JPH04261748A - 送りねじ冷却装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は工作機械等に用いられる
送りねじの冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】工作機械等に用いられるテーブル駆動装
置は、水平方向に移動可能なテーブルをボールねじ等の
送りねじを用いて駆動することが一般的に行われている
。従来、この種の送りねじと駆動モータ軸とはオルダム
ジョイント等のカップリングを用いて結合していた。 そして、送りねじの発熱による精度低下を防止し高い送
り精度を得るため、送りねじの軸芯に冷却液通路を設け
、送りねじの冷却をするようにしたものがあった。また
、特開平１−２５２３３９号公報には、ボールねじ軸と
駆動モータ軸とを一体化したものが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記前
者の装置はカップリングを用いてボールねじとモータと
を接続しているため、カップリングのねじれにより位置
決め精度が低下したり、カップリング自体の回転イナー
シャが大きいためモータへの負担になり送り加速度を低
下させる要因になるという問題点があった。さらに、ボ
ールねじの軸芯の冷却液通路の開口を、カップリング側
ではボールねじの周上に設けねばならず、該開口を囲む
ためにボールねじの大径部に摺接する２つのシール部材
が必要になり、シール部材とボールねじとの摩擦力が大
きくなってモータへの負担になり送り加速度を低下させ
る要因になるという問題点があった。また、後者の装置
ではボールねじ軸と駆動モータ軸とが一体化されている
ため、駆動モータの発熱、特にモータロータの発熱が直
接ボールねじ軸に伝わり、ボールねじ軸を熱膨張させて
位置決め精度の低下を招くという問題点があった。本発
明は上記の問題点を解決するためなされたものであり、
その目的とするところは、カップリングのねじれやモー
タロータの発熱による位置精度の低下がなく、かつモー
タへの負担が小さく高加速度の送りを実現することがで
きる送りねじの冷却装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、実施例図面に例示する様に、送りナッ
トと螺合する送りねじが外周に形成された送りねじ軸と
その送りねじ軸を回転駆動する駆動モータのモータ軸と
を一体に形成して一本の回転軸を構成すると共に、その
回転軸の内部に軸方向に挿通して両軸端で開口する冷却
液通路を形成し、その冷却液通路に開口から冷却液を供
給するようにしたことを特徴とする送りねじ冷却装置が
提供される。

【０００５】

【作用】上記のように構成された送りねじ冷却装置では
、送りねじとモータ軸とが一体化されているので、カッ
プリングによるイナーシャの増加等の送りへの悪影響は
生じない。また、冷却通路に冷却液を供給することによ
り、駆動モータの発熱による回転軸の温度上昇と送りナ
ットとの摩擦による温度上昇の両者を抑制する。回転軸
の両軸端は負荷応力が掛からないので径を小さくするこ
とができ、軸端の開口周辺の冷却液シールが容易になる
。

【０００６】

【実施例】本発明の実施例について図面を参照し説明す
る。図１は本発明が適用されたテーブル送り装置を示す
断面図である。ベース１０の両端には駆動側ハウジング
１２と反駆動側ハウジング１１が固定され、各ハウジン
グ１１、１２に設けられた軸受け１３、１４により回転
軸１５が回転自在に支承されている。回転軸１５は二つ
の軸受け１３、１４に挟まれたやや太径の送りねじ軸部
１６と軸受け１４から右方に突出したやや小径のモータ
軸部１７とが一体になって構成されている。回転軸１５
の軸芯には軸方向に挿通し両軸端で開口する冷却液通路
１８が形成されている。送りねじ軸部１６にはボールね
じ１９が形成され、送りナット２０が螺合している。送
りナット２０は図示しないボルトでテーブル２１に締着
され、一体に移動する。

【０００７】反駆動側ハウジング１１の端部には回転軸
１５の軸端を覆うように流入側シーリング部材２２が固
着され、その流入側シーリング部材２２の中央には冷却
液を供給する流入パイプ２３が接続されている。流入側
シーリング部材２２の内側には環形状をしたオイルシー
ル２４がその外周部を止め輪２５により固定され固着さ
れている。オイルシール２４の内周縁は回転軸１５の軸
端の小径部に摺接し、回転軸１５の冷却液通路１８に連
通する供給室２６を構成している。

【０００８】右側の、駆動側ハウジング１２の端部には
サーボモータ３０が組み込まれている。即ち、回転軸右
方のモータ軸部１７にはロータ３１が圧入されたスリー
ブ３２が嵌挿され、セットねじ３３により一体に固定さ
れている。ロータ３１の周囲にはステータ３４が配設さ
れモータフレーム３５に固定されている。モータフレー
ム３５はフランジ状の取付座３６が駆動側ハウジング１
２の端面にボルト３７により締着され固定される。この
とき、駆動側ハウジング１２に設けられた環状凹部３８
にモータフレーム３５の端面に設けられた環状凸部３９
が嵌合してロータ３１とステータ３４との同軸性を確保
している。また、モータ軸部１７には検出回転部４０が
固定され、モータフレーム３５に固定された回転検出器
４１によりモータ軸部１７即ち、回転軸１５の回転角度
を検出するようにされている。

【０００９】モータフレーム３５の端面には回転軸１５
の軸端を覆うように排出側シーリング部材４２がボルト
４３により締着され、その排出側シーリング部材４２の
中央には冷却液を排出する排出パイプ４４が接続されて
いる。排出側シーリング部材４４の内側には環形状をし
たオイルシール４５がその外周部を止め輪４６により固
定され固着されている。オイルシール４５の内周縁は回
転軸１５の軸端の小径部に摺接し、回転軸１５の冷却液
通路１８に連通する排出室４７を構成している。

【００１０】上記の構成に基づき作動について説明する
。サーボモータ３０を作動させると、ロータ３１の回転
は直接回転軸１５に伝えられ送りねじ軸部１６を回転駆
動する。従って、カップリングを用いた時の様なロスト
モーションはなく、また、回転軸１５のイナーシャも小
さいので高速、高精度の位置決めが可能になる。そして
、公知の外部冷却装置から流入パイプ２３に冷却液を供
給すると冷却液は供給室２６から回転軸１５の冷却液通
路１８に充満し排出室４７を通過して排出パイプ４４か
ら外部冷却装置に戻される。このため、送りナット２０
との摩擦熱やロータ３１の発熱が生じても送りねじ軸部
１７の温度は略一定に保たれ、位置決め精度の低下が生
じない。冷却液のシールは回転軸１５両端のトルクの掛
からない軸端部で行うため、径の小さな小径部分をオイ
ルシール２４、４５でシールすればよく、周速度が小さ
くなってシールが容易になる。さらに、回転軸１５の途
中ではなく軸端部でシールをしているためオイルシール
の数も一箇所に一つでよくオイルシール２４、４５の径
も小さく数も少なくてよい。従って、オイルシール２４
、４５により生じる摩擦トルクは小さくモータ３０への
負担も少ない。

【００１１】図２は第２の実施例を示すサーボモータ部
分の断面図である。図１と同じ部材には同じ符号を付し
て説明を省略する。この実施例ではサーボモータ３０の
出力が大きいため、回転軸１５のモータ軸部１７に螺旋
状の冷却液通路５１を設けると共にモータ軸部１７の軸
端近傍に軸受け６５を付加している。即ち、モータ軸部
１７の外周に螺旋溝５１が形成され、回転軸１５軸芯の
反駆動側軸端に開口する冷却液通路５２と駆動側軸端に
開口する冷却液通路５３にそれぞれ連絡孔５４、５５に
より連通されている。モータ軸部１７にはロータ３１が
圧入されたスリーブ５６が嵌挿され、シュパンリング５
７を介してフランジ部５８によりボルト５９で締着固定
されている。モータ軸部１７とスリーブ５６との間には
Ｏリング６０が装着され螺旋溝の冷却液が漏れるのを防
いでいる。スリーブ５６の小径部には検出回転部６１が
固定され一体に回転し、モータフレーム６４に固定され
た回転検出器６２によりモータ軸１５の回転を検出する
ようにしている。モータ軸１５の軸端近傍は軸受け６５
によりモータフレーム６４に支承されている。

【００１２】モータフレーム６４の端面には回転軸１５
の軸端を覆うように排出側シーリング部材４２がボルト
４３により締着され、その排出側シーリング部材４２の
中央には冷却液を排出する排出パイプ４４が接続されて
いる。排出側シーリング部材４２の内側には環形状をし
たオイルシール４５がその外周部を止め輪４６により固
定され固着されている。オイルシール４５の内周縁は回
転軸１５の軸端の小径部に摺接し、回転軸１５の駆動側
冷却液通路５３に連通する排出室４７を構成している。

【００１３】ボルト３７により駆動側ハウジング１２に
固定されるモータフレーム６４の内周面には円筒状のス
テータスリーブ６６が嵌挿され、そのステータスリーブ
６６にステータ３４が嵌挿されている。ステータスリー
ブ６６の外周面には環状の冷却溝６７が設けられ、その
冷却溝６７はモータフレーム６４に設けられた冷却液供
給孔６８及び冷却液排出孔６９に連通している。冷却液
供給孔６８及び冷却液排出孔６９には公知の外部冷却装
置と連結する冷却液供給パイプ７０及び冷却液排出パイ
プ７１が接続される。また、モータフレーム６４とステ
ータスリーブ６６との間にはＯリング７２が装着され冷
却溝６７の冷却液が漏れるのを防いでいる。

【００１４】作動について説明する。外部冷却装置から
回転軸に供給された冷却液は反駆動側の冷却液通路５２
を通過し、このとき送りねじ軸部１６を冷却する。次い
で、連絡孔５４を経由して螺旋溝５１に導入されロータ
３１の近傍を通過してロータ３１の発熱を効果的に冷却
する。そして連絡孔５５から駆動側の冷却液通路５３に
入り、回転軸１５の軸端開口から排出室４７に吐出され
排出パイプ４４により外部冷却装置に戻される。また、
ステータスリーブ６６の外周部の冷却溝６７にも外部冷
却装置から冷却液が冷却液供給パイプ７０及び冷却液供
給孔６８を経由して導入され、冷却液排出孔６９及び冷
却液排出パイプ７１を経由して外部冷却装置に戻される
。これによりステータ３４の発熱を効果的に抑制する。 従ってサーボモータ３０の発熱が送りねじ軸部１６に殆
ど伝わらず、送りねじ軸部１６とモータ軸部１７とを一
体化したにもかかわらず、熱膨張の影響のない精度の高
い位置決めが可能になる。また、またモータ軸部１７の
軸端部を軸受け６５で支承するようにしたので、サーボ
モータ３０を高速回転させても軸１７のたわみが発生せ
ず振動が生じないのでテーブル２１の高速送りが可能に
なる。

【００１５】以上説明した実施例ではモータ軸部１７の
冷却通路を螺旋溝５１としたが、それに限定されるもの
ではなく、円筒状など種々の形状が可能である。

【００１６】

【発明の効果】本発明は、上記の構成を有し送り軸とモ
ータ軸とを一体化し、その軸芯部に冷却液通路を設けた
ものであるから、カップリングのねじれやモータの発熱
に起因する位置決め精度の低下がなく、モータへの負荷
イナーシャが小さくなり、送り加速度を大きくすことが
できるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明が適用されたテーブル送り装置の断
面図、

【図２】　　第２の実施例を示す一部拡大断面図である
。

【符号の説明】

１５．．回転軸、　　１６．．送りねじ軸部、　　１７
．．モータ軸部、　　１８．．冷却液通路、　　２０．
．送りナット、　　５１．．螺旋溝（冷却液通路）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　送りナットと螺合する送りねじが外周
   に形成された送りねじ軸とその送りねじ軸を回転駆動す
   る駆動モータのモータ軸とを一体に形成して一本の回転
   軸を構成すると共に、その回転軸の内部に軸方向に挿通
   して両軸端で開口する冷却液通路を形成し、その冷却液
   通路に開口から冷却液を供給するようにしたことを特徴
   とする送りねじ冷却装置。