(57)【要約】【課題】耐久性を向上させることができるとともに、停止時の振動を抑制することができる倍速直動装置を提供する。【解決手段】直動装置１０は、第１の送りねじ１１の回転に伴う第１のナット部材１４の移動方向と、タイミングベルト１７により第１の送りねじ１１と連動して回転する第２の送りねじ１８の回転に伴う第２のナット部材２０の移動方向と、が互いに逆方向になるように構成されており、第１のナット部材１４、及び第２のナット部材２０のいずれか一方が固定部材に固定され、他方に移動部材２１が取り付けられている。【選択図】図１
2008298255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体に回転可能に支持された第１の送りねじと、
前記第１の送りねじに沿って移動可能に該第１の送りねじに螺合した第１のナット部材と、
前記第１の送りねじに隣接して平行に配置され、前記支持体に回転可能に支持された第２の送りねじと、
前記第２の送りねじに沿って移動可能に該第２の送りねじに螺合した第２のナット部材と、
前記第１の送りねじ、又は前記第２の送りねじを回転させる駆動手段と、
前記第１の送りねじ、及び前記第２の送りねじの同一側の端部に設けられ、該第１の送りねじ、及び該第２の送りねじを連動して回転させる回転伝動手段と、
を備え、
前記第１の送りねじの回転に伴う前記第１のナット部材の移動方向と、該第１の送りねじと連動して回転する前記第２の送りねじの回転に伴う前記第２のナット部材の移動方向と、が互いに逆方向になるように構成されており、
前記第１のナット部材、及び前記第２のナット部材のいずれか一方が固定部材に固定され、他方に移動部材が取り付けられることを特徴とする直動装置。
【請求項２】
前記第１の送りねじ、及び前記第２の送りねじは、前記回転伝動手段により連動して互いに同一方向に回転し、いずれか一方が順ねじであり、他方が逆ねじであり、前記回転伝動手段は、前記各送りねじの前記端部に固定されたプーリ及び該プーリ間に掛け渡された伝動ベルトからなることを特徴とする請求項１に記載の直動装置。
【請求項３】
前記第１の送りねじ、及び前記第２の送りねじは、いずれも順ねじ、又は逆ねじであり、前記回転伝動手段により連動して互いに逆方向に回転することを特徴とする請求項１に記載の直動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、移動部材の移動速度の向上を図った直動装置が種々提案されている（例えば、特許文献１〜５参照）。
【０００３】
上記特許文献１〜５に開示された直動装置では、固定部材に対して相対移動可能な支持体の両端にプーリを配し、両プーリ間に掛け渡されたベルトの所定位置を固定部材に固定するとともに、固定部材に固定されたベルトの所定位置に相対する位置に移動部材を取り付けている。プーリの回転に伴うベルトの循環により、支持体に対して移動部材が移動し、さらに、固定部材に対して支持体が同方向に移動するようになっている。
【特許文献１】特開２００２−３４０１２７号公報
【特許文献２】特開２００３−１２７１４５号公報
【特許文献３】特開２０００−３５１１３８号公報
【特許文献４】特開平０９−１１９４３８号公報
【特許文献５】特開２０００−１６０９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１〜５に開示された直動装置では、いずれも移動部材をベルトに取り付けてベルトで直接駆動しており、移動部材の慣性等により駆動時、及び制動時にベルトに大きな負荷がかかりベルトが伸ばされるため、耐久性や、移動部材の振動といった問題がある。
【０００５】
本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、耐久性に優れ、移動部材の振動を抑制することができる直動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）支持体に回転可能に支持された第１の送りねじと、
前記第１の送りねじに沿って移動可能に該第１の送りねじに螺合した第１のナット部材と、前記第１の送りねじに隣接して平行に配置され、前記支持体に回転可能に支持された第２の送りねじと、前記第２の送りねじに沿って移動可能に該第２の送りねじに螺合した第２のナット部材と、前記第１の送りねじ、又は前記第２の送りねじを回転させる駆動手段と、前記第１の送りねじ、及び前記第２の送りねじの同一側の端部に設けられ、該第１の送りねじ、及び該第２の送りねじを連動して回転させる回転伝動手段と、を備え、前記第１の送りねじの回転に伴う前記第１のナット部材の移動方向と、該第１の送りねじと連動して回転する前記第２の送りねじの回転に伴う前記第２のナット部材の移動方向と、が互いに逆方向になるように構成されており、前記第１のナット部材、及び前記第２のナット部材のいずれか一方が固定部材に固定され、他方に移動部材が取り付けられることを特徴とする直動装置。
（２）前記第１の送りねじ、及び前記第２の送りねじは、前記回転伝動手段により連動して互いに同一方向に回転し、いずれか一方が順ねじであり、他方が逆ねじであり、前記回転伝動手段は、前記各送りねじの前記端部に固定されたプーリ及び該プーリ間に掛け渡された伝動ベルトからなることを特徴とする（１）に記載の直動装置。
（３）前記第１の送りねじ、及び前記第２の送りねじは、いずれも順ねじ、又は逆ねじであり、前記回転伝動手段により連動して互いに逆方向に回転することを特徴とする（１）に記載の直動装置。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の直動装置によれば、第１の送りねじの回転に伴う第１のナット部材の移動方向と、回転伝動手段により第１の送りねじと連動して回転する第２の送りねじの回転に伴う第２のナット部材の移動方向と、が互いに逆方向になるように構成されており、駆動手段により一方の送りねじが回転駆動されるのに伴い、支持体に対して移動部材が移動し、さらに、固定部材に対して支持体が同方向に移動する。それにより、移動部材の移動速度が向上する。
【０００８】
そして、本発明の直動装置によれば、移動部材をナット部材に取り付けて送りねじで駆動しており、直接移動部材の推力を受けるベルトを用いることがない。それにより、耐久性を向上させることができるとともに、移動部材の振動を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係る直動装置の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る倍速直動装置の一実施形態を説明するための断面図、図２は図１のII−II線断面図、図３は図１に示す倍速直動装置の変形例を説明するための断面図である。
【００１０】
本実施形態の直動装置１０は、図１および図２に示すように、支持体としてのフレーム２２、第１のボールねじ３０、および第２のボールねじ４０を備えている。
【００１１】
ボールねじ３０は、第１の送りねじ１１と、この第１の送りねじ１１に複数の転動体（不図示）を介して螺合された第１のナット部材１４とを有している。送りねじ１１の一端部（図１の左端部）は軸受部３１を介してフレーム２２に回転可能に支持され、送りねじ１１の他端部（図１の右端部）は軸受部３２を介してフレーム２２に回転可能に支持されている。なお、軸受部３１，３２のうち、３２のみを断面図で示している。
【００１２】
送りねじ１１の一端側の軸受部３１から突出する端部には、カップリング等の継手１２を介して駆動手段としてのモータ１３のモータ軸が連結されており、モータ１３はフレーム２２に取り付けられている。送りねじ１１の他端側の軸受部３２から突出する端部には、第１のプーリ１６（歯付きプーリ）が取り付けられている。
【００１３】
ナット部材１４は、ベースプレート１５を介して固定部材の設置面Ｇに固定されている。また、図２に示すように、ベースプレート１５の上面のナット部材１４の両側には、それぞれ第１の直動案内装置２３のスライダ２３ｂが取り付けられ、スライダ２３ｂは、フレーム２２に取り付けられた直動案内装置２３の案内レール２３ａに複数の転動体（不図示）を介して軸方向に相対移動可能に支持されている。
【００１４】
ボールねじ４０は、ボールねじ３０の上方位置にあって、送りねじ１１に隣接して平行に配置された第２の送りねじ１８と、この第２の送りねじ１８に複数の転動体（不図示）を介して螺合された第２のナット部材２０とを有している。
【００１５】
送りねじ１８の一端部（図１の左端部）は軸受部４１を介してフレーム２２に回転可能に支持され、送りねじ１８の他端部（図１の右端部）は軸受部４２を介してフレーム２２に回転可能に支持されている。なお、軸受部４１，４２のうち、４２のみを断面図で示している。送りねじ１８の他端側の軸受部４２から突出する端部には、第２のプーリ１９（歯付きプーリ）が取り付けられており、プーリ１９とプーリ１６との間には、タイミングベルト１７（歯付きベルト）が掛け渡されている。プーリ１６，１９及びタイミングベルト１７で回転伝動手段を構成する。
【００１６】
ナット部材２０には、移動部材としての直動テーブル２１が固定されている。また、図２に示すように、直動テーブル２１の下面のナット部材２０の両側には、それぞれ第２の直動案内装置２４のスライダ２４ｂが取り付けられ、スライダ２４ｂは、フレーム２２に取り付けられた直動案内装置２４の案内レール２４ａに複数の転動体（不図示）を介して軸方向に相対移動可能に支持されている。
【００１７】
図１（ａ）に示す状態を初期状態として、この初期状態において、ナット部材２０はモータ１３に近い軸受部４１側に配置され、ナット部材１４はモータ１３から離れた軸受部３２側に配置されている。
【００１８】
そして、モータ１３が動作すると、カップリング１２を介してボールねじ３０の送りねじ１１が駆動されて回転し、また、送りねじ１１の回転はプーリ１６、タイミングベルト１７、およびプーリ１９を介してボールねじ４０の送りねじ１８に伝達され、送りねじ１１、及び送りねじ１８が連動して回転する。
【００１９】
本実施形態において、タイミングベルト１７は、略０字状にプーリ１６、及びプーリ１９に掛け渡されており、送りねじ１１、及び送りねじ１８は、タイミングベルト１７により互いに同一方向に回転する。そして、送りねじ１１、及び送りねじ１８のいずれか一方が順ねじとされ、他方が逆ねじとされている。かかる構成により、送りねじ１１の回転に伴うナット部材１４の移動方向と、送りねじ１１と連動して回転する送りねじ１８の回転に伴うナット部材２０の移動方向と、が互いに逆方向となっている。
【００２０】
さらに、本実施形態では、プーリ１６、及びプーリ１９が同径とされ、また送りねじ１１、及び送りねじ１８は同ピッチとされており、送りねじ１１の回転に伴うナット部材１４の変位量と、送りねじ１１と連動して回転する送りねじ１８の回転に伴うナット部材２０の変位量と、が等しくなっている。
【００２１】
そして、ナット１４部材がベースプレート１５を介して設置面Ｇに固定されていることから、図１（ｂ）に示すように、フレーム２２がナット部材２０と同方向に移動する。これにより、ナット部材２０に取り付けられた直動テーブル２１は、ナット部材２０の送りねじ１８に対する軸方向の移動距離Ｌ１と、フレーム２２の軸方向の移動距離Ｌ１とを合わせた距離Ｌ２（＝Ｌ１＋Ｌ１）を移動することになり、設置面Ｇに対する直動テーブル２１の移動速度は、送りねじ１８のみによる場合の移動速度の倍速となる。
【００２２】
以上説明したように、本実施形態の直動装置１０によれば、第１の送りねじ１１の回転に伴う第１のナット部材１４の移動方向と、タイミングベルト１７により第１の送りねじ１１と連動して回転する第２の送りねじ１８の回転に伴う第２のナット部材２０の移動方向と、が互いに逆方向になるように構成されており、モータ１３により一方の送りねじ１１が回転駆動されるのに伴い、フレーム２２に対して直動テーブル２１が移動し、さらに、設置面Ｇに対してフレーム２２が同方向に移動する。それにより、直動テーブル２１の移動速度が向上する。
【００２３】
そして、本実施形態の直動装置１０によれば、直動テーブル２１をナット部材２０に取り付けて送りねじ１８で駆動しており、直接直動テーブル２１の移動のための推力を受けるベルトを必要としない。したがって、直接直動テーブル２１を駆動するベルトが受ける大きな負荷に起因する駆動時、制動時の直動テーブル２１の振動も発生しない。なお、本実施形態では、送りねじ１１，１８を連動して回転させるタイミングベルト１７を使用しているが、これは直動テーブル２１の移動のための推力（負荷）を直接受けるのではないため、直接直動テーブル２１を駆動するベルトと比べると、駆動時、及び制動時に作用する負荷を十分小さく軽減することができる。それにより、耐久性を向上させることができるとともに、直動テーブル２１の振動を抑制することができる。さらに、タイミングベルト１７は、並設された送りねじ１１，１８にプーリ１６，１９を介して掛け渡されるもので、長さも短くてすむため、ベルトの伸縮量も十分小さい。
【００２４】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００２５】
例えば、上述した実施形態では、ベースプレート１５の上面のナット部材１４の両側にそれぞれ直動案内装置２３を配置し、直動テーブル２１の下面のナット部材２０の両側にそれぞれ直動案内装置２４を配置した場合を例示したが、これに代えて、図３に示すように、ベースプレート１５の上面のナット部材１４の一側に２台の直動案内装置２３を配置し、直動テーブル２１の下面のナット部材２０の一側に２台の直動案内装置２４を配置してもよい。
【００２６】
また、回転伝動手段として、歯付きプーリとタイミングベルトとの組み合わせを用いたが、これに限られず、例えばタイミングベルトに代え、Ｖベルト、平ベルト、スチールベルト等、他の伝動ベルトを用い、プーリはそれぞれに対応するものとしてもよい。
また、第１の送りねじ１１の回転に伴う第１のナット部材１４の移動方向と、第１の送りねじ１１と連動して回転する第２の送りねじ１８の回転に伴う第２のナット部材２０の移動方向と、が互いに逆方向になるように構成するにあたって、上述した実施形態では、伝動ベルトとしてのタイミングベルト１７を略０字状にプーリ１６、及びプーリ１９に掛け渡して、送りねじ１１、及び送りねじ１８を互いに同一方向に回転させ、そして、送りねじ１１、及び送りねじ１８のいずれか一方を順ねじとし、他方を逆ねじとしているが、伝動ベルトとして略８字状に掛け渡すことができるものを用いる場合は、これに代えて、送りねじ１１、及び送りねじ１８を、いずれも順ねじ、又は逆ねじとして、そして、タイミングベルト１７を略８字状にプーリ１６、及びプーリ１９に掛け渡して、送りねじ１１、及び送りねじ１８を互いに逆方向に回転させるようにしてもよい。
さらに、回転伝動手段として、伝動ベルトとプーリとの組み合わせに代え、歯車や摩擦車等を用いてもよく、例えば一対の歯車とした場合は、送りねじ１１，１８のねじのねじれ方向を同じにすればよい。
【００２７】
また、直動テーブル２１の移動速度は倍速に限られず、プーリ１６，１９の径や、送りねじ１１，１８のピッチを適宜設定することにより調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は本発明に係る倍速直動装置の一実施形態を説明するための断面図であり、（ａ）は倍速駆動前の状態（初期状態）を示す図、（ｂ）は倍速駆動後の状態を示す図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１に示す倍速直動装置の変形例を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  直動装置
１１  第１の送りねじ
１３  モータ（駆動手段）
１４  第１のナット部材
１７  タイミングベルト（伝動ベルト）
１８  第２の送りねじ
２０  第２のナット部材
２１  直動テーブル（移動部材）
２２  フレーム（支持体）
Ｇ    固定部材の設置面
【図１】
2008298255.tif 000003
【図２】
2008298255.tif 000004
【図３】
2008298255.tif 000005