JP5741910B2 - Spindle drive using backlash adjusting device - Google Patents

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本発明は、工作機械の歯車伝達装置のバックラッシを調整するバックラッシ調整装置及びバックラッシ調整装置を用いた主軸駆動装置に関する。   The present invention relates to a backlash adjusting device for adjusting a backlash of a gear transmission device of a machine tool and a spindle driving device using the backlash adjusting device.

従来、回転と割出しを有する工作機械の一つに、ギヤシェーパがある。例えば特許文献1の図1のギヤシェーパでは、主軸先端にピニオンカッタを取付け、主軸に設けられた従動歯車を割出用駆動モータで回転させると同時に、球面軸受を介してクランク機構を主軸に接続し、主軸を上下に移動させ、歯車を製作している。さらには、複合工作機械の進歩により、ワークを載置又は固定する回転テーブル、あるいは工具が取付けられる工具主軸において割出機能の他に、ワークの穴加工等の高速回転ができるものが増加している。かかる場合は、割出用モータと高速回転用モータとを設けて、クラッチ等により主軸と各モータとを選択的に接続し、割出又は高速回転を行っている。   Conventionally, there is a gear shaper as one of machine tools having rotation and indexing. For example, in the gear shaper of FIG. 1 of Patent Document 1, a pinion cutter is attached to the tip of the main shaft, and a driven gear provided on the main shaft is rotated by an indexing drive motor, and at the same time, a crank mechanism is connected to the main shaft through a spherical bearing. The gear is made by moving the main shaft up and down. Furthermore, with the progress of multi-task machine tools, in addition to the indexing function on the rotary table for mounting or fixing the workpiece or the tool spindle to which the tool is attached, the number of tools capable of high-speed rotation such as drilling the workpiece has increased. Yes. In such a case, an indexing motor and a high-speed rotation motor are provided, and the main shaft and each motor are selectively connected by a clutch or the like to perform indexing or high-speed rotation.

例えば特許文献2の自動旋盤においては、回転と割出を主軸後端に配置された切換機構を前後させることにより選択している。主軸の後端側にはクラッチコーンとスプラインが形成され、さらに、切換機構及び高速回転用モータによりプーリ駆動される回転伝動軸が配置されている。切換機構は先端側にクラッチコーンと外周に外歯車を有し、前進時には、クラッチコーンに接続され、かつ外歯車は割出用モータに接続された割出機構にかみ合うようにされている。これにより割出を行う。また、切換機構は後端に主軸とスプライン嵌合し後側に延出するスプライン穴を有し、後退時には、回転伝達軸のスプラインと嵌合し、主軸を高速回転するようにしている。   For example, in the automatic lathe of Patent Document 2, the rotation and the indexing are selected by moving the switching mechanism arranged at the rear end of the spindle back and forth. A clutch cone and a spline are formed on the rear end side of the main shaft, and a rotation transmission shaft driven by a pulley by a switching mechanism and a high-speed rotation motor is disposed. The switching mechanism has a clutch cone on the distal end side and an external gear on the outer periphery, and is connected to the clutch cone when moving forward, and the external gear is engaged with an indexing mechanism connected to an indexing motor. Thus, indexing is performed. Further, the switching mechanism has a spline hole that is spline-fitted with the main shaft at the rear end and extends rearward, and when retracted, the switching mechanism is fitted with the spline of the rotation transmission shaft so that the main shaft rotates at high speed.

このような割出機構を有する工作機械では割出精度が要求される。しかし、割出は駆動軸から、複数の歯車を介して工具主軸や回転テーブル軸に伝達されるので、歯車によるバックラッシのため、割出精度が低下する。   A machine tool having such an indexing mechanism requires indexing accuracy. However, since indexing is transmitted from the drive shaft to the tool spindle and the rotary table shaft via a plurality of gears, indexing accuracy is reduced due to backlash by the gears.

そこで、特許文献3の図1においては、テーブル回転用であるが、バックラッシを少なくするために、図6に示すようなバックラッシ調整装置81を用いている。このバックラッシ調整装置は、ターニングテーブル2駆動用であり、駆動軸90を軸方向移動させることにより、割出と高速回転とを切り替えることができるようにされている。図6は高速回転時を示す。   Therefore, in FIG. 1 of Patent Document 3, although for table rotation, a backlash adjusting device 81 as shown in FIG. 6 is used to reduce backlash. This backlash adjusting device is for driving the turning table 2 and can switch between indexing and high-speed rotation by moving the drive shaft 90 in the axial direction. FIG. 6 shows the high-speed rotation.

駆動用の駆動平歯車91を駆動軸90に設け、この駆動平歯車にかみ合う第1の平歯車92と、この第1平歯車と同軸に第2のはすば歯車94を設けて第1の中間軸85とする。さらに、第1平歯車92とは別に、駆動平歯車91と、かみ合う第3の平歯車95と、この第3の平歯車と同軸に第4のはすば歯車97を設けて第2中間軸86とする。そして、第2、第4のはすば歯車94、97をテーブル回転軸6c(主軸)の従動はすば歯車18に同時にかみ合うようにされている。さらに、第1又は第2中間軸85、86の少なくとも一方を軸方向に移動させることにより、従動はすば歯車18(主軸2)と駆動はすば歯車91間のバックラッシを調整できる。   A drive spur gear 91 for driving is provided on the drive shaft 90, a first spur gear 92 that meshes with the drive spur gear, and a second helical gear 94 that is coaxial with the first spur gear are provided. The intermediate shaft 85 is used. Further, in addition to the first spur gear 92, a driving spur gear 91, a third spur gear 95 to be engaged, and a fourth helical gear 97 are provided coaxially with the third spur gear to provide a second intermediate shaft. 86. The second and fourth helical gears 94 and 97 are engaged with the helical gear 18 at the same time as the follower of the table rotation shaft 6c (main shaft). Further, the backlash between the driven helical gear 18 (main shaft 2) and the driving helical gear 91 can be adjusted by moving at least one of the first or second intermediate shafts 85 and 86 in the axial direction.

割出は駆動軸を下方(矢印)に移動させ、駆動平歯車91に、第1の平歯車92と第3の平歯車95をかみ合わせる。同時にクラッチ105を働かせウォームギヤ102と駆動軸90を接続する。図示しない割出用モータでウォームギヤを駆動し、バックラッシを防止しながら割出を行う。さらに、高速回転では、図6に示すように、駆動軸90を上昇させ、バックラッシ調整機能を解除した状態で高速用駆動モータ103により高速回転をおこなう。   In indexing, the drive shaft is moved downward (arrow), and the first spur gear 92 and the third spur gear 95 are engaged with the drive spur gear 91. At the same time, the clutch 105 is operated to connect the worm gear 102 and the drive shaft 90. The worm gear is driven by an indexing motor (not shown) to perform indexing while preventing backlash. Further, in the high-speed rotation, as shown in FIG. 6, the drive shaft 90 is raised and the high-speed drive motor 103 performs high-speed rotation in a state where the backlash adjustment function is released.

しかし、かかる従来のものでは、移動する第2又は第4はすば歯車94、97と従動はすば歯車18とが軸方向に互いに移動し、歯幅方向で歯面同士が接触する部分と接触しない部分が生じるので、偏磨耗や、振動が生じるおそれがある。   However, in such a conventional one, the moving second or fourth helical gears 94 and 97 and the driven helical gear 18 move in the axial direction and the tooth surfaces contact each other in the tooth width direction. Since a non-contact portion occurs, uneven wear and vibration may occur.

そこで、特許文献4の図4のターニングテーブル2では、図7に示すように、第1及び第2中間軸85、86を移動させずに、駆動軸87を移動させるようにしている。特許文献3のバックラッシ調整装置81は、駆動軸87にねじれ方向が逆の駆動はすば歯車91、93を一組設けて、図でみて、下側の駆動はすば歯車91にかみ合う第1のはすば歯車92と、この第1のはすば歯車と同軸に第1のはすば歯車とは、はすば方向が逆方向(逆ねじれ)の第2のはすば歯車94を設けて第1の中間軸85とする。   Therefore, in the turning table 2 of FIG. 4 of Patent Document 4, as shown in FIG. 7, the drive shaft 87 is moved without moving the first and second intermediate shafts 85 and 86. In the backlash adjusting device 81 of Patent Document 3, a set of helical drive gears 91 and 93 having a reverse twisting direction are provided on the drive shaft 87, and the lower drive meshes with the helical gear 91 as seen in the figure. The helical gear 92 and the first helical gear coaxially with the first helical gear include a second helical gear 94 whose helical direction is opposite (reverse twist). The first intermediate shaft 85 is provided.

さらに、第1のはすば歯車92とは別に、図でみて、上側の駆動はすば歯車93とかみ合う第3のはすば歯車95と、この第3のはすば歯車と同軸に第3のはすば歯車とは、はすば方向が同方向の第4のはすば歯車97を設けて第2中間軸86とする。そして、第2、第4のはすば歯車94、97がテーブル回転軸の従動はすば歯車18に同時にかみ合うようにされている。駆動軸87には駆動歯車98が設けられ、駆動モータ8出力軸90の歯車99にかみ合うようにされている。駆動軸87を軸方向に移動させることにより、従動はすば歯車18と駆動歯車98間のバックラッシを調整している。   In addition to the first helical gear 92, as shown in the figure, a third helical gear 95 that meshes with the helical gear 93 on the upper drive side, and a third helical gear 95 that is coaxial with the third helical gear. The third helical gear is provided as a second intermediate shaft 86 by providing a fourth helical gear 97 having the same helical direction. The second and fourth helical gears 94 and 97 are engaged with the helical gear 18 at the same time as the follower of the table rotation shaft. A drive gear 98 is provided on the drive shaft 87 so as to mesh with the gear 99 of the output shaft 90 of the drive motor 8. The backlash between the driven helical gear 18 and the drive gear 98 is adjusted by moving the drive shaft 87 in the axial direction.

特開平10−109223号公報JP-A-10-109223 特許2631416号公報Japanese Patent No. 2631416 特開2001−246533号公報JP 2001-246533 A 特開平8−197366号公報JP-A-8-197366

しかし、特許文献3のものでは、高速・割出用モータの両方を設けるので、バックラッシ側の構造が複雑となる。特許文献4のものでは、高速モータは別に設けるのにもかかわらず歯車の軸方向の段数が4段と多く、軸方向高さが高くなるという問題があった。また、特許文献3では、割出をウォームギヤ102でおこなっており、特許文献4のものでは、駆動モータ8と駆動軸87とを歯車99、98で接続するので、駆動モータ8と駆動軸87間のバックラッシが生じる。このため、駆動モータの回転方向を逆転した場合はバックラッシが発生し、割出精度が低下してしまうという問題があった。さらに、特許文献4の場合、逆転時のバックラッシを防止するためにシフト用の駆動軸87と駆動モータ軸90とを一体にすると構造が複雑になってしまうという問題があった。   However, in Patent Document 3, since both the high-speed and indexing motor are provided, the structure on the backlash side is complicated. The thing of patent document 4 had the problem that the number of stages of the axial direction of a gearwheel was as many as four stages, even if it provided a high-speed motor separately, and the axial direction height became high. Further, in Patent Document 3, the indexing is performed by the worm gear 102, and in Patent Document 4, the drive motor 8 and the drive shaft 87 are connected by gears 99 and 98, so that the drive motor 8 and the drive shaft 87 are connected. Backlash occurs. For this reason, when the rotation direction of the drive motor is reversed, there is a problem that backlash occurs and indexing accuracy is lowered. Further, in the case of Patent Document 4, if the shift drive shaft 87 and the drive motor shaft 90 are integrated to prevent backlash during reverse rotation, the structure becomes complicated.

また、特許文献3では、高速回転時には従動はすば歯車18(主軸2)は第4のはすば歯車97とかみ合えばよいが、第2のはすば歯車94ともかみ合っているので負荷が多くなり、また、歯車抵抗がある。また、特許文献4のものでは、高速回転時に別のモータを用いる場合は、バックラッシ用歯車がつれ回るので、高速回転時の負荷が大きいという問題があった。   Further, in Patent Document 3, the driven helical gear 18 (main shaft 2) may be engaged with the fourth helical gear 97 during high-speed rotation, but the second helical gear 94 is also engaged with the load. And there is a gear resistance. Moreover, in the thing of patent document 4, when another motor was used at the time of high speed rotation, since the gear for backlash swung around, there existed a problem that the load at the time of high speed rotation was large.

一方、特許文献1のギヤシェーパの軸の上下運動と、特許文献2の割出及び高速回転軸とを一体にしたものはなかった。また、特許文献1を特許文献2に適用するためには、剛性向上のために主軸の軸方向長さを確保する必要があり、さらに軸方向に長くしなければならないという問題があった。なお、NC工作機械の主軸台を上下方向に移動してギヤシェーパと同様の歯車加工する例がある。しかし、この場合は、速度や精度の低下がある。   On the other hand, there was no one in which the vertical movement of the shaft of the gear shaper of Patent Document 1 and the indexing and high-speed rotation shaft of Patent Document 2 were integrated. In addition, in order to apply Patent Document 1 to Patent Document 2, there is a problem that it is necessary to ensure the axial length of the main shaft in order to improve rigidity, and it is necessary to increase the length in the axial direction. There is an example of gear machining similar to a gear shaper by moving a headstock of an NC machine tool in the vertical direction. However, in this case, there is a decrease in speed and accuracy.

かかる問題点に鑑みて、本発明の課題は、駆動モータを逆転してもバックラッシのない、軸方向の段数が少なく、構造が簡単で小型のバックラッシ調整装置を提供することである。さらに、一般の穴加工とギヤシェーパの加工を行える主軸駆動装置を提供することである。   In view of such a problem, an object of the present invention is to provide a small-sized backlash adjusting device that has no backlash even when the drive motor is reversed, has a small number of axial steps, has a simple structure. It is another object of the present invention to provide a spindle drive device that can perform general hole machining and gear shaper machining.

本発明においては、工作機械の回転軸の駆動装置において、割出用駆動モータの出力軸に設けられた駆動はすば歯車と、前記駆動はすば歯車の一方でかみ合う第1のはすば歯車と、前記第1のはすば歯車と同軸に第1の平歯車が設けられた第1の中間軸と、前記第1の平歯車とかみ合う第1の中間平歯車と、前記駆動はすば歯車の他方でかみ合う第2のはすば歯車と、この第2のはすば歯車と同軸に第2の平歯車が設けられた第2の中間軸と、前記第2の平歯車とかみ合う第2の中間平歯車と、を有し、前記第1の中間平歯車及び前記第2の中間平歯車が前記回転軸に設けられた従動平歯車に同時にかみ合うようにされ、さらに、前記第1及び第2の中間軸を軸方向に移動させることにより、前記駆動はすば歯車と前記従動平歯車間のバックラッシを調整可能にされたバックラッシ調整装置を用いた主軸駆動装置であって、前記回転軸は、主軸台に転がり軸受で支持された中空高速軸と、前記中空高速軸内両端から突出しかつ前記中空高速軸内を滑り軸受けで回転かつ軸方向に摺動可能に挿通され先端に工具を取付け可能にされた主軸と、を備え、前記主軸は他端側に設けられ前記主軸とは軸方向に摺動可能にかつ前記主軸と一体に回転する前記従動平歯車を有し、前記中空高速軸は高速回転用モータに接続されていることで前記回転軸が前記高速回転用モータにより回転可能にされており、前記中空高速軸の軸端に設けられ前記主軸の軸方向移動に伴って前記中空高速軸と前記主軸とを回転方向に切断又は接続可能とするクラッチと、を有し、前記主軸の軸方向の往復動又は前記クラッチの断続ができるように前記主軸を軸方向に往復動させる往復移動機構と、を備えたバックラッシ調整装置を用いた主軸駆動装置を提供することにより前述した課題を解決した。 In the present invention, in the drive device for the rotary shaft of the machine tool, the drive helical gear provided on the output shaft of the indexing drive motor and the first helical gear meshing with one of the helical gears. A gear, a first intermediate shaft provided with a first spur gear coaxially with the first helical gear, a first intermediate spur gear meshing with the first spur gear, and the driving helical gear. A second helical gear meshing with the other helical gear, a second intermediate shaft provided with a second spur gear coaxially with the second helical gear, and the second spur gear meshing with each other. A second intermediate spur gear, wherein the first intermediate spur gear and the second intermediate spur gear are simultaneously meshed with a driven spur gear provided on the rotating shaft, and And by moving the second intermediate shaft in the axial direction, the drive is driven between the helical gear and the driven spur gear. A spindle drive with adjustable-Enabled backlash adjusting device Tsu Shi, the rotary shaft includes a hollow high speed shaft supported by the rolling bearing headstock, protruding from the hollow high speed within shaft ends and the A main shaft that is inserted in a hollow high-speed shaft by a sliding bearing so as to be rotatable and slidable in the axial direction, and to which a tool can be attached at the tip, and the main shaft is provided on the other end side, and the main shaft is in the axial direction The driven spur gear is slidable and rotates integrally with the main shaft, and the hollow high-speed shaft is connected to a high-speed rotation motor so that the rotation shaft can be rotated by the high-speed rotation motor. A clutch provided at the shaft end of the hollow high-speed shaft and capable of disconnecting or connecting the hollow high-speed shaft and the main shaft in the rotational direction as the main shaft moves in the axial direction. Axial reciprocation or And solve the problems described above by providing a spindle drive with backlash adjusting device provided with a reciprocating mechanism for reciprocating in the axial direction the spindle to allow intermittent latch.

即ち、駆動はすば歯車と従動はすば歯車とのバックラッシを調整する軸方向移動する中間軸を駆動はすば歯車の両側でそれぞれかみ合う第1及び第2の中間軸とし、軸方向移動する第1及び第2の中間軸に設けられた第1及び第2の平歯車と従動平歯車の間に、軸方向に移動しない第1及び第2の中間平歯車を設けた。これにより、中間軸を軸方向移動することにより、バックラッシを調整できる。また、バックラッシを調整するために噛み合い点を軸方向に移動させても、第1及び第2の平歯車は従動平歯車とは接触しない。また、軸方向の歯車の段数を2段にできる。また、中空高速軸内両端から突出するように主軸を設けるので、軸方向長さが長くとれる。高速回転時は、主軸と中空高速軸とをクラッチで結合し、高速回転用モータにより転がり軸受で支持された中空高速軸と主軸を回転させる。一方、割出し時は、主軸と中空高速軸とをクラッチで切離し、従動歯車を介して割出用駆動モータにより主軸を割出回転する。また、主軸は中空高速軸内で滑り軸受により支持されているので、往復移動機構により軸方向に移動でき、割出及び軸方向往復作動ができる。往復移動機構は、ギヤシェーパー時の往復作動と、中空高速軸と主軸とを断続するクラッチの操作を兼ねる。 That is, the axially moving intermediate shaft that adjusts the backlash between the driving helical gear and the driven helical gear is used as the first and second intermediate shafts that mesh on both sides of the driving helical gear, and the axial movement is achieved. The first and second intermediate spur gears that do not move in the axial direction are provided between the first and second spur gears provided on the first and second intermediate shafts and the driven spur gear. Thereby, the backlash can be adjusted by moving the intermediate shaft in the axial direction. Further, even if the meshing point is moved in the axial direction to adjust the backlash, the first and second spur gears do not contact the driven spur gear. Also, the number of gears in the axial direction can be made two. Further, since the main shaft is provided so as to protrude from both ends of the hollow high-speed shaft, the axial length can be increased. During high-speed rotation, the main shaft and the hollow high-speed shaft are coupled by a clutch, and the high-speed rotation motor rotates the hollow high-speed shaft supported by the rolling bearing and the main shaft. On the other hand, at the time of indexing, the main shaft and the hollow high-speed shaft are separated by a clutch, and the main shaft is indexed and rotated by an indexing drive motor via a driven gear. Further, since the main shaft is supported by a slide bearing in the hollow high-speed shaft, it can be moved in the axial direction by a reciprocating mechanism, and indexing and axial reciprocation can be performed. The reciprocating mechanism doubles as a reciprocating operation at the time of a gear shaper and an operation of a clutch for intermittently connecting the hollow high-speed shaft and the main shaft.

また、請求項2に記載の発明においては、前記第1及び第2の中間平歯車又は前記従動平歯車のどちらか一方を軸方向に移動させることにより、前記第1及び第2の中間平歯車と前記従動平歯車とが切断又は接続可能となるようにした。これにより、バックラッシ調整装置と従動平歯車とを接続したり(かみ合わせたり)、遮断(離脱)させることができる。軸方向移動距離は歯幅を超え、従動平歯車と中間平歯車の噛み合いは歯幅全体でかみ合うようにする。また、遮断時は噛み合いがないようにする。   According to a second aspect of the present invention, the first and second intermediate spur gears are moved by moving one of the first and second intermediate spur gears or the driven spur gear in the axial direction. And the driven spur gear can be disconnected or connected. Thereby, the backlash adjusting device and the driven spur gear can be connected (engaged) or cut off (disengaged). The axial movement distance exceeds the tooth width, and the meshing between the driven spur gear and the intermediate spur gear is engaged with the entire tooth width. Also, make sure there is no meshing when shutting off.

本発明のバックラッシ調整装置を用いた主軸駆動装置においては、軸方向に移動する第1及び第2の中間軸の第1及び第2の平歯車と従動平歯車との間に軸方向移動のない第1及び第2の中間平歯車を設けた。これにより、第1及び第2の平歯車と第1及び第2の中間平歯車との歯当たりが均一でない場合でも、第1の中間軸が軸方向移動しても従動平歯車と軸方向移動する第1及び第2の平歯車とは直接かみ合うことがないので、噛み合い点移動の片当たりによる磨耗や余分な偏荷重を発生することが少ない。また、駆動軸と軸方向移動軸とを分離でき、構造が簡単なものとなった。また、軸方向の歯車の段数を2段とできるので、高さを低く小型とすることができる。また、軸方向長さが長くとれるので、剛性が高く、精度の高い主軸を提供するものとなった。高速回転時は転がり軸受で支持され、割出し時は、滑り軸受により支持されて軸方向に移動できるので、NC工作機械のように主軸台を移動させることなく、従来のギヤシェーパと同様な加工機械で穴加工とギヤシェーパの加工を行え、精度の高い歯車を製作できるものとなった。また、往復移動機構により、ギヤシェーパ歯車加工と、穴加工等の旋削を選択するクラッチを操作できるので構造が複雑化することがない。さらに、高速回転用モータと組み合わせ、高精度の割出と、穴や円筒加工等の高速回転加工の両方に適用できるものとなった。さらに、高速回転時に割出用モータとバックラッシ調整装置又は従動歯車を切離して使用すれば、連れ周りがなくなり、摩擦抵抗、負荷が少なくなり、エネルギー損失が少ない。なお、本発明の主軸駆動装置は、ギヤシェーパに限定されることなく他の工具主軸やワークテーブル等にも適用でき、さらに一般の工作機械をはじめとし、複合工作機械にも有用である。 In the spindle drive device using the backlash adjusting device of the present invention, there is no axial movement between the first and second spur gears of the first and second intermediate shafts moving in the axial direction and the driven spur gear. First and second intermediate spur gears were provided. Thus, even when the contact between the first and second spur gears and the first and second intermediate spur gears is not uniform, even if the first intermediate shaft moves in the axial direction, the driven spur gear moves in the axial direction. Since the first and second spur gears do not directly mesh with each other, there is little occurrence of wear or extra unbalanced load due to contact of the meshing point movement. In addition, the drive shaft and the axial movement shaft can be separated, and the structure becomes simple. Moreover, since the number of gears in the axial direction can be two, the height can be reduced and the size can be reduced. In addition, since the axial length can be increased, a high-precision spindle with high rigidity is provided. It is supported by a rolling bearing during high-speed rotation, and is supported by a sliding bearing during indexing and can move in the axial direction. With this, hole machining and gear shaper machining can be performed, and high-precision gears can be manufactured. Further, since the reciprocating mechanism can operate a clutch for selecting gear shaper gear machining and turning such as hole machining, the structure is not complicated. Furthermore, in combination with a motor for high-speed rotation, it can be applied to both high-precision indexing and high-speed rotation processing such as hole and cylindrical processing. Furthermore, if the indexing motor and the backlash adjusting device or the driven gear are separated from each other during high-speed rotation, there will be no accompanying rotation, frictional resistance and load will be reduced, and energy loss will be reduced. The spindle driving device of the present invention is not limited to the gear shaper, but can be applied to other tool spindles, work tables and the like, and is also useful for complex machine tools including general machine tools.

さらに、請求項2に記載の発明においては、第1及び第2の中間平歯車を軸方向に相対移動させ従動平歯車と接続又は切断させるので、高速回転用モータとの併用が容易である。 Furthermore, in the invention described in claim 2, since the first and second intermediate spur gears are relatively moved in the axial direction to be connected to or disconnected from the driven spur gear, it is easy to use together with the motor for high speed rotation .

本発明の実施の形態を示す主軸駆動装置の一部を構成するバックラッシ調整装置の模式図である。It is a schematic diagram of a backlash adjusting device that constitutes a part of the spindle drive device showing the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態を示すバックラッシ調整装置を用いた主軸駆動装置の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the spindle drive device using the backlash adjusting device which shows embodiment of this invention. 本発明の実施の形態を示すバックラッシ調整装置を用いた主軸駆動装置のクラッチを切り主軸と中間回転軸を分離した状態を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the state which disconnected the clutch of the main shaft drive device using the backlash adjusting apparatus which shows embodiment of this invention, and isolate | separated the main shaft and the intermediate rotating shaft. 本発明の実施の形態を示すバックラッシ調整装置を用いた主軸駆動装置の主軸(回転軸)の模式図である。It is a schematic diagram of the main axis | shaft (rotating shaft) of the main-axis drive device using the backlash adjustment apparatus which shows embodiment of this invention. 本発明の実施の形態を示すバックラッシ調整装置を用いた主軸駆動装置の従動平歯車側と往復移動機構の模式図である。It is a schematic diagram of the driven spur gear side and the reciprocating mechanism of the spindle drive device using the backlash adjusting device showing the embodiment of the present invention. 従来のはすば、平歯車機構の模式斜視図である。FIG. 6 is a schematic perspective view of a conventional helical gear mechanism. 従来のはすば歯車機構の模式斜視図である。It is a model perspective view of the conventional helical gear mechanism.

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1乃至図4に示すように、本発明の主軸駆動装置30の一部を構成するバックラッシ調整装置1は、図示しない工具(ピニオンカッタ等)が先端に取付けられる主軸2の割出用に使用するものである。主軸には従動平歯車18が設けられており、従動平歯車の回転により主軸2が回転する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 to 4, the backlash adjusting device 1 constituting a part of the spindle driving device 30 of the present invention is used for indexing the spindle 2 to which a tool (not shown) (pinion cutter or the like) is attached at the tip. To do. A driven spur gear 18 is provided on the main shaft, and the main shaft 2 is rotated by the rotation of the driven spur gear.

従動平歯車18の側面にバックラッシ調整装置1が設けられている。バックラッシ調整装置の端部に割出用駆動モータ8が設けられている。割出用駆動モータ8は回転割出精度が高いサーボモータが用いられ、遊星減速機9を介して減速され、出力軸10を介して左ねじれの駆動はすば歯車11に接続されている。図に示すように、左ねじれの駆動はすば歯車11の両側にはそれぞれ、右ねじれの第1及び第2のはすば歯車12、15がかみ合うようにされている。この第1及び第2のはすば歯車12、15は、それぞれ第1及び第2の中間軸21、22の下方側に設けられている。第1及び第2の中間軸の上方側にそれぞれ第1及び第2の平歯車13、16が設けられ、第1及び第2の平歯車とかみ合う第1及び第2の中間平歯車14、17が順次設けられている。この第1及び第2の中間平歯車14、17は、主軸2の従動平歯車18を二カ所から同時にかみ合うようにされている。   The backlash adjusting device 1 is provided on the side surface of the driven spur gear 18. An indexing drive motor 8 is provided at the end of the backlash adjusting device. The indexing drive motor 8 is a servomotor with high rotational indexing accuracy, decelerated via a planetary speed reducer 9, and the left-twisted drive is connected to a helical gear 11 via an output shaft 10. As shown in the drawing, the left-handed helical gear 11 is engaged with the right-handed first and second helical gears 12 and 15 on both sides of the helical gear 11, respectively. The first and second helical gears 12 and 15 are provided below the first and second intermediate shafts 21 and 22, respectively. First and second spur gears 13 and 16 are respectively provided on the upper side of the first and second intermediate shafts, and the first and second intermediate spur gears 14 and 17 mesh with the first and second spur gears. Are provided sequentially. The first and second intermediate spur gears 14 and 17 are configured to simultaneously mesh the driven spur gear 18 of the main shaft 2 from two places.

第1及び第2の中間軸21,22は、それぞれ油圧作動のバックラッシ調整シリンダ24、25により軸方向に移動し、はすば歯車のかみ合い状態を押し合い状態にしてバックラッシを調整するようにされている。例えば、第1(又は第2)の中間軸を図1で見て下方向へ移動すると第1(又は第2)のはすば歯車14は右回転方向に力を受ける。同時に駆動はすば歯車11は左回転方向に力を受け、従動平歯車18の歯面を互いに反対側に押すようにしてバックラッシを無くすあるいは少なくすることができる。中間軸21、22を互いに逆方向に移動させると少ない移動量でかみ合い量を増して歯車列の隙間は少なくなりさらには歯車面同士が圧接される。これにより、サーボモータ8による主軸2のバックラッシなしの高精度の割出を行うことができる。   The first and second intermediate shafts 21 and 22 are moved in the axial direction by hydraulically operated backlash adjusting cylinders 24 and 25, respectively, to adjust the backlash by pushing the meshing state of the helical gear. Yes. For example, when the first (or second) intermediate shaft is moved downward as viewed in FIG. 1, the first (or second) helical gear 14 receives a force in the clockwise direction. At the same time, the driving helical gear 11 receives a force in the counterclockwise direction and pushes the tooth surfaces of the driven spur gear 18 to the opposite sides to eliminate or reduce backlash. When the intermediate shafts 21 and 22 are moved in directions opposite to each other, the meshing amount is increased with a small amount of movement, the gap between the gear trains is reduced, and the gear surfaces are pressed against each other. As a result, high-precision indexing without backlash of the spindle 2 by the servo motor 8 can be performed.

さらに、第1及び第2の中間平歯車14、17はそれぞれ油圧作動のシフトシリンダ26、27により軸方向に移動し、従動平歯車18とかみ合い又はかみ合いを解除できるようにされている。シフトシリンダをシフトさせかみ合いを外せば、主軸2とバックラッシ調整装置1とが切り離される。サーボモータ8、バックラッシ調整シリンダ14、17、シフトシリンダ26、27はそれぞれ異なる歯車軸に設けられているので、構造が簡単であり、軸方向の大きさも小さくできる。   Further, the first and second intermediate spur gears 14 and 17 are moved in the axial direction by hydraulically operated shift cylinders 26 and 27, respectively, so as to be able to engage with or release the driven spur gear 18. When the shift cylinder is shifted to disengage the main shaft 2 and the backlash adjusting device 1 are separated. Since the servo motor 8, the backlash adjusting cylinders 14 and 17, and the shift cylinders 26 and 27 are provided on different gear shafts, the structure is simple and the size in the axial direction can be reduced.

次に本発明の実施の形態の主軸駆動装置について説明する。図2乃至5に示すように、主軸駆動装置30は、バックラッシ調整装置1が取付けられた主軸台31、主軸台に転がり軸受32で支持された中空高速軸33、中空高速軸内両端から突出しかつ中空高速軸内を滑り軸受34で回転かつ軸方向に摺動可能に挿通され先端2aに工具を取付け可能にされた主軸2を有する。さらに、主軸の他端側に従動平歯車18が設けられている。従動平歯車は主軸とは軸方向に摺動可能にかつ主軸と一体に回転し、軸受ブッシュ18aと転がり軸受38で回転自在に支持されている。中空高速軸33は高速回転用モータ60に接続されている。また、中空高速軸の軸端に設けられ主軸の軸方向移動に伴って中空高速軸と主軸とを回転方向に切断又は接続可能とするクラッチ37が設けられている。さらに、主軸2の軸方向の往復動又はクラッチ37の断続(入切)ができるように主軸を軸方向に往復動させる往復移動機構44を有する。   Next, the spindle driving device according to the embodiment of the present invention will be described. As shown in FIGS. 2 to 5, the spindle drive device 30 includes a spindle stock 31 to which the backlash adjusting device 1 is attached, a hollow high-speed shaft 33 supported by a rolling bearing 32 on the spindle stock, and projects from both ends of the hollow high-speed shaft. The main shaft 2 is inserted into the hollow high-speed shaft so as to be rotated by the slide bearing 34 and slidable in the axial direction, and a tool can be attached to the tip 2a. Further, a driven spur gear 18 is provided on the other end side of the main shaft. The driven spur gear is slidable in the axial direction with respect to the main shaft and rotates integrally with the main shaft, and is rotatably supported by the bearing bush 18a and the rolling bearing 38. The hollow high speed shaft 33 is connected to a motor 60 for high speed rotation. In addition, a clutch 37 is provided at the shaft end of the hollow high-speed shaft so that the hollow high-speed shaft and the main shaft can be disconnected or connected in the rotational direction as the main shaft moves in the axial direction. Furthermore, a reciprocating mechanism 44 for reciprocating the main shaft in the axial direction is provided so that the main shaft 2 can be reciprocated in the axial direction or the clutch 37 can be turned on and off.

詳述すると、中空高速軸33は主軸台31に転がり軸受32・・32で支持され、主軸2(回転軸)は、中空高速軸内33bに滑り軸受34を介して回転かつ軸方向に摺動自在に挿通されている。主軸2の両端は中空高速軸内から突出し、先端2aには工具取付穴35、ドローバ穴36が開けられ、工具着脱機構(クランプユニット36a及びドローバ36b)により図示しない工具が取付け、取り外し可能にされている。   More specifically, the hollow high-speed shaft 33 is supported on the headstock 31 by rolling bearings 32, 32, and the main shaft 2 (rotating shaft) rotates and slides in the axial direction through the slide bearing 34 in the hollow high-speed shaft 33b. It is inserted freely. Both ends of the main shaft 2 protrude from the hollow high-speed shaft, a tool mounting hole 35 and a draw bar hole 36 are opened at the tip 2a, and a tool (not shown) can be attached and detached by a tool attaching / detaching mechanism (clamp unit 36a and draw bar 36b). ing.

また、中空高速軸33の先端には切り欠き33aが設けられ、主軸2の先端側外周には、キー2dが設けられている。主軸を軸方向に移動させ、このキーを切り欠き33aに嵌合又は離脱することによりクラッチ37を構成し、主軸と中空高速軸33を一体に回転、又は分離できる。図2は中空高速軸と主軸とがかみ合った状態を示している。図3に示すように、主軸を図で見て下方に移動させると切り欠き33aからキー2dが離れ、クラッチが切断される。中空高速軸の切り欠き33aに続いてプーリ41が設けられている。高速回転用モータ60が中間高速軸33と平行の出力軸60cを下側に向けて主軸台31に取付けられている。プーリベルト42、プーリ41を介して中空高速軸が高速回転用モータにより回転可能に接続されている。   Further, a notch 33 a is provided at the tip of the hollow high-speed shaft 33, and a key 2 d is provided on the tip side outer periphery of the main shaft 2. By moving the main shaft in the axial direction and fitting or disengaging this key from the notch 33a, the clutch 37 is formed, and the main shaft and the hollow high-speed shaft 33 can be rotated or separated together. FIG. 2 shows a state in which the hollow high-speed shaft and the main shaft are engaged with each other. As shown in FIG. 3, when the main shaft is moved downward as seen in the figure, the key 2d is released from the notch 33a, and the clutch is disengaged. A pulley 41 is provided following the notch 33a of the hollow high-speed shaft. A motor 60 for high speed rotation is attached to the head stock 31 with an output shaft 60c parallel to the intermediate high speed shaft 33 facing downward. A hollow high-speed shaft is rotatably connected by a high-speed rotation motor via a pulley belt 42 and a pulley 41.

中空高速軸33の後端側には、逃げ穴33c、軸受ブッシュ穴33d、止めブッシュ穴33eが順次設けられている。中空高速軸33の軸受ブッシュ穴33dに軸受ブッシュ18aが嵌挿され、軸受ブッシュ鍔部18bの先端側端面が軸受ブッシュ穴と止めブッシュ挿入穴33eの段差に当接するようにされている。軸受ブッシュ鍔部18bの後端側端面に隙間をもって当接するように止めブッシュ33fが止めブッシュ穴33eに挿入され、中空高速軸端面33gにねじ固定されている。これにより、軸受ブッシュ18aは中空高速軸に対して回転自在にされている。   On the rear end side of the hollow high-speed shaft 33, a clearance hole 33c, a bearing bush hole 33d, and a stop bush hole 33e are sequentially provided. The bearing bush 18a is fitted into the bearing bush hole 33d of the hollow high-speed shaft 33, and the end surface on the front end side of the bearing bush flange 18b is in contact with the step between the bearing bush hole and the stop bush insertion hole 33e. A stop bush 33f is inserted into the stop bush hole 33e so as to abut on the rear end side end surface of the bearing bush flange 18b with a gap, and is screwed to the hollow high-speed shaft end surface 33g. As a result, the bearing bush 18a is rotatable with respect to the hollow high-speed shaft.

さらに、軸受ブッシュ18aは十字スプライン穴18cを有する鍔付き補強部材18eに嵌着されている。鍔付き補強部材18eの鍔18f端に従動平歯車18がねじ固定されている。また、従動平歯車は反軸受ブッシュ18a側で上部転がり軸受38を介して主軸台31に支持されている。これにより、従動平歯車18は、軸受ブッシュ18aを介して中空高速軸33内を回転自在に支持される。   Further, the bearing bush 18a is fitted to a flanged reinforcing member 18e having a cross spline hole 18c. The driven spur gear 18 is screwed to the end of the flange 18f of the flanged reinforcing member 18e. The driven spur gear is supported on the head stock 31 via the upper rolling bearing 38 on the side opposite to the bearing bush 18a. As a result, the driven spur gear 18 is rotatably supported in the hollow high-speed shaft 33 via the bearing bush 18a.

主軸2の後端側には、前述した軸受ブッシュ18aの十字スプライン穴18cにキー嵌合する十字形状のキー2bを有する(キー)スプラインブッシュ2cが嵌合固定されている。このスプラインブッシュ2cが軸受ブッシュ18aに嵌合されており、主軸と従動平歯車18とを軸方向移動自在に一体に回転させる。これにより、割出モータ8の回転が従動平歯車18を介して主軸2に伝達される。さらに、図5に示すように、主軸2は球面軸受等の回転自在に軸方向接続できる回転継手43を介して、往復移動装置44に接続されている。これにより、従動平歯車18及び主軸2が中空高速軸内33bを回転自在にされる。   On the rear end side of the main shaft 2, a (key) spline bush 2c having a cross-shaped key 2b that is key-fitted into the above-described cross spline hole 18c of the bearing bush 18a is fitted and fixed. The spline bush 2c is fitted to the bearing bush 18a, and rotates the main shaft and the driven spur gear 18 so as to be movable in the axial direction. Thereby, the rotation of the indexing motor 8 is transmitted to the main shaft 2 via the driven spur gear 18. Further, as shown in FIG. 5, the main shaft 2 is connected to a reciprocating device 44 via a rotary joint 43 such as a spherical bearing that can be axially connected in a rotatable manner. As a result, the driven spur gear 18 and the main shaft 2 are rotatable in the hollow high-speed shaft 33b.

往復移動装置44は略して示す回転継手43に接続された懸架部材45をリニアガイド46に沿って上下方向に移動させる。即ち、主軸2をリニアガイド46に沿って上下方向に移動させる。懸架部材45は移動クランプ47の進退により、懸架部材の位置を固定(クランプ)又は上下移動可能(アンクランプ)にされる。即ち、移動クランプ47により、主軸2の位置固定と軸方向移動との選択が可能となる。懸架部材45には工具着脱用シリンダ48が内蔵され、前述したドローバ36bを上下させて工具を着脱する。懸架部材45の上端には懸架部材の移動方向と直角方向にスライダ溝49が設けられている。   The reciprocating device 44 moves a suspension member 45 connected to a rotary joint 43, which is abbreviated, in the vertical direction along the linear guide 46. That is, the main shaft 2 is moved in the vertical direction along the linear guide 46. The suspension member 45 is fixed (clamped) or vertically movable (unclamped) by moving the moving clamp 47 forward and backward. That is, the moving clamp 47 enables selection between the position fixing of the main shaft 2 and the movement in the axial direction. The suspension member 45 incorporates a tool attaching / detaching cylinder 48, and the above-described draw bar 36b is moved up and down to attach and detach the tool. A slider groove 49 is provided at the upper end of the suspension member 45 in a direction perpendicular to the moving direction of the suspension member.

スライダ溝49にクランクピン50先端が嵌合されている。さらに、クランクピン50はクランプピン取付部材51を介して回転板52に偏心可能に取付けられている。回転板の回転によりクランクピンを介してスライダ溝を上下させクランク機構を構成し、懸架部材45を上下移動させる。さらに、懸架部材、回転継手43を介して主軸2が上下運動する。回転板52は歯車減速機構54を介して上下用モータ55により回転される。   The front end of the crank pin 50 is fitted in the slider groove 49. Further, the crank pin 50 is attached to the rotating plate 52 via a clamp pin attaching member 51 so as to be eccentric. By rotating the rotating plate, the slider groove is moved up and down via the crank pin to constitute a crank mechanism, and the suspension member 45 is moved up and down. Further, the main shaft 2 moves up and down via the suspension member and the rotary joint 43. The rotating plate 52 is rotated by a vertical motor 55 via a gear reduction mechanism 54.

回転板52の軸直角方向に送りねじ56が設けられ、クランプピン取付部材51が送りねじに螺合されている。送りねじ56の回転によりクランプピン取付部材51を軸直角方向に移動させ、クランクピン50の偏心量を調整する。送りねじ56の端面には、六角穴56aが設けられており、この六角穴に嵌合可能なナットランナ57が進退可能かつ回転可能に設けられている。ナットランナ57はランナシリンダ58により進退され、位置決めモータ59により回転可能にされている。クランプピン取付部材51はクランプシリンダ53の進退により位置保持(クランプ)又は移動可能(アンクランプ)にされる。   A feed screw 56 is provided in the direction perpendicular to the axis of the rotary plate 52, and the clamp pin mounting member 51 is screwed to the feed screw. The clamp pin mounting member 51 is moved in the direction perpendicular to the axis by the rotation of the feed screw 56, and the eccentric amount of the crank pin 50 is adjusted. A hexagonal hole 56a is provided on the end face of the feed screw 56, and a nut runner 57 that can be fitted into the hexagonal hole is provided so as to be movable forward and backward. The nut runner 57 is advanced and retracted by a runner cylinder 58 and is rotated by a positioning motor 59. The clamp pin mounting member 51 is held (clamped) or movable (unclamped) by moving the clamp cylinder 53 back and forth.

クランクピン50の位置決めは次のように行う。クランプシリンダ53を後退させクランプピン取付部材51のクランプを解除する。位置決めモータ59を回転させながら空気圧式のランナシリンダ58を進めてナットランナを六角穴に差し込みながら、さらに位置決めモータ59を回転させ、クランプピン取付部材(クランクピン)が所望の位置になるように調整する。調整が完了したら、クランプシリンダ53を前進させクランプピン取付部材51を固定する。次にランナシリンダ58を後退させ、ナットランナを六角穴から外し、原位置に戻す。なお、ナットランナと六角穴の位相をあわせてから回転させて位置決めしてもよい。   The crank pin 50 is positioned as follows. The clamp cylinder 53 is moved backward to release the clamp of the clamp pin mounting member 51. While the positioning motor 59 is rotated, the pneumatic runner cylinder 58 is advanced to insert the nut runner into the hexagonal hole, and the positioning motor 59 is further rotated to adjust the clamp pin mounting member (crank pin) to a desired position. . When the adjustment is completed, the clamp cylinder 53 is advanced and the clamp pin mounting member 51 is fixed. Next, the runner cylinder 58 is retracted, and the nut runner is removed from the hexagonal hole and returned to the original position. In addition, you may rotate and position after adjusting a nut runner and the phase of a hexagon socket.

かかる構成の主軸駆動装置30において、作動について一例を説明する。高速回転時には、まず、クラッチ37の位置を合わせる。次に図5に示すように、上下用モータ55を回転させ、回転板52の送りねじ56が主軸2と同方向となるような位置にする。そして、クランプピン取付部材51の位置を調整できるようにし、位置決めモータ59を回転させ、クランプピン取付部材51を上方に移動、即ち主軸2を上方に移動させ、図2に示すように、主軸2のキー2dと中空高速軸33の切り欠き33aを嵌合し一体にする。さらに、移動クランプ47を進め懸架部材45の位置を固定(クランプ)する。これにより、主軸2と中空高速軸33とは一体となる。   An example of the operation of the spindle driving device 30 having such a configuration will be described. At the time of high speed rotation, first, the position of the clutch 37 is adjusted. Next, as shown in FIG. 5, the vertical motor 55 is rotated so that the feed screw 56 of the rotating plate 52 is in the same direction as the main shaft 2. Then, the position of the clamp pin mounting member 51 can be adjusted, the positioning motor 59 is rotated, and the clamp pin mounting member 51 is moved upward, that is, the main shaft 2 is moved upward. As shown in FIG. The key 2d and the notch 33a of the hollow high-speed shaft 33 are fitted and integrated. Further, the moving clamp 47 is advanced to fix (clamp) the position of the suspension member 45. Thereby, the main shaft 2 and the hollow high-speed shaft 33 are integrated.

一方、図1、2、5に示すバックラッシ調整装置1のバックラッシ調整シリンダ24、25を軸方向に移動し、バックラッシを与える。次に図4に示すように、シフトシリンダ26、27を進め、第1及び第2の中間平歯車14、17を従動平歯車18からかみ合いを解除する。高速回転用モータ60を回転させ、プーリベルト42、プーリを介して中空高速軸33、主軸2、従動平歯車18を回転させる。なお、クランプピン取付部材51の位置は、クランク動作させる場合の範囲にクラッチ37の断続に必要な距離をプラスした値より外側である。また、クランクピンを移動させてクラッチ37の断続(入切)を行った例を示したが、単純に往復移動機構44全体を上下に移動させるようにして、クラッチの断続を行うようにしてもよい。   On the other hand, the backlash adjusting cylinders 24 and 25 of the backlash adjusting device 1 shown in FIGS. 1, 2, and 5 are moved in the axial direction to give backlash. Next, as shown in FIG. 4, the shift cylinders 26 and 27 are advanced to disengage the first and second intermediate spur gears 14 and 17 from the driven spur gear 18. The motor 60 for high speed rotation is rotated, and the hollow high speed shaft 33, the main shaft 2, and the driven spur gear 18 are rotated through the pulley belt 42 and the pulley. Note that the position of the clamp pin mounting member 51 is outside a value obtained by adding a distance necessary for the engagement / disengagement of the clutch 37 to the range in which the crank operation is performed. Further, although the example in which the crank pin is moved and the clutch 37 is engaged (turned on and off) has been shown, the entire reciprocating mechanism 44 can be moved up and down to engage and disengage the clutch. Good.

割出回転時には、まず、図5に示すように、移動クランプ47を後退させ懸架部材45を移動できる(アンクランプ)ようにする。次に、クランプピン取付部材51の位置を調整できるようにし、位置決めモータ59を回転させ、クランプピン取付部材51を移動し、主軸の移動が所定の往復動作範囲となるように設定し、クランプシリンダ53を前進させクランプピン取付部材51位置を固定する。このとき、クラッチ37は解除され、主軸2と中空高速軸33は互いに回転自在となる。   At the time of indexing rotation, first, as shown in FIG. 5, the moving clamp 47 is moved backward so that the suspension member 45 can be moved (unclamped). Next, the position of the clamp pin mounting member 51 can be adjusted, the positioning motor 59 is rotated, the clamp pin mounting member 51 is moved, the movement of the main shaft is set so as to be within a predetermined reciprocating operation range, and the clamp cylinder 53 is advanced to fix the clamp pin mounting member 51 position. At this time, the clutch 37 is released, and the main shaft 2 and the hollow high-speed shaft 33 are rotatable with respect to each other.

一方、図1、2、5に示すように、バックラッシ調整装置1のシフトシリンダ26、27を後退させ、第1及び第2の中間平歯車14、17と従動平歯車18をかみ合わせる。バックラッシ調整シリンダ24、25を軸方向に移動させバックラッシを無くす。次に、割出用駆動モータ8を回転させ、バックラッシ調整装置を介して従動平歯車を回転させ、バックラッシのない回転を主軸2に与える。同時に上下用モータ55を回転させて主軸を上下方向に往復動させる。これにより、例えば、ギヤシェーパ加工が可能となる。   On the other hand, as shown in FIGS. 1, 2, and 5, the shift cylinders 26 and 27 of the backlash adjusting device 1 are moved backward to engage the first and second intermediate spur gears 14 and 17 and the driven spur gear 18. The backlash adjustment cylinders 24 and 25 are moved in the axial direction to eliminate backlash. Next, the indexing drive motor 8 is rotated, the driven spur gear is rotated via the backlash adjusting device, and rotation without backlash is applied to the main shaft 2. At the same time, the vertical motor 55 is rotated to reciprocate the main shaft in the vertical direction. Thereby, for example, gear shaper processing becomes possible.

以上のように、本発明の実施の形態においては、バックラッシ調整装置の割出用駆動モータ8と従動平歯車18とを切断、接続可能とした。また、高速回転用モータ60に接続された中空高速軸33内を軸方向に移動かつ回転可能にされた主軸2の先端に工具を取付けるようにした。これにより、ギヤシェーパのような往復、割出加工を行えると共に、高速回転による穴や筒等の旋削加工ができる複合工作機械を提供するものとなった。   As described above, in the embodiment of the present invention, the indexing drive motor 8 and the driven spur gear 18 of the backlash adjusting device can be disconnected and connected. Further, the tool is attached to the tip of the main shaft 2 that is movable and rotatable in the axial direction in the hollow high-speed shaft 33 connected to the high-speed rotation motor 60. As a result, it has become possible to provide a composite machine tool that can perform reciprocating and indexing work like a gear shaper and can turn holes and cylinders by high-speed rotation.

割出加工時には、バックラッシがなく、割出精度よく行われる。この場合、高速用モータ(スピンドルモータ)60は回転しないのでトルク損失や振動も少ない。また、高速回転動作においては、割出用モータ8を有するバックラッシ調整装置1と従動平歯車18との噛み合いは解除されるので、振動やトルク損失の影響も少なく、スムースな回転が可能である。   When indexing, there is no backlash and the indexing is performed with high accuracy. In this case, since the high speed motor (spindle motor) 60 does not rotate, there is little torque loss and vibration. Further, in the high-speed rotation operation, the meshing between the backlash adjusting device 1 having the indexing motor 8 and the driven spur gear 18 is released, so that smooth rotation is possible with less influence of vibration and torque loss.

なお、上部転がり軸受38を挟んで従動平歯車18の上部に環状のカバー39がねじ固定されている。カバー39の下側には環状のオイルパン40が設けられ、外部からの塵埃の侵入を防ぐ。従動平歯車18、カバー39には、鍔付き補強部材18eと同形状、同位相に十字スプライン穴18cが設けられている。また、十字スプライン穴18cは、十字に限らず、対向する一組のキー穴、多数の歯を有するスプライン穴等、回転を伝達し、軸方向に移動可能な軸嵌合機構であればよい。さらに、図4に示す符号61は、主軸2のみを作動させる時に、中空高速軸33を固定するクランプである。符号62はクランプ37のクランプ位置を割り出すための位置決め用クランプ、符号63は中空高速軸内の軸受34に潤滑剤を供給するために中空高速軸外周面に着脱可能にされた給油口及び排油口である。また、各制御はNC制御等種々の制御により制御される。また、例として図4の符号64で示す検出器等は各図に示すように適宜設定されることはいうまでもない。   An annular cover 39 is screwed to the upper portion of the driven spur gear 18 with the upper rolling bearing 38 interposed therebetween. An annular oil pan 40 is provided below the cover 39 to prevent dust from entering from the outside. The driven spur gear 18 and the cover 39 are provided with a cross spline hole 18c in the same shape and phase as the flanged reinforcing member 18e. The cross spline hole 18c is not limited to a cross, and may be any shaft fitting mechanism that transmits rotation and moves in the axial direction, such as a pair of opposing key holes and a spline hole having a large number of teeth. Further, reference numeral 61 shown in FIG. 4 is a clamp for fixing the hollow high-speed shaft 33 when only the main shaft 2 is operated. Reference numeral 62 denotes a positioning clamp for determining the clamp position of the clamp 37, and reference numeral 63 denotes an oil supply port and an oil drain which are detachably attached to the outer peripheral surface of the hollow high speed shaft in order to supply a lubricant to the bearing 34 in the hollow high speed shaft. The mouth. Each control is controlled by various controls such as NC control. Also, as an example, it goes without saying that the detector indicated by reference numeral 64 in FIG. 4 is appropriately set as shown in each figure.

以上本発明の実施の形態について、述べたが、本実施の形態に限らず適宜適用が可能であることはいうまでもない。また、本バックラッシ調整装置は特許文献2のような回転軸にも適用できる。また、往復移動装置は特許文献1のような従来のものに、クラッチ37の断続(入切)のできる上下機構を付加する等、適宜適用できることはいうまでもない。   Although the embodiment of the present invention has been described above, it is needless to say that the present invention is not limited to this embodiment and can be appropriately applied. Further, the present backlash adjusting device can also be applied to a rotating shaft as in Patent Document 2. Needless to say, the reciprocating device can be appropriately applied to a conventional device such as Patent Document 1 by adding an up-and-down mechanism capable of connecting / disconnecting the clutch 37.

1 バックラッシ調整装置。
2 回転軸(主軸)
2a 主軸先端
8 割出用駆動モータ
10 出力軸
11 駆動はすば歯車
12 第1のはすば歯車
13 第1の平歯車
14 第1の中間平歯車
15 第2のはすば歯車
16 第2の平歯車
17 第2の中間平歯車
18 従動平歯車
21 第1の中間軸
22 第2の中間軸
30 主軸駆動装置
31 主軸台
32 転がり軸受
33 中空高速軸
33b 中空高速軸内
34 滑り軸受
37 クラッチ
44 往復移動機構
60 高速回転用モータ
1 Backlash adjustment device.
2 Rotating shaft (spindle)
2a Main shaft tip 8 Indexing drive motor 10 Output shaft 11 Drive helical gear 12 First helical gear 13 First spur gear 14 First intermediate spur gear 15 Second helical gear 16 Second Spur gear 17 Second intermediate spur gear 18 Driven spur gear 21 First intermediate shaft 22 Second intermediate shaft 30 Main shaft drive device 31 Main shaft base 32 Rolling bearing 33 Hollow high-speed shaft 33b Hollow high-speed shaft inside 34 Sliding bearing 37 Clutch 44 reciprocating mechanism 60 motor for high speed rotation

Claims (2)

工作機械の回転軸の駆動装置において、割出用駆動モータの出力軸に設けられた駆動はすば歯車と、前記駆動はすば歯車の一方でかみ合う第1のはすば歯車と、前記第1のはすば歯車と同軸に第1の平歯車が設けられた第1の中間軸と、前記第1の平歯車とかみ合う第1の中間平歯車と、前記駆動はすば歯車の他方でかみ合う第2のはすば歯車と、この第2のはすば歯車と同軸に第2の平歯車が設けられた第2の中間軸と、前記第2の平歯車とかみ合う第2の中間平歯車と、を有し、前記第1の中間平歯車及び前記第2の中間平歯車が前記回転軸に設けられた従動平歯車に同時にかみ合うようにされ、さらに、前記第1及び第2の中間軸を軸方向に移動させることにより、前記駆動はすば歯車と前記従動平歯車間のバックラッシを調整可能とされているバックラッシ調整装置を用いた主軸駆動装置であって、前記回転軸は、主軸台に転がり軸受で支持された中空高速軸と、前記中空高速軸内両端から突出しかつ前記中空高速軸内を滑り軸受けで回転かつ軸方向に摺動可能に挿通され先端に工具を取付け可能にされた主軸と、を備え、前記主軸は他端側に設けられ前記主軸とは軸方向に摺動可能にかつ前記主軸と一体に回転する前記従動平歯車を有し、前記中空高速軸は高速回転用モータに接続されていることで前記回転軸が前記高速回転用モータにより回転可能にされており、前記中空高速軸の軸端に設けられ前記主軸の軸方向移動に伴って前記中空高速軸と前記主軸とを回転方向に切断又は接続可能とするクラッチと、を有し、前記主軸の軸方向の往復動又は前記クラッチの断続ができるように前記主軸を軸方向に往復動させる往復移動機構と、を備えていることを特徴とするバックラッシ調整装置を用いた主軸駆動装置。 In a drive device for a rotary shaft of a machine tool, a drive helical gear provided on an output shaft of an indexing drive motor, a first helical gear meshing with one of the helical gears, and the first A first intermediate shaft provided with a first spur gear coaxially with one helical gear, a first intermediate spur gear meshing with the first spur gear, and the drive on the other side of the helical gear. A second helical gear meshing with the second helical gear, a second intermediate shaft provided with a second spur gear coaxially with the second helical gear, and a second intermediate spur gear meshing with the second spur gear. The first intermediate spur gear and the second intermediate spur gear are simultaneously meshed with a driven spur gear provided on the rotating shaft, and further, the first and second intermediate spur gears. By moving the shaft in the axial direction, the backlash between the driving helical gear and the driven spur gear can be adjusted. A spindle drive with backlash adjusting device is, the rotary shaft includes a hollow high speed shaft supported by the rolling bearing headstock, said protruding from the hollow high speed within shaft ends and in the hollow high speed shaft A main shaft that is inserted in a sliding bearing so as to be rotatable and slidable in the axial direction, and to which a tool can be attached at the tip, and the main shaft is provided on the other end side and is slidable in the axial direction with respect to the main shaft; The driven spur gear that rotates integrally with the main shaft, and the hollow high-speed shaft is connected to a high-speed rotation motor so that the rotation shaft can be rotated by the high-speed rotation motor. A reciprocating motion in the axial direction of the main shaft, comprising a clutch provided at a shaft end of the high speed shaft and capable of disconnecting or connecting the hollow high speed shaft and the main shaft in the rotational direction as the main shaft moves in the axial direction Or intermittent clutch Spindle driving device using a reciprocating mechanism for reciprocating the spindle in the axial direction to allow the backlash adjusting device, characterized in that it comprises a. 前記第1及び第2の中間平歯車又は前記従動平歯車のどちらか一方を軸方向に移動させることにより、前記第1及び第2の中間平歯車と前記従動平歯車とが切断又は接続可能にされていることを特徴とする請求項1記載のバックラッシ調整装置を用いた主軸駆動装置。 By moving one of the first and second intermediate spur gears or the driven spur gear in the axial direction, the first and second intermediate spur gears and the driven spur gear can be disconnected or connected. A spindle driving device using the backlash adjusting device according to claim 1 .
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