JP5295080B2 - 送り装置 - Google Patents

Description

本発明は、三次元加工機等の工作機械の送り装置に関する。

従来、案内面を備えた基台と、該基台の案内面上にこれに沿って移動自在に配設された移動台と、該移動台に回転自在に支持されたボールネジと、前記基台に固設され、且つ前記ボールネジに螺合したナットと、前記ボールネジを軸中心に回転させる駆動モータと、前記ボールネジの軸方向に伸縮自在に設けられ、前記ナットの両側に露出された前記ボールネジをそれぞれ独立して密閉状態に包囲する防塵カバーとを備えた送り装置において、前記ボールネジの軸方向に沿った貫通孔を前記ナットに形成し、前記防塵カバーによって形成された両密閉空間を、前記貫通孔を介して連通せしめた送り装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−３００８３２号公報

しかしながら、上記従来の技術を、ナット（ボールナット）と並列に設置したモータにより、伝動装置を介してナットを回転させ、ナットに螺合したボールネジを軸方向に送り、ボールネジを支持する移動台を軸方向に移動させるタイプの送り装置に適用しようとすると、防塵カバー（ジャバラ）で伝動装置も包囲しなければならない。そのため、伝動装置の大きさに合わせてジャバラの内径を大きなものにしなければならない、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ボールネジの外径にみあった内径の小さなジャバラを防塵カバーとして用いることができる、ボールナット回転タイプの送り装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、直動ガイドが設けられた基台と、前記直動ガイドに係合しこれにガイドされて直進移動自在な移動台と、前記直動ガイドに平行に配置され前記移動台の両側の支持部に両端部を回転不能に支持されたボールネジと、前記基台に設置されたモータブラケットと、前記ボールネジに螺合し前記モータブラケットに回転自在に支持されたボールナットと、前記ボールナットと並列に前記モータブラケットに支持されたモータと、前記モータブラケットの一側に配置され前記モータの回転を前記ボールナットに伝動する伝動装置と、前記伝動装置を覆うように前記モータブラケットに取付けられ前記ボールネジを通す通孔を有する伝動装置カバーと、前記ボールネジの一側を包囲し一端が前記伝動装置カバーの一側に接続され他端が前記移動台の一側の支持部に接続された第１のジャバラと、前記モータブラケットの他側を覆うように前記モータブラケットに取付けられ前記ボールネジを通す通孔を有する他側カバーと、前記ボールネジの他側を包囲し一端が前記他側カバーの他側に接続され他端が前記移動台の他側の支持部に接続された第２のジャバラと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、伝動装置を伝動装置カバーで覆い、伝動装置カバーの一側に第１のジャバラの一端を接続するようにしたので、第１のジャバラで伝動装置を包囲する必要がなく、ボールネジの外径にみあった内径の小さなジャバラを、ボールネジの防塵カバーとして用いることができる、という効果を奏する。

図１−１は、本発明にかかる送り装置の実施の形態を示す上面図である。 図１−２は、本発明にかかる送り装置の実施の形態を示す縦断面図である。 図２−１は、モータブラケットの上面図である。 図２−２は、モータブラケットの前面図である。 図２−３は、モータブラケットの側面図である。 図２−４は、図２−１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図３−１は、モータブラケットにサーボモータとボールナットを取付けた状態を示す上面図である。 図３−２は、モータブラケットにサーボモータとボールナットを取付けた状態を示す前面図である。 図４−１は、モータブラケットにカバーを取付けた状態を示す前側斜視図である。 図４−２は、モータブラケットにカバーを取付けた状態を示す後側斜視図である。

以下に、本発明にかかる送り装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態
図１−１は、本発明にかかる送り装置の実施の形態を示す上面図であり、図１−２は、本発明にかかる送り装置の実施の形態を示す縦断面図である。

図１−１及び図１−２に示すように、実施の形態の送り装置９０は、Ｘ軸方向に長い矩形に形成された基台１０と、基台１０のＹ軸方向両側に設置され、Ｘ軸方向に平行に延びるレール状の２本の直動ガイド１１、１１と、直動ガイド１１、１１に係合し、これにガイドされてＸ軸方向に直進移動自在な矩形の移動台２０（図１−１では、１点鎖線で示されている）と、移動台２０及び基台１０のＹ軸方向中心に直動ガイド１１、１１に平行に配置され、移動台２０のＸ軸方向両側の支持部２１、２２に両端部を回転不能に支持されたボールネジ３０と、基台１０の中央に設置されたモータブラケット４０と、モータブラケット４０に固定支持される外輪とボールネジ３０に螺合し外輪内で回転自在な内輪とを有するボールナット４１と、ボールナット４１と並列にモータブラケット４０に支持されたモータとしてのサーボモータ４２と、モータブラケット４０の一側としての前側に配置されサーボモータ４２の回転をボールナット４１に伝動する伝動装置４３と、を備えている。

伝動装置４３は、モータブラケット４０の前側（一側）に取付けられた伝動装置カバー４４によって覆われている。伝動装置カバー４４の前面には、ボールネジ３０を通す通孔４４ａが設けられている。通孔４４ａは、ボールネジ３０の外径より大きい内径に形成されていて、通気可能である。なお、図示はしないが、伝動装置カバー４４の前面に、通孔４４ａとは別の通気孔を設け、伝動装置カバー４４の内外の通気を行なうようにしてもよい。この場合、通孔４４ａの内径は、ボールネジ３０に接触しない程度の大きさでよい。

ボールナット４１の両側に延在するボールネジ３０の前側（一側）は、第１のジャバラ４５により包囲され密閉されている。第１のジャバラ４５の一端は、伝動装置カバー４４の前面（一側）に接続され、他端は、移動台２０の前側の支持部２１に接続されている。伝動装置カバー４４は、モータブラケット４０の後述の通気孔４０ｎと第１のジャバラ４５内とを連通するダクトの機能をも有している。

モータブラケット４０の後側（他側）のボールナット４１側は、後側カバー（他側カバー）４６によって覆われている。後側カバー４６の後面には、ボールネジ３０を通す通孔４６ａが設けられている。通孔４６ａは、ボールネジ３０の外径より大きい内径に形成されていて、通気可能である。なお、図示はしないが、後側カバー４４の後面に、通孔４６ａとは別の通気孔を設け、後側カバー４４の内外の通気を行なうようにしてもよい。この場合、通孔４６ａの内径は、ボールネジ３０に接触しない程度の大きさでよい。

ボールネジ３０の後側（他側）は、第２のジャバラ４７により包囲され密閉されている。第２のジャバラ４７の一端は、後側カバー４６の後面（他側）に接続され、他端は、移動台２０の後側の支持部２２に接続されている。後側カバー４６は、モータブラケット４０の後述の通気孔４０ｎと第２のジャバラ４７内とを連通するダクトの機能を有している。なお、後側カバー４６を設けずに、第２のジャバラ４７の一端を、直接、モータブラケット４０の後面に接続するようにしてもよい。

図１−１に示すように、基台１０は、盤状に形成され、Ｙ軸方向両側に一段高い段部１０ａが形成され、段部１０ａ上に直動ガイド１１が設置されている。図１−２に示すように、移動台２０のＸ軸方向両側の支持部２１、２２には、Ｘ軸方向に段付き孔２１ａ、２２ａが設けられている。ボールネジ３０の両端部が、それぞれ段付き孔２１ａ、２２ａに挿入され、フリクションジョイント３１、３１により、回転不能に固定、支持されている。

図２−１は、モータブラケットの上面図であり、図２−２は、モータブラケットの前面図であり、図２−３は、モータブラケットの側面図であり、図２−４は、図２−１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

図２−１〜図２−４に示すように、モータブラケット４０は、矩形板状の取付フランジ４０ａと、取付フランジ４０ａ上に設けられたナットブロック４０ｂ及びモータ保持枠４０ｃと、を有している。ナットブロック４０ｂには、Ｘ軸方向にナット取付孔４０ｍ、４つの通気孔４０ｎ及び１つの通気孔４０ｎに連通する給気孔４０ｐが設けられている。取付フランジ４０ａの縁部には、６つのネジ通し孔４０ｓが設けられている。ネジ通し孔４０ｓを通して、取付ネジ（図示せず）を基台１０にねじ込み、モータブラケット４０を基台１０に固定する。

ナットブロック４０ｂの前面には、ボールナット４１の外輪を精密に位置決めして取付けるために、機械加工部４０ｔが形成されている。機械加工部４０ｔには、ボールナット４１の外輪をネジ止めするための６つのネジ孔４０ｕが設けられている。また、モータ保持枠４０ｃの前面には、サーボモータ４２を精密に位置決めして取付けるために、面一に加工された機械加工部４０ｗが形成されている。

図３−１は、モータブラケットにサーボモータとボールナットを取付けた状態を示す上面図であり、図３−２は、モータブラケットにサーボモータとボールナットを取付けた状態を示す前面図である。

図３−１及び図３−２に示すように、ボールナット４１の外輪は、ナットブロック４０ｂのナット取付孔４０ｍに嵌合され、そのフランジ４１ａがナットブロック４０ｂのネジ孔４０ｕにネジ止めされて固定、支持される。また、モータ保持枠４０ｃの前側には、４つのネジ通し孔４０ｘが設けられたモータ取付板４０ｄが固着され、モータ取付板４０ｄの後側に、モータ保持枠４０ｃ内に挿入されたサーボモータ４２が、ネジ通し孔４０ｘに挿入されたネジ（図示せず）にネジ止めされて支持される。

サーボモータ４２の前側に突出する回転軸４２ａには、小プーリ４３ａが装着され、ボールナット４１の内輪の前側には、大プーリ４３ｂが装着される。小プーリ４３ａと大プーリ４３ｂとは、伝動ベルト（図示せず）により接続される。小プーリ４３ａ、大プーリ４３ｂ及び伝動ベルトは、サーボモータ４２の回転をボールナット４１の内輪に伝動する伝動装置４３を構成している。本実施の形態では、伝動装置４３をベルト伝動装置としたが、伝動装置４３としては、歯車伝動装置を採用してもよい。

図４−１は、モータブラケットにカバーを取付けた状態を示す前側斜視図であり、図４−２は、モータブラケットにカバーを取付けた状態を示す見た後側斜視図である。

図４−１及び図４−２に示すように、伝動装置４３を覆うように、モータブラケット４０の前面に、ボールネジ３０を通す通孔４４ａを有する金属製、箱状の伝動装置カバー４４がネジ（図示せず）により取付けられる。ボールナット４１及びボールネジ３０がモータブラケットに組付けられた後に、伝動装置カバー４４をモータブラケット４０に容易に取付けられるように、伝動装置カバー４４は、通孔４４ａ部分で、右前カバー４４ｘと左前カバー４４ｙとに２分割されている。第１のジャバラ４５の一端部のフランジ（図示せず）が、ネジ（図示せず）により、ネジ孔４４ｓにネジ止めされて接続される。

伝動装置４３を伝動装置カバー４４で覆い、伝動装置カバー４４の前側（一側）に第１のジャバラ４５の一端を接続するようにしたので、第１のジャバラ４５で伝動装置４３を包囲する必要がなく、ボールネジ３０の外径にみあった内径の小さな第１のジャバラ４５を、ボールネジ３０の防塵カバーとして用いることができる。

モータブラケット４０の後側（他側）を覆うように、モータブラケット４０の後面に、ボールネジ３０を通す通孔４６ａを有する金属製、箱状の後側カバー（他側カバー）４６がネジ（図示せず）により取付けられる。ボールナット４１及びボールネジ３０がモータブラケットに組付けられた後に、後側カバー４６をモータブラケット４０に容易に取付けられるように、後側カバー４６は、通孔４６ａ部分で、右後カバー４６ｘと左後カバー４６ｙとに２分割されている。第２のジャバラ４７の一端部のフランジ（図示せず）が、ネジ（図示せず）により、ネジ孔４６ｓにネジ止めされて接続される。

図１−１、図２−１、図２−２及び図２−３に示すように、モータブラケット４０のナットブロック４０ｂには、通気孔４０ｎに連通する給気孔４０ｐが設けられ、給気孔４０ｐには、給気管５１及び通気孔４０ｎを通して、第１、第２のジャバラ４５、４７内に給気し、第１、第２のジャバラ４５、４７内の気圧を外部気圧より高くする給気装置５０が接続されている。これにより、第１、第２のジャバラ４５、４７内に粉塵が浸入するのを完全に防ぐことができる。

モータブラケット４０のナットブロック４０ｂに、通気孔４０ｎに連通する給気孔４０ｐを設けたので、給気装置５０から１本の給気管５１を給気孔４０ｐに接続するだけで、第１のジャバラ４５と第２のジャバラ４７の両方に均等に給気することができる。なお、給気装置５０による第１、第２のジャバラ４５、４７内への給気は、好ましいが、絶対に必要というわけではない。

また、図１−２に示すように、基台１０及びモータブラケット４０の取付フランジ４０ａに、通気孔４０ｎに連通する給気孔４０ｒを設け、給気孔４０ｒに給気管５１を介して給気装置５０を接続してもよい。また、図示はしないが、伝動装置カバー４４又は他側カバー４６、或いは、移動台２０の支持部２１、２２のいずれか一方又は両方に、給気孔を設け、この給気孔に給気管５１を介して給気装置５０を接続し、第１、第２のジャバラ４５、４７内へ給気してもよい。

次に、図１−１及び図１−２を参照して、実施の形態の送り装置９０の全体動作について説明する。サーボモータ４２を時計回りに回転させると、伝動装置４３により、ボールナット４１が時計回りに回転し、ボールネジ３０及び移動台２０が前方（図１−１の左方）へ送られる。これに伴ない、第１のジャバラ４５が伸長し第２のジャバラ４７が縮小し、第２のジャバラ４７内の空気が圧縮され、通孔４６ａ→他側カバー４６内→通気孔４０ｎ→伝動装置カバー４４内→通孔４４ａ→第１のジャバラ４５内へと流れ、第１、第２のジャバラ４５、４７内の圧力をバランスさせる。サーボモータ４２を反時計回りに回転させれば、移動台２０の動き及び空気の流れが上記と逆になる。

この間、給気装置５０を作動させておけば、給気管５１及び通気孔４０ｎを通して、第１、第２のジャバラ４５、４７内に給気され、第１、第２のジャバラ４５、４７内の気圧を外部気圧より高くし、第１、第２のジャバラ４５、４７内に粉塵が浸入するのを防ぐ。

以上のように、本発明にかかる送り装置は、三次元加工機等の工作機械の送り装置として有用である。

１０ 基台
１０ａ 段部
１１ 直動ガイド
２０ 移動台
２１ 支持部
２１ａ 段付き孔
２２ 支持部
２２ａ 段付き孔
３０ ボールネジ
３１ フリクションジョイント
４０ モータブラケット
４０ａ 取付フランジ
４０ｂ ナットブロック
４０ｃ モータ保持枠
４０ｄ モータ取付板
４０ｍ ナット取付孔
４０ｎ 通気孔
４０ｐ 給気孔
４０ｒ 給気孔
４０ｓ ネジ通し孔
４０ｔ 機械加工部
４０ｕ ネジ孔
４０ｗ 機械加工部
４０ｘ ネジ通し孔
４１ ボールナット
４１ａ フランジ
４２ サーボモータ（モータ）
４２ａ 回転軸
４３ 伝動装置
４３ａ 小プーリ
４３ｂ 大プーリ
４４ 伝動装置カバー
４４ａ 通孔
４４ｓ ネジ孔
４４ｘ 右前カバー
４４ｙ 左前カバー
４５ 第１のジャバラ
４６ 後側カバー（他側カバー）
４６ａ 通孔
４６ｓ ネジ孔
４６ｘ 右後カバー
４６ｙ 左後カバー
４７ 第２のジャバラ
５０ 給気装置
５１ 給気管
９０ 送り装置

Claims (10)

1. 直動ガイドが設けられた基台と、
   前記直動ガイドに係合しこれにガイドされて直進移動自在な移動台と、
   前記直動ガイドに平行に配置され両端部を回転不能に支持されたボールネジと、
   モータブラケットと、
   内輪が前記ボールネジに螺合し外輪を介して前記モータブラケットに回転自在に支持され、該モータブラケットを介して前記基台に対して前記移動台を直進移動させるボールナットと、
   前記ボールナットと並列に前記モータブラケットに支持されたモータと、
   前記モータブラケットの一側に配置され前記モータの回転を前記ボールナットの内輪に伝動する伝動装置と、
   前記伝動装置を覆うように前記モータブラケットに取付けられ前記ボールネジを通す通孔を有する伝動装置カバーと、
   前記ボールネジの一側を包囲し一端が前記伝動装置カバーの一側に接続された第１のジャバラと、
   前記モータブラケットの他側を覆うように前記モータブラケットに取付けられ前記ボールネジを通す通孔を有する他側カバーと、
   前記ボールネジの他側を包囲し一端が前記他側カバーの他側に接続された第２のジャバラと、
   を備えることを特徴とする送り装置。
2. 直動ガイドが設けられた基台と、
   前記直動ガイドに係合しこれにガイドされて直進移動自在な移動台と、
   前記直動ガイドに平行に配置され前記移動台の両側の支持部に両端部を回転不能に支持されたボールネジと、
   前記基台に設置されたモータブラケットと、
   内輪が前記ボールネジに螺合し外輪を介して前記モータブラケットに回転自在に支持されたボールナットと、
   前記ボールナットと並列に前記モータブラケットに支持されたモータと、
   前記モータブラケットの一側に配置され前記モータの回転を前記ボールナットの内輪に伝動する伝動装置と、
   前記伝動装置を覆うように前記モータブラケットに取付けられ前記ボールネジを通す通孔を有する伝動装置カバーと、
   前記ボールネジの一側を包囲し一端が前記伝動装置カバーの一側に接続され他端が前記移動台の一側の支持部に接続された第１のジャバラと、
   前記モータブラケットの他側を覆うように前記モータブラケットに取付けられ前記ボールネジを通す通孔を有する他側カバーと、
   前記ボールネジの他側を包囲し一端が前記他側カバーの他側に接続され他端が前記移動台の他側の支持部に接続された第２のジャバラと、
   を備えることを特徴とする送り装置。
3. 前記伝動装置カバー及び他側カバーの通孔は前記ボールネジの外径より大きい内径に形成されて通気可能であり、前記モータブラケットには通気孔が設けられていて、前記第１のジャバラ内と第２のジャバラ内は連通されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の送り装置。
4. 前記伝動装置カバー及び他側カバーには、前記通孔とは別の通気孔が設けられて通気可能であり、前記モータブラケットには通気孔が設けられていて、前記第１のジャバラ内と第２のジャバラ内は連通されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の送り装置。
5. 前記モータブラケット、伝動装置カバー又は他側カバーには、給気孔が設けられ、前記給気孔には、前記第１、第２のジャバラ内に給気する給気装置が接続されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の送り装置。
6. 直動ガイドが設けられた基台と、
   前記直動ガイドに係合しこれにガイドされて直進移動自在な移動台と、
   前記直動ガイドに平行に配置され両端部を回転不能に支持されたボールネジと、
   モータブラケットと、
   内輪が前記ボールネジに螺合し外輪を介して前記モータブラケットに回転自在に支持され、該モータブラケットを介して前記基台に対して前記移動台を直進移動させるボールナットと、
   前記ボールナットと並列に前記モータブラケットに支持されたモータと、
   前記モータブラケットの一側に配置され前記モータの回転を前記ボールナットの内輪に伝動する伝動装置と、
   前記伝動装置を覆うように前記モータブラケットに取付けられ前記ボールネジを通す通孔を有する伝動装置カバーと、
   前記ボールネジの一側を包囲し一端が前記伝動装置カバーの一側に接続された第１のジャバラと、
   前記ボールネジの他側を包囲し一端が前記モータブラケットの他側に接続された第２のジャバラと、
   を備えることを特徴とする送り装置。
7. 直動ガイドが設けられた基台と、
   前記直動ガイドに係合しこれにガイドされて直進移動自在な移動台と、
   前記直動ガイドに平行に配置され前記移動台の両側の支持部に両端部を回転不能に支持されたボールネジと、
   前記基台に設置されたモータブラケットと、
   内輪が前記ボールネジに螺合し外輪を介して前記モータブラケットに回転自在に支持されたボールナットと、
   前記ボールナットと並列に前記モータブラケットに支持されたモータと、
   前記モータブラケットの一側に配置され前記モータの回転を前記ボールナットの内輪に伝動する伝動装置と、
   前記伝動装置を覆うように前記モータブラケットに取付けられ前記ボールネジを通す通孔を有する伝動装置カバーと、
   前記ボールネジの一側を包囲し一端が前記伝動装置カバーの一側に接続され他端が前記移動台の一側の支持部に接続された第１のジャバラと、
   前記ボールネジの他側を包囲し一端が前記モータブラケットの他側に接続され他端が前記移動台の他側の支持部に接続された第２のジャバラと、
   を備えることを特徴とする送り装置。
8. 前記伝動装置カバーの通孔は前記ボールネジの外径より大きい内径に形成されて通気可能であり、前記モータブラケットには通気孔が設けられていて、前記第１のジャバラ内と第２のジャバラ内は連通されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の送り装置。
9. 前記伝動装置カバーには、前記通孔とは別の通気孔が設けられて通気可能であり、前記モータブラケットには通気孔が設けられていて、前記第１のジャバラ内と第２のジャバラ内は連通されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の送り装置。
10. 前記モータブラケット又は伝動装置カバーには、給気孔が設けられ、前記給気孔には、前記第１、第２のジャバラ内に給気する給気装置が接続されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の送り装置。

Images