JPS60255336A - ボ−ルねじを用いた移送装置 - Google Patents

ボ−ルねじを用いた移送装置

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JPS60255336A
JPS60255336A JP59107654A JP10765484A JPS60255336A JP S60255336 A JPS60255336 A JP S60255336A JP 59107654 A JP59107654 A JP 59107654A JP 10765484 A JP10765484 A JP 10765484A JP S60255336 A JPS60255336 A JP S60255336A
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ball screw
screw shaft
ball
nut
shaft
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Hiroshi Teramachi
博 寺町
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/22Feeding members carrying tools or work
    • B23Q5/34Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission
    • B23Q5/38Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding continuously
    • B23Q5/40Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding continuously by feed shaft, e.g. lead screw
    • B23Q5/402Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding continuously by feed shaft, e.g. lead screw in which screw or nut can both be driven

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はボールねじ軸に鋼球を介してポールナツトを螺
合してそれらが−ルねじ軸とポールナツトを相対的に回
転移動あるいは軸方向移動させてポールナツトに連結し
たワークテーブル等の移動テーブルを移動させるように
した、ボールねじを用いた移送装置に関する。
(従来の技術) 従来、固定のベッドに回転方向に可動で且つ軸方向に固
定させて支持したボールねじ軸にステッピングモータ等
のモータを連結し、そのメールねじ軸に鋼球を介して螺
合したポールナツトに移動テーブルを連結し、モータの
駆動によシボールねじ軸を回転させてゾールナツトを該
ボールねじ軸の軸方向に移動させてポールナツトに連結
された移動テーブルを固定のベッドに対して移動させる
ようにした移送装置が知られている。
ところが、このような従来の移送装置では、ボールねじ
軸とモータとは互に噛合する一対の歯車を有するギアを
介して連結されているので、それら歯車間のパツクラツ
シによシモータの回転駆動力をボールねじ軸に正確に伝
えることが難しく、またが−ルねじ軸自体も比較的大き
な慣性を有するので、ゴールねじ軸に螺合されたボール
ナツトに連結された移動テーブルを正確に位置決めする
ことができないばかシでなく、モータの回転方向変換時
のが−ルねじ軸の応答性が悪いという欠点があった。更
に、移動テーブルの送シ速度を大きくするためにボール
ねじ軸を高速で回転させる場合には、ゴールねじ軸の回
転速度が増大して一定値(所謂危険速度)以上になると
、ボールねじ軸が共振を生起してしまうため、前記危険
速度によシ決められる許容回転速度以下でゾールねじ軸
を回転させなければならないことから、移動テーブルの
連送シに制約があった。
(発明が解決しようとする問題点) そこで、本発明は、ボールねじ軸に対してポールナツト
を回転させる。とともにモータ等の駆動源の一転駆動力
をゴールナツトに正確に伝達しうるようにして、ポール
ナツトに連結された移動テーブルの位置決め精度を著し
く向上することができ・るとともに、駆動源の回転゛方
向変換時のゾールナツト延いては移動テーブルの応答性
を改善しうる、ボールねじを用いた移送装置を提供する
ことを目 的とするものである。
本発明の他の目的は、移動テーブルの送シ速度を制約な
く任意に増大しうるようにした、ゴールねじを用いた移
送装置を提供することである。
c問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明では、移動テーブルに
連結されるとともにボールねじ軸に螺合されたポールナ
ツトに該移動テーブルに取付けた駆動源の回転軸が直結
される。
(第一実施例) 以下、図面に基づき本発明の実施例について説明すると
、第1図乃至第8図には本発明に係るメールねじを用い
た移送装置の第一実施例が示されている。
先ず、第1図乃至第3図に示されるように、固定ペッド
1の両側のフランジla、laの上面には一対の軌道台
2,2が互に平行に配設され、これら軌道台2.2の上
には4個の直線摺動用ペアIJ743,3,3.3i介
して移動テーブル4が該軌道台2,2に沿って軸方向に
摺動しうるように設けられている。
第1図及び第2図から明らかなように、ペッド1の一端
(第2図及び第3図左端)に固着された端板5にはベア
リングケース7が固着すれ、コノベアリングケース7に
は軌道台2,2と平行たボールねじ1IllI8の一端
が複列アンギュラ玉軸受よりなる軸受9を介して回転自
在に支持され1、その他端は、ペッド1の他端に固着さ
れた端板10に取付ケラれたベアリングケース11にi
 列アンギュラ玉軸受よシなる軸受12を介して回転自
在に支持されるとともに、該軸受12よシ突出するボー
ルねじ軸8の自由端は、ペッド1の端板1oに固着され
たブラケット13に散付けられた他の駆動源としてのス
テッピングモータ14の回転軸14aに継手15を介し
て連結されている。
?−ルねじ軸8の外周面には、その両端のジャーナル部
を除いて略全長に亘って螺旋状のボールねじ(例えば右
ねじ)8aが刻設さゎ、またこのチー、ルねじ軸8には
後述するだ−ルナッ)20が嵌合され、このポールナツ
ト2oは、移動テーブル4の下面にボルト等の固着具2
1.21・・・により固着されたモータハウジング22
にボルト23゜23・・・等により取付けられたボール
ナツトバウシング24に単列アンギュラ玉軸受よシ々る
軸受25を介して軸方向に不動に且つ回転方向に可動に
支承されておジ、従ってボールねじ軸80回転によりポ
ールナツト20はボールねじ軸8に対して軸方向に移動
するようになっている。
°ボールナツト20の構成について第6図を参照して説
明すると、ボールねじ軸8の外周に嵌合される円筒状の
一一一ルナツト’20は、一端外周面に、軸受25の内
レースの嵌合用の環状溝28aを備えた円筒状の第1ナ
ツト素体28と、円筒状の第2ナツト素体29と、それ
ら第1、第2ナツト素体28,29間に介入された環状
の間座30とからなシ、第1、第2ナツト素体28.,
29の内周面には、ゾールねじ軸8外周の螺旋状のねじ
溝8aに対応してそれと同一リードの螺旋状のねじ溝2
8a、29aが螺旋状にそれぞれ形成され、それらねじ
溝28a、29aとボールねじ軸8外周のねじ溝8aと
の間には多数の鋼球31.31・・が配設され、ボール
ねじ軸8の回転に伴い鋼球31.31・・・がゴールね
じ軸8と第1、第2ナツト素体28.−29の互に対応
するねじ溝゛8a。
28a、29a内を転動して、第1、第2ナツト素体2
8.29よシなるビールナツト20f:ボールねじ軸8
に対してその軸方向に移動式せる。オだ、第1、第2ナ
ツト素体28,29はそれらの間に挿入された間座30
によ勺互に離隔する方向へ付勢されておシ、鋼球31.
31・・・とねじ溝8a、28a、29a間にはバック
ラッシュ(軸方向間隙)がなく、ビールねじ軸80回転
によシデールナット20が軸方向へ移動する際の応答性
が良くなっている。
第4図に拡大して示すように、モータハウジング22内
には、駆動源としてのステッピングモータ35が収容さ
れており、このモータ35は、モータハウジング22に
固定されたステータ36と、モータハウジング22の両
端壁22a、22blC1複列アンギュラ玉軸受37及
び単列ラジアル玉軸受38をそれぞれ介して回転自在に
軸支され、中空内部にボールねじ軸8を回転且つ軸方向
に摺動可能に嵌挿せしめた回転軸39と、その回転軸8
の外周に固着されたロータ40と、そのロータ40を取
囲むように巻装された巻線41とからなシ、中空の回転
軸39の一端には環状の取付フラノン39aが一体に形
成され、この7ランヅ39aには前記が一ルナット20
の外周部の一端が支承され、該ボールナツト20と取付
フランツ39aとはキー42によシ一体重に回転するよ
うに連結されている。
尚、43及び44はラソアル玉軸受38及び複列アンギ
ュ・う玉軸受37と巻線41との間にそれぞれ介在され
たスペーサ、45はアンギュラ玉軸受37のアウターレ
ースの抜止め用のストップリングである。″ 第7図及び第8図に示すように、移動テーブル4は4個
の直線摺動用ベアリング3,3,3.3を介して軌道台
2,2上に摺動自在に支持されている。さらに詳述する
と、各ベアリング3の内面には軸方向に延びる負荷ボー
ル溝50と無負荷ボール溝51が円周方向に交互に形成
され、互に隣接する負荷ボール溝50と無負荷ボール溝
51はそれらの両端において連続的に接続されてそれぞ
れ無端状のループを形成するようになっており、また各
軌道台2にも、各ぺ了リング3の負荷ボール溝50に対
応してボール転走面52がそれぞれ形成され、それら負
荷ボール溝50とビール転走面52間及び無負荷ボール
溝51内には多数のボール53;53・・・が配設され
る。各ベアリング3と各軌道台2間には保持器54によ
りボール53゜53・・・が保持されている。従って、
ベア11ング3゜3.3.3が軌道台2.2上を軸方向
に移動すると、ボール53.53・・・は負荷ゴール溝
5oとボール転走面52間を転動して無負荷ボール溝5
1内に入ってそこを軸方向に移動して再び負荷ボール溝
50とボール転送面52間に戻るようになっており、こ
のようにして移動テーブル4の軌道台2.2に対する円
滑な移動を保証することができる。
(作用) 次に、この実施例の作用について説明すると、先ずボー
ルねじ軸8に連結されたステッピングモー、夕14とし
て例えば800分割、即ち1ステツプ描シの回転角度が
360/800=0.45°であるステッピングモータ
を、またポールナツト2゜に直結されたステッピングモ
ータ35として1000分割のステッピングモータをそ
れぞれ使用し、またボールねじ軸8のボール溝8aは右
ねじてそのリードは4閣であるものとする。
今、ステッピングモータ14を停止させた状態でステッ
ピングモータ35を1ステップ右回シに回転すると、?
−ルナット20が同一方向に360/1000 =0.
36°の角度だけ回転されてボールねじ軸8に対して軸
方向に4 X (0,367360)= 0.004 
mだけ左方に移動され、従ってモータハウジング22を
介して移動テーブル4が軌道台2.2上を同方向(左方
)と同距離移動され、またステッピングモータ35を1
ステップ左回りに回転すると、?−ルナット20はボー
ルねシ軸8に対して軸方向に0.004 ttanだけ
右方に移動され、移動テーブル4も軌道台2,2上を同
方向(右方)に同距離移動される。
他方、ステッピングモータ35の右回転時にステッピン
グモータ14をステッピングモータ35と反対方向(左
回り)に回転駆動すると、該ステッピングモータ14に
よ多継手15を介してゾールねじ軸8が360/800
=0.45°の角度だけ左方向に回転されて、その?−
ルねじ軸8に螺合されたボールナツト20が該?−ルね
じ軸8の軸方向に4X(0,45/360)=0.O0
5謹だけ左方に移動される。従って、ポールナツト20
はボールねじ軸8の軸方向に、ステッピングモータ14
による移動距離0.005 mとステッピングモータ3
5による移動距離0.004叫との和0.009露だけ
左方に移動され、即ち連送シされる。
さらに、ステッピングモータ35の右回転時にステッピ
ングモータ14を該モータ35の回転方向と同一方向(
右回シ)に1ステップ回転させると、ボールねじ軸8の
右方、向回転によシボールナット20は右方向に0.0
05 mの距離だけ移動され、従ってゴールナツト20
はボールねじ軸8の軸方向に、ステッピングモータ14
による移動距離0.005 trnnとステッピングモ
ータ35による移動距離0.004 rtrmとの差0
.001+mnだけ右方に移動され、即ち微動送シされ
る。
この実施例では、ポールナツト20とともにボールねじ
軸8も回転されるが、?−/レナット20自体も回転さ
れるためボールねじ軸80回転速度を比較的小さくして
もボールナット20自体の回転速度を大きくすれば移動
テーブルを高速でUすすることができる。
(第二実施例) 第9図乃至第12図は本発明に係るボールねじを用いた
移送装置の第二実施例を示しており、前記第−実施例と
同一の部材には同一の符号を付した。この実施例は、ボ
ールねじ軸8の両端にダブルナラ)55.56を螺合し
て該カールねじ軸8をベッド1の両端板5,10に固定
支持し、駆動源トシてのステッピングモータ35の回転
軸39を単列アンギュラ玉軸受57.58をそれぞれ介
してモータハウジング22の両端壁22 a、22bに
回転自在に支持した点を除けば、前記第−実施例と略同
様の構成であり、また作用についても、前記第一実施例
においてボールねじ軸8の回転を止めた場合と同様であ
るので詳細な説明は省略する。
この実施例によれば、ボールねじ軸8をベッド1の両端
板5,10に固定して軸受を省くとともにボールねじ軸
8に連結されるステッピングモータ14をも省いたので
、装置全体の小型、軽量化を図ることができる上、ボー
ルねじ軸8の両端をナツト55.56等によシ引張って
#?ゴーネシ軸8に張力を与゛えてその撓みを抑えるこ
とができるので、が−ルねじ軸8の長さを大きくしてボ
ールナツト20延いては移動テーブル4の往復ストロー
クを増大させることができるものである。
尚、以上の実施例では、駆動源35としてステッピング
モータを用いたが、サーボモータ等の他の駆動源を使用
してもよい。
(発明の効果) 以上の構成及び作用を有する本発明の移送装置において
は、ボールねじ軸に螺合したビールナツトと駆動源の回
転軸とを直結することによって該駆動源の回転駆動力を
ゴールナツトに正確に伝達することができ、また従来の
ようにボールねじ軸を回転させるものに較べて、ゾール
ナツトはボールねじ軸よシも遥かに小型、経骨なので慣
性が小さく、従ってポールナツトに連結された移動テー
ブルの位置決め精度を著しく向上することができるとと
もに、駆動源の回転方向変換時のポールナツト延いては
移動テーブルの応答性を改善しりるものである。また、
駆動源の回転速度を大きくしてが−ルナットを高速で回
転させることによって、移動テーブルの送シ速度を制約
汝く任意に増大することができる。さらに、駆動源の回
転軸と& −ルナットとの間にギア等の伝動装置を介在
させないので、装置の小壓、軽量化を図ることができる
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を表わすもので、第1図乃至第8
図は本発明に係る移送装置の第一実施例を示すもので、
第1図はその一部を破断して要部を表わした平面図、第
2図はその要部を縦断した側面向、第3図は第1図m 
−’n’を線断面図、第4図はビールナツトを備えたモ
ータの拡大縦断側面図、第5図はポールナツトを備えた
モータの正面図、第6図はぎ一ルナットの拡大縦断側面
図、第7図は移動テーブルの一部破断側面図、第8図は
ベアリングユニットの一部を断面した拡大正面図、第9
図乃至第12図は本発明に係る移送装置の第二実施例を
示すもので、第9図は第1図と同様の平面図、第10図
は第2図と同様の側面図、第11図は第4図と同様の拡
大縦断側面図、第12図は第5図と同様の正面図である
。 1・・・ペッド 4・・・移動テーブル8・・・?−ル
ねじ軸 14・・・他の駆動源としてのステッピングモータ20
・・・ポールナツト 35・・・駆動源としてのモータ
・39・・・回転軸 特許出願人 寺町 博

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 固定のベッド上に軸方向へ移動可能に支持され
    る移動テーブルと、前記固定ベッドに支持されるが−ル
    ねじ軸と、そのボールねじ軸に鋼球を介して螺合される
    とともに回転方向及び軸方向に可動な状態で前記移動テ
    ーブルに支承されたボールナツトと、前記移動テーブル
    に固着されて前記ゴールナラトラ回転駆動する駆動源と
    からなり、その駆動源の中空の回転軸に前記ボールねじ
    軸を回転可能且つ軸方向に移動可能に挿通させるととも
    に、該回転軸を前記ポールナツトに一体に回転しうるよ
    うに連結してなる、ボールねじを用いた移送装置。
  2. (2) 前記ボールねじ軸を前記固定ベッドに回転自在
    に軸支し、該ボールねじ軸に、それを回転駆動する他の
    駆動源を連結してなる、特許請求の範囲第1項記載のボ
    ールねじを用いた移送装置。
  3. (3) 前記ボールねじ軸を前記固定ベッドに固定して
    なる、特許請求の範囲第1項記載のボールねじを用いた
    移送装置。
JP59107654A 1984-05-29 1984-05-29 ボ−ルねじを用いた移送装置 Granted JPS60255336A (ja)

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JPS60255336A true JPS60255336A (ja) 1985-12-17
JPH0372422B2 JPH0372422B2 (ja) 1991-11-18

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01140938A (ja) * 1987-11-25 1989-06-02 Tsubakimoto Seiko:Kk ボールねじを用いた位置決めテーブル
US5251365A (en) * 1986-01-09 1993-10-12 Hiroshi Teramachi Method for making ball screw nut

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58118361A (ja) * 1981-12-29 1983-07-14 Hiroshi Teramachi ボ−ルねじユニツトを用いた移送装置
JPS58207563A (ja) * 1982-03-15 1983-12-03 カ−ネイ・アンド・トレツカ−・コ−ポレ−シヨン ボ−ルナツト装置

Patent Citations (2)

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