(57)【要約】【課題】可動部の傾き、がたつきを抑えた、コンパクトで部品点数の少ない直線駆動装置を提供すること。【解決手段】直線駆動装置１０は、基台１２及び可動部２０が、可動部２０の運動方向の左右側面に外向きに開くＵ字状の溝１４、２４を有し、ガイド軸４０が可動部２０を挟持するようにＵ字状の溝２４に嵌合されて、基台１２に取付けられる構成であるため、ガイド部であるＵ字状の溝２４の軸方向の長さを長くすることができ、可動部２０の傾き、がたつきを抑えることができる。駆動機構３０が一対のガイド軸４０、４０の間に設けられているため、従来よりコンパクトである。簡単な構造で部品点数が少ないため、組立も容易である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、駆動機構と連結され直線運動する可動部と、該可動部を案内する一対のガイド軸を具え、
前記基台及び可動部が、該可動部の運動方向の左右側面に外向きに開くＵ字状の溝を有し、
前記ガイド軸が前記可動部を狭持するように前記Ｕ字状の溝に嵌合されて、前記基台に取付けられ、
前記駆動機構が前記一対のガイド軸の間に設けられていることを特徴とする、
直線駆動装置。
【請求項２】
前記可動部が複数設けられている、請求項１の直線駆動装置。
【請求項３】
前記複数の可動部に対応する別個の駆動機構が設けられている、請求項２の直線駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ねじ機構やベルト機構等の駆動機構を有する直線駆動装置に関し、直線運動する可動部をガイド軸によって案内する直線駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
直線駆動装置には、直線運動する可動部が傾かず、がたつくことなくスムーズに動くことが求められている。多くの直線駆動装置は可動部の動きをスムーズに案内するためのガイド部を有し、その一例として、特許文献１、２に示すものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２２６５７２号公報
【特許文献２】実開昭６０−３３１６号公報
【０００４】
特許文献１には、可動部の下部にガイド軸を有する直線駆動装置が開示されており、可動部の有する筒状のガイド部をガイド軸に嵌め込み、ガイド部がガイド軸に当接する面積を大きくすることにより、ガイド部の進行方向の長さを長くしなくても、可動部を良好に支持でき、可動部の沈み込みや浮上がりを防止できるとされている。また、筒状のガイド部の外周部の軸心と偏心した軸心を有する内周部を形成すれば、ガイド軸の撓み等によって、可動部がスムーズに移動しなくなった場合でも、ガイド部を外周部の軸心を中心として回動させれば、ガイド部の内周部が偏心回動し、ガイド部とガイド軸との間の隙間が調整されて可動部の良好な移動を確保できるとされている。
特許文献２には、基台の上部に基準ガイド軸及び基準ガイド軸と平行な少なくとも１本のガイド軸が設けられ、そのガイド軸に下向きＣ形のガイド部が嵌め合わされ、そのガイド部を収納する収納体を介して、上部に可動部が設けられている直線駆動装置が開示されている。ここで、ガイド軸のガイド部と収納体の間に変位吸収部材を介在させることにより、ガイド軸の取付精度が緩和できて、機械加工コストや組立、調整工数が低減できるとされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の直線駆動装置では、可動部の筒状のガイド部にガイド軸が嵌め込まれる構成であるため、組立工数がかかるだけでなく、ガイド部とガイド軸との取付位置がずれていると、ガイド部とガイド軸との間にこじれが発生し、摺動抵抗が高くなり、可動部がスムーズに動かなくなるという問題が発生する可能性が高い。また、筒状のガイド部の外周部の軸心と偏心した軸心を有する内周部を形成することで、前記問題が改善できるとされているが、部品点数が増えることになり、組立工数が増えるだけでなく、製造コストもかかるという問題がある。
特許文献２の直線駆動装置では、ガイド軸のガイド部がＣ形形状であるため、筒状のガイド部に対し接触面積が減り、摺動抵抗が低くなる。しかし、下向きのＣ形形状であるため、ガイド軸の平行が保たれていない場合、可動部の進行方向が傾いたり、がたが発生するといった問題がある。また、ガイド部に変位吸収体を設けることで、部品点数が増えることになり、特許文献１の直線駆動装置と同様に、組立工数が増え、製造コストがかかるという問題がある。
そして、特許文献１、２の直線駆動装置はともに、可動部の下部にガイド軸を有する構成であるため、装置全体のサイズが大きくなり易く、コンパクト性に欠ける。また、一般に、ガイド軸のガイド部の軸方向の長さが長ければ長いほど、可動部の傾きやがたつきを抑えることができるが、特許文献１、２の直線駆動装置のガイド部の軸方向の長さはともに短いため、可動部の傾きやがたつきが発生し易いという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、前述した従来技術の問題点に鑑み、部品点数が少なく、組立が容易で、可動部の傾き、がたつきを抑えた、コンパクトな直線駆動装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、
基台と、駆動機構と連結され直線運動する可動部と、可動部を案内する一対のガイド軸を具え、
前記基台及び可動部が、可動部の運動方向の左右側面に外向きに開くＵ字状の溝を有し、
前記ガイド軸が前記可動部を狭持するようにＵ字状の溝に嵌合されて、前記基台に取付けられ、
前記駆動機構が前記一対のガイド軸の間に設けられていることを特徴とする直線駆動装置によって前記課題を解決した。
【０００８】
また、請求項２のように、可動部が複数設けられている構成としてもよく、請求項３のように、請求項２において、複数の可動部に対応する別個の駆動機構が設けられている構成としてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、基台及び可動部が、可動部の運動方向の左右側面に外向きに開くＵ字状の溝を有し、ガイド軸が可動部を狭持するようにＵ字状の溝に嵌合されて、基台に取付けられ、駆動機構が一対のガイド軸の間に設けられる構成であるため、可動部の下部にガイド軸が設けられる従来の構成に比べて、直線駆動装置をコンパクトにすることができる。また、表１に示すように、本発明のようなＵ字状のガイド部形状にすることによって、円形状や、下向きＣ形状のガイド部形状よりも、ガイド軸との接触面積を減らすことができ、摺動抵抗を少なくすることができる。また、両ガイド軸の平行の精度が僅かにずれていたとしても、円形状や、下向きＣ形状のガイド部形状のようなガイド軸を掴持する構成と異なり、Ｕ字状の溝の範囲内でそのずれを許容できるため、ガイド軸のずれによる可動部への影響を少なくすることができる。さらに、Ｕ字状の溝が可動部の側面の全長に渡って設けられているため、ガイド部の軸方向の長さが長くなり、ガイド軸とガイド部との接する長さが長くなるため、可動部の傾きやがたつきを抑えることができる。また、対のガイド軸が、基台及び可動部に設けられたＵ字状の溝に嵌合するように取付けられるというシンプルな構成であるため、部品点数が少なくて済み、組立が容易に行える。
【００１０】
【表１】
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【００１１】
次に、請求項２のように、可動部を複数設けることにより、例えば、複数の生産ラインに対応できる直線駆動装置となる。また、例えば、可動部が２つの場合において、駆動機構がねじ機構の場合、片方の可動部に設けられるねじを逆ねじにする、例えば、ねじ軸の雄ねじ部及び一方の可動部に設けられる雌ねじ部を右ねじにし他方を左ねじにする、また、ベルト機構の場合、ベルトと可動部との連結面を両可動部の相対する面にする、という構成にすれば、請求項１の発明と同じ利点を有するそれぞれの可動部が接近、離反するクランプ装置を構成することができる。さらに、請求項３によれば、請求項２において、複数の可動部に対応する別個の駆動機構が設けられているため、それぞれの可動部の移動可能範囲において、それぞれの可動部を任意の位置に移動させることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）は本発明の第一実施形態の平面図、（ｂ）は側面図。
【図２】本発明の第一実施形態の要部斜視図。
【図３】（ａ）は本発明の第一実施形態の正面図、（ｂ）は図１の３−３線断面図。
【図４】（ａ）は本発明の第二実施形態の平面図、（ｂ）は側面図。
【図５】（ａ）は図４の５−５線断面図、（ｂ）は５´−５´線断面図。
【図６】本発明の第三実施形態の平面図。
【図７】（ａ）は図６の７−７線断面図、（ｂ）は７´−７´線断面図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施例を図１〜７を参照して説明する。但し、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。駆動部には、例えば、エアシリンダ、ワイヤ、ラック＆ピニオン、チェーン等が適用でき、また、可動部は３個以上あってもよい。
【００１４】
図１に示すように、直線駆動装置１０は、基台１２と、ねじ機構からなる駆動機構３０と、可動部２０及びガイド軸４０を有する。図示しないモータからの動力がねじシャフト３１に伝わり、ボールねじや台形ねじ等のねじ機構によりモータの回転力が直線運動に変換され、可動部２０が直線運動を行う。図２は、本発明の第一実施形態の要部斜視図であり、便宜上、ガイド軸４０を固定するナット１６は省略されている。この図２に示すように、基台１２と可動部２０は外向きに開くＵ字状の溝１４、２４（以下、単に「溝」ということがある。）を有する。ガイド軸４０は、これらのＵ字状の溝１４、２４に嵌合され、図１に示すようにガイド軸４０の両端部からナット１６、１６によって基台１２を挟持するように取付けられている。また、一対のガイド軸４０、４０が可動部２０を挟持しており、可動部２０の直線運動はガイド軸４０によって案内される。図３に示すように、基台１２の溝１４の深さが、可動部２０の溝２４の深さよりも深い方が、ナット１６の取付許容幅が大きくなるため、ガイド軸４０の位置決めが容易になる。さらに本発明によれば、基台１２の溝１４とガイド軸４０との取付ピッチのずれや、ガイド軸４０に撓みが生じた場合等で、可動部２０の運動によってガイド軸４０に溝１４の開口部方向への力が発生した場合のガイド軸の僅かなずれ、また、ガイド軸４０の真直度の誤差、ガイド軸４０、４０の平行度のずれを許容することができる。
【００１５】
図４は、本発明の第二実施形態の平面図と側面図である。駆動機構３０はベルト機構からなり、２つの可動部２０、２０ａを有している。図示しないモータからの動力がプーリ３４に伝わり、ベルト３３によってモータの回転力が直線運動に変換される。なお、他方の基台１２には従動プーリ３５が設けられている。ここで、可動部２０、２０ａとベルト３３とは、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、可動部２０、２０ａで相対する面に留め具２８及びビス２８ａによって連結されている。このため、可動部２０、２０ａはモータの正転、逆転に応じて、接近、離反を繰返すことになる。なお、ねじ機構においては、片方の可動部の雌ねじ部２２（図３を参照。）を逆ねじにすることによって同じ機能を得ることができる。
【００１６】
図６は、本発明の第三実施形態の平面図である。駆動機構３０、３０ａはねじ機構からなり、２つの可動部２０、２０ａとそれぞれ連結されている。図７に示すように、駆動機構３０のねじシャフト３１は、可動部２０の雌ねじ部２２と螺合し、可動部２０ａの孔２６ａを貫通している。また、駆動機構３０ａのねじシャフト３１ａは、可動部２０ａの雌ねじ部２２ａと螺合し、可動部２０の孔２６を貫通している。このため、可動部２０、２０ａの移動可能範囲において、それぞれの駆動機構３０、３０ａを操作して、各可動部２０、２０ａを任意の位置に移動させることができる。
【００１７】
以上説明したように、直線駆動装置の基台及び可動部が、可動部の運動方向の左右側面に外向きに開くＵ字状の溝を有し、ガイド軸が可動部を狭持するようにＵ字状の溝に嵌合されて、基台に取付けられることで、円形状やＣ形のガイド部に比べて摺動抵抗を低減させることができ、また、円形状やＣ形のガイド部のようにガイド軸を掴持する構成と異なり、Ｕ字状の溝の範囲内でガイド軸のずれを許容できるため、可動部へのガイド軸のずれによる影響を少なくすることができる。さらに、Ｕ字状の溝が可動部の運動方向の左右側面の全長に渡って設けられるため、ガイド部の軸方向の長さが長くなり、ガイド軸とガイド部との接する長さが長くなるため、可動部の傾きやがたつきを抑えることができる。そして、ガイド軸を可動部の運動方向の左右側面に設け、駆動機構を一対のガイド軸の間に設ける構成のため、従来よりコンパクトである。
また、可動部を複数設けることで、例えば、複数の生産ラインに設置される場合に対応できるだけでなく、それぞれの可動部が接近、離反するクランプ装置とすることができる。さらに、複数の可動部に対応する別個の駆動機構を設ければ、それぞれの可動部の移動可能範囲において、それぞれの駆動機構３０、３０ａを操作して、各可動部を任意の位置に移動させることができる直線駆動装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００１８】
１０    直線駆動装置
１２    基台
１４    Ｕ字状の溝
２０    可動部
２４    Ｕ字状の溝
３０    駆動機構
４０    ガイド軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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