进给装置以及机床的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种进给装置以及机床。进给装置(100)具备：基座(1)；移动体(2)，其相对于基座能够沿规定的轴线方向移动；第一丝杠轴(11)，其与规定的轴线方向平行地设置于基座；第二丝杠轴(12)，其与第一丝杠轴是分体，并与规定的轴线方向平行地设置于基座；第一马达(21)，其安装于基座并使第一丝杠轴旋转；第二马达(22)，其安装于基座并使第二丝杠轴旋转；第一螺母(51)，其设置于移动体，并随着第一丝杠轴的旋转而沿规定的轴线方向移动；以及第二螺母(52)，其设置于移动体，并随着第二丝杠轴的旋转而沿规定的轴线方向移动，第一螺母以及第二螺母在规定的轴线方向上配置于不同位置。
【专利说明】进给装置以及机床
[0001 ] 本申请主张于2015年2月3日提出的日本专利申请2015-019031号的优先权，并在此引用包括说明书、附图以及摘要的全部内容。
技术领域
[0002 ]本发明涉及机床所使用的进给装置。
【背景技术】
[0003]以往，如日本特开2003— 25178号公报的图1所示，提出了一种具有移动体、与移动体螺合的丝杠轴、以及使丝杠轴旋转的马达的机床的进给装置。在移动体上安装有工件、用于对工件进行加工的工具(以下适当地省略为物体)。移动体与物体合在一起的重心位置位于比移动体与丝杠轴的螺合位置高的位置。由此，若马达使丝杠轴旋转而使得移动体随着丝杠轴的旋转沿轴线方向移动，则移动体以及安装于移动体的物体试图保持它们的重心位置。因此，移动体在上述螺合位置上试图以将行进方向作为前方的情况下的左右方向的轴线为旋转中心而旋转，从而在移动体产生起伏运动。若在移动中的移动体产生起伏运动，则安装于移动体的物体的动态变得不稳定，从而安装于移动体的工件、工具向上或者向下稍稍移动。这样，安装于移动体的工件、工具从规定位置偏移，因此机床的加工精度降低。
[0004]若与移动体螺合的丝杠轴旋转，则因与移动体的螺合部分所产生的摩擦热而使得丝杠轴升温并热膨胀。为了抑制该丝杠轴的热膨胀，也能够形成为使冷却水在形成于丝杠轴的轴心的冷却水通路中流通从而对丝杠轴进行冷却的构造。但是，在这样的构造中，因冷却水通路的形成而导致丝杠轴的径向的尺寸大型化，从而导致进给装置大型化。另外，由于设置使冷却水在丝杠轴的轴心流通的机构，从而导致进给装置的构造复杂化，并且进给装置的制造成本升高。因此，一般情况下，代替使冷却水在丝杠轴的轴心流通的构造地，形成为使丝杠轴的一端在轴线方向上为固定端、使丝杠轴的另一端在轴线方向上为自由端的构造。然而，在这样的构造中，随着移动体的位置从丝杠轴的固定端远离，由丝杠轴的弹性变形产生的影响变大，从而丝杠轴对移动体的进给刚度降低。这样，机床的加工量变得不稳定，从而机床的加工精度降低。
[0005]为了应对丝杠轴的相对于旋转方向的惯性力矩、移动体以及物体的行进方向上的惯性力矩，提出了一种分别并列地设置有两个马达以及两个丝杠轴的进给装置。参照日本特开2003 — 25178号公报的图1。在这样的进给装置中，在移动体与物体合在一起的重心的水平方向的位置从并列设置的一对丝杠轴的中间位置向一侧的丝杠轴侧偏移的情况下，作用于各丝杠轴的由移动体以及物体产生的径向载荷变得不均衡。由此，在水平方向上，在和移动体与物体合在一起的重心位置接近的一方的丝杠轴作用有比另一方的丝杠轴大的径向载荷，因此与上述重心位置接近的一方的丝杠轴的寿命会降低。
【发明内容】
[0006]本发明的一个目的在于在机床所使用的进给装置中提供一种能够提高机床的加工精度的进给装置。
[0007]作为本发明的一个方式的进给装置具备:
[0008]基座；
[0009]移动体，其相对于上述基座能够沿规定的轴线方向移动；
[0010]第一丝杠轴，其与上述轴线方向平行地设置于上述基座，并能够旋转地支承于上述基座；
[0011 ] 第二丝杠轴，其与上述第一丝杠轴是分体，并与上述轴线方向平行地设置于上述基座，并且能够旋转地被支承于上述基座；
[0012]第一驱动源，其安装于上述基座并使上述第一丝杠轴旋转；
[0013]第二驱动源，其安装于上述基座并使上述第二丝杠轴旋转；
[0014]第一螺母，其设置于上述移动体，并与上述第一丝杠轴螺合，随着上述第一丝杠轴的旋转而沿上述轴线方向移动；以及
[0015]第二螺母，其设置于上述移动体，并与上述第二丝杠轴螺合，随着上述第二丝杠轴的旋转而沿上述轴线方向移动。
[0016]上述第一螺母以及上述第二螺母在上述轴线方向上配置于不同位置。
[0017]根据这样的结构，在使第一丝杠轴以及第二丝杠轴旋转而使移动体移动的情况下，因第一丝杠轴与第一螺母的相对旋转而在移动体产生的起伏运动的大小、和因第二丝杠轴与第二螺母的相对旋转而在移动体产生的起伏运动的大小不同。这里，起伏运动是指与轴线方向正交且与移动体相对于基座所配置的方向正交的方向的旋转。因此，与螺母在轴线方向上配置于一个部位的情况相比，利用在轴线方向上配置于不同位置的第一螺母与第二螺母，能够抑制移动体所产生的起伏运动。因此，能够抑制安装于移动体的工件、工具等的物体的从规定位置的偏离，从而能够提高机床的加工精度。
【附图说明】
[0018]图1是本实施方式的进给装置的俯视图。
[0019]图2是图1的A—A剖视图，并且是本实施方式的进给装置的侧剖视图。
[0020]图3是图2的B部放大图。
[0021 ]图4是比较例的进给装置的俯视图。
[0022]图5是图4的C-C剖视图，并且是比较例的进给装置的侧剖视图。
【具体实施方式】
[0023]通过以下参照附图对实施方式进行描述，本发明的上述及其它特征和优点会变得更加清楚，其中，对相同的元件标注相同的标记。
[0024]基于图1?图3，对本实施方式的进给装置100以及机床1000的结构进行说明。进给装置100是车床、磨床等机床1000的机械单元，其使安装于移动体2的物体80移动。移动体2例如是供工件安装并相对于床身做直线运动的工作台、供保持立铣刀等工具的主轴装置安装并相对于立柱或者床身做直线运动的滑鞍、供滑鞍安装并相对于床身做直线运动的立柱、保持砂轮并相对于床身做直线运动的砂轮座工作台等。以下，举出移动体2是载置作为物体80的工具的工作台的例子。
[0025]如图1?图3所示，进给装置100具有基座1、移动体2、引导部件3、第一丝杠轴11、第二丝杠轴12、第一马达21、第二马达22、第一轴承31?第四轴承34、控制部50、第一螺母51、以及第二螺母52。此外，在图1?图3中，将纸面左右方向作为轴线方向，将纸面右侧作为前方(一方)，将纸面左侧作为后方(另一方)。另外，在图1中，将纸面上下方向、即与轴线方向正交的方向作为宽度方向。另外，在图2以及图3中，将纸面上下方向作为上下方向。
[0026]如图1以及图2所示，基座I由基部la、以及第一支承部Ib?第四支承部Ie—体地构成。基部Ia为块状。第一支承部Ib?第四支承部Ie从基部Ia的上表面向上方突出形成。第一支承部Ib?第四支承部Ie在轴线方向上从基部Ia的前方侧(一侧)向后方侧(另一侧)依次形成。第一支承部Ib形成于基部Ia的前方侧(一侧)的端部。第四支承部Ie形成于基部Ia的后方侧(另一侧)的端部。第二支承部Ic与第三支承部Id在轴线方向上相互邻接地设置于基部Ia的中央部分。
[0027]如图1所示，多个(在本实施方式中为两个)引导部件3沿着轴线方向以在宽度方向上并列的方式设置于基座I。多个引导部件3与移动体2卡合。引导部件3例如是直线运动引导件。根据这样的构造，移动体2载置于基座I的上表面，并以相对于基座I能够沿轴线方向移动的方式安装于基座I。
[0028]如图1所示，第一丝杠轴11以及第二丝杠轴12与轴线方向平行地设置。第一丝杠轴11与第二丝杠轴12是分体。对于第一丝杠轴11以及第二丝杠轴12，利用后述构造使它们的两端能够旋转地支承于基座I。第一丝杠轴11的轴线与第二丝杠轴12的轴线配置于同轴。在本实施方式中，第一丝杠轴11的轴线与第二丝杠轴12的轴线在基座I的宽度方向的中央部分，设置于一条直线(图1所示的点划线)上。第一丝杠轴11设置于基座I的前方侧(一侧)。第二丝杠轴12设置于基座I的后方侧(另一侧)。此外，丝杠轴11、12可以是公知的滚珠丝杠或公知的梯形丝杠。
[0029]如图2以及图3所示，第一丝杠轴11从基端侧(前端侧)趋向前端侧(后端侧)，形成有基端侧轴承部11a、第一螺纹部11b、以及前端侧轴承部11c。基端侧轴承部Ila以及前端侧轴承部Ilc为圆柱形状。在第一螺纹部Ilb的外周面形成有螺纹槽。
[°03°]作为第一丝杠轴11的基端(一端、前端)的基端侧轴承部I Ia被固定于第一支承部Ib的第一轴承31轴支承。如图3所示，第一轴承31是滚珠轴承，其由内圈31a、配置于内圈31a的外周侧的外圈31b、以及配置在内圈31a与外圈31b之间的多个滚珠31c构成。此外，内圈31a与外圈3Ib不能相对于轴线方向移动。在本实施方式中，两个第一轴承31沿轴线方向并列地设置。两个第一轴承31嵌合而安装于沿轴线方向贯通形成于第一支承部Ib的第一固定孔If内。后方侧的第一轴承31的外圈31b的后端与形成于第一固定孔If的后方侧的阶梯部Ig抵接。因此，两个第一轴承31的相对于第一支承部Ib的朝向后方的移动被阻止。前方侧的第一轴承31的外圈31b的前端与C环61抵接，该C环61安装于遍及整周地形成于第一固定孔If的环槽lh。因此，两个第一轴承31的相对于第一支承部Ib的朝向前方的移动被阻止。根据这样的构造，两个第一轴承31以不能在轴线方向上移动的方式固定于第一支承部lb。
[0031]基端侧轴承部Ila插通于两个第一轴承31的内圈31a内。第一螺纹部Ilb的外径比基端侧轴承部Ua的外径大，在第一螺纹部Ilb与基端侧轴承部Ila之间形成有阶梯部Hg。后方侧的第一轴承31的内圈31a的后端与阶梯部Ilg抵接，从而第一轴承31的相对于第一丝杠轴11的朝向后方的移动被阻止。在基端侧轴承部Ila的外周面遍及整周地形成有环槽IlcL在环槽Ild安装有C环IlhX环Ilh与前方侧的第一轴承31的内圈31a的前端抵接，从而第一轴承31的相对于第一丝杠轴11的朝向前方的移动被阻止。根据这样的构造，作为第一丝杠轴11的基端(一端)的基端侧轴承部Ila被第一轴承31轴支承为不能在第一丝杠轴11的轴线方向上移动。
[0032]作为第一丝杠轴11的前端(另一端、后端)的前端侧轴承部IIc被固定于第二支承部Ic的第二轴承32轴支承。第二轴承32是滚珠轴承，其由内圈32a、外圈32b、以及多个滚珠32c构成。夕卜圈32b设置于内圈32a的外周侧。多个滚珠32c设置在内圈32a与外圈32b之间。在内圈32a的外周面形成有一周供多个滚珠32c卡合的滚珠槽32d。另一方面，在外圈32b的内周面未形成供滚珠32c卡合的滚珠槽。因此，内圈32a与外圈32b不能沿轴线方向移动。此外，即使是在外圈32b的内周面形成有供滚珠32c卡合的滚珠槽、在内圈32a的内周面未形成滚珠槽的实施方式也无妨。
[0033]第二轴承32嵌合而安装于沿轴线方向贯通形成于第二支承部Ic的第二固定孔Ii内。第二轴承32的外圈32b的前端与形成于第二固定孔Ii的前方侧的阶梯部Ij抵接。因此，第二轴承32的外圈32b的相对于第二支承部Ic的朝向前方的移动被阻止。第二轴承32的外圈32b的后端与C环62抵接，该C环62安装于在第二固定孔Ii形成的环槽lk。因此，第二轴承32的外圈32b的相对于第二支承部Ic的朝向后方的移动被阻止。
[0034]前端侧轴承部Ilc插通于第二轴承32的内圈32a内。第一螺纹部Ilb的外径比前端侧轴承部Ilc的外径大，在第一螺纹部Ilb与前端侧轴承部Ilc之间形成有阶梯部Ilk。第二轴承32的内圈32a的前端与阶梯部Ilk抵接。因此，第二轴承32的内圈32a的相对于前端侧轴承部Ilc的朝向前方的移动被阻止。在前端侧轴承部Ilc的外周面，遍及整周地形成有环槽lie。在环槽Ile安装有C环Ilf X环Ilf与第二轴承32的内圈32a的后端抵接。因此，第二轴承32的内圈32a的相对于前端侧轴承部Ilc的朝向后方的移动阻止。如上所述，内圈32a与外圈32b能够沿移动方向移动。因此，前端侧轴承部I Ic能够在轴线方向上移动。其结果是，在第一丝杠轴11热膨胀的情况下，前端侧轴承部11c向后方侧(前端侧)移动(图3的ml)，从而防止第一丝杠轴11的弯曲等变形。另外，在第一丝杠轴11热收缩的情况下，前端侧轴承部Ilc向前方侧(基端侧)移动(图3的m2)，从而防止在拉动第一丝杠轴11的方向上作用的应力的产生。
[0035]第一马达21(第一驱动源)是使第一丝杠轴11旋转的马达。如图2、图3所示，第一马达21(第一驱动源)安装于基座I的第一支承部Ib的前端面。第一马达21的旋转轴21a插通于第一固定孔If内，并通过连接器等第一连结部件41而与第一丝杠轴11的基端侧轴承部Ila连结。
[0036]如图2所示，第二丝杠轴12从基端侧(后端侧)趋向前端侧(前端侧)，形成有基端侧轴承部12a、第二螺纹部12b、以及前端侧轴承部12c。基端侧轴承部12a以及前端侧轴承部12c为圆柱形状。在第二螺纹部12b的外周面形成有螺纹槽。此外，第一螺纹部Ilb的螺纹槽与第二螺纹部12b的螺纹槽形成沿同一方向形成。
[0037]作为第二丝杠轴12的基端(后端、轴线方向的另一侧的端部)的基端侧轴承部12a被固定于第四支承部Ie的第三轴承33轴支承为不能沿轴线方向移动。此外，基端侧轴承部12a被固定于第四支承部Ie的第三轴承33轴支承的构造、与如上述那样第一丝杠轴11的基端侧轴承部Ila被固定于第一支承部Ib的第一轴承31轴支承的构造为相同的构造。
[0038]作为第二丝杠轴12的前端(前端、轴线方向的一侧的端部)的前端侧轴承部12c被固定于第三支承部Id的第四轴承34轴支承为不能在轴线方向上移动。因此，即使第二丝杠轴12因热膨胀而沿轴线方向伸展，第二丝杠轴12的前端也向前方移动，从而防止第二丝杠轴12的弯曲等变形。另外，在第二丝杠轴12热收缩的情况下，前端侧轴承部12c向后方侧(基端侧)移动，从而防止在拉动第二丝杠轴12的方向上作用的应力的产生。此外，前端侧轴承部12c被固定于第三支承部Id的第四轴承34轴支承的构造、与如上述那样第一丝杠轴11的前端侧轴承部I Ic被固定于第二支承部Ic的第二轴承32轴支承的构造为相同的构造。
[0039]第二马达22(第二驱动源)是使第二丝杠轴12旋转的马达。如图2所示，第二马达22(第二驱动源)安装于基座I的第四支承部Ie的后端面。第二马达22的旋转轴22a插通于在第四支承部Ie形成的第三固定孔Im内，并通过连接器等第二连结部件42而与第二丝杠轴12的基端侧轴承部12a连结。此外，第一马达21的旋转方向与第二马达22的旋转方向不同。在本实施方式中，第一马达21以及第二马达22均为伺服马达。
[0040]如图2所示，第一丝杠轴11的后端部(第一端部)与第二丝杠轴12的前端部(第二端部)对置。而且，第一丝杠轴11的后端部(第一端部)与第二丝杠轴12的前端部(第二端部)的分离距离a(图2所示)被设定为如下尺寸:在第一丝杠轴11以及第二丝杠轴12热膨胀最大的情况下，第一丝杠轴11的后端部(第一端部)与第二丝杠轴12的前端部(第二端部)不抵接。[0041 ]移动体2由基部2a、第一突出部2b、以及第二突出部2c构成。基部2a为块状，其安装有工具、工件(包括用于将工具、工件安装于基部2a的安装部)等物体80。在图2所示的实施方式中，物体80是刀架81以及安装于刀架81的工具82。此外，在图2中图示出了构成机床1000的卡盘501、以及安装于卡盘501的工件502。另外，使用进给装置100的机床1000为车床。
[0042]第一突出部2b以从基部2a的前端部分(一端部分)的下部向下方延伸的方式形成。在第一突出部2b设置有第一螺母51。第一螺母51设置于移动体2的相对于轴线方向的中央靠前方侧(一侧)的位置。在第一螺母51螺合有第一丝杠轴11的第一螺纹部lib。随着第一丝杠轴11的旋转，第一螺母51沿轴线方向移动，从而移动体2也沿轴线方向移动。
[0043]第二突出部2c以从基部2a的后端部分(另一端部分)的下部向下方延伸的方式形成。在第二突出部2c设置有第二螺母52。第二螺母52设置于移动体2的相对于轴线方向上的中央靠后方侧(另一侧)的位置。在第二螺母52螺合有第二丝杠轴12的第二螺纹部12b。随着第二丝杠轴12的旋转，第二螺母52沿轴线方向移动，从而移动体2也沿轴线方向移动。
[0044]如图1、图2所示，第一螺母51以及第二螺母52沿轴线方向配置于不同的位置。此外，在丝杠轴11、12为滚珠丝杠的情况下，在丝杠轴11、12的螺纹部I Ib、12b与螺母51、52之间设置有多个滚珠，并且在螺母51、52设置有使该多个滚珠循环的循环机构。
[0045]如图2所示，第一螺母51设置于相对于移动体2与物体80合在一起的重心位置99(以下适当地省略为重心位置99)靠轴线方向的前方侧(一侧)的位置。第二螺母52设置于相对于重心位置99靠轴线方向的后方侧(另一侧)的位置。换言之，在轴线方向上，移动体2与安装于移动体2的物体80合在一起的重心位置99位于作为第一丝杠轴11与移动体2的第一螺母51的螺合部分的第一螺合部91、和作为第二丝杠轴12与移动体2的第二螺母52的螺合部分的第二螺合部92之间。
[0046]控制部50向第一马达21以及第二马达22供给驱动电流，从而使第一马达21与第二马达22向不同方向旋转。此外，第一丝杠轴11与第二丝杠轴12的旋转方向相同。若利用马达21、22使丝杠轴11、12旋转，则因丝杠轴11、12与螺母51、52的相对旋转，而使得移动体2向前方或者后方移动与丝杠轴11、12的旋转量对应的移动量。
[0047]由上述说明可知，如图1、图2所示，进给装置100具备:基座I;移动体2，其相对于基座I能够在规定的轴线方向上移动;第一丝杠轴11，其与轴线方向平行地设置于基座I且能够旋转地支承于基座I;第二丝杠轴12，其与第一丝杠轴11是分体，并与轴线方向平行地设置于基座I且能够旋转地支承于基座I;第一马达21(第一驱动源)，其安装于基座I并使第一丝杠轴11旋转;第二马达22(第二驱动源)，其安装于基座I并使第二丝杠轴12旋转;第一螺母51，其设置于移动体2，并与第一丝杠轴11螺合，并且随着第一丝杠轴11的旋转而沿轴线方向移动；以及第二螺母52，其设置于移动体2，并与第二丝杠轴12螺合，并且随着第二丝杠轴12的旋转而沿轴线方向移动，第一螺母51以及第二螺母52在轴线方向上配置于不同位置。
[0048]根据这样的结构，在使第一丝杠轴11以及第二丝杠轴12旋转而使移动体2移动的情况下，因第一丝杠轴11与第一螺母51的相对旋转而在移动体2产生的起伏运动的大小、和因第二丝杠轴12与第二螺母52的相对旋转而在移动体2产生的起伏运动的大小不同。这里，起伏运动是指与轴线方向正交且与移动体2相对于基座I所配置的方向正交的方向上的旋转。因此，与螺母在轴线方向上配置于一个部位的情况相比，利用在轴线方向上配置于不同位置的第一螺母51与第二螺母52，能够抑制移动体2所产生的起伏运动。因此，能够抑制安装于移动体2的工件、工具等物体80的从规定位置的偏移，从而能够提高机床1000的加工精度。
[0049]另外，第一螺母51设置于移动体2的相对于轴线方向的中央靠前方侧(一侧)的位置。而且，第二螺母52设置于移动体2的相对于轴线方向的中央靠后方侧(另一侧)的位置。由此，能够使因第一丝杠轴11与第一螺母51的相对旋转而在移动体2产生的起伏运动、和因第二丝杠轴12与第二螺母52的相对旋转而在移动体2产生的起伏运动朝向相反方向发挥作用。因此，能够更加可靠地抑制移动体2所产生的起伏运动。
[0050]如图2所示，移动体2载置于基座I的上表面，且安装有物体80。而且，第一螺母51设置于相对于移动体2与物体80合在一起的重心位置99靠轴线方向的前方侧(一侧)的位置。而且，第二螺母52设置于相对于移动体2与物体80合在一起的重心位置99靠轴线方向的后方(另一侧)的位置。以下记载了由这样的结构实现的效果。
[0051]在移动体2相对于基座I从前方侧(一侧)向后方侧(另一侧)移动的情况下，因第一丝杠轴11与第一螺母51的相对旋转而使得移动体2被向后方侧(另一侧)按压。重心位置99位于第一螺母51的后方侧(另一侧)。因此，若移动体2被第一丝杠轴11向后方侧(另一侧)按压，则移动体2以及物体80试图保持它们的重心位置99，因此移动体2试图以第一螺母51 (第一螺合部91)为中心而顺时针旋转，进而移动体2以及物体80试图向上移动(图2所示的空心箭头)。
[0052]另外，在移动体2相对于基座I从前方侧(一侧)向后方侧(另一侧)移动的情况下，因第二丝杠轴12与第二螺母52的相对旋转而使得移动体2被向后方侧(另一侧)拉动。重心位置99位于第二螺母52(第二螺合部92)的前方侧(一侧)。因此，若移动体2被第二丝杠轴12向后方侧(另一侧)拉动，则移动体2以及物体80试图保持于它们的重心位置99，因此移动体2试图以第二螺母52(第二螺合部92)为中心而顺时针旋转，进而移动体2以及物体80试图向下移动(图2所示的黑色箭头)。
[0053]这样，因第一丝杠轴11的旋转而使得移动体2以及物体80试图向上移动，另一方面，因第二丝杠轴12的旋转而使得移动体2以及物体80试图向下移动。因此，因第一丝杠轴11的旋转而试图使移动体2以及物体80向上移动的起伏运动、与因第二丝杠轴12的旋转而试图使移动体2以及物体80向下移动的起伏运动相抵。在移动体2与上述情况相反地相对于基座I从后方侧(另一侧)向前方侧(一侧)移动的情况下，因第一丝杠轴11的旋转而试图使移动体2以及物体80向下移动的起伏运动、与因第二丝杠轴12的旋转而试图使移动体2以及物体80向上移动的起伏运动也同样地相抵。
[0054]这样，能够使因第一丝杠轴11与第一螺母51的相对旋转而在移动体2以及物体80产生的起伏运动、和因第二丝杠轴12与第二螺母52的相对旋转而在移动体2以及物体80产生的起伏运动朝向相反方向发挥作用。因此，能够更加可靠地抑制在移动体2产生的起伏运动。其结果是，安装于移动中的移动体2的物体80的行为稳定，安装于移动体2的工件、工具等物体80不会从规定位置偏移，因此机床1000的加工精度不会降低。
[0055]如图1所示，第一丝杠轴11的轴线与第二丝杠轴12的轴线配置于同轴。由此，如图1所示，即使移动体2与物体80合在一起的宽度方向上的重心位置99从第一丝杠轴11、第二丝杠轴12的轴线偏移，作用于第一丝杠轴11以及第二丝杠轴12的由移动体2以及物体80产生的径向载荷也不会变得不均衡。因此，防止第一丝杠轴11以及第二丝杠轴12中的任一方的寿命的降低。此外，径向载荷是在与第一丝杠轴11以及第二丝杠轴12的轴线方向正交的方向上作用的载荷，在本实施方式中为图2的垂直方向上的载荷。
[0056]如图2所示，第一丝杠轴11以及第二丝杠轴12的两端以能够旋转的方式支承于基座I。由此，第一丝杠轴11以及第二丝杠轴12的两端部在与轴线方向正交的径向上被束缚，因此与第一丝杠轴11以及第二丝杠轴12的一端在径向上被释放的构造相比，在第一丝杠轴11以及第二丝杠轴12高速旋转的情况下，抑制第一丝杠轴11以及第二丝杠轴12因自激振动(发散振动)而损坏。
[0057]如图2所示，第一轴承31将第一丝杠轴11的两端中的一方(前方)的端部轴支承为不能在轴线方向上移动，第二轴承32将第一丝杠轴11的两端中的另一方(后方)的端部轴支承为能够在轴线方向上移动。而且，第三轴承33将第二丝杠轴12的两端中的一方(后方)的端部轴支承为不能在轴线方向上移动，第四轴承34将第二丝杠轴12的两端中的另一方(前方)的端部轴支承为能够在轴线方向上移动。
[0058]这样，丝杠轴11、12的两端中的一方的端部不能沿轴线方向移动，而丝杠轴11、12的两端中的另一方的端部能够沿轴线方向移动，因此，在因丝杠轴11、12与螺母51、52的摩擦而导致丝杠轴11、12热膨胀的情况下，防止丝杠轴11、12的弯曲等变形。另外，由于未设置使冷却水在丝杠轴11、12的轴心流通的机构地，在丝杠轴11、12热膨胀的情况下防止丝杠轴U、12的弯曲等变形，所以不会因冷却水通路的形成而导致丝杠轴11、12的径向尺寸大型化，不会提高进给装置100的制造成本。另外，在丝杠轴11、12热收缩的情况下，防止在拉动丝杠轴11、12的方向上作用的应力的产生。
[0059]如图2所示，将其上的部件轴支承为不能在轴线方向上移动的第一轴承31对第一丝杠轴11的两端中的轴线方向的前方侧(一侧)的端部进行轴支承。另外，将其上的部件轴支承为能够在轴线方向上移动的第二轴承32对第一丝杠轴11的两端中的轴线方向的后方侦叭另一侧)的端部进行轴支承。另外，将其上的部件轴支承为不能在轴线方向上移动的第三轴承33对第二丝杠轴12的两端中的轴线方向的后方侧(另一侧)的端部进行轴支承。另夕卜，将其上的部件轴支承为能够在轴线方向上移动的第四轴承34对第二丝杠轴12的两端中的轴线方向的前方侧(一侧)的端部进行轴支承。根据这样的结构，在移动体2的第一螺母51与第一轴承31接近的状态下，利用将第一丝杠轴11轴支承为不能在轴线方向上移动的第一轴承31，确保第一丝杠轴11的进给刚度。另一方面，随着移动体2的第一螺母51从第一轴承31远离，第一丝杠轴11的进给刚度降低，但由于移动体2的第二螺母52向将第二丝杠轴12轴支承为不能在轴线方向上移动的第三轴承33接近，所以第二丝杠轴12的进给刚度上升。这样，不论移动体2的轴线方向上的位置如何，第一丝杠轴11与第二丝杠轴12合在一起的进给刚度都不会降低，因此机床1000的加工量不会变得不稳定，机床1000的加工精度也不会降低。
[0060]如上所述，第一丝杠轴11的第一螺纹部IIb的螺纹槽与第二丝杠轴12的第二螺纹部12b的螺纹槽沿同一方向形成。由此，在形成第一螺纹部I Ib的螺纹槽与第二螺纹部12b的螺纹槽的过程中，能够用相同的滚乳模具来形成。因此，无偏移地形成第一螺纹部Ilb的螺纹槽与第二螺纹部12b的螺纹槽的轴线方向上的间距。其结果是，在使第一丝杠轴11与第二丝杠轴12旋转了相同的旋转量的情况下，第一丝杠轴11对移动体2的进给量与第二丝杠轴12对移动体2的进给量相同，从而能够使移动体2稳定地沿轴线方向移动。
[0061]如图2所示，前端侧轴承部Ilc(第一端部)与前端侧轴承部12c(第二端部)对置，其中，前端侧轴承部Ilc(第一端部)是第一丝杠轴11的端部中的与第一马达21(第一驱动源)连接的端部的相反侧的端部，前端侧轴承部12c(第二端部)是第二丝杠轴12的端部中的与第二马达22(第二驱动源)连接的端部的相反侧的端部。而且，前端侧轴承部Ilc(第一端部)与前端侧轴承部12c(第二端部)的分离距离a被设定为如下尺寸:在第一丝杠轴11以及第二丝杠轴12热膨胀最大的情况下，前端侧轴承部I Ic(第一端部)与前端侧轴承部12c(第二端部)不抵接。因此，即使丝杠轴11、12旋转并因与螺母51、52的摩擦热而导致丝杠轴11、12热膨胀，前端侧轴承部Ilc(第一端部)与前端侧轴承部12c(第二端部)也不抵接。因此，防止由前端侧轴承部Ilc(第一端部)与前端侧轴承部12c(第二端部)的抵接引起的丝杠轴11、12的弯曲，从而机床1000的加工精度不会降低。此外，根据进给装置100的设计时作为规格而假定的进给装置100的最大温度变化量、伴随进给装置100的温度变化的上述热膨胀量的模拟结果、伴随进给装置100的温度变化的上述热膨胀量的实测值等来适当地设定第一丝杠轴11以及第二丝杠轴12的最大的热膨胀量。
[0062]以下，使用图4以及图5对比较例的进给装置200进行说明。如图4、如图5所示，在比较例的进给装置200中，在基座101设置有两个丝杠轴111、112、以及用于使它们旋转的两个马达121、122。而且，丝杠轴111、112与在轴线方向上形成于同一部位的螺孔102a、102b螺合。在图5所示的例子中，移动体102与安装于移动体102的物体180合在一起的重心位置199(以下适当地省略为重心位置199)位于相对于丝杠轴111、112与移动体102的螺合部191、192靠后方侧的位置。
[0063I在这样构成的进给装置200中，若丝杠轴111、112旋转，则移动体102进行如下所示的行为。在移动体102相对于基座101从前方侧向后方侧移动的情况下，由于移动体102被丝杠轴111、112向后方侧按压，并且移动体102以及物体180试图保持它们的重心位置199，所以移动体102试图以与丝杠轴111、112的螺合部191、192为中心而顺时针旋转，进而安装于移动体102的物体180试图向上移动(图2所示的空心箭头)。另一方面，在移动体102相对于基座101从后方侧向前方侧移动的情况下，由于移动体102被丝杠轴111、112向前方侧拉动，并且移动体102以及物体180试图保持它们的重心位置199，所以移动体102试图以螺合部191、192为中心而逆时针旋转，进而安装于移动体102的物体180试图向下移动(图2所示的黑色箭头)。
[0064]这样，若移动体102试图以螺合部191、192为旋转中心而旋转，则作为安装于移动中的移动体102的物体180的工件、工具的行为变得不稳定。这样，作为安装于移动体102的物体180的工件、工具向上或者向下稍稍移动，而使得安装于移动体102的工件、工具从规定位置偏移，因此具备进给装置200的机床的加工精度降低。
[0065]如图4、图5所示，在比较例的进给装置200中，丝杠轴111、112的一端以不能在轴线方向上移动的方式设置于基座101，并且被轴承131、132轴支承，丝杠轴111、112的另一端被以能够在轴线方向上移动的方式设置于基座101的轴承133、134轴支承。在该进给装置200中，若移动体102的螺孔102a、102b从以不能在轴线方向上移动的方式设置于基座101的轴承131、132远离，则由丝杠轴111、112的弹性变形产生的影响变大，导致丝杠轴111、112的进给刚度降低。
[0066]如图4所示，若移动体102与安装于移动体102的物体180合在一起的宽度方向上的重心位置199从并列设置的一对丝杠轴111、112的中间位置向一侧的丝杠轴112侧偏移，则作用于各丝杠轴111、112的径向载荷变得不均衡，并且在与重心位置199接近的一方的丝杠轴111作用有比另一方的丝杠轴112大的径向载荷。因此，与重心位置199接近的一方的丝杠轴111的寿命降低。
[0067]在以上说明的实施方式中，如图1所示，第一丝杠轴11与第二丝杠轴12设置在一条直线上。但是，即使是第一丝杠轴11与第二丝杠轴12未设置在一条直线上而在宽度方向上偏置的实施方式也无妨。即使是该实施方式，移动体2(移动体)与安装于移动体2的物体80合在一起的重心位置99也在轴线方向上位于第一螺合部91与第二螺合部92之间。因此，如上所述，因第一丝杠轴11而试图使物体80向上或者向下移动的力与因第二丝杠轴12而试图使物体80向下或者向上移动的力相抵，从而安装于移动体2的物体80不沿上下方向移动。因此，机床1000的加工精度不会降低。
[0068]即使是代替以上说明的实施方式地满足以下所示的(I)?(4)的结构的实施方式也无妨。
[0069](I)将其上的部件轴支承为不能在轴线方向上移动的第一轴承31对第一丝杠轴11的两端中的轴线方向的后方侧(另一侧)的端部进行轴支承。
[0070](2)将其上的部件轴支承为能够在轴线方向上移动的第二轴承32对第一丝杠轴11的两端中的轴线方向的前方侧(一侧)的端部进行轴支承。
[0071](3)将其上的部件轴支承为不能在轴线方向上移动的第三轴承33对第二丝杠轴12的两端中的轴线方向的前方侧(一侧)的端部进行轴支承。
[0072](4)将其上的部件轴支承为能够在轴线方向上移动的第四轴承34对第二丝杠轴12的两端中的轴线方向的后方侧(另一侧)的端部进行轴支承。
[0073]即使是这样的实施方式，也同样地不论移动体2的轴线方向的位置如何，第一丝杠轴11与第二丝杠轴12合在一起的进给刚度都不会降低，机床1000的加工量不会变得不稳定，从而机床1000的加工精度也不会降低。
[0074]即使是代替以上说明的实施方式地满足以下所示的(5)?(8)的结构的实施方式也无妨。
[0075](5)将其上的部件轴支承为不能在轴线方向上移动的第一轴承31对第一丝杠轴11的两端中的轴线方向的前方侧(一侧)的端部进行轴支承。
[0076](6)将其上的部件轴支承为能够在轴线方向上移动的第二轴承32对第一丝杠轴11的两端中的轴线方向的后方侧(另一侧)的端部进行轴支承。
[0077](7)将其上的部件轴支承为不能在轴线方向上移动的第三轴承33对第二丝杠轴12的两端中的轴线方向的前方侧(一侧)的端部进行轴支承。
[0078](8)将其上的部件轴支承为能够在轴线方向上移动的第四轴承34对第二丝杠轴12的两端中的轴线方向的后方侧(另一侧)的端部进行轴支承。
[0079]即使是代替以上说明的实施方式地满足以下所示的(9)?(12)的结构的实施方式也无妨。
[0080](9)将其上的部件轴支承为不能在轴线方向上移动的第一轴承31对第一丝杠轴11的两端中的轴线方向的后方侧(另一侧)的端部进行轴支承。
[0081](10)将其上的部件轴支承为能够在轴线方向上移动的第二轴承32对第一丝杠轴11的两端中的轴线方向的前方侧(一侧)的端部进行轴支承。
[0082](11)将其上的部件轴支承为不能在轴线方向上移动的第三轴承33对第二丝杠轴12的两端中的轴线方向的后方侧(另一侧)的端部进行轴支承。
[0083](12)将其上的部件轴支承为能够在轴线方向上移动的第四轴承34对第二丝杠轴12的两端中的轴线方向的前方侧(一侧)的端部进行轴支承。
[0084]即使是满足上述(5)?(8)的结构的实施方式、或者满足上述(9)?(I2)的结构的实施方式，因第一丝杠轴11而试图使物体80向上或者向下移动的力与因第二丝杠轴12而试图使物体80向下或者向上移动的力也相抵，从而安装于移动体2的物体80不沿上下方向移动。因此，机床1000的加工精度不会降低。
[0085]在以上说明的实施方式中，第一丝杠轴11的第一螺纹部IIb的螺纹槽与第二丝杠轴12的第二螺纹部12b的螺纹槽沿同一方向形成。但是，即使是第一丝杠轴11的第一螺纹部Ilb的螺纹槽与第二丝杠轴12的第二螺纹部12b的螺纹槽沿不同方向形成的实施方式也无妨。
[0086]在以上说明的实施方式中，第一马达21设置于在基座I的前方侧(一侧)形成的第一支承部lb，第二马达22设置于在基座I的后方侧(另一侧)形成的第四支承部le。但是，SP使是第一马达21设置于在基座I的中央部分形成的第二支承部lc、第二马达22设置于在基座I的中央部分形成的第三支承部Id的实施方式也无妨。在为这样的实施方式的情况下，第一马达21与第二马达22的旋转方向为相反方向。
[0087]即使是第一马达21设置于在基座I的前方侧(一侧)形成的第一支承部lb、第二马达22设置于在基座I的中央部分形成的第三支承部Id的实施方式也无妨。或者，即使是第一马达21设置于在基座I的中央部分形成的第二支承部lc、第二马达22设置于在基座I的后方侦叭另一侧)形成的第四支承部Ie的实施方式也无妨。在为这样的实施方式的情况下，第一马达21与第二马达22的旋转方向为相同方向。
[0088]在以上说明的实施方式中，在移动体2安装有物体80。但是，即使是在移动体2未安装物体80的实施方式也无妨。在这样的实施方式中，第一螺母51设置于移动体2的相对于重心位置靠轴线方向的前方侧(一侧)的位置。而且，第二螺母52设置于移动体2的相对于重心位置靠轴线方向的后方侧(另一侧)的位置。根据这样的结构，能够使因第一丝杠轴11与第一螺母51的相对旋转而在移动体2产生的起伏运动、和因第二丝杠轴12与第二螺母52的相对旋转而在移动体2产生的起伏运动向相反方向发挥作用。因此，能够可靠地抑制移动体2所产生的起伏运动。
[0089]在以上说明的实施方式中，第一螺母51、第二螺母52设置于移动体2。但是，即使是在移动体2形成有与第一丝杠轴11螺合的第一螺母并形成有与第二丝杠轴12螺合的第二螺母的实施方式也无妨。
[0090]即使是代替使丝杠轴11、12旋转的马达21、22地使用空气促动器、发动机等驱动源的实施方式也无妨。
【主权项】
1.一种进给装置，其特征在于，具备: 基座； 移动体，其相对于所述基座能够沿规定的轴线方向移动； 第一丝杠轴，其与所述轴线方向平行地设置于所述基座，并能够旋转地支承于所述基座； 第二丝杠轴，其与所述第一丝杠轴是分体，并与所述轴线方向平行地设置于所述基座，并且能够旋转地被支承于所述基座； 第一驱动源，其安装于所述基座并使所述第一丝杠轴旋转； 第二驱动源，其安装于所述基座并使所述第二丝杠轴旋转； 第一螺母，其设置于所述移动体，并与所述第一丝杠轴螺合，随着所述第一丝杠轴的旋转而沿所述轴线方向移动；以及 第二螺母，其设置于所述移动体，并与所述第二丝杠轴螺合，随着所述第二丝杠轴的旋转而沿所述轴线方向移动， 所述第一螺母以及所述第二螺母在所述轴线方向上配置于不同位置。2.根据权利要求1所述的进给装置，其特征在于， 所述第一螺母设置于所述移动体的相对于所述轴线方向的中央靠一侧的位置， 所述第二螺母设置于所述移动体的相对于所述轴线方向的中央靠另一侧的位置。3.根据权利要求1或2所述的进给装置，其特征在于， 所述移动体载置于所述基座的上表面， 所述第一螺母设置于所述移动体的相对于重心位置靠所述轴线方向的一侧的位置， 所述第二螺母设置于所述移动体的相对于重心位置靠所述轴线方向的另一侧的位置。4.根据权利要求1或2所述的进给装置，其特征在于， 所述移动体载置于所述基座的上表面并供物体安装， 所述第一螺母设置于相对于所述移动体与所述物体合在一起的重心位置靠所述轴线方向的一侧的位置， 所述第二螺母设置于相对于所述移动体与所述物体合在一起的重心位置靠所述轴线方向的另一侧的位置。5.根据权利要求1或2所述的进给装置，其特征在于， 所述第一丝杠轴的轴线与所述第二丝杠轴的轴线配置于同轴。6.根据权利要求1或2所述的进给装置，其特征在于， 所述第一丝杠轴以及所述第二丝杠轴以两端能够旋转的方式被支承于所述基座。7.根据权利要求6所述的进给装置，其特征在于， 所述第一丝杠轴的所述轴线方向的一方端以不能沿所述轴线方向移动但能够旋转的方式被支承于所述基座， 所述第一丝杠轴的所述轴线方向的另一方端以能够沿所述轴线方向移动且能够旋转的方式被支承于所述基座， 所述第二丝杠轴的所述轴线方向的一方端以能够沿所述轴线方向移动且能够旋转的方式被支承于所述基座， 所述第二丝杠轴的所述轴线方向的另一方端以不能沿所述轴线方向移动但能够旋转的方式被支承于所述基座。8.根据权利要求1或2所述的进给装置，其特征在于， 所述第一丝杠轴与所述第二丝杠轴沿同一方向形成有螺纹槽。9.一种机床，其特征在于， 具备权利要求1或2所述的进给装置。
【文档编号】B23Q5/40GK105834815SQ201610059501
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年1月28日
【发明人】外山弘治
【申请人】株式会社捷太格特