(57)【要約】【課題】リードスクリューを回転駆動するアクチュエータの駆動力を低減することで、アクチュエータの小型化を図る。リードスクリューに設けた左右ネジ部分のバックラッシュを抑制して精度の高い移動を可能にする。【解決手段】移動機構１は、一端側が軸支され他端側にアクチュエータ４が接続されて、右ネジ部分２Ａと左ネジ部分２Ｂが左右に形成されたリードスクリュー２と、右ネジ部分２Ａに螺合し、リードスクリュー２回りの回転が制限された第１のナット体５と、左ネジ部分２Ｂに螺合し、リードスクリュー２回りの回転が制限された第２のナット体６と、第１，第２のナット体５，６のそれぞれに、一端側に向けた予圧を付与する予圧付与部材８，９とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側が軸支され他端側にアクチュエータが接続されて、右ネジ部分と左ネジ部分が左右に形成されたリードスクリューと、
前記右ネジ部分に螺合し、前記リードスクリュー回りの回転が制限された第１のナット体と、
前記左ネジ部分に螺合し、前記リードスクリュー回りの回転が制限された第２のナット体と、
前記第１，第２のナット体のそれぞれに、前記一端側に向けた予圧を付与する予圧付与部材とを備えることを特徴とする移動機構。
【請求項２】
前記第１，第２のナット体は、ガイド部に沿って摺動自在に支持されることで前記リードスクリュー回りの回転が制限されており、
前記予圧付与部材は、前記リードスクリューに沿って配置されていることを特徴とする請求項１記載の移動機構。
【請求項３】
前記リードスクリューと前記ガイド部の両端部を支持するフレームを備え、
前記予圧付与部材は、前記他端側が前記フレームに支持されていることを特徴とする請求項２記載の移動機構。
【請求項４】
前記第１，第２のナット体は、ナット部と前記ガイド部に沿って摺動自在に支持されるナット保持部とが分離可能に結合されており、
前記予圧付与部材は、前記ナット保持部を介して前記ナット体に予圧を付与することを特徴とする請求項２又は３に記載の移動機構。
【請求項５】
前記ナット部と前記ナット保持部との間には、前記ナット部を任意の回転位置で結合可能な結合部が設けられていることを特徴とする請求項４記載の移動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードスクリューを回転駆動して移動対象を直線的に移動させる移動機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リードスクリューに回転を制限したナットを螺合して、リードスクリューを回転駆動することで、ナットをリードスクリューの直線的な軸方向に移動させる機構が一般に知られている（例えば、下記特許文献１参照）。また、単体のリードスクリューに右ネジ部分と左ネジ部分を左右に分離して設け、右ネジ部分と左ネジ部分にそれぞれ回転を制限したナットを螺合して、リードスクリューを回転させることで、一対のナットを近接又は離間させる移動機構が各種の用途で用いられている（例えば、下記特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２８０１５５号公報
【特許文献２】特開平８−２２１８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した一対のナットを近接又は離間させる従来の移動機構では、一対のナットにそれぞれ結合された被移動部材を、単体のリードスクリューを回転駆動する一つのアクチュエータ（サーボモータなど）で移動することになるので、アクチュエータは比較的大きな駆動力を要することになり、アクチュエータの小型化が課題になる。
【０００５】
また、リードスクリューにおける右ネジ部と左ネジ部にはそれぞれバックラッシュが存在するので、ナットの移動を精度良く制御するには、これらのバックラッシュを共に抑制する予圧手段が必要になる。しかしながら、一対のナット間に圧縮バネを配置して一対のナットにそれぞれ異なる方向の予圧を付与した場合、一対のナットを近接するように駆動する際に、予圧に抗してナットを移動させることになり、駆動力が更に増大してしまう問題がある。
【０００６】
本発明は、このような問題に対処するために提案されたものである。すなわち、単体のリードスクリューに右ネジ部分と左ネジ部分を左右に設け、右ネジ部分と左ネジ部分にそれぞれ回転を制限したナットを螺合した移動機構において、リードスクリューを回転駆動するアクチュエータの駆動力を低減することで、アクチュエータの小型化を図ること、左右ネジ部分のバックラッシュを抑制して精度の高い移動を可能にすること、などを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような課題を解決するために、本発明の移動機構は、以下の構成を具備するものである。
【０００８】
一端側が軸支され他端側にアクチュエータが接続されて、右ネジ部分と左ネジ部分が左右に形成されたリードスクリューと、前記右ネジ部分に螺合し、前記リードスクリュー回りの回転が制限された第１のナット体と、前記左ネジ部分に螺合し、前記リードスクリュー回りの回転が制限された第２のナット体と、前記第１，第２のナット体のそれぞれに、前記一端側に向けた予圧を付与する予圧付与部材とを備えることを特徴とする移動機構。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る移動機構の全体構成を示した説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る移動機構の動作を示した説明図である（（ａ）が中間位置状態、（ｂ）が離間した位置状態、（ｃ）が近接した位置状態）。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。
【００１１】
図１において、移動機構１は、回転駆動されるリードスクリュー２を備えている。リードスクリュー２は、一端側がフレーム３に軸支され、他端側にアクチュエータ４が接続されて、左右両方に回転駆動される。アクチュエータ４は、例えば、ステッピングモータなどのモータ４Ａに減速機４Ｂが連結されたギヤードモータである。
【００１２】
また、リードスクリュー２は、右ネジ部分２Ａと左ネジ部分２Ｂが左右に形成されており、右ネジ部分２Ａには第１のナット体５が螺合され、左ネジ部分２Ｂには第２のナット体６が螺合されている。第１のナット体５と第２のナット体６は、リードスクリュー２回りの回転が制限されていることで、リードスクリュー２の回転によって、リードスクリュー２に沿った左右方向に移動する。
【００１３】
移動機構１は、リードスクリュー２とガイド部７を備えており、図示の例では、リードスクリュー２とガイド部７は、共にフレーム３に支持されている。そして、第１，第２のナット体５，６は、ガイド部７に摺動自在に支持されることで、リードスクリュー２回りの回転が制限されている。なお、図示の例では、ガイド部７をリードスクリュー２に平行なシャフト（ガイド軸）によって形成しているが、ガイド部７はこれに限らず、第１，第２のナット体５，６の回転を制限しながら摺動自在に支持できるもの（例えば、ガイド溝やガイド凸部など）であればよい。
【００１４】
第１，第２のナット体５，６は、ナット部５Ａ，６Ａとナット保持部５Ｂ，６Ｂを備えている。ナット部５Ａ，６Ａは、右ネジ部分２Ａと左ネジ部分２Ｂにそれぞれ螺合する部位であり、ナット保持部５Ｂ，６Ｂは、ガイド部７に沿って摺動自在に支持される部位である。ナット部５Ａ，６Ａとナット保持部５Ｂ，６Ｂは、一体で有っても良いし、結合部を介して分離可能に結合されていてもよい。
【００１５】
移動機構１は、予圧付与部材８，９を備えている。予圧付与部材８，９は、例えば、圧縮コイルバネであり、一端側がフレーム３に支持され、他端側が第１，第２のナット体５，６に支持されることで、第１，第２のナット体５，６のそれぞれに一端側に向けた予圧を付与している。ここで、予圧付与部材８，９の予圧は、同一方向に付与されており、図示の例では、リードスクリュー２におけるアクチュエータ４に接続される側とは逆側、即ちリードスクリュー２を軸支するピボットベアリング３Ａ側に向けて付与されている。また、予圧付与部材８，９は、リードスクリュー２に沿って配置されており、図示の例では、シャフト状のガイド部７と同軸に配置されている。
【００１６】
予圧付与部材は、引張バネによって構成することもできる。この場合には、第１，第２のナット体５，６に一端側（ピボットベアリング３Ａ側）に向けた予圧が付与されるように、引張バネである予圧付与部材が配置されることになり、第１，第２のナット体５，６のピボットベアリング３Ａ側に予圧付与部材が配置されることになる。
【００１７】
図示の例では、フレーム３は、一体物であり、アクチュエータ４とリードスクリュー２を支持し、リードスクリュー２の一端側を支持するピボットベアリング３Ａを備えており、更には、ガイド部３を支持すると共に、予圧付与部材８，９の一方側を支持している。
【００１８】
図２によって、移動機構１の動作を説明する。（ａ）は、第１，第２のナット体５，６の中間位置状態、（ｂ）は、第１，第２のナット体５，６の離間状態、（ｃ）は、第１，第２のナット体５，６の近接状態をそれぞれ示している。
【００１９】
（ａ）の中間位置状態では、予圧付与部材８，９は、均等な予圧を第１，第２のナット体５，６に付与している。この状態から、リードスクリュー２を一方向に回転させると、第１，第２のナット体５，６は、（ｂ）に示すように、互いに離間する方向に移動して、第１のナット体５が予圧付与部材８を伸ばす方向に移動し、第２のナット体６が予圧付与部材９を縮める方向に移動する。また、（ａ）の中間位置状態から、リードスクリュー２を他方向に回転させると、第１，第２のナット体５，６は、（ｃ）に示すように、互いに近接する方向に移動し、第１のナット体５が予圧付与部材８を縮める方向に移動し、第２のナット体６が予圧付与部材９を伸ばす方向に移動する。
【００２０】
そして、（ｂ）の離間した状態から（ｃ）の近接した状態に第１，第２のナット体５，６を移動させる際には、（ｂ）において圧縮されている予圧付与部材９の反発力によって、リードスクリュー２を回転させようとするトルクが発生し、このトルクが（ｂ）において伸びている予圧付与部材８を圧縮するためのトルクになる。これにより、予圧付与部材８，９によって、常時第１，第２のナット体５，６に予圧を付与した状態を保ちながら、これによるアクチュエータ４の負荷を最小限に抑えることができ、実質的にアクチュエータ４に対するアシスト関係が成立する。
【００２１】
また、（ｃ）の近接した状態から（ｂ）の離間した状態に第１，第２のナット体５，６を移動させる際にも、（ｃ）において圧縮されている予圧付与部材８の反発力によって、リードスクリュー２を回転させようとするトルクが発生し、このトルクが（ｃ）において伸びている予圧付与部材９を圧縮するためのトルクとなるので、同様に、アクチュエータ４に対するアシスト関係が成立する。
【００２２】
このような移動機構１は、予圧付与部材８，９によって常時第１，第２のナット体５，６に予圧が付与されているので、第１，第２のナット体５，６は、バックラッシュを抑制して精度の高い移動或いは位置決めを行うことができる。この際、予圧付与部材８，９の予圧は、前述したように、第１，第２のナット体５，６の移動によって相殺されることになるので、予圧付与部材８，９として必要以上に荷重の少ないバネを用いる必要が無い。このため、所望の予圧を付与することで確実にバックラッシュを除去することができる。
【００２３】
このように、移動機構１は、予圧付与部材８，９によって実質的にアクチュエータ４の駆動トルクをアシストすることができるので、アクチュエータ４の駆動力を低減することで、アクチュエータ４の小型化が可能になる。また、予圧付与部材８，９によって第１，第２のナット体５，６に所望の予圧を常時付与することができるので、左右ネジ部分のバックラッシュを抑制して精度の高い移動や位置決めが可能になる。
【００２４】
また、第１，第２のナット体５，６をナット部５Ａ，６Ａとナット保持部５Ｂ，６Ｂに分離可能にした場合には、ナット部５Ａ，６Ａとナット保持部５Ｂ，６Ｂとの間に結合部を設けて、ナット部５Ａ，６Ａを任意の回転位置で結合可能にすることで、ナット部５Ａ，６Ａを任意の位置に調整してからナット保持部５Ｂ，６Ｂに結合することができる。これによって、第１，第２のナット体５，６の初期位置調整をネジピッチ以下の精度で任意の位置に調整することができる。
【００２５】
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００２６】
１：移動機構，２：リードスクリュー，２Ａ：右ネジ部分，２Ｂ：左ネジ部分，
３：フレーム，３Ａ：ピボットベアリング，
４：アクチュエータ，４Ａ：モータ，４Ｂ：減速機，
５：第１のナット体，６：第２のナット体，
５Ａ，６Ａ：ナット部，５Ｂ，６Ｂ：ナット保持部，
７：ガイド部，８，９：予圧付与部材
【図１】
2018137958.tif 000003
【図２】
2018137958.tif 000004