JPH0457641A - 遊星増速機構内蔵工具アダプタ - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、遊星増速機構内蔵工具アダプタに関する。

〔従来の技術ｊ 従来の技術による遊星増速機構内蔵工具アダプタは、第
１０図に示すように、遊星ローラ増速機構内蔵工具アダ
プタは、マシニングセンタのような工作機械の主軸に挿
着される回転部と、例え、ば主軸頭のような固定側に係
合離脱自在に結合される固定部と、工具を取付ける工具
取付部とから構成されている。

回転部は、先端の中空軸部ｌ、中間の溝付き鍔部２及び
後端のテーバシャンク３が共軸線関係に一体となって形
成されている。

中空軸部１の中間部には、外周面から中心穴４に貫通し
て放射状に断面長方形の遊星ローラ挿着用の挿着孔５（
例えば中心角１２０度間隔で３個）が穿設され、遊星ロ
ーラ７は、挿着孔５におし１て回転自在に偏心した駆動
ビン８により中空軸部１に取付けられる。

後述するように回転部は固定部に転がり軸受ｌＯ；１１
、１１により回転自在に支承されているのであるが、挿
着孔５の両端側で転がり軸受（例えばセラミックボール
なもったアンギュラ玉軸受）１０の内輪と同じく転がり
軸受１１の内輪とは、遊星ローラ７に干渉しないように
形成された櫛形スペーサ１４を間にして嵌着されている
。櫛形スペーサ１４は、第５図に示すようにスリーブの
一端部の環状部１４ａを残して櫛目間隙１４ｂが挿着孔
５と同数、同位相、同幅に形成された形状のものである
。従って、遊星ローラ７は、挿着孔５へ挿入取付けられ
ていると共に櫛形スペーサ１４の櫛目間隙１４ｂにも挿
入されていることにもなる（第５図参照）。

固定部は、中間部内周面に遊星ローラ用の輪状固定軌道
面３２が形成されるでいる。

中空軸部１の外周に取付けられた中空ハウジング３０に
おいては、その内周面には、輪状固定軌道面３２の前後
側において転がり軸受１０．１１．１１の外輪が固着さ
れると共に、輪状固定軌道面３２には遊星ローラフの外
周面が係合している。

工具取付部は、転がり軸受（例えばセラミックボールを
もったアンギュラ玉軸受）５１．５２を介して中空軸部
１の中心穴４に回転自在に挿着された回転軸５０であり
、転がり軸受５１．５２の支承域から後方に突出した後
端部が太陽ローラ部５３となって遊星ローラ７と外接し
、先端部は、回転部のキャップ状部材１７の先端孔から
突出し、工具のテーパシャンクが挿着されるテーパ孔が
形成されている。

結局、輪状固定軌道面３２、遊星ローラ７及び太陽ロー
ラ部５３によって遊星ローラ増速機構が構成されている
のである。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の技術による上記のような遊星ローラ増速機構内蔵
工具アダプタにおいては、工具取付部における回転軸５
０が、前後の転がり軸受５１．５２を介して中空軸部１
の中心穴４に回転自在に挿着支承され、転がり軸受５１
．５２の支承域から後方に突出した後端部が太陽ローラ
部５３となって遊星ローラ７と外接している。

従って、自ずと遊星ローラ増速°機構内蔵工具アダプタ
の長さが長大となると共に重量が大きくなる。その結果
、工作機械の主軸に装着して使用する場合、工作物の寸
法如何によっては使用不能となり、自動工具交換装置の
許容重量を超過する場合も生じる。

この発明は、上記の問題を解消するべく遊星ローラ増速
機構内蔵工具アダプタの小型化を図ったものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明による遊星ローラ増速機構内蔵工具アダプタは
、工作機械の固定側に係合離脱自在に結合される中空ハ
ウジングである固定部と、中心穴が形成された前半部分
が中空ハウジング内に回転自在に挿通支承され、後半部
分が工作機械の主軸に装着される回転部と、回転部の中
心穴内に挿通され、固定部及び回転部に対し回転自在で
あり、回転部に遊星増速機構を介して接続され、且つ先
端部分に工具を取付ける工具取付部とから構成されてい
る遊星増速機構内蔵工具アダプタにおいて、回転部前半
部分には、外周面から中心穴に貫通して放射状に遊星転
動体挿着用の挿着孔が穿設され、遊星転動体は回転部前
半部分の外周面側から半径方向に挿着孔に挿入するよう
に回転部の前半部分に公転・自転自在に取付けられ、工
具取付部は、回転部の中心穴内において遊星転動体挿着
用の挿着孔を中間にして回転軸線方向両側に、回転部の
中心穴に嵌着された遊星転動体突出用開口部が形成され
たスリーブ状のスペーサにより位置決めされた軸受で支
承され、その中間部に太陽部分が形成されており、遊星
転動体の外周部分は、固定部内の輪状固定軌道部分及び
工具取付部の太陽部分の外周部分に夫々係合されている
。

〔作　　用〕

遊星ローラ増速機構内蔵工具アダプタを装着した工作機
械の主軸が回転駆動されると、回転部は、工作機械の固
定側に結合された中空ハウジングに対して回転する。す
ると、回転部前半部分に公転・自転自在に支承された遊
星転動体は、中空ハウジング輪状固定軌道面及び工具取
付部の太陽部分の外周に接触しながら自転する七共に、
主軸軸線回りに公転する。すると、太陽部分、即ち工具
取付部に装着された工具は、回転部、即ち主軸の回転よ
り増速されて回転する。

〔実　施　例〕

この発明の実施例を図面に従って説明する。

第１図及び第８図に示すように遊星ローラ増速機構内蔵
工具アダプタは、マシニングセンタのような工作機械の
主軸に挿着される回転部と例えば主軸頭のような固定側
に係合離脱自在に結合される固定部と工具を取付ける工
具取付部とから構成されている。

回転部は、先端の中空軸部１、中間の溝付き鍔部２及び
後端のテーパシャンク３が共軸線関係に一体となって形
成されている。

先ず第１図に示す第１実施例においては、中空軸部１の
中間部には、外周面から中心穴４に貫通して放射状に断
面長方形の遊星ローラ挿着用の挿着孔５（例えば中心角
１２０度間隔で３個）が穿設され、更に、挿着孔５の中
空軸部１の軸線方向の両端に続いて、遊星ローラ駆動ビ
ン用の断面四辺形の取付溝６ａ、６ｂが形成されている
（第２図参照）。

遊星ローラ７は、断面略四辺形の細首８ａ、８ｂが形成
された駆動ビン８（第３図参照）に針状ころ軸受９を介
して回転自在に取付けられている。

遊星ローラ７を取付けた駆動ビン８を中空軸部１に取付
けるのに際しては、中空軸部１の外径側から半径方向に
遊星ローラ７を挿着孔５に、細首８ａ、８ｂを取付溝６
ａ、６ｂに夫々挿入する。

そこで、遊星ローラ７を取付けた駆動ビン８を挿入組込
は、後記において述べる組立構造における転がり軸受１
０及び鍔輪３８が取付溝６ｂを覆っているので、取付溝
６ａの方に軸線方向の多少の余裕を与えておき、先ず駆
動ビン８の一端を遊星ローラ７の一端面と面一の状態（
駆動ビン８が取付溝６ａの方に突出している状態）で挿
入組込み、その後で駆動ビン８が取付溝６ｂの方へ変位
される。

更にその後、第４図（ａ）（ｂ）に示すように駆動ビン
８が取付溝６＆の方に偏位しないようにするべく、中空
軸部１の中間部の外周面に形成された円周溝に嵌着され
たＯリング１２に細首８ａの端面が係合するようにした
り、取付溝６ａにおける遊隙に挿着されたゴム球１３の
ような充填材に細首８ａの端面が係合するようにする。

かくして、遊星ローラ７が挿着孔５の中心位置に位置決
めされて、遊星ローラ７は、挿着孔５において回転自在
に中空軸部１に取付けられる。

駆動ビン８の細首８ａ、８ｂと取付溝６ａ、６ｂどの接
触面において発生するフレッティング摩耗に対する対策
として次のような手段を講じてもよい。

例えば、細首８ａ、８ｂに同形のポリウレタンの薄肉キ
ャップを被せるか、又は駆動ビン８の細首８ｇ、８ｂと
取付溝６ｍ、６ｂとの夫々の接触面にテフロン粒等の固
体潤滑剤を浸透定着し、グリースを塗布するのである。

後述するように回転部の中空軸部１は、固定部に転がり
軸受１０．１１により回転自在に支承されているのであ
るが、挿着孔５の両端側で転がり軸受（例えばセラミッ
クボールをもったアンギュラ玉軸受）１０．１１の内輪
は、遊星ローラ７に干渉しないように形成された櫛形ス
ペーサ１４を間にして嵌着されている。第５図に示すよ
うに櫛形スペーサ１４は、スリーブの一端部の環状部１
４ａを残して櫛目間隙１４ｂが押付孔５と同数、同位相
、同幅に形成された形状のものである。従って、遊星ロ
ーラ７は、挿着孔５へ挿入取付けられていると共に櫛形
スペーサ１４の櫛目間隙１４ｂにも挿入されていること
にもなる。

櫛形スペーサ１４は、その櫛先端部１４ｃの内周面に形
成された凹部１４ｄと中空軸部１の外周面の穴に嵌入さ
れた鋼球１５との係合により位置決めされており、遊星
ローラ７との干渉が防止されている。

更に、溝付き鍔部２の前端面に設けられたラビリンスシ
ール部材１６と転がり軸受１０との間及び転がり軸受１
１と中空軸部１の先端に嵌着されたキャップ状部材１７
の後端に鍔状に形成されたラビリンスシール部１８の後
端面との間において、中空軸部１の外周面にはリップを
備えた７字型シール１９゜２０が夫々嵌着されている。

更にキャップ状部材１７の先端孔１７ａに臨んで中空軸
部１の先端面にはリップを備えた７字型シール２１が取
付けられている。

溝付き鍔部２には環状溝２２が形成され、自動工具交換
装置の交換ハンドが係合するのである。テーバシャンク
３の後端面に穿設されたねじ穴２３にはマシニングセン
タの主軸の引張棒が螺合し、テーバシャンク３は主軸の
テーパ孔に挿着される。

固定部は、中間部外周面にジャケット溝３１が、中間部
内周面に遊星ローラ用の輪状固定軌道面３２が、更に両
端部内周面に７字型シール１９．２０のリップに密接す
る突縁部３３．３４が夫々形成されると共に、後端面が
ラビリンスシール部材１６と対向し、更にジャケット溝
３１から先端面の切削（研削）冷却剤噴出口３５に向っ
て貫通した通孔３６が穿設されている略円筒状の中空ハ
ウジング３０で構成され、その外周面にジャケット溝３
１を覆うジャケットカバー３７が嵌着されている。

このジャケットカバー３７の嵌着に際しては、中空ハウ
ジング３０の内外径を旋削してジャケットカバー３７を
締嵌めて嵌着した後、輪状固定軌道面３２等の中空ハウ
ジング３０の内周面を研削仕上げする。

こうすることにより、ジャケットカバー３７の締嵌めに
よる歪を除去し、中空ハウジング３０の精度が維持され
る。

更に中空ハウジング３０の外周面には回り止め装置４０
が設けられている。回り止め装置４０は、中空ハウジン
グ３０の外周面に固着された主軸軸方向の案内スリーブ
４１と、案内スリーブ４１内に滑動自在に嵌合され、圧
縮ばね４２により主軸軸線方向に後方向きに付勢されて
いる回止めピン４３と、溝付き鍔部２の前端面に形成さ
れた位置決め穴に係合離脱自在の係合爪腕４４が半径方
向へ突設され、案内スリーブ４１及び回止めピン４３に
滑動自在に外嵌され、圧縮ばね４５により主軸軸線方向
に後方向きに付勢されている調整スリーブ４６とから構
成されている。そうして、回止めピン４３の先端は、テ
ーパシャンク３の主軸挿着時に、マシニングセンタの固
定部、例えば主軸頭の先端面の回止め部材の係合凹部に
係合されるようになっている。

中空軸部１の外周に取付けられた中空ハウジング３０に
おいては、その内周面には、輪状固定軌道面３２の前後
側において鍔輪３ｇ、　３８“を挾んで転がり軸受１０
．１１の外輪が位置決め固着されると共に、突縁部３３
．３４に７字型シール１９．２０のリップが密接し、輪
状固定軌道面３２には遊星ローラ７・・・の外周面が係
合し、鍔輪３ｇ、　３ｇ”の鍔部は、遊星ローラ７・・
・の軸線方向に変位を規制し、中空ハウジング３０の先
端部内周面は、ラビリンスシール部１８と対向する。

工具取付部は、転がり軸受（例えばセラミックボールを
もったアンギュラ玉軸受）５１．５２を介して中空軸部
１の中心穴４に回転自在に挿着された回転軸５０である
。

中空軸部１の中心穴４は、奥に段部２４が形成され、そ
の段部２４を軸線方向支承面として、中心穴４には、転
がり軸受５１の外輪５１ａ、スリーブ状の窓付きスペー
サ５４、転がり軸受５２の外輪５２ａが軸線方向に順に
密接して嵌着されて、王者は位置決めされ、そして、回
転軸５０の外周面には、転がり軸受５１の内輪５１ｂ及
び転がり軸受５２の内輪５２ｂが嵌着されている（第６
図参照）。

窓付きスペーサ５４の中間部には、中空軸部１における
駆動ビン８及び駆動ピン８に回転自在に支承された遊星
ローラ７が干渉されずに突出する窓５５が各駆動ビン８
・遊星ローラ７に対応した位置に形成されている（第７
図参照）。

そして、転がり軸受５１の内輪５１ｂと転がり軸受５２
の内輪５２ｂとの間において、回転軸５０には太陽ロー
ラ部５３が形成されており、太陽ローラ部５３は、窓５
５から突出した遊星ローラ７と外接している。

回転軸５０の先端部は、回転部のキャップ状部材１７の
先端孔１７ａから突出し、工具のテーバシャンクが挿着
されるテーパ孔が形成されている。そうして、回転軸５
０におけるキャンプ状部材１７の先端孔１７ａとの係合
部には、鍔状のラビリンスシール部５６が形成され、ラ
ビリンスシール部５６には、７字型シール２１が密接し
ている。

結局、輪状固定軌道面３２、遊星ローラ７・・・及び太
陽ローラ部５３によって遊星ローラ増速機構が構成され
ているのである。

第８図に示す第２実施例においては、駆動ピン８の細首
８ａ、８ｂは、円筒形であり、中空軸部１における挿着
孔５の両端の取付溝６ａ、６ｂは、中心穴４にまで貫通
しており、そこに細首８ａ、８ｂが挿入されることによ
り中空軸部１に取付られた駆動ピン８の軸線方向の偏位
を防止する位置規制は、窓付きスペーサ５４の窓５５の
軸線方向両端縁が行うようになっており、第１実施例に
おけるＯリング１２やゴム球１３のような充填材が省略
されている（第９図参照）。

そして、中空軸部１の外周に取付けられた中空ハウジン
グ３０においては、その内周面には、転がり軸受１０の
外輪、輪状固定軌道面３２、皿ばね３９及び転がり軸受
１１の外輪が隣接して並び、回転軸５０の外周面におい
ては、転がり軸受５１の内輪５１ｂ及び転がり軸受５２
の内輪５２ｂの夫々に隣接してスリーブ５７．５８が遊
星ローラ７を挾んで回転軸５０に嵌着されている。従っ
て、遊星ローラ７の軸線方向の変位は、スリーブ５７．
５８により規制される。

又、窓付きスペーサ５４において窓５５を形成する範囲
の内径は縮径され、その部分が肉厚にされている。そう
することにより、窓５５を形成する範囲の剛性が向上さ
れると共に、遊星ローラ部のグリースの流出を抑制する
ラビリンス構造が形成される。

なお、上記以外は主要構成は、第１実施例と類似してい
る。

上記の窓付きスペーサ５４の肉厚部形成は、第１実施例
にも適用され得る。

上記の遊星ローラ増速機構内蔵工具アダプタの作用につ
いて説明する。

回転軸５０の先端のテーパ孔に所定の工具のシャンクが
挿着されることにより、工具は、遊星ローラ増速機構内
蔵工具アダプタに把持されている。

その際、溝付き鍔部２の前端面に形成された位置決め穴
に係合爪腕４４が圧縮ばね４５のばね力により係合され
、回転部と固定部とは固定関係にある。

この工具装着済の遊星ローラ増速機構内蔵工具アダプタ
は、例えばマシニングセンタの工具マガジンに貯蔵され
ており、交換ハンドにより溝付き鍔部２の環状溝を把持
されて、マシニングセンタの主軸に所定角度位置関係で
装着される。即ちテーパシャンク３が主軸のテーパ孔に
挿入され、ねじ穴２３に主軸の引張棒が螺合し、テーパ
シャンク３を引込むことにより、遊星ローラ増速機構内
蔵工具アダプタは主軸に固着される。その際、主軸頭の
先端面の回止め部材の係合凹部に回止めピン４３の先端
が係合し、回止めピン４３は、圧縮ばね４２のばね力に
抗して退縮すると共に、調整スリーブ４６は、回止め部
材の先端面に当接し、圧縮ばね４５のばね力に抗して退
縮して、係合爪腕４４は位置決め穴から離脱する。その
結果、固定部、即ち中空ハウジング３０は固定され、回
転部は主軸と共に固定部に対し回転自在となる。

かくして、遊星ローラ増速機構内蔵工具アダプタを装着
した主軸が回転駆動されると、転がり軸受１０．１１に
支承された中空軸部１は、中空ハウジング３０に対して
回転する。従って、輪状固定軌道面３２に接触する各遊
星ローラ７は、駆動ピン８回りに自転すると共に、主軸
軸線回りに公転する。

すると、遊星ローラ７に接触する太陽ローラ部５３、即
ち転がり軸受５１．５２に支承された回転軸５０に装着
された工具は、回転部、即ち主軸の回転より増速されて
回転する。

工具に対するスラスト荷重は、回転軸５０、転がり軸受
５］、、５２及び回転部を介して主軸によって支承され
る。

高速回転する工具により切削（研削）加工が行われるの
であるが、その際、切削（研削）冷却剤がジャケット溝
３１から通孔３６を通して噴出口３５に向って送られ、
そこから加工箇所に噴射される。

そうして、加工中の切削（研削）冷却剤飛沫の遊星増速
機構内蔵工具アダプタ内部への浸入は、低速回転中には
、７字型シール１９．２０及び７字型シール２１により
阻止され、高速回転中には、摩擦熱を防止するべく各７
字型シールのリップが遠心力で撓み、密接点から離れる
が、ラビリンスシール部材１６及びラビリンスシール部
Ｉｌｌ、　５６により阻止される。

〔発明の効果］ この発明の遊星増速機構内蔵工具アダプタにおいては、
工具取付部は、回転部の中心穴内において前記挿着孔を
中間にして回転軸線方向両側で軸受支承されており、そ
の中間部に太陽部分が形成されているので、従来の技術
の遊星増速機構内蔵工具アダプタに比し回転軸線方向の
長さが縮小され、遊星増速機構内蔵工具アダプタの小型
・軽量化及び剛性の向上が図れる。

従って、工作機械の主軸に装着して使用する場合、工作
物の寸法の制限が減少し、自動工具交換装置の許容重量
を超過することもなくなる。

更に、窓付きスペーサを遊星転動体の位置決めに利用す
ることにより構造が簡素化されると共に構成部品点数の
削減が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の第１実施例における遊星増速機構
内蔵工具アダプタの断面正面図、第２図は、この発明の
第１実施例における遊星増速機構内蔵工具アダプタの遊
星ローラ挿着孔の斜視図、 第３図は、この発明の第１実施例における遊星増速機構
内蔵工具アダプタの駆動ピンの斜視図、第４図は、この
発明の第１実施例における遊星増速機構内蔵工具アダプ
タの駆動ピン及び遊星ローラの挿着位置決め状態説明図
、 第５図は、この発明の第１実施例における遊星増速機構
内蔵工具アダプタの櫛形スペーサの斜視図、 第６図は、この発明の第１実施例における遊星増速機構
内蔵工具アダプタの窓付きスペーサの挿着状態略図、 第７図は、この発明の第１実施例における遊星増速機構
内蔵工具アダプタの窓付きスペーサの斜視図、 第８図は、この発明の第２実施例における遊星増速機構
内蔵工具アダプタの断面正面部分図、第９図は、この発
明の第２実施例における遊星増速機構内蔵工具アダプタ
の駆動ピンの挿着位置決め状態略図、 第１０図は、従来の技術における遊星増速機構内蔵工具
アダプタの断面正面部分図である。 ３２：輪状固定軌道面　　　　　３３，３４：突縁部３
５：切削（研削）冷却剤噴出口　３６二通孔３７：ジヤ
ケツトカバー　３８．３８’：鍔輪　３９：皿ばね４０
：回り止め装置　　　４１：案内スリーブ４２．４５：
圧縮ばね　４３：回止めピン　４４：係合爪腕４６：調
整スリーブ　５０：回転軸　　５１ａ、５２ａ：外輪５
１ｂ、　５２ｂ：内輪　　　　５３：太陽ローラ部５４
：窓付きスペーサ　　５５：窓　５７．５８ニスリーブ
１：中空軸部２：溝付き鍔部３：テーパシャンク４：中
心穴　　　５：挿着孔　　６ａ、６ｂ：取付溝７：遊星
ローラ　　８：駆動ピン　８ａ、８ｂ：細首９：針状こ
ろ軸受　　　１０．１１，５１，５２：転がり軸受１２
：○リング　　１３：ゴム球　　１４：ｓ形スペーサ１
４ａ：環状部　　１４ｂ：櫛目間隙　　１４ｃ：櫛先端
部１４ｄ：凹部　１５：鋼球　１６：ラビリンスシール
部材１７：キャップ状部材　１７ａ：先端孔１８．５６
：ラビリンスシール部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 工作機械の固定側に係合離脱自在に結合される中空ハウ
   ジングである固定部と、中心穴が形成された前半部分が
   中空ハウジング内に回転自在に挿通支承され、後半部分
   が工作機械の主軸に装着される回転部と、回転部の中心
   穴内に挿通され、固定部及び回転部に対し回転自在であ
   り、回転部に遊星増速機構を介して接続され、且つ先端
   部分に工具を取付ける工具取付部とから構成されている
   遊星増速機構内蔵工具アダプタにおいて、回転部前半部
   分には、外周面から中心穴に貫通して放射状に遊星転動
   体挿着用の挿着孔が穿設され、遊星転動体は回転部前半
   部分の外周面側から半径方向に挿着孔に挿入するように
   回転部の前半部分に公転・自転自在に取付けられ、工具
   取付部は、回転部の中心穴内において遊星転動体挿着用
   の挿着孔を中間にして回転軸線方向両側に、回転部の中
   心穴に嵌着された遊星転動体突出用開口部が形成された
   スリーブ状のスペーサにより位置決めされた軸受で支承
   され、その中間部に太陽部分が形成されており、遊星転
   動体の外周部分は、固定部内の輪状固定軌道部分及び工
   具取付部の太陽部分の外周部分に夫々係合されている遊
   星増速機構内蔵工具アダプタ