JPH06159469A - 移動機構のナット間隔設定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 たとえばグラビア彫刻機に適用して、安価な
構成で、かつ自動で高精度にテーブル間隔を設定可能と
する。 【構成】 この装置は、ボールねじ１５とボールねじ１
５を回転させるための駆動モータ１６とを有し、それぞ
れボールねじ１５に螺合するナット３０，３４を有する
第１及び第２テーブル４，５をボールねじ１５に沿って
移動させるグラビア彫刻機に設けられており、第１テー
ブル４と第２テーブル５との間隔を設定する装置であ
る。そして、第１テーブル４に対してナット３０を回転
自在に支持する軸受３１と、第１テーブル４に対するナ
ット３０の回転を禁止する第１ブレーキ３２と、ボール
ねじ１５に対するナット３０の回転を禁止する第２ブレ
ーキ３３とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ナット間隔設定装置に
関し、特に、ねじ軸とねじ軸を回転させるための駆動機
構とを有し、それぞれねじ軸に螺合するナットを有する
複数の移動部材をねじ軸に沿って移動させる移動機構に
設けられ、複数の移動部材のナット間隔を設定するため
の装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】例えばグラビア彫刻機で
は、主軸台と芯押し台との間に配置されたグラビアシリ
ンダの表面を彫刻するために、彫刻ヘッドが設けられて
いる。彫刻ヘッドは、グラビアシリンダの軸に対して、
平行にかつ垂直に移動させることが可能である。

【０００３】彫刻機のベッド上面には、グラビアシリン
ダの軸と平行に１対のガイドレールが配置されており、
それらの間にはボールねじが設けられている。このボー
ルねじは駆動モータによって回転させられるようになっ
ている。そして、ボールねじに螺合するナットが固定さ
れたテーブルがガイドレールに沿って移動自在に配置さ
れており、このテーブル上に彫刻ヘッドが載置されてい
る。通常、グラビア彫刻機では、作業の効率化を図るた
めに１つのボールねじによって２つのテーブルが移動可
能であり、このテーブルのそれぞれに彫刻ヘッドが設け
られている。

【０００４】このようなグラビア彫刻機において、２つ
の彫刻ヘッドの間隔を設定する場合には、作業者が手動
によってテーブルを移動させて行っている。しかし、間
隔設定を手動により行うと、一連の工程中に手動作業が
入り自動運転が中断する。このため、連続自動運転を行
うことができない。また、再現性が悪く、間隔を常に高
精度に設定することができない。

【０００５】そこで、テーブルに対してナットを回転自
在とし、さらにテーブルにナットを回転させるためのモ
ータを装着することが考えられる。この構成では、駆動
モータを用いてナットを回転させることにより、他方の
テーブルを移動させずに一方のテーブルをボールねじ上
の所定位置に自在に移動させることができ、２つのテー
ブル間の間隔を自動で調整することが可能となる。

【０００６】しかし、ナット間隔を高精度に設定できる
ようにするためには、テーブルに設けるモータとして高
価なステッピングモータ等が必要となり、またその駆動
機構も複雑となる。さらに、通常、テーブルは重量が大
きいのでテーブルを移動させるためには高いトルクが必
要であり、高トルク発生用の大容量モータを取り付ける
必要がある。このためにはスペースが大きくなる。ま
た、小容量のトルクを用いて高減速機を用いて高トルク
を発生させることもできるが、この場合には減速機構が
複雑となり、スペースも大きくなってしまう。

【０００７】さらに、テーブルに設けたモータの発熱
が、テーブルの位置決め精度及び装置自体の加工精度に
も影響を及ぼす。また、モータとナットとを連結する駆
動伝達機構のバックラッシによって位置決め誤差が大き
くなり、高精度の間隔設定を行うことが困難となる。本
発明の目的は、安価で簡単な構成によりナット間隔を高
精度でかつ自動で設定できるようにすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る移動機構の
ナット間隔設定装置は、ねじ軸とねじ軸を回転させるた
めの駆動機構とを有し、それぞれねじ軸に螺合するナッ
トを有する複数の移動部材をねじ軸に沿って移動させる
移動機構に設けられている。そして、この装置は、支持
機構と第１制動機構と第２制動機構とを備えている。前
記支持機構は、前記複数の移動部材のうち少なくとも１
つの特定移動部材に対してナットを回転自在に支持する
機構である。前記第１制動機構は、前記特定移動部材に
対するナットの回転を禁止する機構である。前記第２制
動機構は、ねじ軸に対するナットの回転を禁止する機構
である。

【０００９】

【作用】本発明に係る移動機構のナット間隔設定装置で
は、特定移動部材に対してナットが回転自在に支持され
ている。このような状態で、第１制動機構により特定移
動部材に対するナットの回転を禁止すると、ねじ軸に対
してナットが共回りしない。このため、第１制動機構を
作動させた状態でねじ軸を回転させると、特定移動部材
を移動させることが可能となる。一方、第１制動機構に
よる制動を解除し、第２制動機構によってねじ軸に対す
るナットの回転を禁止すると、ナットは特定移動部材に
対して回転自在となり、かつナットはねじ軸と共回りす
る。この状態でねじ軸を回転させると、ナットはねじ軸
とともに回転して特定移動部材は移動しない。

【００１０】このように第１制動機構及び第２制動機構
の作動を制御すれば、ナットが装着された複数の移動部
材の間の間隔を自動で設定することができる。またこの
場合には、ねじ軸を回転させるための駆動機構によって
間隔を設定することができるので、テーブルに別のモー
タを設ける場合に比較して安価となる。また、移動部材
上にモータ等が不要となるので、発熱及びバックラッシ
等による位置決め精度の劣化を防止できる。

【００１１】

【実施例】第１実施例 図１及び図２に、本発明の一実施例によるグラビア彫刻
機を示す。このグラビア彫刻機は、ベッド１と、ベッド
１の上面に固定された主軸台２と、主軸台２と対向して
配置された芯押し台３と、第１テーブル４及び第２テー
ブル５とを備えている。ベッド１の上面には、芯押し台
３を装置の左右方向に案内する１対のガイドレール６
と、第１及び第２テーブル４，５を左右方向に案内する
１対のガイドレール７とが平行に配置されている。１対
のガイドレール６の中央部には、ガイドレール６と平行
にボールねじ８が配置されている。このボールねじ８
は、ベッド１の側方に設けられた駆動機構９によって駆
動される。駆動機構９は、駆動モータ及びベルト等から
構成されている。芯押し台３の下部にはボールねじ８に
螺合するナット（図示せず）が固定されており、これに
よりボールねじ８を回転させることにより芯押し台３を
主軸台２に対して接近又は離反させることが可能であ
る。

【００１２】主軸台２の中心部には主軸１０が回転自在
に設けられている。主軸１０は、主軸台２の一端側に設
けられた駆動モータ及びベルト等からなる駆動機構１１
によって回転させられるようになっている。一方、芯押
し台３の中心部にはセンタ１２が出没自在かつ回転自在
に配置されている。芯押し台３の側部には駆動シリンダ
１３ａ及びブレーキ用シリンダ１３ｂが装着されてお
り、駆動シリンダ１３ａによってセンタ１２を出没さ
せ、ブレーキ用シリンダ１３ｂによって突出したセンタ
１２をロックすることが可能である。グラビアシリンダ
Ｃは、主軸１０とセンタ１２によって支持されて回転さ
せられるようになっている。

【００１３】１対のガイドレール７の間には、ガイドレ
ール７と平行にボールねじ１５が配置されている。ボー
ルねじ１５は、その一端に設けられた駆動モータ１６に
よって回転させられるようになっている。第１及び第２
テーブル４，５上には、それぞれ前後方向に１対のガイ
ドレール２０が配置されており、このガイドレール２０
に沿って彫刻ヘッド２１が前後方向に移動自在に配置さ
れている。１対のガイドレール２０の間にはボールねじ
２２が配置され、彫刻ヘッド２１下部に設けられたナッ
ト（図示せず）がこのボールねじ２２に螺合している。
ボールねじ２２が、駆動モータ２３によって回転させら
れるようになっている。

【００１４】第１及び第２テーブル４，５とその駆動機
構とを図３に模式的に示す。第１テーブル４の下部には
ナット３０が設けられている。ナット３０は、テーブル
４に対して軸受３１により回転自在に支持されている。
また、第１テーブル４の下部には、第１ブレーキ３２が
設けられており、この第１ブレーキ３２を作動させるこ
とにより第１テーブル４に対するナット３０の回転を禁
止することが可能である。またこの第１テーブル４の下
方には、ナット３０のボールねじ１５に対する回転を禁
止するための第２ブレーキ３３が設けられている。

【００１５】一方、第２テーブル５の下部にはナット３
４が固定されている。第２テーブル５の側部には第２テ
ーブル５が第１テーブル４に接触したことを検出するた
めの間隔原点センサ３５が設けられている。また、第２
テーブル５が初期位置（原点位置）に位置していること
を検出するためのテーブル原点センサ３６がベッド１側
に設けられている。

【００１６】第１テーブル４下方に設けられた第１及び
第２ブレーキ３２，３３について図４〜図６を用いて詳
細に説明する。ナット３０には歯車４０が固定されてい
る。一方、第１テーブル４下部には、ボールねじ１５と
平行にブレーキ軸４１が第１テーブル４に対して回転自
在に支持されている。ブレーキ軸４１の一端側には、ナ
ット３０に固定された歯車４０と噛み合う歯車４２が固
定されている。これにより、ブレーキ軸４１は、ナット
３０とともに回転する。そしてブレーキ軸４１の他端側
には、第１テーブル４下面に固定された電磁ブレーキ３
２が配置されている。この電磁ブレーキ３２によってブ
レーキ軸４１の回転を禁止することにより、第１テーブ
ル４に対するナット３０の回転を禁止できる。本実施例
では、電磁ブレーキ３２に対して、非通電によりブレー
キ軸４１の回転を禁止（ブレーキオン）し、通電により
ブレーキ軸４１を回転自在（ブレーキオフ）とする。

【００１７】ナット３０の他端側には第２ブレーキ３３
が配置されている。第２ブレーキ３３は、ナット３０側
に固定された回転側ブレーキ４３と、第１テーブル４側
に設けられた固定側ブレーキ４４とを有している。回転
側ブレーキ４３は、ナット３０に固定されたリング状保
持部材４５と、保持部材４５の４ヵ所に形成された切欠
きに挿入されたブロック部材４６とを有している。保持
部材４５及びブロック部材４６には２本のワイヤリング
４７が取り付けられている。ワイヤリング４７は装着状
態で半径方向外方に拡張する方向の付勢力を有してい
る。したがって、固定側ブレーキ４４がブロック部材４
６に当接していない状態では、ブロック部材４６はボー
ルねじ１５の外周面から離れる。固定側ブレーキ４４は
ドラム保持アーム４８に軸受４９により回転自在に保持
されている。ブレーキアーム４８は、図５に示すよう
に、第１テーブル４の下面に固定された支持部材５０に
一端がピン５１により回転自在に取り付けられている。
またアーム４８の他端側は、図６に示すように、シリン
ダ５２のロッド先端に装着されている。シリンダ５２
は、テーブル４に固定された取り付け部材５３の下端に
固定されている。

【００１８】このような構成により、シリンダ５２のロ
ッドを進退させることによって、第２ブレーキ３３をオ
ン、オフすることが可能となる。本装置には、図７に示
すような制御部６０が設けられている。制御部６０は、
ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を有するマイクロコンピュー
タを含んでいる。この制御部６０には、図３で示した間
隔原点センサ３５とテーブル原点センサ３６とが接続さ
れている。この制御部６０には、第１ブレーキ３２の駆
動部６１と、第２ブレーキ３３の駆動部６２と、モータ
１６の駆動部６３と、他の入出力部とが接続されてい
る。

【００１９】次に、動作について説明する。ボールねじ
１５を回転させて第１テーブル４及び第２テーブル５を
ともに移動させる場合には、第１ブレーキ３２をオン
し、第２ブレーキ３３をオフとする。第１ブレーキ３２
をオンすることにより、図４に示すブレーキ軸４１が固
定され、このため歯車４０，４２によってブレーキ軸４
１と連結されているナット３０が第１テーブル４に対し
て固定される。また、第２ブレーキ３３をオフすること
により、ボールねじ１５が回転してもナット３０は回転
しない。なお、第２ブレーキ３３をオフする場合は、シ
リンダ５２のロッドを後退させる。すると、ブレーキア
ーム４８は図６に示すようにナット３０から離れる方向
に回動する。この場合には、固定側ブレーキ４４が回転
側ブレーキ４３のブロック部材４６から離れ、このた
め、ワイヤリング４７の拡張力によってブロック部材４
６はボールねじ１５の外周面から離れている。

【００２０】このような状態では、ボールねじ１５を回
転させると、第１テーブル４がボールねじ１５に沿って
移動する。一方、ボールねじ１５の回転にもかかわらず
第１テーブル４を同じ位置に固定する場合には、第１ブ
レーキ３２をオフし、第２ブレーキ３３をオンする。第
１ブレーキ３２をオフすると、ブレーキ軸４１が自由に
回転し得る状態となる。また、ナット３０は軸受３１に
よって第１テーブル４に対して回転自在であるので、ナ
ット３０はボールねじ１５と共回りが可能となる。この
状態でシリンダ５２のロッドを突出させると、ブレーキ
回動アーム４８がナット３０側に回動する。すると、軸
受４９を介して固定側ブレーキ４４がナット３０側に移
動し、固定側ブレーキ４４の当たり面によってブロック
部材４６が押しつけられる。すると、ブロック部材４６
はワイヤリング４７の付勢力に抗して内周側に移動し、
内周面がボールねじ１５の外周面に圧接する。この状態
では、ボールねじ１５とナット３０とが共回りする。し
たがってボールねじ１５を回転させても、ナット３０は
左右方向に移動せず、第１テーブル４は同位置に固定さ
れる。

【００２１】この場合には、第２テーブル５のみが移動
するので、第１テーブル４と第２テーブル５との間隔を
変更できる。次に、図８及び図９に示すフローチャート
にしたがって間隔設定の制御動作を説明する。装置の起
動スイッチがオンされると、まずステップＳ１において
初期設定がなされる。次にステップＳ２では、間隔設定
のための処理が選択されたか否か、ステップＳ３では彫
刻開始指令がなされたか否か、ステップＳ４ではその他
の指令がなされたか否かを判断する。

【００２２】間隔設定のための処理が選択された場合に
はプログラムはステップＳ２からステップＳ５に移行す
る。ステップＳ５では、間隔設定処理を実行する。また
彫刻開始のための処理が選択された場合にはステップＳ
３からステップＳ６に移行する。ステップＳ６では、グ
ラビアシリンダＣに対してセルを彫刻する彫刻処理を実
行する。またその他の処理が選択された場合にはステッ
プＳ４からステップＳ７に移行し、他の処理を実行す
る。

【００２３】ステップＳ５の間隔設定処理では、図９に
示すように、まずステップＳ１０において第１ブレーキ
３２をオフし、第２ブレーキ３３をオンする。これによ
り、第１テーブル４は移動せずかつ第２テーブル５のみ
が移動可能な状態となる。次にステップＳ１１では駆動
モータ１６をオンする。このとき、駆動モータ１６の回
転は、第２テーブル５が図３の（−）方向に移動するよ
うな回転とする。これにより第２テーブル５は第１テー
ブル４に対して近づく。ステップＳ１２では、第２テー
ブル５の側部に設けられた間隔原点センサ３５がオンし
たか否か、すなわち第２テーブル５が第１テーブル４に
当接したか否かを判断する。間隔原点センサ３５がオン
するのを待ってステップＳ１３に移行する。ステップＳ
１３では、駆動モータ１６をオフする。これにより、第
１テーブル４と第２テーブル５との間の原点（間隔
「０」）が設定できる。

【００２４】次にステップＳ１４では、両テーブル４，
５間の間隔設定のためのカウンタをリセットする。次に
ステップＳ１５では、前記と逆方向に駆動モータ１６を
回転させる。これにより第１テーブル４は同位置に固定
されたまま第２テーブル５が第１テーブル４から離れる
方向に移動する。ステップＳ１６では、駆動モータ１６
のオンと同時にカウンタの計数を開始する。次にステッ
プＳ１７では、カウンタのカウント値により、第１テー
ブル４と第２テーブル５との間の間隔が所定の間隔にな
ったか否かを判断する。所定の間隔になった場合にはス
テップＳ１７からステップＳ１８に移行する。ステップ
Ｓ１８では、駆動モータ１６をオフする。これにより第
１テーブル４と第２テーブル５との間に間隔が所定の間
隔に設定されたこととなる。

【００２５】次に、ステップＳ１９では、第１ブレーキ
３２をオンする。これによりナット３０のボールねじ１
５に対する共回りが禁止され、ボールねじ１５を回転さ
せることによって第１テーブル４も移動することにな
る。ステップＳ２０では、第１ブレーキ３２が確実にオ
ンしたか否かを確認する。この判断は、時間によって判
断しても良いし、機械的にリミットスイッチ等を設けて
判断しても良い。第１ブレーキ３２が確実にオンになっ
たことを確認して、ステップＳ２１に移行する。ステッ
プＳ２１では、第２ブレーキ３３をオフする。このステ
ップＳ１９〜ステップＳ２１の処理により、ナット３０
が自由状態になるのが防止され、両テーブル４，５間の
間隔設定後の位置ずれを確実に防止することができる。

【００２６】次にステップＳ２２では、駆動モータ１６
をオンして、第１テーブル４及び第２テーブル５をそれ
ぞれテーブル原点センサ３６側に移動させ、両テーブル
４，５を原点位置に移動させる。ステップＳ２３では、
テーブル原点センサ３６がオンしたか否か、すなわち第
２テーブル５が原点位置に移動したか否かを判断する。
テーブル原点センサ３６がオンした場合には、ステップ
Ｓ２３からステップＳ２４に移行し、駆動モータ１６を
オフする。これにより、両テーブル４，５の本体に対す
る原点が決定される。

【００２７】なお、ステップＳ６において彫刻処理を行
う場合には、第１ブレーキ３２をオンし、第２ブレーキ
３３をオフする。これにより両テーブル４，５は設定さ
れた間隔を維持しながらボールねじ１５に沿って左右方
向に移動する。このような実施例では、第１テーブル４
と第２テーブル５との間隔を作業者を介さずに自動で設
定することができ、連続自動運転が可能となる。また、
テーブル駆動用のモータ１６を用いて間隔設定を行うの
で、別にモータを設ける場合に比較して安価となる。さ
らに、テーブルにモータを設けてこのモータによってナ
ットを回転させる構成に比較して、動力伝達機構が簡単
となり、モータの発熱やバックラッシに起因する精度の
劣化を抑えることができる。第２実施例 図１０及び図１１に第２実施例を示す。この実施例で
は、第１実施例における第１ブレーキ第２ブレーキとが
１つの機構によって構成されている。

【００２８】第１テーブル４の下部にはナットハウジン
グ７０が固定されており、ナットハウジング７０内に軸
受７１を介してナット３０が回転自在に設けられてい
る。ナット３０の一端側にはブレーキ支持部材７２が固
定されている。ブレーキ支持部材７２には、１対のブレ
ーキレバー７３の内周部が、ピン７５により矢印Ｐ方向
に回動自在に装着されている。ブレーキレバー７３は、
断面Ｌ字状に形成されている。１対のブレーキレバー７
３はボールねじ１５の外周に対向するように配置されて
おり、ボールねじ１５と対向する部分には半円状の切欠
き７３ａが形成されている。そしてこの半円状の切欠き
７３ａにはブレーキパッド７４が固定されている。

【００２９】一方、ナットハウジング７０の一端には、
ブレーキレバー７３の背面に対向するように電磁石７６
が配置されている。また、１対のブレーキレバー７３の
端面には、１対のばね７７が係止されている。このばね
７７は、ブレーキレバー７３のブレーキパッド７４をボ
ールねじ１５側に押し付けるようにブレーキレバーを回
動させる。

【００３０】このような構成により、電磁石７６をオン
すると、電磁石７６とブレーキレバー７３とが固定され
るので、第１実施例の第１ブレーキをオンしかつ第２ブ
レーキをオフした場合と同様に、第１テーブル４とナッ
ト３０とが固定されてボールねじ１５とナット３０との
共回りが禁止される。一方、電磁石７６をオフすると、
ブレーキレバー７３はばね７７によって互いに近づく方
向に回動し、その内周面７３ａに固定されたブレーキパ
ッド７４がボールねじ１５の外周面に圧接する。これに
より、第１実施例における第１ブレーキをオフしかつ第
２ブレーキをオンした場合と同様に、ボールねじ１５と
ナット３０とが共回りし、ボールねじ１５の回転にかか
わらず第１テーブル４の位置を同位置に固定させること
ができる。

【００３１】このような実施例では、ブレーキ部の構成
が非常に簡単となり安価となる。 〔他の実施例〕 （ａ） 前記実施例では、本発明をグラビア彫刻機の彫
刻ヘッドが載置された第１及び第２テーブルに採用した
が、他の移動機構にも本発明を同様に適用することがで
きる。 （ｂ） 前記実施例では、２つのテーブルの間の間隔を
設定する際に、第１テーブルに本発明の構成を適用して
間隔設定を行うようにしたが、３個以上の移動部材の間
の間隔を設定する場合にも本発明を同様に適用すること
ができる。 （ｃ） 制動機構の構成は前記実施例に限定されるもの
ではなく、種々の変形が可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明では、特定移動部材
に対するナットの回転を禁止する制動機構と、ねじ軸に
対するナットの回転を禁止する制動機構とを設けたの
で、制動機構の作動を制御することによって自動でナッ
ト間隔を設定することができ、工作機械等に適応して連
続自動運転を可能とする。また、ナットを回転させるた
めの駆動モータ等を別に設ける必要がないので、安価な
装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例が採用されたグラビア彫刻機
の正面図。

【図２】その平面図。

【図３】第１実施例の模式図。

【図４】第１実施例の正面断面図。

【図５】第１実施例の側面図。

【図６】第１実施例の平面部分図。

【図７】前記グラビア彫刻機の制御ブロック図。

【図８】前記グラビア彫刻機の制御フローチャート。

【図９】間隔設定処理のフローチャート。

【図１０】第２実施例の断面正面図。

【図１１】第２実施例の側面図。

【符号の説明】

４ 第１テーブル ５ 第２テーブル １５ ボールねじ １６ 駆動モータ ３０ ナット ３１ 軸受 ３２ 第１ブレーキ ３３ 第２ブレーキ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ねじ軸と前記ねじ軸を回転させるための駆
   動機構とを有し、それぞれ前記ねじ軸に螺合するナット
   を有する複数の移動部材を前記ねじ軸に沿って移動させ
   る移動機構に設けられ、前記複数の移動部材のナット間
   隔を設定する移動機構のナット間隔設定装置であって、 前記複数の移動部材のうち少なくとも１つの特定移動部
   材に対して前記ナットを回転自在に支持する支持機構
   と、 前記特定移動部材に対する前記ナットの回転を禁止する
   第１制動機構と、 前記ねじ軸に対する前記ナットの回転を禁止する第２制
   動機構と、を備えた移動機構のナット間隔設定装置。