JPH06101729A - 緩衝装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】移動体が正規の移動範囲を越えた時、モータの
電源を遮断し移動体が停止するまでの移動距離を短く
し、工作機械の小形化を可能にする緩衝装置を提供する 【構成】テーブル７を移動させるねじ送り機構の送りね
じ３を支持する支持部材１、２に、前記送りねじ３に螺
合するナット８もしくはこのナット８を支持するブラケ
ット９が、前記テーブル７の正規の移動範囲を外れた直
後から当接するように、金属製のコイルばね１１を前記
送りねじ３と同心に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ねじ送り機構によって
移動させられる移動体の移動端における緩衝装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】工作機械のテーブルの駆動系は、図６に
示す様な構成になっている。同図において、１、２は支
持部材で、工作機械のベッド（図示せず）に所定の間隔
で固定されている。３は送りねじで、ベアリング４を介
して支持部材１、２の間に回転可能に支持されている。
５はモータで、支持部材１に固定され、その出力軸がカ
ップリング６で送りねじ３と結合されている。７はテー
ブルで、前記ベッドに移動可能に支持されている。８は
ナットで、テーブル７の下面に固定されたブラケット９
に、送りねじ３と螺合するように固定されている。１０
はリミットスイッチで、テーブル７の正規の移動範囲の
両端に位置するように前記ベッドに固定されている。こ
のような構成で、モータ５を作動させ、送りねじ３を
正、逆回転させることにより、図７に示すような特性
で、テーブル７を往復移動させる。

【０００３】このような装置において、送りねじ３の有
効長さは、テーブル７の正規の移動範囲Ｓが、 Ｓ＝Ｓ１＋Ｓ２ に設定されていると、その両端にそれぞれ、テーブル７
が正規の移動範囲Ｓを越えて移動したとき、リミットス
イッチ１０がテーブル７を検出してから、モータ５の電
源を遮断しテーブル７が停止するまでの移動距離Ｄと、
テーブル７が停止したとき軸受１、２との間に間隙が残
るように余裕量ｅが設定されている。なお、前記移動距
離Ｄは、図８に示すように、リミットスイッチ１０がテ
ーブルを検出してからモータの電源を遮断するまでに移
動する制御の遅れに起因する距離ｄ１と、モータの電源
が遮断されてから移動する距離ｄ２とからなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】マシニングセンタなど
の工作機械においては、工作機械の稼動効率を向上させ
るため、テーブルなどの早送り速度が、３６ｍ／ｍｉｎ
の高速のものが提案されてきている。このような高速移
動をさせた場合、正規の移動範囲を越え、リミットスイ
ッチがテーブルを検出してから、モータの電源を遮断し
テーブルが停止するまでの移動距離が２５０ｍｍにもな
る。このため、テーブルの正規の移動範囲が５００ｍｍ
程度の工作機械でも、送りねじの有効長さは１０００ｍ
ｍ以上が必要になり、工作機械の大形化による原価高や
据え付け面積の増大が問題になっている。

【０００５】本発明の目的は、上記の事情に鑑み、移動
体が正規の移動範囲を越え、リミットスイッチが移動体
を検出してから、モータの電源を遮断し移動体が停止す
るまでの移動距離を短くし、工作機械の小形化を可能に
する緩衝装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、移動体を移動させるねじ送り機
構の送りねじを支持する支持部材に、前記送りねじに螺
合するナットもしくはこのナットを支持する支持体が、
前記移動体の正規の移動範囲を外れた直後から当接する
ように、金属製の緩衝部材を前記送りねじと同心に設け
た。

【０００７】また、移動体を移動させるねじ送り機構の
送りねじを支持する支持部材に、前記送りねじに螺合す
るナットもしくはこのナットを支持する支持体が、前記
移動体の正規の移動範囲を外れた直後から当接するよう
に、金属製の緩衝部材を前記送りねじと同心に設け、前
記移動体が正規の移動範囲を外れたことを検出する検出
手段と、この検出手段の出力に基づいて、前記送りねじ
を回転させるモータを一定時間経過後に印加していた電
流を遮断するようにした制御装置を設けた。

【０００８】また、移動体を移動させるねじ送り機構の
送りねじを支持する支持部材に、前記送りねじに螺合す
るナットもしくはこのナットを支持する支持体が、前記
移動体の正規の移動範囲を外れた直後から当接するよう
に、金属製の緩衝部材を前記送りねじと同心に設け、前
記移動体が正規の移動範囲を外れたことを検出する検出
手段と、この検出手段の出力に基づいて、前記送りねじ
を回転させるモータを回生発電機に切り替えるようにし
た制御装置を設けた。

【０００９】また、移動体を移動させるねじ送り機構の
送りねじを支持する支持部材に、前記送りねじに螺合す
るナットもしくはこのナットを支持する支持体が、前記
移動体の正規の移動範囲を外れた直後から当接するよう
に、金属製の緩衝部材を前記送りねじと同心に設け、前
記移動体が正規の移動範囲を外れたことを検出する検出
手段と、この検出手段の出力に基づいて、前記送りねじ
を回転させるモータに印加する電流の極性を切り替えて
モータを反転させるようにした制御装置を設けた。

【００１０】

【作用】そして、移動体が正規の移動範囲を越えて移動
した場合、送りねじと螺合するナットもしくはこのナッ
トを支持する支持体が緩衝部材に当接し、緩衝部材を弾
性変形させることにより、移動体の運動エネルギーを緩
衝部材に吸収させ、移動体の移動を停止させる。

【００１１】また、移動体が正規の移動範囲を越えて移
動した場合、送りねじと螺合するナットもしくはこのナ
ットを支持する支持体が緩衝部材に当接し、緩衝部材を
弾性変形させることにより、移動体の運動エネルギーを
緩衝部材に吸収させ、移動体の移動を停止させる。この
時、移動体が正規の移動範囲から逸脱したことを検出し
た後、一定時間経過後に送りねじを回転させるモータの
電源を遮断させることにより、前記緩衝部材の復元力に
よる移動体の逆走を小さく抑える。

【００１２】また、移動体が正規の移動範囲を越えて移
動した場合、送りねじと螺合するナットもしくはこのナ
ットを支持する支持体が緩衝部材に当接し、緩衝部材を
弾性変形させることにより、移動体の運動エネルギーを
緩衝部材に吸収させ、移動体の移動を停止させる。この
時、送りねじを回転させるモータを回生発電機として作
用させることにより、移動体に対しブレーキ力を作用さ
せ、緩衝部材や軸受にかかる負荷を小さくすることがで
きる。

【００１３】また、移動体が正規の移動範囲を越えて移
動した場合、送りねじと螺合するナットもしくはこのナ
ットを支持する支持体が緩衝部材に当接し、緩衝部材を
弾性変形させることにより、移動体の運動エネルギーを
緩衝部材に吸収させ、移動体の移動を停止させる。この
時、送りねじを回転させるモータに印加する電流の極性
を切り替えることにより、送りねじに逆方向の回転力を
与えることにより、移動体に対しブレーキ力を作用さ
せ、緩衝部材や軸受にかかる負荷を小さくすることがで
きる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は本発明の第１の実施例を示すもので、同図に
おいて、図６と同じものは、同じ符号を付けて示してあ
る。１１は金属性のコイルばねで、送りねじ３と同心上
に位置するように、支持部材１、２に支持されている。

【００１５】このような構成で、モータ５の作動により
テーブル７は、図２に示すような特性で往復移動する。
何らかの原因で、テーブル７が正規の移動範囲を逸脱し
て移動すると、テーブル７は微小な間隙Ｇを通過してコ
イルばね１１に当接し、コイルばね１１を圧縮しながら
停止する。一方、リミットスイッチ１０は、テーブル７
が正規の移動範囲を逸脱したことを検出し、モータ５の
電源を遮断する。この時のテーブル７の移動量とコイル
ばね１１の反力の関係は、図３のようになる。

【００１６】図３においてＥ１は、モータの電源が遮断
されるまでの制御の遅れに起因するモータによるコイル
ばねに対する圧縮力。Ｅ２は、テーブルの運動エネルギ
ーによるコイルばねに対する圧縮力。テーブルが停止し
たとき、コイルばねにはｆｓの反力が蓄えられる。上記
のように、コイルばねを圧縮させて、支持部材とナット
もしくはナットを保持するブラケットとの衝突を防止す
ると、圧縮されたコイルばねに吸収されたエネルギーに
よりテーブルが押し戻されるため、テーブルは逆走を始
め、コイルばねが吸収したエネルギーを、テーブルの逆
走により消費しつくした位置で、テーブルが最終的に停
止する。

【００１７】なお、図１における支持部材１、２、ブラ
ケット９など、直接力を受ける部分の強度をコイルばね
１１の反力ｆｓより大きく設定しておくことにより、機
械を破損することなくテーブル７を停止させることがで
きる。また、コイルばね１１を送りねじ３と同心上に配
置することにより、支持部材１、２およびナット８を介
して送りねじ３にかかる圧縮力や引っ張り力が送りねじ
３の軸心方向となるため、送りねじ３に損傷を与えるこ
とを防止することができる。前記実施例における金属製
の弾性体としてのコイルばね１１は、皿ばねであっても
よい。

【００１８】図４は、図１におけるリミットスイッチ１
０がテーブル７を検出した後も一定時間モータ５へ電流
を印加し続けた場合の特性を示している。この場合、図
３に示すものに比べ、モータに電流を印加している分だ
けコイルばねにかかる圧縮力が大きくなり、コイルばね
の反力Ｆｓも大きくなるが、テーブルが停止した後のテ
ーブルの逆送量を小さくすることができる。なお、この
時のモータへの通電時間が１ないし数秒以下であれば、
モータに対するダメージはほとんど無視することができ
る。

【００１９】図５は本発明の他の実施例を示すもので、
前記図１に示すものに、制御装置１２を設けたものであ
る。この制御装置１２は、リミットスイッチ１０の検出
信号を受けるストローク端信号処理部１２ａと制御部１
２ｂとからなる。

【００２０】そして、リミットスイッチ１０から検出信
号がストローク端信号処理部１２ａに印加されると、ス
トローク端信号処理部１２ａは、制御部１２ｂに対し指
令を与える。制御部１２ｂでは、モータ７の電源を遮断
するとともに、モータ７を図示しない抵抗器に接続し
て、モータ７を回生発電機とし、移動するテーブルに対
しブレーキ力を作用させる。あるいは、モータ７に供給
されている電流の極性を替え、モータ７に逆方向の回転
力を発生させて、移動するテーブルに対しブレーキ力を
作用させる。このようにすることにより、図３、図４に
示す移動距離Ｈ、ｈおよび最終停止位置までのテーブル
の逆走量をより小さくすることができる。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、移
動体を移動させるねじ送り機構の送りねじを支持する支
持部材に、前記送りねじに螺合するナットもしくはこの
ナットを支持する支持体が、前記移動体の正規の移動範
囲を外れた直後から当接するように、金属製の緩衝部材
を前記送りねじと同心に設けたので、機械に損傷を与え
ることなく、正規の移動範囲を越えて移動する移動体を
短い距離で停止させることができ、工作機械を小形化す
ることができる。

【００２２】また、移動体を移動させるねじ送り機構の
送りねじを支持する支持部材に、前記送りねじに螺合す
るナットもしくはこのナットを支持する支持体が、前記
移動体の正規の移動範囲を外れた直後から当接するよう
に、金属製の緩衝部材を前記送りねじと同心に設け、前
記移動体が正規の移動範囲を外れたことを検出する検出
手段と、この検出手段の出力に基づいて、前記送りねじ
を回転させるモータを一定時間経過後に印加していた電
流を遮断するようにした制御装置を設けたので、工作機
械を小形化することができ、しかも、ばねの反力により
移動体が逆走する量を規制することができ、移動体の逆
走によるトラブルを防止することができる。 また、移
動体を移動させるねじ送り機構の送りねじを支持する支
持部材に、前記送りねじに螺合するナットもしくはこの
ナットを支持する支持体が、前記移動体の正規の移動範
囲を外れた直後から当接するように、金属製の緩衝部材
を前記送りねじと同心に設け、前記移動体が正規の移動
範囲を外れたことを検出する検出手段と、この検出手段
の出力に基づいて、前記送りねじを回転させるモータを
回生発電機に切り替えるようにした制御装置を設けたの
で、より短い移動距離で移動体を停止させることができ
る。

【００２３】さらに、移動体を移動させるねじ送り機構
の送りねじを支持する支持部材に、前記送りねじに螺合
するナットもしくはこのナットを支持する支持体が、前
記移動体の正規の移動範囲を外れた直後から当接するよ
うに、金属製の緩衝部材を前記送りねじと同心に設け、
前記移動体が正規の移動範囲を外れたことを検出する検
出手段と、この検出手段の出力に基づいて、前記送りね
じを回転させるモータに印加する電流の極性を切り替え
てモータを反転させるようにした制御装置を設けたの
で、さらに短い距離で移動体を停止させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による緩衝装置を組み込んだ駆動系の側
面部分断面図。

【図２】図１におけるテーブルの移動速度を示す特性
図。

【図３】本発明によるテーブル停止時の移動特性図。

【図４】図１におけるモータを通電を続けた状態でテー
ブルを止めたときの特性図。

【図５】本発明の他の実施例を示す構成図。

【図６】ねじ送り機構を採用した駆動系の側面断面図。

【図７】図６におけるテーブルの移動速度を示す特性
図。

【図８】図７における区間Ｄを拡大して示す特性図。

【符号の説明】

１、２ 支持部材 ３ 送りねじ ５ モータ ７ テーブル ８ ナット ９ ブラケット １０ リミットスイッチ １１ コイルばね １２ 制御装置

フロントページの続き (72)発明者 沢田 郁男 神奈川県海老名市上今泉2100番地 株式会 社日立精工プレテック内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移動体を移動させるねじ送り機構の送りね
   じを支持する支持部材に、前記送りねじに螺合するナッ
   トもしくはこのナットを支持する支持体が、前記移動体
   の正規の移動範囲を外れた直後から当接するように、金
   属製の緩衝部材を前記送りねじと同心に設けたことを特
   徴とする工作機械の緩衝装置、
2. 【請求項２】移動体を移動させるねじ送り機構の送りね
   じを支持する支持部材に、前記送りねじに螺合するナッ
   トもしくはこのナットを支持する支持体が、前記移動体
   の正規の移動範囲を外れた直後から当接するように、金
   属製の緩衝部材を前記送りねじと同心に設け、前記移動
   体が正規の移動範囲を外れたことを検出する検出手段
   と、この検出手段の出力に基づいて、前記送りねじを回
   転させるモータを一定時間経過後に印加していた電流を
   遮断するようにした制御装置を設けたことを特徴とする
   工作機械の緩衝装置。
3. 【請求項３】移動体を移動させるねじ送り機構の送りね
   じを支持する支持部材に、前記送りねじに螺合するナッ
   トもしくはこのナットを支持する支持体が、前記移動体
   の正規の移動範囲を外れた直後から当接するように、金
   属製の緩衝部材を前記送りねじと同心に設け、前記移動
   体が正規の移動範囲を外れたことを検出する検出手段
   と、この検出手段の出力に基づいて、前記送りねじを回
   転させるモータを回生発電機に切り替えるようにした制
   御装置を設けたことを特徴とする工作機械の緩衝装置。
4. 【請求項４】移動体を移動させるねじ送り機構の送りね
   じを支持する支持部材に、前記送りねじに螺合するナッ
   トもしくはこのナットを支持する支持体が、前記移動体
   の正規の移動範囲を外れた直後から当接するように、金
   属製の緩衝部材を前記送りねじと同心に設け、前記移動
   体が正規の移動範囲を外れたことを検出する検出手段
   と、この検出手段の出力に基づいて、前記送りねじを回
   転させるモータに印加する電流の極性を切り替えてモー
   タを反転させるようにした制御装置を設けたことを特徴
   とする工作機械の緩衝装置。