JP3125022U - 往復部制御駆動用駆動組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】台床に対して往復部或いは門形構造を非常に高精度に且つ往復動作変位の正確な反復性をもって制御駆動可能な新しい駆動組立体を提供する。
【解決手段】台床に対する往復部を制御駆動する往復部制御駆動用駆動組立体で、歯付棒状部と少なくとも歯付棒状部と噛み合って制御可能な電動機駆動により駆動される小歯車とを含む。小歯車は、環状室が形成されているために断面がＵ字状である支持体に固定された電動機の主軸と一体に形成されている。電動機は、主軸を有する回転子を含む。主軸の両端部は、電動機固定子の胴体に堅固に結合されたカバー部の各凹部に係合した軸受けに支持されている。
【選択図】図３

Description

本考案は、往復部制御駆動用駆動組立体に関する。

基礎枠組みあるいは台床上の高精度平行ガイドが既に知られている。前記平行ガイドは、特に、工作機械分野で従来使用されている例えばドリル盤、ボーリング盤、或いはフライス盤の様な機械加工装置を支持している往復部或いは直立部を支持するために用いられている。

大型機械加工装置においては、可動往復部はしばしば機械加工及び切削片除去装置を含む門形構造を有している。該可動往復部を形成している門形構造は、機械台床上に配置された加工片に対して移動可能である。

上記タイプの往復部を駆動するために、従来から、減速或いは伝達手段を介して電動機が使われる。動力伝達機構の端部において、従来の装置は機械台床に堅結された歯付棒状部と噛み合う小歯車を備え、一つ或いは複数の小歯車の回動により往復部が制御駆動される。

しかしながら、台床上の比較的重い往復部或いは門形構造を駆動するためには、従来の電動機及び機械的減速装置では現在の精度要求を満たさず、且つ、伝達手段の弾性的性質から、機械加工往復部の変位の正確な反復性が得られない。

本考案は、従来技術の上記問題点を解消し、台床に対して往復部或いは門形構造を非常に高精度に且つ往復動作変位の正確な反復性をもって制御駆動可能な新しい駆動組立体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本考案は、小歯車が歯付棒状部と噛み合って制御可能な電動機により駆動され、該制御可能な電動機が主軸、電動機回転子、及び電動機固定子を有し、該回転子が該主軸を有し、該歯付棒状部を含む台床に対する往復部を制御駆動する往復部制御駆動用駆動組立体であって、上記電動機の主軸と一体に形成された上記小歯車と、環状室が形成されているために本体の断面がＵ字状である支持体に固定された上記電動機の主軸と、上記電動機固定子の胴体に堅固に結合されたカバー部の各凹部に係合した軸受けに支持された、上記電動機の回転子の主軸の両端部とを備えることを特徴とする往復部制御駆動用駆動組立体を採用する。

上記駆動組立体によれば、回転子の主軸と一体に形成された小歯車と、回転子と、環状空洞室を形成する中間支持体とによって形成される一体化された剛体により、組立体全体の重量削減と最適な冷却が可能である。

回転子の主軸の両端部を電動機の固定子側胴体と堅個に結合された強固な両カバー部に係合させることにより、高剛性が得られ、且つ駆動される往復部への組み付けに適した小型化が達成される。

電動機は、ブラシレス型である。電動機の固定子は、複数の固定子コイルと組み合わされた一組の固定子薄片を備え、固定子は多数の固定子極を有する。電動機の回転子は、複数の永久磁石板を含む鋼製のリング要素を備える。従い、上記電動機は、固定子−回転子解放リングのブラシレス型である。

以下、本考案の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１に構成を示すように、往復部１は、例えば大型工作機械の台床上で長手方向に伸びる平行ガイド２（基本的に二列）の上に摺動可能に配置されている。往復部１は、往復部１の胴体に堅固に固定された、即ち胴体と剛な、一以上の駆動体４を支持する。各駆動組立体は小歯車５を備える。前記小歯車５は、台床３の縦方向に伸び該台床と剛な歯付棒状部６と噛み合う。

図２は、該可動往復部１の平面図である。往復部１は、台床３の、公知且つ図２には示されていない、ガイドに沿って摺動自在に駆動可能である。台床３は、その中央部分において、長手方向に伸びる歯付棒状部６を支持する。往復部は、両頭矢印ｆで示された両方向に摺動自在に駆動可能である。

図２に示されるように、前記往復部は付番７によって示された凹部を備えている。各凹部７に駆動組立体４が収容されている。各駆動組立体４は、前記歯付棒状部６と噛み合って制御可能に駆動する小歯車５を備える。

図１及び２に示されるように、２つの駆動組立体４が備わっているが、より小さい往復部１には１つの駆動組立体４で十分である。駆動組立体４の数は往復部１の大きさに依る。

図３は、１つの駆動組立体４の縦断面図である。この図には、構造明確化のために台床３の一部は示されているが、平行ガイドは示されていない。前記台床３の上に、該台床３に支持された歯付棒状部６が長手方向に伸びている。前記小歯車５が歯付棒状部に噛み合っている。該小歯車５は、固定子１０の中に収容された回転子９の主軸８と一体である。主軸８と小歯車５を含む一本化された構成により、非常に堅固な構造が得られる。

小歯車５に近い主軸８の端部と反対側の端部は軸受１１、１２によって支持されている。軸受１１、１２は、内部に前記固定子１０が配設された外ケーシングに固定されたカバー部１３、１４と係合している。

図示の如く、回転子９は、回転子９から主軸８に向かって半径方向に伸びる支持体１６に固定されている。キー手段を使うことによって、回転子９の支持体１６は主軸８に強固にキー固定されている。

支持体１６には、支持体１６内を環状に伸びる環状室１８が設けられている。該環状室１８を設けることによって、支持体１６の重量は顕著に減少し、更に、支持体１６の断面がＵ形であること起因して、当組立体の冷却面積が著しく拡大されている。環状室１８は閉鎖フランジ２１によって閉じられる。閉鎖フランジ２１は回転子を固定し、第２リングとして機能している。

小歯車５と反対側の主軸８の端部には、変換器２０の回転部と固定された小軸１９が設けられている。前記変換器２０の出力はデジタル制御手段に接続されており、従い、機械台床３に対する往復部１駆動組立体の正確な運転速度を何時でも検出することが可能である。

更に、電動機回転子と固定子は該電動機によって駆動される質量に基づいて設計されている。高トルク且つ多極閉鎖リングを有する同期電動機は、このような用途に非常に有利である。

本考案の主な特徴は、小歯車５が回転子９の主軸８と効果的に一体を成していることである。

上述の如く、回転子主軸８の両端部は頑強なカバー部で支持され、それらの内側に収容される。非常に安定した軽い中間支持体１６によって主軸８を回転子９に堅個に結合する事によって、非常に堅く且つ正確な駆動手段が得られ、それによって、可動往復部１、例えば工作機械の往復部、の駆動精度が顕著に増加する。

回転子９が比較的大きい半径を有するので、主軸８に伝達されるトルクは非常に大きい。

主軸８と小歯車５を一体化することによって、高剛性且つ高精度な機械要素が得られるだけでなく、一般的に必要な特殊機械加工を省く事が出来る。該特殊機械加工とは、例えば一以上のキー手段により小歯車５と主軸８を結合する為に、例えば一以上の長孔を小歯車の結合穴の内部に形成し、主軸８の端部にキー溝を形成するものである。

電動機の動き及びトルクが中間機構無しに小歯車を含む末端作動部に直接伝達され、且つ同軸で堅固な接続部を有するので、高精度な動きが得られる。

本考案の可動往復部を幾つかの装置とともに図解したものである。 可動往復部の平面図である。 駆動組立体の縦断面図である。

Claims (8)

1. 小歯車（５）が歯付棒状部（６）と噛み合って制御可能な電動機により駆動され、該制御可能な電動機が主軸、電動機回転子、及び電動機固定子を有し、該回転子が該主軸を有し、該歯付棒状部（６）を含む台床（３）に対する往復部（１）を制御駆動する往復部制御駆動用駆動組立体（４）であって、
   上記電動機の主軸（８）と一体に形成された上記小歯車（５）と、
   環状室（１８）が形成されているために本体の断面がＵ字状である支持体（１６）に固定された上記電動機の主軸と、
   上記電動機固定子（１０）の胴体に堅固に結合されたカバー部（１３、１４）の各凹部に係合した軸受け（１１、１２）に支持された、上記電動機の回転子（９）の主軸（８）の両端部と
   を備えることを特徴とする往復部制御駆動用駆動組立体。
2. 請求項１記載の往復部制御駆動用駆動組立体であって、
   上記支持体（１６）の本体が上記固定子（１０）側から上記回転子（９）の主軸（８）に向かって半径方向に伸びていることを特徴とする往復部制御駆動用駆動組立体。
3. 請求項１記載の往復部制御駆動用駆動組立体であって、
   上記回転子（９）の支持体（１６）がキー手段（１７）によって上記主軸（８）に堅個に結合されていることを特徴とする往復部制御駆動用駆動組立体。
4. 請求項１記載の往復部制御駆動用駆動組立体であって、
   上記回転子（９）の主軸（８）が、変換器（２０）の回転部と固定された小軸（１９）に連結されていることを特徴とする往復部制御駆動用駆動組立体。
5. 請求項１記載の往復部制御駆動用駆動組立体であって、
   上記変換器２０の出力がデジタル制御手段に接続されていることを特徴とする往復部制御駆動用駆動組立体。
6. 請求項１記載の往復部制御駆動用駆動組立体であって、
   上記電動機（９、１０）は、上記回転子（９）が多極閉鎖リングを備えた高トルクな同期電動機であることを特徴とする往復部制御駆動用駆動組立体。
7. 請求項１記載の往復部制御駆動用駆動組立体であって、
   上記カバー部（１３、１４）が上記固定子（１０）のケーシング（１５）と堅個に結合されていることを特徴とする往復部制御駆動用駆動組立体。
8. 請求項１記載の往復部制御駆動用駆動組立体であって、
   上記電動機（９、１０）が固定子−回転子解放リングのブラシレス電動機であり、
   上記固定子（１０）が複数の固定子コイルと組み合わされた一組の固定子薄片を備え、
   上記固定子が多数の固定子極を有し、
   上記回転子（９）が複数の永久磁石板の埋め込まれた鋼製の回転子リングを備えることを特徴とする往復部制御駆動用駆動組立体。

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