JPH0713941Y2 - テーブル送り装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、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送りねじ支持装
置を備えたテーブル送り装置に関する。

〔従来の技術〕

工作機械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NC制御の平面研削盤など
の場合には、ねじ軸の支持間が長くなり危険速度が低く
なる。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
を設けて、ねじ軸の支持スパンを短くし固有振動数を高
くする手段が知られている。

従来のこの種の手段としては、例えば特開昭58-109242
号公報に示されるものがある（以下、第１従来例とい
う）。このものは、テーブル送りねじのねじ軸の両端部
を支える軸受の間に、送り方向に移動自在で２個の送り
ねじ支持部を持つ中間サポートとしての補助サポートを
設け、送りねじの回転によって移動するナットを前記２
個の送りねじ支持部の間に位置せしめ、テーブル送り時
には、前記補助サポートがナットの移動距離より短い距
離をナットに係かり合って移動するうようにしたもので
ある。

また特公昭55-1461号公報に示されるもの（以下、第２
従来例という）は、送り用ボールねじ軸にテーブルに取
付けられた送り用ボールナットがボールを介してはめら
れ、上記ねじ軸を回転駆動することにより上記テーブル
がねじ軸の軸方向に送られるようになされたねじ送り装
置において、中間サポートとしての一対の支持用ボール
ナットが上記ねじ軸の上記送り用ボールナットを挟む位
置にボールを介してはめられ、これらの支持用ボールナ
ットは、所定のベッドにそって上記軸方向に摺動自在に
受けられかつ互いに連結棒で連結された支持ハウジング
内にベアリングを介して回転自在にそれぞれ収められて
いる、ねじ送り装置である。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記第１の従来例及び第２の従来例にあ
っては、ベッドにテーブル案内面と中間サポート案内面
とがそれぞれ別途に形成されており、テーブル及び中間
サポートがいずれもそれらのベッドの案内面と面接触し
つつ摺動するから、摩擦抵抗が大きくなり、高速化する
程追従性が悪くなるという問題点があった。

更には、滑らかで且つ高精度の送り得るためには、送り
ねじ軸に対して別々に設けられたテーブル案内面と中間
サポート案内面との正確な芯出し作業がそれぞれに必要
であり、多くの労力と費用を要するという問題点があっ
た。

そこで本考案は、転がり摩擦で軽く動けることを長所と
するリニアガイド装置を用いてねじ軸中間サポートと案
内テーブルとを共通に支持せしめた送りねじ支持装置を
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。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成する本考案は、両端部を軸受で回転自
在に支持されたねじ軸に、テーブルに一体的に取付けら
れたナットが螺合され、該ナットの軸方向両側には、ね
じ軸方向に直線移動自在に連結された一対の中間サポー
トが、ねじ軸のラジアル荷重を受けるように配設され、
前記ねじ軸の回転でテーブルがねじ軸方向に送られると
き、テーブル移動に伴って前記中間サポートがねじ軸方
向に移動するテーブル送り装置において、前記ねじ軸の
両端部の軸受間に、ねじ軸を挟んで、一対のリニアガイ
ド装置を平行に配設し、該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前記テーブルを支承すると共
に、前記中間サポートは、前記ねじ軸にボールを介して
螺合されたボールナットを内輪とするころがり軸受によ
り前記案内レール上を走行する他のスライダで支承した
構成としている。

〔作用〕

リニアガイド装置のスライダは、案内レールに跨架さ
れ、両者の側面に対向させて軸方向に設けられたボール
転動溝内に装着された多数のボールの転動を介して軸方
向に自在に移動する構成であり、案内レールの上下左右
方向には強固に拘束されているが案内レールの前後方向
へは極めて軽く移動できる。そのリニアガイド装置の案
内レールが、テーブルと中間サポートとの共通の案内と
なり、高速下で両者をねじ軸方向に軽く且つ高精度で移
動させる。芯出し作業も、案内レールとねじ軸との平行
度を確保するのみでよいから、きわめて簡単である。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図とともに説明する。

第１図、第２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（シン
グルナットでもダブルナットでもよい）である。ねじ軸
１の両端部は、機械ベッド３に固着された２個の軸受ハ
ウジング4,4にそれぞれ取付けた軸受５で回転自在に支
持されると共に、一方の軸端は軸受ハウジング４に固着
された回転駆動装置Ｍにカップリング６を介して連結さ
れている。ナット２は、ナットハウジング７を介して機
械テーブル８に取付けられている。その機械テーブル８
は、移動方向に対して左右の両サイドを、機械ベッド３
上にねじ軸１と平行に取付けた１対のリニアガイド装置
10で支承される。

このリニアガイド装置10は、第３図に示されるように、
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（第３図には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、これに対して
スライダ12のスライダ本体12Aの両袖部14の内側面に案
内レールのボール転動溝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Ｂが転動自在
に装填され、そのボールＢを介してスライダ12が案内レ
ール11上を軸方向に軽く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、案内レール11とスライダ
12との間に介在するボールＢは転動してスライダ12のス
ライダ本体12Aの端部に移動するから、スライダ12を軸
方向に連続的に移動させるためには、これらのボールＢ
を循環させる必要がある。そこで、スライダ本体12Aの
袖部14内に更に軸方向に貫通するボール戻し孔（図示し
ない）を形成するとともに、スライダ本体12Aの前後両
端にエンドキャップ15を設けて、これにボール戻し孔に
連通するＵ字形の連結路を形成することによりボール循
環路が構成されている。案内レール11の側面のボール転
動溝13や上面16にはゴミ、埃が堆積してボールの円滑な
転動を妨げることから、エンドキャップ15には防塵シー
ル17が取付けられるのが通例である。

上記リニアガイド装置10の案内レール11は、支点間距離
Ｌを隔てて向き合うねじ軸１の軸受ハウジング４の間に
おいて、ボルト挿通孔18に挿通した取付けボルトで機械
ベッド３に固定され、所定の間隔で一対をなしてねじ軸
１と平行に芯出しされている。そして、各案内レール1
1,11には、それぞれに４個のスライダ12がはめこまれて
いる。そのうち内側寄りのスライダ12は、ボルト挿通孔
19に挿通した取付けボルトで、機械テーブル８の下面の
四隅に固定され、機械テーブル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。

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20A,20B
が、それぞれに固着されている。すなわち、機械テーブ
ル８と中間サポート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支持されてい
る。

中間サポート20A,20Bには、第４図に示すようにねじ軸
１にボール30を介して螺合されたボールナット31を内輪
とする玉軸受32が取付けられ、この玉軸受の外輪が前記
案内レール11,11上を走行する外側のスライダ12,12によ
って支承されている。したがってボールＢの転動を介し
て極めて軽く案内レール11上を軸方向に移動するスライ
ダ12と共に、滑らかに直線移動可能である。これらの中
間サポート20A,20Bはナット12を有する機械テーブル８
を挟んで両側に位置し、およそL/2の間隔を隔てて連結
棒21で連動的に連結されている。

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10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。

運転時は、回転駆動装置Ｍに駆動されてねじ軸１が所定
の方向へ回転すると、ナット２が例えば第１図で左方に
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ｕ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を設けたため、支点
間距離がL/2となり、その結果危険速度はｕの４倍と大
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。

機械テーブル８が左方に移動し続けて、ナット２が第１
図で左側の中間サポート20Aに当接すると、以後、機械
テーブル８は中間サポート20A及びこれに連結棒21で連
結された中間サポート20Bと連動して左方に移動する。

ナット２が第１図で左側の中間サポート20Aに当接した
状態でねじ軸１の左端部に至ると、図外のリミットスイ
ッチが作動して回転駆動装置Ｍが停止され、ねじ軸１の
回転が停止すると同時に、機械テーブル８と中間サポー
ト20A,20Bも停止する。

次に、回転駆動装置Ｍを反対方向に回転させると、ナッ
ト２は機械テーブル８と共に第１図で右方に移動を始め
る。ナット２が距離約L/2を移動して、右方の中間サポ
ート20Bに当接するまでは、中間サポート20A,20Bは停止
したままである。当接後は、機械テーブル8,中間サポー
ト20A,20Bが連動して、やがてねじ軸１の右端部に至る
と、図外のリミットスイッチが作動して回転駆動装置Ｍ
が停止され、ねじ軸１の回転が停止すると同時に、機械
テーブル８と中間サポート20A,20Bも停止する。

この機械テーブル８及び中間サポート20A,20Bの送り
は、ナット２のみならず特にリニアガイド装置10におけ
るスライダ12の作動を介して行われ、かつ、中間サポー
ト20A,20Bがころがり軸受によりスライダ12に案内され
ているから、高速でも極めて円滑で追従性が良く、且つ
ねじ軸１に対して上下左右への振れも抑制され高精度で
ある。これは、リニアガイド装置10にあっては、案内レ
ール11とスライダ12とが、両者の側面に対向させて設け
られたボール転動溝13内を転動する多数のボールを介し
て高剛性・高精度に組み合わせてあり、スライダ12の直
線移動性が非常に軽くしかも安定しているためである。

上記実施例の中間サポート20A,20Bは玉軸受32の内輪が
ボールナット31のハウジングを兼用するためコンパクト
である。また、中間サポート20A,20Bにおけるねじ軸１
の支持を予圧を加えた支持とすることができ、ガタがな
いから、ねじ軸１の中間支持が強固になり、より一層危
険速度を回避し得る利点がある。

なお、上記の実施例において、中間サポート20A,20Bの
支点間距離については、所定のねじ軸１の所要回転数と
危険速度との関係を考慮して設定され、必ずしもL/2に
限定されるものではない。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、テーブルに取付
けられたナットが螺合されたねじ軸に、テーブル移動に
伴ってねじ軸方向に移動する中間サポートが設けられた
テーブル送り装置において、前記ねじ軸に沿う一対のリ
ニアガイド装置を平行に配設し、該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前記テーブルを支承
すると共に、前記中間サポートは前記ねじ軸にボールを
介して螺合されたボールナットを内輪とするころがり軸
受により前記案内レール上を走行する他のスライダで支
承する構成とした。そのため、テーブルはねじ軸の前後
方向へは極めて軽く移動できるとともに上下左右方向に
は強固に拘束されて安定走行でき、高速移動の追従性が
極めて良好になるという効果が得られる。また、ねじ軸
に対するテーブル案内面と中間サポート案内面との芯出
し作業が極めて容易にできるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本考案の第１の実施例で、第１図
は一部を断面で表した平面図、第２図は第１図のII-II
線矢視で示す断面図、第３図はリニアガイド装置の斜視
図、第４図は本考案の第２の実施例の要部縦断側面図で
ある。 １はねじ軸、２はナット、５は軸受、８はテーブル、10
はリニアガイド装置、11は案内レール、12はスライダ、
20A,20Bは中間サポート、31はボールナット、32は玉軸
受。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】両端部を軸受で回転自在に支持されたねじ
   軸に、テーブルに一体的に取付けられたナットが螺合さ
   れ、該ナットの軸方向両側には、ねじ軸方向に直線移動
   自在に連結された一対の中間サポートが、ねじ軸のラジ
   アル荷重を受けるように配設され、前記ねじ軸の回転で
   テーブルがねじ軸方向に送られるとき、テーブル移動に
   伴って前記中間サポートがねじ軸方向に移動するテーブ
   ル送り装置において、 前記ねじ軸の両端部の軸受間に、ねじ軸を挟んで、一対
   のリニアガイド装置を平行に配設し、該リニアガイド装
   置の案内レール上を走行するスライダで前記テーブルを
   支承すると共に、前記中間サポートは、前記ねじ軸にボ
   ールを介して螺合されたボールナットを内輪とするころ
   がり軸受により前記案内レール上を走行する他のスライ
   ダで支承したことを特徴とするテーブル送り装置。