JP5295542B2 - Automatic tool changer drive - Google Patents
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Description
本発明は、自動ツールチェンジャの駆動装置に関する。 The present invention relates to a drive device for an automatic tool changer.
マシニングセンタ等の自動ツールチェンジャは、多くの工具を外周に把持した工具マガジンから必要な工具を取り出し、主軸に把持された工具と入れ替える作業を自動的に行うものである。この種の自動ツールチェンジャの前記工具マガジンの駆動装置として、例えば、図4及び図5に示されるような装置が知られている(特許文献1)。 An automatic tool changer such as a machining center automatically performs a work of taking out a necessary tool from a tool magazine holding many tools on the outer periphery and replacing the tool with a tool held on a spindle. As a drive device for the tool magazine of this type of automatic tool changer, for example, an apparatus as shown in FIGS. 4 and 5 is known (Patent Document 1).
モータ3の回転は、減速機5によって減速され、駆動スプロケット7の回転として取り出される。駆動スプロケット7は、無端状チェーンCを回転させる。一方、自動ツールチェンジャ9の工具マガジンBにおいては、多数の工具受容ポツトPがこの無端状チェーンCにより等間隔に連結されている。減速機5の駆動スプロケット7の回転により無端状チェーンCが回転すると、工具マガジンBの工具受容ポツトPが回転し、図示せぬ工具が交換可能となる。
The rotation of the
モータ3は、その全体が自動ツールチェンジャ9のフレーム14にボルト16を介して取り付けられている。減速機5は、モータ3のケーシング11にボルト13によって固定されている。この減速機5は、外歯歯車10と内歯歯車12とを有するいわゆる揺動内接噛合型の遊星歯車減速機であり、モータ3の回転によって、外歯歯車10を内歯歯車12に内接させながら揺動させ、該外歯歯車10と内歯歯車12との相対回転を出力として前記駆動スプロケット7から取り出すものである。
The
前記外歯歯車10の軸方向両側には、該外歯歯車10の自転成分と同期する第1、第2キャリヤ18、20が配置され、前記ボルト13によって連結されている。この減速機5においては、この構成により外歯歯車10の自転が拘束されると共に揺動のみが許容され、この揺動によって該外歯歯車10と内歯歯車12との噛合位置が移動する構成とされている。
On both sides in the axial direction of the
外歯歯車10が1回揺動することによって噛合位置が1周すると、外歯歯車10と内歯歯車12はその歯数差分だけ相対回転するが、外歯歯車10の自転が拘束されていることから、結局、この外歯歯車10と内歯歯車12との相対回転は、内歯歯車12側の回転として取り出されることになる。この結果、該内歯歯車12と一体化されている減速機ケーシング26を介して該減速機ケーシング26とボルト28によって一体化されている前記駆動スプロケット7が回転する。
When the meshing position is rotated once by the
しかしながら、このような従来の自動ツールチェンジャの駆動装置にあっては、自動ツールチェンジャの固定フレームの背面側に、モータが取り付けられる構成とされていたため、操作者のモータのメンテナンスが非常に困難であるという問題があった。しかしながら、このメンテナンスを容易化するために、例えば、モータを操作者にとって(操作盤に対して)前面側に配置しようとすると、該モータの電力供給用のケーブルやエンコーダの検出信号送信用のケーブルを、固定フレームの前面側にまで引き廻す必要があるという新たな問題が生じる。 However, in such a conventional automatic tool changer drive device, the motor is attached to the back side of the fixed frame of the automatic tool changer, so that maintenance of the motor of the operator is very difficult. There was a problem that there was. However, in order to facilitate this maintenance, for example, if the motor is to be arranged on the front side for the operator (with respect to the operation panel), a power supply cable for the motor or a detection signal transmission cable for the encoder A new problem arises that it is necessary to route the frame to the front side of the fixed frame.
本発明は、このような問題を解消するためになされたものであって、モータ、あるいは減速機が自動ツールチェンジャのフレームのいずれの側に組み付けられている場合であっても、モータ用のケーブルの引き回しが容易であり、その結果、例えば、モータを操作者の最前面側に配置することによって、該モータのメンテナンスを容易化することを容易に実現可能とした自動ツールチェンジャの駆動装置を提供することその課題としている。 The present invention has been made to solve such a problem, and the cable for the motor is used regardless of which side of the frame of the automatic tool changer the motor or the speed reducer is assembled. As a result, for example, an automatic tool changer drive device can be provided that facilitates maintenance of the motor by arranging the motor on the frontmost side of the operator. The challenge is to do that.
本発明は、外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合する内歯歯車とを有し、モータの回転を該外歯歯車と内歯歯車との相対回転として減速・出力する減速機を備えた自動ツールチェンジャの駆動装置において、前記外歯歯車の軸方向両側に、該外歯歯車の自転成分と同期する第1、第2キャリヤを備え、前記モータが、前記第1、第2キャリヤの軸心からオフセットして取り付けられ、該第1、第2キャリヤを含む前記減速機の半径方向中央部に、該減速機を軸方向に貫通するホロー部が形成され、該ホロー部に、前記モータ用のケーブルが挿通され、且つ前記内歯歯車が前記減速機のケーシングを兼用するとともに、該ケーシングに当該自動ツールチェンジャの可動部材を駆動するための回転駆動体が固定され、前記モータが、前記第1、第2キャリヤのうちモータ側に位置する第2キャリヤに、前記オフセットの設置を可能とするアダプタを介して連結され、前記アダプタの外周と前記第2キャリヤの内周とがインロー嵌合され、前記第2キャリヤの外周にオイルシールが配置された構成とすることにより、上記課題を解決したものである。 The present invention includes an external gear and an internal gear that is internally meshed with the external gear, and a speed reducer that decelerates and outputs the rotation of the motor as relative rotation between the external gear and the internal gear. In the automatic tool changer drive apparatus, the first and second carriers synchronized with the rotation components of the external gear are provided on both sides in the axial direction of the external gear, and the motor includes the first and second carriers. A hollow portion is formed in the radial central portion of the speed reducer including the first and second carriers, and penetrates the speed reducer in the axial direction. A cable for the motor is inserted, and the internal gear also serves as a casing of the speed reducer, and a rotary driving body for driving a movable member of the automatic tool changer is fixed to the casing. The first and second The second carrier located on the motor side of the carrier is connected via an adapter that allows the offset to be installed, and the outer periphery of the adapter and the inner periphery of the second carrier are inlay-fitted, and the second carrier By adopting a configuration in which an oil seal is disposed on the outer periphery of the carrier , the above-described problems are solved.
本発明によれば、モータは第1、第2キャリヤの軸心、即ち、減速機の半径方向中央部からオフセットして取り付けられており、且つこの減速機の半径方向中央部に該減速機を軸方向に貫通するホロー部が形成されている。このため、減速機の半径方向中央部にホロー部を容易に形成することができ、このホロー部を利用することによってモータ用のケーブルを通すことができる。したがって、ケーブルの取り扱いも容易であり、自動ツールチェンジャの固定フレームに対してモータ、減速機がどのように取り付けられる場合であっても、ケーブルの引き廻しに問題が生じることはない。そのため、例えば、操作者にとって(操作盤に対して)モータを前面側に配置することも、特に困難を伴うことなく容易に実現することができる。 According to the present invention, the motor is mounted offset from the axial center of the first and second carriers, that is, the radial center of the speed reducer, and the speed reducer is installed at the radial center of the speed reducer. A hollow portion penetrating in the axial direction is formed. For this reason, a hollow part can be easily formed in the radial direction center part of a reduction gear, and the cable for motors can be passed by utilizing this hollow part. Therefore, handling of the cable is easy, and no problem arises in routing the cable, no matter how the motor and the speed reducer are attached to the fixed frame of the automatic tool changer. Therefore, for example, it is possible for the operator to easily arrange the motor on the front side (relative to the operation panel) without any particular difficulty.
自動ツールチェンジャの固定フレームに対して、モータ或いは減速機がどのように配置される場合であっても、モータ用のケーブルを容易に引き廻すことができ、この結果、例えばモータを最もメンテナンスが容易な位置に配置することが簡単に実現できるようになる。 Regardless of how the motor or reducer is arranged relative to the fixed frame of the automatic tool changer, the motor cable can be easily routed. It becomes possible to easily arrange them at various positions.
以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings.
図1は、本発明に係る自動ツールチェンジャの駆動装置の実施形態の例を示す縦断面図、図2は、その要部拡大図である。また、図3は図2の矢視III−III線に沿う断面図である。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of an embodiment of a drive device for an automatic tool changer according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a main part thereof. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.
主に図1を参照して、概略から説明すると、この自動ツールチェンジャ46の駆動装置48は、モータ54の回転を外歯歯車50と内歯歯車52との相対回転として減速・出力する減速機56を備える。外歯歯車50は揺動しながら内歯歯車52に内接噛合する。
Referring mainly to FIG. 1, the
外歯歯車50の軸方向両側には、該外歯歯車50の自転成分と同期する(この実施形態の場合には固定状態で同期している)第1、第2キャリヤ60、62が配置されている。
First and
自動ツールチェンジャ46の固定フレーム64に対しては、第1キャリヤ60がボルト67を介して固定される。また、モータ54は、第2キャリヤ62に、アダプタ(後述)92を介して該第1、第2キャリヤ60、62の軸心O1からオフセット量L1だけオフセットして連結される。第1、第2キャリヤ60、62を含む減速機56の半径方向中央には、該減速機56を軸方向に貫通するホロー部65が形成され、このホロー部65に、モータ54用のケーブル66(66A、66B)が挿通される。
The
内歯歯車52は、減速機56のケーシング68を兼用している。このケーシング68には、第1、第2キャリヤ60、62が軸受61A、61Bを介して回転自在に支持されると共に、前記自動ツールチェンジャ46の可動部材である無端状チェーン70を駆動するための駆動スプロケット(回転駆動体)72がボルト71を介して固定される。無端状チェーン70には、自動ツールチェンジャ46の工具マガジン71の工具受容ポット73が取り付けられている。即ち、無端状チェーン70が回転することにより、工具受容ポット73が駆動され、図示せぬ工具の交換ができるようになっている。
The
なお、この実施形態では、固定フレーム64に対して図1、図2の右側が操作者側である。即ち、図示せぬ操作盤に対して(操作者から見て)モータ54が最前面側に位置していることになる。
In this embodiment, the right side of FIGS. 1 and 2 with respect to the
以下、主に図2、図3を参照して、各部の構成をより詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration of each unit will be described in more detail with reference mainly to FIGS. 2 and 3.
モータ54のモータ軸54Aにはピニオン74が一体回転可能に配置されており、ギヤ78と噛合している。ギヤ78は、減速機56の入力軸76上にスプライン77を介して組み込まれている。入力軸76には偏心体80(80A、80Bの2個)が一体的に形成されており、複数のころを用いた軸受82(82A、82B)を介して外歯歯車50(50A、50B)が揺動可能に嵌合している。
A
外歯歯車50には、59個のトロコイド形状の外歯51が形成されており、内歯歯車52に内接噛合している。内歯歯車52の内歯はころ状のピン53によって構成されており、その数(すなわち歯数)は60本である。前述したように、内歯歯車52は、減速機56のケーシング68を兼ねており、ボルト71を介して前記駆動スプロケット72に連結されている。
The
外歯歯車50には、複数の内ピン孔84が該外歯歯車50の軸方向に貫通して形成されており、内ローラ86が被せられた内ピン88が遊嵌している。内ピン88は、第1キャリヤ60に一体的に突出形成されており、先端が第2キャリヤ62に形成された凹部62Aに当接するまで挿入された状態で、ボルト90により第2キャリヤ62と連結されている。
The
第1キャリヤ60は、自動ツールチェンジャ46の固定フレーム64にボルト67を介して固定されているため、外歯歯車50は内ピン88及び内ローラ86を介してその自転が拘束されている。
Since the
モータ54は、アダプタ92を介してボルト94により第2キャリヤ62に取り付けられている。アダプタ92は、第2キャリヤ62のインロー部63と嵌合すると共に、第1、第2キャリヤ60、62の軸心O1から寸法L1だけオフセットされた中心O2を有する円筒開口部93を備える。モータ54は、該円筒開口部93に嵌合している。即ち、モータ54は、アダプタ92を介して第1、第2キャリヤ60、62の軸心O1から寸法L1だけオフセットされた状態で、第2キャリヤ62に取り付けられることになる。アダプタ92が第2キャリヤ62に取り付けられており、前述したように第2キャリヤ62は、第1キャリヤ60を介して自動ツールチェンジャ46の固定フレーム64に固定されているため、結局、モータ54は、間接的に自動ツールチェンジャ46の固定フレーム64に固定されていることになる。
The motor 54 is attached to the second carrier 62 with a
モータ54が第1、第2キャリヤ60、62の軸心O1からオフセット量L1だけオフセットされた状態で第2キャリヤ62に取り付けられていることにより、減速機56の第1、第2キャリヤ60、62の軸心O1を中心とする半径方向中央部の軸方向両側には何もない空間が確保されている。この実施形態では、第1、第2キャリヤ60、62を含む減速機56の半径方向中央部に該減速機56を軸方向に貫通するホロー部65を形成し、この何もない空間を該ホロー部65によって連通させ、ここにモータ54用のケーブル66(電力供給用のケーブル66A、及び図示せぬエンコーダの検出信号送信用のケーブル66B)を挿通させている。即ち、各ケーブル66A、66Bは、固定フレーム64の裏面側から該固定フレーム64の取り付け孔63を介して前面側に導かれ、減速機56のホロー部65を介してモータ54と連結されている。
Since the motor 54 is attached to the second carrier 62 with the offset amount L1 being offset from the axis O1 of the first and
なお、図の符号96はボルト97を介して第1キャリヤ60に連結された保護パイプであり、この保護パイプの96の内側が前記ホロー部65となっている。また、この保護パイプ96のモータ側端部にはオイルシール98Aが組み込まれ、オイルシール98B、98Cと共同して減速機56内の潤滑剤を封止している。なお、オイルシール98Aは、Oリングのような封止部材でも良い。
次にこの駆動装置48の作用を説明する。
Next, the operation of the
電力供給用のケーブル66Aを介してモータ54が駆動され、モータ軸54Aが回転すると、ピニオン74及びギヤ78を介して入力軸76が回転する。入力軸76が回転すると、該入力軸76と一体的に形成されている偏心体80が回転し、軸受82を介して外歯歯車50が揺動回転する。外歯歯車50は第1キャリヤ60から一体的に突出された内ピン88及び該内ピン88に被せられた内ローラ86によってその自転が拘束されているため、外歯歯車50が1回揺動するごとに、内歯歯車52はその歯数差(60−59)=1の分だけ外歯歯車50に対して相対回転する。この相対回転が内歯歯車52と一体化されているケーシング68を介して駆動スプロケット72に伝達され、無端状のチェーン70を介して工具マガジン71の工具受容ポット73が回転する。
When the motor 54 is driven through the power supply cable 66 </ b> A and the motor shaft 54 </ b> A rotates, the
ここで、モータ54が操作者の最前面に配置されているにも拘わらず、モータ54の駆動に必要なケーブル66A、66Bは、固定フレーム64の裏面側から減速機56のホロー部65を介してモータ54にまで引き廻されており、且つ、モータ54は減速機56の軸心O1からオフセット量L1だけオフセットされた位置に配置されているため、該ケーブル66A、66Bを、極めて無駄のない態様でモータ54にまで配線することができている。また、モータ54が操作者の最前面に配置されているため、エンコーダを含む該モータ54のメンテナンスを極めて容易に行うことができる。
Here, although the motor 54 is disposed in the forefront of the operator, the
なお、本発明によれば、ホロー部を利用することによって、自動ツールチェンジャの固定フレームに対してモータ及び減速機が前面或いは裏面のどちらの側に取り付けられる場合であっても、容易に対応できることが可能となるが、固定フレームに対してモータが操作者の前面側に取り付けられることを必ずしも要求するものではない。それは、固定フレームのいずれの側の方がよりメンテナンスがし易いかという点に関しては、必ずしも前面側の方が常にメンテナンスが容易とは限らないからである。モータのケーブルをいずれの側から引き廻すのが容易かという点に関しても同様である。他の部材との関係を含め、これらを総合的に考慮して、その配置側を適宜に決定することは許容される。 In addition, according to this invention, it can respond easily even if it is a case where a motor and a reduction gear are attached to the front or back side with respect to the fixed frame of an automatic tool changer by utilizing a hollow part. However, it is not always required that the motor be attached to the front surface of the operator with respect to the fixed frame. This is because the front side is not always easier to maintain as to which side of the fixed frame is easier to maintain. The same applies to the point from which side the motor cable can be easily routed. It is permissible to appropriately determine the arrangement side in consideration of these factors comprehensively including the relationship with other members.
また、上記実施形態では、第1キャリヤが固定フレームに直接固定され、また、モータがアダプタを介して第2キャリヤに取り付けられる例が示されていたが、本発明では、要は、第1キャリヤが固定フレームに固定可能とされており、且つ、モータが第1、第2キャリヤの軸心からオフセットされた状態で取り付けられていれば良く、それ以上の具体的な取付手法は限定されない。例えば、第1キャリヤは、固定フレームに(直接ではなく)アダプタ或いはブラケット等を介して固定されていても良い。また、モータは、(第2キャリヤにではなく)固定フレームに取り付けられる構造であっても良い。この場合、固定フレームに直接取り付けられる構造でも、また、アダプタ或いはブラケット等を介して取り付けられる構造であっても良い。更には、モータの取り付けサイドも、第1、第2キャリヤに対して固定フレームが存在する側と(上記実施形態のように)逆の側としても良いし、同じ側としても良い。 In the above embodiment, an example is shown in which the first carrier is directly fixed to the fixed frame, and the motor is attached to the second carrier via the adapter. However, in the present invention, the main point is the first carrier. Can be fixed to the fixed frame, and the motor may be mounted in a state offset from the shaft centers of the first and second carriers, and the specific mounting method beyond that is not limited. For example, the first carrier may be fixed to the fixed frame (not directly) via an adapter or a bracket. Further, the motor may be structured to be attached to a fixed frame (not to the second carrier). In this case, a structure that is directly attached to the fixed frame or a structure that is attached via an adapter or a bracket may be used. Furthermore, the motor mounting side may be the opposite side to the side where the fixed frame is present with respect to the first and second carriers (as in the above embodiment) or the same side.
更に、上記実施形態においては、ケーシングと一体化された内歯歯車の回転が駆動スプロケットを介して自動ツールチェンジャの無端状のチェーンを回転させる構成とされていたが、本発明においては、自動ツールチェンジャの可動部材を駆動するための回転駆動体は、必ずしも駆動スプロケットである必要はなく、例えば、歯付きのプーリ、あるいは歯車のような回転駆動体であってもよい。 Further, in the above embodiment, the rotation of the internal gear integrated with the casing rotates the endless chain of the automatic tool changer via the drive sprocket. However, in the present invention, the automatic tool The rotary drive body for driving the movable member of the changer is not necessarily a drive sprocket, and may be a rotary drive body such as a toothed pulley or a gear.
自動ツールチェンジャを駆動するための装置として広く利用できる。 It can be widely used as an apparatus for driving an automatic tool changer.
46…自動ツールチェンジャ
48…駆動装置
50…外歯歯車
52…内歯歯車
54…モータ
56…減速機
60…第1キャリヤ
62…第2キャリヤ
64…固定フレーム
65…ホロー部
66…ケーブル
68…ケーシング
70…無端状チェーン(可動部材)
72…駆動スプロケット(回転駆動体)
76…入力軸
80…偏心体
88…内ピン孔
86…内ピン
92…アダプタ
96…保護パイプ
O1…第1、第2キャリヤの軸心
L1…オフセット量
46 ...
72 ... Drive sprocket (rotary drive)
76 ...
Claims (3)
前記外歯歯車の軸方向両側に、該外歯歯車の自転成分と同期する第1、第2キャリヤを備え、
前記モータが、前記第1、第2キャリヤの軸心からオフセットして取り付けられ、
該第1、第2キャリヤを含む前記減速機の半径方向中央部に、該減速機を軸方向に貫通するホロー部が形成され、
該ホロー部に、前記モータ用のケーブルが挿通され、且つ
前記内歯歯車が前記減速機のケーシングを兼用するとともに、該ケーシングに当該自動ツールチェンジャの可動部材を駆動するための回転駆動体が固定され、
前記モータが、前記第1、第2キャリヤのうちモータ側に位置する第2キャリヤに、前記オフセットの設置を可能とするアダプタを介して連結され、
前記アダプタの外周と前記第2キャリヤの内周とがインロー嵌合され、
前記第2キャリヤの外周にオイルシールが配置される
ことを特徴とする自動ツールチェンジャの駆動装置。 An automatic tool having an external gear and an internal gear with which the external gear internally meshes, and a speed reducer that decelerates and outputs the rotation of the motor as a relative rotation between the external gear and the internal gear In the changer drive,
First and second carriers synchronized with the rotation component of the external gear on both axial sides of the external gear,
The motor is mounted offset from the axis of the first and second carriers;
A hollow portion that penetrates the speed reducer in the axial direction is formed at a radial center portion of the speed reducer including the first and second carriers,
A cable for the motor is inserted into the hollow portion, and the internal gear also serves as a casing of the speed reducer, and a rotary driving body for driving a movable member of the automatic tool changer is fixed to the casing. It is,
The motor is connected to a second carrier located on the motor side of the first and second carriers via an adapter that allows the offset to be installed,
The outer periphery of the adapter and the inner periphery of the second carrier are inlay fitted,
An automatic tool changer drive device, wherein an oil seal is disposed on an outer periphery of the second carrier .
前記第1、第2キャリヤのうち反モータ側に位置する第1キャリヤに、内側が前記ホロー部を構成する保護パイプが固定され、
該保護パイプと前記アダプタとの間にオイルシールが配置されている
ことを特徴とする自動ツールチェンジャの駆動装置。 Te claim 1 smell,
Before SL first, the first carrier is located in the anti-motor side of the second carrier, protective pipe inside constituting the hollow portion is fixed,
An automatic tool changer drive device, wherein an oil seal is disposed between the protective pipe and the adapter.
前記アダプタ外周と前記第2キャリヤ内周とのインロー嵌合部と、前記第2キャリヤ外周に配置されるオイルシールとが、径方向から見て重なる
ことを特徴とする自動ツールチェンジャの駆動装置。 In claim 1 or 2,
An automatic tool changer drive device characterized in that an inlay fitting portion between the outer periphery of the adapter and the inner periphery of the second carrier and an oil seal disposed on the outer periphery of the second carrier overlap each other when viewed from the radial direction .
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