JPS6330646A - ネジ軸とナツトとの螺合回転による直線移動装置 - Google Patents
ネジ軸とナツトとの螺合回転による直線移動装置Info
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- JPS6330646A JPS6330646A JP17140086A JP17140086A JPS6330646A JP S6330646 A JPS6330646 A JP S6330646A JP 17140086 A JP17140086 A JP 17140086A JP 17140086 A JP17140086 A JP 17140086A JP S6330646 A JPS6330646 A JP S6330646A
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- 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】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、計a11機械、直交座標ロボット、超精密加
工機、半導体製造・検査装置あるいは光デイスク関連装
置等における結電移動手段やモータシリンダ装置その他
の推力装置あるいは通常に使用される直線移動装置に、
減速機なしにモータを直結使用できるネジ軸とナツトと
の螺合回転による直線移動装置に関する。
工機、半導体製造・検査装置あるいは光デイスク関連装
置等における結電移動手段やモータシリンダ装置その他
の推力装置あるいは通常に使用される直線移動装置に、
減速機なしにモータを直結使用できるネジ軸とナツトと
の螺合回転による直線移動装置に関する。
〈従来技術〉
(1)従来1回転を入力すると直線運動が得られる機械
装置に以下のものがある (a)ラックを出力軸とする歯車減速機これは、ラック
が減速機本体を貫通するように設けられ最終歯車に噛合
されており、入力軸より入力される回転が数枚の歯車列
で減速され、減速された最A=tiM車がラックに対し
、入力回転に対して減速した直線運動を与える。
装置に以下のものがある (a)ラックを出力軸とする歯車減速機これは、ラック
が減速機本体を貫通するように設けられ最終歯車に噛合
されており、入力軸より入力される回転が数枚の歯車列
で減速され、減速された最A=tiM車がラックに対し
、入力回転に対して減速した直線運動を与える。
(b)モータシリンダ
これは、モータの回転を減速機で減速して後、ネジ軸を
回転し、ネジ軸に螺合するナツトに固定したロッドをス
トロークさせる構造である。
回転し、ネジ軸に螺合するナツトに固定したロッドをス
トロークさせる構造である。
(c)直jJaJ1!動テーブル
これは、多くの場合、モータの回転を減速機で減速して
ネジ軸を低速回転し、ネジ軸に螺合するナツトに固定し
たテーブルをストロークさせる構造であるか、ビニオン
を回転してピニオンと噛合するラックをストロークさせ
る構造である。リニアモータを使用するものもある。
ネジ軸を低速回転し、ネジ軸に螺合するナツトに固定し
たテーブルをストロークさせる構造であるか、ビニオン
を回転してピニオンと噛合するラックをストロークさせ
る構造である。リニアモータを使用するものもある。
(d)高精密用直線運動テーブル
タイレクトサーポモータ、パルスモータまたはステップ
モータをネジ軸に直接接続するとともに、ネジ軸にバラ
クラシュを除去するように二個のボールナツトを螺合し
て該二個のナツトをテーブルに固定して、モータの駆動
によりネジ軸が一回転すると、テーブルが1ネジピツチ
移動するようになっている。
モータをネジ軸に直接接続するとともに、ネジ軸にバラ
クラシュを除去するように二個のボールナツトを螺合し
て該二個のナツトをテーブルに固定して、モータの駆動
によりネジ軸が一回転すると、テーブルが1ネジピツチ
移動するようになっている。
(e)差動ネジを用いた高精密用直線運動テーブルこれ
は、ピッチが極僅か相違し互いに逆ネジとなる二つのネ
ジ部を有するネジ軸を固定ナツトが一方のネジ部と螺合
しているとともに、長尺爾jliに支持されるテーブル
に固定したナツトランナーが他方のネジ部に螺合してお
り、ハンドルまたはタイレフトドライブモータでネジ軸
を回転させると、ネジ軸が螺動するとともに、テーブル
がネジ軸の螺動と逆方向に移動することにより、ネジ軸
の一回転怒りのテーブルのストロ−クラ互いに逆ネジな
ネジ部のピッチ差分だけ移動できる。
は、ピッチが極僅か相違し互いに逆ネジとなる二つのネ
ジ部を有するネジ軸を固定ナツトが一方のネジ部と螺合
しているとともに、長尺爾jliに支持されるテーブル
に固定したナツトランナーが他方のネジ部に螺合してお
り、ハンドルまたはタイレフトドライブモータでネジ軸
を回転させると、ネジ軸が螺動するとともに、テーブル
がネジ軸の螺動と逆方向に移動することにより、ネジ軸
の一回転怒りのテーブルのストロ−クラ互いに逆ネジな
ネジ部のピッチ差分だけ移動できる。
(「)マイクコメ−ター
目盛合せで0.01m/mまでJll長でき、微動のた
めに作動ネジを採用している。
めに作動ネジを採用している。
(g)光デイスク関連装置
リード−ライトヘッドの移動装置として、ポールネジと
ボールナツトが用いられ、凹界最小のポールネジのピッ
チは0.4m/mである。
ボールナツトが用いられ、凹界最小のポールネジのピッ
チは0.4m/mである。
(h)超高精密微小移動ステージ
超精密位置決めではボイスコイルモータによる高速移動
と電歪素子による微速移動と静圧空気案内の組合わせが
主流になりつつある。また。
と電歪素子による微速移動と静圧空気案内の組合わせが
主流になりつつある。また。
バックラックのない静圧空気送りネジは径が大き過ぎる
ので実用されていないが注目されている。
ので実用されていないが注目されている。
超高精密微小移動ステージとして、特殊合金の弾性リン
ク(空気回路板〕とテコの組合わせにより斤擦や)!i
!Jfiを生じないようにして微小な動きを伝達できる
ステージ本体と、電子制御装置と、デジタルディスプレ
ー等で構成され、可動範囲が1ミリで、移動量の分解能
がO,01ミクロンのものがある。圧電素子を使った超
高結電微小移動ステージは、0.01 ミクロンの移動
量を計測できる分解能を有しているが、可動範囲は数十
ミクロンが限界である。
ク(空気回路板〕とテコの組合わせにより斤擦や)!i
!Jfiを生じないようにして微小な動きを伝達できる
ステージ本体と、電子制御装置と、デジタルディスプレ
ー等で構成され、可動範囲が1ミリで、移動量の分解能
がO,01ミクロンのものがある。圧電素子を使った超
高結電微小移動ステージは、0.01 ミクロンの移動
量を計測できる分解能を有しているが、可動範囲は数十
ミクロンが限界である。
しかし、超高精密微小移動ステージは、ローラーガイド
やトルーガイドなどベアリング方式が主流であり、ナツ
トランナ一方式であり可動筑囲は大きいが、ネジ軸の一
回転当す−ピッチ移動するので、ダイレクトドライブに
よるネジ軸の微小回転には限界があり、移動量を計測で
きる分解能は1ミクロン程度である。特に、差動ネジを
用いた超高績*微小移動ステージでは、 0.1 ミク
ロンの移動量を計測できる分解能を有している。
やトルーガイドなどベアリング方式が主流であり、ナツ
トランナ一方式であり可動筑囲は大きいが、ネジ軸の一
回転当す−ピッチ移動するので、ダイレクトドライブに
よるネジ軸の微小回転には限界があり、移動量を計測で
きる分解能は1ミクロン程度である。特に、差動ネジを
用いた超高績*微小移動ステージでは、 0.1 ミク
ロンの移動量を計測できる分解能を有している。
(2)他方従来において1回転を入力すると直線連動が
得られる機械装置であって、ネジ軸とナツトで可動体を
往復動させるには、以下の四つの方法以外は提供されて
いない。
得られる機械装置であって、ネジ軸とナツトで可動体を
往復動させるには、以下の四つの方法以外は提供されて
いない。
(a)ネジ軸を回転可能かつ軸方向移動不老に固定側に
取付けるとともに、ネジ軸に螺合したナツトを直線ガイ
ドに案内される可動体に固定し、ネジ軸をモータまたは
ハンドルで回転する方法。
取付けるとともに、ネジ軸に螺合したナツトを直線ガイ
ドに案内される可動体に固定し、ネジ軸をモータまたは
ハンドルで回転する方法。
(b)ネジ軸を固定するとともに、ネジ軸に螺合したナ
ツトを長尺歯車に案内される可動体に回転可能に取付け
、ナンドを可動体より設けたモータまたはハンドルで回
転する方法。
ツトを長尺歯車に案内される可動体に回転可能に取付け
、ナンドを可動体より設けたモータまたはハンドルで回
転する方法。
(C)ネジ軸を直線ガイドに案内される可動体に固定し
、ネジ軸に螺合したナツトを回転可能かつネジ軸方向移
動不老に固定側に取付け、ナツトを固定側より設けたモ
ータまたはハンドルで回転する方法。
、ネジ軸に螺合したナツトを回転可能かつネジ軸方向移
動不老に固定側に取付け、ナツトを固定側より設けたモ
ータまたはハンドルで回転する方法。
(d)ネジ軸を直線ガイドに案内される可動体に回転r
i)能かつ軸方向移動不能に取付け、ネジ軸に螺合した
ナツトを固定側に固定し、ネジ軸を可動体より設けたモ
ータまたはハンドルで回転する方法。
i)能かつ軸方向移動不能に取付け、ネジ軸に螺合した
ナツトを固定側に固定し、ネジ軸を可動体より設けたモ
ータまたはハンドルで回転する方法。
〈発明の目的〉
本発明は、上述した点に鑑み案出したもので。
計測機械、直交座標ロボット、超精密加工機、半導体製
造φ検査装置あるいは光デイスク関連装置等における精
密移動手段やモータシリンダ装置その他の推力装置ある
いは通常に使用される直線移動装置に、減速機なしにモ
ータを直結使用できるネジ軸とナツトとの螺合回転によ
る直線移動装置を提供するものである。
造φ検査装置あるいは光デイスク関連装置等における精
密移動手段やモータシリンダ装置その他の推力装置ある
いは通常に使用される直線移動装置に、減速機なしにモ
ータを直結使用できるネジ軸とナツトとの螺合回転によ
る直線移動装置を提供するものである。
〈発明の概要〉
本発明は、ネジ軸とナツトを同時に回転させれば実回転
ではなく相対回転によって螺動が行われることを見い出
し、ネジ軸とナツトを同時に回転させる手段としてネジ
軸に平行して長尺歯車を設けてこれをナツトと一体に回
転する歯車と噛合回転させることにより、歯車同士の相
対回転とネジ軸とナツトの相対回転とを直接結び付け、
直線移動部材において超微速から超高速の広い範囲で直
線移動が得られ、かつ移動量に本質的制限がない作動性
を有するようにしたもので、第一発明にあってはネジ軸
と長尺歯車を二つの駆動源で別個に回転させるか、ネジ
軸と長尺歯車を回転伝達手段で連結して−の駆動源もし
くは手動により適宜に回転部材を回転させるものであり
、第二発151にあってはネジ軸と長尺歯車を回転伝達
手段で連結し、−の駆動源もしくは手動により適宜の回
転部材を回転させ直線移動部材を流体シリンダ装置と連
結したものである。
ではなく相対回転によって螺動が行われることを見い出
し、ネジ軸とナツトを同時に回転させる手段としてネジ
軸に平行して長尺歯車を設けてこれをナツトと一体に回
転する歯車と噛合回転させることにより、歯車同士の相
対回転とネジ軸とナツトの相対回転とを直接結び付け、
直線移動部材において超微速から超高速の広い範囲で直
線移動が得られ、かつ移動量に本質的制限がない作動性
を有するようにしたもので、第一発明にあってはネジ軸
と長尺歯車を二つの駆動源で別個に回転させるか、ネジ
軸と長尺歯車を回転伝達手段で連結して−の駆動源もし
くは手動により適宜に回転部材を回転させるものであり
、第二発151にあってはネジ軸と長尺歯車を回転伝達
手段で連結し、−の駆動源もしくは手動により適宜の回
転部材を回転させ直線移動部材を流体シリンダ装置と連
結したものである。
く第一発明の目的達成の手段〉
第一発明のネジ軸とナツトとの螺合回転による直線移動
装置は、ネジ軸と、該ネジ軸に螺合するナツトと、該ナ
ツトと一体に回転するように設けられた歯車と、前記ネ
ジ軸と平行しており前記ナツトと噛合する長尺歯車と、
ナツトを回転可能に支持するブロックとを有し、ネジ軸
及び長尺歯車の両方または一方を回転駆動させてネジ軸
及びナツトの両方を同一方向もしくは逆方向に回転させ
るか、またはネジ軸及びナツトの一方を回転させること
により、歯車、ネジ輛側またはブロック側の一方を固定
側とし可動側となる他方のブロック側またはネジ軸側が
直線移動するようになっていることを特徴とするもので
ある。
装置は、ネジ軸と、該ネジ軸に螺合するナツトと、該ナ
ツトと一体に回転するように設けられた歯車と、前記ネ
ジ軸と平行しており前記ナツトと噛合する長尺歯車と、
ナツトを回転可能に支持するブロックとを有し、ネジ軸
及び長尺歯車の両方または一方を回転駆動させてネジ軸
及びナツトの両方を同一方向もしくは逆方向に回転させ
るか、またはネジ軸及びナツトの一方を回転させること
により、歯車、ネジ輛側またはブロック側の一方を固定
側とし可動側となる他方のブロック側またはネジ軸側が
直線移動するようになっていることを特徴とするもので
ある。
第一実施態様は、第1図または第2図に示すように、ネ
ジ軸と長尺歯車を二つの駆動源で別個に回転させるもの
である。すなわち、 それぞれが回転可使でかつ互いに平行しているとともに
軸方向に相対移動しないように設けられたネジ軸と長尺
歯車が備えられ、ネジ軸に螺合されたナツトの外側の歯
車が上記長尺歯車によって回転されるようになっており
、ナツトを回転可能に支持するブロックが長尺歯車を直
線ガイドとして案内されるか、または別個に設けられる
直線ガイドによって案内されており、ネジ軸側またはブ
ロック側の一方が固定側で他方が可動側とされ、ネジ軸
及び長尺歯車がそれぞれ別個に回転駆動されることによ
り、上記可動側となるブロック側またはネジ軸側が直線
移動するようになっている。
ジ軸と長尺歯車を二つの駆動源で別個に回転させるもの
である。すなわち、 それぞれが回転可使でかつ互いに平行しているとともに
軸方向に相対移動しないように設けられたネジ軸と長尺
歯車が備えられ、ネジ軸に螺合されたナツトの外側の歯
車が上記長尺歯車によって回転されるようになっており
、ナツトを回転可能に支持するブロックが長尺歯車を直
線ガイドとして案内されるか、または別個に設けられる
直線ガイドによって案内されており、ネジ軸側またはブ
ロック側の一方が固定側で他方が可動側とされ、ネジ軸
及び長尺歯車がそれぞれ別個に回転駆動されることによ
り、上記可動側となるブロック側またはネジ軸側が直線
移動するようになっている。
ネジ軸とナツトのネジの種類は、ポールネジ。
角ネジ、台形ネジ、三角ネジ等、いずれの種類でも良い
。
。
この第一実施態様の作用を説明すると、ナツトの外側の
南軍と長尺歯車の歯数を同一とし、かつネジ軸とナツト
を同一方向に回転するようにして、ネジ軸と長尺歯車に
それぞれ接続する二つのモータの回転数を僅かに変える
ことにより、ネジ軸とナツトに僅かな相対回転を与え、
これによりブロック側またはネジ軸側において超微速移
動できる。
南軍と長尺歯車の歯数を同一とし、かつネジ軸とナツト
を同一方向に回転するようにして、ネジ軸と長尺歯車に
それぞれ接続する二つのモータの回転数を僅かに変える
ことにより、ネジ軸とナツトに僅かな相対回転を与え、
これによりブロック側またはネジ軸側において超微速移
動できる。
また、ナツトの外側の歯車と長尺歯車の歯数を例えば−
枚違いとしかつネジ軸とナツトを同一方向に回転するよ
うにして、二つのモータを同−同転数で駆動することに
より、ネジ軸とナツトに僅かな相対回転を与え、これに
よりブロック側またはネジ軸側において超微速移動でき
る。
枚違いとしかつネジ軸とナツトを同一方向に回転するよ
うにして、二つのモータを同−同転数で駆動することに
より、ネジ軸とナツトに僅かな相対回転を与え、これに
よりブロック側またはネジ軸側において超微速移動でき
る。
また、ナツトの外側の歯車と長尺歯車の歯数を同一とし
、かつネジ軸とナツトを逆方向に回転するようにして、
二つのモータを回転数を同一にして同時に駆動すれば、
ネジ軸とナツトの相対回転が大きくなり、これによりブ
ロック側またはネジ軸側において従来のナツトランナー
の2倍の高速移動ができる。そして、ナツトの外側の南
軍と長尺歯車の歯数を異ならせるか、二つのモータを回
転数を所要に異ならせて同時に駆動すれば、従来のナツ
トランナーと同一の通常速度ないし従来のナツトランナ
ーの2倍の高速度の範囲の所定速度で移動できる。
、かつネジ軸とナツトを逆方向に回転するようにして、
二つのモータを回転数を同一にして同時に駆動すれば、
ネジ軸とナツトの相対回転が大きくなり、これによりブ
ロック側またはネジ軸側において従来のナツトランナー
の2倍の高速移動ができる。そして、ナツトの外側の南
軍と長尺歯車の歯数を異ならせるか、二つのモータを回
転数を所要に異ならせて同時に駆動すれば、従来のナツ
トランナーと同一の通常速度ないし従来のナツトランナ
ーの2倍の高速度の範囲の所定速度で移動できる。
さらにまた、二つのモータの内、一方のみを駆動すると
、ネジ軸またはナツトが回転し、ネジ軸とナツトの相対
回転は大きく、これによりブロック側またはネジ軸側に
おいて従来のナツトランナーと同一の通常速度で移動で
さる。
、ネジ軸またはナツトが回転し、ネジ軸とナツトの相対
回転は大きく、これによりブロック側またはネジ軸側に
おいて従来のナツトランナーと同一の通常速度で移動で
さる。
そうして、ナツトの外側の歯車と長尺歯車の歯数は変え
られないものの、モータの回転数は周波数変換器(イン
バーター)によって容易に可変できるから、超微速移動
から高速移動までの広い範囲で小刻みに任意の速度選択
が可能である。
られないものの、モータの回転数は周波数変換器(イン
バーター)によって容易に可変できるから、超微速移動
から高速移動までの広い範囲で小刻みに任意の速度選択
が可能である。
第二実施態様は、第3図、第4図または第5図に示すよ
うに、ネジ軸と長尺歯車を回転伝達手段で連結して−の
駆動源もしくは手動により適宜に回転部材を回転させる
ものである。
うに、ネジ軸と長尺歯車を回転伝達手段で連結して−の
駆動源もしくは手動により適宜に回転部材を回転させる
ものである。
すなわち、それぞれが回転可能でかつ互いに平行してい
るとともに軸方向に相対移動しないように設けられたネ
ジ軸と長尺歯車が備えられ、ネジ軸に螺合されたナツト
の外側の歯車が上記長尺尚11(によって回転されるよ
うになっており、ナツトを回転11丁能に支持するブロ
ックが長尺歯車を直線ガイドとして案内されるか、また
は別個に設けられる直線ガイドによって案内されており
、ネジ軸と長尺歯車とが二軸間回転伝達手段で接続され
、ネジ軸側またはブロック側の一方が固定側で他方が可
動側とされ、ネジ軸、長尺歯車、二軸間回転伝達手段、
ナツトまたはナツトの外側の歯車のいずれかにおいて回
転駆動されることにより、上記可動側となるブロック側
またはネジ軸側が直線移動するようになっている。
るとともに軸方向に相対移動しないように設けられたネ
ジ軸と長尺歯車が備えられ、ネジ軸に螺合されたナツト
の外側の歯車が上記長尺尚11(によって回転されるよ
うになっており、ナツトを回転11丁能に支持するブロ
ックが長尺歯車を直線ガイドとして案内されるか、また
は別個に設けられる直線ガイドによって案内されており
、ネジ軸と長尺歯車とが二軸間回転伝達手段で接続され
、ネジ軸側またはブロック側の一方が固定側で他方が可
動側とされ、ネジ軸、長尺歯車、二軸間回転伝達手段、
ナツトまたはナツトの外側の歯車のいずれかにおいて回
転駆動されることにより、上記可動側となるブロック側
またはネジ軸側が直線移動するようになっている。
この第二実施態様は、ネジ軸と長尺歯車の二軸間を機械
的に連結して一個のモータまたは手動ハンドルでネジ軸
と長尺歯車が逆方向または同一方向に回転駆動され、も
って長尺歯車によって回転されるナツトがネジ軸と同一
方向または逆方向に回転駆動され、ネジ軸とナツトの相
対回転数により、ブロックが移動するようになっており
、ネジ軸とナツトが同一方向に回転する場合には相対回
転が極めて小ざ〈、可動側であるブロー2り側またはネ
ジ軸側がMi微速移動することになり、またネジ軸とナ
ツトが逆回転する場合には相対回転が大きく、可動側で
あるブロック側またはネジ軸側において従来のナツトラ
ンナーの2倍の高速度で移動することになる。
的に連結して一個のモータまたは手動ハンドルでネジ軸
と長尺歯車が逆方向または同一方向に回転駆動され、も
って長尺歯車によって回転されるナツトがネジ軸と同一
方向または逆方向に回転駆動され、ネジ軸とナツトの相
対回転数により、ブロックが移動するようになっており
、ネジ軸とナツトが同一方向に回転する場合には相対回
転が極めて小ざ〈、可動側であるブロー2り側またはネ
ジ軸側がMi微速移動することになり、またネジ軸とナ
ツトが逆回転する場合には相対回転が大きく、可動側で
あるブロック側またはネジ軸側において従来のナツトラ
ンナーの2倍の高速度で移動することになる。
さらに第二実施態様について詳述すると、ネジ軸と長尺
歯車とは二軸間回転伝達手段により機械的に連結されて
いるから、モータの駆動によりネジ軸と長尺歯車が所定
回転数割合で回転させられ、さらに長尺歯車によってナ
ツトと一体の歯車が回転させられるから、ネジ軸とナツ
トは同時回転する。
歯車とは二軸間回転伝達手段により機械的に連結されて
いるから、モータの駆動によりネジ軸と長尺歯車が所定
回転数割合で回転させられ、さらに長尺歯車によってナ
ツトと一体の歯車が回転させられるから、ネジ軸とナツ
トは同時回転する。
′ネジ軸とナツトを同一方向に回転させるには、第3図
、第4図または第5図に示すように、ナツトの外側の歯
車に長尺歯車を直接噛合させ、二軸間回転伝達手段とし
て二つの歯車を外接噛合させる。
、第4図または第5図に示すように、ナツトの外側の歯
車に長尺歯車を直接噛合させ、二軸間回転伝達手段とし
て二つの歯車を外接噛合させる。
また図示していないが、ネジ軸とナツトを同一方向に回
転させるには、ナツトの外側の歯車に中間歯車を介して
長尺歯車を1−合させ、二軸間回転伝達手段として三つ
の歯車を外接噛合させるか、または、ナツトの外側の歯
車に中間歯車を介して長尺歯車を1−合させ、二軸間回
転伝達手段としてベルトもしくはチェーン捲掛は機構を
用いることにより達成できる。
転させるには、ナツトの外側の歯車に中間歯車を介して
長尺歯車を1−合させ、二軸間回転伝達手段として三つ
の歯車を外接噛合させるか、または、ナツトの外側の歯
車に中間歯車を介して長尺歯車を1−合させ、二軸間回
転伝達手段としてベルトもしくはチェーン捲掛は機構を
用いることにより達成できる。
そうして、第3図、第4図または第5図に示すように、
ナツトの外側の歯車に長尺歯車を直接噛合させ、二軸間
回転伝達手段として二つの歯車を外接噛合させると、ネ
ジ軸とナツトを同一方向に回転させることができるので
、例えば、これら四つの歯車の内、任意の三つの歯車の
歯数を同一とし、残り一つの歯車の歯数を一歯だけ相違
させると、ネジ軸とナツトにきわめて僅かな相対回転が
生じる。
ナツトの外側の歯車に長尺歯車を直接噛合させ、二軸間
回転伝達手段として二つの歯車を外接噛合させると、ネ
ジ軸とナツトを同一方向に回転させることができるので
、例えば、これら四つの歯車の内、任意の三つの歯車の
歯数を同一とし、残り一つの歯車の歯数を一歯だけ相違
させると、ネジ軸とナツトにきわめて僅かな相対回転が
生じる。
例えば1回転数がN rpmであるモータがネジ軸に直
結されており、二軸間回転伝達手段として二つの歯車と
ナツトの外側の歯車が同歯数(zl)であるとすれば、 長尺歯車が一つ少い術数(z2 =zl−1)のときは
、ネジ軸と長尺歯車はともにN(rpm)で逆回転し、
ナツトはN ・(zl −1) / z 1 (rpm
)の割合で回転し、ネジ軸とナツトの相対回転数は、N
−N 11(z I −1) / z I = −N
/ z 1(rpa)となり、また長尺歯車が一つ多
い*数(z2 =zl +1)のときは、ナツトはN−
(zl + 1) / zl (rpm)の割合で回転
し、ネジ軸とナツトの相対回転数は。
結されており、二軸間回転伝達手段として二つの歯車と
ナツトの外側の歯車が同歯数(zl)であるとすれば、 長尺歯車が一つ少い術数(z2 =zl−1)のときは
、ネジ軸と長尺歯車はともにN(rpm)で逆回転し、
ナツトはN ・(zl −1) / z 1 (rpm
)の割合で回転し、ネジ軸とナツトの相対回転数は、N
−N 11(z I −1) / z I = −N
/ z 1(rpa)となり、また長尺歯車が一つ多
い*数(z2 =zl +1)のときは、ナツトはN−
(zl + 1) / zl (rpm)の割合で回転
し、ネジ軸とナツトの相対回転数は。
N−N # (zl +1)/zl =N/zl
(rpm)となる、相対回転数が負のときはネジ軸が
ナツトより速く回転し、正のときはネジ軸がナツトより
遅く回転することを示す。
(rpm)となる、相対回転数が負のときはネジ軸が
ナツトより速く回転し、正のときはネジ軸がナツトより
遅く回転することを示す。
こうして、ネジ軸とナツトの相対回転が極めて小さいの
で、可動側であるブロック側またはネジ軸側が超微速移
動することになる。
で、可動側であるブロック側またはネジ軸側が超微速移
動することになる。
他方、ネジ軸とナツトを逆回転させるには、第3図、第
4図または第5図に示されていないが、これらの図にお
いて、ナツトの外側の歯車を中間歯車を介して長尺歯車
を1−合させるか、二軸間回転伝達手段としての二つの
歯車に変えて三つの歯車を外接1−合させることにより
達成できる。あるいは二軸間回転伝達手段としての二つ
の歯車に変えて、ベルトもしくはチェーン捲掛は機構を
用いることにより達成できる。
4図または第5図に示されていないが、これらの図にお
いて、ナツトの外側の歯車を中間歯車を介して長尺歯車
を1−合させるか、二軸間回転伝達手段としての二つの
歯車に変えて三つの歯車を外接1−合させることにより
達成できる。あるいは二軸間回転伝達手段としての二つ
の歯車に変えて、ベルトもしくはチェーン捲掛は機構を
用いることにより達成できる。
ネジ軸とナー、トな逆回転させると、ネジ軸とナツトの
相対回転が大きく、グロック側またはネジ軸側において
従来のナツトランナーの2倍の高速度で移動できる。
相対回転が大きく、グロック側またはネジ軸側において
従来のナツトランナーの2倍の高速度で移動できる。
そして、ネジ軸とナツトを同一方向回転させる場合と逆
回転させる場合のいずれも、ナツトの外側の歯車と長尺
歯車の歯数を所要に異ならせるか、または二軸間回転伝
達手段としての歯車列等の歯数比もしくは直径比を所要
に異ならせるように構成すれば、超微速移動fF−71
15”も種々の範囲で適宜に設定でき、また従来のナツ
トランナーの速度よりも大きい適宜の高速度で移動でき
る。
回転させる場合のいずれも、ナツトの外側の歯車と長尺
歯車の歯数を所要に異ならせるか、または二軸間回転伝
達手段としての歯車列等の歯数比もしくは直径比を所要
に異ならせるように構成すれば、超微速移動fF−71
15”も種々の範囲で適宜に設定でき、また従来のナツ
トランナーの速度よりも大きい適宜の高速度で移動でき
る。
また、二軸間回転伝達手段としての歯車列は多段変速機
であっても良いし、あるいはレバー操作によりネジ軸と
長尺歯車とが同一方向回転と逆回転の相圧に切変る可逆
転機構であっても良く、このようにすると、モータの回
転数を変えなくでも超微速移動からいきなり高速移動に
切変えることも、またその逆も実現できる。
であっても良いし、あるいはレバー操作によりネジ軸と
長尺歯車とが同一方向回転と逆回転の相圧に切変る可逆
転機構であっても良く、このようにすると、モータの回
転数を変えなくでも超微速移動からいきなり高速移動に
切変えることも、またその逆も実現できる。
加えて、モータの回転数は周波数変換器によって容易に
可変できるので、JJi全速移動から高速移動までの広
い範囲で小刻みに任意の速度に選択することもn「能で
ある。
可変できるので、JJi全速移動から高速移動までの広
い範囲で小刻みに任意の速度に選択することもn「能で
ある。
なお、」−記のように、輛間距敲が回−である二ケ所に
おいて、二軸間回転伝達手段としての二つの歯車と、長
尺歯車とナツトの外側の歯車の内。
おいて、二軸間回転伝達手段としての二つの歯車と、長
尺歯車とナツトの外側の歯車の内。
任意の三つの歯車を同一@数とし、他の一つの歯車を歯
数を異ならせるような、二通りの歯車同士の11合関係
を実現できるか否かについては本発明の成立性の点で重
要であるので以下に付言しておく。
数を異ならせるような、二通りの歯車同士の11合関係
を実現できるか否かについては本発明の成立性の点で重
要であるので以下に付言しておく。
まず、歯数が多いときは間8なく実現できる。
例えば、三つの歯車の歯数が100で残り一つの歯車の
歯数を97〜99とすることができる。しかし、歯数が
少いときは、干渉を起して円滑な回転ができない。例え
ば、一般的に最小とされる歯数12.13のときは、三
つの歯車の歯数が13、残り一つの歯車の歯数を12ま
たは14とすることはできない。
歯数を97〜99とすることができる。しかし、歯数が
少いときは、干渉を起して円滑な回転ができない。例え
ば、一般的に最小とされる歯数12.13のときは、三
つの歯車の歯数が13、残り一つの歯車の歯数を12ま
たは14とすることはできない。
これは、歯数が少いときは、−歯違いが歯車の圧力角に
大きな変化を及ぼして、干渉を起すからである。そこで
歯数が少いときは、二軸間回転伝達手段としての二つの
歯車、または長尺歯車とナツトの外側の歯車を転移(ア
ンダーカット)歯車とすることで実現できる。
大きな変化を及ぼして、干渉を起すからである。そこで
歯数が少いときは、二軸間回転伝達手段としての二つの
歯車、または長尺歯車とナツトの外側の歯車を転移(ア
ンダーカット)歯車とすることで実現できる。
く第二発明の目的達成の手段〉
第二発明のネジ軸とナツトとの螺合回転による直線移動
装置は、1liB図に示すように、第−発IJIの第二
実施態様のもので、シリンダ装置のピストンを駆動でき
るようにしたものである。
装置は、1liB図に示すように、第−発IJIの第二
実施態様のもので、シリンダ装置のピストンを駆動でき
るようにしたものである。
すなわち、それぞれが回転可能でかつ互いに−VZ行し
ているとともに軸方向に相対移動しないように設けられ
たネジ軸と長尺歯車が備えられ、ネジ軸に螺合されたナ
ツトの外側の歯車が上記侵[<歯車によって回転される
ようになっており、ナツトを回転可能に支持するブロッ
クが長尺歯車を直線ガイドとして案内されるか、または
別個に設けられる直線ガイドによって案内されており、
ネジ軸と長尺歯車とが二軸間回転伝達手段で接続され、
ネジ軸側またはブロック側の一方が固定側で他方が可動
側とされ、ネジ軸、長尺両車、二軸間回転伝達手段、ナ
ツトまたはナツトの外側の歯車のいずれかにおいて回転
駆動されることにより、」二記可動側となるブロック側
またはネジ軸側が直線移動するようになっており、支生
之エヱWΔ了伝達手役、ナツトまたはナツトの外側の歯
車のいずれかにおいて回転駆動されることにより、上記
可動側となるブロック側またはネジ軸側が直線移動する
ようになっている。
ているとともに軸方向に相対移動しないように設けられ
たネジ軸と長尺歯車が備えられ、ネジ軸に螺合されたナ
ツトの外側の歯車が上記侵[<歯車によって回転される
ようになっており、ナツトを回転可能に支持するブロッ
クが長尺歯車を直線ガイドとして案内されるか、または
別個に設けられる直線ガイドによって案内されており、
ネジ軸と長尺歯車とが二軸間回転伝達手段で接続され、
ネジ軸側またはブロック側の一方が固定側で他方が可動
側とされ、ネジ軸、長尺両車、二軸間回転伝達手段、ナ
ツトまたはナツトの外側の歯車のいずれかにおいて回転
駆動されることにより、」二記可動側となるブロック側
またはネジ軸側が直線移動するようになっており、支生
之エヱWΔ了伝達手役、ナツトまたはナツトの外側の歯
車のいずれかにおいて回転駆動されることにより、上記
可動側となるブロック側またはネジ軸側が直線移動する
ようになっている。
この第二実施態様は、ネジ軸と長尺歯車の二軸間を機械
的に連結して一個のモータまたは手動ハンドルでネジ軸
と長尺歯車が逆方向または同一方向に回転駆動され、も
って長尺歯車によって回転されるナツトがネジ軸と同一
方向または逆方向に回転駆動され、ネジ軸とナツトの相
対回転数により、ブロックが移動するようになっており
、ネジ軸とナツトが同一方向に回転する場合には相対回
転が極めて小さく、可動側であるブロック側またはネジ
軸側が超微速移動することになり、またネストンロ・・
トが、l−”−a線! ’−う、□))に 鼾されて
いることを特徴とするものである。
的に連結して一個のモータまたは手動ハンドルでネジ軸
と長尺歯車が逆方向または同一方向に回転駆動され、も
って長尺歯車によって回転されるナツトがネジ軸と同一
方向または逆方向に回転駆動され、ネジ軸とナツトの相
対回転数により、ブロックが移動するようになっており
、ネジ軸とナツトが同一方向に回転する場合には相対回
転が極めて小さく、可動側であるブロック側またはネジ
軸側が超微速移動することになり、またネストンロ・・
トが、l−”−a線! ’−う、□))に 鼾されて
いることを特徴とするものである。
この第二発明の装置によれば、上記アンダーラインの構
成部分が第−発1jの第二実施態様と異なるので、流体
シリンダ装置のピストンロッドを、モータまたは手動ハ
ンドルにより1.tfl微速移動から高速移動の広範囲
においてストローク駆動できることになり、各種機械装
置において従来の流体シリンダ装置に変えて採用すると
、油圧ユニットをなくすことができ、駆動性が著しく向
上するや以下1本願発明のネジ軸とナツトとの螺合回転
による直線移動装置を実施例を用いて詳しく説明する。
成部分が第−発1jの第二実施態様と異なるので、流体
シリンダ装置のピストンロッドを、モータまたは手動ハ
ンドルにより1.tfl微速移動から高速移動の広範囲
においてストローク駆動できることになり、各種機械装
置において従来の流体シリンダ装置に変えて採用すると
、油圧ユニットをなくすことができ、駆動性が著しく向
上するや以下1本願発明のネジ軸とナツトとの螺合回転
による直線移動装置を実施例を用いて詳しく説明する。
く第一発明の第一実施例・・φ第1図〉先ず、構成を説
明する。
明する。
支持ブラケットla、lbに、ネジ軸2と長尺歯車3の
それぞれのP?端が回転回走に取付けられ、ネジ軸2と
長尺歯車3は平行している。ネジ軸2にはナツト4が螺
合され、ナー7ト4は上面部5aがテーブルとなってい
るブロック5へ回転(if能に取付けられ、ブロック5
は硬質材料からなるスライドブツシュ6を有して長尺歯
車3に案内されている。そして、ネジ軸2及び長尺歯車
3が支持ブラケッ)lbに支持された第一または第二の
モータ7または8で回転駆動されるようになっている。
それぞれのP?端が回転回走に取付けられ、ネジ軸2と
長尺歯車3は平行している。ネジ軸2にはナツト4が螺
合され、ナー7ト4は上面部5aがテーブルとなってい
るブロック5へ回転(if能に取付けられ、ブロック5
は硬質材料からなるスライドブツシュ6を有して長尺歯
車3に案内されている。そして、ネジ軸2及び長尺歯車
3が支持ブラケッ)lbに支持された第一または第二の
モータ7または8で回転駆動されるようになっている。
そうして、ナー、l・4に一体に設けられた歯車9が長
尺歯車3に噛合している。第一のモータ7と第二のモー
タ8はブレーキ付サーボモータであり、モータードライ
バIOa、IObは、コントローラIIの制御信号を入
力してそれぞれ第一のモータ7と第二のモータ8を回転
駆動するようになっている。ネジ軸2と長尺南軍3の左
端に付設されたロータリーエンコーダ12. 13は、
モータ7.8の回転同期が確実に行われるように、ネジ
軸2と長尺歯車3のそれぞれの回転数に応じた量の信号
をコントローラ11にフィードバックしており、コント
ローラ11はモー・タードライバ]Oa、10bに補正
した信号陽をそれぞれ出力するようになっている。ブロ
ック5の両端のメカニカルエンドには、図示してないが
緊急停止用のリミットスイッチが設けられる。ブロック
5は分割構造とされ組付容易となっている。ナツト4は
外周が段軸状に形成され、ベアリング14a、+4bが
両端に被嵌されブロック5に取付けられている。
尺歯車3に噛合している。第一のモータ7と第二のモー
タ8はブレーキ付サーボモータであり、モータードライ
バIOa、IObは、コントローラIIの制御信号を入
力してそれぞれ第一のモータ7と第二のモータ8を回転
駆動するようになっている。ネジ軸2と長尺南軍3の左
端に付設されたロータリーエンコーダ12. 13は、
モータ7.8の回転同期が確実に行われるように、ネジ
軸2と長尺歯車3のそれぞれの回転数に応じた量の信号
をコントローラ11にフィードバックしており、コント
ローラ11はモー・タードライバ]Oa、10bに補正
した信号陽をそれぞれ出力するようになっている。ブロ
ック5の両端のメカニカルエンドには、図示してないが
緊急停止用のリミットスイッチが設けられる。ブロック
5は分割構造とされ組付容易となっている。ナツト4は
外周が段軸状に形成され、ベアリング14a、+4bが
両端に被嵌されブロック5に取付けられている。
なお、長尺歯車3はブロック5の直線ガイドを兼ている
が、第6図に示すように直線ガイドは別個に設けても良
い。
が、第6図に示すように直線ガイドは別個に設けても良
い。
次に作用を説明する。
今仮に、長尺歯車3と歯車9の歯数比を1:3とし、ま
たネジ軸2は右ネジでネジピッチが5Il/Iiであり
、第一のモータ7の回転数は300(rpm)、第二の
モータ8の回転数は1.000 (rpm)であるもの
とする。
たネジ軸2は右ネジでネジピッチが5Il/Iiであり
、第一のモータ7の回転数は300(rpm)、第二の
モータ8の回転数は1.000 (rpm)であるもの
とする。
先ず、モータ7.8を逆回転になるよう同時駆動してネ
ジ軸2を右回転、長尺歯車3を左回転させると、ネジ軸
2は300 (rpm)で回転し、長尺歯車3はt、o
oo (rpm)で回転し、ナツト4はl R,IMM
B2歯車9の噛合により長尺歯車3の回転数の173に
減速され1,000 /3 (rρ■) :333.3
で右回転し、ナツト4はネジ軸2と同一方向回転となり
ネジ軸2よりも33.3 (rp■)速く回転すること
になり、従って、ブロック5は第1図において左の方向
に5 mum X 33,3 (rpm): 1
BB、5 rafts/ win の速さで超微
速移動することになる。
ジ軸2を右回転、長尺歯車3を左回転させると、ネジ軸
2は300 (rpm)で回転し、長尺歯車3はt、o
oo (rpm)で回転し、ナツト4はl R,IMM
B2歯車9の噛合により長尺歯車3の回転数の173に
減速され1,000 /3 (rρ■) :333.3
で右回転し、ナツト4はネジ軸2と同一方向回転となり
ネジ軸2よりも33.3 (rp■)速く回転すること
になり、従って、ブロック5は第1図において左の方向
に5 mum X 33,3 (rpm): 1
BB、5 rafts/ win の速さで超微
速移動することになる。
次に、第二のモータ8をブレーキで停止し、第一のモー
タ7のみを駆動してネジ軸2を右回転させれば、ネジ軸
2は300 rP■で回転し、ブロック5は第1図にお
いて右の方向に5 mats X30(1(rpm)
= 1.500a/m/ sinの速さで高速移動する
ことになり、この時、歯車9は長尺歯車3に噛合したま
まスライドし、ブロック5に設けたスライドブツシュ6
も長尺歯車3に案内される。
タ7のみを駆動してネジ軸2を右回転させれば、ネジ軸
2は300 rP■で回転し、ブロック5は第1図にお
いて右の方向に5 mats X30(1(rpm)
= 1.500a/m/ sinの速さで高速移動する
ことになり、この時、歯車9は長尺歯車3に噛合したま
まスライドし、ブロック5に設けたスライドブツシュ6
も長尺歯車3に案内される。
また、第一のモータ7をブレーキで停止し、第二のモー
タ8のみを駆動して長尺歯車3を左回転させれば、ナツ
ト4は約333.3 (rpm)で右回転することにな
り、ネジ軸2は300 rpmで回転し、ブロック5は
第1図において左の方向に5 mum X333.3
rpw= 1,688.5 mum /1nの速さで高
速移動することになり、この時、歯車9は長尺歯車3に
噛合回転しつつスライドし、ブロック5に設けたスライ
ドブツシュ6も回転する長尺歯車3に案内される。
タ8のみを駆動して長尺歯車3を左回転させれば、ナツ
ト4は約333.3 (rpm)で右回転することにな
り、ネジ軸2は300 rpmで回転し、ブロック5は
第1図において左の方向に5 mum X333.3
rpw= 1,688.5 mum /1nの速さで高
速移動することになり、この時、歯車9は長尺歯車3に
噛合回転しつつスライドし、ブロック5に設けたスライ
ドブツシュ6も回転する長尺歯車3に案内される。
続いて、ネジ軸2が右回転しナツト4が左回転するよう
に、モータ7.8を同時回転させると、ネジ軸2とナフ
ト4の相対回転数はI、’300 (rpm)であり
、ブロック5は第1図において右の方向に5 mum
XI、300 (rpm)=8,500 mum /
@inの速さで超高速移動することになる。
に、モータ7.8を同時回転させると、ネジ軸2とナフ
ト4の相対回転数はI、’300 (rpm)であり
、ブロック5は第1図において右の方向に5 mum
XI、300 (rpm)=8,500 mum /
@inの速さで超高速移動することになる。
なお、移動量及び位置検出はロータリーエンコーダに変
えてロータリーエンコーダを設けても良い、また、バッ
クラッシのない静圧空気送りネジや静圧空気案内を採用
しても良い。
えてロータリーエンコーダを設けても良い、また、バッ
クラッシのない静圧空気送りネジや静圧空気案内を採用
しても良い。
く第一発明の第二実施例・−・第2図〉先ず、構成を説
明する。
明する。
固定側に支持されるブロック5に備えたスライドブツシ
ュ6に長尺歯車3が水平方向に案内されているとともに
、ブロック5に回転可能に取付けたナツト4にネジ軸2
が螺合挿通され、長尺なテーブル15がネジ軸2と長尺
歯車3の上側に配され、かつ該テーブル15の両側壁に
ネジ軸2と長尺歯車3の両端が回転可能に取付けられて
いる。そして、ネジ軸2及び長尺歯車3がテーブル15
により支持される第一のモータ7または第二のモータ8
で回転駆動されるようになっている。その他の構成は上
記実施例と同一なので対応部品に同一番号を付し、説明
は省略する。
ュ6に長尺歯車3が水平方向に案内されているとともに
、ブロック5に回転可能に取付けたナツト4にネジ軸2
が螺合挿通され、長尺なテーブル15がネジ軸2と長尺
歯車3の上側に配され、かつ該テーブル15の両側壁に
ネジ軸2と長尺歯車3の両端が回転可能に取付けられて
いる。そして、ネジ軸2及び長尺歯車3がテーブル15
により支持される第一のモータ7または第二のモータ8
で回転駆動されるようになっている。その他の構成は上
記実施例と同一なので対応部品に同一番号を付し、説明
は省略する。
次に、作用を説明する。
テーブル15は、第−及び第二のモータ7.8を同時回
転してネジ軸2とナツト4が同一方向に異なる回転数で
回転するときは微速移動し、モータ7.8の一方を回転
駆動するとネジ軸2またはナツト4が回転して高速移動
し、モータ7.8を同時回転してネジ軸2とナツト4が
異なる方向に回転ときは超高速移動することになる。
転してネジ軸2とナツト4が同一方向に異なる回転数で
回転するときは微速移動し、モータ7.8の一方を回転
駆動するとネジ軸2またはナツト4が回転して高速移動
し、モータ7.8を同時回転してネジ軸2とナツト4が
異なる方向に回転ときは超高速移動することになる。
く第一発明の第三実施例・・・第3図〉先ず、構成を説
明する。
明する。
ベッドフレーム18の左右側壁部にネジ軸2と長尺歯車
3のそれぞれの両端が回転可能に取付けられ、ネジ軸2
と長尺歯車3の各右端に互いに噛合する歯車17.18
を取付けることにより、二軸間を機械的に連結して、モ
ータ7でネジ軸2を回転駆動するようになっている。
3のそれぞれの両端が回転可能に取付けられ、ネジ軸2
と長尺歯車3の各右端に互いに噛合する歯車17.18
を取付けることにより、二軸間を機械的に連結して、モ
ータ7でネジ軸2を回転駆動するようになっている。
その他の構成部分は、第一発明の第一実施例と全く同一
であるので、それぞれ対応する部品や部分に同一符号を
付し、説明は省略する。
であるので、それぞれ対応する部品や部分に同一符号を
付し、説明は省略する。
次に作用を説明する。
今、ネジ軸2のネジビー2千をp(量7層)、歯車17
.18の歯数をzl、z2.長尺歯車3の歯数をz3.
及び歯車9の歯数を24とする。モータ7を駆動してネ
ジ軸2をMl (rpm)で右回転させると1、歯車1
7.18の噛合により長尺歯車3はN2=旧・z 1
/ z 2 (rpm)で左回転することになり、ナ
ツト4はN5=N2拳z3 / z4 = Ml −
zl −z3 / z2 拳z4 (rp+s)で右
回転することになる。従って、ネジ軸2とナツト4は、
同一方向に回転するが、zl * z3 /z2 az
4 xiのときNl (1−zl * z3 /z
2 ・z4 ) (rpm)の相対回転を生じ、こ
のときブロック5はp−Ml(1−zl 噛z3 /z
2 a z4 ) (m/m /win )の速度で
微速移動する。
.18の歯数をzl、z2.長尺歯車3の歯数をz3.
及び歯車9の歯数を24とする。モータ7を駆動してネ
ジ軸2をMl (rpm)で右回転させると1、歯車1
7.18の噛合により長尺歯車3はN2=旧・z 1
/ z 2 (rpm)で左回転することになり、ナ
ツト4はN5=N2拳z3 / z4 = Ml −
zl −z3 / z2 拳z4 (rp+s)で右
回転することになる。従って、ネジ軸2とナツト4は、
同一方向に回転するが、zl * z3 /z2 az
4 xiのときNl (1−zl * z3 /z
2 ・z4 ) (rpm)の相対回転を生じ、こ
のときブロック5はp−Ml(1−zl 噛z3 /z
2 a z4 ) (m/m /win )の速度で
微速移動する。
(1−216Z3 /Z2 * Z4 )はモータ7の
回転数に対するネジ軸2とナツト4の相対回転数の割合
を示す相対減速比であり、プラス値、マイナス値はブロ
ック5の移動方向を表すことになる。
回転数に対するネジ軸2とナツト4の相対回転数の割合
を示す相対減速比であり、プラス値、マイナス値はブロ
ック5の移動方向を表すことになる。
もしも、zl=z2とすれば、ナツト4はN5=82”
z3 /z4 = Ml 番z3 /z4 (
rpm)で右回転し、ネジ軸2とナツト4は、z3/z
4″r、lのとき旧 (1−z3 /z4) (rp
a)の相対回転を生じ、このときブロック5はp−N1
(1−z 3 / z 4 ) (m/m /sin
)の速度で移動する。
z3 /z4 = Ml 番z3 /z4 (
rpm)で右回転し、ネジ軸2とナツト4は、z3/z
4″r、lのとき旧 (1−z3 /z4) (rp
a)の相対回転を生じ、このときブロック5はp−N1
(1−z 3 / z 4 ) (m/m /sin
)の速度で移動する。
従って、最も大幅な相対減速は、z3と24の差が1の
ときである。
ときである。
そこで、zl =z2 =z3 =49枚、z4=50
枚とすると、上記の相対減速比は1150となり、また
zl =z2 =z3 =99枚、z4=100枚とす
ると、相対減速比はl/+00となり、たった四枚の歯
車(長尺歯車を含む)をネジ軸2とナー7ト4を同一方
向に回転するように組合わせるだけで、極めて大きな減
速比が得られるとともに、ブロック5の、tf1m速移
動が行われるかが分る。
枚とすると、上記の相対減速比は1150となり、また
zl =z2 =z3 =99枚、z4=100枚とす
ると、相対減速比はl/+00となり、たった四枚の歯
車(長尺歯車を含む)をネジ軸2とナー7ト4を同一方
向に回転するように組合わせるだけで、極めて大きな減
速比が得られるとともに、ブロック5の、tf1m速移
動が行われるかが分る。
なお1図とは相違するが、ネジ軸2と長尺歯車3の軸間
距離を離れさせ、tM車17と歯車18の間。
距離を離れさせ、tM車17と歯車18の間。
または長尺歯車3と歯車9との間の一方に中間歯車を入
れると、ネジ軸2とナツト4は逆回転となり、超微速移
動は行われない、このと3、ネジ軸2とナツト4は、
Nl (1+zl −z3 /z2 −z4)(rp
m)の相対回転を生じ、そして、ブロック5は2番 旧
(1−zl・z3/z2・z4)(m/m /win
)の速度で微速移動し、zl ・z3 /z2− z
4 = 1のときは2−p@ Ml となる、また、テ
ーブルを大きくするには天地を逆にする。
れると、ネジ軸2とナツト4は逆回転となり、超微速移
動は行われない、このと3、ネジ軸2とナツト4は、
Nl (1+zl −z3 /z2 −z4)(rp
m)の相対回転を生じ、そして、ブロック5は2番 旧
(1−zl・z3/z2・z4)(m/m /win
)の速度で微速移動し、zl ・z3 /z2− z
4 = 1のときは2−p@ Ml となる、また、テ
ーブルを大きくするには天地を逆にする。
く第一発明の第四実施例会・舎弟4図〉先ず、構成を説
明する。
明する。
この実施例は、シリンダタイプとしたものである。支持
ブラケットta、tbは、筒カバー22により所定の間
隔が保持されている。筒カバー22の内側には、ネジ軸
2と長尺歯車3のそれぞれの両端が支持ブラケッ)la
、lbに回転可teに取付けられている。ネジ軸2と長
尺歯車3は品行している。ネジ軸2には外周が段軸状で
あるナツト4が螺合され、ナツト4はベアリング+4a
、14bを介してブロック5へ回転可使に取付けられ、
ブロック5は硬質材料からなるスライドブツシュ6を右
して長尺歯車3に案内されている。そして、長尺歯車3
が支持ブラケットlaに支持されたコアレス型モータ7
で回転駆動されるようになっている。そうして、長尺歯
車3はナツト4に一体に設けられた歯車9を1−合して
回転されるとともに、ネジ軸2は、ネジ軸2と長尺歯車
3の各右端に取付けられた歯車17.18が互いに噛合
して二軸間が機械的に連結されているので、ナツト4と
同一方向に回転される。ブロック5には、支持ブラケッ
ト1bを貫通する二本のピストンロッド20a、20b
が連結され、ピストンロッド20a。
ブラケットta、tbは、筒カバー22により所定の間
隔が保持されている。筒カバー22の内側には、ネジ軸
2と長尺歯車3のそれぞれの両端が支持ブラケッ)la
、lbに回転可teに取付けられている。ネジ軸2と長
尺歯車3は品行している。ネジ軸2には外周が段軸状で
あるナツト4が螺合され、ナツト4はベアリング+4a
、14bを介してブロック5へ回転可使に取付けられ、
ブロック5は硬質材料からなるスライドブツシュ6を右
して長尺歯車3に案内されている。そして、長尺歯車3
が支持ブラケットlaに支持されたコアレス型モータ7
で回転駆動されるようになっている。そうして、長尺歯
車3はナツト4に一体に設けられた歯車9を1−合して
回転されるとともに、ネジ軸2は、ネジ軸2と長尺歯車
3の各右端に取付けられた歯車17.18が互いに噛合
して二軸間が機械的に連結されているので、ナツト4と
同一方向に回転される。ブロック5には、支持ブラケッ
ト1bを貫通する二本のピストンロッド20a、20b
が連結され、ピストンロッド20a。
2Qbの先端には取付はブラッケット21が固定されて
いる。なお、モータ7とネジ軸2はカップリングに変え
てトルクリミッタ−で接続するか、モータ7をトルクモ
ータとしても良い。
いる。なお、モータ7とネジ軸2はカップリングに変え
てトルクリミッタ−で接続するか、モータ7をトルクモ
ータとしても良い。
次に作用を説明する。
モータ7を駆動して長尺歯車3を右回転させると、長尺
歯車3によってナツト4が左回転させられるとともに、
歯車18.17の噛合によりネジ軸2が左回転させられ
ることになり、ネジ軸2とナツト4の相対回転によりナ
ツト4に螺動が生じ、ブロック5はネジ軸2とナー7ト
4の相対回転数に応じて微速移動する。
歯車3によってナツト4が左回転させられるとともに、
歯車18.17の噛合によりネジ軸2が左回転させられ
ることになり、ネジ軸2とナツト4の相対回転によりナ
ツト4に螺動が生じ、ブロック5はネジ軸2とナー7ト
4の相対回転数に応じて微速移動する。
例えば、歯車18.17のm数比が1=5で、長尺歯車
3と歯車9の歯数比がl:4であると、ネジ軸2の回転
数はモータ回転数の175となり、ナツト4の回転数は
モータ回転数の174となる。従って、ネジ軸2とナツ
ト4の相対回転数はモータ回転数の 1720となり、
ブロック5はネジ軸2の一回転当り、ネジピッチのl/
20の速さで移動することになる。
3と歯車9の歯数比がl:4であると、ネジ軸2の回転
数はモータ回転数の175となり、ナツト4の回転数は
モータ回転数の174となる。従って、ネジ軸2とナツ
ト4の相対回転数はモータ回転数の 1720となり、
ブロック5はネジ軸2の一回転当り、ネジピッチのl/
20の速さで移動することになる。
く第一発明の第五実施例・・・第5図〉先ず、yi成を
説IJ1する。
説IJ1する。
ベッドフレーム16にネジ軸2と長尺歯車3が回転可撤
に取付けられ、長尺歯車3の軸端と歯車18を支持して
いる軸23は、クラッチブレーキ24を介して連結され
ている。該クラッチブレーキ24は、長尺歯車3の側が
ブレーキでありブレーキオンのとき該長尺歯車3を停止
できるようになっているとともに、軸23の側がクラッ
チでありクラッチオンのとき該軸23の回転を長尺歯車
3に伝達しないようになっている。
に取付けられ、長尺歯車3の軸端と歯車18を支持して
いる軸23は、クラッチブレーキ24を介して連結され
ている。該クラッチブレーキ24は、長尺歯車3の側が
ブレーキでありブレーキオンのとき該長尺歯車3を停止
できるようになっているとともに、軸23の側がクラッ
チでありクラッチオンのとき該軸23の回転を長尺歯車
3に伝達しないようになっている。
その他の構成部分は、第二発明の第一実施例に全く同一
であるので、それぞれ対応する部品や部分に同一符号を
付し、説明は省略する。
であるので、それぞれ対応する部品や部分に同一符号を
付し、説明は省略する。
次に作用を説II+する。
今、クラッチブレーキ24をブレーキオフにするととも
にクラッチオンにして、モータ7を駆動して、ネジ軸2
を右回転させると、長尺歯車3は左回転させられ、ナツ
ト4は長尺歯車3によって右回転させられる。そして、
ブロック5は、ネジ軸2とナフト4との間の相対回転数
に応じて微速移動させられる。クラッチ24をクラッチ
オフにするとともにブレーキオンにすると、ナツト4は
クラッチ24によって停+hさせられ、ネジ軸2のみが
右回転させられる。このため、ブロック5は高速移動さ
せられる。
にクラッチオンにして、モータ7を駆動して、ネジ軸2
を右回転させると、長尺歯車3は左回転させられ、ナツ
ト4は長尺歯車3によって右回転させられる。そして、
ブロック5は、ネジ軸2とナフト4との間の相対回転数
に応じて微速移動させられる。クラッチ24をクラッチ
オフにするとともにブレーキオンにすると、ナツト4は
クラッチ24によって停+hさせられ、ネジ軸2のみが
右回転させられる。このため、ブロック5は高速移動さ
せられる。
従って、クラッチブレーキ24のブレーキ及びクラッチ
のオン・オフ操作により、ブロック5を超微速移動と高
速移動とに任意に切変えできる。
のオン・オフ操作により、ブロック5を超微速移動と高
速移動とに任意に切変えできる。
く第二発明の実施例φ−・第6図〉
先ず、構成を説明する。
ネジ軸2と長尺歯車3とは、それぞれの両端が支持ブラ
ケット1の直立壁1a、lbに回転可撤に取付けられ、
互いに平行している。さらに、直線ガイドとしてのガイ
ドロッド25が平行に取付けられている。ネジ軸2には
外周が段軸状であるナツト4が螺合され、ナツト4はベ
アリング14a、+4bを介してブロック5へ回転可撤
に取付けられ、ブロック5は硬質材料からなるスライド
ブツシュ6を有してガイドロッド25に案内されている
。
ケット1の直立壁1a、lbに回転可撤に取付けられ、
互いに平行している。さらに、直線ガイドとしてのガイ
ドロッド25が平行に取付けられている。ネジ軸2には
外周が段軸状であるナツト4が螺合され、ナツト4はベ
アリング14a、+4bを介してブロック5へ回転可撤
に取付けられ、ブロック5は硬質材料からなるスライド
ブツシュ6を有してガイドロッド25に案内されている
。
そうして、長尺歯車3はナツト4に一体に設けられた歯
車9と1−合されるとともに、ネジ軸2は、ネジ軸2と
長尺歯車3の各右端に取付けられた歯車17.18の1
1合により長尺歯車3に対して機械的に連結されている
。モータ7はネジ軸2に直結されている。直立壁1bの
外側には、大口径のマスターシリンダ28が設けられ、
さらに小孔径のスレーブシリンダ27が継足されるよう
に設けられている。マスターシリンダ26とスレーブシ
リンダ27はピストンロッド213a 、 28bと2
7aが互いに反対向きになるように設けられ、ピストン
ロッド26a、28bはブロック5と連結され、スレー
ブシリンダ27のピストンロッド27aの先端は被移動
体と連結されるようになっている。そして、マスターシ
リンダ26の先側のシリンダ室28d とスレーブシリ
ンダ27の基側シリンダ室2?bがポー)28fを介し
て直接連通され、またマスターシリンダ26の先側及び
八個のシリンダ室28dと26e、並びにスレーブシリ
ンダ27の先側シリンダ室27cの三者は、連通管28
、手動切換弁29、連通管30、連通管31を介して連
通されており、手動切換弁29は、常時は、マスターシ
リンダ2Bの八個のシリンダ室28eとスレーブシリン
ダ27の先側シリンダ室2?cを連通させるようになっ
ており、またスレーブシリンダ27のピストン27dの
基本位と修正時には、手動切換弁29を操作しマスター
シリンダ26の先側のシリンダ室2Bdとスレーブシリ
ンダ27の先側シリンダ室2?c とを連通させピスト
ン27dの押込み・引出しを手動調整できるようになっ
ている。
車9と1−合されるとともに、ネジ軸2は、ネジ軸2と
長尺歯車3の各右端に取付けられた歯車17.18の1
1合により長尺歯車3に対して機械的に連結されている
。モータ7はネジ軸2に直結されている。直立壁1bの
外側には、大口径のマスターシリンダ28が設けられ、
さらに小孔径のスレーブシリンダ27が継足されるよう
に設けられている。マスターシリンダ26とスレーブシ
リンダ27はピストンロッド213a 、 28bと2
7aが互いに反対向きになるように設けられ、ピストン
ロッド26a、28bはブロック5と連結され、スレー
ブシリンダ27のピストンロッド27aの先端は被移動
体と連結されるようになっている。そして、マスターシ
リンダ26の先側のシリンダ室28d とスレーブシリ
ンダ27の基側シリンダ室2?bがポー)28fを介し
て直接連通され、またマスターシリンダ26の先側及び
八個のシリンダ室28dと26e、並びにスレーブシリ
ンダ27の先側シリンダ室27cの三者は、連通管28
、手動切換弁29、連通管30、連通管31を介して連
通されており、手動切換弁29は、常時は、マスターシ
リンダ2Bの八個のシリンダ室28eとスレーブシリン
ダ27の先側シリンダ室2?cを連通させるようになっ
ており、またスレーブシリンダ27のピストン27dの
基本位と修正時には、手動切換弁29を操作しマスター
シリンダ26の先側のシリンダ室2Bdとスレーブシリ
ンダ27の先側シリンダ室2?c とを連通させピスト
ン27dの押込み・引出しを手動調整できるようになっ
ている。
その他の構成部分は、第二発明の第三実施例と全く同一
であるので、それぞれ対応する部品や部分に同一符号を
付し、説明は省略する。
であるので、それぞれ対応する部品や部分に同一符号を
付し、説明は省略する。
次に作用を説明する。
今、モータ7の回転数をN (rpm) 、ネジ軸2が
左ネジでありかつネジピッチがp m/mであるとし、
歯車17と歯車1日の歯数比を1対4とし、長尺歯車3
と歯車9の歯数比を1:5とする。モータ7を駆動して
、ネジ軸2を左回転させるとナツト4も右回転させられ
る。このとき、ネジ軸2の回転数はモータの回転数と同
じであり、またす−/ ト4の回転数はモータの回転数
の475の回転数となる。このため、ネジ軸2とナツト
4との間にはモータの回転数の115の相対回転数を生
じる。この場合、ネジ軸2の回転数がナツト4の回転数
より大きいので、ナツト4はネジ軸2に対してモータの
回転数の115の回転数で右回転させられることになり
、左ネジにおいて右回転であるから、ブロック5が右方
向にN・p / 5 (rpm)の速度で全速移動させ
られる。
左ネジでありかつネジピッチがp m/mであるとし、
歯車17と歯車1日の歯数比を1対4とし、長尺歯車3
と歯車9の歯数比を1:5とする。モータ7を駆動して
、ネジ軸2を左回転させるとナツト4も右回転させられ
る。このとき、ネジ軸2の回転数はモータの回転数と同
じであり、またす−/ ト4の回転数はモータの回転数
の475の回転数となる。このため、ネジ軸2とナツト
4との間にはモータの回転数の115の相対回転数を生
じる。この場合、ネジ軸2の回転数がナツト4の回転数
より大きいので、ナツト4はネジ軸2に対してモータの
回転数の115の回転数で右回転させられることになり
、左ネジにおいて右回転であるから、ブロック5が右方
向にN・p / 5 (rpm)の速度で全速移動させ
られる。
そうして、ブロック5が右移動させられると。
マスターシリンダ26のピストン28Cも一体に右移動
させられる。すると、マスターシリンダ26ノ先側のシ
リンダ室213dが縮小し、該シリンダ室28dの流体
がスレーブシリンダ27の八個のシリンダ室27bに流
入し、またスレーブシリンダ27の先側のシリンダ室2
7cの流体が連通管2Bを通ってマスターシリンダ26
の八個のシリンダ室28eに流入する。ピストン28c
と2?dは、口径の二乗倍に正比例する推力を生起しつ
つ口径の二乗倍に反比例して同一方向に移動する。(ス
レーブシリンダ27のピストン27dはパスカルの原理
に従って伸縮する。)今、マスターシリンダ2Bとスレ
ーブシリンダ27のシリンダ径を3:lとすると、ピス
トン2Bcの移動速度はブロック5の移動速度N・p
15 (rpm)に等しく、ピストン27dの移動速度
は 915・ N・p((rp霧))となる、従って、
ブロック5は微速移動させられるのに反比例して推力を
増大し、このため、マスターシリンダ26は、大出力シ
リンダとなり得る。従って、スレーブシリンダ27はマ
スターシリンダ26に比し小径なので高速シリンダとな
る。
させられる。すると、マスターシリンダ26ノ先側のシ
リンダ室213dが縮小し、該シリンダ室28dの流体
がスレーブシリンダ27の八個のシリンダ室27bに流
入し、またスレーブシリンダ27の先側のシリンダ室2
7cの流体が連通管2Bを通ってマスターシリンダ26
の八個のシリンダ室28eに流入する。ピストン28c
と2?dは、口径の二乗倍に正比例する推力を生起しつ
つ口径の二乗倍に反比例して同一方向に移動する。(ス
レーブシリンダ27のピストン27dはパスカルの原理
に従って伸縮する。)今、マスターシリンダ2Bとスレ
ーブシリンダ27のシリンダ径を3:lとすると、ピス
トン2Bcの移動速度はブロック5の移動速度N・p
15 (rpm)に等しく、ピストン27dの移動速度
は 915・ N・p((rp霧))となる、従って、
ブロック5は微速移動させられるのに反比例して推力を
増大し、このため、マスターシリンダ26は、大出力シ
リンダとなり得る。従って、スレーブシリンダ27はマ
スターシリンダ26に比し小径なので高速シリンダとな
る。
なお、第6図に示す実施例を対比しつつ変形例を説明す
ると、 スレーブシリンダ27は、別個独立なものとしてモ良イ
、また、ロッドレスシリンダとしても良い、ブロック5
及びマスターシリンダ26のストロークを大きくとり、
スレーブシリンダ27の口径をマスターシリンダ26よ
りも大きくとって、さらに大出力がでるようにしても良
い。
ると、 スレーブシリンダ27は、別個独立なものとしてモ良イ
、また、ロッドレスシリンダとしても良い、ブロック5
及びマスターシリンダ26のストロークを大きくとり、
スレーブシリンダ27の口径をマスターシリンダ26よ
りも大きくとって、さらに大出力がでるようにしても良
い。
く発明の効果〉
以上説明してきたように、本願第一発明のネジ軸とナツ
トとの螺合回転による直線移動装置は。
トとの螺合回転による直線移動装置は。
ネジ軸に歯車を有するナツトを螺合し、ネジ軸に平行す
る長尺歯車でナツトを回転させるとともに、ネジ軸を回
転させ、ネジ軸側またはブロック側の一方を固定し他方
の可動側となるブロック側またはネジ軸側を直線移動す
る構成であって、第一実施態様の如く、ネジ軸を第一の
モータで回転させるとともに、ネジ軸に螺合するナツト
をネジ軸に平行しており第二のモータで回転される長尺
歯車によって噛合回転させるか、第二実施態様の如く、
ネジ軸と長尺歯車の二軸間を二軸間回転伝達手段により
機械連結し、適宜の回転部材をモータまたは手動ハンド
ルで回転駆動する構成であるので。
る長尺歯車でナツトを回転させるとともに、ネジ軸を回
転させ、ネジ軸側またはブロック側の一方を固定し他方
の可動側となるブロック側またはネジ軸側を直線移動す
る構成であって、第一実施態様の如く、ネジ軸を第一の
モータで回転させるとともに、ネジ軸に螺合するナツト
をネジ軸に平行しており第二のモータで回転される長尺
歯車によって噛合回転させるか、第二実施態様の如く、
ネジ軸と長尺歯車の二軸間を二軸間回転伝達手段により
機械連結し、適宜の回転部材をモータまたは手動ハンド
ルで回転駆動する構成であるので。
ネジとチー2トを同一方向に僅かな相対回転を与えて回
転させられ、またはネジとナツトを逆方向に回転させる
ことができ、超微速から超高速の広い範囲で直線移動が
適宜に得られる。
転させられ、またはネジとナツトを逆方向に回転させる
ことができ、超微速から超高速の広い範囲で直線移動が
適宜に得られる。
第一実施態様によれば、二つのモータの回転方向と回転
数の設定次第でネジ軸とナツトとの間に所望の相対回転
を与えることができ、超微速から超高速の広い範囲での
適宜の選択が可1@である。
数の設定次第でネジ軸とナツトとの間に所望の相対回転
を与えることができ、超微速から超高速の広い範囲での
適宜の選択が可1@である。
例えば、ネジ軸とナツトを互いに同一方向回転させかつ
微小な相対回転が生じるように二つのモータを駆動すれ
ば超微速移動が実現できる。また、ネジ軸とナツトを互
いに逆回転させ、かつ同一回転数とすれば、従来のナツ
トランナーの速度の二倍に相当する超高速移動が実現で
き、さらにまた、ネジ軸とナツトのいずれか一方を回転
させるようにすれば、従来のナツトランナーと同じ速度
の高速移動が実現できる。
微小な相対回転が生じるように二つのモータを駆動すれ
ば超微速移動が実現できる。また、ネジ軸とナツトを互
いに逆回転させ、かつ同一回転数とすれば、従来のナツ
トランナーの速度の二倍に相当する超高速移動が実現で
き、さらにまた、ネジ軸とナツトのいずれか一方を回転
させるようにすれば、従来のナツトランナーと同じ速度
の高速移動が実現できる。
また第二実施態様によれば、ネジ軸とナツトが同一方向
に回転する場合には、両者の相対回転数がきわめて小さ
くなり、超微速移動ないし微速移動が実現できる。また
、二輪間回転伝達手段としての歯車列を三個とすると、
ネジ軸とナツトが逆方向に回転させることができ、この
場合には、従来のナツトランナーの速度の二倍に相当す
る超高速移動が実現できる。
に回転する場合には、両者の相対回転数がきわめて小さ
くなり、超微速移動ないし微速移動が実現できる。また
、二輪間回転伝達手段としての歯車列を三個とすると、
ネジ軸とナツトが逆方向に回転させることができ、この
場合には、従来のナツトランナーの速度の二倍に相当す
る超高速移動が実現できる。
さらにまた、クラッチブレーキを介設すると、ネジ軸と
ナツトの一方のみを任意に回転させることができるので
、この場合には、従来のナツトランナーと同じ速度の高
速移動が実現できる。
ナツトの一方のみを任意に回転させることができるので
、この場合には、従来のナツトランナーと同じ速度の高
速移動が実現できる。
このように、本願第一発明は、大幅な減速が行われて超
微速位置決めができるので、減速機なしにモータを直結
使用でき、可動範囲をいくらでも大きく、またかなり小
〈もどれるので、用途に制限がないので、超精密位置決
め技術の分野で極めて有用な技術となり得る。
微速位置決めができるので、減速機なしにモータを直結
使用でき、可動範囲をいくらでも大きく、またかなり小
〈もどれるので、用途に制限がないので、超精密位置決
め技術の分野で極めて有用な技術となり得る。
すなわち、本願発明は、歯車の差動回転をネジ軸とナツ
トの相対回転に直接結び付けることにより、大幅な減速
が行われてMi微速移動できるようになっているので、
バックラッシを取除くことさえできれば、超高精密位置
決め駆動が確保できる。
トの相対回転に直接結び付けることにより、大幅な減速
が行われてMi微速移動できるようになっているので、
バックラッシを取除くことさえできれば、超高精密位置
決め駆動が確保できる。
すなわち、本発明装置においては、長尺歯車とチー2ト
の外側の歯車の噛合においてパックラッシがあり、また
、二軸間回転伝達手段としての歯車列においてもパフク
ラッシがある。バックラッシによるネジ送り方向に生じ
る誤差は、歯車の歯数の数倍ないし士数倍の数値でネジ
軸のネジピッチを割った値となるので、繰返し位置決め
精度にほとんどi#普を与えない、それよりも、ネジ軸
と長尺歯車の軸方向の取付は上の遊び(ゆるみ)及びネ
ジ軸に螺合するナツトのバックラッシの方がはるかに大
きい。
の外側の歯車の噛合においてパックラッシがあり、また
、二軸間回転伝達手段としての歯車列においてもパフク
ラッシがある。バックラッシによるネジ送り方向に生じ
る誤差は、歯車の歯数の数倍ないし士数倍の数値でネジ
軸のネジピッチを割った値となるので、繰返し位置決め
精度にほとんどi#普を与えない、それよりも、ネジ軸
と長尺歯車の軸方向の取付は上の遊び(ゆるみ)及びネ
ジ軸に螺合するナツトのバックラッシの方がはるかに大
きい。
従って、軸方向の遊びを完全に無くすようにネジ軸と長
尺歯車を回転可能に設けるとともに、ネジ軸に螺合する
ナツトもダブルにしかつネジ軸と擦合わせれば、バック
ラッシをJT!i除くことができる。なお、ネジ軸とナ
ツトにそれぞれロータリーエンコーダを付けて二つのロ
ータリーエンコーダの間で逆転時の両信号量の差の局部
的変化をコントローラにおいて検出して必要な補正信号
量をモータードライバに加算してNC制御すれば、超微
速移動Φ超高精密駆動が確保できる。
尺歯車を回転可能に設けるとともに、ネジ軸に螺合する
ナツトもダブルにしかつネジ軸と擦合わせれば、バック
ラッシをJT!i除くことができる。なお、ネジ軸とナ
ツトにそれぞれロータリーエンコーダを付けて二つのロ
ータリーエンコーダの間で逆転時の両信号量の差の局部
的変化をコントローラにおいて検出して必要な補正信号
量をモータードライバに加算してNC制御すれば、超微
速移動Φ超高精密駆動が確保できる。
以上のことから、計0機械、直交座標ロボット、超精密
加工機、半導体製造番検査装この超精密位置決めテーブ
ルまたは超精密位置決め駆動手段として、また光ディス
クの原盤記録装置やコンパクトディスクやビデオディス
クのピックアップ装置として、さらにはプリンターやプ
ロッターやカラースキャナーの等における超精密全速移
動テーブルに好適である。また、超微速移動を必要とす
る印刷機や包装機のシート紙のテーブル昇降手段に好適
である。
加工機、半導体製造番検査装この超精密位置決めテーブ
ルまたは超精密位置決め駆動手段として、また光ディス
クの原盤記録装置やコンパクトディスクやビデオディス
クのピックアップ装置として、さらにはプリンターやプ
ロッターやカラースキャナーの等における超精密全速移
動テーブルに好適である。また、超微速移動を必要とす
る印刷機や包装機のシート紙のテーブル昇降手段に好適
である。
大幅な減速が行われて減速機を用いる必要がないことは
、装置をコンパクトに構成できるとともに機械装置のコ
ストの低減につながる。
、装置をコンパクトに構成できるとともに機械装置のコ
ストの低減につながる。
さらに、大幅な減速が得られ直動部の推力は極めて大き
くなるとともに、推力によって回転が生じないようにセ
ルフロックがf@〈ので、油圧シリンダにとって変えら
れ、また任意の位置決めが自在であるので、油圧シリン
ダに比べて作動性の向上が顕著である。また重量物を無
重力状態に吊上げるバランサーとしても好適である。
くなるとともに、推力によって回転が生じないようにセ
ルフロックがf@〈ので、油圧シリンダにとって変えら
れ、また任意の位置決めが自在であるので、油圧シリン
ダに比べて作動性の向上が顕著である。また重量物を無
重力状態に吊上げるバランサーとしても好適である。
そして本発明装置は、高速回転を微速直線移動にダイレ
クトに変換できるので、高トルク・低回転かでSる大型
Φ高価なダイレクトドライブ用サーボモータではなく、
在来の低トルク・高回転のサーボモータを使用すること
ができ、また、微小駆動のためにトルク出力が小さいパ
ルスモータやステップモータを使用する必要がなくなり
、大小種々の機械装置においてダイレクトドライブを低
価格で実現できる。
クトに変換できるので、高トルク・低回転かでSる大型
Φ高価なダイレクトドライブ用サーボモータではなく、
在来の低トルク・高回転のサーボモータを使用すること
ができ、また、微小駆動のためにトルク出力が小さいパ
ルスモータやステップモータを使用する必要がなくなり
、大小種々の機械装置においてダイレクトドライブを低
価格で実現できる。
特に、ストロークをいくらでも大きく取れることは、モ
ータを遠くに配置することができるので、磁界発生源が
あってはならないとされる電子ビームパターン転写装置
用テーブルにも採用回走である。
ータを遠くに配置することができるので、磁界発生源が
あってはならないとされる電子ビームパターン転写装置
用テーブルにも採用回走である。
他方、精密位と決めといっても、同時に速い動作を必要
とされる。これに対し、本発明装置は、超微速移動が実
現できるだけでなく、ニモータ駆動式では回転方向を変
え、またーモータ駆動式ではクラッチブレーキを介設す
るだけで、超微速移動と高速移動が択一式に実現できる
ので超精密位を決めを高速で行える。
とされる。これに対し、本発明装置は、超微速移動が実
現できるだけでなく、ニモータ駆動式では回転方向を変
え、またーモータ駆動式ではクラッチブレーキを介設す
るだけで、超微速移動と高速移動が択一式に実現できる
ので超精密位を決めを高速で行える。
例えば、三次元測定機の駆動系に採用する場合、プロー
ブ(0定端子)を距離が離れた測定点近傍に移動するま
では一方のモータのみを駆動するか両方のモータをネジ
軸とナツトが互いに逆回転するように駆動すればプロー
ブが高速もしくは超高速で測定点近傍に移動する。そし
て、測定点近傍に到達したら、二つのモータを駆動して
ネジ軸とナツトが微小な相対回転を生じるように同一方
向回転させれば、プローブは測定点に超低速で移動し正
確な位置決めが行われ、もって、作業時間を大幅に短縮
できる。
ブ(0定端子)を距離が離れた測定点近傍に移動するま
では一方のモータのみを駆動するか両方のモータをネジ
軸とナツトが互いに逆回転するように駆動すればプロー
ブが高速もしくは超高速で測定点近傍に移動する。そし
て、測定点近傍に到達したら、二つのモータを駆動して
ネジ軸とナツトが微小な相対回転を生じるように同一方
向回転させれば、プローブは測定点に超低速で移動し正
確な位置決めが行われ、もって、作業時間を大幅に短縮
できる。
その他本願発[J]は、ぎまざまな直線移動装置に採用
できる。
できる。
本願第二発明のネジ軸とナツトとの螺合回転による直線
移動装とは、 ネジ軸に螺合するナツトを、ネジ軸に平行する長尺歯車
によって1−合回転させるようにし、ネジ軸と長尺歯車
の二軸間を歯車列、ベルトもしくはチェーン捲掛機構、
または無段変速機等の二輪間回転伝達手没により機械連
結し、ネジ軸、長尺歯車またはナツトのいずれかをモー
タまたは手動ハンドルで回転駆動して、ネジ軸とナツト
との螺合回転による直線移動機構を作り、これをシリン
ダ装置のピストンロッドと接続した構成であり、従って
、シリンダ装とを除く構成部分は本願第一発明の第二実
施態様のものと同一なので、シリンダ装はのピストンコ
ツ1ドの作動も本願第一発明の第二実施態様と同一とな
る。
移動装とは、 ネジ軸に螺合するナツトを、ネジ軸に平行する長尺歯車
によって1−合回転させるようにし、ネジ軸と長尺歯車
の二軸間を歯車列、ベルトもしくはチェーン捲掛機構、
または無段変速機等の二輪間回転伝達手没により機械連
結し、ネジ軸、長尺歯車またはナツトのいずれかをモー
タまたは手動ハンドルで回転駆動して、ネジ軸とナツト
との螺合回転による直線移動機構を作り、これをシリン
ダ装置のピストンロッドと接続した構成であり、従って
、シリンダ装とを除く構成部分は本願第一発明の第二実
施態様のものと同一なので、シリンダ装はのピストンコ
ツ1ドの作動も本願第一発明の第二実施態様と同一とな
る。
要するに、木l@i第二発rJJ装置は、ピストンロッ
ドの超微速移動、超微速ないし高速移動、または高速移
動の実現を、モータの回転の変化によって得るのではな
く、歯車の差動回転をネジ軸とナツト歯車の相対回転に
直接結び付けることにより、モータの回転は変えないで
、減速機も用いないで実現したもので、モータ駆動式の
小型大出力の流体シリンダ装置が実現できる。
ドの超微速移動、超微速ないし高速移動、または高速移
動の実現を、モータの回転の変化によって得るのではな
く、歯車の差動回転をネジ軸とナツト歯車の相対回転に
直接結び付けることにより、モータの回転は変えないで
、減速機も用いないで実現したもので、モータ駆動式の
小型大出力の流体シリンダ装置が実現できる。
このため、本願第二発明装置を各種機械装置の従来のシ
リンダ装置に変えて採用することができ、従って、油圧
ユニットもなくすことができ、a械装置の駆動性の向上
やメンテナンス性の向上につながる。
リンダ装置に変えて採用することができ、従って、油圧
ユニットもなくすことができ、a械装置の駆動性の向上
やメンテナンス性の向上につながる。
さらには木発’Jl装置のシリンダ部分をマスターシリ
ンダーとし、これを、小孔径の液圧シリンダ装置を一体
または別個に用意してなるスレーブシリンダと接続すれ
ば、推力を必要な大きさに確保しながらかなり大きな増
速を得ることが可詣である0例えば、スレーブシリンダ
を推力−2トン。
ンダーとし、これを、小孔径の液圧シリンダ装置を一体
または別個に用意してなるスレーブシリンダと接続すれ
ば、推力を必要な大きさに確保しながらかなり大きな増
速を得ることが可詣である0例えば、スレーブシリンダ
を推力−2トン。
200 m/■/Sの速さとなるように実現できる。
なお1本願第二発明装置は、第一発明装置と同様に、超
精密位置決め技術の分野に好適であることは言うまでも
ない。
精密位置決め技術の分野に好適であることは言うまでも
ない。
【図面の簡単な説明】
図面はいずれも本願発明のネジ軸とナツトとの螺合回転
による直線移動装置にかかるものであって、 第1図は第一発明の第一実施例の断面図、第2図は第一
発明の第二実施例の断面図、第3図は第一発明の第三実
施例の断面図。 第4図は第一発明の第四実施例の断面図。 第5図は第一発明の第五実施例の断面図、第6図は第二
発明の実施例の断面図である。 la、lb・・赤支持ブラケット、 2・・ψネジ軸、 3φ・・長尺歯車(直線ガイドを兼ねる)、4・・拳ナ
ツト。 51・ブロック、 5a11φ・テーブル、 6IIII11スライドブツシユ、 7.8目+1モータ。 9・φ・歯車。 9・・・歯車、 10a、lQb φ会舎モータドライバ、111・コ
ントローラ、 12.13番番・ロータリーエンコーダ、14a、+4
b ・・・ベアリング、 15φe・テーブル、 1B−・・ベッドフレーム。 17.18・−・歯車、 20a、2Qb −−−ピストンロッド。 21県・・ブラケット、 22−−−筒カバー、 23番11番軸、 24φ・・クラッチブレーキ。 25・・・直線ガイドとしてのがイドロッド。 2B拳会・マスターシリンダ。 28a、26b−−−ピストンロッド、28c・1ピス
トン。 28d・・・シリンダ室、 28ea・・シリンダ室、 28f・・φボート、 27@・・スレーブシリンダ、 27a・舎働ピストンロッド。 27b・・・シリンダ室、 27c・a+1シリンダ室、 2?dφ・・ピストン、 28 ・ 番 ・ 連 通 V 、29・・―電
磁切換弁、 30・・・連通管。 31番・φ連通管。
による直線移動装置にかかるものであって、 第1図は第一発明の第一実施例の断面図、第2図は第一
発明の第二実施例の断面図、第3図は第一発明の第三実
施例の断面図。 第4図は第一発明の第四実施例の断面図。 第5図は第一発明の第五実施例の断面図、第6図は第二
発明の実施例の断面図である。 la、lb・・赤支持ブラケット、 2・・ψネジ軸、 3φ・・長尺歯車(直線ガイドを兼ねる)、4・・拳ナ
ツト。 51・ブロック、 5a11φ・テーブル、 6IIII11スライドブツシユ、 7.8目+1モータ。 9・φ・歯車。 9・・・歯車、 10a、lQb φ会舎モータドライバ、111・コ
ントローラ、 12.13番番・ロータリーエンコーダ、14a、+4
b ・・・ベアリング、 15φe・テーブル、 1B−・・ベッドフレーム。 17.18・−・歯車、 20a、2Qb −−−ピストンロッド。 21県・・ブラケット、 22−−−筒カバー、 23番11番軸、 24φ・・クラッチブレーキ。 25・・・直線ガイドとしてのがイドロッド。 2B拳会・マスターシリンダ。 28a、26b−−−ピストンロッド、28c・1ピス
トン。 28d・・・シリンダ室、 28ea・・シリンダ室、 28f・・φボート、 27@・・スレーブシリンダ、 27a・舎働ピストンロッド。 27b・・・シリンダ室、 27c・a+1シリンダ室、 2?dφ・・ピストン、 28 ・ 番 ・ 連 通 V 、29・・―電
磁切換弁、 30・・・連通管。 31番・φ連通管。
Claims (4)
- (1)ネジ軸と、該ネジ軸に螺合するナットと、該ナッ
トと一体に回転するように設けられた歯車と、前記ネジ
軸と平行しており前記ナットと噛合する長尺歯車と、ナ
ットを回転可能に支持するブロックとを有し、ネジ軸及
び長尺歯車の両方または一方を回転駆動させてネジ軸及
びナットの両方が同一方向もしくは逆方向に回転させる
か、またはネジ軸及びナットの一方が回転させることに
より、歯車、ネジ軸側またはブロック側の一方を固定側
とし可動側となる他方のブロック側またはネジ軸側が直
線移動するようになっていることを特徴とするネジ軸と
ナットとの螺合回転による直線移動装置。 - (2)ネジ軸と長尺歯車は、それぞれが回転可能でかつ
互いに平行しているとともに軸方向に相対移動しないよ
うに設けられ、ナットを回転可能に支持するブロックが
長尺歯車を直線ガイドとして案内されるか、または別個
に設けられる直線ガイドによって案内されている特許請
求の範囲第1項記載のネジ軸とナットとの螺合回転によ
る直線移動装置。 - (3)ネジ軸と長尺歯車は、それぞれが回転可能でかつ
互いに平行しているとともに軸方向に相対移動しないよ
うに設けられ、ナットを回転可能に支持するブロックが
長尺歯車を直線ガイドとして案内されるか、または別個
に設けられる直線ガイドによって案内されており、さら
にネジ軸と長尺歯車とが二軸間回転伝達手段で接続され
、ネジ軸、長尺出車、二軸間回転伝達手段、ナットまた
はナットの外側の歯車のいずれかにおいて回転駆動され
る特許請求の範囲第1項記載のネジ軸とナットとの螺合
回転による直線移動装置。 - (4)それぞれが回転可能でかつ互いに平行していると
ともに軸方向に相対移動しないように設けられたネジ軸
と長尺歯車が備えられ、ネジ軸に螺合されたナットの外
側の歯車が上記長尺歯車によって回転されるようになっ
ており、ナットを回転可能に支持するブロックが長尺歯
車を直線ガイドとして案内されるか、または別個に設け
られる直線ガイドによって案内されており、ネジ軸と長
尺歯車とが二軸間回転伝達手段で接続され、ネジ軸側ま
たはブロック側の一方が固定側で他方が可動側とされ、
ネジ軸、長尺歯車、二軸間回転伝達手段、ナットまたは
ナットの外側の歯車のいずれかにおいて回転駆動される
ことにより、上記可動側となるブロック側またはネジ軸
側が直線移動するようになっており、流体シリンダ装置
のピストンロッドが、直線移動を行う部分に連結されて
いることを特徴とするネジ軸とナットとの螺合回転によ
る直線移動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17140086A JPS6330646A (ja) | 1986-07-21 | 1986-07-21 | ネジ軸とナツトとの螺合回転による直線移動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17140086A JPS6330646A (ja) | 1986-07-21 | 1986-07-21 | ネジ軸とナツトとの螺合回転による直線移動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6330646A true JPS6330646A (ja) | 1988-02-09 |
Family
ID=15922453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17140086A Pending JPS6330646A (ja) | 1986-07-21 | 1986-07-21 | ネジ軸とナツトとの螺合回転による直線移動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6330646A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01247865A (ja) * | 1988-03-29 | 1989-10-03 | Toshiba Corp | 駆動機構 |
| US4995278A (en) * | 1989-08-04 | 1991-02-26 | Huang Yung C | Car mark emblem display and storage device |
| US5146802A (en) * | 1990-04-14 | 1992-09-15 | Ken Yanagisawa | Drive system |
-
1986
- 1986-07-21 JP JP17140086A patent/JPS6330646A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01247865A (ja) * | 1988-03-29 | 1989-10-03 | Toshiba Corp | 駆動機構 |
| US4995278A (en) * | 1989-08-04 | 1991-02-26 | Huang Yung C | Car mark emblem display and storage device |
| US5146802A (en) * | 1990-04-14 | 1992-09-15 | Ken Yanagisawa | Drive system |
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