(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直動部材を駆動ローラとピンチローラとにより挟持し上記駆動ローラを回転させることにより上記直動部材を進退させる直動変換装置において、上記ピンチローラが内部を中空状に外周央部をＶ字型溝状に形成されるとともに同ピンチローラの両端が軸受を介して偏芯円筒内に支承され、上記偏芯円筒の回転角度と、上記ピンチローラの中空の孔径と上記Ｖ字型溝状の形状で調整された同ピンチローラの曲げ剛性とにより上記直動部材に対する押圧力を調整可能に設けられたことを特徴とする直動変換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械などに適用される直動変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は工作機械などに使用され、摩擦駆動によって回転運動と回転力とを直線運動と直線力とに変換する従来の直動変換装置の説明図である。図において、符合１１ａはモータ、１２ａはモータ軸で、モータ軸１２ａは遊星ローラ１３ａ、弾性リング１４、遊星ピン１５などから成る遊星ローラ減速機３１の入力軸となっている。１６は遊星ローラ減速機３１の出力軸で本直動変換装置の駆動ローラをなし、この駆動ローラ１６両端を球軸受１７を介して支持するケーシング２３およびケーシング蓋２４には直動部材１８を駆動ローラ１６と共に挟持するピンチローラ１９が軸受２０，２１を介して支持され、軸受２１の外周には外形が４角形の枠２２が設けられている。そして、この枠２２はケーシング蓋２４と押さえ板３０とによって形成されている溝に嵌入されて軸受２１と軸受１７との間隔を調節可能にしている。また、この枠２２は圧縮ばね２５によりピンチローラ１９が直動部材１８を押さえて挟持している方向に加圧されている。２７はこの圧縮ばね２５の圧縮力を調節するボルトで、ケーシング蓋２４に取付けられている支持板２９に設けられた雌ねじと螺合している。２８はロックナット、２６はばね押さえである。
【０００３】
このように構成された直動変換装置において、圧縮ばね２５と調節ボルト２７とによりピンチローラ１９に必要な挟み力が与えられ、モータ１１ａから遊星ローラ減速機３１に伝えられるバックラッシュの無い減速された回転が駆動ローラ１６から直動部材１８に伝えられて直線運動に変換される。これら動力を伝える機構を構成する各部材には何れも表面仕上げが施されており、寸法精度が高いことが必要である。直動部材１８も寸法精度の高いものが望ましいが、多少の寸法誤差や駆動中の変形などがあってもピンチローラ１９の軸受２１を押さえる圧縮ばね２５により直動部材１８の挟持力が充分にカバーされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の直動変換装置においては、直動部材１８を駆動する力は遊星ローラ減速機３１の出力軸と一体の駆動ローラ１６と直動部材１８との間の摩擦力によって得られ、この摩擦力はピンチローラ１９を介して圧縮ばね２５の押圧力によって与えられるが、直動部材１８の実用的な推力を得るには可成大きな圧縮ばね２５が必要で、特に大きな推力を必要とする場合には圧縮ばね２５を収容する部分の形状が異常に大きくなって装置全体が非常に大きくなってしまう不具合がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る直動変換装置は上記課題の解決を目的にしており、直動部材を駆動ローラとピンチローラとにより挟持し上記駆動ローラを回転させることにより上記直動部材を進退させる直動変換装置において、上記ピンチローラが内部を中空状に外周央部をＶ字型溝状に形成されるとともに同ピンチローラの両端が軸受を介して偏芯円筒内に支承され、上記偏芯円筒の回転角度と、上記ピンチローラの中空の孔径と上記Ｖ字型溝状の形状で調整された同ピンチローラの曲げ剛性とにより上記直動部材に対する押圧力を調整可能に設けられた構成を特徴とする。即ち、本直動変換装置においては、直動部材を駆動ローラとピンチローラとにより挟持し駆動ローラを回転させることにより直動部材を進退させる直動変換装置におけるピンチローラが内部を中空状に外周央部をＶ字型溝状に形成されるとともに偏芯円筒内に支承されて偏芯円筒の回転角度により直動部材に対する押圧力を調整可能に設けられており、直動部材がピンチローラと駆動ローラとに挟まれて押圧力を与えられ駆動ローラの回転によって直線運動をするようになっているが、ピンチローラが中空状で外周央部をＶ字型溝状に形成されていることによって半径方向の弾力性を生ずる。この弾力性のばね常数は中空の孔径と溝の大きさとによって曲げ剛性を変化させることにより適宜の値に調整される。また、直動部材はピンチローラと駆動ローラとにより与圧されて挟持されており、このピンチローラを内部に支承する偏芯円筒を回転させてピンチローラの軸芯位置を変化させることにより直動部材に与える押圧力が適宜の大きさに調整される。これにより、直動部材の大きな推力が得られるとともに直動部材の押圧機構がコンパクトな形状で簡単な構造になる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１および図２は本発明の実施の一形態に係る直動変換装置の説明図である。図において、本実施の形態に係る直動変換装置は工作機械などに使用され、摩擦駆動によって回転運動と回転力とを直線運動と直線力とに変換するもので、図における符合５１はモータ、５２は遊星ローラ減速機、５３は遊星ローラ減速機５２の出力軸と一体に形成されている駆動ローラ、５４は駆動ローラ５３の両端を支承する１対の球軸受、５５は球軸受５４の軸方向の位置決めをする止め輪、５６は直動部材、５７はピンチローラ、５８はピンチローラ５７の両端を支承する１対の球軸受、５９はピンチローラ５７を内部に支承する偏芯円筒、６０は偏芯円筒５９の両端を支承する１対のニードル軸受、６１はハウジング、６２はスペーサを兼ねた偏芯円筒５９のキャップ、６３および６４はハウジング６１に取付けられたキャップで、キャップ６３はスペーサを兼ねている。
【０００７】
図１に示すように、遊星ローラ減速機５２および球軸受５４はそれぞれハウジング６１に固定され、駆動ローラ５３は基部および先端を球軸受５４により支承され、球軸受５４は止め輪５５とキャップ６３とによって軸方向に位置決めされている。偏芯円筒５９はニードル軸受６０を介して回転自在にハウジング６１に支承され、３本の止ねじ６５によって固定されているが、止ねじ６５を緩めることによりハウジング６１に対して例えば５５°など一定の角度α内で任意の角度だけ回転させることができる。また、ピンチローラ５７は偏芯円筒５９の内側に球軸受５８を介して回転自在に支承され、球軸受５８は偏芯円筒５９内周端の段付部と止ねじ６６とにより偏芯円筒５９に固定されたキャップ６２によって軸方向に位置決めされている。
【０００８】
図２に示すように、偏芯円筒５９はニードル軸受６０を受ける外周円５９ａの中心Ｏａと球軸受５８を受ける内周円５９ｂの中心Ｏｂとが水平方向に僅かの距離δだけ偏芯しており、偏芯円筒５９が回転することにより球軸受５８は上下方向に一定距離ε内で僅かに移動するようになっている。偏芯円筒５９の胴部の下側には開口部５９ｃが設けられている。なお、５９ｄは偏芯円筒５９の回転を許すための長孔、５９ｅは人手により偏芯円筒５９を回転させる場合の滑り止め用に大径部側面に施したローレットである。ピンチローラ５７は曲げ剛性を小さくするために中空状をなし、両端を１対の球軸受５８で支承され、外周の軸方向中央部に広角Ｖ字状溝５７ａを有し、偏芯円筒５９下部の開口部５９ｃの中で直動部材５６上部の円柱面と２点で接触して直動部材５６を下側に押圧しており、２点接触によって直動部材５６の半径方向の運動を拘束し、偏芯円筒５９を回転させることによりその押圧力が変化するようになっている。直動部材５６は円の一部を直線で切った断面を有する円柱で、上部をピンチローラ５７によって下部を駆動ローラ５３によって挟圧され、駆動ローラ５３が回転することによって軸方向に駆動されて直線運動を行い、軸方向にはハウジング６１の壁面に設けられている遊隙孔を通って貫通し、一端は図示しない被駆動体に結合されている。
【０００９】
直動部材５６を挟持する押圧力を調整する場合は、キャップ６２を取り外して止ねじ６５を緩め、偏芯円筒５９を回転させることによりピンチローラ７５の軸芯位置を変化させて直動部材５６に与える押圧力を適宜に調整した後、止ねじ６５を締めて固定し、キャップ６２を被せて元に戻す。偏芯円筒５９の回転はローレット５９ｅが施された大円部を人手により握持して行うが、ハウジング６１との接触部にはニードル軸受６０が介在しているので摩擦抵抗が少なく、人手により容易に回転させることができる。なお、ハウジング６１と偏芯円筒５９との間に直動部材５６を挟持する押圧力の大きさの目安を示す偏芯円筒５９回転角の目盛りを付しておくと便利である。ピンチローラ５７は曲げ剛性を小さくするために中空状にしてあり、孔径の大きさによって駆動ローラ５３に対しては遙かに小さく、従来例における圧縮ばねよりは大きい適宜の値のばね定数になるように形成される。直動部材５６は上側をピンチローラ５７と２点で点接触し、下側は駆動ローラ５３と線接触して軸に垂直な押圧力Ｆを受けており、駆動ローラ５３が回転すると両者間の摩擦係数をμとしてμＦ以内の接線方向の力が発生して直動部材５６が軸方向に駆動される。なお、直動部材５６の下部が直線状になっているのは、幅方向単位長さ当たりの押圧力を下げて摩耗を小さくするためである。
【００１０】
従来の直動変換装置においては、直動部材を駆動する力は遊星ローラ減速機の出力軸と一体の駆動ローラと直動部材との間の摩擦力によって得られ、この摩擦力はピンチローラを介して圧縮ばねの押圧力によって与えられるが、直動部材の実用的な推力を得るには可成大きな圧縮ばねが必要で、特に大きな推力を必要とする場合には圧縮ばねを収容する部分の形状が異常に大きくなって装置全体が非常に大きくなってしまう不具合があるが、本直動変換装置においては従来の直動変換装置におけるピンチローラを押して直動部材を押圧する力を発生させる圧縮ばねに代えてピンチローラ５７の曲げ変形による弾性を利用して弾力性を与え、このピンチローラ５７を球軸受５８を介して偏芯円筒５９内側に装着し、偏芯円筒５９を回転させることにより球軸受５８の位置を変化させて適宜の大きさの直動部材５６を挟持する押圧力が得られるようにしている。そして、ピンチローラ５７のばね定数を適宜の値にするためにピンチローラ５７を中空軸とし、また偏芯円筒５９が容易に回転するように偏芯円筒５９をニードル軸受６０を介してハウジング６１で支承しており、直動部材５６がピンチローラ５７と駆動ローラ５３とに挟まれて押圧力を与えられ、駆動ローラ５３が回転することによって直線運動をするのは従来の直動変換装置と同様であるが、ピンチローラ５７の曲げ剛性によって軸方向の中央部で半径方向に生ずるばね常数がピンチローラ５７軸芯部の孔径の大きさを選定することによって曲げ剛性が適宜の値になる。直動部材５６はピンチローラ５７と駆動ローラ５３とにより押圧されて狭持されており、偏芯円筒５９を回転させてピンチローラ５７の軸芯位置を変化させることによって直動部材５６に与えられる押圧力を適宜の大きさに調整することができる。偏芯円筒５９の回転によるピンチローラ５７の軸芯の変位は僅かで、また偏芯円筒５９はハウジング６１によりニードル軸受６０を介して支承されていることにより小さな力で容易に回転することができる。これらにより、大きな直動力を出力する直動変換装置においても装置全体がコンパクトな形状になるとともに、簡単な構造により製作が容易でコストが低減する。
【００１１】
【発明の効果】
本発明に係る直動変換装置は前記のように構成されており、直動部材を駆動ローラとピンチローラとにより挟持し駆動ローラを回転させることにより直動部材を進退させる直動変換装置におけるピンチローラが内部を中空状に外周央部をＶ字型溝状に形成されるとともに偏芯円筒内に支承されて偏芯円筒の回転角度により直動部材に対する押圧力を調整可能に設けられており、直動部材がピンチローラと駆動ローラとに挟まれて押圧力を与えられ駆動ローラの回転によって直線運動をするようになっているが、ピンチローラが中空状で外周央部をＶ字型溝状に形成されていることによって半径方向の弾力性を生ずる。この弾力性のばね常数は中空の孔径と溝の大きさとによって曲げ剛性を変化させることにより適宜の値に調整される。また、直動部材はピンチローラと駆動ローラとにより与圧されて挟持されており、このピンチローラを内部に支承する偏芯円筒を回転させてピンチローラの軸芯位置を変化させることにより直動部材に与える押圧力が適宜の大きさに調整される。これにより、直動部材の大きな推力が得られるとともに直動部材の押圧機構がコンパクトな形状で簡単な構造になるので、装置全体が小さくなるとともにコストが低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の一形態に係る直動変換装置の断面図である。
【図２】図２はその偏芯円筒の斜視図である。
【図３】図３（ａ）は従来の直動変換装置の断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
【符号の説明】
５１      モータ
５２      遊星ローラ減速機
５３      駆動ローラ
５４      球軸受
５５      止め輪
５６      直動部材
５７      ピンチローラ
５８      球軸受
５９      偏芯円筒
５９ａ    外周円
５９ｂ    内周円
５９ｃ    開口部
５９ｄ    長孔
５９ｅ    ローレット
６０      ニードル軸受
６１      ハウジング
６２      キャップ
６３      キャップ
６４      キャップ
６５      止ねじ
６６      止ねじ
６７      止ねじ
６８      止ねじ
【図１】
0003696946.tif 000002
【図２】
0003696946.tif 000003
【図３】
0003696946.tif 000004