JP2010264528A

JP2010264528A - 可動体駆動装置

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Publication number: JP2010264528A
Application number: JP2009116183A
Authority: JP
Inventors: Takashi Matsui; 貴史松井
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2009-05-13
Filing date: 2009-05-13
Publication date: 2010-11-25

Abstract

【課題】可動体の両側に設けられた２つの駆動系を、１つのサーボモータによってタイミングベルトを介してタンデム駆動する可動体駆動装置を提供する。
【解決手段】両側に第１および第２の２つの駆動系２０Ａ、２０Ｂを有する可動体１３（６７）と、２つの駆動系の間を小さな剛性を有する例えばタイミングベルト等の部材を介して回転連結装置４８と、回転連結装置を介して２つ駆動系をタンデム駆動する１つのサーボモータ（３０、８０、９０）とによって構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、可動体の両側に設けられた２つの駆動系を、１つのサーボモータによってタンデム駆動する可動体駆動装置に関するものである。

例えば、５軸マシニングセンタに用いられるチルト装置においては、チルトテーブルの大型化や高速化および高精度化等のために、モータ駆動の能力アップと重心駆動が必要であり、このために、チルトテーブルの両側に駆動系を配置し、これら駆動系を２つのサーボモータによってそれぞれ同期駆動し、チルトテーブルをタンデム駆動するようにしている。この種のチルト装置として、例えば、特許文献１に記載された技術がある。

特許文献１に記載されたチルト装置は、チルトテーブルの両側に外向きに突出する一対の旋回軸が設けられ、これら旋回軸をベッド上に立設された一対の支持部に軸受を介して旋回可能に支持している。そして、チルトテーブルの両側にサーボモータがそれぞれ配置され、これらサーボモータに減速歯車機構を含む駆動系を介して一対の旋回軸をそれぞれ連結させ、サーボモータをタンデム駆動させて、チルトテーブルをチルトさせるようになっている。

特開２００１−９６５３号公報

２つのサーボモータによってチルトテーブルの両側に設けられた駆動系をタンデム駆動する場合、制御のしかたとして、位置タンデム制御とトルクタンデム制御の２種類がある。位置タンデム制御では、チルトテーブルの剛性が大きいため、２つのサーボモータによる同期誤差によってカシリが発生する問題があり、また、トルクタンデム制御では、位置決め精度を確保するために、ゲインおよび加速度を十分に上げることができない等の問題がある。

しかも、２つのサーボモータによってチルトテーブルの両側に設けられた駆動系をタンデム駆動するものでは、２つのサーボモータが必要となるため、アンプ装置および制御装置を含むトータルコストが上昇するとともに、２つのサーボモータを同期制御させるための複雑な制御を必要とする等の問題があった。

このような問題は、チルトテーブルをタンデム駆動するチルト装置のみならず、直動テーブルや主軸ヘッド等の可動体をタンデム駆動によって直線移動するものにおいても、同様な問題が発生する。

本発明は、上記した従来の問題点を解決するためになされたもので、可動体の両側に設けられた２つの駆動系を、１つのサーボモータによってタイミングベルト等を介してタンデム駆動する可動体駆動装置を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る発明の特徴は、両側に一対の駆動系を有する可動体と、前記一対の駆動系の間を小さな剛性を有する部材を介して回転連結する回転連結装置と、該回転連結装置を介して前記一対の駆動系をタンデム駆動する１つのサーボモータとによって構成したことである。

請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記サーボモータは前記一対の駆動系の一方に直結され、該一対の駆動系の一方の回転を前記回転連結装置を介して前記一対の駆動系の他方に伝達するようにしたことである。

請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２において、前記回転連結装置の前記部材を、タイミングベルトによって構成したことである。

請求項４に係る発明の特徴は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記可動体は、チルトテーブルからなり、該チルトテーブルの両端部は、支持台に所定の間隔を有して対向して配置された第１および第２の支持部に軸受を介して共通の軸線の回りに回転可能に支持され、前記支持台の前記第１の支持部には、前記一対の駆動系の一方および該駆動系の一方を駆動する前記サーボモータが配設され、前記支持台の前記第２の支持部には、前記一対の駆動系の他方が配設されていることである。

請求項５に係る発明の特徴は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記一対の駆動系は、前記共通の軸線の回りにそれぞれ回転可能に支持された第１および第２の回転ホイールあるいはウォームホイールと、該第１および第２の回転ホイールあるいはウォームホイールに噛合う第１および第２のカム軸あるいはウォーム軸と、該第１および第２のカム軸あるいはウォーム軸に回転連結された第１および第２の歯車列とを有し、前記回転連結装置は、前記第１および第２の歯車列間を回転連結するように配設されていることである。

請求項６に係る発明の特徴は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記可動体は、スライドテーブルからなり、該スライドテーブルの両端部は、支持台に所定の間隔を有して設置された第1および第２のガイドレールにスライド可能に支持され、前記第１のガイドレール側には、前記一対の駆動系の一方および該駆動系の一方を駆動する前記サーボモータが配設され、前記第２のガイドレール側には、前記一対の駆動系の他方が配設されていることである。

請求項７に係る発明の特徴は、請求項６において、前記一対の駆動系は、前記第1および第２のガイドレールと平行な軸線回りに回転可能に支持された一対のボールねじ軸と、これらボールねじ軸にそれぞれ螺合され、前記スライドテーブルの両端部に固定された一対のボールナットとを有し、前記回転連結装置は、前記一対のボールねじ軸間を回転連結するように配設されていることである。

請求項１に係る発明によれば、両側に一対の駆動系を有する可動体と、一対の駆動系の間を小さな剛性を有する部材を介して回転連結する回転連結装置と、回転連結装置を介して一対の駆動系をタンデム駆動する１つのサーボモータとによって構成したので、１つのサーボモータによって可動体の一対の駆動系をタンデム駆動することができ、しかも、一対の駆動系の間を回転連結する回転連結装置の剛性を弱めたことにより、タンデム駆動時の同期誤差によるカシリ等の発生も抑制することができる。

請求項２に係る発明によれば、サーボモータは一対の駆動系の一方に直結され、一対の駆動系の一方の回転を回転連結装置を介して一対の駆動系の他方に伝達するようにしたので、従来の２つのサーボモータを用いた場合と同様に、一対の駆動系の一方はサーボモータによって直接駆動でき、可動体のタンデム駆動を高精度に行うことができる。

請求項３に係る発明によれば、回転連結装置の部材を、タイミングベルトによって構成したので、簡単な構成によって可動体の両側間の剛性を弱めることができる。

請求項４に係る発明によれば、可動体は、チルトテーブルからなり、チルトテーブルの両端部は、支持台に所定の間隔を有して対向して配置された第１および第２の支持部に軸受を介して共通の軸線の回りに回転可能に支持され、支持台の第１の支持部には、一対の駆動系の一方および駆動系の一方を駆動するサーボモータが配設され、支持台の第２の支持部には、一対の駆動系の他方が配設されているので、１つのサーボモータによってチルトテーブルをタンデム駆動することができ、チルトテーブルの大型化、高速化および高精度化に低コストで対応することができる。

請求項５に係る発明によれば、一対の駆動系は、共通の軸線の回りにそれぞれ回転可能に支持された第１および第２の回転ホイールあるいはウォームホイールと、第１および第２の回転ホイールあるいはウォームホイールに噛合う第１および第２のカム軸あるいはウォーム軸と、第１および第２のカム軸あるいはウォーム軸に回転連結された第１および第２の歯車列とを有し、回転連結装置は、第１および第２の歯車列間を回転連結するように配設されているので、可動体の両側を、第１および第２の歯車列、第１および第２のカム軸あるいはウォーム軸および第１および第２の回転ホイールあるいはウォームホイールをそれぞれ介して同期的に駆動することができる。

請求項６に係る発明によれば、可動体は、スライドテーブルからなり、スライドテーブルの両端部は、支持台に所定の間隔を有して設置された第1および第２のガイドレールにスライド可能に支持され、第１のガイドレール側には、一対の駆動系の一方および駆動系の一方を駆動するサーボモータが配設され、第２のガイドレール側には、一対の駆動系の他方が配設されているので、１つのサーボモータによってスライドテーブルをタンデム駆動することができ、スライドテーブルの大型化、高速化および高精度化に低コストで対応することができる。

請求項７に係る発明によれば、一対の駆動系は、第1および第２のガイドレールと平行な軸線回りに回転可能に支持された一対のボールねじ軸と、これらボールねじ軸にそれぞれ螺合され、スライドテーブルの両端部に固定された一対のボールナットとを有し、回転連結装置は、一対のボールねじ軸間を回転連結するように配設されているので、スライドテーブルの両側を、一対のボールねじ軸と一対のボールナットからなるボールねじ機構をそれぞれ介して同期的に駆動することができる。

本発明の第１の実施の形態を示す可動体駆動装置をチルト装置に適用した例を示す断面図である。図１の２−２線に沿って切断した断面図である。図１の３−３線に沿って切断した断面図である。図１の一部を拡大した図である。本発明の第２の実施の形態を示す可動体駆動装置を直動スライド装置に適用した例を示す平面図である。本発明の変形例を示す図である。

以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１ないし図４は、本発明の可動体駆動装置をチルト装置１０に適用した第1の実施の形態を示すものである。図１において、マシニングセンタ等の工作機械のベッドあるいはスライドテーブル１１上には、支持台１２が設置されている。支持台１２の両側には、第１および第２の支持部１２Ａ、１２Ｂが水平方向に所定の間隔を有して対向して配置されている。第１および第２の支持部１２Ａ、１２Ｂには、チルトテーブル１３の両端部１３Ａ、１３Ｂが共通の旋回軸線Ｏ１の回りに旋回可能に支持されている。

チルトテーブル１３の旋回軸線Ｏ１方向の中心部には、旋回軸線Ｏ１と直角な回転軸線Ｏ２の回りに回転テーブル１４が回転割出し可能に支持され、この回転テーブル１４上にワークＷを支持したパレット１５が搬入搬出され、位置決めクランプされるようになっている。そして、チルトテーブル１３を支持した支持台１２が、ベッド（１１）上に固定されている場合には、図示しない主軸ヘッドのＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３次元方向移動と、チルトテーブル１３の旋回軸線Ｏ１回りの旋回運動と、回転テーブル１４の回転軸線Ｏ２回りの回転割出し運動とによって、５軸制御型のマシニングセンタが構成される。なお、チルトテーブル１３を支持した支持台１２が、例えば、ベッド上にＺ軸方向に移動可能に支持されたスライドテーブル（１１）上に設置されている場合には、図示しない主軸ヘッドのＸ軸およびＹ軸方向移動と、スライドテーブルのＺ軸方向移動と、チルトテーブル１３の旋回軸線Ｏ１回りの旋回運動と、回転テーブル１４の回転軸線Ｏ２回りの回転割出し運動とによって、５軸制御型のマシニングセンタが構成される。

支持台１２の第１および第２の支持部１２Ａ、１２Ｂには、後述する構成の一対（第１および第２）の駆動系２０Ａ、２０Ｂが配設されている。第１および第２の支持部１２Ａ、１２Ｂならびに第１および第２の駆動系２０Ａ、２０Ｂは、回転軸線Ｏ２を中心にして互いに対称形に対向配置されており、基本的には同一の構成をなしている。

従って、以下においては、第１の支持部１２Ａおよび第１の駆動系２０Ａの構成について具体的に説明し、第２の支持部１２Ｂおよび第２の駆動系２０Ｂについては、第１の支持部１２Ａおよび第１の駆動系２０Ａで述べたと同じ構成部品については、Ａ付をＢ付で示すに止め、それ以上の説明は省略する。

第１の支持部１２Ａには、図４に拡大して図示するように、クロスローラベアリングからなる軸受２１Ａによって円筒状の回転ホイール２２Ａが、旋回軸線Ｏ１の回りに回転可能に支持されている。回転ホイール２２Ａの円周上には、図２を参照して理解できるように、複数のローラ２３Ａが放射軸線の回りに回転可能に支持され、回転ホイール２２Ａのローラ２３Ａに噛合うカム軸２４Ａ（図１参照）が、第１の支持部１２Ａに、旋回軸線Ｏ１と直角な軸線の回りに回転可能に支持されている。

回転ホイール２２Ａの内周には、チルトテーブル１３の一端部１３Ａを一体的に取付ける中空円筒体２５Ａが固着されている。中空円筒体２５Ａの内周には、中空軸部２６Ａが中空円筒体２５Ａと同心的に、第１の支持部１２Ａに固着されている。中空円筒体２５Ａは中空軸部２６Ａの外径より十分に大きな内径を有しており、図４に示すように、中空円筒体２５Ａの内周面と中空軸部２６Ａの外周面との間には環状の空間部２７が形成され、この空間部２７にクランピングスリーブ２８Ａと、クランピングスリーブ２８Ａを軸方向に押圧するピストン２９Ａが設けられている。

クランピングスリーブ２８Ａは、周知のもので、複数の環状溝が内外周に交互に形成された弾性材からなり、ピストン２９Ａによって軸方向に押圧されると、弾性変形して内径が収縮されるとともに外径が拡大されるものである。かかるクランピングスリーブ２８Ａの弾性変形によって、クランピングスリーブ２８Ａの内外周が中空円筒体２５Ａの内周面および中空軸部２６Ａの外周面に摩擦係合し、チルトテーブル１３側の中空円筒体２５Ａを支持台１２側の中空軸部２６Ａに対してクランプするようになっている。

第１の支持部１２Ａには、図３に示すように、エンコーダ付のサーボモータ３０が設置されている。サーボモータ３０のモータシャフト３０ａには、第１の支持部１２Ａに軸受３１を介してカム軸２４Ａと平行な軸線の回りに回転可能に支持された第１の駆動軸３２がカップリング３３によって連結されている。第１の駆動軸３２上には、歯車３４Ａが固定され、この歯車３４Ａは、図１に示すように、カム軸２４Ａの軸端に固定された歯車３５Ａに噛合されている。また、第１の支持部１２Ａには、伝達軸３６が軸受３７を介して第１の駆動軸３２と平行な軸線の回りに回転可能に支持されている。伝達軸３６上には、第１の駆動軸３２上の歯車３４Ａに噛合する歯車３８が固定され、この歯車３８は歯車３４Ａと同一形状に形成されている。伝達軸３６上にはまた、歯付の駆動プーリ３９が一体的に取付けられている。

上記した構成により、サーボモータ３０が駆動されると、これに直結された第１の駆動軸３２、第１の駆動軸３２上の歯車３４Ａ、この歯車３４Ａに噛合うカム軸２４Ａ上の歯車３５Ａを介してカム軸２４Ａが回転駆動される。カム軸２４Ａの回転は、カム軸２４Ａ上の複数のローラ２３Ａに噛合う回転ホイール２２Ａに減速して伝えられる。これによって、回転ホイール２２Ａに連結されたチルトテーブル１３の一端部１３Ａが旋回軸線Ｏ１の回りに回動される。

第２の支持部１２Ｂには、図３に示すように、第２の駆動軸４１が軸受４２を介してカム軸２４Ｂと平行な軸線の回りに回転可能に支持され、この第２の駆動軸４１上に、図２に示すように、カム軸２４Ｂの軸端に固定された歯車３５Ｂに噛合する歯車４３が固定されている。この歯車４３は第１の支持部１２Ａ側の歯車３４Ａと同一形状に形成されている。第２の駆動軸４１上にはまた、駆動プーリ３９と同径の歯付の従動プーリ４５が一体的に取付けられている。駆動プーリ３９と従動プーリ４５との間には、これらプーリ３９，４５に噛合う歯付のタイミングベルト４７が掛け渡されている。これら駆動プーリ３９、従動プーリ４５とタイミングベルト４７によって、回転連結装置４８を構成している。

これにより、上記した第１の駆動軸３２上の歯車３４Ａの回転は、歯車３８、伝達軸３６、駆動プーリ３９、タイミングベルト４７、従動プーリ４５、第２の駆動軸４１、歯車４３および歯車３５Ｂを介してカム軸２４Ｂに伝えられ、両カム軸２４Ａ、２４Ｂは同一の回転速度で回転駆動される。この際、サーボモータ３０によって回転駆動された第１の駆動系２０Ａの歯車３４Ａの回転は、歯車３８によって回転方向を反転され、駆動プーリ３９、タイミングベルト４７および従動プーリ４５を介して第２の駆動系２０Ｂの歯車４３に伝達されるため、両カム軸２４Ａ、２４Ｂは互いに逆方向に回転駆動される。従って、対称形に配設された回転ホイール２２Ａ、２２Ｂを同一の回転方向に駆動でき、チルトテーブル１３の両端部１３Ａ、１３Ｂを同期的にチルト駆動できるようになる。

このように、１つのサーボモータ３０によって、チルトテーブル１３の両端部１３Ａ、１３Ｂを同期的に駆動することができ、しかも、チルトテーブル１３の一端側１３Ａは、従来の２つのサーボモータによるタンデム駆動と同様に、サーボモータ３０によって直接駆動され、チルトテーブル１３の他端側１３Ｂは、タイミングベルト４７を介して同期的にサーボモータ３０の回転が伝えられるので、サーボモータ３０からチルトテーブル１３の一端側１３Ａの軸剛性は強く、サーボモータ３０から他端側１３Ｂの軸剛性は弱くなる。このように、サーボモータ３０によってチルトテーブル１３の一端側１３Ａを直接駆動することにより、チルトテーブル１３の一端側１３Ａの軸剛性を強くできるので、１つのサーボモータ３０によって、従来と同等にチルトテーブル１３の高精度なタンデム駆動を実現できるようになる。

支持台１２の第１の支持部１２Ａ側の中空円筒体２５Ａには、図1および図４に示すように、エンコーダ５０を取付けた軸部５１が固着され、エンコーダ５０によって、中空円筒体２５Ａ、すなわち、チルトテーブル１３の旋回角度が検出される。また、第２の支持部１２Ｂ側の中空円筒体２５Ｂには、図１に示すように、中空状の軸部５２が固着され、この軸部５２の外周に第２の支持部１２Ｂに固定された円筒体５３の内周が相対回転可能に嵌合されている。軸部５２の外周と円筒体５３の内周との間で、チルトテーブル１３の内部に圧油を分配するディストリビュータ５４が構成され、ディストリビュータ５４を介してチルトテーブル１３内に分配された圧油は、回転テーブル１４に対するパレット１５のクランプ、アンクランプ等に供される。また、軸部５２の中空部を通して、回転テーブル１４を回転割出しするための割出し用サーボモータ（図示せず）に電源を供給するケーブル等が挿通される。

次に、上記した第１の実施の形態におけるチルト装置１０の動作について説明する。上面にワークＷを支持したパレット１５が回転テーブル１４上に搬入され、位置決めクランプされると、図略の制御装置は、ワークが加工に必要な姿勢となるように、図略のサーボモータによって回転テーブル１４を所定の角度位置に回転割出しするとともに、サーボモータ３０によってチルトテーブル１３を所定の角度位置に旋回する。これによって、回転テーブル１４が所定の角度位置に位置決めされるとともに、チルトテーブル１３が所定のチルト位置に位置決めされ、チルトテーブル１３はその位置で、ピストン２９Ａ、２９Ｂとクランピングスリーブ２８Ａ、２８Ｂによってクランプされる。

ところで、チルトテーブル１３を所定のチルト位置に位置決めするためにサーボモータ３０が駆動されると、サーボモータ３０の回転は、第１の支持部１２Ａに設けられた第１の駆動系２０Ａを介して、チルトテーブル１３の一端側１３Ａに直接伝達される。すなわち、サーボモータ３０の回転は、第１の駆動軸３２、歯車３４Ａ、３５Ａおよびカム軸２４Ａを介して回転ホイール２３Ａに減速して伝えられ、チルトテーブル１３の一端側１３Ａが直接駆動される。一方、チルトテーブル１３の他端側１３Ｂには、歯車３４Ａに噛合う歯車３８によって方向を反転され、駆動プーリ３９、タイミングベルト４７および従動プーリ４５、ならびに第２の駆動系２０Ｂの第２の駆動軸４１、歯車３４Ｂ、３５Ｂおよびカム軸２４Ｂを介して、サーボモータ３０の回転が、回転ホイール２３Ａに減速して伝えられ、チルトテーブル１３の他端側１３Ｂが同期的に駆動される。

このように、第１の実施の形態によれば、１つのサーボモータ３０によって、チルトテーブル１３の両端部１３Ａ、１３Ｂを同期的に駆動できるので、タンデム駆動を低コストで実現することができ、しかも、チルトテーブル１３の一端側１３Ａは、従来の２つのサーボモータによるタンデム駆動と同様に、サーボモータ３０によって直接駆動され、チルトテーブル１３の他端側１３Ｂは、タイミングベルト４７を介して同期的に伝えられるので、サーボモータ３０からチルトテーブル１３の他端側１３Ｂの軸剛性を弱めることができ、その結果、従来の２つのサーボモータによるタンデム駆動時の同期誤差によるカシリ等の発生も抑制でき、チルトテーブル１３のタンデム駆動を高精度に行うことができる。

上記した第１の実施の形態によれば、１つのサーボモータ３０によって、チルトテーブル１３の両端部１３Ａ、１３Ｂを、タイミングベルト４７を用いた回転連結装置４８を介して同期的に駆動するようにしたので、大型かつ大重量のチルトテーブル１３を、タンデム駆動によって高速かつ高精度にチルト動作させることができるようになる。しかも、同期にタイミングベルト４７を用いたので、サーボモータ３０からチルトテーブル１３の他端側１３Ｂの軸剛性を弱めることができ、従来の２つのサーボモータによるタンデム駆動時の同期誤差によるカシリ等の発生も抑制できるようになる。

また、１つのサーボモータ３０によって、チルトテーブル１３の両端部１３Ａ、１３Ｂをタンデム駆動するようにしたので、２つのサーボモータによってタンデム駆動する従来技術に比して、タンデム駆動を低コストで実現できるとともに、メカ的に第１の駆動系２０Ａをマスタ、第２の駆動系２０Ｂをスレーブとして同期をとることができるため、２つのサーボモータを用いた従来のような複雑な制御、例えば、パラメータによるサーボ調整等を不要とすることができ、制御を簡単にすることができる。

図５は、本発明の可動体駆動装置を直動テーブル装置６０に適用した第２の実施の形態を示すものである。

図５において、６１はベッド等のベース部材を示し、ベース部材６１上には、第１および第２のガイドレール６３、６４が所定の間隔を有して、例えば、Ｚ軸方向に沿って設置されている。ベース部材６１上には、第１および第２のガイドレール６３、６４に摺動可能に係合する各一対のガイドブロック６５、６６を前後両端部に取付けたスライドテーブル６７が、Ｚ軸方向に移動可能に案内支持されている。

ベース部材６１にはまた、第１および第２のガイドレール６３、６４の両側に位置して、第１および第２の駆動系２０Ａ、２０Ｂを構成する第１および第２のボールねじ軸６９，７０の各両端部が、ベース部材６１上に設置された各一対の支持ブラケット７１、７２に軸受を介して、第１および第２のガイドレール６３、６４と平行な軸線の回りに回転可能に支持されている。第１および第２のボールねじ軸６９、７０には、それぞれボールナット７３、７４が螺合され、ボールナット７３、７４はスライドテーブル６７の両端部に固定されている。

第１のボールねじ軸６９の一端には、支持ブラケット７１に固定されたサーボモータ８０のモータシャフト８０ａがカップリング８１によって連結されている。サーボモータ８０には、サーボモータ８０の回転角を検出するエンコーダ８２が連結され、エンコーダ８２によって、サーボモータ８０の回転量、すなわちスライドテーブル６７の移動量を検出できるようになっている。

また、第１のボールねじ軸６９の一端には、歯付の駆動プーリ８３が一体的に取付けられている。一方、第２のボールねじ軸７０の一端には、歯付の従動プーリ８４が一体的に取付けられ、これら駆動プーリ８３と従動プーリ８４との間には、両プーリ８３、８４に噛合う歯付のタイミングベルト８５が掛け渡されている。これら駆動プーリ８３と従動プーリ８４とタイミングベルト８５によって、回転連結装置４８を構成している。

上記した第２の実施の形態によれば、スライドテーブル６７をスライドするためにサーボモータ８０が駆動されると、サーボモータ８０の回転は、第１のボールねじ軸６９に直接伝えられ、第２のボールねじ軸７０には、駆動プーリ８３、タイミングベルト８５および従動プーリ８４を介して回転が伝達される。従って、第１および第２のボールねじ軸６９、７０が同一方向に同期的に回転され、ボールナット７３、７４を介してスライドテーブル６７の両側がタンデム駆動され、スライドテーブル６７は第１および第２のガイドレール６３、６４に沿ってスライドされる。

このように、第２の実施の形態においても、１つのサーボモータ８０によって、スライドテーブル６７の両端部に設けられた２つの駆動系２０Ａ、２０Ｂを、タイミングベルト８５を介して同期的に駆動できるようにしたので、スライドテーブル６７がそれに載置される回転テーブル等によって、大型かつ大重量となっても、タンデム駆動によって高速かつ高精度にスライドすることができるようになる。しかも、タイミングベルト８５を介して同期させるようにしたので、サーボモータ８０から第２の駆動系２０Ｂの軸剛性を弱めることができ、従来の２つのサーボモータによるタンデム駆動時の同期誤差によるカシリ等の発生も抑制できるようになる。

また、１つのサーボモータ８０によって、スライドテーブル６７の両端部をタンデム駆動するようになっているので、タンデム駆動を低コストで実現できるとともに、メカ的に第１のボールねじ軸６９側をマスタ、第２のボールねじ軸７０をスレーブとして同期がとられるため、２つのサーボモータを用いた従来技術のような複雑な制御も不要となる。

上記した実施の形態においては、チルト装置１０あるいは直動スライド装置６０の両端部に設けた第１および第２の駆動系２０Ａ、２０Ｂの一方に、サーボモータ３０、８０を直結し、第１および第２の駆動系２０Ａ、２０Ｂの他方に、サーボモータ３０、８０による回転をタイミングベルト４７、８５を介して回転伝達するようにした例について述べた。

しかしながら、図６に示すように、サーボモータ９０によって回転連結装置４８を構成する駆動プーリ９２を駆動し、この駆動プーリ９２の回転をタイミングベルト９３を介して２つの従動プーリ９４、９５にそれぞれ伝達し、これら２つの従動プーリ９４、９５によって第１および第２の駆動系２０Ａ、２０Ｂをそれぞれ同期的に駆動することもできる。

また、上記した第１および第２の実施の形態においては、サーボモータ３０、８０によって駆動された第１の駆動系２０Ａの回転をタイミングベルト４７、８５を介して第２の駆動系２０Ｂに回転伝達する例について述べたが、タイミングベルト４７、８５を用いた回転連結装置４８は、第１および第２の駆動系２０Ａ、２０Ｂが大きく離間している場合に有効となるが、第１および第２の駆動系２０Ａ、２０Ｂの距離が比較的接近している場合には、第１および第２の駆動系２０Ａ、２０Ｂを、歯車機構による回転連結装置４８を介して連結することもできる。すなわち、歯車機構はバックラッシュを避けることができないため、このバックラッシュによって、サーボモータ８０から第２の駆動系２０Ｂの軸剛性を弱めることができ、タイミングベルト４７、８５を用いた回転連結装置４８と同等の作用効果を奏することができる。

上記した第１および第２の実施の形態においては、本発明の可動体駆動装置をチルトテーブル１３をチルト動作するチルト装置１０およびスライドテーブル６７をスライド動作する直動スライド装置６０にそれぞれ適用した例について述べたが、本発明は、その他に、可動体の両端部を同期的に駆動する高速マシニングセンタの主軸ヘッド等、タンデム駆動に可動体を駆動するあらゆる形態のものに適用できるものである。

以上、本発明を実施の形態に即して説明したが、本発明は実施の形態で述べた構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の形態を採り得るものである。

本発明に係る可動体駆動装置は、両側に２つの駆動系を有する可動体を備えた工作機械に用いるのに適している。

１０…チルト装置、１２…支持台、１２Ａ、１２Ｂ…支持部、１３…チルトテーブル、１３Ａ、１３Ｂ…両端部、２０Ａ、２０Ｂ…駆動系、２２Ａ、２２Ｂ…回転ホイール、２４Ａ、２４Ｂ…カム軸、３０…サーボモータ、３２…駆動軸、３４Ａ、３４Ｂ、３５Ａ、３５Ｂ…歯車列、３９…駆動プーリ、４５…従動プーリ、４７…タイミングベルト、４８…回転連結装置、６０…直動スライド装置、６３、６４…ガイドレール、６７…スライドテーブル、６９、７０…ボールねじ軸、７３、７４…ボールナット、８０、９０…サーボモータ、８３、９２…駆動プーリ、８４、９４、９５…従動プーリ、８５、９３…タイミングベルト。

Claims

両側に一対の駆動系を有する可動体と、前記一対の駆動系の間を小さな剛性を有する部材を介して回転連結する回転連結装置と、該回転連結装置を介して前記一対の駆動系をタンデム駆動する１つのサーボモータとによって構成したことを特徴とする可動体駆動装置。
請求項１において、前記サーボモータは前記一対の駆動系の一方に直結され、該一対の駆動系の一方の回転を前記回転連結装置を介して前記一対の駆動系の他方に伝達するようにしたことを特徴とする可動体の駆動装置。
請求項１または請求項２において、前記回転連結装置の前記部材を、タイミングベルトによって構成したことを特徴とする可動体駆動装置。
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記可動体は、チルトテーブルからなり、該チルトテーブルの両端部は、支持台に所定の間隔を有して対向して配置された第１および第２の支持部に軸受を介して共通の軸線の回りに回転可能に支持され、前記支持台の前記第１の支持部には、前記一対の駆動系の一方および該駆動系の一方を駆動する前記サーボモータが配設され、前記支持台の前記第２の支持部には、前記一対の駆動系の他方が配設されていることを特徴とする可動体の駆動装置。
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記一対の駆動系は、前記共通の軸線の回りにそれぞれ回転可能に支持された第１および第２の回転ホイールあるいはウォームホイールと、該第１および第２の回転ホイールあるいはウォームホイールに噛合う第１および第２のカム軸あるいはウォーム軸と、該第１および第２のカム軸あるいはウォーム軸に回転連結された第１および第２の歯車列とを有し、前記回転連結装置は、前記第１および第２の歯車列間を回転連結するように配設されていることを特徴とする可動体の駆動装置。
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記可動体は、スライドテーブルからなり、該スライドテーブルの両端部は、支持台に所定の間隔を有して設置された第1および第２のガイドレールにスライド可能に支持され、前記第１のガイドレール側には、前記一対の駆動系の一方および該駆動系の一方を駆動する前記サーボモータが配設され、前記第２のガイドレール側には、前記一対の駆動系の他方が配設されていることを特徴とする可動体の駆動装置。
請求項６において、前記一対の駆動系は、前記第1および第２のガイドレールと平行な軸線回りに回転可能に支持された一対のボールねじ軸と、これらボールねじ軸にそれぞれ螺合され、前記スライドテーブルの両端部に固定された一対のボールナットとを有し、前記回転連結装置は、前記一対のボールねじ軸間を回転連結するように配設されていることを特徴とする可動体の駆動装置。