(57)【要約】      （修正有）【課題】１対の中間サポ−トを互いに牽引するための索が経時的変化により緩んでも各中間サポートがナットと軸受の中間に位置するように維持する送りねじ支持装置を提供する。【解決手段】ねじ軸１の両端部の軸受５，５間にねじ軸１に平行に併設されたリニアガイド装置１０のスライダ１２に一対の中間サポート２０Ａ，２０Ｂを取付け、中間サポート２０Ａ，２０Ｂとねじ軸１とを滑り係合せしめ、中間サポート２０Ａ，２０Ｂにそれぞれ配設した動滑車２３Ａ,２３Ｂと、弾性体９Ａを介して一端を一方の軸受４Ｂに固定して一方の中間サポート２０Ａに設けられた動滑車２３Ａに巻き掛けして他端をナット２に連結させた索２４Ａと弾性体９Ｂを介して一端を他方の軸受４Ａに固定して他方の中間サポート２０Ｂに設けられた動滑車２３Ｂに巻き掛けして他端をナット２に連結させた索２４Ｂとよりなる滑車装置２２を設けた。【選択図】図１
2013167320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端部が軸受を介して回転自在に支持されたねじ軸にナットが螺合され、該ナットの軸方向には、ねじ軸のラジアル荷重を受けると共にねじ軸方向に連動する一対の中間サポートが、ナットの両側に位置せしめて連結して配設された送りねじ支持装置において、
少なくとも前記ねじ軸の両端部の軸受間に、ねじ軸に平行にリニアガイド装置を併設し、該リニアガイド装置のスライダに前記一対の中間サポートを取り付けると共に、該中間サポートと前記ねじ軸とを係合せしめ、且つ、それら両中間サポートにそれぞれ配設した動滑車と、弾性体を介して一端を一方の軸受に固定して一方の中間サポートに設けられた前記動滑車に巻き掛けして他端を前記ナットに連結させると共に、弾性体を介して一端を他方の軸受に固定して他方の中間サポートに設けられた前記動滑車に巻き掛けして他端を前記ナットに連結させた２つの帯状部材とよりなり、中間サポートへの前記ナットの移動力の伝達及びナット移動量に対する中間サポート移動量の規制を兼用する滑車装置を併設したことを特徴とする送りねじ支持装置。
【請求項２】
前記中間サポートが、転動体を介して前記ねじ軸を支持する転がり軸受を有することを特徴とする請求項１に記載の送りねじ支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送りねじの支持間距離（スパン）が長い場合、送りねじの危険速度が低い回転数域となることによる送りねじの共振を回避するため、送りねじ軸の中間部を補助的に支持する送りねじ支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
送りねじのねじ軸の回転による振動がねじ軸の固有振動数と共振すると危険である。この危険速度はねじ軸の支持スパンの２乗に反比例する。ＮＣ制御の平面研削盤などのようにテーブルストロークが長い場合には、ねじ軸が長くなり、ねじ軸の支持スパンが長くなるので危険速度が低くなる。送り速度の高速化に伴い送りねじの回転数が上がり、危険速度領域で使用しなければならない場合があり、このような場合は中間サポートを設けて支持スパンを短くし、ねじ軸の固有振動数を高くする手段が知られている。
このような送りねじ支持装置として、転がり摩擦で軽く動けることを長所とするリニアガイド装置を利用してねじ軸中間サポートを支持せしめると共に、ナットと中間サポートとを常時連動せしめる手段を併設した送りねじ支持装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示された送りねじ支持装置は、図２に示すように、ねじ軸１０１と、このねじ軸１０１に螺合されたナット１０２とを有する。ねじ軸１０１の両端部は、機台１０３に間隔Ｌを隔てて固着された２個の軸受ハウジング１０４，１０４にそれぞれ取付けた軸受１０５で回転自在に支持されると共に、一方の軸端は軸受ハウジング１０４に固着された回転駆動装置Ｍにカップリング１０６を介して連結されている。ナット１０２は、ナットハウジング１０７を介して機械テーブル１０８に取付けられている。機械テーブル１０８は、その移動方向に対する左右の両サイド部が、機台１０３上にねじ軸１０１と平行に取付けた１対の図示されないリニアガイド装置で支承されている。
【０００４】
このリニアガイド装置は、軸方向に長く延び機台１０３に固定された案内レールと、その上に移動可能に跨架され機械テーブル８に固定されたスライダとを備え、案内レールの両外側面とスライダの内側面には対向させてボール転動溝が配設され、これらの両ボール転動溝の間には多数のボールが転動自在に装填され、そのボールの転動を介してスライダが案内レール上を軸方向に軽く移動する構造とされている。
【０００５】
機械テーブル１０８を支承するリニアガイド装置とは別に、更に他の１個のリニアガイド装置１１０がねじ軸１０１と平行に配設される。その案内レール１１１は、支点間距離Ｌを隔てて向き合うねじ軸１０１の軸受ハウジング１０４の間において、機台１０３の一段低くされた面１０３ａ上に固定されており、この案内レール１１１上に２個のスライダ１１２が取付けられている。
【０００６】
そして、これら２個のスライダ１１２の上面に、ねじ軸１０１のラジアル荷重を受ける一対の中間サポート１２０Ａ，１２０Ｂが、それぞれに固着されている。各中間サポート１２０Ａ，１２０Ｂはすべり軸受であり、ねじ軸１０１とは僅かの隙間を保って挿通されている。一方、スライダ１０２はボールの転動を介して極めて軽く案内レール１１１上を軸方向に移動可能である。したがって中間サポート１２０Ａ，１２０Ｂはスライダ１１２と共に、滑らかに移動可能である。これら中間サポート１２０Ａ，１２０Ｂはナット１０２の両側に位置せしめて配設され、およそＬ／２の間隔を隔てて連結棒１２１で連動的に連結されている。
【０００７】
更に、中間サポート１２０Ａ，１２０Ｂとナット１０２との間には、滑車装置１２２が併設されている。すなわち、中間サポート１２０Ａ，１２０Ｂのそれぞれに動滑車１２３Ａ，１２３Ｂが取付けてあり、それらの間に帯状部材である索１２４がループ状に張設されている。索１２４は、その中央部で機台１０３に係止されると共に反対側でナット１０２に係止されている。この索１２４は、一端が機台１０３に係止固定されると共に他端側がナット１０２に係止された２本の索（１２４，１２４）よりなるものと実質的に同じといえる。これにより、中間サポート１２０Ａ，１２０Ｂはナット１０２に連動して軸方向にすべり移動可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２８６７３８６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示された送りねじ支持装置においては、１対の中間サポ−トを互いに牽引するための索が経時的変化により緩むことによって、各中間サポートがナットと固定（支持）軸受の中間にこなくなることがある。その結果、このような状態で駆動させていると、危険速度を低下させたり、ナットが中間サポートに接触する可能性があり、改善の余地があった。
そこで、本発明は上記の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、１対の中間サポ−トを互いに牽引するための索が経時的変化により緩んでも、各中間サポートがナットと固定（支持）軸受の中間に位置するように維持する送りねじ支持装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための本発明の請求項１に係る送りねじ支持装置は、両端部が軸受を介して回転自在に支持されたねじ軸にナットが螺合され、該ナットの軸方向には、ねじ軸のラジアル荷重を受けると共にねじ軸方向に連動する一対の中間サポートが、ナットの両側に位置せしめて連結して配設された送りねじ支持装置において、
少なくとも前記ねじ軸の両端部の軸受間に、ねじ軸に平行にリニアガイド装置を併設し、該リニアガイド装置のスライダに前記一対の中間サポートを取り付けると共に、該中間サポートと前記ねじ軸とを滑り係合せしめ、且つ、それら両中間サポートにそれぞれ配設した動滑車と、弾性体を介して一端を一方の軸受に固定して一方の中間サポートに設けられた前記動滑車に巻き掛けして他端を前記ナットに連結させると共に、弾性体を介して一端を他方の軸受に固定して他方の中間サポートに設けられた前記動滑車に巻き掛けして他端を前記ナットに連結させた２つの帯状部材とよりなり、中間サポートへの前記ナットの移動力の伝達及びナット移動量に対する中間サポート移動量の規制を兼用する滑車装置を併設したことを特徴としている。
また、本発明の請求項２に係る送りねじ支持装置は、請求項１に記載の送りねじ支持装置において、前記中間サポートが、転動体を介して前記ねじ軸を支持する転がり軸受を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、１対の中間サポ−トを互いに牽引するための索が経時的変化により緩んでも、各中間サポートがナットと固定（支持）軸受の中間に位置するように維持する送りねじ支持装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る送りねじ支持装置の一実施形態における構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は右側面図である。
【図２】従来の送りねじ支持装置の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は右側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る送りねじ支持装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る送りねじ支持装置の一実施形態における構成を示す図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が右側面図である。
図１（ａ），（ｂ）に示すように、送りねじ支持装置は、ねじ軸１と、このねじ軸１に螺合されたボールねじのナット（チューブ式片フランジダブルナット）２と、リニアガイド装置１０と、中間サポート２０と、滑車装置２２とを有する。ねじ軸１の両端部は、機台３に間隔Ｌを隔てて固着された２個の軸受ハウジング４，４にそれぞれ取付けた軸受５で回転自在に支持されると共に、一方の軸端は軸受ハウジング４に固着された回転駆動装置Ｍにカップリング６を介して連結されている。ナット２は、ナットハウジング７を介して機械テーブル８に取付けられている。機械テーブル８は、その移動方向に対する左右の両サイド部が、機台３上にねじ軸１と平行に取付けた１対の図示されないリニアガイド装置で支承されている。このリニアガイド装置は、軸方向に長く延び機台３に固定された案内レールと、その上に移動可能に跨架され機械テーブル８に固定されたスライダとを備え、案内レールの両外側面とスライダの内側面には対向させてボール転動溝が配設され、これらの両ボール転動溝の間には多数のボールが転動自在に装填され、そのボールの転動を介してスライダが案内レール上を軸方向に軽く移動するようにした周知の構造のものである。
【００１４】
＜リニアガイド装置＞
上記の機械テーブル８を支承するリニアガイド装置とは別に、更に他の１個のリニアガイド装置１０がねじ軸１と平行に配設される。その案内レール１１は、支点間距離Ｌを隔てて向き合うねじ軸１の軸受ハウジング４Ａ，４Ｂの間において、機台３の一段低くされた面３ａ上に固定されており、この案内レール１１上に２個のスライダ１２が取付けられている。
【００１５】
＜中間サポート＞
そして、これら２個のスライダ１２の上面に、ねじ軸１のラジアル荷重を受ける一対の中間サポート２０Ａ，２０Ｂが、それぞれに固着されている。各中間サポート２０Ａ，２０Ｂは転動体を介してねじ軸１を支持する転がり軸受を有しており、ねじ軸１に対して軸方向に滑らかに移動可能とされている。このように、ねじ軸に対する中間サポートの直動案内構造として、ボールねじやリニアブッシュなどの転がり軸受を適用することで、ねじ軸に対する中間サポートを滑らかに移動させることができるだけでなく、送りねじ支持装置の高速化にも対応することができる。一方、スライダ２もボールの転動を介して極めて軽く案内レール１１上を軸方向に移動可能である。したがって中間サポート２０Ａ，２０Ｂはスライダ１２と共に、滑らかに移動可能である。これら中間サポート２０Ａ，２０Ｂはナット２の両側に位置せしめて配設され、およそＬ／２の間隔を隔てて連結棒２１で連動的に連結されている。
【００１６】
＜滑車装置＞
中間サポート２０Ａ，２０Ｂとナット２との間には、滑車装置２２が併設されている。滑車装置２２は、中間サポート２０Ａ，２０Ｂのそれぞれに取付けられた動滑車２３Ａ，２３Ｂと、これら動滑車２３Ａ，２３Ｂのそれぞれに巻き掛けられた帯状部材である２つの索２４Ａ，２４Ｂとを有する。
ここで、送りねじ支持装置の危険速度の対策として、中間サポート２０Ａ，２０Ｂはねじ軸１の両端を固定し、支持している軸受ハウジング（固定（支持）軸受）４Ａ，４Ｂの位置とナット２の位置との中間に位置しなければならない。特に、中間サポート２０Ａ，２０Ｂを、ナット２と支持軸受４Ａ，４Ｂの半分の距離となるように確実に維持するように位置させるためには、索２４に一定の張りが維持されるように索２４の撓みに改善の余地がある。
【００１７】
そこで、索２４Ａは、弾性体９Ａを介して一端を一方の軸受４Ｂに固定して一方の中間サポート２０Ａに設けられた動滑車２３Ａに巻き掛けして他端がナット２の下部に設けられたブラケット２Ａに連結されている。一方、索２４Ｂは、弾性体９Ｂを介して一端を他方の軸受４Ａに固定して他方の中間サポート２０Ｂに設けられた動滑車２３Ｂに巻き掛けして他端がナット２の下部に設けられたブラケット２Ａに連結されている。なお、図１（ａ），（ｂ）に示すように、一端が一方の軸受４Ｂに固定された索２４Ａは、他方の中間サポート２０Ｂに設けられた貫通孔２０Ｂ’を貫通して動滑車２３Ａに巻き掛けられることが設計スペース上好ましい。また同様に、一端が他方の軸受４Ａに固定された索２４Ｂも、一方の中間サポート２０Ａに設けられた貫通孔２０Ａ’を貫通して動滑車２３Ｂに巻き掛けられることが設計スペース上好ましい。
【００１８】
ここで、弾性体９Ａ，９Ｂがばねの場合、その両先端部は鉤状になっているものが多い。また、索２４Ａ，２４Ｂがワイヤーロープの場合、その先端が環状に形成されたり、その先端に金具が取り付けられる場合が多い。したがって、索２４Ａと弾性体９Ａ、及び索２４Ｂと弾性体９Ｂとの連結は、例えば、索２４Ａ，２４Ｂの環状の先端や、その先端に取り付けられた金具に弾性体９Ａ，９Ｂの鉤状の先端部を引っかけてなされる。なお、弾性体９Ａ，９Ｂの先端部が鉤状になっているものを採用した場合、かなり稀ではあるが、索２４Ａ，２４Ｂが極度に緩んだときに索２４Ａ，２４Ｂの金具から弾性体９Ａ，９Ｂが外れる可能性がある。そこで、索２４Ａと弾性体９Ａ、及び索２４Ｂと弾性体９Ｂとの連結は、互いに連結金具を用いたほうが安全である。
これにより、動滑車２３Ａ，２３Ｂで牽引される索２４Ａ，２４Ｂが経時的な劣化で緩んでも、索２４Ａ，２４Ｂに安定した張力を与え、中間サポート２０Ａ，２０Ｂをナット２に連動して軸方向に滑らかに移動可能させることができる。
【００１９】
次に、以上のように構成された送りねじ支持装置の駆動態様について、図１（ａ），（ｂ）を参照して説明する。
回転駆動装置Ｍに駆動されてねじ軸１が所定の方向へ回転すると、ナット２が例えば図１（ａ），（ｂ）の左方に移動し、これに伴って機械テーブル８がその両サイドをリニアガイド装置に案内されつつ滑らかに移動する。このとき、ねじ軸１の支点間距離Ｌが長いと、Ｌ２の値に反比例する危険速度ｕの値が小さいから、ねじ軸１は比較的低速で共振するおそれがある。しかし、中間サポート２０Ａ，２０Ｂを設けたため、支点間距離（支持スパン）が最大値でもＬ／２となり、その結果危険速度はｕの４倍と大幅にアップし、共振しにくい。
【００２０】
この原理を説明すると、中間サポート２０Ａ，２０Ｂのナットに軸受がついており、ナット２が１リード分進むときに、動滑車２３Ａ,２３Ｂにより半リード進む。ナット２と中間サポート２０Ａ，２０Ｂのナットとは、同じリードに設定されているので、同じ距離進むはずだが、もう半リード分は、中間サポート２０Ａ，２０Ｂのナットの軸受が吸収（当該ナットが空転）するため、中間サポ−ト２０Ａ，２０Ｂの進む距離は、常にナット２の半分ということになる。
【００２１】
一方、中間サポート２０Ａ，２０Ｂは、それぞれ対向する中間サポートと連結棒２１で連結されているため、対向する中間サポートに押されて進んでいく。
この実施形態では更に、ナット２と中間サポート２０Ａ，２０Ｂとが滑車装置２２を介して連動する。
ナット２がねじ軸１の左端部に至り左側の中間サポート２０Ａに当接すると、図示しないリミットスイッチが作動して回転駆動装置Ｍが停止され、ねじ軸１の回転が停止すると同時に、機械テーブル８の中間サポート２０Ａ，２０Ｂも停止するようにされ、安全が図られていることは云うまでもない。
【００２２】
次に、回転駆動装置Ｍを反対方向に回転させると、ナット２は機械テーブル８と共に図１で右方に移動を始める。
ナット２が左端から右方へ移動する場合は、軸受５と中間サポート２０Ｂとの支持スパンが連続的に縮小されていく。
この機械テーブル８及び中間サポート２０Ａ，２０Ｂの送りは、ボールナット２のみならず特にリニアガイド装置１０におけるスライダ１２の作動を介して行われるから、高速でも極めて円滑で追従性が良く、且つねじ軸１に対して上下左右への振れも抑制され高精度である。これは、リニアガイド装置１０にあっては、案内レール１１とスライダ１２とが、両者の側面に対向させて設けられたボール転動溝内を転動する多数のボールを介して高剛性・高精度に組み合わせてあり、スライダ１２の直線移動性が非常に軽くしかも安定しているためである。
【００２３】
ナット２が距離Ｌを移動し、中間サポート２０Ａ，２０Ｂがこれに連動して、やがてねじ軸１の右端部に至ると、左端部におけると同様の図示しないリミットスイッチが作動して回転駆動装置Ｍが停止され、ねじ軸１の回転が停止すると同時に、機械テーブル８と中間サポート２０Ａ，２０Ｂも停止するようにされている。これにより、ナット２の位置がねじ軸１の両端部にあるときを除き、中間サポート２０Ａ，２０Ｂによるねじ軸１の支持スパンは、常に従来より短くなり、したがって軸危険速度が安全側に高められる。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態によれば、中間サポートのそれぞれを、前記中間サポート同士が対向する向きとは逆向きに付勢する弾性体がそれぞれに設けられたことにより、２つの索に一定の張りを与え、危険速度の低下を防ぐことができる。すなわち、１対の中間サポ−トを互いに牽引するための索が経時的変化により緩んでも、各中間サポートがナットと固定（支持）軸受の中間に位置するように維持する送りねじ支持装置を提供する。
【００２５】
また、中間サポートが、転動体を介して前記ねじ軸を支持する転がり軸受を有することによって、ねじ軸に対する中間サポートを滑らかに移動させることができるだけでなく、送りねじ支持装置の高速化にも対応することができる。
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに、種々の変更、改良を行うことができる。
【符号の説明】
【００２６】
１  ねじ軸
２  ナット
５  スライダ
９  弾性体
１０  リニアガイド装置
１２  スライダ
２０Ａ，２０Ｂ  中間サポート
２２  滑車装置
【図１】
2013167320.tif 000003
【図２】
2013167320.tif 000004