JPH03264238A - 工作機械の主軸移動装置 - Google Patents

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、工作機械の主軸移動装置に関し、詳しくは、
回転駆動手段の回転力により主軸を軸方向に移動させる
装置に関する。

［従来の技術〕 従来、例えば、機中ぐり盤やマシニングセンタでは、そ
の主軸を軸方向に移動させて、被加工物を所定の長さに
亘って加工したり、工具の位置設定をするものが知られ
ている。

この主軸を軸方向に移動するため、例えば特公平１−１
２６１９号公報に示す如き工作機械の主軸移動装置が必
要になる。

第３図は特公平１−１２６１９号公報に示す工作機械の
主軸移動装置と同一の内容を示す図である。

図において、１０１はサーボモータからなる回転駆動手
段で、このサーボモータ１０１の軸１゜ＩＡには駆動ギ
ヤ１０２が同軸的に固設されてぃる。

この駆動ギヤ１０２には受動ギヤ１０３が噛み合ってお
り、この受動ギヤ１０３には送りネジ１０４が同軸的に
固設されている。

送りネジ１０４には、ナツト１０５からなる変換装置が
螺合し、送りネジ１０４の回転によってナツト１０５が
その軸方向に移動するようになっている。ナツト１０５
には円筒状のクイル１０６が一体に設けられ、タイル１
０６内には軸受け１０７．１０８を介して主軸１０９が
軸支されている。

しかして、サーボモータ１０１を回転すると、その回転
力は、駆動ギヤ１０２→受動ギヤ１０３の順序で送りネ
ジ１０４に伝達し、送りネジ１０４が回転すると、ナツ
ト１０５が移動する。ナツト１０５の移動に伴い、ナツ
ト１０５に一体のタイル１０６．主軸１０９がその軸方
向に直線移動する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、従来における工作機械の主軸移動装置にあっ
ては、ナツト１０５に主軸１０９があかたも材料力学的
に見て片持梁的に支持されているので、主軸１０９の支
持剛性が弱く、また、駆動ギヤ１０２の歯車と受動ギヤ
１０３の歯車との間のバックラッシュにより、サーボモ
ータｌの回転に対してナツト１０５の移動距離精度が充
分でなく、その結果、主軸１０９の移動距離精度を充分
に確保することができなかった。

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもの
で、その目的は、主軸の支持剛性を向上させるとともに
、駆動ギヤと受動ギヤとの間におけるバックラッシュを
除去することができる工作機械の主軸移動装置を提供す
ることである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、回転駆動手段と
、この回転駆動手段の回転駆動力により回転する駆動ギ
ヤと、この駆動ギヤの回転力で回転する中間ギヤと、こ
の中間ギヤと噛み合い該中間ギヤを中心にして対向位置
に配置されている一対の受動ギヤと、これらの受動ギヤ
にそれぞれ連結されて回転する一対の送りネジと、これ
らの送りネジの回転によりその軸方向にそれぞれ移動さ
れる一対の変換装置と、これらの変換装置に連結されて
軸方向に移動自在の主軸とを備え、さらに、中間ギヤに
対して前記一対の受動ギヤを、それらの中心を結ぶ直線
が中間ギヤの中心から所定の距離偏るように配置し、且
つ、中間ギヤの位置と一対の受動ギヤの位置を相対近接
させて噛み合わせ得るようになっているものである。

〔作　用〕

本発明によれば、中間ギヤの位置と一対の受動ギヤの位
置を相対近接させることにより中間ギヤの歯車と、一対
の受動ギヤの歯車とは、歯面を相互に押し付けて噛み合
う関係となり、それらの噛み合いにおけるバックラッシ
ュが好適に除去される。

また、主軸は一対の変換装置により連結されて移動され
るので、材料力学的に見て無理な力が変換装置に作用せ
ず、剛性の高い主軸移動の運動系が得られる。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の実施例について説明する。

第１図、第２図は本発明の実施例に係わる工作機械の主
軸移動装置を示す。

図において、１はサーボモータからなる回転駆動手段で
、このサーボモータ１は主軸ユニット本体３に取り付け
られている。サーボモータ１の回転軸ＩＡには、同軸的
にモータギヤ４からなる駆動ギヤが固設されている。

主軸ユニット本体３にはフィール軸５が図示しない軸受
により回転自在に内設され、このフィール軸５内に主軸
６がその軸方向に沿って移動及び固定自在に設けられて
いる。

フィール軸５の端部外周にはリング部材７．締付ナツト
８が設けられている。主軸ユニット本体３の端部３Ａに
取り付けた支持リング２には円筒ブロック９が固設され
、この円筒ブロック９には円周状に多数の取付孔９Ａが
穿設され、これらの取付孔９Ａに内周リング１０の取付
孔１０Ａを合わせた状態で取付孔９Ａにボルト１１を螺
子止めすることにより、円筒ブロック９に内周リング１
０が主軸６の中心と略同心にして固定されている。

なお、取付孔１０Ａの径はボルト１１の径よりも大きく
、取付孔１０Ａにボルト１１を貫通させた状態で取付孔
１０Ａとボルト１１の間には調整隙間がある。

この内周リングｌＯの外周面には軸受１２が嵌合して設
けられ、この軸受１２の外周には大径ギヤ１３からなる
中間ギヤが嵌合され、大径ギヤ１３は、軸受１２．内周
リング１０と一体になっている。この大径ギヤ１３はア
イドルギヤ１４を介して前記モータギヤ４と噛み合って
いる。アイドルギヤ１４の中心１４Ａは、大径ギヤ１３
の中心１３Ａとモータギヤ４の中心４Ａとを結ぶ直線ｌ
上から外れた位置にあり、アイドルギヤ１４を大径ギヤ
１３とモータギヤ４とに押し付け、その位置にアイドル
ギヤ１４を固定することにより、該アイドルギヤ１４と
モータギヤ４及び大径ギヤ１３との相互間におけるバッ
クラッシュを除去している。

主軸ユニット本体３には、一対の軸受ケース１５．１５
（第１図では１個のみ図示）が固定されるとともに、主
軸ユニット本体３の後方延長部分１８に一対の軸受支持
ケース１９．１９（第１図では１個のみ図示）が取り付
けられている。

各軸受ケース１５．１５に一対の軸受２０，２０が、各
軸受支持ケース１９．１９に一対の軸受２１．２１がそ
れぞれ装着され、これらの軸受２０．２０；２１．２１
に一対の送りネジ２２，２２がそれぞれ支持されている
。各送りネジ２２゜２２には一対の受動ギヤ２３．２４
が固設されている。一対の受動ギヤ２３．２４は、大径
ギヤ１３に、これを中心として対向する位置に配設され
ている。

そして、大径ギヤ１３に対して一対の受動ギヤ２３．２
４は、それらの中心２３Ａ、２４Ａを結ぶ直線２５が大
径ギヤ１３の中心１３Ａから所定の距離だけ偏るように
配置されている。即ち、直線２５は大径ギヤ１３の中心
１３Ａを通っていない。

さらに、上述の如く円周リング１０の取付孔１０Ａとボ
ルト１１の間には調整隙間があるが、大径ギヤ１３と一
体の内周リング１０の取付孔１０Ａを、設計上の正規の
組付位置から第２図の矢印イ方向に微小量偏心させた位
置に穿設し、内周リング１０を円筒ブロック９に組み付
ける際に、大径ギヤ１３のピッチ円の中心が矢印口方向
に微小量偏心した状態となり、大径ギヤ１３が一対の受
動ギヤ２３．２４に押し付けられ、大径ギヤ１３と受動
ギヤ２３．２４との位置が相接近させられて、それらの
ギヤの噛み合いにおけるバックラッシュが除去されるよ
うになっている。

そして、上記送りネジ２２．２２にはそれぞれ変換装置
２６．２６　（第１図では１個のみ図示）が設けられて
いる。各変換装置２６は、送りネジ２２に一体のポール
ネジ部２６Ａと、これに螺合するボールナンド２６Ｂと
から構成され、送りネジ２２の回転によって各変換装置
２６．２６が軸方向に移動するようになっている。

各変換装置２６．２６は１つの移動ブロック２７に固定
して設けられ、この移動ブロック２７は軸受２８を介し
て主軸６の端部６Ａに連結されている。

しかして、サーボモータｌを回転すると、その回転力は
、モータギヤ４→アイドルギヤ１４→大径ギヤ１３→受
動ギヤ２３．２４の順序で送りネジ２２．２２に伝達し
、送りネジ２２．２２が回転すると、変換装置２６．２
６が第１図の矢印方向に移動する。変換装置２６．２６
の移動に伴い、変換装置２６．２６に一体の移動ブロッ
ク２７を介して主軸６がフィール軸５の内側でその軸方
向の力を受けて移動する。

以上の如き構成によれば、大径ギヤ１３の位置と一対の
受動ギヤ２３．２４の位置を相対近接させることにより
大径ギヤ１３の歯車と、一対の受動ギヤ２３．２４の歯
車とは、相互に押し付けられる関係となる。従って、大
径ギヤ１３と一対の受動ギヤ２３．２４の間のバックラ
ッシュが除去され、サーボモータ１の回転に対して変換
装置２６の移動距離精度を向上させることができ、その
結果、主軸６の軸方向における移動距離精度を向上させ
ることができる。

また、主軸６の端部６Ａは一対の変換装Ｗ２６゜２６に
より支持されているので、従来例と異なり材料力学的に
見て無理な力が変換装置２６．２６に作用せず、主軸６
の軸方向移動における運動系の支持剛性を向上させるこ
とができる。

なお、本実施例においては、変換装置２６はポールネジ
部２６Ａと、これに螺合するポールナツト２６Ｂで構成
されているが、変換装置の例として、これに限定される
ことなく他のネジとす・ント部材からなる機構でも良い
。

また、本実施例においては、サーボモータ１、モータギ
ヤ４、アイドルギヤ１４、大径ギヤ１３、受動ギヤ２３
，２４、送りネジ２２．２２等の駆動系が主軸ユニット
３の端部３Ａに設けられているが、この駆動系は主軸ユ
ニット３の後方延長部１８に設けることもできる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、１つの中間ギヤの
位置と、この中間ギヤと噛み合う一対の受動ギヤの位置
を相対近接させることにより、中間ギヤの歯車と、一対
の受動ギヤの歯車とは、相互に押し付けられる関係とな
る。従って、中間ギヤと一対の受動ギヤの間のバックラ
ッシュが除去され、変換装置の移動距離精度を向上させ
ることができ、その結果、主軸の軸方向における移動距
離精度を向上させることができる。

また、主軸は２つの変換装置により支持されて移動され
るので、従来例と異なり材料力学的に見て無理な力が変
換装置に作用せず、主軸の軸方向移動における運動系の
支持剛性を向上させることができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る工作機械の主軸移動装置
の断面図である。 第２図は同工作機械の主軸移動装置の要部正面図である
。 第３図は従来における工作機械の主軸移動装置の一部断
面図である。 〔主要な部分の符号の説明〕 １・・・サーボモータ ４・・・モータギヤ ６・・・主軸 １３・・・大径ギヤ ２２・・・送りネジ ２３．２４・・・受動ギヤ ２５・・・直線 ２６・・・変換装置。 第　２　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転駆動手段と、この回転駆動手段の回転駆動力
   により回転する駆動ギヤと、この駆動ギヤの回転力で回
   転する中間ギヤと、この中間ギヤと噛み合い該中間ギヤ
   を中心にして対向位置に配置されている一対の受動ギヤ
   と、これらの受動ギヤにそれぞれ連結されて回転する一
   対の送りネジと、これらの送りネジの回転によりその軸
   方向にそれぞれ移動される一対の変換装置と、これらの
   変換装置に連結されて軸方向に移動自在の主軸とを備え
   、さらに、中間ギヤに対して前記一対の受動ギヤを、そ
   れらの中心を結ぶ直線が中間ギヤの中心から所定の距離
   偏るように配置し、且つ、中間ギヤの位置と一対の受動
   ギヤの位置を相対近接させて噛み合わせ得るようになっ
   ていることを特徴とする工作機械の主軸移動装置。