JPS62501984A - リニア−ドライブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 リニアードライブ装置 １貝１すＬ且（」目五 本発明は、一方はナツトを駆動し、他方はスクリュウスピンドルを駆動する２つ のモーターを相互にしっかりと配置したリニアードライブ装置に係るものである 。

しっかりと配置した２つのモーターを有するそのような装置は、スイス特許６４ ７，３０５にて知られている。これらの既知の駆動装置においてはスクリュウス ピンドルは常に回転可能に、しかし軸方向には固定して配置されており、ナツト の軸方向の変位運動は装置の外部へ導かれる。この構造型式は、最大ストローク と全長との間に良好な関係を得るために選択されている。

もしそのようなリニアードライブ装置が、小さいストロークで急速運動を遂行す るように設計されているならば、−一これはモーターの電子制御により達成され ることができる一一動かそうとする質量が重要となる。本発明に従って、モータ ーで駆動されるナラ！−を軸方向でしっかりと保持することにより、そして回転 はしないが軸方向に動くことのできる結合素子によりスクリュウスピンドルを他 方のモーターが駆動するようにしてその動く質量を減少することができる。堅固 な駆動部分とこの部分に結合され動力取出し部分として働く膜（ｌ１ｌｅＩＩｌ ｂｒａｎｅ　）とを有する結合素子を小さいストロークのドライブ装置に使用す ることは有利である。極めて僅かのストロークを許すそのような結合素子により 、その軸方向に動く質量は更に減少させられる。膜だけが変形させられるからで ある。

図面の簡単な説明 添付図は本発明の二、三の実施例が略図的に示されている。

第１図は軸方向にモーターを揃えたドライブ装置の軸方向の断面図である。

第２図はモーターを並置したドライブ装置の軸方向の断面図である。そして 第３図と第４図は、軸方向にモーターを揃えてあり、一方のモーターは中空シャ フトを有しているドライブ装置の軸方向断面図である。

図面の簡単な説明 第１図のリニアードライブ装置はハウジングＧ内に配置した２つのモーターで作 動する。モーターＭ１はナツト１０を駆動し、他方モーターＭ２はスクリュウス ピンドル２０を駆動する。ナツト１０は軸方向にしっかりと、しかし回転するよ うに取付けられている。この目的のためそれはモーターＭ１のシャフトにしっか りと接続され、そして更に軸ベアリング１１により軸方向に支持されている。

全体を数？２１で示している軸方向に動くことのできる結合素子によりモーター Ｍ２はスピンドル２０を駆動する。

この示された実施例においてはこの結合素子は、モー　・ターＭ２のシャフトに 接続されたプレート状駆動部分２２とこの駆動部分２２の縁に取付けられた環状 の波形の膜２３とから成る。この膜は駆動部分として働き、そしてスクリュウス ピンドル２０への接続を果している中心に配置したハブが膜に設けられている。

弾性変形により許されるストローク内でスピンドル２０は軸方向に動くことがで きる。

スピンドルの軸方向の変位またはストロークはそれの同時回転と一緒に生じる。

この運動はハウジングの外へ、外でトラバース２７と接続しているバーにより軸 方向に案内されているスレッド２５内の軸ベアリング２４により導かれる。

ドライブ装置の前述の構成の結果として膜はトラバース２７の比較的小さいスト ロークだけを許す。勿論、そのストロークは、結合スリーブとその中の軸方向に 動くことのできるコアーピースとを有する結合素子の使用により増大することが できる。しかし、これは動かそうとする部分の質量を増大し、そのことは迅速な 往復運動にとって不利である。

ストロークが可変であり、そして頻度数が可変である作業ツール（ｗｏｒｋｉｎ ｇ　ｔｏｏｌ）を動かすための工作機械にこのドライブ装置を使用する。本発明 に従って単位時間当りの回転数は作業パターンに従って相対的に電子的に制御さ れる。

ある作業パターンに従って超仕上げされる内燃敗関のピストンの超仕上げが重要 な利用分野である。それの当初の完全な円筒形は、僅かにふくらみがつけられ（ ｅｍｂ。

５Ｓｅｄ）　、そして同時に円形ではない形にされる。もしこの超仕上げが旋盤 で行なわれるのであれば、旋盤のツールは加工片（ｗｏｒｋ　ｐｉｅｃｅ）の回 転毎に少量だけ前後に動かされなければならない。

そのような超仕上げのためには旋盤のツールのストロークは０．１ないし１　、 ０ｎｏｎである。

しかし、この運動は仕上げようとしている加工片の回転数と精確に同期していな ければならない。加工片の回転数に同期しているそのような超仕上げパターンは 、ドライブ装置のモーターＭ１とＭ２の回転数の電子制御により連成される。作 業パターンは電子的に、例えばテープまたはディスクに記憶される。

その場合トラバース２７はダイヤモンドを埋め込んだツールＤを支持している。

そのような制御のために、両モーターは同じ回転方向で同じ速度で作動され、そ して電子制御装置は２つのモーターのそれぞれの回転数に極めて僅かな変化を生 ぜしめる。スピードの増減に応じてトラバース２７は前進するか、又は後退する 。

本発明による２つのモーターを有するドライブ装置は、トラバースの運動毎に全 駆動力が利用できる既知の装置に優る大きな利点を有する。両モーターが殆んど 正常速度で作動され、それ故全力で作動されるからである。

送りは遊びなしで行なわれるが、それでも最小限の摩擦はあるのでナツト１０は ボール回転ナツトから構成してもよい。スレッドの案内バー２６はっばによりち りから保護されている。

第１図に示すようにモーターを軸方向に揃える代りに、第２図に示すようにそれ らを隣り合せに配置してもよい。

この実施例ではナツト３０は軸方向にしっかりと取付けられているが、ハウジン グＧ内で回転でき、そして歯付きベルトディスク３１と接続していて、モーター １がナツトを駆動できるようにしている。モーターＭ１にはこの目的で歯付きベ ルトディスク３２を設けてあり、そして歯付きベルト３３によりナツト３０を駆 動する。

モーターＭ２は結合素子４１によりスクリュウスピンドル４０を駆動する。結合 素子４１の設計は前述の結合素子２１の設計と同じである。スクリュウスピンド ルは、スピンドルの滑らかな部分４２で外に出ており、そして軸ベアリング４３ によりスレッド４４を動かす。このスレッド４４はハウジングの外に配置した案 内バー４５により案内される。

第３０と第４図とはリニアニドライブ装置の別の２つの実施例を示しており、こ れらの実施例ではスピンドルの滑らかな部分は一方のモーターの中空シャフトを 貫通して外へ出ている。クロスハツチングは、モーターが断面で示されているこ とを現わしている。

第３図のドライブ装置ではモーターＭ２は結合素子６１によりスクリュウスピン ドル６０を駆動する。このスクリュウスピンドルの滑らかな部分はモーターＭ２ の中空シャフト５１を貫通して外へ出ている。

モーターＭ２は中空シャフト５１によりナツト５０を駆動する。５２でナツトは 軸方向にしっかりと、しかし回転できるように取付けられている。この実施例で はミリングヘッドは、旋盤のツールの代りに工具としてスピンドルの外端に配置 されている。このことが構成を簡単にしている。スレッドの軸ベアリングとそれ の案内とがなくて済むからである。

もしミリングヘッドの送りがなければ、両モーターＭ１、Ｍ２は同じスピードで 回転している。ミリングヘッドＦの前進又は後退は、一方のモーターのスピード の僅かな増大又は減少により行なわれる。これは、ミリングヘッドの前進又は後 退につれて中空シャフト５１に対しスピンドル６２は少しだけ回転するというこ とを意味している。

ト８１と結合素子８２とによりスピンドル８０を駆動するという事実により第４ １図のドライブ装置は第３図のドライブ装置と異なっている。

モーターＭ１はナツト７０を駆動し、このナツト７０はベアリング７１により軸 方向にしっかりと取付けられている。

スピンドル８３の滑らかな部分は中空シャフト８１を通してのび、そしてスレッ ド８５の中の軸ベアリング８４によりスレッド８５を動かす。このスレッド８５ は案内バー８６上を滑動するように取付けられている。

スレッドを動かす代りに第３″図のドライブ装置におけるように、スピンドル８ ３にミリングツールを設けることができるということは明白である。第２図のド ライブ装置でも同じことである。

最後に述べておくこととして、図示のリニアードライブ装置のすべてに、軸方向 に動くことのできるコアー片を含む結合スリーブを有する結合素子を設けること ができる。そのような結合素子は膜を有する結合素子と比較してより大きい軸方 向の変位を許す。

軸方向にしっかりと、しかし回転できるように取付けたナツトと軸方向に動くこ とのできるスクリュウスピンドルとを有するダブルモーターの設計は、全長が過 度に長いため大きいストロークのリニアードライブ装置としては適当ではない。

国際調査報告 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　τニーＥＥ　ＺＮτＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲ Ｅ：’ＯＲＴ　０ＮＩＮＴ＋＋Ｒ１（ＡＴＴＯＮＡＬ　ＡＪ”ＩＪＣＡ、Ｔｌ０ Ｎ　Ｎｏ、　ＰＣＴ／とＨＢ５１０Ｏ１１２（ＳＡ　’　９９Ｂ７）

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．一方はナットを駆動し、他方はスクリュウスピンドルを駆動する２つのモー ターを相互にしっかりと配置しているリニアードライブ装置であって、モーター （Ｍ１）により駆動されるナット（１０，３０，５０，７０）が軸方向にしっか りと取付けられており、他方のモーター（Ｍ２）は、回転しないが軸方向に動く ことのできる結合素子（２１，４１，６１，８２）によりスクリュウスピンドル （２０，４０，６０，８０）を駆動することを特徴とするリニアードライブ装置 。
2. ２．前記スピンドルの回転運動を、前記２つのモーターの領域外に配置されてい る駆動素子（２７，４４，８５）の直線状の、非回転前進運動に変換する手段を 設けたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のリニアードライブ装置。
3. ３．前記結合素子が軸方向に動くことのできるコアー片を有する結合スリーブで あることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のリニアードライブ装置。
4. ４．前記結合素子（２１）が堅固な駆動部分（２２）とそれと接続している動力 取出し部分として働く膜（２３）とを備えていることを特徴とする請求の範囲第 １項に記載のリニアードライブ装置。
5. ５．前記手段がバー（２６；４５；８６）により滑動案内されているスレッド（ ２５；４４；８５）と駆動素子（２７；４４；８５）を動かす軸ベアリング（２ ４；４３；８４）とを備えていることを特徴とする請求の範囲第２項に記載のリ ニアードライブ装置。
6. ６．前記２つのモーター（Ｍ１，Ｍ２）が軸方向に揃えられていて、一方のモー ターは中空シャフトを有し、そしてモーター（Ｍ２）により駆動される前記スク リュウスピンドルの滑らかな部分は他方のモーターの前記中空シャフト（５１； ８１）を通って外へ導かれていることを特徴とする請求の範囲第２項に記載のリ ニアードライブ装置。
7. ７．前記スクリュウスピンドル（６０）が、前記ナットを駆動する前記モーター （Ｍ１）の前記中空シャフト（５１）を通って導かれていることを特徴とする請 求の範囲第６項に記載のリニアードライブ装置。
8. ８．前記スクリュウスピンドル（８０）が、それの駆動モーター（Ｍ２）の前記 中空シャフト（８１）を通って導かれていることを特徴とする請求の範囲第６項 に記載のリニアードライブ装置。
9. ９．前記の軸方向にしっかりと取付けられたナット（３０）が、ベルト（３３） 、チエーンもしくは歯車によりそれの隣りへ配置されたモーター（Ｍ１）によっ て駆動され、そして前記スクリュウスピンドル（４０）が前記ナットを通って外 へ導かれていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のリニアードライブ装 置。
10. １０．ストロークが可変であり、そして頻度数が可変である作業ツール（Ｄ；Ｆ ）を動かすための工作機械における請求の範囲第１項のリニアードライブ装置の 使用法であって、両方の前記のモーターの単位時間当りの回転数を、作業パター ンに従って相対的に電子的に制御することを特徴とする使用法。