JP3727474B2 - Vibration prevention mechanism and machine tool provided with vibration prevention mechanism - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動軸の回転を歯車機構により従動軸に伝達する機械において、両回転軸に発生する振動を防止する振動防止機構に関する。
【0002】
【従来技術】
従来、駆動軸の回転を歯車機構により従動軸に伝達する機械においては、歯車のバックラッシ等に起因して、両回転軸に振動が発生する。このような振動を防止する振動防止機構としては、特開昭63−123602号等に記載されたものが知られている。
このような装置では、回転軸の一端を延長して、その端部に容積型回転ポンプを取り付ける。この容積型回転ポンプには、タンク内のオイルを吸入する吸入パイプと、容積型回転ポンプに吸入されたオイルをタンク内に戻す突出パイプを取り付けている。
かかる装置において、回転軸の振動のエネルギは、回転軸の一端に取り付けた容積型回転ポンプのオイルを圧縮するエネルギに変換されるため、回転軸の振動は減衰され防止される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した振動防止機構では、回転軸を延長してその一端に容積型回転ポンプを取り付けているため、回転軸が長くなり装置が大型化するという問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】
そこで、上記した課題を解決するために、各請求項に記載したとおりの発明とした。
請求項1の発明に係る振動防止機構によれば、駆動軸が回転すると歯車機構によりその回転が従動軸に伝えられ従動軸が回転する。歯車機構は、第1 のケーシングで包み込まれているため歯車ポンプとしても機能し、オイル室を介してオイルを第1ケーシング内の圧縮室に吸入し、圧縮してオイル吐出口を介してオイル室に吐出する。したがって、駆動軸及び従動軸には歯車ポンプの圧縮作用が回転抵抗として働き、駆動軸及び従動軸に発生する振動は減衰され防止される。この際、流量調整機構で、循環するオイル流量を調整することにより、駆動軸及び従動軸に付加される抵抗を調整することができる。また、上記振動防止機構によれば、駆動軸の回転を従動軸に伝達するために必ず必要とされる歯車機構を、第1のケーシングで包み込むことにより歯車ポンプとしても機能させている。したがって、軸を延長して別途容積型回転ポンプを取り付ける必要がなく装置を小型化できる。
【0005】
また本発明によれば、第2のケーシングに形成されたオイル室の液面より低い位置に、オイル吸入口が位置するように第1のケーシングが配置されるので、歯車機構が回転すると、オイル吸入口よりオイル室内のオイルが吸入され、圧縮室で圧縮されオイル吐出口よりオイル室に吐出される。したがって、オイル吸入口とオイル吐出口を連通するオイル通路及びオイル貯留部の役割をオイル室で果たすことができる。
【0006】
請求項3の発明に係る工作機械によれば、駆動軸が回転すると歯車機構によりその回転が従動軸に伝えられ従動軸及び工具が回転する。歯車機構は、歯車ポンプとしても機能するため、駆動軸及び従動軸には歯車ポンプの圧縮作用が回転抵抗として働く。このため、工具に働く切削抵抗により従動軸に発生する振動は減衰され防止される。したがって、加工精度を向上することができる。また、歯車機構を歯車ポンプとしても機能させているため、軸を延長して別途容積型回転ポンプを取り付ける必要がなく工作機械を小型化できる。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明の振動防止機構の概略を図1に基づき説明する。図1は、本発明の振動防止機構の構成を説明するための図面である。
本発明の振動防止機構は、図1に示すように、駆動軸5aと従動軸5bを備え、駆動軸5aの回転を歯車機構(歯車4a、4b)により従動軸5bに伝達する機械に適用される。例えば、旋盤、フライス盤等の工作機械に適用することができる。また、工作機械のみではなく、例えば、エレベータ等の昇降機の動力伝達機構にも適用することができる。
【0008】
このような機械において、動力を伝達するための歯車機構(4a、4b)は、ケーシング6で包み込まれ歯車ポンプとしても機能するように構成されている。ケーシング6には、歯車ポンプにオイルを吸入するオイル吸入口6bと、歯車ポンプからオイルを吐出するオイル吐出口6aが形成される。オイル吐出口6aは、オイル吐出通路7aを介してオイル貯留部9に連通し、オイル貯留部9は、オイル吸入通路7bを介してオイル吸入口6bに連通している。オイル吐出通路7aには、オイル吐出通路7a(オイル吸入通路7b)を流れるオイル流量(オイル循環流量)を調整するオイル流量調整機構8が設けられる。このオイル流量調整機構8は、オリフィスや絞り弁等のオイル通路7aの流路断面積を調節する流路面積調節手段として構成することができる。また、このオイル流量調整機構8は、例えば、オイル吐出通路7a内にオイル貯留部9内のオイルをポンプで戻すような構成としても良い。このようにすれば、ポンプの出力を変えることにより循環するオイル流量を調整でき、流路面積調節手段で調節するよりも、オイル循環量を柔軟にコントロールすることができる。
【0009】
上記のように構成される振動防止機構は、駆動軸5aが回転すると従動軸5bが回転し、歯車4a、歯車4bも回転する。歯車4a、歯車4bが回転するため、オイル貯留部9内のオイルは、オイル吸入通路7bを通ってケーシング6内に吸引される。ケーシング6内に吸引されたオイルは、圧縮され、オイル吐出口6aよりオイル吐出通路7aに吐出されオイル貯留部9に戻される。ケーシング6内でオイルを圧縮する時に働く力は、駆動軸5a、従動軸5bの回転抵抗となり駆動軸5a及び従動軸5bに生じる振動を減衰させ防止させる。この回転抵抗は、オイル流量調節機構8で循環するオイル流量を調節することにより変えることができる。
【0010】
次に、本発明に係わる振動防止機構を丸鋸機に適用した実施形態について、図2乃至図6に基づいて説明する。
図2は、丸鋸機の概略の構成を示す斜視図であって、図3は、図2に示す丸鋸機の本体10のみを側面から見た図であって、ワークを切断する前の状態を示し、図4は、図3と同様の図であって、ワークが切断された後の状態を示し、図5は、図2に示す丸鋸機のケーシング内に配置された動力伝達機構の構成を説明するための図面であり、図6は、図2に示す丸鋸機のケーシング内に配置される本発明の振動防止機構の構成を示す図面である。
【0011】
図2に示すように、本発明の振動防止機構を備えた丸鋸機1は、サイドフレーム2a、2bと、サイドフレーム2a、2bに回動可能に取り付けられる本体10と、本体10が回動可能に取り付けられるブラケット5とを有する。サイドフレーム2a、2bには、図示省略したバイス部が設けられ、ワーク90が固定されるようになっている。
【0012】
丸鋸機1の本体10は、図3に示すように第2ケーシング50を有し、第2ケーシング50は支点54において回動可能にサイドフレーム2a、2bに取り付けられている。また、第2ケーシング50には、シリンダ連結部52においてシリンダ56が回動可能に取り付けられており、さらに、シリンダ56のシリンダロッド58の先端はロッド連結部60でブラケット5に回動可能に取り付けられる。このため、シリンダー56のシリンダロッド58が伸びた状態(図3の状態:ワークを切断する前の状態)から、シリンダ56のシリンダロッド58を縮めると、本体10は支点54を中心に回転し図4の状態(ワークを切断した状態)となる。
なお、ワーク90は、サイドフレーム2a、2bのバイス部に固定され、図に示す位置に固定されている。
【0013】
第2ケーシング50上には、電動モータ12が設置され、電動モータ12の駆動軸14とプーリ18間には伝達ベルト16が掛けられ、電動モータ12の駆動軸14の回転がプーリ18に伝えられるようになしている。プーリ18は軸19にはめ込まれ固定されているため、プーリ18と軸19は同一の回転数で回転する。軸19の回転は、後述する第2ケーシング50内に配置された動力伝達機構20により軸24に伝達される。軸24には、丸鋸70が着脱可能に取り付けられており、軸24に伝えられた回転により丸鋸70が回転しワーク90が切断される。
【0014】
次に、図5に基づき動力伝達機構20の構成について説明する。なお、図5に示される3本の軸19、22、24は、第2ケーシング50内のスペースの関係で同一平面上に存在せず、図6に示すような配置となる。しかしながら、図6では、便宜上、3本の軸19、22、24が同一平面上にあるものとして図示している。すなわち、図6のB−B線に沿って切断した断面を平面に展開して図示している。
軸19は、軸受け21a、21bにより第2ケーシング50に回転可能に支持されている。軸19の一端にはオイル車30が取り付けられ、また、軸受け21aと軸受け21bの間には、歯車26が取り付けられている。この歯車26は、軸22に取り付けられた歯車27と噛み合い、軸19の回転が軸22に伝えられるようになっている。
軸22は、軸受け23a、23b、23cにより第2ケーシング50に回転可能に支持されている。軸22には、さらに、軸受け23bと軸受け23cの間に歯車28が取り付けられている。この歯車28は、軸24に取り付けられた歯車29と噛み合っており、軸22の回転が軸24に伝えられるようになっている。なお、軸24は、軸受け25a、25bにより第2ケーシング50に回転可能に支持されている。
また、各軸19、22、24と第2ケーシング50との隙間は、各々ふた32、34、36で塞がれ、第2ケーシング50内のオイルが外部に漏れない様になっている。
【0015】
次に、図6に基づき、第2ケーシング50内に設置された振動防止機構の構成について説明する。図6は、図5に示すA−A線に沿って切断したときの断面図である。第2ケーシング50内には、内部にオイル48が貯留されるオイル室42が形成される。第1ケーシング40は、オイル室42内のオイル48の液面より低い位置に、オイル吸入口43及びオイル吐出口44が位置するように配置される。第1ケーシング40には、圧縮室47が形成され、圧縮室47内には軸22に取り付けられた歯車28と、この歯車28と噛み合う軸24に取り付けられ歯車29が収容される。第1ケーシング40には、オイル室42内のオイル48を圧縮室47内に吸引するための吸入通路45と、圧縮室47からオイル室42内にオイルを吐出する吐出通路46が形成される。
吐出通路46には、吐出通路46の流路面積を調節する流路面積調節手段(図示省略)が配設される。このような調節手段を設けると、圧縮室47から吐出されるオイルの流量を調整できる。また、この調節手段で損失する圧力損失分だけ吸入口43と吐出口44の圧力差が大きくなり、この圧力差に比例して軸24と軸22に付加される抵抗が大きくなる。したがって、この調整手段により軸22,24に付加される抵抗力を調整することができる。
吐出通路46に配設される調節手段としては、オリフィス等が使用できる。また、吐出通路46内へ突出する堰を設け、この堰の突出量をプランジャ等で調整できるように構成したものを用いることもできる。このようなものを使用すれば、軸24の回転数(及び/又は振動)にあわせて軸24に働く抵抗力を制御することができる。例えば、軸24に振動を検知するセンサ(位置、速度等)を取り付け、その信号に基づきプランジャを操作し、軸24に付加する抵抗力を制御することができる。
【0016】
上記振動防止機構を有する丸鋸機の作動について説明する。
まず、シリンダ56のシリンダロッド58が伸びた状態(図3の状態)で、ワーク90をサイドフレーム2a、2bのバイス部に固定する。次に、電動モータ12のスイッチをONにし通電すると、電動モータ12が回転し、その駆動軸14が回転する。駆動軸14の回転は、伝達ベルト16によりプーリ18に伝達され、軸19が回転する。軸19の回転は、既述した動力伝達機構20により軸24に伝えられ、軸24に取り付けた丸鋸70が回転する。丸鋸70が回転している状態で、シリンダ56のシリンダロッド58を徐々に収縮させると、丸鋸70がワーク90に当たりワーク90の切断(切削)が開始される。そして、シリンダ56のシリンダロッド58が完全に収縮した状態(図4の状態)になるとワークの切断が終了する。
【0017】
ここで、丸鋸70がワーク90に当たると、丸鋸70にはワーク90から切削抵抗力が働く。特に、丸鋸70のような切削工具では、丸鋸70に形成された鋸刃が、丸鋸70の回転に合わせてワーク90に周期的に当るため、その切削抵抗力は周期的変化する。この周波数が軸の固有振動数と一致すると大きな振動が発生し、加工物の表面性状や加工精度に大きな影響を与えることになる。したがって、軸24にこの振動を低減するための抵抗を与える必要が生じる。本発明では、図4に示す振動防止機構がその役割を果たす。
本発明の振動防止機構の動作について、図5及び図6に基づいて説明する。
軸22が回転し軸22に取り付けられた歯車28が回転すると、歯車28に噛み合う歯車29が回転する。歯車28と歯車29は、圧縮室47に収容されているため、オイル室42に充填されたオイル48は、吸入口43から吸入通路45を通って圧縮室47内に吸引される。圧縮室47内に吸引されたオイルは、歯車28と歯車29の回転により圧縮され吐出通路46に運ばれ、吐出口44よりオイル室42内に吐出される。この際、圧縮室47内に吸引されたオイルは、軸22と軸24の回転抵抗として働き、軸22、24に発生する振動を減衰させる。また、吐出通路46に設けた流路面積調節手段により、軸22、24に働く回転抵抗を調節できる。
なお、オイル車30は、オイル室42に貯留されたオイル48内で回転することによりオイル全体が攪拌され、オイル室42内のオイルの一部だけが吸入通路45、圧縮室47、吐出通路46を循環しないようにしている。このことにより、オイルの一部だけが循環し温度上昇することによる粘性抵抗の低下を防止する。
【0018】
以上説明したように、図2に示す丸鋸機の振動防止機構では、軸22の回転を軸24に伝達するために必要とされる歯車機構(歯車28、歯車29)を第1ケーシング40で包み、歯車(容積型)ポンプとしても機能させ、軸24に発生する振動を防止している。したがって、従来のように、軸24を第2ケーシング50の外に延長し容積型ポンプを付ける必要がなく、本体10を小さくすることができる。
また、軸24の振動を防止することができるため、軸24に取り付けている丸鋸70の振動も防止でき、加工精度及び加工表面の性状を向上することができる。
さらに、第2ケーシング50に形成したオイル室42のオイル液面より低い位置に第1ケーシング40を配置しているため、第1ケーシング40の吸入口43と吐出口44を連通するオイル通路及びオイル通路に設けられるオイル貯留部を設ける必要がなく装置自体を簡便に構成できる。また、既存の設備に振動防止装置を付加する等の設備の更新をする場合には、本体10のみを取りかえれば良く、既存の設備を有効に利用することができる。
なお、オイル48のオイルの粘度を適宜変更することにより、又は、吐出通路46に設けた流路面積調節手段により、軸24に働く抵抗力を調整することができる。
【0019】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る振動防止機構は、駆動軸の回転を伝達するために必要とされる歯車機構を第1のケーシングで包み込むことにより、この部分を容積型回転ポンプとしても機能させるため、軸を延長して別途容積型回転ポンプを取り付ける必要がなく装置を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる振動防止機構の構成を説明するための図面である。
【図2】本発明の一実施の形態に係わる振動防止機構が取り付けられた丸鋸機の斜視図である。
【図3】図2に示す丸鋸機の本体の側面図であって、ワークを切断する前の状態を示す図である。
【図4】図3に示す丸鋸機の本体の側面図であって、ワークが切断された後の状態を示す図である。
【図5】図2に示す丸鋸機の本体のケーシング内に配置された動力伝達機構の構成を説明するための図面である。
【図6】図2に示す丸鋸機の本体のケーシング内に配置される振動防止機構の構成を示す図面である。
【符号の説明】
10・・本体
12・・電動モータ
16・・伝達ベルト
19・・軸
22・・軸
24・・軸
26・・歯車
27・・歯車
28・・歯車
29・・歯車
40・・第1ケーシング
42・・オイル室
45・・吸入通路
46・・吐出通路
47・・圧力室
50・・第2ケーシング
56・・シリンダー
70・・丸鋸[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vibration preventing mechanism for preventing vibration generated on both rotating shafts in a machine that transmits rotation of a driving shaft to a driven shaft by a gear mechanism.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a machine that transmits the rotation of a drive shaft to a driven shaft by a gear mechanism, vibrations are generated on both rotary shafts due to gear backlash and the like. As a vibration preventing mechanism for preventing such vibration, a mechanism described in JP-A-63-123602 is known.
In such an apparatus, one end of the rotating shaft is extended, and a positive displacement rotary pump is attached to the end. The positive displacement rotary pump is provided with a suction pipe for sucking oil in the tank and a protruding pipe for returning the oil sucked into the positive displacement rotary pump into the tank.
In such an apparatus, vibration energy of the rotary shaft is converted into energy for compressing oil of a positive displacement rotary pump attached to one end of the rotary shaft, and therefore vibration of the rotary shaft is attenuated and prevented.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the vibration preventing mechanism described above has a problem in that the rotary shaft is extended and the positive displacement rotary pump is attached to one end thereof, so that the rotary shaft becomes long and the apparatus becomes large.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in order to solve the above-described problems, the invention is set forth as described in each claim .
According to the vibration preventing mechanism of the first aspect of the invention, when the drive shaft rotates, the rotation is transmitted to the driven shaft by the gear mechanism, and the driven shaft rotates. Since the gear mechanism is wrapped in the first casing, it also functions as a gear pump. The oil mechanism sucks oil into the compression chamber in the first casing through the oil chamber , compresses the oil chamber through the oil discharge port, and compresses the oil chamber. To discharge. Therefore, the compression action of the gear pump acts as a rotational resistance on the drive shaft and the driven shaft, and vibrations generated on the drive shaft and the driven shaft are attenuated and prevented. At this time, the resistance added to the drive shaft and the driven shaft can be adjusted by adjusting the circulating oil flow rate with the flow rate adjusting mechanism. In addition, according to the vibration preventing mechanism, the gear mechanism that is necessarily required to transmit the rotation of the drive shaft to the driven shaft is wrapped in the first casing so as to function as a gear pump. Therefore, it is not necessary to attach a positive displacement rotary pump by extending the shaft, and the apparatus can be miniaturized.
[0005]
Further , according to the present invention , the first casing is arranged so that the oil suction port is located at a position lower than the liquid level of the oil chamber formed in the second casing. Oil in the oil chamber is sucked from the suction port, compressed in the compression chamber, and discharged to the oil chamber from the oil discharge port. Therefore, the oil chamber can play the role of an oil passage and an oil reservoir that communicate the oil inlet and the oil outlet.
[0006]
According to the machine tool of the invention of claim 3, when the drive shaft rotates, the rotation is transmitted to the driven shaft by the gear mechanism, and the driven shaft and the tool rotate. Since the gear mechanism also functions as a gear pump, the compression action of the gear pump acts as a rotational resistance on the drive shaft and the driven shaft. For this reason, the vibration generated in the driven shaft by the cutting resistance acting on the tool is attenuated and prevented. Therefore, processing accuracy can be improved. Further, since the gear mechanism also functions as a gear pump, it is not necessary to extend the shaft and attach a positive displacement rotary pump, and the machine tool can be downsized.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The outline of the vibration preventing mechanism of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a drawing for explaining the configuration of the vibration preventing mechanism of the present invention.
As shown in FIG. 1, the vibration preventing mechanism of the present invention is applied to a machine having a
[0008]
In such a machine, the gear mechanism (4a, 4b) for transmitting power is configured to be wrapped in a
[0009]
In the vibration preventing mechanism configured as described above, when the
[0010]
Next, an embodiment in which the vibration preventing mechanism according to the present invention is applied to a circular saw will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the circular saw machine, and FIG. 3 is a view of only the
[0011]
As shown in FIG. 2, the
[0012]
The
The
[0013]
The
[0014]
Next, the configuration of the
The
The
Further, the gaps between the
[0015]
Next, based on FIG. 6, the structure of the vibration preventing mechanism installed in the
The
An orifice or the like can be used as the adjusting means disposed in the
[0016]
The operation of the circular saw machine having the vibration preventing mechanism will be described.
First, with the
[0017]
Here, when the
The operation of the vibration preventing mechanism of the present invention will be described with reference to FIGS.
When the
The
[0018]
As described above, in the vibration preventing mechanism of the circular saw machine shown in FIG. 2, the gear mechanism (
Further, since the vibration of the
Further, since the
The resistance force acting on the
[0019]
【The invention's effect】
As described above in detail, the vibration preventing mechanism according to the present invention wraps the gear mechanism required for transmitting the rotation of the drive shaft in the first casing, so that this portion can be used as a positive displacement rotary pump. In order to function, it is not necessary to extend the shaft and attach a separate positive displacement rotary pump, and the apparatus can be miniaturized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view for explaining the configuration of a vibration preventing mechanism according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a circular saw machine equipped with a vibration preventing mechanism according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a side view of the main body of the circular saw machine shown in FIG. 2 and shows a state before the workpiece is cut.
4 is a side view of the main body of the circular saw machine shown in FIG. 3, and shows a state after a workpiece has been cut. FIG.
5 is a view for explaining a configuration of a power transmission mechanism arranged in a casing of a main body of the circular saw machine shown in FIG. 2;
6 is a view showing a configuration of a vibration preventing mechanism arranged in a casing of a main body of the circular saw machine shown in FIG. 2;
[Explanation of symbols]
10..
Claims (3)
前記オイル室のオイル液面よりも低い位置に、前記圧縮室と前記オイル吸入口と前記オイル吐出口とが位置するように前記第1のケーシングが配置された振動防止機構。The vibration preventing mechanism according to claim 1,
Wherein a position lower than the oil level in the oil chamber, said so that the compression chamber and the oil suction port and said oil discharge port is positioned first casing arranged vibration preventing mechanism.
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Applications Claiming Priority (1)
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- 1998-08-28 JP JP24395298A patent/JP3727474B2/en not_active Expired - Lifetime
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