TWI610734B - Ｒ－θ載台裝置及母螺紋加工裝置 - Google Patents

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Abstract

提供一種R-θ載台裝置，用來使一個載台在一平面上於前後左右方向及旋轉方向可移動自如。該R-θ載台裝置具備：載台，其設有具備軸承之貫通孔；導引構件，係將載台保持成可沿水平方向移動自如；驅動裝置，其具備傾斜地插通於軸承之作用軸，並將作用軸驅動成可旋轉、停止自如；升降台，係使驅動裝置升降；升降裝置，係使升降台升降，且改變使作用軸與軸承卡合之作用點的位置；及基座，其設有導引升降台之柱體及導引構件，且安裝有升降裝置，使前述升降台升降，來改變驅動裝置之主軸的中心線與作用點的水平距離，而使載台沿著導引構件無自轉地移動至任意位置。

Description

R-θ載台裝置及母螺紋加工裝置
本發明關於一種R-θ載台裝置，係用來使一個載台在一平面上於前後左右方向及旋轉方向無自轉地移動自如。
本發明關於一種母螺紋加工裝置，係使用該R-θ載台裝置對具有母螺紋加工用孔之金屬製素材的孔進行母螺紋加工。
本發明關於一種可變曲柄裝置，係將曲柄軸之旋轉所產生之連結桿的振幅，藉由受控制之外力可自由平順且高剛性地變更至由0至一定的設定值。
以往，工作機械、衝壓成形機、轉運機、產業用機器人等之中，為了將工件定位於X軸、Y軸方向上，係使用在一平面上移動之電動式或油壓式X-Y載台(例如參照專利文獻1)。
此種X-Y載台，例如具備有：於X軸方向具有導引槽，且成為X-Y載台之基座的X軸載台；可動地設在X軸載台上，且於Y軸方向具有導引槽之Y軸載台(亦 即，移動載台)；設在X軸載台上，使Y軸載台朝X軸方向滑動位移的X軸致動器；以及使Y軸載台朝Y軸方向滑動位移的Y軸致動器。
然後，於X軸、Y軸致動器，係使用有將電動伺服馬達或油壓馬達與滾珠螺桿予以組合之旋轉式致動器，或是使用復動式油壓缸的致動器。
如此般構成的X-Y載台，X軸方向的移動係使X軸致動器動作而將Y軸載台及Y軸可動機構一起移動，Y軸方向的移動係使Y軸致動器動作而移動Y軸載台(亦即，移動載台)，藉此可定位在期望的位置。
另一方面，母螺紋係如周知般，係構成最普遍之連結要件之螺紋的一方側。
以往，已知母螺紋係藉由攻牙加工而被加工。
但是，較大徑之母螺紋的加工，一般係不進行攻牙加工。
較大徑之母螺紋的加工法，係以單鋒螺紋刀具(螺紋刀具)之切削加工為主流(例如參照專利文獻2)。
但是，單鋒螺紋刀具(螺紋刀具)的切削加工，雖然有著產生之切屑處理與起因於切屑產生之刀具前端損傷等之問題，卻沒有能替代的工法。
又，作為該母螺紋切削法，例如，一般係採用將被稱作螺紋刀的螺紋切削用刀具按壓於管體的被切削面，一邊使管體旋轉一邊朝管軸方向前後進退的方法。
且，不管是單鋒螺紋刀具(螺紋刀具)還是 攻牙，對所期望的母螺紋，都一定會隨著於母螺紋之軸方向相對地旋轉一圈而相對移動該螺紋的螺距分量。因此，控制可動部份會增加，結果將無法設計強度、剛性皆高的加工機。
且，由於工具的旋轉需要對應於螺紋峰的數量(例如參照專利文獻2)，故其加工時間本身就有界限。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2005-302838號公報
[專利文獻2]日本特開2012-30349號公報
首先，以往的X-Y載台，由於需要將全部的Y軸可動機構搭載於在X軸上移動的台上，故會成為雙層，構成零件也會變多而同時有著剛性變低的問題。
而且，以往的X-Y載台，在使Y軸載台朝X軸方向移動的時候，係使Y軸載台全體朝目的位置移動，故X軸致動器不得不隨時將Y軸載台及Y軸載台上所設置之Y軸致動器的全體一起移動，而需要較大的力量。
且，沿X軸方向移動時的慣性重量較大，故無法進行高速且高精度的控制。
此外，為了使Y軸致動器對基座(X軸載台)相對移 動，連接於Y軸致動器的配線或配管等會與Y軸致動器一起在基座(X軸載台)上移動，有著配線或配管等因疲勞而損傷的情況，有耐久性的問題。
且，不管是漩渦狀還是圓運動，在抵抗半徑方向之外壓而運轉的情況時，X軸、Y軸之任一者在圓弧擺動運動中外力的向量會逆轉，而有著該瞬間反衝所產生之振動與異常軌跡的問題。
其次，母螺紋加工中，希望能將與在較小徑的螺紋中發揮效力的無槽螺絲攻相同之不產生切屑的螺紋加工法，適用於無槽螺絲攻一般所不適用之較大徑者。
但是，公螺紋狀工具所需要的徑向負載，每次都會因所期望之母螺紋的有效長度、素材的硬度、公螺紋狀工具的直徑等的條件而有所變化。因此，公螺紋狀工具所需要的徑向負載，與單鋒螺紋刀具(螺紋刀具)之以切削加工為目的之加工相較之下，至少需要10倍以上。
而且，公螺紋狀工具，在運動功能上係與停止主軸旋轉後的NC銑床類似，但其徑向負載必須遠大於一般銑床所允許之主軸的徑向負載(例如50kNf以上)。
如此般，主軸之徑向負載為50kNf以上的機械，並不存在。
因此，使用以往的工法及裝置，無法使不產生切屑的螺紋加工法適用於無槽螺絲攻一般所不適用之較大徑者。
另一方面，卡合旋轉運動與往復運動的曲柄機構，亦被稱作運動機(Locomotion)，為以蒸氣機為首 之古典的機構，現在亦為汽車之往復式引擎或曲柄壓機等的骨幹。
然而，曲柄機構的缺點，係因為對於曲柄軸的旋轉之曲柄銷及與其卡合之連接桿的移動振幅，是由曲柄軸和與其平行配置之曲柄銷彼此所形成的距離來決定，故該機構本身將無法改變移動振幅。例如，曲柄壓機係不管負載而高剛性地維持一定行程的代表例，為了使該行程變化，必須如JISB0111-4037等所定義般，將主要曲柄的偏心量予以固定，而在曲柄銷與連結桿之間介隔著調整用的第二偏心零件，活用該偏心零件來使表觀行程變化。
此時，相對於曲柄軸之旋轉相位，第二偏心零件所旋轉之分量的活塞頂部、底部的相位將無可避免地變化。因此，僅介隔調整用的第二偏心零件，由於其用途受限，而沒有廣泛普及。
本發明係為了解決該以往之問題點而完成者，其目的在提供一種R-θ載台裝置，係用來使一個載台在一平面上於前後左右方向及旋轉方向無自轉地移動自如。
且，本發明之其他目的為提供一種母螺紋加工裝置，係使用該R-θ載台裝置對具有母螺紋加工用孔之金屬製素材的孔進行母螺紋加工。
且，本發明之其他目的為提供一種可變曲柄裝置，係將曲柄軸之旋轉所產生之連結桿的振幅，藉由受控制之外力可自由平順且高剛性地變更至由0至一定的設定值。
關於本發明的R-θ載台裝置，係具備：載台，其設有具備軸承之貫通孔；導引構件，係將載台保持成可沿水平方向移動自如；驅動裝置，其具備傾斜地插通於軸承之作用軸，並將作用軸驅動成可旋轉、停止自如；升降台，係使驅動裝置升降；升降裝置，係使升降台升降，且改變使作用軸與軸承卡合之作用點的位置；及基座，其設有導引升降台之柱體及導引構件，且安裝有升降裝置，藉由使升降台升降，來改變驅動裝置之主軸的中心線與作用點的水平距離，可使載台沿著導引構件不會自轉地移動至任意位置。
本發明中，載台係設有具備軸承的貫通孔複數個，於各貫通孔分別插通有作用軸，且各作用軸係同步運轉。
本發明中，軸承係球面軸承。
本發明中，驅動裝置及升降裝置係伺服馬達或步進馬達。
關於本發明之母螺紋之加工裝置，係具有：關於本發明之R-θ載台裝置；公螺紋狀工具，其以緊固的方式搭載於該R-θ載台裝置的載台上；及支持構件，其被固定於R-θ載台裝置之基座上，用來把持或固定具有母螺紋加工用之孔的金屬製素材，被固定在載台上之公螺紋狀工具，係藉由無自轉而僅進行一定水平面上的公轉運動， 在孔的內周一邊將公螺紋狀工具的加工部逐步按壓一邊轉印加工部的形狀而成形螺紋槽。
本發明中，為了以該轉印來形成所期望之母螺紋的公螺紋狀工具，當然必須具有與所期望之母螺紋相同的螺距長度。然而，公螺紋狀工具的螺紋徑，比所期望之母螺紋的螺紋徑還小，故該螺紋峰的扭轉角會比母螺紋的還要大。例如，公螺紋狀工具的直徑相對於母螺紋徑為一半的話，其扭轉角幾乎會加倍。為了跨越該差距而於母螺紋形成與公螺紋狀工具相同的螺距，必須經常地確保接觸部有一定的滑順度，亦即需要有著不會一起自轉之牢固的同步。
為了消除前述扭轉角的差距，本發明所採用的手段，最終為牢固地維持前述同步。母螺紋與公螺紋狀工具之間徑差較大時，公螺紋狀工具係提前從加工後的母螺紋脫離而對於所形成之母螺紋干涉較少。理論上問題的發生並不明顯，但現實上由公螺紋狀工具之撓曲所產生的傾斜為顯著，對於精度良好的母螺紋之轉印成形上將成為弱點。
母螺紋與公螺紋狀工具之間的徑差較小的話，公螺紋狀工具的傾斜發生會減少。但是，在將母螺紋與公螺紋狀工具的卡合解除為止的公轉角度會變大，且母螺紋與公螺紋狀工具之間的干涉、卡合的距離會變長。因此，公螺紋狀工具公轉的抵抗會增加。為了無視於該抵抗，而保障不伴隨黏滯滑動現象之滑順的公轉，除了提高加工機的剛性 以外別無它法。
有鑑於該狀況，關於本發明的R-θ載台裝置，為了可以對外力以高剛性進行程式運轉，作為以線性變化該行程的機構，係構成為將包含相對於主軸呈傾斜的作用軸之軸承的軸方向位置予以改變，藉此變化主軸與作用點的距離。
然後，在傾斜的作用軸與載台之間設置用來抵銷該傾斜之追隨角度變化的球面軸承，使載台經常保持水平。
關於本發明的可變曲柄裝置，係具備：傾斜曲柄銷，其對主軸的中心線呈傾斜且連接於主軸；被移動體，其在貫通孔內具備供傾斜曲柄銷插通的軸承；導引裝置，其將被移動體保持成移動自如；及調整裝置，係使傾斜曲柄銷旋轉、移動、停止旋轉或停止移動，來改變使傾斜曲柄銷與軸承卡合之作用點的位置，藉由調整裝置來改變主軸的中心線與作用點的距離，使被移動體沿著導引裝置移動。
關於本發明，被移動體係設有具備軸承的貫通孔複數個，於各貫通孔分別插通有傾斜曲柄銷，且各傾斜曲柄銷係同步運轉。
關於本發明，軸承係球面軸承。
關於本發明，球面軸承之傾斜曲柄銷的插通部，係具有不會妨礙傾斜曲柄銷的旋轉及軸方向移動的內周面。
關於本發明之排出量可變之泵裝置，係具備：傾斜曲柄銷，其對主軸的中心線呈傾斜且連接於前述 主軸；連接桿，其在貫通孔內具備供傾斜曲柄銷插通的軸承；泵本體，係將組裝於連接桿的活塞保持成在缸體內可移動自如；及調整裝置，係使傾斜曲柄銷旋轉、移動、停止旋轉或停止移動，來改變使傾斜曲柄銷與軸承卡合之作用點的位置，藉由調整裝置來改變主軸的中心線與作用點的距離，使組裝於連接桿的活塞在缸體內移動。
關於本發明之行程可變之衝壓裝置，係具備：傾斜曲柄銷，其對主軸的中心線呈傾斜且連接於主軸；連接桿，其在貫通孔內具備供傾斜曲柄銷插通的軸承；衝壓機本體，係將組裝於連接桿的滑動件保持成在模具區域內可移動自如；及調整裝置，係使傾斜曲柄銷旋轉、移動、停止旋轉或停止移動，來改變使傾斜曲柄銷與軸承卡合之作用點的位置，藉由調整裝置來改變主軸的中心線與作用點的距離，使組裝於連接桿的滑動件在模具區域內移動。
關於本發明之行程可變之引擎，係具備：傾斜曲柄銷，其對主軸的中心線呈傾斜且連接於主軸；連接桿，其在貫通孔內具備供傾斜曲柄銷插通的軸承；引擎本體，係將組裝於連接桿的活塞保持成在缸體內可移動自如；及調整裝置，係使傾斜曲柄銷旋轉、移動、停止旋轉或停止移動，來改變使傾斜曲柄銷與軸承卡合之作用點的位置，藉由調整裝置來改變主軸的中心線與作用點的距離，使組裝於連接桿的活塞在缸體內移動。
根據本發明，係構成為使升降台升降來改變驅動裝置主軸的中心線與作用點之間的水平距離，可使一個載台沿著導引構件不會自轉地移動至任意位置，故不需要如以往的X-Y載台般構成為將全部的Y軸可動機構搭載於在X軸上移動的台上。
因此，可以解決成為雙重階層而使構成構件變多並且使剛性降低之以往X-Y載台的問題。
且，根據本發明，係構成為使升降台升降來改變驅動裝置主軸的中心線與作用軸與軸承卡合之作用點之間的水平距離，可使一個載台沿著導引構件不會自轉地移動至任意位置，故不管是漩渦狀還是圓運動，可以解決在抵抗半徑方向之外壓而運轉的情況時，X軸、Y軸之任一者在圓弧擺動運動中逆轉外力的向量，因該瞬間反衝所產生之振動與異常軌跡之以往X-Y載台的問題。
本發明係即使對於普遍不使用攻牙加工之較大徑的母螺紋，亦不會有因單鋒螺紋刀具(螺紋刀具)之切削加工所產生之切屑的處理問題。且，從加工原理方面來看，係以公螺紋狀工具僅在單一水平面上公轉之簡易的動作為象徵，可得到以短時間完成加工的優點。
本發明係可將與在比較短徑之螺紋中發揮效力的無槽類型同樣地不產生切屑的母螺紋加工法，適用於無槽類型一般所不適用之較長徑品。
且，本發明係不產生切削切屑，即使在素材孔內徑部 所設置之例如鍵槽般處有障礙物時亦可無視之並進行母螺紋加工。
關於本發明之可變曲柄裝置，係零件數量較少而可廉價地製作，且其用途並不限於機械衝壓機、液壓泵或壓縮機，例如將輸入方向改成活塞側的話，亦可適用於往復式引擎等之動力傳達裝置。以阿特金森循環引擎為首之活塞行程可變之引擎的研究，現在亦很盛行。
1‧‧‧R-θ載台裝置
10‧‧‧基座
11‧‧‧頂板
12‧‧‧底板
13、14、15、16‧‧‧側板
17、18、19、21、22、27、23、31、47、48‧‧‧貫通孔
25‧‧‧柱體
26‧‧‧導引構件
30‧‧‧載台
35‧‧‧球面軸承
36‧‧‧作用軸
36a‧‧‧作用軸36的中心線
37‧‧‧驅動裝置
38‧‧‧主軸
38a‧‧‧主軸38的中心線
44‧‧‧連結體
45‧‧‧傾斜面
46‧‧‧升降台
50‧‧‧升降裝置
51‧‧‧旋轉軸
56‧‧‧滾珠螺桿
60‧‧‧控制裝置
70‧‧‧母螺紋加工裝置
71‧‧‧公螺紋狀工具
72‧‧‧加工部
73‧‧‧裙部
74、78‧‧‧締結螺栓
75‧‧‧金屬製的素材
76‧‧‧孔
77‧‧‧環狀部
79‧‧‧母螺紋
圖1為使關於本發明之第一實施型態之R-θ載台裝置的升降台下降後的狀態，由側面來表示的剖面圖。
圖2為使關於本發明之第一實施型態之R-θ載台裝置的升降台上升後的狀態，由側面來表示的剖面圖。
圖3為將關於本發明之第一實施型態之R-θ載台裝置的一部分切開表示的概略平面圖。
圖4為使關於本發明之第一實施型態之R-θ載台裝置的升降台上升並改變作用軸角度的狀態，由側面來表示的剖面圖。
圖5為將圖4之R-θ載台裝置的一部分切開表示的概略平面圖。
圖6為將圖1之重點部位擴大表示的剖面圖。
圖7為將圖2之重點部位擴大表示的剖面圖。
圖8為表示將關於本發明之第一實施型態的R-θ載台 裝置適用於母螺紋加工裝置之第二實施型態的說明圖。
圖9為表示圖8重要部位的剖面圖。
圖10為將關於本發明之第二實施型態的母螺紋加工裝置適用於滾珠螺桿用之螺帽構件加工之滾珠螺桿用之螺帽構件的構件剖面圖。
圖11為表示圖10之滾珠螺桿用之螺帽構件的側面圖。
圖12為表示對圖10之滾珠螺桿用之螺帽構件加工的公螺紋狀工具的正面圖。
圖13為圖12的側面圖。
圖14為表示關於本發明之第一實施型態的R-θ載台裝置之變形例的剖面圖。
圖15為表示關於本發明之第三實施型態的排出量可變之泵裝置的剖面圖。
圖16為表示將關於本發明之第三實施型態之排出量可變之泵裝置的活塞上升至頂部位置之狀態的剖面圖。
圖17為表示將關於本發明之第三實施型態之排出量可變之泵裝置的活塞下降至底部位置之狀態的剖面圖。
圖18為表示將關於本發明之第三實施型態之排出量可變之泵裝置的活塞移動至停止位置之狀態的剖面圖。
圖19為表示關於本發明之第四實施型態之排出量可變之泵裝置的剖面圖。
圖20為表示將關於本發明之第四實施型態之排出量可變之泵裝置的活塞上升至頂部位置之狀態的剖面圖。
圖21為表示將關於本發明之第四實施型態之排出量可變之泵裝置的活塞下降至底部位置之狀態的剖面圖。
圖22為表示將關於本發明之第四實施型態之排出量可變之泵裝置的活塞移動至停止位置之狀態的剖面圖。
圖23為表示關於本發明之第五實施型態之行程可變裝置的連接桿到達上死點之狀態的剖面圖。
圖24為表示關於本發明之第五實施型態之行程可變裝置的連接桿到達下死點之狀態的剖面圖。
圖25為表示關於本發明之第六實施型態之行程可變引擎的剖面圖。
以下，根據將本發明表示於圖式之實施型態進行說明。
(第一實施型態)
圖1~圖7係表示關於本發明之第一實施型態的R-θ載台裝置1。
關於本實施型態之R-θ載台裝置1，係由以下所構成：金屬製的基座10；金屬製的載台30，其藉由導引構件26而沿水平方向移動自如地被保持於基座10；驅動裝置37，其具備傾斜地插通於設在載台30之球面軸承35的作用軸36，並將作用軸36驅動成可旋轉、停止自如；金屬製的升降台46，係使驅動裝置37升降；及升降裝置50，係升降台46升降。
基座10係構成為以頂板11、底板12及側板13、14、15、16所構成之箱剖面形狀之R-θ載台裝置1的固定台。
頂板11係具備：大致圓形的貫通孔17，其可以形成空間，該空間比將組裝於載台30之工具等朝外部突出的同時使載台30往前後左右移動時及旋轉時移動之際的工具等之軌跡還要大；大致圓形的貫通孔18，其可以形成空間，該空間比作用軸36在升降時及旋轉時出沒之際所形成之作用軸36的軌跡還要大；及貫通孔19，係將後述之柱體25的上端部予以軸支撐。
且，頂板11，係在載台30、驅動裝置37及升降台46的組裝、交換時等之際可以拆卸，而在側板13、14、15、16的上面藉由複數的螺絲20來固定。又，於頂板11的上面11a，係發揮作為載置面的功能，其組裝有藉由組裝在載台30之中心點O上的工具等來被施予加工的對象物。
底板12，係具備：貫通孔21，其係形成比驅動裝置37之外徑還要大且驅動裝置37在升降時不會抵接地上下動作的空間；貫通孔22，其形成比安裝於升降裝置50之旋轉軸51的滾珠螺桿56的外徑還要大且供滾珠螺桿56插通的空間；及貫通孔23，係將後述之柱體25的下端部予以固定。
於頂板11與底板12之間，配置有兩根的柱體25，使頂板11及底板12分別成為點對稱，各柱體25 的上端部係被頂板11的貫通孔19給軸支撐，各柱體25的下端部係緊固於底板12的貫通孔23。
在貫通孔17、18以外的區域將載台30保持成沿水平方向移動自如之托盤形狀的導引構件26，係在立接於兩側部的側緣部28藉由螺絲29來固定，藉此安裝於頂板11的裏面11b側。於導引構件26之作用軸36所插通的區域，係設有大致圓形的貫通孔27，其形成比在作用軸36升降時、移動時、旋轉時所形成之軌跡還要大的空間。
載台30，係點對稱地設有供作用軸36插通用的兩個貫通孔31，於各貫通孔31安裝有球面軸承35。載台30係使上表面33滑動在頂板11的裏面11b側，並使下表面34滑動在導引構件26上。載台30，係成為在藉由作用軸36而水平移動於導引構件26上之際，不會與導引構件26的側緣部28抵接的大小，且加工成為與導引構件26大致相似的形狀。
驅動裝置37，係藉由螺絲40被固定於組裝框架39，且透過組裝框架39而在升降台46的下面藉由螺絲41來被固定。驅動裝置37的主軸38係插入升降台46的貫通孔48且保持於軸承裝置42。驅動裝置37係例如由伺服馬達或步進馬達所構成。
主軸38係連結於在上表面具有傾斜面45的連結體44。連結體44係以可在升降台46上旋轉的方式，透過軸承裝置43而安裝於升降台46。連結體44係例如將由圓 柱體所構成之本體44a的上面，設為具有比本體44a更大之外徑的圓柱體44b，且在該圓柱體44b的上面形成傾斜面45。
作用軸36係設在連結體44的傾斜面45上，使其對主軸38的中心線38a呈傾斜。以主軸38的中心線38a與作用軸36的中心線36a所形成之傾斜角度α，係與傾斜面45的傾斜度相同。以主軸38的中心線38a與作用軸36的中心線36a所形成的傾斜角度α，係受到插通有作用軸36之球面軸承35之功能的影響，例如，只要是從使主軸38的中心線38a與作用軸36的中心線36a不會重疊之程度之大於0°的角度(最小值)，到主軸38的中心線38a與作用軸36的中心線36a所成的角度為30°(最大值)的範圍即可，較佳為3°~18°。作用軸36係例如以圓柱材、多角柱材所構成，球面軸承35之作用軸36的插通部，以具有不會妨礙作用軸36之旋轉及軸方向移動的內周面為佳。因此，球面軸承35之作用軸36的插通部，係成為對應於作用軸36之剖面形狀的孔形狀。
升降台46，係具備：貫通孔47，其設有用來與組裝於升降裝置50之滾珠螺桿56咬合的螺紋槽；貫通孔48，其形成比驅動裝置37之主軸38的外徑還要大且供驅動裝置37之主軸38插通的空間；及貫通孔49，其供安裝在基座10之頂板11與底板12之間的兩根柱體25插通。升降台46，係在貫通孔47咬合自如地嵌合於組裝在升降裝置50的滾珠螺桿56，且伴隨著組裝在升降裝置 50之滾珠螺桿56的旋轉，以兩根柱體25作為導引，隨著驅動裝置37而在基座10的頂板11與底板12之間平行地線性升降。升降台46，係伴隨著驅動裝置37之滾珠螺桿56的旋轉，而在基座10之頂板11與底板12之間平行地線性升降，故貫通孔47係位在兩根柱體25的中間點較佳。
升降裝置50，係藉由螺絲53而被固定於組裝框架52，組裝框架52係在基座10的底板12以螺絲55固定而被安裝在底板12的下面。安裝在升降裝置50的滾珠螺桿56，係藉由設在貫通孔22的軸承裝置54而被安裝成旋轉自如。升降裝置50係例如使用有伺服馬達或步進馬達。
驅動裝置37及升降裝置50，係構成為：聯絡控制裝置60，並藉由內建在控制裝置60的程式，控制作用軸36對載台30之前後左右方向及旋轉方向所伴隨的動作。該程式可因應關於本實施型態之R-θ載台裝置1的使用方法而任意地構築。
接著，說明該構成之關於本實施型態之R-θ載台裝置1之組裝的一例。
首先，準備已拆除頂板11的基座10。
接著，將以螺絲53固定在升降裝置50的組裝框架52，藉由螺絲55來組裝在基座10之底板12的下面側。
此時，底板12的貫通孔22係安裝有軸承裝置54，透過該軸承裝置54插通有連結於升降裝置50之旋轉軸 51的滾珠螺桿56。
接著，將兩根柱體25的下端部分別固定於基座10之底板12的貫通孔23。
接著，於組裝有驅動裝置37的升降台46，透過貫通孔47、49而插通滾珠螺桿56及柱體25。
此時，藉由螺絲40將組裝框架39組裝於驅動裝置37，並藉由螺絲41將組裝框架39固定於升降台46的下面側，藉此將驅動裝置37組裝於升降台46。於升降台46的貫通孔48安裝有兩組的軸承裝置42、43。驅動裝置37的主軸38係透過軸承裝置42而插通，主軸38所連結之連結體44係將本體44a予以軸支撐於軸承裝置42、43，並將具有傾斜面45的圓柱體44b安裝在升降台46的上面側。作用軸36係以傾斜角α傾斜地組裝於傾斜面45。
接著，於導引構件26，將配置有載台30之頂板11配置於基座10的開口部側。
此時，作用軸36係插通至球面軸承35的貫通孔35a，且兩根柱體25係分別插入貫通孔19。然後，頂板11係藉由螺絲20被固定在基座10之側板13、14、15、16上。
藉由上述，完成關於本實施型態之R-θ載台裝置1的組裝。
接著，控制裝置60，係驅動升降裝置50而使滾珠螺桿56逆轉，使升降台46下降，移動到圖1所示之載台30的靜止位置時輸出控制訊號，使升降台46停止在 載台30的靜止位置。
此時，控制裝置60係對驅動裝置37輸出保持主軸38之停止旋轉的控制訊號，來保持載台30的靜止狀態。
藉由上述，關於本實施型態之R-θ載台裝置1係將載台30保持在可操作的初始狀態。
首先，說明關於本實施型態之R-θ載台裝置1的動作。
控制裝置60，係因應載台30的用途目的而對驅動裝置37及升降裝置50輸出控制訊號，使升降台46升降，藉此可將載台30於導引構件26上沿水平方向不會自轉地朝前後左右方向或旋轉方向移動。
例如，使載台30從圖3中以單點虛線所示之靜止狀態移動至圖3中以實線所示之位置的情況，控制裝置60，係對驅動裝置37輸出保持主軸38之停止旋轉的控制訊號，來保持載台30的靜止狀態，且對升降裝置50輸出控制訊號，使滾珠螺桿56旋轉而讓升降台46上升下降，並於圖2所示之位置使載台30在導引構件26上水平移動。
此時，伴隨著升降台46的上升，插通於載台30之球面軸承35的作用軸36，係如圖6、圖7所示般，一邊使行程線性變化一邊改變與球面軸承35卡合之作用點58的位置，藉此改變主軸38之中心線38a與作用點58的水平距離。
因此，主軸38之中心線38a與作用點58的水平距 離，係從圖6所示之位置擴大至圖7所示之位置，且如圖3所示般，作用軸36係從單點虛線所示之原位置移動至實線所示之位置。當然，伴隨於此，載台30的中心點O亦從單點虛線所示之原位置移動至實線所示之位置。
又，圖3、圖5中，將於圖面左半邊所示之載台30及作用軸36表示成停止在原位置的狀態，並將於圖面右半邊所示之載台30及作用軸36表示成移動的狀態。
如上述般，關於本實施型態之R-θ載台裝置1，控制裝置60係例如輸出控制訊號，使連結於驅動裝置37的作用軸36以設定成如圖1所示之初始狀態的狀態來驅動升降裝置50而使升降台46上升，藉此，如圖3所示般，可根據在作用軸36所設之傾斜角α使載台30在導引構件26上水平地移動。
因此，根據作用軸36的固定位置，控制裝置60係例如使驅動裝置37動作來旋轉主軸38，並將作用軸36從圖1所示之固定位置旋轉180°之後，同樣地驅動驅動裝置50使升降台46上升，並如圖5所示般，作用軸36可從單點虛線所示之原位置移動至實線所示之X軸方向(圖面的下方側)。
且，關於本實施型態之R-θ載台裝置1，在使升降台46從如圖1所示之初始狀態升降至圖2所示之位置為止的過程中，當控制裝置60對驅動裝置37輸出使主軸38旋轉的控制訊號時，作用軸36會以圖1所示之原位置為中心點來旋轉。當然，伴隨於此，載台30係在導引 構件26上水平移動，載台30的中心點O亦以單點虛線所示之原位置為中心點，無自轉地朝圓周方向移動。
且，關於本實施型態之R-θ載台裝置1，在使升降台46從如圖1所示之初始狀態升降至圖2所示之位置為止的過程中，當控制裝置60對驅動裝置37輸出使主軸38轉動既定角度的控制訊號時，作用軸36會以圖1所示之原位置為中心點來旋轉既定角度。當然，伴隨於此，載台30係在導引構件26上水平移動，載台30的中心點O亦以單點虛線所示之原位置為中心點，無自轉地朝圓周方向移動。
且，關於本實施型態之R-θ載台裝置1，當控制裝置60對驅動裝置37輸出讓主軸38轉動而使作用軸36之中心線36a與Y軸成為平行的訊號，而讓作用軸36的中心線36a旋轉成與Y軸平行之後，當升降台46對升降裝置50例如從圖1的位置移動至圖2的位置時，載台30係在導引構件26上水平移動，可與Y軸平行地從中心點O遠離而往圖面的右方向移動。
且，關於本實施型態之R-θ載台裝置1，當控制裝置60對驅動裝置37輸出讓主軸38轉動而使作用軸36之中心線36a與X軸成為平行的訊號，而讓作用軸36的中心線36a旋轉成與X軸平行之後，當升降台46對升降裝置50例如從圖1的位置移動至圖2的位置時，載台30係在導引構件26上水平移動，可與X軸平行地從中心點O遠離而往圖面的右方向移動。
如上述般，根據關於本實施型態之R-θ載台裝置1，係於驅動裝置37採用作為使該行程線性變化的機構，而連結有對主軸38傾斜的作用軸36，並改變包含該作用軸36之球面軸承35之軸方向的位置，藉此使主軸38的中心線38a與作用點58的水平距離變化的機構，故為了隨時地將載台30保持成水平，在作用軸36與載台30之間所設之球面軸承35會為了抵銷該傾斜而追隨角度變化，可實現對於來自前後左右方向及旋轉方向之全部方向的外力以高剛性來程式運轉。
且，關於本實施型態之R-θ載台裝置1，為了經常確保載台30之前後左右方向及旋轉方向，而準備兩軸連結於驅動裝置37的作用軸36來同步運轉，故載台30只要夾在為了保持水平的導引構件26與頂板11的裏面11b之間，便無須其他任何導引機構即可發揮功能。該兩軸之作用軸36的同步運轉，係以伺服馬達或步進馬達來構成驅動裝置37，並藉由控制裝置60來達成該等的控制。
且，關於本實施型態之R-θ載台裝置1，將設在升降台46之驅動裝置37之主軸38的垂直位置藉由升降裝置50予以改變，藉此可改變作用軸36的行程。升降裝置50為了確實地決定載台30的位置，係採用伺服馬達或步進馬達，但亦可採用如滾珠螺桿般的直線運動裝置。
且，關於本實施型態之R-θ載台裝置1，係採用搭載有隨時不改變前後左右方向及旋轉方向而進行升降之驅動 裝置37的升降台46、以及在與固定於基座10之底板12的升降裝置50之間複數使用必要之粗度之柱體25的線性導引，故為高剛性。
又，上述實施型態中，關於作用軸36，係以對主軸38的中心線38a呈傾斜地設在連結體44之傾斜面45上的場合進行了說明，但本發明並不限於此，作用軸36亦可對主軸38的中心線38a呈傾斜地與連結體44形成為一體。此情況時，連結體44亦可將本體44a與圓柱體44b形成為一體。亦即，作用軸36與連結體44與本體44a與圓柱體44b係形成為一體的單一元件。於該單一元件，作用軸36係對主軸38的中心線38a呈傾斜地連接於連結體44，故沒有必要設置傾斜面45。
且，關於上述實施型態之R-θ載台裝置1，係以在作用軸36對頂板11進出的區域設有大致圓形狀的貫通孔18的情況進行了說明，但本發明並不限於此，例如圖14所示般，於貫通孔18的上部側設置筒狀的突部59，並於作用軸36的前端部設置曲柄軸61，構成為使曲柄軸61在筒狀的突部59內滑動亦可。
筒狀的突部59的內面，係可使設在作用軸36之前端部的曲柄軸61滑動而發揮作為軸承的功能。曲柄軸61係與連結體44成為相同形狀，且與作用軸36的接合面62成為與傾斜面45以相同角度傾斜的傾斜面。亦即，接合面62與傾斜面45為平行。
又，圖14中，驅動裝置37及升降裝置50係 被省略。且，圖14中，符號93係表示導引構件26的中心，符號94係表示搭載於R-θ載台裝置1之工具的中心。
且，關於上述各實施型態之R-θ載台裝置1，係如圖14所示，適用在關於本發明之可變曲柄裝置90。
關於本發明之可變曲柄裝置90，例如具備：傾斜曲柄銷(作用軸)36，其對主軸38的中心線38a呈傾斜而連接於主軸38；載台(被移動體)30，其在貫通孔31內具備具有供傾斜曲柄銷(作用軸)36插通的貫通孔35a的球面軸承35；導引裝置91，係由將載台(被移動體)30保持成移動自如的導引構件26及頂板11的裏面11b所構成；及調整裝置(驅動裝置37、升降裝置50)92，係使傾斜曲柄銷(作用軸)36旋轉、移動、停止旋轉或停止移動，來改變球面軸承35之貫通孔35a中使傾斜曲柄銷(作用軸)36與載台(被移動體)30之中心線30a卡合之作用點58的位置。
根據關於本發明之可變曲柄裝置90，係藉由調整裝置(驅動裝置37、升降裝置50)92來改變主軸38的中心線38a與作用點58的距離，而使載台(被移動體)30沿著導引裝置(導引構件26及頂板11的裏面11b)91不會旋轉地移動至任意位置，藉此可簡單地改變振幅。
因此，關於本發明之可變曲柄裝置90，於上述實施型態中所使用之基座10、驅動裝置37、升降台 46、升降裝置50的構造或形狀，係依據適用對象或使用目的而有所不同、被整合、或是被省略。
且，調整裝置(驅動裝置37、升降裝置50)92，係構成為與上述實施型態同樣，例如聯絡圖1、圖2、圖4所示之控制裝置60，藉由內建於控制裝置60的程式來控制傾斜曲柄銷(作用軸)36對於載台(被移動體)30之前後左右方向及旋轉方向所伴隨的移動。該程式係可因應關於本實施型態之R-θ載台裝置1的使用方法來任意構築。
(第二實施型態)
接著，將關於本實施型態之R-θ載台裝置1適用於加工母螺紋79之母螺紋加工裝置70的第二實施型態，基於圖8、圖9進行說明。
關於本實施型態之母螺紋加工裝置70，係由以下構成：關於第一實施型態之R-θ載台裝置1；在該R-θ載台裝置1之載台30的中心點O上藉由締結螺栓74而以緊固方式搭載的公螺紋狀工具71；及作為在R-θ載台裝置1之基座10之頂板11的上表面11a將金屬製素材75予以固定之支撐構件的締結螺栓78。
於金屬製的素材75設有用來加工母螺紋79的孔76。
金屬製的素材75係具有嵌入至頂板11之貫通孔17的環狀部77，在該環狀部77嵌入貫通孔17後，藉由締 結螺栓78被固定在頂板11的上表面11a。
公螺紋狀工具71，係與欲加工之母螺紋79相同螺距，且具備直徑較小之呈螺紋形狀的加工部72。公螺紋狀工具71，其裙部73係藉由複數的締結螺栓74被固定於載台30的中心點O上。
控制裝置60，係使作用軸36朝X軸方向、Y軸方向及旋轉方向移動，載台30係追隨著由式(X2+Y2=R2)所畫出之軌跡，來控制驅動裝置37及升降裝置50的驅動。亦即，控制裝置60係將載台30對母螺紋加工裝置70控制成發揮必要的按壓力並圓弧擺動。
接著，針對關於本實施型態之母螺紋加工裝置70的作用進行說明。
首先，如圖8、圖9所示般，公螺紋狀工具71係與欲加工之母螺紋79的螺距相同，且具備直徑比欲加工之母螺紋79小之呈螺絲形狀的加工部72。公螺紋狀工具71，係藉由締結螺栓74被固定在載台30上。
接著，金屬製的素材75，在從公螺紋狀工具71的上方插通孔76，而嵌入頂板11的貫通孔17之後，金屬製的素材75藉由締結螺栓78被固定在頂板11的上表面11a。
接著，控制裝置60，係驅動驅動裝置37及升降裝置50，藉由作用軸36使載台30在導引構件26上無自轉地朝前後左右方向及旋轉方向移動自如。
接著，控制裝置60，係控制驅動裝置37及升降裝置 50的動作，使載台30追隨著由式(X2+Y2=R2)所畫出之軌跡。
接著，控制裝置60，係如圖8所示般，將固定於載台30的公螺紋狀工具71，在固定於頂板11上之金屬製素材75所具有之孔76的內周，沿著箭頭A所示之移動軌跡來移動。然後，控制裝置60係控制驅動裝置37及升降裝置50的動作，使母螺紋成形前之金屬製素材75的孔76一邊變形為母螺紋79一邊成形。
又，在圖8中為了說明，係將公螺紋狀工具71之箭頭A所示的移動軌跡示為180°。當然，本實施型態中，控制裝置60係在將母螺紋成形前之金屬製素材75之孔76的全周變形成母螺紋79為止，亦即，在公螺紋狀工具71的箭頭A所示之移動軌跡成為360°為止，使公螺紋狀工具71移動。因此，控制裝置60係一邊控制驅動裝置37及升降裝置50的動作一邊使公螺紋狀工具71進行圓運動，並將公螺紋狀工具71的加工部72逐步按壓於孔76的內周，來轉印加工部72的形狀而形成螺紋槽。
此過程係如圖8所示般，首先，使金屬製素材75之孔76的點N與公螺紋狀工具71的點N接觸。接著，使金屬製素材75之孔76的點E與公螺紋狀工具71的點E接觸。再來，使金屬製素材75之孔76的點S與公螺紋狀工具71的點S接觸。接著，使金屬製素材75之孔76的點W與公螺紋狀工具71的點W接觸。各自的旋轉相位不變。亦即，金屬製素材75的孔76及公螺紋狀工具 71的點N-E-S-W係無自轉。
在這期間，金屬製素材75與公螺紋狀工具71係不會於Z軸方向相對移動，亦沒有必要於Z軸方向(圖9之圖面的上下方向)相對移動。
如上述般，根據本實施型態，呈環狀之金屬製素材75藉由支撐構件之締結螺栓78而被固定在頂板11，從呈環狀之金屬製素材75之孔76的內側將公螺紋狀工具71的加工部72逐步按壓，來轉印加工部72的形狀而可形成螺紋槽。因此，最終在金屬製素材75之孔76的內側，可成形例如M40-P1.5(外徑40mm、螺距1.5mm)等之較長徑的母螺紋79。
又，母螺紋加工裝置70，係可將成形作業程式化如下，例如，使母螺紋79的孔徑R從稍微小一點的R出發，在幾周之後到達完成螺紋峰而逐步成形。
且，本實施型態中，係以支撐構件的締結螺栓78將金屬製素材75固定在頂板11，但本發明並不限於此，亦可透過支撐構件即綁固手段將金屬製素材75固定在頂板11。
且，本實施型態中，係以藉由公螺紋狀工具71在金屬製素材75的孔76一旋轉來成形母螺紋79的情況進行了說明，但本發明並不限於此，控制裝置60亦可控制使公螺紋狀工具71在金屬製素材75的孔76複數公轉。
且，本實施型態，係針對一條母螺紋進行了說明，但本發明並不限於此，亦可藉由使用兩條螺紋之公 螺紋狀工具，來成形兩條母螺紋。
此外，在滾珠螺桿用的每一條成為閉合的迴圈槽處，亦可依照工具來成形滾珠循環用旁路等一部分槽深度比其他部份更深的槽。當然，亦可同時成形存在有複數條該閉合迴圈槽的內徑面。
作為該一例，使用圖10~圖13，針對加工有母循環路81的滾珠螺桿用螺帽構件80來進行說明，該母循環路具備為了使滾珠回到一螺距前而形成之S字形旁路82。
圖12、圖13係表示對滾珠螺桿用螺帽構件80進行加工的公螺紋狀工具85，該滾珠螺桿用螺帽構件80具有設置S字形旁路82之母循環路81。對S字形旁路82進行加工的加工部87係比形成母循環路81的加工部86更朝外方突出。
公螺紋狀工具85，係例如在圖8、圖9中，將固定在載台30之中心點O上的公螺紋狀工具71予以替換使用。
且，在加工螺帽構件80之前的金屬製素材，係與第二實施型態之具有孔76的金屬製素材75同樣，準備具有與螺帽構件80的孔相合之孔的金屬製素材，並固定於頂板11。
在本實施型態中，加工法亦與第二實施型態相同。
又，本實施型態，係說明了使用公螺紋狀加工具85來加工具備一個S字形旁路82之母循環路81的滾珠螺桿用螺帽構件80，且該公螺紋狀加工具85係具備形成一組母循環路81的加工部86與加工S字形旁路82 的加工部87，但本發明並不限於此，亦可使用公螺紋狀加工具85來加工具備S字形旁路82之複數組母循環路81的滾珠螺桿用螺帽構件80，且該公螺紋狀加工具85係具備形成複數組母循環路81的加工部86與加工S字形旁路82的加工部87。
(第三實施型態)
圖15至圖18為表示關於本發明之第三實施型態的排出量可變之泵裝置100。
關於本實施型態之排出量可變之泵裝置100係由關於本發明之可變曲柄裝置101及缸體120所構成。
可變曲柄裝置101係具有連結於連結體103的主軸102。主軸102係以馬達或飛輪等驅動力來旋轉。主軸102係旋轉自如地保持在插入至曲柄軸台112之貫通孔113的軸承裝置114。軸承裝置114的外周，係透過組裝框架115藉由螺絲116來固定於曲柄軸台112。
連結體103，係例如將由圓柱體所構成之本體103a的上面，設為具有比本體103a更大之外徑的圓柱體103b，且將該圓柱體103b的前端面形成為傾斜面104。連結體103，係在成為本體103a與圓柱體103b之境界的段差部處透過軸承裝置117安裝成在曲柄軸台112上旋轉自如。
於連結體103的傾斜面104，安裝有對主軸102的中心線102a呈傾斜的傾斜曲柄銷(作用軸)105。傾斜曲柄 銷(作用軸)105，係插通於組裝在貫通孔111之球面軸承108的貫通孔109，藉此組裝在連接桿110。傾斜曲柄銷(作用軸)105的前端部，係透過傾斜面107而連結於曲柄軸106。曲柄軸106的傾斜面107係與連結體103的傾斜面104以相同角度傾斜。
曲柄軸台112，係藉由複數的導引柱體118而被支撐。複數的導引柱體118係組裝於缸體120。曲柄軸台112，係例如與圖1、圖2、圖4所示之實施型態同樣地，聯絡控制裝置60，並藉由控制裝置60所控制之位置調節部(升降裝置50所示之伺服馬達或步進馬達)而朝圖中左右方向移動。使曲柄軸台112移動的位置調節部，例如亦可為螺桿進給機構與馬達等組合等周知的直線運動機構。又，控制裝置及位置調節部的圖示均省略。
缸體120係在同軸上具備：貫通孔121，係使可變曲柄裝置101的連結體103旋轉自如地出沒；及貫通孔122，係使可變曲柄裝置101的曲柄軸106配置成旋轉、滑動自如。
且，缸體120係在內部具備使可變曲柄裝置101的連接桿110上下動作的空間123。在該空間123的下方，設有將可變曲柄裝置101之連接桿110的下端部110a予以滑動自如地導引的凹部124。
另一方面，在空間123的上方，係配置有藉由活塞銷125組裝在可變曲柄裝置101之連接桿110之上端部110b的活塞126。於該活塞126的上部，形成有滑動自如地導 引活塞126的壓油室127。於該壓油室127，連通有：由外部吸入油的導入管128、以及將油吐出至外部的導出管129。於導入管128、129，分別設有逆流防止閥130、131。
本實施型態中，可變曲柄裝置101的連接桿110的導引裝置，係由以下所構成：使可變曲柄裝置101的連接桿110上下動作的空間123、以及將可變曲柄裝置101之連接桿110的下端部110a予以滑動自如地導引的凹部124。
且，調整裝置，係由以下所構成：使主軸102旋轉的引擎、馬達或飛輪等的驅動力源；使曲柄軸台112移動的位置調節部；以及控制裝置(例如相當於圖1、圖2、圖4所示之實施型態的控制裝置60)。使曲柄軸台112移動的位置調節部，只要是例如油壓泵、致動器等，具備使曲柄軸台112接近離開缸體120的機構、構造者即可，並無特別限定。
接著，說明關於本實施型態之排出量可變之泵裝置100的動作。
關於本實施型態之排出量可變之泵裝置100，係使曲柄軸台112在主軸102無旋轉的狀態下，例如從圖15的狀態往圖16的狀態使曲柄軸台112移動於圖中左右方向時，改變使傾斜曲柄銷105之中心線105a與連接桿110之中心線110c卡合之作用點119的位置。藉此，即使主軸102在無旋轉的狀態下，使曲柄軸台112移動於圖中左 右方向時，沿著傾斜曲柄銷105的傾斜使作用點119的位置往圖中上下方向移動。此時，例如圖16所示般，組裝在連接桿110的活塞126亦隨著作用點119的移動量而於上下方向移動。圖16中，將該移動量作為振幅(單側)表示。
當上述作用點119的位置與主軸102之中心線102a為偏差的狀態下，使主軸102旋轉時，例如圖16所示般，組裝於偏心後之連接桿110的活塞126係朝圖中上下方向往復移動。活塞126的行程大小，係隨著作用點119的位置與主軸102之中心線102a的偏差變大而變大。
關於本實施型態之排出量可變之泵裝置100，例如，從圖15所示之狀態往圖16所示之狀態，一邊使主軸102朝箭頭所示之旋轉方向旋轉，一邊藉由未圖示之外力之控制裝置來移動曲柄軸台112時，連接桿110係透過活塞銷125而使活塞126往壓油室127的方向移動，並使活塞126壓縮壓油室127內的油。然後，壓油室127內的壓力到達既定值時，油會透過導出管129排出至外部。
此時，伴隨著藉由位置調節部及控制裝置所移動之曲柄軸台112的移動，讓插通於設在連接桿110之球面軸承108的傾斜曲柄銷(作用軸)105，與圖6、圖7所示之第一實施型態之作用軸36的作用同樣地，一邊使行程線性變化一邊在球面軸承108之貫通孔109中改變使傾斜曲柄銷(作用軸)105與連接桿110之中心線110c 卡合之作用點119的位置，藉此改變主軸102之中心線102a與作用點119的距離(於圖16係作為振幅(單側)表示)。
關於本實施型態的排出量可變之泵裝置100，係例如從圖15的狀態一邊使主軸102朝箭頭所示之旋轉方向旋轉，一邊如圖18所示般，可將活塞126移動至底部位置。
且，關於本實施型態之排出量可變之泵裝置100，係可例如從圖16的狀態一邊使主軸102朝箭頭所示之旋轉方向旋轉，一邊如圖17所示般，使活塞126移動至停止位置。
如上述，根據關於本發明之排出量可變之泵裝置100，係藉由操作關於本發明之可變曲柄裝置101，使缸體120內的連接桿110，一邊使插通球面軸承108之傾斜曲柄銷(作用軸)105的行程線性變化，一邊改變與球面軸承108卡合之作用點119的位置，藉此改變主軸102之中心線102a與作用點119的距離(圖16係作為振幅(單側)表示)，可構築出以活塞126調整壓油室127內的壓力，並確實將吸入側的油供給至排出側的泵。
且，關於本實施型態之排出量可變之泵裝置100，其構成構件或機構，係與幾乎恆定排出量的往復泵相差無幾。關於本實施型態之排出量可變之泵裝置100與恆定排出量的往復泵，其最根本的差別在於，傾斜曲柄銷105對曲柄軸106以呈一定的傾斜而配置。雖然並非必要 條件，但在此所說明之曲柄軸106與傾斜曲柄銷105之中心線105a係敘述成交叉的情況。
曲柄軸106係可移動地配置於搭載該驅動裝置(包含未記載於圖式之馬達等)之曲柄軸台112的各軸方向，與曲柄軸106的旋轉獨立地控制該位置。因此，隨著曲柄軸106的旋轉，連接桿110係以該時間點之剖面位置之曲柄軸106之中心軸(主軸102的中心軸102a)與傾斜曲柄銷105之中心線105a的距離成比例的振幅來往復動作。
連接於連接桿110的活塞126，係遵守頂部、底部的相位而往復動作。當曲柄軸106的中心軸(主軸102的中心軸102a)與傾斜曲柄銷105的中心線105a呈交叉的點來到連接桿110所存在之剖面位置時，停止活塞126的往復運動，使泵的排出量成為0。先不論與使用目的的整合，當一旦過頭的話亦可使頂部、底部逆轉。
因此，根據本實施型態，可以簡單地製作不管排出壓力為何，均以一定的馬達轉矩來供給可能量之壓油的可變容量油壓泵。
唯一必須附加的零件，係用來補償傾斜曲柄銷105與連接桿110之間所發生之轉動間隙的球面軸承108。該球面軸承108係一般市售者故沒有特別的問題。且，於連接桿110會產生因應負載轉矩的推應力，在但與缸體120之間會進行處理。
(第四實施型態)
圖19至圖22係表示關於本發明之第四實施型態之排出量可變之泵裝置100A。
關於本實施型態之排出量可變之泵裝置100A，係將曲柄軸台112配置成在缸體120之貫通孔121內旋轉、滑動自如，且在藉由外力之位置調節部(未圖示)使曲柄軸台112移動的觀點來看，係與關於本發明之第三實施型態之排出量可變之泵裝置100不同。
本實施型態中，使曲柄軸台112移動的位置調節部，只要為例如油壓泵、致動器等般，具備使曲柄軸台112接近離開缸體120的機構、構造者即可，並無特別限定。
因此，關於本實施型態之排出量可變之泵裝置100A，不需要用來保持、導引曲柄軸台112之複數的導引柱體。
又，圖19係相當於表示：圖15所示之關於本發明之第三實施型態之排出量可變之泵裝置100的剖面圖；圖20係相當於表示：將圖16所示之關於本發明之第三實施型態之排出量可變之泵裝置100的活塞126上升至頂部位置之狀態的剖面圖；圖21係相當於表示：將圖17所示之關於本發明之第三實施型態之排出量可變之泵裝置100的活塞126下降至底部位置之狀態的剖面圖；圖22係相當於表示：將圖18所示之關於本發明之第三實施型態之排出量可變之泵裝置100的活塞126移動至停止位置 之狀態的剖面圖。
由於關於本實施型態之排出量可變之泵裝置100A,幾乎與關於本發明之第三實施型態之排出量可變之泵裝置100為相同構造，故其動作幾乎與關於本發明之第三實施型態之排出量可變之泵裝置100相同。
(第五實施型態)
圖23及圖24係表示關於本發明之第五實施型態之行程可變之衝壓裝置140。
關於本實施型態之行程可變之衝壓裝置140。係由關於本發明之可變曲柄裝置101及衝壓機本體150所構成。關於本發明之可變曲柄裝置101，其幾乎與圖15至圖18所示之第三實施型態排出量可變之泵裝置100及圖19至圖22所示之第四實施型態排出量可變之泵裝置100A所使用之可變曲柄裝置101為相同基本構造，故對於相同構造標記相同符號來進行說明。
可變曲柄裝置101係具有連結於連結體103的主軸102。主軸102係旋轉自如地保持在曲柄軸台112，藉由馬達或飛輪等之驅動力而旋轉。主軸102，係旋轉自如地保持在插入至曲柄軸台112之貫通孔113的軸承裝置114。軸承裝置114的外周，係透過組裝框架115藉由螺絲116來固定於曲柄軸台112。
連結體103，係例如將由圓柱體所構成之本體103a的上面，設為具有比本體103a更大之外徑的圓柱體 103b，且將該圓柱體103b的前端面形成傾斜面104。連結體103，係在成為本體103a與圓柱體103b之境界的段差部處透過軸承裝置117安裝成在曲柄軸台112上旋轉自如。
於連結體103的傾斜面104，安裝有對主軸102的中心線102a呈傾斜的傾斜曲柄銷(作用軸)105。傾斜曲柄銷(作用軸)105，係插通於組裝在貫通孔111之球面軸承108的貫通孔109，藉此組裝在連接桿110。傾斜曲柄銷(作用軸)105的前端部，係透過傾斜面107而連結於曲柄軸106。曲柄軸106的傾斜面107係與連結體103的傾斜面104以相同角度傾斜。
曲柄軸台112，係藉由複數的導引柱體118而被支撐。複數的導引柱體118係組裝於衝壓機本體150。曲柄軸台112，係藉由移動裝置132而被移動。移動裝置132係配置在曲柄軸台112與衝壓機本體150之間。
且，移動裝置132，係由以下構成：使主軸102旋轉的引擎、馬達或飛輪等之驅動力源；使曲柄軸台112移動的位置調節部；及控制裝置(例如相當於圖1、圖2、圖4所示之實施型態的控制裝置60)。使曲柄軸台112移動的位置調節部，只要是例如油壓泵、致動器等，具備使曲柄軸台112接近離開衝壓機本體150的機構、構造者即可，並無特別限定。
關於本發明之可變曲柄裝置101所適用之衝壓機本體150，係在承樑(床)151組裝有具備模具區域 152的側框153，並在模具區域152內使組裝於連接桿110的滑動件154配置成可上下活動。連接桿110之前端部110a係嵌入滑動件154的凹部154a內。且，連接桿110的後端部110b係配置成在滑動孔155內上下活動時滑動。
且，衝壓機本體150係具備：使連接桿110上下活動的空間156；使連結體103滑動自如及旋轉自如地插通的貫通孔157；以及使曲柄軸106滑動自如及旋轉自如地插通的貫通孔158。
接著，說明關於本實施型態之行程可變之衝壓裝置140的動作。
關於本實施型態之行程可變之衝壓裝置140，係使曲柄軸台112在主軸102無旋轉的狀態下，例如從圖23的狀態往圖中左右方向移動時，改變使傾斜曲柄銷105之中心線105a與連接桿110之中心線110c卡合之作用點119的位置。藉此，即使主軸102在無旋轉的狀態下，使曲柄軸台112移動於圖中左右方向時，沿著傾斜曲柄銷105的傾斜使作用點119的位置往圖中上下方向移動。此時，例如圖23所示般，組裝在連接桿110的滑動件154亦隨著作用點119的移動量而於上下方向移動。圖23中，將該移動量作為振幅(單側)表示。
當上述作用點119的位置與主軸102之中心線102a為偏差的狀態下，使主軸102旋轉時，例如圖23所示般，組裝於偏心後之連接桿110的滑動件154係朝圖 中上下方向往復移動。滑動件154的行程大小，係隨著作用點119的位置與主軸102之中心線102a的偏差變大而變大。
關於本實施型態之行程可變之衝壓裝置140，係作用成為：從圖23所示之狀態往圖24所示之狀態，當使主軸102朝箭頭所示之旋轉方向旋轉時，一邊使連接桿110往承樑(床)151方向下降，一邊使配置在模具152內的被加工物(未圖示)以滑動件154來壓縮。
此時，伴隨移動裝置132的移動，讓插通於設在連接桿110之球面軸承108的傾斜曲柄銷(作用軸)105，與圖6、圖7所示之第一實施型態之作用軸36的作用同樣地，一邊使行程線性變化一邊在球面軸承108之貫通孔109中改變使傾斜曲柄銷(作用軸)105與連接桿110之中心線110c卡合之作用點119的位置，藉此改變主軸102之中心線102a與作用點119的距離(於圖23係作為振幅(單側)表示)。
然後，如圖24所示般，當連接桿110到達下死點時，使滑動件154朝逆方向上升，往離開被加工物(未圖示)的方向移動。
藉由反覆進行該操作，可對配置在模具區域152內的被加工物(未圖示)施予指定的加工。
且，當操作成使主軸102朝箭頭所示之旋轉方向旋轉的同時，藉由移動裝置132使主軸102從衝壓機本體150分離時，可以與上述不同的狀態，來對配置在模具區域 152內的被加工物(未圖示)施予指定的加工。
該等之操作，係可因應對配置在模具區域152內之被加工物(未圖示)所施予的加工目的而任意選擇。
(第六實施型態)
圖25，係表示關於本發明之第六實施型態之行程可變之引擎160。
關於本實施型態之行程可變之引擎160，係由關於本發明之可變曲柄裝置101、引擎本體161、及輸出軸173所構成。關於本發明之可變曲柄裝置101，其幾乎與圖15至圖18所示之第三實施型態之排出量之可變泵之裝置100、圖19至圖22所示之第四實施型態之排出量可變之泵裝置100A及圖23及圖24所示之第五實施型態之行程可變之衝壓裝置140所使用之可變曲柄裝置101為相同基本構造，故對於相同構造標記相同符號來進行說明。
可變曲柄裝置101係具有連結於連結體103的主軸102。主軸102係旋轉自如地保持在曲柄軸台112，藉由馬達或飛輪等之驅動力而旋轉。主軸102，係旋轉自如地保持在插入至曲柄軸台112之貫通孔113的軸承裝置114。軸承裝置114的外周，係透過組裝框架115藉由螺絲116來固定於曲柄軸台112。
連結體103，係例如將由圓柱體所構成之本體103a的上面，設為具有比本體103a更大之外徑的圓柱體103b，且將該圓柱體103b的前端面形成傾斜面104。連 結體103，係在本體103a與圓柱體103b之境界的段差部處透過軸承裝置117安裝成在曲柄軸台112上旋轉自如。
於連結體103的傾斜面104，安裝有對主軸102的中心線102a呈傾斜的傾斜曲柄銷(作用軸)105。傾斜曲柄銷(作用軸)105，係插通於組裝在貫通孔111之球面軸承108的貫通孔109，藉此組裝在連接桿110。傾斜曲柄銷(作用軸)105的前端部，係透過傾斜面107而連結於曲柄軸106。曲柄軸106的傾斜面107係與連結體103的傾斜面104以相同角度傾斜。
曲柄軸台112，係藉由複數的導引柱體118而被支撐。複數的導引柱體118係組裝於引擎本體161。曲柄軸台112，係藉由移動裝置132而被移動。移動裝置132係配置在曲柄軸台112與引擎本體161之間。
且，移動裝置132，係由以下構成：使主軸102旋轉的引擎、馬達或飛輪等之驅動力源；使曲柄軸台112移動的位置調節部；及控制裝置(例如相當於圖1、圖2、圖4所示之實施型態的控制裝置60)。使曲柄軸台112移動的位置調節部，只要是例如油壓泵、致動器等，具備使曲柄軸台112接近離開引擎本體161的機構、構造者即可，並無特別限定。
引擎本體161，係具備組裝有可變曲柄裝置101的缸體162。缸體162係在同軸上具備：貫通孔163，係使可變曲柄裝置101的連結體103配置成旋轉、滑動自如；以及貫通孔164，係使可變曲柄裝置101的曲 柄軸106配置成旋轉、滑動自如。
且，缸體162係在內部具備使可變曲柄裝置101的連接桿110上下動作的空間165。在該空間165的下方，設有將可變曲柄裝置101之連接桿110的下端部110a予以滑動自如地導引的凹部166。
另一方面，在空間165的上方，係配置有藉由活塞銷167組裝在可變曲柄裝置101之連接桿110之上端部110b的活塞168。於該活塞168的上部，形成有滑動自如地導引活塞168的壓縮室169。於該壓縮室169，連通有：供給經氣體化之燃料的通口170、及排出燃燒氣體的通口171。於通口170、171，分別設有用來開閉的閥172、173。且，於壓縮室169設有火星塞172。
於引擎本體161連結有輸出軸173，該輸出軸173係連結在可變曲柄裝置101的曲柄軸106。於輸出軸173齒輪結合有未圖示之變速機。
接著，說明關於本實施型態之行程可變之引擎160的動作。
關於本實施型態之行程可變之引擎160，係使曲柄軸台112在主軸102無旋轉的狀態下，例如從圖25的狀態往圖中左右方向移動時，改變使傾斜曲柄銷105之中心線105a與連接桿110之中心線110c卡合之作用點119的位置。藉此，即使主軸102在無旋轉的狀態下，使曲柄軸台112移動於圖中左右方向時，沿著傾斜曲柄銷105的傾斜使作用點119的位置往圖中上下方向移動。此時，例如圖 25所示般，組裝在連接桿110的活塞168亦隨著作用點119的移動量而於上下方向移動。圖25中，將該移動量作為振幅(單側)表示。
當上述作用點119的位置與主軸102之中心線102a為偏差的狀態下，使主軸102旋轉時，例如圖25所示般，組裝於偏心後之連接桿110的活塞168係朝圖中上下方向往復移動。活塞168的行程大小，係隨著作用點119的位置與主軸102之中心線102a的偏差變大而變大。
關於本實施型態之行程可變之引擎160，例如，當以圖25所示之狀態，使主軸102朝箭頭所示之旋轉方向旋轉時，連接桿110會藉由活塞銷167使活塞168往壓縮室169方向移動，並在壓縮室169內壓縮混合氣體。然後，當壓縮室169內的壓力到達既定值時，火星塞172點火，藉由燃燒壓力將活塞168往下推。利用該力量，可使輸出軸173旋轉。
此時，伴隨著藉由控制裝置(未圖示)所控制之移動裝置132所致之曲柄軸台112的移動，讓插通於連接桿110之球面軸承108的傾斜曲柄銷(作用軸)105，與圖6、圖7所示之第一實施型態之作用軸36的作用同樣地，一邊使行程線性變化一邊在球面軸承108之貫通孔109中改變使傾斜曲柄銷(作用軸)105與連接桿110之中心線110c卡合之作用點119的位置，藉此改變主軸102之中心線102a與作用點119的距離(於圖25係 作為振幅(單側)表示)。
藉由反覆進行該操作，關於本實施型態之行程可變之引擎160，係可對輸出軸173供給既定的旋轉力。
又，上述實施型態中，係以將可變曲柄裝置101適用於排出量可變之泵100、100A、行程可變之衝壓裝置140及行程可變之引擎160的情況進行了說明，但本發明並不限於此，亦可適用於例如：油壓泵、可變壓縮機、史特林引擎、攪拌機或振動機等。
1‧‧‧R-θ載台裝置
10‧‧‧基座
11‧‧‧頂板
11a‧‧‧上面
11b‧‧‧裏面
12‧‧‧底板
13、14‧‧‧側板
17、18、19、21、22、23、27、31、47、48‧‧‧貫通孔
20‧‧‧螺絲
25‧‧‧柱體
26‧‧‧導引構件
28‧‧‧側緣部
29‧‧‧螺絲
30‧‧‧載台
33‧‧‧上表面
34‧‧‧下表面
35‧‧‧球面軸承
36‧‧‧作用軸
36a‧‧‧作用軸36的中心線
37‧‧‧驅動裝置
38‧‧‧主軸
38a‧‧‧主軸38的中心線
39‧‧‧組裝框架
40‧‧‧螺絲
41‧‧‧螺絲
42‧‧‧軸承裝置
43‧‧‧軸承裝置
44‧‧‧連結體
44a‧‧‧本體
44b‧‧‧圓柱體
45‧‧‧傾斜面
46‧‧‧升降台
49‧‧‧貫通孔
50‧‧‧升降裝置
51‧‧‧旋轉軸
52‧‧‧組裝框架
53‧‧‧螺絲
54‧‧‧軸承裝置
55‧‧‧螺絲
56‧‧‧滾珠螺桿
60‧‧‧控制裝置

Claims (5)

  1. 一種R-θ載台裝置，其特徵為，具備：載台，其設有具備軸承之貫通孔；導引構件，係將前述載台保持成可沿水平方向移動自如；驅動裝置，其具備傾斜地插通於前述軸承之作用軸，並將前述作用軸驅動成可旋轉、停止自如；升降台，係使前述驅動裝置升降；升降裝置，係使前述升降台升降，且改變使前述作用軸與前述軸承卡合之作用點的位置；及基座，其設有導引前述升降台之柱體及前述導引構件，且安裝有前述升降裝置，使前述升降台升降，來改變前述驅動裝置之主軸的中心線與前述作用點的水平距離，而使前述載台沿著前述導引構件無自轉地移動至任意位置。
  2. 如請求項1所述之R-θ載台裝置，其中，前述載台係設有具備前述軸承的貫通孔複數個，於各前述貫通孔分別插通有前述作用軸，且各前述作用軸係同步運轉。
  3. 如請求項1所述之R-θ載台裝置，其中，前述軸承係球面軸承。
  4. 如請求項1所述之R-θ載台裝置，其中，前述驅動裝置及前述升降裝置係伺服馬達或步進馬達。
  5. 一種母螺紋加工裝置，其特徵在於，具有：如請求項1~4中任一項所述之R-θ載台裝置；公螺紋狀工具，其以緊固的方式搭載於前述載台上；及支持構件，其被固定於前述基座上，用來把持或固定具有母螺紋加工用之孔的金屬製素材，被固定在前述載台上之前述公螺紋狀工具，係藉由無自轉而僅進行一定水平面上的公轉運動，在前述孔的內周一邊將前述公螺紋狀工具的加工部逐步按壓一邊轉印前述加工部的形狀而成形螺紋槽。
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