JP5526888B2 - 送り駆動装置 - Google Patents
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Description
この特許文献1は樹脂成形に用いるプレス装置であって、一端がプレス型に回転自在に連結されている送りねじ軸と、ナットハウジングに軸方向移動が拘束され、且つ回転自在に支持され、送りねじ軸にねじ螺合している駆動用ナットと、回転伝達機構を介して駆動ナットに回転運動を伝達する駆動モータとを備えた送り駆動装置を備えている。
前述した特許文献1のねじ機構を採用して高荷重の負荷に耐える装置とするには、高荷重の負荷を作用する方向に並列に複数のねじ機構を配置する(第1の改善策)、送りねじ軸の軸径を大きくする(第2の改善策)、駆動用ナットの軸長を長くする(第3の改善策)ことが考えられる。
また、第2の改善策は、大型の送りねじ軸となるので、装置のコンパクト化、軽量化の面で問題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、高荷重の負荷が作用しても、送りねじ機構にモーメント等の変形力が作用せず、コンパクトで製作コストの低減化を図ることができる送り駆動装置を提供することを目的としている。
また、請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の送り駆動装置において、前記送りねじ軸及び前記複数のナットのねじ螺合は、前記送りねじ軸の外周に設けたボール溝と、前記複数のナットの内周に設けたボール溝の間に複数個のボールが組み込まれて構成されたボールねじ機構である。
さらに、請求項5記載の発明は、請求項1乃至4の何れか1項に記載の送り駆動装置において、前記送りねじ軸及び前記複数のナットのねじ螺合は、前記送りねじ軸の外周に設けたねじ溝と、前記複数のナットの内周に設けたねじ溝とが係合するすべりねじ機構である。
(第1実施形態)
図1は、本発明に係るサーボプレス機の第1実施形態を示すものである。
本実施形態のサーボプレス機は、基台1上に固定された固定型2と、固定型2に対して離接するように基台1上に移動自在に配置された可動型3と、可動型3の移動制御を行なう送り駆動部4と、を備えている。
送り駆動部4は、一端が可動型3に固定され、他端が自由端とされて可動型3の移動方向に軸線が向いているねじ軸6と、ねじ軸6に螺合している第1ナット7及び第2ナット8と、基台1上に固定され、第1ナット7及び第2ナット8のそれぞれを軸受9,10を介して回転自在に支持しているナットハウジング11,12と、基台1上に固定された第1駆動モータ13及び第2駆動モータ14と、第1駆動モータ13の回転駆動力を第1ナット7に伝達する第1回転伝達部15と、第2駆動モータ14の回転駆動力を第2ナット8に伝達する第2回転伝達部16とを備えている。
第2回転伝達部16も、第2ナット8の端部に同軸に設けたナット側プーリ20と、第2駆動モータ14のモータ軸に固定されたモータ側プーリ21と、ナット側プーリ20及びモータ側プーリ21の間に掛け渡されたタイミングベルト22とで構成されている。
先ず、可動型3を、固定型2から離間した図1の右側に配置しておく。そして、プレスすべき被加工部材(不図示)を、固定型2の型を形成した面に配置する。
次に、被加工部材のプレス加工を行なうために、モータ駆動制御部23が第1駆動モータ13及び第2駆動モータ14の正回転制御を行なう。これにより、モータ駆動制御部23に制御された第1駆動モータ13の正方向の回転動力が第1回転伝達部15を介して第1ナット7に伝達され、モータ駆動制御部23に制御された第2駆動モータ14の正方向の回転動力が第2回転伝達部16を介して第2ナット8に伝達される。
本実施形態の送り駆動部4は、1本のねじ軸6に対して第1ナット7及び第2ナット8が同軸に配置されているので、第1駆動モータ13及び第2駆動モータ14から高荷重の負荷が伝達されても、ねじ軸6と第1ナット7及び第2ナット8のねじ螺合部分にはモーメントが作用しない。このため、ねじ軸6、第1ナット7及び第2ナット8の耐久性の低下を防止することができる。
また、第1ナット7及び第2ナット8は、正逆方向に回転し、軸方向相対位置が固定されているので、第1ナット7及び第2ナット8の位置管理を行なう必要がない。
また、それぞれの第1ナット7及び第2ナット8の軸長を短くすることができるので、第1ナット7及び第2ナット8の負荷分布を小さくすることができ、許容負荷能力の減少を防止することができる。
次に、図2は、本発明に係るサーボプレス機の第2実施形態を示すものである。なお、図1に示すものと同一構成部分には、同一符号を付してその説明は省略する。
本実施形態の送り駆動部4は、基台1上に、ガイドレール24に支持されたテーブル25が固定型2に向けて移動可能に配置されているとともに、基台1に設けた一対の固定部材26,26に両端部が固定されたねじ軸6が、テーブル25の移動方向に跨いだ状態で配置されている。
テーブル25上には、ナットハウジング11,12及び第1駆動モータ13及び第2駆動モータ14が固定されており、ナットハウジング11,12は、ねじ軸6に螺合した第1ナット7及び第2ナット8を軸受9,10を介して回転自在に支持している。また、第1駆動モータ13は第1回転伝達部15を介して第1ナット7に連結し、第2駆動モータ14は第2回転伝達部16を介して第2ナット8に連結している。
そして、本実施形態のモータ駆動制御部23は、第1駆動モータ13をマスターモータとし、第2駆動モータをスレーブモータとし、固定型2に離接方向にテーブル25が所定量だけ移動するように、マスターモータ(第1駆動モータ13)を制御して第1ナット7を所定の回転数で回転させ、スレーブモータ(第2駆動モータ14)を、マスターモータ(第1駆動モータ13)のトルクに追随するように制御している。
先ず、テーブル25及びテーブル25に固定に連結した可動型3を、固定型2から離間した図2の右側に配置しておく。そして、プレスすべき被加工部材(不図示)を、固定型2の型を形成した面に配置する。
次に、被加工部材のプレス加工を行なう際に、モータ駆動制御部23が第1駆動モータ13及び第2駆動モータ14の正回転制御を行なう。これにより、モータ駆動制御部23に制御された第1駆動モータ13の正方向の回転動力が第1回転伝達部15を介して第1ナット7に伝達され、モータ駆動制御部23に制御された第2駆動モータ14の正方向の回転動力が第2回転伝達部16を介して第2ナット8に伝達される。
さらに、モータ駆動制御部23が第1駆動モータ13及び第2駆動モータ14から出力されるトルクを同一に設定しているので、第1ナット7及び第2ナット8に伝達される軸方向負荷が均一となり、第1ナット7及び第2ナット8の耐久性を向上させることができる。
なお、上記第1及び第2実施形態では、ねじ軸6と第1ナット7及び第2ナット8は、ねじ溝同士が係合するすべりねじ構造を示したが、ボール溝同士の間にボールを転動自在に配置したボールねじ構造、ローラ溝同士の間にローラを転動自在に配置したローラねじ構造でも良く、送り駆動部4が必要とする機能に合わせて必要な負荷転動体(ボール数、ローラ数)を持つようにすればよく、予圧を与えて剛性を上げることもできる。
また、上記実施形態ではサーボプレス機について説明したが、高荷重の負荷を作用する射出成形機の射出軸や型締め軸に、上述した送り駆動部4を採用しても、同様の効果を奏することができる。
Claims (5)
- 両端を基台に固定した回転不能、且つ軸方向移動不能の1本の送りねじ軸と、この送りねじ軸にそれぞれ螺合している複数のナットと、
前記基台上に前記送りねじ軸の軸線方向に移動自在に配置され、可動体を固定しているテーブルと、
前記複数のナットを回転自在に支持し、且つ、互いの相対的軸方向位置が一定になるように保持し、前記テーブル上に固定されているナットハウジングと、
前記テーブル上に固定され、前記複数のナットをそれぞれ回転駆動する複数の回転駆動部と、
前記複数の回転駆動部を制御して前記複数のナットを回転駆動させ、前記テーブルを前記軸方向に移動させる駆動制御部と、を備えていることを特徴とする送り駆動装置。 - 前記複数の回転駆動部を複数の駆動モータで構成し、前記駆動制御部は、複数の駆動モータの一方をマスターモータとし、且つ、複数の駆動モータの他方をスレーブモータとし、前記マスターモータが前記テーブルの移動量を制御して駆動し、前記スレーブモータが前記マスターモータのトルクに追随するように制御することを特徴とする請求項1記載の送り駆動装置。
- 前記送りねじ軸及び前記複数のナットのねじ螺合は、前記送りねじ軸の外周に設けたボール溝と、前記複数のナットの内周に設けたボール溝の間に複数個のボールが組み込まれて構成されたボールねじ機構であることを特徴とする請求項1又は2記載の送り駆動装置。
- 前記送りねじ軸及び前記複数のナットのねじ螺合は、前記送りねじ軸の外周に設けたローラ溝と、前記複数のナットの内周に設けたローラ溝の間に複数個のローラが組み込まれて構成されたローラねじ機構であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の送り駆動装置。
- 前記送りねじ軸及び前記複数のナットのねじ螺合は、前記送りねじ軸の外周に設けたねじ溝と、前記複数のナットの内周に設けたねじ溝とが係合するすべりねじ機構であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の送り駆動装置。
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