KR950007694B1 - 단축복합운동장치 - Google Patents

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후미오 가메야마
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부라더 고교 가부시기가이샤
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Abstract

내용 없음.

Description

단축복합운동장치
제1도는 본원 발명의 제1의 실시예를 나타내는 단면도.
제2도 내지 제4도는 본원 발명을 구체화 한 제2의 실시예를 나타내는 것으로, 제2도는 가공유니트의 전체를 나타내는 단면도.
제3도는 중공로터의 백래시제거기구를 나타내는 제1도의 일부 확대 단면도.
제4도는 퀼의 숫나사산의 하나를 전개한 상태를 나타내는 설명도.
제5도 내지 제10도는 본원 발명을 구체화 한 제3의 실시예를 나타내는 것으로, 제5도는 가공유니트의 전체를 나타내는 단면도.
제6도는 중공로터의 기단부분을 나타내는 제5도의 일부 확대 정면도.
제7도는 제6도의 중앙단면도.
제8도는 제6도의 Ⅳ-Ⅳ선에서 본 도면.
제9도는 제6도의 Ⅴ-Ⅴ선 단면도.
제10도는 퀼의 나선형 캠홈의 1피치분을 전개한 상태를 나타내는 설명도.
제11도는 가공유니트의 전체를 나타내는 단면도.
제12도는 중공로터의 내주면 나사부 및 중공퀼의 외주면 나사부를 나타내는 제11도의 일부 확대 단면도.
제13도는 볼부 근방의 일실시예를 나타내는 설명도.
제14도는 중공퀼의 나사부의 1피치분을 전개한 상태를 나타내는 설명도.
제15도는 볼의 이동상태를 나타내는 설명도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 기계틀 2 : 제1의 중공로터
3 : 볼스플라인베어링 7 : 제2의 중공로터
8 : 볼이송너트 13 : 스핀들
14 : 볼스플라인부 15 : 볼나사부
22 : 제1의 고정자 24 : 제1의 모터
26 : 제2의 고정자 28 : 제2의 모터
42 : 공기도입구 43,44 : 기계틀의 내부실
48,49 : 공기배출구 101 : 퀼
101a : 숫나사부(제1의 나사부) 101b : 결합부
102 : 주축 102a : 스플라인부
103 : 볼스플라인 104 : 제2의 중공로터
105 : 주축회전용 모터 106,109 : 엔코더
107 : 제1의 중공로터 107a : 암나사부(제2의 나사부)
108 : 주축이동용 모터 110 : 하우징
111a,111b,112a,112b,113a,113b : 롤링베어링
114a,114b : 슬라이드베어링 115 : 회전저지부재
117 : 환상나사부재 117a : 암나사부(제2의 나사부)
118 : 고정나사 119 : 압축스프링
201 : 퀼 201a : 캠홈
201b : 결합부 202 : 주축
202a : 스플라인부 203 : 볼스플라인
204 : 제2의 중공로터 205 : 주축회전용 모터
206,209 : 엔코더 207 : 제1의 중공로터
208 : 주축이동용 모터 210 : 하우징
211a,211b,212a,212b,213a,213b : 롤링베어링
214a,214b : 슬라이드베어링 215 : 회전저지부재
216,216a-216b : 캠폴로어 217a-217b : 캠폴로어홀더
219 : 홀더조정반 221 : 스피링압판
222 : 스프링 301 : 퀼
301a : 숫나사부 302 : 주축
302a : 스플라인부 303 : 슬리브형 볼스플라인
304 : 제2의 중공로터 305 : 주축회전용 모터
307 : 제1의 중공로터 307a : 암나사부
308 : 주축이동용 모터 310 : 하우징
316 : 볼 320 : 공구장착용 처크
321 : 공구
본원 발명은 하나의 축에 회전운동과 축방향운동으로 이루어지는 복합운동을 부여하는 장치에 관한 것이며, 예를들면 탭장치에 적용하는데 적합한 장치에 관한 것이다.
종래의 이 종류의 출력축에 직선 및 회전운동을 부여하는 장치는 직선운동의 구동원이 되는 회전축과 회전운동의 구동원이 되는 회전축의 2개의 축을 가지며, 2개의 축으로부터 기어계열을 통해서 출력축에 직선운동과 회전운동을 발생시키는 것이었다.
또, 볼나사축부 및 스플라인축부를 가진 출력축과 동일 축선상에 1대의 모터를 장착하여 클러치로 구동부를 전환하도록 한 직진회전기구가 제안되어 있다(일본국 특개소 61(1986)-38892호).
그러나, 전자의 장치에서는 동일 축선상에 없는 상이한 축선상에 배설된 최소한 2축 이상의 축으로 구성되기 때문에, 장치의 가로폭이 커져서 여분의 스페이스가 필요해진다는 문제점, 또 조립가공상 2개의 축의 위치정밀도에 고도의 정밀도가 요구되는 문제점, 그리고 부품개수가 많아진다는 문제점이 있었다.
후자의 장치에서는 클러치의 전환에 의해 회전운동과 직선운동을 선택적으로 행하는 것이며, 탭작업과 같은 회전과 직선의 복합적인 운동은 행할 수 없다는 문제점이 있었다.
본원 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는 하나의 출력축에 회전방향운동과 축방향운동으로 이루어지며 복합운동을 부여하는 기구를 단일 축선상에 구성하고 콤팩트하고 부품개수가 적은 단축(單軸)복합운동장치를 제공하려고 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본원 발명에서는 각각 하나의 중공(中空)회전자를 갖는 제1, 제2의 2조의 모터를 그들의 중공회전자가 동일축선을 중심으로 회전하도록 양 모터를 하나의 기계틀내에 랜덤(tandem)배치하여 수용하는 동시에, 상기 양 회전자의 중심공을 관통하는 1개의 주축을 설치하고, 이 주축과 상기 제1의 중공회전자와의 사이에 그 회전자의 회전운동을 주축의 축방향운동으로 변환하여 전달하는 운동변환전달수단을 상기 주축과 제2의 회전자와의 사이에 그 회전자의 회전운동을 상기 주축에 상기 축방향운동을 허용하여 전달하는 회전운동전달수단을 설치하고, 상기 제1, 제2의 양 모터의 회전운동을 제어함으로써, 상기 주축에 회전운동과 축방향운동으로 이루어지는 임의의 복합운동을 부여하는 것을 특징으로 하는 단축 복합운동장치가 제공된다.
상기와 같이 구성된 단축복합운동장치에 있어서는 제2의 모터가 구동되면 제2의 중공회전자가 회전되어서 그에 따라 회전운동전달수단을 통해서 주축이 회전된다. 또, 제1의 모터가 구동되면 제1의 중공회전자가 회전되고, 그 회전운동이 운동변환수단에 의해 주축의 축방향운동으로 변환되어서 주축이 회전되면서 축방향으로 이동된다.
본원 발명의 제1의 실시예에 대해서 제1도를 참조하여 설명한다.
기계틀(1)의 전방부(도면 우측)에는 제1의 중공로터(2) 및 볼스플라인베어링 (3)으로 이루어지는 제1의 회전자가 2개의 롤링베어링(5),(6)에 의해 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 대략 원통형상의 중공로터(2)와 볼스플라인베어링 (3)은 서로 그 플랜지부가 밀착하여 체착되고, 일체를 이루어 제1의 회전자(2),(3)를 구성하고 있다.
기계틀(1)의 후방부(도면 좌측)에는 제2의 중공로터(7), 볼이송너트(8) 및 브래키트(9)로 이루어지는 제2의 회전자가 2개의 롤링베어링(11),(12)에 의해 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 대략 원통형상의 제2의 중공로터(7)와, 볼이송너트(8)와, 볼이송너트(8)를 둘러싸고 뒤쪽으로 원통형상으로 연출(延出)하는 브래키트(9)는 각기의 프랜지부가 밀착되어 도시하지 않은 볼트로 체착되고, 일체를 이루어 제2의 회전자(7),(8),(9)를 구성하고 있다.
기계틀(1)에 회전할 수 있도록 지지된 제1의 회전자(2),(3) 및 제2의 회전자 (7),(8),(9)의 중심에 스핀들(13)이 삽통되어 있다. 스핀들(13)에는 그 앞쪽에 볼스플라인부(14)가 형성되고, 뒤쪽에 볼나사부(15)가 형성되어 있다. 앞쪽의 볼스플라인부 (14)가 볼스플라인베어링(3)의 스플라인구멍에 축방향으로 슬라이드할수 있도록 결합되고, 뒤쪽의 볼나사부(15)가 볼이송너트(8)에 결합됨으로써, 스핀들(13)은 제1의 회전자(2),(3) 및 제2의 회전자(7),(8),(9)의 중심축선상에 지지되어 있다.
스핀들(13)의 선단부는 기계틀(1)에서 앞쪽으로 돌출되고 축단에는 처크(16)에 의해 예를들면 탭공구(17)가 장착된다.
제1의 중공로터(2)의 외주면에는 영구자석편(21)이 원통형으로 배열되어 고착되어 있다. 그 영구자석편(21)과 약간의 간극을 두고 대향해서 전기자권선(23)을 구비한 제1의 고정자(22)가 기계틀(1)에 고정되어 있다. 영구자석편(21)이 고착된 제1의 중공로터(2)와 제1의 고정자(22)에 의해 제1의 모터(24)를 구성하고 있다. 마찬가지로 제2의 중공로터(7)의 외주면에도 영구자석편(25)이 고착되고, 기계틀(1)에 고정된 전기자권선(27)을 구비한 제2의 고정자(26)에 의해 제2의 모터(28)를 구성하고 있다.
볼스플라인베어링(3)의 외주부에는 링체(31)를 통해서 엔코더용 원판(32)이 고착되고, 기계틀(1)에 고정된 포토센서(33)에 의해 그 회전위치를 검출한다. 마찬가지로, 볼이송너트(8)를 지지하는 브래키트(9)의 후방 원통형상부에는 링체(3)를 통해서 엔코더용 원판(35)이 고착되고, 기계틀(1)에 고정된 포토센서(36)에 의해 그 회전위치를 검출한다.
기계틀(1)은 밀폐구조로 되어 있다. 그 기계틀(1)의 후단에 가압공기원으로부터의 배관(41)을 접속할 수 있는 공기도입구(42)가 배설되어 있다. 기계틀(1)에는 공기도입구(42)로부터 제1의 모터(24) 및 제2의 모터(28)가 배치된 기계틀(1) 내부의 각 실(43),(44)에 연통되는 연통로(45)가 형성되어 있다. 연통로(45)가 각 실 (43),(44)에 개구된 각 공기유입구(46),(47)은 각기 각 모터고정자(22),(26)의 축방향 뒤쪽에 배설되어 있다. 각 모터고정자(22),(26)의 축방향 앞쪽에는 공기배출구 (48),(49)가 기계틀(1)에 각기 배설되어 있다.
각 모터(24),(28)의 고정자권선(23),(27) 및 포토센서(33),(36)은 도시하지 않은 제어장치에 접속되어 있다. 그 제어장치에는 각 포토센서(33),(36)으로부터의 신호에 의거하여 각기의 모터(24),(28)의 회전위치를 검출하면서, 동기를 취하여 각 모터(24),(28)을 회전제어하는 회로가 구성되어 있다. 이 동기회전의 회전비는 외부로부터 설정할 수 있도록 되어 있다.
이상의 구성에 의거하여 작동에 대해 설명한다.
제1의 모터(24)와 제2의 모터(28)와의 회전동기를 취하여 제1중공로터(2)와 제2중공로터(7)가 끊임없이 같은 회전위치를 점하도록 회전구동하면, 스핀들(13)은 볼스플라인베어링(3)에 의해 회전구동된다. 볼이송너트(8)는 스핀들(13)과 같은 속도도 일체로 회전하기 때문에 볼나사부(15)에 아무런 작용도 하지 않으며, 스핀들(13)은 회전운동만 한다.
제1의 모터(24)를 정지하고, 제2의 모터(28)만을 회전구동하면, 스핀들(13)은 볼스플라인베어링(3)에 의해 회전방향으로는 구속되며, 축방향으로만 이동할 수 있게 된다. 그리고, 볼이송너트(8)의 회전에 의해 볼나사부(15)의 리드에 따라 축방향으로 운동한다.
제1의 모터(24)와 제2의 모터(28)를 상이한 회전수로 회전구동하면, 스핀들 (13)은 볼스플라인베어링(3)의 회전에 의해 제1의 모토(24)의 회전수로 회전구동된다. 그리고 볼이송너트(8)는 스핀들(13)에 대하여 2개의 모터(24),(28)의 회전수의 차의 회전수로 상대적으로 회전구동하게 되고, 그 차의 회전수와 볼나사부(15)의 리드에 따라 스핀들(13)이 축방향으로 이송된다. 스핀들(13)은 회전운동을 하면서 축방향으로 이송되는 복합운동을 하게 된다. 따라서, 제1의 모터(24)와 제2의 모터(28)와의 회전수 및 회전방향을 적절히 제어함으로써, 탭공구(17)에 태핑(tapping) 가공을 행하게 할 수 있다. 또, 2개의 모터(24),(28)의 회전을 적절히 제어함으로써, 스핀들(13)에 복잡한 복합운동을 연속적으로 행하게 할 수 있다.
예를들면, 제1의 모터(24)를 회전수 N1로 회전구동하고, 제2의 모터(28)를 회전수(N1+N2)로 동기회전제어함으로써, 스핀들(13)은 회전수 N1, 피치 N2·L/N1(여기서 L은 나사부(15)의 리드)의 1방향 나사운동을 한다. 또, 제1의 모터(24)를 회전수 -N1, 제2의 모터(28)를 회전수(-N1-N2)로 동기회전제어함으로써, 스핀들(13)은 회전수 N1, 피치 N2·L/N1의 복귀운동을 한다. 상기의 N2를 변경하고, 양 모터(24),(28)의 동기회전의 회전비를 변경함으로써, 나사운동 또는 그 복귀운동의 피치 N2·L/N1을 가변으로 할 수 있다.
각 모터(24),(28)의 구동에 의해 고정자(22),(26)의 권선(23),(27)에 열이 발생한다. 이 열을 공기도입구(42)로부터의 가압공기에 의해 냉각시켜 배출한다.
공기도입구(42)에는 도시하지 않은 필터에 의해 먼지가 제거된 가압공기가 공급된다. 가압공기는 각 공기유입구(46),(47)로부터 모터(24),(28)이 설치된 기계틀 (1) 내부의 각 실(43),(44)에 분출되고, 고정자(22),(26)의 내부 공극 등을 축방향으로 통과하여 공기배출구(48),(49)에서 배출된다. 고정자(22),(26)의 내부 공극을 통과할때에 권선 등에 발생한 열을 빼앗아 냉각시킨다. 강제 통풍이므로 각 모터 (24),(28)의 회전수에 관계없이 냉각되고, 모터(24),(28)의 발열이 스핀들(13)의 볼나사부(15)에 전달되어, 열팽창에 의해 정밀도가 악화되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예는 기계틀(1)의 축선상에 회전할 수 있도록 지지된 볼스플라인베어링 (3) 및 볼이송나사(8)만에 의해 스핀들(13)을 기계틀(1)에 회전 및 축방향으로 이동할 수 있도록 지지하는 구조이기 때문에, 복합운동을 하는 스핀들(13)의 지지구조가 간단하며, 부품개수도 적어도 되는 이점이 있다.
또, 각 회전부분(2,7,13 등)이 모두 단일 회전축선상에 구성되어 있으므로, 롤링베어링(5),(6),(11),(12)의 개수가 적어도 되며, 또 이들 베어링(5),(6),(11),(12)이 장착되는 부분의 가공정밀도를 높이는 것도 용이한 동시에, 기계틀(1)을 포함한 장치 전체의 크기를 콤팩트하게 할 수 있다.
또한, 회전자를 이루는 중공로터(2),(7)에 모터(24),(28)이 각각 일체로 장착되어 이루어지는 구조이기 때문에, 회전구동부 자체의 스페이스를 축소할 수 있는 동시에 구성 부품개수를 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
이상 기술한 실시예에서는 중공로터(2),(7) 위에 모터(24),(28)를 구성하였으나, 중공로터(2),(7)을 폐지하고, 볼스플라인베어링(3) 및 볼이송나사(8)의 외주부에 직접 영구자석편(21),(25)를 고착하고, 각기 일체로 된 모터를 구성하도록 할 수도 있다.
또, 상기 실시예에서는 스핀들(13)의 전방부에 볼스플라인부(14)를, 후방부에 볼나사부(15)를 각각 별개로 형성하였으나, 스핀들(13)의 대략 전체 길이에 걸쳐서 볼스플라인부(14) 및 볼나사부(15)를 복합적으로 형성하여, 장치의 전체 길이를 단축할 수도 있다.
이하, 본원 발명을 구체화 한 제2의 실시예를 제2도 내지 제4도를 참조하여 설명한다.
제2도에 있어서, 원통형 하우징(110)내의 중심부에 퀼(quill)(101)이 슬라이드베어링(114a),(114b)를 통해서 슬라이드할 수 있도록 끼워져 있다. 또, 중공퀼(101)은 하우징(110)에 고정된 회전저지부재(115)에 결합부(101b)를 통해서 결합되고, 그 회전이 규제되어 있다. 중공퀼(101)의 외주면의 적당한 곳에는 숫나사부(101a)가 형성되어 있다. 중공퀼(101) 내에는 주축(102)이 롤링베어링(113a),(113b)를 통해서 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 주축(102)의 선단측은 중공퀼(101) 및 상기 하우징(110)에서 바깥쪽으로 돌출하고, 그 선단에 공구(본 실시예에서는 탭공구 (121)) 장착용 처크(120)가 장착되어 있다. 또, 주축(102)의 기단측(基端測)도 중공퀼(101)의 기단에서 돌출되고, 그 돌출부분의 주위에는 회전피전달부로서의 복수개의 스플라인(102a)이 축방향으로 각설되어 있다. 하우징(110)내의 중공퀼(101)의 주위에 제1의 중공로터(107)가 롤링베어링(112a),(112b)를 통해서 하우징(110)에 대하여 회전할 수 있도록 지지되며, 이 중공로터(107)의 내주면에는 중공퀼(101)의 상기 숫나사부(101a)와 나사맞춤 가능한 암나사부(107a)가 형성되어 있다. 중공퀼(101)의 주위에서 상기 하우징(110)의 내주면에 주축이동용 모터(108)가 배설되어 있다. 모터(108)에는 정역(正逆)방향으로 선택적으로 회전할 수 있는 모터가 사용되고 있다. 제1의 중공로터(107)의 선단측 외주면에 중공로터(107)의 회전위치나 회전속도를 검출하기 위한 엔코더(109)가 배설되어 있다.
상기 하우징(110)내의 주축(102)의 기단측 스플라인(102a)의 주위에 제2의 중공로터(104)가 롤링베어링(111a),(111b)를 통해서 하우징(110)에 대해 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 스플라인(102a)과 결합되어 주축(102)의 축방향으로 상대적으로 슬라이드할 수 있는 슬리브형 볼스플라인(103)이 중공로터(104)내의 선단측에 키(104a)를 통해서 중공로터(104)와 일체로 회전할 수 있도록 배설되어 있다. 주축 (102)의 기단부분의 주위에서 상기 하우징(110)의 내주면에 주축회전용 모터(105)가 배설되어 있다. 모터(105)에는 상기 모터(108)과 마찬가지로 정역방향으로 선택적으로 회전할 수 있는 모터가 사용되고 있다. 제2의 중공로터(104)의 기단측 외주면에 중공로터(104)의 회전위치나 회전속도를 검출하기 위한 엔코더(106)가 배설되어 있다.
또, 상기 제1의 중공로터(107)의 기단에는 퀼(101)의 숫나사부(101a)에 나사맞춤되는 암나사부(117a)를 가진 환형상의 나사부재(117)가 제2도에 나타내는 바와 같이, 압축스프링(119)을 통해 장착되고, 중공퀼(101)의 축방향으로 이동할 수 있도록 고정나사(118)의 의해 배설되어 있다. 그 고정나사(118)에 의해 나사 부재(117)의 위치를 조절하여, 제1의 중공로터(107)의 암나사산(107a)을 퀼(101)의 숫나사산 (101a)의 한쪽의 벽면에 맞닿게 하는 동시에, 환형상 나사부재(117)의 암나사산 (117a)을 스피링(119)의 부세력에 의해서 상기 숫나사산(101a)의 반대로 향하는 벽면에 압접한다. 이로 인해 중공퀼(101)의 숫나사산(101a)과 조절로터(107)의 암나사산(107a)과의 간극에 의한 유동(遊動)이 없어지고, 퀼(101)의 축방향의 백래시 (backlash)를 해소할 수 있다. 그리고, 상기 압축스프링(119)은 고정나사(118)의 두부와 나사부재(117) 사이에 장착해도 된다. 또, 압축스프링(119) 대신에 인장스프링을 나사부재(117)와 중공로터(107)의 기단면과의 사이에 장착해도 된다.
다음에, 상기 실시예의 가공유니트에 대하여 그 작동양태를 설명한다.
제2도에 있어서, 상기 주축회전용 모터(105)가 구동되어 제2의 중공로터 (104)가 정방향(正方向)으로 회전되면, 볼스플라인(103)을 통해서 주축(102)이 정회전한다. 이때, 중공로터(104)의 회전속도를 엔코더(106)가 검출하고, 그 검출결과에 의거하여 상기 중공로터(104)의 회전에 동기 또는 비동기하여 주축이동용 모터(108)가 구동되어, 제1의 중공로터(107)를 정방향(또는 역방향)으로 회전시킨다. 제1의 중공로터(107)의 회전력이 로터(107)의 암나사부(107a) 및 이것과 나사맞춤되는 퀼(101)의 숫나사부(101a)에 의해서 퀼(101)에 전달된다. 퀼(101)은 회전저지부재 (115)에 의해 회전이 규제되어 있으므로, 퀼(101)에 전달되는 회전력은 축방향에의 이동력으로 변환되고, 하우징(110)에 대하여 퀼(101)이 전진하여 그 선단방향으로 이동한다. 퀼(101)의 전진에 따라 주축(102)이 정회전하면서 선단방향으로 이동하고, 주축회전용 모터(105)와 주축이동용 모터(108)를 동기제어한 경우, 선단의 탭공구(121)에 의해 태핑작업이 수행된다.
여기서, 상기 퀼(101)에 전달되는 회전력이 축방향에의 이동력으로 변환되는 원리를 제4도에 의거하여 설명한다. 제4도는 퀼(101)의 숫나사산(101a)의 하나를 전개한 상태를 나타내는 설명도이며, 도면에 있어서 θ를 나사산의 리드각, p를 나사산의 피치, r을 나사산의 유효반경, T를 퀼(101)에 전달되는 회전력, F를 축방향에의 이동력이라 하면,
[수학식 1]
Figure kpo00001
(1) 및 (2)에서 F=2∏·T/(2∏r·tanθ)=(T/r)·(1/ranθ)로 된다. 따라서, 축방향에의 이동력 F은 회전력 T에 비례하고, r과 tanθ에 반비례한다.
그런데, 상기 실시예에서는 제2종의 중공로터(104)의 회전력을 주축(102)에 전달하는데 있어서 스플라인(102a)과 볼스플라인(103)을 사용하였으나, 주축(102)의 축방향으로 키홈을 형성하고, 이 키홈에 결합되는 키를 중공로터(104)의 내주면에 고정시켜도 동일한 작용이 달성된다.
이하, 본원 발명을 구체화 한 제3의 실시예를 제5도 내지 제10도를 참조하여 설명한다.
제5도에 있어서, 원통형 하우징(210)내의 중심부에 퀼(201)이 슬라이드베어링 (214a),(214b)를 통해서 슬라이드할 수 있게 끼워져 있다. 또, 중공퀼(201)은 하우징(210)에 고정된 회전저지부재(215)에 결합부(201b)를 통해서 결합되어 그 회전이 규제되어 있다. 중공퀼(201)의 외주면의 적당한 곳에는 나선형의 캠홈(201a)이 형성되어 있다. 퀼(201)내에는 주축(202)이 롤링베어링(213a),(213a)를 통해서 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 주축(202)의 선단측은 중공퀼(201) 및 상기 하우징 (210)에서 바깥쪽으로 돌출되고, 그 선단에 공구(본 실시예에서는 탭공구(221) 장착용 처크(220)가 장착되어 있다. 또, 주축(202)의 기단측도 중공퀼(201)의 기단에서 돌출되고, 그 돌출부분의 주위에는 회전피전달부로서의 복수개의 스플라인(202a)이 축방향으로 각설되어 있다. 하우징(210)내의 중공퀼(201)의 주위에 제1의 중공로터 (207)가 롤링베어링(212a),(212b)을 통해서 하우징(210)에 대해 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 이 중공로터(207)의 기단부(207a)의 내주면측에는 중공퀼(201)의 상기 캠홈(201a)내에 유동적으로 삽입할 수 있는 복수의 원주형 캠폴로어(216)가 캠폴로어홀더(217)를 통해서 장착축을 중심으로 하여 회전할 수 있도록 장착되어 있다. 그리고, 상기 캠폴로어(216)의 장착상태의 상세에 대해서는 후술한다. 중공퀼(210)의 주위에서 상기 하우징(210)의 내주면에 주축이동용 모터(208)가 배설되어 있다. 모터(208)는 정역방향으로 선택적으로 회전할 수 있는 모터가 사용되고 있다. 제1의 중공로터(207)의 선단측 외주면에 중공로터(207)의 회전위치나 회전속도를 검출하기 위한 엔코더(209)가 배설되어 있다.
상기 하우징(210)내의 주축(202)의 기단축 스플라인(202a)의 주위에 제2의 중공로터(204)가 롤링베어링(211a),(211b)를 통해서 하우징(210)에 대해 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 스플라인(202a)과 결합되어 주축(202)의 축방향으로 상대적으로 슬라이드되는 슬리브형 볼스플라인(203)이 중공로터(204)내에 선단측에 키 (204a)를 통해서 중공로터(204)와 일체 회전할 수 있도록 배설되어 있다. 주축(202)의 기단부분의 주위에서 상기 하우징(210)의 내주면에 주축회전용 모터(205)가 배설되어 있다. 모터(205)에는 상기 모터(208)과 마찬가지로 정역방향으로 선택적으로 회전가능한 모터가 사용되고 있다. 제2의 중공로터(204)의 기단측외주면에 중공로터 (204)의 회전위치나 회전속도를 검출하기 위한 엔코더(206)가 배설되어 있다.
제6도 내지 제9도에 나타내는 바와 같이, 상기 캠폴로어(216)는 4개의 캠폴로어(216a)-(216b)로 이루어지며, 각 캠폴로어(216a)-(216b)는 각기 독립된 4개의 캠폴로어홀더(217a)-(217b)이 중공쾰(201)의 나선형 캠홈(201a)의 리드에 맞추어서 축방향으로 어긋나게 회전할 수 있도록 장착되고, 제1의 중공로터(207)의 기단부(207a)의 내주면측에 원주방향으로 등간격으로 배치되어 있다. 캠폴로어홀더 (217a)는 나사(218)에 의해 중공로터(207)에 고정되어 있다. 상기 캠폴로어홀더 (217a)와 서로 대항하는 캠폴로어홀더(217c)는 나사(233a)에 의해 반경방향에의 이동이 규제되며, 또 중공로터(207)에 홀더조정나사(220)를 통해서 축방향 위치를 조정할 수 있도록 지지된 홀더조정반(219)에 고정되어 있다. 캠폴로어홀더(217a) 및 (217c)와 원주방향으로 90°의 위치에 배치된 캠폴로어홀더(217b) 및 (217d)는 각각 나사(223b),(223c)에 의해 반경방향에의 이동이 규제되며, 또 중공로터(207)의 기단면에 나사(224)를 통해서 지지된 스프링압판(221)과 스프링(222)에 의해, 상기 캠폴로어홀더(217a) 및 (217c)와 서로 반대방향으로 힘이 가해져 있다.
그리고, 상기 각 캠폴리어(216a)-(216d)는 각기 퀼(201)의 캠홈(201a)에 유동적으로 삽입되고, 그 상태에서 홀더조정반(219)과 홀더조정나사(220) 및 스프링압판(221)과 스프링(220)의 작용에 의해, 캠폴로어(216a) 및 (216c)는 캠홈(201a)의 한쪽의 벽면에, 캠폴로어(216b) 및 (216d)는 또다른 한쪽의 벽면에 각각 압접된다. 이로 인해서, 퀼(201)에 모멘트를 발생시키지 않고, 캠폴로어(216a)-(216d)와 캠홈 (201a)의 벽면에 간극에 의한 유동을 없애고, 퀼(201)의 축방향의 백래시를 해소할 수 있다.
다음에, 상기 실시예의 가공유니트에 대하여 그 작동양태를 설명한다.
제5도에 있어서, 상기 주축회전용 모터(205)가 구동되어 제2의 중공로터 (204)가 정방향으로 회전되면, 볼스플라인(203)을 통해서 주축(202)이 정회전한다. 이때, 중공로터(204)의 회전속도를 엔코더(206)가 검출하고, 그 검출결과에 의거하여 상기 중공로터(204)의 회전에 동기 또는 비동기하여 주축이동용 모터(208)가 구동되어서, 제1의 중공로터(207)를 정방향(또는 역방향)으로 회전시킨다. 제1의 중공로터(207)의 회전력이 중공로터(207)의 캠폴로어(216)와 캠폴로어(216)가 유동적으로 삽입된 퀼(201)의 나선형 캠홈(201a)과의 결합에 의해서 퀼(201)에 전달된다. 퀼(201)은 회전저지부재(215)에 의해 회전이 규제되어 있으므로 퀼(201)에 전달되는 회전력은 축방향에의 이동력으로 변환되며, 하우징(210)에 대하여 퀼(201)이 전진하여 그 선단방향으로 이동한다. 퀼(201)의 전진에 따라 주축(202)이 정회전하면서 선단방향으로 이동하고, 선단의 탭공구(221)에 의해 태핑작업이 수행된다.
여기서 상기 퀼(201)에 전달되는 회전력이 축방향에의 이동력으로 변환되는 원리를 제10도에 의거하여 설명한다.
제10도는 퀼(201)의 나선형 캠홈(201a)의 1피치분을 전개한 상태를 나타내는 설명도이며, 도면에 있어서 θ를 캠홈(201a)의 리드각, p를 캠홈(201a)의 피치, r을 캠홈(201a)의 유효반경, T를 퀼(201)에 전달되는 회전력, F를 축방향에의 이동력이라 하면,
[수학식 2]
Figure kpo00002
(1) 및 (2)에서 F=2∏·T/(2∏r·tanθ)=(T/r)·(1/ranθ)로 된다. 따라서, 축방향에의 이동력 F은 회전력 T에 비례하고, r과 tanθ에 반비례한다.
그런데, 상기 실시예에서는 퀼이동수단의 한쪽을 구성하는 캠홈(201a)을 퀼(210)의 외주면에, 다른쪽을 구성하는 캠폴로어(216)를 제1의 중공로터(207)에 배설하였으나, 퀼(201)에 캠폴로어(216)를 배설하여 캠홈(201a)을 중공로터(207)의 내주면에 형성해도 된다. 또, 제2의 중공로터(204)의 회전력을 주축(202)에 전달함에 있어서, 스플라인(202a)과 볼스플라인(203)을 사용하였으나, 주축(202)의 축방향으로 키홈을 형성하고, 이 키홈에 결합되는 키를 중공로터(204)의 내주면에 고정시켜도 동일한 작용이 달성된다.
이하, 본원 발명을 구체화 한 제4의 실시예를 제11도 내지 제15도를 참조하여 설명한다.
제11도에 있어서, 원통형 하우징(310)의 우단에는 커버(322)가 고정되어 그들의 중심부에 중공퀼(301)이 슬라이드베어링(314)을 통해서 슬라이드할 수 있도록 끼워져 있다. 또, 중공퀼(301)은 하우징(310)에 고정된 회전저지부재(315)에 결합부 (301b)를 통해서 결합되어, 그 회전이 규제되어 있다. 중공퀼(301)의 외주면의 적당한 곳에는 숫나사부(301a)가 형성되어 있다. 중공퀼(301)내에는 주축(302)이 롤링베어링(313a),(313b)를 통해서 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 주축(302)의 선단측은 중공퀼(301) 및 상기 하우징(310)에서 바깥쪽으로 돌출되고, 그 선단에 공구장착용 처크(320)가 장착되어 있다. 그리고, 본 실시예에 있어서는 그 공구장착용 처크(320)에 탭공구(321)가 장착되어 있다.
또, 주축(302)의 기단측도 중공퀼(301)의 기단에서 돌출되고, 그 돌출부분의 주위에는 회전피전달부로서의 복수개의 스플라인(302a)이 축방향으로 각설되어 있다. 하우징(310)내의 중공퀼(301)의 주위에 제1의 중공로터(307)가 롤링베어링 (312a),(312b)를 통해서 하우징(310)에 대해 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 이중공로터 (307)의 내주면의 적당한 곳에는, 제12도에 나타내는 바와 같이 암나사부 (307a)가 형성되며, 상기 숫나사부(301a)와 암나사부(307a) 사이에는 순환적 또는 비순환적으로 볼(316)이 배치되어 있다.
다음에 상세히 설명하지만, 중공로터(307)의 내주면에 배설한 암나사부(307a)의 길이가 짧으면 그 암나사부(307a)의 끝까지 볼(316)은 이동하고, 그곳에서 슬립을 일으키므로, 이 암나사부(307a)의 길이를 어느 정도 길게함으로써, 볼(316)은 숫나사부(301a)와 암나사부(307a) 사이에 슬립없이 운동할 수 있게 된다. 또, 암나사부 (307a)의 길이를 길게 잡을 수 없을때에는 통상의 볼나사와 같이 볼(316)의 순환하는 기구를 설치하면, 볼(316)은 숫나사부(301a)와 암나사부(307a) 사이에 슬립없이 운동할 수 있게 된다.
또, 제13도에 나타내는 바와같이, 볼(316)의 외경을 나사홈 공간보다 약간 크게 하여, 볼(316)이 숫나사부(301a) 및 암나사부(307a)와 각기 4개소에서 접촉하도록 하면 예압이 걸려서, 중공퀼(301)의 축방향의 간극은 제로로 되어 백래시는 해소되고 강성이 향상된다. 중공퀼(301)의 주위에서 상기 하우징(310)의 내주면에 주축이동용 모터(308)가 배설되어 있다. 모터(308)에는 정역 양 방향으로 선택적으로 회전할 수 있는 모터가 사용되고 있다. 제1의 중공로터(307)의 후단측 외주면에 중공로터(307)의 회전위치나 회전속도를 검출하기 위한 엔코더(309)가 배설되어 있다.
상기 하우징(310)내의 주축(302)의 기단측 스플라인(302a)의 주위에, 제2의 중공로터(304)가 롤링베어링(311a),(311b)를 통해서 하우징(310)에 대해 회전할 수 잇도록 지지되어 있다. 스플라인(302a)과 결합되어 주축(302)의 축방향으로 상대적으로 슬라이드할 수 있는 슬리브형 볼스플라인(303)이 중공로터(304)내의 선단측에 키(304a)를 통해서 중공로터(304)와 일체 회전할 수 있도록 배설되어 있다. 주축 (302)의 기간부분의 주위에서 상기 하우징(310)의 내주면에 주축회전용 모터(305)가 배설되어 있다. 모터(305)에는 상기 주축이동용 모터(308)와 마찬가지로 정역 양 방향으로 선택적으로 회전가능한 모터가 사용되고 있다. 제2의 중공로터(304)의 기단측 회주면에 중공로터(304)의 회전위치나 회전속도를 검출하기 위한 엔코더(306)가 배설되어 있다.
다음에 상기 실시예의 가공유니트에 대하여 그 작동양태를 설명한다.
제11도에 있어서, 상기 주축회전용 모터(305)가 구동되어 제2의 중공로터 (304)가 정방향(또는 역방향)으로 회전되면, 볼스플라인(303)을 통해서 주축(302)이 정회전한다. 이때, 중공로터(304)의 회전속도를 엔코더(306)가 검출하고, 그 검출결과에 의거하여 상기 중공로터(304)의 회전에 동기 또는 비동기하여 주축이동용 모터((308)가 구동되고, 제1의 중공로터(307)가 정방향(또는 역방향)으로 회전된다. 중공로터(307)의 회전력이 중공로터(307)의 암나사부(307a), 볼(316) 및 숫나사부 (301a)를 통해서 퀼(301)에 전달된다. 퀼(301)은 회전저지부재(315)에 의해 회전이 규제되어 있으므로, 퀼(301)에 전달되는 회전력은 축방향에의 이동력으로 변환되며, 하우징(310)에 대하여 퀼(301)이 전진하여 그 선단방향으로 이동한다. 퀼(301)의 전진에 따라 주축(302)이 정회전하면서 선단방향으로 이동하며, 주축회전용 모터(305)와 주축이동용 모터(308)를 동기시켰을 경우, 선단의 탭공구(321)에 의해 탭작업이 수행된다.
여기서, 상기 퀼(301)에 전달되는 회전력이 축방향에의 이동력으로 변환되는 원리를 제14도에 의거하여 설명한다.
제14도는 퀼(301)의 숫나사부(301a)의 1피치분을 전개한 상태를 나타내는 설명도이며, 도면에 있어서θ를 숫나사부(301a)의 리드각, p를 숫나사부(301a)의 피치, r을 숫나사부(301a)와 볼(316)의 접촉점의 반경, T를 퀼(301)에 전달되는 회전력, F를 축방향에의 이동력이라 하면,
[수학식 3]
Figure kpo00003
(1) 및 (2)에서 F=2∏r·T/(2∏·tanθ)=(T/r)·(1/ranθ)로 된다. 따라서, 축방향에의 이동력 F은 회전력 T에 비례하고, r과 tanθ에 반비례한다.
제15도는 중공로터(307)가 회전했을때의 볼(316)의 운동상태를 나타내는 설명도이다. 중공로터(307)가 각도 θ1만큼 회전했을때 볼(316)이 각도 θ2만큼 회전했다고 하자. 이때 볼(316)이 퀼의 숫나사부(301a) 위를 슬립없이 이동하기 위해서는 볼(316)의 이동거리는 11된다.
[수학식 4]
Figure kpo00004
또, 이때 볼(316)이 중공로터(307)의 암나사부(307a) 위를 슬립없이 이동하기 위해서는 볼(316)의 암나사부(307a) 위의 볼(316)에 대한 상대적인 이동거리 l2가 된다.
[수학식 5]
Figure kpo00005
볼(316)의 원주상에서 생각했을 때, 이동거리 11와 12 동일하므로 θ1,θ2는 다음의 관계가 있다.
[수학식 6]
Figure kpo00006
Figure kpo00007
퀼(301)의 최대이동량을 Lmax로 하면 이때 중공로터(307)의 최대회전각도 θ1max는
[수학식 6]
Figure kpo00008
로 된다. 이 때문에 볼(316)의 최대회전각도 θ2max
[수학식 7]
Figure kpo00009
로 되며, 이때 볼(316)의 축방향의 최대이동량 L'max는
[수학식 8]
L'max=P·θ2max
로 된다.
이때, 중공로터(307)의 암나사부(307a)의 길이가 볼(316)의 축방향의 최대량 L'max보다 길게 설정함으로서, 볼(316)은 각 나사부(301a),(307a)와 슬립없이 운동하는 것이 가능해진다.
본 실시예에 있어서는 주축이동용 모터(308)의 중공로터(307)의 내부에 적당한 길이의 암나사부(307a)를 배설함으로써, 볼(316)의 순환기구가 없는 간단하고 원활한 회전, 직진의 운동변환기구를 제공할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본원 발명은 상기와 같이 구성되어 있으므로 회전운동과 축방향운동으로 이루어지는 복합운동을 부여하는 단축복합운동장치의 구조를 단순화하고, 부품개수를 감소하는 동시에, 외형을 작게 할 수 있는 우수한 효과가 있다. 또한 회전부분을 전부 동일 축선상에 구성할 수 있으므로, 조립장착시의 정밀도 향상이 용이해지는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 각각 하나의 중공(中空)회전자를 갖는 제1, 제2의 2조의 모터를 그들의 중공회전자가 동일 축선을 중심으로 회전하도록 양 모터를 하나의 기계틀 내에 탠덤(tandem) 배치하여 수용하는 동시에, 상기 양 회전자의 중심공을 관통하는 1개의 주축을 설치하고, 이 주축과 상기 제1의 중공회전자와의 사이에 그 회전자의 회전운동을 주축의 축방향운동으로 변환하여 전달하는 운동변환전달수단을 상기 주축과 제2의 회전자와의 사이에 그 회전자의 회전운동을 상기 주축에 상기 축방향운동을 허용하여 전달하는 회전운동전달수단을 설치하고, 상기 제1, 제2의 양 모터의 회전운동을 제어함으로써, 상기 주축에 회전운동과 축방향운동으로 이루어지는 임의의 복합운동을 부여하는 것을 특징으로 하는 단축복합운동장치.
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Families Citing this family (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0435842A (ja) * 1990-05-31 1992-02-06 Brother Ind Ltd 加工ユニット制御装置
DE9101397U1 (ko) * 1991-02-07 1991-04-25 Gpa Gesellschaft Fuer Prozess-Automaten Gmbh, 2000 Hamburg, De
IT1261640B (it) * 1992-03-30 1996-05-23 Unita' operatrice elettromeccanica avente entrambi i motori elettrici e la vite a ricircolazione di sfere coassiali con il mandrino ed interni al cannotto mobile
US5430361A (en) * 1993-06-14 1995-07-04 Hughes Aircraft Company Integrated anti-backlash gearhead motor
DE4345409C2 (de) * 1993-11-23 1998-03-05 Johannes Luebbering Ag Mobiles Präzisions-Bohrgerät
JPH0885022A (ja) * 1994-09-14 1996-04-02 Brother Ind Ltd ねじ加工装置
IT1284495B1 (it) * 1996-09-09 1998-05-21 F M Engineering S A S Di Flavi Dispositivo di aggancio per il collegamento scioglibile della parte rotante alla parte statorica di un elettromandrino
CA2302223C (en) * 1997-08-27 2005-08-02 Tri-Tech, Inc. Linear/rotary electromagnetic device
EP1156576A1 (fr) * 2000-05-19 2001-11-21 Société industrielle de Sonceboz S.A. Actionneur linéaire ou rotatif
JP3944365B2 (ja) * 2001-06-22 2007-07-11 東芝機械株式会社 工作機械、工具および工具ホルダ
KR100947414B1 (ko) * 2001-10-15 2010-03-12 도시바 기카이 가부시키가이샤 공구와 공구홀더 및 공작기계
KR100997578B1 (ko) * 2001-10-16 2010-11-30 도시바 기카이 가부시키가이샤 공구와 공구홀더 및 공작기계
JP3538406B2 (ja) * 2001-10-17 2004-06-14 川崎重工業株式会社 摩擦攪拌接合装置
FR2849549B1 (fr) * 2002-12-27 2005-10-07 Gravograph Ind Internat Moteur electrique a axe creux et machine a graver le mettant en oeuvre
ITMI20032000A1 (it) * 2003-10-16 2005-04-17 Univer Spa Cilindro elettrico
US20050084345A1 (en) * 2003-10-17 2005-04-21 Frye Randy C. Dual motor tapping machine
US20080171605A1 (en) * 2004-02-19 2008-07-17 Jeung-Kyun Lee Master Spindle for Tapping Machine
DE102005005905A1 (de) * 2005-02-09 2006-08-17 Siemens Ag Werkzeugkopf zum Bewegen eines Werkzeugs mit mehreren beweglichen Achsen
US7249918B1 (en) * 2005-02-23 2007-07-31 Bowman Thomas W Cutting machine
DE102005008582B4 (de) * 2005-02-24 2007-02-22 Aerolas Gmbh, Aerostatische Lager- Lasertechnik Kupplung zum drehfesten Verbinden zweier Wellen
DE102005053221A1 (de) * 2005-11-08 2007-05-10 Bayerische Motoren Werke Ag Vorrichtung zum Setzen von Blindnietelementen, insbesondere Blindnietschrauben und Blindnietmuttern
DE102006014834A1 (de) 2006-03-30 2007-10-04 Otto Bihler Handels-Beteiligungs-Gmbh Werkzeugtreiberaggregat
US7244083B1 (en) * 2006-09-25 2007-07-17 Glassline Corporation Cutting head assembly
DE102007057892B4 (de) * 2006-12-01 2012-01-12 Ingenia Gmbh Wafergreifer mit Flippfunktion und Verfahren zu seiner Ansteuerung
JP5022695B2 (ja) * 2006-12-22 2012-09-12 株式会社森精機製作所 主軸装置
US7887268B2 (en) * 2007-03-23 2011-02-15 The Boeing Company Drill spindles with inline direct drive feed
FR2915121B1 (fr) * 2007-04-17 2009-10-09 Cooper Power Tools Sas Soc Par Machine d'usinage.
EP1992436B1 (de) * 2007-05-15 2009-09-16 Hüller Hille GmbH Motorbetriebene Arbeits-Spindel für eine Werkzeug-Maschine
EP2051353B1 (de) * 2007-10-15 2019-02-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Antriebseinheit
GB0804220D0 (en) 2008-03-06 2008-04-16 Itw Ltd Bi-axial electromagnetic actuator
US7547169B1 (en) * 2008-07-11 2009-06-16 Zagar Inc. Drilling module with automatic tool changer
US7963529B2 (en) * 2008-09-08 2011-06-21 Bose Corporation Counter-rotating motors with linear output
KR101068286B1 (ko) 2009-03-30 2011-09-28 진삼하 너트 탭핑용 탭봉회전장치
CN101888135B (zh) * 2009-05-14 2013-08-28 长沙三占惯性制动有限公司 一种电动推动装置
GB2472448A (en) * 2009-08-07 2011-02-09 Univ Sheffield Compact Machine Tool with Secure Mount to Workpiece
DE102009054347A1 (de) * 2009-11-24 2011-06-09 Franz Kirsching Motorspindel mit wenigstens zwei Antriebsmotoren
CN102078989B (zh) * 2011-03-01 2012-07-04 张家港市三兴超硬机械厂 自动攻丝机的攻丝机构
DE102011119337A1 (de) * 2011-11-25 2013-05-29 Arburg Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalenGegenstandes mit einer Druckerzeugungseinheit
ITVR20120069A1 (it) * 2012-04-10 2013-10-11 Bordignon Simone S R L Macchina automatica per la filettatura
DE202012012292U1 (de) * 2012-12-28 2014-04-04 Kmt Produktions + Montagetechnik Gmbh Taumel- oder Radialpunktnietmaschine
DE202013000092U1 (de) * 2013-01-09 2014-04-10 Kmt Produktions + Montagetechnik Gmbh Werkzeugmaschine für Nietarbeiten
CN104416523B (zh) * 2013-08-23 2016-05-18 苏州宝时得电动工具有限公司 动力工具
ES2541477B1 (es) * 2013-12-20 2016-04-26 Advanced Engineering & Innovation Mecanismo porta-herramienta.
FR3018712B1 (fr) * 2014-03-20 2016-12-30 Arts Outil de percage a deux moteurs coaxiaux
ITMO20140009U1 (it) * 2014-04-08 2015-10-08 Pama Spa Macchina utensile alesatrice
WO2016076849A1 (en) * 2014-11-12 2016-05-19 Kress Motors, LLC Down-hole roto-linear actuator
CN104607947A (zh) * 2015-02-03 2015-05-13 杭州西湖台钻有限公司 一种数控钻攻两用机
DE102015205995A1 (de) * 2015-04-02 2016-10-06 Ribe Anlagentechnik Gmbh Antriebseinheit für eine Setzvorrichtung, insbesondere ein Nietsetzgerät
WO2017013571A2 (en) * 2015-07-21 2017-01-26 Societe Industrielle De Sonceboz Sa Electrical actuator with integrated position encoder
DE102016002056A1 (de) * 2015-08-27 2017-03-02 Ehrt Maschinenbau Gmbh Antriebseinheit
US10449647B2 (en) * 2015-10-12 2019-10-22 Zagar Inc. Feed unit
US20180056496A1 (en) * 2016-08-26 2018-03-01 Robert Bosch Tool Corporation Modular Handheld Power Tool
KR102256777B1 (ko) 2016-12-07 2021-05-27 엠티에스 시스템즈 코포레이숀 전동 액츄에이터
CN106763604A (zh) * 2017-03-24 2017-05-31 石河子大学 一种能够快速精确传递直线与旋转复合运动的机构
CN106984835B (zh) * 2017-05-03 2019-07-05 繁昌县速诚智能设备科技有限公司 一种机床动力头装置
TWM551954U (zh) * 2017-08-18 2017-11-21 Taiwan Rong Fu Industrial Co Ltd 機床之刀具主軸結構
JP7383915B2 (ja) * 2018-10-09 2023-11-21 日本精工株式会社 アクチュエータ
US11784535B2 (en) * 2018-10-09 2023-10-10 Nsk Ltd. Actuator
US11408455B2 (en) * 2018-11-15 2022-08-09 Lee Machine, Inc. Systems and methods for friction bit joining
JP2022007434A (ja) * 2020-06-26 2022-01-13 株式会社アドヴィックス 電動アクチュエータ、及び、該電動アクチュエータを用いた車両の電動制動装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1141217A (en) * 1967-07-05 1969-01-29 Do Ni Ugolny I Electric mining drill
US4533859A (en) * 1982-03-15 1985-08-06 Kearney & Trecker Corporation Motorized ball nut
CH515768A (de) * 1968-10-14 1971-11-30 Val George Transportable Einrichtung zur Herstellung kreisförmiger Werkstücköffnungen
GB1290262A (ko) * 1969-03-03 1972-09-27
JPS527232B2 (ko) * 1972-08-10 1977-03-01
JPS51125814A (en) * 1975-04-24 1976-11-02 Citizen Watch Co Ltd Printer-driving composite pulse motor
DE2659066A1 (de) * 1976-12-27 1978-07-06 Hanning Elektro Werke Vorrichtung zum drehenden bearbeiten von werkstuecken
DE2926456A1 (de) * 1979-06-30 1981-01-15 Philips Patentverwaltung Verfahren zur ermittlung des randes eines koerpers mittels am koerper gestreuter strahlung
AT372639B (de) * 1980-11-06 1983-10-25 Hilti Ag Schlagbohrmaschine
GB2097197A (en) * 1981-03-27 1982-10-27 Moore Reed & Co Ltd Combined motion drive unit
GB2097191B (en) * 1981-04-07 1985-03-13 Koshman Vitaly Ivanovich Power electric circuit switching device
FR2574914B1 (fr) * 1984-12-17 1987-03-06 Centre Nat Rech Scient Cryostat a dilution
JPS61191846A (ja) * 1985-02-20 1986-08-26 松下精工株式会社 冷蔵庫
JPS625846A (ja) * 1985-07-01 1987-01-12 ダイソー株式会社 エンボス化粧板の製法
AU568445B2 (en) * 1986-02-05 1987-12-24 Iseki Kaihatsu Koki K.K. Earth auger
JPS62218041A (ja) * 1986-03-20 1987-09-25 Chugoku Kiko:Kk 直線運動発生機構
US4934040A (en) * 1986-07-10 1990-06-19 Turchan Manuel C Spindle driver for machine tools
JP3324800B2 (ja) * 1992-10-29 2002-09-17 ブラザー工業株式会社 カラオケ装置

Also Published As

Publication number Publication date
GB8906973D0 (en) 1989-05-10
GB2218268A (en) 1989-11-08
DE3910083A1 (de) 1989-10-12
KR890014908A (ko) 1989-10-25
GB2218268B (en) 1992-01-22
US5100271A (en) 1992-03-31

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