JPH0580632U - コラムと昇降フレームの撓み防止構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工作機械、測定機器、医療機器等において、
コラムと、このコラムに沿って昇降する昇降フレームと
の撓みを防止するための構造の提供。 【構成】 撓み防止構造は、コラム２２とこのコラム２
２に沿って昇降する昇降フレーム２３との対向面の一方
の面に凹条部３１を他方の面に凹条部３１に入り込む凸
条部３２を上下方向に各々形成するとともに、この凹条
部３１と凸条部３２の間に昇降フレーム２３の昇降を案
内する直線運動ベアリング３３，３４，３５を複数具え
ている。昇降フレーム２３とコラム２２は凹凸条部３
１，３２によって撓みにくい形状になっている。又、コ
ラム２２と昇降フレーム２３の占有面積を従来と同一し
たままで、コラム２２と昇降フレーム２３の撓む方向の
長さを長くすることができ、断面係数が大きくなり、コ
ラム２２と昇降フレーム２３の撓み量は少なくなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、工作機械、測定機器、医療機器等において、コラムと、このコラム に沿って昇降する昇降フレームとの撓みを防止するための構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、例えば、工作機械に使用される昇降フレーム１１は、図５、図６に示す ように、ベース１２に一体に立設されたコラム１３に沿ってモータ１４とボール ねじ１５とによって昇降するようになっている。昇降フレーム１１とコラム１３ との間には、昇降案内用の２本の直線運動ベアリング１６，１６が設けられてい る。昇降フレーム１１の上部には、テーブル１７が設けられている。 昇降フレーム１１とコラム１３は、図５に示すように、平面形状が方形状にな っている。

【０００３】 昇降フレーム１１とコラム１３には、テーブル１７上のワーク（図示省略）の 重量が加わるため、図６において、矢印Ａ，Ｃ方向に撓むことがある。特に、ワ ークが図６においてテーブル１７の左右端に移動すると、昇降フレーム１１とコ ラム１３の撓み量が多くなる。この撓み量が多いと、ワークの加工精度が低下す る。 このため、昇降フレーム１１やコラム１３の肉厚を増やすリブ（図示省略）を 昇降フレーム１１やコラム１３に設けるか、或いは、昇降フレーム１１とコラム １３の占有面積を広くするかして、昇降フレーム１１とコラム１３の撓み量を少 なくしている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、このようなリブを設けると、昇降フレームやコラムの形状が複雑に なるという問題点を有している。 又、昇降フレームとコラムの占有面積を広くする方法は、他の部品や装置等と の配置関係によって、コラムと昇降フレームの撓む方向の長さＨ１，Ｈ２（図５ 参照）を長くすることができないことがあり、断面係数を大きくすることができ ず、撓み量を少なくすることができないという問題点を有している。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、コラムと昇降フレームとの対向面の何れか一方の面に凹条部を他方 の面に前記凹条部に入り込む凸条部を各々上下方向に形成するとともに、前記凹 凸条部間に前記コラムに対して前記昇降フレームの昇降を案内する直線運動ベア リングを複数具えた構造により、前記の課題を解決したものである。

【０００６】

【作用】

コラムと昇降フレームは凹凸条部によって補強され従来より撓みにくくなって いる。 又、コラムと昇降フレームの占有面積を従来と同一にしたまま、コラムと昇降 フレームの撓み方向の長さを長くすることができ、コラムと昇降フレームの少な くとも一方の断面係数が大きくなる。従って、剛性が向上する。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。 撓み防止構造をレーザ加工に使用されるテーブル装置に適用した場合について 説明する。 テーブル装置２０（図２参照）は、ベース２１と一体に形成されたコラム２２ に沿って図２の上下方向（Ｚ軸方向）に昇降する縦長のＺ軸テーブル（昇降フレ ーム）２３と、Ｚ軸テーブル２３の上部に具えられ図２の左右方向（Ｘ軸方向） へ移動するＸ軸テーブル２４と、Ｘ軸テーブル２４上に具えられ図２の紙面の表 裏方向（Ｙ軸方向）へ移動するＹ軸テーブル２５とを有している。 従って、Ｙ軸テーブル２５はＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に３次元移動ができるようにな っている。

【０００８】 Ｚ軸テーブル２３は、モータ２６と公知のボールねじ２７とによってコラム２ ２の側面に沿って昇降するようになっている。Ｘ、Ｙ軸テーブル２４，２５も図 示しないモータとボールねじとによってＸ、Ｙ軸方向へ往復移動するようになっ ている。 Ｙ軸テーブル２５上には、ワーク（図示省略）が載せられ、レーザによってワ ークに加工が施されるようになっている。このため、各テーブル２３，２４，２ ５に撓みが生じるとワークに正確な加工を施すことができないことになる。

【０００９】 Ｚ軸テーブル２３と、コラム２２（図１参照）との対向面５１，５０の上下方 向（Ｚ軸方向）には凹凸条部３１，３２が各々形成されている。凸条部３２は凹 条部３１に入り込んでいる。 この凹凸条部３１，３２によって、Ｚ軸テーブル２３とコラム２２は補強され 、Ｚ軸テーブル２３とコラム２２のＸ、Ｙ軸方向の剛性を高めることができる。

【００１０】 凹凸条部３１，３２（図１参照）の谷部３６と頂部３７の間と、平坦部３８， ３８と段部３９，３９の間とには、Ｚ軸テーブル２３の昇降を案内する直線運動 ベアリング３３，３４，３５が都合３つ設けられている。 直線運動ベアリング３３，３４，３５は、公知の構造のものであり、Ｚ軸テー ブル２３に設けられたレール４１，４２，４３と、このレール４１，４２，４３ 上を移動自在な移動体４４，４５，４６とで構成されている。 このように、直線運動ベアリング３３，３４，３５を都合３つ具えたので、直 線運動ベアリング３３，３４，３５によってコラム２２とＺ軸テーブル２３を補 強することができ、コラム２２とＺ軸テーブル２３のＸ軸方向の撓みを量少なく することができる。 なお、直線運動ベアリングは、平坦部３８，３８と段部３９，３９の間にのみ 都合２つ設けてもよい。

【００１１】 コラム２２の撓む方向であるＸ軸方向の長さＨ３（図１参照）は、突出した長 さＨ４だけ従来より長くなっている。 Ｚ軸テーブル２３のＸ軸方向の長さは従来と同一のＨ２である。 コラム２２の幅は従来のコラム１３の幅と同一のＢ１である。又、Ｚ軸テーブ ル２３の幅も従来の昇降フレーム１１の幅と同一のＢ２である。 又、コラム２２の断面係数Ｚは、Ｚ＝Ｋ・Ｂ・Ｈの自乗（但し、Ｋは定数、Ｂ はＹ軸方向の幅、ＨはＺ軸方向の長さ）の一般式からＨの自乗に比例して大きく なるため、Ｈの増加量自体は小さくても、コラムの断面係数を従来より著しく大 きくすることができる。 従って、コラム２２とＺ軸テーブル２３の占有面積を従来のコラム１３と昇降 フレーム１１の占有面積と同一にしたまま、コラム２２のＸ軸方向への撓みを少 なくすることができる。

【００１２】 図３に示すように、Ｚ軸テーブル１２３のＸ軸方向の長さＨ５を、従来の昇降 フレーム１１のＸ軸方向の長さＨ２より長くすると、同様にしてＺ軸テーブル１ ２３の断面係数Ｚも大きくなりＺ軸テーブル１２３がＸ軸方向に撓みにくくなる 。この場合も、コラム１２２とＺ軸テーブル１２３の占有面積は、従来の占有面 積と同一である。 なお、図３に示す、コラム１２２のＸ軸方向の長さは、図１のコラム２２のＸ 軸方向の長さと同一のＨ３である。 従って、図３に示すコラム１２２とＺ軸テーブル１２３は、両方とも従来より 断面係数が大きくなっており、全体的に、図１に示す実施例より撓みにくくなっ ている。 図３に示す構造は、図１に示す構造と略々同一であるため、図３の構造におい て、図１に相当する部分には、図１の符号の先頭に１を付した符号を使用し、そ の部分の構造の説明は省略することとする。

【００１３】 又、図４に示すように、コラム２２２に凹条部２３１を、Ｚ軸テーブル２２３ に凸条部２３２を各々形成してもよい。 このコラム２２２とＺ軸テーブル２２３の凹凸条部２３１，２３２の間にも、 Ｚ軸テーブル２２３の昇降を案内する直線運動ベアリング２３３，２３４，２３ ５が凹凸条部２３１，２３２の谷部２３６と頂部２３７の間と、平坦部２３８， ２３８と段部２３９，２３９の間とに都合３つ設けられている。

【００１４】 なお、以上の撓み防止構造は、レーザ加工に使用されるテーブル装置２０に適 用した場合について説明したが、測定機器、医療機器（何れも図示省略）等のコ ラムとＺ軸テーブルにも適用することができる。

【００１５】

【考案の効果】

本考案の撓み防止構造は、次の効果を奏する。 (1) コラムと昇降フレームの対向面に凹凸条部を形成したので、コラムと昇降 フレームは凹凸条部によって補強され、剛性を高めることができ、コラムと昇降 フレームの撓み量を少なくすることができる。 (2) コラムと昇降フレームに凹凸条部を形成することによって、コラムと昇降 フレームの占有面積を従来の占有面積と同一にしたままで、コラムと昇降フレー ムの撓む方向の少なくとも一方の長さを長くすることができ、その部材の断面係 数を大きくすることができる。これによって、コラムと昇降フレームの少なくと も一方の撓み量を少なくすることができる。 (3) コラムと昇降フレームの撓み量が少なくなると、ワークの加工精度、被測 定物の測定精度を向上させたり、或いは、適切な診断、検査等を行なうことがで きるようになる。 (4) なお、請求項２のように、直線運動ベアリングを３つ設けると、コラムと 昇降フレームが直線運動ベアリングによって補強され、コラムと昇降フレームの 撓み量を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の撓み防止構造を具えたテーブル装置の
コラムとＺ軸テーブルの平面図であって、図２中、１−
１矢視断面図である。

【図２】本考案の撓み防止構造を具えたテーブル装置の
一部破断した正面図である。

【図３】他の実施例の撓み防止構造を具えた図１に相当
するコラムとＺ軸テーブルの平面図である。

【図４】他の実施例の撓み防止構造を具えた図１に相当
するコラムとＺ軸テーブルの平面図である。

【図５】撓み防止構造を具えていない従来のコラムと昇
降フレームの平面図である。

【図６】図５の正面図である。

【符号の説明】

２２，１２２，２２２ コラム ２３，１２３，２２３ Ｚ軸テーブル（昇降フレーム） ３１，１３１，２３１ 凹条部 ３２，１３２，２３２ 凸条部 ３３，３４，３５，１３３，１３４，１３５，２３３，
２３４，２３５ 直線運動ベアリング ３６，１３６，２３６ 谷部 ３７，１３７，２３７ 頂部 ３８，１３８，２３８ 平坦部 ３９，１３９，２３９ 段部 ５０，５１，１５０，１５１，２５０，２５１ 対向面

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 コラムと昇降フレームとの対向面の何れ
   か一方の面に凹条部を他方の面に前記凹条部に入り込む
   凸条部を各々上下方向に形成するとともに、前記凹凸条
   部間に前記コラムに対して前記昇降フレームの昇降を案
   内する直線運動ベアリングを複数具えたことを特徴とす
   る、コラムと昇降フレームの撓み防止構造。
2. 【請求項２】 前記直線運動ベアリングは前記凹条部の
   谷部と前記凸条部の頂部の間と、前記凹条部の２つの平
   坦部と凸条部の２つの段部の間とに設けられている、請
   求項１記載のコラムと昇降フレームの撓み防止構造。