JPH0735717Y2 - 変位自在な出力シャフトを持つ駆動ユニット - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、一般的には、回転駆動力を必要とするが回転
駆動源を持たない装置すなわち、装置本体の従動部に従
動部より分離した状態で回転駆動力を与える駆動ユニッ
トに関し、特にマシニングセンタ等の自動工作機械に用
いられるアタッチメントの使用時あるいは検査時にそれ
に駆動力を与えるべく該自動工作機械の加工テーブルや
検査用定盤上で用いられる駆動ユニットに関する。

〔従来の技術およびその問題点〕

マシニングセンタ等の自動工作機械の加工テーブルでは
種々のアタッチメントが用いられ、そのようなアタッチ
メントに駆動力を与えるために該加工テーブル上で電動
モータからなる駆動ユニットが用いられる場合がある。
例えば、マシニングセンタ等の自動工作機械で割出し加
工を行う際に用いられる割出し装置の一タイプとして、
同出願人がすでに特願昭62−92002に提案している割出
しモータ分離型のものがあり、この場合には別体の駆動
ユニットとして構成された割出しモータが必要とされ
る。このような割出しモータ分離型の割出し装置は、割
出しモータと割出し装置とが互いに入出力シャフトだけ
で、駆動時のみ連結されるため割出しモータによる熱や
振動の影響を受けにくく、よって割出し精度は低下しな
い。そしてこのような割出しモータ分離型の割出し装置
を用いて割出し加工を行う場合、割出しモータからなる
駆動ユニットの出力シャフトと割出し装置の入力シャフ
トとは自動工作機械の加工テーブル上で着脱自在のカッ
プリング手段を用いて互いに駆動連結されることになる
が、このとき該出力シャフトと該入力シャフトとを一直
線上に正確に整列させることが必要である。このように
出力シャフトと入力シャフトとを一直線上に整列させる
ための条件としては、両シャフトが同一の垂直高さ位置
に配置されていなければならないということが挙げられ
る。

従来では、割出しモータ分離型の割出し装置の出力シャ
フトの垂直高さ位置を調節することはできないので、同
一規格の割出し装置、すなわち同じ垂直高さ位置の入力
シャフトを持つ割出し装置に対してのみ共用される駆動
ユニットが用意されることになる。換言すれば、何種類
かの規格の割出し装置がある場合には、それぞれの規格
毎に駆動ユニットが用意されなければならない。したが
って、従来タイプの駆動ユニットについては、兼用化で
きないためその汎用性の点で問題とされる。

一方、アタッチメントを検査する目的で該加工アタッチ
メントに駆動力を与えるために定盤上で駆動ユニットを
用いる場合もある。前述の場合と同様な例を挙げれば、
同一の規格の割出しモータ一体型の割出し装置を製造す
る際、その割出し精度については許容範囲内で幾分の変
動があり、個々の割出し装置がメーカ側から顧客側に販
売されるとき、通常は、その割出し精度特性も明らかに
される。したがって、メーカ側では、割出し装置の製造
時、割出しモータを組み付ける前に個々の割出し装置に
ついての割出し精度特性を検査するために検査用の割出
しモータが駆動ユニットとして用意されなければならな
い。そのような割出し精度の検査は一般的には定盤上で
行われ、このため定盤上で用いる駆動ユニットも必要と
される。この場合にも上述の場合と同様な問題、すなわ
ち駆動ユニットの汎用性についての問題が起きることに
なる。

以上の例では、割出し装置に用いる駆動ユニットの場合
の汎用性の問題について説明したが、一般的な問題とし
て、回転駆動源からの熱や振動の影響による装置の精度
低下を抑えるために、回転駆動源を装置本体の従動部よ
り分離された構成とするのが好ましいが、この場合装置
本体の従動部に回転駆動力を与える駆動ユニットの場合
についても同様なことが言える。

〔考案の目的および構成〕

したがって、本考案の目的は自動工作機械に用いられる
アタッチメントと測定機器において、回転駆動源を分離
する構成とした装置本体の従動部に回転駆動力与える駆
動ユニットであって、種々の規格の装置、すなわち種々
の垂直高さ位置の入力シャフトを持つ装置に用いられ得
るように構成された駆動ユニットを提供することであ
る。

本考案による駆動ユニットは回転自在に支持された回転
部材と、この回転部材の回転軸線と同心に配置された太
陽歯車と、前記回転部材によってその回転軸線から半径
方向に離れて支持され、しかも該回転軸線に対して平行
な回転軸線を持つ出力シャフトと、この出力シャフトの
一端に固着され、しかも前記太陽歯車と噛み合う遊星歯
車と、前記太陽歯車に回転駆動力を与える駆動モータ
と、前記回転部材を所定の回転変位位置にクランプする
ためのクランプ手段とを具備するものである。

本考案の好ましい実施例では、回転部材は歯付きホイー
ルとして構成され、この歯付きホイールを回転させるべ
くその歯部にウォーム歯車が噛み合わせられる。このよ
うな実施例では、クランプ手段は、好ましくは、歯付き
ホイールの周囲に形成された周囲溝内に係合する作動片
と、この作動片を該周囲溝内で傾げるように作動させる
アクチュエータとから構成される。

〔実施例〕

次に、添付図面を参照して、本考案による駆動ユニット
の一実施例について説明する。

第１図および第２図で参照番号10でもって全体的に示さ
れた駆動ユニットは割出しモータ分離型の割出し装置に
用いられる駆動ユニットであり、それは工作機械でも検
査用定盤でも利用され得るものである。

駆動ユニット10は駆動モータとして割出しモータ12と、
この駆動モータ12を固定支持する基盤14とを具備する。
基盤14は好ましくは矩形状の肉厚板状部材から形成さ
れ、その上面からは直立支持板16が延びる。直立支持板
16には開口部18が形成され、駆動モータ12はその出力軸
20が該開口部18を貫通するような態様で直立支持板16に
取り付けられる。なお、割出しモータ12を基盤14上に安
定した状態で固定させるために、該割出しモータ12のハ
ウジングと基盤14との間に適当な固定具（図示されな
い）を用いてもよい。

第１図および第２図から明らかなように、矩形状の基盤
14の一辺からは前面支持板22が直立支持板16に対して平
行に間隔を置いた関係で上方に直立し、その間の空間は
直立支持板16および前面支持板22の双方の両側部間とそ
れらの上側部間とに沿って延びる壁部24によって閉鎖さ
れ、これにより直立支持板16と前面支持板22との間の空
間は閉鎖空間25とされる。前面支持板22には長径の開口
部が形成され、この開口部には円盤状の回転部材26が回
転自在に収容される。回転部材26の周囲部の適当な箇所
には貫通孔が形成され、この貫通孔には出力シャフト28
が挿通させられる。また、回転部材26の中心部にも貫通
孔が形成され、この貫通孔にはその一方の開口側すなわ
ち閉鎖空間25に開口する側で軸受30が装着される。一
方、直立支持板16の内側壁面すなわち閉鎖空間25側の壁
面には軸受32が取り付けられ、その軸受32は回転部材26
の中心部に対応する箇所に配置される。両軸受30および
32には軸部材34が回転自在に支持される。

図示するように、閉鎖空間25内には伝動歯車列36が配置
され、この伝動歯車列36は割出しモータ12の出力軸20に
取り付けられた歯車38と、軸部材34にキー止めされしか
も歯車38と噛み合った歯車40と、この歯車40と同心に該
軸部材34にキー止めされた歯車42と、この歯車42と噛み
合いしかも出力シャフト28の内端に装着された歯車44と
から構成される。本実施例では、歯車38および42の歯数
は同数とされ、また歯車40および44の歯数は同じとされ
るので、割出しモータ12の出力軸20の割出し回転量は正
確に出力シャフト28に伝えられる。なお、割出しモータ
12の出力軸20と出力シャフト28とにはそれぞれオイルシ
ール46および48が適用され、これにより閉鎖空間25内の
潤滑油が外部に漏洩しないようにされている。

出力シャフト28自体は駆動ユニット10の割出し動作用駆
動シャフトとして機能するものであり、それは割出しモ
ータ分離型割出し装置（図示されない）の入力シャフト
に連結されるようになっているものである。本実施例で
は、駆動ユニット10を種々のタイプの割出しモータ分離
型割出し装置に汎用し得るようにするために、出力シャ
フト28の垂直高さ位置が調節され得るようになってい
る。要するに、割出しモータ分離型割出し装置の入力シ
ャフトの垂直高さレベルは一般的にはそのタイプ毎に異
なっており、出力シャフト28を各タイプの割出しモータ
分離型割出し装置の入力シャフトに適合させるために
は、該出力シャフト28の垂直高さ位置を調節自在とする
ことが必要となる。

出力シャフト28の垂直高さ位置を調節自在とするため
に、回転部材26が上述したように前面支持板22に対して
回転自在に支持されることになる。言うまでもなく、回
転部材26が回転させられると、出力シャフト28は回転部
材26と共に回転させられ、これにより出力シャフト28の
垂直高さ位置が調節されることになる。このとき歯車42
は太陽歯車の態様で、また歯車44は遊星歯車の態様で作
動することになる。すなわち、回転部材26の回転時、歯
車44は歯車42のまわりを転動させられることになる。本
実施例では、回転部材26は歯付きホイールとして構成さ
れ、その歯部にはウォーム歯車50が噛み合わされ、この
ウォーム歯車50の駆動によって回転部材26が回転させら
れることになる。第１図および第３図から明らかなよう
に、前面支持板22の外側面の上方側にはブロック部材52
が取り付けられ、ウォーム歯車50は該ブロック部材52に
よってその中を水平方向に貫通するような態様で支持さ
れる。この場合、ブロック部材52の下面がウォーム歯車
50の歯部の一部を露出すべく切り開かれ、その露出され
た歯部に回転部材すなわち歯付きホイール26の歯部が噛
み合わされる。なお、ウォーム歯車50には例えば手動操
作ハンドル等が連結され、これによりウォーム歯車50が
駆動されることになる。

歯付きホイール26を回転させて出力シャフト28を所定の
垂直高さに位置決めした際に該歯付きホイール26を前面
支持板22に対してクランプするためのクランプ手段が設
けられ、このクランプ手段は歯付きホイール26の歯部に
隣接して形成された周囲溝54内に係合するようになった
作動片56と、この作動片56を作動させるための空圧式ア
クチュエータ58とから構成される。第１図に詳しく図示
するように、空圧式アクチュエータ58は空気圧によって
突出するようになったピストン要素60を備え、このピス
トン要素60は作動片56に係合させられる。空圧式アクチ
ュエータ58には圧縮空気供給管62が接続され、この圧縮
空気供給管62を介して空圧式アクチュエータ58に圧縮空
気が供給されると、ピストン要素60が突出させられ、こ
れにより作動片56が周囲溝54内で押し上げられて歯付き
ホイール26を前面支持板22に対して錠止することにな
る。本実施例では、第３図に示すように、そのようなク
ランプ手段は一対設けられ、これにより前面支持板22に
対する歯付きホイール26の錠止が確実なものとされる。
なお、第１図に示すように、好ましくは、ブロック部材
52から突起要素64が突出させられて、周囲溝54内に摺動
自在に係合させられる。このような構成によれば、前面
支持板22に対する歯付きホィール26の可動取付状態は一
層安定したものとなる。というのは、歯付きホィール26
はその回転時にその周囲溝54に摺動自在に係合させられ
た一対の作動片56と突起要素64との３箇所で回転運動以
外の動きに対して拘束された状態となるからである。

第４図に詳しく示すように、基盤14の底面には矩形状に
配列された多数の空気噴出孔66が形成され、これら空気
噴出孔66は基盤14内に形成された矩形状通路68によって
該基盤14の内部で互いに連通させられる。

さらに空気噴出孔66は基盤14が水平に浮上するように基
盤14の重心の位置に合わせて形成される。好ましい例と
して、矩形状に多数の空気噴出孔66を予めねじ孔として
形成しておき、適宜に該ねじ孔を止めねじで塞ぎながら
空気噴出孔66の位置を決定する方法がある。該矩形状通
路68については、基盤14の適当な側面からドリルでもっ
て穿孔し、次いでその開口をプラグ要素70でもって塞ぐ
ことによって形成することができる。矩形状通路68の適
当な箇所（すなわち、第４図では、矩形状通路68の右上
角部）では基盤14の肉厚方向に延びる孔部72が形成さ
れ、この孔部72は基盤14の上側表面で開口させられ、そ
の開口部には圧縮空気供給管74を取り付けるためのエル
ボ管部材76が連結される。矩形状通路68には圧縮空気が
圧縮空気供給管74、エルボ管部材76および孔部72を介し
て適宜供給されるようになっており、このため駆動ユニ
ット10が自動工作機械の加工テーブルや検査用定盤上で
配置された状態で圧縮空気が矩形状通路68内に供給され
て空気噴出孔66から噴出させられると、該加工テーブル
や該検査用定盤の表面と基盤14の底面との間に薄い空気
層が形成され、これにより駆動ユニット10が該表面に対
して水平な浮上状態とされて、その移動を作業者によっ
て容易に行うことができるようになる。

圧縮空気供給管74はフィルタ付き圧力レギュレータ装置
78の出力側に接続され、このフィルタ付き圧力レギュレ
ータ装置78は直立支持板16の外側壁面に取り付けられ
る。このようなフィルタ付き圧力レギュレータ装置自体
は周知のものであるから、これ以上詳細な説明について
は省くことにする。なお、フィルタ付き圧力レギュレー
タ装置78は圧力計80を備え、これにより作業者は空気噴
出孔66から噴出されるべき圧縮空気の圧力を適宜調節す
ることができる。

フィルタ付き圧力レギュレータ装置78の入力側からは圧
縮空気供給管82が延び、この圧縮空気供給管82は第１の
手動切換弁84の出力側に接続される。第１の手動切換弁
84のもう一方の出力側からは圧縮空気供給管86が延び、
この圧縮空気供給管86は第２の手動切換弁88の入力側に
接続される。第２の圧縮空気供給管88の出力側からは上
述の圧縮空気供給管62が延び、この圧縮空気供給管62が
空圧式アクチュエータ58に接続されることについては既
に述べたとおりである。第１の手動切換弁84の入力側か
ら圧縮空気供給管90が延び、この圧縮空気供給管90はエ
アコンプレッサ等の適当な圧縮空気源（図示されない）
に接続される。第１の手動切換弁84の切換レバー92は３
つの切換位置を取り得るようになっていて、第１の切換
位置では圧縮空気供給管90からの圧縮空気の供給が遮断
され、第２の切換位置では圧縮空気供給管82および86へ
の圧縮空気の供給が行われ、第３の切換位置では圧縮空
気供給管86のみへの圧縮空気の供給が行われる。一方、
第２の手動切換弁88の切換レバー94は２つの切換位置を
取り得るようになっていて、第１の切換位置では圧縮空
気供給管86からの圧縮空気の供給が遮断され、第２の切
換位置では圧縮空気供給管62への圧縮空気の供給が行わ
れる。

第４図に示すように、本実施例では、矩形状通路68の内
側には矩形状の凹部98が形成され、駆動ユニット10が工
作機械の加工テーブルや検査用定盤上に配置されている
状態で該凹部には負圧が適用されるようになっている。
要するに、駆動ユニットが該加工テーブルや該検査用定
盤上の所定位置に位置決めされたとき、凹部98に負圧を
適用することによって、駆動ユニット10が該所定位置で
固定されて不動状態となるようにされる。

凹部98に負圧を適用するために、凹部98の適当な箇所に
は基盤14の肉厚方向に延びる孔部100が形成され、この
孔部100は基盤14の上面で開口させられ、この開口部に
は直立管102が取り付けられる。直立管102の頂部には負
圧発生器104が取り付けられ、この負圧発生器104からは
圧縮空気供給管106が延び、この圧縮空気供給管106は上
述の圧縮空気源に接続させることができる。負圧発生器
104は圧縮空気供給管106から供給される圧縮空気を高速
で噴出させるノズル要素108と、このノズル要素108への
圧縮空気の供給を遮断するために負圧発生器104内に内
蔵された電磁弁とから構成される。直立管102の上方開
口部は負圧発生器104内でノズル要素108によって発生さ
れる高速空気流と連通し得るようになっていて、このた
め凹部98内の空気が吸引されてそこに負圧が適用される
ことになる。第１図および第２図から明らかなように、
基盤14には電磁弁作動スイッチ110が設けられ、この電
磁弁作動スイッチ110は基盤14の上面に固着された直立
支持片112に取り付けられる。電磁弁作動スイッチ110と
負圧発生器104内の電磁弁とは一対のリード線114によっ
て電気的に接続され、電磁弁作動スイッチ110が“オ
ン”されると、該電磁弁が開放されて圧縮空気が圧縮空
気供給管106からノズル要素108に供給され、また電磁弁
スイッチ110が“オフ”されると、該電磁弁が閉鎖され
て圧縮空気供給管106からノズル要素108への圧縮空気の
供給が遮断される。

以上に述べた駆動ユニット10の作動について簡単に説明
する。なお、駆動ユニット10が工作機械の加工テーブル
あるいは検査用定盤の上に予め載せられているものとす
る。割出しモータ分離型割出し装置がそこに送り込まれ
て所定位置に置かれると、先ず、第１の手動切換弁84の
手動レバー92が第一の切換位置（圧縮空気供給管90から
の圧縮空気の取入は遮断）から第２の切換位置（圧縮空
気供給管82および86への圧縮空気の供給）に切り換えら
れる。これにより基盤14の底面の空気噴射孔66から圧縮
空気が噴射させられて、基盤14は前述したように工作機
械の加工テーブルあるいは検査用定盤の上面に対して浮
上させられる。このとき第２の手動切換弁88の手動レバ
ー94は第１の切換位置（圧縮空気供給管86からの圧縮空
気の取入は遮断）に置かれているものとする。なお、該
上面に対する駆動ユニット10の浮上は数ミクロンのオー
ダで行われる。そのような浮上状態では、作業者はその
手作業による小さな力で駆動ユニット10を容易に移動さ
せることが可能であり、このため割出しモータ分離型割
出し装置に対する駆動ユニット10の正確な位置決めが容
易にしかも迅速に行われるとともにウォーム歯車50の駆
動によって歯付きホイール26が回転させられて、出力シ
ャフト28が所定の垂直高さ位置まで変位させられ、次い
で第２の手動切換弁88の手動レバー94が第１の切換位置
から第２の切換位置（圧縮空気供給管62への圧縮空気の
供給）に切り換えられ、これにより空圧式アクチュエー
タ58が作動されて、作動片56が前述したように歯付きホ
イール26を前面支持板22に対してクランプさせる。その
後、駆動ユニット10の出力シャフト28が割出しモータ分
離型の割出し装置の入力シャフトに適当なカップリング
手段でもって駆動連結される位置まで容易に細かく調整
されながら移動させられる。なお上記したように駆動ユ
ニット10は数ミクロンのオーダーで浮上しているため、
カップリングのはめ合い時においては、浮上したままの
状態で行なわれることになる。駆動ユニット10の正確な
位置決めが行われると、第１の手動切換弁84の手動レバ
ー92が第２の切換位置から第３の切換位置（圧縮空気供
給管86への圧縮空気の供給）に切換換えられる。第１の
手動切換弁84の手動レバー92が第３の切換位置に切り換
えられると、圧縮空気供給管82への圧縮空気の供給が停
止され、駆動ユニット10は上述の位置決め位置に着座す
ることになる。次いで、電磁弁作動スイッチ110が“オ
ン”されると、凹部98の空気が負圧発生器104によって
前述したように吸引され、これにより駆動ユニット10は
該位置決め位置に固定されて不動状態となる。

上述の実施例では、割出しモータ12の出力軸20は２つの
歯車38および40を介して歯車42に回転駆動力を伝えるよ
うになっているが、必要に応じて、その駆動力を歯車42
に直接的に伝えるようにしてもよい。すなわち、割出し
モータ12の出力軸20を歯車42に直接的に連結させてもよ
い。

また、上述の実施例では、回転部材26をクランプするた
めのクランプ手段として、作動片56および空圧式アクチ
ュエータ58から構成されるものが使用されたが、別のタ
イプのクランプ手段例えば電磁クラッチのような構成の
ものを用いることもできる。

〔効果〕 以上の記載から明らかなように、本考案による駆動ユニ
ットは出力シャフトの軸の高さを非常に簡単にかつ細か
く合わせることができ種々の垂直高さ位置の入力シャフ
トを持つ装置に共有され得るので、きわめて経済的なも
のということができる。また、駆動ユニットと装置本体
とは駆動時だけ入出力シャフトを介して連続されるので
装置本体の従動部は熱や振動による影響を受けにくい。
さらに異なった垂直高さ位置の入力シャフトを持つ装置
毎に重たい駆動ユニットを交換する手間が省けるので、
作業効率が大巾に向上され得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による駆動ユニットの一実施例を示す平
面図であって、その一部を第２図のＩ−Ｉ線に沿って切
断した状態で示す平面図、第２図は第１図に示した駆動
ユニットの側面図であって、その一部を切り欠いて示す
側面図、第３図は第１図に示した駆動ユニットの正面
図、第４図は第１図に示した駆動ユニットの基盤の底面
図である。 10……駆動ユニット、12……割出しモータ、14……基
盤、16……直立支持板、18……開口部、20……出力軸、
22……前面支持板、24……壁部、25……閉鎖空間、26…
…回転部材（歯付きホイール）、28……出力シャフト、
30,32……軸受、34……軸部材、36……伝動歯車列、38,
40,42,44……歯車、46,48……オイルシール、50……ウ
ォーム歯車、52……ブロック部材、54……周囲溝、56…
…作動片、58……空圧式アクチュエータ、60……ピスト
ン要素、62……圧縮空気供給管、66……空気噴出孔、68
……矩形状通路、70……プラグ要素、72……孔部、74…
…圧縮空気供給管、76……エルボ管部材、78……フィル
タ付圧力レギュレータ装置、80……圧力計、82……圧縮
空気供給管、84……第１の手動切換弁、86……圧縮空気
供給管、88……第２の手動切換弁、90……圧縮空気供給
管、92,94……切換レバー、98……凹部、100……孔部、
102……直立管、104……負圧発生器、106……圧縮空気
供給管、108……ノズル要素、110……電磁弁作動スイッ
チ、112……直立支持片、114……リード線。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】回転自在に支持された回転部材と、この回
   転部材の回転軸線と同心に配置された太陽歯車と、前記
   回転部材によってその回転軸線から半径方向に離れて支
   持され、しかも該回転軸線に対して平行な回転軸線を持
   つ出力シャフトと、この出力シャフトの一端に固着さ
   れ、しかも前記太陽歯車と噛み合う遊星歯車と、前記太
   陽歯車に回転駆動力を与える駆動モータと、前記回転部
   材を所定の回転変位位置にクランプするためのクランプ
   手段とを具備する、変位自在な出力シャフトを持つ駆動
   ユニット。
2. 【請求項２】実用新案登録請求の範囲第１項に記載の駆
   動ユニットにおいて、前記回転部材が歯付きホィールと
   して構成され、この歯付きホィールを回転させるべくそ
   の歯部にウォーム歯車が噛み合っていることを特徴とす
   る、変位自在な出力シャフトを持つ駆動ユニット。
3. 【請求項３】実用新案登録請求の範囲第２項に記載の駆
   動ユニットにおいて、前記クランプ手段が前記歯付きホ
   ィールの周囲に形成された周囲溝内に係合する作動片
   と、この作動片を該周囲溝内で押し下げるように作動さ
   せるアクチュエータとからなることを特徴とする、変位
   自在な出力シャフトを持つ駆動ユニット。