JPH09324843A - 粗動微動ボールねじおよびそのユニット - Google Patents

粗動微動ボールねじおよびそのユニット

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JPH09324843A
JPH09324843A JP14170996A JP14170996A JPH09324843A JP H09324843 A JPH09324843 A JP H09324843A JP 14170996 A JP14170996 A JP 14170996A JP 14170996 A JP14170996 A JP 14170996A JP H09324843 A JPH09324843 A JP H09324843A
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JP
Japan
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ball screw
screw shaft
nut
coarse
fine
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JP14170996A
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English (en)
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Masahiro Higaya
正博 飛ヶ谷
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 分解能を損なうことなく微動送りが可能で、
しかも、コンパクトで、かつ、構造が簡単な粗動微動ボ
ールねじおよびそのユニットを提供する。 【解決手段】 外周にボールねじ溝を形成したボールね
じ軸と、該ボールねじ軸のボールねじ溝に複数のボール
を介して螺合され、その外周にボールねじ溝を形成した
ボールねじナット兼ボールねじ軸と、該ボールねじナッ
ト兼ボールねじ軸のボールねじ溝に複数のボールを介し
て螺合されるボールねじナットとを備え、前記ボールね
じ軸および前記ボールねじナット兼ボールねじ軸と前記
ボールねじナット兼ボールねじ軸および前記ボールねじ
ナットで2つのボールねじを構成させ、それぞれを別々
に制御して粗動微動するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、粗動送りと微動送
りを同一テーブル上で行ないたい場合に利用できる粗動
微動ボールねじおよびそのユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】図4、図5、図6は、例えば工作機械、
測定器等のテーブルを一軸上に送る各々のボールねじユ
ニットを示したものである。
【0003】図4に示されるボールねじユニットは、テ
ーブル1にブラケット2を介してボールねじナット3が
固定され、このボールねじナット3にベース4上に固定
された一対のピローブロック等の支持体5に回転自在に
支持されたボールねじ軸6が複数のボール(図示せず)
を介して螺挿され、かつ、ボールねじ軸6にベース4上
に固定された駆動モータ7がカップリング8を介して連
結される。このボールねじユニットにおいて、駆動モー
タ7にてカップリング8を介してボールねじ軸6を回転
させると、その回転運動はボールねじナット3によって
直線方向推力に変換され、ボールねじナット3にブラケ
ット2を介して固定されたテーブル1を直線移動させ
る。
【0004】図5に示されるボールねじユニットは、テ
ーブル11に一対のブラケット12を介してボールねじ
軸13が固定され、このボールねじ軸13にベース14
に固定されたピローブロック等の支持体15に回転自在
に支持されたボールねじナット16が複数のボール(図
示せず)を介して螺合され、かつ、ボールねじナット1
6にベース14上に固定された駆動モータ17が動力伝
達機構18を介して連結される。このボールねじユニッ
トにおいて、駆動モータ17にて動力伝達機構18を介
してボールねじナット16を回転させると、その回転運
動はボールねじ軸13によって直線方向推力に変換さ
れ、ボールねじ軸13に一対のブラケット12を介して
固定されたテーブル11を直線移動させる。
【0005】図6に示されるボールねじユニットは、一
軸上にボールスプライン軸21およびわずかなリード差
を設けた2つのボールねじ軸22,23が一体形成され
ている送り軸を用い、ボールスプライン軸21にベース
24上に固定されたピローブロック等の支持体25に回
転自在に支持されたボールスプラインナット26が複数
のボール(図示せず)を介して螺合され、このボールス
プラインナット26にベース24上に固定された駆動モ
ータ27が動力伝達機構28を介して連結されるととも
に、一方のボールねじ軸22にベース24上に固定され
たブロック29に固定されたボールねじナット30が複
数のボール(図示せず)を介して螺合され、かつ、もう
一方のボールねじ軸23にテーブル31にブラケット3
2を介して固定されたボールねじナット33が複数のボ
ール(図示せず)を介して螺合される。このボールねじ
ユニットにおいて、駆動モータ27にて動力伝達機構2
8を介してボールスプライン軸21を回転させると、ボ
ールねじ軸22が回転しながらボールねじナット30に
よって直線移動し、それに伴いボールねじ軸23も回転
しながら直線移動し、このボールねじ23によってボー
ルねじナット33がボールねじ軸23と反対方向に直線
移動し、このボールねじナット33にブラケット32を
介して固定されたテーブル31を2つのボールねじ軸2
2,23のリード差分に相当して微動送りさせる。ま
た、ボールねじナット30をベース24上に固定された
ブロック29から外してボールねじ軸22と共回りする
状態で、駆動モータ27にて動力伝達機構28を介して
ボールスプライン軸21を回転させると、2つのボール
ねじ軸22,23が直線移動しないで回転し、それに伴
いボールねじ23によってボールねじナット33も直線
移動し、このボールねじナット33にブラケット32を
介して固定されたテーブル31をボールねじ軸22のリ
ードに相当して粗動送りさせる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図4、図5に示される
各々のボールねじユニットにおいては、駆動モータ7,
17の回転数を変化させることにより粗動送り、微動送
りの制御が行なわれるため、粗動送りを重点においてボ
ールねじ軸6,13のリードを大きく設定すると、微動
送りの際の分解能が悪くなり、また、微動送りを重点に
おいてボールねじ軸6,13のリードを小さく設定する
と、粗動送りの際にボールねじ軸6,13の回転数を大
きくしなければならないために危険速度や循環部の破損
等の問題が発生する。
【0007】また、図6に示されるボールねじユニット
においては、ボールねじ23が回転しながら直線移動
し、かつ、ボールねじ23によってボールねじナット3
3がボールねじ軸23と反対方向に直線移動することに
より、テーブル31の微動送りが可能となっている。し
たがって、本来ストロークとして有効な部分は、ボール
ねじ軸23のみであるにもかかわらず、ボールスプライ
ン軸21、ボールねじ軸22が必要となり、装置全体が
軸方向に長い構造となってコスト的にも非常に高価なも
のとなってしまう。更に、粗動送りの際は、ボールねじ
ナット30をベース24上に固定されたブロック29か
ら外してボールねじ軸22と共回りさせるという構造の
変換機構が必要となり、装置全体の構造が複雑なものと
なってしまう。
【0008】そこで、本発明の目的は、分解能を損なわ
ない微動送りおよび危険速度や循環部の破損等の問題が
ない粗動送りが可能で、しかも、コンパクトで、かつ、
構造が簡単な粗動微動ボールねじおよびそのユニットを
提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ため、本発明は、外周にボールねじ溝を形成したボール
ねじ軸と、該ボールねじ軸のボールねじ溝に複数のボー
ルを介して螺合され、その外周にボールねじ溝を形成し
たボールねじナット兼ボールねじ軸と、該ボールねじナ
ット兼ボールねじ軸のボールねじ溝に複数のボールを介
して螺合されるボールねじナットとを備えたことを特徴
とする粗動微動ボールねじ、および、一対の支持体に回
転自在に支持され、外周にボールねじ溝を形成したボー
ルねじ軸と、該ボールねじ軸のボールねじ溝に複数のボ
ールを介して螺合され、その外周にボールねじ溝を形成
し、かつ、任意の位置に適宜の回れ止め機構を設けたボ
ールねじナット兼ボールねじ軸と、該ボールねじナット
兼ボールねじ軸のボールねじ溝に複数のボールを介して
螺合されたボールねじナットと、前記ボールねじ軸を回
転駆動する駆動手段と、前記ボールねじナットを回転駆
動する別の駆動手段とを備えたことを特徴とする粗動微
動ボールねじユニットを提供する。
【0010】本発明によれば、ボールねじ軸およびボー
ルねじナット兼ボールねじ軸とボールねじナット兼ボー
ルねじ軸およびボールねじナットで2つのボールねじを
構成させ、それぞれを別々に制御して粗動微動するよう
にした。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づき説明する。
【0012】図1は、この実施形態の粗動微動ボールね
じを用いたユニットの全体構成を示す。
【0013】この粗動微動ボールねじユニットは、ベー
ス41上に固定された一対のピローブロック等の支持体
42に粗動側ボールねじ軸43が回転自在に支持され、
この粗動側ボールねじ軸43に粗動側ボールねじナット
44が複数のボール(図示せず)を介して螺合され、か
つ、粗動側ボールねじ軸43にベース41上に固定され
た粗動側モータ45がカップリング46を介して連結さ
れる。
【0014】粗動側ボールねじナット44には、図2に
示すように、一軸上に外周上に微動用ボールねじ溝を加
工した微動側ボールねじ軸47が一体形成され、この微
動側ホールねじ軸47にテーブル48に固定されたピロ
ーブロック等の支持体49に回転自在に支持された微動
側ボールねじナット50が複数のボール(図示せず)を
介して螺合され、かつ、微動側ボールねじナット50に
テーブル48に固定された微動側モータ51が動力伝達
機構52を介して連結される。
【0015】また、粗動側ボールねじナット44には、
例えば、図1および図3に示すように、粗動側ボールね
じナット44に固定されたピン53の下端に回転自在に
装着されたカムフォロア54をベース41に形成された
案内溝55に嵌入した回り止め機構56が設けられお
り、この回り止め機構56によって粗動側ボールねじ軸
43と共回りしない構造となっている。
【0016】上記構成において、粗動側モータ45にて
カップリング46を介して粗動側ボールねじ軸43を回
転させると、粗動側ボールねじナット44が回り止め機
構56によって粗動側ボールねじ軸43と共回りしない
ため、粗動側ボールねじナット44が粗動側ボールねじ
軸43によって直線移動し、これに伴い微動側ボールね
じ軸47および微動側ボールねじナット50も直線移動
し、微動側ボールねじナット50が回転自在に支持され
た支持体49に固定されたテーブル48を粗動側ボール
ねじナット44のリードに相当して粗動送りさせる。
【0017】一方、微動側モータ51にて動力伝達機構
52を介して微動側ボールねじナット50を回転させる
と、微動側ボールねじナット50が回転しながら微動側
ボールねじ軸47によって直進移動し、微動側ボールね
じナット50が回転自在に支持された支持体49に固定
されたテーブル48を微動側ボールねじ軸47のリード
に相当して微動送りさせる。
【0018】本実施形態の粗動微動ボールねじユニット
においては、粗動送りは低回転数で高速送りを実現させ
るため、粗動側ボールねじ軸43のリードを大きく設定
し、微動送りは分解能を確保するため、微動側ボールね
じ軸47のリードを小さく設定する。今、仮に粗動側ボ
ールねじ軸43のリードを40mm、微動側ボールねじ
軸47のリードを2mmに設定したとすれば、粗動側ボ
ールねじ軸43の1回転で40mmの粗動送りができ、
微動側ボールねじ軸47の1回転で2mmの微動送りが
できる。これにより、粗動側モータ45にて粗動側ボー
ルねじ軸43を回転させて高速位置決めした後、微動側
モータ51にて微動側ボールねじナット50を回転させ
て微小な位置決めを行なうことができる。このように、
高速位置決めした後、微小な位置決めを行なうようにす
ると、短時間で分解能を損なわない位置決めができる。
なお、粗動送りと微動送りは別々、同時でも良く、粗動
側ボールねじ軸43と微動側ボールねじ軸47のボール
ねじ溝の巻方向は同方向、異方向の組合せでも良い。
【0019】また、粗動側ボールねじ軸43と微動側ボ
ールねじ軸47のリードの組合せを任意に変えることに
より、さまざまな使用例が期待できる。
【0020】例えば粗動側ボールねじ軸43のリードを
20mm、微動側ボールねじ軸47のリードを16mm
に設定し、それぞれ同一方向に進むように制御したとす
れば、リード36mmのボールねじと同じ効果を持ち、
それぞれ2000rpmで回転させれば72m/min
の超高速送りが可能となり、1本のボールねじで実現で
きない危険速度等の問題をクリアすることができる。
【0021】また、それぞれ逆方向に進むように制御す
ると、リード4mmのボールねじと同じ役目をする。
【0022】さらに、粗動側ボールねじ軸43を150
0rpm、微動側ボールねじナット50を1870rp
mで回転させ、それぞれ逆方向に進むように制御したと
すれば、0.08m/minの超低速送りを実現でき
る。
【0023】上記以外の超低速送りの例として、粗動側
ボールねじ軸43と微動側ボールねじ軸47のリード差
をわずかに設けることによっても実現できる。例えば粗
動側ボールねじ軸43のリードを5mm、微動側ボール
ねじ軸47のリードを4.8mmに設定し、それぞれ逆
方向に進むように制御すると、0.2mm/minの超
低速送りが可能である。
【0024】なお、以上は粗動側ボールねじ軸43と微
動側ボールねじ軸47のリードが異なる場合について述
べているが、粗動側ボールねじ軸43と微動側ボールね
じ軸47のリードが同じである場合でも、粗動側ボール
ねじ軸43と微動側ボールねじ軸47をわずかな回転数
差で回転させ、それぞれ同一方向に進むように制御させ
れば超高速送りが可能であり、また、それぞれ逆方向に
進むように制御させれば超低速送りが可能である。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
1つのボールねじのナット外周上にボールねじ溝を加工
し、1つのボールねじのナット外周上をもう1つのボー
ルねじのねじ軸として利用したので、装置全体が軸方向
に短い構造となり、装置の小型化、コストダウンに寄与
することができる。また、1つのボールねじを軸回転、
もう1つのボールねじをナット回転とし、それぞれを別
々に制御して粗動微動するようにしたので、微動側のボ
ールねじのリードを小さく設定することにより分解能を
確保できるとともに、粗動側ボールねじと微動側ボール
ねじのリードおよびボールねじ溝巻方向を任意に組合わ
せることにより、超低速送りから超高速送りが可能であ
る。。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の粗動微動ボールねじを用いたユニット
の全体構成図である。
【図2】一軸上に粗動側ボールねじナットと微動側ボー
ルねじ軸が加工されている部材の断面図である。
【図3】回り止め機構の一例の要部斜視図である。
【図4】従来のボールねじユニットの全体構成図であ
る。
【図5】従来の他のボールねじユニットの全体構成図で
ある。
【図6】従来のさらに他のボールねじユニットの全体構
成図である。
【符号の説明】
41 ベース 42 支持体 43 粗動側ボールねじ軸 44 粗動側ボールねじナット 45 粗動側モータ 46 カップリング 47 微動側ボールねじ軸 48 テーブル 49 支持体 50 微動側ボールねじナット 51 微動側モータ 52 動力伝達機構 53 ピン 54 カムフォロア 55 案内溝 56 回り止め機構

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外周にボールねじ溝を形成したボールね
    じ軸と、 該ボールねじ軸のボールねじ溝に複数のボールを介して
    螺合され、その外周にボールねじ溝を形成したボールね
    じナット兼ボールねじ軸と、 該ボールねじナット兼ボールねじ軸のボールねじ溝に複
    数のボールを介して螺合されるボールねじナットとを備
    えたことを特徴とする粗動微動ボールねじ。
  2. 【請求項2】 一対の支持体に回転自在に支持され、外
    周にボールねじ溝を形成したボールねじ軸と、 該ボールねじ軸のボールねじ溝に複数のボールを介して
    螺合され、その外周にボールねじ溝を形成し、かつ、任
    意の位置に適宜の回れ止め機構を設けたボールねじナッ
    ト兼ボールねじ軸と、 該ボールねじナット兼ボールねじ軸のボールねじ溝に複
    数のボールを介して螺合されたボールねじナットと、 前記ボールねじ軸を回転駆動する駆動手段と、 前記ボールねじナットを回転駆動する別の駆動手段とを
    備えたことを特徴とする粗動微動ボールねじユニット。
  3. 【請求項3】 前記ボールねじ軸を回転自在に支持する
    一対の支持体を固定側に固定し、前記ボールねじナット
    を移動側に回転自在に支持したことを特徴とする請求項
    2の粗動微動ボールねじユニット。
  4. 【請求項4】 前記ボールねじ軸を回転自在に支持する
    一対の支持体を移動側に固定し、前記ボールねじナット
    を固定側に回転自在に支持したことを特徴とする請求項
    2の粗動微動ボールねじユニット。
  5. 【請求項5】 前記ボールねじ軸と前記ボールねじナッ
    ト兼ボールねじ軸のボールねじ溝巻方向を同方向にした
    ことを特徴とする請求項2,3または4の粗動微動ボー
    ルねじユニット。
  6. 【請求項6】 前記ボールねじ軸と前記ボールねじナッ
    ト兼ボールねじ軸のボールねじ溝巻方向を逆方向にした
    ことを特徴とする請求項2,3または4の粗動微動ボー
    ルねじユニット。
  7. 【請求項7】 前記ボールねじ軸と前記ボールねじナッ
    ト兼ボールねじ軸のボールねじ溝のリードを任意に組み
    合わせることを特徴とする請求項2,3,4,5または
    6の粗動微動ボールねじユニット。
JP14170996A 1996-06-04 1996-06-04 粗動微動ボールねじおよびそのユニット Withdrawn JPH09324843A (ja)

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Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20030805