングを有している。従って、下方のブロッ
ク16の方が上方のブロック14よりも厚く、トラック
24の方がトラック22よりも深いように見える。これ
に対し、右端については逆のことが云え、トラック22
の方がトラック24よりも深く見える。また、装置10
には2つの緊締具(ファスナ)15が設けられている(
図面には、1つの緊締具のみを示しである)。各緊締具
15はばね17を備えていて、該ばね17により回転シ
ャフト12に対してブロックが可変圧縮力を付与できる
ようになっている(これもこの従来の装210の特徴で
ある)。
はU字形のトラック22が形成されており、ブロック1
6にはU字形のトラック24が形成されている。第2図
に示す側の端部から見ると、2つのU字形トラック22
.24は、協働して軸線方向の湾曲ボア26を形成して
いる。各ブロックには段部28が形成されており、これ
らの段部28は、両ブロックの組立て後に、継手(ラッ
プジヨイント)30で境界部を形成するようになってい
る。第1図と第2図(第2図は、第1図の左端部を示す
ものである)とを−緒に見れば分かるように、上方のブ
ロック14はその一端(左端)に1つのベアリングを有
しており、これに対し下方のブロック16はその左端に
2つのベアリングを有している。従って、下方のブロッ
ク16の方が上方のブロック14よりも厚く、トラック
24の方がトラック22よりも深いように見える。これ
に対し、右端については逆のことが云え、トラック22
の方がトラック24よりも深く見える。また、装置10
には2つの緊締具(ファスナ)15が設けられている(
図面には、1つの緊締具のみを示しである)。各緊締具
15はばね17を備えていて、該ばね17により回転シ
ャフト12に対してブロックが可変圧縮力を付与できる
ようになっている(これもこの従来の装210の特徴で
ある)。
第4図及び第5図に示すように(これらも従来技術を示
すものである)、このアクチュエータは1対の本体部材
(ブロック)11.21を有しており、これらの本体部
材11及び21には、それぞれローラ(ベアリング)1
3及び15.15が設けられている。これらのローラ1
3.15.15は、駆動シャフト17の周囲りおいて互
いに等間隔に配置されている。本体部材すなわちブロッ
ク11の各端には1つのベアリングが設けられており、
ブロック21の各端には2つのベアリングが設けられて
いる。ブロック11は枢動ブロックであり、ブロック2
1は静止ブロックである(枢動は、点29の回りで行わ
れる)。枢動ブロック11は弧を描い〆て移動するため
、アクチュエータと装置に取り付けられたコンポーネン
ツとの間に一定の関係を維持するには、単一のローラす
なわちベアリング13により単一の点接触がなされるよ
う社する必要がある。
すものである)、このアクチュエータは1対の本体部材
(ブロック)11.21を有しており、これらの本体部
材11及び21には、それぞれローラ(ベアリング)1
3及び15.15が設けられている。これらのローラ1
3.15.15は、駆動シャフト17の周囲りおいて互
いに等間隔に配置されている。本体部材すなわちブロッ
ク11の各端には1つのベアリングが設けられており、
ブロック21の各端には2つのベアリングが設けられて
いる。ブロック11は枢動ブロックであり、ブロック2
1は静止ブロックである(枢動は、点29の回りで行わ
れる)。枢動ブロック11は弧を描い〆て移動するため
、アクチュエータと装置に取り付けられたコンポーネン
ツとの間に一定の関係を維持するには、単一のローラす
なわちベアリング13により単一の点接触がなされるよ
う社する必要がある。
第6図〜第8図は、本発明の装置40を示すものである
。シャフト42の回転運動を装置の直線運動に変換する
この装置40は、小さな厚さの取付はブロック44と、
大きな厚さの調節ブロック46とを有している0両ブロ
ック44.46は、1対の緊締具48(図面には1つの
緊締具のみを示しである)により互いに結合されている
。各緊締具48はばね50を備えている。第1図〜第3
図に示す従来の装置の場合、第1図に示すように、ばね
17を備えた各緊締具15は、丁度ラップジヨイント3
0の位置に設けられており、このことは、各緊締具の一
部が深さの小さいラップジヨイントの側面上に位置して
いることを意味している。
。シャフト42の回転運動を装置の直線運動に変換する
この装置40は、小さな厚さの取付はブロック44と、
大きな厚さの調節ブロック46とを有している0両ブロ
ック44.46は、1対の緊締具48(図面には1つの
緊締具のみを示しである)により互いに結合されている
。各緊締具48はばね50を備えている。第1図〜第3
図に示す従来の装置の場合、第1図に示すように、ばね
17を備えた各緊締具15は、丁度ラップジヨイント3
0の位置に設けられており、このことは、各緊締具の一
部が深さの小さいラップジヨイントの側面上に位置して
いることを意味している。
このような取付は構造のため、緊締具15をブロック1
4の上面から突出させることになるが、これは審美的観
点から好ましいものではなく、また、緊締具15の周囲
の取付は領域に大きな間隙を設けることが必要になる。
4の上面から突出させることになるが、これは審美的観
点から好ましいものではなく、また、緊締具15の周囲
の取付は領域に大きな間隙を設けることが必要になる。
これに対し、厚さの大きい方のブロック46に両緊締具
48が取り付けられている本発明の装置40の1つの長
所は、緊締具48及びその関連するばね50が露出しな
いように構成できることである。本発明の装置では、シ
ャフト42の各側に1つのばねが設けられており、これ
らの両ばねは互いに対称に配置されている0両ブロック
44.46は、組立てに際し、これらのブロック44.
46内に配置される1対の位置決めピン52.54によ
り更に整合される。
48が取り付けられている本発明の装置40の1つの長
所は、緊締具48及びその関連するばね50が露出しな
いように構成できることである。本発明の装置では、シ
ャフト42の各側に1つのばねが設けられており、これ
らの両ばねは互いに対称に配置されている0両ブロック
44.46は、組立てに際し、これらのブロック44.
46内に配置される1対の位置決めピン52.54によ
り更に整合される。
厚さの小さな取付はブロック44は、全部で2つのロー
ラベアリング60A、62Bを有している。厚さの大き
な調節ブロック46は、全部で4つのローラベアリング
60B、60C,62B。
ラベアリング60A、62Bを有している。厚さの大き
な調節ブロック46は、全部で4つのローラベアリング
60B、60C,62B。
62Cを有しており、これらは、調節ブロック46の各
端に2つずつ配置されている。この構造は、上方のブロ
ックと下方のブロックとにおいて各端部に設けられたベ
アリングの配置が逆にだっていて、上方のブロックの一
端に1つのベアリングが設けられている従来の装置の構
造とは異なっている。本発明の1つの特徴は、取付はブ
ロック44の各端には1つのベアリングが設けられてお
り、調節ブロック46の各端には2つのベアリングが設
けられていることである。また、第6図〜第8図に示す
ように、本発明の装置では、各ブロックにU字形のチャ
ンネルが設けられている。該チャンネルは、調節ブロッ
ク46に設けられたものが番号57で示されている(取
付はブロック44に設けられたチャンネルは隠れている
)が、両ブロック44.46が組み立てられたときには
装置E40を貫通する湾曲ボアが形成されるものと理解
すべきである。
端に2つずつ配置されている。この構造は、上方のブロ
ックと下方のブロックとにおいて各端部に設けられたベ
アリングの配置が逆にだっていて、上方のブロックの一
端に1つのベアリングが設けられている従来の装置の構
造とは異なっている。本発明の1つの特徴は、取付はブ
ロック44の各端には1つのベアリングが設けられてお
り、調節ブロック46の各端には2つのベアリングが設
けられていることである。また、第6図〜第8図に示す
ように、本発明の装置では、各ブロックにU字形のチャ
ンネルが設けられている。該チャンネルは、調節ブロッ
ク46に設けられたものが番号57で示されている(取
付はブロック44に設けられたチャンネルは隠れている
)が、両ブロック44.46が組み立てられたときには
装置E40を貫通する湾曲ボアが形成されるものと理解
すべきである。
前述の従来の装置に比べ、本発明のこの構成による利点
は次の通りである。本発明の装置による位置再現性の誤
差は、前述のように上方のブロック及び下方のブロック
の各端においてベアリング配置が異なっている従来の装
置の位置再現性の誤差の1/10に低減することができ
る。また、方向を反転したときの推力変化は、従来の装
置の約lO〜40%に低減することができる。これは、
本発明による新規な装置では、上方のブロックに設けら
れたベアリングの数と下方のブロックに設けられたベア
リングの数とが異なっているけれども、ブロックの両端
におけるべ了リングの配置が同一であるのに対し、従来
の装置は、全部で6つのベアリングを使用してはいるけ
れども、ブロックの両端におけるヘアリングの配置が異
なっていることによる。上下のブロックの各端に2つず
つ(すなわち各端に全部で4つ)のヘアリングが設けら
れたベアリング構成に比べ、各端に3つのヘアリングを
設ける構成は、シャフトとベアリングとの間に一種の自
動調心作用を生じさせることができる点で優れている。
は次の通りである。本発明の装置による位置再現性の誤
差は、前述のように上方のブロック及び下方のブロック
の各端においてベアリング配置が異なっている従来の装
置の位置再現性の誤差の1/10に低減することができ
る。また、方向を反転したときの推力変化は、従来の装
置の約lO〜40%に低減することができる。これは、
本発明による新規な装置では、上方のブロックに設けら
れたベアリングの数と下方のブロックに設けられたベア
リングの数とが異なっているけれども、ブロックの両端
におけるべ了リングの配置が同一であるのに対し、従来
の装置は、全部で6つのベアリングを使用してはいるけ
れども、ブロックの両端におけるヘアリングの配置が異
なっていることによる。上下のブロックの各端に2つず
つ(すなわち各端に全部で4つ)のヘアリングが設けら
れたベアリング構成に比べ、各端に3つのヘアリングを
設ける構成は、シャフトとベアリングとの間に一種の自
動調心作用を生じさせることができる点で優れている。
6つのベアリングを備えた設計の本発明の装置の他の長
所は、シャフトの直径及び幾何学的形状及び製造公差に
より、装置の取付は面の駆動シャフトへの取付は時に生
じる誤差を殆ど無くすことができることである。また、
ヘアリングによる良好な荷重分担性を有しているため、
ヘアリングの寿命を延ばすことができる。
所は、シャフトの直径及び幾何学的形状及び製造公差に
より、装置の取付は面の駆動シャフトへの取付は時に生
じる誤差を殆ど無くすことができることである。また、
ヘアリングによる良好な荷重分担性を有しているため、
ヘアリングの寿命を延ばすことができる。
特に「吊下げ」荷重の場合には、静荷重条件下でのヘア
リングのブリネリングを低減できる。これは、「吊下げ
」荷重が、2つのベアリングではなく4つのベアリング
により支持されるからである。
リングのブリネリングを低減できる。これは、「吊下げ
」荷重が、2つのベアリングではなく4つのベアリング
により支持されるからである。
更に、シャフトの直径及び幾何学的形状及び製造公差に
より、装置の取付は面の駆動シャフトへの取付は時に生
じる誤差を殆ど無くすことができる。
より、装置の取付は面の駆動シャフトへの取付は時に生
じる誤差を殆ど無くすことができる。
第9図に示すように、U字形のチャンネル59(該チャ
ンネル59は、第6図、第7図及び第8図には見えない
位置にある)により、回転シャフト42が装置40を貫
通し、ヘアリングにより所定位置に保持されることが可
能になっている。調節ブロック46及び取付はブロック
44には、位置決めピン54.52をそれぞれ受は入れ
るための孔80.82が形成されている。本発明の装置
の製造にあたっては、各ブロック44.46を別々に押
出し成形し、次いで孔80.82をドリルで穿け、更に
、ローラベアリングを取り付けるために必要な機械加工
を施して、ブロックを組み立てることができるようにす
る。このとき、孔92.94 (各1つのみが示されて
いる)及び取付は孔81 (第6図)も機械加工される
。各端部の機械加工が完了した後、両プロ7り44.4
6を分解し、緊締具48及びばね50 (各1つのみが
示されている)をブロックに組み込む。両ブロック44
.46がベアリングを受は入れるべく機械加工されたの
と同じ方向に、かつほぼ同じ位置に、両ブロック44.
46を再組立てすれば、装置の性能を大幅に向上できる
ことを本発明者らは発見している。このことは、分割(
スプリント)されて再組立てする必要があるねしナツト
の場合と同様にその一部を説明することができる。ナン
ドのねじは、該ナツトの分割前のねじと整合する場合に
、非常に良好に機能する。
ンネル59は、第6図、第7図及び第8図には見えない
位置にある)により、回転シャフト42が装置40を貫
通し、ヘアリングにより所定位置に保持されることが可
能になっている。調節ブロック46及び取付はブロック
44には、位置決めピン54.52をそれぞれ受は入れ
るための孔80.82が形成されている。本発明の装置
の製造にあたっては、各ブロック44.46を別々に押
出し成形し、次いで孔80.82をドリルで穿け、更に
、ローラベアリングを取り付けるために必要な機械加工
を施して、ブロックを組み立てることができるようにす
る。このとき、孔92.94 (各1つのみが示されて
いる)及び取付は孔81 (第6図)も機械加工される
。各端部の機械加工が完了した後、両プロ7り44.4
6を分解し、緊締具48及びばね50 (各1つのみが
示されている)をブロックに組み込む。両ブロック44
.46がベアリングを受は入れるべく機械加工されたの
と同じ方向に、かつほぼ同じ位置に、両ブロック44.
46を再組立てすれば、装置の性能を大幅に向上できる
ことを本発明者らは発見している。このことは、分割(
スプリント)されて再組立てする必要があるねしナツト
の場合と同様にその一部を説明することができる。ナン
ドのねじは、該ナツトの分割前のねじと整合する場合に
、非常に良好に機能する。
第1図に示す従来の装置の構造では、段部すなわち重な
り境界部28が設けられていて、プロ7りの各半部を一
方向にのみ再組立てできるため、両ブロックを適正に配
向するための位置決めピンを使用する必要はない。本発
明による新規な設計は、この点の特徴を有してはいない
。従って本発明では、位置決めピン用の孔80.82が
装置40の中心線90 (第9図)に関して非対称位置
に配置されている。このことは、第9図に示すように、
中心線90から一方の孔80までの距離raJと、他方
の孔82までの距離rbJとが異なっていることを意味
している。このため、両ブロックは、これらが組み立て
られるときに、両ブロックの機械加工時の位置と同じ位
置を占めることが保証され、両ブロックが整合していな
い場合には、正しくない組立てであることを知らせる働
きをなす。
り境界部28が設けられていて、プロ7りの各半部を一
方向にのみ再組立てできるため、両ブロックを適正に配
向するための位置決めピンを使用する必要はない。本発
明による新規な設計は、この点の特徴を有してはいない
。従って本発明では、位置決めピン用の孔80.82が
装置40の中心線90 (第9図)に関して非対称位置
に配置されている。このことは、第9図に示すように、
中心線90から一方の孔80までの距離raJと、他方
の孔82までの距離rbJとが異なっていることを意味
している。このため、両ブロックは、これらが組み立て
られるときに、両ブロックの機械加工時の位置と同じ位
置を占めることが保証され、両ブロックが整合していな
い場合には、正しくない組立てであることを知らせる働
きをなす。
第10図は、対称的な孔rAJとrAJに対する非対称
的な孔rAJとrBJの幾何学的比較を示すものである
。ブロックの中心線を、線90で示しである。デルタ(
Δ)は、孔に対するピンの、いずれか一方の方向への間
隙(クリアランス)の量を示すものである。また、Δは
、上方のプロソりと下方のブロックとの間の偏差量すな
わち相対運動の量を示し、対称孔A、Aに対する角度α
及び非対称孔A、Bに対する角度α、の関数で表される
。角度α又はα、が小さければ小さい程、2つのブロッ
クの間の変位が小さくなり、従って、本発明による良好
な嵌合が得られることになる。
的な孔rAJとrBJの幾何学的比較を示すものである
。ブロックの中心線を、線90で示しである。デルタ(
Δ)は、孔に対するピンの、いずれか一方の方向への間
隙(クリアランス)の量を示すものである。また、Δは
、上方のプロソりと下方のブロックとの間の偏差量すな
わち相対運動の量を示し、対称孔A、Aに対する角度α
及び非対称孔A、Bに対する角度α、の関数で表される
。角度α又はα、が小さければ小さい程、2つのブロッ
クの間の変位が小さくなり、従って、本発明による良好
な嵌合が得られることになる。
更に第10図において、ra、Jは非対称孔と中心線9
0との間の距離であり、「az」は対称孔と中心線90
との間の距離である。
0との間の距離であり、「az」は対称孔と中心線90
との間の距離である。
以上より、
a、+at az +a。
tan α=□、 tanα18
L L。
で表わすことができ、ここで、am >a、。
L、>Lであるから、tan cx 、 < tan
a:、α愈<αとなる。
a:、α愈<αとなる。
偏差角が小さいということは、両ブロックを組み立てた
ときに、各部の元の位置からの偏差が小さ(、従って優
れた性能を得ることができることを意味する。
ときに、各部の元の位置からの偏差が小さ(、従って優
れた性能を得ることができることを意味する。
第11図によれば、従来の装置と本発明の装置との間に
次のような比較をなすことができる。前述の一般的な形
式のばね付勢形リニアアクチュエータは滑り荷重によっ
て悪影響を受けるので、本発明者らは、別々に支持され
るキャリッジにより荷重を支持するのが良い方法である
ことを見出している。典型的な適用例として、駆動シャ
フトに対して平行に配置されたシャフト上を走行するボ
ールブシュがある。この場合、アクチュエータの駆動シ
ャフトと取付は面との間に平行性を維持することが望ま
れる。また、駆動シャフトと荷重支持体との間の距離は
一定であることが多いので、シャフトの中心線と取付は
面との間の関係が予測できるものであることが望ましい
。
次のような比較をなすことができる。前述の一般的な形
式のばね付勢形リニアアクチュエータは滑り荷重によっ
て悪影響を受けるので、本発明者らは、別々に支持され
るキャリッジにより荷重を支持するのが良い方法である
ことを見出している。典型的な適用例として、駆動シャ
フトに対して平行に配置されたシャフト上を走行するボ
ールブシュがある。この場合、アクチュエータの駆動シ
ャフトと取付は面との間に平行性を維持することが望ま
れる。また、駆動シャフトと荷重支持体との間の距離は
一定であることが多いので、シャフトの中心線と取付は
面との間の関係が予測できるものであることが望ましい
。
本発明の新規な要素は、ベアリングの配置にある。第1
1図は、駆動シャフトのサイズ変化に対して2つの異な
るベアリング配置をいかにして適応させるかを数学的に
推定する方法を示すものである。ベアリングのボルト円
径に影響を与える機械加工誤差によっても同様な結果が
生じるといえる。駆動シャフトの中心線とアクチュエー
タの本体との間の関係の精度は、本発明により顕著に改
善することができる。
1図は、駆動シャフトのサイズ変化に対して2つの異な
るベアリング配置をいかにして適応させるかを数学的に
推定する方法を示すものである。ベアリングのボルト円
径に影響を与える機械加工誤差によっても同様な結果が
生じるといえる。駆動シャフトの中心線とアクチュエー
タの本体との間の関係の精度は、本発明により顕著に改
善することができる。
計算を簡単化するため、次のような仮定をする。
1)「精度」とは、静止ブロックのベースに対するシャ
フトの中心線の偏差量をいうものとする。
フトの中心線の偏差量をいうものとする。
偏差は、平行であっても所望の公称高さ又は角度から求
める。
める。
2)シャフトのグラフ的表示は、例えばベアリングのね
し孔のボルト円、シャフトの直径、支持角度、ねじに対
するベアリングの同心度等のあらゆるコンポーネンツに
おける寸法的偏差の合計を示しているものとする。
し孔のボルト円、シャフトの直径、支持角度、ねじに対
するベアリングの同心度等のあらゆるコンポーネンツに
おける寸法的偏差の合計を示しているものとする。
3)ベアリングは、変形しない剛体で作られており半径
方向の「遊び」も存在しない。
方向の「遊び」も存在しない。
4)駆動シャフトの形状的な不完全さは、駆動シャフト
の外径公差内にある。
の外径公差内にある。
5)2つのベアリングがブロックの端部に配置された場
合、両ベアリングは、60°の開先角度をもつVブロッ
クの一部であるとみなす。
合、両ベアリングは、60°の開先角度をもつVブロッ
クの一部であるとみなす。
6)比較されるリニアアクチュエータは、ブロックの各
端部における2組のベアリングの間で等距離を有してい
る。
端部における2組のベアリングの間で等距離を有してい
る。
輩号至脱凱
り、d・・・装置の各端でローラと接触している駆動シ
ャフトのそれぞれの直径。これらの直径は同一ではない
。
ャフトのそれぞれの直径。これらの直径は同一ではない
。
R,r・・・装置の各端でローラと接触している駆動シ
ャフトのそれぞれの半径。これらの半径は同一ではない
。
ャフトのそれぞれの半径。これらの半径は同一ではない
。
1.2.3.1′、2′、3′・・・ローラと駆動シャ
フトとの接触点。
フトとの接触点。
0、O′・・・装置の各端における駆動シャフトの中心
線の位置。
線の位置。
Δh、Δh′・・・駆動シャフトの製造公差、サイズ及
び幾何学的形状の誤差による、駆動シャフトの中心線の
「完全」な位置からの偏差。
び幾何学的形状の誤差による、駆動シャフトの中心線の
「完全」な位置からの偏差。
第11図のrAJ図・・・従来技術による装置(取付は
ブロックに4つのベアリングを設けたもの)を示す。
ブロックに4つのベアリングを設けたもの)を示す。
第11図のrBJ図・・・本発明による装置(取付はブ
ロックに2つのベアリングを設けたもの)を示す。
ロックに2つのベアリングを設けたもの)を示す。
装置の精度は、ΔH1Δh(一方の組のベアリングから
他方の組のベアリングまでの、駆動シャフトの中心の「
移動(walking) Jの量により求めることがで
きる。
他方の組のベアリングまでの、駆動シャフトの中心の「
移動(walking) Jの量により求めることがで
きる。
第11図から次のことがいえる。
本発明については、Δh’=R−rである。
従来技術については、Δh=Δh ’ /sin 30
°、すなわちΔhは、Δh′の約2倍に等しい。
°、すなわちΔhは、Δh′の約2倍に等しい。
駆動シャフトの製造公差、サイズ及び幾何学的形状の誤
差により、従来技術の設計による駆動シャフトの中心線
は、本発明の設計による中心線の約2倍移動(walk
)する。本発明のベアリング配置により、組立て後に付
加的な機械加工をすることなくして、希望する適用例に
アクチュエータを使用することが可能になる。
差により、従来技術の設計による駆動シャフトの中心線
は、本発明の設計による中心線の約2倍移動(walk
)する。本発明のベアリング配置により、組立て後に付
加的な機械加工をすることなくして、希望する適用例に
アクチュエータを使用することが可能になる。
本発明は、本願の精神及び範囲内で種々の改変を行うこ
とができるが、本発明は特許請求の範囲の記載によって
のみ制限されるものである。
とができるが、本発明は特許請求の範囲の記載によって
のみ制限されるものである。
第1図は、シャフトの回転運動を装置の直線運動に変換
する従来の装置を示す側面図である。 第2図は、第1図の従来の装置からシャフトを除去した
ものを、第1図の左側から見た端面図である。 第3図は、第1図の従来の装置からシャフトを除去した
ものを、第1図の右側から見た端面図である。 第4図は、米国特許第4,411,166号に開示のリ
ニアアクチュエータを示す平面図である。 第5図は、第4図の2−2線に沿う断面図である。 第6図は、本発明による装置の側面図であり、該図にお
いて、隠れた部品は破線で示されている。 第7図は、第6図の右側から見た端面図である。 第8図は、第6図の左側から見た端面図である。 第9図は、本発明の装置の一方の半部の平面図であり、
ピン位置決め孔を示すものである。 第10図は、第9図のピン位置決め孔の位置関係につい
ての説明図であり、本発明の別の特徴を示すものである
。 第11図は、ローラとこれらのローラが係合するシャフ
トとの間の2つの異なる関係を示す説明図であり、rA
J図は従来技術の構成を、rBJ図は本発明の構成を示
すものである。 40・・・装置、 42・・・シャフト、4
4・・・取付はブロック、 46・・・調節ブロック
、48・・・緊締具、 50・・・ばね、5
2.54・・・位置決めピン、 57・・・チャンネル、 60A、60B、60 C,62A、 62B、 62
C・・・ローラベアリング、 80.82・・・取付は孔、 92.94・・・孔。 FiG、1 FIG、 9 FIG、10
する従来の装置を示す側面図である。 第2図は、第1図の従来の装置からシャフトを除去した
ものを、第1図の左側から見た端面図である。 第3図は、第1図の従来の装置からシャフトを除去した
ものを、第1図の右側から見た端面図である。 第4図は、米国特許第4,411,166号に開示のリ
ニアアクチュエータを示す平面図である。 第5図は、第4図の2−2線に沿う断面図である。 第6図は、本発明による装置の側面図であり、該図にお
いて、隠れた部品は破線で示されている。 第7図は、第6図の右側から見た端面図である。 第8図は、第6図の左側から見た端面図である。 第9図は、本発明の装置の一方の半部の平面図であり、
ピン位置決め孔を示すものである。 第10図は、第9図のピン位置決め孔の位置関係につい
ての説明図であり、本発明の別の特徴を示すものである
。 第11図は、ローラとこれらのローラが係合するシャフ
トとの間の2つの異なる関係を示す説明図であり、rA
J図は従来技術の構成を、rBJ図は本発明の構成を示
すものである。 40・・・装置、 42・・・シャフト、4
4・・・取付はブロック、 46・・・調節ブロック
、48・・・緊締具、 50・・・ばね、5
2.54・・・位置決めピン、 57・・・チャンネル、 60A、60B、60 C,62A、 62B、 62
C・・・ローラベアリング、 80.82・・・取付は孔、 92.94・・・孔。 FiG、1 FIG、 9 FIG、10
Claims (10)
- (1)無ねじシャフトの回転運動を装置の直線運動に変
換する装置において、 取付けブロック及び調節ブロックを有しており、これら
の両ブロックは一緒に組み立てられて軸線方向のボアを
形成し、前記両ブロックは互いに接触しないように間隔
を隔てて配置され、前記両ブロックの互いに対面する表
面は平行であり、 前記装置の各端には複数のローラベアリングが設けられ
ており、これらのローラベアリングは、前記調節ブロッ
クの各端に設けられた2つのローラベアリングと、前記
取付けブロックの各端に設けられた1つのローラベアリ
ングとで構成されており、これらの各ローラベアリング
は、前記無ねじシャフトに対して斜めに配置されており
、 互いに間隔を隔てて配置された少なくとも2つの引っ張
り手段を備えた緊締手段を有しており、これらの緊締手
段は前記無ねじシャフトの軸線に関して両側に配置され
ており、前記緊締手段は、前記ブロックの前記ローラベ
アリングを、前記無ねじシャフトの軸線に対して垂直な
方向に、該無ねじシャフトに対し拘束しないように押し
付け、前記緊締手段は、前記調節ブロック内に摺動自在
に配置されておりかつ前記取付けブロック内に係合自在
に配置されており、前記取付けブロックに負荷を取り付
けるべく該取付けブロックに設けられた手段を更に有し
ていることを特徴とする無ねじシャフトの回転運動を装
置の直線運動に変換する装置。 - (2)前記引っ張り手段が、前記調節ブロックに設けら
れたばねであり、該ばねが前記ローラベアリングと前記
無ねじシャフトとの間に摩擦力を発生させるように構成
されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。 - (3)前記取付けブロック及び調節ブロックを、機械加
工された方向方向と同じ方向に常に配向させるべく前記
両ブロックに設けられた手段を更に有していることを特
徴とする請求項1に記載の装置。 - (4)前記取付けブロック及び調節ブロックが組み立て
られたときに、これらの両ブロックを機械加工された方
向と同じ方向に組み合わせる手段を更に有しており、該
組合わせ手段が、前記軸線方向のボアの両側において前
記各ブロックに設けられた少なくとも2つの位置決めピ
ンの孔を備えており、これらの各位置決めピンの孔は、
前記両ブロックのそれぞれの対向端に向けて配置されて
いて、実際のボアに対して非対称的に配置されており、
前記両ブロックは、前記位置決めピン及び該ピンの孔の
非対称性により、機械加工された方向と正確に同じ方向
にのみ再組立てすることができることを特徴とする請求
項1に記載の装置。 - (5)前記取付けブロックの厚さは、前記調節ブロック
の厚さよりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の
装置。 - (6)前記調節ブロックは、前記取付けブロックに対し
、前記無ねじシャフトの軸線に垂直な方向に移動できる
ことを特徴とする請求項1に記載の装置。 - (7)前記緊締手段が、前記調節ブロックに設けた孔を
貫通して前記取付けブロックに設けたねじと係合するボ
ルトを備えており、該ボルトの頭部は、該頭部と前記孔
の肩部との間に配置されておりかつ前記ボルトを取り囲
んでいるばねの端部と係合しており、前記ボルトを回転
することにより、前記ばねの張力を増減させ、前記ロー
ラベアリングが前記無ねじシャフトに及ぼす押付け力を
変化させることができることを特徴とする請求項1に記
載の装置。 - (8)無ねじシャフトの回転運動を装置の直線運動に変
換する装置において、 取付けブロック及び調節ブロックを有しており、これら
の両ブロックは一緒に組み立てられて軸線方向のボアを
形成し、 前記装置の各端には複数のローラベアリングが設けられ
ており、これらのローラベアリングは、前記調節ブロッ
クの各端に設けられた同数のローラベアリングと、前記
取付けブロックの各端に設けられた少なくとも1つのロ
ーラベアリングとで構成されており、前記調節ブロック
の各端に設けられたローラベアリングの数は、前記取付
けブロックの各端に設けられたローラベアリングの数に
等しく、これらの各ローラベアリングは、前記無ねじシ
ャフトに対して斜めに配置されており、 ばね手段を備えた緊締手段であって、前記両ブロックの
前記ローラベアリングを、前記無ねじシャフトに対して
押し付ける緊締手段を有しており、 前記取付けブロック及び調節ブロックが組み立てられた
ときに、これらの両ブロックを機械加工された方向と同
じ方向に組み合わせる手段を更に有しており、該組合わ
せ手段が、前記軸線方向のボアの両側において前記各ブ
ロックに設けられた少なくとも2つの位置決めピンの孔
を備えており、これらの各位置決めピンの孔は、前記両
ブロックのそれぞれの対向端に向けて配置されていて、
実際のボアに対して非対称的に配置されており、前記両
ブロックは、前記位置決めピン及び該ピンの孔の非対称
性により、機械加工された方向と正確に同じ方向にのみ
再組立てすることができることを特徴とする無ねじシャ
フトの回転運動を装置の直線運動に変換する装置。 - (9)一方の前記位置決めピンの孔は、他方の前記位置
決めピンの孔よりも前記軸線方向のボアに近接して配置
されていることを特徴とする請求項8に記載の装置。 - (10)前記取付けブロックは、駆動装置の負荷及び調
節ブロックの両方が固定されるコンポーネントであるこ
とを特徴とする請求項1に記載の装置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US21470588A | 1988-07-01 | 1988-07-01 | |
| US214705 | 1988-07-01 | ||
| US355211 | 1989-05-24 | ||
| US07/355,211 US4947698A (en) | 1988-07-01 | 1989-05-24 | Rotational to linear actuator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0285551A true JPH0285551A (ja) | 1990-03-27 |
Family
ID=26909272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1168276A Pending JPH0285551A (ja) | 1988-07-01 | 1989-06-29 | 無ねじシャフトの回転運動を直線運動に変換する装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4947698A (ja) |
| JP (1) | JPH0285551A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0625647U (ja) * | 1992-09-01 | 1994-04-08 | 三木プーリ株式会社 | ベアリング式直動ユニット |
| US7441707B2 (en) | 2000-03-04 | 2008-10-28 | Renishaw Plc | Probe signalling |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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