JPH09196139A - 送り装置の駆動伝達機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 板材加工機やその他の工作機械等に応用さ
れ、高速・高精度の位置決めを可能とする。 【解決手段】 駆動源２から、駆動軸３、従動軸４、お
よび送りねじ機構５を介して移動体６に送り動作を与え
る送り装置に用いられる。駆動軸３の回転を従動軸４に
伝達するギヤ列７を設け、かつこのギヤ列７と並行して
駆動軸３の回転を従動軸４に伝えるプーリ機構８を設け
る。ギヤ列７は、駆動軸３および従動軸４に各々結合さ
れた第１および第２のギヤ９，１０と両ギヤに噛み合っ
た中間ギヤ１１とでなる。プーリ機構８は、第１および
第２のギヤ９，１０に一体に設けられたプーリ１２，１
３とベルト１４とでなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、板材加工機等の
工作機械、あるいはその他一般の産業機械等において、
テーブル等の移動体に送りを与えて位置決めする送り装
置の駆動伝達機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、パンチプレス等の板材加工機にお
いて、板材の位置決めを行うテーブル装置の送りにボー
ルねじが用いられ、またサーボモータ等の駆動源からボ
ールねじへの動力伝達にギヤ列またはプーリ機構が用い
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ギヤ列ではバ
ックラッシュの問題があり、高精度の位置決めが難し
い。例えば、正方向の送り時と逆方向の送り時とで、バ
ックラッシュ分のヒステリシスが発生し、これが停止位
置の誤差となる。一方、プーリ機構では、送り力の負荷
によってベルトに弾性による伸びが発生し、この伸びが
停止時に復元するが、急停止すると、前記伸びの復元が
振動的となり、その収束に時間がかかる。そのため、高
速位置決めが難しい。これらの問題が、パンチプレス機
等における板材加工の高速化の妨げとなっている。この
ようなギヤ列やプーリ機構を用いる場合の位置決め上の
課題は、板材加工機に限らず、工作機械一般に生じ、さ
らに移動体の送りを行う各種の装置で生じる。

【０００４】この発明は、上記の課題を解消するもので
あり、ギヤ列とプーリ機構の併用により高速・高精度の
位置決めを可能とした送り装置の駆動伝達機構を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の駆動伝達機構
は、駆動源から駆動軸および従動軸を介して移動体に送
り動作を与える送り装置の駆動伝達機構であって、前記
駆動軸の回転を前記従動軸に伝達するギヤ列を設け、か
つこのギヤ列と並行して前記駆動軸の回転を前記従動軸
に伝えるプーリ機構を設けたものである。このようにギ
ヤ列とプーリ機構とを併用することで、動力はギヤで伝
達され、精密位置決めはプーリ機構で行われることにな
る。すなわち、送りの開始時にギヤ列の歯がバックラッ
シュのために離れていた場合、ベルトに負荷が作用して
伸びが発生するが、ギヤ列の歯が接した後はギヤ列で動
力が伝達され、ベルトの伸びはバックラッシュ分より大
きくはならない。停止時は、ギヤ列にバックラッシュが
あっても、ベルトの伸びが復元するまで送りが行われる
ことになり、高精度の位置決めが行われる。このとき、
ベルトは、その伸びがバックラッシュ分以下に抑えられ
ているため、短時間で復元する。そのため、高速・高精
度の位置決めが可能となる。したがって、ギヤ列のバッ
クラッシュを粗くして円滑な駆動を可能し、そのバック
ラッシュ分をベルトで補って位置決め精度を確保するこ
ともできる。前記ギヤ列は、前記駆動軸に結合された第
１ギヤと、前記従動軸に結合された第２ギヤと、第１お
よび第２の両ギヤに噛み合った中間ギヤとでなるものと
しても良い。このように中間ギヤを介在させることで、
駆動軸と従動軸とを同方向に回転させることができ、ベ
ルトをたすき掛けとせずに、平行掛けとすることができ
て、ギヤ列とプーリ機構の併用が行い易い。また、前記
プーリ機構を構成する駆動プーリおよび従動プーリは、
第１ギヤおよび第２ギヤと別部品として各々駆動軸およ
び従動軸に固定しても良いが、これら駆動プーリおよび
従動プーリは、各々第１ギヤおよび第２ギヤと一体の部
品とすることが好ましい。これにより、装置全体がコン
パクトとなる。ここで言う「一体の部品」とは、ギヤと
プーリとが隣接して相互に固定状態となった部品のこと
であり、組成的に連続したものに限らず、別々に製造し
た部品を後で接合したものであっても良い。

【０００６】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図１およ
び図２と共に説明する。この駆動伝達機構１は、図１
（Ｂ）に示すように、駆動源２から、駆動軸３、従動軸
４、および送りねじ機構５を介して移動体６に送り動作
を与える送り装置に用いられる。前記駆動軸３の回転を
従動軸４に伝達するギヤ列７を設け、かつこのギヤ列７
と並行して駆動軸３の回転を従動軸４に伝えるプーリ機
構８を設ける。ギヤ列７は、駆動軸３に結合された第１
ギヤ９と、従動軸４に結合された第２ギヤ１０と、両ギ
ヤ９，１０に噛み合った中間ギヤ１１とでなる。中間ギ
ヤ１１は、第１ギヤ９および第２ギヤ１０の回転軸心を
結ぶ直線上に配置しても良く、その直線からずらせて配
置しても良い。前記プーリ機構８は、駆動軸３に設けた
駆動プーリ１２と従動軸４に設けた従動プーリ１３と
に、ベルト１４を平行掛けに掛装したものである。前記
駆動プーリ１２および従動プーリ１３は、各々第１ギヤ
９および第２ギヤ１０と一体の部品としてある。この例
では、第１ギヤ９と駆動プーリ１２とに、一体の削り出
し品からなるプーリ付きギヤを用い、かつ第２ギヤ１０
と従動プーリ１３とに同じく一体の削り出し品からなる
プーリ付きギヤを用いている。ベルト１４は、平ベルト
に限らず、丸ベルトやＶベルトであっても良い。

【０００７】図１（Ｂ）に示すように、駆動軸３および
従動軸４は、各々軸受１５，１６で支持し、中間ギヤ１
１は中間軸を介して軸受１７で支持してある。駆動源２
はサーボモータからなる。送りねじ機構５は、ねじ軸５
ａおよびナット５ｂからなるボールねじにより構成さ
れ、移動体６にナット５ｂが取付けられている。移動体
６は、各種工作機械のテーブル，送り台，刃物台等から
なる。

【０００８】この構成の駆動伝達機構１によると、ギヤ
列７とプーリ機構８とを併用したため、動力はギヤ７で
伝達され、精密位置決めはプーリ機構８で行われること
になる。そのため、ギヤ９〜１１のバックラッシュを粗
くして駆動の円滑を図りながら、バックラッシュ分をベ
ルト１４で行うことができ、移動体６の位置決めを高速
・高精度に行える。また、第１ギヤ７と第２ギヤ１０の
間に中間ギヤ１１を介在させたので、両ギヤ１０，１１
の回転方向が同じとなり、プーリ機構８を平行掛けとし
てギヤ列７との併用が行える。各プーリ１２，１３は第
１，第２ギヤ９，１０と一体の部品としたため、装置全
体をコンパクトにできる。

【０００９】図２は、上記構成の停止時の応答例をギヤ
列７およびプーリ機構８の単独使用の場合と比較して示
す説明図である。いずれも駆動軸３の動作が、破線ｓで
示すステップ指令に相当する停止動作であるとする。各
図において、横軸は時間を示し、縦軸は位置を示す。同
図（Ａ）はプーリ機構８の単独使用の場合であり、曲線
ａで示すようにベルトの伸びが振動的に収縮する応答と
なる。そのため、完全に停止するまでに長い時間を要し
ている。同図（Ｂ）はギヤ列７を単独で使用した場合で
あり、曲線ｂで示すようにヒステリシスを持った応答と
なり、指令（ｓ）に対して停止位置に誤差が生じてい
る。同図（Ｃ）はギヤ列７とプーリ機構８とを併用した
場合であり、曲線ｃで示すように、ヒステリシスによる
停止位置の誤差が生じず、かつ伸びの復元時の最大振幅
が小さく、振動収縮が短時間で完了する。

【００１０】図３は、図１の駆動伝達機構１を応用した
板材加工機であるパンチプレス機の一例を示す。フレー
ム２１に上下のタレット２２が設置され、パンチ位置Ｐ
で上タレット２２のパンチ工具を駆動するクランク形式
のパンチ駆動機構（図示せず）が内蔵されている。フレ
ーム２１のベッド２５の上に、ワークＷの送り装置を構
成するワークテーブル２６が設けてある。ワークテーブ
ル２６は、中央の固定テーブル２６ａとその両側のスラ
イドテーブル２６ｂとからなる。両側のスライドテーブ
ル２６ｂは、キャリッジ２７と一体に設けられ、ベッド
２５のレール２８上に前後（Ｙ軸方向）移動自在に設置
されている。キャリッジ２７にはクロススライド２９が
ガイド手段（図示せず）を介して横（Ｘ軸方向）移動自
在に搭載され、クロススライド２９に板状のワークＷの
端部を把持するワークホルダ３０が設けられている。こ
れらスライドテーブル２６ｂの前後移動と、クロススラ
イド２９の横移動とにより、ワークＷの任意箇所をパン
チ位置Ｐに送ることができる。

【００１１】スライドテーブル２６ｂは、ベッド２５に
設置したサーボモータ３１と、これに図１の駆動伝達機
構１で連結したＹ軸方向の送りねじ３２とで駆動され
る。前記キャリッジ２７およびスライドテーブル２６ｂ
が、図１（Ｂ）の移動体６に相当する。クロススライド
９は、キャリッジ７の端部に設置したサーボモータ３３
と、これに直結したＸ軸方向の送りねじ３４とで駆動さ
れる。Ｙ軸方向の送りねじ３２は、ベッド２５に両端で
支持部材３６，３７により支持され、キャリッジ３７に
設けたボールナット３８に噛み合っている。このよう
に、パンチプレス機のワークＷの位置決めにこの発明を
応用することにより、ワークＷの高精度の位置決めを高
速送りで行え、高精度のパンチ加工を高速に行える。

【００１２】なお、この発明は、板材加工機に限らず、
例えばタレット旋盤におけるタレットキャリッジの送り
装置や、その他、工作機械等の各種の送り装置に応用す
ることができる。

【００１３】

【発明の効果】この発明の送り装置の駆動伝達機構は、
ギヤ列とプーリ機構とを併用したものであるため、高速
・高精度の位置決めが行える。前記ギヤ列を、駆動軸に
結合された第１ギヤと、従動軸に結合された第２ギヤ
と、両ギヤに噛み合った中間ギヤとでなるものとした場
合は、駆動軸と従動軸の回転方向が同じとなり、プーリ
機構を平行掛けとしてギヤ列との併用が行えて、円滑な
動作が可能となる。前記プーリ機構を構成する駆動プー
リおよび従動プーリを、各々第１ギヤおよび第２ギヤと
一体の部品とした場合は、装置全体のコンパクト化が図
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）はこの発明の一実施形態にかかる送り装
置の駆動伝達機構の一部を示す正面図、（Ｂ）は同駆動
伝達機構の破断側面図である。

【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、各々ベルト単独使用、ギヤ
列単独使用、およびその併用時のステップ指令に対する
応答を示す説明図である。

【図３】図１の実施形態にかかる駆動伝達機構を応用し
た板材加工機の平面図である。

【符号の説明】

１…駆動伝達機構、２…駆動源、３…駆動軸、４…従動
軸、５…送りねじ機構、６…移動体、７…ギヤ列、８…
プーリ機構、９…第１ギヤ、１０…第２ギヤ、１１…中
間ギヤ、１２…駆動プーリ、１３…従動プーリ、１４…
ベルト

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動源から駆動軸および従動軸を介して
   移動体に送り動作を与える送り装置の駆動伝達機構であ
   って、前記駆動軸の回転を前記従動軸に伝達するギヤ列
   を設け、このギヤ列と並行して前記駆動軸の回転を前記
   従動軸に伝えるプーリ機構を設けた送り装置の駆動伝達
   機構。
2. 【請求項２】 前記ギヤ列は、前記駆動軸に結合された
   第１ギヤと、前記従動軸に結合された第２ギヤと、これ
   ら第１および第２のギヤに噛み合った中間ギヤとでなる
   請求項１記載の送り装置の駆動伝達機構。
3. 【請求項３】 前記プーリ機構を構成する駆動プーリお
   よび従動プーリを、各々第１ギヤおよび第２ギヤと一体
   の部品とした請求項２記載の送り装置の駆動伝達機構。