JPH0241839A - 鋼球を利用した増速機のスピンドル機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）産業上の利用分野 本発明は、１個の駆動ギヤにより回転伝達される１個以
上の従動ギヤに連結されるボールギヤ軸と、これら各ボ
ールギヤ軸と高速ネジ軸を転勤しながら循環移動する鋼
球により噛合させて、高速ネジ軸金増速回転させる増速
機のスピンドル機構に関し、高速回転が要求される各種
機械の増速機として広く利用できるものである。

（２）従来の技術 従来の増速機の機構はモーターにより回転駆動されるオ
ームギヤやオームホイール、遊星ギヤ、傘ギヤ等を組み
合わせて増速する手段全溝じてい友。近年、第５図に例
示する如くホイール１９の外周に設けたホルダー２０に
等間隔に配置した多数のテーパーローラー２１が、バネ
２２によって予圧が掛けられた状態で、鼓形スクリュー
軸２３の外周に設けたテーパー溝２４に嵌合し、増減速
する構造の増速機や、第６図に例示する如く駆動軸２の
回転により親ローラー２５を駆動して複数の遊星ローラ
ー２６ヲ回転させ、この遊星ローラー２６と上端全接圧
回転させる事によジ増速させ、下端に研削砥石２８等金
装着した高速回転軸２７全高速回転させる構造の増速機
も開発されている。

また、本発明者が開発した特願昭６１−３０４７９５号
に係るボールを利用した増減速機の如く、ボール軌道ネ
ジ溝を設けたボールギヤ軸と複数の不連続状のボール溝
を設けた増減速ホイールギヤを、１部に集中して接触す
るボールを介して噛合させボールの脱落を防止するため
にネジ軸の外周にポル保護カバー全役けた構造の増減速
機もある。

３、発明が解決しようとする問題点 従来の多数のテーパーローラーを使用する増減速機やボ
ール全使用する増減速機は、駆動側のポルギヤ軸の径よ
りも大径のホイールギヤ全従動側に使用し、主として減
速を目的としたもので、従動側のホイールギヤを駆動側
に代えると、伝達性、追従性が構造上間らかに困難であ
り実用上増速機としては多くの問題があった。また、複
数の遊星ローラーを使用する増速機は高速運転において
回転領域に限度があり、遊星ローラーの摩擦が増大し発
熱及び滑りによる不均一回転が発生して回転むら発生じ
る欠点を有し耐久性に種々の問題があり、ボール使用の
増速機も高速回転領域に限界があり、鋼球を装填した駆
動側のネジ軸全高速回転させると鋼球位置の周速が増大
し鋼球の移動における摩擦が増加する欠点があった。

（４）問題点を解決するための手段 本発明は、駆動ギヤから回転伝達される１個以上の従動
ギヤに、それぞれ連結されるボルルギヤ軸に設けた球軌
道ネジ溝内に連続整列状に装填された鋼球が、近接する
１個の高速ネジ軸に設けたネジ溝にそれぞれ嵌入する事
により、各ボールギヤ軸と高速ネジ軸全噛合させ、かつ
高速ネジ軸のネジ溝はボールギヤ軸の球軌道ネジ溝より
も多巻にする事により、低速回転の各ボールギヤ軸が高
速ネジ軸を高速回転させる増速機である。

即ち、ケース内に、駆動軸により回転駆動される駆動ギ
ヤと噛合する１個以上の従動ギヤを設け、各従動ギヤの
外周に終端と始端全もどし穴により連続される球軌道ネ
ジ溝を設けたボールギヤ軸を連結すると共に、前記球軌
道ネジ溝より巻数の多い連続状のネジ溝を外周に設けた
高速ネジ軸を前記ボールギヤ軸に平行状に近接させて設
け、ボールギヤ軸に近接するネジ溝に嵌入するよう球軌
道ネジ溝内に連続状に整列させて鋼球を装填し、鋼球を
介してボールギヤ軸と高速ネジ軸を噛合させ、ボールギ
ヤ軸及び高速ネジ軸の外周は移動する鋼球に沿ってケー
ス内壁により囲繞し、高速ネジ軸の下端に加工具全装着
するチャックを連結した手金特徴とする鋼球全利用した
増速機のスピンドル機構である。

（５）作用 駆動軸の回転により駆動ギヤが回転すると、駆動ギヤの
周囲の１個以上の従動ギヤが回転する。

従動ギヤの回転によりそれぞれ従動ギヤに連結されたボ
ールギヤ軸が回転し、各ボールギヤ軸の外周面の球軌道
ネジ溝内に連続整列状に装填された鋼球ぼ、近接する高
速ネジ軸の外周のネジ溝に嵌入して転動移動しながら高
速ネジ軸に回転を伝達する。この場合、高速・ネジ軸の
ネジ溝はボールギヤ軸の球軌道ネジ溝より巻数が多いの
で、巻数の倍数に応じて増速回転する。。

球軌道ネジ溝内の鋼球は、ボールギヤ軸の外周を囲繞す
るケース内壁が外側案内として作用するので、鋼球の飛
出し脱落が防止されると共に、鋼球の転勤移ｖＩヲ円滑
化する。また、鋼球は球軌道ネジ溝を転勤しながら順次
移動し、終端からもどし穴を通って始端に循環する。

（６）実施例 第１図及び第２図は本発明全高速研削機に実施した場合
の１実施例を示し、１はモーターで駆動されるテーパー
チャック３に嵌設された駆動軸２に連結される駆動ギヤ
であり、５は駆動ギヤ１に噛合して回転する１個以上の
各従動ギヤ４にそれぞれ連結されたボールギヤ軸である
。各ボールギヤ軸５には外周に１条１巻以上のつる巻状
の球軌道ネジ溝６を設けると共に、球軌道ネジ溝６には
自由に転勤しかつ移動するよう連続状に鋼球７を整列さ
せて装填し、この球軌道ネジ溝６は終端と始端をもどし
穴８により連結し、鋼球が終端から始端に円滑に循環移
動するよう構成する。

これら各ボールギヤ軸５に近接させて、ボールギヤ軸の
球軌道ネジ溝６よジ巻数の多い連続状のネジ溝９を設け
た高速ネジ軸１０を設ける。高速ネジ軸１０は上端が回
動自在な鋼球スラスト受１２により支持され、球軌道ネ
ジ溝６内の鋼球７が近接するネジ溝９に嵌入し、各ボー
ルギヤ軸５はそれぞれ鋼球７を介して高速ネジ軸１０と
噛み合い回転全伝達する。

これら機構部はケース１１内部に収容され、各ボールギ
ヤ軸５及び高速ネジ軸の外周は鋼球７の飛出し脱落を防
止しかつ鋼球７の円滑な転勤移動を増大させるため、噛
合部分を除き移動する鋼球７の外周に沿ってケース内壁
１３により囲繞する。

また、各回転部分にはそれぞれベアリング、オイルンー
ル等でなる軸受１４ヲ装着し、ケース１１の回転全防止
するための回り止め棒１５ヲ嵌入する固定穴１６’に設
ける。高速ネジ軸１０の下端には研削砥石等の加工具１
７ヲ装着するチャック１８全連結する。

このように構成されるので駆動ギヤ１の回転により１個
以上の従動ギヤ４が回転し、従動ギヤ４に連結する各ボ
ールギヤ軸５が回転すると、各球軌道ネジ溝６に連続状
に装填された鋼球７は、高速ネジ軸１０の連続状のネジ
溝９との接触によυ転動しながら移動し、球軌道ネジ溝
６の終端から順次もどし穴８を通って始端に出、再び球
軌道ネジ溝６を循環する。そして、鋼球７を介して噛合
する高速ネジ軸１０ハ、球軌道ネジ溝６とネジ溝９の巻
数比に応じて所定の増速比で高速回転する。

第３図は第１図に示す２条２巻の球軌道ネジ溝６と連続
１条１０巻のネジ溝９の展開図で、５倍の増速比を示す
。

転動しながら移動する鋼球７は、ボルルギヤ軸５及び高
速ネジ軸１０の外周を囲繞するケース内壁１３が外側案
内となるので、鋼球７は円滑に移動し、かつ飛出し脱落
が防止される。

第４図に本発明の他の実施例全示し、高速ネジ軸１０に
１個のボールギヤ軸５全平行状に近接させて設けた実施
例で、第１図及び第２図の実施例と同様にボールネジ軸
５０回転により球軌道ネジ溝６と連続状のネジ溝９の巻
数比により高速ギヤ軸１０全増速回転させるが、小形化
するに適するものである。

（７）発明の効果 本発明は、鋼球を連続状に整列させて装填する球軌道ネ
ジ溝を設けた１個以上のボールギヤ軸の低速回転により
、鋼球を介して、連続状多巻のネジ溝を設は平行状に配
置した高速ネジ軸金増速回転させるものであるから、球
軌道ネジ溝とネジ溝の巻数比の設定により増速比を向上
する事は機構上極めて容易であり、かつボールギヤ軸の
数を増加する事や、球軌道ネジ溝の巻条数を増加する事
により鋼球による接触点を増加させて安定回転させる事
も容易である。また、球軌道ネジ溝内全転勤移動する鋼
球ぼ、ケース内壁全外側案内とするので飛出し脱落は完
全に防止され円滑に順次移動し、ポールネジ軸と高速ネ
ジ軸の径比を大きくして鋼球の円滑移動全史に向上する
事もできる。従って、ボールギヤ軸と高速ネジ軸のバラ
ンスを取ジやすく、噛合摩擦により発熱や滑りがなく、
回転時のバックラッシュ全除去する事ができ、高速回転
に最適な増速機におけるスピンドル機構である。また、
逆に高速ネジ軸を駆動回転させてボールギヤ軸を従動回
転させれば、出方軸となる駆動軸が減速回転するので、
減速機として使用できる実効をも有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例縦断面図、第２図は第１図の
Ａ−Ａ’部分の拡大断面図、第３図は第１図に示す高速
ネジ軸のネジ溝とボールギヤ軸の球軌道ネジ溝展開図、
第４図は本発明の他の実施例構成図、第５図はホイール
外周に多数のテーパーローラーを使用した従来の増速機
の構成図、第６図は遊星ローラー全使用した従来の増速
機の構成図である。 図において、１・・・・・・駆動ギヤ、２・・・・・・
駆動軸、３・・・・・・テーパーチャック、４・・・・
・・従動ギヤ、５・・・・・・ボールギヤ軸、６・・・
・・・球軌道ネジ溝、７・・・・・・鋼球、８・・・・
・・もどし穴、９・・・・・・ネジ溝、１０・・・・・
・高速ネジ溝、１１・・・・・・ケース、１２・・・・
・・鋼球スラスト受、１３・・・・・・ケース内壁、１
４・・・・・・軸受、１５・・・・・・回り止め棒、１
６・・・・・・固定穴、１７・・・・・・加工具、１８
・・・・・・チャック、１９・・・・・・ホイール、２
０・・・・・・ホルダー　２１・・・・・・テーパーロ
ーラー　２２・・・・・・バネ、２３・・・・・・鼓形
スクリ、−軸、２４・・・・・・テーパー溝、２５・・
・・・・親ローラー′２６・・・・・・遊星ローラー　
２７・・・・・・高速回転軸、２８・・・・・・研削砥
石、を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ケース内に、駆動軸により回転駆動される駆動ギヤ
   と噛合する１個以上の従動ギヤを設け、各従動ギヤの外
   周に終端と始端をもどし穴により連続される１条以上の
   球軌道ネジ溝を設けたボールギヤ軸を連結すると共に、
   前記球軌道ネジ溝より巻数の多い連続状のネジ溝を外周
   に設けた高速ネジ軸を前記ボールギヤ軸に平行状に近接
   させて設け、ボールギヤ軸に近接するネジ溝に嵌入する
   よう球軌道ネジ溝内に連続状に整列させて鋼球を装填し
   、鋼球を介してボールギヤ軸と高速ネジ軸を噛合させ、
   ボールギヤ軸及び高速ネジ軸の外周は移動する鋼球に沿
   つてケース内壁により囲繞し、高速ネジ軸の下端に加工
   具を装着するチャックを連結した事を特徴とする鋼球を
   利用した増速機のスピンドル機構。