CN1486403A - 推力变换装置 - Google Patents

Abstract

一种推力变换装置，包括：将第1回转往复变换装置(115)的往复运动输出的连接管(30)；以及设于第1回转往复变换装置(115)与连接管(30)间的结合螺母(28)，该结合螺母(28)与第1回转往复变换装置(115)连接，同时与连接管(30)结合。由第2伺服电机(31)驱动连接管(30)，可将结合螺母(28)与连接管(30)的螺纹结合位置设定在任意位置上，由此提供一种在所需的行程比例上可以减短轴向长度、并在送进到工件夹持位置之前时等的场合无需使2个电机间进行同步运转、可简化电机控制的推力变换装置。

Description

推力变换装置

技术领域

本发明主要涉及具有模型的射出成型机、压铸机、挤压装置、冲压加工装置、粉末烧结装置等的模型驱动用、车床的工件卡盘和加工中心的工具卡盘的驱动用、磨擦焊接机的压接驱动用等夹持各种产业装置的工卡模具的夹具的驱动用的推力变换装置。

背景技术

一般来讲，作为由冲压加工装置的驱动源和机床等中夹持工件的卡盘装置的驱动源，大多采用的是利用油压缸或气压缸所产生推力的结构。

但是，在油压缸或气压缸所组成的冲压加工装置和卡盘装置中，由于推力是由油压、气压装置产生的压力和缸径来决定的，因此，在需要增大推力时，就必须加大其容量，会出现成本增高等各种问题。

又，作为扭矩增大(或扭矩减小)机构，有一种使用齿轮的减速机，但这种减速机通常是将输入作为回转输入，对该回转输入进行增大(或减小)，再作为回转输出进行输出，在将轴向的输入(推力)增大(或减小)后作为轴向输出(推力)进行输出时，必须组合有各种齿轮等机械零件，从而造成大型化。又，存在着反力施加于回转自如支承齿轮的轴承、进而缩短减速机寿命等的问题，为此，希望开发出一种成本低、小型且结构简单、使用寿命长、能使轴向输入(推力)增大(或减小)后作为轴向输出进行输出的推力变换装置。

例如，日本专利特开昭62-34708号公报中公开的卡盘装置之类的结构中，为了增大电机的回转扭矩，在采用了齿轮机构的减速机时，工件加工中需要配置用于分离拉杆驱动系统与主轴的回转系统的电磁离合器，还存在着零件数多和成本高的问题。

在上述的电动式卡盘装置中，向拉杆施加轴向推力将工件夹持，但工件加工中，回转支持拉杆的轴承受到所有的轴向推力的反作用力，因此，在使主轴转速的高速化以及通过增大拉杆的轴向推力使夹持力强化时存在着大大缩短轴承寿命等的各种问题。

为此，为了解决上述传统的各种问题，有一种图6所示的推力变换装置的提案(详细参照日本专利特表平01/51239号公报)。

图6为适用于卡盘装置中的该推力变换装置的局部横剖面图。

图6中，600是电机往复回转变换装置，由伺服电机601、电机轴601a、固定于电机轴601a负荷侧端的第3丝杠轴602、与第3丝杠轴602螺合的第3螺母603、电机负荷侧端支座604b、以及相对电机负荷侧端支座604b只能使第3螺母603进行轴向移动且不能回转的第3直线引导器605构成。又，在电机轴601a的反负荷侧端配置有检测电机回转位置的装置即电机回转位置检测部606。

200是往复回转变换装置，由第1丝杠轴203、主回转轴204和第1直线引导器205构成，所述第1丝杠轴203是在向第3螺母603的反电机侧端延伸的非螺合部分通过第1轴承202对向第1螺母201的电机侧端延伸的非回转位置部分进行回转自如但不能轴向移动的支承而与第1螺母201螺合，所述第1直线引导器205是使第1螺母201相对主回转轴204只能进行轴向移动且不能回转。

300是回转往复变换装置，由固定于第1丝杠轴203内侧的第2螺母301、以及使与第2螺母301螺合的第2丝杠轴302只能进行轴向移动且不能回转的第2直线引导器303构成，在第2丝杠轴302的前端固定着推引杆500。

400是反力接受部，由主回转轴204、第1丝杠轴203、以及将第1丝杠轴203回转自如但不能轴向移动地支承在主回转轴204上的第1轴承401所构成。

主回转轴204的负荷侧通过适配器501a固定有主轴504的后端，在主轴504的轴心中心内部轴向运动自如地插入有拉杆504，在拉杆504的前端通过动作变换机构505与卡盘爪506卡合。动作变换机构505通过凸轮杆和锥状体等将拉杆504的轴向动作变换为卡盘爪506的径向动作。拉杆504的后端固定于推引杆500的前端。

又，通过安装架508将电机601和主轴电机部507固定，由此，将回转往复变换装置600、往复回转变换装置200、回转往复变换装置300、反力接受部400和第2滚珠轴承202支持在主轴电机部507上。

下面参照图6进行说明。

在上述结构的卡盘驱动装置中，一旦电机轴601a以所定的回转扭矩回转，则固定于电机轴601a的负荷侧端的第3丝杠轴602也同样回转，第3丝杠轴602的回转扭矩变换为第3螺母603的轴向运动的推力。

当第3螺母603轴向移动时，通过第2滚珠轴承202回转自如但不能轴向移动地支承在其上面的第1螺母201，也利用第3螺母603的轴向推力进行轴向移动。

一旦轴向推压第1螺母201，则由于第1螺母201在第1直线引导器205的作用下只能进行轴向移动且不能回转，因此，与第1螺母201螺合的第1丝杠轴203进行回转。由此，第1螺母201轴向运动的推力变换为第1丝杠轴203的回转运动的回转扭矩。

一旦第1丝杠轴203回转，则由于固定于第1丝杠轴203内侧的第2螺母301也同样进行回转，第2丝杠轴302在第2直线引导器303的作用下只能进行轴向移动且不能回转，因此，与第2螺母301螺合的第2丝杠轴302进行轴向运动。由此，第2螺母301的回转运动扭矩变换为第2丝杠轴302轴向运动的推力。

当第2丝杠轴302轴向运动时，固定在其上面的推引杆500轴向移动，固定于推引杆500的拉杆504利用同一推力进行轴向移动，将轴向动作变换为卡盘爪506的径向动作，将工件508夹持在卡盘上。

在将工件508夹持于卡盘爪506上之后，一旦通过主轴电机部507使主轴504回转，则拉杆504、卡盘503、动作变换机构505、工件508、适配器501a、501b、推引杆500、回转往复变换装置300和往复回转变换装置200随之回转，同时对工件508进行切削加工。

由于利用了轴承202，将往复回转变换装置200的第1螺母201回转自如地支承在电机回转往复变换装置600的第3螺母603上，因此，即使主轴504回转，电机回转往复变换装置600也不会回转。

在此，假设将电机回转轴601a和第3丝杠轴602的回转运动的回转扭矩定为TM、将第3螺母603的轴向推力定为F1、将第3螺母603的螺纹导程定为L1，将回转往复变换效率定为η，则具有以下的关系。

$F1=\frac{2\mathrm{\π}\·\mathrm{TM}\·\mathrm{\η}}{L1}$ (公式1)

利用第3螺母603的轴向推力，在推压第1螺母201时，与第1螺母201螺合的第1丝杠轴203进行回转。由此，第1螺母201的轴向运动的推力变换为第1丝杠轴203回转运动的回转扭矩。

在此，假设将前述得到的第1螺母201的推力定为F1、将第1丝杠轴203的回转扭矩定为T2、将第1螺母201的导程定为L2，将回转往复变换效率定为η2，则具有以下的关系。

$T2=\frac{L2\·F1\·\mathrm{\η}2}{2\mathrm{\π}}$ (公式2)

一旦第1丝杠轴203回转，则固定于第1丝杠轴203内侧的第2螺母301也同样进行回转，与第2螺母301螺合的第2丝杠轴302进行轴向移动。由此，第2螺母301的回转运动扭矩变换为第2丝杠轴302轴向运动的推力。

在此，假设将上述得到的第1丝杠轴203与第2螺母301的回转运动的回转扭矩定为T2、将第2丝杠轴302的轴向动运的推力定为F3、将第2螺母302的螺纹导程定为L3，将回转往复变换效率定为η3，则具有以下的关系。

$F3=\frac{2\mathrm{\π}\·T2\·\mathrm{\η}3}{L3}$ (公式3)

又，假设将从伺服电机601施加于第1螺母201的轴向推力定为F1、将第2丝杠轴302发生的轴向推力定为F3，则可由上述公式(2)和公式(3)求出下列关系。

$\frac{F3}{F1}=\frac{L2}{L3}\mathrm{\ηc}$ (公式4)

ηc：螺纹的运动变换效率

即，构成螺纹导程为L2＞L3时，第2丝杠轴302发生的推力F3变换成了F1推力的(L2/L3)·ηc倍的增大推力，即使使用小推力的伺服电机601，推引杆500上也可得到大的轴向运动的推力。

利用增大的推力F3，在使推引杆500和拉杆504朝轴向反负荷侧移动时，通过动作变换机构505将轴向运动变换为卡盘爪506的径向动作，利用增大的夹持力将工件508夹持在卡盘503上。

然而，为了利用更小的回转扭矩TM得到更大的推力F3，从公式(4)中可以看出，只要增大第1螺母201的导程L2即可。例如，若以螺纹的运动变换效率为100％，则当L2＝100mm、L3＝1mm时，F1增大了100倍。但是，在将卡盘爪506的开闭动作所需的拉杆504的行程定为15mm时，为了使第2丝杠轴302移动15mm，第2螺母301必须回转15圈。

因此，为了使第2螺母301回转15圈，第1丝杠轴203需要回转15圈。因第1螺母201的导程L2是100mm，故第1螺母201需要有可移动1500mm的长度，从而存在推力变换装置轴向长度变长的问题。

为此，有一种图7所示的提案(申请号：PCT/JP01/01033)。在该例中，为了解决上述的问题，推力变换装置是一种可按照所需的行程比例来缩短推力变换部的轴向长度尺寸的结构。

另外，本例的推力变换装置适用于NC车床的卡盘爪开闭用的缸体的示例。在后述的图中，也是将右侧作为负荷侧，将左侧作为反负荷侧。

图7中，100是往复运动装置，由具有配置有第3螺母1b的电机回转轴1a的第1伺服电机1、与电机回转轴1a的第3螺母1b螺合的第3丝杠轴2、只能使第3丝杠轴2进行轴向移动且不能回转的第3直线引导器3、支持第3直线引导器3的导套4、以及支持导套4的后部构架5构成。另外电机回转往复变换装置由电机回转轴1a、第3丝杠轴2和第3直线引导器3构成。

又，在电机回转轴1a的反负荷侧端配置有作为检测电机回转轴1a的回转位置的装置的回转检测器1c。

101是往复回转变换装置，由以下构件所构成：在设置于第3丝杠轴2的反电机侧端的轴承轴颈2a上通过第1滚珠轴承6回转自如但不能轴向移动地进行支承的轴承外壳7；支持在轴承外壳7上的第1丝杠轴8a；与该第1丝杠轴8a螺合的第1螺母8b；使第1丝杠轴8a相对第2丝杠轴9a只能进行轴向移动且不能回转的第1直线引导器10；以及连接第1直线引导器10与第2丝杠轴9a的第1引导器外壳11。

102是回转往复变换装置，由固定于第1螺母8a的外壳12；固定于外壳12、螺纹部位于第1螺母8b内径侧的第2螺母9b；与第2螺母9b螺合的第2丝杠轴9a；相对第2丝杠轴9a只能进行轴向移动且不能回转的第2直线引导器13；以及连接第2丝杠轴9a与第2直线引导器13的引导机构14所构成。

另外，在第9丝杠轴9a上固定着中空状的推引杆15。

103是反力接受装置，由以下构件所构成：主回转轴16；将该主回转轴16与车床的主轴S结合的支座17；由设于主回转轴16外周部的第1螺纹即结合螺母18和与该结合螺母18螺合的第1螺纹即结合丝杠轴19构成的结合装置104；以及将结合丝杠轴19回转自如但不能轴向移动地支承在外壳12上的第2滚珠轴承20。

在将结合丝杠轴19的螺纹导程角度定为β2、将螺纹的磨擦系数定为μ2时，结合装置104形成了tanβ2＜μ2的螺纹关系。

105是驱动装置，由具有回转位置检测器21的第2伺服电机22和配置于结合螺母18外侧、由轴承20回转自如支承的电机回转轴23构成。另外，永久磁铁24与第2伺服电机22的定子25在电机回转轴23的外侧对向配置。

又，在永久磁铁24的轴向长度L1、送进所需进程ST和定子25的轴向长度L2之间存在L2+ST≤L1的关系。即，为了进一步降低电机22的成本，尽量减短对电机发生扭矩无用部分的尺寸。

又，在构架26上固定着电磁制动器27，将支座17的一部分作为止动板。

在考虑往复运动装置100、往复回转变换装置101和回转往复变换装置102的各螺纹的螺纹方向时，若要使第3丝杠轴2朝反负荷侧方向移动，则第2丝杠轴9a应最终性地形成朝反负荷侧轴方向移动。又，图中可以看出，往复运动装置100、往复回转变换装置101、回转往复变换装置102、驱动装置105等配置在同一轴线上。

在主回转轴16的负荷侧设置有支座17，主轴S的后端固定在该支座17上，在主轴S的前端固定着卡盘C。在主轴S的轴心中空内部插入有轴向移动自如的拉杆D，拉杆D的前端通过动作变换机构T与卡盘爪J结合。拉杆D的后端固定在推引杆15的前端。

另外，主轴S在由未图示的主轴电机驱动的同时，最终受轴承6回转自如支承，与卡盘C、主回转轴16、拉杆D、推引杆15、结合螺母18、结合丝杠轴19、第2丝杠轴9a、第2螺母9b、第1螺母8b、第1丝杠轴8a等形成一体。

又，第1伺服电机1和驱动装置105固定在构架26上，构架26被固定在主轴台B上。

下面参照图7说明该推力变换装置的动作。先说明卡盘爪J将驱动装置105的工件W夹持之前的夹持动作。

首先，通过电磁制动器27将结合丝杠轴19约束在不能回转的状态。接着，使第2伺服电机22运转而使电机回转轴23进行回转。因电机回转轴23上形成有结合螺母18，故随着电机回转轴23的回转，结合螺母18进行回转往复运动。此时，第1伺服电机1也驱动，与结合螺母18的往复运动同步地使回转往复变换装置102、往复回转变换装置101和第3丝杠轴2进行往复运动，由此，第1螺母8b在不能回转的状态下可以进行夹持动作或开放动作。

随着回转往复变换装置102的移动，推引杆15和拉杆D进行反负荷侧方向的移动，通过所述动作变换机构T将推引杆15和拉杆D的轴向动作变换为卡盘爪J的径向动作，将工件W夹持在卡盘C上。

卡盘C将工件W夹持之后，若使第2伺服电机22的运转停止，以所定的回转扭矩继续使第1伺服电机1回转，则与固定于电机回转轴1a的第3螺母1b螺合的第3丝杠轴2因受第3直线引导器3的约束而在导套4中不能回转，故朝反负荷侧方向移动。通过第3丝杠轴2的移动，含有第1丝杠轴8a的往复回转变换装置101也同样进行移动。一旦往复回转变换装置101进行反负荷侧方向移动，则第1丝杠轴8a引伸。

在此，假设将电机回转轴1a和第3螺母1b的回转运动的回转扭矩定为TM、将第3丝杠轴2的轴向引伸推力定为F1、将第3丝杠轴2的螺纹导程定为L1，将回转往复变换效率定为η，则具有以下的关系。

$F1=\frac{2\mathrm{\π}\·\mathrm{TM}\·\mathrm{\η}}{L1}$ (公式1)

一旦电机回转轴1a引伸，则与第1丝杠轴8a螺合的第1螺母8b进行回转。由此，第1丝杠轴8a的轴向运动的推力变换为第1螺母8b回转运动的回转扭矩。

在此，假设将前述第1丝杠轴8a的引伸推力定为F1、将第1螺母8b的回转扭矩定为T2、将第1丝杠轴8a的导程定为L2，将回转往复变换效率定为η2，则具有以下的关系。

$T2=\frac{L2\·F1\·\mathrm{\η}2}{2\mathrm{\π}}$ (公式2)

一旦第1螺母8b回转，则固定于第1螺母8b内侧(主轴的中心线侧)的第2螺母9b也同样进行回转，与第2螺母9b螺合的第2丝杠轴9a进行反负荷轴方向的移动。由此，第2螺母9b的回转运动扭矩变换为第2丝杠轴12轴向运动的推力。

在此，假设将上述得到的第1螺母8b和第2螺母9b的回转运动的回转扭矩定为T2、将第2丝杠轴12的轴向动运的推力定为F3、将第2丝杠轴9a的螺纹导程定为L3，将回转往复变换效率定为η3，则具有以下的关系。

$F3=\frac{2\mathrm{\π}\·T2\·\mathrm{\η}3}{L3}$ (公式3)

又，假设将从第1伺服电机施加于第1丝杠轴8a的轴向运动的推力定为F1、将第2丝杠轴9a发生的轴向推力定为F3，则可由上述公式(2)和公式(3)求出下列关系。

$\frac{F3}{F1}=\frac{L2}{L3}\mathrm{\ηc}$ (公式4)

ηc：螺纹的运动变换效率

即，螺纹导程为L2＞L3结构时，第2丝杠轴9a发生的推力F3变换成了F1推力的(L2/L3)·ηc倍的增大推力，即使使用小推力的第1伺服电机1，推引杆15也可得到大的轴向运动的推力。

利用增大的推力F3，在使推引杆23和拉杆D朝轴向反负荷侧移动时，通过动作变换机构T将推引杆23和拉杆D的轴向动作变换为卡盘爪J的径向动作，利用增大的夹持力将工件W夹持在N6C上。

然而，为了利用更小的回转扭矩TM得到更大的推力F3，从公式(4)中可以看出，只要增大第1丝杠轴8a的导程L2即可。例如，若以螺纹的运动变换效率为100％，则当L2＝100mm、L3＝1mm时，F1增大了100倍。但是，在将卡盘爪J的开闭动作所需的拉杆D的行程定为15mm时，为了第2丝杠轴12移动15mm，第2螺母9b必须回转15圈。

因此，为了使第2螺母9b回转15圈，第1螺母8b需要回转15圈。因第1丝杠轴6的导程L2是100mm，故第1螺母8b需要有可移动1500mm的长度，

如上所述，驱动装置105由于与第1伺服电机1同步运转，第1螺母8b不能回转地可使回转往复变换装置102、往复回转变换装置101等进行轴向移动，因此，第1螺母8b就不需要回转15圈。

又，为了能用所需的夹持力将工件W夹持，虽然将第1伺服电机的扭矩TM变换为大的推力F，但由于卡盘爪J已将工件W夹持，因此，只要稍许行程即可。例如，若需0.1mm行程，则第2螺母9b需回转0.1圈，第1螺母8b只要有10mm的行程即可。

由此，可大幅度缩短推力变换装置的轴向长度。

然后，在使第2伺服电机22停止的状态(第2螺纹9采用滑动螺纹时、第1伺服电机也可停止)下，一旦通过主轴电机(未图示)受轴承6支承的主轴S最终性地进行回转，则如前所述，拉杆D、卡盘C、回转往复变换装置102、往复回转变换装置101、反力接受装置103、结合装置104等随之回转，同时进行工件W的切削加工。

如上所述，在将第2螺纹9的螺纹导程角度定为β1、螺纹的磨擦系数定为μ1时，形成了tanβ1＜μ1的螺纹关系，此时，能满足上述条件式的螺纹就成为以下形态，即、从推力变换为回转扭矩时的变换效率成为负(-)，回转扭矩可施加于螺纹而变换为轴向推力，但施加轴向长度却不能变换为回转扭矩。

即，通过以所定的扭矩使第2螺母9b回转，虽然可以变换为与不能回转的第1螺母9b螺合的第2丝杠轴9a的轴向运动的推力，但即使对第2丝杠轴9a施加了轴向运动的推力，第2螺母9b也不回转。

又，在结合装置104中，也是在将结合丝杠轴19的螺纹导程角度定为β2、螺纹的磨擦系数定为μ2时形成tanβ2＜μ2的螺纹关系，即使从主轴S施加了轴向推力，结合螺母18也不回转。

这就意味着在将各螺纹的导程角与磨擦系数的关系设定为tanβ1＜μ1、tanβ2＜μ2时，即使在工件加工中切断了第1伺服电机的电源，正在向工件施加夹持方向力的拉杆D也不会使卡盘爪J朝负荷侧轴方向移动，也就是说，不会降低卡盘爪J对工件的夹持力。

工件W切削加工结束之后，立即进行将工件W从卡盘爪J取出的开放动作。以所定的扭矩使第1伺服电机1的电机回转轴1a反向回转，按照与前述的工件夹持动作相反的动作，使推引杆15略微朝负荷侧轴方向移动，使卡盘爪J松开。

接着，在重新将电磁制动器27制动的状态下，使第2伺服电机22运动而使电机回转轴23进行回转，与结合螺母18的往复运动同步地使第3螺母1b回转，回转往复变换装置102、往复回转变换装置101和第3丝杠轴2朝负荷侧轴方向移动。

然而，在图7中，虽然在所需的行程比例上可以减短轴向长度，但在送进到工件夹持位置之前或者工开放之前的送进时即驱动第2伺服电机22使推引杆15轴向移动时，为了能使往复回转变换装置101等轴向移动，必须也要驱动第1伺服电机1，在往复运动装置100的螺纹结合部(第3螺母1b与第3丝杠轴2的螺纹结合部)，将该往复回转变换装置101等的轴向运动量吸收，也就是说，必须使第1伺服电机1与第2伺服电机22同步运转，故难以进行这种电机控制。

又，由于必须使第1伺服电机1与第2伺服电机22同步运转，因此，需要在各自的伺服电机中配置电机驱动用放大器，存在着难以实现低成本化的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明目的在于提供一种在所需的行程比例上可以减短轴向长度、并在送进到工件夹持位置之前时等的场合无需在2个电机间进行同步运转、可使电机控制简单化的推力变换装置。

又，本发明另一目的在于提供可将电机驱动用放大器作成1个的推力变换装置。

又，本发明的其他目的可从实施后述的发明的较佳实施例的记载中得以明确。

为了实现上述目的，本发明包括：往复运动装置；将该往复运动装置的往复运动变换为回转运动的往复回转变换装置；将该往复回转变换装置的回转运动变换为往复运动的第1回转往复变换装置；接受该第1回转往复变换装置的往复运动的反力的反力接受装置；输出所述第1回转往复变换装置的往复运动的输出装置；设于所述第1回转往复变换装置与输出装置之间的结合装置；以及与所述第1回转往复变换装置的往复运动的驱动力分开驱动所述输出装置、可将所述结合装置与所述输出装置的结合位置设定在任意位置上的任意位置设定装置。

又，本发明的所述往复运动装置，包括：具有转子的电机；以及将该电机回转轴的回转运动变换为往复运动的第2回转往复变换装置。

又，本发明的所述往复运动装置的驱动源配置在相对输出装置的轴向中心线的另一轴上，同时，所述往复运动装置的往复部相对所述输出装置的轴向中心线配置在同一轴上，通过推力传递装置将所述往复运动装置驱动源的驱动力传递给所述往复运动装置的往复部。

又，本发明的所述往复运动装置，包括：配置在相对所述输出装置的轴向中心线的另一轴上、具有转子的电机；将该电机回转轴的回转运动变换为往复运动的第2回转往复变换装置；相对所述输出装置的轴向中心线、配置在同一轴上的往复部；以及设于所述第2回转往复变换装置与往复部之间、将电机的驱动力传递给所述往复部的推力传递装置。

又，本发明的所述推力传递装置，包括：凸轮从动件或滚子从动件。

又，本发明的所述结合装置是螺纹构件，所述螺纹构件与所述第1回转往复变换装置连接，同时与所述输出装置螺纹结合。

又，本发明的所述结合装置是环状楔构件，所述环状楔构件与所述第1回转往复变换装置连接，同时对所述输出装置进行紧固或解除其紧固。

又，本发明的所述任意位置设定装置包括：具有转子的电机；以及将该电机回转轴的回转运动变换并传递给所述输出装置而使所述输出装置往复运动的回转运动变换装置。

又，本发明的所述任意位置设定装置的驱动源配置在相对所述输出装置的轴向中心线的另一轴上，同时通过推力传递装置将所述任意位置设定装置驱动源的驱动力传递给所述输出装置。

又，本发明的所述任意位置设定装置，包括：配置在相对所述输出装置的轴向中心线的另一轴上、具有转子的电机；将该电机回转轴的回转运动变换并传递给所述输出装置而使所述输出装置往复运动的回转往复变换装置；以及设于所述电机与回转运动变换装置之间、将电机的驱动力传递给所述回转运动变换装置的推力传递装置。

又，本发明的所述任意位置设定装置是直线电机。

又，本发明的所述输出装置，包括：与所述任意位置设定装置结合的第1输出装置；以及通过回转自如支持装置支持该第1输出装置的第2输出装置，并且，在所述反力接受装置与第2输出装置之间配置有可防止所述第2输出装置回转且可使所述第2输出装置进行轴向运动的回转防止装置。

又，本发明是将所述往复运动装置和任意位置设定装置的驱动控制装置作成1台，配置有切换开关，通过依次切换与该驱动控制装置的连接依次切换驱动所述往复运动装置或任意位置设定装置。

又，本发明是将所述往复运动装置和任意位置设定装置的各驱动源作成同一驱动源，在所述往复运动装置和任意位置设定装置的所述驱动源的驱动力传递路径中嵌装有离合器装置，通过该离合器装置的离接动作，可将所述驱动源的驱动力传递给所述往复运动装置和任意位置设定装置中的任一装置。

又，本发明是将电磁离合器作为所述离合器装置，并且，将该电磁离合器分别嵌装在所述往复运动装置和任意位置设定装置的所述驱动源的驱动力传递路径中，配置有离合器切换开关，将电力交替状供给所述往复运动装置的驱动路径中的电磁离合器或所述任意位置设定装置的驱动路径中的电磁离合器。

又，本发明包括：具有转子的第1电机和将该第1电机的回转运动变换为往复运动的第2回转往复变换装置的往复运动装置；将该往复运动装置的往复运动变换为回转运动的往复回转变换装置；将该往复回转变换装置的回转运动变换为往复运动的第1回转往复变换装置；接受该第1回转往复变换装置往复运动的反力的反力接受装置；输出所述第1回转往复变换装置的往复运动的输出轴；设于所述第1回转往复变换装置与输出轴之间、在与所述第1回转往复变换装置连接的同时与所述输出轴螺纹结合的螺纹构件；以及任意位置设定装置，该任意位置设定装置包括具有转子的第2电机以及将该第2电机回转轴的回转运动传递给所述输出轴、变换成所述输出轴的回转往复运动的回转运动变换装置，由所述第2电机驱动所述输出轴将所述螺纹构件与所述输出轴的螺纹结合位置设定在任意位置上。

又，本发明包括：具有转子的第1电机和将该第1电机的回转运动变换为往复运动的第2回转往复变换装置的往复运动装置；将该往复运动装置的往复运动变换为回转运动的往复回转变换装置；将该往复回转变换装置的回转运动变换为往复运动的第1回转往复变换装置；接受该第1回转往复变换装置往复运动的反力的反力接受装置；输出所述第1回转往复变换装置的往复运动的输出轴；设于所述第1回转往复变换装置与输出轴之间、在与所述第1回转往复变换装置连接的同时与所述输出轴螺纹结合的螺纹构件；以及任意位置设定装置，该任意位置设定装置包括具有转子的第2电机以及将该第2电机回转轴的回转运动变换并传递给所述输出轴而使所述输出轴的回转往复运动的回转运动变换装置，由所述第2电机驱动所述输出轴，可将所述螺纹构件与所述输出轴的螺纹结合位置设定在任意位置上；还设置有推力传递装置，该推力传递装置将所述往复运动装置的第1电机和任意位置设定装置的第2电机的回转轴相对所述输出轴的轴向中心线呈平行状地配置在的不同轴上，并且，将所述第1电机和第2电机的驱动力分别传递给所述往复回转变换装置及其输出轴。

又，本发明包括：往复运动装置；将该往复运动装置的往复运动变换为回转运动的往复回转变换装置；将该往复回转变换装置的回转运动变换为往复运动的第1回转往复变换装置；接受该第1回转往复变换装置的往复运动的反力的反力接受装置；输出所述第1回转往复变换装置的往复运动的输出轴；设于所述第1回转往复变换装置与输出轴之间、在与所述第1回转往复变换装置连接的同时与所述输出轴进行螺纹结合的螺纹构件；以及与所述第1回转往复变换装置的往复运动的驱动力分开驱动所述输出装置、可将所述螺纹构件与所述输出轴的结合位置设定在任意位置上的任意位置设定装置，将所述往复运动装置和任意位置设定装置的各驱动源作成同一驱动源，在所述往复运动装置和任意位置设定装置的所述驱动源的驱动力传递路径中嵌装有离合器装置，通过该离合器装置的离接动作，将所述驱动源的驱动力传递给所述往复运动装置和任意位置设定装置中的任一装置。

又，本发明包括：具有转子的第1电机和将该第1电机的回转运动变换为往复运动的第2回转往复变换装置的往复运动装置；将该往复运动装置的往复运动变换为回转运动的往复回转变换装置；将该往复回转变换装置的回转运动变换为往复运动的第1回转往复变换装置；接受该第1回转往复变换装置的往复运动的反力的反力接受装置；输出所述第1回转往复变换装置的往复运动的输出轴；设于所述第1回转往复变换装置与输出轴之间、在与所述第1回转往复变换装置连接的同时对所述输出轴进行紧固或解除其紧固的环状楔构件；以及在由所述环状楔构件对输出轴的紧固解除的状态下进行驱动、可将所述输出轴设定成所述环状楔构件与所述输出轴的结合位置处于任意位置的直线电机。

附图的简单说明

图1为表示本发明实施例1的纵剖面图。

图2为表示本发明实施例2的纵剖面图。

图3为表示本发明实施例3的纵剖面图。

图4为表示本发明实施例4的纵剖面图。

图5为图4的A-A线剖面图。

图6为表示传统代表性的卡盘用电动缸体的纵剖面图。

图7为表示传统代表性的双电机同步方式的卡盘用电动缸体的纵剖面图。

具体实施方式

实施例1

参照图1说明本发明实施例1的推力变换装置。

本实施例1是1个将本发明实施例1的推力变换装置适用于NC车床的卡盘爪开闭用的驱动源的示例。图中，右侧是负荷侧(车床的主轴侧)，左侧是反负荷侧。

图1中，110是往复运动装置，由第1回转运动装置111和第2回转往复变换装置112构成。第1回转运动装置111由具有配置有第3螺母1b的电机回转轴1a的第1伺服电机1构成。又，第2回转往复变换装置112由与电机回转轴1a的第3螺母1b螺合的往复部即第3丝杠轴2、只能使第3丝杠轴2进行轴向移动且不能回转的第3直线引导器3、支持第3直线引导器3的导套4、以及支持导套4的后部构架5构成。

又，在电机回转轴1a的反负荷侧端配置有检测电机回转轴1a的回转位置的装置即回转检测器1c。另外，该回转检测器1c的检测原理与公知的回转检测器相同，但在机械结构方面特意在其中心部开口，能使工件W贯通于中心部。

113是往复回转变换装置，由以下构件所构成：在设置于第3丝杠轴2的反电机侧端的轴承轴颈2a上、通过回转自如结合装置114即第1滚珠轴承6回转自如但不能轴向移动地进行支承的轴承外壳7；支持在该轴承外壳7上的第1丝杠轴8a；与该第1丝杠轴8a螺合的第1螺母8b；使第1丝杠轴8a相对第2丝杠轴9a只能进行轴向移动且不能回转的第1直线引导器10；以及连接第1直线引导器10与第2丝杠轴9a的第1引导器外壳11。

115是第1回转往复变换装置，由固定于第1螺母8a的外壳12；固定于外壳12、螺纹部位于第1螺母8b内径侧(中心轴侧)的第2螺母9b；与该第2螺母9b螺合的第2丝杠轴9a；相对第2丝杠轴9a只能进行轴向移动且不能回转的第2直线引导器13；以及连接第2丝杠轴9a与第2直线引导器13的结合螺母28所构成。另外，第2直线引导器13也可采用花键等的滑动引导机构。

116是反力接受装置，由以下构件所构成：主回转轴29；将该主回转轴29与车床的主轴S结合的支座17；以及将外壳12回转自如但不能轴向移动地支承的第2滚珠轴承20。

118是结合装置，由螺纹固定于第2丝杠轴9a的结合螺母28以及与该结合螺母28螺合的、作为第1输出装置同时又构成轴出轴的连接管30外缘上配设的结合丝杠轴30a所构成。

117是任意位置设定装置，由第2回转运动装置119和回转运动变换装置120构成。第2回转运动装置119由具有配置有花键孔31a的电机回转轴31b的第2伺服电机31构成。又，在电机回转轴31b的反负荷侧端配置有检测电机回转位置的装置即、回转检测器1c。

另外，第2伺服电机31固定在后部构架5上。该回转检测器1c的检测原理与公知的回转检测器相同，但在机械结构方面特意在其中心部开口，能使工件W贯通于中心部。

回转运动变换装置120由连接管30的结合丝杠轴30a、与该结合丝杠轴30a螺合的结合螺母28、形成于连接管30上的花键轴31b、相对该花键轴31b只能轴向移动但不能回转的第2伺服装置31的花键孔31a构成。

又，为使连接管30的前端肩部31d以及在与该前端肩部31d间将第3滚珠轴承34紧固，与连接管30前端螺合的第3轴承用螺母32和连接管30一起构成了第1输出装置121。

122是回转自如支承装置，由连接管30负荷侧前端的第3轴承轴颈部31c、接受反力的第3滚珠轴承34、以及收容该第3滚珠轴承34的连接器33构成。由此，在支持连接管30的同时，连接管30相对连接器33被约束成只能轴向进行回转。

124是与第1输出装置121的同时构成输出装置(输出轴)的第2输出装置124，由以下构件所构成：回转防止装置123；与拉杆D连接的连接器33；以及与该连接器33螺合、在与第3轴承用螺母32间将第3滚珠轴承34紧固的第3轴承用螺纹36。

回转防止装置123相当于主回转轴29、以及使连接器33相对该主回转轴29只能进行轴向移动且不能回转的第4直线引导器35。另外，该第4直线引导器35也完全可以采用花键等的滑动引导方式。

第1伺服电机1和后部构架5被固定在构架37上，构架37固定在主轴台B上。在构架26上固定着电磁制动器27，将支座17的一部分作为止动板。

在考虑到往复运动装置100、往复回转变换装置113和第1回转往复变换装置115的各螺纹的螺纹方向时，若要使第3丝杠轴2朝反负荷侧方向移动，则第2丝杠轴9a应最终性地形成朝反负荷侧轴方向移动。又，从图1中可以看出，往复运动装置110、往复回转变换装置113、第1回转往复变换装置115、任意位置驱动装置117等配置在同一轴线上。

在主回转轴29的负荷侧设置有支座17，主轴S的后端固定在该支座17上，在主轴S的前端固定着卡盘C。在主轴S的轴心中空内部轴向移动自如地插入有固定于连接器前端部33a的拉杆D，拉杆D的前端通过动作变换机构T与卡盘爪J结合。

另外，主轴S在由未图示的主轴电机驱动的同时，最终由轴承6回转自如支承，并与卡盘C、主回转轴29、拉杆D、连接器33、第3滚珠轴承34、结合螺母18、连接管30、第2螺纹9、第1螺纹8、电机回转轴31b等形成一体。

下面参照图1说明本实施例1的动作。

先说明由任意位置设定装置通过卡盘爪J将工件W夹持之前的夹持动作。

即，通过使电磁制动器27励磁约束支座17的回转，通过将固定于该支座1 7的主回转轴29约束，将由第2直线引导器13产生的、相对主回转轴29只能轴向移动的结合螺母28约束在不能回转的状态。接着，使第2伺服电机31运转而使电机回转轴31b进行回转。此时，第1伺服电机1不驱动。电机回转轴31b上形成有花键孔31a，将回转力传递给花键结合着的连接管30。因连接管30上具有结合丝杠轴30a，故一边随着回转，一边进行往复运动。此时，利用配设于连接管30前端的第3滚珠轴承34使连接管30回转自如，在此基础上，通过第4直线引导器35将连接器33处于不能回转的状态，由此，连接器33不会跟随回转，变换为只能轴向进行移动。

随着连接管30的移动，连接器33和拉杆D进行反负荷侧方向的移动，通过前述动作变换机构T将连接器33和拉杆D的轴向动作变换为卡盘爪J的径向动作，将工件W夹持在卡盘C上。

卡盘C将工件W夹持之后，若使第2伺服电机31的运转停止，释放电磁制动器27，启动第1伺服电机1，以所定的回转扭矩进行回转，则与形成于电机回转轴1a的第3螺母1b螺合的第3丝杠轴2因被第3直线引导器3约束在导套4中不能回转，故朝反负荷侧方向移动。通过第3丝杠轴2的移动，含有第1丝杠轴8a的往复回转变换装置113也同样进行移动。一旦往复回转变换装置113进行反负荷侧方向移动，则第1丝杠轴8a伸展。

在此，假设将电机回转轴1a和第3螺母1b的回转运动的回转扭矩定为TM、将第3丝杠轴2的轴向伸展推力定为F1、将第3丝杠轴2的螺纹导程定为L1，将回转往复变换效率定为η，则具有以下的关系。

$F1=\frac{2\mathrm{\π}\·\mathrm{TM}\·\mathrm{\η}}{L1}$ (公式1)

一旦第1丝杠轴8a伸展，则与第1丝杠轴8a螺合的第1螺母8b进行回转。由此，第1丝杠轴8a的轴向运动的推力变换为第1螺母8b回转运动的回转扭矩。

在此，假设将前述第1丝杠轴8a的伸展推力定为F1、将第1螺母8b的回转扭矩定为T2、将第1丝杠轴8a的导程定为L2，将回转往复变换效率定为η2，则具有以下的关系。

$T2=\frac{L2\·F1\·\mathrm{\η}2}{2\mathrm{\π}}$ (公式2)

一旦第1螺母8b回转，则固定于第1螺母8b内侧(主轴的中心线侧)的第2螺母9b也同样进行回转，与第2螺母9b螺合的第2丝杠轴9a进行反负荷轴方向的移动。由此，第2螺母9b的回转运动扭矩变换为第2丝杠轴12轴向运动的推力。

在此，假设将上述得到的第1螺母8b和第2螺母9b的回转运动的回转扭矩定为T2、将第2丝杠轴12的轴向动运的推力定为F3、将第2丝杠轴9a的螺纹导程定为L3，将回转往复变换效率定为η3，则具有以下的关系。

$F3=\frac{2\mathrm{\π}\·T2\·\mathrm{\η}3}{L3}$ (公式3)

又，假设将从第1伺服电机施加于第1丝杠轴8a的轴向运动的推力定为F1、将第2丝杠轴9a发生的轴向推力定为F3，则可由上述公式(2)和公式(3)求出下列关系。

$\frac{F3}{F1}=\frac{L2}{L3}\mathrm{\ηc}$ (公式4)

ηc：螺纹的运动变换效率

即，螺纹导程为L2＞L3结构时，第2丝杠轴9a发生的推力F3变换成了F1推力的(L2/L3)·ηc倍的增大推力，即使采用小推力的第1伺服电机1，结果是连接器33上也可得到大的轴向运动的推力。

利用增大的推力F3，在使结合螺母28、连接管30、连接器33和拉杆D朝轴向反负荷侧移动时，通过动作变换机构T将结合螺母28、连接管30、连接器33和拉杆D的轴向动作变换为卡盘爪J的径向动作，利用增大的夹持力将工件W夹持在卡盘C上。

其次，在第1伺服电机1也停止的状态下，一旦由轴承6支承的主轴S通过主轴电机(未图示)最终进行回转，则如前所述，拉杆D、卡盘C、第2输出装置124、回转防止装置123、回转自如支持装置122、第1输出装置121、回转运动变换装置120、结合装置118、第1回转往复变换装置115、往复回转变换装置113、反力接受装置116等随之回转，同时进行工件W的切削加工。

如上所述，在将第2螺纹9a的螺纹导程角度定为β1、螺纹的磨擦系数定为μ1时，形成了tanβ1＜μ1的螺纹关系，此时，能满足上述条件式的螺纹就成为了以下形态，即、从推力变换为回转扭矩时的变换效率成为负(-)，回转扭矩施加于螺纹可变换为轴向推力，但施加轴向长度却不能变换为回转扭矩。

即，通过以所定的扭矩使第2螺母9b回转，虽然可以变换为与不能回转的第2螺母9b螺合的第2丝杠轴9a的轴向运动的推力，但即使对第2丝杠轴9a施加了轴向运动的推力，第2螺母9b也不回转。

又，在结合装置118中，也是在将结合丝杠轴30a的螺纹导程角度定为β2、螺纹的磨擦系数定为μ2时，形成了tanβ2＜μ2的螺纹关系，即使从主轴S施加了轴向推力，结合丝杠轴30a也不回转。

这就意味着在将各螺纹的导程角与磨擦系数的关系设定为tanβ1＜μ1、tanβ2＜μ2时，即使在工件加工中切断了第1伺服电机1的电源，正在向工件施加夹持方向力的拉杆D也不会使卡盘爪J朝负荷侧轴方向移动，也就是说，不会降低卡盘爪J对工件的夹持力。

工件W切削加工结束之后，进行将工件W从卡盘爪J取出的开放动作。以所定的扭矩使第1伺服电机1的电机回转轴1a反向回转，按照与前述的工件夹持动作相反的动作，使结合螺母28、连接管30、连接器33等略微朝负荷侧轴方向移动，使卡盘爪J松开。

接着，在重新将电磁制动器27励磁的状态下使第2伺服电机31运转，通过电机回转轴31b回转而使连接管30回转，第2输出装置124使回转自如支持装置122、回转防止装置123、第1输出装置121、结合装置118等朝负荷侧轴方向移动。

如上所述，采用本实施例1，不仅在所需的行程比例上可减短轴向长度，并且，在送进到工件夹持位置之前等时不需要使2个电机间同步运转，可获得电机控制简单的推力变换装置。

又，由于将结合装置118与第1回转往复变换装置115连接，同时采用了与连接管30螺纹结合的结合螺母28结构，因此，即使施加了反力也不会松开，可持续接受到反力。

又，由于所述输出装置具有由第2伺服电机38驱动的连接管30、以及通过第3滚珠轴承34支持在该连接管30上的连接器33，并且，在所述反力接受装置116与连接器33之间设置有可防止连接器33的回转但可向连接器33的轴向移动的第4直线引导器35，因此，可使固定于连接器33的拉杆D在不回转的状态下进行往复运动。

又，由于通过第2滚珠轴承20，可将与主轴一体回转的第1螺纹8、第2螺纹9等的质量大的构件坚固地支持在主回转轴29上，因此，与图7中已说明的传统例的送进螺纹所形成的支持相比，有利于轴心偏移小的高速回转。

上述实施例1是将具有转子的第1伺服电机1用于往复运动装置110的驱动源，但也可使用直线电机或圆筒直线电机。在此场合，不再需要第2回转往复变换装置112。

实施例2

下面参照图2说明本发明的实施例2。

本实施例是1个将第1回转运动装置111和第2回转运动装置119分别配置在不同轴上的示例。

图2中，117是任意位置设定装置，由第2回转运动装置119和回转运动变换装置120构成。第2回转运动装置119由固定于构架37的的第2伺服电机38构成。又，该第2伺服电机38被配置成：该电机回转轴38a的中心轴线相对连接管30的中心轴线呈平行且不同轴的形态。

回转运动变换装置120由以下构件所构成：固定于第2伺服电机38的电机回转轴38a的驱动侧皮带轮39、从动侧皮带轮40、传递驱动力的带齿皮带41、回转自如但不能轴向移动地支承从动侧皮带轮40的第4轴承42；中心轴线配置成与连接管30的中心轴线呈同轴的、将第2轴承42支持的心棒43；将来自从动侧皮带轮40的驱动力传递给花键轴30b的花键螺母44；连接管30的花键轴30b、结合丝杠轴30a；以及与结合丝杠轴30a螺合的结合螺母28。

又，110是往复运动装置，由第1回转运动装置111、第2回转往复变换装置112、推力传递装置125；以及往复部构成。

第1回转运动装置111由固定在构架37上的、在电机回转轴45a上具有第3丝杠轴45c的第1伺服电机45构成。又，该第1伺服电机45被配置成：该电机回转轴45a的中心轴线相对连接管30的中心轴线、呈平行且不同轴的形态。

第2回转往复运动装置112由以下构件所构成：设置在第1伺服电机45的电机回转轴45a上的第3丝杠轴45c；与第1伺服电机45的第3丝杠轴45c螺合的第3螺母46；以及固定在构架37上、可往复自如地支承滑块47的第5直线引导器48所构成。

推力传递装置125由以下构件所构成：由往复自如支承于第5直线引导器48上的第2回转往复变换装置112进行驱动的滑块47；通过设置于该滑块47的滑块支臂部47a前端的滑块叉状部47b传递轴向运动的凸轮从动件49；以及对设置有该凸轮从动件49的第1轴承6进行支承的联轴节50。又，所述往复部由所述联轴节50、轴向移动自如地支承该联轴节50的含油轴承51、以及含油轴承51的引导器即心棒43所构成。

凸轮从动件49的回转轴承49a的高度(相对图纸面的上下方向)与连接管30的中心轴高度一致，相对于图2的剖面呈对向对称状地安装在联轴节50上。由此，向滑块支臂部47a施加单侧负荷(图中箭头P)，即使支臂部47a松弛，高度方向的凸轮从动件49和滑块叉状部47b的接点移动量微小，与主轴S从动的部分即、主回转轴29、拉杆D、连接器33、第3滚珠轴承34、结合螺母28、连接管30、第2螺纹9、第1螺纹8等的构件，在高速回转时也不会受到不适当的力矩负荷。

又，该一对凸轮从动件49也被滑块叉状部47b的切槽底约束成不能向下方移动，还可起到防止联轴节50回转的作用。

另外，滚子从动件也具有同样的效果，可代替凸轮从动件49。

图2是第1伺服电机45的控制装置与第2伺服电机38的控制装置相同的1个示例。

图2中，52是上位控制器，对驱动控制第1伺服电机45和第2伺服电机38的1台伺服放大器53、以及电力切换用的第1电磁开闭器54a和第2电磁开闭器54b的切换用继电器55进行控制。第1电磁开闭器54a用于向第1伺服电机45连接或切断来自伺服放大器53的输出，第2电磁开闭器54b用于向第2伺服电机38连接或切断来自伺服放大器53的输出。继电器55对第1电磁开闭器54a和第2电磁开闭器54b进行控制。另外，继电器55的a接点55a与第1电磁开闭器54a结线，b接点55b与第2电磁开闭器54b结线。

其它结构与实施例1相同。

下面说明本实施例2的动作。

首先，通过使电磁制动器27励磁而约束支座17的回转，通过将固定于该支座17的主回转轴29的回转约束，将由第2直线引导器13产生的、相对主回转轴29只能轴向移动的结合螺母28约束在不能回转的状态。

此时，在本实施例的回路上，在卡盘爪J将工件W夹持前的期间，为了不对继电器55的继电器线圈55c输出，上位控制器52将与b接点55b连接的第2电磁开闭器54b置于ON。由此，第2伺服电机38和伺服放大器53处于连接状态，向第2伺服电机38通电。

接着，通过伺服放大器53使第2伺服电机38运转而使电机回转轴38a进行回转。固定于电机回转轴38a的驱动侧皮带轮39通过带齿皮带41，按照齿数比例使从动侧皮带轮40减速回转或加速回转。从动侧皮带轮40具有花键螺母44，可将回转力传递给花键结合着的连接管30。因连接管30上具有与结合螺母28螺合的结合丝杠轴30a，故一边随着回转一边进行往复运动。此时，采用配设于连接管30前端的第3滚珠轴承34使连接管30回转自如，在此基础上，通过第4直线引导器35将连接器33阻止成不能回转的状态，由此，连接器33变换为只沿轴向进行移动。

当卡盘爪J将工件W夹持时，伺服放大器53向上位控制器52输出定位结束信号。然后，上位控制器52向继电器线圈55c通电，在将b接点55b置于0FF的同时将a接点55a置于ON。这样，在将第2电磁开闭器54b置于OFF的同时将第1电磁开闭器54a置于ON。第1伺服电机45与伺服放大器53连接，并松开电磁制动器27，对第1伺服电机45进行驱动，直至在卡盘爪J上发生所定的工件夹持力为止。

一旦驱动第1伺服电机45，则第3螺母46轴向移动，固定于该第3螺母46的滑块47也进行轴向移动，由此，通过凸轮从动件49使联轴节50轴向移动，然后，按照实施例1中已说明的动作对卡盘爪J进行驱动。

若通过未图示的、驱动第1伺服电机45并以所定的扭矩将工件W夹持之后，则也可将向第1伺服电机45的通电遮断。

加工结束后，在将工件W从卡盘爪J松开的场合，因正在向继电器线圈55c(第1电磁开闭器54a处于ON)，上位控制器52通过伺服放大器53向第1伺服电机45输出反转位置指令，使第1伺服电机45产生反转动作，按照上述的动作，使拉杆D移动至第1电磁开闭器54b处于ON时点的位置即、夹持工件W的卡盘爪J处于略微松开的位置。然后，一旦第1伺服电机45反转到前述位置，则伺服放大器53将定位结束信号向上位控制器52输出，上位控制器52根据该输出信号，将向继电器线圈55c的输出置于OFF，同时通过使电磁制动器27励磁，约束支座17的回转，结果是将结合螺母28约束在不能回转的状态。

并且，与将第1电磁开闭器54a置于OEE的状况一样，因将第2电磁开闭器54b置于ON，第2伺服电机38与伺服放大器53连接进行驱动，按照上述的动作，使拉杆D等移动到初期设定的退避位置。

如上所述，采用本实施例2，不仅在所需的行程比例上可减短轴向长度，并且，在送进到工件夹持位置之前等时不需要使2个电机38、45间同步运转，可获得电机控制简单的推力变换装置。

又，由于将所述结合装置118与所述第1回转往复变换装置115连接，同时采用了与连接管30螺纹结合的结合螺母28，因此，即使施加了反力也不会松开，可持续接受到反力。

又，由于所述输出装置具有由第2伺服电机31驱动的连接管30、以及通过第3滚珠轴承34支持于该连接管30的连接器33、并且，在所述反力接受装置116与连接器33之间设置有可防止连接器33的回转但可向连接器33轴向移动的第4直线引导器35，因此，可使固定于连接器33的拉杆D在不回转的状态下进行往复运动。

又，由于通过第2滚珠轴承20，可将与主轴一体回转的第1螺纹8、第2螺纹9等的质量大的构件坚固地支持在主回转轴29上，因此，与图7中已说明的传统例的送进螺纹所形成的支持相比，有利于轴心偏移小的高速回转。

又，可将第1伺服电机45和第2伺服电机38的驱动用放大器集约成1个，进而可得到低成本的推力变换装置。

又，由于将各电机45、38配置成其回转轴中心线相对连接管30的中心轴线、呈平行且不同轴位置的形态，因此，可进一步减短推力变换装置的轴向长度，并且，不再需要实施例1所示的贯通连接管30的特殊性的大径的回转位置检测器1c及31c，因可采用标准的回转位置检测器38b及45b，故有利于低成本化。

另外，也可将实施例2的第1伺服电机45置换成直线电机或圆筒直线电机，通过推力传递装置125，将该直线电机的往复动作传递给往复运动的联轴节50。在此场合，不再需要第2回转往复变换装置112。

实施例3

参照图3说明本发明的实施例3。

本实施例3的形态是，将往复运动装置110和任意位置设定装置117的驱动源(电机)作成1台，同时配置有切换开关，该切换开关将其驱动源配置成该中心轴线相对连接管30的中心轴线、呈平行且不同轴的形态，并且，依次驱动往复运动装置100和任意位置设定装置117。

图3中，126是往复运动装置110和任意位置设定装置117共用的驱动源即回转运动装置，由固定于构架37的伺服电机56构成。又，该伺服电机56被配置成该回转轴56a的中心轴线相对连接管30的中心轴线呈平行且不同轴的形态。

127是传递装置，由以下构件所构成：固定于伺服电机回转轴56a的第1皮带轮57；固定于构架37的第5轴承61；回转自如地支承在该第5轴承61上的第1皮带轮支持轴58；固定于该第1皮带轮支持轴58的第2皮带轮59；从该第1皮带轮57传递回转力的第1带齿皮带60；以及使回转力断续的离合器装置128即第1电磁离合器62和第2电磁离合器63。另外，第1皮带轮支持轴58被配置成中心轴线相对伺服电机回转轴56a的中心轴线呈平行且不同轴的形态。

通过可轴向移动但不能回转地支持于第3丝杠轴65的第1中枢62a，第1电磁离合器62向第2回转往复变换装置112的第3丝杠轴65传递或遮断来自第2皮带轮59的回转力，又，通过可轴向移动但不能回转地支持于第2皮带轮支持轴67的第2中枢63a，第2电磁离合器63向回转运动变换装置120的第2皮带轮支持轴67传递或遮断伺服电机56的回转轴56a的回转力。

112是第2回转往复变换装置，由以下构件所构成：固定于构架37的第6轴承64；回转自如但不能轴向移动地支承在该第6轴承64上的第3丝杠轴65；与该第3丝杠轴65螺合的第3螺母46；以及不能回转且只能轴向移动地支持该第3螺母46的第5直线引导器48。另外，第3丝杠轴65被配置成：该中心轴线相对第1皮带轮支持轴58的中心轴线呈同轴的形态。

又，117是任意位置设定装置，由回转运动装置126、离合器装置128和回转运动变换装置120构成。

回转运动变换装置120由以下构件所构成：固定于构架37的第7轴承66和回转自如但不能轴向移动地支承在第7轴承66上的第2皮带轮支持轴67；固定于该第2皮带轮支持轴67的驱动侧皮带轮39、从动侧皮带轮40、传递驱动力的带齿皮带41；回转自如但不能轴向移动地支承从动侧皮带轮40的第4轴承42；支持将该轴承42的心棒43；将来自从动侧皮带轮40的驱动力传递给花键轴30b的花键螺母44；连接管30的花键轴30b、连接管30的结合丝杠轴30a；以及与结合丝杠轴30a螺合的结合螺母28。另外，第2皮带轮支持轴67被配置成：该中心轴线相对伺服电机回转轴56a的中心轴线呈同轴的形态。

又，52是上位控制器，对切换第1电磁离合器62和第2电磁离合器63的继电器68进行控制。

其它结构与实施例2相同。

下面说明本实施例3的动作。

首先，通过使电磁制动器27励磁，约束支座17的回转，通过将固定于该支座17的主回转轴29的回转约束，将由第2直线引导器13产生的相对主回转轴29只能轴向移动的结合螺母28约束在不能回转的状态。

此时，在本实施例的回路上，为了在卡盘爪J将工件W夹持前期间不对继电器68的继电器线圈55c输出，上位控制器52将与b接点68b连接的第2电磁离合器54b连接，将与a接点68a连接的第1电磁离合器62遮断。

接着，通过伺服放大器53使伺服电机56运转而使电机回转轴56a进行回转。通过第2电磁离合器63与电机回转轴38a连接的皮带轮支持轴67以及固定于该皮带轮支持轴67的驱动侧皮带轮39，通过带齿皮带41并按照齿数比，使从动侧皮带轮40减速回转或加速回转。从动侧皮带轮40具有花键丝杠轴螺母44，可将回转力传递给花键结合着的连接管30。因连接管30上具有结合丝杠轴30a，故一边随着回转一边进行往复运动。此时，利用配设于连接管30前端的第3滚珠轴承34使连接管30回转自如，在此基础上，通过第4直线引导器35将连接器33阻止成不能回转的状态，由此，连接器33变换为只在轴向进行移动。

当卡盘爪J将工件W夹持时，伺服放大器53向上位控制器52输出定位结束信号。然后，上位控制器52向继电器线圈68c通电，在将b接点68b置于OFF的同时将a接点68a置于ON。这样，在将第2电磁离合器63遮断的同时与第1电磁离合器62连接，伺服电机56的回转力传递给第2往复变换装置112。并松开电磁制动器27，对伺服电机56进行驱动，直至在卡盘爪J上发生所定的工件W夹持力为止。

一旦驱动伺服电机56，则第3螺母46轴向移动，固定于该第3螺母46的滑块47也进行轴向移动，由此，通过凸轮从动件49使联轴节50轴向移动，然后，按照实施例1中已说明的动作对卡盘爪J进行驱动。

若通过未图示的、驱动伺服电机56并以所定的扭矩将工件W夹持，则也可将向伺服电机56的通电遮断。

加工结束后，在将工件W从卡盘爪J松开的场合，上位控制器52通过向继电器线圈68c通电，在将b接点68b置于OFF的同时将a接点68a置于ON。又，伺服放大器53向伺服电机56输出反转位置指令。这样，在将第2电磁离合器63遮断的同时与第1电磁离合器62连接，伺服电机56的回转力传递给第2往复变换装置112。并且，按照上述的动作，使伺服电机56产生反转动作，一直到电磁离合器54b切换时点的位置(夹持工件W的卡盘爪J处于略微松开的位置)。

然后，一旦第1伺服电机45反转到前述位置，则伺服放大器53将定位结束信号向上位控制器52输出，上位控制器52根据该输出信号，将向继电器线圈68c的输出置于OFF，同时通过使电磁制动器27励磁而约束支座17的回转，结果是将结合螺母28约束在不能回转的状态。

并且，在将向继电器线圈68c的输出置于OFF时，与将第1电磁离合器62遮断的状况一样，将第2电磁离合器63连接。这样，伺服电机56的回转力将回转运动变换装置120连接，按照上述的动作，伺服电机56对第2输出装置124进行驱动，直至初期设定的退避位置。

如上所述，采用本实施例3，不仅在所需的行程比例上可减短轴向长度，并且，在送进到工件夹持位置之前等时不需要如图7所述的2个电机间同步运转，可获得电机控制简单的推力变换装置，并且，使用1个电机56即够，故可制成低成本的推力变换装置。

又，由于将结合装置118与第1回转往复变换装置115连接，同时采用了与连接管30螺纹结合的结合螺母28，因此，即使施加了反力也不会松开，可持续接受到反力。

又，由于所述输出装置具有由第2伺服电机38驱动的连接管30、以及通过第3滚珠轴承34支持在该连接管30上的连接器33，并且，在所述反力接受装置116与连接器33之间设置有可防止连接器33的回转但可向连接器33轴向移动的第4直线引导器35，因此，可使固定于连接器33的拉杆D在不回转的状态下进行往复运动。

又，由于通过第2滚珠轴承20，可将与主轴一体回转的第1螺纹8、第2螺纹9等的质量大的构件坚固地支持在主回转轴29上，因此，与图7中已说明的传统例的送进螺纹所形成的支持相比有利于轴心偏移小的高速回转。

又，可将伺服电机的驱动用放大器集约成1个，进而可得到低成本的推力变换装置。

又，由于将伺报电机56配置成其回转轴中心线相对连接管30的中心轴线、呈平行且不同轴位置的开态，因此，可进一步减短推力变换装置的轴向长度，并且，因不再需要实施例1所示的贯通连接管30的特殊性的大径的回转位置检测器1c及31c，而可采用标准的回转位置检测器38b及45b，故有利于低成本化。

另外，在实施例3中，作为往复动作装置110的驱动源采用了具有转子的伺服电机56，但也可使用直线电机或圆筒直线电机。在此场合，需要在直线电机或圆筒直线电机与连接管30之间设置将直线电机或圆筒直线电机的往复动作变换为回转运动的往复回转变换装置。

实施例4

参照图4和图5说明本发明的实施例4。

本实施例4是利用环状的楔作为第1回转往复变换装置115与输出装置即连接管30的结合装置118，并且，在任意位置设定装置117的驱动装置中利用了第2圆筒直线电机。

图4中，117是任意位置设定装置，由驱动装置129构成。

驱动装置129由以下构件所构成：圆筒直线电机线圈69a；贴在连接管30的反负荷侧圆周上的磁铁69b；以及保持连接管30与圆筒直线电机线圈69a的间隙、轴向可往复自如支承的第6直线引导器70。

又，结合装置118由以下构件所构成：连接管30；对该连接管30的外周进行夹持、或开放该夹持的1对匹配的环状楔71a、71b；内面具有与该楔71a、71b的外面形成的锥体相同角度的锥体的夹具72；使环状的楔71a、71b与夹具72密接用的拉伸弹簧73；以及引导机构74，该引导机构74通过第2直线引导器13不能回转但可轴向移动自如地支承在主回转轴29上而将第6直线引导器70保持，并将夹具72固定。另外，引导机构74被螺纹固定在第1回转往复变换装置115上。

松开装置130由前端呈锥体形的楔松开用销子75、在保持该楔松开用销子75的夹具72上开设的销子引导部72a、楔松开时对楔松开用销子75进行推压的压板76、以及使固定于构架的压板76动作的电磁阀77所构成。

在主回转轴29上开设有检修孔29a，设计时应考虑到在楔松开用销子75随着结合装置118的轴向移动而移动时也不要让其相碰。又，从阻止夹具72和主回转轴29不能回转的角度出发，为了使楔松开用销子75与主轴S一起回转，如表示图4中的剖面A-A的图5所示，应等间隔且放射状地进行配置，以使主轴无论停止在哪个位置上均能进行动作。并且，压板76与楔松开用销子75的接触部分的形状也应作成半圆形，形成主轴S即使停止在某一回转位置至少也可能始终推压1个以上的楔松开用销子75的形态。

其它结构与实施例1相同。

下面说明本实施例4的动作。

首先，在只想让连接管30轴向移动时(在卡盘爪J将工件W夹持之前的移动期间)，利用环状的楔71a、71b使电磁阀77作动，形成不夹持该连接管30的状态，使楔松开用销子75朝回转轴中心方向伸出。这样，环状的楔71a、71b克服拉伸弹簧73的拉伸力进行轴向移动，在环状的楔71a、71b与夹具72之间产生间隙，由此，环状的楔71a、71b不夹持连接管30。

接着，在此状态下，圆筒直线电机线圈69a驱动圆筒直线电机磁铁69b，将连接管30朝轴向反负荷侧拉伸。连接管30的轴向动作经由螺合着的拉杆D并经动作交换机构T将卡盘爪J变换为径向动作。

卡盘C将工件W夹持时，一旦使电磁阀77退避，则楔71a、71b通过拉伸弹簧73重新与夹具72密接，楔71a、71b再次将连接管30夹持。然后，若使伺服电机线圈的运转停止，启动第1伺服电机1，以所定的回转扭矩进行回转，固定于电机回转轴1a的与第3螺母1b螺合的第3丝杠轴2，因被直线引导器3约束在导套4中不能回转，故朝反负荷侧方向移动。通过第3丝杠轴2的移动，含有第1丝杠轴8a的往复回转变换装置113也同样进行移动。一旦往复回转变换装置113进行反负荷侧方向移动，则第1丝杠轴8a伸展。

在此，假设将电机回转轴1a和第3螺母1b的回转运动的回转扭矩定为TM、将第3丝杠轴2的轴向伸展推力定为F1、将第3丝杠轴2的螺纹导程定为L1，将回转往复变换效率定为η，则具有以下的关系。

$F1=\frac{2\mathrm{\π}\·\mathrm{TM}\·\mathrm{\η}}{L1}$ (公式1)

一旦第1丝杠轴8a伸展，则与第1丝杠轴8a螺合的第1螺母8b进行回转。由此，第1丝杠轴8a的轴向运动的推力变换为第1螺母8b回转运动的回转扭矩。

在此，假设将前述第1丝杠轴8a的伸展推力定为F1、将第1螺母8b的回转扭矩定为T2、将第1丝杠轴8a的导程定为L2，将回转往复变换效率定为η2，则具有以下的关系。

$T2=\frac{L2\·F1\·\mathrm{\η}2}{2\mathrm{\π}}$ (公式2)

一旦第1螺母8b回转，则固定于第1螺母8b内侧(主轴的中心线侧)的第2螺母9b也同样进行回转，与第2螺母9b螺合的第2丝杠轴9a进行反负荷轴方向的移动。由此，第2螺母9b的回转运动扭矩变换为第2丝杠轴12轴向运动的推力。

在此，假设将上述得到的第1螺母8b和第2螺母9b的回转运动的回转扭矩定为T2、将第2丝杠轴12的轴向动运的推力定为F3、将第2丝杠轴9a的螺纹导程定为L3，将回转往复变换效率定为η3，则具有以下的关系。

$F3=\frac{2\mathrm{\π}\·T2\·\mathrm{\η}3}{L3}$ (公式3)

又，假设将从第1伺服电机施加于第1丝杠轴8a的轴向运动的推力定为F1、将第2丝杠轴9a发生的轴向推力定为F3，则可由上述公式(2)和公式(3)求出下列关系。

$\frac{F3}{F1}=\frac{L2}{L3}\mathrm{\ηc}$ (公式4)

ηc：螺纹的运动变换效率

即，螺纹导程为L2＞L3结构时，第2丝杠轴9a发生的推力F3变换成了F1推力的(L2/L3)·ηc倍的增大推力，即使采用小推力的第1伺服电机1，结果是连接器33上也可得到大的轴向运动的推力。

利用增大的推力F3，在使引导机构74朝轴向反负荷侧移动时，通过固定于引导机构74的夹具72，环状的楔71a朝反负荷侧方向拉伸。

利用环状的楔71a与连接管30接触面的磨擦力，产生了将连接管器30朝反负荷侧方向的拉伸力。然而，因卡盘爪J与工件W接触，故连接管30不能朝反负荷侧方向移动。此时，利用环状的楔71a与夹具72接触面的分力的放射方向的把握力Fr，假设将环状的楔的锥形角的半角定为θ、将由引导机构74传递的轴向推力定为Fi，则具有下列关系。

$\mathrm{Fr}=\frac{\mathrm{Fi}}{\tan \mathrm{\θ}}$ (公式5)

由于该放射方向的力Fr与环状的楔71a内面的连接管30外面的磨擦系数μ之积就是轴向夹持力Fa，因此，μ＞tanθ，由此，夹持力强于提供的推力，可在环状的楔71a与连接管30接触面上不滑动的情况下进行推力的传递。

一旦夹具72、连接管30和拉杆D朝轴向反负荷侧移动，则通过动作变换机构T将夹具72、连接管30和拉杆D的轴向动作变换为卡盘爪J的径向运作，以更大的夹持力将工件W夹持在卡盘爪J上。

下面说明工件W切削加工结束之后立即将工件W从卡盘爪J取出的开放动作。以所定的扭矩使第1伺服电机1的电机回转轴1a反向回转，按照与前述的工件夹持动作相反的动作使夹具72、连接管30略微朝负荷侧轴方向移动，使卡盘爪J松开。

接着，在重新使电磁阀77动作的状态(通过在环状的楔71a、71b与夹具72间产生间隙、形成环状的楔71a、71b不对连接管30夹持的状态)下，使圆筒直线电机线圈69a运转，驱动圆筒直线电机磁铁69b，使连接管30朝负荷侧轴方向移动。

上述对拉伸连接管30的动作进行了说明，但在推压连接管30进行动作的场合，夹持连接管30的构件也可不使用环状的楔70a，而是改为只使用位于负荷侧的环状的楔70b，动作原理相同。

如上所述，采用本实施例4，不仅在所需的行程比例上可减短轴向长度，并且，在送进到工件夹持位置之前等时不需要使2个电机间同步运转，可获得电机控制简单的推力变换装置。

又，由于任意位置设定装置117的驱动装置129采用直线电机，在驱动连接管30的同时不产生回转运动。因此可省略实施例1中使用的、为防止跟随主回转轴29运动的电磁阀27。

又，由于可通过第2滚珠轴承20将与主轴一体回转的第1螺纹8、第2螺纹9等的质量大的构件坚固地支持在主回转轴29上，因此，与图7中已说明的传统例的送进螺纹所形成的支持相比，有利于轴心偏移小的高速回转。

采用实施例1～3，在驱动连接管30时，为了不使爪T回转，将输出装置一分为二，在其两者间嵌装滚珠轴承等的回转自如支承装置，同时将最终级的输出装置保持成轴向移动自如但不能回转，但若采用实施例4，则可不需要这一结构，可使该部分结构简化。

在本实施例4中，对第1回转往复变换装置115与输出装置即连接管30的结合装置118采用环状楔的场合作了说明，但作为结合装置118，必要时当然也可以使用环状楔以外的构件，只要具有连接管30的夹持或开放其夹持的功能即可。

又，在本实施例4中对将驱动连接管30的圆筒直线电机的中心轴线配置成与连接管30的中心轴线呈同一轴的结构作了说明，但在想要使推力变换装置的轴向长度更短的场合，如实施例2、3所示，也可将直线电机的中心轴线配置成与连接管30的中心轴线呈不同轴的形态。并通过具有凸轮从动构件或滚子从动构件的推力传递装置将该直线电机的往复运动传递给往复运动的连接管30。

又，本实施例4是将具有转子的第1伺服电机1用作了往复运动装置110的驱动源，但也可使用直线电机或圆筒直线电机。在此场合，不再需要第2回转往复变换装置112。

实施例5

上述各实施例已对本发明的适合于车床的卡盘装置使用的推力变换装置作了说明，但本发明的推力变换装置也适用于具有模型的射出成型机、压铸机、挤压装置、冲压加工装置、粉末烧结装置等的模型驱动用、加工中心的工具卡盘的驱动用、磨擦焊接机的压接驱动用等。

综上所述，采用本发明，由于包括：往复运动装置；将该往复运动装置的往复运动变换为回转运动的往复回转变换装置；将该往复回转变换装置的回转运动变换为往复运动的第1回转往复变换装置；接受该第1回转往复变换装置的往复运动的反力的反力接受装置；输出所述第1回转往复变换装置的往复运动的输出装置；设于所述第1回转往复变换装置与输出装置之间的结合装置；以及与所述第1回转往复变换装置的往复运动的驱动力分开驱动所述输出装置、可将所述结合装置与所述输出装置的结合位置设定在任意位置上的任意位置设定装置，因此，在所需的行程比例上可减短轴向长度，并且，在送进到工件夹持位置之前等时无需使2个电机间同步运转，可获得电机控制简单的推力变换装置。

又，采用本发明，由于所述往复运动装置的驱动源配置在相对所述输出装置的轴向中心线的另一轴上，同时，所述往复运动装置的往复部相对所述输出装置的轴向中心线配置在同一轴上，通过推力传递装置将所述往复运动装置驱动源的驱动力传递给所述往复运动装置的往复部，因此，可进一步缩短推力变换装置的轴向长度，并且无需使用特殊性结构的驱动源和位置检测器，可采用通用件，可获得低成本的推力变换装置。

又，采用本发明，由于所述往复运动装置包括：配置在相对所述输出装置的轴向中心线的另一轴上、具有转子的电机；将该电机回转轴的回转运动变换为往复运动的第2回转往复变换装置；相对所述输出装置的轴向中心线配置在同一轴上的往复部；以及设于所述第2回转往复变换装置与往复部之间、将电机的驱动力传递给所述往复部的推力传递装置，因此，可进一步缩短推力变换装置的轴向长度，并且无需使用特殊性结构的驱动源和位置检测器，可采用通用件，可获得成本更低的推力变换装置。

又，采用本发明，由于所述推力传递装置具有凸轮从动作或滚子从动件，因此，不会对往复回转变换装置、第1回转往复变换装置、输出装置、结合装置等施加过大的力矩负荷，可顺利地进行驱动源的推力传递。

又，采用本发明，由于所述结合装置是螺纹构件，所述螺纹构件与所述第1回转往复变换装置连接，同时与所述输出装置螺纹结合，因此，即使施加了反力也不会松开，可持续接受到反力。

又，采用本发明，由于所述结合装置是环状楔构件，所述环状楔构件与所述第1回转往复变换装置连接，同时对所述输出装置进行紧固或解除其紧固，因此无需用手操作输出装置，可在不使输出装置回转的状态下进行往复运动。由此，当结合装置是螺纹构件时，需要在输出装置的最终级的输出部不回转的场合下将输出装置一分为二，在其两者间嵌装滚珠轴承等的回转自如地支持的装置，同时将最终级的输出装置保持在轴向运动自如但不能回转的形态。

又，采用本发明，由于所述任意位置设定装置的驱动源配置在相对所述输出装置的轴向中心线的另一轴上，同时通过推力传递装置将所述任意位置设定装置驱动源的驱动力传递给所述输出装置，因此，可进一步缩短推力变换装置的轴向长度，并且无需使用特殊性结构的驱动源和位置检测器，可采用通用件，可获得低成本的推力变换装置。

又，采用本发明，由于所述任意位置设定装置包括：配置在相对所述输出装置的轴向中心线的另一轴上、具有转子的电机；将该电机回转轴的回转运动变换并传递给所述输出装置而使所述输出装置往复运动的回转往复变换装置；以及设于所述电机与回转运动变换装置之间、将电机的驱动力传递给所述回转运动变换装置的推力传递装置，因此，可进一步缩短推力变换装置的轴向长度，并且无需使用特殊性结构的驱动源和位置检测器，可采用通用件，可获得成本更低的推力变换装置。

又，采用本发明，由于所述任意位置设定装置是直线电机，因此，不再需要回转往复变换装置，可在输出装置不回转的状态下进行往复运动。

又，采用本发明，由于所述输出装置包括：与所述任意位置设定装置结合的第1输出装置；以及通过回转自如支持装置支持该第1输出装置的第2输出装置，并且，在所述反力接受装置与第2输出装置之间配置有可防止所述第2输出装置回转且可使所述第2输出装置进行轴向运动的回转防止装置，因此，可在输出装置的最终级不回转的状态下进行往复运动。

又，采用本发明，由于将所述往复运动装置和任意位置设定装置的驱动控制装置作成1台，配置有切换开关，通过依次切换与该驱动控制装置的连接，可依次切换驱动所述往复运动装置或任意位置设定装置，因此，驱动控制装置使用1台即可，控制也变得简单，可获得成本低的推力变换装置。

又，采用本发明，由于将所述往复运动装置和任意位置设定装置的各驱动源作成同一驱动源，在所述往复运动装置和任意位置设定装置的所述驱动源的驱动力传递路径中嵌装有离合器装置，通过该离合器装置的离接动作，可将所述驱动源的驱动力传递给所述往复运动装置和任意位置设定装置中的任一装置，因此，驱动控制装置使用1台即可，控制也变得简单，可获得成本低的推力变换装置。

又，采用本发明，由于将电磁离合器作为了所述离合器装置，并且，将该电磁离合器分别嵌装在所述往复运动装置和任意位置设定装置的所述驱动源的驱动力传递路径中配置有离合器切换开关，将电力交替状供给所述往复运动装置的驱动路径中的电磁离合器或所述任意位置设定装置的驱动路径中的电磁离合器，因此，驱动控制装置使用1台即可，控制也变得简单，可获得成本低的推力变换装置。

又，采用本发明，由于包括：具有转子的第1电机和将该第1电机的回转运动变换为往复运动的第2回转往复变换装置的往复运动装置；将该往复运动装置的往复运动变换为回转运动的往复回转变换装置；将该往复回转变换装置的回转运动变换为往复运动的第1回转往复变换装置；接受该第1回转往复变换装置往复运动的反力的反力接受装置；输出所述第1回转往复变换装置的往复运动的输出轴；设于所述第1回转往复变换装置与输出轴之间、在与所述第1回转往复变换装置连接的同时与所述输出轴螺纹结合的螺纹构件；以及任意位置设定装置，该任意位置设定装置包括具有转子的第2电机以及将该第2电机回转轴的回转运动传递给所述输出轴、变换成所述输出轴的回转往复运动的回转运动变换装置，由所述第2电机驱动所述输出轴将所述螺纹构件与所述输出轴的螺纹结合位置设定在任意位置上，因此，在所需的行程比例上可减短轴向长度，并且，在送进到工件夹持位置之前等时无需使2个电机间同步运转，可获得电机控制简单的推力变换装置，又，即使施加了反力也不会松开，可持续接受到反力。

又，采用本发明，由于包括：具有转子的第1电机和将该第1电机的回转运动变换为往复运动的第2回转往复变换装置的往复运动装置；将该往复运动装置的往复运动变换为回转运动的往复回转变换装置；将该往复回转变换装置的回转运动变换为往复运动的第1回转往复变换装置；接受该第1回转往复变换装置往复运动的反力的反力接受装置；输出所述第1回转往复变换装置的往复运动的输出轴；设于所述第1回转往复变换装置与输出轴之间、在与所述第1回转往复变换装置连接的同时与所述输出轴螺纹结合的螺纹构件；以及任意位置设定装置，该任意位置设定装置包括具有转子的第2电机以及将该第2电机回转轴的回转运动标号并传递给所述输出轴而使所述输出轴的回转往复运动的回转运动变换装置，由所述第2电机驱动所述输出轴，可将所述螺纹构件与所述输出轴的螺纹结合位置设定在任意位置上；还设置有推力传递装置，该推力传递装置将所述往复运动装置的第1电机和任意位置设定装置的第2电机的回转轴相对所述输出轴的轴向中心线呈平行状地配置在的不同轴上，并将所述第1电机和第2电机的驱动力分别传递给所述往复回转变换装置及其输出轴，因此，在所需的行程比例上可减短轴向长度，并且，在送进到工件夹持位置之前等时无需使2个电机间同步运转，可获得电机控制简单的推力变换装置，又，即使施加了反力也不会松开，可持续接受到反力。可进一步缩短推力变换装置的轴向长度，并且无需使用特殊性结构的驱动源和位置检测器，可采用通用件，可获得低成本的推力变换装置。

又，采用本发明，由于包括：往复运动装置；将该往复运动装置的往复运动变换为回转运动的往复回转变换装置；将该往复回转变换装置的回转运动变换为往复运动的第1回转往复变换装置；接受该第1回转往复变换装置的往复运动的反力的反力接受装置；输出所述第1回转往复变换装置的往复运动的输出轴；设于所述第1回转往复变换装置与输出轴之间、在与所述第1回转往复变换装置连接的同时与所述输出轴进行螺纹结合的螺纹构件；以及与所述第1回转往复变换装置的往复运动的驱动力分开驱动所述输出装置、可将所述螺纹构件与所述输出轴的结合位置设定在任意位置上的任意位置设定装置，将所述往复运动装置和任意位置设定装置的各驱动源作成同一驱动源，在所述往复运动装置和任意位置设定装置的所述驱动源的驱动力传递路径中嵌装有离合器装置，通过该离合器装置的离接动作，可将所述驱动源的驱动力传递给所述往复运动装置和任意位置设定装置中的任一装置，因此，在所需的行程比例上可减短轴向长度，并且，在送进到工件夹持位置之前等时无需使2个电机间同步运转，可获得电机控制简单的推力变换装置，又，即使施加了反力也不会松开，可持续接受到反力。驱动控制装置使用1台即可，控制也变得简单，可获得成本低的推力变换装置。

又，采用本发明，由于包括：具有转子的第1电机和将该第1电机的回转运动变换为往复运动的第2回转往复变换装置的往复运动装置；将该往复运动装置的往复运动变换为回转运动的往复回转变换装置；将该往复回转变换装置的回转运动变换为往复运动的第1回转往复变换装置；接受该第1回转往复变换装置的往复运动的反力的反力接受装置；输出所述第1回转往复变换装置的往复运动的输出轴；设于所述第1回转往复变换装置与输出轴之间、在与所述第1回转往复变换装置连接的同时对所述输出轴进行紧固或解除其紧固的环状楔构件；以及在由所述环状楔构件对输出轴的紧固解除的状态下进行驱动、可将所述输出轴设定成所述环状楔构件与所述输出轴的结合位置处于任意位置的直线电机，因此，在所需的行程比例上可减短轴向长度，并且，在送进到工件夹持位置之前等时无需使2个电机间同步运转，可获得电机控制简单的推力变换装置，又无需用手操作输出装置，不再需要回转往复变换装置，可在输出装置不回转的状态下进行往复运动。

产业的可利用性

本发明的推力变换装置主要是适用于具有模型的射出成型机、压铸机、挤压装置、冲压加工装置、粉末烧结装置等的模型驱动用、车床的工件卡盘和加工中心的工具卡盘的驱动用、磨擦焊接机的压接驱动用等、各种产业装置的工卡模具和夹持工件的夹具的驱动用。

Claims (19)

1.一种推力变换装置，其特征在于，包括：往复运动装置；将该往复运动装置的往复运动变换为回转运动的往复回转变换装置；将该往复回转变换装置的回转运动变换为往复运动的第1回转往复变换装置；接受该第1回转往复变换装置的往复运动的反力的反力接受装置；输出所述第1回转往复变换装置的往复运动的输出装置；设于所述第1回转往复变换装置与输出装置之间的结合装置；以及与所述第1回转往复变换装置的往复运动的驱动力分开驱动所述输出装置、将所述结合装置与所述输出装置的结合位置设定在任意位置上的任意位置设定装置。

2.如权利要求1所述的推力变换装置，其特征在于，所述往复运动装置包括：具有转子的电机；以及将该电机回转轴的回转运动变换为往复运动的第2回转往复变换装置。

3.如权利要求1所述的推力变换装置，其特征在于，所述往复运动装置的驱动源配置在相对输出装置的轴向中心线的另一轴上，同时，所述往复运动装置的往复部相对所述输出装置的轴向中心线配置在同一轴上，通过推力传递装置将所述往复运动装置驱动源的驱动力传递给所述往复运动装置的往复部。

4.如权利要求1所述的推力变换装置，其特征在于，所述往复运动装置包括：配置在相对所述输出装置的轴向中心线的另一轴上、具有转子的电机；将该电机回转轴的回转运动变换为往复运动的第2回转往复变换装置；相对所述输出装置的轴向中心线配置在同一轴上的往复部；以及设于所述第2回转往复变换装置与往复部之间、将电机的驱动力传递给所述往复部的推力传递装置。

5.如权利要求3或4所述的推力变换装置，其特征在于，所述推力传递装置具有凸轮从动件或滚子从动件。

6.如权利要求1所述的推力变换装置，其特征在于，所述结合装置是螺纹构件，所述螺纹构件与所述第1回转往复变换装置连接，同时与所述输出装置螺纹结合。

7.如权利要求1所述的推力变换装置，其特征在于，所述结合装置是环状楔构件，所述环状楔构件与所述第1回转往复变换装置连接，同时对所述输出装置进行紧固或解除其紧固。

8.如权利要求1所述的推力变换装置，其特征在于，所述任意位置设定装置包括：具有转子的电机；以及将该电机回转轴的回转运动变换并传递给所述输出装置而使所述输出装置往复运动的回转运动变换装置。

9.如权利要求1所述的推力变换装置，其特征在于，所述任意位置设定装置的驱动源配置在相对所述输出装置的轴向中心线的另一轴上，同时通过推力传递装置将所述任意位置设定装置驱动源的驱动力传递给所述输出装置。

10.如权利要求1所述的推力变换装置，其特征在于，所述任意位置设定装置包括：配置在相对所述输出装置的轴向中心线的另一轴上、具有转子的电机；将该电机回转轴的回转运动变换并传递给所述输出装置而使所述输出装置往复运动的回转往复变换装置；以及设于所述电机与回转运动变换装置之间、将电机的驱动力传递给所述回转运动变换装置的推力传递装置。

11.如权利要求1所述的推力变换装置，其特征在于，所述任意位置设定装置是直线电机。

12.如权利要求1所述的推力变换装置，其特征在于，所述输出装置包括：与所述任意位置设定装置结合的第1输出装置；以及通过回转自如支持装置支持该第1输出装置的第2输出装置，并且，在所述反力接受装置与第2输出装置之间配置有可防止所述第2输出装置回转且可使所述第2输出装置进行轴向运动的回转防止装置。

13.如权利要求1所述的推力变换装置，其特征在于，所述往复运动装置和任意位置设定装置的驱动控制装置为1台，配置有切换开关，通过依次切换与该驱动控制装置的连接，可依次切换驱动所述往复运动装置或任意位置设定装置。

14.如权利要求1所述的推力变换装置，其特征在于，所述往复运动装置和任意位置设定装置的各驱动源为同一驱动源，在所述往复运动装置和任意位置设定装置的所述驱动源的驱动力传递路径中嵌装有离合器装置，通过该离合器装置的离接动作将所述驱动源的驱动力传递给所述往复运动装置和任意位置设定装置中的任一装置。

15.如权利要求14所述的推力变换装置，其特征在于，以电磁离合器为所述离合器装置，并且，将该电磁离合器分别嵌装在所述往复运动装置和任意位置设定装置的所述驱动源的驱动力传递路径中配置有离合器切换开关，将电力交替状供给所述往复运动装置的驱动路径中的电磁离合器或所述任意位置设定装置的驱动路径中的电磁离合器。

16.一种推力变换装置，其特征在于，包括：具有转子的第1电机和将该第1电机的回转运动变换为往复运动的第2回转往复变换装置的往复运动装置；将该往复运动装置的往复运动变换为回转运动的往复回转变换装置；将该往复回转变换装置的回转运动变换为往复运动的第1回转往复变换装置；接受该第1回转往复变换装置往复运动的反力的反力接受装置；输出所述第1回转往复变换装置的往复运动的输出轴；设于所述第1回转往复变换装置与输出轴之间、在与所述第1回转往复变换装置连接的同时与所述输出轴螺纹结合的螺纹构件；以及任意位置设定装置，该任意位置设定装置包括具有转子的第2电机以及将该第2电机回转轴的回转运动变换并传递给所述输出轴以使所述输出轴进行回转往复运动的回转运动变换装置，由所述第2电机驱动所述输出轴将所述螺纹构件与所述输出轴的螺纹结合位置设定在任意位置上。

17.一种推力变换装置，其特征在于，包括：具有转子的第1电机和将该第1电机的回转运动变换为往复运动的第2回转往复变换装置的往复运动装置；将该往复运动装置的往复运动变换为回转运动的往复回转变换装置；将该往复回转变换装置的回转运动变换为往复运动的第1回转往复变换装置；接受该第1回转往复变换装置往复运动的反力的反力接受装置；输出所述第1回转往复变换装置的往复运动的输出轴；设于所述第1回转往复变换装置与输出轴之间、在与所述第1回转往复变换装置连接的同时与所述输出轴螺纹结合的螺纹构件；以及任意位置设定装置，该任意位置设定装置包括具有转子的第2电机以及将该第2电机回转轴的回转运动变换并传递给所述输出轴以使所述输出轴进行回转往复运动的回转运动变换装置，由所述第2电机驱动所述输出轴将所述螺纹构件与所述输出轴的螺纹结合位置设定在任意位置上；还设置有推力传递装置，该推力传递装置将所述往复运动装置的第1电机和任意位置设定装置的第2电机的回转轴相对所述输出轴的轴向中心线呈平行状地配置在的不同轴上，并将所述第1电机和第2电机的驱动力分别传递给所述往复回转变换装置及其输出轴。

18.一种推力变换装置，其特征在于，包括：往复运动装置；将该往复运动装置的往复运动变换为回转运动的往复回转变换装置；将该往复回转变换装置的回转运动变换为往复运动的第1回转往复变换装置；接受该第1回转往复变换装置的往复运动的反力的反力接受装置；输出所述第1回转往复变换装置的往复运动的输出轴；设于所述第1回转往复变换装置与输出轴之间、在与所述第1回转往复变换装置连接的同时与所述输出轴进行螺纹结合的螺纹构件；以及与所述第1回转往复变换装置的往复运动的驱动力分开驱动所述输出装置、将所述螺纹构件与所述输出轴的结合位置设定在任意位置上的任意位置设定装置，将所述往复运动装置和任意位置设定装置的各驱动源作成同一驱动源，在所述往复运动装置和任意位置设定装置的所述驱动源的驱动力传递路径中嵌装有离合器装置，通过该离合器装置的离接动作将所述驱动源的驱动力传递给所述往复运动装置和任意位置设定装置中的任一装置。

19.一种推力变换装置，其特征在于，包括：具有转子的第1电机和将该第1电机的回转运动变换为往复运动的第2回转往复变换装置的往复运动装置；将该往复运动装置的往复运动变换为回转运动的往复回转变换装置；将该往复回转变换装置的回转运动变换为往复运动的第1回转往复变换装置；接受该第1回转往复变换装置的往复运动的反力的反力接受装置；输出所述第1回转往复变换装置的往复运动的输出轴；设于所述第1回转往复变换装置与输出轴之间、在与所述第1回转往复变换装置连接的同时对所述输出轴进行紧固或解除其紧固的环状楔构件；以及在由所述环状楔构件对输出轴的紧固解除的状态下进行驱动、将所述输出轴设定成所述环状楔构件与所述输出轴的结合位置处于任意位置的直线电机。

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