JPH0343487Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、シヤフトの前進若しくは後退のスピ
ードが該シヤフトに形成したスクリユのピツチ差
と、クラツチの切り替えによるテーブル装置の送
り機構に関する。

早送り、微速送りあるいは荒送り、精密送りの
切り替え装置には複雑なギヤーによる変速機構あ
るいはウオームギヤーとの組合せ、すなわち軸が
直角に交じる機構などが複雑で相当のスペースを
必要とし、かつ高精度な送り機構は難しい。

また、カツテイングツール、テーブルあるいは
被加工物（ワーク）の左右移行スピードは歯車、
ベルトチエーンあるいはリンク機構、カム機構な
どの如き複雑な構成からなる動力伝達を単体のシ
ヤフトに適用することは機械全体が大型化になる
ため難しく、まして機械装置への組み込む際の困
難に併せて保守点検が容易でない。

また、１本のシヤフトの上下に間隔をおいて、
リードの異なるねじが形成され、該ねじに螺合す
る浮動ナツト側が固定あるいは緩めることによ
り、低速および早送りができるようにした送り機
構が知られている。（昭和54年５月１日株式会社
大河出版発行「自動化ブツクス」） また、１本のシヤフトの両側にピツチを異にし
た同じ向きのねじを切つたものがそれぞれ固定側
と可動側に螺合した機構が知られている。（昭和
32年10月５日株式会社技報堂発行「機械運動機
構」） ところが、これらはリードの異なるねじとこれ
らねじに螺合するナツトについての単なる原理的
なものにして、これが直ちに全ての機械に取り付
けることは不可能である。

本考案の目的とするところは、単一シヤフト上
にピツチ差のあるボールスクリユ２ケ所とボール
スプラインをその端部に設け、該ボールスクリユ
の一方に螺合した非可動ボールねじナツトがクラ
ツチの切り替えによりハウジングに固定またはボ
ールスプラインに連結されることにより可動ボー
ルねじナツトと一体的テーブルを早送りまたはピ
ツチ差だけ微速送りを可能にしたテーブル装置の
送り機構を提供することにある。

例えば、ピツチ10mmのスクリユと9.9mmピツチ
のスクリユが単一シヤフトにセツトされている場
合、そのピツチ差は0.1mmである。

非可動ねじを固定してシヤフトを一回転したと
きは、一回転で0.1mmしか可動ボールねじナツト
は動かない。

シヤフトと非可動ボールねじナツトが例えばピ
ンにより一体となつて一回転したときはシヤフト
は定位置で回転し、一回転に対して可動ボールね
じナツトは10mm移動する。

すなわち、前記可動ボールねじナツトを機械本
体に固定したときは一回転で0.1mm動く。

ボールねじナツトをシヤフトと一緒に回転した
ときは10mmと一個のピンの出し入れにより簡単に
荒送り（早送り）と精密送り（微速送り）の切り
替えができる。

この場合の差は100倍の差が可能となる。

従来の機構では非常に複雑で多数の部品あるい
は送り機構を必要とするの、コンパクトにまとめ
られないとか、機構部分が複雑で多数の部品を使
用するのでバツクラツシユあるいは部品精度誤差
等が重なるので精密送りには特に難しい。

本考案によればボールねじナツトとボールスプ
ラインの使用によりバツクラツシユが殆どなく、
機構もきわめて簡単で部品数も少ないので極めて
精密な送りが可能である。

本考案における非可動ボールねじナツトとはナ
ツトの部分がボールスクリユの回転によつても移
動することの出来ないことを意味する。

本考案の要旨とするところは、一方にスプライ
ン、他方に任意間隔をおいて、２つ以上のスクリ
ユの向きが同一に形成されたシヤフトと、これら
スクリユ間にはピツチ差があり、かつ該ピツチ差
に合致する可動、非可動ボールねじナツトがそれ
ぞれ螺合されており、そして、これら可動ボール
ねじナツトは該シヤフトの回転にともない前進も
しくは後退するのに対し、前記非可動ボールねじ
ナツトはクラツチの切り替えによりハウジングに
固定またはボールスプラインに連結されることに
より、前記可動ボールねじナツトの早送り（荒送
り）と微速送り（精密送り）を１本のシヤフトに
可能ならしめたことを特徴とするスクリユのピツ
チ差を利用したテーブル装置の送り機構を提供す
ることにある。

以下図に基づいて本考案の好適例を説明する。

図における符号１０は諸機械のハウジングで、
該ハウジング１０にナツトケース１１のフランジ
１６およびシヤフトのスピード調整装置１２のス
プリングケース１７並びにボールスプライン１３
用ベアリングケース１４がそれぞれボルト１５を
介して取り付けられている。

該ナツトケース１１はその内周面にニードルベ
アリング１８を介して内輪１９が嵌合され、さら
にその内面にはダブルナツト方式の第１非可動ボ
ールねじナツト２０が嵌合される。

該第１非可動ボールねじナツト２０はシムプレ
ートを中間に左右に配され、第１スクリユ２１を
形成したシヤフト２２がボールを介して螺合し、
一方ナツトケース１１のフランジ１６の摺接面２
３に当接する中間継手部材２４の摺接面２５が同
軸心上に配設されると共に該中間継手部材２４の
半径方向内方フランジ２６がボルト２７を介して
前記ボールねじナツト２０のフランジ２８に固定
される。

２９は中央に窪みを有する断面つば付き帽子状
継手部材であつて、該継手部材２９の一端フラン
ジ３０の摺接面３１は前記中間継手部材２４の摺
接面３１′と当接する。

該継手部材２９の一端フランジ３０と中間継手
部材２４およびナツトケース１１のフランジ１６
にはノツクピン用貫通孔３２，３３，３４が同一
軸心上に形成されている。

該継手部材２９の端部材３５は中央に貫通孔３
６が形成され、かつ該端部材３５の軸方向切欠部
３９にはボールスプライン１３のフランジ３８が
嵌合され、ボルト３７，３７にて固定される。

該ボールスプライン１３の内面にはボールスプ
ライン軸４０のスプライン４１がボールを介して
摺動自在に嵌合される。

該ボールスプライン１３はその外周にメタルブ
ツシユ４２を嵌合し、該メタルブツシユ４２がベ
アリングケース１４に取り付けられる。

該ボールスプライン１３の端部にはエンドカバ
ー４３がビスを介して取り付けられ、該エンドカ
バー４３は回転しつゝ前進あるいは後退するシヤ
フト２２の移動量に相当する空間部４４を有す
る。

該ボールスプライン１３の外周とスプロケツト
４６にキー溝を形成し、該キー溝にフラツトキー
４５を嵌合し、固定すると共にベアリングケース
１４とエンドカバー４３間にスプロケツト４６が
取り付けられる。

また、該スプロケツト４６よりエンドカバー４
３側に突出した環体４７に連桿４８の一端が取り
付けられ、そして他端にハンドル４９が取り付け
られる。

５０はクラツチの切り替え機構の１つを示すノ
ツクピンで、該ノツクピン５０は駆動ピン５１と
従動ピン５２からなり、該駆動ピン５１の外周任
意箇所に溝５５が形成され、該溝５５に複数個の
ボール５６が嵌合される。

該ボール５６は継手部材２９のフランジ３０の
外側端５３に取り付けた円筒状スリーブ５４の所
要箇所に形成された貫通孔５７に嵌挿され、そし
て該ボール５６の脱落を防止すべく前記スリーブ
５４の外周に円筒状カバー６４がスプリング５８
を介装して嵌合される。

該駆動ピン５１の一端にはプツシユ・プル兼ス
トツパー６０が設けられ、該駆動ピン５１が継手
部材３０と中間継手部材２４の貫通孔３２，３３
をスライドしたさいに、該ストツパー６０が円筒
状カバー６４の端部５９に当接して停止する。

一方従動ピン５２は任意箇所に形成されたフラ
ンジ６１により左右に２分し、一方右側を本体１
０の貫通孔６２およびナツトケース１１のフラン
ジ１６および中間継手部材２４に形成された貫通
孔３４，３３に挿通され、他方左側はスプリング
ケース１７内にスプリング６３を介装して挿入さ
れる。

該スプリング６３によりノツクピン５０が常時
右方向に押圧される。

６５はシヤフト２２の左側に形成した第２スク
リユで、該第２スクリユは第１スクリユ２１と向
きが同一であり、かつ該第１スクリユ２１のピツ
チより小さく形成される。

６６は、前記第２スクリユ６５に螺合するダブ
ルナツトの第２可動ボールねじナツトで、該第２
可動ボールねじナツト６６はシムプレート６７を
中間に左右にナツト６８，６９を配する。

７５はテーブルで、該テーブル７５の下面に
は、前後左右に直線ベアリング本体７７，７８が
ボルトにて固着され、そして該直線ベアリング本
体７７，７８は軌道台８１，８２にそれぞれ嵌合
される（第４図参照）。

該軌道台８１，８２はハウジング１０に形成し
た受け台８３，８４にホルダー８５，８６および
ボルト８７，８８を介して取り付けられる。

上記実施例の作用について説明する。

まず、駆動ピン５１を図に向かつて右方向に引
つ張ることにより、該駆動ピン５１の端面と従動
ピン５２が右方向に移動し、その端面が継手部材
２９のフランジ３０と中間継手部材２４の摺接面
３１，３１′間に位置する（第１図参照）。

次いで、ハンドル４９の回転あるいはステツピ
ングモータ９３の始動によりシヤフト２２が左回
転されると、ボールスプライン１３と共にスプラ
インシヤフト４０が回転されると同時に、該ボー
ルスプライン１３の一端に連結されている継手部
材２９が同スピードで回転される。

該継手部材２９の一端フランジ３０の摺接面３
１は中間継手部材２４の摺接面３１′と摺転する
のみで、第１非可動ボールねじナツト２０に動力
は伝達されない。

したがつて、シヤフト２２は第１非可動ボール
ねじナツト２０（ハウジングに固定されている。）
の第１スクリユ２１に案内（リード）されながら
後退（図に向かつて右方向）する。

さらに、左回転する該シヤフト２２は同軸上に
形成された第２スクリユ６５と螺合する第２可動
ボールねじナツト６６が（第１非可動ボールねじ
ナツト２０のピツチよりも小さく形成されてい
る。）図に向かつて左方に前進される。

該第２可動ボールねじナツト６６のスピード
は、前記第１非可動ボールねじナツト２０のピツ
チ差に相当する右方向の微速送りとなる。

例えば、第１非可動ボールねじナツト２０のピ
ツチが10.1mmで、これに対する第２可動ボールね
じナツトのピツチが10.0mmと仮定すると、第２可
動ボールねじナツト６６のスピードはその差0.1
mmの微速送りになる。

逆に、シヤフト２２が右回転されると、左方向
の微速送りとなる。

次に、早送りにする場合、駆動ピン５１を図に
向かつて左方向に押圧することにより、（第２図
参照）該駆動ピン５１の端面と従動ピン５２が当
接した状態で左方向に移動し、両ピン５１，５２
の端面がナツトケース１１のフランジ１６の摺接
面２３と中間継手部材２４の摺接面２５間に位置
する。

次いで、シヤフト２２が左回転されると、ボー
ルスプライン１３と同時に回転する継手部材２９
はフツクピン５０により中間継手部材２４が同方
向に回転される。

該中間継手部材２４と共に第１非可動ボールね
じナツト２０並びにシヤフト２２が同時に回転さ
れることにより、該シヤフト２２は前進も後退も
しないが、該シヤフト２２に螺合されている第２
可動ボールねじナツト６６は図に向かつて左方向
に前進する。

逆に、シヤフト２２が右回転されると、右方向
に前進する。

第５図は本考案装置の他の実施例で、早送り、
微速送り切り替え装置がシヤフト２２に直接取り
付けられたものである。

１０１，１０２は、ハウジングの両側壁が示さ
れ、図に向かつて右側ハウジング１０２の側壁の
左側にビス１０３等にて第１フイルドの回転を止
める回り止め板１０４が取り付けられ、該回り止
め板１０４の側面に環状励磁コイル１０５が内蔵
されたフイルドコア１０６が溶接などの手段にて
取り付けられる。

該フイルドコア１０６の内周には転がり軸受１
０７が嵌合され、該転がり軸受１０７の内周には
ハブ１０８付きロータ１０９が嵌合される。

該ハブ１０８付きロータ１０９は励磁コイル１
０５並びにフイルドコア１０６とは僅かな間隙を
形成して半径方向に回転円板１１０と先端にフラ
ンジ１１１が形成され、さらに軸方向のハブ１０
８はその内面１１８がボールスプラインシヤフト
４０の外周面１１７と接触しない程度の間隙を有
し、かつ前記側壁１０２は貫通孔１１２よりやゝ
突出して形成され、該ハブ１０８の外周にキー１
１３を介してカツプ状の継手部材１１４が嵌合さ
れる。

該継手部材１１４の端部材１１５の軸方向切欠
部１１６にはボルト３７を介してボールスプライ
ン１３のフランジ３８が嵌合され、ボルト３７に
て固定される。

第１非可動ボールねじナツト２０のフランジ２
８に嵌合する円筒状の中間継手部材１２０の半径
方向内方フランジ１２１はボルト２７を介して固
定される。

該中間継手部材１２０の内周１２２とシヤフト
２２間には間隙を有して軸方向に延長し、半径方
向外方フランジ１２３が形成され、該外方フラン
ジ１２３の一方の端面１２４に第１アマチユア１
２５がボルト１２６を介して固定され、他方の端
面１２７には第２アマチユア１２８がボルト１２
６を介して固定される。

前記左側ハウジング１０１にナツトケース１１
のフランジ１６がボルト１５を介して取り付けら
れる。

該第１アマチユア１２５の端面と第１ロータ１
０９の端面とは僅かな間隙Ｃが形成される。

該ナツトケース１１はその内周面にニードルベ
アリング１８を介して内輪１９が嵌合され、さら
にその内面にはダブルナツト方式の第１非可動ボ
ールねじナツト２０が嵌合される。

該ハウジング１０１の側壁の右側にビス１０３
などにて第２フイルドの回転を止める回り止め板
１２９が取り付けられ、該回り止め板１２９の側
面に第２環状コイル１３０が内蔵された第２フイ
ルドコア１３１が溶接などの手段にて取り付けら
れる。

該フイルドコア１３１の側面には第２ロータ１
３２が取り付けられ、該第２ロータ１３２の端面
と前記第２アマチユア１２８の端面とは僅かな間
隙Ｃが形成される。

第２実施例の作用について説明する。

まず、ハンドル４９の回転あるいはステツピン
グモータ９３の始動によりシヤフト２２が左回転
されると、ボールスプライン１３と共にスプライ
ンシヤフト４０が回転されると同時に、該ボール
スプライン１３の一端に連結されている継手部材
１１４が同スピードで回転される。

続いて、該継手部材１１４はキー１１３を介し
てハブ１０８付きロータ１０９に回転が伝達され
る。

ハブ１０８付きロータ１０９は転がり軸受１０
７により乾式単板電磁クラツチの環状励磁コイル
１０５に関係なくフリーに回転することができ
る。

したがつて、シヤフト２２は第１非可動ボール
ねじナツト２０（ハウジング１０１に固定されて
いる。）の第１スクリユ２１に案内されながら後
退（図に向かつて右方向）する。

該シヤフト２２が所定位置に達すると、リミツ
トスイツチ（図示せず）の作動により上記電磁ク
ラツチに通電され、環状励磁コイル１０５、ハブ
付きロータ１０９、及び第１アマチユア１２５間
に磁束が生じ、第１アマチユア１２５はハブ付き
ロータ１０９の摩擦面に強力に吸引され、その摩
擦力でクラツチが連結され、ボールスプライン１
３と同時に中間継手部材１２０が同方向すなわち
左回転される。

該中間継手部材２４と共に第１非可動ボールね
じナツト２０並びにシヤフト２２が同時に回転さ
れることにより、該シヤフト２２は前進も後退も
しないが、第２可動ボールねじナツト６６が、該
シヤフト２２の第２スクリユ６５に螺合されてい
るので、第２可動ボールねじナツト６６（第１図
参照）に案内されて前記シヤフト２２は図に向か
つて右方向に後退しようとするが、該シヤフト２
２は固定状態にあるため、第２可動ボールねじナ
ツト６６は左方向に前進する。

次に、電磁クラツチの電流を切ると共に乾式単
板電磁ブレーキに通電されると、第２環状励磁コ
イル１３０、第２フイルドコア１３１及び第２ロ
ータ１３２が磁化され、第２アマチユア１２８、
中間継手部材１２０及び第１アマチユア１２５は
左方向に強力に吸引され、クラツチが切れる。

したがつて、中間継手部材１２０と第１非可動
ボールねじナツト２０にブレーキが作動し、両方
の回転が瞬間的に停止され、シヤフト２２の第１
スクリユ２１は第１非可動ボールねじナツト２０
に案内され後退する。

上記せるように中間継手部材１２０の回転がシ
ヤフト２２に直接組み込まれた電磁クラツチと電
磁ブレーキによつて駆動、停止すなわち第２非可
動ボールねじナツトの早送り、微速送り切り替え
が瞬間に行われる。

「考案の効果」 本考案装置はスクリユの他にボールスプライン
が１本のシヤフトに形成されており、さらにこれ
ら複数のスクリユに螺合する第２可動ボールねじ
ナツトが前記シヤフトの回転にともない前進もし
くは後退するのに対し、前記第１非可動ボールね
じナツトはクラツチの切り替えによつてハウジン
グに固定されるか、又はボールスプラインに連結
されることにより第２可動ボールねじナツトの早
送りもしくは微速送りが可能となり、しかも、ス
クリユのピツチ差を利用したテーブル装置の送り
機構は複雑な機構を要することなくボールねじ並
びにボールスプラインの特長である高精度と、す
ぐれた耐摩耗性をフルに活かし、長期間精度を維
持することができる特徴を有し、どのような機械
にも簡単に取付けることができる。

また、本考案装置を研削盤砥石切込装置、バイ
ト切込装置、三次元読取り装置などに組込むこと
ができ、これにより諸機械のテーブル装置の微速
送り装置として市販され、かつ有効に活用でき、
きわめて実用的である。

また、複数のスクリユの他にスプラインが形成
されており、さらにこれら複数のスクリユに螺合
する第２可動ボールねじが前記シヤフトの回転に
ともない前進もしくは後退するのに対し、前記第
１非可動ボールねじはクラツチの切り替えによつ
てハウジングに固定されるか、またはボールスプ
ラインに連結されることにより第２可動ボールね
じの早送りもしくは微速送りが可能となり、しか
も、スクリユのピツチ差を利用した動力伝達機構
はボールねじの特徴である高精度とすぐれた耐摩
耗性をフルに活かし、長期間、精度を維持するこ
とができる特徴を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置を工作機械のテーブルの微
速送りに応用した断面図、第２図は本考案装置の
早送りにおけるノツクピンの移動状態を示す要部
断面図、第３図は本考案装置のボールスプライン
の一部断面正面図、第４図は第１図の横断面図、
第５図は本考案装置の他の実施例を示す縦断面図
である。 １０：ハウジング、１１：ナツトケース、１
３：ボールスプライン、２０：第１非可動ボール
ねじナツト、２４：中間継手部材、２５：摺接
面、２９：継手部材、５０：ノツクピン、６６：
第２可動ボールねじナツト。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 下記(A)，(B)，(C)，(D)，(E)および(F)の条件を
   備
   えたスクリユのピツチ差を利用したテーブル装
   置の送り機構。 (A) ２つ以上のスクリユ２１，６５が形成され
   たシヤフト２２と、これらスクリユ２１，６
   ５にそれぞれ螺合し、かつ該スクリユ２１，
   ６５のピツチ差に合致する可動ボールねじナ
   ツト６６と非可動ボールねじナツト２０を螺
   合してなるテーブル装置の送り機構におい
   て。 (B) 前記スクリユ２１とスクリユ６５の向きが
   同一である前記シヤフト２２の一方にはボー
   ルスプラインに嵌合されるスプライン４１が
   形成されていること。 (C) 前記可動ボールねじナツト６６は該シヤフ
   ト２２の回転にともない前進若しくは後退す
   ること。 (D) 非可動ボールねじナツト２０の回転を選択
   的に許容あるいは阻止すると共に非可動ボー
   ルねじナツト２０の回転許容時にはシヤフト
   ２２の回転トルクを非可動ボールねじナツト
   ２０に伝達しかつ回転阻止時にはシヤフト２
   ２の回転力を非可動ボールねじナツト２０に
   非伝達状態とする切換手段があること。 (E) 前記可動ボールねじナツト６６はテーブル
   ７５に取り付けられていること。 (F) 可動ボールねじナツト６６のスクリユ６５
   が固定ボールスクリユ２１のピツチより小さ
   く形成されていること。 (2) クラツチの切り替えがノツクピン５０のプツ
   シユ・プル作動又は電磁クラツチ作動により駆
   動ピン５１が従動ピン５２に係合もしくは離脱
   されることにより、中間継手部材２４がナツト
   ケース１１のフランジ１６あるいは継手部材２
   ９の一端フランジ３０に連結するか、又はナツ
   トケース１１のフランジ１６あるいは前記フラ
   ンジ３０から離脱されることを特徴とする実用
   新案登録請求の範囲第１項記載のスクリユのピ
   ツチ差を利用したテーブル装置の送り機構。