JPH05209663A - 複合運動駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ボールねじスプライン以外にガイドバーに沿っ
て長手方向に配設された従来の単一機能のみを有するス
プライン軸を不要にすることができ、このため装置の小
型・軽量化を図ることを目的とする。 【構成】固定フレーム１，２間の両ガイドバー３，４に
は第１及び第２のサドル５，６をそれぞれ往復直線移動
可能に案内支持する。又、前記第１サドル５にはボール
ねじスプライン９に螺合される第１ボールねじナット１
３を固定する。さらに、第２サドル６の上面にはボール
ねじスプライン９に嵌合されるボールスプライン筒２５
と、ボールねじスプライン９に螺合される第２ボールね
じナット３７をそれぞれ所定位置において回転可能に支
持する。さらに、ボールスプライン筒２５の回転運動を
第２ボールねじナット３７に減速して伝達する変速機構
Ｋを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は例えばトランスファ・
マシンにおいて、トランスファ駆動装置の複数のトラン
スファバーを同期して互いに異なるストロークで往復直
線移動することができるようにした複合運動駆動装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種トランスファ・マシンのト
ランスファ駆動装置として、特に同一のモータで二本の
トランスファバーを互いに異なるストロークで同期駆動
するものに、特公平２−５５４６号公報に示すものが提
案されている。このトランスファ駆動装置においてはフ
レームに支持したガイドバーに沿ってそれぞれ往復直線
移動自在に第１，第２のサドルを設け、前記ガイドバー
と平行に同じくフレームに対し所定位置においてモータ
により正逆回転可能にボールねじを支持している。又、
第１サドルに固定した第１ボールねじナットに前記ボー
ルねじを螺合して、該ボールねじが回転されると、第１
ボールねじナットを介して、第１サドルが往復直線移動
されるようになっている。

【０００３】前記フレームには前記ボールねじと平行に
スプライン軸を所定位置において、回転に支持するとと
もに、前記ボールねじとスプライン軸の基端部間に互い
に噛み合う第１駆動ギヤ及び第１被動ギヤを嵌合してボ
ールねじの回転をスプライン軸に減速して伝達するよう
になっている。さらに、前記第２サドルは前記ボールね
じとスプライン軸とに跨がるよう支持されており、第２
サドルに対し回転可能に支持したスプライン筒は、前記
スプライン軸に形成したスプライン溝に沿って往復直線
移動可能に、かつ該スプライン軸と同期回転可能に嵌合
され、該スプライン筒の外周には第２駆動ギヤが嵌合さ
れている。同じく第２サドルには前記ボールねじに螺合
される第２ボールねじナットが回転可能に支持され、該
第２ボールねじナットには前記第２駆動ギヤと噛み合う
第２被動ギヤが連結されている。

【０００４】上記のように構成されたトランスファ駆動
装置において、前記モータが回転されて、ボールねじが
回転されると、第１ボールねじナットを介して、第１サ
ドルがガイドバーに沿って往復直線移動され、これと同
期して第１及び第２のギヤ機構によりスプライン軸が減
速して回転され、さらに第２駆動ギヤ及び第２被動ギヤ
を介して第２ボールねじナットが減速して回転されるの
で、第２サドルもガイドバーに沿って第１サドルより遅
い速度で同期して往復直線移動される。これにより二本
のトランスァバーを互いに異なるストロークで同期駆動
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
トランスファ駆動装置においては、第２サドルに設けた
第２駆動ギヤを該第２サドルの移動ストロークと同じ距
離だけ案内するために、前記スプライン軸をフレームに
沿って長手方向全長にわたって配設する必要があり、こ
のため占有スペースが増大し、装置の小型・軽量化を図
ることができないという問題があった。

【０００６】この発明の目的は単一機能のみを有するス
プライン軸を省略して、装置の小型・軽量化を図ること
ができる複合運動駆動装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するため、フレームに支持したガイドバーに沿ってそ
れぞれ往復直線移動自在に複数のサドルを設け、前記フ
レームにはモータにより正逆回転されるボールねじスプ
ラインを前記案内レールと平行に、かつ回転自在に支持
し、前記１つのサドルには前記ボールねじスプラインの
ボールねじ溝に螺合されたボールねじナットを固定し、
他のサドルには前記ボールねじスプラインのボールスプ
ライン溝に係合されたボールスプライン筒及び前記ボー
ルねじスプラインのボールねじ溝に螺合されたボールね
じナットを所定位置においてそれぞれ回転可能に支持す
るとともに、前記ボールスプライン筒とボールねじナッ
トとを、これらと同一サドル上に装着した変速機構によ
り連動連結するという手段をとっている。

【０００８】

【作用】この発明はモータによりボールねじスプライン
が回転されると、１つのサドルに固定されたボールねじ
ナットを介して１つのサドルが直線移動される。同時
に、このボールねじスプラインの回転運動は他のサドル
上に回転可能に設けたボールスプライン筒に伝達され、
このボールスプライン筒の回転運動が同じく他のサドル
上に回転可能に支持されかつボールねじスプラインに螺
合されたボールねじナットに変速機構を介して伝達され
る。このため、他のサドルは前記１つのサドルの往復直
線移動の速度と異なる速度で、すなわち異なるストロー
クで往復直線移動される。

【０００９】この発明は単一のボールねじスプラインの
回転運動のみによって、複数のサドルを同期して互いに
異なるストロークで往復直線移動することができ、単一
機能を有するスプライン軸を不要にして装置の小型・軽
量化を図ることができる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の複合運動駆動装置をトラン
スファ駆動装置に具体化した第１実施例を図１〜図１０
に基づいて説明する。

【００１１】図１に示すように一対の固定フレーム１，
２の間には二本のガイドバー３，４が互いに平行に連結
固定されている。両ガイドバー３，４には第１サドル５
及び第２サドル６がそれぞれ往復直線移動可能に装着さ
れている。さらに、前記第１，第２のサドル５，６には
第１トランスファバー７及び第２トランスファバー８が
カムフォロア７ａ，８ａを介して上下動可能に連結され
ている。

【００１２】前記固定フレーム１，２の中央部にはボー
ルねじスプライン９が前記ガイドバー３，４と平行に、
かつ所定位置においてベアリング１０，１１により回転
可能に支持されている。このボールねじスプライン９に
はボールねじ溝９ａと、ボールスプライン溝９ｂが形成
されている。一方のフレーム１の側面に固着した駆動用
モータ１２の回転軸は前記ボールねじスプライン９の基
端（左端）部に連結され、該ボールねじスプライン９を
所定位置において正逆回転できるようにしている。

【００１３】前記第１サドル５には前記ボールねじスプ
ライン９のボールねじ溝９ａに螺合された第１ボールね
じナット１３が固定されている。このボールねじナット
１３は図３に示すように、その外周面が固定ホルダー１
４の内周面に対してキー１６により回転不能に嵌挿され
るとともに、固定ホルダー１４はボルト１６により前記
第１サドル５の上面に固着されている。又、前記第１ボ
ールねじナット１３は円筒形状をなし、その内周面に前
記ボールねじ溝９ａと同一ピッチでボール転送溝１７ａ
を刻設したナット本体１７と、このナット本体１７の両
端に取り付けられた側蓋１８，１８とにより構成されて
いる。又、ナット本体１７にはナット１３とボールねじ
スプライン９との間に介在される多数のボール１９…を
循環させるためのボール逃げ穴１７ｂ，１７ｂが２箇所
に設けられている。さらに前記側蓋１８，１８にはボー
ルねじスプライン９のボールねじ溝９ａとナット本体１
７のボール転送溝１７ａとの間に介在するボール１９を
ボール逃げ穴１７ｂに逃がすための方向転換溝１８ａが
設けられている。そして、前記ボールねじ溝９ａ、ボー
ル転送溝１７ａ、ボール方向転換溝１８ａ及びボール逃
げ穴１７ｂによって、ボール循環路を形成して、ボール
を整列循環するようにしている。前記側蓋１８には取付
リング２０が固定され、該取付リング２０はボルトによ
り固定ホルダー１４に固定されている。

【００１４】従って、モータ１２によりボールねじスプ
ライン９が回転されると、そのボールねじ溝９ａ及びナ
ット本体１７のボール転送溝１７ａとの間に介在する負
荷ボール１９の作用により第１ボールねじナット１３が
ボールねじスプライン９に沿って往復直線移動され、固
定ホルダー１４を介して第１サドル５が直線往復移動さ
れる。

【００１５】次に、図２及び図４〜７に基づいて、第２
サドル６上に装着されて該サドル６を前記第１サドル５
の速度よりも遅い速度で往復直線移動するようにした機
構について説明する。

【００１６】この往復直線移動機構は、概略的にみて図
２の平断面に示すように第２サドル６の上面に回転可能
に支持され、ボールねじスプライン９のボールスプライ
ン溝９ｂに軸方向に移動自在に係合されたボールスプラ
イン筒２５と、同じく第２サドル６の上面に回転可能に
支持され、ボールねじスプライン９のボールねじ溝９ａ
に螺合された第２ボールねじナット３７と、前記ボール
スプライン筒２５の回転運動を減速して前記第２ボール
ねじナット３７に伝達するための変速機構Ｋとにより構
成されている。そして、ボールねじスプライン９が回転
されると、ボールスプライン筒２５が回転され、該スプ
ライン筒の回転が変速機構Ｋを介して第２ボールねじナ
ット３７に伝達され、これにより第２サドル６が第１サ
ドル５よりも遅い速度で移動されるようにしている。

【００１７】そこで、まず前記ボールスプライン筒２５
について説明する。このボールスプライン筒２５は円筒
状に形成され、前記ボールねじスプライン９に対しボー
ルスプライン溝９ｂに沿って相対的に往復動自在に、か
つ同期回転可能に嵌合されている。又、このボールスプ
ライン筒２５はボルト２７により第２サドル６の上面に
固定した一対の固定把持具２８，２８に対し一対のベア
リング２６を介して回転可能に支持されている。

【００１８】又、このボールスプライン筒２５の内周面
には、前記ボールねじスプライン９の外周面に刻設した
複数列のボールスプライン溝９ｂに対応して複数列のボ
ール転送溝２５ａが刻設されている。このボールスプラ
イン筒のボール転送溝２５ａと前記ボールねじスプライ
ン９のボールスプライン溝９ｂとの間には多数のボール
１９が介在されている。さらに、前記ボールスプライン
筒２５の内周には前記ボール１９を案内保持する保持器
２９が介在されている。この保持器２９は薄肉円筒形状
をなし、負荷ボール１９を案内するスリット３０が各ボ
ール転送溝２５ａの位置と対応して形成されている。
又、保持器２９の外周面には図５に示すようにボール１
９を循環させるためのボール逃げ溝３１が形成されてい
る。さらに前記スリット３０の両端部には該スリットに
沿って案内されてきた負荷ボール１９を保持器２９外周
側のボール逃げ溝３１に逃すためのボール方向転換溝３
２が設けられている。このボール方向転換溝３２にはス
リット３０の両端縁にテーパ状のすくい面３２ａが形成
されている。このすくい面３２ａによってスリット３０
に案内されてきたボール１９を円滑に方向転換させるよ
うになっている。

【００１９】従って、モータ１２によりボールねじスプ
ライン９が回転されると、前記ボールねじスプライン９
のボールスプライン溝９ｂと、ボールスプライン筒２５
のボール転送溝２５ａとの間に介在された多数の負荷ボ
ール１９を介して、該ボールスプライン筒が回転される
とともに、前記ボールねじスプライン９のボールスプラ
イン溝９ｂに沿って軸線方向へ自在に相対移動される。

【００２０】前記ボールスプライン筒２５の外周面中央
部には、半径方向外方に張り出すフランジ３３が突設さ
れており、そのフランジの外周面には後述する第１タイ
ミングベルト５２が掛装される駆動タイミングプーリ３
３ａが形成されている。

【００２１】次に、前記第２ボールねじナット３７につ
いて説明する。この第２ボールねじナット３７は、ボル
ト３９により第２サドル６の上面に固定した一対の固定
把持具４０，４０に対しベアリング３８を介して回転可
能に支持されている。この第２ボールねじナット３７は
前述した第１ボールねじナット１３と同様にボール転送
溝４１ａ及びボール逃げ穴４１ｂを形成した円筒状のナ
ット本体４１と、そのナット本体４１の両端部に接合固
定した方向転換溝４２ａを有する側蓋４２，４２とによ
り構成されている。そして、ナット本体４１の外周部に
はフランジ４３が一体に形成され、該フランジには後述
する第２タイミングベルト５５が掛装される被動タイミ
ングプーリ４３ａが形成されている。

【００２２】次に、第２サドル６の上面に配設され、前
記ボールスプライン筒２５に設けた駆動タイミングプー
リ３３ａの回転運動を、前記第２ボールねじナット３７
に設けた被動タイミングプーリ４３ａに伝達するための
変速機構Ｋについて説明する。

【００２３】第２サドル６の上面には一対の固定把持具
４９，４９が所定間隔をおいてボルトにより固定され、
両固定把持具４９，４９には連結軸４７がボールねじス
プライン９と並行にベアリング４８，４８を介して回転
可能に支持されている。前記連結軸４７の一端部には第
１アイドラタイミングプーリ５０がキー５１により一体
回転可能に嵌合されている。そして、該タイミングプー
リ５０と前記駆動タイミングプーリ３３ａに対し第１タ
イミングベルト５２を掛装している。又、前記連結軸４
７の他端部には一体にアイドラタイミングプーリ５３が
キー５４により一体回転可能に嵌合され、該タイミング
プーリ５３と前記被動タイミングプーリ４３ａには第２
タイミングベルト５５が掛装されている。

【００２４】ところで、前記駆動タイミングプーリ３３
ａの直径は、被動タイミングプーリ４３ａの直径よりも
小さく、又、前記第１及び第２のアイドラタイミングプ
ーリ５０，５３は同径に形成されている。

【００２５】次に、前記のように構成したトランスファ
駆動装置について、その作用を説明する。今、図１に示
すように第１及び第２のサドル５，６が後退（左端）位
置に停止された状態において、駆動用モータ１２が起動
されて、前記ボールねじスプライン９が所定位置におい
て正回転されると、第１ボールねじナット１３の前述し
た作用により第１サドル５がガイドバー３，４に沿って
前進される。

【００２６】この第１サドル５の前進動作と同期して、
前記ボールねじスプライン９の正回転により第２サドル
６側においては、ボールねじスプライン９のボールスプ
ライン溝９ｂとボールスプライン筒２５のボール転送溝
２５ａとの間の負荷ボール１９を介して該ボールスプラ
イン筒２５が同期して回転される。すると、該ボールス
プライン筒の回転運動が駆動タイミングプーリ３３ａ、
第１タイミングベルト５２、第１アイドラタイミングプ
ーリ５０を介して連結軸４７に伝達され、この回転運動
が第２アイドラタイミングプーリ５３、第２タイミング
ベルト５５及び被動タイミングプーリ４３ａを介して第
２ボールねじナット３７に減速して伝達される。又、ボ
ールスプライン筒２５はボールねじスプライン９上でボ
ールスプライン溝９ｂに沿って自由に往復可能であるた
め、第２ボールねじナット３７はボールねじスプライン
９上で回転しつつ該ねじ９のボールねじ溝９ａとナット
本体４１のボール転送溝４１ａ内の負荷ボール１９を介
して軸線方向に前進移動され、この結果、固定保持具４
０，４０を介して第２サドル６がガイドバー３，４に沿
って第１サドル５の移動速度よりも遅い速度で前進移動
される。

【００２７】以上のトランスファ動作により図８に示す
ように第１サドル５及び第２サドル６が実線で示す後退
位置から破線で示す前進位置に移動したとき、第１サド
ル５はピッチＰ１だけ移動し、第２サドル６はピッチＰ
１よりも短いピッチＰ２分だけ移動する。

【００２８】なお、第１及び第２のサドル５，６を後退
される場合には、前記モータ１２を逆方向に回転するこ
とにより、前述した前進動作と逆の動作により後退位置
へ移動される。

【００２９】図９に示すように前記第１，第２のトラン
スファバー７，８の１搬送サイクルにより、複数のステ
ーションＳ１〜Ｓ３に位置するワークＷａ〜Ｗｆを同一
ステーション内で小ピッチＰ２搬送したり、異なるステ
ーション間で大ピッチＰ１搬送したりすることができ
る。すなわち、図９でステーションＳ１の左位置のワー
クＷａは第１搬送サイクルでトランスファバー８により
同一ステーションＳ１の右位置へピッチＰ２の小ストロ
ーク送られ、図１０で示す次の搬送サイクルでワークＷ
ａは今度はもう一方のトランスファバー７により、ステ
ーションＳ１の右位置からピッチＰ１の大ストローク送
られ、次のステーションＳ２の左位置へ送られる。この
ようにして搬送サイクルが繰り返される。

【００３０】次に、この発明の第２実施例を図１１に基
づいて説明する。この第２実施例においては、第１サド
ル５の上面にボールスプライン筒２５及び第２ボールね
じナット３７を支持するとともに、変速機構Ｋを配設し
ている。さらに、連結軸４７の一端部に前記第２アイド
ラタイミングプーリ５３に代えて、第２アイドラギヤ５
６を嵌合固定するとともに、該ギヤ５６に噛み合う被動
ギヤ５７を前記第２ボールねじナット３７のナット本体
４１の外周に嵌合固定している。さらに、第２サドル６
の上面には図示しないが第１ボールねじナット１３を装
着している。

【００３１】従って、この第２実施例ではボールねじス
プライン９が回転されると、連結軸４７の回転運動がギ
ヤ５６，５７により第２ボールねじナット３７に前記第
１実施例の回転方向と反対方向に伝達されるため、第１
サドル５が第２サドル６よりも高速で前進又は後退移動
される。

【００３２】又、第２実施例においてはボールねじスプ
ライン９の回転数を前記第１実施例と比較して少なくし
ても、同様の移動ピッチＰ１，Ｐ２が容易に得られると
いう利点がある。

【００３３】次に、図１２によりこの発明の第３実施例
について説明する。この第３実施例においては前述した
第１実施例において第２実施例で使用した駆動ギヤ５６
と被動ギヤ５７を使用するとともに、両ギヤの間にさら
に中間ギヤ５８を支持軸５９により回転可能に支持して
いる。

【００３４】従って、この第３実施例においては前述し
た第１実施例と同様にボールスプライン筒２５の回転方
向と第２ボールねじナット３７の回転方向が同じになる
ので、第１サドル５が第２サドル６よりも速く往復直線
移動される。

【００３５】なお、この発明は前記各実施例に限定され
るものではなく、次のように具体化することもできる。 （１）各実施例において、ボールスプライン筒２５の回
転をギヤを介して連結軸４７に伝達するようにするこ
と。

【００３６】（２）変速機構Ｋの変速比を段階的又は無
段階的に調節することができる調節機構（図示略）を設
けること。 （３）前述したトランスファ駆動装置以外の複合運動駆
動装置に具体化すること。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明は送り駆
動軸にボールねじスプラインを用いたことにより、ガイ
ドバーに沿って長手方向に配設された従来のスプライン
軸を設ける必要がなく、複数のサドルを互いに異なるス
トロークで同期駆動することができ、このため装置の小
型・軽量化を図ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明をトランスファ駆動装置に具体化した
第１実施例を示す略体平断面図である。

【図２】第２サドル上に装設したボールスプライン筒、
第２ボールねじナット及び変速機構を示す平断面図であ
る。

【図３】第１サドル５上に固着した第１ボールねじナッ
トを示す平断面図である。

【図４】ボールスプライン筒を示す断面図である。

【図５】保持器の正面図である。

【図６】保持器の横断面図である。

【図７】保持器の負荷ボールの作用を示す部分断面図で
ある。

【図８】トランスファ駆動装置の動作を示す略体平面図
である。

【図９】トランスファ駆動装置の動作を説明するための
模式図である。

【図１０】トランスファ駆動装置の動作を説明するため
の模式図である。

【図１１】この発明の第２実施例を示す第１サドル付近
の平面図である。

【図１２】この発明の第３実施例を示す第２サドル付近
の平面図である。

【符号の説明】

１，２ 固定フレーム、３，４ ガイドバー、５ 第１
サドル、６ 第２サドル、７ 第１トランスファバー、
８ 第２トランスファバー、９ ボールねじスプライ
ン、９ａ ボールねじ溝、９ｂ ボールスプライン溝、
１２ 駆動用モータ、１３ 第１ボールねじナット、１
４ 固定ホルダー、１７ ナット本体、１７ａ ボール
転送溝、１９ ボール、２５ ボールスプライン筒、３
３ａ 駆動タイミングプーリ、３７ 第２ボールねじナ
ット、４０ 固定把持具、４１ ナット本体、４３ａ
被動タイミングプーリ、４７ 連結軸、５０ 第１アイ
ドラタイミングプーリ、５２ 第１タイミングベルト
５３ 第２アイドラタイミングプーリ、５５ 第２ダイ
ミングベルト、５６ 駆動ギヤ、５７ 被動ギヤ、Ｋ変
速機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレームに支持したガイドバーに沿って
   それぞれ往復直線移動自在に複数のサドルを設け、前記
   フレームにはモータにより正逆回転されるボールねじス
   プラインを前記案内レールと平行に、かつ回転自在に支
   持し、前記１つのサドルには前記ボールねじスプライン
   のボールねじ溝に螺合されたボールねじナットを固定
   し、他のサドルには前記ボールねじスプラインのボール
   スプライン溝に係合されたボールスプライン筒及び前記
   ボールねじスプラインのボールねじ溝に螺合されたボー
   ルねじナットを所定位置においてそれぞれ回転可能に支
   持するとともに、前記ボールスプライン筒とボールねじ
   ナットとを、これらと同一サドル上に装着した変速機構
   により連動連結したことを特徴とする複合運動駆動装
   置。