JPH09203451A - 高速直進運動機構のバックラッシュの変動防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の偏心クランク軸１５Ａ，１５Ｂにより
駆動される複数の揺動形能動ラック１２Ａ，１２Ｂ，１
２Ｃにより各ローラ２１を介して受動ラック１１を駆動
する形式の高速直進運動機構において、各能動ラック１
２Ａ〜１２Ｃの転がり点接触部のバックラッシュを一定
に維持するための手段を提供する。 【解決手段】 このため、前記各クランク軸１５Ａ，１
５Ｂの軸中心にオイル通路３１を貫通し、機構装置ハウ
ジグ７内部空間に、前記オイルを、前記オイル通路３１
を介して循環させて各能動ラックとハウジングとの運転
温度差をなくするよう構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、金属加工
機械等に使用される高速直進運動機構の精度向上手段
に、また特に、そのバックラッシュの変動防止手段の技
術分野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば金属加工用工作機械等にお
ける比較的高速の直進運動（スライド）部分には、精度
維持のため特殊の直進運動機構が用いられる。その一例
として、特願平７−７７６２７号においては、数値制御
式タレットパンチプレス機のワークのＸ軸およびＹ軸方
向移動用に、例えば特開平４−２１０１５３号公報に開
示されている直進運動機構が採用されている。

【０００３】図４に、上記直進運動（スライド）機構の
一例の要部概要構成説明斜視図を示す。この機構は、複
数の揺動形能動ラックにより、各ローラを介して受動ラ
ックを駆動することにより、小型で推力が大きく、耐久
性の高い直進運動が得られるようにしたものである。

【０００４】図４において、複数の波形のトロコイド曲
線またはサイクロイド曲線状の歯Ｔ１を有する受動ラッ
ク１１と、受動ラック１１の歯Ｔ１とほぼ同一ピッチに
配列された各ローラ２１によって複数の円弧状の歯Ｔ２
を形成した複数の揺動形の能動ラック１２Ａ，１２Ｂ，
１２Ｃと、これら能動ラック１２Ａ〜１２Ｃを所定の位
相差（図例は１２０°）を保って支持すると共に、揺動
クランク運動させる各偏心クランク軸１５Ａ，１５Ｂ
（不図示）とを備え、これらクランク軸１５Ａ，１５Ｂ
の回転により、複数の能動ラック１２Ａ〜１２Ｃを偏心
運動させながら受動ラック（レール）１１を直進させ、
または能動ラック１２Ａ〜１２Ｃ側を直進させるように
構成されている。

【０００５】図５及び図６は、この種の高速直進運動機
構を、数値制御式タレットパンチプレスのキャレジ移動
用に採用した事例の説明図で、図５はその要部平面図、
図６は、要部側面図をそれぞれ示す。

【０００６】図５，図６において、１／２は、それぞれ
パンチプレスの上／下タレット，３はストライカを示
す。４はワーク用のキャレジ、５は、キャレジベースで
ある。６は、キャレジ４のＸ方向移動の前記直進運動機
構のサイクロイド曲線の受動ラックレールであり、７
は、キャレジベース５に取付けられたこの転がり接触直
進運動（スライド）機構の装置ハウジング（ケース）を
示す。８は、入力軸駆動用モータである。

【０００７】以上のような高速スライド運動機構の採用
により、前述各能動ラック１２Ａ〜１２Ｃが、サイクロ
イド受動ラック（図１の１１）レール６と、転がり点接
触のため、停止位置精度を向上させるために、前述能動
ラック１２Ａ〜１２Ｃに予圧をかけてバックラッシュ
（背隙）を小さくするようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
は、パンチング作業が継続して行われると、前記高速ス
ライド運動機構の装置ハウジング７と能動ラック１２Ａ
〜１２Ｃとに温度差を生じて、両者の熱膨張の差によ
り、初期設定の前記バックラッシュの絶対値が変化し、
パンチング精度に悪影響を与える傾向を生ずる。

【０００９】本発明は、以上のような局面にかんがみて
なされたもので、この種の応用に用いられる高速直進運
動機構の前記能動ラックの転がり点接触部のバックラッ
シュを一定とするために、ヒートポンプ方式を用いて、
ハウジングと各能動ラックとの運転温度差を解消するた
めの手段の提供を目的としている。

【００１０】更に、循環させる上記潤滑剤を強制冷却し
て上記目的達成が、より確実、高効率である高速直進運
動機構のバックラッシュの変動防止装置の提供を目的と
するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このため、本発明におい
ては、複数の偏心クランク軸により駆動される複数の揺
動形能動ラックにより、各ローラを介して受動ラックを
駆動する形式の直進運動機構における、前記クランク軸
の軸中心に潤滑剤循環用穴を穿設すると共に、前記機構
ハウジング内部空間に、前記潤滑剤を、前記潤滑剤循環
穴を介して循環させるよう構成することにより、前記目
的を達成しようとするものである。

【００１２】更に、本発明は、上記の高速直進運動機構
のバックラッシュの変動防止装置において、前記偏心ク
ランク軸に設けた潤滑剤循環用穴からの潤滑剤を流体冷
却装置に導入し該潤滑剤の温度を強制冷却して前記潤滑
剤循環用穴に循環供給することを特徴とする高速直進運
動機構のバックラッシュの変動防止装置により、そし
て、前記潤滑剤循環用穴から前記流体冷却装置に潤滑剤
を供給する潤滑剤循環用穴の端部、或は前記流体冷却装
置から強制冷却された潤滑剤の供給を受ける潤滑剤循環
用穴の端部にはスイベルジョイントが接続され前記偏心
クランク軸の回転を可能とさせたことを特徴とする構成
によって前記目的を達成させるものである。

【００１３】

【作用】以上のような、本発明構成により、機構ハウジ
ングと各能動ラックとの温度差が解消されるため、連続
運転時の両者の熱膨張の差に起因する点接触転動部のバ
ックラッシュを、初期の予圧設定時のバックラッシュの
所定値に実質的に維持することができ、この機構を例え
ば、タレットパンチプレス等に採用した場合のパンチン
グ加工精度を向上させることができる。

【００１４】更に、潤滑剤循環用穴からの潤滑剤を流体
冷却装置により潤滑剤の温度を強制冷却して前記潤滑剤
循環用穴に循環供給する構成、潤滑剤循環用穴の端部に
はスイベルジョイントが接続される構成によって、前記
パンチング加工精度の向上を、より高めることができ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を、一
実施例に基づいて詳細に説明する：

【００１６】

【実施例】

（構成）図１に、本発明に係る高速直進運動（スライ
ド）機構への一実施例の装置ハウジング内部断面構成概
要図を示す。図中、前記図４〜図６におけると同一（相
当）構成要素は同一符号で表わし、個々の重複説明は省
略する。

【００１７】なお、図中、３０は、装置ハウジング７内
部のオイルやグリース等の潤滑剤（以下、単に“オイ
ル”と云う）空間、３１は、本発明により設けられた、
偏心クランク軸１５Ａの軸心に貫通されたオイル通路
（オイル循環穴）、また３２は、装置ハウジング７の外
部に配設されたオイル通路を示す。

【００１８】また、３３は、各能動ラック１２Ａ〜１２
Ｃ内に設けられた各偏心カム１５ａ〜１５ｃ受け用の各
ニードルローラベアリング、３４はＯリング、３５はワ
ッシャである。３６は、サイクロイド受動ラック１１の
レール６の下端に配設された直動（スライド）ガイドレ
ール、３７は各循環ボールである。

【００１９】（動作）図１において、図４に示したよう
な偏心した３枚の能動ラック１２Ａ〜１２Ｃが、各偏心
クランク軸１５Ａ，１５Ｂにそれぞれ連結され、各クラ
ンク軸１５Ａ，１５Ｂの回転により各揺動形能動ラック
１２Ａ〜１２Ｃがそれぞれ１２０°の位相差を持って上
／下動し、サイクロイド歯形Ｔ１の受動ラック１１のレ
ール６上を、３枚の能動ラック１２Ａ〜１２Ｃの内の１
枚づつが順次推力を発生して進行する。

【００２０】この装置ハウジング７が、パンチング作業
のため、レール６上をガイドレール３６に沿って移動す
ると、各能動ラック１２Ａ〜１２Ｃの発熱がハウジング
７に伝達され乍ら、各能動ラック１２Ａ〜１２Ｃの熱膨
張が進行する。

【００２１】各能動ラックは、既述のように、転がり点
接触するための予圧をかけて所定のバックラッシュを維
持しようとするが、各能動ラック１２Ａ〜１２Ｃの大き
な発熱による前記熱膨張のため、初期の予圧設定時のバ
ックラッシュが変化して、このままでは従来例のように
パンチング打抜き精度を悪化させることになる。

【００２２】然し乍ら、本実施例においては、前記クラ
ンク軸１５Ａ内の貫通穴オイル通路３１、および外部の
オイル通路３２により、ハウジング７内部空間３０内の
オイルもしくはグリースをヒートポンプ式に循環させる
ことにより、ハウジング７と各能動ラック１２Ａ〜１２
Ｃとの温度差が低減されて、前記バックラッシュの変動
を防止するよう機能し、本発明の目的を達成する。

【００２３】なお、本実施例は、この種の直進運動機構
の、タレットパンチプレス機構への応用事例について説
明したが、その適用範囲は、これのみに限定されないこ
とはもちろんである。

【００２４】（他の実施例）前記従来装置では、能動ラ
ック、受動ラックの移動が大きく激しいと能動ラックの
発熱が激しく、伝達トルクが７０％以下になってしま
う、またハウジングも熱膨張しレールとのバックラッシ
ュが小さくなり、波形が安定せず、打抜き精度が悪化す
る等から、２５００ｍｍ以上の受動ラック移動時の高速
化は不可能であった。この問題を解消する本発明の実施
例を以下説明する。

【００２５】図２は本発明の他の実施例の要部構成を示
す正面断面図、図３は同実施例の側面断面図である。

【００２６】両図に示すように、前記実施例の構成に準
じており、クランクシャフト１５Ａ，１５Ｂを回転させ
ることにより偏心カムによって３枚の能動ラック（揺動
プレート）１２Ａ〜Ｃが１２０度づつ位相をずらしてサ
イクロイド歯形のレールを進む。

【００２７】上記クランクシャフト１５Ａ，１５Ｂには
前記実施例と同様にオイル通路（オイル循環穴）を有し
ている。そしてクランクシャフト１５Ａ，１５Ｂの端部
に接続したオイル通路を有するスイベルジョイント３８
Ａ，３８Ｂがハウジングに固定されている。上記クラン
クシャフト１５Ａ，１５Ｂのオイル通路は揺動プレート
およびベアリングにも通じている。

【００２８】そして、スイベルジョイント３８Ａ，３８
Ｂにはオイル通路からの潤滑剤を強制冷却する流体冷却
装置との連結パイプが接続される。なお上記の流体冷却
装置はヒートポンプ方式である実施例も可能である。

【００２９】上記の構成によって、クランクシャフト１
５Ａ，１５Ｂはスイベルジョイント３８Ａ，３８Ｂによ
って回転が可能である。そして、クランクシャフト１５
Ａ，１５Ｂから揺動プレートおよびベアリングにも通じ
た潤滑剤を強制冷却し循環供給することによって、発熱
による伝達トルクの低下を防ぎ、バックラッシュの安定
化を図ることができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
この種の高速直進運動機構の装置ハウジングと各能動ラ
ックの、運転による温度上昇差による熱膨張の差異を解
消するようにしたため、各能動ラックとレール部の転が
り点接触部のバックラッシュの変動が抑制され、この機
構を利用した例えば工作機械等の加工精度を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の装置ハウジング内部断面構成概要図

【図２】 本発明の他の実施例の要部構成を示す正面概
要断面図

【図３】 他の実施例の側面概要断面図

【図４】 直進運動機構の一例の要部概要構成斜視図

【図５】 タレットパンチプレスへの応用事例の要部平
面図

【図６】 タレットパンチプレスへの応用事例の要部側
面図

【符号の説明】

１／２ 上／下タレット ３ ストライカ ４ キャレジ ５ キャレジベース ６ サイクロイド曲線レール ７ 装置ハウジング（ケース） １１ 受動ラック １２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ 能動ラック １５Ａ，１５Ｂ 偏心クランク軸 １５ａ，１５ｂ，１５ｃ 偏心カム ２１ ローラ ２２ ラック本体 ３０ オイル空間 ３１ オイル通路（オイル循環穴） ３２ オイル通路 ３３ ニードルローラベアリング ３６ 直動ガイドレール ３７ 循環式ボール ３８Ａ，３８Ｂ スイベルジョイント Ｔ１ ラック歯 Ｔ２ 円弧状の歯

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の偏心クランク軸により駆動される
   複数の揺動形能動ラックにより、各ローラを介して受動
   ラックを駆動する形式の直進運動機構において、前記ク
   ランク軸の軸中心に潤滑剤循環用穴を穿設すると共に、
   前記機構ハウジング内部空間に、前記潤滑剤を、前記潤
   滑剤循環穴を介して循環させるよう構成したことを特徴
   とする高速直進運動機構のバックラッシュの変動防止装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の高速直進運動機構のバッ
   クラッシュの変動防止装置において、前記偏心クランク
   軸に設けた潤滑剤循環用穴からの潤滑剤を流体冷却装置
   に導入し該潤滑剤の温度を強制冷却して前記潤滑剤循環
   用穴に循環供給することを特徴とする高速直進運動機構
   のバックラッシュの変動防止装置。
3. 【請求項３】 前記潤滑剤循環用穴から前記流体冷却装
   置に潤滑剤を供給する潤滑剤循環用穴の端部、或は前記
   流体冷却装置から強制冷却された潤滑剤の供給を受ける
   潤滑剤循環用穴の端部にはスイベルジョイントが接続さ
   れ前記偏心クランク軸の回転を可能とさせたことを特徴
   とする請求項２記載の高速直進運動機構のバックラッシ
   ュの変動防止装置。