CN105764646A - R－θ工作台装置、内螺纹的加工装置以及可变曲柄装置 - Google Patents

R－θ工作台装置、内螺纹的加工装置以及可变曲柄装置 Download PDF

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Abstract

提供能够使一个工作台在一平面上沿前后左右方向及旋转方向自如地移动的R－θ工作台装置。具备：工作台，设置有具备轴承的贯通孔；引导构件，将工作台保持成水平地移动自如；驱动装置，具备倾斜地插通于轴承的作用轴，将作用轴驱动成旋转、停止自如；升降台，使驱动装置升降；升降装置，使升降台升降，使作用轴与轴承卡合的作用点的位置改变；以及基台，设置有对升降台进行引导的支柱及引导构件，用于安装升降装置；使升降台来使驱动装置的主轴的中心线与作用点之间的水平距离变化，使工作台沿着引导构件以不自转的方式向任意的位置移动。

Description

R－θ工作台装置、内螺纹的加工装置以及可变曲柄装置
技术领域
本发明涉及一种R－θ工作台装置，能够使一个工作台在一平面上以不自转的方式沿前后左右方向及旋转方向自如地移动。
本发明涉及使用该R－θ工作台装置对具有内螺纹加工用孔的金属制材料的孔加工内螺纹的装置。
本发明涉及一种可变曲柄装置，该可变曲柄装置的基于曲柄轴的旋转的、连杆的振幅通过被控制的外力而能够自由、顺滑且高刚性地从0至一定的设定值进行变更。
背景技术
以往，在工作机械、冲压成形机、传送装置、工业用机器人等中，为了将工件在X轴、Y轴方向上定位，而使用了在一平面上移动的电动式或者液压式X－Y工作台(例如参照专利文献1)。
这种X－Y工作台例如包括：X轴工作台，在X轴方向上具有引导槽，成为X－Y工作台的基台；Y轴工作台(即，移动工作台)，可动地设置于X轴工作台上，在Y轴方向上具有引导槽；X轴驱动器，设置于X轴工作台，使Y轴工作台沿X轴方向滑动位移；以及Y轴驱动器，使Y轴工作台沿Y轴方向滑动位移。
并且，X轴、Y轴驱动器中使用将电动伺服马达或者液压马达与滚珠丝杠组合而成的转动式驱动器、或者使用了双动式液压汽缸的驱动器。
在这样构成的X－Y工作台中，X轴方向的移动能够使X轴驱动器工作，使Y轴工作台及Y轴可动机构一体地移动，Y轴方向的移动能够使Y轴驱动器工作，使Y轴工作台(即，移动工作台)移动，并定位于所需的位置。
另一方面，如公知那样，内螺纹构成作为最普遍的紧固要素的螺钉的一侧。
以往，已知内螺纹通过攻螺纹加工来加工。
但是，一般在攻螺纹加工中是不进行比较大径的内螺纹的加工的。
作为比较大径的内螺纹的加工法，基于单点工具(螺纹车刀)来进行的切削加工为主流(例如参照专利文献2)。
但是，基于单点工具(螺纹车刀)来进行的切削加工不仅存在所产生的切屑的处理、以及因切屑产生而引起的工具刀头损伤等问题，而且还没有代替工法。
另外，作为该内螺纹切削法，例如采用了如下方法：将通常被称作螺纹梳刀的螺纹切削用刀具压贴在管体的被切削面上，使管体旋转的同时使该螺纹切削用刀具前后进给。
此外，不管是单点工具(螺纹车刀)还是攻螺纹都是，相对于所需的内螺纹每当在内螺纹的轴方向上进行一次相对旋转时都不得不进行该螺纹的螺距的量的相对移动。因此，控制可动部分增加，结果，无法实现强度和刚性均高的加工机的设计。
此外，需要进行与螺纹牙的数量对应的工具的旋转(例如，参照专利文献2)，其加工时间自身就存在极限。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2005－302838号公报
专利文献2:特开2012－30349号公报
发明内容
发明要解决的课题
首先，在以往的X－Y工作台中，需要在X轴上移动的台上搭载Y轴可动机构的全部，因此，存在成为双层构造、构成部件也变多且刚性较低的问题。
并且，在以往的X－Y工作台中，使Y轴工作台沿X轴方向移动的情况下，为了使Y轴工作台整体移动至目的位置，X轴驱动器始终要使设置在Y轴工作台及Y轴工作台上的Y轴驱动器的整体移动，这需要很大的力。
此外，沿X轴方向移动时的惯性重量很大，因此，无法以高速、高精度来进行控制。
而且，由于是使Y轴驱动器相对于基台(X轴工作台)进行相对移动，因此，Y轴驱动器上连接的布线或配管等与Y轴驱动器一起在基台(X轴工作台)上移动，布线或配管等可能因疲劳而损伤，在耐久性方面存在问题。
此外，在进行抵抗径向的外压的运转的情况下，该运转无论是漩涡状还是圆运动，都存在如下问题：在X轴、Y轴的某个上，在圆弧摆动运动中外力的向量反转，因其瞬间背隙而产生振动和异常轨迹。
接下来，在内螺纹加工中，考虑将与在比较小径的螺纹中发挥效力的无槽丝锥(螺丝攻(tap))同样不产生切屑的螺纹加工法，应用到一般来讲无槽丝锥不适用的比较大径的部件中。
但是，外螺纹状工具所需要的径向负载是根据以所需的内螺纹的有效长度为代表的、材料的硬度、外螺纹状工具的直径等每次的因素条件而变化的。因此，与以基于单点工具(螺纹车刀)进行的切削加工为目的的加工相比，外螺纹状工具所需要的径向负载需要至少10倍以上。
并且，外螺纹状工具从运动功能上来看，与使主轴的旋转停止的NC铣床非常相似，但是需要比通常的铣床所允许的主轴的径向负载远远大的主轴的径向负载(例如，50kNf以上)。
这样，主轴的径向负载为50kNf以上的机械是不存在的。
因此，以往是无法使用工法及装置来将不产生切屑的螺纹加工法应用到一般来讲无槽丝锥不适用的比较大径的部件中的。
另一方面，将旋转运动和往复运动结合的曲柄机构也被称作移动机(Locomotion)，以蒸汽机为代表，为所谓的古典机构，目前也构成汽车的往复式发动机或曲柄压力机等的主要部分。
然而，曲柄机构的缺点为，由曲柄轴和与其平行地配置的曲柄销彼此间的距离而决定了相对于曲柄轴的旋转而言的、曲柄销及与其卡合的连杆的移动振幅，该机构本身是无法变更移动振幅的。例如，曲柄压力机是无关于负荷而刚性较高地维持一定的行程的代表例，为了使该行程可变，如JISB0111－4037等所定义的那样，主要的曲柄的偏心量被固定，但在曲柄销与连杆之间夹设调整用的第二偏心部件，通过该第二偏心部件的活用来使表征行程变化。
这种情况下，与第二偏心部件相对于曲柄轴的旋转相位进行旋转的量相应地，活塞的顶部、底部的相位不免会产生变化。因此，仅夹设调整用的第二偏心部件，其用途是有限的，未广为普及。
本发明是为了解决这种以往的问题点而做出的，其目的在于提供一种R－θ工作台装置，能够使一个工作台在一平面上以不自转的方式沿前后左右方向及旋转方向自如地移动。
此外，本发明的其他目的在于提供一种使用该R－θ工作台装置来对具有内螺纹加工用孔的金属制材料的孔加工内螺纹的装置。
此外，本发明的其他目的在于提供一种可变曲柄装置，该可变曲柄装置的基于曲柄轴的旋转的、连杆的振幅通过被控制的外力而能够自由、顺滑且高刚性地从零至一定的设计值进行变更。
用于解决课题的手段
本发明的R－θ工作台装置具备：工作台，设置有具备轴承的贯通孔；引导构件，将工作台保持成水平地移动自如；驱动装置，具备倾斜地插通于轴承的作用轴，将作用轴驱动成旋转、停止自如；升降台，使驱动装置升降；升降装置，使升降台升降，使作用轴与轴承卡合的作用点的位置改变；以及基台，设置有对升降台进行引导的支柱及引导构件，用于安装升降装置；使升降台来使驱动装置的主轴的中心线与作用点之间的水平距离变化，能够使工作台沿着引导构件以不自转的方式向任意的位置移动。
本发明中，工作台设置有多个具备轴承的贯通孔，在各贯通孔中分别插通有作用轴，各作用轴同步地运转。
本发明中，轴承为球面轴承。
本发明中，驱动装置及升降装置为伺服马达或者步进电机。
本发明所涉及的内螺纹的加工装置具备：本发明所涉及的R－θ工作台装置；外螺纹状工具，固定搭载于该R－θ工作台装置的工作台上；以及支撑构件，固定于R－θ工作台装置的基台上，对具有内螺纹加工用孔的金属制材料进行把持或者固定；固定于工作台上的外螺纹状工具进行不自转而在一定水平面上仅公转的运动，向孔的内周一边依次按压外螺纹状工具的加工部一边将加工部的形状转印，来成形螺纹槽。
本发明中，用于通过自身的转印来成形所需的内螺纹的外螺纹状工具当然不得不与所需的内螺纹具有相同的螺距长度。然而，外螺纹状工具的螺纹径比所需的内螺纹的螺纹径小，因此，其螺纹牙所成的扭转角与内螺纹相比更大。例如，如果相对于内螺纹径而言的、外螺纹状工具的直径为一半，则其扭转角几乎成倍。要跨过该间隙、对内螺纹成形与外螺纹状工具相同的螺距的话，需要在接触部始终确保一定的滑行，即需要有不一起自转的、这样的稳固的同步。
为了消除所述的扭转角间隙，本发明所采取的手段从结果上来讲稳固地维持所述的同步。在内螺纹与外螺纹状工具之间的径差较大的情况下，外螺纹状工具很快就从被加工的内螺纹脱离，与成形的内螺纹之间的干涉较少。理论上问题产生的并不明显，但是现实来看，因外螺纹状工具的挠曲产生的倾斜显著，在精度良好的内螺纹的转印成形方面，这成为弱点。
如果内螺纹与外螺纹状工具之间的径差较小，则外螺纹状工具的倾斜产生变少。但是，用于解除内螺纹与外螺纹状工具之间的卡合的公转角度变大，内螺纹与外螺纹状工具之间的干涉、卡合的距离变长。因此，外螺纹状工具公转的阻力增加。为了不管该阻力如何都确保不伴有滑动－粘附(slip-stick)现象的顺滑的公转，除了提高加工机的刚性之外别无他法。
鉴于这种状况，本发明所涉及的R－θ工作台装置构成为，轴承中作为为了能够相对于外力进行高刚性的程序运转而能使其行程线性地变化的机构，包含相对于主轴倾斜的作用轴，通过使该轴承的轴方向的位置改变来使主轴与作用点的距离变化。
并且，在倾斜的作用轴与工作台之间设置为了消除该倾斜而追随角度变化的球面轴承，将工作台始终保持为水平。
本发明所涉及的可变曲柄装置具备：倾斜曲柄销，相对于主轴的中心线倾斜地与主轴连接；被移动体，在贯通孔内具备供倾斜曲柄销插通的轴承；引导装置，将被移动体保持成移动自如；以及调整装置，使倾斜曲柄销、旋转、移动、旋转停止或者移动停止，以便改变倾斜曲柄销与轴承卡合的作用点的位置，通过调整装置使主轴的中心线与作用点之间的距离变化，使被移动体沿着引导装置移动。
本发明中，被移动体设置有多个具备轴承的贯通孔，在各贯通孔中分别插通有倾斜曲柄销，各倾斜曲柄销同步地运转。
本发明中，轴承为球面轴承。
本发明中，球面轴承具有使得倾斜曲柄销的插通部不妨碍倾斜曲柄销的旋转及轴方向移动的内周。
本发明所涉及的可变喷出量泵装置具备：倾斜曲柄销，相对于主轴的中心线倾斜地与主轴连接；连杆，在贯通孔内具备供倾斜曲柄销插通的轴承；泵主体，将连杆上组装的活塞在汽缸体内保持成移动自如；调整装置，使倾斜曲柄销旋转、移动、旋转停止或者移动停止，以便改变倾斜曲柄销与轴承卡合的作用点的位置，通过调整装置使主轴的中心线与作用点之间的距离变化，使连杆上组装的活塞在汽缸体内移动。
本发明所涉及的可变行程压力机装置具备：倾斜曲柄销，相对于主轴的中心线倾斜地与主轴连接；连杆，在贯通孔内具备供倾斜曲柄销插通的轴承；压力机主体，将连杆上组装的滑块在金属模区域内保持成移动自如；调整装置，使倾斜曲柄销旋转、移动、旋转停止或者移动停止，以便改变倾斜曲柄销与轴承卡合的作用点的位置，通过调整装置使主轴的中心线与作用点之间的距离变化，使连杆上组装的滑块在金属模区域内移动。
本发明所涉及的可变行程发动机具备：倾斜曲柄销，相对于主轴的中心线倾斜地与主轴连接；连杆，在贯通孔内具备供倾斜曲柄销插通的轴承；发动机主体，将连杆上组装的活塞在汽缸体内保持成移动自如；调整装置，使倾斜曲柄销旋转、移动、旋转停止或者移动停止，以便改变倾斜曲柄销与轴承卡合的作用点的位置，通过调整装置使主轴的中心线与作用点之间的距离变化，使连杆上组装的活塞在汽缸体内移动。
发明效果
根据本发明，构成为，使升降台升降来使驱动装置的主轴的中心线与作用点之间的水平距离变化，从而能够使一个工作台沿着引导构件以不自转的方式向任意的位置移动，因此，无需如以往的X－Y工作台那样在X轴上移动的台上搭载Y轴可动机构的全部。
因此，能够消除成为双层构造、构成部件也变多且刚性低这样的、以往的X－Y工作台的问题。
此外，根据本发明，构成为，使升降台升降来使驱动装置的主轴的中心线与作用轴和轴承卡合的作用点之间的水平距离变化，从而能够使一个工作台沿着引导构件以不自转的方式向任意的位置移动，因此，能够消除下述那样的、以往的X－Y工作台的问题：在抵抗径向的外压进行运转的情况下，无论该运转是漩涡状还是圆运动都是，在X轴、Y轴的某个上，在圆弧摆动运动中外力的向量反转，因其瞬间背隙而产生振动和异常轨迹。
本发明使得，对于攻螺纹加工为非一般的、比较大径的内螺纹，也不必恼于基于单点工具(螺纹车刀)进行的切削加工中产生的切屑的处理悩。此外，从加工原理来看也是，外螺纹状工具如在单一水平面上仅进行公转那样的单纯移动那样，能够获得在短时间内结束加工的优点。
本发明能够将与在比较的小径螺纹中发挥效力的无槽丝锥同样不产生切屑的内螺纹加工法，应用于一般来讲无槽丝锥不适用的、比较大径的部件。
此外，本发明不产生切削切屑，即使存在如材料孔内径部设置的例如键槽那样的障碍物，也能够将其忽略来对内螺纹进行加工。
本发明所涉及的可变曲柄装置的部件点数少，能够廉价地制作，并且，作为用途，不限于机械压力机、液压泵、压缩机，例如如果将输入的方向改变为活塞侧，那么也能够应用于往复式发动机等的动力传递装置。以艾金森循环发动机代表，使活塞的行程可变的发动机的研究目前也在积极进行。
附图说明
图1是从侧面来表示本发明的第一实施方式所涉及的R－θ工作台装置的使升降台下降了的状态的截面图。
图2是从侧面来表示本发明的第一实施方式所涉及的R－θ工作台装置的使升降台上升了的状态的截面图。
图3是将本发明的第一实施方式所涉及的R－θ工作台装置的一部分切缺来表示的概略俯视图。
图4是从侧面来表示本发明的第一实施方式所涉及的R－θ工作台装置的使升降台上升并改变了作用轴的角度的状态的截面图。
图5是将图4的R－θ工作台装置的一部分切缺来表示的概略俯视图。
图6是将图1的要部放大表示的截面图。
图7是将图2的要部放大表示的截面图。
图8是表示将本发明的第一实施方式所涉及的R－θ工作台装置应用于内螺纹的加工装置中的第二实施方式的说明图。
图9是表示图8的要部的截面图。
图10将是本发明的第二实施方式所涉及的内螺纹加工装置应用于滚珠丝杠用螺母构件的加工中的滚珠丝杠用螺母构件截面图。
图11是表示图10的滚珠丝杠用螺母构件的侧面图。
图12是表示对图10的滚珠丝杠用螺母构件进行加工的外螺纹状工具的主视图。
图13是图12的侧面图。
图14是表示本发明的第一实施方式所涉及的R－θ工作台装置的变形例的截面图。
图15是表示本发明的第三实施方式所涉及的可变喷出量泵装置的截面图。
图16是表示本发明的本发明的第三实施方式所涉及的可变喷出量泵装置的使活塞上升到了顶部位置的状态的截面图。
图17是表示本发明的本发明的第三实施方式所涉及的可变喷出量泵装置的使活塞下降到了底部位置的状态的截面图。
图18是表示本发明的本发明的第三实施方式所涉及的可变喷出量泵装置的使活塞移动到了停止位置的状态的截面图。
图19是表示本发明的第四实施方式所涉及的可变喷出量泵装置的截面图。
图20是表示本发明的第四实施方式所涉及的可变喷出量泵装置的使活塞上升到了顶部位置的状态的截面图。
图21是表示本发明的第四实施方式所涉及的可变喷出量泵装置的使活塞下降到了底部位置的状态的截面图。
图22是表示本发明的第四实施方式所涉及的可变喷出量泵装置的使活塞移动动了停止位置的状态的截面图。
图23是表示本发明的第五实施方式所涉及的可变行程压力机装置的连杆达到了上止点的状态的截面图。
图24是表示本发明的第五实施方式所涉及的可变行程压力机装置的连杆达到了下止点的状态的截面图。
图25是表示本发明的第六实施方式所涉及的可变行程发动机的截面图。
具体实施方式
以下，基于附图所示的实施方式对本发明进行说明。
(第一实施方式)
图1～图7示出了本发明的第一实施方式所涉及的R－θ工作台装置1。
本实施方式所涉及的R－θ工作台装置1包括：金属制的基台10；金属制的工作台30，经由引导构件26水平地移动自如地保持于基台10；驱动装置37，具备倾斜地插通于在工作台30上设置的球面轴承35中的作用轴36，对作用轴36旋转、停止自如地进行驱动；金属制的升降台46，使驱动装置37升降；以及升降装置50，使升降台46升降。
基台10构成由顶板11、底板12及侧板13、14、15、16构成的、形成为箱截面形状的R－θ工作台装置1的固定台。
顶板11具备：大致圆形状的贯通孔17，使安装于工作台30的工具等向外部突出；能够形成比在工作台30向前后左右移动时及旋转时进行移动时的工具等的轨迹更大的空间；大致圆形状的贯通孔18，能够形成在作用轴36升降时及或者旋转时进行伸出缩回时形成的工作轴36的轨迹更大的空间；以及贯通孔19，对后述的支柱25的上端部进行轴支撑。
此外，顶板11以在工作台30，驱动装置37及升降台46的组装、更换等时能够卸下的方式，通过多个螺钉20固定于侧板13、14、15、16的上表面。另外，顶板11的上表面11a作为对通过安装在工作台30的中心点O上的工具等实施加工等的对象体进行安装的承载面而发挥功能。
底板12具备：贯通孔21，比驱动装置37的外径大，形成使驱动装置37在升降时不抵接地上下动的空间；贯通孔22，比升降装置50的旋转轴51上安装的滚珠丝杠56的外径大，形成供滚珠丝杠56插通的空间；以及贯通孔23，对后述的支柱25的下端部进行固定。
在顶板11与底板12之间，以在顶板11和底板12上分别点对称的方式配置有2根支柱25，各支柱25的上端部被轴支撑于顶板11的贯通孔19，各支柱25的下端部被固定于底板12的贯通孔23。
在顶板11的背面11b侧，安装有在贯通孔17、18以外的区域将工作台30保持为水平地移动自如的托盘形状的引导构件26，该引导构件26是通过将在两侧部竖起连接的侧边缘部28用螺钉29进行固定而被安装的。在引导构件26的供作用轴36插通的区域，设置有大致圆形状的贯通孔27，该大致圆形状的贯通孔27形成比在作用轴36升降时、移动时、旋转时形成的轨迹更大的空间。
工作台30上点对称地设置有供作用轴36插通的2个贯通孔31，在各贯通孔31中安装有球面轴承35。工作台30的上表面33在顶板11的背面11b侧滑动，下表面34在引导构件26上滑动。工作台30设为在由于作用轴36而在引导构件26上水平地移动时不会与引导构件26的侧边缘部28抵接的大小，被加工成与引导构件26大致相似的形状。
驱动装置37通过螺钉40而被固定于安装框架39，经由安装框架39通过螺钉41而被固定于升降台46的下表面。驱动装置37的主轴38插入至升降台46的贯通孔48而被保持于轴承装置42。驱动装置37例如由伺服马达或者步进电机构成。
主轴38与在上表面具有倾斜面45的连结体44连结。连结体44以能够在升降台46上旋转的方式经由轴承装置43安装于升降台46。连结体44例如设为使由圆柱体构成的主体44a的上表面具有比主体44a更大的外径的圆柱体44b，在该圆柱体44b的上表面形成倾斜面45。
作用轴36以相对于主轴38的中心线38a倾斜的方式设置在连结体44的倾斜面45上。由主轴38的中心线38a和作用轴36的中心线36a形成的倾斜角度α与倾斜面45的倾斜相同。由主轴38的中心线38a和作用轴36的中心线36a形成的倾斜角度α受到供作用轴36插通的球面轴承35的功能的影响，例如主轴38的中心线38a与作用轴30的中心线36a不重叠的程度的超过0°的角度(最小值)、至主轴38的中心线38a与作用轴30的中心线36a所成角度为30°(最大值)的范围是较好的，优选为3°～18°。作用轴36例如由圆柱材、多棱柱材构成，球面轴承35的作用轴36的插通部优选具有不妨碍作用轴36的旋转及轴方向移动的内周。因此，球面轴承35的作用轴36的插通部成为与作用轴36的截面形状对应的孔形状。
升降台46具备：贯通孔47，设置有与升降装置50上安装的滚珠丝杠56啮合的螺纹槽；贯通孔47，比驱动装置37的主轴38的外径大，形成供驱动装置37的主轴38插通的空间；以及贯通孔49，供在基台10的顶板11与底板12之间安装的2根支柱25插通。升降台46在贯通孔47中啮合自如地嵌合升降装置50上安装的滚珠丝杠56，伴随着升降装置50上安装的滚珠丝杠56的旋转，对2根支柱25进行引导，随着驱动装置37而在基台10的顶板11与底板12之间平行地线性地进行升降。升降台46伴随着驱动装置37的滚珠丝杠56的旋转，在基台10的顶板11与底板12之间平行地线性地进行升降，因此，贯通孔47优选位于2根支柱25的中间点。
升降装置50通过螺钉53而被固定于安装框架52，安装框架52通过螺钉55而被固定于基台10的底板12，从而被安装于底板12的下表面。升降装置50上安装的滚珠丝杠56被安装成通过贯通孔22中设定的轴承装置54而旋转自如。升降装置50例如使用伺服马达或者步进电机。
驱动装置37及升降装置50构成为，与控制装置60联络，通过控制装置60中装有的程序来控制相对于工作台30而言的、作用轴30的前后左右方向及旋转方向上的移动。该程序能够根据本实施方式所涉及的R－θ工作台装置1的使用方法来任意地构建。
接下来，对这样构成的本实施方式所涉及的R－θ工作台装置1的组装的一个例子进行说明。
首先，准备卸下了顶板11的基台10。
接下来，在基台10的底板12的下表面侧，经由螺钉55来安装用螺钉53固定于升降装置50的安装框架52。
此时，底板12的贯通孔22中安装有轴承装置54，经由该轴承装置54，插通了与升降装置50的旋转轴51连结的滚珠丝杠56。
接下来，在基台10的底板12的贯通孔23中分别固定2根支柱25的下端部。
接下来，在安装有驱动装置37的升降台46上经由贯通孔47、49而插通滚珠丝杠56及支柱25。
此时，在驱动装置37上通过螺钉40将安装框架39安装，将安装框架39通过螺钉41固定于升降台46的下表面侧，由此，驱动装置37被安装于升降台46。在升降台46的贯通孔48中安装有2组的轴承装置42、43。驱动装置37的主轴38经由轴承装置42而插通，与主轴38连结的连结体44将主体44a轴支撑于轴承装置42、43，具有倾斜面45的圆柱体44b被安装于升降台46的上表面侧。在倾斜面45上，以倾斜角α倾斜地安装有作用轴36。
接下来，在引导构件26配置有工作台30的顶板11被配置在基台10的开口部侧。
此时，作用轴36插通于球面轴承35的贯通孔35a，2根支柱25分别插通于贯通孔19。之后，顶板11通过螺钉20被固定于基台10的侧板13、14、15、16上。
如以上那样，本实施方式所涉及的R－θ工作台装置1的组装结束。
接下来，控制装置60输出如下控制信号，使升降台46停止在工作台30的静止位置，该控制信号为：驱动升降装置50，使滚珠丝杠56反转，使升降台46下降并移动到图1所示的工作台30的静止位置。
此时，控制装置60对驱动装置37输出保持主轴38的旋转停止以便维持工作台30的静止状态的控制信号。
如以上那样，本实施方式所涉及的R－θ工作台装置1保持为能够对工作台30进行操作的初始状态。
首先对本实施方式所涉及的R－θ工作台装置1的作用进行说明。
控制装置60根据工作台30的用途目的对驱动装置37及升降装置50输出控制信号，使升降台46升降，由此，能够使工作台30在引导构件26上水平地沿前后左右方向或者旋转方向以不自转的方式进行移动。
例如，在使工作台30从图3中点划线所示的静止状态开始向图3中实线所示的位置进行移动的情况下，控制装置60对驱动装置37输出保持主轴38的旋转停止以便维持工作台30的静止状态的控制信号，对升降装置50输出使滚珠丝杠56旋转而使升降台46上降、使工作台30在引导构件26上水平地向图2所示的位置移动的控制信号。
此时，伴随着升降台46的上升而从工作台30的球面轴承35中插通的作用轴36如图6、图7所示那样，一边使行程线性地变化一边改变与球面轴承35卡合的作用点58的位置，由此，使主轴38的中心线38a与作用点58之间的水平距离变化。
因此，主轴38的中心线38a与作用点58之间的水平距离从图6所示的位置增大到图7所示的位置，如图3所示那样，作用轴36从点划线所示的原位置移动到实线所示的位置。当然，伴随与此，工作台30的中心点O也从点划线所示的原位置移动到实线所示的位置。
另外，在图3、图5中作为使在纸面的左半部分所示的工作台30及作用轴36停止于原位置的状态来示出，作为使纸面的右半部分所示的工作台30及作用轴36移动的状态来示出。
如以上那样，本实施方式所涉及的R－θ工作台装置1通过由控制装置60输出例如在将与驱动装置37连结的作用轴36设定成了图1所示的初始状态的状态下驱动升降装置50使升降台46上升的、控制信号，由此，如图3所示那样，能够基于作用轴36上设置的倾斜角α使工作台30在引导构件26上水平地移动。
因此，根据作用轴36的固定位置，控制装置60例如使驱动装置37工作，使主轴38旋转，使作用轴36从图1所示的固定位置旋转了180°之后，同样驱动驱动装置50，使升降台46上升，该情况下，如图5所示，作用轴36能够从点划线所示的原位置如实线所示那样向X轴方向(纸面的下方侧)移动。
此外，在本实施方式所涉及的R－θ工作台装置1中，使升降台46从图1所示的初始状态至图2所示的位置进行升降的过程中，控制装置60对驱动装置37输出使主轴38旋转的控制信号，该情况下，作用轴36以图1所示的原位置为中心点进行旋转。当然，伴随与此，工作台30在引导构件26上水平地移动，工作台30的中心点O也以点划线所示的原位置为中心点、以不自转的方式沿圆周方向移动。
此外，本实施方式所涉及的R－θ工作台装置1中，在使升降台46从图1所示的初始状态至图2所示的位置进行升降的过程中，控制装置60对驱动装置37输出使主轴38转动规定角度的控制信号，该情况下，作用轴36以图1所示的原位置为中心点而转动规定角度。当然，伴随与此，工作台30在引导构件26上水平地移动，工作台30的中心点O也以点划线所示的原位置为中心点以不自转的方式沿圆周方向移动。
此外，本实施方式所涉及的R－θ工作台装置1中，控制装置60对驱动装置37输出以使作用轴36的中心线36a与Y轴平行的方式使主轴38转动的信号，从而使作用轴36的中心线36a与Y轴平行地进行了旋转之后，对于升降装置50，使升降台46例如从图1的位置向图2的位置移动，该情况下，工作台30能够在引导构件26上水平地移动，与Y轴平行地以从中心点O远离的方式向纸面的右方向移动。
此外，本实施方式所涉及的R－θ工作台装置1中，控制装置60对驱动装置37输出以使作用轴36的中心线36a与X轴平行的方式使主轴38转动的信号，从而使作用轴36的中心线36a与X轴平行地进行了旋转之后，对于升降装置50，使升降台46例如从图1的位置向图2的位置移动，该情况下，工作台30能够在引导构件26上水平地移动，与X轴平行地以从中心点O远离的方式向纸面的右方向移动。
如以上所述那样，根据本实施方式所涉及的R－θ工作台装置1，采用了如下机构：对驱动装置37，作为能够使其行程线性地变化的机构，连结相对于主轴38进行了倾斜的作用轴36，通过改变包含该作用轴36的球面轴承35的轴方向的位置来使主轴38的中心线38a与作用点58之间的水平距离变化的机构，因此，为了将工作台30始终保持水平而在作用轴36与工作台30之间设置的球面轴承35为了消除其倾斜而追随角度变化，相对于来自前后左右方向及旋转方向的全部方向的外力，能够实现高刚性的程序运转。
此外，本实施方式所涉及的R－θ工作台装置1中，为了始终确保工作台30的前后左右方向及旋转方向，将与驱动装置37连结的作用轴36准备了两轴并使其同步运转，因此，工作台30如果被用于保持水平的引导构件26与顶板11的背面11b夹持，则不需要任何其他任何引导机构，就能够发挥功能。该两轴的作用轴37的同步运转是通过由伺服马达或者步进电机来构成驱动装置37，由控制装置60对该两轴进行控制来实现的。
此外，本实施方式所涉及的R－θ工作台装置1中，通过由升降装置50来改变升降台46上设置的驱动装置37的主轴38的垂直位置，能够使作用轴36的行程变化。升降装置50为了可靠地决定工作台30的位置，而设成了伺服马达或者步进电机，但是，也可以如滚珠丝杠那样设为直动装置。
此外，本实施方式所涉及的R－θ工作台装置1中，将用于搭载不时常改变前后左右方向及旋转方向进行升降的走行装置37的升降台46、与基台10的底板12上固定的升降装置50之间，设为使用了多个必要粗度的支柱25的线性引导，因此为高刚性。
另外，上述实施方式中，说明了将作用轴36以相对于主轴38的中心线38a倾斜的方式设置在连结体44的倾斜面45上的情况，但是本发明不限于此，也可以是，将作用轴36以相对于主轴38的中心线38a倾斜的方式与连结体44一体地形成。这种情况下，可以将连结体44与主体44a和圆柱体44b一体地形成。即，成为作用轴36、连结体44、主体44a及圆柱体44b一体地形成的一个部件。将该一个部件，以作用轴36相对于主轴38的中心线38a倾斜的方式连接于连结体44，因此，无需设置倾斜面45。
此外，上述实施方式所涉及的R－θ工作台装置1中，说明了在作用轴36相对于顶板11进出的区域设置大致圆形状的贯通孔18的情况，但是本发明不限于此，例如也可以如图14所示那样构成为，在贯通孔18的上部侧设置筒状的突起部59，在作用轴36的前端部设置曲柄轴61，曲柄轴61在筒状的突起部59内滑动。
筒状的突起部59的内表面作为能够使在作用轴36的前端部设置的曲柄轴61滑动的轴承而发挥功能。曲柄轴61形成为与4相同形状，与作用轴36卡合的卡合面62成为以与倾斜面45相同的角度进行倾斜的倾斜面。即，卡合面62与倾斜面45平行。
另外，在图14中省略了驱动装置37及升降装置50。此外，在图14中，符号93表示引导构件26的中心，符号94表示搭载于R－θ工作台装置1的工具的中心。
此外，上述各实施方式所涉及的R－θ工作台装置1中，应用了图14所示的、本发明所涉及的可变曲柄装置90。
本发明所涉及的可变曲柄装置90例如具备：倾斜曲柄销(作用轴)36，相对于主轴38的中心线38a倾斜地与主轴38连接；工作台(被移动体)30，在贯通孔31内具备具有供倾斜曲柄销(作用轴)36插通的贯通孔35a的球面轴承35；引导装置91，由将工作台(被移动体)30保持成移动自如的引导构件26及顶板11的背面11b构成；以及调整装置(驱动装置37、升降装置50)92，使倾斜曲柄销(作用轴)36旋转、移动、旋转停止或者移动停止，以便改变在球面轴承35的贯通孔35a中倾斜曲柄销(作用轴)36与工作台(被移动体)30的中心线30a卡合的作用点58的位置。
根据本发明所涉及的可变曲柄装置90，通过调整装置(驱动装置37、升降装置50)92使主轴38的中心线38a与作用点58之间的距离变化，使工作台(被移动体)30沿着引导装置(引导构件26及顶板11的背面11b)91以不自转的方式向任意的位置移动，由此，能够简单地改变振幅。
因此，本发明所涉及的可变曲柄装置90中，上述实施方式中所使用的基台10、驱动装置37、升降台46、升降装置50的构造及形状更具适用对象或者使用目的而异，有时被整合，有时被省略。
此外，调整装置(驱动装置37、升降装置50)92，与上述实施方式同样，例如构成为，与图1、图2、图4所示的控制装置60联络，通过控制装置60中装有的程序，控制相对于工作台(被移动体)30而言的、倾斜曲柄销(作用轴)36的前后左右方向及旋转方向上的移动。该程序能够根据本实施方式所涉及的R－θ工作台装置1的使用方法来任意地构建。
(第二实施方式)
接下来，基于图8、图9来说明将本实施方式所涉及的R－θ工作台装置1应用于加工内螺纹79的内螺纹加工装置70的第二实施方式。
本实施方式所涉及的内螺纹加工装置70包括：第一实施方式所涉及的R－θ工作台装置1；外螺纹状工具71，经由紧固螺栓74固定搭载于该R－θ工作台装置1的工作台30的中心点O上；作为支撑构件的紧固螺栓78，用于将金属制材料75固定于R－θ工作台装置1的基台10的顶板11的上表面11a。
金属制材料75设置有用于加工内螺纹79的孔76。
金属制材料75具有嵌入顶板11的贯通孔17的环状部77，将该环状部77嵌入到贯通孔17后，通过紧固螺栓78而被固定于顶板11的上表面11a。
外螺纹状工具71具备形成为与所要加工的内螺纹79相比螺距相同且直径小的螺纹形状的加工部72。外螺纹状工具71的底端部73由多个紧固螺栓74固定于工作台30的中心点O上。
控制装置60控制驱动装置37及升降装置50的驱动，使得作用轴36沿X轴方向、Y轴方向及旋转方向移动，工作台30行走出由式(X2+Y2＝R2)规定的轨迹。即，控制装置60进行控制，使得工作台30相对于内螺纹加工装置70发挥必要的按压力并进行圆弧摆动。
接下来，对本实施方式所涉及的内螺纹加工装置70的作用进行说明。
首先，如图8、图9所示，外螺纹状工具71具备形成为螺距与所要加工的内螺纹79相同、且直径比所要加工的内螺纹79小的螺纹形状的加工部72。外螺纹状工具71通过紧固螺栓74而被固定于工作台30上。
接下来，金属制材料75以从外螺纹状工具71的上方插通孔76的方式被嵌入到顶板11的贯通孔17之后，金属制材料75由紧固螺栓78固定于顶板11的上表面11a上。
接下来，控制装置60驱动驱动装置37及升降装置50，经由作用轴36使工作台30在引导构件26上沿前后左右方向及旋转方向以不自转的方式自如地移动。
接下来，控制装置60控制驱动装置37及升降装置50的移动，以使工作台30行走出由式(X2+Y2＝R2)规定的轨迹。
接下来，控制装置60如图8所示那样，使固定于工作台30的外螺纹状工具71，在固定于顶板11上的金属制材料75所具有的孔76的内周，沿着箭头A所示的移动轨迹来进行移动。然后，控制装置60控制驱动装置37及升降装置50的移动，以使内螺纹成形前的金属制材料75的孔76一边变形一边形成为内螺纹79。
另外，图8中，为了进行说明，将外螺纹状工具71的箭头A所示的移动轨迹作为180°来示出。当然，在本实施方式中，控制装置60使螺纹状工具71移动，直至使内螺纹成形前的金属制材料75的孔76的整周变形为内螺纹79为止，即，直至外螺纹状工具71的箭头A所示的移动轨迹成为360°。因此，控制装置60一边控制驱动装置37及升降装置50的移动一边使外螺纹状工具71进行圆运动，将外螺纹状工具71的加工部72向孔76的内周依次按压来转印加工部72的形状，成形螺纹槽。
该过程中，如图8所示，首先，金属制材料75的孔76的点N与外螺纹状工具71的点N接触。接下来，金属制材料75的孔76的点E与外螺纹状工具71的点E。接下来，金属制材料75的孔76的点S与外螺纹状工具71的点S接触。接下来，金属制材料75的孔76的点W与外螺纹状工具71的点W接触。各自的旋转相位不变。即，金属制材料75的孔76及外螺纹状工具71的点N－E－S－W未自转。
此期间，金属制材料75与外螺纹状工具71在Z轴方向上未进行相对移动，而且在Z轴方向(图9的纸面的上下方向)上也无需进行相对移动。
如以上那样，根据本实施方式，将环状件的金属制材料75通过作为支撑构件的紧固螺栓78固定于顶板11，从环状件的金属制材料75的孔76的内侧依次按压外螺纹状工具71的加工部72来转印加工部72的形状，能够成形螺纹槽。因此，最终，在金属制材料75的孔76的内侧，能够成形出例如M40－P1.5(外径40mm、螺距1.5mm)等、比较大径的内螺纹79。
另外，内螺纹加工装置70例如还能够将成形工序编程成：从内螺纹79的孔径R稍微小的R出发，以在几周内达到完成螺纹牙的方式依次成形。
此外，在本实施方式中，将金属制材料75通过作为支撑构件的紧固螺栓78固定于顶板11，但是，本发明不限于此，也可以是将金属制材料75经由作为支撑构件的束缚手段固定于顶板11。
此外，在本实施方式中，说明了外螺纹状工具71在金属制材料75的孔76中进行一次旋转来成形内螺纹79的情况，但是本发明不限于此，控制装置60也能够控制成外螺纹状工具71在金属制材料75的孔76中进行多次公转。
此外，在本实施方式中，对1条内螺纹进行了说明，但本发明不限于此，也能够通过使用2条螺纹的外螺纹状工具来形成2条内螺纹。
此外，在滚珠丝杠用的每1条封闭的环形槽中球循环用旁路等一部分的槽深度其他部分深的槽也能够通过适当的工具来成形。当然，存在有多条该封闭环形槽的内径面也能够同时成形。
作为其一个例子，使用图10～图13，说明加工出了具备为了在1螺距前使球返回而形成的S字形旁路82的、内循环路81的滚珠丝杠用螺母构件80。
图12、图13示出了具有设有S字形旁路82的内循环路81的滚珠丝杠用螺母构件80的外螺纹状工具85。对S字形旁路82进行加工的加工部87比用于形成内循环路81的加工部86更向外侧突出。
外螺纹状工具85例如能够代替在图8、图9中固定在工作台30的中心点O上的外螺纹状工具71来使用。
此外，作为加工螺母构件80之前的金属制材料，与第二实施方式中的具有孔76的金属制材料75同样，准备与具有螺母构件80的孔相匹配的孔的金属制材料，并将其固定于顶板11。
本实施方式中的加工法也与第二实施方式相同。
另外，在本实施方式中，说明了使用具备用于形成1组内循环路81的加工部86和用于加工S字形旁路82的加工部87的外螺纹状加工具85，加工出了具备1个S字形旁路82的内循环路81的滚珠丝杠用螺母构件80，但是本发明不限于此，也能够使用具备用于形成多组内循环路81的加工部86和用于加工S字形旁路82的加工部87的外螺纹状加工具85，加工出了具备S字形旁路82的多组内循环路81的滚珠丝杠用螺母构件80。
(第三实施方式)
图15至图18示出了本发明的第三实施方式所涉及的可变喷出量泵装置100。
本实施方式所涉及的可变喷出量泵装置100由本发明所涉及的可变曲柄装置101和汽缸体120构成。
可变曲柄装置101具有与连结体103连结的主轴102。主轴102由马达或者飞轮等的驱动力来旋转。主轴102插入曲柄轴台112的贯通孔113中，被轴承装置114保持成旋转自如。轴承装置114的外周经由安装框架115通过螺钉116固定于曲柄轴台112。
连结体103例如设为使由圆柱体构成的主体103a的上表面具有比主体103a大的外径的圆柱体103b，在该圆柱体103b的前端面形成倾斜面104。连结体103在成为主体103a与圆柱体103b之间的边界的台阶部夹装轴承装置117，旋转自如地安装在曲柄轴台112上。
在连结体103的倾斜面104，相对于主轴102的中心线102a倾斜地组装有倾斜曲柄销(作用轴)105。倾斜曲柄销(作用轴)105从贯通孔111中组装的球面轴承108的贯通孔109插通而被组装于连杆110。倾斜曲柄销(作用轴)105的前端部经由倾斜面107而与曲柄轴106连结。曲柄轴106的倾斜面107以与连结体103的倾斜面104相同的角度来倾斜。
曲柄轴台112被多个引导支柱118支撑。多个引导支柱118被组装于汽缸体120。曲柄轴台112例如与图1、图2、图4所示的实施方式同样，与控制装置60联络，通过由控制装置60控制的位置调节部(升降装置50所示的伺服马达或者步进电机)而沿图中的左右方向移动。使曲柄轴台112移动的位置调节部例如也可以是由螺纹进给机构和马达等的组合来构成的公知的直动机构。另外，控制装置及位置调节部的图示均省略。
汽缸体120在同轴上具备：贯通孔121，使可变曲柄装置101的连结体103旋转自如地伸出缩回；以及贯通孔122，将可变曲柄装置101的曲柄轴106配置成旋转、滑动自如。
此外，汽缸体120在内部具备供可变曲柄装置101的连杆110上下动的空间123。在该空间123的下方，设置有将可变曲柄装置101的连杆110的下端部110a引导成滑动自如的凹部124。
另一方面，在空间123的上方，配置在可变曲柄装置101的连杆110的上端部110b经由活塞销125而组装的活塞126。在该活塞126的上部，形成将活塞126引导成滑动自如的压油室127。在该压油室127中，从外部吸入油的导入管128与向外部喷出油的导出管129相连通。导入管128、129中分别设置有逆止阀130、131。
本实施方式中，可变曲柄装置101的连杆110的引导装置包括：空间123，供可变曲柄装置101的连杆110上下动；以及凹部124，将可变曲柄装置101的连杆110的下端部110a引导成滑动自如。
此外，调整装置包括：使主轴102旋转的发动机、马达或者飞轮等的驱动力源；使曲柄轴台112移动的位置调节部；以及控制装置(例如图1、图2、图4所示的实施方式中的控制装置60)。使曲柄轴台112移动的位置调节部例如液压泵、驱动器等那样具备使曲柄轴台112相对于汽缸体120接近远离的机构、构造即可，没有特别限定。
接下来，说明本实施方式所涉及的可变喷出量泵装置100的作用。
本实施方式所涉及的可变喷出量泵装置100使曲柄轴台112，在主轴102不旋转的状态下，例如从图15的状态向图16的状态使曲柄轴台112沿图中左右方向移动，该情况下，倾斜曲柄销105的中心线105a与连杆110的中心线110c卡合的作用点119的位置变化。由此，在主轴102不旋转的状态下也是，当使曲柄轴台112沿图中左右方向移动时，作用点119的位置沿着倾斜曲柄销105的倾斜而沿图中上下方向移动。此时，例如图16所示那样，连杆110上组装的活塞126也沿上下方向移动与作用点119的移动相当的量。图16中，将其移动量作为振幅(单侧)来表示。
在上述的作用点119的位置与主轴102的中心线102a偏离的状态下，当使主轴102旋转时，例如图16所示那样，偏心的连杆110上组装的活塞126沿图中上下方向往复移动。作用点119的位置与主轴102的中心线102a之间的偏离越大，则活塞126的行程的大小越大。
根据本实施方式所涉及的可变喷出量泵装置100，例如从图15所示的状态向图16所示的状态使主轴102沿箭头所示的旋转方向旋转，同时曲柄轴台112通过基于外力的控制装置而移动，该情况下，连杆110经由活塞销125使活塞126向压油室127的方向移动，活塞126将压油室127内的油压缩。然后，在压油室127内的压力达到了规定值的时刻，油经由导出管129被向外部喷出。
此时，伴随着被位置调节部及控制装置的移动的曲柄轴台112的移动而插通于连杆110上设置的球面轴承108的倾斜曲柄销(作用轴)105，与图6、图7所示的第一实施方式中的作用轴36的作用同样，一边使行程线性地变化一边改变在球面轴承108的贯通孔109中倾斜曲柄销(作用轴)105与连杆110的中心线110c卡合的作用点119的位置，由此，使主轴102的中心线102a与作用点119之间的距离(图16中作为振幅(单侧)来示出)变化。
本实施方式所涉及的可变喷出量泵装置100例如能够一边使主轴102从图15的状态沿箭头所示的旋转方向旋转一边如图18所示那样使活塞126向底部位置移动。
此外，本实施方式所涉及的可变喷出量泵装置100例如能够一边使主轴102从图16的状态沿箭头所示的旋转方向旋转一边如图17所示那样使活塞126向停止位置移动。
如以上那样，根据本实施方式所涉及的可变喷出量泵装置100，通过操作本发明所涉及的可变曲柄装置101，能够构建如下的泵：对于汽缸体130内的连杆110，一边使插通球面轴承108的倾斜曲柄销(作用轴)105的行程线性地变化一边改变与球面轴承108卡合的作用点119的位置，由此，使主轴102的中心线102a与作用点119之间的距离(图16中作为振幅(单侧)来示出)变化，通过活塞126来调整压油室127内的压力，将吸入侧的油可靠地向喷出侧供给。
此外，本实施方式所涉及的可变喷出量泵装置100就其构成部件及机构而言基本上与一定喷出量的往复式泵没有差别。本实施方式所涉及的可变喷出量泵装置100与一定喷出量的往复式泵之间的最根本性的差异在于，倾斜曲柄销105相对于曲柄轴106具有一定倾斜地配置这一点。在此的说明中描述曲柄轴106与倾斜曲柄销105的中心轴105交叉的情况，但是这不是必须条件。
曲柄轴106配置成能够在搭载其驱动装置(包含附图中未示出的马达等)的曲柄轴台112的每轴方向上移动，其位置与曲柄轴106的旋转独立地被控制。因此，随着曲柄轴106的旋转，连杆110以与该时刻的截面位置处的曲柄轴106的中心轴(主轴102的中心轴102a)与倾斜曲柄销105的中心轴105a之间的距离成正比的振幅进行往复。
与连杆110连接的活塞126以维持顶部、底部的相位的方式往复。曲柄轴106的中心轴(主轴102的中心轴102a)与倾斜曲柄销105的中心轴105a交叉的点来到连杆110所存在的截面位置的情况下，活塞126的往复运动停止，泵的喷出量成为0。与使用目的之间的整合当然是要考虑的，移动过头的话也可能出现顶部、底部的反转的情况。
因此，根据本实施方式，能够简单地制作出无论喷出压力如何都能够通过一定的马达转矩来供给可能量的压油的可变容量液压泵。
补偿在倾斜曲柄销105与连杆110之间产生的滚动间隙的球面轴承108唯一附加地成为必须部件。该球面轴承108是普遍出售的部件，因此没有特别的问题。此外，连杆110中产生与负荷转矩对应的推力应力，但是在与汽缸体120之间作用。
(第四实施方式)
图19至图22示出了本发明的第四实施方式所涉及的可变喷出量泵装置100A。
本实施方式所涉及的可变喷出量泵装置100A与本发明的第三实施方式所涉及的可变喷出量泵装置100相比的不同点在于，曲柄轴台112旋转、滑动自如地配置在汽缸体120的贯通孔121内，通过基于外力的位置调节部(未图示)而使曲柄轴台112移动。
本实施方式中，使曲柄轴台112移动的位置调节部例如液压泵、驱动器等那样具备使曲柄轴台112相对于汽缸体120接近远离的机构、构造即可，没有特别限定。
因此，本实施方式所涉及的可变喷出量泵装置100A中，无需对曲柄轴台112进行保持、引导的多个引导支柱。
另外，图19相当于表示图15所示的本发明的第三实施方式所涉及的可变喷出量泵装置100的截面图，图20相当于表示使图16所示的本发明的第三实施方式所涉及的可变喷出量泵装置100的活塞126上升到了顶部位置的状态的截面图，图21相当于表示使图17所示的本发明的第三实施方式所涉及的可变喷出量泵装置100的活塞126下降到了底部位置的状态的截面图，图22相当于表示使图18所示的本发明的第三实施方式所涉及的可变喷出量泵装置100的活塞126移动到了停止位置的状态的截面图。
本实施方式所涉及的可变喷出量泵装置100A为与本发明的第三实施方式所涉及的可变喷出量泵装置100几乎相同的构成，因此其作用也与本发明的第三实施方式所涉及的可变喷出量泵装置100几乎相同。
(第五实施方式)
图23及图24示出了本发明的第五实施方式所涉及的可变行程压力机装置140。
本实施方式所涉及的可变行程压力机装置140由本发明所涉及的可变曲柄装置101、压力机主体150构成。本发明所涉及的可变曲柄装置101的基本构成与图15至图18所示的第三实施方式可变喷出量泵装置100及图19至图22所示的第四实施方式可变喷出量泵装置100A中使用的可变曲柄装置101几乎相同，因此，对相同构成赋予相同的符号来进行说明。
可变曲柄装置101具有与连结体103连结的主轴102。主轴102旋转自如地保持于曲柄轴台112，通过马达或者飞轮等的驱动力而旋转。主轴102插入至曲柄轴台112的贯通孔113中，旋转自如地保持于轴承装置114。轴承装置114的外周经由安装框架115通过螺钉116固定于曲柄轴台112。
连结体103例如设为使由圆柱体构成的主体103a的上表面具有比主体103a大的外径的圆柱体103b，在其圆柱体103b的前端面形成倾斜面104。连结体103在成为主体103a与圆柱体103b之间的边界的台阶部夹装轴承装置117，旋转自如地安装在曲柄轴台112上。
在连结体103的倾斜面104，相对于主轴102的中心线102a倾斜地组装有倾斜曲柄销(作用轴)105。倾斜曲柄销(作用轴)105从贯通孔111中组装的球面轴承108的贯通孔109插通而被组装于连杆110。倾斜曲柄销(作用轴)105的前端部经由倾斜面107而与曲柄轴106连结。曲柄轴106的倾斜面107以与连结体103的倾斜面104相同的角度来倾斜。
曲柄轴台112被多个引导支柱118支撑。多个引导支柱118被组装于压力机主体150。曲柄轴台112通过移动装置132而被移动。移动装置132配置在曲柄轴台112与压力机主体150之间。
此外，移动装置132包括：使主轴102旋转的发动机、马达或者飞轮等的驱动力源；使曲柄轴台112移动的位置调节部；以及控制装置(例如图1、图2、图4所示的实施方式中的控制装置60)。使曲柄轴台112移动的位置调节部例如液压泵、驱动器等那样具备使曲柄轴台112相对于压力机主体150接近远离的机构、构造即可，没有特别限定。
应用了本发明所涉及的可变曲柄装置101的压力机主体150配置成，对垫板(床板(bed))151组装具备金属模区域152的侧柱153，使连杆110上组装的滑块1154能够在金属模区域152内上下动。连杆110的前端部110a嵌入到滑块154的凹部154a内。此外，连杆110的后端部110b配置成在滑动孔155内上下动时进行滑动。
此外，压力机主体150具备：空间156，供连杆110上下动；贯通孔157，供连结体103滑动自如及旋转自如地插通；贯通孔158，供曲柄轴106滑动自如及旋转自如地插通。
接下来，说明本实施方式所涉及的可变行程压力机装置140的作用。
本实施方式所涉及的可变行程压力机装置140在主轴102不旋转的状态下，例如在图23的状态下使曲柄轴台112沿图中左右方向移动，该情况下，倾斜曲柄销105的中心线105a与连杆110的中心线110c卡合的作用点119的位置变化。由此，在主轴102不旋转的状态下也是，当使曲柄轴台112沿图中左右方向移动时，作用点119的位置沿着倾斜曲柄销105的倾斜沿图中上下方向移动。此时，例如图23所示那样，连杆110上组装的滑块154也沿上下方向移动与作用点119的移动相当的量。图23中，将其移动量作为振幅(单侧)来示出。
在上述的作用点119的位置与主轴102的中心线102a偏离的状态下，使主轴102旋转，该情况下，例如图23所示那样，偏心的连杆110上组装的滑块154沿图中上下方向往复动。作用点119的位置与主轴102的中心线102a之间的偏离越大，则滑块154的行程的大小越大。
根据本实施方式所涉及的可变行程压力机装置140，使主轴102从图23所示的状态向图24所示的状态沿箭头所示的旋转方向旋转，该情况下，连杆110以一边向垫板(床板)151方向下降一边用滑块154将金属模区域152内配置的被加工物(未图示)压缩的方式发挥作用。
此时，伴随着移动装置132的移动而从连杆110的球面轴承108插通的倾斜曲柄销(作用轴)105与图6、图7所示的第一实施方式中的作用轴36的作用同样，一边使行程线性地变化一边改变在球面轴承108的贯通孔109中倾斜曲柄销(作用轴)105与连杆110的中心线110c卡合的作用点119的位置，由此使主轴102的中心线102a与作用点119之间的距离(图23中作为振幅(单侧)来示出)变化。
然后，如图24所示，当连杆110达到下止点时，使滑块154向相反方向上升，使其向从被加工物(未图示)离开的方向移动。
通过反复进行该操作，能够对金属模区域152内配置的被加工物(未图示)实施规定的加工。
此外，以使主轴102沿箭头所示的旋转方向旋转、并且通过移动装置132使主轴102从压力机主体150远离的方式进行操作，则能够在与上述不同的状态下对金属模区域152内配置的被加工物(未图示)实施规定的加工。
这些操作能够根据对金属模区域152内配置的被加工物(未图示)实施的加工目的来任意选择。
(第六实施方式)
图25示出了本发明的第六实施方式所涉及的可变行程发动机160。
本实施方式所涉及的可变行程发动机160包括本发明所涉及的可变曲柄装置101、发动机主体161及输出轴173。本发明所涉及的可变曲柄装置101的基本构成与图15至图18所示的第三实施方式的可变喷出量泵装置100、图19至图22所示的第四实施方式的可变喷出量泵装置100A及图23及图24所示的第五实施方式的可变行程压力机装置140中使用的可变曲柄装置101几乎相同，因此，对相同构成赋予相同的符号来进行说明。
可变曲柄装置101具有与连结体103连结的主轴102。主轴102旋转自如地保持于曲柄轴台112，通过马达或者飞轮等的驱动力而旋转。主轴102插入至曲柄轴台112的贯通孔113中，被旋转自如地保持于轴承装置114。轴承装置114的外周经由安装框架115通过螺钉16固定于曲柄轴台112。
连结体103例如设为使由圆柱体构成的主体103a的上表面具有比主体103a大的外径的圆柱体103b，在该圆柱体103b的前端面形成倾斜面104。连结体103在成为主体103a与圆柱体103b之间的边界的台阶部夹装轴承装置117，被旋转自如地安装在曲柄轴台112上。
在连结体103的倾斜面104，相对于主轴102的中心线102a倾斜地组装有倾斜曲柄销(作用轴)105。倾斜曲柄销(作用轴)105从贯通孔111中组装的球面轴承108的贯通孔109插通而被组装于连杆110。倾斜曲柄销(作用轴)105的前端部经由倾斜面107而与曲柄轴106连结。曲柄轴106的倾斜面107以与连结体103的倾斜面104相同的角度来倾斜。
曲柄轴台112被多个引导支柱118支撑。多个引导支柱118被组装于发动机主体161。曲柄轴台112通过移动装置132而移动。移动装置132配置在曲柄轴台112与发动机主体161之间。
此外，移动装置132包括：使主轴102旋转的发动机、马达或者飞轮等的驱动力源；使曲柄轴台112移动的位置调节部；以及控制装置(例如图1、图2、图4所示的实施方式中的控制装置60)。使曲柄轴台112移动的位置调节部例如液压泵、驱动器等那样具备使曲柄轴台112相对于发动机主体161接近远离的机构、构造即可，没有特别限定。
发动机主体161具备用于组装可变曲柄装置121的汽缸体162。汽缸体162在同轴上具备：贯通孔163，用于旋转、滑动自如地配置可变曲柄装置101的连结体103；以及贯通孔164，用于旋转、滑动自如地配置可变曲柄装置101的曲轴106。
此外，汽缸体162在内部具备供可变曲柄装置101的连杆110上下动的空间165。在该空间165的下方，设置用于滑动自如地引导可变曲柄装置101的连杆110的下端部110a的凹部166。
另一方面，在空间165的上方，配置在可变曲柄装置101的连杆110的上端部110b经由活塞销167而组装的活塞168。在该活塞168的上部，形成有滑动自如地引导活塞168的压缩室169。该压缩室169中，供给气化的燃料的端口170与喷出燃烧气体的端口171相连通。在端口170、171，分别设置有用于对各自进行开闭的阀172、173。此外，在压缩室169，设置有点火火花塞172。
在发动机主体161，连结有与可变曲柄装置101的曲轴106连结的输出轴173。在输出轴173，花键结合有未图示的变速箱。
接下来，说明本实施方式所涉及的可变行程发动机160的作用。
本实施方式所涉及的可变行程发动机160，在主轴102不旋转的状态下，例如在图25的状态下使曲柄轴台112沿图中左右方向移动，该情况下，倾斜曲柄销105的中心线105a与连杆110的中心线110c卡合的作用点119的位置变化。由此，在主轴102不旋转的状态下也是，当使曲柄轴台112沿图中左右方向移动时，作用点119的位置沿着倾斜曲柄销105的倾斜沿图中上下方向移动。此时，例如图25所示那样，连杆110上组装的活塞168也在上下方向移动移动与作用点119的移动相当的量。图25中，将其移动量作为振幅(单侧)来示出。
在上述的作用点119的位置与主轴102的中心线102a偏离的状态下，使主轴102旋转，该情况下，例如图23所示那样，偏心的连杆110上组装的活塞168沿图中上下方向往复移动。作用点119的位置与主轴102的中心线102a之间的偏离越大，则活塞168的行程的大小越大。
根据本实施方式所涉及的可变行程发动机160，例如在图25所示的状态下，使主轴102沿箭头所示的旋转方向旋转，该情况下，连杆110经由活塞销167使活塞168向压缩室169方向移动，将压缩室169内的混合气体压缩。然后，在压缩室169内的压力达到了规定值的时刻，点火火花塞172点火，通过燃烧压力将活塞168推下。利用该力，能够使输出轴173旋转。
此时，伴随着控制装置(未图示)控制的移动装置132使曲柄轴台112的移动而从连杆110的球面轴承108插通的倾斜曲柄销(作用轴)105，与图6、图7所示的第一实施方式中的作用轴36的作用同样，一边使行程线性地变化一边改变在球面轴承108的贯通孔109中倾斜曲柄销(作用轴)105与连杆110的中心线110c卡合的作用点119的位置，由此使主轴102的中心线102a与作用点119之间的距离(图25中作为振幅(单侧)来示出)变化。
通过反复进行该操作，本实施方式所涉及的可变行程发动机160能够向输出轴173供给规定的旋转力。
另外，上述实施方式中，说明了将可变曲柄装置101应用于可变喷出量泵100、100A、可变行程压力机装置140及可变行程发动机160的情况，但是本发明不限于此，例如也可以应用于液压泵、可变压缩机、斯特林发动机、搅拌机或者加振机等。
符号说明
1R－θ工作台装置
10基台
11顶板
12底板
13、14、15、16侧板
17、18、19、21、22、27、23、31、47、48贯通孔
25支柱
26引导构件
30工作台
35球面轴承
36作用轴
36a作用轴36的中心线
37驱动装置
38主轴
38a主轴38的中心线
44连结体
45倾斜面
46升降台
50升降装置
51旋转轴
56滚珠丝杠
60控制装置
70内螺纹加工装置
71外螺纹状工具
72加工部
73底端部
74、78紧固螺栓
75金属制材料
76孔
77环状部
79内螺纹

Claims (12)

1.一种R－θ工作台装置，其特征在于，具备：
工作台，设置有具备轴承的贯通孔；
引导构件，将所述工作台保持成沿水平方向移动自如；
驱动装置，具备倾斜地插通于所述轴承的作用轴，将所述作用轴驱动成旋转、停止自如；
升降台，使所述驱动装置升降；
升降装置，使所述升降台升降，且改变所述作用轴与所述轴承卡合的作用点的位置；以及
基台，设置有对所述升降台进行引导的支柱及所述引导构件，安装有所述升降装置；
使所述升降台升降来使所述驱动装置的主轴的中心线与所述作用点之间的水平距离变化，使所述工作台沿着所述引导构件以不自转的方式向任意的位置移动。
2.如权利要求1记载的R－θ工作台装置，其特征在于，
所述工作台设置有多个具备所述轴承的贯通孔，
在各所述贯通孔中分别插通有所述作用轴，
各所述作用轴同步地运转。
3.如权利要求1或2记载的R－θ工作台装置，其特征在于，
所述轴承为球面轴承。
4.如权利要求1至3中任一项记载的R－θ工作台装置，其特征在于，
所述驱动装置及所述升降装置为伺服马达或者步进电机。
5.一种内螺纹的加工装置，其特征在于，具备：
权利要求1至4中任一项记载的R－θ工作台装置；
外螺纹状工具，固定搭载于所述工作台上；以及
支撑构件，被固定于所述基台上，对具有内螺纹加工用孔的金属制材料进行把持或者固定；
被固定于所述工作台上的所述外螺纹状工具，进行不自转而仅在一定水平面上公转的运动，向所述孔的内周一边依次按压所述外螺纹状工具的加工部一边将所述加工部的形状转印，来成形螺纹槽。
6.一种可变曲柄装置，其特征在于，具备：
倾斜曲柄销，相对于主轴的中心线倾斜地与所述主轴连接；
被移动体，在贯通孔内具备供所述倾斜曲柄销插通的轴承；
引导装置，将所述被移动体保持成移动自如；以及
调整装置，使所述倾斜曲柄销旋转、移动、旋转停止或者移动停止，以便改变所述倾斜曲柄销与所述轴承卡合的作用点的位置，
通过所述调整装置使所述主轴的中心线与所述作用点之间的距离变化，使所述被移动体沿着所述引导装置移动。
7.如权利要求6记载的可变曲柄装置，其特征在于，
所述被移动体设置有多个具备所述轴承的贯通孔，
在各所述贯通孔中分别插通有所述倾斜曲柄销，
各所述作用轴同步地运转。
8.如权利要求6或7记载的可变曲柄装置，其特征在于，
所述轴承为球面轴承。
9.如权利要求8记载的可变曲柄装置，其特征在于，
所述球面轴承具有使得所述倾斜曲柄销的插通部不妨碍所述倾斜曲柄销的旋转及轴方向移动的内周。
10.一种可变喷出量泵装置，其特征在于，具备：
倾斜曲柄销，相对于主轴的中心线倾斜地与所述主轴连接；
连杆，在贯通孔内具备供所述倾斜曲柄销插通的轴承；
泵主体，将所述连杆上组装的活塞在汽缸体内保持成移动自如；以及
调整装置，使所述倾斜曲柄销旋转、移动、旋转停止或者移动停止，以便改变所述倾斜曲柄销与所述轴承卡合的作用点的位置，
通过所述调整装置使所述主轴的中心线与所述作用点之间的距离变化，使所述连杆上组装的所述活塞在所述汽缸体内移动。
11.一种可变行程压力机装置，其特征在于，具备：
倾斜曲柄销，相对于主轴的中心线倾斜地与所述主轴连接；
连杆，在贯通孔内具备供所述倾斜曲柄销插通的轴承；
压力机主体，将所述连杆上组装的滑块保持成在金属模区域内移动自如；以及
调整装置，使所述倾斜曲柄销旋转、移动、旋转停止或者移动停止，以便改变所述倾斜曲柄销与所述轴承卡合的作用点的位置，
通过所述调整装置使所述主轴的中心线与所述作用点之间的距离变化，使所述连杆上组装的所述滑块在所述金属模区域内移动。
12.一种可变行程发动机，其特征在于，具备：
倾斜曲柄销，相对于主轴的中心线倾斜地与所述主轴连接；
连杆，在贯通孔内具备供所述倾斜曲柄销插通的轴承；
发动机主体，将所述连杆上组装的活塞保持成在汽缸体内移动自如；以及
调整装置，使所述倾斜曲柄销旋转、移动、旋转停止或者移动停止，以便改变所述倾斜曲柄销与所述轴承卡合的作用点的位置，
通过所述调整装置使所述主轴的中心线与所述作用点之间的距离变化，使所述连杆上组装的所述活塞在所述汽缸体内移动。
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