JP2006000900A

JP2006000900A - 電動プレス装置および差動機構

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Publication number: JP2006000900A
Application number: JP2004180539A
Authority: JP
Inventors: Keizo Unno; 敬三海野; Shoji Futamura; 昭二二村
Original assignee: Institute of Technology Precision Electrical Discharge Works
Current assignee: Institute of Technology Precision Electrical Discharge Works
Priority date: 2004-06-18
Filing date: 2004-06-18
Publication date: 2006-01-05
Also published as: TW200706354A

Abstract

【課題】加工精度を保持しつつ電動プレス装置の耐久性を確保できるようにする。
【解決手段】モータ２２によって回転するボールねじ軸１５に螺合するナット部材８とスライドプレート２５とに固着された連結機構１７を有する電動プレス装置の差動機構９は、開口部を上にしてくり抜かれた内壁面を有し、底面部内壁面に摺動溝が形成された、開口部が剛体を形成する枠体９２と、裏面が傾斜した傾斜面を有する上板部の裏面側に摺動溝が設けられ、枠体９２の開口部に嵌合された可動体９１と、下端部に枠体９２に形成された摺動溝にそれぞれ摺動係合する第１の案内係合部を有すると共に上端部に可動体９１の裏面側に形成された摺動溝にそれぞれ摺動係合する第２の案内係合部を有し、かつ上面が傾斜した傾斜面を持ち、枠体９２内を摺動自在に嵌合された楔状をなす差動部材９４と、モータ２８によって差動部材９４を移動させるねじ軸９５とを備えて構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば板金加工等に使用される電動プレス装置および差動機構に関するものであり、特にモータで駆動されるボールねじ軸とそのナット部とを用いたボールねじ係合で押圧子を往復運動（例えば上下動運動）させる機構で、ミクロン単位の正確な位置制御を要する定点加工を長時間耐えられるようにした電動プレス装置および差動機構に関するものである。

モータで駆動されるボールねじ軸とそのナット部とを用いたボールねじ係合で押圧子を上下動させる従来の電動プレス装置として特開２００２−１４４０９８（特許文献１）がある。

図１４は従来の電動プレス装置の要部縦断面正面図を示している。図１４において、１は基板であり、長方形の平板状に形成されており、その４隅には柱状のガイドバー２が立設されている。ガイドバー２の上端部には、長方形の平板状に形成された支持板３が、締結部材４を介して固着されている。支持板３にはモータ２２が設けられており、モータ２２の主軸が支持板３を回転自在に貫通しねじ軸５と連結されている。

２５はスライドプレートであり、ガイドバー２と摺動係合し、上下動摺動可能に設けられ、下部に押圧子２４が固着されている。２６はテーブルであり、基板１上に設けられ、被加工物Ｗが載置されるようになっている。

次に可動体７は、この可動体７の移動方向（図１４においては上下方向）と交差する面、例えば水平面で分割され、かつ対向配置された第１の可動体７１と第２の可動体７２とによって形成される。なお第１の可動体７１はナット部材８と固着されており、第２の可動体７２はスライドプレート２５と固着されている。２７は差動部材であり、後述するように楔状に形成されており、前記第１の可動体７１と第２の可動体７２を連結すると共に、後述するような作用を有するものである。

２８はモータであり、スライドプレート２５上に支持部材２９を介して設けられ、前記差動部材２７を前記可動体７の移動方向と直交する方向（図１４においては左右方向）に駆動するためのものである。すなわち、モータ２８の主軸にはねじ軸３０が連結されると共に、このねじ軸３０は前記差動部材２７内に設けられたナット部材（図示省略）と螺合するように形成されている。３６はガイドプレートであり、第１の可動体７１と第２の可動体７２の両側面に１対設けられ、その下端部は第２の可動体７２に固着され、上端部の近傍は第１の可動体７１と摺動係合可能に形成されている。

図１５は図１４における差動部材２７およびその近傍を示す要部拡大正面図、図１６は図１５におけるＢ−Ｂ線断面図であり、同一部分は前記図１４と同一の参照符号で示されている。

図１５および図１６において、差動部材２７は、横断面を例えばＩ形に、かつ長手方向に斜面部３７を有するように形成されている。そして差動部材２７の側面部に一体に形成された突条３８が、第１の可動体７１および第２の可動体７２内に設けられ凹溝３９と摺動係合可能に形成されている。なお差動部材２７の上面を形成する斜面部３７は、第１の可動体７１内に設けられ、かつ斜面部３７と同一の傾斜角度に形成された斜面部４０と摺動係合すると共に、差動部材２７の底面部５８は第２の可動体７２内に設けられた水平の支持面５９と摺動係合する。また第２の可動体７２に取付部材６０を介して設けられたガイドプレート３６の上半部は、第１の可動体７１の側面に設けられたガイド溝６１と摺動係合するようになっている。

上記の構成により、図１４においてモータ２２に所定の電圧を印加して作動させると、ねじ軸５が回転し、第１の可動体７１、第２の可動体７２およびこれらを連結する差動部材２７等からなる可動体７が下降し、押圧子２４は初期高さＨ₀から定点加工高さＨまで下降し、被加工物Ｗに対して定点加工が行われ、加工終了後、モータ２２の逆作動により可動体７が上昇し、押圧子２４は初期高さＨ₀の位置に復帰する。なお、上記Ｈ₀、Ｈの値の計測およびモータ２２の制御については、図示しない計測手段や図示しない制御手段によって行われる。このような加工操作を定点加工と呼んでおく。

上記の定点加工が予め設定された回数に到達した場合、または定点加工の都度、押圧子２４の初期高さＨ₀の位置においてモータ２２の作動を停止させ、モータ２８に予め設定された個数の例えばパルス状電圧を印加する。これによりモータ２８が所定量だけ回転し、ねじ軸３０を介して差動部材２７が水平方向に微小移動する。この差動部材２７の移動により第１の可動体７１と第２の可動体７２とが上下方向に相対移動し、可動体７の位置が上記Ｈ₀から変位する。この変位を相殺するためモータ２２に対して若干の電圧を印加することによって行い、押圧子２４の初期高さＨ₀を一定に保持するようにする。

上記の補正に伴うねじ軸５の回動により、ねじ軸５とナット部材８との相対位置が変化し、ボールねじ係合に形成されたボールとボール溝との相対位置を変化させることができるから、定点加工を確保しつつ、ボールおよび／またはボール溝の局部的磨耗を防止することができ、以後継続して定点加工を行うことができる。
特開２００２−１４４０９８公報

上述のような第１の可動体７１、第２の可動体７２およびこれらを連結する差動部材２７、ガイドプレート３６からなる従来の可動体７の構造、特に第１の可動体７１の側面に設けられたガイド溝６１と摺動係合するところの第２の可動体７２に設けられたガイドプレート３６とよりなる結合構造では、定点加工の長時間化に伴って、ナット部材８の軸方向に捩れが生じるようになり、長時間の定点加工に耐えられなくなる問題点が浮上してきた。

また上述のねじ軸５とナット部材８との相対位置を変化させ、かつボールねじ係合に形成されたボールとボール溝との相対位置を変化させるには、差動部材２７を水平方向に移動させスライドプレート２５を垂直方向に微小移動させてボールとボール溝との相対位置を数ミクロン単位で変化させ、そのミクロン単位で変化させた状態の下で次回以降の定点加工の間または所定回の定点加工の間維持させる必要のあるものであって、第１の可動体７１の上下方向の位置の保持に極めて高精度を必要とし、いわば少しでも非所望なガタ付きや軋みが生じると、かえってボール溝などが毀損され、また定点加工ができなくなる。

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、モータで駆動されるボールねじ軸とそのナット部材とを用いたボールねじ係合で押圧子を往復運動させる定点加工機構で、直交３軸方向のいずれにも捩れが生じることがなく、また第１の可動体７１が非所望にガタ付いたり軋んだりすることがない差動機構を用いることにより、正確な位置制御を要する定点加工を長時間可能ならしめることができる可動体を有する電動プレス装置および差動機構を提供することを目的としている。

そのため本発明に係る第１の電動プレス装置は、平板状に形成された基板と、
この基板に一方の端部が直交するように設けられた複数のガイド体と、
ガイド体の他方の端部にガイド体と直交するように設けられた平板状の支持板と、
ガイド体にガイドされ基板と支持板との間を摺動自在に設けられたスライドプレートと、
スライドプレートをガイド体に対して摺動可能に駆動する第１のモータと、
第１のモータの出力軸に連結されるとともに支持板に対してガイド体と平行に回転自在に軸承されたボールねじ軸と、
ボールねじ軸と螺合するナット部材と、
上端がナット部材に固着され下端がスライドプレートに固着された、ボールねじ軸とナット部材に内蔵するボールとの接触位置を微小変化させる差動機構と
を備えた連結機構とを有し、
第１のモータによって駆動されるボールねじ軸の正逆回転によりスライドプレートが上下動し、基板に載置された被加工物を定点加工する構造の電動プレス装置において、
前記連結機構の差動機構は、
実質的に直方体形状にくり抜いた開口部の４個の内壁面の開口部を上にして２組の対向面の中の１組の対向面の底面部内壁面に１条の摺動溝が形成されて、当該直方体形状の開口部が剛体を形成する枠体と、
表面が水平で裏面が傾斜した傾斜面を有する上板部と、当該上板部の裏面側に形成されたそれぞれ１条の摺動溝とを有するとともに、中央部にボールねじ軸を貫通させる穴を有し、前記枠体の開口部に嵌合されて、表面に前記ナット部材が固着される可動体と、
下端部に前記枠体に形成された前記摺動溝にそれぞれ摺動係合する第１の案内係合部を有するとともに上端部に前記可動体の裏面側に形成された前記摺動溝にそれぞれ摺動係合する第２の案内係合部を有し、かつ下面が水平で上面が傾斜した傾斜面を持ち、中央部にボールねじ軸を貫通させる穴を有して、枠体内を摺動自在に嵌合された楔状をなす差動部材と、
差動部材を水平方向に移動させるねじ軸と、
差動機構のねじ軸を介して差動部材を水平方向に移動させる第２のモータと
を備えてなることを特徴としている。

また本発明に係る第２の電動プレス装置は、平板状に形成された基板と、
この基板に一方の端部が直交するように設けられた複数のガイド体と、
ガイド体の他方の端部にガイド体と直交するように設けられた平板状の支持板と、
ガイド体にガイドされ基板と支持板との間を摺動自在に設けられたスライドプレートと、
スライドプレートをガイド体に対して摺動可能に駆動する第１のモータと、
第１のモータの出力軸に連結されるとともに支持板に対してガイド体と平行に回転自在に軸承されたボールねじ軸と、
ボールねじ軸と螺合するナット部材と、
上端がナット部材に固着され下端がスライドプレートに固着された、ボールねじ軸とナット部材に内蔵するボールとの接触位置を微小変化させる差動機構と
を備えた連結機構とを有し、
第１のモータによって駆動されるボールねじ軸の正逆回転によりスライドプレートが上下動し、基板に載置された被加工物を定点加工する構造の電動プレス装置において、
前記連結機構の差動機構は、
実質的に直方体形状にくり抜いた開口部の４個の内壁面の開口部を上にして２組の対向面の中の１組の対向面の底面部内壁面に１条の摺動溝が形成されて、当該直方体形状の開口部が剛体を形成する枠体と、
表面と裏面とで夫々水平面を有する上板部と、当該上板部の裏面側に形成されたそれぞれ１条の摺動溝とを有するとともに、中央部にボールねじ軸を貫通させる穴を有し、前記枠体の開口部に嵌合されて、表面に前記ナット部材が固着される可動体と、
下端部に前記枠体に形成された前記摺動溝にそれぞれ摺動係合する第１の案内係合部を有するとともに上端部に前記可動体の裏面側に形成された前記摺動溝にそれぞれ摺動係合する第２の案内係合部を有し、かつ上面が水平で下面が傾斜した傾斜面を持ち、中央部にボールねじ軸を貫通させる穴を有して、枠体内を摺動自在に嵌合された楔状をなす差動部材と、
差動部材を水平方向に移動させるねじ軸と、
差動機構のねじ軸を介して差動部材を水平方向に移動させる第２のモータと
を備えてなることを特徴としている。

また本発明に係る電動プレス装置の差動機構は、平板状に形成された基板と、
この基板に一方の端部が直交するように設けられた複数のガイド体と、
ガイド体の他方の端部にガイド体と直交するように設けられた平板状の支持板と、
ガイド体にガイドされ基板と支持板との間を摺動自在に設けられたスライドプレートと、
スライドプレートをガイド体に対して摺動可能に駆動する第１のモータと、
第１のモータの出力軸に連結されるとともに支持板に対してガイド体と平行に回転自在に軸承されたボールねじ軸と、
ボールねじ軸と螺合するナット部材と、
上端がナット部材に固着され下端がスライドプレートに固着された、ボールねじ軸とナット部材に内蔵するボールとの接触位置を微小変化させる差動機構と
を備えた連結機構とを有し、
第１のモータによって駆動されるボールねじ軸の正逆回転によりスライドプレートが上下動し、基板に載置された被加工物を定点加工する構造の電動プレス装置に使用する連結機構の差動機構であって、
前記連結機構の差動機構は、
実質的に直方体形状にくり抜いた開口部の４個の内壁面の開口部を上にして２組の対向面の中の１組の対向面の底面部内壁面に１条の摺動溝が形成されて、当該直方体形状の開口部が剛体を形成する枠体と、
表面が水平で裏面が傾斜した傾斜面を有する上板部と、当該上板部の裏面側に形成されたそれぞれ１条の摺動溝とを有するとともに、中央部にボールねじ軸を貫通させる穴を有し、前記枠体の開口部に嵌合されて、表面に前記ナット部材が固着される可動体と、
下端部に前記枠体に形成された前記摺動溝にそれぞれ摺動係合する第１の案内係合部を有するとともに上端部に前記可動体の裏面側に形成された前記摺動溝にそれぞれ摺動係合する第２の案内係合部を有し、かつ下面が水平で上面が傾斜した傾斜面を持ち、中央部にボールねじ軸を貫通させる穴を有して、枠体内を摺動自在に嵌合された楔状をなす差動部材と、
差動部材を水平方向に移動させるねじ軸と、
差動機構のねじ軸を介して差動部材を水平方向に移動させる第２のモータと
を備えてなることを特徴としている。

また本発明に係る電動プレス装置の他の差動機構は、平板状に形成された基板と、
この基板に一方の端部が直交するように設けられた複数のガイド体と、
ガイド体の他方の端部にガイド体と直交するように設けられた平板状の支持板と、
ガイド体にガイドされ基板と支持板との間を摺動自在に設けられたスライドプレートと、
スライドプレートをガイド体に対して摺動可能に駆動する第１のモータと、
第１のモータの出力軸に連結されるとともに支持板に対してガイド体と平行に回転自在に軸承されたボールねじ軸と、
ボールねじ軸と螺合するナット部材と、
上端がナット部材に固着され下端がスライドプレートに固着された、ボールねじ軸とナット部材に内蔵するボールとの接触位置を微小変化させる差動機構と
を備えた連結機構とを有し、
第１のモータによって駆動されるボールねじ軸の正逆回転によりスライドプレートが上下動し、基板に載置された被加工物を定点加工する構造の電動プレス装置に使用する前記連結機構の差動機構であって、
前記連結機構の差動機構は、
実質的に直方体形状にくり抜いた開口部の４個の内壁面の開口部を上にして２組の対向面の中の１組の対向面の底面部内壁面に１条の摺動溝が形成されて、当該直方体形状の開口部が剛体を形成する枠体と、
表面と裏面とで夫々水平面を有する上板部と、当該上板部の裏面側に形成されたそれぞれ１条の摺動溝とを有するとともに、中央部にボールねじ軸を貫通させる穴を有し、前記枠体の開口部に嵌合されて、表面に前記ナット部材が固着される可動体と、
下端部に前記枠体に形成された前記摺動溝にそれぞれ摺動係合する第１の案内係合部を有するとともに上端部に前記可動体の裏面側に形成された前記摺動溝にそれぞれ摺動係合する第２の案内係合部を有し、かつ上面が水平で下面が傾斜した傾斜面を持ち、中央部にボールねじ軸を貫通させる穴を有して、枠体内を摺動自在に嵌合された楔状をなす差動部材と、
差動部材を水平方向に移動させるねじ軸と、
差動機構のねじ軸を介して差動部材を水平方向に移動させる第２のモータと
を備えてなることを特徴としている。

ボールねじ軸の回転によりナット部材を介し上下動させる可動体に大きな荷重が掛かっても、可動体を収納している枠体の開口端部分が枠を構成し剛体構造であるので、差動機構が捩れたりガタが生じることはなく、可動体が枠体内で非所望にガタ付いたり軋んだりすることがないようにして、可動体を収納している枠体の開口端部分の枠が非所望に外側に開く事態の発生を防止するので、長時間の定点加工に耐え得る。

差動機構の枠体の外壁面を上下方向摺動自在に覆っている蓋体が設けられているときには、可動体を収納している枠体の開口端部分の枠が非所望に外側に開く事態の発生を更に防止するので、更に長時間の定点加工に耐え得る。

図１は本発明に係る電動プレス装置の主要部分のその一部分を断面にした一実施例正面図を示しており、前記図１４と同一の部分は同一の参照符号が付されている。

図１において、１は基板であり、長方形の平板状に形成されており、その４隅には柱状のガイドバー（ガイド体）２が立設されている。ガイドバー２の上端部には、長方形の平板状に形成された支持板３が、締結部材４を介して固着されている。

支持板３にはエンコーダ内蔵のモータ２２が設けられ、その軸にはガイドバー２と平行に支持されたボールねじ軸１５が支持板３に設けられたスラスト軸受け１２を介して回転自在に連結されている。

支持板３とガイドバー２を自在に摺動するスライドプレート２５とは、連結機構１７で連結される構造となっている。すなわち当該連結機構１７は、ボールねじ軸１５と螺合するナット部材８を備えると共に、ボールねじ軸１５とナット部材８に内蔵するボールとの接触位置を微小変化させるための差動機構９とを備え、ナット部材８の下端は差動機構９の上端に固着され、そして差動機構９の下端はスライドプレート２５に固定され、支持板３に対し回転自在に軸承されたボールねじ軸１５とナット部材８とのねじ係合によって、前記支持板３とスライドプレート２５とが連結された構造となっている。

このような構造の連結機構１７により、正逆可能なモータ２２で駆動されるボールねじ軸１５の正回転、逆回転で、スライドプレート２５が上昇或いは下降し、モータ２２の適宜の回転制御でスライドプレート２５を上下方向に往復運動させることができ、図１４で説明した場合と同様に基板１に載置された被加工物Ｗを定点加工することができる。

上記差動機構９は、剛体を形成すべく採用された四角枠形状の開口部を上にして中央部が実質的にくり抜かれた形状を有する直方体の枠体９２（当該枠体９２は一体物の場合の他、組み立てられて一体物となる場合のいずれであってもよく、実質的に中央部がくり抜かれた形状を有する直方体）の内部には、可動体９１と差動部材９４とが収納される。そして差動部材９４は図１図示で水平方向に移動可能とされ、可動体９１は差動部材９４の微小水平移動に対応して上下方向に微小移動する。

即ち、可動体９１は図１図示の如く上面が水平で下面が傾斜した傾斜面を有すると共に中央部にボールねじ軸１５を貫通させるに足る穴９３を有し、上下方向に摺動自在に嵌合されて上面からみて長方形状に構成されている。また差動部材９４は上面に可動体９１と同じ傾斜角の傾斜面を有し、中央部にボールねじ軸１５を貫通させるに足る穴９６を有し、水平方向の移動により可動体９１を上下方向に移動させる。そして、差動部材９４を水平方向に微小移動させるためのねじ軸９５が収納されている。なおこの可動体９１と差動部材９４との各構造については、後の図２以降で詳細に説明する。

枠体９２の外側面には支持部材６を介してモータ２８が取り付けられており、モータ２８の軸がねじ軸９５と連結されている。ねじ軸９５は軸受けを介して枠体９２に回転自在に軸承されており、当該軸受けの両端面を挟持することにより、差動部材９４がねじ軸９５方向に非所望に移動できないように拘束されている。

枠体９２は、上述の如く枠体９２自体が剛体を形成するよう中央部をくり抜かれた形状の枠状に形成されており、長期間にわたってプレス加工が行われる間に可動体９１の上端開口部に衝突したりして枠体９２の当該上端開口部が非所望に外側に開いてしまうことが回避される。なお、当該外側が開いてしまう危険性を更にしっかりと防止するためには、後述するように、枠体９２の上端開口部を覆う蓋体（図１１と図１２参照）を設けてもよい。

基板１と支持板３との間に、スライドプレート２５の位置、すなわち押圧子２４の位置を検出するパルススケール１３が４つのガイドバー２にそってそれぞれ取り付けられ、それぞれのパルススケール１３を読取る検出部１４が対応したスライドプレート２５の位置にそれぞれ設けられている。このパルススケール１３と検出部１４とによって得られるスライドプレート２５の位置検出信号をもとに、定点加工が行われる。

定点加工が予め設定された回数に到達した場合、または定点加工の都度、押圧子２４の初期高さＨ₀の位置においてモータ２２の作動を停止させ、モータ２８に予め設定された個数の例えばパルス状電圧を印加する。これによりモータ２８が所定量だけ回転し、ねじ軸９５を介して差動部材９４が水平方向に微小移動する。この差動部材９４の移動により可動体９１が上下方向に移動し、押圧子２４の位置が上記Ｈ₀から変位する。この変位が前記パルススケール１３と検出部１４とによって検出され、当該変位を相殺するためモータ２２に対して若干の電圧を印加して、押圧子２４の初期高さＨ₀が常に一定に保持される。

上記の補正に伴うボールねじ軸１５の回動により、ボールねじ軸１５とナット部材８との相対位置が変化し、ボールねじ係合に形成されたボールとボール溝との相対位置を変化させることができるから、定点加工を確保しつつ、ボールおよび／またはボール溝の局部的磨耗を防止することができ、以後継続して定点加工を行うことができる。

図２は連結機構に用いられている差動機構の一実施例正面図、図３は右側面図、図４は平面図、図５は図２のＡ−Ａ断面図、図６は図２のＥ−Ｅ断面図をそれぞれ示している。

図２ないし図６において、枠体９２は、有底略凹型をした枠本体３１と、枠本体３１の両端にそれぞれ固着された２つの枠側体３２、３３とで構成されており、対向面を形成するこの２つの枠側体３２、３３と、枠本体３１の対向面を形成している２つの枠側体３４、３５とで、枠体９２の開口部を形成する枠側体３２、３３、３４、３５は一体化され、上端開口部が外側に向かって開かないように剛体を形成するようにされている。

相対向する２組の枠側体３２、３３と枠側体３４、３５とで形成される枠体９２の内部は、枠側体３４、３５の対向内壁面が上部と下部との２段にくり抜かれ、枠本体３１の下部、すなわち底面側にくり抜かれた枠側体３４、３５の各対向面の底面部内壁面に１条の凹状の摺動溝４１がそれぞれ設けられている。

可動体９１は縦断面が逆Ｃ英文字形状で枠体９２の開口部に嵌合されるべく長方形状の形をしており、可動体９１の表面が水平で裏面が傾斜した傾斜面４２を有する上板部４３を有し、当該上板部４３の裏面側にはそれぞれ１条の凹状の摺動溝４４が上板部４３の裏面の傾斜面に沿って形成されている。可動体９１の中央部にはボールねじ軸１５を貫通させる穴９３（図１参照）が設けられ、上板部４３の表面はナット部材８が固着されるようになっている。そして可動体９１は枠体９２の開口部内でナット部材８の軸方向に摺動自在に嵌合されている。

差動部材９４は、図３図示の如く縦断面が略Ｉ英文字形状の、枠体９２内を摺動自在に嵌合された楔状をしていて、当該差動部材９４の移動により可動体９１をナット部材８の軸方向に摺動させる役割を担う部材である。すなわち、差動部材９４は、その下端部に枠体９２に形成された前記凹状の摺動溝４１にそれぞれ摺動係合する案内係合部４６を有すると共に、上端部に前記可動体９１の上板部４３の裏面の傾斜面に対応した傾斜面を有し、可動体９１の裏面側に形成された前記凹状の摺動溝４４にそれぞれ摺動係合する案内係合部４７を有している。そして下面が水平で上面が可動体９１の上板部４３の裏面に設けられた傾斜面４２と同じ傾斜角を有する傾斜面４８を持っている。その中央部にはボールねじ軸１５を貫通させる穴９６（図１参照）が設けられている。

枠体９２の枠側体３２には軸受け５０を介してねじ軸９５が回転自在に設けられており、ねじ軸９５の一方側に切られたおねじが差動部材９４に設けられたナット部材９７のめねじ穴に螺合されている。ねじ軸９５の他方側は枠側体３２から突出して図１に図示されたモータ２２に連結されるようになっている。ねじ軸９５を回転自在に軸承する軸受け５０は、枠側体３２に設けられた段差部５１と軸受け固定板５２とによって当該軸受け５０の外径部が枠側体３２に固定されている。軸受け５０自体の内部構造とこの軸受け５０の枠側体３２に設けられた段差部５１と軸受け固定板５２との固定構造とにより、差動部材９４がねじ軸９５の軸方向に非所望に移動することが拘束されるようになっている。

今、図２、図３及び図６図示の如くナット部材８の軸方向をＺ、ねじ軸９５の軸方向をＹ、ねじ軸９５の軸方向と垂直をなす方向をＸとする直交３軸を導入したとき、差動部材９４は、枠体９２に設けられた２つの摺動溝４１、４４と、当該摺動溝４１によって案内される当該差動部材９４の２つの案内係合部４６、４７により、Ｘ軸方向とＺ軸方向とは拘束されるがＹ軸方向には自由に移動できる。また可動体９１は、当該可動体９１の上板部４３の４つの側壁面と枠体９２の上端開口部の４つの枠側体の内壁嵌合面、そして当該可動体９１に設けられた２つの摺動溝４４と、当該摺動溝４４によって案内される差動部材９４の２つの案内係合部４７により、Ｘ軸方向とＹ軸方向とは拘束されるがＺ軸方向には自由に移動できる構造となっている。

このような拘束構造を有する、くり抜かれた枠体９２の内部に可動体９１と差動部材９４とが組み入れられた差動機構９において、図７は可動体と差動部材との関係を説明している誇張断面図（ハッチングの部分の傾斜角度を誇張していることに注目）である。図７において差動部材９４は最右端に位置している。図８は図７のＣ−Ｃ矢視図で示された図である。図８で示された差動部材９４がモータ２８の予め定められた所定回転毎に、ねじ軸９５を介してＹ軸方向に所定の微小距離移動させられ、差動部材９４はこの微小移動毎にその上板部４３の裏面に設けられた傾斜面４２によって摺動移動し、可動体９１はその都度Ｚ軸方向に微小高さΔＨだけ押し上げられる。モータ２８が予め定められた回数の同方向回転を終了すると、図９に示す如く差動部材９４が最左端に達する。図９は差動部材９４が最左端に摺動したときの可動体と差動部材との関係を説明している誇張断面図（ハッチングの部分の傾斜角度を誇張していることに注目）である。図１０は図９のＤ−Ｄ矢視図で示された図である。図１０に示された如く、可動体９１の上面は枠体９２の上端開口面よりΔＸ上昇する。これにより可動体９１に固着されたナット部材８もΔＸ上昇させることができる。

このΔＸ上昇させた状態で定点加工を行うために、図１に示すパルススケール１３と検出部１４とによって測定されて高さＨ₀を定め図１に示すモータ２２が回転させられて当該ΔＸ上昇部分を解消せしめられるとき図１３に図示されている如く、ナット部材８内のボール溝５３に嵌め込まれているボール５４はボール溝５３内で微小回転する。即ちプレスの際ボール溝５３に嵌め込まれているボール５４のその接触点Ｐ１がずれボール５４のその接触点がＰ２となり（Ｐ２≠Ｐ１）、ボール５４とボール溝５３との接触点が同一位置でプレスされないようになっている。

つまり、上述の差動機構９を用い、当該差動機構９の差動部材９４をモータ２８でＹ軸方向に微小距離移動させて可動体９１をＺ軸方向に微小移動させ、当該Ｚ軸方向の変位を解消せしめることにより、ボールねじ係合に形成されたボール５４とボール溝５３との相対位置を変化させ、同一位置でプレスされることがないようにする。本発明の場合、可動体９１が枠本体３１内で非所望にガタ付き、プレス加工の際に可動体９１の非所望に上下方向の位置が変動してしまうことがない。

即ち、枠体９２の枠側体３４、３５にもうけている摺動溝４１、４１内に、差動部材９４の案内係合部４６、４６全体がＹ軸方向に摺動可能にもうけられている。このために、差動部材９４は、枠体９２に対して、Ｘ軸方向とＺ軸方向とで拘束されてガタ付くことが防止される。ただＹ軸方向には摺動可能であるが、モータ２８によって所定量だけＹ軸方向に摺動移動されてセットされた後には、差動部材９４にもうけられているねじ軸９５が図５に示されている軸受け５０の箇所で、当該差動部材９４がＹ軸方向に非所望にガタ付くことが防止される。即ち、軸受け５０は枠側体３２の段差部５１と軸受け固定板５２とによって、枠側体３２に対してＹ軸方向の移動が非所望に移動することが禁止される。そして差動部材９４のねじ軸９５は当該軸受け５０によってＹ軸方向の非所望な移動が防止される。

更に、可動体９１にもうけた摺動溝４４が、差動部材９４に形成されている案内係合部４７を係合保持し、Ｙ軸方向にのみ摺動自在に保持している。更に言えば上からみた長方形形状の可動体９１の４つの側面は、枠体９２の枠側体３２、３３、３４、３５にＺ軸方向に摺動自在に係合される。従って可動体９１は、枠体９２の枠側体３２、３３、３４、３５が非所望にガタ付くことがなくかつ差動部材９４が枠体９２に対してガタ付くことがない限り、枠体９２に対してＸ軸方向およびＹ軸方向に対して拘束されかつ差動部材９４と一緒にＺ軸方向に対しても枠体９２に対して拘束される。勿論Ｘ軸を中心とした回動、Ｙ軸を中心とした回動、Ｚ軸を中心とした回動に対しても拘束される。

更に言うまでもなく、枠体９２の枠側体３２、３３、３４、３５は剛体に形成されて（勿論ボルト止めによって剛体に形成されていても）いることから、可動体９１がＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向への移動は勿論のことＸ軸を中心とした回動、Ｙ軸を中心とした回動、Ｚ軸を中心とした回動に対しても拘束される。

なお、図２においては、可動体９１の上板部の裏面の傾斜と裏面の両側に形成されている１条の摺動溝４４、４４の傾斜と、差動部材９４の上面の傾斜と、差動部材９４の両側部の案内係合部４６、４６の傾斜とが、明瞭に表現できない（傾斜角度が小さいため）。したがって、この点を明瞭に表現するために、図７ないし図１０において当該傾斜を誇張して示すことにした。

図２に示す構成の場合、上記摺動溝４４、４４と案内係合部４６、４６とは、可動体９１の上板の裏面の傾斜とそれに対応する差動部材９４の上面の傾斜と同じ傾斜角を持つことが必要となる（図２においては明瞭に表現できないが）。

図１１は連結機構に用いられている差動機構の他の実施例正面図、図１２は右側面図を示している。

図１１、図１２において、差動機構１９と前記図２ないし図５で説明した差動機構９との相違は、当該差動機構９の枠体９２の外壁面の上面を覆っている蓋体９８が更に設けられている点である。

蓋体９８は、枠体の枠側体３２と３３との間を連結し、また枠体の枠側体３４と３５との間を連結している。そして対向する枠側体３２と３３との間隔が拡がることのないようにし、また対向する枠側体３４と３５との間隔が拡がることのないようにしている。勿論４つの枠側体３２，３３，３４，３５を一緒に固定していてもよい。

以上の説明では、下面が水平で上面が傾斜した傾斜面を有する形状の差動部材９４の移動により、可動体９１を上下方向に移動させるようにしてきたが、可動体９１を上下方向に移動させるに当たり、傾斜面を差動部材９４のどの位置に形成するかによって構造を異にする差動機構９を構成することができる。次にその変形について記述する。

（１）表面と裏面とで夫々水平面を有する上板部４３と、当該上板部４３の裏面側に形成されたそれぞれ１条の摺動溝４４とを有すると共に中央部にボールねじ軸１５を貫通させる穴９３を有し、枠体９２の開口部に嵌合されて表面にナット部材８が固着される可動体９１と、
下端部に枠体９２に形成された摺動溝４１にそれぞれ摺動係合する案内係合部４６を有するとともに上端部に前記可動体９１の裏面側に形成された摺動溝４４にそれぞれ摺動係合する案内係合部４７を有し、かつ上面が水平で下面が傾斜した傾斜面を持ち、中央部にボールねじ軸１５を貫通させる穴９６を有して、枠体９２内を摺動自在に嵌合された楔状をなす差動部材９４と
を備えたことを特徴とする構造の差動機構９であり、
このとき可動体９１の上板部４３の裏面側に形成されたそれぞれの摺動溝４４が、当該上板部４３の裏面の傾斜面に沿って水平面を有し、そして枠体９２の摺動溝４１の面および前記差動部材９４に形成されている案内係合部４６が、差動部材９４の下面の傾斜面に対応して傾斜面を持っている。

（１）の構造を異にする差動機構９を備えた電動プレス装置においても、図１１、図１２図示の如く蓋体９８を（１）の構造の差動機構９を備えた枠体９２の外壁面を上下方向摺動自在に覆わせるようにしてもよいことは言うまでもない。

本発明に係る電動プレス装置の主要部分のその一部分を断面にした一実施例正面図である。連結機構に用いられている差動機構の一実施例正面図である。右側面図である。平面図である。図２のＡ−Ａ断面図である。図２のＥ−Ｅ断面図である。可動体と差動部材との関係を説明している誇張断面図である。図７のＣ−Ｃ矢視図である。差動部材が最左端に摺動したときの可動体と差動部材との関係を説明している誇張断面図である。図９のＤ−Ｄ矢視図である。連結機構に用いられている差動機構の他の実施例正面図である。右側面図である。ナット部材がその軸方向に微小移動したときのナット部材内のボール溝に嵌め込まれているボールの接触点移動説明図である。従来の電動プレス装置の要部縦断面正面図である。図１４における差動部材およびその近傍を示す要部拡大正面図である。図１５におけるＢ−Ｂ線断面図である。

符号の説明

１基板
３支持板
９，１９差動機構
１５ボールねじ軸
１７連結機構
２２モータ（第１のモータ）
２８モータ（第２のモータ）
３１枠本体
３２，３３枠側体
３４，３５枠側体
９１可動体
９２枠体
９４差動部材
９５ねじ軸
９７ナット部材
９８蓋体

Claims

平板状に形成された基板と、
この基板に一方の端部が直交するように設けられた複数のガイド体と、
ガイド体の他方の端部にガイド体と直交するように設けられた平板状の支持板と、
ガイド体にガイドされ基板と支持板との間を摺動自在に設けられたスライドプレートと、
スライドプレートをガイド体に対して摺動可能に駆動する第１のモータと、
第１のモータの出力軸に連結されるとともに支持板に対してガイド体と平行に回転自在に軸承されたボールねじ軸と、
ボールねじ軸と螺合するナット部材と、
上端がナット部材に固着され下端がスライドプレートに固着された、ボールねじ軸とナット部材に内蔵するボールとの接触位置を微小変化させる差動機構と
を備えた連結機構とを有し、
第１のモータによって駆動されるボールねじ軸の正逆回転によりスライドプレートが上下動し、基板に載置された被加工物を定点加工する構造の電動プレス装置において、
前記連結機構の差動機構は、
実質的に直方体形状にくり抜いた開口部の４個の内壁面の開口部を上にして２組の対向面の中の１組の対向面の底面部内壁面に１条の摺動溝が形成されて、当該直方体形状の開口部が剛体を形成する枠体と、
表面が水平で裏面が傾斜した傾斜面を有する上板部と、当該上板部の裏面側に形成されたそれぞれ１条の摺動溝とを有するとともに、中央部にボールねじ軸を貫通させる穴を有し、前記枠体の開口部に嵌合されて、表面に前記ナット部材が固着される可動体と、
下端部に前記枠体に形成された前記摺動溝にそれぞれ摺動係合する第１の案内係合部を有するとともに上端部に前記可動体の裏面側に形成された前記摺動溝にそれぞれ摺動係合する第２の案内係合部を有し、かつ下面が水平で上面が傾斜した傾斜面を持ち、中央部にボールねじ軸を貫通させる穴を有して、枠体内を摺動自在に嵌合された楔状をなす差動部材と、
差動部材を水平方向に移動させるねじ軸と、
差動機構のねじ軸を介して差動部材を水平方向に移動させる第２のモータと
を備えてなることを特徴とする電動プレス装置。
前記可動体の上板部の裏面側に形成されたそれぞれの摺動溝が、当該上板部の裏面の傾斜面に沿って傾斜する面を有することを特徴とする請求項１記載の電動プレス装置。
前記差動部材に形成されている第１の案内係合部が、前記可動体の前記上板部の裏面の傾斜面に対応して傾斜する面を有することを特徴とする請求項２記載の電動プレス装置。
前記枠体の４個の内壁面の２組の対向面間でそれぞれの対向面間を繋ぐ蓋体を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか記載の電動プレス装置。
平板状に形成された基板と、
この基板に一方の端部が直交するように設けられた複数のガイド体と、
ガイド体の他方の端部にガイド体と直交するように設けられた平板状の支持板と、
ガイド体にガイドされ基板と支持板との間を摺動自在に設けられたスライドプレートと、
スライドプレートをガイド体に対して摺動可能に駆動する第１のモータと、
第１のモータの出力軸に連結されるとともに支持板に対してガイド体と平行に回転自在に軸承されたボールねじ軸と、
ボールねじ軸と螺合するナット部材と、
上端がナット部材に固着され下端がスライドプレートに固着された、ボールねじ軸とナット部材に内蔵するボールとの接触位置を微小変化させる差動機構と
を備えた連結機構とを有し、
第１のモータによって駆動されるボールねじ軸の正逆回転によりスライドプレートが上下動し、基板に載置された被加工物を定点加工する構造の電動プレス装置において、
前記連結機構の差動機構は、
実質的に直方体形状にくり抜いた開口部の４個の内壁面の開口部を上にして２組の対向面の中の１組の対向面の底面部内壁面に１条の摺動溝が形成されて、当該直方体形状の開口部が剛体を形成する枠体と、
表面と裏面とで夫々水平面を有する上板部と、当該上板部の裏面側に形成されたそれぞれ１条の摺動溝とを有するとともに、中央部にボールねじ軸を貫通させる穴を有し、前記枠体の開口部に嵌合されて、表面に前記ナット部材が固着される可動体と、
下端部に前記枠体に形成された前記摺動溝にそれぞれ摺動係合する第１の案内係合部を有するとともに上端部に前記可動体の裏面側に形成された前記摺動溝にそれぞれ摺動係合する第２の案内係合部を有し、かつ上面が水平で下面が傾斜した傾斜面を持ち、中央部にボールねじ軸を貫通させる穴を有して、枠体内を摺動自在に嵌合された楔状をなす差動部材と、
差動部材を水平方向に移動させるねじ軸と、
差動機構のねじ軸を介して差動部材を水平方向に移動させる第２のモータと
を備えてなることを特徴とする電動プレス装置。
前記可動体の上板部の裏面側に形成されたそれぞれの摺動溝が、当該上板部の裏面に沿って水平面を有することを特徴とする請求項５記載の電動プレス装置。
前記枠体の前記摺動溝の面が前記差動部材の下面の傾斜面に沿った傾斜面を持ち、前記差動部材に形成されている第２の案内係合部が、前記差動部材の下面の傾斜面に対応して傾斜する面を有することを特徴とする請求項６記載の電動プレス装置。
前記枠体の４個の内壁面の２組の対向面間でそれぞれの対向面間を繋ぐ蓋体を有することを特徴とする請求項５ないし７のいずれか記載の電動プレス装置。
平板状に形成された基板と、
この基板に一方の端部が直交するように設けられた複数のガイド体と、
ガイド体の他方の端部にガイド体と直交するように設けられた平板状の支持板と、
ガイド体にガイドされ基板と支持板との間を摺動自在に設けられたスライドプレートと、
スライドプレートをガイド体に対して摺動可能に駆動する第１のモータと、
第１のモータの出力軸に連結されるとともに支持板に対してガイド体と平行に回転自在に軸承されたボールねじ軸と、
ボールねじ軸と螺合するナット部材と、
上端がナット部材に固着され下端がスライドプレートに固着された、ボールねじ軸とナット部材に内蔵するボールとの接触位置を微小変化させる差動機構と
を備えた連結機構とを有し、
第１のモータによって駆動されるボールねじ軸の正逆回転によりスライドプレートが上下動し、基板に載置された被加工物を定点加工する構造の電動プレス装置に使用する連結機構の差動機構であって、
前記連結機構の差動機構は、
実質的に直方体形状にくり抜いた開口部の４個の内壁面の開口部を上にして２組の対向面の中の１組の対向面の底面部内壁面に１条の摺動溝が形成されて、当該直方体形状の開口部が剛体を形成する枠体と、
表面が水平で裏面が傾斜した傾斜面を有する上板部と、当該上板部の裏面側に形成されたそれぞれ１条の摺動溝とを有するとともに、中央部にボールねじ軸を貫通させる穴を有し、前記枠体の開口部に嵌合されて、表面に前記ナット部材が固着される可動体と、
下端部に前記枠体に形成された前記摺動溝にそれぞれ摺動係合する第１の案内係合部を有するとともに上端部に前記可動体の裏面側に形成された前記摺動溝にそれぞれ摺動係合する第２の案内係合部を有し、かつ下面が水平で上面が傾斜した傾斜面を持ち、中央部にボールねじ軸を貫通させる穴を有して、枠体内を摺動自在に嵌合された楔状をなす差動部材と、
差動部材を水平方向に移動させるねじ軸と、
差動機構のねじ軸を介して差動部材を水平方向に移動させる第２のモータと
を備えてなることを特徴とする差動機構。
前記可動体の上板部の裏面側に形成されたそれぞれの摺動溝が、当該上板部の裏面の傾斜面に沿って傾斜する面を有することを特徴とする請求項９記載の差動機構。
前記差動部材に形成されている第１の案内係合部が、前記可動体の前記上板部の裏面の傾斜面に対応して傾斜する面を有することを特徴とする請求項１０記載の差動機構。
前記枠体の４個の内壁面の２組の対向面間でそれぞれの対向面間を繋ぐ蓋体を有することを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか記載の差動機構。
平板状に形成された基板と、
この基板に一方の端部が直交するように設けられた複数のガイド体と、
ガイド体の他方の端部にガイド体と直交するように設けられた平板状の支持板と、
ガイド体にガイドされ基板と支持板との間を摺動自在に設けられたスライドプレートと、
スライドプレートをガイド体に対して摺動可能に駆動する第１のモータと、
第１のモータの出力軸に連結されるとともに支持板に対してガイド体と平行に回転自在に軸承されたボールねじ軸と、
ボールねじ軸と螺合するナット部材と、
上端がナット部材に固着され下端がスライドプレートに固着された、ボールねじ軸とナット部材に内蔵するボールとの接触位置を微小変化させる差動機構と
を備えた連結機構とを有し、
第１のモータによって駆動されるボールねじ軸の正逆回転によりスライドプレートが上下動し、基板に載置された被加工物を定点加工する構造の電動プレス装置に使用する前記連結機構の差動機構であって、
前記連結機構の差動機構は、
実質的に直方体形状にくり抜いた開口部の４個の内壁面の開口部を上にして２組の対向面の中の１組の対向面の底面部内壁面に１条の摺動溝が形成されて、当該直方体形状の開口部が剛体を形成する枠体と、
表面と裏面とで夫々水平面を有する上板部と、当該上板部の裏面側に形成されたそれぞれ１条の摺動溝とを有するとともに、中央部にボールねじ軸を貫通させる穴を有し、前記枠体の開口部に嵌合されて、表面に前記ナット部材が固着される可動体と、
下端部に前記枠体に形成された前記摺動溝にそれぞれ摺動係合する第１の案内係合部を有するとともに上端部に前記可動体の裏面側に形成された前記摺動溝にそれぞれ摺動係合する第２の案内係合部を有し、かつ上面が水平で下面が傾斜した傾斜面を持ち、中央部にボールねじ軸を貫通させる穴を有して、枠体内を摺動自在に嵌合された楔状をなす差動部材と、
差動部材を水平方向に移動させるねじ軸と、
差動機構のねじ軸を介して差動部材を水平方向に移動させる第２のモータと
を備えてなることを特徴とする差動機構。
前記可動体の上板部の裏面側に形成されたそれぞれの摺動溝が、当該上板部の裏面に沿って水平面を有することを特徴とする請求項１３記載の差動機構。
前記枠体の前記摺動溝の面が前記差動部材の下面の傾斜面に沿った傾斜面を持ち、前記差動部材に形成されている第２の案内係合部が、前記差動部材の下面の傾斜面に対応して傾斜する面を有することを特徴とする請求項１４記載の差動機構。
前記枠体の４個の内壁面の２組の対向面間でそれぞれの対向面間を繋ぐ蓋体を有することを特徴とする請求項１３ないし１５のいずれか記載の差動機構。