驱动机构及设有该驱动机构的可动工作台组件制造技术

一个位于两元件之间以使它们彼此相对运动的驱动机构，两个元件中的至少一个可以被引导在一直线运动方向上直线运动，所述驱动机构包括：　　　　多个可旋转地支撑在所述两元件之一上的滚动凸轮从动件，这些凸轮从动件设置在所述直线运动方向上并彼此隔开；　　　　一个可旋转地支撑在所述两元件中另一个上的凸轮，该凸轮圆周上设置有与所述滚动凸轮从动件啮合的凸轮槽，所述凸轮的旋转轴线设置在所述直线运动方向上；　　　　其中，通过驱动所述凸轮旋转和使滚动凸轮从动件依次地与所述凸轮槽啮合并在所述旋转轴线方向移动，来实现所述两个元件之间的彼此相对运动。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种置于两个元件间的驱动机构，该驱动机构用于引导元件彼此间的相对直线运动以使该两个元件彼此相对运动，本专利技术同时还涉及一种设置有上述驱动机构的可动工作台组件。相关技术的描述一个用在加工机床、例如加工中心上的可动工作台组件将参照图20和图21进行描述。图20是用在一机床上的可动工作台组件7的前视图，图21是沿图20 XXI-XXI线的横截面图。该可动工作台组件7包括一安装在固定于地面的机座1上的用于支撑工件的工作台3，一个延伸到基座1的用于引导工作台3在基座1上直线运动的直线引导件5。通常，驱动机构包括一齿条101和一齿轮103，或者驱动机构使用一滚珠丝杆来移动工作台3。参见图20和21，一驱动机构包括一固定到基座1上表面的齿条101和一可旋转的支撑在工作台3上并与齿条101啮合的齿轮103。该齿轮103被电机105或类似装置驱动产生旋转运动，设置在齿轮103周边的齿与设置在齿条103上的线性齿啮合。根据该结构，工作台3可以直线移动(例如参见日本机械学会“机械工学便览”新版，B1-108，1998年5月15日)。该驱动机构通过齿轮和齿条间齿的啮合来传递力。因此，应力路径，即力从工作台3传递到基座1的路径较短，从而使驱动机构的刚性较高；也就是说，该力传递路径未在齿条1的整个长度上延伸，该驱动机构具有高的刚性。另一个驱动机构将参照图22和图23进行描述。图22是一个包括滚珠丝杆的驱动机构的侧视图，图23是图22所示驱动机构的局剖立体图。该驱动机构包括一个具有轴向相对的端部轴颈111a和111b的螺杆111，和一紧固到工作台3上并与螺杆111啮合的螺母113，其中端部轴颈111a和111b由基座1上的轴承支撑。当螺杆111旋转时，该螺母113和工作台3一起沿着螺杆111移动。如图23中所示，螺杆111通过多个被约束在螺杆111的圆周表面上的螺旋槽和螺母内圆周表面上的螺旋槽之间的区域中的球体115与螺母113产生关联。当螺杆111被驱动旋转时，球体115滚动并承受轴向载荷，螺母113轴向移动，从而使工作台3相对于基座1直线移动(例如参见日本机械学会“机械工学便览”新版，B2-173，1991年9月30日)。在该驱动机构中，螺杆111和螺母113间的游隙可以通过事先对球体115施加轴向压力来减小，从而防止在螺杆111和螺母113之间产生松动现象。因此，该驱动机构能够精确地定位工作台3。但是，这些已知的驱动机构具有下述共同问题(1)用于工作台3的驱动机构的行程不能轻易地改变。利用前一驱动机构移动的工作台3的行程取决于齿条101的长度，而利用后一驱动机构移动的工作台3的行程取决于螺杆111的长度。所以，在驱动机构安装之后不能轻易地改变工作台3的行程。(2)当齿条101的部分齿破损时，需要更换一根新的齿条101，而当螺杆111的部分螺纹破损时，也需要更换一根新的螺杆。因此，这些驱动机构的维护性很差。另外，这些已知的驱动机构具有下述各自的问题(1)尽管前一驱动机构具有满意的刚性，但是在齿条101和齿轮103之间存在松动现象。即松动不可避免地发生在齿条和齿轮103之间，因此前一驱动机构在工作台3定位精度方面要差于后一驱动机构。由于齿条101和齿轮103的齿之间滑动接触而不是滚动接触，所以这些齿很容易被磨损。因此，该驱动机构在耐久性方面不尽如人意，也不能以高操作速度进行平稳操作。(2)尽管后一驱动机构在定位精度方面优于前一驱动机构，但是从工作台3到基座1的应力路径根据工作台3的行程变化。如图22中所示，力从工作台3通过螺母113、端部轴颈111a和111b传递到基座1，其中螺杆111与螺母113啮合。这样，应力路径的长度取决于螺杆111的长度。因此，如果驱动机构具有一长的行程，则该应力路径也是长的，而该驱动机构的刚性非常低。专利技术概述本专利技术就是针对上述问题进行的，其目的在于提供一种驱动机构和使用该驱动机构的工作台组件，其中驱动机构相对运动的行程可以被容易地改变，并具有与行程无关的稳定的刚度，同时还具有满意的维护性、耐久性和平静性。本专利技术的另一个目的在于提供一种驱动机构和使用该驱动机构的可动工作台组件，其中驱动机构能够消除间隙导致的松动并具有高的定位精度。本专利技术是一个置于两个元件之间并使这两个元件彼此相对运动的驱动机构，其中两个元件中的至少一个被引导在一直线移动方向上直线移动。该驱动机构包括可旋转地支撑在这两个元件之一上的在直线移动方向上排列并彼此隔开的多个滚动凸轮从动件；和一旋转地支撑在这两个元件中的另一元件上的凸轮，在其周边设置有与滚动凸轮从动件啮合的凸轮槽，凸轮的旋转轴线设置在直线移动方向上；通过驱动凸轮旋转并使滚动凸轮从动件依次地啮合在凸轮槽中并沿旋转轴线的方向移动，使两个元件实现彼此相对移动。通过参照附图的描述，本专利技术的其他特征和目的将变得更加清楚明了。附图说明为了更完整地理解本专利技术及其优点，下面的描述结合附图进行。其中图1是根据本专利技术第一实施例的驱动机构的前视图；图2是图1中的驱动机构的仰视图；图3A和3B是沿图1中III-III线的剖视图，其中显示了驱动机构移动一可动件的情况。图4A和4B是根据本专利技术第二实施例的驱动机构的剖视图，其中显示了驱动机构移动一可动件的情况；图5是图4B中部分V的视图；图6A和6B是辅助具体解释第二实施例的驱动机构的示意图；图7A到7D是辅助具体解释第二实施例的驱动机构的示意图；图8是由第二实施例的驱动机构变化得到的一驱动机构的示意图；图9是图8中部分IX的放大图；图10是根据本专利技术第三实施例的驱动机构的前视图；图11是根据本专利技术第三实施例的驱动机构的前视图；图12是根据本专利技术第三实施例的驱动机构中包括的柱状凸轮的展开图； 图13A和13B是分别沿图12中的A-A线和B-B线的剖视图；图14是本专利技术第三实施例的驱动机构中包括的柱状凸轮的展开图；图15A和15B是分别沿图14中的A-A线和B-B线的剖视图；图16是根据本专利技术的包括驱动动机构的可动工作台组件的平面图；图17是图16中显示的工作台组件的前视图；图18是由第一实施例的驱动机构变化得到的一驱动机构的前视图；图19是由第一实施例的驱动机构变化得到的一驱动机构的剖视图；图20是一传统的驱动机构的前视图；图21是沿图20中线XXI-XXI的剖视图；图22是另一传统的驱动机构的侧视图；图23是图22中的驱动机构的局剖立体图；图24是一XYZ工作台的立体图；图25是应用本专利技术的驱动机构的一传动带的应用实例1的平面图；图26是沿图25的A-A线的剖视图；图27是应用本专利技术的驱动机构的应用实例2的平面图；图28是图27的前视图(部分剖开)；图29是应用本专利技术的驱动机构的应用实例3的平面图；图30是处于旋转状态的旋转工作台的视图；图31是应用本专利技术的驱动机构的应用实例4的前视图；图32是应用本专利技术的驱动机构的应用实例4的俯视图；图33是应用本专利技术的驱动机构的应用实例5的前视图；图34是应用本专利技术的驱动机构的应用实例6的前视图；图35是应用本专利技术的驱动机构的应用实例6的俯视图；图36是应用本专利技术的驱动机构的应用实例6的俯视图；图37是应用本专利技术的驱动机构的应用实例7的立体图；图38是应用本专利技术的驱动机构的应用实例8的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤平三郎，
申请(专利权)人：株式会社三共制作所，
类型：发明
国别省市：