JPH0746444Y2

JPH0746444Y2 - 移動テーブルとボールねじの連結機構

Info

Publication number: JPH0746444Y2
Application number: JP6590189U
Authority: JP
Inventors: 淳矢嶌; 光弘古田
Original assignee: 安藤電気株式会社
Priority date: 1989-06-06
Filing date: 1989-06-06
Publication date: 1995-10-25
Anticipated expiration: 2004-06-06
Also published as: JPH037442U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］この考案は、ワークを搭載してXY方向などに移動する移
動テーブルとボールねじの連結機構についてのものであ
る。

［従来の技術］位置決め用移動テーブルの送り機構に対する駆動源アク
チュエータで、もっとも一般的なものととしてボールね
じがある。

移動テーブルとボールねじの連結については種々の機構
が用いられている。

次に、第６図を参照して、従来の移動テーブルとボール
ねじの連結機構を説明する。

第６図の１はボールねじ、２はボールナット、４と５は
支持板、６はモータ、７はテーブル、7Aはナットホル
ダ、８と９はレール、10はベースである。

テーブル７はレール８・９によって案内され、矢印のＸ
軸方向に移動する構造になっている。

ナットホルダ7Aはテーブル７にボルト等で固定される。

ボールねじ１は両端を支持板４・５で支持され、支持板
４・５はベース10に取り付けられる。

ボールねじ１の回転運動を直線運動に変換するボールナ
ット２は、ナットホルダ7Aにボルトで取り付けられ、テ
ーブル７とボールねじ１とが連結される。

次に、第７図を参照して、他の従来機構の構成を説明す
る。

第７図の３はナットホルダ、21は連結ブロック、22は連
結ブロック21に設けられたＶ溝、23はピン、24は板ばね
であり、その他の部分は第６図と同じである。

すなわち、第７図は第６図のナットホルダ7Aの代わり
に、21〜24を採用したものである。

次に、第７図の要部拡大分解図を第８図に示す。

ボールナット２はナットホルダ３に取り付けられる。

ピン23は上部が球形部23Aになっており、ナットホルダ
３に取り付けられる。

第８図では、ピン23の球形部23Aを連結ブロック21のＶ
溝22と板ばね24で挟むようにする。いいかえると、球形
部23Aを介してナットホルダ３とテーブル７は連結され
る。

次に、第８図の要部組立図を第９図に示す。

第７図と第８図の連結機構によれば、テーブル７とボー
ルねじ１との取付寸法はテーブル７に連結ブロック21を
取り付けるときに位置調整ができるので、テーブル７と
ボールねじ１との取付平行度だけを精密に位置合わせす
ればよい。

［考案が解決しようとする課題］第６図の連結機構では、テーブル７、ボールねじ１およ
びボールナット２とがナットホルダ7Aで拘束され、ボー
ルねじ１とテーブル７の位置関係が平行でなくなると、
モータ６に過負荷がかかり、モータ６の回転が停止して
しまう。

このため、テーブル７とボールねじ１とは、平行度や取
付間の距離寸法を精密に位置合わせする必要があり、組
立に多くの時間がかかるという問題があった。

また、第７図から第９図の連結機構では、ナットホルダ
３とピン23を介して板ばね24で固定しているので、長期
間使用していると板ばね24が変形し、位置合わせがずれ
てくるという問題があった。

また、板ばね24に弾性変形をしない金属材料を使用した
場合には、ボールねじ１の駆動時に発生する微振動で摩
耗してしまい、ガタが発生するという問題があった。

この考案は、第８図の連結ブロック21のＶ溝22にピン23
を固定するための手段として、テーブル７を等速運動さ
せるための力、テーブル７を起動させるための加速力、
テーブル７を停止させたときに発生する慣性力、それぞ
れの力より強い推力を発生するシリンダを使用すること
により従来技術の問題点を解決し、かつテーブル７駆動
時の微振動をダンパとして吸収させることを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］この目的を達成するために、この考案では、第１の支持
板４と第２の支持板５で支持されるボールねじ１、ボー
ルねじ１を回転させるモータ６と、ボールねじ１とねじ
結合するボールナット２と、ボールナット２を取り付け
るナットホルダ３とを有し、テーブル７とボールねじ１
を連結する機構において、テーブル７が連結されるとと
もに、Ｖ溝12が設けられる連結ブロック11と、ナットホ
ルダ３に取り付けられ、上部に球形部13Aが形成される
ピン13と、連結ブロック11に取り付けられるシリンダ14
と、シリンダ14の駆動で前後進するピストンロッド15と
を備え、ピン13の球形部13Aをピストンロッド15と連結
ブロック11のＶ溝12で挟み、テーブル７とボールねじ１
を連結することを特徴とする。

［作用］次に、この考案の移動テーブルとボールねじの連結機構
の構成図を第１図に示す。

第１図の11は連結ブロック、12はＶ溝、13はピン、14は
シリンダであり、その他の部分は、第７図、第８図と同
じである。

第１図は第７図、第８図の21〜25の代わりに、11〜14を
採用したものである。

次に、第１図の要部拡大分解図を第２図に示す。

第２図の15はピストンロッド、16はボルト、17と18はエ
ア配管ポートである。

次に、第２図によりこの考案の作用を説明する。

第２図のボールナット２はナットホルダ３に取り付けら
れる。

ピン13は上部が球形部13Aになっており、ナットホルダ
３に取り付けられる。

連結ブロック11にはＶ溝12が設けられており、連結ブロ
ック11はテーブル７に取り付けらる。

ピストンロッド15はシリンダ14の駆動で前後進する。

シリンダ14を駆動するには、圧縮空気や油圧を使用する
ことができる。第１図から第４図では、圧縮空気を使用
した場合が例示されている。

シリンダ14はピストンロッド15がＶ溝12に入る形で連結
ブロック11にボルト16で取り付けられる。

ピン13の球形部13Aは、ピストンロッド15と連結ブロッ
ク11のＶ溝12で挟まれる形になる。

次に、第２図の要部組立図を第３図と第４図に示す。

第３図は、シリンダ14の配管ポート17から圧縮空気を供
給すると、ピストンロッド15はピン13の方向に移動し、
Ｖ溝12にピン13の球形部13Aを押し付ける。

ピン13の球形部13AはＶ溝12と２点接触し、ナットホル
ダ３の姿勢を保持する。

これにより、ボールナット２とテーブル７が連結され
る。

第３図では、ピストンロッド15がＶ溝12内を出入できる
ようにしてあるため、第９図のＶ溝22よりも第３図のＶ
溝12の方がＶ溝を深くしている。

第４図は、シリンダ14のエアー配管ポート18から圧縮空
気を供給し、エアー配管ポート17からシリンダ14内部の
空気を排気させた状態図であり、ピストンロッド15はＶ
溝12側から後退し、ボールナット２とテーブル７は分離
する。

第５図は、テーブル７を移動させるときの速度と時間曲
線を示し、Ｘ軸は時間を示し、Ｙ軸は速度を示してい
る。

第５図でt₁はテーブル７を停止状態から等速運動させる
までの加速領域であり、テーブル７の重量をＷ［kg
f］、加速度をα［mm/s²］、テーブル７とレール８・９
との摩擦係数をμとすれば、加速に必要な力F₁は F₁＝μｗ＋（w/g）×α で算出される。

第５図のｔはテーブル７が等速運動をしている領域であ
り、等速運動に必要な力Ｆは、Ｆ＝μｗで算出される。

第５図のt₂はテーブル７を等速運動から停止させるため
の減速領域であり、時間t₂でテーブル７を停止させるに
要するブレーキ力F₂は等速運動時の速度をＶ［mm/s］と
すれば、 F₂＝WV/gt₂で算出される。

第２図のピン13とピストンロッド15にかかる力は第５図
のt₁の領域が最大となる。

シリンダ14の推力は［ピストンロッド15の受圧面積πr²
×供給エアー圧力］で算出れさるので、第５図のt₁の領
域で発生する力より強い推力を発生するシリンダ14を選
べばよい。

例えば、数値例として、テーブル７の大きさが50cm×30
cm、テーブル７と運搬するものの総重量60kg、レール８
・９とテーブル７との摩擦係数0.02、スピード20cm/秒
で、加速0.2秒、減速0.2秒にした場合、ピストンロッド
15の直径2cmのシリンダ14を使用し、空気圧を4kgf/cm²
にする。

［考案の効果］この考案によれば、次の効果がある。

（ア）シリンダでボールねじとテーブルを接続している
ので、長期間連続運転してもボールねじとテーブルの位
置関係は変わらない。

（イ）シリンダを使用しているので、圧縮空気などが弾
性体の役目をし、微振動による摩耗が防止でき、かつ、
ダンパとして微振動をも吸収できるので、振動がなく、
安定した状態でテーブルを移動させることができる。

（ウ）シリンダを使用しているので、作動流体の圧力を
調整すれば、テーブル運動時に発生する力に対して、適
切な推力を設定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の移動テーブルとボールねじの連結機
構の構成図、第２図は第１図の要部拡大分解図、第３図
と第４図は第２図の要部組立図、第５図はテーブル７を
移動させたときの速度と時間の関係図、第６図は従来の
移動テーブルとボールねじの連結機構の構成図、第７図
は他の従来機構の構成図、第８図は第７図の要部拡大分
解図、第９図は第８図の要部組立図である。１……ボールねじ、２……ボールナット、３……ナット
ホルダ、４……支持板、５……支持板、６……モータ、
７……テーブル、８……レール、９……レール、10……
ベース、11……連結ブロック、12……Ｖ溝、13……ピ
ン、14……シリンダ、15……ピストンロッド、16……ボ
ール、17・18……エア配管ポート、21……連結ブロッ
ク、22……Ｖ溝、23……ピン、24……板ばね、25……ね
じ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】第１の支持板（４）と第２の支持板（５）
で支持されるボールねじ（１）と、ボールねじ（１）を
回転させるモータ（６）と、ボールねじ（１）とねじ結
合するボールナット（２）と、ボールナット（２）を取
り付けるナットホルダ（３）とを有し、テーブル（７）
とボールねじ（１）を連結する機構において、テーブル（７）に取り付けられるとともに、Ｖ溝（12）
が設けられる連結ブロック（11）と、ナットホルダ（３）に取り付けられ、上部に球形部（13
A）が形成されるピン（13）と、連結ブロック（11）に取り付けられるシリンダ（14）
と、シリンダ（14）の駆動で前後進するピストンロッド（1
5）とを備え、ピン（13）の球形部（13A）をピストンロッド（15）と
連結ブロック（11）のＶ溝（12）で挟み、テーブル
（７）とボールねじ（１）を連結することを特徴とする
移動テーブルとボールねじの連結機構。