JP2000220714A - ボールネジ送り機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長尺ストロークでも高速送りを実現すると共
に、装置構成が簡便でしかも安価なボールネジ送り機構
を提供する。 【解決手段】 両端が回転自在に支持されて駆動モータ
２９により回転駆動される第１のボールネジ３１と、こ
の第１のボールネジ３１と所定間隔を置いて平行に配置
され、且つ両端が回転自在に支持されて前記第１のボー
ルネジ３１と連動して回転する第２のボールネジ４７
と、該第１のボールネジ３１に螺合するボールナット３
３を介して前記第１のボールネジ３１に沿って移動する
サポートブラケット２５と、該第２のボールネジ４７に
螺合するボールナット５９を介し且つ第１のボールネジ
３１に対して相対的に空回りするスライド部材５９を介
して第１、第２のボールネジ３１、４７に沿って、上記
サポートブラケット２５に追従して移動する中間サポー
トブラケット５５とを備えたボールネジ送り機構。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボールネジ送り機
構に関し、詳細にはボールネジの撓みを防止して長尺ス
トロークで高速送りを実現する中間サポートを備えたボ
ールネジ送り機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、タレットパンチプレスには、タ
レットステーションの加工位置にワークを搬送するワー
ク供給装置が設けられている。このワーク供給装置に
は、ワークをクランプするクランパを有したキャリッジ
を、上記加工位置へとボールネジ駆動によって送るボー
ルネジ送り機構が採用されている。

【０００３】ところが、キャリッジを含めた搬送重量
は、１０００Ｋｇｆを越えるものもあり、現在のボール
ネジ駆動では、ストロークが１５２５ｍｍ、軸スピード
が８０ｍ／分が限界であり、これ以上の長尺ストローク
の高速加工は困難となっている。しかし、近年のユーザ
ーニーズには対応できず、より高速且つ長尺ストローク
が望まれている。

【０００４】そこでさらに、従来においては、ボールネ
ジの高速回転による危険速度を防ぐために、図４に示す
ように、ボールネジを中間で押さえて該ボールネジの撓
みを回避して長尺ストロークでも高速にワークを送るこ
とができるように構成したボールネジ送り機構が提案さ
れている。

【０００５】この装置は、図４に示すように、両端を回
転軸受け１０１、１０３によって回転自在に支持したボ
ールネジ１０５に、ボールナット（図示は省略する）を
介してキャリッジベース１０７を取り付け、駆動用モー
ター１０９によって該ボールネジ１０５を回転させるこ
とで、上記キャリッジベース１０７を移動自在とした構
成とされている。

【０００６】このキャリッジベース１０７には、ＬＭガ
イドレール１１１、１１１に沿って移動自在とされるキ
ャリッジ１１３が設けられている。そして、このキャリ
ッジ１１３は、ワークをクランプするワーククランパ１
１７を有し、ボールネジ１１５によって紙面に対し垂直
方向に移動自在とされている。

【０００７】かかる装置においては、キャリッジベース
１０７を挟んでその両側に一対のボールネジ支持部材１
１９、１１９を設け、これらボールネジ支持部材１１
９、１１９でボールネジ１０５を支えることで、当該ボ
ールネジ１０５の撓みを防止する。キャリッジベース１
０７が接近してきたら、ボールネジ支持部材１１９、１
１９による支持を解除して、該キャリッジベース１０７
とボールネジ支持部材１１９、１１９との接触を回避す
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構成のボ
ールネジ支持部材１１９、１１９を設けると、ボールネ
ジ１０５を押さえるための構造や配管回路が複雑とな
り、装置自体がコスト高となる。

【０００９】そこで本発明は、上述の目的を達成するた
めに、長尺ストロークでも高速送りを実現すると共に、
装置構成が簡便でしかも安価なボールネジ送り機構を提
供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のボールネジ送り
機構は、モータにより回転駆動されるボールネジに螺合
するボールナットを介して前記ボールネジに沿って移動
する移動体と、前記ボールネジを支持し且つ前記ボール
ネジに対して相対的に空回りするスライド部材と、前記
スライド部材を前記ボールネジに沿って移動するための
スライド部材移動手段とを備えたことを特徴とする。

【００１１】ボールネジを支持するスライド部材を、ス
ライド部材移動手段によってこのボールネジに沿って移
動させると、該ボールネジを支持する支点間距離が移動
体とスライド部材との距離になるため、見かけ上、ボー
ルネジの長さが短くなり当該ボールネジの撓みが抑制さ
れる。

【００１２】スライド部材移動手段には、ボールネジを
用いても良いし、或いはベルト駆動やリニアモータ等に
よる各種の機構を採用することができる。

【００１３】また、本発明のボールネジ送り機構は、両
端が回転自在に支持されてモータにより回転駆動される
第１のボールネジと、前記第１のボールネジと所定間隔
を置いて平行に配置され、且つ両端が回転自在に支持さ
れて前記第１のボールネジと連動して回転する第２のボ
ールネジと、前記第１のボールネジに螺合するボールナ
ットを介して前記第１のボールネジに沿って移動する第
１の移動体と、前記第２のボールネジに螺合するボール
ナットを介し且つ前記第１のボールネジに対して相対的
に空回りするスライド部材を介して前記第１、第２のボ
ールネジに沿って、前記第１の移動体に追従して移動す
る第２の移動体とを備えた構成である。

【００１４】このように、第１の移動体を移動自在とす
る第１のボールネジと連動して回転する第２のボールネ
ジを所定間隔を置いて平行に設け、この第２のボールネ
ジに沿って第２の移動体を上記第１の移動体に追従させ
て移動自在とすると共に、該第２の移動体を第１のボー
ルネジに対して相対的に空回りするスライド部材を介し
て第１のボールネジに沿って移動自在とした構成である
から、第１の移動体が第１のボールネジの一端から他端
へと遠ざかって移動しても、第１のボールネジに連動し
て回転する第２のボールネジによって第２の移動体も第
１の移動体に追従して移動するため、第１のボールネジ
がこの第２の移動体によって支えられることになり、当
該第１のボールネジの撓みが抑制される。このため、重
いワークを長い距離（例えば２０００ｍｍ以上の長尺ス
トローク）搬送した場合でも高速（例えば８０ｍ／分以
上）で送ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した具体的な
実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態は、本発明のボールネジ送り機構を、タレッ
トパンチプレスにおけるワーク供給装置に適用したもの
である。

【００１６】タレットパンチプレスは、図１に示すよう
に、ワークに所望の打ち抜き加工を行うパンチング加工
部と、ワークを加工位置に移動させ位置決めを行うワー
ク供給部とを有してなる。

【００１７】上記パンチング加工部は、枠体構造とされ
たフレーム１の中央に開口する略矩形状をなす空隙部３
に設けられており、パンチＰとダイＤを着脱自在に配置
させるタレットステーション５と、加工位置に配置され
たパンチＰを打撃するラム７とからなっている。

【００１８】タレットステーション５は、枠体構造とさ
れるフレーム１の上フレーム９に回転自在に設けられた
上タレット１１と、下フレーム１３に回転自在に設けら
れた下タレット１５とから構成されている。

【００１９】上記上タレット１１は、円盤形状とされて
おり、形状・寸法の異なる複数種類のパンチＰを周方向
に沿って着脱自在に配置させている。上記下タレット１
５も同様に円盤形状とされており、やはり形状・寸法の
異なる複数種類のダイＤを周方向に沿って着脱自在に配
置させている。

【００２０】上記ラム７は、上フレーム９に上下動自在
に設けられており、上タレット１１及び下タレット１５
が回転し加工位置へ割り出し位置決めされたパンチＰを
打撃するようになっている。これにより、その打撃され
るパンチＰとこれと対向するダイＤとによって、ワーク
に所望の打ち抜き加工がなされる。

【００２１】ワーク供給部は、上記フレーム１の空隙部
９に設けられており、ボールネジ送り機構からなるワー
ク供給装置１７によって、ワークをタレットステーショ
ン５へと供給するように構成されている。ワーク供給装
置１７は、図１及び図２に示すように、下フレーム１上
に所定間隔を置いて平行に敷設された一対のＬＭガイド
からなるガイドレール１９、１９を有している。このガ
イドレール１９、１９には、ワークテーブル２１及びキ
ャリッジ２３等を固定する第１の移動体であるサポート
ブラケット２５が、上記空隙部９の一端寄りの位置から
タレットステーション５の近傍位置に亘って（図１中Ｙ
で示す方向に）走行するようになされている。

【００２２】すなわち、サポートブラケット２５には、
図２に示すように、それぞれのガイドレール１９、１９
に摺動自在とされるスライダー２７、２７が二つずつ設
けられており、これらスライダー２７、２７が上記ガイ
ドレール１９、１９と係合することで、当該ガイドレー
ル１９、１９に沿って上記サポートブラケット２５がス
ライド自在とされる。

【００２３】また、このサポートブラケット２５は、駆
動モータ２９によって回転駆動される第１のボールネジ
３１によって、タレットステーション５に接近する方向
と離れる方向に移動自在に走行する。すなわち、サポー
トブラケット２５は、図２に示すように、上記第１のボ
ールネジ３１に螺合するボールナット３３を有し、その
ボールナット３３を上記第１のボールネジ３１に螺合さ
せることで、上記駆動モータ２９による上記第１のボー
ルネジ３１の回転で移動自在となっている。

【００２４】上記第１のボールネジ３１は、図１に示す
ように、上記空隙部９の一端寄りの位置からタレットス
テーション５の近傍位置に亘って設けられており、両端
がベアリング等からなる軸受３５、３７によって回転自
在に支持されている。本実施形態では、２０００ｍｍ以
上のストローク（長尺ストローク）とすることから、第
１のボールネジ３１の長さを長尺なものとしている。

【００２５】そして、上記サポートブラケット２５の上
には、図１に示すように、ワークテーブル２１が固定さ
れている。また、このサポートブラケット２５の上に
は、キャリッジベース３９が取り付けられている。キャ
リッジベース３９には、図１中Ｙ方向と直交するＸ方向
（紙面に垂直な方向）に敷設されたＬＭガイドからなる
ガイドレール４１、４１が設けられている。このガイド
レール４１、４１には、ワーククランパ４３を備えたキ
ャリッジ２３がスライド自在とされている。

【００２６】そして、上記キャリッジ２３は、図示しな
いキャリッジ駆動用モータによって回転されるボールネ
ジ４５の回転により、上記ガイドレール４１、４１に沿
って移動自在に走行するようになされている。

【００２７】そして本実施形態においては、図２に示す
ように、上記第１のボールネジ３１と一方のガイドレー
ル１９との間であって、該第１のボールネジ３１と所定
間隔を置いて平行に、第２のボールネジ４７が配置され
ている。かかる第２のボールネジ４７は、両端がベアリ
ング等からなる軸受４９、５１によって回転自在に支持
され、その基端部を上記第１のボールネジ３１の基端部
と揃えて配置されている。

【００２８】この第２のボールネジ４７は、上記第１の
ボールネジ３１のリード（全長）の略半分の長さとされ
ていると共に、該第１のボールネジ３１とに亘って掛け
られたベルト５３によって回転するようになされてい
る。すなわち、上記駆動モータ２９によって第１のボー
ルネジ３１が回転すると、上記ベルト５３によってその
回転力が第２のボールネジ４７に伝達され、該第１のボ
ールネジ３１と連動して上記第２のボールネジ４７が回
転する。なお、第２のボールネジ４７のねじピッチは、
第１のボールネジ３１のねじピッチの１／２とされてい
る。

【００２９】そして、この第２のボールネジ４７によっ
て第２の移動体である中間サポートブラケット５５が、
上記ガイドレール１９、１９に沿ってスライド自在に移
動せしめられるようになされている。中間サポートブラ
ケット５５は、上記サポートブラケット２５と上記駆動
モータ２９との間に設けられており、上記第２のボール
ネジ４７の一端から他端の間に亘って走行する。

【００３０】この中間サポートブラケット５５には、そ
れぞれのガイドレール１９、１９に摺動自在とされるス
ライダー５７、５７が設けられており、これらスライダ
ー５７、５７が上記ガイドレール１９、１９と係合する
ことで、当該ガイドレール１９、１９に沿って中間サポ
ートブラケット５５がスライド自在とされる。

【００３１】また、上記中間サポートブラケット５５
は、図２に示すように、上記第２のボールネジ４７に螺
合するボールナット５９を有し、そのボールナット５９
を上記第２のボールネジ４７に螺合させることで、該第
２のボールネジ４７の回転で移動自在となっている。さ
らに、この中間サポートブラケット５５には、第１のボ
ールネジ３１に対して相対的に空回りするスライド部材
６１が設けられている。このスライド部材６１は、第１
のボールネジ３１に対して相対的に空回りするように構
成された他は、上記ボールナット５９とほぼ同様な構成
とされている。

【００３２】そして、この中間サポートブラケット５５
の移動量は、上記サポートブラケット２５の移動量の略
半分とされている。例えば、サポートブラケット２５が
２メートル移動すると、中間サポートブラケット５５は
その半分である１メートル移動し、常に中間サポートブ
ラケット５５の位置がサポートブラケット２５と軸受３
５との中間位置に保たれるようになされている。

【００３３】以上のように構成されたワーク供給装置１
７では、ワーククランパ４３によって把持されたワーク
は、図１に示すように、キャリッジ９の移動方向である
Ｘ方向（紙面と直交する方向）及び第１、第２のボール
ネジ３１、４７の敷設方向であるＹ方向にそれぞれ移動
自在とされて、ラム７下のパンチＰとダイＤとの間に位
置決めされる。

【００３４】特に、ワークを２０００ｍｍ以上の長尺ス
トロークとしてラム下の加工位置に移動させると、サポ
ートブラケット２５の上に取り付けられるキャリッジ２
３、ワークテーブル２１及びワーク等の重さで第１のボ
ールネジ３１が撓んで軸スピードを８０ｍ／分以上とす
ることができないが、第１のボールネジ３１と平行に第
２のボールネジ４７を設け、該第２のボールネジ４７に
よって中間サポートブラケット５５を上記サポートブラ
ケット２５に追従させて移動自在とすることで、２００
０ｍｍ以上の長尺ストロークで８０ｍ／分以上の高速加
工を行うことができる。

【００３５】すなわち、本実施形態のように、第１のボ
ールネジ３１と所定間隔をおいて第２のボールネジ４７
を平行に配置し、その第２のボールネジ４７を上記第１
のボールネジ３１と連動して回転させると共に、この第
２のボールネジ４７に螺合するボールナット５９を介し
且つ第１のボールネジ３１に対して相対的に空回りする
スライド部材６１を介して第１、第２のボールネジ３
１、４７に沿って中間サポートブラケット５５を移動自
在としているため、この中間サポートブラケット５５の
設置により第１のボールネジ３１の見かけ上の長さが短
くなる。

【００３６】つまり、駆動モータ２９によって第１のボ
ールネジ３１が回転すると、この第１のボールネジ３１
と螺合するボールナット３３によって上記サポートブラ
ケット２５が当該第１のボールネジ３１に沿って移動せ
しめられるが、これに追従する形で第２のボールネジ４
７と螺合するボールナット５９によって中間サポートブ
ラケット５５が、上記第１、第２のボールネジ３１、４
７をガイドとして移動する。このため、第２のボールネ
ジ４７の支点間距離は、従来は駆動モータ２９側の軸受
３５とサポートブラケット２５に設けたボールナット３
３間の距離であったのが、中間サポートブラケット５５
に設けたボールナット５９と上記サポートブラケット２
５に設けたボールナット３３間の距離となり、大幅にそ
の距離が短縮される。

【００３７】例えば、図３に示すように、サポートブラ
ケット２５が第１のボールネジ３１の最右端に移動する
と、その半分の移動量で移動する中間サポートブラケッ
ト５５は第２のボールネジ４７の最右端に到達する。こ
のときの第１のボールネジ３１の支点間距離は、第２の
ボールネジ４７の長さが第１のボールネジ３１の長さの
ほぼ半分であることから、当該第１のボールネジ３１の
長さのほぼ半分程度の長さとなる。

【００３８】従って、第１のボールネジ３１の長さを長
くしても、この第２のボールネジ４７によって見かけ上
その半分の長さで済むので、２０００ｍｍ以上の長尺ス
トロークでも充分に８０ｍ／分以上の高速加工を実現す
ることができる。また、第１のボールネジ３１の支点間
距離が見かけ上短くなるため、当該第１のボールネジ３
１の固有振動数が向上し共振が少なくなる。

【００３９】なお、サポートブラケット２５が駆動モー
タ２９側にあるときは、タレットステーション５寄りに
設けられた軸受３７とサポートブラケット２５に設けら
れたボールナット３３間の距離（ボールネジ支点間隔）
が図３に示す状態のものに比べて長くなるが、この場
合、サポートブラケット２５は原点側であり、どちらの
方向に移動する際にも移動開始直後、停止直前では低速
であるので、特に問題は無い。

【００４０】以上、本発明を適用した具体的な実施形態
について説明したが、本発明は上述の実施形態に制限さ
れることなく種々の変更が可能である。

【００４１】例えば、本発明のボールネジ送り機構をタ
レットパンチプレスにおけるキャリッジを送る駆動機構
に適用したが、これに制限されることはなく、高速で且
つ長尺ストロークで搬送するようなものに本発明を適用
することができる。

【００４２】また、上述の実施形態では、第２のボール
ネジ４７のねじピッチを第１のボールネジ３１のねじピ
ッチの１／２としたが、これら第１、第２のボールネジ
３１、４７のねじピッチを同一ピッチとし、且つ第１の
ボールネジ３１に対して第２のボールネジ４７の回転数
をその半分としても同様の効果がある。

【００４３】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００４４】本発明のボールネジ送り機構によれば、第
１のボールネジと平行に所定間隔を置いて配置した第２
のボールネジによって第１の移動体に追従させて第２の
移動体を移動させているため、第１のボールネジの長さ
を見かけ上短くすることができ、その結果、長尺ストロ
ークでも高速送りを実現することができる。

【００４５】また、本発明のボールネジ送り機構によれ
ば、第１のボールネジと連動して回転する第２のボール
ネジによって第２の移動体を移動させるように構成して
あるので、装置構成が簡便でしかも安価なものとするこ
とができる。

【００４６】また、本発明のボールネジ送り機構によれ
ば、第２のボールネジの長さを第１のボールネジの長さ
の半分とすると共に、第２の移動体の移動量を第１の移
動体の移動量の半分としているので、第１のボールネジ
の長さが長くても実質上半分の長さとなるため、第１の
ボールネジの長さを長くして長尺ストロークとしても当
該第１のボールネジの剛性が高く、高速で移動体を送る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】タレットパンチプレスの概略構成図である。

【図２】ボールネジ送り機構の平面図である。

【図３】ボールネジ送り機構の平面図であり、サポート
ブラケットをタレットステーション寄りに移動させた状
態を示す図である。

【図４】従来のボールネジ送り機構の模式図である。

【符号の説明】

１７ ワーク供給装置 １９ ガイドレール ２３ キャリッジ ２５ サポートブラケット ２９ 駆動モータ ３１ 第１のボールネジ ３３、５９ ボールナット ４７ 第２のボールネジ ５５ 中間サポートブラケット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータにより回転駆動されるボールネジ
   に螺合するボールナットを介して前記ボールネジに沿っ
   て移動する移動体と、 前記ボールネジを支持し且つ前記ボールネジに対して相
   対的に空回りするスライド部材と、 前記スライド部材を前記ボールネジに沿って移動するた
   めのスライド部材移動手段とを備えたことを特徴とする
   ボールネジ送り機構。
2. 【請求項２】 両端が回転自在に支持されてモータによ
   り回転駆動される第１のボールネジと、 前記第１のボールネジと所定間隔を置いて平行に配置さ
   れ、且つ両端が回転自在に支持されて前記第１のボール
   ネジと連動して回転する第２のボールネジと、 前記第１のボールネジに螺合するボールナットを介して
   前記第１のボールネジに沿って移動する第１の移動体
   と、 前記第２のボールネジに螺合するボールナットを介し、
   且つ前記第１のボールネジに対して相対的に空回りする
   と共に前記第１のボールネジを支持するスライド部材を
   介して前記第１、第２のボールネジに沿って、前記第１
   の移動体に追従して移動する第２の移動体とを備えたこ
   とを特徴とするボールネジ送り機構。
3. 【請求項３】 前記第２のボールネジの長さを前記第１
   のボールネジの長さの略半分とし、且つ前記第２の移動
   体の移動量を前記第１の移動体の移動量の略半分とした
   ことを特徴とする請求項１記載のボールネジ送り機構。