JP3142580B2

JP3142580B2 - ステッピングギア機構

Info

Publication number: JP3142580B2
Application number: JP09540484A
Authority: JP
Inventors: バウマン，ウルリヒ
Original assignee: トラウプ・ドレーマシーネン・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング
Priority date: 1996-05-15
Filing date: 1997-05-07
Publication date: 2001-03-07
Anticipated expiration: 2017-05-07
Also published as: DE59700879D1; JPH11500520A; WO1997043565A1; EP0839294A1; DE19619809C1; EP0839294B1; US5916324A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、請求項１の前段に定義されたステッピング
ギア機構（Schrittgetriebe）に関する。

この種の公知のステッピングギア機構（GB 1 260 92
8）においては、相互に同一であるが鏡像的関係に配置
された２個のカムプレートとローラ支持部材とが協働す
る。これらのカムプレートの各々は、自身の回転軸心と
同心的に約250゜の回転角範囲に亙り連続的に存在する
停止領域と、突出部に形成された作動領域と、凹部とを
有し、作動領域および凹部は夫々が約55゜の回転角範囲
に亙り存在している。これらの２個のカムプレートの第
１のものでは、先ず停止領域の次に、作動領域を有する
突出部が続き、その次に凹部が続いており、第２のカム
プレートでは逆である。共通の駆動ギアが両方のカムプ
レートを同一方向に360゜に亙り回転させるとき、先
ず、第１カムプレートの突出部がローラ支持部材の第１
ローラを捕捉する一方、次の第２ローラはカムプレート
に接触せず、第３ローラは第２カムプレートの凹部内に
没し、且つ、第４ローラも同様にカムプレートに接触し
ない。第３ローラが第２カムプレートの凹部の端部に達
すると同時に、それは該突出部により連行され、一方、
第１ローラは第１カムプレートにより解放されて、該第
１カムプレートの凹部は第２ローラを受け入れる。最後
に、第３ローラが第２カムプレートにより解放され、第
２および第４ローラがカムプレートの各々の停止領域に
当接し、従って、1/4回転を行ったローラ支持部材は、
２個のカムプレートが完全な１回転を達成するまで更な
る回転が防止される。従って、この公知のステッピング
ギア機構によれば、ローラ支持部材に連結されたタレッ
トなどの要素が占有する割出し位置（Schaltstellunge
n）の数は、ローラ支持部材上に取付けられたローラの
個数と同一である。その結果、所定直径のローラ支持部
材には、４つだけの割出し位置を有する比較的小寸のロ
ーラのみしか取付けることができない。このことは、６
個以上の割出し位置が必要とされる場合にも同様であ
り、従って、対応して増加させられた個数のローラを配
備せねばならない。また、それらの寸法が制限されてい
ることから、ローラは、大きな外部トルクの影響に対し
てローラ支持部材を堅固に保持するに必要な特に強い力
を受けることが出来ない。相当の大きさの外部トルクが
生ずるのは、ステッピングギア機構が旋盤の、例えば自
動旋盤のタレットを駆動すべく配備され、そのタレット
が自身の割出し位置の各々において、一切の付加的装置
による回り止め無しにステッピングギア機構のみにより
回転を制止される場合である。

本発明の目的は、旋削機、或は旋盤（Drehmaschine）
のタレットの旋回割出し（Schalten）に特に適したステ
ッピングギア機構であって、カムプレートとローラ支持
部材との所定寸法条件下において、ローラ支持部材に外
部から作用する大きなトルクに信頼性を以て耐え得るス
テッピングギア機構を提供するにある。

本発明に依れば、該目的は請求項１の後段に記載の特
徴により達成される。有用な更なる進展は従属請求項に
よって明らかである。

本発明によれば、ローラ支持部材上に必要とされるロ
ーラの個数は、ローラ支持部材（従って、それに連結さ
れたタレットなど）が各１回転の途中で停止させられる
割出し位置の数の半分しか必要とされない。この為、個
々のローラの各々は相当に大径とされ、それに応じて大
きな力で負荷され得る。

本発明の一実施形態について添付図面を参照して以下
に詳述する。

図１は、ケーシングが開かれた状態のステッピングギ
ア機構の一部破断斜視図である。

図2aは、ギアの第１休止段階の間における図１の矢印
II方向に、すなわち軸方向に見た図であり、図2bは、第１加速段階の間における同様の図であり、図2cは、第１減速段階の間における同様の図であり、図2dは、第２休止段階の間における同様の図であり、図2eは、第２加速段階の間における同様の図であり、図2fは、第２減速段階の間における同様の図である。

図３は、図2aのIII−III線に沿った断面図である。

図４は、図2dのIV−IV線に沿った断面図である。

図５は、カムプレートを軸心方向に見た図である。

図６は、図５の矢印VI方向における側面図である。

添付図中には、工具タレット12を駆動するステッピン
グギア機構10が示されており、該工具タレット12は６つ
の割出し位置を有し、同割出し位置に応じて、６個の工
具ホルダ14を備え、該工具ホルダ14の各々は旋盤用バイ
ト16もしくは１個以上のドリル18もしくは他の工作用工
具を備えている。

ステッピングギア機構10は、例えばクロススライドシ
ステムの頂部スライド（Oberschlitten）上に固定され
るケーシング20を備えて成る。該ケーシング20内には、
シフト軸心Ｓ回りに回転し得る様に制御シャフト22が円
すいころ軸受24により支持されている。制御シャフト22
は工具タレット12を担持すると共に、図１に示されたド
リル18などの回転駆動され得る工具のための駆動軸26を
支持する中空シャフトにより構成されている。駆動軸26
は、（不図示の）電動機により通常の方法で減速歯車装
置28を介して駆動される。図１、図３および図４に見ら
れる制御シャフト22の左側端部は、ローラ支持部材30と
して構成されていると共に、シフト軸心Ｓ回りに120゜
の等角度間隔で配設された３個のピボット32を備えてい
る。３個のピボット32の各々は、シフト軸心Ｓに平行な
ローラ軸心Ｒを中心として回転するローラ34を支持して
いる。これら３個のローラ34は、シフト軸心Ｓから等距
離に一つの列上に在る、即ち、それらの位置は制御シャ
フト22の回転により相互に置換可能となっている。

ケーシング20内には、シフト軸心Ｓから等間隔とされ
ると共に相互に該間隔に等しく離間された、僅かに軸心
が偏心した２本の軸くび36、36′が支承されている。そ
れらは各々、把持プレート38により所望の角度位置に把
持されている。２個の軸くび36、36′は各々、シフト軸
心Ｓとローラ軸心Ｒとに夫々平行な回転軸心Ｋおよび
Ｋ′の回りを夫々回転するカムプレート40および40′を
支持している。回転軸心ＫおよびＫ′の正確な位置は、
対応する偏心した軸くび36もしくは36′を回転させて調
整してから当該把持プレート38を固定して固定できる。
２個のカムプレート40および40′の各々は、軸心方向に
測った場合にローラ34と同一の幅を有するほぼ円形の心
部42、42′と、外径方向に突出する半分幅の突出部44、
44′とを夫々有している。

図５および図６は、カムプレート40を相当に詳細に示
しており、それは中心平面Ｍに関して対称的になってい
る。又、その心部42は、矢印方向に回転する際の先部す
なわち前方停止部ａを有している。この部分は、回転軸
心Ｋを曲率軸心（Kruemmungsachse）とする厳密な円柱
面となっている。停止部ａは箇所ｂで終るが、此処から
心部42が回転軸心Ｋとの距離を漸進的に減少させ、従っ
て、この箇所が中央凹部ｃの始まりとなっている。中心
平面Ｍに関する対称性に依り、回転軸心Ｋからの距離は
再び漸進的に増加して箇所ｄに至り、該箇所は別の円柱
面状停止部ｅに続いている。次なる突出部44は作動領域
を備えるが、該領域は、急勾配の前側面ｆに始まって円
柱面状部分ｇに続き、急勾配の後側面ｈで終っている。

カムプレート40′は、完全にカムプレート40と同一で
ある。しかし乍ら、該プレートは、カムプレート40の突
出部44が図１、図３、及び図４で右側に位置せしめられ
ているのに反し、その突出部44′が左側に位置する様に
軸くび36′に装着されている。結果として、２個のカム
プレート40および40′が全体としては軸心方向に関して
相互に離されていないにも関わらず、突出部44および4
4′は一部重なっては相手方の傍を通過して移動するこ
とができる。

２個のカムプレート40および40′の各々は、夫々の回
転軸心Ｋ、Ｋ′を軸心とする中間ギア46、46′に連結さ
れていて一体的に回転する。図示実施形態では、２個の
中間ギア46、46′は同一寸法のものであると共に平歯車
として具体化されている。それらは、それらと同じ大き
さの駆動ギア48と噛み合っている。シフト軸心Ｓを含
み、かつ、カムプレート40、40′の回転軸心Ｋおよび
Ｋ′から等距離に置かれた角度２等分面Ｗ内に、該駆動
ギア48の軸心は存在している。駆動ギア48は、油圧モー
タなどの駆動手段50により駆動される。このことは、図
示実施形態においては、駆動ギア48と一体的に中空軸52
を形成し、該中空軸52を、締め付け装置54により駆動手
段50の軸56と、トルクを伝達するように連結することで
達成される。

上記ステッピングギア機構10は、ローラ支持部材30
を、工具タレット12と共に60゜のステップで回転せしめ
る様に機能する。該ステッピングギア機構10は休止段階
の間、停止して工具タレット12の更なる固定が不要とな
る如く確実かつ正確にそれらを保持するが、これは、例
えば図示の旋盤用バイト16などの所定の工具が使用され
たときに工具タレット12に対し、従ってローラ支持部材
30に対し、相当のトルクが予期されるとしてもである。

図2a乃至図2fは、１ステップの間のステッピングギア
機構10の作動順序を示している：図2aに示された様に、両方のカムプレート40、40′
は、夫々の心部42、42′の円柱面状停止部ａおよびｅに
より同一のローラ34に当接すると共に、同ローラ34に対
して力ＦおよびＦ′を夫々作用させている。この、力の
作用線はシフト軸心Ｓから相当の距離にある。従って、
どのような負荷に際しても、工具タレット12の回転を確
実に阻止するに十分な対抗トルクをローラ支持部材30に
付与する上では、比較的小さな力Ｆ、Ｆ′で十分であ
る。また、問題となるローラ34は、そのローラ軸心Ｒが
角度２等分面Ｗ上に存在するという所定位置に在る。次
に、駆動手段50が起動され、駆動ギア48により両方のカ
ムプレート40、40′が図中矢印で示される同一方向に回
転させられる。ローラ支持部材30は先ずその位置に留ま
る。

図2bにおいては、両方のカムプレート40、40′はロー
ラ支持部材30を矢印方向に加速し始める位置に到達して
いる。カムプレート40が、その突出部44の急勾配側面ｆ
により当のローラ34に作用すると同時に、カムプレート
40′の心部42′に形成された凹部ｃは該ローラ34がカム
プレート40から離れるように移動するのを防止する為の
空間を提供している。従って、当のローラ34は依然とし
て２個のカムプレート40、40′の間にしっかりと保持さ
れたままの状態にあるが、ローラ支持部材30はその開始
位置から角度βだけ回転している。

図2cに示される様に、当のローラ34は今やカムプレー
ト40′によってのみ、より詳細にはその心部42′によっ
て接触され続けている、と言うのも、ローラ支持部材30
はその初期位置から角度β１だけ回転したからである。
その突出部44の急勾配側面ｈによりカムプレート40は、
今や最も上に位置するローラである次続のローラ34に当
接すると共に、ローラ支持部材30の回転運動を、従って
工具タレット12の回転運動を減速する。図2cに示された
突出部44と最上ローラ34との間の当接は、今や左下側に
位置せしめられた先行ローラ34が突出部44との接触を失
う前に開始される。従って、ローラ支持部材30は両方の
カムプレート40、40′により常に繋止されて良好に案内
され、故に、それは減速段階の間でも非制御状態では回
転し得ない。

図2dにおいて、次の休止段階が実現されている、と言
うのも、ローラ支持部材30が60゜だけ、即ち２個の隣接
ローラ34同士の間の半分の離間角度β２だけ回転したか
らである。一方、２個のカムプレート40、40′は各々、
図2aに示された第１休止段階と比較して180゜だけ回転
している。このときにカムプレート40、40′から最も離
れているローラ軸心Ｒが、再び角度２等分面Ｗ内に存し
ている。図2dによれば２個のカムプレート40、40′は依
然として図2cにおけると同じ２個のローラ34に作用して
いるが、この作用は心部42、42′の円柱面状停止部ａお
よびｅにより夫々行われており、従って、カムプレート
40、40′は回転し続けるがローラ支持部材30は回転に抗
して固定された状態に維持される。

次の割出し段階（Schaltschritt）は、カムプレート4
0、40′が図2dに示された位置から僅かに回転したとき
に開始する。この時点において、図2dに見られるカムプ
レート40と最上ローラ34との間の接触は、その心部42に
形成された凹部ｃ内に漸進的に移動する一方、カムプレ
ート40′はその突出部44′の前側面ｆにより図2dの左下
位置でローラ34に作用する。これによりローラ支持部材
30が従って工具タレット12が図2eに見られる様に元の回
転方向に再度加速され、次に、図2fにより再び減速され
る。図2eおよび図2fに示された状態を経由し、上記ステ
ッピングギア機構はこの様にして最終的に図2aの開始状
態に再到達する。

図2aに示された状態はこの様にして、ローラ支持部材
30が、従って工具タレット12が120゜だけ回転したと
き、換言すると２つの割出しステップの後に、再び到達
される。この間、２個のカムプレート40、40′は夫々、
図2aに示された初期位置から完全に一回転する。

２個のカムプレート40、40′の各々が完全な回転を行
う間、それらの突出部44、44′は、図2dおよび図2eから
理解される様に一度だけ相手方の傍を通過する。このこ
とは、２個のカムプレート40、40′が衝突すること無く
且つ軸心方向へのオフセット無しに達成されるが、それ
は、２個のカムプレート40、40′はそれらの突出部44、
44′において軸心方向に測ったときの幅が、心部42、4
2′の半分の幅よりも僅かに小さく、従って、２個の突
出部44、44′が軸心方向にオフセットされて配設されて
いる、という事実に依るものである。比較的に狭幅の突
出部44、44′がローラ支持部材30の加減速、および、工
具ホルダ14とそれに取付けられた工具16および18とを含
む工具タレット12の全体の慣性質量の加減速を担当せね
ばならないという事実にも関わらず、ローラ34に対して
作用する上で突出部44、44′は単位面積当りの許容圧力
を越えない。重要なことは、心部42、42′が軸心方向に
おいてローラ34と少なくとも略々同一幅であると共に、
実質的にそれらの全幅に亙り協働する、ということであ
る。即ち、発生する最大の力は工具タレット12を所定位
置に堅固に保持するに必要な力であるが、これらの力は
心部42、42′のみからローラ34のひとつへ（図2a）もし
くは相隣接する２個のローラ34（図2d）に夫々伝達され
る。

ローラの直径は比較的大きく選択され得る、と言うの
も、ローラ支持部材30の６個の割出しステップに対して
３個のローラ34のみが必要とされるからである。従っ
て、強い力が作用したときでも、単位面積当りの圧力は
低く保たれる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭50−22171（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−157856（ＪＰ，Ａ) 実開平２−117462（ＪＰ，Ｕ) 米国特許3590661（ＵＳ，Ａ) 米国特許2986949（ＵＳ，Ａ) 米国特許4416165（ＵＳ，Ａ) 西独国特許出願公開1941214（ＤＥ, Ａ１) 独国特許出願公開19619809（ＤＥ，Ａ１) 独国実用新案29811467（ＤＥ，Ｕ１) 英国特許出願公開2041148（ＧＢ，Ａ) 英国特許出願公開2071805（ＧＢ，Ａ) 英国特許1351082（ＧＢ，Ａ) 仏国特許1344262（ＦＲ，Ｂ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 27/04 B23Q 16/00 - 16/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】シフト軸心（Ｓ）回りに回転し得ると共
に、該シフト軸心（Ｓ）の回りに角度間隔を保ってロー
ラ（34）を、該ローラ（34）の各位置が当該ローラ支持
部材（30）の回転により互いに入れ換わり得る様に支持
するローラ支持部材（30）と、夫々が自身の回転軸心（K,K′）回りに回転できるよう
に設けられ、かつ、同一方向に回転駆動される２個のカ
ムプレート（40,40′）であって、その各々が、凹部（ｃ）と、夫々の前記カムプレート（40,40′）の
回転軸心（K,K′）を軸心とする停止領域（a,e）とを有
する心部（42,42′）と、作動領域（f,h）を有する突出部（44,44′）とから形成された２個のカムプレート（40,40′）とを有
すると共に、前記ローラ支持部材（30）に関するカムプレート（40,4
0′）の配置であって、該配置により、両方の前記カムプレート（40,40′）の停止領域（a,e）
が同時に且つ相互に対抗するようにローラ（34）に当接
することにより、前記ローラ支持部材（30）の、正・逆
方向への回転が阻止され（図2d）、且つ、前記ローラ（34）のひとつが一方の前記カムプレート
（40′,40）の前記凹部（ｃ）内に没しているときに他
方の前記カムプレート（40,40′）の前記作動領域（f,
h）の何れかが前記ローラ（34）の別のひとつと当接で
きることによって、前記ローラ支持部材（30）が回転さ
せられる、という配置を更に有するステッピングギア機構におい
て、上記当接状態を交替しながら、両方の前記カムプレート（40,40′）の停止領域（a,e）
が同じ一つのローラ（34）に同時に且つ相互に対抗する
ように当接することにより、前記ローラ支持部材（30）
の、正・逆方向への回転が再び阻止され（図2a）、且
つ、一つのローラ（34）が一方の前記カムプレート（40′,4
0）の前記凹部（ｃ）内に没しているときに、他方の前
記カムプレート（40,40′）の前記作動領域（f,h）の何
れかが、同じローラ（34）と当接できることによって、
ローラ支持部材（30）が再び回転させられる（図2b、図
2c）ように、前記カムプレート（40,40′）が相互に近接して配置さ
れると共に、該カムプレート（40,40′）の突出部（44,
44′）が相近接して一部重なっては相互を通過して移動
し得ることを特徴とするステッピングギア機構。
【請求項２】前記カムプレート（40,40′）の各々の前
記心部（42,42′）のみが軸心方向における幅および位
置において前記ローラ（34）と略々合致する一方、前記
突出部（44,44′）の各々が、軸心方向において前記幅
の略々半分の幅を有することに対応して軸心方向に相互
にオフセットされていることを特徴とする、請求項１記
載のステッピングギア機構。
【請求項３】前記カムプレート（40,40′）の各々が軸
心方向の中心平面（Ｍ）に関して対称であり、該カムプ
レート（40,40′）の前記停止領域（a,e）が前方停止部
（ａ）および後部停止部（ｅ）に分割されており、これ
らの停止部が一方では前記凹部（ｃ）により且つ他方で
は前記作動領域（f,h）により互に連結されていること
を特徴とする、請求項１もしくは２に記載のステッピン
グギア機構。
【請求項４】前記の２個のカムプレート（40,40′）が
同一であり、且つ、それらの回転軸心（K,K′）が前記
シフト軸心（Ｓ）から当距離に位置せしめられているこ
とを特徴とする、請求項３記載のステッピングギア機
構。
【請求項５】前記の２個のカムプレート（40,40′）の
前記の各回転軸心（K,K′）の位置が、回転させて該位
置を調節できるように偏心して支持された軸くび（36）
により定められることを特徴とする、請求項１乃至４の
いずれかに記載のステッピングギア機構。