JPH09112644A - 直進運動装置 - Google Patents
直進運動装置Info
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- JPH09112644A JPH09112644A JP7269622A JP26962295A JPH09112644A JP H09112644 A JPH09112644 A JP H09112644A JP 7269622 A JP7269622 A JP 7269622A JP 26962295 A JP26962295 A JP 26962295A JP H09112644 A JPH09112644 A JP H09112644A
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- tooth
- rail
- teeth
- toothed
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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
- F16H19/04—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 rack
- F16H19/043—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 rack for converting reciprocating movement in a continuous rotary movement or vice versa, e.g. by opposite racks engaging intermittently for a part of the stroke
-
- 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
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/02—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms the movements of two or more independently moving members being combined into a single movement
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 歯付レールをその歯幅程度の全幅にすること
のできる歯付レールの取り付け構造を実現し、小型、低
コストの直進運動装置を提供する。 【解決手段】 歯付レール40と、出力部材53A〜53Cお
よびこれらを収納するケース51を有する直進駆動機構部
50と、ケース案内手段31,32とを備えた直進運動装置で
あり、歯付レール40は、それぞれ所定ピッチでレール軸
線方向に配設された複数の歯T1 からなりそのピッチの
複数倍の間隔を隔てて互いに離間する複数の噛合歯領域
45と、これら領域45間でレール40を他部材に取り付ける
ための取付け用切欠き部46が形成されたレール本体42と
を有し、出力部材53A〜53Cが、複数の噛合歯領域53A
〜53Cのうち隣り合う2つの領域のそれぞれ少なくとも
1つの歯T1 に同時に噛合可能な噛合区間距離Lをもっ
て、歯付レール40の噛合歯領域に噛合する。
のできる歯付レールの取り付け構造を実現し、小型、低
コストの直進運動装置を提供する。 【解決手段】 歯付レール40と、出力部材53A〜53Cお
よびこれらを収納するケース51を有する直進駆動機構部
50と、ケース案内手段31,32とを備えた直進運動装置で
あり、歯付レール40は、それぞれ所定ピッチでレール軸
線方向に配設された複数の歯T1 からなりそのピッチの
複数倍の間隔を隔てて互いに離間する複数の噛合歯領域
45と、これら領域45間でレール40を他部材に取り付ける
ための取付け用切欠き部46が形成されたレール本体42と
を有し、出力部材53A〜53Cが、複数の噛合歯領域53A
〜53Cのうち隣り合う2つの領域のそれぞれ少なくとも
1つの歯T1 に同時に噛合可能な噛合区間距離Lをもっ
て、歯付レール40の噛合歯領域に噛合する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転運動入力を変
換して直進運動する直進運動装置、特に略直進軌道を形
成する歯付レールを利用する直進運動装置に関する。
換して直進運動する直進運動装置、特に略直進軌道を形
成する歯付レールを利用する直進運動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】工作機械の送り機構や各種搬送装置等に
おいては、回転運動を直線運動に変換する直進運動装置
が多用されている。この直進運動装置には回転入力軸方
向へ直進運動するものと、回転入力軸と直交する方向に
直進運動するものとがあるが、いずれのタイプでも機械
全体の小型化の要求に応えるべく小型、軽量で構成の簡
素なものが好ましい。
おいては、回転運動を直線運動に変換する直進運動装置
が多用されている。この直進運動装置には回転入力軸方
向へ直進運動するものと、回転入力軸と直交する方向に
直進運動するものとがあるが、いずれのタイプでも機械
全体の小型化の要求に応えるべく小型、軽量で構成の簡
素なものが好ましい。
【0003】また、従来の直進運動装置の中でもボール
ねじによって回転入力軸方向に直進運動させるものは、
直進による送り精度が高く高負荷にも耐え得るものとし
て知られているが、回転可能なねじ軸を長く高精度に加
工し、しかもその両端を支持して一端から回転駆動しな
ければならないから、ある程度以上長いストロークの往
復運動に適用するのは困難であり、適用できたとしても
非常に高価なものにならざるを得ない。
ねじによって回転入力軸方向に直進運動させるものは、
直進による送り精度が高く高負荷にも耐え得るものとし
て知られているが、回転可能なねじ軸を長く高精度に加
工し、しかもその両端を支持して一端から回転駆動しな
ければならないから、ある程度以上長いストロークの往
復運動に適用するのは困難であり、適用できたとしても
非常に高価なものにならざるを得ない。
【0004】一方、ラックとピニオンあるいはラックと
歯付ベルト等を用いる直進運動装置は、応答性が高く、
長いストロークの往復運動に適用するのは容易である
し、安価に製作することができるが、送り精度や耐荷重
性、耐久性という点においてはボールねじに劣る。そこ
で、近時、揺動タイプの能動ラックと略直進軌道(緩や
かに湾曲したものを含む)を形成する歯付レールを利用
して相当長い(あるいは緩やかに湾曲した無限軌道上で
も)大負荷に耐えつつ高送り精度を保って略直進運動す
ることのできる装置が提案されている。
歯付ベルト等を用いる直進運動装置は、応答性が高く、
長いストロークの往復運動に適用するのは容易である
し、安価に製作することができるが、送り精度や耐荷重
性、耐久性という点においてはボールねじに劣る。そこ
で、近時、揺動タイプの能動ラックと略直進軌道(緩や
かに湾曲したものを含む)を形成する歯付レールを利用
して相当長い(あるいは緩やかに湾曲した無限軌道上で
も)大負荷に耐えつつ高送り精度を保って略直進運動す
ることのできる装置が提案されている。
【0005】図4〜図6はこの種の直進運動装置のうち
組立性や運動特性に関する改善のなされたものを示して
おり、図4はその平面図、図5は図4のA2 −A2 断面
図、図6図4のB2 −B2 断面図である。これらの図に
示すように、この直進運動装置は、受動ラックと案内レ
ールを兼用する歯付レール10とこれと相対的な直進運動
をする直進駆動機構部20とを備えている。歯付レール10
は複数の歯11と図示しない支持体にレール10を固定する
ための複数のボルト穴12とを有している。ボルト穴12
は、歯付レール10の歯11の歯幅領域外でその歯幅方向両
側に設けられており、ボルト穴12が形成された歯付レー
ル10の歯幅方向両側部は図中上面を歯11の歯元より低く
してボルト(図示していない)の取り付けを可能にする
形状となっている。直進駆動機構部20は、ケース21と、
ケース21内に収納されて歯付レール10の歯11に噛合する
複数の揺動板22A,22B,22Cとを有しており、揺動板
22A〜22Cの歯23は歯付レール10の歯11のピッチと同一
ピッチの歯形を有している。これら揺動板22A〜22Cは
クランク軸24、25を介してケース21に支持されており、
片方のクランク軸24は図示しない駆動モータにより駆動
される入力軸となっている。そして、このクランク軸24
が入力により回転するとき、クランク軸24,25に支持さ
れた揺動板22A〜22Cが、ケース21内において所定の位
相差を保って互いに平行に円運動(以下、この運動状態
を単に揺動という)しながら歯付レール10の歯11に噛合
し、ケース21と歯付レール10とを歯付レール10の長手方
向に相対移動させるようになっている。
組立性や運動特性に関する改善のなされたものを示して
おり、図4はその平面図、図5は図4のA2 −A2 断面
図、図6図4のB2 −B2 断面図である。これらの図に
示すように、この直進運動装置は、受動ラックと案内レ
ールを兼用する歯付レール10とこれと相対的な直進運動
をする直進駆動機構部20とを備えている。歯付レール10
は複数の歯11と図示しない支持体にレール10を固定する
ための複数のボルト穴12とを有している。ボルト穴12
は、歯付レール10の歯11の歯幅領域外でその歯幅方向両
側に設けられており、ボルト穴12が形成された歯付レー
ル10の歯幅方向両側部は図中上面を歯11の歯元より低く
してボルト(図示していない)の取り付けを可能にする
形状となっている。直進駆動機構部20は、ケース21と、
ケース21内に収納されて歯付レール10の歯11に噛合する
複数の揺動板22A,22B,22Cとを有しており、揺動板
22A〜22Cの歯23は歯付レール10の歯11のピッチと同一
ピッチの歯形を有している。これら揺動板22A〜22Cは
クランク軸24、25を介してケース21に支持されており、
片方のクランク軸24は図示しない駆動モータにより駆動
される入力軸となっている。そして、このクランク軸24
が入力により回転するとき、クランク軸24,25に支持さ
れた揺動板22A〜22Cが、ケース21内において所定の位
相差を保って互いに平行に円運動(以下、この運動状態
を単に揺動という)しながら歯付レール10の歯11に噛合
し、ケース21と歯付レール10とを歯付レール10の長手方
向に相対移動させるようになっている。
【0006】31,32は、歯付レール10の歯幅方向両側で
ケース21を歯付レール10に対して相対移動可能に案内す
るケース案内手段である。これらケース案内手段31,32
はケース21を歯付レール10の長手方向(軸方向)にのみ
案内するようになっており、案内手段31は、歯付レール
10の一側面部に形成された案内溝部33と、ケース21の一
方の側板部に設けられたボール循環部34と、案内溝部33
とボール循環部34とに係合する複数の循環式のボール35
とを有している。また、案内手段32は同様に、歯付レー
ル10の他側面部に形成された案内溝部37と、ケース21の
もう他方の側板部に設けられたボール循環部38と、案内
溝部37とボール循環部38との間に介装された複数の循環
式のボール39とを有している。
ケース21を歯付レール10に対して相対移動可能に案内す
るケース案内手段である。これらケース案内手段31,32
はケース21を歯付レール10の長手方向(軸方向)にのみ
案内するようになっており、案内手段31は、歯付レール
10の一側面部に形成された案内溝部33と、ケース21の一
方の側板部に設けられたボール循環部34と、案内溝部33
とボール循環部34とに係合する複数の循環式のボール35
とを有している。また、案内手段32は同様に、歯付レー
ル10の他側面部に形成された案内溝部37と、ケース21の
もう他方の側板部に設けられたボール循環部38と、案内
溝部37とボール循環部38との間に介装された複数の循環
式のボール39とを有している。
【0007】上記の構成において、図示しない駆動モー
タによりクランク軸24が駆動されると、クランク軸24,
25に支持された各揺動板22A〜22Cが前記所定の位相差
を保って揺動する。このとき、揺動板22A〜22Cのうち
何れか、例えば揺動板22Aは、ある揺動範囲(例えば0
度から180度の範囲)において、他の揺動板22B,22
Cとの位相差を一定に保ちながら、歯付レール10の中心
軸線から最も離隔する離隔位置に移動して歯23を歯11の
頂部に当接させた後、歯11の一方の斜面を押しながら歯
付レール10の中心軸線に接近し、更に歯付レール10の中
心軸線に接近して歯11の歯元間の谷間に至る。この動作
は他の揺動板22B,22Cについても同様であり、揺動板
22A〜22Cは前記所定の位相差を保って揺動するから、
各揺動板22A〜22Cの何れかが常に歯23によって歯11を
押し付ける。
タによりクランク軸24が駆動されると、クランク軸24,
25に支持された各揺動板22A〜22Cが前記所定の位相差
を保って揺動する。このとき、揺動板22A〜22Cのうち
何れか、例えば揺動板22Aは、ある揺動範囲(例えば0
度から180度の範囲)において、他の揺動板22B,22
Cとの位相差を一定に保ちながら、歯付レール10の中心
軸線から最も離隔する離隔位置に移動して歯23を歯11の
頂部に当接させた後、歯11の一方の斜面を押しながら歯
付レール10の中心軸線に接近し、更に歯付レール10の中
心軸線に接近して歯11の歯元間の谷間に至る。この動作
は他の揺動板22B,22Cについても同様であり、揺動板
22A〜22Cは前記所定の位相差を保って揺動するから、
各揺動板22A〜22Cの何れかが常に歯23によって歯11を
押し付ける。
【0008】一方、このような状態において、歯付レー
ル10とケース21は案内手段31,32によって歯付レール10
の長手方向にのみ相対移動するように案内されているか
ら、ケース21と歯付レール10の何れか一方(可動側)が
所定直進方向にのみ移動することになる。すなわち、揺
動板22A〜22Cが交互に歯11の一方の斜面を押しながら
歯付レール10の中心軸線に接近することで、歯付レール
10の長手方向に推力が作用することになる。そして、ク
ランク軸24,25の一回転当り歯11の1ピッチ分だけケー
ス21が歯付レール10の長手方向に相対移動し、ケース21
を取り付けた移動部が所定速度でゆっくりと移動する。
ル10とケース21は案内手段31,32によって歯付レール10
の長手方向にのみ相対移動するように案内されているか
ら、ケース21と歯付レール10の何れか一方(可動側)が
所定直進方向にのみ移動することになる。すなわち、揺
動板22A〜22Cが交互に歯11の一方の斜面を押しながら
歯付レール10の中心軸線に接近することで、歯付レール
10の長手方向に推力が作用することになる。そして、ク
ランク軸24,25の一回転当り歯11の1ピッチ分だけケー
ス21が歯付レール10の長手方向に相対移動し、ケース21
を取り付けた移動部が所定速度でゆっくりと移動する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
改善された直進運動装置にあっても、歯付レール10を他
の固定側又は可動側の部材に取り付けるためのボルト穴
12が、歯付レール10の歯11の歯幅領域外でその歯幅方向
両側に設けられていたため、歯付レール10が幅広くなる
とともにケース21も幅の広い大きなものとなり、近時の
小型、軽量化の要求に応えることができなかった。
改善された直進運動装置にあっても、歯付レール10を他
の固定側又は可動側の部材に取り付けるためのボルト穴
12が、歯付レール10の歯11の歯幅領域外でその歯幅方向
両側に設けられていたため、歯付レール10が幅広くなる
とともにケース21も幅の広い大きなものとなり、近時の
小型、軽量化の要求に応えることができなかった。
【0010】また、長尺な歯付レール10の歯幅方向両側
部を歯11より低くするよう段付加工する必要から装置コ
ストの増加を招いていた。そこで、本発明は、従来とほ
ぼ同様な取り付けが可能で、しかも歯付レールをその歯
幅程度の全幅にすることのできる歯付レールの取り付け
構造を実現し、小型、低コストの直進運動装置を提供す
ることを目的とする。
部を歯11より低くするよう段付加工する必要から装置コ
ストの増加を招いていた。そこで、本発明は、従来とほ
ぼ同様な取り付けが可能で、しかも歯付レールをその歯
幅程度の全幅にすることのできる歯付レールの取り付け
構造を実現し、小型、低コストの直進運動装置を提供す
ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項1に記載の発明は、所定ピッチの複数の歯を有する
歯付レールと、前記歯付レールの歯に噛合する複数の出
力歯が形成された出力部材および該出力部材を収納する
ケースを有する直進駆動機構部と、該ケースを前記歯付
レールに対し相対移動可能に案内する案内手段とを備え
た直進運動装置において、前記歯付レールが、それぞれ
前記所定ピッチで歯付レールの軸線方向に配設された複
数の歯からなるとともに互いに前記所定ピッチの複数倍
の間隔を隔てて離間する複数の噛合歯領域と、該複数の
噛合歯領域の間で歯付レールを他部材に取り付けるため
の取付け用切欠き部が形成されたレール本体とを有し、
前記出力部材が、複数の噛合歯領域のうち隣り合う2つ
の噛合歯領域のそれぞれ少なくとも1つの噛合歯に同時
に噛合可能な噛合区間距離をもって前記歯付レールの噛
合歯領域に噛合するものである。したがって、取付けの
ために歯付レールの歯幅方向両側にボルト穴等を設ける
必要がなくなり、歯付レールおよびケースの幅寸法を共
に小さくすることができる。また、取付け用切欠き部を
前記噛合歯領域外に設けることで、歯付レールの取付け
のための加工を大幅に容易化することができるととも
に、噛合歯の歯形の加工工数も削減されることになる。
求項1に記載の発明は、所定ピッチの複数の歯を有する
歯付レールと、前記歯付レールの歯に噛合する複数の出
力歯が形成された出力部材および該出力部材を収納する
ケースを有する直進駆動機構部と、該ケースを前記歯付
レールに対し相対移動可能に案内する案内手段とを備え
た直進運動装置において、前記歯付レールが、それぞれ
前記所定ピッチで歯付レールの軸線方向に配設された複
数の歯からなるとともに互いに前記所定ピッチの複数倍
の間隔を隔てて離間する複数の噛合歯領域と、該複数の
噛合歯領域の間で歯付レールを他部材に取り付けるため
の取付け用切欠き部が形成されたレール本体とを有し、
前記出力部材が、複数の噛合歯領域のうち隣り合う2つ
の噛合歯領域のそれぞれ少なくとも1つの噛合歯に同時
に噛合可能な噛合区間距離をもって前記歯付レールの噛
合歯領域に噛合するものである。したがって、取付けの
ために歯付レールの歯幅方向両側にボルト穴等を設ける
必要がなくなり、歯付レールおよびケースの幅寸法を共
に小さくすることができる。また、取付け用切欠き部を
前記噛合歯領域外に設けることで、歯付レールの取付け
のための加工を大幅に容易化することができるととも
に、噛合歯の歯形の加工工数も削減されることになる。
【0012】また、請求項2に記載の発明のように、前
記取付け用切欠き部が前記レール本体を前記噛合歯領域
に対し略直交する方向に貫通する貫通穴として形成さ
れ、前記歯付レールの複数の歯が該貫通穴の穴形成幅よ
り大きい歯幅を有するものであってもよい。その場合、
取付け用切欠き部が貫通穴であるから、加工が簡単にな
る。
記取付け用切欠き部が前記レール本体を前記噛合歯領域
に対し略直交する方向に貫通する貫通穴として形成さ
れ、前記歯付レールの複数の歯が該貫通穴の穴形成幅よ
り大きい歯幅を有するものであってもよい。その場合、
取付け用切欠き部が貫通穴であるから、加工が簡単にな
る。
【0013】さらに、請求項3に記載の発明のように、
前記直進駆動機構部が、歯付レールの歯とほぼ同一ピッ
チの複数の歯を有する複数の揺動板と、該揺動板の歯が
互いに平行にかつ所定の位相差を保って揺動するよう前
記揺動板に係合する回転可能な複数のクランク軸と、該
クランク軸を介して前記揺動板を前記歯付レールに対し
平行に対向支持するとともに該揺動板を内部に収納する
ケースとを有し、クランク軸の回転をケースと歯付レー
ルとの相対移動に変換するとともに歯付レールの噛合歯
領域の各歯が複数の揺動板に噛合する歯幅を有するよう
にしてもよい。その場合、大負荷に耐えつつ高送り精度
を保って略直進運動することのできる装置となる。
前記直進駆動機構部が、歯付レールの歯とほぼ同一ピッ
チの複数の歯を有する複数の揺動板と、該揺動板の歯が
互いに平行にかつ所定の位相差を保って揺動するよう前
記揺動板に係合する回転可能な複数のクランク軸と、該
クランク軸を介して前記揺動板を前記歯付レールに対し
平行に対向支持するとともに該揺動板を内部に収納する
ケースとを有し、クランク軸の回転をケースと歯付レー
ルとの相対移動に変換するとともに歯付レールの噛合歯
領域の各歯が複数の揺動板に噛合する歯幅を有するよう
にしてもよい。その場合、大負荷に耐えつつ高送り精度
を保って略直進運動することのできる装置となる。
【0014】なお、前記取付け用切欠き部は、任意の穴
形状を有するボルト穴とすることができるが、そのよう
な穴に限らず、例えば少なくとも歯付レールの歯幅方向
一方側の上下面および側面に開口する凹状の切欠き部で
もよい。また、前記取付け用切欠き部を、押え部材によ
って設置面に押し付けるための押圧面を有する溝若しく
は凹状の切欠き部あるいは平板部(噛合歯のみをなくし
た板状のレール本体部)とすることもできる。すなわ
ち、前記取付け用切欠き部は、噛合歯領域に比べて少な
くとも噛合歯の一歯分以上を切り欠いた部分である。
形状を有するボルト穴とすることができるが、そのよう
な穴に限らず、例えば少なくとも歯付レールの歯幅方向
一方側の上下面および側面に開口する凹状の切欠き部で
もよい。また、前記取付け用切欠き部を、押え部材によ
って設置面に押し付けるための押圧面を有する溝若しく
は凹状の切欠き部あるいは平板部(噛合歯のみをなくし
た板状のレール本体部)とすることもできる。すなわ
ち、前記取付け用切欠き部は、噛合歯領域に比べて少な
くとも噛合歯の一歯分以上を切り欠いた部分である。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について添付図面を参照しつつ説明する。図1〜図3
は本発明の好ましい実施形態の一例を示す図であり、図
1はその平面図、図2は図1のA1 −A1 断面図、図3
は図2のB1 −B1 断面図である。なお、従来例と同一
又はそれに相当する部材にはこれと同一符号を付し、相
違する構成を主に説明する。
態について添付図面を参照しつつ説明する。図1〜図3
は本発明の好ましい実施形態の一例を示す図であり、図
1はその平面図、図2は図1のA1 −A1 断面図、図3
は図2のB1 −B1 断面図である。なお、従来例と同一
又はそれに相当する部材にはこれと同一符号を付し、相
違する構成を主に説明する。
【0016】まず、図1〜図3に示すように、この直進
運動装置は、所定ピッチの複数の歯T1 を有し直線軌道
を形成する歯付レール40と、歯付レール40に沿ってこれ
と相対移動するよう設けられた直進駆動機構部50と、歯
付レール40の歯幅方向両側で直進駆動機構部50のケース
51を歯付レール40に対し相対移動可能に案内する案内手
段31,32とを備えている。
運動装置は、所定ピッチの複数の歯T1 を有し直線軌道
を形成する歯付レール40と、歯付レール40に沿ってこれ
と相対移動するよう設けられた直進駆動機構部50と、歯
付レール40の歯幅方向両側で直進駆動機構部50のケース
51を歯付レール40に対し相対移動可能に案内する案内手
段31,32とを備えている。
【0017】歯付レール40は、例えば歯T1 を構成する
よう歯付レール40の長手方向に配列された互いに平行な
複数の円柱状のピン41と、これらピン41をそれぞれの軸
線回りに回転可能に保持する複数の平行な円弧溝部42a
を有するレール本体42と、各ピン41の円弧溝部42a内で
の回転以外の移動を規制するようピン41の両端部に係合
するL形断面の抑え板43とによって構成されている。な
お、重荷重であればピン41の周りに潤滑剤を付着させる
のがよいが、小型、軽荷重の用途であればピン41の外周
部又はレール本体42の円弧溝部42aに潤滑被膜を形成し
たりピン41を自己潤滑性の高い材料で形成したりするこ
とができる。
よう歯付レール40の長手方向に配列された互いに平行な
複数の円柱状のピン41と、これらピン41をそれぞれの軸
線回りに回転可能に保持する複数の平行な円弧溝部42a
を有するレール本体42と、各ピン41の円弧溝部42a内で
の回転以外の移動を規制するようピン41の両端部に係合
するL形断面の抑え板43とによって構成されている。な
お、重荷重であればピン41の周りに潤滑剤を付着させる
のがよいが、小型、軽荷重の用途であればピン41の外周
部又はレール本体42の円弧溝部42aに潤滑被膜を形成し
たりピン41を自己潤滑性の高い材料で形成したりするこ
とができる。
【0018】また、歯付レール40は複数の噛合歯領域45
を有している。これら噛合歯領域45は、それぞれ所定ピ
ッチで歯付レール40の軸線方向に配設された複数の歯T
1 からなるとともに、隣り合う各一対の噛合歯領域45が
歯T1 のピッチの複数倍の間隔を隔てて歯付レール40の
軸方向に離間するよう配されている。具体的には、歯付
レール40のレール本体42は長方形断面を有するととも
に、その一面部(図2中の上面部)に複数の平行な円弧
溝部42aを3本毎に歯間ピッチを1歯分だけ異ならせる
よう形成したものであり、このレール本体42の複数の円
弧溝部42aに複数のピン41を取り付けることにより3つ
の歯T1 毎に歯間ピッチが2倍になるようにして、レー
ル本体42上に複数の噛合歯領域45が所定の間隔で配設さ
れている。
を有している。これら噛合歯領域45は、それぞれ所定ピ
ッチで歯付レール40の軸線方向に配設された複数の歯T
1 からなるとともに、隣り合う各一対の噛合歯領域45が
歯T1 のピッチの複数倍の間隔を隔てて歯付レール40の
軸方向に離間するよう配されている。具体的には、歯付
レール40のレール本体42は長方形断面を有するととも
に、その一面部(図2中の上面部)に複数の平行な円弧
溝部42aを3本毎に歯間ピッチを1歯分だけ異ならせる
よう形成したものであり、このレール本体42の複数の円
弧溝部42aに複数のピン41を取り付けることにより3つ
の歯T1 毎に歯間ピッチが2倍になるようにして、レー
ル本体42上に複数の噛合歯領域45が所定の間隔で配設さ
れている。
【0019】さらに、歯付レール40の複数の噛合歯領域
45の間には、それぞれ歯付レール42を他部材に取り付け
るための取付け用切欠き部46が形成されている。本実施
形態においては、前記取付け用切欠き部46はレール本体
42の各噛合歯領域45の歯面に対し略直交する方向に貫通
する複数対のボルト穴42b(貫通穴)を有しており、歯
付レール40の長手方向(軸方向)で互いに隣り合う任意
の2つの噛合歯領域45の中間に、歯付レール40の歯幅方
向に離間する一対の円形のボルト穴42bが平行に形成さ
れている。また、歯付レール40の複数の歯T1 がボルト
穴42bの最大径dより大きい歯幅Wt を有しており、こ
の歯幅Wt は一対の穴42bの形成幅w(単一穴の場合に
は穴径)より大きい歯幅となっている。なお、ボルト穴
42bは各一対でなく、任意の数ずつ設けることができる
し、同一のサイズ又は形状である必要はない。
45の間には、それぞれ歯付レール42を他部材に取り付け
るための取付け用切欠き部46が形成されている。本実施
形態においては、前記取付け用切欠き部46はレール本体
42の各噛合歯領域45の歯面に対し略直交する方向に貫通
する複数対のボルト穴42b(貫通穴)を有しており、歯
付レール40の長手方向(軸方向)で互いに隣り合う任意
の2つの噛合歯領域45の中間に、歯付レール40の歯幅方
向に離間する一対の円形のボルト穴42bが平行に形成さ
れている。また、歯付レール40の複数の歯T1 がボルト
穴42bの最大径dより大きい歯幅Wt を有しており、こ
の歯幅Wt は一対の穴42bの形成幅w(単一穴の場合に
は穴径)より大きい歯幅となっている。なお、ボルト穴
42bは各一対でなく、任意の数ずつ設けることができる
し、同一のサイズ又は形状である必要はない。
【0020】直進駆動機構部50は、平行軸線上に配置さ
れた複数の軸穴52a,52bを有するケース51と、歯付レ
ール40の歯T1 と略同一ピッチの複数の歯T2 (出力
歯)を有し歯付レール40の噛合歯領域45にそれぞれ噛合
する複数の揺動板53A,53B,53C(出力部材)と、こ
れら揺動板53A〜53Cに係合し各揺動板53A〜53Cの歯
T2 が所定偏心量で互いに平行にかつ所定の位相差を保
って揺動するよう揺動板53A〜53Cを保持する回転可能
な複数のクランク軸54,55と、を有している。揺動板53
A〜53Cは、例えばケース51の内部に収納されるととも
に、ケース51によりクランク軸54,55を介して歯付レー
ル40に歯T1 を対向させるよう互いに平行に支持されて
いる。揺動板53A〜53Cの歯T2 は例えばトロコイド曲
線状又はサイクロイド曲線状の歯形を有している。ま
た、揺動板53A〜53Cはそれぞれクランク軸54,55にニ
ードル軸受56a,56b,56cを介して支持されており、
両クランク軸54,55は各一対の軸受57a,57bを介して
ケース51に支持されている。また、揺動板53A〜53Cを
クランク軸54,55に組み付けるため、揺動板53A〜53C
のうち中央に配置される揺動板53には大径の穴が、残り
の揺動板52,54にはこれより小径の穴がそれぞれ形成さ
れており、これに対応して、一方のクランク軸54の偏心
カム部54a,54b,54cのうち中央の偏心カム部54bは
両側の残りの偏心カム部54a,54cよりも大径に形成さ
れ、他方のクランク軸55の中央の偏心カム部55bも同様
に両側の偏心カム部(図示していない)より大径になっ
ている。
れた複数の軸穴52a,52bを有するケース51と、歯付レ
ール40の歯T1 と略同一ピッチの複数の歯T2 (出力
歯)を有し歯付レール40の噛合歯領域45にそれぞれ噛合
する複数の揺動板53A,53B,53C(出力部材)と、こ
れら揺動板53A〜53Cに係合し各揺動板53A〜53Cの歯
T2 が所定偏心量で互いに平行にかつ所定の位相差を保
って揺動するよう揺動板53A〜53Cを保持する回転可能
な複数のクランク軸54,55と、を有している。揺動板53
A〜53Cは、例えばケース51の内部に収納されるととも
に、ケース51によりクランク軸54,55を介して歯付レー
ル40に歯T1 を対向させるよう互いに平行に支持されて
いる。揺動板53A〜53Cの歯T2 は例えばトロコイド曲
線状又はサイクロイド曲線状の歯形を有している。ま
た、揺動板53A〜53Cはそれぞれクランク軸54,55にニ
ードル軸受56a,56b,56cを介して支持されており、
両クランク軸54,55は各一対の軸受57a,57bを介して
ケース51に支持されている。また、揺動板53A〜53Cを
クランク軸54,55に組み付けるため、揺動板53A〜53C
のうち中央に配置される揺動板53には大径の穴が、残り
の揺動板52,54にはこれより小径の穴がそれぞれ形成さ
れており、これに対応して、一方のクランク軸54の偏心
カム部54a,54b,54cのうち中央の偏心カム部54bは
両側の残りの偏心カム部54a,54cよりも大径に形成さ
れ、他方のクランク軸55の中央の偏心カム部55bも同様
に両側の偏心カム部(図示していない)より大径になっ
ている。
【0021】この直進駆動機構部50は、片方のクランク
軸54が外部からの動力によって回転するとき、クランク
軸54,55と共に平行リンクを構成している揺動板53A〜
53Cを、所定の位相差を保って互いに平行に円運動(揺
動)させ、ケース51と歯付レール40を歯付レール40の中
心軸線方向に相対移動させる。すなわち、直進駆動機構
部50は、クランク軸54,55および揺動板53A〜53Cによ
って、クランク軸54への入力回転をケース51と歯付レー
ル40との所定直線方向への相対移動に変換する運動変換
機構として機能するようになっている。
軸54が外部からの動力によって回転するとき、クランク
軸54,55と共に平行リンクを構成している揺動板53A〜
53Cを、所定の位相差を保って互いに平行に円運動(揺
動)させ、ケース51と歯付レール40を歯付レール40の中
心軸線方向に相対移動させる。すなわち、直進駆動機構
部50は、クランク軸54,55および揺動板53A〜53Cによ
って、クランク軸54への入力回転をケース51と歯付レー
ル40との所定直線方向への相対移動に変換する運動変換
機構として機能するようになっている。
【0022】一方、揺動板53A〜53Cの歯T2 は、それ
ぞれ複数の噛合歯領域45のうち隣り合う2つの噛合歯領
域45のそれぞれ少なくとも1つの噛合歯T2 に同時に噛
合可能な噛合区間距離Lをもって、歯付レール40の噛合
歯領域45に噛合している。そして、ケース51と歯付レー
ル40との相対移動中において、図2に示すように、揺動
板53A〜53Cの何れかの歯T2 が1つの噛合歯領域45の
歯T1 から外れるのに先立って、その何れかの揺動板53
A,52B又は53Cの歯T2 が隣の噛合歯領域45の歯T1
と噛合し、連続的な直進運動がなされるようになってい
る。
ぞれ複数の噛合歯領域45のうち隣り合う2つの噛合歯領
域45のそれぞれ少なくとも1つの噛合歯T2 に同時に噛
合可能な噛合区間距離Lをもって、歯付レール40の噛合
歯領域45に噛合している。そして、ケース51と歯付レー
ル40との相対移動中において、図2に示すように、揺動
板53A〜53Cの何れかの歯T2 が1つの噛合歯領域45の
歯T1 から外れるのに先立って、その何れかの揺動板53
A,52B又は53Cの歯T2 が隣の噛合歯領域45の歯T1
と噛合し、連続的な直進運動がなされるようになってい
る。
【0023】なお、ケース51は、歯付レール40の歯幅方
向両側に平行に延在する一対の側板部61,62と、歯付レ
ール40の長手方向で揺動板53A〜53Cの両側に位置する
とともに前記一対の側板部61,62の両端部同士を互いに
連結する一対の端板部63,64と、を有している。また、
クランク軸54,55にニードル軸受56a,56b,56cを介
して複数の揺動板53A〜53Cを組み付けた状態で、クラ
ンク軸54,55を軸受57a,57bを介して回転自在に支持
し得るように、ケース51は、上下一対の略長方形の枠体
である第1,第2のセグメント511,512に分割され、複
数のボルト513によってそのセグメント同士を連結した
構造となっている。
向両側に平行に延在する一対の側板部61,62と、歯付レ
ール40の長手方向で揺動板53A〜53Cの両側に位置する
とともに前記一対の側板部61,62の両端部同士を互いに
連結する一対の端板部63,64と、を有している。また、
クランク軸54,55にニードル軸受56a,56b,56cを介
して複数の揺動板53A〜53Cを組み付けた状態で、クラ
ンク軸54,55を軸受57a,57bを介して回転自在に支持
し得るように、ケース51は、上下一対の略長方形の枠体
である第1,第2のセグメント511,512に分割され、複
数のボルト513によってそのセグメント同士を連結した
構造となっている。
【0024】上記構成を有する本実施形態の直進運動装
置では、図示しない駆動モータによりクランク軸54が駆
動されると、クランク軸54,55に支持された各揺動板53
A〜53Cが所定の位相差を保って揺動しつつ、順次その
歯T2 の斜面を歯付レール40の歯T1 に押し付けること
で、上述した歯付レール40の長手方向への推力が生じ
る。
置では、図示しない駆動モータによりクランク軸54が駆
動されると、クランク軸54,55に支持された各揺動板53
A〜53Cが所定の位相差を保って揺動しつつ、順次その
歯T2 の斜面を歯付レール40の歯T1 に押し付けること
で、上述した歯付レール40の長手方向への推力が生じ
る。
【0025】このように各揺動板53A〜53Cの揺動に伴
って推力が生ずるとき、揺動板53A〜53Cの歯T2 と歯
付レール40の歯T1 との複数の接触部位にそれぞれ接触
圧が作用するが、各揺動板53A〜53Cの歯T2 が、常に
歯付レール40の所定数(例えば図2に示すように3つ)
以上の噛合歯T1 に噛合するようになっているので、歯
付レール40に複数の噛合歯領域45と取付け用切欠き部46
を設けることで所定間隔毎に噛合歯T1 のない部分がで
きていても、各歯面に過大な接触圧が作用することはな
く、連続的な直進運動にもなんら支障がない。
って推力が生ずるとき、揺動板53A〜53Cの歯T2 と歯
付レール40の歯T1 との複数の接触部位にそれぞれ接触
圧が作用するが、各揺動板53A〜53Cの歯T2 が、常に
歯付レール40の所定数(例えば図2に示すように3つ)
以上の噛合歯T1 に噛合するようになっているので、歯
付レール40に複数の噛合歯領域45と取付け用切欠き部46
を設けることで所定間隔毎に噛合歯T1 のない部分がで
きていても、各歯面に過大な接触圧が作用することはな
く、連続的な直進運動にもなんら支障がない。
【0026】しかも、歯付レール40は取付け用切欠き部
46を隣り合う噛合歯領域45の間に設けることで、取付け
のためのボルト穴等を歯幅領域の両外側に設ける必要の
ないものとなる。すなわち、歯付レール40の複数の歯T
1 の歯幅Wt が一対の穴42bの形成幅w(単一穴の場合
には穴径)より大きい歯幅を有するから、歯付レール40
およびケース50の幅寸法を共に小さくすることができ、
かつ、歯付レール40の加工も従来のような取付けのため
の段付加工が不要となるから、大幅に容易化される。さ
らに、歯付レール40のレール本体42に形成する円弧溝部
42aの本数やピン41の配設本数も少なくて済む。歯付レ
ールを一体部品とする場合にはその噛合歯T1 の歯形の
加工工数が削減されることはいうまでもない。
46を隣り合う噛合歯領域45の間に設けることで、取付け
のためのボルト穴等を歯幅領域の両外側に設ける必要の
ないものとなる。すなわち、歯付レール40の複数の歯T
1 の歯幅Wt が一対の穴42bの形成幅w(単一穴の場合
には穴径)より大きい歯幅を有するから、歯付レール40
およびケース50の幅寸法を共に小さくすることができ、
かつ、歯付レール40の加工も従来のような取付けのため
の段付加工が不要となるから、大幅に容易化される。さ
らに、歯付レール40のレール本体42に形成する円弧溝部
42aの本数やピン41の配設本数も少なくて済む。歯付レ
ールを一体部品とする場合にはその噛合歯T1 の歯形の
加工工数が削減されることはいうまでもない。
【0027】また、取付け用切欠き部46がレール本体42
を噛合歯領域45に対して略直交する各一対の穴42bを有
するので、取付け用切欠き部46の加工が簡単で済む。さ
らに、直進駆動機構部50が、歯付レール40の歯T1 と略
同一ピッチの複数の歯T2 を有する複数の揺動板53A〜
53Cと、揺動板53A〜53Cの歯T2 が互いに平行にかつ
所定の位相差を保って揺動するようこれらに係合する回
転可能な複数のクランク軸54,55と、両クランク軸54,
55を介して揺動板53A〜53Cを歯付レール40に対し平行
に対向支持するとともにこれらを内部に収納するケース
51とを有し、クランク軸54,55の回転をケース51と歯付
レール40との相対移動に変換するとともに、歯付レール
40の噛合歯領域45の各歯T2 が複数の揺動板53A〜53C
に噛合する歯幅Wt を有しているので、噛合歯数が十分
多く、大負荷に耐えつつ高送り精度を保って略直進運動
することのできる装置となる。その結果、高精度な直進
送り精度を保つことができ、近時の小型化、低コスト化
要求に十分応えることができる。
を噛合歯領域45に対して略直交する各一対の穴42bを有
するので、取付け用切欠き部46の加工が簡単で済む。さ
らに、直進駆動機構部50が、歯付レール40の歯T1 と略
同一ピッチの複数の歯T2 を有する複数の揺動板53A〜
53Cと、揺動板53A〜53Cの歯T2 が互いに平行にかつ
所定の位相差を保って揺動するようこれらに係合する回
転可能な複数のクランク軸54,55と、両クランク軸54,
55を介して揺動板53A〜53Cを歯付レール40に対し平行
に対向支持するとともにこれらを内部に収納するケース
51とを有し、クランク軸54,55の回転をケース51と歯付
レール40との相対移動に変換するとともに、歯付レール
40の噛合歯領域45の各歯T2 が複数の揺動板53A〜53C
に噛合する歯幅Wt を有しているので、噛合歯数が十分
多く、大負荷に耐えつつ高送り精度を保って略直進運動
することのできる装置となる。その結果、高精度な直進
送り精度を保つことができ、近時の小型化、低コスト化
要求に十分応えることができる。
【0028】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、取付けの
ために歯付レールの歯幅より外側にボルト穴等を設ける
必要をなくして、歯付レールおよびケースの幅寸法を共
に小さくすることができ、歯付レールの取付けのための
加工や歯形形成のための加工を容易化することができ
る。その結果、従来とほぼ同様な取り付けが可能で、し
かも歯付レールをその歯幅程度の全幅にした小型、軽量
で低コストの直進運動装置を提供することができる。
ために歯付レールの歯幅より外側にボルト穴等を設ける
必要をなくして、歯付レールおよびケースの幅寸法を共
に小さくすることができ、歯付レールの取付けのための
加工や歯形形成のための加工を容易化することができ
る。その結果、従来とほぼ同様な取り付けが可能で、し
かも歯付レールをその歯幅程度の全幅にした小型、軽量
で低コストの直進運動装置を提供することができる。
【0029】また、請求項2に記載の発明によれば、噛
合歯領域間にこれと略直交する方向に貫通する貫通穴を
形成するので、取付け用切欠き部の加工をより簡単にす
ることができる。さらに、請求項3に記載の発明によれ
ば、クランク軸の回転をケースと歯付レールの相対移動
に変換する複数の揺動板を有する直進駆動機構部を備
え、歯付レールの噛合歯領域の各歯が該複数の揺動板に
噛合する歯幅を有するように構成しているので、大負荷
に耐えつつ高送り精度を保って略直進運動することので
きる装置を提供することができる。
合歯領域間にこれと略直交する方向に貫通する貫通穴を
形成するので、取付け用切欠き部の加工をより簡単にす
ることができる。さらに、請求項3に記載の発明によれ
ば、クランク軸の回転をケースと歯付レールの相対移動
に変換する複数の揺動板を有する直進駆動機構部を備
え、歯付レールの噛合歯領域の各歯が該複数の揺動板に
噛合する歯幅を有するように構成しているので、大負荷
に耐えつつ高送り精度を保って略直進運動することので
きる装置を提供することができる。
【図1】本発明の好ましい実施形態の一例を示すその直
進運動装置の平面図である。
進運動装置の平面図である。
【図2】図1のA1 −A1 断面図である。
【図3】図1のB1 −B1 断面図である。
【図4】従来例の平面図である。
【図5】図4のA2 −A2 断面図である。
【図6】図4のB2 −B2 断面図である。
31,32 案内手段 40 歯付レール 41 ピン 42 レール本体 42a 円弧溝部 45 噛合歯領域 46 取付け用切欠き部 50 直進運動機構部 51 ケース 53A,53B,53C 揺動板(出力部材) 54,55 クランク軸 T1 噛合歯 T2 噛合歯(出力歯)
Claims (3)
- 【請求項1】所定ピッチの複数の歯を有する歯付レール
と、 前記歯付レールの歯に噛合する複数の出力歯が形成され
た出力部材および該出力部材を収納するケースを有する
直進駆動機構部と、 前記ケースを前記歯付レールに対し相対移動可能に案内
する案内手段と、を備えた直進運動装置において、 前記歯付レールが、それぞれ前記所定ピッチで前記歯付
レールの軸線方向に配設された複数の歯からなるととも
に互いに前記所定ピッチの複数倍の間隔を隔てて離間す
る複数の噛合歯領域と、該複数の噛合歯領域の間で歯付
レールを他部材に取り付けるための取付け用切欠き部が
形成されたレール本体と、を有し、 前記出力部材が、前記複数の噛合歯領域のうち隣り合う
2つの噛合歯領域のそれぞれ少なくとも1つの噛合歯に
同時に噛合可能な噛合区間距離をもって、前記歯付レー
ルの噛合歯領域に噛合することを特徴とする直進運動装
置。 - 【請求項2】前記取付け用切欠き部が前記レール本体を
前記噛合歯領域に対し略直交する方向に貫通する貫通穴
として形成され、 前記歯付レールの複数の歯が該貫通穴の穴形成幅より大
きい歯幅を有することを特徴とする請求項1に記載の直
進運動装置。 - 【請求項3】前記直進駆動機構部が、前記歯付レールの
歯とほぼ同一ピッチの複数の歯を有する複数の揺動板
と、該揺動板の歯が互いに平行にかつ所定の位相差を保
って揺動するよう前記揺動板に係合する回転可能な複数
のクランク軸と、該クランク軸を介して前記揺動板を前
記歯付レールに対し平行に対向支持するとともに該揺動
板を内部に収納するケースとを有し、前記クランク軸の
回転を前記ケースと歯付レールとの相対移動に変換する
とともに、 前記歯付レールの噛合歯領域の各歯が、該直進駆動機構
部の複数の揺動板に噛合する歯幅を有することを特徴と
する請求項1に記載の直進運動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7269622A JPH09112644A (ja) | 1995-10-18 | 1995-10-18 | 直進運動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7269622A JPH09112644A (ja) | 1995-10-18 | 1995-10-18 | 直進運動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09112644A true JPH09112644A (ja) | 1997-05-02 |
Family
ID=17474921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7269622A Pending JPH09112644A (ja) | 1995-10-18 | 1995-10-18 | 直進運動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09112644A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT16228U1 (de) * | 2018-01-11 | 2019-04-15 | Engel Austria Gmbh | Antrieb zur Übersetzung einer rotatorischen Antriebsbewegung in eine lineare Bewegung |
-
1995
- 1995-10-18 JP JP7269622A patent/JPH09112644A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT16228U1 (de) * | 2018-01-11 | 2019-04-15 | Engel Austria Gmbh | Antrieb zur Übersetzung einer rotatorischen Antriebsbewegung in eine lineare Bewegung |
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