JPH10205602A - ボールネジ送り機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボールネジのたわみを無くしてスムーズな軸
送りをすることにより位置決め精度の向上を図ることの
できるボールネジ送り機構を提供する。 【解決手段】 モータにより回転駆動されるボールネジ
３に沿ってボールナットを備えた移動体１５が移動する
際に、ボールナットが中間サポート２９に接近すると移
動体１５に設けられてボールネジ３側に突出したドグ３
７に従って中間サポート２９のローラ３９が移動するの
で中間サポート２９はボールネジ３から離反する方向へ
押し戻される。ボールナットが中間サポート２９から離
れていくと中間サポート２９は付勢部材３３によりボー
ルネジ３側に押出されて、先端に設けられている回転支
持部３５によりボールネジ３の支間途中部分を回転自在
に支持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はボールネジ送り機
構に係り、さらに詳しくは、長尺あるいは細長比の大き
なボールネジの支間を中間支持するボールネジ送り機構
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４には、従来より一般的なボールネジ
１０１を用いた送り機構１０３が示されている。このよ
うな送り機構１０３においては、ボールネジ１０１の両
端はベース１０５に固定されている回転軸受１０７、１
０９により回転自在に支持されている。前記ボールネジ
１０１に螺合するボールナット１１１がキャレッジ１１
３に取付けられていると共にボールネジ１０１の一端
（図４において右端）にはモータ１１５が連結されてい
る。

【０００３】従って、モータ１１５によりボールネジ１
０１を回転駆動すると、ボールナット１１１の作用によ
りキャレッジ１１３がボールネジ１０１に沿って往復移
動するようになっている。

【０００４】しかし、このような送り機構１０３におい
ては、ボールネジ１０１の支間長が大きくなると、ボー
ルネジ１０１が自重でたわんでキャレッジ１１３の走行
時に騒音を発することがある。さらに、たわみにより負
荷が大きくなって位置決め精度が落ちることがある。特
に、ボールネジ１０１の細長比が大きくなると、いわゆ
るなわとび現象が発生して危険速度が小さくなり、移動
速度が落ちることがある。

【０００５】前述のような問題点を解決するために、図
５に示されているようなボールネジ送り機構１１７が用
いられている。すなわち、支間の途中位置においてボー
ルネジ１０１を回転自在に支持する中間サポート１１９
が適宜（図５中では２ヶ所）設けることが行われてい
る。

【０００６】図６および図７を参照するに、キャレッジ
１１３の下側には直線ガイド１２１が設けられており、
ベース１０５の上面に設けられている直線ガイドレール
１２３に沿って移動自在に設けられている。また、キャ
レッジ１１３には、例えば加工時にワークＷを把持する
図示省略のクランパ等が設けられている。

【０００７】前記中間サポート１１９は、エアーシリン
ダ１２５によりボールネジ１０１に対して接近・離反自
在となっており、先端部にボールネジ１０１を回転自在
に支持するブッシュ１２７が設けられている。エアーシ
リンダ１２５は、キャレッジ１１３の接近により作動す
るオートスイッチ１２９により制御される。

【０００８】従って、図６に示されているように、キャ
レッジ１１３が中間サポート１１９の近傍でない場所を
移動する通常時では、エアーシリンダ１２５により中間
サポート１１９をボールネジ１０１側へ押出してボール
ネジ１０１の支間部を回転自在に支持している。一方、
図７に示されているように、キャレッジ１１３が中間サ
ポート１１９の近傍を通過する時は、キャレッジ１１３
の接近を感知してオートスイッチ１２９によりエアーシ
リンダ１２５が作動して中間サポート１１９をボールネ
ジ１０１から離反させ、キャレッジ１１３と干渉しない
ようになっている。

【０００９】このように、従来よりボールネジ１０１の
支間部を中間サポート１１９で回転自在に支持すること
により支間長を短くして、前述のような種々の問題点を
解決することが行われている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術にあっては、キャレッジ１１３の位置検
出や、エアーシリンダ１２５のような押圧手段の動作タ
イミング等の制御が複雑になるという問題がある。

【００１１】この発明の目的は、以上のような従来の技
術に着目してなされたものであり、ボールネジのたわみ
を無くしてスムーズな軸送りをすることにより位置決め
精度の向上を容易且つ確実に図ることのできるボールネ
ジ送り機構を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１による発明のボールネジ送り機構は、両
端をベース上に回転自在に支持されてモータにより回転
駆動されるボールネジと、このボールネジに螺合するボ
ールナットを介してボールネジに沿って移動する移動体
を備えたボールネジ送り機構であって、前記移動体に設
けられると共に前記ボールナットの移動体移動方向前側
から後側に渡って前記ボールネジ側へ突出するドグと、
前記ベース上の所定位置に位置決めされると共にボール
ネジを回転自在に支持するための回転支持部をボールネ
ジ側へ接近・離反自在に有する中間サポートと、を備
え、この中間サポートが、前記移動体と共に移動する前
記ドグの面に倣って移動することにより前記回転支持部
をボールネジに対して接近・離反せしめるローラと、前
記回転支持部を常時ボールネジ側へ付勢する付勢部材
と、を備えてなることを特徴とするものである。

【００１３】従って、ボールナットを備えた移動体がモ
ータにより回転駆動されるボールネジに沿って移動する
際に、ボールナットが中間サポートに接近すると移動体
に設けられてボールネジ側に突出しているドグにより中
間サポートはボールネジから離反する方向へ押し戻され
る。そして、ボールナットが中間サポートから離れてい
くと中間サポートはボールネジ側に押出されて、先端に
設けられている回転支持部によりボールネジの支間途中
部分を回転自在に支持する。

【００１４】しかも、中間サポートはバネ部材により常
時ボールネジ側へ付勢され、先端に設けられている回転
支持部がボールネジの支間における中間位置を回転自在
に支持するが、移動体のボールナットが中間サポートに
接近すると、中間サポートのローラが移動体と共に移動
するドグに倣って移動することにより、中間サポートの
回転支持部はボールネジから離反する方向へ押し戻され
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００１６】図３には、この発明に係るボールネジ送り
機構１の全体が示されている。このボールネジ送り機構
１では、ボールネジ３の両端はベース５に固定されてい
る回転軸受７、９により回転自在に支持されており、こ
のボールネジ３に螺合するボールナット１１（図２参
照）がナットホルダ１３を介して移動体であるキャレッ
ジ１５に取付けられている。

【００１７】図１および図２を参照するに、キャレッジ
１５の下側には直線ガイド１７が設けられており、ベー
ス５の上面に設けられている直線ガイドレール１９に沿
って移動自在に設けられている。また、キャレッジ１５
には、例えば加工時にワークＷを把持するクランパ２１
がキャレッジ１５の側面に設けられているガイドレール
２３に沿って移動自在に設けられると共に、レバー２５
を回すことにより固定可能となっている。前記ボールネ
ジ３の一端（図３において右端）にはモータ２７が連結
されている。

【００１８】従って、モータ２７（図３参照）によりボ
ールネジ３を回転駆動すると、キャレッジ１５が往復移
動して、クランパ２１により把持されたワークＷの移動
・位置決めを行うようになっている。

【００１９】ボールネジ３の支間の途中位置には、ボー
ルネジ３を回転自在に支持する中間サポート２９が適宜
（図３中では２ヶ所）設けられている。

【００２０】図１および図２を参照するに、中間サポー
ト２９は、一定量だけ図１中左方向へ突出自在のガイド
バー３１により、ボールネジ３に対してまっすぐに接近
・離反自在となっている。このガイドバー３１の外周に
は付勢部材としてのスプリング３３が設けられており、
常時先端に設けられている回転支持部としてのブッシュ
３５をボールネジ３側に付勢している。

【００２１】一方、キャレッジ１５におけるナットホル
ダ１３の下方には、キャレッジ１５の移動方向（図１中
上下方向）に沿って所定長さを有すると共に図１中右方
向へ突出する台形状のドグ３７が設けられている。前記
中間サポート２９の下側における前記ドグ３７に対向す
る位置には、ローラ３９がブラケット４１により中間サ
ポート２９のブッシュ３５よりも前方（図１中左方向）
へ突出するようにして回転自在に設けられている。

【００２２】従って、モータ２７によりボールネジ３を
回転駆動すると、ボールナット１１の作用によりキャレ
ッジ１５が往復動する。このとき、キャレッジ１５が中
間サポート２９から離れた位置にある場合にはスプリン
グ３３により押出された中間サポート２９のブッシュ３
５がボールネジ３の支間途中部分を支持する。一方、キ
ャレッジ１５が中間サポート２９に近づくと、ローラ３
９がドグ３７の斜辺４３から先端面４５へ移動するので
中間サポート２９のブッシュ３５は図１中右方向へ押し
戻される。そして、キャレッジ１５が中間サポート２９
から一定距離だけ離れると、再びブッシュ３５はスプリ
ング３３の復帰力により図１中左方向へ押出されてボー
ルネジ３の支間途中部分を支持する。

【００２３】以上の結果から、常時においてはボールネ
ジ３の支間途中部分を中間サポート２９により支持され
てボールネジ３の支間長が短くなるので、自重によるた
わみを小さくすると共に、いわゆるなわとび現象の発生
を抑えることができる。これにより、キャレッジ１５の
移動時に発生する騒音を防止すると共にボールネジ３の
寿命を延ばし、位置決め精度の改善を図ることができ
る。

【００２４】また、キャレッジ１５が中間サポート２９
に接近すると、ドグ３７とローラ３９の作用により中間
サポート２９を引っ込めるので、容易且つ確実にキャレ
ッジ１５と中間サポート２９の干渉を回避することがで
きる。

【００２５】なお、この発明は前述の実施の形態に限定
されることなく、適宜な変更を行なうことにより、その
他の態様で実施し得るものである。すなわち、前述の実
施の形態におけるボールネジ送り機構１では、２ヶ所に
中間サポート２９を設けたが、中間サポート２９の数
は、適宜決定することができる。

【００２６】また、前述の実施の形態においては、キャ
レッジ１５にドグ３７が１個設けられているように図示
されているが、キャレッジ１５が移動方向に長い場合で
複数のナットホルダ１３を有する場合には、各ナットホ
ルダ１３ごとにドグ３７が設けられていることは言うま
でもない。

【００２７】また、前述の実施の形態においては中間サ
ポート２９が水平方向へ移動してボールネジ３を支持す
る場合について説明したが、中間サポート２９がボール
ネジ３の下方から上方へ移動することによりボールネジ
３の支間途中部分を回転自在に支持するようにしても同
様の作用・効果を得ることができる。

【００２８】さらに、前述の実施の形態においては、ド
グ３７の形状として台形状のものを示したが、これに限
らず、例えば円弧状や楕円状であっても同様の作用・効
果を得ることができる。

【００２９】また、前述の実施の形態においては、中間
サポート２９にベース５上の所定位置に固定されている
場合について説明したが、制御装置により制御される移
動機構を設けて適宜必要な位置に移動させるようにする
こともできる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よるボールネジ送り機構では、モータにより回転駆動さ
れるボールネジに沿ってボールナットを備えた移動体が
移動する際に、移動体のボールナットが中間サポートに
接近すると移動体に設けられてボールネジ側に突出して
いるドグに従って中間サポートはボールネジから離反す
る方向へ押し戻されるので、中間サポートを確実に回避
することができる。そして、ボールナットが中間サポー
トから離れていくと中間サポートはボールネジ側に押出
されて、先端に設けられている回転支持部によりボール
ネジの支間途中部分を回転自在に支持するので、ボール
ネジの支間を短くして自重によるたわみやいわゆるなわ
とび現象を回避することができる。

【００３１】また、中間サポートは付勢部材により常時
ボールネジ側へ付勢されて、ボールネジの支間における
中間位置を回転自在に支持するが、移動体のボールナッ
トが中間サポートに接近すると、中間サポートのローラ
がドグに倣って移動するので中間サポートはボールネジ
から離反する方向へ押し戻されて、移動体と中間サポー
トとの干渉を容易且つ確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るボールネジ送り機構の要部を示
す平面図である。

【図２】図１中II方向から見た側面図である。

【図３】この発明に係るボールネジ送り機構の全体を示
す正面図である。

【図４】従来における一般的なボールネジ送り機構を示
す正面図である。

【図５】従来における長尺なボールネジを用いたボール
ネジ送り機構の全体を示す正面図である。

【図６】図５中VI−VI線に沿った位置において、移動体
が中間サポートから離れた位置にある状態を示す断面図
である。

【図７】移動体が中間サポートに接近した状態を示す断
面図である。

【符号の説明】

１ ボールネジ送り機構 ３ ボールネジ １１ ボールナット １５ キャレッジ（移動体） ２７ モータ ２９ 中間サポート ３３ スプリング（付勢部材） ３５ ブッシュ（回転支持部） ３７ ドグ ３９ ローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端をベース上に回転自在に支持されて
   モータにより回転駆動されるボールネジと、このボール
   ネジに螺合するボールナットを介してボールネジに沿っ
   て移動する移動体を備えたボールネジ送り機構であっ
   て、前記移動体に設けられると共に前記ボールナットの
   移動体移動方向前側から後側に渡って前記ボールネジ側
   へ突出するドグと、前記ベース上の所定位置に位置決め
   されると共にボールネジを回転自在に支持するための回
   転支持部をボールネジ側へ接近・離反自在に有する中間
   サポートと、を備え、この中間サポートが、前記移動体
   と共に移動する前記ドグの面に倣って移動することによ
   り前記回転支持部をボールネジに対して接近・離反せし
   めるローラと、前記回転支持部を常時ボールネジ側へ付
   勢する付勢部材と、で構成されていることを特徴とする
   ボールネジ送り機構。