JPH02176217A - 駆動装置付きボールスプライン軸受 - Google Patents

駆動装置付きボールスプライン軸受

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JPH02176217A
JPH02176217A JP63329006A JP32900688A JPH02176217A JP H02176217 A JPH02176217 A JP H02176217A JP 63329006 A JP63329006 A JP 63329006A JP 32900688 A JP32900688 A JP 32900688A JP H02176217 A JPH02176217 A JP H02176217A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、産業用ロボットの腕などに用いられるボール
スプライン軸受に関するもので、特に軸受の中に駆動装
置を形成した駆動装置付きボールスプライン軸受に関す
るものである。
［従来の技術１ 従来の駆動装置付きボールスプライン軸受は、例えば特
開昭６０−１６５０５７号に示されているようにボール
スプライン軸受のボールスプライン軸にボールねじ用の
溝を形成し、更に、ボールねじの外筒と駆動装置（モー
タ）を一体化させてボールスプライン軸を移動させるも
のであった。
この構成の欠点は直径方向の大きさを押＾るために、ボ
ールねじと駆動装置を長手方向に並べて取付けることに
なり、長手方向寸法が長くなってしまうという問題があ
った。また、当然ながら、部品の点数が多くなり、管理
工数や組立て工数が増加し、コストアップとなり、直動
精度も低下するという問題があった。
【発明が解決しようとする課題］ 本発明は、ボールスプライン軸の軸方向に、等間隔でボ
ールスプライン溝より浅い円周溝を形成し、これをステ
ップ溝にするリニアステップモータ（駆動装置）を形成
した駆動装置付きボールスプライン軸受を提供すること
により、従来のものに比べて小形で安価に製作でき、し
かも高い直動精度が得られるようにしようとするもので
ある。
〔課題を解決するための手段］ 本発明の駆動装置付きボールスプライン軸受は、上記課
題を解決するための手段として下記の構成を備えている
。
（１）軸方向のスプライン溝と円周方向の等間隔のステ
ップ溝とを形成したボールスプライン軸と、該ボールス
プライン軸とボールを介して嵌合し前記スプライン溝に
係合するボール軌道溝とこれに連結された無限循環路と
を有する外筒と、該外筒を回転自在に支持し一部に該外
筒を駆動回転するモータとその動力伝達機構を有する軸
受箱と、該軸受箱内で前記外筒の長手方向近傍に設けら
れ前記ステップ溝との組合せによって前記ボールスプラ
イン軸を進退させるリニアステップモータとを設けたこ
と。
（２）前記ボールスプライン軸における円周方向のステ
ップ溝が軸方向のスプライン溝よりも浅く形成されてい
ること。
（３）前記外筒において内周付近の軌道溝幅をボール径
よりも小さく形成して軌道溝からのボールの脱落を防止
したこと。
（４）前記リニアステップモータは軸方向に略Ｈ字状断
面を有する扇形片で各片にコイルを巻着したものをリン
グ状に組立てたコア２個とその中間にある円筒状の永久
磁石とからなること。
〔作　用１ 本発明によると、ボールスプライン軸は軸受箱における
モータと伝達機構により外筒が駆動回転せられる際に軌
道溝、ボール、さらにスプライン溝を介して回転するこ
とができる。またボールスプライン軸はリニアステップ
モータがリニアパルスモータの動作原理によって、例え
ば２相励磁の場合、励磁コイルの電流方向を異なるモー
ド１．２．３．４と切換通電して、各モード毎に属ピッ
チずつ移動し、４モードで１周期を完了するようにして
、このモードの繰返しによりボールスプライン軸の直線
移動ができる。
［実　施　例〕 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の第１の実施例を示す一部切断正面図で
ある。この例はボール条列が２列のボールスプライン軸
受を使用しているが、これが３条列以上になっても問題
はない０図中、ボールスプライン軸１には、軸方向に２
条列のボール用のスプライン溝１ａが形成されると共に
、多数の円周溝が軸方向に等間隔に形成されて、ステッ
プ溝ｔｂとなっている。このスプライン溝１ａに対応し
た内周面にボールの軌道溝が形成されると共に、この軌
道溝を含めた無限循環路が形成されている外筒２は、該
軌道溝内の多数のボールを介してスプライン軸ｌと嵌合
している。
外筒２の外周面には一対の玉軸受３とその間にタイミン
グプーリ４が固着され、更に玉軸受３は軸受箱５に嵌合
されて、外筒２が軸受箱５に対して回転自在となってい
る。外筒２のタイミングプーリ４と軸受箱５の外周面に
固着されたステッピングモータ６のタイミングプーリ６
ａとはタイミングベルト７によって連結され、ステッピ
ングモータ６の駆動によって、外筒２が回転し、外筒２
の回転によってボールスプライン軸ｌが回転する。
軸受箱５内において外筒２の長手方向近傍には、コイル
８ａ、永久磁石８ｂ、コア８Ｃで構成されたリニアステ
ップモータ８が取付けられており、ボールスプライン軸
ｌに形成されたステップ溝１ｂとの組合せによってボー
ルスプライン軸ｌを前進、後退するための駆動装置とな
っている。
第２図は第１図のリニアステップモータ８部分の拡大図
である。コア８Ｃは軸方向断面が略Ｈ字状に形成されて
おり、中央の凹溝部分には、コイル８ａが多数回巻付け
られている。コイル８ａに流れる電流の方向を変化させ
てコア８ｃｉ面にできる磁極を変化させ、この実施例で
は４個のモード変化により一つのステップ溝１ｂを移動
する。
第３図はボールスプライン軸１の横断面図である。ボー
ルスプライン軸ｌには第１の実施例の場合、ボール用の
２条列の軌道溝が形成されており、スプライン満１ａよ
りも浅いステップ溝１ｂが形成されている。
第４図はコア８Ｃの形状を示した斜視図で、コイルを巻
付ける前の状態を示す、軸方向断面は略Ｈ字状に形成さ
れており、軸方向の中央部分はコイルを巻き付けるため
の凹溝が周面に形成されている。半径方向の形状は扇状
となっている。
第５図は第４図に示すコア８Ｃを円周方向に複数個組立
てて、リング状としたものを示す斜視図で、この形状に
してから軸受箱に嵌合する。（当然コイルは巻かれてい
る。） ノニアステップモータ８の精度を左右する大きな一つの
要因は、軸に形成するステップの外周面と、多数のコア
で形成したリング内周面とのクリアランス（間隙）が挙
げられ、特に各種の形状が含まれている。
第６図、第７図は第１実施例に使用されたボールスプラ
イン軸ｌの斜視図である。外筒２にはボール用の軌道溝
と、それに連結された無限循環路（方向転換路とリター
ン路）が形成されている。外筒２の軌道溝内のボール９
は、外筒２の内周付近の軌道溝幅がボール径よりも小さ
く形成されているため、軌道溝から脱落しない、外筒２
の軸方向両端には外側板ｌＯと内側板１１の２枚で一組
の側板が取付けられ、これらには方向転換路が形成され
ている。更に一組の側板の外側にはシールが取付けられ
て潤滑材の漏洩防止や異物の混入防止を行っている。
第８図、第９図は内側板１１と外側板ｌＯを示す図であ
る。内側板１１は主として方向転換路の内側の壁面が形
成され、外側板ｌＯは方向転換路の外側の壁面が形成さ
れているので、２枚を重ね合わせるとボール９が通過す
る方向転換路が形成される。
本発明は、リニアステップモータ８が付いたボールスプ
ライン軸受に関するものであって、外筒２の外周面に取
付けられた玉軸受３やクイミングプーリ４、更にはプー
リ４に連結されたタイミングベルト７及びステッピング
モークロなどの構成については、ロボットの腕を想定し
た一つの例を示したに過ぎない、第１図の構成について
は各種の技術が実施可能であり、これらの構成に本発明
は制限されるものではない。
〔発明の効果１ （１）ボールスプライン軸受の外筒を回転自在に取付け
ることにより、−軸にて直線運動と回転トルクを伝達す
ることができる。
（２）直線運動用の駆動装置にボールねじを使用しない
ため、バックラッシュやロストモーションのない高い直
動精度と、高速なダイレクト駆動が可能である。
（３）小形化が可能で、しかも安価に製作することがで
きる。
（４）リニアステッピングモータとボールスプライン軸
受を同軸上に形成するため、ステップ溝とコアとのすき
まが均一となり、モーフの精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明実施例の１例を示す一部切断正面図、第
２図は第１図の一部拡大図、第３図は第２図の要部横断
面図、第４．５．６図は要部の斜視図、第７図は要部の
拡大図、第８．９（ａ）、（ｂ）図は要部の斜視図およ
び説明図である。 図中の符号はそれぞれ下記部材を示す。 １：ボールスプライン軸 ２：外筒 ３：玉軸受 ４：タイミングプーリ ５：軸受箱 ６、ステッピングモータ ７：タイミングベルト ８、リニアステップモータ ９：ボール １０：外側板 １１：内側板 特許出願人　　　　日本トムソン株式会社ノ ５軸受精 第 図 第 図 第 図 １０　スプライン溝 第 図 第 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、軸方向のスプライン溝と円周方向の等間隔のステッ
    プ溝とを形成したボールスプライン軸と、該ボールスプ
    ライン軸とボールを介して嵌合し前記スプライン溝に係
    合するボール軌道溝とこれに連結された無限循環路とを
    有する外筒と、該外筒を回転自在に支持し一部に該外筒
    を駆動回転するモータとその動力伝達機構を有する軸受
    箱と、該軸受箱内で前記外筒の長手方向近傍に設けられ
    前記ステップ溝との組合せによって前記ボールスプライ
    ン軸を進退させるリニアステップモータとを設けたこと
    を特徴とする駆動装置付きボールスプライン軸受。 ２、前記ボールスプライン軸における円周方向のステッ
    プ溝が軸方向のスプライン溝よりも浅く形成されている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の駆動装
    置付きボールスプライン軸受。 ３、前記外筒において内周付近の軌道溝幅をボール径よ
    りも小さく形成して軌道溝からのボールの脱落を防止し
    たことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の駆動
    装置付きボールスプライン軸受。 ４、前記リニアステップモータは軸方向に略Ｈ字状断面
    を有する扇形片で各片にコイルを巻着したものをリング
    状に組立てたコア２個とその中間にある円筒状の永久磁
    石とからなることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
    記載の駆動装置付きボールスプライン軸受。
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