JPH0722862B2 - 工作機械の主軸移動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、工作機械の主軸移動装置に関し、詳しくは、
回転駆動手段の回転力により主軸を軸方向に移動させる
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、例えば、横中ぐり盤やマシニングセンタでは、そ
の主軸を軸方向に移動させて、被加工物を所定の長さに
亘って加工したり、工具の位置設定をするものが知られ
ている。この主軸を軸方向に移動するため、例えば特公
平１−12619号公報に示す如き工作機械の主軸移動装置
が必要になる。

第３図は特公平１−12619号公報に示す工作機械の主軸
移動装置と同一の内容を示す図である。

図において、101はサーボモータからなる回転駆動手段
で、このサーボモータ101の軸101Aには駆動ギヤ102が同
軸的に固設されている。

この駆動ギヤ102には受動103が噛み合っており、この受
動ギヤ103には送りネジ103が同軸的に固設されている。

送りネジ104には、ナット105からなる変換装置が螺合
し、送りネジ104の回転によってナット105がその軸方向
に移動するようになっている。ナット105には円筒状の
クイル106が一体に設けられ、クイル106内には軸受け10
7,108を介して主軸109が軸支されている。

しかして、サーボモータ101を回転すると、その回転力
は、駆動ギヤ102→受動ギヤ103の順序で送りネジ104に
伝達し、送りネジ104が回転すると、ナット105が移動す
る。ナット105の移動に伴い、ナット105に一体のクイル
106,主軸109がその軸方向に直線移動する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、従来における工作機械の主軸移動装置にあっ
ては、ナット105に主軸109があかたも材料力学的に見て
片持梁的に支持されているので、主軸109の支持剛性が
弱く、また、駆動ギヤ102の歯車と受動ギヤ103の歯車と
の間のバックラッシュにより、サーボモータ１の回転に
対してナット105の移動距離精度が十分でなく、その結
果、主軸109の移動距離精度を充分に確保することがで
きなかった。

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもの
で、その目的は、主軸の支持剛性を向上させるととも
に、駆動ギヤと受動ギヤとの間におけるバッククラッシ
ュを除去することができる工作機械の主軸移動装置を提
供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、回転駆動手段
と、この回転駆動手段の回転駆動力により回転する駆動
ギヤと、この駆動ギヤのの回転力で回転する中間ギヤ
と、この中間ギヤと噛み合い該中間ギヤを中心にして対
向位置に配置されている一対の受動ギヤと、これらの受
動ギヤにそれぞれ連結されて回転する一対の送りネジ
と、これらの送りネジの回転によりその軸方向にそれぞ
れ移動される一対の変換装置と、これらの変換装置に連
結されて軸方向に移動自在の主軸とを備え、さらに、中
間ギヤに対して前記一対の受動ギヤを、それらの中心を
結ぶ直線が中間ギヤの中心から所定の距離偏るように配
置し、且つ、中間ギヤの位置と一対の受動ギヤの位置を
相対近接させて噛み合わせ得るようになっているもので
ある。

〔作 用〕

本発明によれば、中間ギヤの位置と一対の受動ギヤの位
置を相対近接させることにより中間ギヤの歯車と、一対
の受動ギヤの歯車とは、歯面を相互に押し付けて噛み合
う関係となり、それらの噛み合いにおけるバックラッシ
ュが好適に除去される。

また、主軸は一対の変換装置により連結されて移動され
るので、材料力学的に見て無理な力が変換装置に作用せ
ず、剛性の高い主軸移動の運動系が得られる。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の実施例について説明する。

第１図，第２図は本発明の実施例に係わる工作機械の主
軸移動装置を示す。

図において、１はサーボモータからなる回転駆動手段
で、このサーボモータ１は主軸ユニット本体３に取り付
けられている。サーボモータ１の回転軸1ARは、同軸的
にモータギヤ４からなる駆動ギヤが固設されている。

主軸ユニット本体３にはクイール軸５が図示しない軸受
により回転自在に内設され、このクイール軸５内に主軸
６がその軸方向に沿って移動及び固定自在に設けられて
いる。

クイール軸５の端部外周にはリング部材7,締付ナット８
が設けられている。主軸ユニット本体３の端部3Aに取り
付けた支持リング２には円筒ブロック９が固設され、こ
の円筒ブロック９には円周状に多数の取付孔９が穿設さ
れ、これらの取り付け孔9Aに内周リング10の取付孔10A
を合わせた状態で取付孔9Aにボルト11を螺子止めするこ
とにより、円筒ブロック９に内周リング10が主軸６の中
心と略同心にして固定されている。なお、取付孔10Aの
径はボルト11の径よりも大きく、取付孔10Aにボルト11
を貫通させた状態で取付孔10Aとボルト11の間には調整
隙間がある。

この内周リング10の外周面には軸受12が嵌合して設けら
れ、この軸受12の外周には大径ギヤ13からなる中間ギヤ
が嵌合され、大径ギヤ13は、軸受12,内周リング10と一
体になっている。この大径ギヤ13はアイドルギヤ14を介
して前記モータギヤ４と噛み合っている。アイドルギヤ
14の中心14Aは、大径ギヤ13の中心13Aとモータギヤ４の
中心4Aとを結ぶ直線ｌ上から外れた位置にあり、アイド
ルギヤ14を大径ギヤ13とモータギヤ４とに押し付け、そ
の位置にアイドルギヤ14を固定することにより、該アイ
ドルギヤ14とモータギヤ４及び大径ギヤ13との相互間に
おけるバックラッシュを除去している。

主軸ユニット本体３には、一対の軸受ケース15,15（第
１図では１個のみ図示）が固定されるとともに、主軸ユ
ニット本体３の後方延長部分18に一対の軸受支持ケース
19,19（第１図では１個のみ図示）が取り付けられてい
る。

各軸受ケース15,15に一対の軸受20,20が、各軸受支持ケ
ース19,19に一対の軸受21,21がそれぞれ装着され、これ
らの軸受20,20;21,21に一対の送りネジ22,22がそれぞれ
支持されている。各送りネジ22,22には一対の受動ギヤ2
3,24が固設されている。一対の受動ギヤ23,24は、大径
ギヤ13に、これを中心として対向する位置に配設されて
いる。

そして大径ギヤ13に対して一対の受動ギヤ23,24は、そ
れらの中心23A,24Aを結ぶ直線25が大径ギヤ13の中心13A
から所定の距離だけ偏るように配置されている。即ち、
直線25は大径ギヤ13の中心13Aを通っていない。

さらに、上述の如く円周リング10の取付孔10Aとボルト1
1の間には調整隙間があるが、大径ギヤ13と一体の内周
リング10の取付孔10Aを、設計上の正規の組付位置から
第２図の矢印イ方向に微小量偏心させた位置に穿接し、
内周リング10を円筒ブロック９に組み付ける際に、大径
ギヤ13のピッチ円の中心が矢印ロ方向に微小量偏心した
状態となり、大径ギヤ13が一対の受動ギヤ23,24に押し
付けられ、大径ギヤ13と受動ギヤ23,24との位置が相接
近させられて、それらのギヤの噛み合いにおけるバック
ラッシュが除去されるようになっている。

そして、上記送りネジ22,22にはそれぞれ変換装置26,26
（第１図では１個のみ図示）が設けられている。各変換
装置26は、送りネジ22に一体のボールネジ部26Aと、こ
れに螺合するボールナット26Bとから構成され、送りネ
ジ22の回転によって各変換装置26,26が軸方向に移動す
るようになっている。

各変換装置26,26は１つの移動ブロック27に固定して設
けられ、この移動ブロック27は軸受28を介して主軸６の
端部6Aに連結されている。

しかして、サーボモータ１を回転すると、その回転力
は、モータギヤ４→アイドルギヤ14→大径ギヤ13→受動
ギヤ23,24の順序で送りネジ22,22に伝達し、送りネジ2
2,22が回転すると、変換装置26,26が第１図の矢印方向
に移動する。変換装置26,26の移動に伴い、変換装置26,
26に一体の移動ブロック27を介して主軸６がクイール軸
５の内側でその軸方向の力を受けて移動する。

以上の如き構成によれば、大径ギヤ13の位置と一対の受
動ギヤ23,24の位置を相対近接させることにより大径ギ
ヤ13の歯車と、一対の受動ギヤ23,24の歯車とは、相互
に押し付けられる関係となる。従って、大径ギヤ13と一
対の受動ギヤ23,24の間のバックラッシュが除去され、
サーボモータ１の回転数に対して変換装置26の移動距離
精度を向上させることができ、その結果、主軸６の軸方
向における移動距離精度を向上させることができる。

また、主軸６の端部6Aは一対の変換装置26,26により支
持されているので、従来例と異なり材料力学的に見て無
理な力が変換装置26,26に作用せず、主軸６の軸方向移
動における運動系の支持剛性を向上させることができ
る。

なお、本実施例においては、変換装置26はボールネジ部
26Aと、これに螺合するボールナット26Bで構成されてい
るが、変換装置の例として、これに限定されることなく
他のネジとナット部材からなる機構でも良い。

また、本実施例においては、サーボモータ１、モータギ
ヤ４、アイドルギヤ14、大径ギヤ13、受動ギヤ23,24、
送りネジ22,22等の駆動系が主軸ユニット３の端部3Aに
設けられているが、この駆動系は主軸ユニット３の後方
延長部18に設けることもできる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、１つの中間ギヤの
位置と、この中間ギヤと噛み合う一対の受動ギヤの位置
を相対近接させることにより、中間ギヤの歯車と、一対
の受動ギヤの歯車とは、相互に押し付けられる関係とな
る。従って、中間ギヤと一対の受動ギヤの間のバックラ
ッシュが除去され、変換装置の移動距離精度を向上させ
ることができ、その結果、主軸の軸方向における移動距
離精度を向上させることができる。

また、主軸は２つの変換装置により支持されて移動され
るので、従来例と異なり材料力学的に見て無理な力が変
換装置に作用せず、主軸の軸方向移動における運動系の
支持剛性を向上させることができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る工作機械の主軸移動装置
の断面図である。 第２図は同工作機械の主軸移動装置の要部正面図であ
る。 第３図は従来における工作機械の主軸移動装置の一部断
面図である。 〔主要な部分の符号の説明〕 １……サーボモータ ４……モータギヤ ６……主軸 13……大径ギヤ 22……送りネジ 23,24……受動ギヤ 25……直線 26……変換装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転駆動手段と、この回転駆動手段の回転
   駆動力により回転する駆動ギヤと、この駆動ギヤの回転
   力で回転する中間ギヤと、この中間ギヤと噛み合い該中
   間ギヤを中心にして対向位置に配置されている一対の受
   動ギヤと、これらの受動ギヤにそれぞれ連結されて回転
   する一対の送りネジと、これらの送りネジの回転により
   その軸方向にそれぞれ移動される一対の変換装置と、こ
   れらの変換装置に連結されて軸方向に移動自在の主軸と
   を備え、さらに、中間ギヤに対して前記一対の受動ギヤ
   を、それらの中心を結ぶ直線が中間ギヤの中心から所定
   の距離偏るように配置し、且つ、中間ギヤの位置と一対
   の受動ギヤの位置を相対近接させて噛み合わせ得るよう
   になっていることを特徴とする工作機械の主軸移動装
   置。