JPS5857557A - 直線往復運動装置 - Google Patents

直線往復運動装置

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JPS5857557A
JPS5857557A JP15735081A JP15735081A JPS5857557A JP S5857557 A JPS5857557 A JP S5857557A JP 15735081 A JP15735081 A JP 15735081A JP 15735081 A JP15735081 A JP 15735081A JP S5857557 A JPS5857557 A JP S5857557A
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JP
Japan
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slider
ball screw
screw nut
motor
axis
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JP15735081A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Tanaka
紘 田中
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KIRIYUU KIKAI KK
Original Assignee
KIRIYUU KIKAI KK
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/2018Screw mechanisms with both screw and nut being driven, i.e. screw and nut are both rotating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H2025/2062Arrangements for driving the actuator
    • F16H2025/2075Coaxial drive motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H2025/2062Arrangements for driving the actuator
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/22Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2204Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls

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】 本発明は直線軸往復運動装置に関するものであり、機械
装置のベッド上を往復運動するスライダが前進から後退
へ、また後退から前進へと連続して往復運動せしめられ
るとき、その折返し点での方向転換が不連続に急激に行
われることなく、希望する鋭さの程度にスムースに方向
転換が行われる装置を提供することを目的とする。
従来、機械装置のベッド上でスライダを往復動せしめる
場合、折返し点で電動機を逆転せしめねばならず、電動
機、スライダ其の他の運動部分の慣性力も異なり、折返
し点で電動機が停止し1逆転する場合、スライダの動き
が第4図の屈折MAに示す如く、折返し点Rで急激に屈
折する不連続線となり、しかもこの屈折の程度は調節困
難であり、第5図に示す如く、折返し点において連続し
た曲線部分Sを有する屈曲線Bを得ることができ、しが
も曲線部分Sの曲率を調節しつる、即ちスライダに印加
される加速度、減速度を調節しうる往復運動装置が望ま
れていた。
本発明は前述の要望に応えつる装置を提供するものであ
り、その構成について、以下図面により説明する。
第1図は実施例の構成の要部を示すもので、2軸電動機
1.z軸2.ボールねじ部3.スライダ電動機4が示さ
れ、スライダは省略されている。2軸電動機1は2軸2
端に直結され、ベッドフレーム5上に固定されている。
2軸2は該ベッドフレーム5にベアリング6を介して回
動自在に支承され、ボールねじ部3のボールスクリュ1
が装着されている。ボールねじ部3のボールスクリュナ
ツト8は、前記ボールスクリュIに第2図に示す如く装
架され、ハウジング9内に回動自在に収納され、また、
前記ポールスクリュナツト8の一端には歯車10が装着
されている。
前記ハウジング9は第2図に示す如くスライダ11上面
に装着されているが、スライダと一体とされていてもよ
い。スライダ電動機4はスライダ11上に装着され、軸
端には歯車12が取付けられ、前記両歯車10.12は
、スライダ11の歯車孔13において互に噛合されてい
る。スライダ11は第3図に示す如くベッドフレーム5
上にあって、前記2軸2の軸心方向に摺動自在に載置さ
れている。
次に、前述の構成の直線往復運動装置の駆動系統につい
て説明する。
2軸電動機1を低速で起動し、2軸2を回転せしめると
同時に、スライダ電動機4も低速で起動し、歯車12.
10を介してポールスクリュナツト8を回転せしめる。
ZM2に装着されているボールスクリュ1とH記ポール
スクリュナツト8とが、同方向に同速で回転する場合は
、ボールねじ部3のポールスクリュュ7とポールスクリ
ュナツト8との間に介装されているボールは、全く動く
ことがなく、従ってスライダ11は停止したままである
次に、2軸電動機1とスライダ電動機4との回転速度を
変え、ボールスクリュ7とポールスクリュナツトト8と
の回転数に差を生せしめると、スライダ11は回転数の
差の分′だけ摺動する。
例えば、ボールねじ部3を右ねじとし、ポールスクリュ
ュTを矢印E方向に、歯車12を矢印F方向にそれぞれ
回転せしめ、歯車10、従ってポールスクリュナツト8
を矢印G方向に回転せしめる。
ボールスクリュ7の回転数とポールスクリュナツト8の
回転数とが、いずれも増速されても、両回転数の差が同
一であればスライダ11の移動速度は同一である0 ボールスクリュTの矢印E方向の回転lが、ポールスク
リュナツト8の矢印G方向の回転数より大であれば、ス
ライダ11は第1図中矢印■方向に移動する。
第5図に示す如く、スライダ11を滑らかに折返させよ
うとする場合、ポールスクリュナツト8の回転数を徐々
に上昇せしめると、ボールスクリュ1とポールスクリュ
ナツト8との回転数の差が小さくなり、スライダ11の
矢印H方向への動きが遅くなる。更にポールスクリュナ
ツト8の回転数が上昇すると、スライダ11の動きは更
に遅くなり、ボールスクリュ7とポールスクリュナツト
8との回転数が同一となった時点で、スライダ11の動
きは止まり、ポールスクリュナツト8の回転数がボール
スクリュγの回転数より大となると、スライダ11は逆
方向である矢印J方向に動き始める。
前述の両回転数の差が小であれば、第5図の3曲線の屈
曲部分Sの曲率は大となる。
前記曲率は、z@電動機1.スライダ電動機4の両者又
は一方の回転数を調整することにより得られる。
従来のスライダ往復運動装置においては、例えば2軸電
動機のみが装備されており、2軸電動機の正転、逆転に
よりスライダを往復動させるものであり、折返し点で2
軸電動機が一度停止してから逆転されるため、スライダ
も一時停止され、運動部分全体の慣性によりスライダの
運動が第4図に示す如く不連続となり、スライダがショ
ックを受け、好ましいものではなかったが、本発明の装
置においては、2軸電動機1及びスライダ電動機4は共
に同一方向に回転を続けたままで、両電動機1,4の回
転数の差により、スライダ11を往復動せしめることが
可能となり、スライダ11の加速度、減速度の調節が可
能となり、スライダ11の滑らかな往復動が可能となっ
たものである。
本発明の直線往復運動装置を利用することにより、第6
図に示す如くスライダ11に刃物台14を載置し、第6
図に示す如きカム15のリード境界面16を旋盤等によ
り任意の形状に削成することが可能となる。
以下、第7図〜第9図により説明する〇カムリード加工
装置の構成例は、第9図に示す如き構成よりなる。
ベッドフレーム5上に矢印2方向に往復摺動可能にスラ
イダ11が載置され、該スライダ11の矢印2方向の往
復運動は、zIIII電動機1により回転駆動される2
軸2に装着されているボールスクリュγの回転と、スラ
イダ電動機4により回転駆動される歯車12.10を介
してポールスクリュナツト8に伝えられる回転の、両回
転数の差によりもたらされる。以上の構成2作用は前述
の通りである。
前述の2方向に円滑に往復摺動されるスライダ11上に
刃物台14が載置され、該刃物台14には、X軸サーボ
モータ1γにより矢印X方向に摺動可能なX軸スライダ
18が載置され、該X軸スライダ18にはバイト19が
取付けられている。X軸サーボモータ11の回転力は、
直結される刃物台軸20よりX軸スライダ18に伝えら
れる。前記刃物台軸20とX軸スライダ18との保合は
、ボールねじ21を介して行われてもよい。
ワークであるカム15の回転は、図示例ではスピンドル
モータ22よりベルト23.プーリ24、スピンドル2
5.チャック26を介して伝えられる。
前記スピンドル25により、歯車27.28を介してパ
ルスジェネレータ29が回転される。
2軸電動機1及びスライダ電動機4には、それぞれ別に
パルスジェネレータが内蔵され、前記パルスジェネレー
タ29と結ばれている。
前述の構成のカムリード加工装置により、ワークである
カム15のリード境界面を加工するには、第7図に示す
如く、z方向にバイト19をワークの1回転毎に1往復
せしめつつ、X方向にバイトをワークに接近せしめ、ワ
ークを削成する。第7図の■の1往復により、第8図の
■の削成が行われる。次のバイトの1往復は、第7図の
■に示す如くz方向の図中左寄りに行われ、第8図の■
に示すカムリードが削成される。更にバイトの1往復は
第7図の■に示す範囲で行われ、第8図の■に示すカム
リードが削成される。最終的に第7図の[株]に示すバ
イトの往復により、第8図のOに示すカムリードが削成
される。
ワークの1回転中でのバイトの1往復行程中の増速、加
速は、第9図に示す構成により、2軸電動機1又はスラ
イダ電動機4の加、減速により極めて迅速且つ円滑に行
われ、如何なる力ム15のリード境界部16の形状の加
工も容易に行われる。
X軸サーボモータ17にパルスジェネレータを内蔵し、
前記各パルスジェネレータと結ぶことにより、カム15
のリード加工をすべて自動的に行うことも可能である。
前述のカムリード加工は、本発明の直線往復運動装置を
装備することにより始めて可能となったものである。
本発明は、特許請求の範囲に記載された構成をなすもの
であり、2軸電動機とスライダ電動機とを常に一定方向
に回転しておき、該両市動機の回転数差により、両市動
機にそれぞれ結合されているポールねじのポールスクリ
ュとポールスクリュナツトとの回転数に差を生ぜしめ、
その結果、スライダを往復いずれの方向にでも円滑法つ
任意の速度で移動可能とすることがiiJ能となったも
のである。
即ち、本発明は、 (1)  本発明の直線往復運動装置により、スライダ
を往復動させる際、駆動電動機の正転、逆転の切換なし
に行うことができるため、滑らかな往復動の切換が可能
である。
(2)  スライダの正転、逆転切換の際、駆動電動機
の慣性の影響を受けない。
(3)z動電動機及びスライダ電動機の両部動電動機の
速度差により、スライダの送り速度や送り方向を制御す
るものであるから、従来のスライダ駆動装置に比べて、
より広範囲で、より滑らかなスライダの動きが得られる
(4)  スライダの頻繁な送り、停止を繰返す場合は
、従来の駆動電動機のオン、オフを繰返す装置に比べて
、前記両市動機の速度差によりスライダの送り、停止を
繰返すことができるため、スイッチ類の接点の損耗や消
費電力が少なくてすむ。
(5)  スライダの往復動の切換が、駆動電動機の正
転、逆転の切換によらないため、往復動切換時のタイム
ラグがない。
という諸効果をもたらしたものであり、各種の機械装置
における往復動装置に適用可能である優れた発明である
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例の要部のみを示す斜視図、第2図は同上
2軸軸芯縦断面図、第5図は一部に2軸軸芯に直角な断
面を示す実施例斜視図、第4図は従来例の時間−往復距
離線図、第5図は実施例の時間−往復距離線図、第6図
は実施例の装置を用いたカムリード加工装置による加工
カム斜視図、第7図は同上カム加工バイトの運動軌跡線
図、第8図は同上カム加工工程説明図、第9図は実施例
の直線往復運動装置を用いたカムリード加工装置を示す
略示斜視図である。 1:z動電動機、2:z軸、3:ポールねじ部、4ニス
ライダ電動機、5:ベッドフレーム、7:ポールスクリ
ュ、8:ボールスフ1ノユナ゛ント、11ニスライダ。 特許出願人  桐生機械株式会社 代  理  人   市  川  理  吉達  藤 
 達  也 第4図 的P− 第6図 第8図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 2@電動機、2軸、ボールねじ部、スライダ及びスライ
    ダ電動機よりなり、前記2軸電動機及びスライダ電動機
    は可変速電動機であり、前記z軸は前記2軸電動機によ
    り駆動され、ベッドに回転自在に支承され、且っ該2軸
    には前記ボールねじ部のポールスクリュが装着されてお
    り、前記ボールねじ部のポールスクリュナツトは前記ス
    ライダに回転自在に支承され、且つ該スライダ上に取付
    けられている前記スライダ電動機により駆動され、前記
    スライダはベッド−Lに前記2軸の軸心方向へ摺動自在
    に載置された構成とされていることを特徴とする直線往
    復運動装置。
JP15735081A 1981-10-01 1981-10-01 直線往復運動装置 Pending JPS5857557A (ja)

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