JPH0266359A - 送りねじ支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、送りねじの支持間距離（スパン）が長い場合
、送りねじの危険速度が低い回転数域となることによる
送りねじの共振を回避するため、送りねじ軸の中間部を
補助的に支持する送りねじ支持装置に関する。

［従来の技術］ 送りねじのねじ軸の回転による振動がねじ軸の固有振動
数と共振すると危険である。この危険速度はねじ軸の支
持スパンの２乗に反比例する。ＮＣ制御の平面研削盤な
どのようにテーブルストロークが長い場合には、ねじ軸
が長くなり、ねじ軸の支持スパンが長くなるので危険速
度が低くなる。

送り速度の高速化に伴い送りねじの回転数が上がり、危
険速度領域で使用しなければならない場合があり、この
ような場合は中間サポートを設けて支持スパンを短くし
、ねじ軸の固有振動数を高くする手段が知られている。

従来のこの種の手段としては、例えば特開昭５８−１０
９４２号公報に示されるものがある（以下、単に従来例
という）。このものは、第５図に模式的に示すように、
送りねじのねじ軸１の両端部を支える軸受ＳＡ、Ｓｏｌ
の間に、送り方向に移動自在で２個の送りねじ支持部Ａ
、Ｂを持つ中間サポートＳを設け、送りねじの回転によ
って移動するナツト２を前記２個の送りねじ支持部Ａ、
　　Ｂの間に位置せしめ、ナツト２の移動を妨げないよ
う前記中間サポートＳがナツト２の移動距離より短い距
離をナツト２に係かり合って移動するうようにしたもの
である。

〔発明が解決しようとする課題］ 上記従来例にあっては、中間サポートＳの送りねじ支持
部Ａ、Ｂは、その側面が工作機械のベツドの案内面と接
触して、中間サポートＳ全体が送りねじの両端部を支え
る軸受ＳＡ、３＋１の間で送り方向に自由に移動できる
ようにしている。しかしながら、中間サポートＳの送り
ねじ支持部ＡＢは、左右方向の振れに対しては拘束され
ているが上方には拘束されていないので、上向きに作用
する振動荷重を支持できないため高次の振動がでるとい
う問題点があった。

更に、中間サポートの送りねじ支持部Ａ、Ｂは、ベツド
の案内面と面接触しつつ移動するものであるから、摩擦
抵抗が大きく、駆動損失が大となると共に追従性が悪く
なるという問題点があった。

又更に、第５図に示すように、軸受ＳＡ、ＳＲ間（距離
２７りに介挿した中間サポートＳは、その支持部Ａ、Ｂ
（距離ρ）に当接してから移動し始めるので、ナツト２
が支持部Ａ、Ｂの中間位置にある間は、支持スパンの間
隔Ａ　＝　Ｓ　ＡまたはＢ〜Ｓ、が軸受ＳＡ、Ｓｇ間距
離２７！と中間サポートの支持部Ａ、Ｂ間距離βとの差
ｌにより定まり、それ以上の短縮はできないという問題
点があった。

なお、第６図は軸受Ｓ、、Ｓ、間を往復移動する中間サ
ポートＳの支持部Ａ、Ｂ点及びナツト２の運動の相対位
置関係を表し、ＩＡ→２Ａ→３Ａ→４Ａは支持部Ａの動
きを、ＩＢ→２Ｂ→３Ｂ→４Ｂは支持部Ｂの動きを、直
線Ｌ２はナツト２の動きを示す。

そこで本発明は、転がり摩擦で軽く動けることを長所と
するリニアガイド装置を利用してねじ軸中間サポートを
支持せしめると共に、ナツトと中間サポートとを常時連
動せしめる手段を併設した送りねじ支持装置を提供して
上記従来の問題点を解決することを目的とする。

（課題を解決するための手段〕 上記の目的を達成する本発明は、両端部が軸受を介して
回転自在に支持されたねじ軸にナツトが螺合され、該ナ
ツトの軸方向の両側には、ねじ軸のラジアル荷重を受け
ると共にねじ軸方向に連動する一対の中間サポートが、
ナツトの移動距離より短い距離を隔てて配設された送り
ねじ支持装置において、前記ねし軸の両端部の軸受間に
、ねじ軸に平行にリニアガイド装置を併設し、該リニア
ガイド装置のスライダに前記一対の中間サポートを取付
けると共に、該中間サポートと機台間に動滑車を介して
張設した帯状部材を備え、該帯状部材に係止した前記ナ
ツトに連動して中間サポートが軸方向に移動可能とした
滑車装置を併設したものである。

〔作用〕

リニアガイド装置のスライダは、案内レールに跨架され
、両者の側面に対向させて軸方向に設けられたポール転
勤溝内に装着された多数のポールの転勤を介して軸方向
に自在に移動する構成であり、案内レールの上下左右方
向には強固に拘束されているが案内レールの前後方向へ
は極めて軽く移動できる。そのスライダに中間サポート
を取付けたため、中間サポートが上向き荷重をも支持で
きるようになり、且つ移動追従性が極めて良好である。

更にまた、ナツトに連動して中間サポートが軸方向に移
動可能とした滑車装置を併設したため、中間サポートが
常時ナツトと共に移動し、ねじ軸の支持スパンが従来よ
り短縮される。

〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図とともに説明する。

第１図ないし第３図は、本発明の第１実施例を示すもの
である。

装置の構成を示す第１図において、１はボールねじのね
じ軸、２はこのねじ軸１に螺合されたボ−ルねじのナツ
ト（チューブ大片フランジダブルナット）である。ねじ
軸１の両端部は、機台３に間隔りを隔てて固着された２
個の軸受ハウジング４．４にそれぞれ取付けた軸受５で
回転自在に支持されると共に、一方の軸端は軸受ハウジ
ング４に固着された回転駆動装置Ｍにカップリング６を
介して連結されている。ナツト２は、ナツトハウジング
７を介して機械テーブル８に取付けられている。機械テ
ーブル８は、その移動方向に対する左右の両サイド部が
、機台３上にねじ軸１と平行に取付けた１対の図示され
ないリニアガイド装置で支承されている。

このリニアガイド装置は、軸方向に長く延び機台３に固
定された案内レールと、その上に移動可能に跨架され機
械テーブル８に固定されたスライダとを備え、案内レー
ルの両外側面とスライダの内側面には対向させてボール
転動溝が配設され、これらの両ポール転勤溝の間には多
数のボールが転勤自在に装填され、そのボールの転勤を
介してスライダが案内レール上を軸方向に軽く移動する
ようにした周知の構造のものである。

上記の機械テーブル８を支承するリニアガイド装置とは
別に、更に他の１個のリニアガイド装置１０がねじ軸１
と平行に配設される。その案内レール１１は、支点間距
離りを隔てて向き合うねじ軸１の軸受ハウジング４の間
において、機台３の一段低くされた面３ａ上に固定され
ており、この案内レール１１上に２個のスライダ１２が
取付けられている。

そして、これら２個のスライダ１２の上面に、ねじ軸ｌ
のラジアル荷重を受ける一対の中間サポート２０Ａ、２
０Ｂが、それぞれに固着されている。各中間サボー）２
０Ａ、２０Ｂはすべり軸受であり、ねじ軸１とは僅かの
隙間を保って挿通されている。一方、スライダ２はボー
ルの転勤を介して極めて軽く案内レール１１上を軸方向
に移動可能である。したがって中間サポート２ＯＡ、２
０Ｂはスライダ１２と共に、滑らかに移動可能である。

これら中間サポート２０Ａ、２０Ｂはナツト２の両側に
位置せしめて配設され、およそＬ／２の間隔を隔てて連
結棒２１で連動的に連結されている。

更に、中間サポート２０Ａ、２０Ｂとナツト２との間に
は、滑車装置２２が併設されている。すなわち、中間サ
ポート２０Ａ、２０Ｂのそれぞれに動滑車２３Ａ、２３
Ｂが取付けてあり、それらの間に帯状部材である索２４
がループ状に張設されている。索２４は、その中央部で
機台３に係止されると共に反対側でナツト２に係止され
ている。

これにより、中間サポート２０Ａ、２０Ｂはナツト２に
連動して軸方向に移動可能である。

次に作用を説明する。

回転駆動装置Ｍに駆動されてねじ軸１が所定の方向へ回
転すると、ナツト２が例えば第１図で左方に移動し、こ
れに伴って機械テーブル８がその両サイドをリニアガイ
ド装置に案内されつつ滑らかに移動する。このとき、ね
じ軸ｌの支点間距離りが長いと、Ｌ２の値に反比例する
危険速度Ｕの値が小さいから、ねじ軸１は比較的低速で
共振するおそれがある。しかし、中間サポー１−２０Ａ
２０Ｂを設けたため、支点間距離（支持スパン）が最大
値でもＬ／２となり、その結果危険速度はＵの４倍と大
幅にアップし、共振しにくい。

この実施例では更に、ナツト２と中間サポート２０Ａ、
２０Ｂとが滑車装置２２を介して連動する。すなわち、
いま第２図において、両端の軸受５．５間の距離りを１
／４づつに区切る点をＰ。。

Ｐ＋　、Ｐｚ、Ｐｙ、Ｐａ　とする。ナツト２と中間サ
ボー１−２０Ａ、２０Ｂとが共にねじ軸１の右端２０点
にあるとする（第２図（ａ））。このとき支持スパンは
、ねじ軸ｌの左端（Ｐ４点）と中間サポート２０Ａ（Ｐ
２点）間において最長で、Ｐ２〜Ｐ　４　＝　Ｌ　／　
２である。

この状態から機械テーブル８が左方に移動し、これに伴
いナツト２が左方に移動しつつ滑車装置２２（第２図で
は省略）の索２４．動滑車２３Ｂを介して中間サポー）
２０Ａ、２０Ｂを引っ張る。

動滑車の作用で、ナツト２の移動量に対して１／２の割
合で中間サポート２０Ａ、２０Ｂも移動する。

したがって、ナツト２が右端からＬ／４移動してＰ、点
に達したとき、左端の軸受５と中間サポー１−２０Ａ間
の支持スパンａはａ＝３／８Ｌになり、従来の場合にお
けるＬ／２より短縮されている（第２図（ｂ））。更に
ナツト２がＬ／４左方に移動して１２点に達したときは
、中間サポート２０ＡはＬ／８左方に進行しており、２
３点の位置になり、支持スパンａはａ　＝　Ｌ　／　４
に縮小している（第２図（Ｃ））。これから更にナツト
２がＬ／４左方に移動して２３点に達したときは、中間
サポート２０Ａも更にＬ／８左方に進行しており、２３
〜２４点の中間の位置になり、支持スパンａはａ＝Ｌ／
８に縮小する（第２図（ｄ））。又更にナツト２がＬ／
４左方に移動して左端の２４点に達したときは、中間サ
ポート２０Ａも更にＬ／８左方に進行しており、左端２
４点の位置になる。このとき支持スパンａはａ＝０にな
る。一方、右側の中間サポート２０Ｂは１２点になり、
右端１０点との間の支持スパンｄは最長のＬ／２となる
（第２図（ｅ））。

かくして、左方の支持スパンａは、ナツト２の左方移動
と共に順次縮小していき、左端において零となり、反対
に右方の支持スパンｄは、ナツト２の左方移動と共に順
次拡大していき、最大Ｌ／２となる。

ナツト２がねじ軸１の左端部に至り左側の中間サポート
２０Ａに当接すると、図外のリミットスイッチが作動し
て回転駆動装置Ｍが停止され、ねじ軸ｌの回転が停止す
ると同時に、機械テーブル８と中間サポート２０Ａ、２
０Ｂも停止するようにされ、安全が図られていることは
云うまでもない。

次に、回転駆動装置Ｍを反対方向に回転させると、ナツ
ト２は機械テーブル８と共に第１図で右方に移動を始め
る。

ナツト２が左端から右方へ移動する場合は、軸受５と中
間サポート２０Ｂとの支持スパンｄが上記支持スパンａ
と同様に連続的に縮小されていく（第２図（ｅｌ→（ａ
））。

第３図は上記の支持スパンの変化を表したもので、直線
２０ａは中間サポート２０Ａの、直線２０ｂは中間サポ
ート２０Ｂの、直線Ｌ２はナツト２の、往復移動線であ
る。

この機械テーブル８及び中間サポート２０Ａ。

２０Ｂの送りは、ボールナツト２のみならず特にリニア
ガイド装置１０におけるスライダ１２の作動を介して行
われるから、高速でも極めて円滑で追従性が良く、且つ
ねじ軸１に対して上下左右への振れも抑制され高精度で
ある。これは、リニアガイド装置１０にあっては、案内
レール１１とスライダ１２とが、両者の側面に対向させ
て設けられたボール転勤溝内を転勤する多数のボールを
介して高剛性・高精度に組み合わせてあり、スライダ１
２の直線移動性が非常に軽くしかも安定しているためで
ある。

ナツト２が距離りを移動し、中間サポート２０Ａ、２０
Ｂがこれに連動して、やがてねじ軸１の右端部に至ると
、左端部におけると同様に図外のりミツトスイッチが作
動して回転駆動装置Ｍが停止され、ねじ軸１の回転が停
止すると同時に、機械テーブル８と中間サポート２０Ａ
、２０Ｂも停止するようにされている。

この実施例によれば、ナツト２の位置がねじ軸１の両端
部にあるときを除き、中間サポート２０Ａ、２０Ｂによ
るねじ軸１の支持スパンは、常に従来より短くなり、し
たがって軸危険速度が安全側に高められる。

第４図には他の実施例を示す。

この実施例は、滑車装置２２の構成が第１実施例とは異
なる。すなわち、動滑車２３Ａ、２３Ｂに共通の索２４
をループ状に張設する代わりに、独立の索２５．２６を
それぞれに張設し、各索毎にナツト２及び機台３に係止
している。

作用、効果の点で、第１実施例と本質的に異なるところ
はない。

なお、上記の実施例において、ナツト２はダブルナツト
を用いた場合を説明したが、シングルナツトでも同様の
効果が得られることは勿論である。

また、上記実施例では、滑車装置２２の帯状部材として
索２４を用いたものを述べたが、その他スチールベルト
などでも良い。

また、中間サポート２０Ａ、２０Ｂの支点間距離につい
ては、所定のねじ軸１の所要回転数と危険速度との関係
を考慮して設定される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ナツトが螺合さ
れ、両端が回転自在に支持されたねじ軸のナツトを挟み
、ねじ軸の中間サポートかねし軸方向に移動可能に配設
された送りねじ支持装置において、前記中間サポートを
リニアガイド装置で支承すると共に、中間サポートと機
台とナツト間に動滑車を有する滑車装置を併設した。リ
ニアガイド装置は、案内レールに跨架されたスライダが
案内レールの上下左右方向には強固に拘束されているが
案内レールの前後方向へは極めて軽く移動できるから、
中間サポートが上向き振動荷重をも支持できるようにな
り、且つ高速移動の追従性が極めて良好になるという効
果が得られる。

加えて、中間サポートが滑車装置を介してナツトに連動
するから、ねじ軸の支持スパンがナツトの移動に伴い順
次短縮されるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例で、第１図は
一部を断面で表した側面図、第２図（ａ）〜（ｅ）はナ
ツトと中間サポートとの作動説明図、第３図は中間サポ
ートの支持部及びナツトの運動に伴う相対位置関係の変
化を表す図、第４図は本発明の第２実施例の一部を断面
で表した側面図、第５図（ａｌ〜ｔｅｌは従来例におけ
るナツトと中間サポートとの作動説明図、第６図は同じ
〈従来の中間サポートの支持部及びナツトの運動に伴う
相対位置関係の変化を表す図である。 １はねじ軸、２はナツト、５は軸受、１０はリニアガイ
ド装置、１２はスライダ、２０Ａ、２０Ｂは中間サポー
ト、２２は滑車装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）両端部が軸受を介して回転自在に支持されたねじ
   軸にナットが螺合され、該ナットの軸方向の両側には、
   ねじ軸のラジアル荷重を受けると共にねじ軸方向に連動
   する一対の中間サポートが、ナットの移動距離より短い
   距離を隔てて配設された送りねじ支持装置において、 前記ねじ軸の両端部の軸受間に、ねじ軸に平行にリニア
   ガイド装置を併設し、該リニアガイド装置のスライダに
   前記一対の中間サポートを取付けると共に、該中間サポ
   ートと機台間に動滑車を介して張設した帯状部材を備え
   、該帯状部材に係止した前記ナットに連動して中間サポ
   ートが軸方向に移動可能とした滑車装置を併設したこと
   を特徴とする送りねじ支持装置。