JPH0596435A - 遊星ローラ増速機構内蔵工具アダプタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 遊星ローラ増速機構内蔵工具アダプタの高伝
達トルク、高剛性及び小型化を図る。 【構成】 遊星ローラ増速機構内蔵工具アダプタにおい
て、工作機械の主軸に装着されるシャンク３と一体の中
空軸部１に形成された軸線方向の中心穴４に対し外周面
から貫通して放射状に穿設された各挿着孔５に挿入され
た遊星ローラ10は、中空軸部に取付けられた駆動ピン７
に深溝玉軸受９を介して回転自在に、且つ軸線方向に位
置決めされて取付けられ、その外周面が部分的に中空軸
部の外周面より僅か突出して中空ハウジング20の環状固
定軌道面22に内接し、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は、遊星ローラ及び深溝玉
軸受11により中空軸部に回転自在に支承され、転がり軸
受31を介して中空軸部の中心穴に回転自在に挿着され先
端部分に工具を取付ける回転軸30に形成された太陽ロー
ラ部32は、挿着孔の内側開口から突出した遊星ローラと
外接している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、遊星ローラ増速機構
内蔵工具アダプタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術による遊星ローラ増速機構内
蔵工具アダプタは、図３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。

【０００３】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。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が中心角１２０度間隔で３個
穿設され、遊星ローラ10は、挿着孔５において駆動ピン
７により中空軸部１に回転自在に取付けられる。

【０００４】回転部は固定部に転がり軸受50,51により
回転自在に支承されているのであるが、固定部の中空ハ
ウジング20においては、その内周面には、輪状固定軌道
面22が形成され、その前後端面との間に環状スラストメ
タル53を挟んで転がり軸受50，51の外輪が固着されてい
る。輪状固定軌道面22には遊星ローラ10の外周面が係合
している。

【０００５】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）54，55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30
であり、転がり軸受54，55の支承域から後方に突出した
後端部が太陽ローラ部32となつて遊星ローラ10と外接
し、先端部は、回転部のキャップ状部材14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22、遊星ローラ
10及び太陽ローラ部32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。

【０００６】

【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、回転部は固定部に輪状固定軌道面22の前後側の転が
り軸受50，51により回転自在に支承され、且つ遊星ロー
ラ10は針状ころ軸受で駆動ピン７より支承されているの
で、遊星ローラ10が転がり軸受50，51と干渉しないよう
に輪状固定軌道面22の前後端面と転がり軸受50，51の外
輪との間に環状スラストメタル53が嵌装されているが、
環状スラストメタル53は、遊星ローラ10の端面に接触す
る必要があるため、その内径は輪状固定軌道面32より小
径となり、しかも転がり軸受50，51の軸線方向位置決め
用のスリーブと非接触でなければならない。従って、回
転部の中空軸部１の直径は自ずと制限され、遊星ローラ
７の数も３個に制限され、伝達トルク及び剛性にも制限
がある。

【０００７】又、遊星ローラの位置決めの環状スラスト
メタル53及び転がり軸受10，11のため自ずと遊星ローラ
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。

【０００８】

【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、前半部分に軸線方向の
中心穴が形成され、後半部分が工作機械の主軸に装着さ
れる回転部と、回転部の前半部分に回転自在に嵌挿支承
され、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、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
に遊星ローラ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おり、回
転部前半部分に外周面から中心穴に貫通して放射状に穿
設された遊星転動体挿着用の各挿着孔に挿入された遊星
ローラは、中空軸部に取付けられた駆動ピンに深溝玉軸
受を介して回転自在に、且つ軸線方向に位置決めされて
取付けられ、その外周面が部分的に中空軸部の外周面よ
り僅か突出し、中空ハウジングの環状固定軌道面に内接
し、中空ハウジングが、遊星ローラ及び深溝玉軸受によ
り中空軸部に回転自在に支承され、転がり軸受を介して
中空軸部の中心穴に回転自在に挿着された工具取付部に
形成された太陽ローラ部が、挿着孔の内側開口から突出
した遊星ローラと外接している。

【０００９】

【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
された遊星ローラは、中空ハウジングの輪状固定軌道面
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
ると共に、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。

【００１０】

【実施例】この発明の実施例の遊星ローラ増速機構内蔵
工具アダプタを図面に従って説明する。図１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。

【００１１】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。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が中心角９０度間隔で４箇所
に穿設され、更に、挿着孔５の中空軸部１の軸線方向の
両端に続いて、遊星ローラ駆動ピン用の断面四辺形の取
付溝６ａ，６ｂが形成されている（図２参照）。

【００１２】断面略四辺形の軸首７ａ，７ｂが形成され
た駆動ピン７（図２参照）には、スリーブ８，８で挟ん
で２連のシール付き深溝玉軸受９，９の内輪が嵌着さ
れ、その外輪には遊星ローラ10が嵌着されている。遊星
ローラ10を取付けた駆動ピン７を中空軸部１に取付ける
のに際しては、遊星ローラ10及びスリーブ８，８は、中
空軸部１の外径側から半径方向に挿着孔５に、軸首７
ａ，７ｂを取付溝６ａ，６ｂに夫々挿入される。

【００１３】かくして、４個の遊星ローラ10は、各挿着
孔５においてスリーブ８，８及び深溝玉軸受９，９で軸
線方向に位置決めされて回転自在に中空軸部１に取付け
られ、各遊星ローラ10の外周面は、部分的に中空軸部１
の外周面より僅か突出している。従って、中空軸部１の
外周面の直径は、輪状固定軌道面22（後出）の内径近く
までとることができる。

【００１４】後述するように回転部の中空軸部１は、固
定部に遊星ローラ10及びシール付き深溝玉軸受11により
回転自在に支承されているのであるが、中空軸部１の外
周面には、取付溝６ａの前端側でシール付き深溝玉軸受
11の内輪が嵌着されている。

【００１５】更に、中空軸部１の外周面には、取付溝６
ｂの後端側に設けられたラビリンスシール部12と取付溝
６ｂの後端との間にリップを備えたシール13が嵌着さ
れ、シール付き深溝玉軸受11と中空軸部１の先端に嵌着
されたキャップ状部材14との間には、鍔状に形成された
ラビリンスシール部15とリップを備えたシール16が嵌着
されている。

【００１６】シール付き深溝玉軸受11は、中心穴４及び
挿着孔５に対する密封機能に関し、ラビリンスシール部
15及びシール16に加わっている。

【００１７】溝付き鍔部２には環状溝17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
パシャンクの後端面に穿設されたねじ穴にはマシニング
センタの主軸の引張棒が螺合し、テーパシャンクは主軸
のテーパ孔に挿着される。

【００１８】固定部は、外周面にジャケット溝21が、内
周面に遊星ローラ用の輪状固定軌道面22が、更に前端部
内周面にシール16のリップに密接する突縁部23が形成さ
れると共に、後端面がシール13のリップに接触するよう
になっており、更にジャケット溝21から先端面の切削
（研削）冷却剤噴出口24に向って貫通した通孔25が穿設
されている略円筒状の中空ハウジング20で構成され、そ
の外周面にジャケット溝21を覆うジャケットカバー26が
Ｏリングで密封されると共に接着剤を介して嵌着されて
いる。

【００１９】更に中空ハウジング20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20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、中空軸部１に取付けられた鍔部47の
位置決め穴と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。

【００２０】中空軸部１の外周に取付けられた中空ハウ
ジング20においては、その内周面には、輪状固定軌道面
22の前側の段部においてシール付き深溝玉軸受11の外輪
が位置決め固着されると共に輪状固定軌道面22には遊星
ローラ10‥の外周面が係合し、後端面にシール13のリッ
プが密接し、突縁部23にシール16のリップが密接し、中
空ハウジング20の先端部内周面は、ラビリンスシール部
15と対向する。

【００２１】工具取付部は、３連の転がり軸受（例えば
セラミックボールをもったアンギュラ玉軸受）31，31，
31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30である。即ち、中空軸部１の中心穴４に形成
された段部18を軸線方向支承面として、中心穴４には、
転がり軸受31，31，31の外輪が軸線方向に順に密接して
嵌着されて位置決めされ、それらの内輪に回転軸30の外
周面が嵌着されている。即ち、回転軸30（工具取付部）
は、転がり軸受31，31，31をもって中空軸部１（回転
部）における剛性が保たれている。

【００２２】そして、転がり軸受31，31，31の内輪の奥
側に突出した回転軸30には太陽ローラ部32が形成されて
おり、太陽ローラ部32は、挿着孔５の内側開口から突出
した遊星ローラ10と外接している。結局、輪状固定軌道
面22、遊星ローラ10‥及び太陽ローラ部32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。

【００２３】回転軸30の先端部は、回転部のキャップ状
部材14の先端孔14ａからラビリンスシール部19を介して
突出し、工具が適宜装着されるようになっている。そう
して、回転軸30に取付られたシール33の舌部がキャップ
状部材14の前面に密接している。

【００２４】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30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、鍔部47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。

【００２５】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17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、テーパシャンク３のねじ穴に
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。

【００２６】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は鍔部47の位
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20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。

【００２７】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、シール付き
深溝玉軸受９，９に支承された中空軸部１は、中空ハウ
ジング20に対して回転する。従って、輪状固定軌道面22
に接触する各遊星ローラ10は、駆動ピン７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10に接触する太陽ローラ部32、即ち転がり軸受31，3
1，31に支承された回転軸30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30、転がり軸受31，31，31
及び回転部を介して主軸によって支承される。

【００２８】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21から通孔25を通して噴出口24に向って送
られ、そこから加工箇所に噴射される。

【００２９】そうして、加工中の切削（研削）冷却剤飛
沫の遊星ローラ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、シール13，16，33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シール1
3，16，33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12，15，19により阻止される。

【００３０】

【発明の効果】この発明の遊星ローラ増速機構内蔵工具
アダプタにおいては、遊星ローラは、その内孔に嵌着さ
れた深溝玉軸受を介して軸線方向に位置決めされてお
り、位置決めのために遊星ローラの両端面に係合する固
定側の中空ハウジング、即ち輪状固定軌道面側の部材を
設ける必要がなく、更に中空ハウジングを遊星ローラと
これより前部に位置する深溝玉軸受とで保持されている
ことにより、中空軸部の外周面の直径を輪状固定軌道面
の内径近くまでとることができる。即ち、従来の技術の
遊星ローラ増速機構内蔵工具アダプタに比し大径の中空
軸部を用い得る。従って、遊星ローラの数を多くするこ
とができるので、伝達トルク及び剛性が増大することが
可能である。

【００３１】又、遊星ローラの位置決めの輪状固定軌道
面側の部材がない上、工具取付部は、工作機械の主軸に
挿着される回転部に対し深溝玉軸受で軸受されて剛性が
保たれ、固定部は、遊星ローラと輪状固定軌道面の片側
の深溝玉軸受とで支承されているので、他側の軸受が省
略されるので、その分だけ従来の技術の遊星ローラ増速
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、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例における遊星ローラ増速機構
内蔵工具アダプタの断面正面図である。

【図２】この発明の実施例における遊星ローラ増速機構
内蔵工具アダプタの遊星ローラ挿着孔及び駆動ピンの斜
視図である。

【図３】従来の技術における遊星ローラ増速機構内蔵工
具アダプタの断面正面部分図である。

【符号の説明】

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 ７ａ，７ｂ 軸首 ７ 駆動ピン ８ スリーブ ９，11 シール付き深溝玉軸受 10 遊星ローラ 12，15，19 ラビリンスシール部 13，16，33 シール 14 キャップ状部材 14ａ 先端孔 17 環状溝 18 段部 20 中空ハウジング 21 ジャケット溝 22 輪状固定軌道面 23 突縁部 24 冷却剤噴出口 25 通孔 26 ジャケットカバー 31 転がり軸受 30 回転軸 32 太陽ローラ部 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 47 鍔部

フロントページの続き (72)発明者 岩本 仁 大阪市中央区南船場３丁目５番８号 光洋 精工株式会社内 (72)発明者 片山 英一 大阪府松原市天美東２丁目144−58

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前半部分に軸線方向の中心穴が形成さ
   れ、後半部分が工作機械の主軸に装着される回転部と、
   回転部の前半部分に回転自在に嵌挿支承され、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、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、回転部に遊星ローラ増
   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おり、回転部前半部分に
   外周面から中心穴に貫通して放射状に穿設された遊星転
   動体挿着用の各挿着孔に挿入された遊星ローラは、中空
   軸部に取付けられた駆動ピンに深溝玉軸受を介して回転
   自在に、且つ軸線方向に位置決めされて取付けられ、そ
   の外周面が部分的に中空軸部の外周面より僅か突出し、
   中空ハウジングの環状固定軌道面に内接し、中空ハウジ
   ングが、遊星ローラ及び深溝玉軸受により中空軸部に回
   転自在に支承され、転がり軸受を介して中空軸部の中心
   穴に回転自在に挿着された工具取付部に形成された太陽
   ローラ部が、挿着孔の内側開口から突出した遊星ローラ
   と外接している遊星ローラ増速機構内蔵工具アダプタ。