JPS61249240A

JPS61249240A - テ−ブル移送装置

Info

Publication number: JPS61249240A
Application number: JP8874685A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Teramachi; 博寺町
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-04-26
Filing date: 1985-04-26
Publication date: 1986-11-06
Also published as: JPH0144464B2

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、テーブル移送装置に係シ、特に、２本の？−
ルねじのリード差によシ工作機械等のテーブルを微小送
シ、連送シ共に正確になしうるようにしたテーブル移送
装置に関する。

（従来技術）一般に、工作機械におけるワークテーブル等の各種テー
ブルは、？−ルねじを用いたテーブル移送装置によシ送
シ動作されるものが多い。このボールねじを用いたテー
ブル移送装置は、固定ベッド上に回転自在に支承された
１本のメールねじ軸を有し、このボールねじ軸に鋼球を
介してＭ−ルナットが螺合され、さらに、このボールナ
ットにテーブルが固定されている。そして、上記ボール
ねじ軸をステッピングモータあるいはサーがモータによ
シ回転駆動させて上記ボールナットをテーブルとともに
軸方向に往復移動させ、これＫよりテーブルの所定送シ
動作を得るようにしている。

ステッピングモータを用いたものでは、ステッピングモ
ータが１ステツグ（８００分割のステッピングモータの
場合には回転角３６０°／８００＝０．４５’の回転量
）回転されると、ゴールねじ軸も同一角度回転され、テ
ーブルは上記Ｉ−ルねじ軸のリードに応じて一定距離だ
け軸方向に移動される。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、ステッピングモータの分解能には一定の限界が
あシ（最小分解能４μｍ程度）、上述のような従来のテ
ーブル移送装置ではある限度以上に微小送シを行わせる
ことができない。また、分解能の高いステッピングモー
タにすればするほどテーブルの連送シ時に高速回転が要
求され、一定限度以上には連送シを行わせることができ
なくなる。さらに高分解能のステッピングモータは、そ
れ自体が極めて高価であシ、装置全体の製作費が高騰す
る。

また、ステッピングモータとゴールねじ軸との間に変速
ギアを介在させてモータの所定回転角度に対するボール
ナットの移動距離を変化させ、微少送シ、連送シするこ
とも考えられるが、装置全体が大型化するばかシでなく
、変速ギア自体の不可避的な製作誤差等によシ正確な微
少送シが非常に難かしい。さらに、歯車間のバククラッ
シュによシモータの回転駆動力を？−ルねじ軸に正確に
伝えることが難かしく、テーブルの位置決めを正確に行
い得ないのみならず、モータの回転方向変換時のボール
ねじ軸の応答性が悪い。

さらＫまた、微少送シのためにねじのリードを小さくす
ると連送シができなくなるとともに、精密なねじ切シ加
工が困難になシ、一方、ねじのリードを大きくすると微
少送シが難かしくなる。また、連送シのためにボールね
じ軸を高速で回転させる場合には、軸回転速度が危険速
度以上になると、ゾールねじ軸が共振を生起してしまう
。このため許容回転速度以下で使用しなければならず、
テーブルの連送Ｊ）Ｋ制約があった。

（問題点を解決するための手段）このような従来のテーブル移送装置の欠点を解消するた
め、本発明によるテーブル移送装置は、固定ベッドに対
してテーブルと同一方向に往復移動自在に取付けられた
ボールナット据付台と、このゾールナツト据付台上に固
定された２つのボールナットと、これら２つのボールナ
ットにそれぞれ螺合されテーブルの移動方向に延びるリ
ード量が互いに異なる２本の？−ルねじ軸と、これら２
本のボールねじ軸に出力軸が連結されかつそれぞれ固定
ベッド側およびテーブル側に固定された２つの回転駆動
源とを備え、各回転駆動源を各ボールねじ軸の反対側に
対向配置して上記ボールナット据付台を上記各回転駆動
源の間に配置し、２つのメールねじの送シ量の差あるい
は加え合せによシテーブルを正確に微少送シあるいは連
送シすることができるように構成される。

（゛実施例）以下、本発明の実施例を図面に基いて詳細に説明する。

第１図ないし第３図に示すように、固定ベッド１の両側
の７ランジｌａ、ｌａの上面には、一対の軌道台２，２
が互いに平行に配設され、これら両軌道台２，２の上に
は４個の直線摺動用ベアリング３，３，３．３を介して
テーブル４が上記軌道台２．２に沿って軸方向に移動し
うるように設けられている。

上記各直線摺動用ベアリング３は、第４図に示すように
、内面側に軸方向に延びる負荷ゴール溝５と無負荷ボー
ル溝６とが円周方向に交互に形成され、互いに隣接する
負荷ボール溝５と無負荷ボール溝６とはそれらの両端に
おいて連続的に接続されておシ、それぞれ無端状のルー
プを形成するよう罠なっている。また各軌道台２にも、
各ベアリング３の負荷ボール溝５に対応してボール転走
面７がそれぞれ形成され、それら負荷ボール溝５とゴー
ル転走面７間及び無負荷ボール溝６内には多数の？−ル
８，８．・・・・・・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９によシ？−ル８，８．・・・
・・・が保持されている。従ってベアリング３，３，３
．３が軌道台２，２上を軸方向に移動すると、ボール８
，８．・・・・・・は負荷ボール溝５とゾール転走面７
間を転動して無負荷ボール溝６内に入シ、そこを軸方向
に移動して再び負荷ボール溝５とゴール転走面７間に戻
るようＫなっている。このようＫしてテーブル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。

また、前記固定ペッド１には、上記７ランジ１ｍ。

１ａの間隔幅よシやや狭い間隔幅を有するフランジｌｂ
　、ｌｂが設けられている。そしてこのフランジｌｂ、
ｌｂ上には軌道台１０．１０が互いに平行に配設され、
該軌道台１０には、２個の直線摺動用ベアリング１１．
１１を介して？−ルナット据付台１２が上記テーブル４
と同一方向に摺動しうるように取付けられている。

上記直線摺動用ベアリング１１は、複列アンギュラタイ
プであシ、第５図、第６図および第７図に示すように、
片側に２条のゴール転走溝１３゜１３が設けられかつ内
部にゴール逃げ穴１４．１４が設けられたベアリングブ
ロック１５と、２条の負荷？−ル列を保持する保持器１
６と、？−ル転走溝１３，１３とゴール逃げ穴１４．１
４とを連通する一対の側蓋１７，１７とから構成されて
いる。負荷ゴール１８．１８は、Ｉ−ル転走溝１３゜１
３およびゴール逃げ穴１４．１４間を循環するようＫな
っている。このゴール転走溝１３，１３と負荷ゴール１
８．１８との接触角αはほぼ４５度となっているが、４
５度に限定されるものではなく、３０〜６０度の範囲で
あればよい。

前記ボールナット据付台１２は、テーブル４の下方位置
に配置され、その上面には２つのボールナツト３１．３
２が固定されている。この？−ルナツ）３１．３２には
後記する回転駆動源としてのステッピングモータ２０．
２１が連結されるボールねじ軸２６．２７がそれぞれ螺
合されている。

これらの？−ルねじ軸２６．２７は上記テーブル４の直
下部分に該テーブル４の移動方向に延びて互いに平行に
配設されている。これら両？−ルねじ軸２６．２７の外
周面には、略全長に亘って螺旋状のボールねじ溝（例え
ば右ねじ）２８．２９がそれぞれ刻設されている。そし
て、一方の＆　−ルねじ溝２８のリード量は４１ＪＬＫ
設定され、他方のボールねじ溝２９のリード量は３．９
１１１に設定されている。

上記ゾールねじ軸２６．２７にはステッピングモータ２
０．２１が連結されているが、これら両ステッピングモ
ータ２０．２１のうち、一方のステッピングそ一夕２１
は固定ペッド１の端縁から張シ出した取付台ＩＣ上面に
固定され、他方のステッピングモータ２０は、テーブル
４の下面側に固定されている。各ステッピングモータ２
０．２１は各ゴールねじ軸２６．２７の反対側に対向し
て配置されておシ、各出力軸２２．２３にはカッグリン
ダ２４，２５を介して上記ボールねじ軸２６゜２７が連
結されている。上記したボールナット据付台１２は各ス
テッピングモータ２０．２１の間に配置されるので、移
送装置の全長を短くすることができる。

さらにゴールねじ軸２６．２７のうち固定ペッド１に固
定されたステッピングモータ２１に連結されたゾールね
じ軸２７は、そのステッピングモータ２１と反対側の自
由端部およびステッピングモータ２１に連結される固定
端部が固定ベッドＩＫ固定されたサポートペアリンダ２
フａ、２？ａによシ回転自在に支持されている。またテ
ーブル４に固定されたステッピングモータ２０に連結さ
れたゴールねじ軸２６も、ステッピングモータ２０に連
結される固定端部がテーブル４の下面に固定されたサポ
ートベアリング２６ａによシ回転自在に支持されている
。上記したステッピングモータ２０．２１は１０００分
割、すなわちｌステップ当りの回転角度が３６０度／１
０００＝０．３６度であるものが用いられている。

？−ルナツ）３１　（３２）の構成について第８図を参
照して説明すると、ボールねじ軸２６の外周に嵌合され
る円筒状のボールナツ）３１は、一端Ｋｌｌ状のフラン
ジ３５を備えた円筒状の第１す一ット素体３６と、一端
の外周にナツトが螺着される雄ねじが刻設された円筒状
の第２ナツト素体３７と、これら第１．第２ナツト素体
３６，３７間に介入された環状の間座３８とからなる。

第１．第２ナツト素体３６．３７の内周面にはカールね
じ軸２６外周の螺旋状のねじ溝２８に対応してそれと同
一リードの螺旋状のねじ溝４０．４１が螺旋状にそれぞ
れ形成されるとともに、それらねじ溝４０．４１とボー
ルねじ軸２６の外周のねじ溝２８、　　との間には多数
の鋼球４２，４２．・・・・・・が配設され、−−ルね
じ軸２６の回転に伴い鋼球４２，４２゜・・・・・・が
ボールねじ軸２６と第１．第２ナツト素体３６．３７の
互いに対応するねじ溝２８，４０゜４１内を転動して、
Ｍｌ、第２ナツト素体３６゜３７よシなるボールナット
３１をゴールねじ軸２６に対してその軸方向に移動させ
る。また、＃１１゜第２ナツト素体３６，３７はそれら
の間に挿入された間座３８によシ互いに離間する方向へ
付勢されておシ、鋼球４２，４２．・・・・・・とねじ
溝２８゜４０．４１間にはバックラッシュ（軸方向間隙
）がなく、カールねじ軸２６の回転によシＩ−ルナット
３１が軸方向へ移動する際の応答性が良くなっている。

次に、この実施例の作用を説明する。

まず、一方のテーブル４に固定されたステッピングモー
タ２０を停止させた状態で他方の固定ベッド１に固定さ
れたステッピングそ一夕２１を１ステツプ左回シに回転
させる場合を考える。ステッピングモータ２ｏは停止さ
れているので、ケールねじ軸２６がゴールナッ）３１に
対して固定状態に保持され、これらボールナット３１お
よびカールねじ軸２６を介してボールナット据付台１２
が固定ベッド１側に定位置に止められる。一方、ステッ
ピングモータ２１は、１ステツプすなわち３６０度／１
０００＝０．３６度の角度だけ回転され、カールねじ軸
２７も同じ角度だけ回転される。

ソシテ、ｓ−ル＋７）３２は、３．９　Ｂｘ　（０，３
６度／３６０度）　＝　０．００３９鵡だけ左方に移動
さし、カールナツト据付台１２、ボールナタ）　３１゜
Ｍ−ルねじ軸２６およびステラピン／％−ｊ１２０を介
してテーブル４も同距離左方に移動される。

また、逆に、ステッピングそ一夕２１を右回シＫｌステ
ップ回転させるとテーブル４は右方に０．００３９ｍｍ
だけ移動される。

他方、ステッピングモータ２０の右回転時にステッピン
グモータ２１を同時に左回転させる場合を考える。カー
ルねじ軸２６はステッピングモータ２０の１ステツプ回
転に対して３６０度／１０００＝　０．３６度右回転さ
れるためボールナット据付台１２偶に固定されたボール
ナタ）３１との螺合関係によシ、テーブル４は一一ルナ
ツト据付台１２に対して右方に４ａｍＸ　（０，３６度
／３６０度）＝０．００４　Ｂだけ移動される。したが
って′、この場合には、テーブル４は、ステッピングモ
ータ２１による左方移動距離０．００３９Ｂとステッピ
ングモータ２０による右方移動距離０．００４Ｂとの差
０．０００１ｍだけ右方に移動され、極めて微少な量の
送シ動作が行われる。

さらに、ステッピングモータ２１の左方回転時ＫＸチッ
ピングモータ２０も左方回転させると、今度は逆に、ス
テッピングモータ２０の１ステツプ左方回転に対してテ
ーブル４は一一ルナツト据付台１２に対して０．００４
ｊｌＪＬ左方に移動される。

このため、テーブル４は、ステッピング七−夕２１によ
る左方移動距離０．００３９ＪＬＩＬとステッピングモ
ータ２０による左方移動距離０．００４ａｍとの和０．
００７９ｉｕｔだけ左方に移動され、極めて大きな連送
シ動作が行なわれる。

（発明の効果）以上述べたように、本発明によるテーブル移送装置は、
互いにリード量の異なる２本のｙ％”　−ｋ　ネじ軸に
よる各テーブル送シ量の差あるいは和の分だけテーブル
を移動させうるように、一方の回転駆動源を固定ペツタ
側に、他方の回転駆動源をテーブル側にそれぞれ固定し
てなるから、テーブルの微小送シと連送シとの両方を極
めて正確に行なわせることができ、高精度かつ迅速なテ
ーブルの位置決めが可能となる。

また各回転駆動源は各ボールねじ軸の反対側に対向して
配置され、ボールナット据付台は各回転駆動源の間に配
置されるので、メールナツト据付台をテーブルと固定ベ
ッドの間ＮＫ配装して省スペースを図ることができ、装
置の全長を短くすることができる。

さらにボールねじ軸と回転駆動源との間に変速ギヤを使
用する必要がないので、変速装置を用いた場合に比べて
変速イヤやクラッチ等の遊びや製作誤差による作動遅れ
がなく応答性が非常に良いとともに、装置全体をコンノ
ダクトＫまとめることができる。ｔたボールナットを微
小かつ正確な送シ動作を行なわせることができるととも
に、その製造費も安価にすることができる等の種々の効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は本発明の一実施例におけ
るテーブル移送装置の平面図、正面図および側面図、ｔ
Ｊ４４図はベアリングユニットの生機断面図、ｆｌＩ４
５図はベアリングユニットの側面図、第６図はベアリン
グユニットの一部破断乎面図、第７図は第６図中の１１
線断面図、第８図はボールナットの拡大縦断面図である
。ｌ・・・固定ペッド　　　　２・・・軌道台３．１１・
・・直線摺動用ベアリング４・・・テーブル　　　　　　　１２・・・ボールナッ
ト据付台２０．２１・・・ステッピングモータ２６．２７・・・Ｍ−ルねじ軸３１．３２・・・ボールナット

Claims

【特許請求の範囲】

固定ベッド上に往復移動可能に取付けられたテーブルを
、上記固定ベッドとテーブルとの間に介在されたボール
ねじにより所定量送るようにしたテーブル移送装置にお
いて、前記固定ベッド上にテーブル移動方向と同一方向
に往復移動可能に取付けられたボールナット据付台と、
このボールナット据付台上に固定された２つのボールナ
ットと、これら２つのボールナットにそれぞれ螺合され
上記テーブル移動方向に延びるリード量が互いに異る２
本のボールねじ軸と、これら２本のボールねじ軸のうち
一方のボールねじ軸に出力軸が連結されかつ固定ベッド
側に固定された回転駆動源と、他方のボールねじ軸に出
力軸が連結されかつテーブル側に固定された回転駆動源
とを備え、上記各回転駆動源を上記各ボールねじ軸の反
対側に対向配置して、上記ボールナット据付台を上記各
回転駆動源の間に配置したことを特徴とするテーブル移
送装置。