(57)【要約】【課題】支持装置を同時に連動かつ変位させ、構造が複雑であり、メンテナンスコストが高い従来のボールねじの欠点を改善し、支持装置を有するボールねじを提供する。【解決手段】  ナットは、ナット座４０に固設されており、螺子軸２０に嵌設されている。支持ユニット５０は、二つの支持装置５１を有し、二つの支持装置５１がそれぞれ軸受５１１を有し、軸受５１１が軸受座５１２に固定されており螺子軸２０に摺動可能に嵌設されており、二つの支持装置５１がナット座４０の両側に対称となるよう設けられている。速度制御ユニット６０は、二つの回転輪アセンブリ６１、一つの駆動連結部材６２、および、複数の従動連結部材６３を有する。二つの回転輪アセンブリ６２は、回転可能に基座６１１に同軸に設けられている一つの駆動輪６１２および一つの従動輪６１３を有し、螺子軸２０の両端に設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺子軸と、ナットと、少なくとも一つの支持ユニットと、速度制御ユニットとを備え、
前記ナットは、ナット座に固設されており、前記螺子軸に嵌設されており、
前記支持ユニットは、二つの支持装置を有し、二つの前記支持装置がそれぞれ軸受を有し、前記軸受が軸受座に固定されており前記螺子軸に摺動可能に嵌設されており、二つの前記支持装置が前記ナット座の両側に対称となるよう設けられており、
前記速度制御ユニットは、二つの回転輪アセンブリ、一つの駆動連結部材、および、複数の従動連結部材を有し、
二つの前記回転輪アセンブリは、回転可能に基座に同軸に設けられている一つの駆動輪および一つの従動輪を有し、前記螺子軸の両端に設けられており、
前記駆動輪は、前記従動輪の直径より大きく形成される直径を有し、
前記駆動連結部材は、二つの前記回転輪アセンブリの前記駆動輪に巻回されており、両端が前記ナット座に固定されており、
前記従動連結部材は、一端が前記従動輪に連結且つ巻回されており、他端が前記軸受座に連結されていることを特徴とするボールねじ。
【請求項２】
前記支持ユニットおよび前記従動輪の数は一であり、
前記駆動輪と前記従動輪の直径比が２：１であることを特徴とする請求項１に記載のボールねじ。
【請求項３】
前記支持ユニットおよび前記従動輪の数は二であり、
前記駆動輪と二つの前記従動輪の直径比は、逓減比であり、３：２：１であることを特徴とする請求項１に記載のボールねじ。
【請求項４】
前記ナットは前記ナット座の一方の側に固定されており、
前記ナット座は、他方の側が補助変位ユニットのスライドブロックに固定されており、
前記スライドブロックは移動可能にスライドレールに覆設されていることを特徴とする請求項１に記載のボールねじ。
【請求項５】
前記軸受は、前記軸受座の一方の側に固定されており、
前記軸受座は、他方の側が補助変位ユニットのスライドブロックに固定されており、
前記スライドブロックは移動可能にスライドレールに覆設されていることを特徴とする請求項１に記載のボールねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニア伝動装置に関し、詳しくは支持装置を有するボールねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、精度が高く求められている伝動機構はボールねじを伝動装置として使用する。伝動行程の増加により、ボールねじの螺子軸の長さも増加する。螺子軸の長さの増加により細長比が増加する時、螺子軸が重力によって鉛直方向に垂れる問題が生じる。これは、伝動の精度に影響を及ぼすだけではなく、螺子軸の使用寿命を短縮させる。
【０００３】
図１に示すボールねじ１０は、螺子軸１１およびナット１２を備える。ナット１２はナット支持座１３に固定されており螺子軸１１に嵌設されている。
【０００４】
ナット支持座１３の両側には支持装置１４がそれぞれ設けられている。支持装置１４は軸受１４１を有する。軸受１４１は軸受座１４２に固定されており螺子軸１１に嵌設されている。ナット支持座１３および各支持装置１４は第一滑車アセンブリ１５および第二滑車アセンブリ１６と連動し変位する。よって、ナット支持座１３が変位する時、軸受座１４２が連動して変位し、軸受座１４２がナット支持座１３の両側の所定距離に位置するよう維持し、支持作用を提供する。第一滑車アセンブリ１５および第二滑車アセンブリ１６の配置により、ナット支持座１３および軸受座１４２の変位を安定させ、螺子軸が支持する目的を達成する。しかし、その全体の配置および構造が複雑であり、メンテナンスコストが高い欠点を有する。
【０００５】
本発明の発明者は、研究に専念し考えを練り、研究および試作を重ねた結果、支持装置を有するボールねじの発明に至った。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１４４７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、支持装置を同時に連動かつ変位させ、構造が複雑であり、メンテナンスコストが高い従来のボールねじの欠点を改善し、支持装置を有するボールねじを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
目的を達成するために、本発明のボールねじは、螺子軸と、ナットと、少なくとも一つの支持ユニットと、速度制御ユニットとを備える。
【０００９】
ナットは、ナット座に固設されており、螺子軸に嵌設されている。
【００１０】
支持ユニットは、二つの支持装置を有し、二つの支持装置がそれぞれ軸受を有し、軸受が軸受座に固定されており螺子軸に摺動可能に嵌設されており、二つの支持装置がナット座の両側に対称となるよう設けられている。
【００１１】
速度制御ユニットは、二つの回転輪アセンブリ、一つの駆動連結部材、および、複数の従動連結部材を有する。
二つの回転輪アセンブリは、回転可能に基座に同軸に設けられている一つの駆動輪および一つの従動輪を有し、螺子軸の両端に設けられている。
駆動輪は、従動輪の直径より大きく形成される直径を有する
駆動連結部材は、二つの回転輪アセンブリの駆動輪に巻回されており、両端がナット座に固定されている。
従動連結部材は、一端が従動輪に連結且つ巻回されており、他端が軸受座に連結されている。
【００１２】
本発明は、螺子軸の両端の近傍にそれぞれ回転輪アセンブリが設置されており、回転輪アセンブリは直径が異なる駆動輪および従動輪を有し、ナット座は駆動連結部材を経由して駆動輪と連結し駆動輪を連動させ回転させ、従動輪は従動連結部材を経由して軸受座と連結し駆動輪と同時に回転するとともに軸受座を連動させ変位させる。本発明は全体の構造が非常に簡単でありメンテナンスコストを低減することができる。また、駆動輪と従動輪の直径比により、ナット座および軸受座が所定の比率の速度で変位する。よって、軸受座がナット座の両側で安定的な支持作用を発揮できるようにする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来のボールねじの模式図である。
【図２】本発明の第一実施形態によるボールねじの斜視図であり、一つの支持ユニットが設置されている実施形態を示す。
【図３】本発明の第一実施形態によるボールねじの一部の構造を拡大して示す模式図である。
【図４】本発明の第一実施形態によるボールねじの速度制御ユニットの一部を拡大して示す模式図である。
【図５】本発明の第二実施形態によるボールねじの斜視図であり、二つの支持ユニットが設置されている実施形態を示す。
【図６】本発明の第二実施形態によるボールねじの一部の構造を拡大して示す模式図である。
【図７】本発明の第二実施形態によるボールねじの速度制御ユニットの一部を拡大して示す模式図である。
【図８】本発明の他の実施形態によるボールねじの模式図であり、ナット座の駆動輪と従動輪の直径比が３：１である実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の目的、特徴、および効果を、図面に基づいて詳細に説明する。本発明のボールねじの好ましい実施形態によるボールねじを図２〜７に示す。
【００１５】
ボールねじは、螺子軸２０と、ナット３０と、少なくとも一つの支持ユニット５０と、速度制御ユニット６０と、補助変位ユニット７０とを備える。
【００１６】
ナット３０は、ナット座４０に固設されており、螺子軸２０に嵌設されている。
【００１７】
支持ユニット５０は二つの支持装置５１を有する。二つの支持装置５１はそれぞれ軸受５１１を有する。軸受５１１は軸受座５１２の一方の側に固定されており螺子軸２０に摺動可能に嵌設されている。支持ユニット５０の二つの支持装置５１はナット座４０の両側に対称となるよう設けられている。支持ユニット５０の二つの支持装置５１の軸受座５１２は連結棒５１３により連結されている。連結棒５１３の両端は二つの支持装置５１の軸受座５１２にそれぞれ固定されている。図２〜4に示す第一実施形態では、一つの支持ユニット５０が設置されている。支持ユニット５０の二つの支持装置５１はナット座４０の両側にそれぞれ設置されている。図５〜７に示す第二実施形態では、二つの支持ユニット５０が設置されている。二つの支持ユニット５０は間に間隔を有するよう設置されている。二つの支持ユニット５０の支持装置５１はナット座４０の両側に設置されており互いに対称である。
【００１８】
速度制御ユニット６０は、二つの回転輪アセンブリ６１、一つの駆動連結部材６２、および、複数の従動連結部材６３を有する。二つの回転輪アセンブリ６１は、回転可能に基座６１１に同軸に設けられている一つの駆動輪６１２、および、支持ユニット５０の数の対応する数の従動輪６１３を有する。駆動輪６１２は、従動輪６１３の直径より大きい直径を有する。駆動輪６１２と従動輪６１３との直径比は2:1または３：１である。二つの回転輪アセンブリ６１は、それぞれ螺子軸２０の両端に設けられている。駆動連結部材６２は、二つの回転輪アセンブリ６１の駆動輪６１２に巻回されており、両端がナット座４０に固定されている。従動連結部材６３は、一端が従動輪６１３に連結且つ巻回されており、他端が軸受座５１２に連結されている。駆動連結部材６２および従動連結部材６３はロープ、ベルト、またはチェーンである。
【００１９】
補助変位ユニット７０は、一つのスライドレール７１および複数のスライドブロック７２を有する。スライドブロック７２はスライド可能にスライドレール７１に覆設されている。ナット座４０の他方の側、および各軸受座５１２の他方の側はそれぞれ一つのスライドブロック７２に固定されている。
【００２０】
本発明のボールねじの構造および特徴は上述の通りである。各ナット座４０とナット３０が結合し、各支持装置５１と軸受５１１が結合することで、螺子軸２０を安定した状態で支持する。また、二つの回転輪アセンブリ６１、駆動連結部材６２、および従動連結部材６３により、支持装置５１を同時に連動させ、作動中においても支持の安定性を維持することができる。また、本発明の全体構造が簡単であり、メンテナンスのコストを低減することができる。
【００２１】
本発明が作動する時、動力原と結合することで、螺子軸２０が駆動される。螺子軸２０が回転する時、螺子軸２０に嵌設されているナット３０はそれと連動し螺子軸２０の上で線形変位する。ナット３０は、変位する時、ナット座４０を連動させ変位させる。ナット座４０は、ナット座４０に連結されている駆動連結部材６２を連動させる。駆動連結部材６２が連動すると、駆動連結部材６２に巻回されている各駆動輪６１２が回転する。各駆動輪６１２が回転するとき、軸受座５１２と同軸に設置されている従動輪６１３も同時に回転する。よって、従動輪６１３に連結されている従動連結部材６３が同時に作動する。駆動輪６１２と従動輪６１３の直径が異なるため、駆動輪６１２および従動輪６１３に連結されている駆動連結部材６２および従動連結部材６３は、異なる接線速度を有する。駆動輪６１２および従動輪６１３に駆動される駆動連結部材６２および従動連結部材６３は、ナット座４０および軸受座５１２を連動させ、異なる変位速度を出力し、ナット座４０と軸受座５１２が互いに所定の比例関係を有する速度で変位するようにする。異なるニーズの変位速度に応じて、駆動輪６１２と従動輪６１３の直径比を調整することができる。
【００２２】
図2〜４に示す第一実施形態の場合、駆動輪６１２と従動輪６１３の直径比は２：１である。駆動輪６１２と従動輪６１３は同軸に回転し駆動連結部材６２および従動連結部材６３を連動させる。駆動連結部材６２および従動連結部材６３は、ナット座４０および軸受座５１２を連動させ２：１の変位速度で変位させる。よって、支持ユニット５０の各支持装置５１は、異なる変位速度でナット座４０と同時に変位することができ、螺子軸２０が安定的な指示を受け湾曲しないようにすることができ、伝動および変位の精度を高めることができる。
【００２３】
説明すべきことは、ナット座４０および軸受座５１２から螺子軸２０の一端までの距離の比が変化した場合、駆動輪６１２と従動輪６１３の直径比を変えることで、ナット座４０の最大移動距離を確保することができる。例えば、図８に示す他の実施形態では、駆動輪６１２と従動輪６１３の直径比を３：１とする。ナット座４０および軸受座５１２は３：１の変位速度で変位する。これにより、ナット座４０が動作する時、速度差の関係で、ナット座４０と軸受座５１２が徐々に接近し、螺子軸２０の一端まで移動したとき、両者の間に所定の安全距離を維持するようにする。ナット座４０が動作可能な最大距離を確保する。
【００２４】
本発明では、螺子軸２０の長さが増加する時、支持ユニット５０の数を増やすことができる。同時に、支持ユニット５０の数に応じて回転輪アセンブリ６１の従動輪６１３の数を増やすことで、螺子軸の安定性を高める。駆動輪６１２と従動輪６１３の直径比は逓減比である。例えば、図５?７に示すように、支持ユニット５０の数が二まで増加すると、回転輪アセンブリ６１の従動輪６１３の数が二となる。駆動輪６１２と従動輪６１３の直径比は３：２：１である。二つの回転輪アセンブリ６１の各従動輪６１３は、従動連結部材６３により各支持ユニット５０の各軸受座５１２に連結されている。また、各支持ユニット５０の二つの支持装置５１は連結棒５１３により連結されている。これにより、上記実施形態と同様な効果を有する。同じように、ナット座４０の変位区間内での安定性を確保することができ、変位且つ伝動の精度を高めることができる。
【符号の説明】
【００２５】
２０  螺子軸
３０  ナット
４０  ナット座
５０  支持ユニット
５１  支持装置
５１１  軸受
５１２  軸受座
５１３  連結棒
６０  速度制御ユニット
６１  回転輪アセンブリ
６１１  基座
６１２  駆動輪
６１３  従動輪
６２  駆動連結部材
６３  従動連結部材
７０  補助変位ユニット
７１  スライドレール
７２  スライドブロック
【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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【図８】
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