JPH06100253B2 - 振動駆動機構 - Google Patents

振動駆動機構

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JPH06100253B2
JPH06100253B2 JP1314466A JP31446689A JPH06100253B2 JP H06100253 B2 JPH06100253 B2 JP H06100253B2 JP 1314466 A JP1314466 A JP 1314466A JP 31446689 A JP31446689 A JP 31446689A JP H06100253 B2 JPH06100253 B2 JP H06100253B2
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drive shaft
drive mechanism
axis
vibration
vibration drive
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フラーヒェネッカー ゲート
ミールケ エドゥアルド
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ファイン‐フェルバルツング ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、モータによって駆動される駆動シャフトと、
駆動シャフトに設けられた振動駆動エレメントと、駆動
シャフトに対して横方向に延びる工具駆動シャフトと、
工具駆動シャフトと振動駆動エレメントとの間に配置さ
れる連結手段とを備えた振動駆動機構に関する。
〔従来の技術〕
このような振動駆動機構はドイツの実用新案G8031084.5
号に示されている。その振動駆動機構は、連結手段がロ
ッカーを形成し、その中で、ピストンが工具駆動シャフ
トの軸線と平行に移動可能であり且つその移動軸線を中
心に回転可能になるように設計されている。このピスト
ンには偏心ジャーナルが通され、且つ偏心ジャーナルの
長手方向に移動可能に偏心ジャーナルに取付けられる。
〔発明が解決しようとする課題〕
そのような従来の振動駆動機構においては、ロッカーの
振動運動に加えて、ロッカーのピストンと工具駆動シャ
フトとの間に望ましくない追加の運動である摺動運動が
あり、動力を消費するとともに、ダンパーを設けたり、
そのような頻繁な摺動運動を許容するための手段を設け
ることが必要であった。従って、従来技術では、ピスト
ンとロッカーとの間に樹脂（PTFE）のコーティングを施
していた。しかし、そのような樹脂コーティングの施工
は難しく、高頻度での長い使用期間の後では、そのよう
な樹脂コーティングは十分に摺動運動をさせることがで
きなくなる。従来の振動駆動機構はメンテナンスなしで
は長い間使用できない。
この振動駆動機構は動作の信頼性が高いものの、回転可
能で移動可能なベアリングを数多く含むために、製造費
がかかりその結果価格が非常に高くなるという欠点を有
している。
本発明の目的は、この種の振動駆動機構を改善し、製造
の簡便化と低費用化を実現することである。
〔課題を解決するための手段〕
この目的は、本発明により、モータによって駆動される
駆動シャフトと、該駆動シャフトの軸線に対して偏心し
て該駆動シャフトに設けられた振動駆動のための偏心部
材と、該駆動シャフトに対して横方向に延びる工具駆動
シャフトと、その回転軸線に対して全ての側に傾動可能
な傾動ジョイントとしての回転ベアリングを介して該偏
心部材と結合され、そして、該工具駆動シャフトの軸線
を通る平面内にある方向の成分で旋回可能であり、且つ
それ以外は工具駆動シャフトに固定的に連結されている
アームとからなる振動駆動機構によって達成される。
本発明の解決手段の利点は、摺動部分がなく、且つ実質
的にメンテナンスのいらない回転ベアリングが必要なだ
けであるので、製造が容易化されることであり、また、
より大きなトルクを簡単な方法で伝達できるという特筆
すべき利点を有する。さらに、本発明の解決手段はこれ
までに知られているものよりも小さな構造寸法で実現可
能である。
好ましくは、アームは、工具駆動シャフトの軸線の延び
る平面に沿ってのみ旋回可能である。
とりわけ、回転ベアリングの傾動軸線を実質的に一平面
のみに絞ることは、構造寸法を小型化するうえで非常に
好都合である。
さらにその場合、いずれの傾動軸線によって傾動される
場合にも形状条件に変わりがない。
本発明の第１解決概念では、回転ベアリングの傾動軸線
が存在する平面を回転ベアリングのベアリング面に一致
させるとそれぞれの成分を連続的に配置することが不要
になり、著しいコンパクト化が可能である。
特に本発明の振動駆動機構は高速回転速度、小ピボット
角度で振動運動を行わせるべきものであるから、回転ベ
アリングの傾動角度を大きくする必要もなく、したがっ
て好都合なことに最大傾動角度は10度、５度あるいはそ
れ以下でもよい。
本発明の振動駆動機構において偏心部材とアームとの連
結部を特に簡単、安価に構成する方法は、回転ベアリン
グに、互いに直角の２本の傾動軸線を持つ傾動ジョイン
トとしての機能を有する自動調心ベアリングを採用する
ことである。
アームを工具駆動シャフトの軸線を含む平面に沿って旋
回可能にする設計としては、アームが１つのピボット軸
線のまわりで旋回可能に関節結合される構成とすること
である。これは、構造的に最も簡単な方法である。
特に、ピボット軸線が工具駆動軸線に交差していると、
工具駆動シャフトの回転運動がアームの運動に接続され
る箇所の形状条件を簡単にするうえで、好都合である。
この場合、アームは、ピボット軸線と工具駆動シャフト
の交差点を中心とする球面の一断面円を描くように動く
ようにすることができる。特にこうした形状条件は、簡
便な構造として前述したすべての傾動軸線が一つの平面
に存在する構造の傾動ジョイントと組み合わせると有利
である。この場合、振動運動中、回転ベアリングにおい
てもまた工具駆動シャフトへのアームにおいても、回転
ベアリングの傾動軸線の交点とピボット軸線、工具駆動
シャフト軸線の交点の間の距離が変化することはない。
一方、傾動軸線が１点で交差しない場合にはこれらの距
離は常に変化する。後者の場合、長さの補正を行う必要
があり、これは構造的、製造的に高価になる。
有利な例として示した上述の解法は、ピボット軸線が工
具駆動シャフト軸線に垂直に位置付けられていると特に
簡単になる。
本発明の範囲内では、回転ベアリングの保持は基本的
に、アーム側、又は偏心部材側のいずれでも可能であ
る。ただし、偏心部材側で保持した方が簡単な方法で平
衡させることができるため、回転ベアリングの全体重量
が振動駆動を不安定化することがなく著しく有利であ
る。
回転ベアリングを偏心部材のリセスに嵌合することにす
ると、非常に構造寸法が小さくなり著しく簡便化され
る。
構造上の観点から非常に有利な方法は、回転ベアリング
を嵌合するリセスとして適当に偏心させたボアを設けた
ホイールを偏心部材にすることである。
回転ベアリングが偏心部材で保持される構造では、アー
ムと回転ベアリングを結合する手段としてピンを用いる
ことができる。この場合、本発明の振動駆動機構の組立
てはアームのピンを回転ベアリングの接続部に挿入する
だけでよいため好都合である。
本発明の解法では、アームを工具駆動シャフトに関節接
続する代わりに、アームを工具駆動シャフトに固定的に
取り付ける簡単な構造にすることができる。この場合、
アーム、またはアームと工具駆動シャフトとの該アーム
と結合される部分全体を弾性材で構成して、工具駆動シ
ャフト軸線の平面内で弾性変形可能にすることができ
る。
最も簡単なアームの設計としては、アームを一枚のバネ
鋼のプレート板で構成することが考えられる。この場
合、短辺は工具駆動シャフト軸線の交差平面に平行に、
長辺は垂直にする。
ここまでアーム自体の形状については詳述していない
が、アームは工具駆動シャフトをフォークの形式で直径
方向で両側に設計すると有利である。
特に高トルクが要求される場合には、アームを工具駆動
シャフトの軸線を通る平面に沿ってガイドするような爪
を形成すれば、全トルクを工具シャフトのアームの部分
を介して伝達する必要が無くなるという利点がある。
アームに、両方向へトルクを伝達できるような爪を採用
すると有利である。
大きな摩耗損失なくアームをこのようにスライドさせる
ためには、爪のガイド面に滑りエレメントを追加すると
良い。
こうした滑りエレメントとしては滑り板が望ましいが、
ローラベアリングを利用することもできる。
これまでは、本発明の目的を達成するための第１の解決
概念についてその潜在的長所を説明した。
第２の解決概念では、冒頭に述べた目的は、本発明によ
り、モータによって駆動される駆動シャフトと、該駆動
シャフトに設けられた振動駆動のための回動手段と、該
駆動シャフトに対して横方向に延びる工具駆動シャフト
と、該工具駆動シャフトと該回動手段との間に設けられ
る連結手段とを備え、該回動手段が駆動シャフトに着座
して該駆動シャフトとともに回転する第１の回動部材
と、該第１の回動部材によって動かされるが該第１の回
動部材と一緒に回転しない第２の回動部材とからなり、
該連結手段が１つの軸線のまわりで関節運動するように
該第２の回動部材に係合することを特徴とする振動駆動
機構によって達成される。
この解法の長所も同様に、製造費用が安価になる点であ
る。
第１の態様においては、回動手段を駆動シャフトに傾斜
して取りつけられたウォブルベアリングにすると非常に
好都合である。この場合、その内輪で第１の回動部材
を、外輪で第２の回動部材を構成する。このウォブルベ
アリングはローラベアリングとして設計することが望ま
しい。これによって、内輪は駆動シャフトの軸線に垂直
な２つの直交軸線のまわりで揺動回動し、これをウォブ
ル運動という。
ベアリング外輪のウォブル運動を工具駆動シャフト軸線
の回りの振動運動に変換するための最も簡単な方法とし
ては、ベアリング外輪を１つのピボット軸線を中心に回
転するように連結手段に取りつける方法がある。
その場合、連結手段としては、フォークによってベアリ
ングの外輪を直径方向の両側から保持してピボット軸線
を形成するのが望ましい。
工具駆動シャフト軸線に対するピボット軸線の配置につ
いて詳しく述べる。形状的にできるだけ簡単にベアリン
グ外輪のウォブル運動を得るためには、ピボット軸線が
工具駆動シャフト軸線とドライブシャフト軸線の交点を
通るようにすると有利である。この場合、ピボット軸線
は回転軸線としてその交点を中心に回転し、工具駆動シ
ャフト軸線に対して振動運動だけを提供する。
同様に、駆動シャフト軸線と工具駆動シャフト軸線は互
いに直向するように配置すると都合が良い。
本発明の振動駆動機構は小さな角度範囲で動作させるこ
とを前提としているため、駆動シャフト軸線に対する回
動手段の角度が85度から90度の範囲内に入るよう構成さ
れる。その場合、振動駆動機構で得られるピボット角度
は０度から10度の間になる。
本発明の第２の解決概念についてもう一つの態様を挙げ
る。この場合、ベアリング外輪は連結手段上の縦方向の
回転ガイドに沿ってほぼ半径方向に延びたロッドを備
え、工具駆動シャフト軸線は駆動シャフト軸線に交差す
ることなくその傍らを横方向に延びている。ロッドは回
転軸線として工具駆動シャフトを中心に回転振動運動を
行うが、この運動はベアリング外輪のウォブル運動によ
ってトリガーされる。
ロッドは縦方向の回転ガイド内の滑りエレメントで保持
されながらピボットエレメント内を都合良く案内され
る。
滑りエレメントは滑り板の形をとることが簡便である。
ただし、ローラベアリングで構成すると摩擦抵抗がより
小さくなる。
変化する回動手段の回転中心と工具駆動シャフト軸線間
の距離に対応するための自由度をウォブルベアリングに
確保するためには、ベアリング内輪を駆動シャフトに保
持されて同心一体回転するが、駆動シャフト軸線方向に
は移動しないように構成する。
ベアリング内輪と駆動シャフトの回転を共通化する方法
としては、駆動シャフト上にスプラインを設けてベアリ
ング内輪を保持する方法が有利である。
形状条件を出来るだけ簡単にするためには、縦方向の回
転ガイドの案内方向を駆動シャフト軸線に交差させるよ
うにすると有利である。最も簡便な実現方法は、案内方
向が工具駆動シャフト軸線に直交するように構成するこ
とである。
本発明の第２の解決概念の三番目の態様を挙げる。この
場合、回動手段を構成する二つの回動部材は、回動プレ
ートと、それによって駆動シャフト軸線方向に平行に動
かされる圧力プレートである。この構造の利点は製造が
非常に簡単であるということである。
回動プレートとしては、駆動シャフト軸線に対して斜め
にプレートを置いても、あるいは駆動シャフト軸線の垂
直平面に対する距離が放射状に変化する前面形状を持つ
プレートを採用してもよい。ただし、後者の場合、垂直
平面との距離は１回転以内で最小距離から最大距離に増
加し再度最小距離に減少しなければならない。
この構造例では、圧力プレートは回動プレートと同じウ
ォブル運動を伝達する。こうしたウォブル運動を工具駆
動シャフト軸線を中心とした振動運動に変換するには、
圧力プレートの力が接触線に沿って連結手段に作用して
接触線を中心にした傾動が可能なように構成する。
この接触線は、駆動シャフト軸線に交差するように位置
付けると都合が良い。
最も簡単なのは、連結手段の端面が接触線を決めるよう
に設計することである。
圧力プレートが連結手段に拘束されない場合には（特に
接触線方向）、圧力プレートを別個に保持する機構が必
要である。この場合、圧力プレートを駆動シャフトによ
って保持させると良い。駆動シャフトと連動せず、しか
も同シャフトに対して傾動可能なように保持させる。
ウォブル運動を伝達する回動手段の回動プレートと圧力
プレートの間に滑りエレメントを挿入すると都合が良
い。最も簡単なのは滑り板を使用することであるが、ロ
ーラベアリングの方が好ましい。
〔実施例〕
本発明の特徴と長所についてさらに深く示すため、以
下、いくつかの実施例について説明と図面を提供する。
図面の内容は以下の通り。
第１図には本発明の振動駆動機構の第１解決概念による
第１実施例が全体として10で示されている。この振動駆
動機構10は全体として12で示されたモータを備え、この
モータ12は、第２図及び第３図に示されるように、前端
部に偏心ホイール16を担持した駆動シャフト14を駆動す
る。偏心ホイール16は駆動シャフト14の軸線18と同軸に
配置され、駆動シャフト14の軸線18に対して偏心オフセ
ットされた円筒リセス20を備えている。この円筒リセス
20の軸線22は駆動シャフト14の軸線18に平行に向けられ
ている。
円筒リセス20には自動調心ベアリング24が挿入される。
このベアリング24は外軸20を有し、その内面28は中空球
の一部分のように形成され、球30がこの内面28に沿って
走行し且つ内輪32の外面に形成されたガイド溝34に支持
され、よって内輪32が、円筒リセス20の軸線22上にある
外輪26の中空球状内面28の球中心を中心として軸線22に
対して傾動することができる。軸線22に対する傾動角
は、５度未満にすることが望ましいが、その場合の最大
傾動範囲は10度未満になる。
外輪26の内面28の球中心は、軸線22に垂直で自動調心ベ
アリング24の対称面を形成するベアリング面36と軸線22
との交点にあることが望ましく、内輪32が外輪26に対し
て傾動できる２本の傾動軸線がベアリング面36内に存在
するようになる。
内輪32は受け入れボア38を有し、この受け入れボア38は
内輪32の傾きがゼロの時に軸線22と同軸となる。アーム
42のピン40がこの受け入れボア38に係合されており、ア
ーム42は駆動シャフト14の軸線18に対する受け入れボア
38の偏心運動を工具駆動シャフト44に伝達する。工具駆
動シャフト44は偏心ホイール16、アーム42、及び同シャ
フトの上部48を収納しているギヤハウジング46に２箇所
で支えられている。この２箇所は、具体的にはギヤハウ
ジング46の底部50と上部52である。
第１図に示されているように、工具駆動シャフト44の底
部54はギヤハウジング46から延び出し、例えば、研磨工
具56を担持する。この研磨工具の代りに、例えば、欧州
特許0174427に記載されたような切刃を挿入することも
可能である。
工具駆動シャフト44は、その軸線58が駆動シャフト14の
軸線18に垂直に交わるように位置付けることが望まし
い。工具駆動シャフト44の上部48にはベアリングブロッ
ク60が配置され、このベアリングブロック60は工具駆動
シャフト44を収容するとともに対向して突出するベアリ
ングジャーナル62を担持している。ベアリングジャーナ
ル62は軸線58と好ましくは直角で交差するピボット軸線
64を形成し、アーム42がピボット軸線64を中心に旋回可
能になっている。
受け入れボア38から軸線58までの距離及び受け入れボア
38の偏心（即ち、駆動シャフト14の軸線18からの距離）
は、偏心ホイール16が回転するときに自動調心ベアリン
グ24の傾きが５度未満になるような寸法で構成される。
特に好ましい解法は、ピボット軸線64が、工具駆動シャ
フト44の軸線58と駆動シャフト14の軸線18の交差点にお
いてこれらの軸線と交わり、且つ工具駆動シャフト44の
振動運動が駆動シャフト14の軸線18に垂直で工具駆動シ
ャフト44の軸線58を通る中心面66に関して対称となるよ
うにピボット軸線64の運動を生じさせるようにすること
である。
第２図及び第３図に示される本発明の第１実施例では、
アーム42はフォーク形に形成され、それぞれの分岐部分
68がベアリングジャーナル62の一方へ延びる。最も簡単
な構成では、分岐部分68はベアリングジャーナル62をす
っぽり包むようなベアリングボアを有せず、単にＵ字型
に工具駆動シャフト44の直径方向の両側からベアリング
ジャーナル62に係合し且つそれぞれの分岐部分68のピン
40とは反対側の端部を開放したリセス70として形成され
る。
ベアリングブロック60に形成した爪74がアーム42の２本
の分岐部分68の間に延びる。爪74はその両側に各分岐部
分68に面するガイド面76を有し、それに沿って分岐部分
68が案内される。
第４図及び第５図に示されるように、ピン40に面した端
部領域には、好ましくは、ガイド面76を載置するため
に、滑りエレメントがガイド面76の領域に設けられる。
滑りエレメントは、分岐部分68のリセス78に保持させた
ローラベアリング80として、あるいはこれらのリセス78
に保持させた好ましくはテフロン（登録商標）で作った
滑りメンバー82とすることができる。その他、フラット
な案内構造を爪74と分岐部分68の間に配置することが考
えられる。
爪74とピン40の構成は、これらが工具駆動シャフト44の
軸線58を通る平面84に関して対称となり、対称平面84が
アーム42及び爪74と一体的に前後に振動するように構成
すると都合が良い。
分岐部分68と爪74の間の正確な案内を実現するには、ロ
ーラベアリング80または滑りメンバー82にあらかじめあ
る程度の荷重でプリストレスを与え、爪74と分岐部分68
の間に遊びがないようにすると良い。このために、爪74
にはスロット86が対称面84に平行に設けられており、こ
れが横弾性を対称面の垂直方向に与える。この場合、爪
74はローラベアリング80あるいは滑りメンバー82に対し
て弾性エネルギー増強機構として働く。スロット86も同
様に対称面84に関して対称の形状を持つようにすると都
合が良い。
ピン40が軸線22に垂直に延びるリセス20の底部88で支持
されることができるようにするために、ピン40の底部88
側の端部にはボール90を設け、ボール90は底部88で転が
ることができるように対応するリセスに緩めに設定す
る。
第６図及び第７図に示される第２実施例は、第１実施例
より簡単化して示されており、同じ部材が使ってある限
り同じ参照番号が示されている。したがって、そうした
部材についての説明は、第１実施例の説明を参照でき
る。
この第２実施例においては、工具駆動シャフト44′はギ
ヤハウジング46′を通り抜けておらず、単に底部50′の
領域に取付けられているだけであり、上部48′はギヤハ
ウジング46′内に突出するシャフトスタブになってい
る。
さらに、第１実施例と対照的に、アーム42′は剛体材料
ではなく、工具駆動シャフト44′の軸線58′に平行な方
向に上下に弾力的に動くことのできる材料で出来てい
る。これにより、工具駆動シャフト44′の上部48′とピ
ン40との間に対称面84に垂直な方向には剛性連結が存在
しつつ、ピン40は対称面84に沿って上下に枢動出来る。
この目的のために、アーム42′は好ましくはばね性のプ
レートで形成され、このプレートの形状は対称面84に垂
直な方向の幅が同対称面84に平行な方向の厚さよりもか
なり大きい。
さらに、ピン40が確実に円錐径路を動くようにするため
に、アーム42′を構成するばね性のプレートが偏心ホイ
ール16の反対側にある工具駆動シャフト44′の上部48′
の側でベアリングブロック60′を構成するクランプ部9
2,94の間でクランプされる。クランプ部94は工具駆動シ
ャフト44′の上部48′に固定的に保持される。
第８図及び第９図に示した本発明の第２解決概念の第１
実施例においては、駆動シャフト100は全体として102で
示されたウォブルベアリング（回動手段）を担持し、ウ
ォブルベアリング102は駆動シャフト100に傾斜して取り
つけられたベアリング内側部分（内輪）104を担持し、
円形の通路106がドライブシャフト100の回りに延びる。
ここで、ウォブル運動とは、駆動シャフト100の軸線108
に垂直な２つの直交軸線120,126のまわりで揺動回動す
ることを言う。円形の通路106の中心点は駆動シャフト1
00の軸線108上にあるが、その通路平面110と駆動シャフ
ト100の軸線108とが形成する角度は85度から90度の範囲
にある。この円形の通路106はウォブルベアリング102の
ローラ112がそこを通って回転するように設計した通路
である。ローラ112はベアリング外輪114内で動き、同外
輪114はローラ112によって通路平面110内においてベア
リング内側部分104に対して回転することができる。
駆動シャフト100にそれと共通回転するよう連結された
ベアリング内側部分104が回転するとき、通路平面110は
駆動シャフト100の軸線108の回りでウォブル運動を行
い、ベアリング外輪114がベアリング内側部分104に対し
て自由に回転可能なため、外輪114は駆動シャフト100と
ともに回転する必要はない。
ベアリング外輪114はソケット116で保持され、このソケ
ット116は両側に相互に同軸配置されたピン118を具備
し、ピン118は一緒にピボット軸線120を形成し、このピ
ボット軸線120は好ましくは円形の通路106の中心点を通
ってその中心点で駆動シャフト100の軸線108と交差す
る。ピン118がソケット116を支持し且つ工具駆動シャフ
ト124と共通回転するように連結されたフォーク122に取
り付けられる。工具駆動シャフト124の軸線126は好まし
くは駆動シャフト100の軸線108に直交し、円形の通路10
6の中心点を通る。
駆動シャフト100の回転はベアリング内側部分104を同時
に回転させることとなり、その結果、通路平面110がウ
ォブル運動を行うことになる。この間、ベアリング内部
部分104に対して回転可能なベアリング外輪114は回転せ
ずにウォブル運動のみを行い、ピボット軸線120が通路
平面110に延びるために、ピボット軸線120の周りの枢動
運動はフォーク122に伝達されるわけではなく、軸線126
の周りの傾動運動のみが伝達され、フォーク122は軸線1
26を中心にした旋回振動運動を行う。ピボット角度は直
角と駆動シャフト100の軸線108に対する通路平面110の
傾き角度との差を２倍した値となる。
第８図及び第９図には、工具としてナイフ128が示され
ている。ただし、工具駆動シャフト124には、第１図に
示した研磨工具56も取り付け可能である。
第10図に示した第２解決概念の第２実施例においては、
第１実施例と同じ部材が使ってある限り同じ参照番号が
示されている。したがって、そうした部材についての説
明は第１実施例の説明を参照できる。
この第２実施例においては、モータシャフト130が２つ
の歯車132,134を介してウォブルベアリング102′が取り
付けられている駆動シャフト100′を駆動する。しか
し、ベアリング内側部分104′は第１実施例のように駆
動シャフト100′に固定的に配置されているのではな
く、単に駆動シャフト100′と共通回転するように配置
されており、従って、駆動シャフト100上で軸線108′の
方向に移動できるようになっている。駆動シャフト10
0′とベアリング内側部分100′を共通回転させるために
は、駆動シャフト100′にスプラインを、ベアリング内
側部分104に溝をそれぞれ形成する。
ベアリング外輪114′はその半径方向に延びるロッド138
を備え、ロッド138は工具駆動シャフト124′と共通回転
するようにシャフト124′に取り付けられているロッド
ガイド114を貫通する。ロッド138は同ロッドの軸線142
を中心に回転でき、また同ロッドの軸線142の長手方向
に移動出来るようにロッドガイド140に取り付けられて
いる。ロッド138は円筒形が望ましく、また、ロッドの
軸線142は工具駆動シャフト124′の軸線126′に直交す
るように配置されていることが望ましい。さらに、ロッ
ドの軸線142は、ウォブルベアリング102′の通路平面11
0′内にあって駆動シャフト100の軸線108′に交差して
いることが望ましい。
重量の平衡のために、おもり139がロッド138のベアリン
グ外輪114′とは反対側の端部に設けられ、これは、第
２実施例のスムーズな動作を得るため必要である。
駆動シャフト100′が回転するときに、ウォブルベアリ
ング102′が前述と同様にウォブル運動を行い、ロッド
の軸線142を中心としたすべての旋回運動が自由に起こ
り得る。ロッドガイド140も工具駆動シャフト124′の軸
線126′を中心に回転できるため、ロッド138はこの軸線
をも中心として旋回運動を行うことができる。この目的
のため、ウォブルベアリング102′は駆動シャフト100′
上で第10図に実線で示した位置から一点鎖線で示した位
置の間を上下移動できなければならない。軸線126′か
ら円形の通路106′の円の中心点までの異った距離を補
償するために、ロッド138は、ロッドの軸線142の方向に
滑ることができるようにロッドガイド140に取り付けら
れるのが必要である。
第11図及び第12図に示す第２解決概念の第３実施例にお
いては、ウォブルプレート152は駆動シャフト150に直接
取り付けられている。ウォブルプレート152の前面154
は、駆動シャフト150の軸線156の半径方向で見るとこの
軸線156に対して直角な平面158に常に平行であるが、１
周の通路内においてはこの平面158からある距離をな
し、即ち、半回転まではその距離が増加し、それからゼ
ロに向かって低下する。
ローラ162はケージ160に案内されて駆動シャフト150の
軸線156と放射状に整列し、前面154へ載置されている。
前面154の反対側では、ローラ162は圧力プレート164に
作用している。ケージ160と圧力プレート164はそれぞれ
中央にリセス166,168が形成されており、それによって
前面154を貫通し且つ駆動シャフト150と同軸のシャフト
スタブ170上を案内されるが、シャフトスタブ170と一緒
に回転することはない。ケージ160と圧力プレート164は
シャフトスタブ170に対して傾動可能であり、駆動シャ
フト150の軸線156の方向でローラ162の動きに追従する
ことができ、この方向の運動を行うことができる。
圧力プレート164はローラ162の反対側の圧力面172で工
具駆動シャフト174に固定されている連結部材176に対し
て当接している。連結部材176は工具駆動シャフト174と
ともに軸線178を中心に回転可能であり、軸線178は駆動
シャフト150の軸線156に直交していることが望ましい。
圧力プレート176の圧力面172に向い合っているピボット
エレメント176の接触面180は直線のエッジ182を有する
ように形成され、これは駆動シャフト150の軸線156に交
差し、好ましくは軸線178上に垂直に立つ。エッジ182の
両側において、接触面180は軸線178の方へ向けて傾斜し
て、エッジ182が接触面180の圧力面172の方向へもっと
も遠く突出する領域となるようにする。その傾斜はエッ
ジ182の両側でエッジ182によって形成されるチルト軸線
のまわりでの圧力プレート164の傾動を許容するように
選択され、これは駆動シャフト150の回転中に前面154の
作用を介してウォブルプレート152とローラベアリング1
62によって生じる。
圧力プレート164を単に工具駆動シャフト174の軸線178
に平行な軸線を中心として傾動させると、接触面180が
圧力面170のエッジ182の領域による作用を受け、軸線17
8を中心にした連結部材の同時旋回が生じる。ウォブル
プレート152の回転中に、軸線178を中心とした旋回運動
が連結部材174に伝達され、次いでそれが工具駆動シャ
フト174を介して例えば切削工具を振動的に旋回させ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１の解決概念による第１実施例の部
分断面を含む全体斜視図、第２図は第１図の線２−２に
沿った断面図、第３図は第２図の線３−３に沿った断面
図、第４図は第３図の線４−４に沿った断面図、第５図
は第４図と同様な部分の変形例を示す図、第６図は第２
図と同様で第１解決概念による第２実施例の部分断面
図、第７図は第２実施例の第３図と同様な部分を示す部
分断面図、第８図は第２解決概念の第１実施例を示す部
分断面正面図、第９図は第８図の線９−９に沿った断面
図、第10図は第２解決概念の第２実施例を示す第９図と
同様な平面断面図、第11図は第２解決概念の第３実施例
を示す部分断面平面図、第12図は第11図の第３実施例の
部分断面側面図である。 12……モータ、14……駆動シャフト、 16……偏心ホイール、18,22……軸線、 22……リセス、24……回転ベアリング、 42……アーム、44……工具駆動シャフト、 62……ジャーナル、74……爪。
フロントページの続き (72)発明者 アンドレアス パイゼルト ドイツ連邦共和国，7000 シュトゥットガ ルト １，ロートツィンクシュトラーセ 14 (56)参考文献 特開 昭61−59056（ＪＰ，Ａ)

Claims (38)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】モータによって駆動される駆動シャフトと
    （14）と、該駆動シャフトの軸線に対して偏心して該駆
    動シャフトに設けられた振動駆動のための偏心部材（1
    6）と、該駆動シャフトに対して横方向に延びる工具駆
    動シャフト（44）と、その回転軸線（22）に対して全て
    の側に傾動可能な傾動ジョイントとしての回転ベアリン
    グ（42）を介して該偏心部材と結合され、そして、該工
    具駆動シャフトの軸線（58）を通る平面（84）内にある
    方向の成分で旋回可能であり、且つそれ以外は該工具駆
    動シャフト（44）に固定的に連結されているアーム（4
    2）とからなることを特徴とする振動駆動機構。
  2. 【請求項２】該回転ベアリングの傾動軸線が実質的に一
    平面（36）に存在することを特徴とする請求項１に記載
    の振動駆動機構。
  3. 【請求項３】該平面が該回転ベアリング（24）のベアリ
    ング面（36）と一致することを特徴とする請求項２に記
    載の振動駆動機構。
  4. 【請求項４】該傾動ジョイントの傾動角度の範囲が最大
    10度であることを特徴とする請求項２又は３に記載の振
    動駆動機構。
  5. 【請求項５】該回転ベアリングが自動調心ベアリングで
    あることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に
    記載の振動駆動機構。
  6. 【請求項６】該アーム（42）が１つのピボット軸線（6
    4）のまわりで旋回可能に関節結合されることを特徴と
    する請求項１から５のいずれか１項に記載の振動駆動機
    構。
  7. 【請求項７】該ピボット軸線（64）が該工具駆動シャフ
    ト（44）の該軸線（58）と交差することを特徴とする請
    求項６に記載の振動駆動機構。
  8. 【請求項８】該ピボット軸線（64）が該工具駆動シャフ
    ト（44）の該軸線（58）上に直角に立つことを特徴とす
    る請求項６又は７に記載の振動駆動機構。
  9. 【請求項９】該回転ベアリング（24）が該偏心部材（1
    6）で保持されることを特徴とする請求項１から８のい
    ずれか１項に記載の振動駆動機構。
  10. 【請求項１０】該回転ベアリング（24）が該偏心部材
    （16）のリセス（20）に嵌合されることを特徴とする請
    求項９に記載の振動駆動機構。
  11. 【請求項１１】該偏心部材（16）がホイールであること
    を特徴とする請求項１から10のいずれか１項に記載の振
    動駆動機構。
  12. 【請求項１２】該アーム（42）の端部に設けたピン（4
    0）が該回転ベアリング（24）に係合されることを特徴
    とする請求項１から11のいずれか１項に記載の振動駆動
    機構。
  13. 【請求項１３】該アーム（42′）が少くとも部分的に該
    工具駆動シャフト（44′）の該軸線（58′）を含む該平
    面（84′）内を弾性的に動ける材質で作成されているこ
    とを特徴とする請求項１から５、９から12のいずれか１
    項に記載の振動駆動機構。
  14. 【請求項１４】該アーム（42′）及び該工具駆動シャフ
    ト上の該アームと結合される部分（92,94）がばね鋼の
    プレートで構成されていることを特徴とする請求項13に
    記載の振動駆動機構。
  15. 【請求項１５】該アーム（42）が該工具駆動シャフト
    （44）を直径方向の両側に取りつけられることを特徴と
    する請求項１から14のいずれか１項に記載の振動駆動機
    構。
  16. 【請求項１６】該アーム（42）を該駆動シャフト（44）
    の該軸線（58）を含む該平面（84）内を安定するための
    爪（74）が含まれていることを特徴とする請求項１から
    15のいずれか１項に記載の振動駆動機構。
  17. 【請求項１７】該アーム（42）によって該爪（74）が両
    側で保持されていることを特徴とする請求項16に記載の
    振動駆動機構。
  18. 【請求項１８】該爪（74）が該平面（84）に平行なガイ
    ド面（76）を備えており、これによって該アーム（42）
    が案内されることを特徴とする請求項15又は17に記載の
    振動駆動機構。
  19. 【請求項１９】該アーム（42）が滑りエレメント（80,8
    2）によって該爪（74）の該ガイド面上に支持されてい
    ることを特徴とする請求項18に記載の振動駆動機構。
  20. 【請求項２０】モータによって駆動される駆動シャフト
    （100）と、該駆動シャフトに設けられた振動駆動のた
    めの回動手段（102）と、該駆動シャフトに対して横方
    向に延びる工具駆動シャフト（124）と、該工具駆動シ
    ャフトと該回動手段との間に設けられる連結手段（12
    2）とを備え、該回動手段（102）が駆動シャフト（10
    0）に着座して該駆動シャフトとともに回転する第１の
    回動部材（104,152）と、該第１の回動部材（104,152）
    によって動かされるが該第１の回動部材と一緒に回転し
    ない第２の回動部材（114,164）とからなり、該連結手
    段（122,176）が１つの軸線（120,142,182）のまわりで
    関節運動するように該第２の回動部材（114,164）に係
    合することを特徴とする振動駆動機構。
  21. 【請求項２１】該回動手段が該第１の回動部材を形成す
    る内輪（104）と該第２の回動部材を形成する外輪（11
    4）とを有し、駆動シャフト（100）に傾斜して取りつけ
    られたウォブルベアリング（102）からなることを特徴
    とする請求項20に記載の振動駆動機構。
  22. 【請求項２２】該ウォブルベアリング（102）がローラ
    ベアリングであることを特徴とする請求項21に記載の振
    動駆動機構。
  23. 【請求項２３】該外輪（114）が、ピボット軸線（120）
    を中心として回転するように該連結手段（122）に取り
    付けられていることを特徴とする請求項21又は22に記載
    の振動駆動機構。
  24. 【請求項２４】該連結手段が該外輪（114）を直径方向
    の両側に取りつけられたフォーク（122）を備えること
    を特徴とする請求項21から23のいずれか１項に記載の振
    動駆動機構。
  25. 【請求項２５】該ピボット軸線（120）が該工具駆動シ
    ャフト（124）の該軸線（126）と該駆動シャフトの軸線
    （108）の交点を通ることを特徴とする請求項23又は24
    に記載の振動駆動機構。
  26. 【請求項２６】該駆動シャフトの軸線（108）と該工具
    駆動シャフト（124）の該軸線（126）が互いに直交して
    いることを特徴とする請求項20から25のいずれか１項に
    記載の振動駆動機構。
  27. 【請求項２７】該回動手段（102）と該駆動シャフトの
    軸線（108）が形成する角度が85度から90度の範囲にあ
    ることを特徴とする請求項20から26のいずれか１項に記
    載の振動駆動機構。
  28. 【請求項２８】該外輪（114′）が該連結手段上の縦方
    向の回転ガイド（140）に沿ってほぼ半径方向に延びて
    おり、該工具駆動シャフト（124′）の該軸線（126′）
    が該駆動シャフトの軸線（108′）の傍らから延びてい
    ることを特徴とする請求項21から23のいずれか１項に記
    載の振動駆動機構。
  29. 【請求項２９】該ロッド（138）が該縦方向回転ガイド
    （140）内に滑りエレメントを介して保持されているこ
    とを特徴とする請求項28に記載の振動駆動機構。
  30. 【請求項３０】該ベアリング内輪（104′）が該駆動シ
    ャフトの軸線（108′）方向に移動できるように該駆動
    シャフト（100′）で保持されていることを特徴とする
    請求項28又は29に記載の振動駆動機構。
  31. 【請求項３１】該ベアリング内輪（104′）が共通回転
    するようにスプライン（136）を用いて該ドライブシャ
    フト（100′）に保持されていることを特徴とする請求
    項30に記載の振動駆動機構。
  32. 【請求項３２】該縦方向回転ガイド（140）の案内方向
    （142）が該駆動シャフトに交差することを特徴とする
    請求項28から31のいずれか１項に記載の振動駆動機構。
  33. 【請求項３３】該回動手段が第１の回動部材として回動
    プレート（152）を使用し、第２の回動部材として該回
    動プレートによって該駆動シャフトの軸線に平行に押さ
    れる圧力プレートを使用していることを特徴とする請求
    項20に記載の振動駆動機構。
  34. 【請求項３４】該圧力プレート（164）が接触線（182）
    に沿って該連結手段（176）に作用することを特徴とす
    る請求項33に記載の振動駆動機構。
  35. 【請求項３５】該接触線（182）が該駆動シャフトの軸
    線（156）に交差することを特徴とする請求項34に記載
    の振動駆動機構。
  36. 【請求項３６】該連結手段（176）が該接触線を形成す
    るエッジを持つことを特徴とする請求項34又は35に記載
    の振動駆動機構。
  37. 【請求項３７】該圧力プレート（164）が該駆動シャフ
    ト（150）と同軸で回転可能なようにシャフトスタブ（1
    70）で保持されることを特徴とする請求項33から36のい
    ずれか１項に記載の振動駆動機構。
  38. 【請求項３８】滑りエレメント（160）が該回動プレー
    ト（152）と該圧力プレート（164）の間に配置されてい
    ることを特徴とする請求項33から37のいずれか１項に記
    載の振動駆動機構。
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