JP3141950B2 - 早送り及び微速送り可能な移送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リニア移送装置に関
し、特に、ワークテーブル等の移動テーブルを、早送り
及び微速送りできる移送装置に関する。

【０００２】

【従来技術】ワークテーブル等の移動テーブルを、早送
り及び微速送りできる移送装置として、本願出願人の特
開昭第６０−２６３７６５号がある。

【０００３】この公報に記載された移送装置は、図７に
記載されたもので、固定のベッド１０１上に軸方向へ移
動可能に支持される移動テーブル１０４と、一端を固定
ベッド１０１に回転可能に且つ軸方向に固定させて軸支
されるボールねじ軸１０８と、そのボールねじ軸１０８
に鋼球を介して螺合されるとともに回転方向に可動に且
つ軸方向に固定の状態で移動テーブル１０４に支持され
たボールナット１２０と、固定ベッド１０１に装着され
てボールねじ軸１０８を回転駆動する第一駆動源１１４
と、移動テーブル１０４に装着され、中空の伝動軸１３
５を介してボールナット１２０に作動連結される第二駆
動源１３６とから構成され、伝動軸１３５の中空部分
に、ボールねじ軸１０８の他端を回転自在に且つ軸方向
に移動可能に同心状に嵌挿していることを特徴としてい
る。

【０００４】この移送装置では、２つの駆動源１１４、
１３６を用いて、一方の駆動源１１４によりボールねじ
軸１０８を回転駆動するとともに、他方の駆動源１３６
によりボールねじ軸１０８に螺合したボールナット１２
０をこのボールねじ軸１０８に対して回転させている。
そして、これら２つの駆動源１１４、１３６の移動量を
加え合わせて、あるいはそれの差によってボールナット
１２０をボールねじ軸１０８に対して早送り、あるいは
極めて正確な微速送りをしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述した移送装置は、
２つの駆動源１１４、１３６が、それぞれ、ボールねじ
軸１０８の軸方向に、前者にあっては固定ベッド１０１
から、また後者にあっては移動テーブル１０４から突出
する形式となっていた。そのため、この移送装置では、
移動テーブル１０４のストロークをその分だけ短くしな
ければならない制約を有していた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、上述し
た従来技術の欠点を解決し、移動テーブルのストローク
を、与えられた移送装置の設置面積の限度内において最
大限に長くとれる移送装置を提供することである。

【０００７】本発明の早送り及び微速送り可能な移送装
置は、固定ベッドに、全長に亘ってボールねじ溝及びボ
ールスプライン溝を有する軸がその両端を回転可能に且
つ軸方向に固定して軸支されると共に、軸の長手方向と
平行にテーブルが摺動自在に支持され、軸のボールねじ
溝に鋼球を介してボールねじナットが嵌着され、且つ軸
のボールスプライン溝に鋼球を介してボールスプライン
ナットが嵌着された移送装置において、ボールねじナッ
ト及びボールスプラインナットはテーブルの下部側に固
定された支持ハウジングに回転可能に支持されると共
に、ボールねじナットを軸に対し第一の回転速度で正逆
方向に回転できる第一の駆動手段及び、ボールスプライ
ンナットを駆動することにより軸を固定ベッドに対し第
一の回転速度とは僅かに回転速度の異なる第二の回転速
度で正逆方向に回転できる第二の回転手段とが支持ハウ
ジングに固定されていることを特徴とする。

【０００８】

【作用】軸を回転しないように固定して第一の駆動手段
を第一の回転速度で回転させると、軸のボールねじ溝に
鋼球を介して嵌着されたボールねじナットの作用によ
り、テーブルは固定ベッドに対し第一の速度で移動す
る。

【０００９】ボールねじナットを支持ハウジングに対し
て回転しないように固定して第二の駆動手段を第二の回
転速度で回転させると、軸のボールスプライン溝に鋼球
を介して嵌着されるボールスプラインナットにより軸は
回転せしめられ、従って、軸のボールねじ溝に鋼球を介
して嵌着されたボールねじナットの作用により、テーブ
ルは固定ベッドに対し第二の速度で移動する。

【００１０】ここで、第一及び第二の駆動手段の回転方
向を適当に設定することにより、固定ベッドに対するテ
ーブルの移動方向を同一方向にすることができる。

【００１１】また、第一の駆動手段を付勢した場合のテ
ーブルの移動速度は、第二の駆動手段を付勢した場合の
テーブルの移動速度に比べて僅かに相違するように設定
することができる。

【００１２】いま、固定ベッドに対するテーブルの移動
方向が同一方向になるように、第一及び第二の駆動手段
を付勢すると、テーブルは、固定ベッドに対してそれぞ
れ単独の駆動手段を付勢した場合の移動速度を加えた速
さで早送りされる。

【００１３】逆に、固定ベッドに対するテーブルの移動
方向が逆方向になるように、第一及び第二の駆動手段を
付勢すると、テーブルは、固定ベッドに対してそれぞれ
単独の駆動手段を付勢した場合の移動速度の差の速さで
微速送りされる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を用いて、本発明の早送り及び微
速送り可能な移送装置について詳細に説明する。

【００１５】本発明の早送り及び微速送り可能な移送装
置は、概略的に、固定ベッド１と、ボールねじ溝６ａ及
びボールスプライン溝６ｂを有する軸６と、固定ベッド
１に堯動自在に支持されたテーブル４と、軸６のボール
ねじ溝６ａに鋼球７を介して嵌着されるボールねじナッ
ト１０と、軸６のボールスプライン溝６ｂに鋼球７を介
して嵌着されるボールスプラインナット１１と、ボール
ねじナット１０及びボールスプラインナット１１をそれ
ぞれ回転可能に支持するテーブル４に固定された支持ハ
ウジング１３と、ボールねじナット１０を駆動する支持
ハウジング１３に支持された第一の駆動手段１５と、そ
して、ボールスプラインナット１１を駆動する支持ハウ
ジング１３に支持された第二の駆動手段１７とを備えて
構成されている。

【００１６】図１において、固定ベッド１の上面にはそ
の両側縁に沿って一対の軌道台２、２が互いに平行に固
定されている。これら軌道台２、２には、４個の直線堯
動用ベアリング３を介して、移動テーブル４が軌道台
２、２に沿って軸方向に堯動し得るように設置されてい
る。

【００１７】固定ベッド１の上面には、また、軌道台
２、２と平行に且つ固定ベッド１にその両端を回転可能
に且つ軸方向に固定させて軸支された軸６が設置されて
いる。図示された好ましい実施例では、軸６は、複列ア
ンギュラ玉軸受よりなる軸受８によって軸支されてい
る。軸６は、両端のジャーナル部を除いて、全長に亘っ
て螺旋状のボールねじ溝６ａ及び直線状のボールスプラ
イン溝６ｂを有している。

【００１８】軸６のボールねじ溝６ａには、鋼球７を介
してボールねじナット１０が嵌着されている。図２より
明らかなように、ボールねじナット１０の内周面にも、
軸６のボールねじ溝６ａと同一ピッチのボールねじ溝１
０ａが形成されている。軸６とボールねじナット１０と
が相対的に回転すると、鋼球７はボールねじ溝６ａとボ
ールねじ溝１０ａとにより形成される螺旋状の負荷ボー
ル域１９を転動し、さらに、ボールねじ溝１０ａの一端
から他端までを接続するボールねじナット１０を貫通し
て形成された無負荷ボール域２１を通って再び負荷ボー
ル域１９に戻る。このように、鋼球７は負荷ボール域１
９において転動するため、ボールねじナット１０の軸６
に対する回転は極めて滑らかなものとなる。また、軸６
は、前述したように、その両端を軸受８によって軸支さ
れているため、軸６とボールねじナット１０とが相対的
に回転すると移動テーブル４は、軸６の軸方向に移動す
る。

【００１９】一方、軸６のボールスプライン溝６ｂに
は、鋼球７を介してボールスプラインナット１１が嵌着
されている。図２より明らかなように、ボールスプライ
ンナット１１の内周面にも、ボールスプライン溝６ｂと
対向して直線状のボールスプライン溝１１ｂが形成され
ている。ボールねじナット１０が、軸６に対し相対的に
直線的に移動すると、鋼球７は、ボールスプライン溝６
ｂとボールスプライン溝１１ｂとにより形成される直線
状の負荷ボール域２３を転動し、さらに、ボールスプラ
イン溝１１ｂの一端から他端までを接続するボールスプ
ラインナット１１を貫通して形成された無負荷ボール域
２５を通って再び負荷ボール域２３に戻る。このよう
に、鋼球７は負荷ボール域２３において転動するため、
ボールスプラインナット１１の軸６に対する直線移動は
極めて滑らかなものとなる。尚、軸６とボールスプライ
ンナット１１とは相対的に回転することはできないた
め、支持ハウジング１３に対しボールスプラインナット
１１を回転することは、軸６を固定ベッド１に対し相対
的に回転することを意味する。

【００２０】支持ハウジング１３は、それぞれ、複列ア
ンギュラ軸受からなる軸受２７を介して、ボールねじナ
ット１０及びボールスプラインナット１１を、回転可能
に支持している。支持ハウジング１３は、また、移動テ
ーブル４から吊り下げられて固定されたプレート２９に
取付けられており、移動テーブル４と共に移動する。

【００２１】プレート２９は、それぞれ、ボールねじナ
ット１０及びボールスプラインナット１１を支持ハウジ
ング１３に対して相対的に回転する第一の駆動手段１５
及び第二の駆動手段１７を支持している。ボールねじナ
ット１０と第一の駆動手段１５及びボールスプラインナ
ット１１と第二の駆動手段１７は、それぞれ、タイミン
グベルト、歯車、チェーン等の適当な動力伝達機構によ
って連結されている。

【００２２】図示された好ましい実施例においては、プ
ーリ３３、３４に掛け渡されたタイミングベルト３１が
動力伝達機構として用いられている。また、プーリ３３
とプーリ３４の回転比は、２．５：１となっており、第
一の駆動手段１５及び第二の駆動手段１７は、５０００
パルス／１回転及び４０００パルス／１回転のステップ
モータとなっている。そして、第一の駆動手段１５及び
第二の駆動手段１７を単独で付勢したときの移動テーブ
ル４の移動量は、それぞれ、２．５μｍ／パルス及び
２．０μｍ／パルスとなっている。

【００２３】次に、前述した移送装置の動作について図
３〜図６を参照して説明する。

【００２４】初に、図３を参照する。第二の駆動手段１
７を回転しないように固定して、第一の駆動手段１５の
みを矢印Ｒ_１の方向に回転する。第二の駆動手段１７
は、プーリ３４、タイミングベルト３１、プーリ３３を
介してボールスプラインナット１１に駆動的に連結され
ているため、第二の駆動手段１７を回転しないように固
定することは、軸を回転しないように固定することを意
味する。

【００２５】第一の駆動手段１５を矢印Ｒ_１の方向に回
転すると、プーリ３４、タイミングベルト３１、プーリ
３３を介してボールねじナット１０を回転させる。ボー
ルねじナット１０は、軸６のボールねじ溝６ａに鋼球７
を介して嵌着されているため、速度ベクトルＸ_１で軸６
の軸方向に移動せしめられる。ボールねじナット１０
は、支持ハウジング１３を介して移動テーブル４に固定
されているため、結局、移動テーブル４は、速度ベクト
ルＸ_１で軸６の軸方向に移動する。即ち、図示された好
ましい実施例においては、移動テーブル４は、２．５μ
ｍ／パルスで移動する。

【００２６】次に、図４を参照する。第一の駆動手段１
５を回転しないように固定して、第二の駆動手段１７の
みを矢印Ｒ_２の方向に回転する。第一の駆動手段１５
は、プーリ３４、タイミングベルト３１、プーリ３３を
介してボールねじナット１０に駆動的に連結されている
ため、第一の駆動手段１５を回転しないように固定する
ことは、ボールねじナット１０を支持ハウジング１３に
対して回転しないように固定することを意味する。

【００２７】第二の駆動手段１７を矢印Ｒ_２の方向に回
転すると、プーリ３４、タイミングベルト３１、プーリ
３３を介してボールスプラインナット１１を、ひいて
は、軸６を回転させる。軸６が回転すると、ボールねじ
ナット１０は、軸６のボールねじ溝６ａに鋼球７を介し
て嵌着されているため、速度ベクトルＸ_２で軸６の軸方
向に移動せしめられる。これにより、移動テーブル４
は、速度ベクトルＸ_２で軸６の軸方向に移動する。即
ち、図示された好ましい実施例においては、移動テーブ
ル４は、２．０μｍ／パルスで移動する。

【００２８】次に、図５を参照する。第一の駆動手段１
５を矢印Ｒ_１の方向に、そして、第二の駆動手段１７を
矢印Ｒ_２の方向に回転する。これら２つの運動は線形的
に重ね合されるため、移動テーブル４は、速度ベクトル
Ｘ_１と速度ベクトルＸ_２を加えた速度ベクトルＸ_３で軸
６の軸方向に移動する。即ち、図示された好ましい実施
例においては、移動テーブル４は、２．５μｍ／パルス
＋２．０μｍ／パルス＝４．５μｍ／パルスで移動す
る。これにより、移動テーブル４の早送りが達成され
る。

【００２９】最後に、図６を参照する。第一の駆動手段
１５を矢印Ｒ_１の方向に、そして、第二の駆動手段１７
を矢印Ｒ_２と反対方向（−Ｒ_２の方向）に回転する。こ
れら２つの運動は線形的に重ね合されるため、移動テー
ブル４は、速度ベクトルＸ_１と速度ベクトル−Ｘ_２を加
えた速度ベクトルＸ_４で軸６の軸方向に移動する。即
ち、図示された好ましい実施例においては、移動テーブ
ル４は、２．５μｍ／パルス−２．０μｍ／パルス＝
０．５μｍ／パルスで移動する。これにより、移動テー
ブル４の微速送りが達成される。

【００３０】

【発明の効果】本発明の早送り及び微速送り可能な移送
装置においては、第一及び第二の駆動手段が固定ベッド
ではなく支持ハウジングに支持されていると共に、固定
ベッドに両端を軸支された軸が全長に亘ってボールねじ
溝及びボールスプライン溝を有しているため、与えられ
たベッドの大きさに対し最大限のストロークを得ること
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る移送装置の一実施例を示す平面
図である。

【図２】 図１のボールねじナット及びボールスプライ
ンナットの内部の拡大平断面図である。

【図３】 本発明に係る移送装置の動作を示す平面図で
ある。

【図４】 本発明に係る移送装置の動作を示す平面図で
ある。

【図５】 本発明に係る移送装置の動作を示す平面図で
ある。

【図６】 本発明に係る移送装置の動作を示す平面図で
ある。

【図７】 従来の移送装置を示す平面図である。

【符号の説明】

１…固定ベッド ４…移動テーブル ６…軸 ６ａ…ボールねじ溝 ６ｂ…ボールスプライン溝 ７…鋼球 １０…ボールねじナット １１…ボールスプラインナット １３…支持ハウジング １５…第一の駆動手段 １７…第二の駆動手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定ベッドに、全長に亘ってボールねじ
   溝及びボールスプライン溝を有する軸がその両端を回転
   可能に且つ軸方向に固定して軸支されると共に、前記軸
   の長手方向と平行にテーブルが摺動自在に支持され、 前記軸のボールねじ溝に鋼球を介してボールねじナット
   が嵌着され、且つ前記軸のボールスプライン溝に鋼球を
   介してボールスプラインナットが嵌着された移送装置に
   おいて、前記ボールねじナット及び前記ボールスプライ
   ンナットは前記テーブルの下部側に固定された支持ハウ
   ジングに回転可能に支持されると共に、前記ボールねじ
   ナットを前記軸に対し第一の回転速度で正逆方向に回転
   できる第一の駆動手段及び、前記ボールスプラインナッ
   トを駆動することにより前記軸を前記固定ベッドに対し
   前記第一の回転速度とは僅かに回転速度の異なる第二の
   回転速度で正逆方向に回転できる第二の回転手段とが前
   記支持ハウジングに固定されていることを特徴とする早
   送り微速送り可能な移送装置。