JP4847596B2 - 工作機械の送り装置 - Google Patents

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Description

本発明は、工作機械の構造に関し、特に、サドルに対してテーブルを相対移動させる工作機械の構造に関する。
特許文献１にはテーブルと共にボールネジが移動する構成の送り装置の技術が開示されている。工作機械においては、切粉や切削液から駆動部を保護する必要があり、かつ、工作機械の大きさを抑えるために、一般的にテレスコピックカバーと呼ばれる、軸移動の際に伸縮するカバーが用いられている。テレスコピックカバーを伸縮させる機構については、可動範囲の両端にストッパーを設けて伸縮を抑制するもの、パンタグラフを用いて追従させるもの等が存在する。
図５及び図６は、工作機械に備わったテーブルをサドルに対して相対移動させる構造を説明する図である。第２のモータ１ｂ（以下、「モータ１ｂ」という）と結合した第２のボールネジのネジ軸２ｂ（以下、「ネジ軸２ｂ」という）をサドル７ｂに対して回転自在、かつ、軸方向相対移動不能に取り付ける。ネジ軸２ｂに螺合する第２のボールネジのナット３ｂ（以下、「ナット３ｂ」という）をテーブル６ｂの下面側に固定し、第２の直動軸受のレール４ｂ（以下、「レール４ｂ」という）をサドル７ｂに固定し、直動軸受の軸受５ｂをテーブル６ｂに固定する。この場合、テーブル６ｂに対してモータ１ｂ駆動部が相対移動するため、テーブル６ｂの移動に応じて伸縮し駆動部を保護するテレスコピックカバー８ｂが必要になる。
特開２００１−３００８３２号公報
テレスコピックカバーを伸縮させる機構については、これらの機構に共通する問題として、速い軸移動に追従し、その衝撃を緩和する必要があるため、破損し易く定期的な保守作業が必要である。
また、例えば、制御軸として第１の軸と第２の軸を有する工作機械の送り装置において、機台に対してサドルを第１の方向に相対移動させ、サドルに対してテーブルを第１の方向と直交する第２の方向に相対移動させる構造を取る場合、第１の軸は第２の軸の軸構造を含めて駆動する必要があるため、第１の軸と第２の軸では一般的に可動部の質量が大きく異なる。そのため、可動部の質量の違いにより二つの軸の同期を取るための複雑な制御が必要になり、工作機械によるワークの加工精度を向上することが困難である。
そこで本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、テーブルと駆動部が相対位置固定であり、工作機械の大きさを抑え、かつ、安価で信頼性の高い保護構造を可能とする工作機械の構造を提供することである。
また、他の本発明の目的は、制御軸である第１の軸と第２の軸とを高精度に同期させた制御が可能な工作機械の構造を提供することである。
本願の請求項１に係る発明は、モータによりサドルに対してテーブルを相対移動させる工作機械の送り装置において、前記サドルに固定されたナットと、前記ナットに螺合し前記テーブルに対して回転自在、かつ、軸方向相対移動不能に該テーブルに取り付けられたボールネジのネジ軸と、前記テーブルに固定され前記ボールネジのネジ軸に連結された前記モータと、前記テーブルの前記モータが固定された側に固定されたレールと、前記サドルに固定された前記レールを受ける軸受けと、を備え、前記サドルの前記相対移動の方向の寸法は、その寸法に前記相対移動の方向の移動量を加えた長さが、前記テーブルの前記相対移動の方向の寸法より短いことを特徴とする工作機械の送り装置である。
請求項２に係る発明は、第１のモータにより機台に対してサドルを第１の方向に相対移動させ、前記第１の方向と直交する第２の方向に第２のモータにより前記サドルに対してテーブルを相対移動させる工作機械の送り装置において、前記機台に対して回転自在、かつ、軸方向相対移動不能に該機台に取り付けられた第１のボールネジのネジ軸と、前記機台に固定され前記第１のボールネジのネジ軸に連結された前記第１のモータと、前記第１のボールネジのネジ軸と螺合する第１のボールネジのナットと、前記第１のボールネジのナットに固定された前記サドルと、前記サドルに固定された第２のボールネジのナットと、前記第２のボールネジのナットに螺合し前記テーブルに対して回転自在、かつ、軸方向相対移動不能に該テーブルに取り付けられた第２のボールネジのネジ軸と、前記テーブルに固定され前記第２のボールネジのネジ軸に連結された前記第２のモータと、前記テーブルの前記第２のモータが固定された側に固定されたレールと、前記サドルに固定された前記レールを受ける軸受けと、を備え、前記サドルの前記相対移動の方向の寸法は、その寸法に前記相対移動の方向の移動量を加えた長さが、前記テーブルの前記相対移動の方向の寸法より短いことを特徴とする工作機械の送り装置である。
本発明により、テーブルと駆動部が相対位置固定であり、工作機械の大きさを抑え、かつ、安価で信頼性の高い保護構造を可能とする工作機械の構造を提供できる。
また、本発明により、制御軸である第１の軸と第２の軸とを高精度に同期させた制御が可能な工作機械の構造を提供できる。
本発明の実施形態を説明する図である（正面図）。 本発明の実施形態を説明する図である（側面図）。 本発明の実施形態を説明する図である（軸の移動量Ｓ）。 本発明の実施形態を説明する図である（固定カバー８ａ）。 従来技術を説明する図である（正面図）。 従来技術を説明する図である（側面図）。
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１，図２は、本発明の実施形態を説明する図である。なお、各符号の名称は符号の説明の欄に記載したとおりである。なお、本明細書では、区別が明瞭である場合、各名称を略称で記載する。
＜実施形態１＞
実施形態１は、テーブル６ａを一軸方向に移動させる形態である。
サドル７ａに対してテーブル６ａを相対移動させる工作機械の送り装置において、サドル７ａに第２のボールネジのナット３ａ（以下、「ナット３ａ」という）を固定し、ナット３ａに螺合する第２のボールネジのネジ軸２ａ（以下、「ネジ軸２ａ」という）をテーブル６ａに対して回転自在、かつ、軸方向移動不能に取り付け、ネジ軸２ａに結合した第２のモータ１ａ（以下、「モータ１ａ」という）をテーブル６ａに固定し、また、第２の直動軸受の軸受５ａ（以下、「直動軸の軸受５ａ」という）をサドル７ａに固定し、第２の直動軸受のレール４ａ（以下、「直動軸のレール４ａ」という）をテーブル６ａに固定する。
本発明の実施形態では、前記サドルの前記相対移動の方向の寸法Ｌｓは、その寸法Ｌｓに前記相対移動の方向の移動量Ｓ（図３参照）を加えた長さが、前記テーブルの前記相対移動の方向の寸法Ｌｔより短くすることができ、工作機械の送り装置を小型化・低コスト化することができる。
さらに、本発明の実施形態では、テーブル６ａとモータ１ａとネジ軸２ａを含む駆動部の相対位置が固定され、また、テーブルとサドルの位置関係において、テーブル上面から見て常にサドルはテーブルの下に位置するため（図３参照）、駆動部のカバーリングに、テレスコピックカバーを用いる必要がなく、必要に応じて固定カバー８ａ（図４参照）を用いることができる。固定カバー８ａはテレスコピックカバー（図５参照）に比べて簡易な構成であることから、工作機械の送り装置の大きさを抑え、かつ、安価で信頼性の高い保護構造を備えた工作機械の送り装置を提供することができる。
＜実施形態２＞
実施形態２はテーブル６ａを２軸方向に移動させる形態である。
機台１４ａに対してサドル７ａを第１の方向に相対移動させ、サドル７ａに対してテーブル６ａを第１の方向と直交する第２の方向に相対移動させる工作機械の送り装置において、第１のボールネジのネジ軸１０ａ（以下、「ネジ軸１０ａ」という）を機台１４ａに対して回転自在、かつ、軸方向移動不能に取り付け、ネジ軸１０ａに、機台１４ａに固定された第１のモータ９ａ（以下、「モータ９ａ」という）を連結し、ネジ軸１０ａと螺合する第１のボールネジのナット１１ａ（以下、「ナット１１ａ」という）にサドル７ａを取り付け、また、第１の直動軸受のレール１２ａ（以下、「レール１２ａ」という）を機台１４ａに固定し、第１の直動軸受の軸受１３ａ（以下、「直動軸受の軸受１３ａ」という）をサドル７ａに取り付ける。さらに、サドル７ａに、第２のボールネジのナット３ａ（以下、「ナット３ａ」という）を固定し、ナット３ａに螺合するボールネジのネジ軸２ａをテーブル６ａに対して回転自在、かつ、軸方向相対移動不能に取り付け、ボールネジのネジ軸２ａに連結したモータ１ａをテーブル６ａに固定し、また、直動軸受の軸受５ａをサドル７ａに固定し、直動軸受のレール４ａをテーブル６ａに固定する。
本発明の実施形態では、前記サドルの前記相対移動の方向の寸法Ｌｓは、その寸法Ｌｓに前記相対移動の方向の移動量Ｓ（図３参照）を加えた長さが、前記テーブルの前記相対移動の方向の寸法Ｌｔより短くすることができ、工作機械の送り装置を小型化・低コスト化することができる。
また、本発明の実施形態では、テーブル６ａとモータ１ａとネジ軸２ａを含む駆動部の相対位置が固定され、また、テーブルとサドルの位置関係において、テーブル上面から見て常にサドルはテーブルの下に位置するため、駆動部のカバーリングにテレスコピックカバーを用いる必要がなく、必要に応じて固定カバー８ａ（図４参照）を用いることができる。固定カバー８ａはテレスコピックカバー（図５参照）に比べて簡易な構成であることから、工作機械の送り装置の大きさを抑え、かつ、安価で信頼性の高い保護構造を備えた工作機械の送り装置を提供することができる。
また、本発明の実施形態では、ボールネジのナット３ａ、直動軸受の軸受５ａ、及び、サドル７ａのみの質量差となり、従来技術の構造に比較して各軸間の質量の差を小さくすることができる。つまり、モータ１ａなどの駆動部品はテーブル６ａに固定され、サドル７ａにはボールネジのナット３ａ・直動軸受の軸受５ａのみを固定するため、サドル７ａの小型・軽量化が可能となる。つまり、第１の軸と第２の軸で可動させる対象部品の差を減らし、かつ、小型・軽量化することで、質量の差を小さくし、第１の軸と第２の軸を高精度に同期させた制御が可能となる。
なお、図１や図２ではボールネジのネジ軸とモータの連結が直結されているが、もちろん、連結方法は図示されたものに限定されるものではなく、ベルトによる連結や歯車による連結も本発明の実施形態に含まれる。
１ａ 第２のモータ
２ａ 第２のボールネジのネジ軸
３ａ 第２のボールネジのナット
４ａ 第２の直動軸受のレール
５ａ 第２の直動軸受の軸受
６ａ テーブル
７ａ サドル
８ａ 固定カバー
９ａ 第１のモータ
１０ａ 第１のボールネジのネジ軸
１１ａ 第１のボールネジのナット
１２ａ 第１の直動軸受のレール
１３ａ 第１の直動軸受の軸受
１４ａ 機台

１ｂ 第２のモータ
２ｂ 第２のボールネジのネジ軸
３ｂ 第２のボールネジのナット
４ｂ 第２の直動軸受のレール
５ｂ 第２の直動軸受の軸受
６ｂ テーブル
７ｂ サドル
８ｂ テレスコピックカバー
９ｂ 第１のモータ
１０ｂ 第１のボールネジのネジ軸
１１ｂ 第１のボールネジのナット
１２ｂ 第１の直動軸受のレール
１３ｂ 第１の直動軸受の軸受
１４ｂ 機台

Ｌｔ テーブルの寸法
Ｌｓ サドルの寸法
Ｓ 第２の軸の移動量

Claims (2)

  1. モータによりサドルに対してテーブルを相対移動させる工作機械の送り装置において、前記サドルに固定されたナットと、
    前記ナットに螺合し前記テーブルに対して回転自在、かつ、軸方向相対移動不能に該テーブルに取り付けられたボールネジのネジ軸と、前記テーブルに固定され前記ボールネジのネジ軸に連結された前記モータと、
    前記テーブルの前記モータが固定された側に固定されたレールと、
    前記サドルに固定された前記レールを受ける軸受けと、
    を備え、
    前記サドルの前記相対移動の方向の寸法は、その寸法に前記相対移動の方向の移動量を加えた長さが、前記テーブルの前記相対移動の方向の寸法より短いことを特徴とする工作機械の送り装置。
  2. 第１のモータにより機台に対してサドルを第１の方向に相対移動させ、前記第１の方向と直交する第２の方向に第２のモータにより前記サドルに対してテーブルを相対移動させる工作機械の送り装置において、
    前記機台に対して回転自在、かつ、軸方向相対移動不能に該機台に取り付けられた第１のボールネジのネジ軸と、
    前記機台に固定され前記第１のボールネジのネジ軸に連結された前記第１のモータと、
    前記第１のボールネジのネジ軸と螺合する第１のボールネジのナットと、
    前記第１のボールネジのナットに固定された前記サドルと、
    前記サドルに固定された第２のボールネジのナットと、
    前記第２のボールネジのナットに螺合し前記テーブルに対して回転自在、かつ、軸方向相対移動不能に該テーブルに取り付けられた第２のボールネジのネジ軸と、
    前記テーブルに固定され前記第２のボールネジのネジ軸に連結された前記第２のモータと、
    前記テーブルの前記第２のモータが固定された側に固定されたレールと、
    前記サドルに固定された前記レールを受ける軸受けと、
    を備え、
    前記サドルの前記相対移動の方向の寸法は、その寸法に前記相対移動の方向の移動量を加えた長さが、前記テーブルの前記相対移動の方向の寸法より短いことを特徴とする工作機械の送り装置。
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