JPS6192318A - リニヤ形駆動装置 - Google Patents

リニヤ形駆動装置

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JPS6192318A
JPS6192318A JP60223887A JP22388785A JPS6192318A JP S6192318 A JPS6192318 A JP S6192318A JP 60223887 A JP60223887 A JP 60223887A JP 22388785 A JP22388785 A JP 22388785A JP S6192318 A JPS6192318 A JP S6192318A
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slider
linear drive
drive device
recess
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ウオルフ‐デイーテル・ゲーデツケ
ラインハルト・シユウエンツエル
ラルフ・フーベル
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Gas G fur Antoriipusu & Shiyut
Gas G fur Antoriipusu & Shiyutoierungusutehinitsuku Mbh & Co
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Gas G fur Antoriipusu & Shiyut
Gas G fur Antoriipusu & Shiyutoierungusutehinitsuku Mbh & Co
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    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/005—Guide rails or tracks for a linear bearing, i.e. adapted for movement of a carriage or bearing body there along
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/084—Characterised by the construction of the motor unit the motor being of the rodless piston type, e.g. with cable, belt or chain
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16C29/04—Ball or roller bearings
    • F16C29/045—Ball or roller bearings having rolling elements journaled in one of the moving parts
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    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
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    • F16C33/64—Special methods of manufacture
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
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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〕 この発明はリニア形の駆動装置、特に、長手軸方向に延
在する軌条、その上を走行するスライダーおよび駆動手
段からなって、スライダーは軌条に、長手方向に延在す
るころ軸受けを介して装着され、軌条とスライダー間に
前記駆動手段を介して相対的な移動が行なわれるものに
関する。
〔従来技術〕
この種のリニア形駆動装置は、例えば、制御操作技術の
分野において知られている。そこではこれらが線形（リ
ニア形）あるいは門形の装置として利用−されており、
それ′ぞれにおいては一つの部利が他の部材に対して直
線状の軸に漕い、詳しく述べれば液体や気体による圧力
媒体の力あるいは電気的もしくは磁気的な、菅１動力に
よって、移動する形式となっている。この装置・は、さ
らに別のリニア形や回転形の装置へと発展する基本装置
として構成されることがある。。
つまり、操作機器の運動を任意な軸に沿って行うために
、ブロック状に組立てられることが　　　□ある。！個
のこの種の装置を組立ててなるアームの自由端には通常
、把持具や工具が装備されていてその所定の移動軌跡Ｖ
ＣＧりて移送や組立操作を行うことができる。
初めに紹介した公知なリニア形駆動装置は角張った断面
の軌条と、これに合致する通孔を備えて軌条をぐるりと
取り囲んで装着されるスライダーとからなる。軌条はそ
の長手方向の側壁が硬化加工され、まだ研磨されており
、スライダーは側壁に対向する個所にローラーを備えて
、軌条とスライダー間に、このようにして形成された長
手方向に延在するころ軸受によって軽快な相対移動が行
なわれるようにしている。
しかしこの種の操作機器を用いている分野からは相互に
相反する要求がしだいに大きく持ち上がりつつある。そ
の一方は、操作機器の外形や重量をできるだけ小さくし
だいという要求であり、今一つはその操作機器の部材が
より大きな負荷に堪えられるようにしたいという要求で
ある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は上述したリニア形サーボ駆動装置を改良してよ
り小さな、あるいは、少なくとも現状の外形でもって重
量を削減すると共に、担持し得る負荷をより向上させる
こと、を課題とする。
〔問題を解決するための手段〕
この発明では、軌条に放射方向の断面を持たすこととし
、中央部からフランジ様の端縁部を星形に突出させる。
この端縁部には、はぼ半径方向に延在した切欠が配置さ
れて、これがころ軸受による支承面を決定するという構
成にする。
これにより前記の課題は完全に解決される。
すなわち、前述した断面形状の軌条は、捩りモーメント
や曲げモーメントに関しても剪断力に対すると同様：（
、従来の断面角形の軌茶上りも良好な機械的特性を示す
。
本発明を用いた実施例の軌条はその形態がほぼ、Ｘ字形
となる。したがって、前記の切欠はほぼ９０°の間隔で
延在する。
このような形態はＸ字形断面の故に、４つのころ軸受を
対称的に配置できる利点がある。まだ、このような断面
形態は従来の角形断面にくらべ、捩すモーメ／トでほぼ
８倍、曲げモーメントで２．２倍、剪断力に対して２．
７倍の数値を示した。
本発明の他の実施例では切欠にガイド縁を備える。この
場合、スライダーはローラーを備え、その回転軸をガイ
ド縁と平行にする。
ガイド縁を硬化加工し、研磨することは実作業の中から
選定されたことである。運動する側が反対になった時は
、ガイド縁をスライダーに、これに対するローラーを軌
条に配置して同じような効果を得られることは明らかで
ある。
本発明のスライダーは軌条の放射状断面に対応して同様
形状の通孔を有する。
本発明の実施態様では、軌条の中央におけるシリンダー
としての筒が高品位の鋼あるいはガラス繊維まだは炭素
繊維で強化の合成樹脂等から成って、軸方向に配置され
ている。
この実施態様では、７リンダーとしての筒の中をロンド
付きのあるいはロッドのないピストンが走行する。高品
位の鋼からなる筒や合成樹脂の筒を用いるのは、市場で
普通の製品を用いても、特に筒の内部表面は充分に使用
に堪えるものであり、高精度で高価な部材を用いる必要
がないからである、また、市販の筒であってもピストン
の走行性能はその表面精度で保証されており、筒を正し
い方向に配置することも良好に行なえる。
他の実施態様として電気ケーブルを挿通するためや圧力
媒体を流通させるために軸方向に延在する孔や管（複）
を備えだ軌条がある。
この実施態様では軌条の管に双方向ｊＮ動のシリンダー
を配置することかでさる。すなわち、シリンダーは両側
から圧力媒体の作用を受けるのであるが、前記の今一つ
の管を通じて一方６１；１から他方側へ連絡をつけるこ
とができるので、電気的なスイッチや流体圧弁などを一
方側にのみ配置しておけるという利点がある。まだ、軌
条の一端に供給され／こ流体圧あるいは電気的な信号は
、軌条の他端側に取付けられたもう一つの操作具や工具
にも伝達される。
これにより、本発明のリニア形駆動装置はより一層コン
パクトになり、また圧力媒体の導入路が非常に短かくな
って、充てん体積がわずかとなシ動特性が向上する。
さらに他の実施態様では、軌条がガラス繊、ｔ、Ｉｆ。
や炭素繊維で補強された合成樹脂の被覆を持ち、その被
覆で囲まれた空間には発泡性樹脂が充てんされている。
この充てん部には必要に応じて放射状の補強桟が配置さ
れる。
この実施態様では、ガイドとして機械的な強度を要しな
い個所は非常に軽い合成樹脂から構成されているので、
重量がさらに削減される。
この実施態様の軌条はまた、その放射状の断面形状の故
に、高い耐荷重性を有し、据付は作業や組立作業に充分
な耐荷重性である。さらに、この軌条は重量が格段に小
さいので、リニア形１駆動装置、ひいては操作機器全体
の作動速度が格別に高くなり、高速を必要とするような
条件下では大きな効果を発揮する。
さらに他の実施態様では、軌条が側壁部に凹部を備え、
そこには距離測定装置の部材が配置されていて、スライ
ダーに配置されたもう一方の部材と協働するようになっ
ている。特に、凹部にはガラス製の指標バーが配置され
、スライダーにはこの指標バーをフォーク状に取り囲ん
だ光学的な測定装置が配置されている。これに替えて、
ボランショメーターや磁気誘導的な距離測定器を用いる
こともできる。
この実施態様では距離測定装置が上記のようにして埋め
込まれた形となっていて、側方にとび出したりしていな
いから、不測に損傷を受けるということがない。まだ、
環境からの影響、例えば汚染から格別に保護されている
。さらにこのように、測定装置を深く沈め込んだ構成と
したので、光学的な測定機構が外部光によって阻害され
ることを防止するという利点をある。
ある種の実施態様では前記の凹溝がジヤロジータイプの
覆いで被覆されており、このＯいはスライダーの両側に
延在して、しかもこれに固定されて共に移動する。
そして、このような手段は距離１１＋１定装置を機密に
閉鎖するとの利点を発揮する。
また本発明による他の種の実施態様では、軌条がスライ
ダーに備えたブレーキと協働する表面を持つものがある
。゛特に、この表面は平らに形成されて二つの端縁部が
結合された形となっている。
この実施態様はその他に、所定の位置では相対移動を止
めるべくブレーキが働くので、高速に直線運動が行なわ
れている場合であってもその大部分で測定をすることが
できる。したがって、ブレーキ装置を備えないこの種の
一′動装置にくらべ、よシ高い走行（運動）速度を目指
すことができる。ブレーキ装置を備えないものでは、設
定位置からオーバーランしてしまったシ、設定位置を中
心に振動したシすることを避けるため、速度を大きくと
ることはできなかった。
また、非常ブレーキを設けｆＣシブレーキを用いて静止
位置を維持したりすることも可能である。
その他の利点は以下の図面を用いた説明から明らかとな
ってくる。
〔実施例の説明〕
第１図において記号１はリニア形駆動装置の全体を示し
、長手方向の軸１０に沿って駆動が行なわれる。この目
的で軌条１１にスライダー１２が移動可能に配置されて
いる。軌条１１は長手方向に４リンダ−腔１３が貫通し
て設けられており、この中をピストン１４が走行する。
シリンダー腔１３の両端部、換言すればピストン１４の
両側には開孔１５，１６があって、ここから矢示１５ａ
ｌ１６ａで例示するように圧力媒体、’Ｆ’Ｊえば圧搾
空気とかの流体圧が供給される。ピストン１４はピスト
ンロンド無しで走行する。□ピストン１４は両端面にザ
イル１７あるいはバンドを連結しており、これは軌条１
１の正面（一方の端面）に設けた、圧力シールを備え差
通孔１８を介して外に導かれ、そこで転回ローラ・−・
１９によって向きを変え、その先でスライダー１２に連
結されている。
圧力媒体を矢示１５ａ、ｌＧａ通りにシリンダー１３へ
導くとピストン１４は左に移動し、右側の転回ローラー
１９は時計方向に回転し、そしてスライダー１２が右に
移動する。ピストン１４とスライダー１２のこのような
反対方向の移動は７リンダー腔１３の長さによって決ま
る範囲内で行なわれる。軌条１１とスライダー１２およ
び両部材間のガイド構造２０の詳細については、第２図
に断面構成を第３図に平面構成を示して次に説明する： 第２図では軌条２９をスライダー３０が走行する。この
目的に沿うよう、スライダー３０は軌条２９の放射状断
面に合わせて通孔３１を有している。
軌条２９は、この実施例では中央にシリンダー腔３２を
備え、これにシリンダー筒３３が同心で長手軸方向に配
置されている。シリンダー腔３２の中央部に対し、フラ
ンジ様の端縁部３４が星形に形成されており、そのため
、軌条２９と挿通孔３１の全体的な断面形状はほぼＸ字
形を呈する。
フランジ状の端縁部３４は内方向へ傾斜した切欠３５を
有し、これには軸方向に延在するガイド縁３６が取シ付
けられている。ガイド縁３６は例えば軸１０のまわりに
９０間隔でほぼ半径方向に配置されている。
このガイド縁３６に対向してスライダー３０にはローラ
ー３７が配置され、その回転軸３８ば、ガイド縁３６に
平行、つまり軸１０に対する半径方向に平行に配置され
ている。これら回転軸３８は実際上ではピボットピンで
あり、軸孔３９に配置される。スライ４°−３０・つ断
面はその外形が実質的に正方形であり、その一対の側面
には台形状の凹部４０があって、その傾斜壁面：てはポ
ケット状の空洞が設けられている。
そしてこの空洞にはローラー３７．３７ａ、８７ｂ、３
７ｃを側方から装着して、ピボットビンを軸孔３９に装
てんすることで取付けることができる。
部材８６．３７および３８は軌条２９とスライダー３０
間の長手方向に延在したころ軸受となっているが、これ
に、組立て上の偶発的なミスに対処して補正できるよう
な調整装置を備えることは、もちろん可能である。
第２図にはまた、中央にあってピストンＩ４が走行する
（第１図参照）シリンダー筒３３の他に、二つの長手方
向に延びる管４５．４６が示されている。これら管の１
つは長いスリットとしてもよい。また、これらの管の１
つは例えば圧力媒体の導入用に用い、他の管またはスリ
ットには電気ケーブルを挿通させる等する。長手方向に
延びる管４５．４６を介して軌条２９はその端面どうし
を連結することができ、その結果、制御用のあるいは後
続の部材は軌条２９の一つの端面にのみ配置すればよい
ことになる。
軌条２９の下面は二つの端縁部が結合されて平らに形成
されている。下面４７は図示していないが軌条２９とス
ライダー３０間の制動面として機能させることもできる
。
第２．３図に示されているように軌条２９はその上面に
凹部４８を備え、これにはスライダー３０に取シ付けた
測定装置４９が配置されている。測定装置４９は例えば
、フォーク形の光格子を備えていて、この格子の間に指
標バー５０、特にガラス製の指標バーが貫通している。
スライダー３０が移動すると指標バーに刻まれた線マー
クが光格子を通過し、測定装置４９中にインパルスを生
じる。このインパルスの増減で長手方向の精確な位置の
認知が可能となり所定の距離を計測する。
凹部４８の上部にはジヤロジータイプの覆い５２を配置
する。これは例えばその長手方向の端部５３で巻き取ら
れる。覆い５２はスラ・イブ−３０の両側に固定されて
いて、すなわち、スライダー３０はこの部分で覆い５２
に窓を作っていて、この窓から測定装置４９が凹部４８
に突出している。スライダー３０が移動するときは覆い
５２を伴って動き、覆い５２の端部５３はそれにつれて
巻き取られるから、凹部４８は常時、気密に閉鎖されて
いる。
そして、スライダー３０の側壁面には周知の手段でねじ
やねじ穴あるいはフランジ等が設けられていて、これら
に別なサーボ駆動装置やリニア形あるいは回転形の駆動
装置を装着することができる。
第４図に示す軌条６０は第２図に示す軌条２９と同様な
断面を有しているが、その機械的な構成がわずかに相違
している。すなわち、合成樹脂の被覆６１を有し、この
被覆６１は炭素繊維で強化あるいはガラス繊維で強化の
合成（立；脂からなる。被覆６１に沿って、第２図で示
したガイド縁６２が形成され、第２図における場合と同
じようにスライダーと協働する。
被１６１で四重れた内部は、中央の筒６３や管６４．６
５の部分を除いて発泡性の合成樹脂６６、例えばポリウ
レタン等を充てんし発泡させる。
充てんすべき空間部に補強桟を配置しておくこともでき
る。
第４図における実施例では、軌条６０の重量をより削減
するだめに筒６３や管６４．６５をも炭素繊維やガラス
繊維で強化した合成樹脂で作ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、ピストンロッドを持たない駆動体によるリニ
ア形サーボ駆動装置の機構を説明するための図 第２図は、複数の部材からなるリニア形駆動装置の断面
を示す図 第３図は、第２図のものにおける平面図第４図は、軌条
の他の実施例を示す断面図１：リニア形駆動装置　１０
：長手方向軸１１：軌条　１２ニスライダー　１３ニジ
リンダ−腔１４：ピストン　１５．１６　：開孔　１７
：サイル１８：通孔　１９：転回ローラー　２ｏニガイ
ド構造２９：軌条　３０ニスライダー　３１：通孔３２
ニアリンダ−腔　３３ニジリンダ−筒３４；端縁部　３
５：切欠　３６：ガイド縁３７：σ−ラー　３８：回転
軸　８９：軸孔４０：凹部　４５．４６　：管　４７：
下面　４８：凹部４９：測定装置　５０：指標バー　５
に側壁面５２：ぴい　５３：端部　６ｏ：軌条　６１：
破伊６２ニガイド縁　６３：筒　６４．６５　：管６６
：充てんした合成樹脂

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、長手方向の軸（１０）に沿つて延びる軌条（１１；
    ２９；６０）、この軌条を走行するスライダー（１２；
    ３０）および駆動機構（１４、１７、１９）を備えて、
    スライダー（１２；３０）は軌条（１１；２９；６０）
    に長手方向に延びるころ軸受を介して装着され、軌条（
    １１；２９；６０）とスライダー（１２；３０）間で前
    記の駆動機構によつて相対的な移動が行なわれるリニア
    形駆動装置であつて、軌条（２９；６０）の断面は放射
    状であつて、中央部（３２）からフランジ状の端縁部（
    ３４）が星形に突出しており、これらはほぼ半径方向に
    延びる表面部切欠（３５）を有していて、これでころ軸
    受の軸受面を規定していることを特徴としたもの。 ２、特許請求の範囲１に記載したリニア形駆動装置であ
    つて、軌条（２９；６０）がほぼＸ字形の形態であるこ
    とを特徴としたもの。 ３、特許請求の範囲２に記載のリニア形駆動装置であつ
    て、切欠（３５）が９０°間隔で配置され、延在してい
    ることを特徴としたもの。 ４、特許請求の範囲１〜３のいずれか一つに記載のリニ
    ア形駆動装置であつて、切欠（３５）にガイド縁（３６
    ；６２）が配置されていることを特徴としたもの。 ５、特許請求の範囲４に記載のリニア形駆動装置であつ
    て、スライダー（３０）はローラー（３７、３７ａ〜３
    ７ｃ）を備え、これらの軸（３８）がそれぞれのガイド
    縁（３６；６２）に平行に配置されていることを特徴と
    したもの。 ６、特許請求の範囲１〜５のいずれか一つに記載のリニ
    ア形駆動装置であつて、スライダー（３０）は軌条（２
    ９；６０）に対応した放射状断面の通孔（３１）を備え
    ていることを特徴としたもの。 ７、特許請求の範囲１〜６のいずれか一つに記載のリニ
    ア形駆動装置であつて、軌条 （２９；６０）の中央部（３２）には高品位の鋼やガラ
    ス繊維であるいは炭素繊維で強化した合成樹脂からなる
    シリンダとしての筒（３３；６３）が軸方向に配置され
    ていることを特徴としたもの。 ８、特許請求の範囲１〜７のいずれか一つに記載のリニ
    ア形駆動装置であつて、軌条（２９；６０）にはさらに
    管（４５、４６）あるいは管（６４、６５）が、電気ケ
    ーブルや圧力媒体の流通のために軸方向に配置されてい
    ることを特徴としたもの。 ９、特許請求の範囲１〜８のいずれか一つに記載のリニ
    ア形駆動装置であつて、軌条（６０）はガラス繊維であ
    るいは炭素繊維で強化の被覆（６１）を有し、その内部
    には、発泡性樹脂（６６）が充てんされており、必要に
    応じて半径方向の補強桟が配置されていることを特徴と
    したもの。 １０、特許請求の範囲１〜９のいずれか一つに記載のリ
    ニア形駆動装置であつて、軌条 （２９；６０）は側壁面に凹部（４８）を有し、これに
    は距離測定装置の部材が配置されて、この部材はスライ
    ダー（３０）に配置した部材と協働することを特徴とし
    たもの。 １１、特許請求の範囲１０に記載したリニア形駆動装置
    であつて、凹部（４８）には、ガラス製の指標バー（５
    ０）が、また、スライダー （３０）には、指標バー（５０）をフォーク状に取り囲
    む光学的な測定装置（４９）が配されていることを特徴
    としたもの。 １２、特許請求の範囲１１または１２に記載のリニア形
    駆動装置であつて、凹部（４８）はジヤロジータイプの
    覆い（５２）を備え、これはスライダー（３０）の両側
    に延在してスライダーに固定されこれと共に移動するこ
    とを特徴としたもの。 １３、特許請求の範囲１〜１２のいずれか一つに記載の
    リニア形駆動装置であつて、軌条 （２９；６０）の下面（４７）はスライダー（３０）に
    設けたブレーキと協働することを特徴としたもの。 １４、特許請求の範囲１３に記載のリニア形駆動装置で
    あつて、下面（４７）は二つの端縁部（３４）が結合さ
    れて平らに形成されていることを特徴としたもの。
JP60223887A 1984-10-09 1985-10-09 リニヤ形駆動装置 Granted JPS6192318A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3436977.5 1984-10-09
DE19843436977 DE3436977A1 (de) 1984-10-09 1984-10-09 Linearantrieb

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6192318A true JPS6192318A (ja) 1986-05-10
JPH0457892B2 JPH0457892B2 (ja) 1992-09-16

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ID=6247443

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60223887A Granted JPS6192318A (ja) 1984-10-09 1985-10-09 リニヤ形駆動装置

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Country Link
US (1) US4656881A (ja)
EP (1) EP0177880B1 (ja)
JP (1) JPS6192318A (ja)
DE (1) DE3436977A1 (ja)

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