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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023076938
(43)【公開日】2023-06-05
(54)【発明の名称】リニア伝動装置
(51)【国際特許分類】
   F16H 25/24 20060101AFI20230529BHJP
   F16H 25/22 20060101ALI20230529BHJP
【FI】
F16H25/24 B
F16H25/22 B
【審査請求】有
【請求項の数】4
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021189982
(22)【出願日】2021-11-24
(71)【出願人】
【識別番号】596016557
【氏名又は名称】上銀科技股▲分▼有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】100082418
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 朔生
(74)【代理人】
【識別番号】100167601
【弁理士】
【氏名又は名称】大島 信之
(74)【代理人】
【識別番号】100201329
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 真二郎
(74)【代理人】
【識別番号】100220917
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 忠大
(72)【発明者】
【氏名】余思緯
(72)【発明者】
【氏名】陳誌祥
(72)【発明者】
【氏名】林孟穎
【テーマコード(参考)】
3J062
【Fターム(参考)】
3J062AA21
3J062AB22
3J062AC07
3J062CD07
3J062CD22
3J062CD54
(57)【要約】
【課題】リニア伝動装置を提供する。
【解決手段】リニア伝動装置はねじ、移動部材、還流ユニット、複数のボールおよびセンサーを備える。移動部材は内側ねじ山および格納溝を有する。内側ねじ山は無効な歯部エリアを有する。格納溝は無効な歯部エリアに隣接するように移動部材の一端に形成される。移動部材はねじに被さってねじとの間が負荷経路になる。還流ユニットは移動部材に装着され、負荷経路に繋がる還流経路を有する。還流経路および負荷経路は循環経路を構成する。複数のボールは循環経路を転動する。センサーはボールの転動を妨害することなく、移動部材の格納溝内に格納される。上述した構造の特徴により、本発明によるリニア伝動装置は、センサーが移動部材に突出して周囲の配置空間および移動部材の行程を妨害するという問題を解決することができる。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ねじ、移動部材、還流ユニット、複数のボールおよびセンサーを備え、
前記ねじは、外周面に外側ねじ山を有し、
前記移動部材はねじ孔、内側ねじ山および格納溝を有し、前記内側ねじ山は前記ねじ孔の孔壁に形成され、無効な歯部エリアを有し、前記格納溝は前記内側ねじ山の前記無効な歯部エリアに隣接するように前記移動部材の一端に形成され、
前記移動部材は前記ねじ孔によって軸方向に沿って前記ねじに移動可能に覆って装着され、
前記移動部材の前記内側ねじ山と前記ねじの前記外側ねじ山とは相互に対応して負荷経路を構成し、
前記還流ユニットは前記移動部材に装着され、前記負荷経路に繋がる還流経路を有し、
前記還流経路と前記負荷経路は循環経路を構成し、
複数の前記ボールは循環経路内に配置され、
前記センサーは前記移動部材の前記格納溝内に格納されることを特徴とする、
リニア伝動装置。
【請求項2】
前記センサーは振動感知チップを有し、前記振動感知チップは環状の信号感応エリア内に位置し、前記信号感応エリアは前記ねじ孔の中心を円の中心とし、信号源の半径と前記ねじ孔の半径との長さの差を半径として円形を描くことによって定義され、前記信号源の半径は前記還流ユニットにおいて前記ねじ孔の中心から最も遠い点と前記ねじ孔の中心との間の距離であることを特徴とする請求項1に記載のリニア伝動装置。
【請求項3】
前記センサーはさらに温度感知チップを有し、前記温度感知チップは前記移動部材に貼り付けられることを特徴とする請求項1に記載のリニア伝動装置。
【請求項4】
前記移動部材はナットであり、前記格納溝は前記ナットの端面から前記ねじ孔の軸方向または径方向に沿って凹んで形成されることを特徴とする請求項1に記載のリニア伝動装置。
【請求項5】
前記移動部材はブロックであり、前記格納溝は前記ブロックの端面から前記ねじ孔の軸方向に沿って凹んで形成されることを特徴とする請求項1に記載のリニア伝動装置。
【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、詳しくは周囲の配置空間を妨害することがないリニア伝動装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般のリニア伝動装置(例えばボールねじまたはリニアガイド)は移動部材(ナットまたはブロック)に配置されたセンサーによって作動中の移動部材の温度、振動またはトルクなどの数値を検知するため、作業台の作業員はリアルタイムで監視し、加工または伝動の精度を確保することができる。
【0003】
特許文献1は、センサーを配置する際、センサーのタッチポートをナットまたはブロックに付着させることを開示している。
特許文献2は、センサーハウジングの外側延伸部内に感知チップを配置し、続いてナットの軸方向または径方向の面に凹んで形成された嵌合溝にセンサーハウジングの外側延伸部を嵌め込むことを開示している。
特許文献3は、ナットの外側環状凸部の軸方向または径方向に沿って凹んで形成された位置決め溝に嵌合装置および感知モジュールを組み合わせて信号受送信を構成することを開示している。
これらの特許文献において、装着作業が完了したセンサーはナットの外側に突出するため、その周りに配置された部品を妨害することがよくある。特にセンサーがナットの軸方向の端面に突出した場合、ナットの行程に影響を与えることは免れられない。
【0004】
特許文献4はナットの端面に温度センサーを斜めに差し込んで作動中のナットの温度変化を検知することを開示している。前記温度センサーは有効な歯部エリア(即ちボールの転動エリア)まで入り込むため、ナットの構造の剛性を低下させるだけでなく、ボールの転動に影響を与えることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】TW I585342号公報
【特許文献2】TW I683984号公報
【特許文献3】TW I701101号公報
【特許文献4】特開昭58-51052号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は周りの配置空間およびボールの作動を妨害することがない方式でセンサーを配置するリニア伝動装置を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上述した課題を解決するためのリニア伝動装置は、ねじ、移動部材、還流ユニット、複数のボールおよびセンサーを備える。ねじは外周面に外側ねじ山を有する。移動部材はねじ孔、内側ねじ山および格納溝を有する。内側ねじ山はねじ孔の孔壁に形成され、無効な歯部エリアを有する。格納溝は内側ねじ山の無効な歯部エリアに隣接するように移動部材の一端に形成される。移動部材はねじ孔によって軸方向に沿ってねじに移動可能に被さって装着される。移動部材の内側ねじ山とねじの外側ねじ山とは相互に対応して負荷経路を構成する。還流ユニットは移動部材に装着され、還流経路を有する。還流経路は負荷経路に繋がって循環経路を構成する。複数のボールは循環経路を転動する。センサーは移動部材の格納溝内に格納され、作動中の移動部材の温度、振動またトルクなどの数値を検知する。
【0008】
上述の通り、本発明によるリニア伝動装置において、センサーは移動部材に突出せず格納溝に嵌まり込むため、周りの空間配置および移動部材の行程を妨害することがない。また本発明は状況およびニーズに応じて移動部材のサイズを適宜に調整することができ、無効な歯部エリアに隣接する格納溝は非負荷エリアに位置するため、装着作業が完了した後のセンサーは移動部材の構造の剛性を低下させたり、ボールの転動に影響を与えたりすることがない。
【0009】
比較的好ましい場合、還流ユニットにおいて、ねじ孔の中心までの最も遠い点とねじ孔の中心との間の距離は信号源の半径になる。ねじ孔の中心を円の中心とし、信号源の半径とねじ孔の半径との長さの差を半径として円形を描けば環状の信号感応エリアを定義することができる。センサーは振動感知チップを有する。振動感知チップは信号感応エリア内に位置するため、最も正確な信号源を把握し、最も正確な監視を行うことができる。
【0010】
比較的好ましい場合、センサーはさらに温度感知チップを有する。温度感知チップは移動部材に貼り付けられる。電気絶縁材料または熱伝導材料からなる中間層を温度感知チップと移動部材との間に配置すればノイズを抑制することができる。
【0011】
比較的好ましい場合、移動部材はナットまたはブロックであってもよい。移動部材がナットである場合、格納溝はナットの端面からねじ孔の軸方向または径方向に沿って凹んで形成されるか、ナットの端面からねじ孔の軸方向に沿って凹み、同時にナットの外周縁部からねじ孔の径方向に沿って凹んで形成される。移動部材がブロックである場合、格納溝はブロックの端面からねじ孔の軸方向に沿って凹んで形成される。
【0012】
比較的好ましい場合、センサーは格納溝のキャップによって遮蔽されるため、外部の異物が原因で検知の精度を低下させることを抑制することができる。
【0013】
比較的好ましい場合、センターは信号線に接続される。信号線はねじ孔の軸方向または径方向に沿ってナットを貫通して信号処理器に接続される。信号処理器はコンピューターなどの終端処理器に接続される。
【0014】
比較的好ましい場合、センサーはエポキシ樹脂などの接着剤によって移動部材に固定される。
【0015】
本発明によるリニア伝動装置の詳細な構造、特徴、組み立てまたは使用方法について、以下の実施形態の詳細な説明を通して明確にする。また、以下の詳細な説明および本発明により開示した実施形態は本発明を説明するための一例に過ぎず、本発明の請求範囲を限定できないことは、本発明にかかる領域において常識がある者ならば理解できるはずである。
【図面の簡単な説明】
【0016】
図1】本発明の第1実施形態によるリニア伝動装置を示す斜視図である。
図2】本発明の第1実施形態によるリニア伝動装置の一部分を示す分解斜視図である。
図3図1中の3-3線に沿った断面図である。
図4】本発明の第1実施形態によるリニア伝動装置の移動部材を示す断面図である。
図5】本発明の第1実施形態によるリニア伝動装置を側端から見た平面図である。
図6】本発明の第1実施形態によるリニア伝動装置の感知処理を示す模式図である。
図7】本発明の第2実施形態によるリニア伝動装置からねじを取り外した状態を示す斜視図である。
図8図7の一部分を示す分解斜視図である。
図9図7を側端から見た平面図である。
図10】本発明の第3実施形態によるリニア伝動装置からねじを取り外した状態を示す斜視図である。
図11図10の一部分を示す分解斜視図である。
図12図10を側端から見た平面図である。
図13】本発明の第4実施形態によるリニア伝動装置からねじを取り外した状態を示す斜視図である。
図14図13の一部分を示す分解斜視図である。
図15図13を側端から見た平面図である。
図16】本発明の第5実施形態によるリニア伝動装置からねじを取り外した状態を示す斜視図である。
図17】本発明の第5実施形態によるリニア伝動装置の一部分を示す分解斜視図である。
図18】本発明の第5実施形態によるリニア伝動装置の移動部材を側端から見た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明によるリニア伝動装置を図面に基づいて説明する。なお、明細書および図面において、方向性用語は図面中の方向に基づいて表現される。同じ符号は同じ部品または類似した部品の構造の特徴を示す。
【0018】
(第1実施形態)
図1から図3に示すように、第1実施形態によるリニア伝動装置10はねじ20、移動部材30、二つの還流ユニット40、複数のボール50およびセンサー60を備える。
【0019】
ねじ20は外周面に外側ねじ山22を有する。外側ねじ山22はねじの外周面から軸方向に沿って伸びて形成される。
【0020】
本実施形態において、移動部材30、即ちナットは本体31と、本体31の一端に連結されるフランジ32と、本体31およびフランジ32を貫通するねじ孔33とを有する。移動部材30はねじ孔33によってねじ20の軸方向に沿ってねじ20に移動可能に覆って装着される。ねじ孔33は孔壁に内側ねじ山34を有する。
移動部材30の内側ねじ山34とねじ20の外側ねじ山22とは相互に対応して負荷経路52(図4参照)を構成する。図3に示すように、内側ねじ山34は無効な歯部エリア35(即ちボール50の通らないエリア)を有する。移動部材30はさらに本体31に面を背けたフランジ32の端面からねじ孔33の軸方向に沿って凹んで形成された格納溝36を有する。格納溝36は内側ねじ山34の無効な歯部エリア35に隣接する。
上述した構造の特徴により、本発明は小型ナットの規格に対応できる。このとき移動部材30、即ちナットはフランジが配置されない。格納溝36はナットの端面からねじ孔33の軸方向または径方向に沿って凹んで形成される。
【0021】
図4に示すように、二つの還流ユニット40は移動部材30の両端に装着され、それぞれ還流経路42を有する。二つの還流経路42は負荷経路52の両端に別々に繋がって循環経路54を構成する。つまり、循環経路54は二つの還流経路42および負荷経路52からなる。複数のボール50は循環経路54を転動する。
【0022】
センサー60は移動部材30の格納溝36内に格納され、絶縁性のある接着剤(例えばエポキシ樹脂)によって移動部材30に固定される。センサー60は格納溝36内のキャップ63によって遮蔽されるため、外部の埃などの異物が原因で検知の精度を低下させることを抑制することができる。
図2および図5に示すように、センサー60は温度感知チップ61を有する。温度感知チップ61は移動部材30に貼り付けられて作動中の移動部材30の温度変化を検知する。さらに電気絶縁材料または熱伝導材料からなる中間層(図中未表示)を温度感知チップ61と移動部材30との間の接触部位に配置すればノイズを抑制することができる。
図2および図5に示すように、センサー60はさらに振動感知チップ62を有する。振動感知チップ62は環状の信号感応エリアM内に位置付けられて作動中の移動部材30の振動状況を検知する。信号感応エリアMはねじ孔33の中心Cを円の中心とし、信号源の半径Rとねじ孔33の半径rとの長さの差を半径として円形を描くことによって定義される。信号源の半径Rは還流ユニット40においてねじ孔33の中心Cまでの最も遠い点とねじ孔33の中心Cとの間の距離であるため、最も正確な検知を行うことができる。
図1図2および図6に示すように、センター60は信号線64に接続される。本実施形態において、信号線64はねじ孔33の軸方向に沿って移動部材30を貫通して外部の信号処理器65に接続される。信号処理器65はコンピューターなどの終端処理器66に接続される。続いて、終端処理器66によってセンサー60の検知結果を分析し、後続の監視を行う。
【0023】
(第2実施形態)
本発明の構造は上述に限定されない。図7および図8は本発明の第2実施形態を示す斜視図および分解斜視図である。第1実施形態との違いは下記の通りである。
第2実施形態において、格納溝36は本体31に面を背けたフランジ32の端面からねじ孔33の軸方向に沿って凹み、同時にフランジ32の外周縁部からねじ孔33の径方向に沿って凹んで形成される。センサー60は格納溝36内に格納され、キャップ67によって遮蔽される。キャップ67はサイズが格納溝36のサイズに対応するように設計されるため、格納溝36内にセンサー60を確実に固定することができる。
上述した構造の特徴により、本発明は小型ナットの規格に対応できる。このとき移動部材30、即ちナットはフランジが配置されない。格納溝36はナットの端面からねじ孔33の軸方向に沿って凹み、同時にナットの外周縁部からねじ孔33の径方向に沿って凹んで形成される。本実施形態において、信号線64はセンサー60に接続され、同時にねじ孔33の径方向に沿って移動部材30を貫通して外部の信号処理器65に接続される。
図9に示すように、第2実施形態において、センサー60の温度感知チップ61は移動部材30に貼り付けられて作動中の移動部材30の温度変化を検知する。センサー60の振動感知チップ62は環状の信号感応エリアM内に位置付けられて作動中の移動部材30の振動状況を正確に検知する。
【0024】
(第3実施形態)
図10および図11は本発明の第3実施形態を示す斜視図および分解斜視図である。第2実施形態との違いは下記の通りである。
第3実施形態において、還流ユニット70は四つである。四つの還流ユニット70はねじ孔33の軸方向に沿って移動部材30の本体31にらせん状に配列されてボール50の内循環式経路を構成する。図12に示すように、第3実施形態において、センサー60の振動感知チップ62は環状の信号感応エリアM内に位置付けられて作動中の移動部材30の振動状況を正確に検知する。
【0025】
(第4実施形態)
図13および図14は本発明の第4実施形態を示す斜視図および分解斜視図である。第3実施形態との違いは下記の通りである。
第4実施形態において、湾曲したチューブからなる還流ユニット72は一つであり、移動部材30の本体31を貫通し、外部に露出してボール50の外循環式経路を構成する。図15に示すように、第4実施形態において、センサー60の振動感知チップ62は環状の信号感応エリアM内に位置付けられて作動中の移動部材30の振動状況を正確に検知する。
【0026】
(第5実施形態)
図16および図17は本発明の第5実施形態を示す斜視図および分解斜視図である。上述した実施形態との違いは下記の通りである。
第5実施形態において、移動部材80はねじ孔81を有するブロックである。格納溝82はブロックの端面からねじ孔81の軸方向に沿って凹んで形成される。移動部材80は両端にキャップ83を有し、一つのキャップ83によって格納溝82を遮蔽してセンサー60を格納溝81内に保持する。還流ユニット84は一つであり、移動部材80の底部に配置される。
図17に示すように、信号線64はセンサー60に接続され、同時にねじ孔81の径方向に沿って上方の移動部材80を貫通して外部の信号処理器65に接続される。図18に示すように、第5実施形態において、センサー60の温度感知チップ61は移動部材80に貼り付けられて作動中の移動部材80の温度変化を検知する。センサー60の振動感知チップ62は環状の信号感応エリアM内に位置付けられて作動中の移動部材80の振動状況を正確に検知する。
【0027】
上述の通り、本発明によるリニア伝動装置において、センサー60は移動部材30に突出せず格納溝36に嵌まり込むため、周りの空間配置および移動部材30の行程を妨害することがない。また本発明は状況およびニーズに応じて移動部材30のサイズを適宜に調整することができるため、センサー60は異なるタイプの移動部材30(例えばナット)および移動部材80(例えばブロック)に対応できる。また無効な歯部エリア35に隣接する格納溝36は非負荷エリアに位置するため、装着作業が完了した後のセンサー60はボール50の転動を妨害せず、移動部材30、80に構造の剛性を良好に保持させることができる。
【符号の説明】
【0028】
10 リニア伝動装置
20 ねじ
22 外側ねじ山
30 移動部材
31 本体
32 フランジ
33 ねじ孔
34 内側ねじ山
35 無効な歯部エリア
36、37 格納溝
40 還流ユニット
42 還流経路
50 ボール
52 負荷経路
54 循環経路
60 センサー
61 温度感知チップ
62 振動感知チップ
63 キャップ
64 信号線
65 信号処理器
66 終端処理器
67 キャップ
70、72 還流ユニット
80 移動部材
81 ねじ孔
82 格納溝
83 キャップ
84 還流ユニット
C ねじ孔の中心
M 信号感応エリア
R 信号源の半径
r ねじ孔の半径
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
図18
【手続補正書】
【提出日】2023-05-08
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ねじ、移動部材、還流ユニット、複数のボールおよびセンサーを備え、
前記ねじは、外周面に外側ねじ山を有し、
前記移動部材はねじ孔、内側ねじ山および格納溝を有し、前記内側ねじ山は前記ねじ孔の孔壁に形成され、無効な歯部エリアを有し、前記格納溝は前記内側ねじ山の前記無効な歯部エリアに隣接するように前記移動部材の一端に形成され、
前記移動部材は前記ねじ孔によって軸方向に沿って前記ねじに移動可能に覆って装着され、
前記移動部材の前記内側ねじ山と前記ねじの前記外側ねじ山とは相互に対応して負荷経路を構成し、
前記還流ユニットは前記移動部材に装着され、前記負荷経路に繋がる還流経路を有し、
前記還流経路と前記負荷経路は循環経路を構成し、
複数の前記ボールは循環経路内に配置され、
前記センサーは前記移動部材の前記格納溝内に格納され
前記格納溝は前記内側ねじ山の前記無効な歯部エリアと連通し、
前記センサーと前記還流ユニットは間隔をあけて配置され、
前記センサーは振動感知チップを有し、前記移動部材の前記ねじ孔の中心の周囲の環状の信号感応エリアが定義され、前記環状の信号感応エリアの内半径は前記ねじ孔の半径に等しく、前記環状の信号感応エリアの外半径は前記還流ユニットの最大限の範囲に達し、前記振動感知チップは前記環状の信号感応エリア内に位置することを特徴とする、
リニア伝動装置。
【請求項2】
前記センサーは温度感知チップを有し、前記温度感知チップは前記移動部材に貼り付けられることを特徴とする請求項1に記載のリニア伝動装置。
【請求項3】
前記移動部材はナットであり、前記格納溝は前記ナットの端面から前記ねじ孔の軸方向または径方向に沿って凹んで形成されることを特徴とする請求項1に記載のリニア伝動装置。
【請求項4】
前記移動部材はブロックであり、前記格納溝は前記ブロックの端面から前記ねじ孔の軸方向に沿って凹んで形成されることを特徴とする請求項1に記載のリニア伝動装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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、詳しくは周囲の配置空間を妨害することがないリニア伝動装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般のリニア伝動装置(例えばボールねじまたはリニアガイド)は移動部材(ナットまたはブロック)に配置されたセンサーによって作動中の移動部材の温度、振動またはトルクなどの数値を検知するため、作業台の作業員はリアルタイムで監視し、加工または伝動の精度を確保することができる。
【0003】
特許文献1は、センサーを配置する際、センサーのタッチポートをナットまたはブロックに付着させることを開示している。
特許文献2は、センサーハウジングの外側延伸部内に感知チップを配置し、続いてナットの軸方向または径方向の面に凹んで形成された嵌合溝にセンサーハウジングの外側延伸部を嵌め込むことを開示している。
特許文献3は、ナットの外側環状凸部の軸方向または径方向に沿って凹んで形成された位置決め溝に嵌合装置および感知モジュールを組み合わせて信号受送信を構成することを開示している。
これらの特許文献において、装着作業が完了したセンサーはナットの外側に突出するため、その周りに配置された部品を妨害することがよくある。特にセンサーがナットの軸方向の端面に突出した場合、ナットの行程に影響を与えることは免れられない。
【0004】
特許文献4はナットの端面に温度センサーを斜めに差し込んで作動中のナットの温度変化を検知することを開示している。前記温度センサーは有効な歯部エリア(即ちボールの転動エリア)まで入り込むため、ナットの構造の剛性を低下させるだけでなく、ボールの転動に影響を与えることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】TW I585342号公報
【特許文献2】TW I683984号公報
【特許文献3】TW I701101号公報
【特許文献4】特開昭58-51052号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は周りの配置空間およびボールの作動を妨害することがない方式でセンサーを配置するリニア伝動装置を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上述した課題を解決するためのリニア伝動装置は、ねじ、移動部材、還流ユニット、複数のボールおよびセンサーを備える。ねじは外周面に外側ねじ山を有する。移動部材はねじ孔、内側ねじ山および格納溝を有する。内側ねじ山はねじ孔の孔壁に形成され、無効な歯部エリアを有する。格納溝は内側ねじ山の無効な歯部エリアに隣接するように移動部材の一端に形成される。移動部材はねじ孔によって軸方向に沿ってねじに移動可能に被さって装着される。移動部材の内側ねじ山とねじの外側ねじ山とは相互に対応して負荷経路を構成する。還流ユニットは移動部材に装着され、還流経路を有する。還流経路は負荷経路に繋がって循環経路を構成する。複数のボールは循環経路を転動する。センサーは移動部材の格納溝内に格納され、作動中の移動部材の温度、振動またトルクなどの数値を検知する。
【0008】
上述の通り、本発明によるリニア伝動装置において、センサーは移動部材に突出せず格納溝に嵌まり込むため、周りの空間配置および移動部材の行程を妨害することがない。また本発明は状況およびニーズに応じて移動部材のサイズを適宜に調整することができ、無効な歯部エリアに隣接する格納溝は非負荷エリアに位置するため、装着作業が完了した後のセンサーは移動部材の構造の剛性を低下させたり、ボールの転動に影響を与えたりすることがない。
【0009】
比較的好ましい場合、還流ユニットにおいて、ねじ孔の中心までの最も遠い点とねじ孔の中心との間の距離は信号源の半径になる。ねじ孔の中心を円の中心とし、信号源の半径とねじ孔の半径との長さの差を半径として円形を描けば環状の信号感応エリアを定義することができる。センサーは振動感知チップを有する。振動感知チップは信号感応エリア内に位置するため、最も正確な信号源を把握し、最も正確な監視を行うことができる。
【0010】
比較的好ましい場合、センサーはさらに温度感知チップを有する。温度感知チップは移動部材に貼り付けられる。電気絶縁材料または熱伝導材料からなる中間層を温度感知チップと移動部材との間に配置すればノイズを抑制することができる。
【0011】
比較的好ましい場合、移動部材はナットまたはブロックであってもよい。移動部材がナットである場合、格納溝はナットの端面からねじ孔の軸方向または径方向に沿って凹んで形成されるか、ナットの端面からねじ孔の軸方向に沿って凹み、同時にナットの外周縁部からねじ孔の径方向に沿って凹んで形成される。移動部材がブロックである場合、格納溝はブロックの端面からねじ孔の軸方向に沿って凹んで形成される。
【0012】
比較的好ましい場合、センサーは格納溝のキャップによって遮蔽されるため、外部の異物が原因で検知の精度を低下させることを抑制することができる。
【0013】
比較的好ましい場合、センターは信号線に接続される。信号線はねじ孔の軸方向または径方向に沿ってナットを貫通して信号処理器に接続される。信号処理器はコンピューターなどの終端処理器に接続される。
【0014】
比較的好ましい場合、センサーはエポキシ樹脂などの接着剤によって移動部材に固定される。
【0015】
本発明によるリニア伝動装置の詳細な構造、特徴、組み立てまたは使用方法について、以下の実施形態の詳細な説明を通して明確にする。また、以下の詳細な説明および本発明により開示した実施形態は本発明を説明するための一例に過ぎず、本発明の請求範囲を限定できないことは、本発明にかかる領域において常識がある者ならば理解できるはずである。
【図面の簡単な説明】
【0016】
図1】本発明の第1実施形態によるリニア伝動装置を示す斜視図である。
図2】本発明の第1実施形態によるリニア伝動装置の一部分を示す分解斜視図である。
図3図1中の3-3線に沿った断面図である。
図4】本発明の第1実施形態によるリニア伝動装置の移動部材を示す断面図である。
図5】本発明の第1実施形態によるリニア伝動装置を側端から見た平面図である。
図6】本発明の第1実施形態によるリニア伝動装置の感知処理を示す模式図である。
図7】本発明の第2実施形態によるリニア伝動装置からねじを取り外した状態を示す斜視図である。
図8図7の一部分を示す分解斜視図である。
図9図7を側端から見た平面図である。
図10】本発明の第3実施形態によるリニア伝動装置からねじを取り外した状態を示す斜視図である。
図11図10の一部分を示す分解斜視図である。
図12図10を側端から見た平面図である。
図13】本発明の第4実施形態によるリニア伝動装置からねじを取り外した状態を示す斜視図である。
図14図13の一部分を示す分解斜視図である。
図15図13を側端から見た平面図である。
図16】本発明の第5実施形態によるリニア伝動装置からねじを取り外した状態を示す斜視図である。
図17】本発明の第5実施形態によるリニア伝動装置の一部分を示す分解斜視図である。
図18】本発明の第5実施形態によるリニア伝動装置の移動部材を側端から見た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明によるリニア伝動装置を図面に基づいて説明する。なお、明細書および図面において、方向性用語は図面中の方向に基づいて表現される。同じ符号は同じ部品または類似した部品の構造の特徴を示す。
【0018】
(第1実施形態)
図1から図3に示すように、第1実施形態によるリニア伝動装置10はねじ20、移動部材30、二つの還流ユニット40、複数のボール50およびセンサー60を備える。
【0019】
ねじ20は外周面に外側ねじ山22を有する。外側ねじ山22はねじの外周面から軸方向に沿って伸びて形成される。
【0020】
本実施形態において、移動部材30、即ちナットは本体31と、本体31の一端に連結されるフランジ32と、本体31およびフランジ32を貫通するねじ孔33とを有する。移動部材30はねじ孔33によってねじ20の軸方向に沿ってねじ20に移動可能に覆って装着される。ねじ孔33は孔壁に内側ねじ山34を有する。
移動部材30の内側ねじ山34とねじ20の外側ねじ山22とは相互に対応して負荷経路52(図4参照)を構成する。図3に示すように、内側ねじ山34は無効な歯部エリア35(即ちボール50の通らないエリア)を有する。移動部材30はさらに本体31に面を背けたフランジ32の端面からねじ孔33の軸方向に沿って凹んで形成された格納溝36を有する。格納溝36は内側ねじ山34の無効な歯部エリア35に隣接して、連通する。
上述した構造の特徴により、本発明は小型ナットの規格に対応できる。このとき移動部材30、即ちナットはフランジが配置されない。格納溝36はナットの端面からねじ孔33の軸方向または径方向に沿って凹んで形成される。
【0021】
図4に示すように、二つの還流ユニット40は移動部材30の両端に装着され、それぞれ還流経路42を有する。二つの還流経路42は負荷経路52の両端に別々に繋がって循環経路54を構成する。つまり、循環経路54は二つの還流経路42および負荷経路52からなる。複数のボール50は循環経路54を転動する。
【0022】
センサー60は移動部材30の格納溝36内に格納され、絶縁性のある接着剤(例えばエポキシ樹脂)によって移動部材30に固定され、二つの還流ユニット40とずらして(千鳥状に)配置される。センサー60は格納溝36内のキャップ63によって遮蔽されるため、外部の埃などの異物が原因で検知の精度を低下させることを抑制することができる。
図2および図5に示すように、センサー60は温度感知チップ61を有する。温度感知チップ61は移動部材30に貼り付けられて作動中の移動部材30の温度変化を検知する。さらに電気絶縁材料または熱伝導材料からなる中間層(図中未表示)を温度感知チップ61と移動部材30との間の接触部位に配置すればノイズを抑制することができる。
図2および図5に示すように、センサー60はさらに振動感知チップ62を有する。振動感知チップ62は環状の信号感応エリアM内に位置付けられて作動中の移動部材30の振動状況を検知する。信号感応エリアMはねじ孔33の中心Cを円の中心とし、信号源の半径Rとねじ孔33の半径rとの長さの差を半径として円形を描くことによって定義される。信号源の半径Rは還流ユニット40においてねじ孔33の中心Cまでの最も遠い点とねじ孔33の中心Cとの間の距離であるため、最も正確な検知を行うことができる。
図1図2および図6に示すように、センター60は信号線64に接続される。本実施形態において、信号線64はねじ孔33の軸方向に沿って移動部材30を貫通して外部の信号処理器65に接続される。信号処理器65はコンピューターなどの終端処理器66に接続される。続いて、終端処理器66によってセンサー60の検知結果を分析し、後続の監視を行う。
【0023】
(第2実施形態)
本発明の構造は上述に限定されない。図7および図8は本発明の第2実施形態を示す斜視図および分解斜視図である。第1実施形態との違いは下記の通りである。
第2実施形態において、格納溝36は本体31に面を背けたフランジ32の端面からねじ孔33の軸方向に沿って凹み、同時にフランジ32の外周縁部からねじ孔33の径方向に沿って凹んで形成される。センサー60は格納溝36内に格納され、キャップ67によって遮蔽される。キャップ67はサイズが格納溝36のサイズに対応するように設計されるため、格納溝36内にセンサー60を確実に固定することができる。
上述した構造の特徴により、本発明は小型ナットの規格に対応できる。このとき移動部材30、即ちナットはフランジが配置されない。格納溝36はナットの端面からねじ孔33の軸方向に沿って凹み、同時にナットの外周縁部からねじ孔33の径方向に沿って凹んで形成される。本実施形態において、信号線64はセンサー60に接続され、同時にねじ孔33の径方向に沿って移動部材30を貫通して外部の信号処理器65に接続される。
図9に示すように、第2実施形態において、センサー60の温度感知チップ61は移動部材30に貼り付けられて作動中の移動部材30の温度変化を検知する。センサー60の振動感知チップ62は環状の信号感応エリアM内に位置付けられて作動中の移動部材30の振動状況を正確に検知する。
【0024】
(第3実施形態)
図10および図11は本発明の第3実施形態を示す斜視図および分解斜視図である。第2実施形態との違いは下記の通りである。
第3実施形態において、還流ユニット70は四つである。四つの還流ユニット70はねじ孔33の軸方向に沿って移動部材30の本体31にらせん状に配列されてボール50の内循環式経路を構成する。図12に示すように、第3実施形態において、センサー60の振動感知チップ62は環状の信号感応エリアM内に位置付けられて作動中の移動部材30の振動状況を正確に検知する。
【0025】
(第4実施形態)
図13および図14は本発明の第4実施形態を示す斜視図および分解斜視図である。第3実施形態との違いは下記の通りである。
第4実施形態において、湾曲したチューブからなる還流ユニット72は一つであり、移動部材30の本体31を貫通し、外部に露出してボール50の外循環式経路を構成する。図15に示すように、第4実施形態において、センサー60の振動感知チップ62は環状の信号感応エリアM内に位置付けられて作動中の移動部材30の振動状況を正確に検知する。
【0026】
(第5実施形態)
図16および図17は本発明の第5実施形態を示す斜視図および分解斜視図である。上述した実施形態との違いは下記の通りである。
第5実施形態において、移動部材80はねじ孔81を有するブロックである。格納溝82はブロックの端面からねじ孔81の軸方向に沿って凹んで形成される。移動部材80は両端にキャップ83を有し、一つのキャップ83によって格納溝82を遮蔽してセンサー60を格納溝81内に保持する。還流ユニット84は一つであり、移動部材80の底部に配置される。
図17に示すように、信号線64はセンサー60に接続され、同時にねじ孔81の径方向に沿って上方の移動部材80を貫通して外部の信号処理器65に接続される。図18に示すように、第5実施形態において、センサー60の温度感知チップ61は移動部材80に貼り付けられて作動中の移動部材80の温度変化を検知する。センサー60の振動感知チップ62は環状の信号感応エリアM内に位置付けられて作動中の移動部材80の振動状況を正確に検知する。
【0027】
上述の通り、本発明によるリニア伝動装置において、センサー60は移動部材30に突出せず格納溝36に嵌まり込むため、周りの空間配置および移動部材30の行程を妨害することがない。また本発明は状況およびニーズに応じて移動部材30のサイズを適宜に調整することができるため、センサー60は異なるタイプの移動部材30(例えばナット)および移動部材80(例えばブロック)に対応できる。また無効な歯部エリア35に隣接する格納溝36は非負荷エリアに位置するため、装着作業が完了した後のセンサー60はボール50の転動を妨害せず、移動部材30、80に構造の剛性を良好に保持させることができる。
【符号の説明】
【0028】
10 リニア伝動装置
20 ねじ
22 外側ねじ山
30 移動部材
31 本体
32 フランジ
33 ねじ孔
34 内側ねじ山
35 無効な歯部エリア
36、37 格納溝
40 還流ユニット
42 還流経路
50 ボール
52 負荷経路
54 循環経路
60 センサー
61 温度感知チップ
62 振動感知チップ
63 キャップ
64 信号線
65 信号処理器
66 終端処理器
67 キャップ
70、72 還流ユニット
80 移動部材
81 ねじ孔
82 格納溝
83 キャップ
84 還流ユニット
C ねじ孔の中心
M 信号感応エリア
R 信号源の半径
r ねじ孔の半径