CN101596685B

CN101596685B - 工具库用齿轮马达

Info

Publication number: CN101596685B
Application number: CN2009101298835A
Authority: CN
Inventors: 鹤身洋; 芳贺卓
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2008-06-02
Filing date: 2009-03-30
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2029-03-30
Also published as: DE102009022317A1; CN101596685A; KR20090125712A; TWI377111B; JP2009291842A; JP5415714B2; KR101110047B1; TW200950924A; DE102009022317B4

Abstract

本发明提供一种同时实现马达自身的维护性和工具的维护性、并且进深较紧凑的工具库用齿轮马达。一种用来旋转驱动能够保持多个工具的工具库(170)的工具库用齿轮马达(100)，具备：作为驱动源的伺服马达(106)；减速机(102)，能够将工具库(170)的主体安装到减速机壳体(132)(输出部)上；固定体(104)，具备能够连结伺服马达(106)并且在连结着该伺服马达(106)的状态下能够与机床的主体(108)连结的第1连结面(104A)；在经由固定体(104)将减速机(102)连结在机床的主体(108)上的状态下，能够将伺服马达(106)从沿着第1连结面(104A)的方向拆装。

Description

工具库用齿轮马达

技术领域

本发明涉及将作为动力源的马达的旋转减速输出的齿轮马达的技术领域。

背景技术

在图4及图5中表示公知的机床(参照专利文献1)。该机床1在壳体2内具备工具库3，该工具库3具备多个工具4。该工具库3为圆盘形状，不同种类的工具4以放射状按规定的间隔加以配置。此外，该工具库3构成为，可在配置于该箱3的前面的马达10的作用下在规定的定时旋转到规定的位置。另一方面，在该机床1中，具备用来对工具4传递动力的头部5。此外，该头部5能够在规定的定时沿上下方向(在图4中是上下方向)进退，在该进退的中途能够从工具库3交接工具4而构成。头部5根据对于加工对象物(未图示)的加工内容选择需要的工具4，进行加工(例如开孔加工、切削加工等)。该工具4的选择是通过工具库3旋转、希望的种类的工具向相对于头部5的装卸位置移动来实现的。

【专利文献1】日本特开昭61-50735号公报

在机床1中，马达10配置在工具库3的前面是为了容易地进行例如马达10自身的维护作业(更换等)。

但是，在将马达10配置在工具库3的整面(近侧)的情况下，不可避免地成为该马达10部分突出到工具库3的前面(即机床1的前面)的结构，所以机床1的进深变大。进而，在进行安装于工具库3上的工具4的维护作业(例如更换)的情况下，由于该马达10位于作业者的头部附近，所以马达10成为障碍而难以进行维护作业。另一方面，在讨厌这一点而例如将马达配置在工具库3靠里方向的情况下，工具4的更换作业变得容易，但马达10自身的维护作业变得困难。

发明内容

本发明是为了解决这样的问题而做出的，目的是提供一种同时实现马达自身的维护性和工具的维护性、并且进深紧凑的工具库用齿轮马达。

本发明是一种用来旋转驱动能够保持多个工具的工具库的工具库用齿轮马达，具备：作为驱动源的马达；减速机，能够将上述工具库的旋转轴安装到输出部上；和固定体，作为该减速机的一部分或作为分体而构成，具备能够连结上述马达并且在连结着该马达的状态下能够与上述机床的主体侧连结的第1连结面；在经由上述固定体将上述减速机连结在上述机床的主体侧的状态下，上述马达能够从沿着上述第1连结面的方向拆装；由此解决了上述问题。

通过采用这样的结构，能够提供不会在工具库的前面侧突出的工具库用齿轮马达。即，通过将马达从沿着第1连结面的方向相对于将机床的主体与减速机连接的固定体可拆装地构成，能够使马达沿与第1连结面正交的方向(工具库的前面侧、机床的前面侧、或者作业者侧)突出的量变少。结果，能够使机床的进深变得紧凑，并且能够同时实现马达自身的维护、工具的维护的作业性。

发明的效果：

通过采用本发明，能够提供同时实现马达自身的维护性和工具的维护性、并且进深紧凑的工具库用齿轮马达。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的一例的齿轮马达的侧剖视图。

图2是安装有工具库的状态的齿轮马达的侧剖视图。

图3是工具库的正视图(图2中的箭头III方向)。

图4是表示在专利文献1中记载的机床的一部分的图。

图5是在专利文献1中记载的机床的整体示意图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式的一例详细地说明。

图1是表示本发明的实施方式的一例的齿轮马达的侧剖视图。图2是安装有工具库状态的齿轮马达的侧剖视图。图3是工具库的正视图(图2中的箭头III方向)。

<齿轮马达的结构>

齿轮马达100由减速机102、与该减速机102连结的固定体104、和连结在该固定体104上的伺服马达106构成。固定体104以箱状的固定体壳体117为中心构成，在作为该箱的一面的第1连结面104A上与机床主体108(仅表示标号)连结固定。另外，这里将第1连结面104A做成了直接与机床主体108连结固定的结构，但例如也可以是经由由平面的板构成的连接件等的其他部件的间接的连结。此外，在固定体壳体117的上面(第2连结面104B)上连接着伺服马达106。此外，在相对于第1连结面104A倾斜构成的第3连结面104C上连结着减速机102。

另外，在本实施方式中，固定体104与减速机102为不同的结构部件(分体)，但也可以是固定体104作为减速机102的一结构部件的结构(例如减速机102的一部分延伸而发挥固定体壳体117的功能的结构)。

<固定体的结构>

作为伺服马达106的输出轴的马达轴110与经由轴承114及轴承116轴支撑在固定体壳体117的内周面117A上的中继轴112连结。这些内周面117A、轴承114、116及中继轴112相互通过套筒或挡圈限制轴向的位置。在中继轴112上，在其前端直接切削形成有小齿轮112P，在另一端(反前端侧)形成有凹部112A。在该凹部112A上，通过键结合着上述马达轴110的前端，并且，该键通过小螺钉(未图示)使得不会脱落。结果，马达轴110与中继轴112沿旋转方向被固定。此外，直接切削形成在中继轴112的前端上的小齿轮112P与锥齿轮(伞齿轮)118啮合。这样，在固定体104的内部(固定体壳体117的内部)，通过小齿轮112P和锥齿轮118构成减速机构。该锥齿轮118通过螺栓120连结固定在减速机102的输入轴122的一端(固定体104侧的端部)上。此外，小齿轮112P与锥齿轮118的啮合构成为，使相互的轴心(小齿轮112P的轴心O2、锥齿轮118的轴心O1)彼此成规定的角度α。在本实施方式中，该角度α是110°。

另外，因油封146、O形圈144、180、184的存在，使固定体104的内部成为独立的密闭空间。

<减速机的结构>

减速机102将输入到输入轴122的动力(旋转力)减速并输出。本实施方式的减速机102是所谓偏心摆动型内切啮合行星齿轮减速机。

在能够以轴心O1为中心旋转的输入轴122上，一体地形成有偏心体124。在本实施方式中，偏心体124形成有3个，分别相差120°相位而构成。随之偏心体用轴承126及外齿齿轮128分别做成了3组的结构，但并不限于这样的结构。根据对减速机所要求的传递容量等，也可以是外齿齿轮128等为1组、2组或4组以上的结构。

偏心体124经由偏心体用轴承126嵌合在外齿齿轮128的中心孔128A中。该外齿齿轮128在使偏心体用轴承126嵌合在自身的中心孔128A中的同时，啮合在内齿齿轮的内齿(在本实施方式中对应于外销130)上。此外，在外齿齿轮128上，在圆周方向的不同位置上设有多个内销孔128B(在图中仅呈现了1个)。在该内销孔128B中经由内辊140游嵌着内销138。该内辊140能够相对于内销138相对自由地旋转。

此外，与外齿齿轮128啮合的外销130在减速机壳体132的内周面上设置有多个。另外，虽然在图中没有呈现，但在外齿齿轮128的齿的数量与外销130的数量上设有较小的差(1至3左右)。

本实施方式的内销138与圆盘形状的第1凸缘134一体形成。进而，内销138通过螺栓162与圆盘形状的第2凸缘136连结固定。即，内销138与第1、第2凸缘134、136一体化。

此外，在第1凸缘134与输入轴122之间配置有轴承156，在第2凸缘136与输入轴122之间配置有轴承158，在第1凸缘134与减速机壳体132之间配置有轴承148，在第2凸缘136与减速机壳体132之间配置有轴承150。

另外，设有盖152以使其将第2凸缘136遮盖，该盖152通过螺栓154固定在减速机壳体132上。此外，标号132A是用来将后述的工具库170安装到减速机壳体132上的螺栓孔。此外，因油封142、146、O形圈182的存在，使减速机102的内部成为独立的密闭空间。

<关于减速机与固定体之间的连结>

减速机102与固定体104之间的连结在本实施方式中通过将第1凸缘(非旋转部件)134与固定体壳体117连结的螺栓160实现。如上所述，由于第1凸缘134经由一体形成的内销138与第2凸缘136连结固定，所以内销138及第2凸缘136也相对于固定体壳体117事实上被连结固定。通过这样的结构，输入到输入轴122中的旋转经由偏心体124、偏心体用轴承126、外齿齿轮128传递，最终能够使减速机壳体132自身相对于固定的内销138旋转(作用的详细情况在后面叙述)。即，做成了减速机壳体132自身作为该齿轮马达100的输出轴(输出部)发挥功能的结构。

此外，在减速机102与固定体104的连结部分，即减速机102的第1凸缘134与固定体104的固定体壳体117的连结面(第3连结面104C)上夹装有O形圈144。此外，在第1凸缘134的内周面与输入轴122的外周面之间设有油封146。

另外，虽然没有图示，但在固定体104及减速机102的内部分别封入有润滑剂(润滑脂等)。

<齿轮马达与工具库的关系>

接着，在图2中示出齿轮马达100与工具库170之间的关系。工具库170由工具库主体(旋转轴)171、和能够保持工具的工具保持器172构成。此外，工具库170利用设在减速机102的减速机壳体132(输出部)上的螺栓孔132A，连结固定在减速机壳体132。该工具库170以进一步遮盖减速机102的盖152的形态连结固定在减速机102的前面侧(在图2中是左侧)上。另外，工具库170在正视(箭头III方向：参照图3)的情况下构成为圆盘形状。进而，多个工具保持器172按照规定的间隔以放射状(以轴心O1为中心沿半径方向以放射状)配置构成。此外，在各个工具保持器172上分别保持着不同种类的工具174。

<齿轮马达的作用>

接着，对齿轮马达100的作用进行说明。如果对伺服马达106输入旋转指示，则马达轴110旋转指定的量(角度)。该马达轴110的旋转经由中继轴112向小齿轮112P传递，进而被传递给啮合的锥齿轮118。由于该锥齿轮118连结固定在减速机102的输入轴122上，所以输入轴122旋转。另外，在本实施方式中，在从小齿轮112P向锥齿轮118的传递时刻，马达轴110的旋转被减速(减速机构)。

如果输入轴122旋转，则一体形成在该输入轴122上的偏心体124偏心旋转。该偏心体124的偏心的旋转经由偏心体用轴承126向外齿齿轮128传递。结果，外齿齿轮128一边相对于轴心O1摆动一边开始旋转。另一方面，由于该外齿齿轮128也啮合在外销130上，所以旋转被限制，几乎仅进行摆动。此外，如上所述，由于在该外齿齿轮128的齿的数量与外销130的数量之间设有较小的差异(齿数差)，所以外齿齿轮128每当摆动旋转时相对于外销130自转该齿数差的量。外齿齿轮128相对于该外销130的自转成分(相对旋转成分)经由内销138及内辊140被向第1、第2凸缘134、136取出。但是，在本实施方式中，由于第1凸缘134固定在固定体壳体117上，所以该相对旋转成分成为减速机壳体132的旋转而被输出。另外，外齿齿轮128的摆动成分通过外齿齿轮128与内销138(以及内辊140)的游嵌而被取消，所以仅该自转成分(相对旋转成分)被取出。

如上所述，在本实施方式中，由于第1凸缘134与固定体壳体117连结固定，所以上述相对旋转成分被以减速机壳体132的旋转的形式输出。即，使连结固定在减速机壳体132上的工具库170旋转。

这样，在齿轮马达100中，通过将伺服马达106相对于将机床的主体108与减速机102连接的固定体104从沿着第1连结面104A的方向(图1中的Z方向：上下方向)拆装自如地构成，使伺服马达106向工具库170的前面(即机床的前面、作业者侧)突出的量变少，结果能够使机床的进深变得紧凑，并且能够同时实现伺服马达106的维护、工具174的维护的作业性。

此外，工具库170的旋转位置(停止位置)的分度并不依赖于凸轮机构等。即，通过将工具库170连结固定在减速机102的输出轴(这里是减速机壳体132)上，进而通过伺服马达106驱动该减速机102，能够将伺服马达106的旋转检测精度用于工具库170的旋转位置(停止位置)的分度。即，不是如凸轮机构那样粗略的阶段性的定位，能够进行以伺服马达106的旋转检测精度的最小单位水平进行定位。进而，通过小齿轮112P与锥齿轮118的减速部分、以及减速机102的减速，能够超过伺服马达106的旋转检测精度地进行定位。

例如，在工具保持器172的定位中采用凸轮机构的情况下，如果通过设计变更等增设工具保持器172，则相邻的工具保持器172的间距变化，所以需要与其配合而变更凸轮机构的设计(例如通过将凸轮槽的间距变更得较细等，需要将增设的工具保持器172定位在规定的位置)。但是，如果采用本实施方式那样的结构，则不论相邻的工具保持器172的间距怎样变化，都能够不变更齿轮马达100的设计而原样使用。

此外，在本实施方式中，作为减速机102而采用具有自锁性的偏心摆动型内切啮合行星齿轮减速机。结果，不特别设置制动机构等，仅通过伺服马达106的旋转的ON/OFF，就能够将工具保持器172保持在规定的旋转位置上。当然，也可以另外设置制动机构等而进一步确保可靠性。

此外，在本实施方式中，工具库170具备能够以该工具库170的旋转轴(与轴心O1一致)为中心、沿半径方向按照规定的间隔(间距)G保持工具的工具保持器172。进而，伺服马达106能够从该工具保持器172之间(间隔G)拆装(参照图3)。通过这样构成，伺服马达106的拆装作业变得更容易。

此外，在本实施方式中，固定体104(的固定体壳体117)形成箱状的外观，其一面为与机床的主体108连结的第1连结面104A，另一面为与伺服马达106连结的第2连结面104B，还有一面为与减速机102连结的第3连结面104C。结果，在将固定体104及减速机102残留在机床的主体108侧的状态下，能够仅单独地拆装伺服马达106。

此外，在本实施方式中，构成为，与减速机102连结的第3连结面104C相对于与机床的主体108连结的第1连结面104A倾斜。通过采用这样的结构，能够容易地将工具保持器172沿规定的方向(角度)配置。

此外，在本实施方式中，在减速机102与固定体104的连结部分上设有油封146，封入在各自的内部的润滑剂被隔离。由此，能够可靠地确保应在减速机102的内部确保的量(适当量)的润滑剂，并且，能够可靠地确保应在固定体104的内部确保的量(适当量)的润滑剂。例如，在减速机102中将润滑剂封入直到轴承148及轴承150整体浸入的程度，另一方面，在固定体104中，作为锥齿轮118的下端浸入的程度，能够降低搅拌损失。

此时，也可以构成为，使封入在减速机102内的润滑剂与封入在固定体104内的润滑剂不同。即，通过隔离，能够使用对应于各部的性质的适当的润滑剂。

此外，在本实施方式中，固定体104内的减速通过配置在伺服马达106侧的小齿轮(第1伞齿轮)112P、和配置在减速机102侧的锥齿轮(第2伞齿轮)实现，锥齿轮118可拆装地按照在减速机102的输入轴122上。通过采用这样的结构，角度α(轴心O1与O2所成的角度α)的设计变更变得容易。

此外，在本实施方式中，在减速机102的输入轴122的锥齿轮118安装位置的轴向相反侧，形成有能够防止将该锥齿轮118安装到输入轴122上时的、输入轴122的旋转的六边形扳手孔164(旋转防止部件安装部)。由此，在锥齿轮118的拆装(相对于输入轴122的拆装)时，能够容易地防止输入轴122不小心旋转，拆装作业变得可靠且容易。

工业实用性

适合于以NC机床为代表、自动地更换多种类的工具并进行作业的机床的工具库驱动。

Claims

1.一种工具库用齿轮马达，用来旋转驱动能够保持多个工具的工具库，其特征在于，

具备：

作为驱动源的马达；

减速机，能够将上述工具库的旋转轴安装到输出部上；和

固定体，作为该减速机的一部分或作为分体而构成，具备能够连结上述马达并且在连结着该马达的状态下能够与机床的主体侧连结的第1连结面；

在经由上述固定体将上述减速机连结在上述机床的主体侧的状态下，上述马达能够从沿着上述第1连结面的方向拆装。

2.如权利要求1所述的工具库用齿轮马达，其特征在于，

上述马达是伺服马达，并且，上述减速机具有自锁性。

3.如权利要求1或2所述的工具库用齿轮马达，其特征在于，

在上述工具库的主体上，具备以上述旋转轴为中心、沿半径方向按规定的间隔配置的工具保持器；

上述马达能够从该工具保持器之间拆装。

4.如权利要求1或2所述的工具库用齿轮马达，其特征在于，

上述固定体作为上述减速机的分体构成，并且形成箱状的外观，其一面是上述第1连结面，另一面是能够安装上述马达的第2连结面，还有一面是安装上述减速机的第3连结面。

5.如权利要求4所述的工具库用齿轮马达，其特征在于，

上述第3连结面相对于上述第1连结面倾斜。

6.如权利要求4所述的工具库用齿轮马达，其特征在于，

在上述固定体的内部具备上述减速机以外的减速机构。

7.如权利要求6所述的工具库用齿轮马达，其特征在于，

在上述减速机与上述固定体之间的连结部分设有油封，封入在上述减速机的内部的润滑剂与封入在上述固定体的内部的润滑剂被隔离。

8.如权利要求7所述的工具库用齿轮马达，其特征在于，

封入在上述减速机的内部的润滑剂与封入在上述固定体的内部的润滑剂不同。

9.如权利要求6所述的工具库用齿轮马达，其特征在于，

设置在上述固定体的内部的减速机构具有配置在上述马达侧的第1伞齿轮和配置在上述减速机侧的第2伞齿轮；

该第2伞齿轮可拆装地安装在上述减速机的输入轴上。

10.如权利要求9所述的工具库用齿轮马达，其特征在于，

在上述减速机的输入轴的上述第2伞齿轮的安装位置的轴向相反侧，形成有用来防止将该第2伞齿轮安装到上述输入轴上时的该输入轴的旋转的旋转防止部件安装部。