JPH0434025B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、各種の工作機械などに設けられる
ボールネジ機構を駆動した時に生じる熱をこのボ
ールネジ機構の外部に効率良く排出させてこのボ
ールネジ機構の熱膨張を阻止することでボールネ
ジの精度を十分に確保しこれにより高速駆動し得
るようにしたボールネジ機構の冷却装置に関す
る。

近年、パンチプレスなどの板金加工機において
は、加工コストの低減化のため、加工の高精度化
が強く求められることから、ボールネジとボール
ナツトとから構成されるボールネジ機構を用いて
ワークピースの位置出しを高速で行うようにした
ものが多い。

そして、このようなボールネジ機構は高速回転
させた時に多量の熱が発生してボールネジ機構の
温度を上昇させてしまい、ボールネジおよびボー
ルナツトに熱膨張を発生させ、その位置決め精度
の低下を起しているため、この発熱による精度の
低下を解決しなくては高速位置決めおよび高精度
位置決めの両方を同時に満足させることはできな
い。

この発明は上記の事情に鑑み、ボールネジを高
速回転させて高速位置決め動作を行なわせた場合
においても、この時に発生する熱をその発生部で
取り除いて高精度位置決めを達成することができ
る安全性及び取り扱いの点でも優れたボールネジ
機構の冷却装置を提供することを目的とするもの
である。

しかして、上記の目的を達成するための本発明
の構成は下記の通りである。

すなわち、本発明は、ボールネジ４を回転させ
ることにより、前記ボールネジ４に装着されてい
るボールナツト１７を直線連動させて前記ボール
ナツト１７に取り付けられた移動テーブルを直線
移動させるボールネジ機構において、 前記ボールナツト１７の外周面と、前記移動テ
ーブルに前記ボールナツト１７をはめ合せ取り付
けるために前記移動テーブルに設けた穴の内周面
と、の間に、ボールナツト１７の外周面に沿つて
連続して円筒状に設けられた、外部気体を導入貯
留するための密閉形の空〓と、 前記ボールネジ機構を冷却する気体を前記移動
テーブルの外部から前記空〓に導く気体通路及び
前記空〓から前記気体を外部に排出するための排
出口と、 を具備したことを特徴とするボールネジ機構の冷
却装置にある。

以下この発明を図面に示す実施例にしたがつて
説明する。

第１図はこの発明による冷却装置の一実施例を
適用したボールネジ機構の一例を示す断面図であ
る。この図において、１は基台２上に設けられた
位置決めサーボ用動力源であり、この位置決めサ
ーボ用動力源１が発生した駆動力は動力伝達用の
カツプラを３を介してボールネジ４に伝達され
る。ボールネジ４は前記位置決めサーボ用動力源
１が設けられている側の端部にベアリング取り付
け用の円棒部５と、ベアリング固定ナツト用のネ
ジ部６と、動力伝達金具の取付部７とが同軸的に
形成されたものであり、このボールネジ４の前記
取付部７は前記カツプラ３に接続され、また前記
円棒部５は第１の支持部８によつて支持されてい
る。支持部８は止めネジ部９，９…によつて前記
基台２に止められたブラケツト１０と、このブラ
ケツト１０に嵌め込まれたベアリング１１と、こ
のベアリング１１を前記ブラケツト１０に固定す
るためのベアリング固定金具１２，１２と、この
ベアリング固定金具１２，１２と前記ブラケツト
１０とを接続する止めネジ１３，１３と、前記ボ
ールネジ４とベアリング１１とを固定するナツト
４８，４８とを有するものであり、前記ボールネ
ジ４はこの支持部８で回転自在に、かつしつかり
と位置が決められている。

一方、前記ボールネジ４の前記位置決めサーボ
用動力源１と反対側の端部には上述した円棒部５
と同様なベアリング取り付け用の円棒部１４が形
成されるとともに、この円棒部１４が基台２に止
めネジ９ｂ，９ｂ…で止められたブラケツト１０
ｂとこのブラケツト１０ｂに嵌め込まれたベアリ
ング１１ｂとからなる支持部１５によつて回転自
在に支持されている。

他方、このように構成されるボールネジ４のネ
ジ部１６には多数のボールを保持したボールナツ
ト１７が装着されている。ボールナツト１７はボ
ールナツト用のブラケツト２２を介して移動テー
ブル２３に取付けられて止めネジ３１，３１…で
固定されている。

移動テーブル２３は第２図の断面図（この断面
図は第１図のＢ−Ｂ線における断面図である）に
示すように、その両側部にガイド軸受け用のブラ
ケツト３３，３３…が形成されたものであり、こ
れらのブラケツト３３，３３に各々嵌め込まれた
ガイド軸受け３４，３４…によつて基台２上に設
けられたガイド軸受け３５，３５上のガイド軸３
６，３６に摺接自在に支持されている。なお、こ
の場合、第１図に示すようにこれらのガイド軸受
け３４，３４…はガイド軸受け止め金具３７，３
７…によつて前記ブラケツト３３，３３…に各々
固定される。

また、前記ブラケツト２２は前記ボールナツト
１７の外周面１８ａと接する部分に幅Ｗ、深さｈ
の周溝（空隙）２４ａ，２４ｂが形成されるとと
もに、第３図の断面図（この断面図は第１図のＡ
−Ａ線での部分断面図である）に示すようにこれ
らの周溝２４ａ，２４ｂを連通させるスキ間継ぎ
溝２５ａ，２５ｂが形成され、さらにその下端側
に前記一方の周溝２４ａと外部とを連通させるた
めの排出口２６が形成されたものであり、前記他
方の周溝２４ｂの上部にはこブラケツト２２と前
記移動テーブル２３とを貫通する気体通路２７が
形成されるとともに、この気体通路２７の上部に
は気体注入用の接栓２８がネジ込まれている。接
栓２８はその側部に気体用ホースを取り付けるた
めの受口２９が設けられるとともに、この受口２
９からそのネジ部まで気体通路用の穴が開けられ
たものであり、前記受口２９に接続されたホース
３０を介して前記気体通路２７に気体を送り込め
るようになつている。

このようにこの実施例においては、ブラケツト
２２にボールナツト１７の外周面１８ａを囲むよ
うにして周溝２４ａ，２４ｂおよびこれらを連通
させるスキ間継ぎ溝２５ａ，２５ｂを形成すると
ともに、一方の周溝２４ｂの上部に気体通路２７
を形成して、この気体通路２７の上部にある接栓
２８のホース３０と前記周溝２４ｂとを連通さ
せ、かつ地方の周溝２４ａの下部には排出口２６
を形成して前記周溝２４ａと外部空間とを連通さ
せるようにしたので、ホース３０から常温または
冷却した気体例えば空気、二酸化炭素、ちつ素な
どの気体を送り込めば、この気体が接栓２８、気
体通路２７を順次通過して前記周溝２４ａ，２４
ｂ内に供給され、ここでボールナツト１７および
ボールネジ４から熱を奪つた後に排出口２６から
外部に排出される。したがつて、ボールネジ４お
よびボールナツト１７から構成されるボールネジ
機構３２が発熱した時に、ホース３０から気体を
送り込むだけでこれを冷却することができる。し
かもこの場合、ホース３０から送り込む気体の温
度を常温または常温付近の温度にすれば、この気
体を前記周溝２４ａ，２４ｂ内に大量に供給して
もボールネジ機構３２が常温以下にはならないか
ら、このボールネジ機構３２の発熱の有無にかか
わらず気体を常時送り込むだけでこのボールネジ
機構３２を常に最適な温度に保つことができる。

また、予め冷却した気体を周溝２４ａ，２４ｂ
内に送り込むようにすれば、ボールネジ機構３２
の発熱量が大きい場合においても、この熱をボー
ルネジ機構３２の外部に排出してその温度上昇を
防止することができる。しかもこの場合、ボール
ネジ機構３２の発熱量に応じて気体の冷却温度を
変えるようにすれば、気体の送り込み量をあまり
変化させることなくボールネジ機構３２の温度を
最適温度にすることができる。また、前記周溝２
４ａ，２４ｂおよび気体通路２７はブラケツト２
２、移動テーブル２３およびボールナツト１７の
熱が蓄積され易い部分に形成されているから、前
記気体通路２７内および周溝２４ａ，２４ｂ内を
通過する気体にボールネジ機構３２が発生した熱
を効率よく伝達することができ、ボールネジ機構
３２を効率よく冷却することができる。さらに上
述した実施例では、周溝２４ａ，２４ｂの上下端
をスキ間継ぎ溝２５ａ，２５ｂで継ぐとともに、
一方の周溝２４ｂの真上に気体通路２７の吐出口
があるので、気体通路２７から吐出される気体を
これらの周溝２４ａ，２４ｂの上部で２分して、
その一方をボールナツト１７の奥側（図において
奥側）の外周面１８ａに沿つて排出口２６に導く
ことができるとともに、その他方をボールナツト
１７の手前側の外周面１８ａに沿つて前記排出口
２６に導くことができるからこのボールナツト１
７およびボールネジ４を周囲から均等に冷却する
ことができる。

またこの実施例においては、周溝２４ａ，２４
ｂ内に送り込まれた気体を排出口２６から外部に
直接排出するようにしているが、この部分にホー
スを付けてこれらの周溝２４ａ，２４ｂから排出
される気体を所定場所に導いて放出したり、放熱
器に供給して放熱させた後、再びこれを使用する
ようにしても良い。

次にこの発明における冷却装置を具備したボー
ルネジ機構が適用されたものの１つであるタレツ
トプレス装置について説明する。

第４図はこの発明による冷却装置を具備するタ
レツトプレス装置の斜視図である。この図に示す
ように、このタレツトプレス装置４４は上述した
実施例に示すようなボールネジ機構３２−ｄ，３
２−ｅを互いに直交する配置し、これらのボール
ネジ機構３２−ｄ，３２−ｅで板金（ワークピー
ス）４５を位置決めしてタレツトバンチプレス部
４６でこの板金４５をプレスするものであり、基
台２上にある一方の動力源１−ｄによつてボール
ネジ４−ｄを回転させれば、第１の移動テーブル
２３−ｄおよびこの移動テーブル２３−ｄ上に載
せられている第２の移動テーブル２３−ｅがＸ方
向（あるいは−Ｘ方向）に移動し、また前記第１
の移動テーブル２３−ｄ上にある他方の動力源１
−ｄによつてボールネジ４−ｅを回転させれば、
これに対応して前記第２の移動テーブル２３−ｅ
のみがＹ方向（あるいは−Ｙ方向）に移動するよ
うになつている。

しかして、作業データに応じて前記位置決めサ
ーボ用動力源１−ｄ，１−ｅを付勢すれば、第２
の移動テーブル２３−ｅに固定されたワークピー
ス４５をＸ方向、Ｙ方向（あるいは−Ｘ方向、−
Ｙ方向）のいずれの方向へも任意に移動させてワ
ークピース４５の位置決めを行なうことができ、
タレツトプレス部４６でこれをプレスすることが
できる。そしてこの場合このワークピース４５を
移動させるボールネジ機構３２−ｄ，３２−ｅは
この発明による冷却装置で冷却されているからボ
ールネジ機構３２−ｄ，３２−ｅが発熱してもそ
の温度上昇が防止され、熱膨張による誤差の発生
が防止される。これにより、ワークピース４５の
高速位置決めと高精度位置決めとの両方を同時に
満足させることができ、加工コストの低減化およ
び加工速度の高速化を達成することができる。

以上説明したように、この発明によるボールネ
ジ機構の冷却装置は、ボールネジ機構を構成する
ボールナツトと移動テーブルの間においてボール
ナツトの外周面に沿つて連続して円筒状に形成し
た密閉形の空〓に外部気体を供給して、発熱が集
中するボールナツトの全外周から放熱させるよう
にしたので、ボール案内用の往復溝を対接面の
夫々に有する精密部品としてのボールナツト及び
ボールネジの壁面又は壁内に冷却媒体用通路等の
加工を施こす必要もなく、強度及び精度の点で優
れた標準のボールネジとボールナツトが使用出
来、比較的簡単で製作及び調整の容易な構造によ
り効率的な発熱の除去が可能となる。また冷却気
体がボールネジ外周の潤滑油を吹き飛ばしたり、
ボールネジ全体を伸縮させて悪影響を与えるとい
うこともなく、ボールネジを高速回転させた場合
においてもボールネジ機構の温度上昇を防止する
ことができ、その高速位置決めと高精度位置決め
とを同時に構成することができる。

また、ボールナツト外周部と移動テーブルの取
付部の間の、冷却気体が供給される空〓は、ボー
ルナツトの外周面に沿つて連続して円筒状に形成
された密閉形の比較的少容量の空〓であることか
ら、冷却気体の圧力、流速及び温度を自由に設定
できることから冷却効率が良好でその調整も容易
となる。

また、冷却媒体として気体を用いたところか
ら、その排出処理も容易で、既設のボールネジ機
構にも容易に外嵌して取り付けることが出来、さ
らに冷却媒体としてオイルを用いるもののような
火災の危険もなく安全性の点でも優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による冷却装置の実施例を適
用したボールネジ機構の断面図、第２図は第１図
のＢ−Ｂ線における断面図、第３図は第１図のＡ
−Ａ線における断面図、第４図はこの発明による
冷却装置を具備したボールネジ機構を適用したタ
レツトプレス装置の一例を示す図である。 ４……ボールネジ、１７……ボールナツト、２
１……ボール、２２，２２−ｂ……ブラケツト
（接続金具）、２３，２３−ｂ，２３−ｄ，２３−
ｅ……移動テーブル、２４ａ，２４ｂ……周溝
（空隙）、２７，２７−ｂ……気体流路、３２，３
２−ｂ，３２−ｄ，３２−ｅ……ボールネジ機
構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ボールネジ４を回転させることにより、前記
   ボールネジ４に装着されているボールナツト１７
   を直線連動させて前記ボールナツト１７に取り付
   けられた移動テーブルを直線移動させるボールネ
   ジ機構において、 前記ボールナツト１７の外周面と、前記移動テ
   ーブルに前記ボールナツト１７をはめ合せ取り付
   けるために前記移動テーブルに設けた穴の内周面
   と、の間に、ボールナツト１７の外周面に沿つて
   連続して円筒状に設けられた、外部気体を導入貯
   留するための密閉形の空〓と、 前記ボールネジ機構を冷却する気体を前記移動
   テーブルの外部から前記空〓に導く気体通路及び
   前記空〓から前記気体を外部に排出するための排
   出口と、 を具備したことを特徴とするボールネジ機構の冷
   却装置。