JPH0550219U - 往復駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】送りねじの雄ねじと係合部材の内輪部材に設け
られた突歯との係合状態を確実に維持して可動体を高い
位置精度で移動させる。送りねじのリード角が大きい場
合であっても、内輪部材の突歯と雄ねじとを係合させて
可動体を大きなストロークで移動させる。係合する雄ね
じと突歯との磨耗を少なくして長期にわたって高い位置
精度を維持することができる。 【構成】外周に所定の送りピッチおよびリード角のねじ
を設けて送りねじを形成する。係合部材を外輪部材と、
該外輪部材の内周面に回転可能に支持され、かつ内周面
に前記送りねじの軸線と直交する方向へ向って送りねじ
と噛み合う少なくとも１条以上の突歯を有した内輪部材
とから形成する。前記送りねじのねじに対して前記係合
部材を、前記リード角分、傾斜した状態で係合する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、送りねじの回転にともなって可動体を高い位置精度で、かつ多い 移動量で往復移動する往復駆動装置に関する。

【０００２】

【従来技術】

本出願人は、平成３年１１月２９日付け特許願において、外周に所定の送りピ ッチおよびリード角でねじが形成され、電動モータに連結されて所定の回転数で 回転する送りねじと、フレームに固定された外輪部材に対して回転可能に支持さ れ、内周面に前記送りねじの軸線と直交する方向へ向って送りねじに噛み合う少 なくとも１条以上の突歯が形成された内輪部材を有した係合部材と、前記係合部 材に固定される可動体からなる往復駆動装置を提案した。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記構造の往復駆動装置にあっては、送りねじの雄ねじに対し て突歯が軸線と直交する状態で噛み合っているため、雄ねじのリード角を大きく することができず、送りねじの回転に対して可動体の移動量を大きくできなかっ た。

【０００４】 また、送りねじのリード角に対して突歯が軸線が直交する状態で噛み合ってい るため、両者の噛み合わせ面積が小さくなっているため、送りねじの動力を可動 体に対して効率的に伝達できなかった。

【０００５】 本考案は、上記した従来の欠点を解決するために考案されたものであり、その 目的とするところは、送りねじのリード角が大きい場合であっても突歯を確実に 噛合せて可動体を大きな移動量にて移動させることができる往復駆動装置を提供 することにある。

【０００６】 また本考案の他の目的は、雄ねじに突歯を直交状態で噛み合わせた場合であっ ても送りねじの動力を可動体に確実に伝達して移動させることができる往復駆動 装置を提供することにある。

【０００７】

【問題点を解決するための手段】

このため請求項１は、外周に所定の送りピッチおよびリード角でねじが形成さ れ、電動モータに連結されて所定の回転数で回転する送りねじと、内周面に前記 送りねじの軸線と直交する方向へ向って送りねじに噛み合う少なくとも１条以上 の突歯が形成された内輪部材および該内輪部材を回転可能に支持する外輪部材と からなり、可動体に対し、前記突歯と送りねじのねじとが一致して噛み合うよう に送りねじの軸線と直交する方向から前記リード角偏位した位置に固定された係 合部材とからなることを特徴としている。

【０００８】 また請求項４は、外周に所定の送りピッチおよびリード角でねじが形成される とともに相互の軸線が平行となるように配置され、電動モータに連結されて所定 の回転数で同期回転する少なくとも２本の送りねじと、可動体に対して夫々の送 りねじの軸線と同軸状に固定された外輪部材および該外輪部材の内周面に回転可 能に支持され、内周面に前記送りねじの軸線と直交する方向へ向い、夫々の送り ねじに噛み合う少なくとも１条以上の突歯が形成された内輪部材との係合部材と からなることを特徴としている。

【０００９】 さらに請求項５は、外周に所定の送りピッチおよびリード角でねじが形成され るとともに相互の軸線が平行となるように配置され、電動モータに連結されて所 定の回転数で同期回転する少なくとも３本の送りねじと、外周に突部が軸線周り に形成され、夫々の送りねじの中心を結ぶ仮想円の中心位置にて夫々の送りねじ と噛み合う中心軸部材と、前記中心軸部材が配置された夫々の送りねじの外周側 に位置する可動体に固定された外輪部材および該外輪部材の内周面に回転可能に 支持され、内周面に前記送りねじの軸線と直交する方向へ向い、夫々の送りねじ に噛み合う少なくとも１条以上の突歯が形成された内輪部材との係合部材とから なることを特徴としている。

【００１０】

【考案の作用】

請求項１は、送りねじが所定の回転数で回転されると、係合部材の外輪部材に 対して内輪部材が回転しながら送りねじの軸線と直交する方向に向って直線状に 延びる突歯と前記送りねじとの噛み合いを維持して可動体を移動させることがで きる。

【００１１】 また、送りねじに対して内輪部材の突歯を該送りねじのリード角と一致する傾 斜状態で噛み合わせることができ、可動体の移動量を多くすることができる。

【００１２】 また請求項４は、軸線が一致した平行状態に配置された少なくとも２本の送り ねじが同期回転されると、外輪部材に対して回転可能に支持された内輪部材の内 周面に送りねじの軸線と直交する方向に向って形成された突歯が夫々の送りねじ の雄ねじに噛み合わされる。

【００１３】 このため、回転する内輪部材により送りねじの摺動抵抗を軽減して送りねじと 突歯との噛み合わせ状態を確実に維持しながら可動体を移動させることができる とともに送りねじの動力を可動体へ確実に伝達して移動させることができる。

【００１４】 さらに請求項５は、軸線が一致した平行状態に配置された少なくとも３本の送 りねじが同期回転されると、外輪部材に対して回転可能に支持された内輪部材の 内周面に送りねじの軸線と直交する方向に向って形成された突歯が夫々の送りね じの雄ねじに噛み合わされる。

【００１５】 このため、回転する内輪部材により送りねじの摺動抵抗を軽減して送りねじと 突歯との噛み合わせ状態を確実に維持しながら可動体を移動させることができる とともに係合部材の移動にともなって該箇所にて送りねじ相互に噛み合う中心軸 部材が係合部材とともに移動して送りねじの撓みを規制して噛み合わせ状態を維 持することができ、送りねじの動力を可動体へ確実に伝達して移動させることが できる。

【００１６】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に従って説明する。

【００１７】 図１は往復駆動装置の斜視図である。

【００１８】 図２は係合部材を示す分解斜視図である。

【００１９】 図３は係合部材の中央横断面図である。

【００２０】 往復駆動装置１の送りねじ３外周には雄ねじ５が所望のリード角θおよびピッ チにて螺旋状に形成され、該送りねじ３は各軸端部に設けられた軸受７・９によ り回転可能に支持されている。

【００２１】 また、前記送りねじ３の一方軸端部には電動モータ１１が連結され、該電動モ ータ１１の駆動にともなって送りねじ３が所定の回転数で回転駆動される。

【００２２】 往復駆動装置１の本体フレーム４には前記送りねじ３と一致する方向に軸線を 有したガイドロッド１３が横架され、該ガイドロッド１３には可動体１５が軸線 方向へ摺動可能に支持されている。

【００２３】 該可動体１５には係合部材１７が取り付けられ、図３に示すように該係合部材 １７のフレーム１９には外輪部材２１が前記送りねじ３の軸線と直交する方向に 対して前記リード角θ、偏位した傾斜状態で固定されている。

【００２４】 前記外輪部材２１の内周面には内輪部材２５がニードル軸２７を介して回転可 能に支持され、該内輪部材２５の内周面には複数の突歯２５ａが軸線と直交する 方向に向って直線状に延びるように形成されている。

【００２５】 そして図３に示すように、内輪部材２５の突歯２５ａは前記送りねじ３の雄ね じ５に対し、そのリード角と一致するように噛み合わされている。

【００２６】 また、前記突歯２５ａは通常のナットのように螺旋状の雌ねじと異なり、非螺 旋状態に形成されている。

【００２７】 次に、上記のように構成された往復駆動装置１の作用を説明する。

【００２８】 電動モータ１１の駆動により送りねじ３が所定の方向へ回転されると、該送り ねじ３の雄ねじ５に噛み合う内輪部材２５の突歯２５ａにより係合部材１７全体 が軸線方向へ移動されることにより可動体１５が移動される。

【００２９】 このとき、送りねじ３の雄ねじ５に対して内輪部材２５の突歯２５ａが雄ねじ ５のリード角と一致するように噛み合わされているため、送りねじ５のリード角 に応じた移動量で可動体１５を移動させることができる。

【００３０】 また、外輪部材２１に対して内輪部材２５が回転可能に支持されているため、 雄ねじ５に対する突歯２５ａの摺接抵抗により内輪部材２５が回転し、両者の噛 み合わせ状態を維持して送りねじ３の回転量に対して可動体１５の移動量を一定 にすることができる。

【００３１】 すなわち、内輪部材２５が回転不可能に取り付けられている場合には、両者間 の摺接抵抗により両者の噛み合わせ位置が雄ねじ５および突歯２５ａの山部と谷 部との間で偏位し、送りねじ５の回転量に対して可動体１５の移動量が微妙に変 化している。このため、送りねじ３の回転量に基づいて可動体１５の移動量を高 い精度で制御できなかったが、この実施例は両者の噛み合わせ状態を一定にする ことができるため、送りねじ３の回転量に応じて可動体１５を高い精度で移動さ せることができる。

【００３２】 これにより送りねじ３の回転に対して可動体１５を、送りねじ３の１回転当た り、雄ねじ５の１ピッチ分の高い位置精度で移動させることができる。

【００３３】 また、送りねじ３の雄ねじ５に対して内輪部材２５の突歯２５ａがリード角に 応じて傾斜した状態で噛み合っているため、リード角を大きくした場合であって も両者を確実に噛み合わせて可動体１５の送り量を多くすることができる。

【００３４】 このように本実施例は、送りねじ３の雄ねじ５に対して該送りねじ３の軸線と 直交する方向へ直線状に形成された突歯２５ａを有した内輪部材２５が外輪部材 ２１に対して回転可能に支持されているため、少ない送りねじ３の回転トルクに て可動体１５を確実に往復移動させることができるとともに摺動抵抗による雄ね じ５と突歯２５ａとの噛み合わせの位置ずれを少なくして可動体１５を高い位置 精度で移動させることができる。

【００３５】 上記説明は、送りねじ３に対して１個の係合部材１７を取り付けて往復駆動装 置１を構成したが、係合部材の両側に、該係合部材と同種構造の係合部材を配置 し、送りねじの雄ねじに対して両側の各内輪部材の内周面に形成された突歯を中 央に位置する内輪部材の突歯と互い違い状、望ましくは３分割位置にて噛み合わ せる構成であってもよい。

【００３６】 この実施例にあっては、送りねじの雄ねじに対して内輪部材が互い違い状に噛 み合うため、突歯の摺動抵抗による送りねじが撓むのを防止して送りねじからの 動力伝達を確実に行うことを可能にするとともに可動体１５をさらに高い位置精 度で移動させることができる。

【００３７】 また上記説明は、内輪部材２５の内周面に、送りねじ３における雄ねじ５のリ ード角と一致する傾斜状態で噛み合う突歯２５ａを形成するものとしたが、請求 項３を図示する図４に示すように内周面に突部５１ａが形成された複数のリング 状板５１相互を送りねじの軸線に対して前記リード角づつずらしながら重ね合わ せてリベット５５により固着することにより内輪部材５３を形成したものであっ てもよい。

【００３８】 次に、請求項４を説明する。

【００３９】 図５は往復駆動装置の係合部材を示す断面図である。

【００４０】 往復駆動装置の本体フレーム４には２本の送りねじ６３・６５が、相互の軸線 が平行で、かつ所定の間隔をおいて回転可能に支持され、夫々送りねじ６３・６ ５の一方軸端部にはプーリ（図示せず）が固定されている。

【００４１】 そしてこれらプーリにはタイミングベルトが張設されている。また、一方の送 りねじ６７の軸端部には電動モータ（何れも図示せず）が連結され、該電動モー タの駆動にともなって前記送りねじ６３・６５が同期回転される。

【００４２】 前記送りねじ６３・６５には係合部材７５が噛み合わされている。

【００４３】 すなわち、係合部材７５のブロック７７には外輪部材７９が前記送りねじ６３ ・６５の軸線と一致するように固定され、該外輪部材７９の内周面には内輪部材 ８１がニードル軸８３を介して回転可能に支持されている。該内輪部材８１の内 周面には複数の突歯８１ａが前記送りねじ６３・６５の軸線と直交する方向に向 って形成されている。そして前記内輪部材８１は図示する上方の突歯８１ａが上 方に位置する送りねじ６３の雄ねじに、また下方に位置する突歯８１ａが下方に 位置する送りねじ６５に同時に噛み合うように設定されている。

【００４４】 そして前記電動モータの駆動により送りねじ６３・６５が同期回転されると、 送りねじ６３・６５に噛み合う突歯８１ａにより夫々の送りねじ６３・６５から の動力が係合部材７５に伝達される。

【００４５】 このとき、送りねじ６３・６５と突歯８１ａとの噛み合いに伴う摺接抵抗によ り外輪部材７９に対し、内輪部材８１が回転するため、常に一定位置にて両者の 噛み合わせ状態を維持することができ、送りねじ６３・６５の回転量に対して係 合部材７５を所定量にて移動させることができる。

【００４６】 また、内輪部材８１の突歯８１ａに対し、上方の送りねじ６３および下方の送 りねじ６５が同時に噛み合っているため、送りねじ６３・６５からの動力を係合 部材７５へ効率的に伝達することができ、可動体１５を高トルクにて移動させる ことができる。

【００４７】 次に、請求項５を説明する。

【００４８】 図６は往復駆動装置の係合部材を示す断面図である。

【００４９】 往復駆動装置の本体フレーム４には３本の送りねじ９３・９５・９７が、相互 の軸線が平行で、かつ相互に所定の間隔をおいた同心円位置に回転可能に支持さ れ、夫々送りねじ９３・９５・９７の一方軸端部にはプーリ（図示せず）が固定 されている。

【００５０】 そしてこれらプーリにはタイミングベルト（図示せず）が張設されている。ま た、一方の送りねじ９３の軸端部には電動モータ（図示せず）が連結され、該電 動モータの駆動にともなって前記３本の送りねじ９３・９５・９７が同期回転さ れる。

【００５１】 そして前記送りねじ９３・９５・９７の中心部には後述する係合部材１０１の 内輪部材１０５の軸線長さと一致する長さの中心軸部材９９が配置され、該中心 軸部材９９の外周には複数の突条９９ａが軸線と直交する方向へ形成され、該突 条９９ａは夫々の送りねじ９３・９５・９７と噛み合わされている。

【００５２】 また、夫々の送りねじ９３・９５・９７には係合部材１０１が前記中心軸部材 ９９と一致する箇所に係合されている。

【００５３】 すなわち、該係合部材１０１のブロック１０１ａには外輪部材１０３が前記送 りねじ９３・９５・９７の軸線と一致するように固定され、該外輪部材１０３の 内周面には内輪部材１０５がニードル軸１０７を介して回転可能に支持されてい る。該内輪部材１０５の内周面には複数の突歯１０５ａが前記送りねじ９３・９ ５・９７の軸線と直交する方向に向って形成され、該突歯１０５ａは夫々の送り ねじ９３・９５・９７と同時に噛み合わされている。

【００５４】 そして前記電動モータの駆動により送りねじ９３・９５・９７が同期回転され ると、送りねじ９３・９５・９７に夫々噛み合う突歯８１ａにより夫々の送りね じ９３・９５・９７からの動力が係合部材１０１に伝達されて可動体１５を移動 させる。

【００５５】 このとき、夫々の送りねじ９３・９５・９７に対して中心軸部材９９が各送り ねじ９３・９５・９７の中心を結ぶ仮想円の中心位置にてその突条９９ａが噛み 合っているため、該中心軸部材９９は夫々の送りねじ９３・９５・９７に対して 係合部材１０１と一体に移動することになる。

【００５６】 このため、内輪部材１０５の突歯１０５ａが噛み合う３本の送りねじ９３・９ ５・９７の中心に中心軸部材９９が位置しているため、突歯１０５ａとの噛み合 いに伴う摺接抵抗により夫々の送りねじ９３・９５・９７が中心側へ撓むことを 規制して夫々の送りねじ９３・９５・９７と突歯１０５ａとを一定の位置関係に て噛み合わせることができ、送りねじ９３・９５・９７の回転に対して可動体１ ５を一定の送り量にて移動させることができる。

【００５７】 他の作用については請求項１・４と同様であり、その説明を省略する。

【００５８】

【考案の効果】

このため本考案は、送りねじのリード角が大きい場合であっても突歯を確実に 噛合せて可動体を大きな移動量にて移動させることができる往復駆動装置を提供 することができる。

【００５９】 また本考案は、雄ねじに突歯を直交状態で噛み合わせた場合であっても送りね じの撓みを防止して動力を可動体に確実に伝達して移動させることができる往復 駆動装置提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】往復駆動装置の斜視図である。

【図２】係合部材を示す分解斜視図である。

【図３】係合部材の中央縦断面図である。

【図４】請求項１の変更実施例を示す略体断面図であ
る。

【図５】請求項４の略体断面図である。

【図６】請求項５の略体断面図である。 １：往復駆動装置 ３：送りねじ １１：電動モータ １５：可動体 １７：係合部材 ２１：外輪部材 ２５：内輪部材 ２５ａ：突歯

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【手続補正書】

【提出日】平成３年１２月１１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成３年１２月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】外周に所定の送りピッチおよびリード角で
   ねじが形成され、電動モータに連結されて所定の回転数
   で回転する送りねじと、内周面に前記送りねじの軸線と
   直交する方向へ向って送りねじに噛み合う少なくとも１
   条以上の突歯が形成された内輪部材および該内輪部材を
   回転可能に支持する外輪部材とからなり、可動体に対
   し、前記突歯と送りねじのねじとが一致して噛み合うよ
   うに送りねじの軸線と直交する方向から前記リード角偏
   位した位置に固定された係合部材とからなる往復駆動装
   置。
2. 【請求項２】送りねじの外周に対し、前記係合部材の内
   輪部材の突歯を軸線方向へ互い違い状に噛み合わせた請
   求項１の往復駆動装置。
3. 【請求項３】前記内輪部材は内周に前記送りねじのねじ
   に噛み合う突部が形成された複数のリング部材を同軸状
   に重ね合わせて形成した請求項１の往復駆動装置。
4. 【請求項４】外周に所定の送りピッチおよびリード角で
   ねじが形成されるとともに相互の軸線が平行となるよう
   に配置され、電動モータに連結されて所定の回転数で同
   期回転する少なくとも２本の送りねじと、可動体に対し
   て夫々の送りねじの軸線と同軸状に固定された外輪部材
   および該外輪部材の内周面に回転可能に支持され、内周
   面に前記送りねじの軸線と直交する方向へ向い、夫々の
   送りねじに噛み合う少なくとも１条以上の突歯が形成さ
   れた内輪部材とからなる係合部材と、前記軸受部材に固
   定される可動体とからなる往復駆動装置。
5. 【請求項５】外周に所定の送りピッチおよびリード角で
   ねじが形成されるとともに相互の軸線が平行となるよう
   に配置され、電動モータに連結されて所定の回転数で同
   期回転する少なくとも３本の送りねじと、外周に突部が
   軸線周りに形成され、夫々の送りねじの中心を結ぶ仮想
   円の中心位置にて夫々の送りねじと噛み合う中心軸部材
   と、前記中心軸部材が配置された夫々の送りねじの外周
   側に位置する可動体に固定された外輪部材および該外輪
   部材の内周面に回転可能に支持され、内周面に前記送り
   ねじの軸線と直交する方向へ向い、夫々の送りねじに噛
   み合う少なくとも１条以上の突歯が形成された内輪部材
   とからなる係合部材とからなる往復駆動装置。