JPH0354831Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 NC工作機械のボールねじによる熱変位防止機
構に関する。

従来の技術 NC工作機械においてはボールねじを使用する
駆動方法が殆どである。最近送り速度の高速化や
位置決め精度の高精度化の要望が強く、送り速度
の高速化にともなうボールねじの温度上昇が位置
決め精度に及ぼす悪影響が問題となり、ボールね
じ自身の軸線方向の熱変位対策として、ボールね
じを軸両端でスラスト方向に押圧して強制的に熱
膨張を抑える方法や、ボールねじを冷却するため
に中空ボールねじ内に冷却流体を流したり、エア
ーを吹き付ける方法が採られている（例えば実開
昭54−111882号、特開昭60−62438号公報参照）。
またインダクトシンや精密スケールによる直接検
出方式は、ボールねじの誤差から逃れる方法とし
て従来から採用されている。

考案が解決しようとする課題 ボールねじ自身の温度上昇による熱変位対策と
して行われてきた従来のそれぞれの方法は、ボー
ルねじの累積ピツチ誤差を少なくするための手段
で、例えばボールねじを冷却装置で冷やして温度
上昇を抑えたとしても発熱源であるボールねじサ
ポート部、ナツト部から本体フレームや移動体に
熱が伝わり、本体の熱変位が位置決め精度に悪影
響を及ぼすという問題点が残されていた。

また直接検出方式においてもフレーム等の熱変
位まで保償吸収することは不可能であるという問
題点が同様に残されている。

課題を解決するための手段 本体フレーム１に第１断熱材４を介して固着す
ることにより本体フレーム１との間に隙間δ₁を有
して取付けられたねじ軸６用軸受部材と、移動体
２に第２断熱材８を介して固着することにより移
動体との間に隙間δ₂を有して取付けられた前記ね
じ軸に螺合するナツト部材と、前記軸受部材及び
前記ナツト部材の前記各隙間δ₁，δ₂に冷却用の空
気を送り込む送風装置とを設けてなるものであ
る。

また送風装置からの冷却用空気の送り込みを開
閉しまた流量制限を行う空気制御装置を設けるこ
とができる。

作 用 軸受ハウジング３に嵌装される軸受５により回
転可能に軸承されるボールねじ６は、NC装置１
４の回転指令に従つてサーボドライブ制御装置１
７によつて回転制御されるサーボモータ１６によ
つて回転され、ボールねじ６に螺合されるナツト
７が軸方向に移動して移動体２の移動及び位置決
めが行われる。ボールねじ６の回転にともない軸
受５及びナツト７の温度が上昇するが軸受ハウジ
ング３は第１断熱カラー４を介して本体フレーム
１に固着され、インロー部３ａには隙間δ₁が設け
られているので本体フレーム１への熱伝導は極め
て僅少である。またナツト７は第２断熱カラー８
を介して移動体２に固着され、インロー部７ａに
は隙間δ₂が設けられているので移動体２への熱伝
導は極めて僅少である。その上送風装置によつて
エアーが隙間δ₁，δ₂内に吹き出されて冷却が行わ
れ温度上昇が抑えられる。

冷却用エアーの開閉及び流量制御は、比較回路
１８の指令によつて作動するアクチエータ制御装
置１５の出力によつて行われる。更に詳しくは移
動体２の送り速度は常時サーボドライブ制御装置
１７から比較回路１８に出力されており、また比
較回路１８には例えば1000mm／minの送り速度の
設定値１９が予め入力されて記憶されている。そ
して比較回路１８内で移動体２の送り速度と設定
値１９とを比較演算して、送り速度が1000mm／
min以上の場合電磁切換え弁１２の切換え指令を
アクチエータ制御装置１５に出力し、アクチエー
タ制御装置１５の出力で電磁切換え弁１２が切換
えられて開となり、絞り弁１３を経てエアーが管
路１０，１１を通り隙間δ₁，δ₂に吹き出される。
絞り弁１３の流量制御は比較回路１８から設定値
の1000mm／minを越えた値に比例した絞り弁１３
の開閉度調節指令がアクチエータ制御装置１５に
出力され、絞り弁１３が自動的に無段階に調節さ
れて、エアー流量が制御され送り速度が増すほど
エアーが多量に流出される。

尚エアーの開閉及び流量制御は前述の方法に限
定されるものではなく、NCプログラムに切換え
弁１２及び絞り弁１３の制御指令を記録し、NC
装置１４を経て前述のアクチエータ制御装置１５
に指令してエアー制御を行うことも可能であり、
この場合は有段階流量制御となる。

実施例 以下本考案の実施例を図面にもとづき説明す
る。本体フレーム１の図示しない案内面上に移動
体２が移動可能に載置され、本体フレーム１に穿
設されたボールねじ取付穴１ａに軸受ハウジング
３外周のインロー部３ａが隙間δ₁を有して嵌挿さ
れ、軸受ハウジング３は、第１断熱カラー４を介
して鍔部端面がホルトにより本体フレーム１に固
着されている。そして軸受ハウジング３の中心穴
に嵌装される複数の軸受５により案内面に対し平
行に設けられたボールねじ６が回転可能に軸承さ
れている。

一方ボールねじ６に螺合するナツト７は移動体
２に穿設されたナツト取付穴２ａに外周インロー
部７ａが隙間δ₂を有して嵌挿され、第２断熱カラ
ー８を介して鍔部端面がボルトにより移動体２に
固着されている。そして第１、第２断熱カラー
４，８は例えば断熱性の優れた硬質プラスチツク
又は複合材料等が使用されている。また軸受ハウ
ジング３のインロー部３ａの隙間δ₁にエアーを供
給する管路１０と、ナツト７のインロー部７ａの
隙間δ₂にエアーを供給する管路１１とが設けられ
ている。隙間δ₁，δ₂に供給されるエアーはエアー
源から電磁切換え弁１２及び絞り弁１３を経て供
給され、電磁切換え弁１２及び絞り弁１３を自動
制御するエア制御部材が設けられている。エア制
御部材はNC装置１４の送り指令によりサーボモ
ータ１６を制御するサーボドライブ制御装置１７
からの移動体２の送り速度と設定値１９とを入力
し演算を行いこの演算結果による指令を出力する
比較回路１８と、この指令により電磁切換え弁１
２の開閉及び絞り弁１３の開閉度を無段階に調節
するアクチユエータ制御装置１５により構成され
ている。

考案の効果 以上詳述したようにボールねじの軸受部材と、
ナツト部材とを、インロー部に隙間を設けて断熱
材を介して本体フレーム及び移動体に固着し、両
隙間にエアーを吹き付けて冷却するようになした
ので、ボールねじ駆動系の発熱を抑制し、本機へ
の熱伝導を遮断することが可能となり、本体フレ
ーム及び移動体の熱変形を極少にして高精度位置
決めができる効果を有し、更に空気制御装置によ
り移動体の送り速度が設定値以上のとき送り速度
に比例した適量のエアーを隙間に吹き付けること
により最適冷却による一段の高精度位置決めと省
エネ効果とを併せ有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は一部ブロツク線図で表した本考案の説
明図である。 １……本体フレーム、６……ボールねじ、２…
…移動体、７……ナツト、４，８……断熱カラ
ー、δ₁，δ₂……隙間。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 本体フレームに第１断熱材を介して固着する
   ことにより本体フレームとの間に隙間を有して
   取付けられたねじ軸用軸受部材と、移動体に第
   ２断熱材を介して固着することにより移動体と
   の間に隙間を有して取付けられた前記ねじ軸に
   螺合するナツト部材と、前記軸受部材及び前記
   ナツト部材の前記各隙間に冷却用の空気を送り
   込む送風装置とを設けたことを特徴とする熱変
   位防止機構。 (2) 送風装置からの冷却用空気の送り込みを開閉
   しまた流量制限を行う空気制御装置を設けた請
   求項１記載の熱変位防止機構。