JPH0576561B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、たとえば座標測定機などのテーブ
ルなどの移動キヤリツジを精密かつ安定に移動さ
せる送り機構に関するものである。

従来の技術 各種産業界で多く使用されているテーブルなど
の移動キヤリツジは、その移動する寸法の精度や
安定性が、送り機構の精度に多く依存する。

従来上記送り機構は、第１３図と第１４図に示
すような直つけ式と、第１５図と第１６図に示す
ような板バネ式がある。

直つけ式の送り機構は、移動キヤリツジＣ１に
ナツトホルダNH１を介してナツトＮ１を直に固
定して、このナツトＮ１に送りネジＳ１を螺合し
ている。た、板バネ式の送り機構では、移動キヤ
リツジＣ２にナツトホルダNH２を１枚の板バネ
Ｆを介して連結している。

いずれの方式の送り機構でも、精密かつ安定し
て移動キヤリツジＣ１，Ｃ２を移動しようとする
際に、たとえば、送り機構における送りネジＳ
１，Ｓ２のリード精度や、ナツトＮ１、Ｎ２のバ
ツクラツシユ量あるいは送りネジＳ１，Ｓ２の軸
受け強度などにより影響をうける。

発明が解決しようとする課題 ところで、本発明者は、前記不安定要因に含ま
れず、しかもJIS Ｂ 1191ボールネジに規定され
ていない送りネジＳ１，Ｓ２の曲りに起因して生
じるナツトＮ１，Ｎ２の偏心運動（第１７図参
照）が、安定であるべき移動キヤリツジＣ１，Ｃ
２へ有害な応力を周期的に与える。この結果、移
動キヤリツジＣ１，Ｃ２の移動をバラツキの多い
不安定なものにしている点に注目した。

ナツトの振れによる移動キヤリツジの揺動に伴
なう影響を、工作機械について例示して説明す
る。

第１８図から第２１図に示すように、直つけ式
のものでは、ナツトの振れＰが反時計回りに90°，
180°，270°，360°と回転移動する（各々 印から
印に移動）と、移動キヤリツジＣ１は上下方向
に揺動する。

すなわち、第２２図に示すように、移動キヤリ
ツジＣ１の揺動角θにより送り誤差dlを生じ、こ
の誤差dlは、送りネジＳ１の中心からワーク加工
面Ｆまでの高さＨに対して dl＝Ｈ・tanθ の関係をもつて発生する。

一方、板バネ式では、第２３図から第２６図に
示すように、ナツトＮ２の振れ位置が回転移動す
る。ナツトホルダNH２の回転角αにより送り誤
差dlを生じ、誤差dlは送りネジＳ２のリードＬに
対して α×Ｌ／360＝dl の関係をもつて発生し、移動キヤリツジＣ２は周
期的な送りムラを生じながら移動する。

したがつて、直つけ式及び板バネ式のいずれに
おいてもナツトの振れ運動を吸収する際に生じる
ナツトホルダの自転運動が送りムラや送りネジの
逆転時のバツクラツシユの原因となる。そして、
送りネジの曲りに起因するナツトの振れによつ
て、移動キヤリツジの揺動を招き、移動キヤリツ
ジの移動精度の低下がさけられない。

発明の目的 この発明は、以上の問題を解消するためになさ
れたものであり、ホルダの自転運動を防止しつ
つ、ナツトの振れ円運動を、移動キヤリツジの送
り方向にすなわち、送りネジの軸方向と垂直な方
向に対して上下の左右方向への変位運動に変換さ
せて、移動キヤリツジに不用な揺動をさせず移動
キヤリツジを精密かつ安定して送り、バラツキの
ないスムーズな送り及び位置決めができる送り機
構を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 したがつて、この目的を達成するためにこの発
明の要旨とするところは、移動可能な移動キヤリ
ツジにホルダを設定し、このホルダに送りネジを
螺合してこの送りネジの回動により送りネジの軸
方向に前記移動キヤリツジを移動自在にする送り
機構において、前記ホルダは、移動キヤリツジに
対して送りネジの軸方向と直角な方向に移動可能
な複数組の板バネで取付けて、各組の向い合う板
バネは互いに平行であつて、前記送りネジの軸方
向と直角な方向にかつ異なる組の板バネは互いに
交差する方向に向けて設定してあることを特徴と
する送り機構である。

作 用 送りネジの軸方向と直角な方向に移動可能な複
数組の板バネであり各組の向い合う板バネは互い
に平行であつて、送りネジの軸方向と直角な方向
にかつ異なる組の板バネは互いに交差する方向に
向けて設定していあるので、送りネジを回して送
りネジの軸方向にキヤリツジを移動する際に、送
りネジの曲りによるホルダの自転運動もしくは振
れ円運動を制限もしくは防止しつつ、このホルダ
の自転運動もしくは振れ円運動を、移動キヤリツ
ジの逆方向に対して、上下方向と左右方向、すな
わち送りネジの軸方向と垂直な方向への複数組の
板バネの変位運動に変換できる。したがつて、ホ
ルダの自転運動もしくは振れ円運動は複数組の板
バネにより吸収される。

実施例 以下、図示の実施例によりこの発明を説明す
る。

第１図は、この発明の送り機構の第１の実施例
を示す一部切欠正面図、第２図と第３図は同送り
機構の斜視図及び板バネを示す一部切欠斜視図で
ある。

図において、送り機構１は、基台１ａ上に載置
してあり、ガイド部１ｂにそつて往復直線移動自
在である。

移動キヤリツジ２はたとえば工作機械のテーブ
ルなどである。移動キヤリツジ２は、下側に同移
動キヤリツジ２の送り方向にそつて図示しない手
段により送りネジ４が横架してある。

移動キヤリツジ２の下面には、キヤリツジ取付
座６が、複数のボルト３を介して取付けられてい
る。

このキヤリツジ取付座６は、たとえば方形平板
状であり、断面Ｌ字形のブラケツト７をこの実施
例では方形状の２枚お板バネ８，８及び四隅の複
数のボルト９により連結してある。この板バネ
８，８は、上下方向に向けて互いに平行になるよ
うに配設してある。

また、上記ブラケツト７には、方形状の２枚の
板バネ１０，１０及び四隅の複数のボルト１１を
介してナツト５のナツトホルダ１２が連結してあ
る。この板バネ１０，１０は左右方向に向けて互
いに平行になるように配設してある。

すなわち、第１の板バネ８，８と第２の板バネ
１０，１０は、互いに交差する方向に配設され、
ナツトホルダ１２は、ブラケツト７とキヤリツジ
取付座６により囲まれる空間に中空保持されてい
る。このナツトホルダ１２のナツト５には、前記
送りネジ４が噛み合せてある。

そして、下側の板バネ１０の一方側は、ブラケ
ツト７の切欠部７ａのところに固着してある。

実施例の作用 次に、この送り機構１の作用を説明する。

キヤリツジ取付座６とブラケツト７とは、平行
な２枚の板バネ８，８により連結してあるので、
第４図から第５図に示すようにキヤリツジ取付座
６とブラケツト７とは向き合つたままで、ブラケ
ツト７は左右方向に平行に移動できる。

すなわち、具体的には、送りネジ４の曲りに起
因してナツト５が振れて、第４図に示す無負荷状
態から第５図に示すように横方向にのみたとえば
負荷ＷKgが加わつた場合を考えると、ブラケツト
７は左右方向に平行に運動する。この時の板バネ
８，８のたわみによる平行移動運動量Ｄは Ｄ＝4δmax ＝β・（Ｗ／４）・（ｌ／２）³／Ｅ・Ｉで求まる。

ここで、Ｅ：縦弾性係数、 Ｉ：断面２次モーメント、 ｌ：板バネ８の長さ、 Ｗ：作用負荷、 β：たわみ係数 である。

次にブラケツト７とナツトホルダ１２とを平行
な２枚の板バネ１０，１０で連結し、この板バネ
１０，１０のたわみ作用方向が前記板バネ８，８
のたわみ作用方向と、直角になるように、板バネ
１０，１０を配設している。

したがつて、第６図に示すようにナツト５が振
れて下方に負荷ＷKgが加わつた場合を考えると、
ブラケツト７の左右方向の平行運動に対して、ナ
ツトホルダ１２のみが上下方向に平行運動する。

上記上下方向及び左右方向への平行運動は、板
バネ８，８，１０，１０の四隅をボルトにより確
実に固定することによつて可能で回転方向への変
動を防止できる。そして、各板バネ８，８，１
０，１０のたわみは、移動キヤリツジ２の移動方
向と直角方向に生じる。

次に第７図から第１０図を参照して、送りネジ
４の曲りに起因するナツト５の円運動を、上下・
左右運動に変換する状況を具体的に説明する。

第７図では、ナツト５の振れはなく、振れ点５
ａは水平基準線Ｌ１−Ｌ１と垂直基準線Ｌ２−Ｌ
２の交点上にある。第８図では、第７図の静止状
態からナツト５の振れ点が反時計回りに90°回転
移動し（ 印から 印に移動）ブラケツト７は、
キヤリツジ取付座６に対して左側に平行移動し、
かつナツトホルダ１２は、上方に平行移動して、
振れ点５ａは、水平基準線Ｌ１−Ｌ１の上方で垂
直基準線Ｌ２−Ｌ２の左側に位置される。

さらに、ナツト５の振れ点５ａが、第９図に示
すように180°回転移動すると、ブラケツト７はさ
らに左側に平行移動し、かつナツトホルダ１２は
下方に平行移動して、振れ点５ａは水平基準線Ｌ
１−Ｌ１上にある。

そして、ナツト５の振れ点５ａが第１０図に示
すように、270°回転移動すると、ブラケツト７は
第９図の状態に比べて右側に平行移動し、かつナ
ツトホルダ１２にはさらに下方に平行移動して、
振れ点５ａは、水平基準線Ｌ１−Ｌ１の下方で垂
直基準線Ｌ２−Ｌ２のの左側に位置される。

さらに、ナツト５の振れ点５ａが360°回転する
と、第７図の状態に復帰する。

このように、上述した送りネジ４の曲りに起因
するナツト５もしくはナツトホルダ１２の円運動
は、板バネ８，８，１０，１０の作用により上下
左右の２方向への平行運動に変換してナツト５も
しくはナツトホルダ１２の振れ円運動、すなわち
ナツトホルダ１２の自転運動を制限して吸収で
き、移動キヤリツジ２の揺動は発生せず、移動キ
ヤリツジ２を精密かつ安定して送り、バラツキの
ない送り及び位置決めが可能である。

他の実施例 次に、この発明の第２と第３の実施例を第１１
図と第１２図により説明する。

第１１図に示す第２の実施例は、２組の板バネ
１０８，１０８，１１０，１１０を中空方形状に
成形したものである。

また、第１２図に示す第３の実施例は、２組の
板バネ２０８，２０８，２１０，２１０をＹ字形
状に成形したものである。このように第２と第３
の実施例の板バネを形成することで軽量化が図れ
る。

いずれの場合でも、板バネ１０８，１１０，２
０８，２１０は、その四隅部がキヤリツジ取付座
６とブラケツト７及びナツトホルダ１２に対して
ボルト９，１１を介して取付けてある。そして、
第１の実施例と同様にナツトホルダ１２の自転運
動を制限して吸収しつつ、ブラケツト７とナツト
ホルダ１２を左右上下方向に平行移動できるのも
勿論である。

なお、この発明の送り機構は、上述した実施例
に限定されることがなく、種々の変形例が考えら
れる。

発明の効果 以上説明したことから明らかなように、本発明
によれば、送りネジの軸方向と直角な方向に移動
可能な複数組の板バネであり、各組の向い合う板
バネは互いに平行であつて、送りネジの軸方向と
直角な方向にかつ異なる組の板バネは互いに交差
する方向に向けて設定してあるので、送りネジを
回して送りネジの軸方向に移動キヤリツジを移動
する際に、送りネジの曲りによるホルダの自転運
動もしくは振れ円運動を制限もしくは防止しつ
つ、ホルダの自転運動もしくは振れ円運動を、移
動キヤリツジの送り方向に対して、上下方向と左
右方向、すなわち、送りネジの軸方向と直角な方
向への複数組の板バネの変位運動にスムーズに変
換できる。したがつて、ホルダの自転運動もしく
は振れ円運動は複数組の板バネにより吸収されて
移動キヤリツジには不要な動きが伝わらず、移動
キヤリツジを精度よく安定して移動できる。この
ことから移動キヤリツジの送り量のバラツキを除
いて移動キヤリツジのスムーズな移動と正確な位
置決めが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の送り機構の第１の実施例を
示す一部切欠正面図、第２図と第３図は、同送り
機構の斜視図及び板バネを示す一部切欠斜視図、
第４図と第５図は、ブラケツトの左右方向への平
行移動を説明するための動作説明図、第６図は、
ナツトホルダの上下方向への平行運動を説明する
ための動作説明図、第７図から第１０図は、ナツ
トの振れの円運動を上下、左右方向への変位運動
に変換する状況を示す一連の動作図、第１１図と
第１２図は、この発明の第２と第３の実施例を示
す斜視図、第１３と第１４図は、従来の直つけ式
の送り機構を示す側面図と正面図、第１５図と第
１６図は、従来の板バネ式の送り機構を示す側面
図と正面図、第１７図は、送りネジの偏心運動
（曲り）を示す斜視図、第１８図から第２１図は、
従来の直つけ式の送り機構の動作説明図、第２２
図は、直つけ式の送り誤差を示す図、第２３図か
ら第２６図は、従来の板バネ式の送り機構の動作
説明図である。 １……送り機構、２……移動キヤリツジ、４…
…送りネジ、５……ナツト、６……キヤリツジ取
付座、７……ブラケツト、８，１０，１０８，１
１０，２０８，２１０……板バネ、１２……ナツ
トホルダ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 移動可能な移動キヤリツジにホルダを設定
   し、このホルダに送りネジを螺合してこの送りネ
   ジの回動により送りネジの軸方向に前記移動キヤ
   リツジを移動自在にする送り機構において、前記
   ホルダは、移動キヤリツジに対して送りネジの軸
   方向と直角な方向に移動可能な複数組の板バネで
   取付けて、各組の向い合う板バネは互いに平行で
   あつて、前記送りネジの軸方向と直角な方向にか
   つ異なる組の板バネは互いに交差する方向に向け
   て設定してあることを特徴とする送り機構。