JPH0818209B2 - テーブル移送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、たとえば工作機械やロボット等の直線運動
部に用いられるテーブル移送装置に関する。

（従来の技術） 従来のこの種のテーブル移送装置としては、たとえば
第17図に示すようなものがある（特開昭62−200016号公
報参照）。すなわち、テーブル100はガイド101に移動可
能に支持されており、送りねじ軸102によって移送され
るようになっている。ガイドレール101は断面コ字形状
になっておりテーブル100はガイドレール101の内側面に
よって挟み込むようにして支持されている。そしてボー
ルナット等を介さないでテーブル100に直接送りねじ軸1
02を螺合することにより装置構成をコンパクトにすると
共に、テーブル100の高さを可及的に低くして安定性が
高められていた。

さらに、テーブル100の側面とガイドレール101の内側
面との対向面に上下２条づつのボール転走面103,104を
設け、このボール転走面103,104間にボール105…を転動
自在に介在させることによってテーブル100をスムーズ
に移動させ、ボール105…に予圧を付与することによっ
てテーブル100の支持剛性を高めた構成としている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上記した従来技術の場合には、テーブル
100の左右両側面に配置される上下２列のボール105…の
ボール転走面103,104との接触方向は水平方向になって
いた。そのため、左右に対する支持剛性は高いもののた
とえば上方からの負荷が加えられると、第18図に示すよ
うに上下２列の各ボール105…がボール転走溝103,104間
で上下にずれて、テーブル100がガイドレール101に対し
て沈み込んでしまうという問題があった。このようなテ
ーブル100の上下方向の変位は、テーブル100に対して浮
き上り方向の荷重が加わった場合も同様であり、テーブ
ル100のローリング、ピッチングを効果的に防止するこ
とができなかった。

特に、このようなテーブル移送装置にあっては、テー
ブル100上の荷重を移送するものであり、荷重作用点が
駆動力が作用する送りねじ軸102の中心に対して上方に
離れた位置にある。そのため、起動、停止時にテーブル
100の慣性によってテーブル100の移動方向端部を持ち上
げる方向、あるいは沈み込ませる方向にモーメント作用
し、ピッチングが生じやすく正確な位置決めをすること
ができなかった。

本発明は上記した従来技術の課題は解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、テーブルの支
持剛性を水平方向のみならず上下方向荷重に対しても高
くし得るテーブル移送装置を提供し、もってピッチング
等を防止してテーブルのスムーズな作動を保証すること
にある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明にあっては、上面
に開口する凹所を有する断面コ字形に一体成形されたガ
イドレールと、ガイドレールの凹所に挿入されたガイド
レールの左右内側面に挟み込まれるようにしてガイドレ
ールの長手方向に移動自在に支持されるテーブルと、テ
ーブルの中央に前記ガイドレールと平行に貫通形成され
たねじ孔と、ねじ孔に螺合される送りねじ軸と、前記互
いに対向するガイドレールの左右内側面とテーブルの左
右側面に、送りねじ軸の中心を通る水平線に対して対称
的に上下２条づつ設けられた４組の転動体転走面と、各
組の転動体転走面間に介在される多数の転動体と、前記
各組の転動体転走面と転動体の接触構造として、前記転
動体のテーブル側とガイドレール側のそれぞれの転動体
転走面との接点を結ぶ仮想線が、前記送りねじ軸の中心
を通る水平線に対して略45度の角度でもって送りねじ軸
の中心に向かってその間隔が狭まるような外開き接触構
造と、を具備してなることを特徴とする。

また、前記各組の転動体転走面と転動体の接触構造と
して、前記転動体のテーブル側とガイドレール側のそれ
ぞれの転動体転走面との接点を結ぶ仮想線が、前記送り
ねじ軸の中心を通る水平線に対して略45度の角度でもっ
て送りねじ軸の中心に向かってその間隔が拡がるような
内開き接触構造としたことを特徴とする。

また、上記各構成に加えて、前記ガイドレールの底壁
に、前記送りねじ軸に対して左右両側に位置するように
設けられたガイドレール固定用のボルト穴と、を具備し
てなることを特徴とする。

さらに、テーブルには送りねじ軸の軸孔とテーブルの
左右側面との間の領域に負荷領域の転動体を逃がす転動
体逃げ孔を穿設し、テーブルの移動方向端部に設けられ
るリターン通路を介して転動体を負荷領域から無負荷領
域に循環するように構成し、テーブルに対する取付け用
ボルトのボルト穴をテーブルの左右側面とリターン孔と
の間に設けたことを特徴とする。

（作 用） 上記構成のテーブル移送装置にあっては、テーブルと
ガイドレールとの間に介在される転動体の転動体転走面
との接触方向を、送りねじ軸の中心を通る水平線に対し
て内開き方向あるいは外開き方向に対して傾斜させたの
で、上下方向および左右方向のいずれの荷重をも転動体
によっ支持することができる。

特に、接触角を略45度に設定することにより、上下左
右方向の荷重を等しく受けることができる。

また、テーブルに対する取付用ボルトのボルト穴をテ
ーブ側面とリターン孔との間に設けることによりテーブ
ルの厚さ及び左右の幅を小さくすることができる。

また転動体を保持する保持器を上下２列の転動体の間
のスペースを利用して配設すればより一層装置構成がコ
ンパクトになる。

さらに、リターン通路の曲率を転動体としてのボール
径の３倍以上に設定しておけば、ボールの循環をスムー
ズに行なうことができる。

（実施例） 以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。本
発明の一実施例に係るテーブル移送装置を示す第１図乃
至第15図において、１はテーブル移送装置全体を示して
おり、概略、ガイドレール２と、このガイドレール２に
沿って案内されるテーブル３と、テーブル３を駆動する
ための送りねじ軸としてのボールねじ軸４とから構成さ
れている。

ガイドレール２は断面コ字形状で、その上面に開口す
る凹所21を挟んで左右に互いに対向するように互いに平
行に延びる一対の突堤22,22が設けられている。このガ
イドレール２の底壁23には、レール固定用のボルト穴24
が設けられている。

ガイドレール２の各突堤22の内側面22a,22aには、幅
広の凹溝22b,22bが全長にわたって刻設されており、こ
の凹溝22b,22bの隅角部に、上下２条づつ計４条のボー
ル転走面4a,4b,4c,4dが設けられている。

テーブル３は、概略テーブル本体31とテーブル本体31
の両端面に取付けられるエンドプレート32とから構成さ
れている。

テーブル３は、ガイドレール２上面の凹所21に挿入さ
れ、転動体としてのボール６…を介してガイドレール２
の内側面の各突堤22,22間に挟み込まれるように支持さ
れる。テーブル本体31の両側面には、上記ガイドレール
２の各ボール転走面4a,4b,4c,4dに対応する４条のボー
ル転走面5a,5b,5c,5dが刻設されており、互いに対向す
る各ボール転走面4a,5a;4b,5b;4c,5c;4d,5d間に多数の
ボール６が転動自在に介在されている。

また、テーブル本体31の中央には、送りねじ軸として
のボールねじ軸７が螺合されるボールねじ孔８が貫通形
成されている。このボールねじ孔８は、テーブル本体31
の両側面に設けられる上下２条のボール転走面5a,5b間
のスパンの略中心を結ぶ線上に設けられている。この実
施例では、ボールねじ孔８の孔径は、上記ボール転走面
5a,5b;5c,5d間のスパンと略同一寸法に設定している。

一方、このボールねじ孔８とテーブル本体31側面との
間には、各ボール転走面5a,5b,5c,5dに対応して負荷領
域のボール６を逃がすためのボール逃げ孔6a,6b,6c,6d
がボールねじ孔を挟んで２条づつ計４条設けられてい
る。このボールねじ孔6a,6b,6c,6dの位置は、上記各ボ
ール転走面5a,5b,5c,5dの中心を通る水平線上に配置さ
れている。そして、各ボール６…には予圧が付与されて
いる。この予圧は、各ボール転走面4a,5a;4b,5b;4c,5c;
4d,5d間の隙間にボール６を圧入することにより付与さ
れる。

また、各ボール逃げ孔6a,6b,6c,6dとテーブル本体31
の側面との間に、テーブル本体31に対して移送対象物を
取付けるための取付具ボルトのためのボルト穴9,9が設
けられている。

一方、テーブル本体31中央を貫通するボールねじ孔８
は、テーブル本体31を貫通する貫通孔33のうち、その半
分程度の領域にねじ溝を刻設して形成してあり、リター
ンチューブ10によってボール循環路を構成している。リ
ターンチューブ10は保持部材10aによって保持される。
このボールねじ軸７とボールねじ孔８間に介在されるボ
ール６にも予圧が付与されており、ボールねじ軸７の軸
方向ガタを防止している。予圧の付与の方法としては、
たとえばボールねじ孔８の方のねじ溝のピッチとボール
ねじ軸７のねじ山のピッチとの間にピッチ差を設けるよ
うにすればよくまた、他の方法によって予圧を付与する
ようにしてもよい。

ここで、テーブル本体31の両側面とガイドレール２の
内側面間に介在される各ボール６…の各ボール転走面4
a,5a;4b,5b;4c,5c;4d,5dとの接触方向は、各ボール６と
それぞれのボール転走面4a,5a;4b,5b;4c,5c;4d,5dとの
接点を結ぶ仮想線La,Lb,Lb,Ldが、ボールねじ軸７の中
心を通る水平線Ｈに対して、ボールねじ軸７の中心に向
ってその間隔が狭まるような外開き接触となっている。
そして、この仮想線La,Lb,Lc,Ldと水平線Ｈとのなす角
は、略45度付近とすることが望ましい。

つぎに、エンドプレート32はテーブル本体31の端面と
略同形の矩形状の部材で、その中央にボールねじ軸７挿
通用の挿通孔32aが穿設されている。そして、この挿通
孔32aを挾んで左右両側に設けたボルト孔32b,32bを介し
て、テーブル本体31に取付け固定されるようになってい
る。

このエンドプレート32のテーブル本体31との取付面に
は、テーブル本体31とガイドレール２間に介在される負
荷領域のボール６…をボール逃げ孔6a,6b,6c,6dに逃が
して再度負荷領域に戻すためのリターン通路11a,11b,11
c,11dが４箇所に設けられている。このリターン通路11a
は、エンドプレート32に刻設した半円形の凹溝12と、こ
の凹溝12に対して円心的に組付けられる半月状のリター
ンピース13とによって構成されている。このリターンピ
ース13の外周には、ボール６の外周に合せて円弧状の溝
13aが設けられていて、この円弧状の溝13aとエンドプレ
ート32の凹溝32aとによって半円形の管状のリターン通
路11a,11b,11c,11dが構成される。このリターン通路11
a,11b,11c,11dの曲率は、ボール径の略３倍以上に設定
することが望ましい。

一方、テーブル本体31の側面とガイドレール２の内側
面との間には、ボール６を保持するための保持器14が設
けられている。この保持器14は、ガイドレール２の突堤
22,22の内側面に設けた凹溝22bに収納される板状部材
で、その片面がテーブ本体31の側面に押し当てられ、ね
じ15によって固定される。

そして、保持器14の両側縁には、上記ボール６の曲率
に倣って扇状に拡がるように円弧状の溝16が設けられて
いて、この円弧状の溝16,16によって上下２列のボール
6,…がテーブル本体31から離脱しないように保持され
る。

保持器14は上下２条のボール転走面間のスパンを可及
的に広くして、そのスペースを利用して配設されるもの
で、スパンのほぼ全幅分の幅を有し、両側縁の円弧状溝
16,16はボール６に近接しており、負荷域ではボール6,
…は非接触状態にて転動する。

そして、ボールねじ軸７はテーブル３のボールねじ孔
８に螺合され、その一端が、ガイドレール２の一端に設
けられた軸受部17に回動自在に支持され、他端がガイド
レール２の他端に取付けられるモータ18に継手部19を介
して作動連結されている。

上記構成のテーブル移送装置にあっては、モータ18を
回転駆動させると、ボールねじ軸７が回転し、その回転
運動がボールねじ孔８を介してテーブル31に伝達され、
テーブル３がガイドレール２に沿って直線往復運動を行
なう。

ここで、テーブル３とガイドレール２間に介在される
ボール６の接触方向をボールねじ軸７の中心を通る水平
線Ｈに対して外開き方向に傾斜させているので、テーブ
ル３に作用する上下および水平方向荷重はボール６によ
って有効に支承される。特に傾斜角度を45度に設定して
おけば、上下、左右の４方向からの荷重を等しく支承す
ることができる。また、ボール６…に予圧を付与してい
るので、テーブル３のガタつきをも有効に防止すること
ができる。

このように、テーブル３のガタつきを防止することが
できるので、テーブル３の移送時、特に起動停止時のピ
ッチングやローリング、さらにヨーイングを防止でき、
テーブル３をスムーズに移送することができる。さら
に、上下２条のボール転走面間のスパンを可及的に大き
くしているので、テーブル３の移動軸を中心に回転する
方向に作用するモーメント荷重に対しても強い構造とな
っている。

第16図には本発明の他の実施例が示されている。この
実施例は、各ボール６のボール転走面4a,5a;4b,5b;4c,5
c;4d,5dとの接触方向を、各ボール６のボール転走面と
の接点を結ぶ仮想線La,Lb,Lc,Ldがボールねじ軸７の中
心を通る水平線Ｈに対してボールねじ軸７の中心に向っ
てその間隔が拡がるような内開き接触となるようにした
ものである。そしてテーブル本体31の両側面に凹溝31a
が設けられ、この凹溝31aのスペースを利用して保持器1
4を配置している。

その他の構成および作用については上記実施例と同様
であるので、同一の構成部分については同一の符号を付
してその説明は省略する。

（発明の効果） 本発明は以上の構成および作用を有するもので、ガイ
ドレールを一体成形物とし、ガイドレール内側面とテー
ブル側面との間に介在される転動体の転動体転走面との
接触方向を水平線に対して略45度の角度でもって、内開
きあるいは外開き接触構造としたので、テーブルに作用
する上下方向の荷重、及び左右方向の荷重の全ての方向
の荷重に対して等しい支承能力を有する。

したがって、送りねじ軸をテーブル中央に螺合し、テ
ーブル高さを可及的に低くしてテーブルの安定性を高め
たことと相まって、起動、停止時のテーブルのピッチン
グ等を防止することができる。

また、ガイドレールの底壁にレール固定用のボルト孔
を設けることにより、ガイドレールを固定ベッド等に固
定すれば、浮き上がり荷重が作用してガイドレールが開
き勝手となる方向のモーメントが働いた場合でも、ガイ
ドレールの底壁を締め付けることによってもガイドレー
ルの剛性を大きくすることができる。

さらに、テーブル中央のねじ孔とテーブルの左右側面
との間に設け、さらにテーブルに設ける取付けボルトの
ボルト穴をテーブル側面とリターン孔との間に設けるこ
とにより、上下方向のみならず、左右方向の小型化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るテーブル移送装置の要
部正面断面図、第２図は第１図の側面断面図、第３図は
第１図の装置の全体構成を示す一部破断側面図、第４図
は第３図の平面図、第５図は第１図の装置のガイドレー
ルの断面図、第６図乃至第８図は第１図の装置のテーブ
ル本体を示しており、第６図は正面断面図、第７図は側
面断面図、第８図は底面図、第９図乃至第13図はエンド
プレートを示しており、第９図は正面図、第10図は裏面
図、第11図は第10図のXI−XI線に沿う拡大断面図、第12
図はリターンピースの平面図、第13図はリターンピース
の側面図、第14図は保持器の正面図、第15図は第14図の
XV−XV線断面図、第16図は本発明の他の実施例に係るテ
ーブル移送装置の要部正面断面図、第17図は従来のテー
ブル移送装置の要部正面断面図、第18図は第17図の装置
の上方荷重が負荷された場合の説明図である。 符号の説明 １……テーブル移送装置、２……ガイドレール 22……突堤、22a……内側面 ３……テーブル、31……テーブル本体 32……エンドプレート 4a,4b,4c,4d……ボール転走面（ガイドレール側） 5a,5b,5c,5d……ボール転走面（テーブル側） ６……ボール（転動体） ７……ボールねじ軸（送りねじ軸） ８……ボールねじ孔 10……リターンチューブ 11a,11b,11c,11d……リターン通路 13……リターンピース、14……保持器 17……軸受部、18……モータ La,Lb,Lc,Ld……仮想線 Ｈ……水平線

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上面に開口する凹所を有する断面コ字形に
   一体成形されたガイドレールと、 該ガイドレールの凹所に挿入されガイドレールの左右内
   側面に挟み込まれるようにしてガイドレールの長手方向
   に移動自在に支持されるテーブルと、 該テーブルの中央に前記ガイドレールと平行に貫通形成
   されたねじ孔と、 該ねじ孔に螺合される送りねじ軸と、 前記互いに対向するガイドレールの左右内側面とテーブ
   ルの左右側面に、送りねじ軸の中心を通る水平線に対し
   て対称的に上下２条づつ設けられた４組の転動体転走面
   と、 該各組の転動体転走面間に介在される多数の転動体と、 前記各組の転動体転走面と転動体の接触構造として、前
   記転動体のテーブル側とガイドレール側のそれぞれの転
   動体転走面との接点を結ぶ仮想線が、前記送りねじ軸の
   中心を通る水平線に対して略45度の角度でもって送りね
   じ軸の中心に向かってその間隔が狭まるような外開き接
   触構造と、を具備してなることを特徴とするテーブル移
   送装置。
2. 【請求項２】上面に開口する凹所を有する断面コ字形に
   一体成形されたガイドレールと、 該ガイドレールの凹所に挿入されガイドレールの左右内
   側面に挟み込まれるようにしてガイドレールの長手方向
   に移動自在に支持されるテーブルと、 該テーブルの中央に前記ガイドレールと平行に貫通形成
   されたねじ孔と、 該ねじ孔に螺合される送りねじ軸と、 前記互いに対向するガイドレールの左右内側面とテーブ
   ルの左右側面に、送りねじ軸の中心を通る水平線に対し
   て対称的に上下２条づつ設けられた４組の転動体転走面
   と、 該各組の転動体転走面間に介在される多数の転動体と、 前記各組の転動体転走面と転動体の接触構造として、前
   記転動体のテーブル側とガイドレール側のそれぞれの転
   動体転走面との接点を結ぶ仮想線が、前記送りねじ軸の
   中心を通る水平線に対して略45度の角度でもって送りね
   じ軸の中心に向かってその間隔が拡がるような内開き接
   触構造と、を具備してなることを特徴とするテーブル移
   送装置。
3. 【請求項３】上面に開口する凹所を有する断面コ字形に
   一体成形されたガイドレールと、 該ガイドレールの凹所に挿入されガイドレールの左右内
   側面に挟み込まれるようにしてガイドレールの長手方向
   に移動自在に支持されるテーブルと、 該テーブルの中央に前記ガイドレールと平行に貫通形成
   されたねじ孔と、 該ねじ孔に螺合される送りねじ軸と、 前記互いに対向するガイドレールの左右内側面とテーブ
   ルの左右側面に、送りねじ軸の中心を通る水平線に対し
   て対称的に上下２条づつ設けられた４組の転動体転走面
   と、 該各組の転動体転走面間に介在される多数の転動体と、 前記各組の転動体転走面の転動体の接触構造として、前
   記転動体のテーブル側とガイドレール側のそれぞれの転
   動体転走面との接点を結ぶ仮想線が、前記送りねじ軸の
   中心を通る水平線に対して略45度の角度でもって送りね
   じ軸の中心に向かってその間隔が狭まるように外開き接
   触構造と、 前記ガイドレールの底壁に、前記送りねじ軸に対して左
   右両側に位置するように設けられたガイドレール固定用
   のボルト穴と、を具備してなることを特徴とするテーブ
   ル移送装置。
4. 【請求項４】上面に開口する凹所を有する断面コ字形に
   一体成形されたガイドレールと、 該ガイドレールの凹所に挿入されガイドレールの左右内
   側面に挟み込まれるようにしてガイドレールの長手方向
   に移動自在に支持されるテーブルと、 該テーブルの中央に前記ガイドレールと平行に貫通形成
   されたねじ孔と、 該ねじ孔に螺合される送りねじ軸と、 前記互いに対向するガイドレールの左右内側面とテーブ
   ルの左右側面に、送りねじ軸の中心を通る水平線に対し
   て対称的に上下２条づつ設けられた４組の転動体転走面
   と、 該各組の転動体転走面間に介在される多数の転動体と、 前記各組の転動体転走面と転動体の接触構造として、前
   記転動体のテーブル側とガイドレール側のそれぞれの転
   動体転走面との接点を結ぶ仮想線が、前記送りねじ軸の
   中心を通る水平線に対して略45度の角度でもって送りね
   じ軸の中心に向かってその間隔が拡がるように内開き接
   触構造と、 前記ガイドレールの底壁に、前記送りねじ軸に対して左
   右両側に位置するよう設けられたガイドレール固定用の
   ボルト穴と、を具備してなることを特徴とするテーブル
   移送装置。
5. 【請求項５】テーブルには送りねじ軸の軸孔とテーブル
   の左右側面との間の領域に負荷領域の転動体を逃がす転
   動体逃げ孔を穿設し、テーブルの移動方向端部に設けら
   れるリターン通路を介して転動体を負荷領域から無負荷
   領域に循環するように構成し、テーブルに対する取付け
   用ボルトのボルト穴をテーブルの左右側面とリターン孔
   との間に設けた請求項1,2,3または４に記載のテーブル
   移送装置。