JPH0529652U - ねじ軸用中間サポート装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】テーブル移送装置のテーブルの移動方向へ、制
御されて移動できる中間サポート装置を提供する。 【構成】両端部を回転自在に支持されたねじ軸１に螺合
されるナット２２と、そのナット２２と並列に配した直
線案内装置１０のスライダ１２と、スライダ１２とナッ
ト２２とを連結するとともにナット２２を転がり軸受２
３を介して回転自在に支持する連結部材２６と、この連
結部材２６に取付けられ前記ナット２２の回転を拘束す
るブレーキ装置３０とを備えた構成である。ブレーキ装
置３０をオン・オフさせてナット２２を自由回転させた
り、連結部材に拘束して移動を制御し、ねじ軸を最適位
置で支持してその固有振動数を高める。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば高速テーブル送り装置に用いられるような、支持間距離の長 い送りねじの危険速度を回避するため、送りねじ軸の中間を支持するねじ軸用中 間サポート装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

工作機械や半導体製造装置のマウンター等のテーブルを、送りねじ軸を備えた テーブル送り装置により高速で送る場合、ねじ軸の回転周期がねじ軸の固有振動 数と一致すると共振して危険である。この危険速度はねじ軸の支持間長さの２乗 に反比例するから、テーブルストロークが長い場合には、ねじ軸の支持間が長く なり危険速度が急激に低下する。送り速度の高速化に伴い送りねじの回転数も高 い範囲で使われるようになってきており、危険速度領域が使用される場合がある 。このような場合、中間サポート装置を設けて、ねじ軸の支持スパンを短くし固 有振動数を高くすることが知られている。

【０００３】 従来のこの種の中間サポート装置としては、例えば本出願人が先に提案した特 開平２−４７３７号公報に示されるものがある。このものは、両端部を軸受で回 転自在に支持されたねじ軸にナット（テーブルに一体的に取付けられる）が螺合 されており、そのナットの軸方向の両側に（前後に）、ねじ軸方向に移動自在で ねじ軸のラジアル荷重を受ける２個の送りねじ支持部（すべり軸受）を持つ前後 一対の中間サポートを配設するとともに、連結棒で連結している。そして、ねじ 軸を挟んで、左右両サイドに一対のリニアガイド装置を平行に配設し、そのリニ アガイド装置の案内レール上を走行するスライダでテーブルを支承するとともに 、共通の案内レール上を走行する他のスライダで前記中間サポートを支承するよ うにしたものである。

【０００４】 一対の中間サポートの送りねじ支持部の間に、送りねじの回転によって移動す るナットが位置しており、テーブル送り時には、まずナットが送り方向に中間サ ポート間の距離だけ移動して一方の中間サポートに当接し、そのナットに押され て、連結した両中間サポートが共に移動する。 テーブル戻し時には、ナットが上記の反対方向に中間サポート間の距離だけ移 動し、他方の中間サポートに当接すると、以後、両中間サポートと連動して停止 位置まで移動する。

【０００５】 ナットの停止は、端部に配設されたリミットスイッチに一方の中間サポートを 当てて作動させ、回転駆動装置を停止させることで行う。回転駆動装置の停止で ねじ軸の回転が止まる。ねじ軸の回転が停止すると同時に、ナットとテーブルと 中間サポートが停止する。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来例にあっては、中間サポートは一方がナットに当接し て連動し移動するものであるから、中間サポートによりテーブルの高速移動が妨 げられ移動速度が遅くなるという問題点があった。 そこで本考案は、テーブルの移動方向へ、制御されて移動する中間サポート装 置を提供して上記従来の問題点を解決することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案のねじ軸用中間サポート装置は、両端部を回転自在に支持されたねじ軸 に螺合されるナットと、そのナットと並列に配した直線案内装置のスライダと、 該スライダと前記ナットとを連結するとともに前記ナットを転がり軸受を介して 回転自在に支持する連結部材と、その連結部材に取付けられ前記ナットの回転を 拘束するブレーキ装置とを備えている。

【０００８】

【作用】

ブレーキ装置が作動しない状態で、ねじ軸が回転すると、転がり軸受を介して 支持されているナットがねじ軸と共に回転する。転がり軸受は空回りしてねじ軸 の回転を逃がす。そのため中間サポート装置は軸方向に移動しないで任意の位置 に停止している。一方、ブレーキ装置が作動すると、ナットは連結部材に一体的 に固定されてその回転が拘束される。そのため、このブレーキオンの状態で、ね じ軸の回転により、中間サポート装置は並列に配したスライダを介して直線案内 装置に案内されつつ、軸方向に移動する。

【０００９】 ねじ軸の回転に合わせてブレーキ装置の作動を制御することにより、テーブル 装置のテーブルの動きとは独立して、ねじ軸上の任意の位置に中間サポート装置 を移動させることができる。 このようにして、ねじ軸の端部とナットとの間の最適な箇所に中間サポート装 置を停止させて、ねじ軸の長い支持間長さ（支持スパン）を短く分割し、固有振 動数を高くすることにより、危険速度を高める。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面を参照して説明する。 図１は本考案の一実施例を示すねじ軸用中間サポート装置を備えたテーブル送 り装置の平面図（ただし、テーブルは省略）、図２はその要部拡大図である。 図において、１はボールねじのねじ軸、２はこのねじ軸１に螺合されたボール ねじのナットである。ねじ軸１の両端部は、ベース３に固着された２個の固定軸 受ユニット４，４にそれぞれ取付けた軸受５で回転自在に支持される。一方の軸 端はカップリング６を介してモータＭに連結されている。ナット２は、ナットハ ウジング７を介してテーブル８に取付けられている。そのテーブル８は、移動方 向に対して左右の両サイドを、ベッド３上にねじ軸１と平行に取付けた１対の直 線案内装置（リニアガイド装置）１０で支承されている。

【００１１】 リニアガイド装置１０は、図３に示されるように、軸方向に長く延びる案内レ ール１１と、その上に移動可能に跨架したスライダ１２（図３には１個のスライ ダのみが示される）とを備えている。案内レール１１の両外側面には軸方向にボ ール転動溝１３が形成されている。これに対して、スライダ１２のスライダ本体 １２Ａの両袖部１４の内側面に、上記ボール転動溝１３に対向する図示されない ボール転動溝が形成されている。そして、これらの向き合わせた両ボール転動溝 の間には多数のボールが転動自在に装填され、そのボールの転動を介して、スラ イダ１２が案内レール１１上を軸方向に滑らかに移動するようになっている。こ のスライダ１２の移動につれて、ボールは、スライダ１２の内部に形成されたエ ンドレスのボール循環路を循環する周知の構成である。

【００１２】 上記リニアガイド装置１０の案内レール１１は、ねじ軸１の両端の軸受ハウジ ング４，４の間において、ボルト挿通孔１８に挿通したボルトでベッド３に固定 され、一対をなしてねじ軸１と平行に芯出しされている。各案内レール１１，１ １には、それぞれ４個づつのスライダ１２が計８個、跨架してはめこまれている 。そのうち内側の４個のスライダ１２は、ボルト孔１９に挿通したボルトＢ１で 、テーブル８の下面の四隅に固定され、テーブル８をその進行方向に対し上下左 右に振れ止めに支承している。

【００１３】 これに対して、外側のスライダ１２の上面には、ねじ軸１のラジアル荷重を受 ける一対の中間サポート装置２０Ａ，２０Ｂが、それぞれに取付けられている。 すなわち、テーブル８と中間サポート装置２０Ａ，２０Ｂとが、スライダ１２を 介して共通の案内レール１１上を移動するように配設されている。この実施例の 中間サポート装置２０Ａ，２０Ｂは、ナット２に取付けたテーブル８を挟んで、 その軸方向の前後両側に位置され、連結棒２１で連動的に連結されている。

【００１４】 以下に、中間サポート装置２０Ａ，２０Ｂについて、図３を参照しつつ更に詳 細に説明する。両者は同じものであるから、一方の中間サポート装置２０Ａのみ を説明する。 ボールねじのねじ軸１に、上記ナット２と同様のボールねじのナット２２が、 図示されないボールを介して螺合されている。このナット２２の胴部の外周面に 転がり軸受であるボールベアリング２３が嵌着されている。その内輪２３ａは、 更に続けて嵌着するとともにナット２２にボルトＢ２で取付けた円筒状の内輪押 さえ２４で、ナット２２に固定されている。前記内輪押さえ２４の側面には径方 向に張り出した円板状の固定ブレーキシュー２５が同軸に形成されている。

【００１５】 ボールベアリング２３の外輪２３ｂは、両案内レール１１，１１間に架け渡し た連結部材２６の中心部に開口するナット挿通孔２７の内周面に嵌合されるとと もに、外輪押さえ板２８で固定されている。こうして、ナット２２は、ボールベ アリング２３を介して回転自在に連結部材２６に連結して支持されている。その 回転部材２６の一端は、一方の案内レール１１に跨架された外側のスライダ１２ の上面にボルトＢ３で固定されている。また、他端は、他方の案内レール１１の 外側のスライダ１２の上面に、ボルトＢ３で固定されている。このようにねじ軸 １を挟んで対向する両スライダ１２を連結した連結部材２６は、ナット２２を挟 んで両側の位置に取り付けた一対のブレーキ装置３０を備えている。このブレー キ装置３０は、連結部材２６に固定された電磁ブレーキ本体３０ａと、そのオン ・オフ動作で軸方向に進退する可動ブレーキシュー３１とを備え、この可動ブレ ーキシュー３１が前記固定ブレーキシュー２５に対向配置されている。電磁ブレ ーキ本体３０ａに通電することで可動ブレーキシュー３１を引きつけて固定ブレ ーキシュー２５を押圧し、ナット２２の自由回転を拘束するように構成されてい る。

【００１６】 なお、図１に示すように、べース３の左右両端付近に、ピストンシリンダを用 いたショックアブソーバ３５が配設して、中間サポート２０Ａ，２０Ｂが軸受ユ ニット４に衝突することを防止している。また、テーブル８の下面には、前記シ ョックアブソーバ３５に対向する姿勢で他のショックアブソーバ３６が固定され ている。

【００１７】 次に作用を説明する。 機械テーブル８と中間サポート２０Ａ，２０Ｂの案内を、リニアガイド装置１ ０の案内レール１１を共用して共通に行うから、送りねじ装置の取付けに当たっ て、ねじ軸１に対する案内レール１１の芯出しを行うのみでよく、作業が極めて 容易にできる。

【００１８】 運転時は、モータＭに通電してねじ軸１を正転（又は逆転）駆動する。その回 転方向に応じて、ナット２が軸方向の所定方向、例えば図１で左方（又は右方） に移動し、これに伴って機械テーブル８がその両サイドをリニアガイド装置１０ ，１０に案内されつつ滑らかに直線移動する。このとき、ねじ軸１の支点間距離 Ｌが長いと、Ｌ² の値に反比例する危険速度の値が小さいから、ねじ軸１は比較 的低速で共振するおそれがある。しかし、この実施例では中間サポート２０Ａ， ２０Ｂでねじ軸１の中間を支持するから、支点間距離が短縮されて危険速度は大 幅にアップされ、ねじ軸１が高速回転しても共振しにくい。

【００１９】 従来であれば、テーブル８が図１で左方に移動し続けて、ナット２が左側の中 間サポートに当接すると、以後、テーブル８は中間サポート及びこれに連結棒で 連結された中間サポートと連動して左方に移動するものであった。したがって、 テーブル８の高速移動が中間サポートにより妨げられることになっていた。 これに対して、本実施例の中間サポート２０Ａ，２０Ｂは、テーブル８の移動 に応じて、移動させることができる。しかもその移動を任意に制御することが可 能である。すなわち、中間サポート２０Ａ，２０Ｂの電磁ブレーキ本体３０ａに 通電すると、可動ブレーキシュー３１が引きつけられて固定ブレーキシュー２５ を押圧し、ナット２２の自由回転を拘束する。このナット拘束状態でねじ軸１が 回転することによりナット２２が移動するから、中間サポート２０Ａ，２０Ｂが 案内レール１１に案内されつつ滑らかに移動する。電磁ブレーキ本体３０ａへの 通電を止めると、図示されない内蔵ばねの復元力で可動ブレーキシュー３１が解 除位置に復帰して、固定ブレーキシュー２５との係合が解除される。この開放状 態では、ボールベアリング２３に支持されたナット２２は回転自由であり、ねじ 軸１が回転しても移動しない。

【００２０】 こうして、ブレーキ装置３０をオン・オフしてナット２２の回転を拘束・開放 することにより、中間サポート２０Ａ，２０Ｂの移動・停止を自在に制御するこ とが可能であり、テーブル８の移動中（すなわちねじ軸１の回転中）、ねじ軸１ の中間の最適箇所を支持することができる。 この実施例の場合は、二組の中間サポート２０Ａ，２０Ｂが連結棒２１で連結 されており、いずれか一方の中間サポートを制御するのみで、両者を同期させて 稼働させることができる。連結棒２１を用いる目的は、ブレーキオフ状態での 各中間サポート２０Ａ，２０Ｂの微小なずれを相互の拘束で相殺させるためと、 中間サポート２０Ａ，２０Ｂの相互間距離およびストロークを機械的に設定す るためである。

【００２１】 なお、二組の中間サポート２０Ａ，２０Ｂは連結棒２１で必ずしも連結しなく てもよい。その場合は、各中間サポート２０Ａ，２０Ｂを独立に制御する。 また、二組の中間サポート２０Ａ，２０Ｂをテーブル８の前後に配したものを 示したが、ねじ軸１の長さ、あるいはねじ軸１の両端の支持方式等により、いず れか一方のみにしても良い。

【００２２】 また、必要によっては、ブレーキ装置３０を常時開放状態におき、中間サポー ト２０Ａ，２０Ｂの移動は、ターブル８に取り付けたショックアブソーバ３６を 中間サポート２０Ａ，２０Ｂに当接させて、テーブル８自体で押し進めることも 可能である。 また、中間サポート２０Ａ，２０Ｂは、いずれもその左右両端部を両側の直線 案内装置のスライダ１２に連結したものを示したが、必ずしも両側のスライダに 固定する必要はなく、片側の直線案内装置のスライダ１２とナット２２との間に 懸け渡して連結するものでもよい。

【００２３】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、ねじ軸用中間サポート装置を、ねじ軸の 軸方向に制御して稼働するものとしたため、テーブルの高速移動を妨げずに任意 に移動させて、最適位置でねじ軸を支持し、その固有振動数を高めることができ るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示すねじ軸用中間サポート
装置を備えたテーブル送り装置の平面図である。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】図１に示す直線案内装置の斜視図である。

【符号の説明】

１ ねじ軸 ２ ナット １０ 直線案内装置 １１ 案内レール １２ スライダ ２０Ａ 中間サポート ２０Ｂ 中間サポート ２３ 転がり軸受 ２６ 連結部材 ３０ ブレーキ装置

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端部を回転自在に支持されたねじ軸に
   螺合されるナットと、該ナットと並列に配した直線案内
   装置のスライダと、該スライダと前記ナットとを連結す
   るとともに前記ナットを転がり軸受を介して回転自在に
   支持する連結部材と、該連結部材に取付けられ前記ナッ
   トの回転を拘束するブレーキ装置とを備えたねじ軸用中
   間サポート装置。