JPH0658383A - 変位伝達機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 〔目的〕ミスアライメント等に起因する駆動側部材と非
駆動側部材との間の相対変動を吸収できるようにする。 〔構成〕駆動スライド３とテーブル７との間を、一面が
円形の皿状に凹んだ台座１２と、この台座１２の円形の
皿状に凹んだ部分に三角錐状に配置された四つの球１３
ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄと、台座１２に接触してい
ない球１３ａを台座１２に向けて垂直に押圧する板バネ
１８とを介して連結し、且つ、前記押圧方向を、駆動ス
ライド３及びテーブル７の変位方向に対して直交させ
た。 〔効果〕駆動スライド３とテーブル７との間のヨーイン
グ，ピッチング，ローリング等は、球１３ａ〜１３ｄの
転がりによって吸収され、駆動スライド３とテーブル７
との間の距離の変化は、板バネ１８の弾性変形によって
吸収されるから、テーブル７の変位には影響を与えな
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば工作機械や測
定装置等に利用される高精度なテーブル送り装置等に好
適な変位伝達機構に関し、特に、駆動側及び被駆動側間
の相対位置の変化を、簡易な構成で確実に吸収できるよ
うにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来からテーブルの送り駆動の多くには
ボールねじが利用されているが、ボールねじのナットを
直接テーブルに固定すると、ボールねじの雄ねじの曲が
りや、テーブルと雄ねじの取付平行度等のミスアライメ
ントにより、テーブルの変位方向に対して交差する方向
の力がテーブルに作用し、テーブルの送り精度が悪化す
るという不具合があるため、高い精度が要求される工作
機械や測定装置等のテーブル送り装置には、例えば、第
６図に示すような構成が採られていた。

【０００３】即ち、ベース１上のガイド２に沿って図中
左右方向に直線変位可能な駆動スライド３は、これと一
体に固定されたボールねじのナット４と、このナット４
に図示しないボールを介して螺合し且つ駆動スライド３
の変位方向と平行に延びるボールねじの雄ねじ５とによ
り、図示しない回転駆動装置の回転力を受けて直線変位
する。

【０００４】また、駆動スライド３の上面には突起６が
垂直に固定されていて、この突起６が、予圧ボルト９に
よって適度な予圧が加えられた球面座８を介して、テー
ブル７に連結されている。従って、雄ねじ５及びナット
４を介して図示しない回転駆動装置の回転力が駆動スラ
イド３に伝達されると、駆動スライド３が直線変位し、
その直線変位が、突起６及び球面座８を介してテーブル
７に伝達されるから、テーブル７は、駆動スライド３と
一体となって直線変位する。

【０００５】そして、雄ねじ５が湾曲していたり、駆動
スライド３及びテーブル７間の取付平行度等にミスアラ
イメントがあると、駆動スライド３とテーブル７とが完
全に平行には変位しないので、それらの間にヨーイング
やローリング等の相対変位が生じるが、その相対変位は
球面座８によって吸収されるので、テーブル７への影響
は小さくて済む。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の装置では、駆動スライド３及びテーブル７間の相対
変位を、球面座８が受けられる摩擦力の範囲内で吸収す
る構成であるため、相対変位の全てを吸収できるわけで
はなく、テーブル７の送り精度の悪化はさけられなかっ
た。

【０００７】この発明は、このような従来の技術が有す
る未解決の課題に着目してなされたものであり、駆動側
部材と被駆動側部材との間の相対変動を確実に吸収でき
る変位伝達機構を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の変位伝達機構は、一面が円形の皿状に凹ん
だ台座と、この台座の円形の皿状に凹んだ部分に三角錐
状に配置された四つの球と、これら四つの球の内前記台
座に接触しない球をその台座の前記一面に向けて垂直に
押圧する弾性部材と、を備えるとともに、前記弾性部材
の押圧方向が、互いに平行に変位する駆動側部材及び被
駆動側部材の変位方向に対して直交するように、前記台
座を前記駆動側部材若しくは被駆動側部材の一方に固定
し、前記弾性部材を前記駆動側部材若しくは被駆動側部
材の他方に固定した。

【０００９】

【作用】駆動側部材が変位すると、その変位は、台座，
三角錐状に配置された四つの球及び弾性部材を備えた変
位伝達機構を介して、被駆動側部材に伝達される。そし
て、駆動側部材と被駆動側部材との間にヨーイング，ピ
ッチング，ローリング等が生じた場合には、三角錐状に
配置された四つの球の転がり作用により吸収され、それ
ら部材間の距離が変化した場合には、弾性部材の弾性変
形によって吸収されるから、それら部材間の相対変位
は、被駆動側部材の変位には影響を与えない。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。第１図乃至第４図は、本発明の第１実施例を示
す図であり、これは、本発明に係る変位伝達機構をボー
ルねじによってテーブルを直線変位させる装置に適用し
たものである。

【００１１】先ず、構成を説明すると、第１図は、テー
ブル送り装置の一部破断正面図であって、ベース１に形
成された案内溝１ａに沿って直線変位可能な駆動側部材
としての駆動スライド３があり、この駆動スライド３に
は、ボールねじのナット４が一体に固定され、そして、
そのナット４に螺合するボールねじの雄ねじ５が、駆動
スライド３の変位方向と平行に延びて、図示しない回転
駆動装置の出力軸に連結されている。

【００１２】駆動スライド３上には、高さ調整部材１１
を介して、上面が円形の皿状に凹んでいる台座１２が固
定されている。そして、台座１２の凹んだ部分は、内周
面が円弧状に形成され、底部は水平面となっていて、そ
の台座１２の凹んだ部分には、四つの球１３ａ，１３
ｂ，１３ｃ及び１３ｄが、三角錐状に積み上げられて配
置されている。

【００１３】一方、ベース１には、駆動スライド３の変
位方向と平行に延びる角スライド１５，１５が取り付け
られ、これら角スライド１５，１５に、テーブル７の両
側部が空気静圧等により軸受支持されている。そして、
テーブル７の下側には、取付部材１７を介して弾性部材
としての板バネ１８が取り付けられていて、その板バネ
１８の中央部には、三角錐の頂上に位置する球１３ａに
係合する穴が開口している。

【００１４】さらに、円筒状の一方の開口側が台座１２
に固定され、他方の開口側が予圧リング２２に固定され
た円筒薄板部材２０と、取付部材１７の外周部に螺合し
且つ円筒薄板部材２０に係合してこれに予圧を与える予
圧ナット２１とが設けられていて、予圧ナット２１を適
度に締結することにより、予圧リング２２の位置調整を
行い、板バネ１８に予圧を与えて球１３ａを台座１２に
向けて垂直に押圧している。

【００１５】次に、本実施例の動作を説明する。図示し
ない回転駆動装置が駆動してその出力軸が回転すると、
雄ねじ５が回転し、その回転力が図示しないボール及び
ナット４を介して、駆動スライド３の進退力に変換され
る。そして、駆動スライド３が直線変位すると、これと
一体になった台座１２も変位し、そして、その変位が、
三角錐状に配設された下側の球１３ｂ，１３ｃ，１３
ｄ，上側の球１３ａ，板バネ１８及び取付部材１７を介
してテーブル７に伝達されるから、テーブル７が駆動ス
ライド３と一体に直線変位する。

【００１６】この場合、板バネ１８は、駆動スライド３
及びテーブル７の変位方向に直交する方向に弾性変形可
能であり、且つ、台座１２及び取付部材１７間には、円
筒薄板部材２０，予圧ナット２１及び予圧リング２２に
よって予圧が与えられているので、球１３ａと球１３
ｂ，１３ｃ，１３ｄとの間や、球１３ｂ，１３ｃ，１３
ｄと台座１２との間には隙間は生じず、駆動スライド３
及びテーブル７の変位方向への台座１２及び取付部材１
７間の剛性は大きい。

【００１７】従って、駆動スライド３の変位は遅れるこ
となくテーブル７に伝達されるから、駆動スライド３を
直接テーブル７に固定する構成に比べて、テーブル７の
送りが悪化することは避けられる。ここで、駆動スライ
ド３の変位方向は、ベース１に形成された案内溝１ａの
形成精度によって決まり、テーブル７の変位方向は、ベ
ース１に取り付けられた角スライド１５，１５の形成精
度，取付精度によって決まるため、両者を完全に一致さ
せることは現実には不可能である。

【００１８】このため、駆動スライド３及びテーブル７
が変位すると、両者間の相対位置が変化してしまい、一
方を固定して考えれば、その一方に対して他方がヨーイ
ングやローリングすることになる。即ち、テーブル７側
を固定して考えれば、駆動スライド３及びテーブル７間
の相対位置の変化は、台座１２の各種の運動として考え
られる。

【００１９】つまり、この台座１２の運動がテーブル７
側に伝達されなければ、テーブル７の送り精度の悪化は
避けられる。そこで、第２図に示すように、台座１２に
ヨーイングが生じたものとすると、これは、主に下側の
球１３ｂ，１３ｃ及び１３ｄの転がりによって吸収さ
れ、テーブル７側には伝達されない。

【００２０】また、第３図に示すように、台座１２にロ
ーリングやピッチングが生じても、ヨーイングが生じた
場合と同様に、主に下側の球１３ｂ，１３ｃ及び１３ｄ
の転がりによって吸収され、テーブル７側には伝達され
ない。さらに、第４図に示すように、台座１２に上下方
向の運動が生じた場合には、下側の球１３ｂ，１３ｃ及
び１３ｄを介して上側の球１３ａが上下に変位するが、
これは、板バネ１８の弾性変形によって吸収されるか
ら、テーブル７には伝達されない。

【００２１】つまり、本実施例の構成であれば、駆動ス
ライド３の変位方向と、テーブル７の変位方向との間の
ずれは、球１３ａ〜１３ｄの転がりや、板バネ１８の弾
性変形によって吸収されるから、テーブル７は影響を受
けず、テーブル７の送り精度は高い。さらに、台座１２
と取付部材１７との間は、球１３ａ〜１３ｄの点接触
と、円筒薄板部材２０，予圧ナット２１及び予圧リング
２２とを介してのみ接続されているから、駆動スライド
３側で生じた摩擦熱等はテーブル７側にはほとんど伝達
されないという効果もある。

【００２２】また、本実施例の構成であれば、使用する
部材や構成も簡易であるし、組み立ても容易に行えるか
ら、大幅なコストアップを招くこともない。第５図は、
本発明の第２実施例の要部を示す図である。即ち、この
実施例では、上記第１実施例における取付部材１７を、
上側取付部材１７ａ及び下側取付部材１７ｂの上下２段
の構成とし、上側取付部材１７ａをテーブル７の下面に
固定し、下側取付部材１７ｂに板バネ１８を固定し、そ
して、それら上側取付部材１７ａ及び下側取付部材１７
ｂを、テーブル７の変位方向に対して真横方向に弾性変
形可能な板バネ２５及び２６を介して連結したものであ
る。なお、その他の構成は、上記第１実施例と同様であ
るため、その図示及び説明は省略する。

【００２３】このような構成であれば、上記第１実施例
と同等の作用効果が得られるとともに、台座１２に真横
方向の運動が生じても、板バネ２５及び２６の弾性変形
によって吸収されるから、テーブル７には伝達されず、
送り精度の悪化は避けられる。なお、上記各実施例で
は、テーブル７を直線変位させる装置に本発明を適用し
た場合について説明したが、本発明の適用対象はこれに
限定されるものではなく、例えば、テーブル７を水平面
内で変位させる装置等であっても適用できる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る変位
伝達機構によれば、駆動側部材及び被駆動側部材間の相
対位置の変化を確実に吸収できるから、被駆動側部材の
送り精度の悪化を防止できるし、また、簡易な構成であ
るため、大幅なコストアップを招くことがないという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の構成を示す一部破断正面
図である。

【図２】ヨーイングが生じた場合の動作を示す平面図で
ある。

【図３】ローリング又はピッチングが生じた場合の動作
を示す断面図である。

【図４】上下方向の変位が生じた場合の動作を示す断面
図である。

【図５】本発明の第２実施例の要部を示す断面図であ
る。

【図６】従来例を示す側断面図である。

【符号の説明】

１ ベース ３ 駆動スライド ４ ナット ５ 雄ねじ ７ テーブル １２ 台座 １３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ 球 １８ 板バネ ２１ 予圧ナット ２２ 予圧リング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一面が円形の皿状に凹んだ台座と、この
   台座の円形の皿状に凹んだ部分に三角錐状に配置された
   四つの球と、これら四つの球の内前記台座に接触しない
   球をその台座の前記一面に向けて垂直に押圧する弾性部
   材と、を備えるとともに、前記弾性部材の押圧方向が、
   互いに平行に変位する駆動側部材及び被駆動側部材の変
   位方向に対して直交するように、前記台座を前記駆動側
   部材若しくは被駆動側部材の一方に固定し、前記弾性部
   材を前記駆動側部材若しくは被駆動側部材の他方に固定
   したことを特徴とする変位伝達機構。