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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine hohle Motorantriebsvorrichtung,
die durch Kombinieren eines Schrauben/Mutter-Mechanismus, der zum
alternativen Umwandeln einer Drehbewegung und einer hin- und hergehenden
Linearbewegung geeignet ist, und eines hohlen Motors, der keine
Motorantriebswelle hat, gebildet wird.
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STAND DER TECHNIK
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Herkömmlich
ist als eine Antriebsvorrichtung zum Durchführen einer
hin- und hergehenden Linearbewegung in einer einzigen Richtung unter
Verwendung eines hohlen Motors zum Beispiel eine Antriebsvorrichtung
bekannt, die in der folgenden Patentveröffentlichung 1
offenbart ist. Bei dieser Antriebsvorrichtung ist eine Abtriebsstange
in einer Weise des Durchdringens eines inneren hohlen Abschnitts
des hohlen Motors angeordnet, und eine Drehbewegung eines rohrförmigen
Rotors, der den hohlen Abschnitt bildet, wird als eine lineare Antriebskraft
der Abtriebsstange übertragen. Spezieller ist ein Innengewinde
an einer Innenumfangsfläche des Rotors ausgebildet, und
ein Außengewinde, das für den Schraubeingriff
mit dem Innengewinde geeignet ist, ist an einer Außenumfangsfläche
der Abtriebsstange ausgebildet, um die Abtriebsstange an der Innenumfangsfläche
des Rotors zu verschrauben. Ferner ist ein Keil an der Außenumfangsfläche
der Abtriebsstange in einem mit dem Außengewinde überlappenden
Zustand ausgebildet, und eine mit diesem Keil in Eingriff zu bringende
Keilnut ist an der Rotorseite ausgebildet, und entsprechend dieser
Struktur ist die Abtriebsstange in einer Mittelachsrichtung bewegbar, jedoch
nicht um die Mittelachse drehbar.
- Patentveröffentlichung
1: offengelegte japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung
Nr. 6-53851 .
- Patentveröffentlichung 2: offengelegte japanische Patentveröffentlichung
Nr. 6-300106 .
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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PROBLEME, DIE DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSEN
SIND
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Jedoch
wird bei der Antriebsvorrichtung, die in der obigen Patentveröffentlichung
1 offenbart ist, die Linearbewegung durch eine Selbsthaltekraft
des Motors gestoppt, und dementsprechend ist es schwierig, die Positionierung
der Abtriebsstange mit einer hohen Genauigkeit durchzuführen,
wodurch ein Problem vorliegt. Außerdem, obwohl ein Paar
Lager an beiden Seiten des hohlen Motors zum Abstützen des
rohrförmigen Rotors angeordnet sind, verschlechtert diese
Anordnung die Wartungsfähigkeit des hohlen Motors und macht
die Montagearbeit kompliziert.
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Darüber
hinaus offenbart die obige Patentveröffentlichung 2 eine
Antriebsvorrichtung zur Verbesserung der Positionierungsfähigkeit
der Abtriebsstange. Die Antriebsvorrichtung, die in dieser Patentveröffentlichung
2 offenbart ist, verwendet eine Struktur in Kombination des hohlen
Motors, einer Kugelspindel/Mutter und eines Keilmechanismus, und durch
Verwendung der Kugelspindel/Mutter ist der Durchmesser des Drehantriebsabschnitts
klein gestaltet, und infolgedessen wurde, da ein Trägheitsmoment
möglichst klein gestaltet ist, eine Vorrichtung mit guter
Stoppempfindlichkeit realisiert.
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Jedoch
verwendet die in der obigen Patentveröffentlichung 2 offenbarte
Antriebsvorrichtung die Struktur, bei welcher der hohle Motor, die
Kugelspindel/Mutter und der Keilmechanismus nacheinander angeordnet
sind, so dass, obwohl die hohe Festigkeit realisiert werden kann,
die Abmessung der Vorrichtung groß gestaltet ist, wodurch
ein Problem vorliegt. Speziell führt bei einer solchen
Antriebsvorrichtung die Verlängerung der Vorrichtung in
deren Axialrichtung zu einer Begrenzung des Einbauraums, wodurch
der Anwendungsbereich der Vorrichtung eingeschränkt ist.
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Die
vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der obigen Probleme konzipiert,
und deren Ziel ist es, eine hohle Motorantriebsvorrichtung zu schaffen,
die sowohl eine hohe Festigkeit und verbesserte Stoppempfindlichkeit
als auch eine gute Wartungsfähigkeit und kompakte Struktur
der Vorrichtung hat.
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MITTEL ZUR LÖSUNG DER PROBLEME
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Die
hohle Motorantriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung weist auf:
eine Spindelwelle, die mit einer spiralförmigen Schraubnut
versehen ist, die in einer Außenumfangsfläche
davon ausgebildet ist;
ein Mutterelement, das mit einer Mutternut
versehen ist, die in einer Innenumfangsfläche davon derart ausgebildet
ist, dass sie mit der Schraubnut in Schraubeingriff zu bringen ist;
eine
hohle Antriebswelle mit einer Innenumfangsseite, an welcher das
Mutterelement befestigt ist, und einer Außenumfangsseite,
an welcher ein Permanentmagnet als eine Magnetfeldflusserzeugungsquelle angeordnet
ist; und
ein Gehäuse, das mit einem Lagerabschnitt,
der die hohle Antriebswelle drehbar abstützt, und einem Wicklungsabschnitt
als eine Magnetfelderzeugungsquelle versehen ist,
wobei an
der hohlen Antriebswelle das Mutterelement und der Permanentmagnet
derart angeordnet sind, dass sie in einer Richtung senkrecht zu
der Axialrichtung der hohlen Antriebswelle nicht einander überlappen,
und an dem Gehäuse der Lagerabschnitt in einer mit dem
Mutterelement korrespondierenden Position angeordnet ist und der
Wicklungsabschnitt in einer mit dem Permanentmagneten korrespondierenden
Position angeordnet ist.
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Das
heißt, bei der hohlen Motorantriebsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung wird eine Struktur angewendet, bei welcher die Schraubnut
der Spindelwelle und die Mutternut des Mutterelements in einem schraubend
gleitenden Zustand in Eingriff stehen, und das Mutterelement, das
mit der Drehantriebskraft von der Spindelwelle aufgenommen wird, ist
an der hohlen Antriebswelle befestigt, so dass das Trägheitsmoment
zum Zeitpunkt des Betriebsstopps des hohlen Motors möglichst
gering gestaltet werden kann, wodurch eine stark verbesserte Stoppempfindlichkeit
realisiert wird. Außerdem kann, da die Last, die von der
Spindelwelle über das Mutterelement an die hohle Antriebswelle übertragen
wird, von dem Lagerabschnitt aufgenommen wird, in welchem eine Mehrzahl
von Lagern in dem einen Abschnitt konzentriert sind, die Vorrichtung
mit einer kompakten Struktur und einer hohen Festigkeit realisiert
werden.
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Bei
der hohlen Motorantriebsvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung kann das Gehäuse einen Lageraufnahmeabschnitt,
der den Lagerabschnitt aufnimmt, und einen Wicklungsaufnahmeabschnitt
aufweisen, der den Wicklungsabschnitt aufnimmt.
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Das
heißt, bei der hohlen Motorantriebsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung sind der hohle Motorabschnitt als eine Antriebsleistungsquelle,
die aus dem Wicklungsabschnitt und dem Permanentmagneten besteht,
und der Spindel/Mutter-Mechanismus als Antriebsleistungsumwandlungsmittel,
das aus dem Mutterelement und dem Lagerabschnitt besteht, separat
angeordnet. Dies kann eine einfache Struktur und eine leichte Montagearbeit
mit verbesserter Wartungsfähigkeit schaffen.
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Darüber
hinaus kann bei der hohlen Motorantriebsvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung der Wicklungsaufnahmeabschnitt, der das Gehäuse
bildet, eine lösbare Struktur haben.
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Das
heißt, durch lösbares Montieren des das Gehäuse
bildenden Wicklungsaufnahmeabschnitts kann lediglich der hohle Motorabschnitt
ausgetauscht werden, und zum Beispiel kann durch Auswechseln des
Wicklungsabschnitts und des Permanentmagneten die Nennleistung der
hohlen Motorantriebsvorrichtung leicht verändert werden.
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Noch
darüber hinaus kann bei der hohlen Motorantriebsvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung der Permanentmagnet
auf der hohlen Antriebswelle mittels eines Positionseinstellmechanismus
derart vorgesehen sein, dass ein Abstand zwischen dem Permanentmagneten
und dem Wicklungsabschnitt eingestellt wird.
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Das
heißt, gemäß der hohlen Motorantriebsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung kann der Abstand zwischen dem Permanentmagneten
und dem Wicklungsabschnitt leicht eingestellt werden, so das die
Einstellung des hohlen Motorabschnitts beim anfänglichen
Festlegen des Vorrichtungsmontagezeitpunktes oder des Vorrichtungswartungszeitpunktes leicht
durchgeführt werden kann.
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Noch
darüber hinaus kann bei der hohlen Motorantriebsvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung der Positionseinstellmechanismus
aufweisen:
ein Magnethalteelement, das derart angeordnet ist, dass
es mit dem Permanentmagneten zu verbinden ist;
einen Spannring,
der zwischen dem Magnethalteelement und der hohlen Antriebswelle
angeordnet ist, bei welchem die Bewegung der einen Endseite in Axialrichtung
zu der einen Endseite durch Anstoßen des einen Endes an
eine an der hohlen Antriebswelle ausgebildete Eingriffswand begrenzt
wird;
eine Abstandshülse, die an einer anderen Endseite des
Spannringes derart angeordnet ist, dass sie in einer Axialrichtung
der hohlen Antriebswelle bewegbar ist; und
eine Druckmutter,
die den Spannring in Axialrichtung zu der einen Endseite über
die Abstandshülse durch Schraubeingriff mit einer in einer
Oberfläche der hohlen Antriebswelle ausgebildeten Schraubnut
drückt.
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Ferner
erwähnt das Konzept der oben genannten vorliegenden Erfindung
nicht alle notwendigen gegenständlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung,
und eine Unterkombination dieser Merkmale kann ebenso die vorliegende
Erfindung bilden.
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WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist eine hohle Motorantriebsvorrichtung vorgesehen,
die sowohl eine hohe Festigkeit, eine gute Stoppempfindlichkeit
und eine verbesserte Wartungsfähigkeit als auch eine kompakte
Vorrichtungsstruktur hat.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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[1] 1 ist
eine perspektivische Ansicht, welche die Außenkonfiguration
eines wesentlichen Teils einer hohlen Motorantriebsvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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[2] 2 ist
eine Längsschnitt-Vorderansicht, die einen wesentlichen
Teil einer Struktur der hohlen Motorantriebsvorrichtung der Ausführungsform
zeigt.
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[3] 3 ist
eine Längsschnitt-Vorderansicht zur Erläuterung
des Betriebs der hohlen Motorantriebsvorrichtung gemäß der
Ausführungsform.
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[4] 4 ist
eine perspektivische Ansicht, welche die Außenkonfiguration
eines Verwendungsbeispiels der hohlen Motorantriebsvorrichtung gemäß der
Ausführungsform zeigt.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM DER
ERFINDUNG
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Nachstehend
wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen erläutert. Ferner
wird angemerkt, dass die folgende Ausführungsform die Erfindung
nach den jeweiligen beigefügten Ansprüche nicht
beschränkt, und alle Kombinationen der gegenständlichen
Merkmale, die in der Ausführungsform erläutert
sind, sind nicht unbedingt notwendig für die Lösung
der Probleme.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, welche die Außenkonfiguration
eines wesentlichen Teils der hohlen Motorantriebsvorrichtung der
vorliegenden Ausführungsform zeigt. 2 ist eine
Längsschnitt-Vorderansicht, die einen wesentlichen Teil
einer Struktur der hohlen Motorantriebsvorrichtung der Ausführungsform
zeigt.
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Eine
hohle Motorantriebsvorrichtung 10 gemäß der
vorliegenden Ausführungsform ist versehen mit: einem Spindel/Mutter-Mechanismus 11,
der als ein Antriebskraftumwandlungsmittel aus einer Spindelwelle 12,
einem Mutterelement 13 und einem Lager 14 besteht;
und einem hohlen Motorabschnitt 21, der als eine Antriebsleistungserzeugungsquelle
aus einem Wicklungsabschnitt 22 und einem Permanentmagneten 23 besteht.
Der Spindel/Mutter-Mechanismus 11 und der hohle Motorabschnitt 21 sind über eine
hohle Antriebswelle 25 miteinander verbunden. Die hohle
Antriebswelle 25 ist zwischen dem Mutterelement 13 und
dem Lager 14 positioniert, um eine Last des Mutterelements 13 an das
Lager zu übertragen, und dient als ein Rotor des hohlen
Motorabschnitts 21 durch Anordnung des Permanentmagneten 23 an
seiner Außenumfangsseite.
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Die
Spindelwelle 12, die den Spindel/Mutter-Mechanismus 11 bildet,
ist ein Element mit einer Außenumfangsfläche,
in welcher eine spiralförmige Schraubnut 12a ausgebildet
ist, und bildet einen Bezug zu einem Betrieb der hohlen Motorantriebsvorrichtung 10.
Andererseits ist das Mutterelement 13 ein Element mit einer
Innenumfangsfläche, in welcher eine nicht gezeigte Mutternut
ausgebildet ist, die mit der Schraubnut 12a der Spindelwelle 12 verschraubt
wird, und durch Verschrauben dieses Mutterelements 13 mit
der Spindelwelle 12 wird eine Gleitspindel gebildet. Dementsprechend
wird, wenn das Mutterelement 13 eine Drehbewegung durchführt,
eine relative hin- und hergehende Linearbewegung der Spindelwelle 12 in
der Axialrichtung in Bezug auf das Mutterelement ermöglicht.
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Das
Mutterelement 13 ist an der Innenumfangsseite der hohlen
Antriebswelle 25, die als ein Rotor des hohlen Motorabschnitts 21 wirkt,
eingesetzt und befestigt und wird zusammen mit der Drehbewegung
der hohlen Antriebswelle 25 gedreht. Ferner wird das Mutterelement 13 über
die hohle Antriebswelle 25 von dem Lager 14 abgestützt,
und entsprechend dieser Struktur kann die stabile Drehbewegung des
Mutterelements 13 realisiert werden.
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Das
Mutterelement 13 ist an der Innenumfangsseite der hohlen
Antriebswelle 25 befestigt, und dementsprechend ist, wie
oben erwähnt, die hohle Antriebswelle 25 zwischen
dem Mutterelement 13 und dem Lager 14 angeordnet,
um eine Last aufzunehmen und zu übertragen. Darüber
hinaus dient die hohle Antriebsquelle 25, da der Permanentmagnet 23 als
eine Magnetfeldflusserzeugungsquelle an ihrer Außenumfangsseite
angeordnet ist, auch als ein Rotor des hohlen Motorabschnitts 21.
Der Wicklungsabschnitt 22, der die Magnetfelderzeugungsquelle
bildet, ist in einer Position gegenüber dem an der hohlen
Antriebswelle 25 ausgebildeten Permanentmagneten 23 angeordnet,
und der Permanentmagnet 23 und der Wicklungsabschnitt 22 bilden
zusammen einen hohlen Motor.
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Ferner
wird in der beschriebenen Ausführungsform die Montage des
Permanentmagneten 23 in Bezug auf die hohle Antriebswelle 25 mittels
des Positionseinstellmechanismus 30 durchgeführt.
Entsprechend der Funktion des Positionseinstellmechanismus 30 ist
der Abstand zwischen dem Permanentmagneten 23 und dem Wicklungsabschnitt 22 frei einstellbar.
Dieser Positionseinstellmechanismus 30 besteht aus einem
Magnethalteelement 31, einem Spannring 32, einer
Abstandshülse 33 und einer Druckmutter 35.
Die spezielle Struktur und Funktion des Positionseinstellmechanismus 30 wird
nachstehend erläutert.
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Im
Allgemeinen besteht der Permanentmagnet 23 aus einer Mehrzahl
von plattenförmigen Permanentmagnetelementen, welche jeweils
mit einem wärmebeständigen flexiblen Material
verbunden sind, um die hohle Antriebswelle 25 derart zu
umschließen, dass sie in der Außendurchmesserrichtung
der hohlen Antriebswelle 25 leicht bewegbar sind. Durch
Ausüben einer Bewegungskraft in der Radialrichtung auf
den Permanentmagneten 23 mit der oben genannten Struktur
wird die Bewegung der hohlen Antriebswelle 25 in der Außendurchmesserrichtung
oder Innendurchmesserrichtung realisiert, und der Abstand zwischen
dem Permanentmagneten 23 und dem Wicklungsabschnitt 22 ist
einstellbar. Jedoch wird, da es nicht bevorzugt ist, die Bewegungskraft
direkt auf den Permanentmagneten 23 auszuüben,
eine Struktur derart verwendet, dass das Magnethalteelement 31 mit
dem Permanentmagneten 23 verbunden ist. Dementsprechend
wird die Bewegungskraft an dem Permanentmagneten 23 mittels des
Magnethalteelements 31 ausgeübt.
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Der
Spannring 32 ist zwischen dem Magnethalteelement 31 und
der hohlen Antriebswelle 25 angeordnet. Dieser Spannring 32 bildet
ein keilförmiges Reibbefestigungselement, das zur Einstellung
eines Abstandes zwischen dem Magnethalteelement 31 und
der hohlen Antriebswelle 25 und Umwandlung einer Druckkraft
in der Axialrichtung in eine Bewegungskraft in einer Richtung senkrecht
zu der Axialrichtung (d. h. Radialrichtung) geeignet ist. Das heißt, der
Spannring 32 gemäß der vorliegenden Ausführungsform
stößt mit dem einen Ende (linke Endseite in 2)
an einer an der hohlen Antriebswelle 25 ausgebildeten Eingriffswand 25a an,
um dadurch seine weitere Bewegung in Axialrichtung zu der einen Endseite
zu begrenzen, und das andere Ende (rechte Endseite in 2)
nimmt einen freien Zustand in Bezug auf die hohle Antriebswelle 25 ein.
Dementsprechend wird, wenn der Spannring 32 von der anderen Endseite
in Axialrichtung zu der einen Endseite gedrückt wird, diese
axiale Druckkraft als die Bewegungskraft in der Außendurchmesserrichtung
umgewandelt, und umgekehrt, wenn der Spannring 32 derart
betätigt wird, dass die Druckkraft von der anderen Endseite
in Axialrichtung zu der einen Endseite freigegeben wird, wird die
Bewegungskraft in der Innendurchmesserrichtung durch das Freigeben
dieser axialen Druckkraft erreicht, so dass es möglich
ist, die Position in der Radialrichtung des mit dem Magnethalteelement 31 verbundenen
Permanentmagneten 23 einzustellen.
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Das
Drücken an dem Spannring 32 wird durch eine Abstandshülse 33,
die an der anderen Endseite (rechte Endseite in 2)
des Spannringes 32 derart angeordnet ist, dass sie in der
Axialrichtung der hohlen Antriebswelle 25 bewegbar ist,
und eine Druckmutter 35 realisiert, die zum Drücken
des Spannringes 32 in Axialrichtung zu der einen Endseite
(linke Endseite in 2) über die Abstandshülse 33 durch
Schraubeingriff mit der in der Oberfläche der hohlen Antriebswelle 25 ausgebildeten
Schraubnut geeignet ist.
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Wie
oben erwähnt, ist bei der hohlen Motorantriebsvorrichtung 10 gemäß der
vorliegenden Ausführungsform der Permanentmagnet 23 mittels
das Positionseinstellmechanismus 30 an der hohlen Antriebswelle 25 montiert,
so dass der Abstand zwischen dem Permanentmagneten 23 und
dem Wicklungsabschnitt 22 extrem leicht eingestellt werden kann.
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Dementsprechend
können bei der hohlen Motorantriebsvorrichtung 10 der
vorliegenden Ausführungsform das anfängliche Einstellen
zum Zeitpunkt der Montage der Vorrichtung und die Einstellung des
hohlen Motorabschnitts 21 zum Zeitpunkt der Wartung der
Vorrichtung leicht durchgeführt werden.
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Ferner
ist ein Drehgeber 34 zwischen der Abstandshülse 33 und
der Druckmutter 35 angeordnet, die für die hohle
Antriebswelle 25 vorgesehen sind, und ein Gebersensor 36 ist
in dem Gehäuse 26 (Wicklungsaufnahmeabschnitt 26d)
gegenüber dem Drehgeber 34 angeordnet. In dem
hohlen Motorabschnitt 21 der vorliegenden Ausführungsform
wird durch die Anordnung des Drehgebers 34 und des Gebersensors 36 eine
Winkelposition des hohlen Motors erfasst, um dadurch die Motorsteuerung
als ein Synchronmotor durchzuführen.
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Das
Betriebssystem des hohlen Motorabschnitts 21 gemäß der
vorliegenden Ausführungsform verwendet ein Rechteckwellenantriebssystem, in
welchem eine Positionsinformation der hohlen Antriebswelle 25 als
ein Rotor durch den Drehgeber 34 und den Gebersensor 36 erfasst
wird und eine Drehsteuerung durch Schalten einer Stromflussphase
alle 60 Grad (alle 60 Grad in Bezug auf den elektrischen Winkel
von 360 Grad) durchgeführt wird. Dieses System hat den
Vorteil, dass ein großes Drehmoment mit einem geringen
Strom erreichbar ist.
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Darüber
hinaus besteht die Außenkonfiguration der hohlen Motorantriebsvorrichtung 10 gemäß der
vorliegenden Ausführungsform aus dem Gehäuse 26,
das den Lagerabschnitt 14 und den Wicklungsabschnitt 22 aufnimmt.
Das Gehäuse 26 der vorliegenden Ausführungsform
besteht zum Beispiel, wie in den 1 und 2 gezeigt,
aus dem Enddeckelabschnitt 26a, der den Endabschnitt des
Gehäuses 26 bildet, dem Lageraufnahmeabschnitt 26b,
der das Lager 14 aufnimmt, dem Flanschabschnitt 26c als
Befestigungsmittel für die Vorrichtung, und dem Wicklungsaufnahmeabschnitt 26d,
der den Wicklungsabschnitt 22 aufnimmt.
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Ferner
können der Enddeckelabschnitt 26a, der Lageraufnahmeabschnitt 26b,
der Flanschabschnitt 26c und der Wicklungsaufnahmeabschnitt 26d,
welche das Gehäuse 26 bilden, durch Befestigungsmittel,
wie Schrauben 27, verbunden werden, und insbesondere kann
der Wicklungsaufnahmeabschnitt 26d vorzugsweise lösbar
ausgebildet werden. Wie erwähnt, ermöglicht die
lösbare Struktur des Wicklungsaufnahmeabschnitts 26d lediglich,
dass der hohle Motorabschnitt 21 ausgetauscht werden kann,
und durch Austauschen des Wicklungsabschnitts 22 und des
Permanentmagneten 23 kann die Nennleistung der hohlen Motorantriebsvorrichtung 10 optional
und leicht geändert werden.
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Im
vorstehenden sind, obwohl die Bauelemente der hohlen Motorantriebsvorrichtung
gemäß der vorliegenden Ausführungsform
beschrieben wurden, wie mit Bezug auf die 1 und 2 erwähnt ist,
bei der hohlen Motorantriebsvorrichtung 10 der vorliegenden
Ausführungsform das Mutterelement 13 und der Permanentmagnet 23 an
der hohlen Antriebswelle 25 derart angeordnet, dass sie
in der Richtung senkrecht zu der Axialrichtung der hohlen Antriebswelle 25 nicht
miteinander überlappen, und an der Seite des Gehäuses 26 ist
der Lagerabschnitt 14 in einer mit dem Mutterelement 13 korrespondierenden
Position angeordnet, und der Wicklungsabschnitt 22 ist
auch in einer mit dem Permanentmagneten 23 korrespondierenden
Position angeordnet. Das heißt, bei der hohlen Motorantriebsvorrichtung 10 der
vorliegenden Ausführungsform wird eine Last, die von der
Spindelwelle 12 über das Mutterelement 13 an
die hohle Antriebswelle 25 übertragen wird, von
dem Lagerabschnitt (den Lagern) 14 aufgenommen, die an
der einen Stelle angesammelt sind, so dass eine Vorrichtung geschaffen
werden kann, die eine kompakte Struktur mit hoher Festigkeit hat.
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Darüber
hinaus sind bei der hohlen Motorantriebsvorrichtung gemäß der
vorliegenden Ausführungsform die Schraubnut 12a der
Spindelwelle 12 und die Mutternut des Mutterelements 13 in
einem Gleitzustand im Schraubeingriff miteinander, und außerdem
ist das Mutterelement 13, das die Drehantriebskraft von
der Spindelwelle 12 aufnimmt, an der hohlen Antriebswelle 25 befestigt,
so dass das Trägheitsmoment zum Zeitpunkt des Betriebsstopps
des hohlen Motors möglichst gering gestaltet werden kann,
wodurch eine sehr gute Stoppempfindlichkeit realisiert wird.
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Noch
darüber hinaus verwendet die hohle Motorantriebsvorrichtung 10 der
vorliegenden Ausführungsform eine einfache Vorrichtungsstruktur,
bei welcher der Spindel/Mutter-Mechanismus 11 und der hohle
Motorabschnitt 21 separat angeordnet sind, so dass die
hohle Motorantriebsvorrichtung 10 gut gewartet und mit
hoher Bearbeitbarkeit leicht montiert werden kann.
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Im
vorstehenden wurde die Struktur der hohlen Motorantriebsvorrichtung 10 der
vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Nachstehend wird das
Montageverfahren der hohlen Motorantriebsvorrichtung 10 gemäß der
vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
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Bei
einem Montagevorgang der hohlen Motorantriebsvorrichtung 10 gemäß der
vorliegenden Ausführungsform werden zuerst eine Mehrzahl
von Lagern (Lagerabschnitt 14) in Bezug auf die hohle Antriebswelle 25 angeordnet,
bei welcher das Mutterelement 13 an der Innenumfangsseite
angeordnet ist und der Permanentmagnet 23 an der Außenumfangsseite
angeordnet ist, um dadurch einen Lagerabschnitt 14 zu bilden.
Die Bewegung des Lagerabschnitts 14 in Axialrichtung zu
der einen Endseite wird durch das Anstoßen der einen Endseite
(linke Seite in 2 der Zeichnung) an der Eingriffswand 25b begrenzt,
die an der hohlen Antriebswelle 25 ausgebildet ist. In
diesem Zustand kann durch Befestigen der anderen Endseite (rechte
Seite in 2 der Zeichnung) des Lagerabschnitts 14 durch
die Anschlagmutter 37, die mit der hohlen Antriebswelle 25 in
Schraubeingriff steht, der Lagerabschnitt 14 sicher positioniert
werden.
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Anschließend
werden, um die Außenumfangsfläche des Lagerabschnitts 14 aufzunehmen und
zu schützen, der Enddeckelabschnitt 26a, der Lageraufnahmeabschnitt 26b und
der Flanschabschnitt 26c der das Gehäuse 26 bildenden
Elemente angebracht. Danach wird auch der Wicklungsaufnahmeabschnitt 26d angebracht,
der den Wicklungsabschnitt 22 aufnimmt, und durch Betreiben
des Positionseinstellmechanismus 30 wird der Abstand zwischen
dem Permanentmagneten 23 und dem Wicklungsabschnitt 22 eingestellt.
Der Betrieb des Positionseinstellmechanismus 30 wird im
Wesentlichen durch Einstellen des Bewegungsabstandes in der Außendurchmesser-
oder Innendurchmesserrichtung des Spannringes 32 über
die Einstellung des Befestigungsbetrages der Druckmutter 35 durchgeführt.
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Schließlich
wird der Gebersensor 36 an dem das Gehäuse 26 bildenden
Wicklungsaufnahmeabschnitt 26d montiert, um dadurch die
Montage der hohlen Motorantriebsvorrichtung gemäß der
vorliegenden Ausführungsform zu vollenden.
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Nachstehend
wird der Betrieb der hohlen Motorantriebsvorrichtung gemäß der
vorliegenden Ausführungsform mit Bezug auf 3 beschrieben, welche
eine Vertikalschnitt-Vorderansicht zur Erläuterung des
Betriebs der hohlen Motorantriebsvorrichtung gemäß der
vorliegenden Ausführungsform ist.
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Die
hohle Motorantriebsvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform
kann wenigstens drei Betriebsverfahren bereitstellen:
Zuerst
wird bei dem ersten Betriebsverfahren der Körperabschnitt
der hohlen Motorantriebsvorrichtung 10, d. h. der das Gehäuse 26 bildende
Flanschabschnitt 26c, der mit dem Zeichen „A"
bezeichnet ist, derart befestigt, dass ein freier Zustand der Spindelwelle 12 geschaffen
wird. In diesem Zustand führt, wenn der hohle Motorabschnitt 21 angetrieben
wird, die Spindelwelle 12 die Hin- und Herbewegung in deren
Axialrichtung durch. Zu diesem Zeitpunkt führt die Spindelwelle 12 keine
Drehbewegung um die Achse durch und führt lediglich die
Hin- und Herbewegung durch, und dementsprechend ist durch Anordnung
eines von der Spindelwelle 12 anzutreibenden Gegenstandes
der Antriebsbetrieb des Gegenstandes möglich.
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Zweitens
wird bei dem nächsten Betriebsverfahren die Spindelwelle 12 durch
Befestigen beider oder wenigstens eines der mit den Zeichen „B"
und „C" bezeichneten Abschnitte festgelegt, und der anzutreibende
Gegenstand wird dann in der mit dem Zeichen „A" dargestellten
Position des Flanschabschnitts 26c befestigt. In diesem
Zustand ist, wenn der hohle Motorabschnitt 21 angetrieben
wird, nur die Spindelwelle 12 im stationären Zustand,
und der Hauptkörperabschnitt der hohlen Motorantriebsvorrichtung 10,
der beispielsweise den Spindel/Mutter-Mechanismus 11 und
den hohlen Motorabschnitt 21 umfasst, führt die
hin- und hergehende Linearbewegung in der Axialrichtung durch. Dementsprechend
wird der Gegenstand zusammen mit dem Hauptkörperabschnitt
der hohlen Motorantriebsvorrichtung 10 angetrieben.
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Schließlich
ist das dritte Betriebsverfahren ein Verfahren der Kombination der
oben erwähnten ersten und zweiten Betriebsverfahren. Das
heißt, die anzutreibenden Gegenstände werden in
allen mit den Zeichen „A" bis „C" dargestellten
Positionen angebracht, und die Gegenstände werden durch
Steuerung der Betriebsbedingungen des hohlen Motorabschnitts 21 begrenzt
und/oder freigegeben, wodurch ermöglicht wird, dass das
komplizierte Antreiben und Betreiben der Gegenstände durchgeführt
werden kann.
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BEISPIEL
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Ein
spezielles Verwendungsbeispiel der hohlen Motorantriebsvorrichtung 10 gemäß der
vorliegenden Ausführungsform, die vorstehend erwähnt ist,
wird nachstehend mit Bezug auf 4 erläutert, welche
eine perspektivische Ansicht ist, die das Verwendungsbeispiel der
hohlen Motorantriebsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform
zeigt.
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Bei
der hohlen Motorantriebsvorrichtung 10 der vorliegenden
Ausführungsform ist der Flanschabschnitt 26c der
das Gehäuse 26 bildenden Elemente entfernt, und
der Blockkörper 40 mit rechteckiger Form ist an
dem Außenumfangsabschnitt des Gehäuses 26 angebracht.
Ferner sind zwei Linearführungen 45 unter dem
Blockkörper 40 angeordnet, ein die Linearführung 45 bildender
bewegbarer Block 45a ist mit dem Blockkörper 40 verbunden,
und eine die Linearführung 45 bildende Spurschiene 45b ist mit
einem Sockel als ein Lagestandard verbunden.
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Dann
wird, wenn der hohle Motorabschnitt 21 mit der befestigten
Spindelwelle 12 angetrieben wird, nur der Blockkörper 40 in
der Axialrichtung bewegt, und andererseits wird, wenn der hohle
Motorabschnitt 21 mit dem befestigten Blockkörper
angetrieben wird, nur die Spindelwelle 12 in der Axialrichtung
bewegt. Wenn der hohle Motorabschnitt 21 unter der Einstellung
des begrenzten und/oder freigegebenen Zustands der Spindelwelle 12 und
des Blockkörpers 40 angetrieben wird, können
die komplizierten Bewegungsvorgänge in den Axialrichtungen
der Spindelwelle 12 und des Blockkörpers 40 realisiert
werden.
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Ferner
kann der Blockkörper 40 in der vorliegenden Ausführungsform,
die in 4 gezeigt ist, zum Beispiel als ein Sockelhalteplatz
oder Gegenstandshalteplatz verstanden werden, und durch die Kombination
der hohlen Motorantriebsvorrichtung 10 der vorliegenden
Ausführungsform und der beiden Linearführungen 45 kann
eine Antriebsvorrichtung mit extrem hoher Festigkeit und hoher Stoppempfindlichkeit
realisiert werden.
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Vorstehend
ist, obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung genannt wurden, der technische Bereich der vorliegenden
Erfindung nicht auf den beschriebenen Bereich der obigen Ausführungsformen beschränkt,
und viele andere Abänderungen und Modifikationen können
an den obigen Ausführungsformen durchgeführt werden.
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Zum
Beispiel können bei der hohlen Motorantriebsvorrichtung 10 der
vorliegenden Ausführungsform, die oben erwähnt
ist, obwohl eine Gleitspindel erläutert ist, die durch
direkten Schraubeingriff der Spindelwelle 12 und des Mutterelements 13 gebildet
wird, endlos umlaufende Wälzkörper (zum Beispiel
Kugeln oder Rollen) zwischen der Spindelwelle 12 und dem
Mutterelement 13 angeordnet werden, um dadurch eine Wälzkörperspindelvorrichtung zu
bilden. Durch Verwenden einer solchen Struktur können die
Festigkeit und Stoppempfindlichkeit stark erhöht werden,
und ein sanfterer Betrieb kann realisiert werden.
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Darüber
hinaus wird bei der hohlen Motorantriebsvorrichtung 10 der
vorliegenden Ausführungsform, die oben erwähnt
ist, eine Struktur angewendet, bei welcher die Lager, die den Lagerabschnitt 14 bilden,
der die von der Drehbewegung des Mutterelements 13 verursachte
Last abstützt, in einer konzentrierten Weise in einer Position
gegenüber dem Mutterelement 13 angeordnet sind.
Diese Struktur wird in Anbetracht der auf die hohle Antriebswelle 25 ausgeübten
Last und des Ausgleichs der hohlen Antriebswelle 25 in
der Drehbewegung verwendet, so dass es eine sehr bevorzugte Struktur
ist. Jedoch kann es möglich sein, ein Stützlager
an dem Endabschnitt der anderen Endseite (rechte Seite in 2 der
Zeichnung) des Gehäuses 26 in Anbetracht der weiteren Verlängerung
der Lebensdauer der Vorrichtung und deren weiteren Stabilität
beim Antriebsbetrieb anzubringen.
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Es
kann ersichtlich sein, dass die Modi oder Ausführungsformen,
bei welchen die oben genannten Abänderungen oder Modifikationen
anwendbar sind, innerhalb des technischen Bereichs der vorliegenden
Erfindung aus der Interpretation der Patentansprüche sind.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Eine
hohle Motorantriebsvorrichtung 10 weist eine Spindelwelle 12,
die mit einer spiralförmigen Schraubnut 12a versehen
ist, die in einer Außenumfangsfläche davon ausgebildet
ist, ein Mutterelement 13, das mit der Schraubnut 12a in
Schraubeingriff steht, eine hohle Antriebswelle 25 mit
einer Innenumfangsseite, an welcher das Mutterelement 13 befestigt
ist, und einer Außenumfangsseite, an welcher ein Permanentmagnet 23 angeordnet
ist, und ein Gehäuse 26 auf, das mit einem Lagerabschnitt 14,
der die hohle Antriebswelle 25 drehbar abstützt, und
einem Wicklungsabschnitt 22 versehen ist. An der hohlen
Antriebswelle 25 sind das Mutterelement 13 und
der Permanentmagnet 23 derart angeordnet, dass sie in einer
Richtung senkrecht zu der Axialrichtung der hohlen Antriebswelle 25 nicht
einander überlappen, und an dem Gehäuse 26 ist
der Lagerabschnitt 14 in einer mit dem Mutterelement 13 korrespondierenden
Position angeordnet, und der Wicklungsabschnitt 22 ist
in einer mit dem Permanentmagneten 23 korrespondierenden
Position angeordnet. Gemäß einer solchen Struktur
ist eine hohle Motorantriebsvorrichtung mit einer hohen Festigkeit
und guten Stoppempfindlichkeit und einer guten Wartungsfähigkeit
und kompakten Struktur vorgesehen.
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ERLÄUTERUNG DER BEZUGSZEICHEN
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10 – hohle
Motorantriebsvorrichtung, 11 – Spindel/Mutter-Mechanismus, 12 – Spindelwelle, 12a – Schraubnut, 13 – Mutterelement, 14 – Lager, 21 – hohler
Motor, 22 – Wicklung, 23 – Permanentmagnet, 25 – hohe
Antriebswelle, 25a, 25b – Eingriffswand, 26 – Gehäuse, 26a – Enddeckelabschnitt, 26b – Lageraufnahmeabschnitt, 26c – Flanschabschnitt, 26d – Wicklungsaufnahmeabschnitt, 27 – Schraube, 30 – Positionseinstellmechanismus, 31 – Magnethalteelement, 32 – Spannring, 33 – Abstandshülse, 34 – Drehgeber, 35 – Druckmutter, 36 – Gebersensor, 37 – Anschlagmutter, 40 – Blockelement, 45 – Linearführung, 45a – bewegbarer
Block, 45b – Spurschiene.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 6-53851 [0002]
- - JP 6-300106 [0002]