JPH04315540A - 高性能工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は工作機械に関し、さらに
詳しくは、高性能工作機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の工作機械は効率が悪いため、エネ
ルギー消費が大きかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこでこの発明はエネ
ルギー消費の少ない高性能工作機械を提供することを目
的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明の工作機械は工
作機械本体と、前記工作機械本体を駆動する電動機と、
回転倍力装置とを備え、上記回転倍力装置が、ケーシン
グと上記ケーシングに収納された回転倍力駆動機構を備
えた駆動部と、この駆動部により駆動される遊星機構を
備えた従動部とからなり、上記回転倍力駆動機構は電動
機に連結された小径の駆動ギアと、この駆動ギアと係合
して自転しながら上記従動部の軸心の周囲を公転する大
径の偏心倍力駆動ギアとを備え、上記遊星機構は上記駆
動ギアと同軸のサンギアと、このサンギアより大径のイ
ンターナルギアと、上記偏心倍力駆動ギアよりも小径で
それと輪軸関係において一体的に回転する遊星ギアとを
備え、前記従動部が上記工作機械本体に連結されたこと
を特徴とする。

【０００５】

【作用】この発明の工作機械において、回転倍力装置が
小径の駆動ギアに伝達された入力トルクを駆動ギアより
も大径の偏心倍力駆動ギアを介して増幅させ、この増幅
したトルクを上記偏心倍力駆動ギアよりも小径の遊星ギ
アに輪軸関係にて伝達して従動部に増大した出力を伝達
するようにしたものである。

【０００６】

【実施例】以下、本発明による回転倍力装置の望ましい
実施例につき図面を参照しながら説明する。図１におい
て、工作機械１０は公知の旋盤、ボール盤、中ぐり盤、
フライス盤、平削り盤、形削り盤、立削り盤、ブローチ
盤、金切り盤、研削盤、ラップ盤、ホーニング盤、超仕
上げ盤、バフ盤、歯切り盤、歯車仕上げ盤、マシニング
センタその他の工作機械を含む。工作機械１０は変速装
置１１に連結された主軸１３ａを有する工作機械本体１
３と、変速装置１１にベルト１１ａ等で連結された回転
倍力装置１５と、これを駆動する電動機１７とを備える
。図２において、回転倍力装置１５はケーシング１５ａ
に収容され、かつ、同軸上において配置された駆動部と
して機能する回転倍力駆動機構１９と、この回転倍力駆
動機構１９に連結され、従動部として機能する遊星機構
２０とを備える。

【０００７】回転倍力駆動機構１９はケーシング１５ａ
に回動可能に支持され、電動機１７に連結される入力軸
１５ｂにより駆動される駆動ギア２１と、駆動ギア２１
に偏心的に係合して駆動ギア２０の回転軸の周囲を自転
しながら公転する偏心倍力駆動ギア２２とを備える。

【０００８】遊星機構２０は駆動ギア２１と同心のサン
ギア２４およびインターナルギア２６とを備え、さらに
回転倍力駆動機構１９の偏心倍力駆動ギア２２と一体的
に回転しながらサンギア２４とインターナルギア２６と
に係合する複数の遊星ギア２８を備える。遊星ギア２８
は偏心倍力駆動ギア２２よりも小径でそれとは互いに連
結されて輪軸関係にある。複数の遊星ギア２８はキャリ
ア３０により支持され、キャリア３０はその一端にさら
に回動可能に偏心倍力駆動ギア２２を支持している。バ
ランスウエイト３２は偏心倍力駆動ギア２２の回転運動
に伴う振動を吸収するためにキャリア３０の他端におい
て偏心倍力駆動ギア２２と同一平面内において、インタ
ーナルギア２６の外周の外側に延びており、軸３２ａ、
３２ｂその他の適当な固定手段により支持されている。 バランスウエイト３２はキャリア３０と一体に形成して
も良い。図２、３の実施例において、インターナルギア
２６は固定されており、増幅した出力はサンギア２４の
従動軸１５ｃよりとり出される。ケーシング１５内には
潤滑剤３４が入れられており、この潤滑剤に少なくとも
偏心倍力駆動ギア２２の一部が接触している。

【０００９】図３は図２の回転倍力装置１５の作用を説
明するための基本原理図を示し、図３においてバランス
ウエイト３２はカーブ面３２ｃが１例として半円状のも
のとして図示されている。

【００１０】図２、図３において、小径の駆動ギア２１
が入力軸１５ｂにより駆動されると、大径の偏心倍力駆
動ギア２２は自転しながら、従動軸１５ｃの軸心の周囲
を公転する。このとき、偏心倍力駆動ギア２２に遊星ギ
ア２８が一体的に連結されているため、遊星ギア２８は
偏心倍力駆動ギア２２によって小径の駆動ギア２１のト
ルクよりも大きなトルクで回転し、この増大したトルク
をサンギア２４に伝達し、サンギア２４の従動軸１５ｃ
に増大した出力を伝達する。

【００１１】とくに図３において、インターナルギア２
６を固定し、キャリア３０を反時計方向に１回転させた
ときの各要素の回転数とトルクについて検討する。サン
ギア２４、遊星ギア２８、インターナルギア２６、偏心
倍力駆動ギア５１および駆動ギア２１の歯数をそれぞれ

【００１２】

【数１】

【００１３】

【外１】ｎｌ、ｎ２、ｎ３ とすると、これらは次式で求められる。

【００１４】

【数２】

【００１５】遊星ギア２８が１．５回転するとき、偏心
倍力駆動ギア２２も１．５回転している。偏心倍力駆動
ギア２２が１回転するとき、駆動ギア２１の回転数

【０
０１６】

【外２】ｎ４ は次式から求められる。

【００１７】

【数３】

【００１８】遊星ギア２８と偏心倍力駆動ギア２２が１
．５回転するときの駆動ギア２１の回転数

【００１９】

【外３】ｎ５ は次式で求められる

【００２０】

【数４】

【００２１】

【外４】ｎ１′ は次式で求められる

【００２２】

【数５】

【００２３】いま、駆動ギアが１５ｋｇ・ｃｍのトルク
で回転されるとする。このとき、偏心倍力駆動ギア２２
、遊星ギア２８、サンギア２４および駆動ギア２１の半
径を

【００２４】

【数６】

【００２５】

【数７】

【００２６】

【外５】Ｔｓ は次式で求められる

【００２７】

【数８】

【００２８】駆動ギア２１が１５ｋｇ・ｃｍのトルクで
、１分間に１５００回転するときの動力

【００２９】

【外６】Ｍ１ は次式で求められる。

【００３０】

【数９】

【００３１】このとき、サンギアは２５．５ｋｇ・ｃｍ
のトルクで、１分間に

【００３２】

【数１０】

【００３３】

【外７】Ｍ２ は次式で求められる。

【００３４】

【数１１】

【００３５】

【外８】Ｓ は次式で求められる

【００３６】

【数１２】

【００３７】

【発明の効果】以上より明らかなように、本発明によれ
ば大幅な省エネルギーが可能な高性能工作機械を提供す
ることができる。実施例においては、各回転要素ならび
に固定要素はギアからなるものとして説明されたが、ギ
アの代わりにローラ等の回転要素で構成しても良いこと
は明らかである。実施例において、遊星ギアはサンギア
とインターナルギアとに直接係合するものとして示した
が、個々の遊星ギアがサンギアに係合する第１遊星ギア
とインターナルギアに係合する第２遊星ギアとにより構
成し、第１、第２遊星ギアをそれぞれ係合するように構
成しても良い。さらに、回転倍力装置の出力は遊星機構
のサンギアからとり出すものとして示したが、遊星ギア
を連結するキャリアからとり出しても良い。なお、従動
部に第２段の倍力装置、遊星機構または差動歯車装置を
組み合わせても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による高性能工作機械のブロック図であ
る。

【図２】図１の回転倍力装置の具体的構造である。

【図３】図２の構造の作用を説明するための基本原理図
である。

【符号の説明】

１０　　工作機械 １３　　工作機本体 １５　　回転倍力装置 １７　　電動機 １９　　回転倍力駆動機構 ２０　　遊星機構 ２１　　駆動ギア ２２　　偏心倍力駆動ギア ２４　　サンギア ２６　　インターナルギア ２８　　遊星ギア ３０　　キャリア ３２　　バランスウエイト

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　主軸を有する工作機本体と、前記主軸
   を駆動するための電動機と、前記主軸と前記電動機との
   間に配置された回転倍力装置とを備え、前記回転倍力装
   置がケーシングと、前記ケーシングにおいて同一回転軸
   上に配置された回転倍力駆動機構と前記回転倍力駆動機
   構に連結された遊星機構とを備え、前記回転倍力駆動機
   構が前記同一回転軸上に配置されて前記電動機により駆
   動される小径の駆動ギアと、内側において前記駆動ギア
   に係合して前記同一回転軸の周囲を自転しながら公転す
   る大径の偏心倍力駆動ギアとを備え、前記遊星機構が前
   記同一回転軸上に配置されたサンギアと、前記サンギア
   と同心のインターナルギアと、前記サンギアと前記イン
   ターナルギアとの間に配置されていて、前記偏心倍力駆
   動ギアよりも小径で一体的に回転する遊星ギアとを備え
   、前記遊星機構が従動部として前記主軸に連結されたこ
   とを特徴とする工作機械。
2. 【請求項２】　　請求項１において、前記遊星機構が前
   記遊星ギアと前記偏心倍力駆動ギアを支持するキャリア
   と、前記キャリアに設けられたバランスウエイトを備え
   たことを特徴とする工作機械。
3. 【請求項３】　　請求項２において、前記バランスウエ
   イトが前記インターナルギアの外方に突出していること
   を特徴とする工作機械。
4. 【請求項４】　　請求項１または２において、前記イン
   ターナルギアが固定され、前記サンギアから増幅した出
   力がとり出されることを特徴とする工作機械。
5. 【請求項５】　　主軸を有する工作機本体と、前記主軸
   を駆動するための電動機と、前記主軸と前記電動機との
   間に配置された回転倍力装置とを備え、前記回転倍力装
   置がケーシングと、前記ケーシングにおいて回動可能に
   支持され、前記電動機に連結された入力軸と、前記ケー
   シング内において前記入力軸に連結された小径の駆動ギ
   アと、内側において前記駆動ギアと係合して前記入力軸
   の回りを自転しながら公転する大径の偏心倍力駆動ギア
   と、前記入力軸と同心的なサンギアと、前記サンギアに
   連結されて前記ケーシングにより回動可能に支持されて
   いて前記主軸に連結された出力軸と、前記サンギアと同
   心的に固定されているインターナルギアと、前記サンギ
   アと前記インターナルギアとの間に配置されていて、前
   記偏心倍力駆動ギアよりも小径でこれと一体的に回転す
   る遊星ギアとを備え、増幅した出力が前記出力軸を介し
   て前記主軸に伝達されることを特徴とする工作機械。
6. 【請求項６】　　請求項５において、前記遊星機構が前
   記遊星ギアと前記偏心倍力駆動ギアとを支持するキャリ
   アとを備え、前記キャリアがバランスウエイトを備えた
   ことを特徴とする工作機械。
7. 【請求項７】　　請求項６において、前記バランスウエ
   イトがカーブ面を有することを特徴とする工作機械。
8. 【請求項８】　　請求項７において、前記カーブ面が半
   円状であることを特徴とする工作機械。