JPS6320667B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、各種の工作機械などに設けられる
ボールネジ機構を駆動した時に生じる熱をこのボ
ールネジ機構の外部に効率良く排出させてこのボ
ールネジ機構の熱膨張を阻止することでボールネ
ジの精度を十分確保しこれにより高速駆動し得る
ようにしたボールネジ機構の冷却装置に関する。

近年、パンチプレスなどの板金加工機において
は、加工コストの低減化のため、加工の高精度化
が強く求められることから、ボールネジとボール
ナツトとから構成されるボールネジ機構を用いて
ワークピースの位置出しを高速で行なうようにし
たものが多い。そして、このようなボールネジ機
構は高速回転させた時に多量の熱が発生してボー
ルネジ機構の温度を上昇させてしまい、ボールネ
ジおよびボールナツトに熱膨張を発生させ、その
位置決め精度の低下を起しているため、この発熱
による精度の低下を解決しなくては高速位置決め
および高精度位置決めの両方を同時に満足させる
ことはできない。そこで、ボールネジ機構に常温
あるいは予め冷却した流体（例えば、空気などの
気体や油などの液体）を送り込んでこのボールネ
ジ機構の温度上昇を押えることが考えられるが、
この場合この流体を常時供給するようにすればこ
のボールネジ機構の冷却に多量の流体が必要にな
るとともに、このボールネジ機構が冷却され過ぎ
たりする不都合があり、またボールネジ機構の温
度を検出してこの流体の送り込みを制御するよう
にすれば、その制御回路および制御機構が複雑な
ものになつてしまう。

この発明は上記の点に鑑み、ボールネジ機構の
冷却に必要な流体の量を最少にすることができる
とともにこのボールネジ機構が冷却され過ぎたり
するのを防止することができ、さらにその制御回
路および制御機構を簡素化することができるボー
ルネジ機構の冷却装置を提供することを目的とす
るものである。

そしてこの発明によるボールネジ機構の冷却装
置はこの目的を達成するために、ボールネジが回
転している時にこのボールネジの回転を制御して
いるNC装置などが出力する信号を用いてボール
ネジ機構に気体を供給するバルブを制御するよう
にしたことを特徴としている。

以下この発明を図面に示す実施例にしたがつて
説明する。

第１図はこの発明によるボールネジ機構の冷却
装置の一実施例を示す断面図である。この図にお
いて、１はこのボールネジ機構２５を駆動するモ
ータであり、このモータ１が発生した駆動力（回
転力）は駆動力伝達金具（カツプラ）２を介して
ボールネジ３に伝達される。ボールネジ３はネジ
が形成された本体（ネジ部）４と、この本体４の
両端に設けられる円棒５，６とを有し、かつその
一方の円棒５は前記動力伝達金具２に連結される
とともに、ベアリング７を介してベアリングブラ
ケツト８に支持され、他方の円棒６はベアリング
９を介してベアリングブラケツト１０に支持され
るものであり、前記一方の円棒５はこの円棒５の
端部にあるネジ部１１に装着されたナツト１２，
１３およびベアリングブラケツト８に設けられた
ベアリング止め１４，１５によつて軸方向の位置
決めがなされている。また前記ボールネジ３のネ
ジ部４にはボールナツト１６が装着され、ボール
ネジ３が回転した時にこの回転に応じてこのボー
ルナツト１６に取り付けられた移動テーブル１７
が第２図イの断面図（この断面図は第１図におけ
るＡ―Ａ線における断面図である）に示すガイド
軸１８，１８に沿つて移動するように構成されて
いる。ここで、この移動テーブル１７はその上面
から前記ボールナツト１６の上面まで貫通する流
体通路１９が形成されるとともに、この流体通路
１９の下端に前記ボールナツト１６の外周面１６
ａに沿う周溝２０ａ，２０ｂおよびこれら周溝２
０ａ，２０ｂの上下端を各々連通させるスキ間継
ぎ溝２１ａ，２１ｂ（第２図ロに示す第１図のＢ
―Ｂ線での部分断面図参照）が形成され、さらに
一方の周溝２０ａの下部に排出口２２が形成され
たものであり、前記流体通路１９の上端にネジ込
まれた流体送り込み用の接栓２３のホース２４か
ら常温あるいは冷却した流体を送り込めば、この
流体が接栓２３、流体通路１９を順次介して周溝
２０ａ，２０ｂ内に供給され、この部分にある熱
を奪つて排出口２２から外部に排出される。した
がつて、前記ボールネジ３および前記ボールナツ
ト１６から構成されるボールネジ機構２５の発熱
量に応じて前記ホース２４から流体を供給すれ
ば、このボールネジ機構２５の温度を最適なもの
にすることができる。

以下この流体の送り込み量を制御する制御回路
を常温エア供給機構の回路を例にとつて説明す
る。

第３図はこの制御回路の一例を示すブロツク図
である。この図において、３０は空気取入口であ
り、この空気取入口３０から取込まれた空気はユ
ニツト（３点セツト）３１に供給される。ユニツ
ト３１は前記空気からゴミなどを取り除くフイル
タ３２と、このフイルタ３２から出る空気を所望
圧力にする減圧弁３３と、この減圧弁３３からの
空気に霧状の油を混入させるオイラ３４とからの
構成されるものであり、このユニツト３１から出
る空気はタンク３５に一時貯えられ、バルブ３６
が開いた時に第１図に示すホース２４を介してボ
ールネジ機構２５に供給される。

また、３７は前記モータ１を制御するNC装置
（数値制御装置）であり、このNC装置３７はプ
ログラムされた制御情報に応じて第４図イに示す
モータ正転信号Ｓ１を出力してモータ１を正転さ
せたり、同図ロ示す逆転信号Ｓ２を出力してこの
モータ１を逆転させたりするとともに、これらの
信号Ｓ１，Ｓ２に同期したバルブ開信号Ｓ３を出
力して前記バルブ３６を開状態にする。したがつ
てモータ１が正転あるいは逆転してボールネジ機
構２５が駆動されれば、バルブ３６から空気が送
り出されてこのボールネジ機構２５の冷却が開始
され、この後モータ１が停止すればこれに応じて
バルブ３６が閉じ、ボールネジ機構２５の冷却が
停止する。

このようにこの実施例においては、ボールネジ
機構２５の発熱量がその駆動期間にほぼ比例する
ことを利用してボールネジ機構２５にこの駆動期
間に応じた量だけ流体を送り込むようにしたの
で、ボールネジ機構２５が発熱した場合にはこの
熱を過不足なく取り除くことができ、このボール
ネジ機構２５を常に最適温度に保つことができ
る。なおこの場合、前記バルブ開信号Ｓ３は、信
号Ｓ１，Ｓ２をオアして得るようにしても、モー
タ１の回転をセンサなどによつて検出して得るよ
うにしても良い。

またこの実施例においては、NC装置３７が出
力するバルブ開信号Ｓ３をそのまま用いてバルブ
３６を制御するようにしているが第５図に示すよ
うに、前記バルブ開信号Ｓ３（第６図イ参照）を
立下げ遅延回路３８に供給し、第６図ロに示すよ
うにこのバルブ開信号Ｓ３の立上りを期間ｄだけ
遅らせ、これにより得られるバルブ開信号Ｓ４を
バルブ３６に供給し、このバルブ３６が開状態と
なつている期間を長くするようにしても良い。こ
のようにすれば、ボールネジ機構２５の駆動速度
が速く、その発熱量が多い場合にもこのボールネ
ジ機構２５の冷却を十分に行うことができる。ま
たこのようにバルブ３６の開状態を延す方法をと
らずに、バルブ３６の流量を設定しなおしてボー
ルネジ機構２５の発熱速度に応じた量だけ空気が
送られるようにバルブ３６を絞つても良い。

さらに、ボールネジ機構２５に設けられる周溝
は第７図に示すように、ボールナツト１６の端部
１６ｂをその一部とするように構成しても良い。
なおこの場合、このように形成された周溝２９内
に供給される空気はこの周溝２９の両端に形成さ
れる円筒形のすき間４０，４１から外部へ排出さ
れる。

また上述した各実施例は常温の空気をボールネ
ジ機構２５に供給するものであるが、この空気は
予め冷却しておいたものでも良い。

またこれまでの説明ではボールネジ機構２５に
空気（気体）を送り込む場合を例にとつてこの発
明を説明したが、バルブ３６によつて制御される
流体は常温または冷却された油などの液体でも良
く、また圧縮された空気などでも良い。ただし、
圧縮された空気の場合はボールネジ機構２５側に
これを断熱膨張させてその温度を下げる膨張機構
を設けることは勿論である。

次にこの発明における冷却装置を具備したボー
ルネジ機構が適用されたものの１つであるタレツ
トプレス装置について説明する。

第８図はこの発明による冷却装置を具備するタ
レツトプレス装置の斜視図である。この図に示す
ように、このタレツトプレス装置４４は上述した
第１実施例または第２実施例に示すようなボール
ネジ機構３２―ｄ，３２―ｅを互いに直交するよ
うに配置し、これらのボールネジ機構３２―ｄ，
３２―ｅで板金（ワークピース）４５を位置決め
してタレツトパンチプレス部４６でこの板金４５
をプレスするものであり、基台２上にある一方の
動力源１―ｄによつてボールネジ４―ｄを回転さ
せれば、第１の移動テーブル２３―ｄおよびこの
移動テーブル２３―ｄ上に載せられている第２の
移動テーブル２３―ｅがＸ方向（あるいは−Ｘ方
向）に移動し、また前記第１の移動テーブル２３
―ｄ上にある他方の動力源１―ｅによつてボール
ネジ４―ｅを回転させれば、これに対応して前記
第２の移動テーブル２３―ｅのみがＹ方向（ある
いは−Ｙ方向）に移動するようになつている。

しかして、作業データに応じて前記位置決めサ
ーボ用動力源１―ｄ，１―ｅを付勢すれば、第２
の移動テーブル２３―ｅに固定されたワークピー
ス４５をＸ方向、Ｙ方向（あるいは−Ｘ方向、−
Ｙ方向）のいずれの方向へも任意に移動させてワ
ークピース４５の位置決めを行なうことができ、
タレツトプレス部４６でこれをプレスすることが
できる。そしてこの場合このワークピース４５を
移動させるボールネジ機構３２―ｄ，３２―ｅは
この発明による冷却装置で冷却されているからボ
ールネジ機構３２―ｄ，３２―ｅが発熱してもそ
の温度上昇が防止され、熱膨張による誤差の発生
が防止される。これにより、ワーピース４５の高
速位置決めと、高精度位置決めとの両方を同時に
満足させることができ、加工コストの低減化およ
び加工速度の高速化を達成することができる。

以上説明したようにこの発明によるボールネジ
機構の冷却装置は、ボールネジ機構が駆動されて
いる期間に対応する期間のみ流体供給経路のバル
ブを開いて冷却用気体をボールネジ機構に送り込
み制御するようにしたので、ボールネジ機構を最
少量の気体で冷却することができるととともに、
このボールネジ機構が過冷却されたり、冷却不足
になつたりするのを防止することができ、さらに
この気体を制御する側の回路を簡素化することが
できる。

また、気体は、ボールナツトと移動テーブルの
間に形成される空間に供給されることから標準の
ボールネジとボールナツトが使用出来、冷却源と
しての気体も工場でごく一般的に使用しているエ
アーで良く、構造が単純で安価であり、また冷却
装置が設けられる機械本体を加熱するということ
がないので、工作機械に用いてその精度が安定す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるボールネジ機構の冷却
装置の一実施例を示す断面図、第２図イ，ロは
各々第１図のＡ―Ａ線、Ｂ―Ｂ線における断面
図、第３図はこの実施例の回路構成例を示すブロ
ツク図、第４図はこのブロツク図を説明するため
の波形図、第５図はこの発明の他の回路構成例を
示すブロツク図、第６図はこのブロツク図を説明
するための波形図、第７図はこの発明の他の実施
例を示す断面図、第８図はこの発明による冷却装
置を具備したボールネジ機構を適用したタレツト
プレス装置の斜視図である。 １……モータ、３……ボールネジ、１６……ボ
ールナツト、１９……流体通路、２０ａ，２０
ｂ，２９……周溝、２５……ボールネジ機構、３
６……バルブ、３７……NC装置（バルブ制御手
段）、３８……立下げ遅延回路（バルブ制御手
段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ボールネジ３を回転させることにより、前記
   ボールネジ３に装着されているボールナツト１６
   を直線運動させて前記ボールナツト１６に取り付
   けられた移動テーブル１７を直線移動させるボー
   ルネジ機構２５において； 前記ボールナツト１６の外周と、前記移動テー
   ブル１７に前記ボールナツト１６をはめ合せ取り
   付けるために前記移動テーブル１７に設けた穴の
   内周と、の間に設けられた外部気体を導入貯留す
   るための空間と； 前記空間に前記移動テーブル１７の外部から前
   記気体を注入するための通路１９と； 前記ボールネジ３が回転している時にバルブ開
   信号を出力し、前記ボールネジが回転しなくなつ
   た時から零を含む所望時間経過した時にバルブ閉
   信号を出力するバルブ制御手段３７と； このバルブ制御手段３７による前記バルブ開閉
   信号によつて開閉作動され該バルブ制御手段３７
   が前記バルブ開信号を出力したときからバルブ閉
   信号を出力するまでの間前記通路１９へ気体を供
   給する経路を開いて気体を供給するバルブ３６
   と； を具備したことを特徴とするボールネジ機構の
   冷却装置。