JP3218129U - ボールスプライン長行程リニアモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】滑り台の線形移動の精度が高まり、構造の複雑さが緩和されるボールスプライン長行程リニアモジュールを提供する。【解決手段】ボールスプライン長行程リニアモジュールは、主にベースユニット２０にボールスプラインシャフト４１及びナット固定台３０が設置され、且つボールスプラインシャフト４１にはナット固定台３０を駆動させて線形移動させるボールナット５１が設置される。また、ボールスプラインシャフト４１とナット固定台３０との間にはスプラインナット５３が設置され、ボールねじ４３とナット固定台３０との間には螺旋溝ナット５５が設置され、且つスプラインナット５３と螺旋溝ナット５５との間はベルト７０を介して協動し、動力ユニット８０によりボールスプラインシャフト４１が駆動されて作動した後、最終的に滑り台６１が駆動されて線形移動を行う。【選択図】図２

Description

本考案は、長行程リニアモジュールに関し、より詳しくは、ボールスプライン長行程リニアモジュールに関する。

一般的な長行程リニアモジュールは自動倉庫やパネルの運送等のトレーラー輸送に運用され、カンチレバーや押し棒等に使用されている。
図１は従来の長行程リニアモジュールを示す斜視図である。前記長行程リニアモジュールは主に台座１１と、リニアスライド１２と、ボールねじ１３と、前滑り台１４と、後滑り台１５と、固定棒１６と、前滑り台１４に設置される前プーリー（図示省略）と、後滑り台１５に設置される後プーリー（図示省略）と、ベルト１７と、前滑り台１４と後滑り台１５との間に設置される中間滑り台１８と、蓋板（図示省略）とで構成される。
前記前滑り台１４と後滑り台１５との間に設置されるベルト１７及び前記中間滑り台１８がベルト１７に固設される設計により、前記前滑り台１４及び後滑り台１５が移動中に前記ベルト１７が回転移動を行い、前記ベルト１７により前記中間滑り台１８が引っ張られて再度移動する。これにより、前記中間滑り台１８の実際の移動距離が、ナット１０により前記前滑り台１４が駆動されて移動する距離に前記ベルト１７が回転することにより前記中間滑り台１８が引っ張られて移動する距離を足したものになる。よって、上述の構成によりボールねじ１３がベルト１７と組み合わせられて２倍の行程の滑り台の滑動距離を作り出し、長行程の機能を達成させる。

台湾Ｉ６１５５６５号明細書

しかしながら、前述した従来の技術では、前記支ボールねじ１３が前記滑り台の２倍の行程の滑動距離を作り出すにはベルト１７と組み合わせる必要があり、特に前記ベルト１７は前記前滑り台１４及び後滑り台１５の前プーリーと後プーリーとの間に周設され、且つ前記台座１１に固定される第一固定部、及び前記第一固定部の上方に位置されると共に中間滑り台１８に固設させるための第二固定部を有する必要がある。このため、前記ベルト１７の長さが長過ぎるほか、前記中間滑り台１８を直接引っ張って線形移動させるため、中間滑り台１８の定位精度が不足するという欠陥があった。

また、長行程リニアモジュールの運用において、ねじ二重上げ式昇降機の考案が記載されている（例えば、特許文献１参照。）。運用されるねじの組み合わせにより形成される昇降機は、伝動システムが複雑で、体積が大きく、ステアリング機構が必要であるという欠陥が存在する。

そこで、本考案者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本考案の提案に到った。

かかる従来の実情に鑑みて、本考案は、主に精度を高めるボールスプライン長行程リニアモジュールを提供することを目的とする。

本考案の他の目的は、主構造の複雑さを緩和し、体積及びコストを減らすボールスプライン長行程リニアモジュール提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するための本考案に係るボールスプライン長行程リニアモジュールの特徴は、ベースと、平行状を呈して前記ベースに固設される２つの第一スライドレールと、前記２つの第一スライドレールにそれぞれ滑動可能に設置される第一スライダーとを含むベースユニットと、各前記第一スライダーに固設されるナット固定台と、前記ベースに枢動可能に設置され、且つ前記２つの第一スライドレールの間に位置されると共に前記ナット固定台とは接触されないボールスプラインシャフトと、前記ボールスプラインシャフトにより駆動されて前記ボールスプラインシャフトに往復移動するように設置され、且つ前記ナット固定台に固設されるフランジ部を有するボールナットと、前記ナット固定台に枢動可能に設置され、且つ前記ボールスプラインシャフトの枢動に従って前記ボールスプラインシャフト上で往復移動及び回転を行い、且つ第一プーリー部を有するスプラインナットと、前記ナット固定台に設置され、且つ滑り台と、平行状を呈して前記滑り台に固設される２つの第二スライドレールと、前記２つの第二スライドレールにそれぞれ滑動可能に設置されると共に前記ナット固定台に固設される第二スライダーとを含む滑り台ユニットと、前記滑り台に枢動可能に設置され、且つ前記２つの第二スライドレールの間に位置されると共に前記ナット固定台には接触されないボールねじと、前記ナット固定台に枢設されると共に前記ボールねじを連動させて前記ボールねじに線形移動するように覆設され、且つ第二プーリー部を有する螺旋溝ナットと、前記第一プーリー部と第二プーリー部との間に覆設されるベルトと、前記ボールスプラインシャフトを駆動させて枢動させるための動力ユニットと、を備える。

これにより、動力ユニットによりボールスプラインシャフトが駆動されて枢動を行うと、ボールナットが連動されて線形移動を行い、前記ボールナットが線形移動を行うと同時に前記ナット固定台が連動されて線形移動を行い、前記ナット固定台が線形移動を行うと同時に前記ボールスプラインシャフトによりスプラインナット及びその上の第一プーリー部が連動されて回転を行う。
前記第一プーリー部がベルトにより前記第二プーリー部を伝動させて回転させることにより、前記ボールねじが連動されて有効行程移動を行う。また、滑り台及びボールねじは一体に装設される形態を呈し、滑り台の線性移動距離が前記ボールナットが前記ボールスプラインシャフト上で線形移動を行う距離の２倍となる。ボールねじの行程がボールスプラインシャフトの２倍となると、滑り台の移動距離は前記ボールナットが前記ボールスプラインシャフト上で線形移動を行う距離の３倍となる。

好ましくは、前記ベースは２つのスプラインシャフト取付部を有し、前記ボールスプラインシャフトの両端は前記２つのスプラインシャフト取付部に枢動可能に設置される。

好ましくは、前記ナット固定台は第一収容部、及び前記第一収容部とは反対方向の第二収容部を有し、前記ボールナット及び前記スプラインナットの一部分が前記第一収容部に位置され、前記螺旋溝ナットの一部分が前記第二収容部に位置される。

好ましくは、前記ナット固定台の第一収容部には第一ベアリングが固設され、前記スプラインナットは前記第一ベアリングに貫設される。前記ナット固定台の第二収容部には第二ベアリングが固設され、前記螺旋溝ナットは前記第二ベアリングに貫設される。前記滑り台は２つのねじ取付部を有し、前記ボールねじの両端は前記２つのねじ取付部に枢動可能に設置される。

好ましくは、前記動力ユニットは駆動モーターである。

ナット固定台にはボールスプラインシャフト、ボールナット、スプラインナット、ボールねじ、及び螺旋溝ナットが巧妙に組み合わせられる。前記ナット固定台の線形移動の精度が向上し、同時に構造の複雑さが緩和され、体積及びコストが減少する。

従来の長行程リニアモジュールを示す斜視図である。 本考案に係る長行程リニアモジュールを示す分解斜視図である。 本考案の滑り台が透明の組合わせ状態の斜視図である。 図３の４−４線に沿う断面図である。 図４の５−５線に沿う断面図である。 本考案の滑り台が最も左の状態に駆動される作動の概略図である。 本考案の滑り台が最も右の状態に駆動される作動の概略図である。

本考案における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、実用新案登録請求の範囲に記載された本考案の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本考案の必須要件であるとは限らない。

本考案のボールスプライン長行程リニアモジュールは、主にベースユニット２０と、ナット固定台３０と、ボールスプラインシャフト４１と、ボールナット５１と、スプラインナット５３と、滑り台ユニット６０と、ボールねじ４３と、螺旋溝ナット５５と、ベルト７０と、動力ユニット８０とで構成される（図２及び図５参照）。
各部材の詳細な説明は以下のとおりである。

前記ベースユニット２０はベース２１と、平行状を呈して前記ベース２１に固設される２つの第一スライドレール２２と、前記２つの第一スライドレール２２にそれぞれ滑動可能に設置される第一スライダー２３とを備える。本実施形態では、前記ベース２１の長さ方向には相互に対応する２つのスプラインシャフト取付部２１１が設置される。

前記ナット固定台３０は各前記第一スライダー２３に固設される。本実施形態では、前記ナット固定台３０は各前記第一スライダー２３に固設させるための底部３１と、前記底部３１とは反対方向の上部３２と、前記底部３１から前記上部３２に向けて設置される第一収容部３３と、前記第一収容部３３とは反対方向の第二収容部３４とを有し、前記第一収容部３３には２つの第一ベアリング９１が設置され、前記第二収容部３４には２つの第二ベアリング９２が設置される。

前記ボールスプラインシャフト４１は前記ベース２１の両側のスプラインシャフト取付部２１１に枢動可能に設置され、且つ前記２つの第一スライドレール２２の間に位置されると共に前記ナット固定台３０には接触されず、前記ボールスプラインシャフト４１の枢動時に前記ナット固定台３０に干渉する事態を回避させる。

前記ボールナット５１は前記ボールスプラインシャフト４１により駆動されて前記ボールスプラインシャフト４１に往復移動するように設置され、且つ前記ナット固定台３０に固設されるフランジ部５１１を有する。本実施形態では、前記ボールナット５１は一部分が前記第一収容部３３に位置されることにより、前記ボールナット５１及び前記ナット固定台３０が結合されてより堅固になる。

前記スプラインナット５３は前記ナット固定台３０に枢動可能に設置され、且つ前記ボールスプラインシャフト４１の枢動に従って往復移動及び回転を行い、且つ第一プーリー部５３１を有する。本実施形態では、前記スプラインナット５３は前記２つの第一ベアリング９１に貫設されて前記ナット固定台３０に枢動可能に設置され、これにより一部分が前記第一収容部３３内に位置され、前記第一プーリー部５３１が前記ナット固定台３０の外に露出される。

前記滑り台ユニット６０は前記ナット固定台３０に設置され、且つ滑り台６１と、平行状を呈して前記滑り台６１に固設される２つの第二スライドレール６２と、前記２つの第二スライドレール６２にそれぞれ滑動可能に設置されると共に前記ナット固定台３０の上部３２に固設される第二スライダー６３とを備える。本実施形態では、前記滑り台６１の長さ方向には相互に対応する２つのねじ取付部６１１が設置される。

前記ボールねじ４３は前記滑り台６１の両側のねじ取付部６１１に枢動可能に設置され、且つ前記２つの第二スライドレール６２の間に位置されると共に前記ナット固定台３０には接触されず、前記ボールねじ４３の枢動時に前記ナット固定台３０に干渉する事態を回避させる。

前記螺旋溝ナット５５は前記ナット固定台３０に枢設されると共に前記ボールねじ４３を駆動させて前記ボールねじ４３に線形移動するように覆設され、且つ第二プーリー部５５１を有する。本実施形態では、前記螺旋溝ナット５５が前記２つの第二ベアリング９２に貫設されて前記ナット固定台３０に枢動可能に設置されることにより、一部分が前記第二収容部３４内に位置され、前記第二プーリー部５５１が前記ナット固定台３０の外に露出されると共に前記第一プーリー部５３１の上方に位置される。

前記ベルト７０は前記第一プーリー部５３１と第二プーリー部５５１との間に覆設され、前記第一プーリー部５３１及び第二プーリー部５５１が同一方向に同期で回転を行う。すなわち、前記スプラインナット５３及び螺旋溝ナット５５が同一方向に同期で回転を行う。

前記動力ユニット８０は駆動モーターであり、動力が前記ボールスプラインシャフト４１に接続され、前記ボールスプラインシャフト４１が駆動されて第一方向或いは前記第一方向とは反対方向の第二方向に枢動される。

以上が本考案の実施形態に係る各主要部材の形態の説明である。本考案の作動方式及び効果については以下に説明する。

図４及び図６に示されるように、前記動力ユニット８０の作動により前記ボールスプラインシャフト４１が駆動されて第一方向に枢動するように制御されると、枢動中のボールスプラインシャフト４１により前記ボールナット５１が連動されて左側に向けて線形移動を行う。前記ボールナット５１が前記ナット固定台３０に固設されると共に前記ボールスプラインシャフト４１が前記ナット固定台３０には接触されないため、前記ボールナット５１が線形移動を行うと同時に前記ナット固定台３０が連動されて左側に向けて線形移動を行う。
前記ナット固定台３０が左側に向けて線形移動を行うと同時に、前記ボールスプラインシャフト４１によりスプラインナット５３及びその上の第一プーリー部５３１が連動されて第一方向に回転を行い、前記第一プーリー部５３１がベルト７０を介して伝動されると同時に前記第二プーリー部５５１が連動されて第一方向に回転を行う。これにより、前記ボールねじ４３が連動されて左側に向けて有効行程移動を行う。前記滑り台６１及びボールねじ４３が一体に装設される形態を呈するため、前記滑り台６１が左側に向けて移動を行う距離が前記ボールナット５１が前記ボールスプラインシャフト４１上で線形移動を行う距離の２倍となる。

図６によると、前記動力ユニット８０の作動により前記ボールスプラインシャフト４１が駆動されて第二方向に枢動するように制御されると、枢動中のボールスプラインシャフト４１により前記ボールナット５１が連動されて右側に向けて線形移動を行う。前記ボールナット５１が線形移動を行うと同時に前記ナット固定台３０が連動されて右側に向けて同期で線形移動を行う。
同様に、前記ナット固定台３０が右側に向けて線形移動を行うと同時に、前記ボールスプラインシャフト４１によりスプラインナット５３及びその上の第一プーリー部５３１が連動されて第二方向に回転を行い、前記第一プーリー部５３１がベルト７０を介して伝動されると同時に前記第二プーリー部５５１が連動されて第二方向に回転を行う。これにより、前記ボールねじ４３が連動されて右側に向けて有効行程移動を行い、その状態は図７に示される。同様に、前記滑り台６１及びボールねじ４３が一体に装設される形態を呈し、滑り台６１が右側に向けて移動を行う距離２Ｌが前記ボールナット５１が前記ボールスプラインシャフト４１上で線形移動を行う距離Ｌの２倍となる。

このように、本考案に係るボールスプライン長行程リニアモジュールは長行程線形移動機能を実行し、前記ボールねじ４３の行程がボールスプラインシャフト４１の２倍となると、滑り台６１の移動距離が前記ボールナット５１が前記ボールスプラインシャフト４１上で線形移動を行う距離の３倍となる。

本考案は少なくとも下述の効果を達成させる。
[１、精度向上]
前記滑り台６１の線形移動は主にボールスプラインシャフト４１にボールナット５１及びスプラインナット５３が組み合わせられ、前記ボールねじ４３に螺旋溝ナット５５が組み合わせられることにより完成する。
このため、前記滑り台６１の線形移動の精度が確実に向上し、更には前記滑り台６１の線形移動の速度も速まる。即ち、本考案の前記滑り台６１の線形移動はベルトにより直接的に達成されるのではなく、本実施形態に係る前記ベルト７０は主に隣接する２つのスプラインナット５３及び螺旋溝ナット５５が同じ方向に回転を行い、ベルト７０に必要な長さが短くなり、前記滑り台６１の線形移動がより精密になる。
[２、構造の複雑さが緩和され、体積及びコストが減少する]
本考案に係るボールスプライン長行程リニアモジュールは主にベースユニット２０に設置されるボールスプラインシャフト４１及びナット固定台３０で構成され、且つ前記ボールスプラインシャフト４１に前記ナット固定台３０を連動させて線形移動を行わせるボールナット５１が設置され、且つ前記ボールスプラインシャフト４１とナット固定台３０との間に前記スプラインナット５３が設置される。前記ボールねじ４３とナット固定台３０との間に螺旋溝ナット５５が設置され、前記スプラインナット５３と螺旋溝ナット５５とがベルト７０を介して協動することにより、前記動力ユニット８０により前記ボールスプラインシャフト４１が連動されて作動した後、最終的に前記滑り台６１が連動されて線形移動動作を実行させる。これにより、構造の複雑さが緩和され、体積及び必要なコストが効果的に減少する。また、単一の動力ユニット８０により前記滑り台６１が駆動されて線形移動を行うため、構造の複雑さが緩和され、体積及び必要なコストが確実に減少し、且つステアリング機構が不要になる。

なお、本考案は前述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。

１１ 台座
１２ リニアスライド
１３ ボールねじ
１４ 前滑り台
１５ 後滑り台
１６ 固定棒
１７ ベルト
１８ 中間滑り台
２０ ベースユニット
２１ ベース
２１１ スプラインシャフト取付部
２２ 第一スライドレール
２３ 第一スライダー
３０ ナット固定台
３１ 底部
３２ 上部
３３ 第一収容部
３４ 第二収容部
４１ ボールスプラインシャフト
４３ ボールねじ
５１ ボールナット
５１１ フランジ部
５３ スプラインナット
５３１ 第一プーリー部
５５ 螺旋溝ナット
５５１ 第二プーリー部
６０ 滑り台ユニット
６１ 滑り台
６１１ ねじ取付部
６２ 第二スライドレール
６３ 第二スライダー
７０ ベルト
８０ 動力ユニット
９１ 第一ベアリング
９２ 第二ベアリング

Claims (5)

1. ベースと、平行状を呈して前記ベースに固設される２つの第一スライドレールと、前記２つの第一スライドレールにそれぞれ滑動可能に設置される第一スライダーとを含むベースユニットと、
   各前記第一スライダーに固設されるナット固定台と、
   前記ベースに枢動可能に設置され、且つ前記２つの第一スライドレールの間に位置されると共に前記ナット固定台とは接触されないボールスプラインシャフトと、
   前記ボールスプラインシャフトにより駆動されて前記ボールスプラインシャフトに往復移動するように設置され、且つ前記ナット固定台に固設されるフランジ部を有するボールナットと、
   前記ナット固定台に枢動可能に設置され、且つ前記ボールスプラインシャフトの枢動に従って前記ボールスプラインシャフト上で往復移動及び回転を行い、且つ第一プーリー部を有するスプラインナットと、
   前記ナット固定台に設置され、且つ滑り台と、平行状を呈して前記滑り台に固設される２つの第二スライドレールと、前記２つの第二スライドレールにそれぞれ滑動可能に設置されると共に前記ナット固定台に固設される第二スライダーとを含む滑り台ユニットと、
   前記滑り台に枢動可能に設置され、且つ前記２つの第二スライドレールの間に位置されると共に前記ナット固定台には接触されないボールねじと、
   前記ナット固定台に枢設されると共に前記ボールねじを連動させて前記ボールねじに線形移動するように覆設され、且つ第二プーリー部を有する螺旋溝ナットと、
   前記第一プーリー部と第二プーリー部との間に覆設されるベルトと、
   前記ボールスプラインシャフトを駆動させて枢動させるための動力ユニットと、を備えることを特徴とする、
   ボールスプライン長行程リニアモジュール。
2. 前記ベースは２つのスプラインシャフト取付部を有し、前記ボールスプラインシャフトの両端は前記２つのスプラインシャフト取付部に枢動可能に設置され、前記滑り台は２つのねじ取付部を有し、前記ボールねじの両端は前記２つのねじ取付部に枢動可能に設置されることを特徴とする請求項１に記載のボールスプライン長行程リニアモジュール。
3. 前記ナット固定台は第一収容部、及び前記第一収容部とは反対方向の第二収容部を有し、前記ボールナット及び前記スプラインナットの一部分が前記第一収容部に位置され、前記螺旋溝ナットの一部分が前記第二収容部に位置されることを特徴とする請求項１に記載のボールスプライン長行程リニアモジュール。
4. 前記ナット固定台の第一収容部には第一ベアリングが固設され、前記スプラインナットは前記第一ベアリングに貫設され、前記ナット固定台の第二収容部には第二ベアリングが固設され、前記螺旋溝ナットは前記第二ベアリングに貫設されることを特徴とする請求項３に記載のボールスプライン長行程リニアモジュール。
5. 前記動力ユニットは駆動モーターであることを特徴とする請求項１に記載のボールスプライン長行程リニアモジュール。

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