JP2013166231A - 工作機械用の電動式動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 クラッチを不要にして簡単な構造とした工作機械用の電動式動力伝達装置を提供する。
【解決手段】 中空の主軸１の前端側にチャック３又はフェーシングユニット３７を設け、主軸１の後端側に主軸１と同一回転する主軸回転体５を設け、該主軸回転体５の回転を動力伝達出力軸２１に伝達する主軸側の歯車機構４と電動モータ１０側に連結される入力軸１７の回転を動力伝達出力軸２１に伝達する動力伝達側の歯車機構１１とを遊星歯車機構を介して組合せ、入力軸１７の回転停止状態で動力伝達出力軸２１の回転と主軸回転体５の回転とが同一回転となるように各歯車機構のギヤ比を設定し、主軸１と動力伝達出力軸２１との相対回転を可能とし、入力軸１７と動力伝達出力軸２１と主軸回転体５の軸心を同一線上となし、動力伝達出力軸２１を伝動軸２３に連結し、該伝動軸２３を介してチャック３又はフェーシングユニット３７に動力を伝達する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、旋盤用の電動式チャック装置又はフェーシング加工装置として適用できる工作機械用の電動式動力伝達装置に関するものである。

従来、旋盤の主軸の回転駆動用のモータとは別に、チャックの開閉、調節用の補助モータを設けて、主軸の回転中でもチャックの把握力を調節可能とした電動式チャック開閉装置として特許文献１がある。この電動式チャック開閉装置は、ワークを把握するチャック、外周に調節歯車を設けた変換装置、変換装置とチャックとを連結するドローバー、主軸に設けられた伝達歯車、主軸と平行に回転可能に軸支された第二回転軸、第二回転軸上に回転可能に設けられ前記調節歯車と噛合する第一歯車及び前記伝達歯車と噛合する第二歯車、第一歯車を駆動する補助モータ、補助モータと第二回転軸とを連結・解除可能な第一クラッチ、第二回転軸と第二歯車とを連結・解除可能な第二クラッチを有したものである。

かかる電動式チャック開閉装置によれば、主軸の回転中に、補助モータを第二回転軸と同期回転させて、第一クラッチを連結するとともに、第二クラッチを解除し、主軸と回転差を発生させてチャックの把握力を変化させ、チャックが所定の把握力を得た後に、第二クラッチを連結させるとともに、第一クラッチを解除し補助モータを停止させることにより、チャックの把握力を変更させることができる。
チャック開閉用の補助モータを常に同期回転させる必要がなく、チャックの把握力の変更時にのみ補助モータに電力を供給すればよいため、エネルギーの消費量も小さい。

しかし、第一クラッチ及び第二クラッチが必須であり、かつその制御も必要なため、構造が複雑でかつ制御も複雑となる。

特開２００８−８０４４６号公報

そこで、本発明の目的は、クラッチを不要にして簡単な構造とした工作機械用の電動式動力伝達装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明による工作機械用の電動式動力伝達装置は、中空の主軸の前端側にチャック又はフェーシングユニットを設け、前記主軸の後端側に主軸と同一回転する主軸回転体を設け、該主軸回転体の回転を動力伝達出力軸に伝達する主軸側の歯車機構と電動モータ側に連結される入力軸の回転を前記動力伝達出力軸に伝達する動力伝達側の歯車機構とを遊星歯車機構を介して組合せ、前記入力軸の回転停止状態で前記動力伝達出力軸の回転と前記主軸回転体の回転とが同一回転となるように前記各歯車機構のギヤ比を設定し、前記主軸と動力伝達出力軸との相対回転を可能とし、前記入力軸と動力伝達出力軸と主軸回転体の軸心を同一線上となし、前記動力伝達出力軸を前記主軸の中空孔に挿通した伝動軸に連結し、該伝動軸を介して前記チャック又はフェーシングユニットに動力を伝達すること、を特徴としている。
ここで、主軸の後端側に主軸回転体となるメインギアを固定し、該メインギアの回転を第１インターナルギアに伝達する主軸側の歯車機構を設け、前記第１インターナルギアと一体回転する第２インターナルギアとプラネットギアとサンギアとキャリアからなる動力伝達側の遊星歯車機構を設け、前記第１インターナルギアに対する前記メインギアの噛み合い比を前記第２インターナルギアに対する前記サンギアの噛み合い比と同一に設定し、前記キャリアの回転軸を電動モータ側に連結される入力軸となし、前記サンギアの回転軸を動力伝達出力軸となしたものとすることができる。
上記において、主軸の中空孔に挿通した伝動軸を、スクロール板回転軸又はチャック開閉用ドローバーとすることができる。

本発明の工作機械用の電動式動力伝達装置によれば、主軸側の歯車機構と動力伝達側の歯車機構とを遊星歯車機構を介して組合せ、入力軸の回転停止状態で動力伝達出力軸の回転と主軸回転体の回転とが同一回転となるように各歯車機構のギヤ比を設定し、主軸と動力伝達出力軸との相対回転を可能として、電動モータの動力をチャック又はフェーシングユニットに伝達するようにしたので、動力の伝達機構にクラッチを設ける必要がない。このため、クラッチの制御も不要であり、構造も制御も簡単である。また、入力軸と動力伝達出力軸と主軸回転体の軸心を同一線上となしたので、各歯車機構の構造を簡単にすることができる。
請求項２の発明によれば、歯車機構に要する歯車の数を少なく設定できるので、簡単な構造とすることができる。
伝動軸を、スクロール板回転軸とすればスクロールチャックタイプの旋盤に、チャック開閉用ドローバーとすればドローバー進退タイプの旋盤に適用できる。

本発明の第１実施例による旋盤用電動式チャックの説明図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は右側面図である。 図１の要部拡大断面図である。 図１のＡ−Ａ拡大断面図である。 図１のＢ−Ｂ拡大断面図である。 本発明の第２実施例による旋盤用電動式チャックの説明図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は右側面図である。 本発明の第３実施例によるフェーシングユニットの説明図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は右側面図である。 本発明の第４実施例による旋盤用電動式チャックの説明図で、（ａ）は図２相当の要部拡大断面図、（ｂ）はＣ−Ｃ断面図である。 本発明の第５実施例による旋盤用電動式チャックの説明図で、（ａ）は図２相当の要部拡大断面図、（ｂ）はＤ−Ｄ断面図である。 本発明の第６実施例による旋盤用電動式チャックの説明図で、（ａ）は図２相当の要部拡大断面図、（ｂ）はＥ−Ｅ断面図である。 本発明の第７実施例による旋盤用電動式チャックの図２相当の要部拡大断面図である。 本発明の第８実施例による旋盤用電動式チャックの図２相当の要部拡大断面図である。 本発明の第９実施例による旋盤用電動式チャックの図２相当の要部拡大断面図である。 本発明の第１０実施例による旋盤用電動式チャックの図２相当の要部拡大断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。図１において、符号１は中空の軸からなる主軸で、その前端側（図において右方）にはワーク２を把握するチャック３を設け、主軸１の後端側（図において左方）には主軸１の回転を動力伝達側に伝達する主軸側の歯車機構４を設けてある。該主軸側の歯車機構４は、主軸１の後端外周に固定され主軸１と同一回転するメインギア（主軸回転体）５と該メインギア５に噛み合うアイドルギア６と該アイドルギア６に噛み合う第１インターナルギア７からなる。なお、アイドルギア６の中心軸８はギアケース９に固定されている。図４においては、アイドルギア６は１個配置したものを示したが、例えば仮想線で示すようにさらに２個追加し、合計複数個配置して動力を伝達するようにすることができる。

一方、主軸側の歯車機構４の後方にはサーボモータ（電動モータ）１０側に連結される動力伝達側の遊星歯車機構１１を設けてある。この動力伝達側の遊星歯車機構１１は、主軸側歯車機構４の第１インターナルギア７と一体回転する第２インターナルギア１２とプラネットギア１３とサンギア１４とキャリア１５からなる。そして、キャリア１５の回転軸は、サーボモータ１０の出力軸１６に連結されており入力軸１７となる。サーボモータ１０の出力軸１６に固定したタイミングプーリ１８と入力軸１７に固定したタイミングプーリ１９とをタイミングベルト２０を介して連結し、キャリア１５の回転軸（入力軸）１７をサーボモータ１０側に連結する。なお、図においては、第１インターナルギア７と第２インターナルギア１２とは一体形成されたものを示してあるが、別体のものを固着して一体化してもよい。

そして、動力伝達側の遊星歯車機構１１におけるサンギア１４の回転軸が動力伝達出力軸２１となる。該動力伝達出力軸２１の前端側は減速機ユニット２２を介してスクロール板回転軸（伝動軸）２３の後端側に連結してあり、該スクロール板回転軸２３の前端側にはスクロール板２４が設けてある。サンギア１４の回転により動力伝達出力軸２１が回転すると、減速機ユニット２２を介してスクロール板回転軸２３が回転する。スクロール板回転軸２３の回転に伴ってスクロール板２４が回転すると、クランプ用スライダー２５が径方向に移動し、クランプ爪２６が開閉してワーク２を把握又は開放する。なお、動力伝達出力軸２１とスクロール板回転軸２３は主軸１の軸方向に延びる中空孔２７に挿通してある。

図中、符号２８は主軸回転用プーリで、図示しない主軸モータに連結してある。符号２９はスピンドルユニットである。ギアケース９は主軸側の歯車機構４と動力伝達側の遊星歯車機構１１とを収容し、ギアケース固定用ブラケット３０を介して主軸台（図示せず）に取り付けてある。

主軸側の歯車機構４と動力伝達側の遊星歯車機構１１との組み合わせによる動作原理を説明する（図１〜図４）。主軸側の歯車機構４のギア配列における歯数を、主軸１と同一回転するメインギア５をＺａ、第１インターナルギア７にメインギア５の回転を伝達するアイドルギア６をＺｂ、第１インターナルギア７をＺｃで表す。
また、動力伝達側の遊星歯車機構１１のギア配列における歯数を、サンギア１４をＺｄ、プラネットギア１３をＺｅ、第２インターナルギア１２をＺｆで表す。
そして、主軸側の歯車機構４におけるギアと動力伝達側の遊星歯車機構１１におけるギアとの噛み合い比を、第１インターナルギア７に対するメインギア５の噛み合い比を第２インターナルギア１２に対するサンギア１４の噛み合い比と同一に設定する。式で表せば、次のよう設定する。
Ｚａ／Ｚｃ＝Ｚｄ／Ｚｃ・・・（１）

それぞれのギアの回転数を、メインギア５をＮａ、第１インターナルギア７をＮｃ、サンギア１４をＮｄ、第２インターナルギア１２をＮｆ、キャリア１５をＮｇで表すと、第１インターナルギア７と第２インターナルギア１２は一体回転するので、同一回転となる。即ち
Ｎｆ＝Ｎｃ・・・（２）
また、次の式が成り立つ。
Ｎｃ＝−Ｎａ・Ｚａ／Ｚｃ・・・（３）

そして、遊星歯車機構の関係式より、次の式が成り立つ。
Ｎｄ＝−Ｎｆ・Ｚｆ／Ｚｄ＋（Ｚｆ／Ｚｄ＋１）Ｎｇ・・・（４）
この（４）式に上記（１）、（２）式を代入すると、
Ｎｄ＝−Ｎｃ・Ｚｃ／Ｚａ＋（Ｚｃ／Ｚａ＋１）Ｎｇ・・・（５）
この（５）式に上記（３）式を代入すると、
Ｎｄ＝Ｎａ＋（Ｚｃ／Ｚａ＋１）Ｎｇ・・・（６）
となる。

サンギア１４の回転が動力伝達出力軸２１の回転になる。（６）式から、主軸１（メインギア５）の回転数にかかわらず、動力伝達出力軸２１と主軸１の回転数の差（サンギア１４とメインギア５の回転数の差（Ｎｄ−Ｎａ））は、キャリア１５の入力回転数Ｎｇ×（Ｚｃ／Ｚａ＋１）となり変化しない。

ワーク２の把握と開放について
ワーク２をチャック３で把握又は開放する際には、主軸１の回転は停止しており、Ｎａ＝０である。従って、サンギア１４の回転数は、Ｎｄ＝Ｎｇ×（Ｚｃ／Ｚａ＋１）となり、キャリア１５の回転数（Ｎｇ）に比例する。そして、所定の回転数になるようにサーボモータ１０を制御しサンギア１４を回転させ動力伝達出力軸２１を回転させることにより、減速機ユニット２２を介してスクロール板回転軸２３を回転させてスクロール板２４を回転させ、これに伴いクランプ用スライダー２５（クランプ爪２６）を径方向に移動させてワーク２を把握又は開放する。

ワーク２の加工作業について
チャック３にワーク２を把握して回転中で、サーボモータ１０が停止している状態では、キャリア１５は回転していない（Ｎｇ＝０）ので、（６）式より、Ｎｄ＝Ｎａとなり、サンギア１４とメインギア５とは同期回転することになる。この状態でワーク２の加工作業を行う。

主軸回転中のワーク２の把握力の調節について
サンギア１４とメインギア５とが同期回転している状態から、サーボモータ１０を回転させ、キャリア１５を回転させると、サンギア１４の回転数はキャリア１５の回転数に比例する。そして、所定の回転数になるようにサーボモータ１０を制御しサンギア１４を回転させ動力伝達出力軸２１を回転させることにより、減速機ユニット２２を介してスクロール板回転軸２３を回転させてスクロール板２４を回転させ、これに伴いクランプ用スライダー２５（クランプ爪２６）を径方向に移動させてワーク２の把握力を調節することができる。

サーボモータ１０は、主軸１停止中においては、ワーク２を把握又は開放する際に作動し、また、主軸１回転中にワーク２の把握力を調節する際に作動するのみであり、主軸１を定速回転させてワーク２の加工作業をしている際には停止している。従って、電力消費を必要最小限に押させることができ、省エネルギーに資する。

スクロールチャックについて（図１）
サーボモータ１０の作動により、サーボモータ側タイミングプーリ１８、タイミングベルト２０、入力側タイミングプーリ１９を介してキャリア１５に回転入力を与えることにより、遊星歯車機構１１のサンギア１４に出力される。サンギア１４が固着された動力伝達出力軸２１が回転し、減速機ユニット２２を介してスクロール板回転軸２３を回転させスクロール板２４を回転させる。このスクロール板２４の回転により、チャック３のクランプ爪２６を開閉してワーク２を把握又は開放する。

ドローバー進退タイプのチャックについて（図５）
サンギア１４が固着された動力伝達出力軸２１の前端側にボールネジ３１が連結され、このボールネジ３１にネジ嵌合されたボールネジナット３２が取り付けられたドローバー進退用スライダー３３が、ボールネジ３１の回転によりスライダーガイド３４に沿って軸方向に進退することにより、ドローバー進退用スライダー３３の前端側に連結されたチャック開閉用ドローバー（伝動軸）３５が軸方向に進退する。これに伴い、チャック開閉レバー３６を介してチャック３のクランプ爪２６を開閉する。

上記は旋盤用のチャックについて説明したが、これをフェーシングユニットとして利用することができる。図６はフェーシングユニット３７に利用した場合を示し、図１におけるクランプ用スライダー２５、クランプ爪２６に替えて、バイト移動用スライダー３８、バイトホルダー３９を設けたもので、バイトホルダー３９の内径側端部にフェーシング加工用バイト４０を取り付けてあり、他の構造は図１に示したものと同じである。なお、符号４１はバランスウェートである。
主軸側の歯車機構４と動力伝達側の遊星歯車機構１１との組み合わせにより、動力伝達出力軸２１の回転は主軸１の回転と相対回転運動となる。このため、主軸１の回転中にサーボモータ１０を作動させてキャリア１５側に回転入力を与え、動力伝達出力軸２１を主軸１の回転に対して相対回転させると、減速機ユニット２２、スクロール板回転軸（伝動軸）２３を介してスクロール板２４が回転する。このスクロール板２４の回転により、バイト移動用スライダー３８（バイトホルダー３９）を径方向に移動させて、フェーシング加工用バイト４０によりフェーシング加工することができる。
なお、図６においては、スクロール板２４の回転によりフェーシング加工用バイト４０を径方向に移動させるものを示したが、ラックとピニオンによりフェーシング加工用バイトを移動させるようにしてもよい。

上記各実施例による主軸側の歯車機構４と動力伝達側の遊星歯車機構１１との組み合わせにおいて、主軸側４のギアと動力伝達側の遊星歯車機構側１１のギアの噛み合い比を、所定の噛み合い比（Ｚａ／Ｚｃ＝Ｚｄ／Ｚｃ）となるように設定することにより、主軸１と動力伝達出力軸２１とを相対回転させることができる。この相対回転により、伝動軸２３，３５を介してチャック３又はフェーシングユニット３７に動力を伝達することができ、チャックの把握力の調節又はフェーシング加工を行うことができる。かかる機構においては、クラッチ機構を設ける必要がなく極めて簡単な構造である。また、サーボモータ１０は、相対回転させるときだけ作動させるだけなので、電力消費を押さえることができる。

図７〜９に示した第４〜６実施例による旋盤用電動式チャックは、キャリア入力の相対回転運動機構の他の例を示す。なお、図７〜１３に示した第４〜第１０実施例では、減速機としてハーモニックドライブ（登録商標）４２を用いている。
図７に示す第４実施例では、主軸側の歯車機構５０は、主軸１の後端側に固定され主軸１と同一回転する主軸側ギアＡ（主軸回転体）５１、該主軸側ギアＡ５１に噛み合うアイドルギア５２、該アイドルギア５２に噛み合う主軸側ギアＢ５３、該主軸側ギアＢ５３と一体回転する主軸側ギアＣ５４、該主軸側ギアＣ５４に噛み合う主軸側ギアＤ５５からなる。ここで、一体回転する主軸側ギアＢ５３と主軸側ギアＣ５４の中心軸５６はギアケース９側に固定されている。
一方、動力伝達側の歯車機構６０は、上記主軸側ギアＤ５５と一体回転するサンギア６１、該サンギア６１に噛み合うプラネットギアＢ６２、該プラネットギアＢ６２と一体回転するプラネットギアＡ６３、該プラネットギアＡ６３と噛み合うインターナルギア６４、プラネットギアＡ６３とプラネットギアＢ６２を公転させるキャリア６５からなる。そして、キャリア６５の回転軸が入力軸１７、インターナルギア６４に固定された回転軸が動力伝達出力軸２１となる。
ここで、キャリア６５の回転停止状態で、主軸側ギアＡ５１とインターナルギア６４とが同一回転となるように、各歯車のギア比を設定する。これにより、主軸１と動力伝達出力軸２１との相対回転が可能となる。

図８に示す第５実施例では、主軸側の歯車機構７０は、主軸１の後端側に固定され主軸１と同一回転する主軸側ギアＡ（主軸回転体）５１、該主軸側ギアＡ５１に噛み合うアイドルギア５２、該アイドルギア５２に噛み合う主軸側ギアＢ５３、該主軸側ギアＢ５３と一体回転する主軸側ギアＣ５４、該主軸側ギアＣ５４に噛み合う主軸側ギアＤ５５、該主軸側ギアＤ５５と一体回転する主軸側ベベルギア５７からなる。ここで、一体回転する主軸側ギアＢ５３と主軸側ギアＣ５４の中心軸５６はギアケース９側に固定されている。
一方、動力伝達側の歯車機構７１は、上記主軸側ベベルギア５７に噛み合うプラネットギア６６、該プラネットギア６６に噛み合う出力側ベベルギア６７、プラネットギア６６を公転させるキャリア６８からなる。そして、キャリア６８の回転軸が入力軸１７、出力側ベベルギア６７に固定された回転軸が動力伝達出力軸２１となる。
ここで、キャリア６８の回転停止状態で、主軸側ギアＡ５１と出力側ベベルギア６７とが同一回転となるように、各歯車のギア比を設定する。これにより、主軸１と動力伝達出力軸２１との相対回転が可能となる。

図９に示す第６実施例では、主軸側の歯車機構７２は、主軸１の後端側に固定され主軸１と同一回転する主軸側ギアＡ（主軸回転体）７３、該主軸側ギアＡ７３に噛み合う主軸側ギアＢ７４、該主軸側ギアＢ７４と一体回転する主軸側ギアＣ７５、該主軸側ギアＣ７５に噛み合う主軸側ギアＤ７６からなる。ここで、一体回転する主軸側ギアＢ７４と主軸側ギアＣ７５の中心軸７７はギアケース９側に固定されている。
一方、動力伝達側の歯車機構８０は、上記主軸側ギアＤ７６と一体回転するサンギアＢ８１、該サンギアＢ８１に噛み合うプラネットギアＢ８２、該プラネットギアＢ８２と一体回転するプラネットギアＡ８３、該プラネットギアＡ８３に噛み合うサンギアＡ８４、プラネットギアＡ８３とプラネットギアＢ８２を公転させるキャリア８５からなる。そして、キャリア８５の回転軸が入力軸１７、サンギアＡ８４に固定された回転軸が動力伝達出力軸２１となる。
ここで、キャリア８５の回転停止状態で、主軸側ギアＡ７３とサンギアＡ８４とが同一回転となるように、各歯車のギア比を設定する。ただし、サンギアＡ８４とサンギアＢ８１の歯数が同数の場合は、キャリア入力が機能しないので、両者の歯数が異なるように設定する。これにより、主軸１と動力伝達出力軸２１との相対回転が可能となる。

図１０に示す第７実施例では、インターナルギア入力で、出力は外歯車サンギアの相対回転運動機構としたものである。図１０において、主軸側の歯車機構９０は、主軸１の後端側に固定され主軸１と同一回転する主軸側サンギア（主軸回転体）９１、該主軸側サンギア９１に噛み合う主軸側プラネットギア９２、該主軸側プラネットギア９２に噛み合う主軸側インターナルギア９３からなる。ここで、主軸側インターナルギア９３はギアケース９側に固定されている。
一方、動力伝達側の歯車機構９５は、入力側インターナルギア９６、該入力側インターナルギア９６と噛み合う入力側プラネットギア９７、該入力側プラネットギア９７と噛み合う出力側サンギア９８、主軸側と共通のキャリア９９とからなる。入力側プラネットギア９７と主軸側プラネットギア９２とは一体回転する。そして、入力側インターナルギア９６の回転軸が入力軸１７、出力側サンギア９８に固定された回転軸が動力伝達出力軸２１となる。
ここで、入力側インターナルギア９６の回転停止状態で、主軸側サンギア９１と出力側サンギア９８とが同一回転となるように、各歯車のギア比を設定する。これにより、主軸１と動力伝達出力軸２１との相対回転が可能となる。

図１１に示す第８実施例は、外歯車入力で、出力は外歯車サンギアの相対回転運動機構としたものである。図１１において、主軸側の歯車機構１００は、主軸１の後端側に固定され主軸１と同一回転する主軸側サンギアＡ（主軸回転体）１０１、該主軸側サンギアＡ１０１に噛み合う主軸側プラネットギアＡ１０２、該主軸側プラネットギアＡ１０２と一体回転する主軸側プラネットギアＢ１０３、該主軸側プラネットギアＢ１０３に噛み合う主軸側サンギアＢ１０４からなる。ここで、主軸側サンギアＢ１０４はギアケース９側に固定されている。
一方、動力伝達側の歯車機構１０５は、入力側サンギア１０６、該入力側サンギア１０６に噛み合う入力側プラネットギアＢ１０７、該入力側プラネットギアＢ１０７と一体回転する入力側プラネットギアＡ１０８、該入力側プラネットギアＡ１０８と噛み合う出力側サンギア１０９、主軸側と共通のキャリア１１０とからなる。入力側プラネットギアＡ１０８，Ｂ１０７と主軸側プラネットギアＡ１０２，Ｂ１０３とは一体回転する。そして、入力側サンギア１０６の回転軸が入力軸１７、出力側サンギア１０９に固定された回転軸が動力伝達出力軸２１となる。
ここで、入力側サンギア１０６の回転停止状態で、主軸側サンギアＡ１０１と出力側サンギア１０９とが同一回転となるように、各歯車のギア比を設定する。これにより、主軸１と動力伝達出力軸２１との相対回転が可能となる。

図１２に示す第９実施例は、インターナルギア入力で、出力側と主軸側がキャリアからなる、相対回転運動機構としたものである。図１２において、主軸側の歯車機構１１５は、主軸１の後端側に固定され主軸１と同一回転する主軸回転伝達キャリア（主軸回転体）１１６、該主軸回転伝達キャリア１１６によって公転される主軸側プラネットギア１１７、該主軸側プラネットギア１１７に噛み合う主軸側インターナルギア１１８、前記主軸側プラネットギア１１７に噛み合う主軸側サンギア１１９からなる。ここで、主軸側インターナルギア１１８はギアケース９側に固定されている。
一方、動力伝達側の歯車機構１２０は、上記主軸側サンギア１１９と一体回転する入力側サンギア１２１、該入力側サンギア１２１に噛み合う入力側プラネットギア１２２、該入力側プラネットギア１２２に噛み合う入力側インターナルギア１２３、前記入力側プラネットギア１２２を公転させる出力側キャリア１２４からなる。そして、入力側インターナルギア１２３の回転軸が入力軸１７、出力側キャリア１２４に固定された回転軸が動力伝達出力軸２１となる。
ここで、入力側インターナルギア１２３の回転停止状態で、主軸回転伝達キャリア１１６と出力側キャリア１２４とが同一回転となるように、各歯車のギア比を設定する。これにより、主軸１と動力伝達出力軸２１との相対回転が可能となる。

図１３に示す第１０実施例は、サンギア入力で、出力側と主軸側がキャリアからなる、相対回転運動機構としたものである。図１３において、主軸側の歯車機構１２５は、主軸１の後端側に固定され主軸１と同一回転する主軸回転伝達キャリア（主軸回転体）１２６、該主軸回転伝達キャリア１２６によって公転される主軸側プラネットギア１２７、該主軸側プラネットギア１２７に噛み合う主軸側インターナルギア１２８、前記主軸側プラネットギア１２７に噛み合う主軸側サンギア１２９からなる。ここで、主軸側サンギア１２９はギアケース９側に固定されている。
一方、動力伝達側の歯車機構１３０は、上記主軸側インターナルギア１２８と一体回転する入力側インターナルギア１３１、該入力側インターナルギア１３１に噛み合う入力側プラネットギア１３２、該入力側プラネットギア１３２に噛み合う入力側サンギア１３３、入力側プラネットギア１３２を公転させる出力側キャリア１３４からなる。そして、入力側サンギア１３３の回転軸が入力軸１７、出力側キャリア１３４に固定された回転軸が動力伝達出力軸２１となる。
ここで、入力側サンギア１３３の回転停止状態で、主軸回転伝達キャリア１２６と出力側キャリア１３４とが同一回転となるように、各歯車のギア比を設定する。これにより、主軸１と動力伝達出力軸２１との相対回転が可能となる。

上記図７〜図１３に示した第４〜第１０実施例において、伝動軸２３を介してのチャック機構又はフェーシング加工用ユニットは、第１〜第３実施例と同様の構造となっている。また、第１〜第３実施例と同様の構造の部分は、同じ符号を付して説明を省略する。
上記第１〜第１０実施例において、入力軸１７、動力伝達出力軸２１、主軸回転体の回転中心は同一線上としてある。これにより、各歯車機構の構造を簡単にして、コンパクトにギアケース９内に収めることができる。
なお、各図において主軸回転体は、主軸１と同軸に設けたものを示したが、主軸回転体と主軸１とをギア等を介して連結し、主軸回転体の回転中心と主軸１の回転中心とが異なるように連結することもできる。ただ、構造は複雑となる。

１ 主軸
２ ワーク
３ チャック
４ 主軸側の歯車機構
５ メインギア
６ アイドルギア
７ 第１インターナルギア
８ アイドルギアの中心軸
９ ギアケース
１０ サーボモータ（電動モータ）
１１ 動力伝達側の遊星歯車機構
１２ 第２インターナルギア
１３ プラネットギア
１４ サンギア
１５ キャリア
１６ サーボモータの出力軸
１７ 入力軸
１８ サーボモータ側タイミングプーリ
１９ 入力軸側タイミングプーリ
２０ タイミングベルト
２１ 動力伝達出力軸
２２ 減速機ユニット
２３ スクロール板回転軸（伝動軸）
２４ スクロール板
２５ クランプ用スライダー
２６ クランプ爪
２７ 中空孔
２８ 主軸回転用プーリ
２９ スピンドルユニット
３０ ギアケース固定用ブラケット
３１ ボールネジ
３２ ボールネジナット
３３ ドローバー進退用スライダー
３４ スライダーガイド
３５ チャック開閉用ドローバー（伝動軸）
３６ チャック開閉レバー
３７ フェーシングユニット
３８ バイト移動用スライダー
３９ バイトホルダー
４０ フェーシング加工用バイト
４１ バランスウェート
４２ ハーモニックドライブ（登録商標）
５０ 主軸側の歯車機構
５１ 主軸側ギアＡ（主軸回転体）
５２ アイドルギア
５３ 主軸側ギアＢ
５４ 主軸側ギアＣ
５５ 主軸側ギアＤ
５６ 中心軸
５７ 主軸側ベベルギア
６０ 動力伝達側の歯車機構
６１ サンギア
６２ プラネットギアＢ
６３ プラネットギアＡ
６４ インターナルギア
６５ キャリア
６６ プラネットギア
６７ 出力側ベベルギア
６８ キャリア
７０ 主軸側の歯車機構
７１ 動力伝達側の歯車機構
７２ 主軸側の歯車機構
７３ 主軸側ギアＡ（主軸回転体）
７４ 主軸側ギアＢ
７５ 主軸側ギアＣ
７６ 主軸側ギアＤ
７７ 中心軸
８０ 動力伝達側の歯車機構
８１ サンギアＢ
８２ プラネットギアＢ
８３ プラネットギアＡ
８４ サンギアＡ
８５ キャリア
９０ 主軸側の歯車機構
９１ 主軸側サンギア（主軸回転体）
９２ 主軸側プラネットギア
９３ 主軸側インターナルギア
９５ 動力伝達側の歯車機構
９６ 入力側インターナルギア
９７ 入力側プラネットギア
９８ 出力側サンギア
９９ キャリア
１００ 主軸側の歯車機構
１０１ 主軸側サンギアＡ（主軸回転体）
１０２ 主軸側プラネットギアＡ
１０３ 主軸側プラネットギアＢ
１０４ 主軸側サンギアＢ
１０５ 動力伝達側の歯車機構
１０６ 入力側サンギア
１０７ 入力側プラネットギアＢ
１０８ 入力側プラネットギアＡ
１０９ 出力側サンギア
１１０ キャリア
１１５ 主軸側の歯車機構
１１６ 主軸回転伝達キャリア（主軸回転体）
１１７ 主軸側プラネットギア
１１８ 主軸側インターナルギア
１１９ 主軸側サンギア
１２０ 動力伝達側の歯車機構
１２１ 入力側サンギア
１２２ 入力側プラネットギア
１２３ 入力側インターナルギア
１２４ 出力側キャリア
１２５ 主軸側の歯車機構
１２６ 主軸回転伝達キャリア（主軸回転体）
１２７ 主軸側プラネットギア
１２８ 主軸側インターナルギア
１２９ 主軸側サンギア
１３０ 動力伝達側の歯車機構
１３１ 入力側インターナルギア
１３２ 入力側プラネットギア
１３３ 入力側サンギア
１３４ 出力側キャリア

Claims (3)

1. 中空の主軸の前端側にチャック又はフェーシングユニットを設け、前記主軸の後端側に主軸と同一回転する主軸回転体を設け、該主軸回転体の回転を動力伝達出力軸に伝達する主軸側の歯車機構と電動モータ側に連結される入力軸の回転を前記動力伝達出力軸に伝達する動力伝達側の歯車機構とを遊星歯車機構を介して組合せ、前記入力軸の回転停止状態で前記動力伝達出力軸の回転と前記主軸回転体の回転とが同一回転となるように前記各歯車機構のギヤ比を設定し、前記主軸と動力伝達出力軸との相対回転を可能とし、前記入力軸と動力伝達出力軸と主軸回転体の軸心を同一線上となし、前記動力伝達出力軸を前記主軸の中空孔に挿通した伝動軸に連結し、該伝動軸を介して前記チャック又はフェーシングユニットに動力を伝達することを特徴とする工作機械用の電動式動力伝達装置。
2. 主軸の後端側に主軸回転体となるメインギアを固定し、該メインギアの回転を第１インターナルギアに伝達する主軸側の歯車機構を設け、前記第１インターナルギアと一体回転する第２インターナルギアとプラネットギアとサンギアとキャリアからなる動力伝達側の遊星歯車機構を設け、前記第１インターナルギアに対する前記メインギアの噛み合い比を前記第２インターナルギアに対する前記サンギアの噛み合い比と同一に設定し、前記キャリアの回転軸を電動モータ側に連結される入力軸となし、前記サンギアの回転軸を動力伝達出力軸となした請求項１に記載の工作機械用の電動式動力伝達装置。
3. 主軸の中空孔に挿通した伝動軸は、スクロール板回転軸又はチャック開閉用ドローバーである請求項１又は２に記載の工作機械用の電動式動力伝達装置。

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