JPH029549A - 増速スピンドル装置 - Google Patents

増速スピンドル装置

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JPH029549A
JPH029549A JP63160336A JP16033688A JPH029549A JP H029549 A JPH029549 A JP H029549A JP 63160336 A JP63160336 A JP 63160336A JP 16033688 A JP16033688 A JP 16033688A JP H029549 A JPH029549 A JP H029549A
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Koyo Seiko Co Ltd
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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】 産業上の利用分野 本発明は、各種工作機械の主軸に連動連結して使用され
、特に小径の切削工具を高速回転するのに適した増速ス
ピンドル装置に関する。
従来の技術 従来、この種の増速スピンドル装置として、機械主軸に
連動連結される入力軸と、前端にチャックを備えた高速
スピンドル（出力軸）との間に遊星歯車機構を介在させ
、該遊星歯車機構により前記入力軸の回転を増速し、前
記高速スピンドルを高速回転させるように構成した高速
スピンドル装置は知られている。
発明が解決しようとする課題 しかし、上記遊星歯車機構による高速スピンドル装置は
、剛性が低く、工作作業時に工具にびびりを生じるとい
う難点があった。また、負荷能力も小さいものであった
。
本発明は、上記従来装置の欠点を解決することを目的と
してなされたもので、増速手段として効率及び高速回転
性能のすぐれたトラクションドライブ機構を採用し、剛
性の高い構造であって、かつ、安定した伝達トルクが得
られる高速スピンドル装置を提供しようとするものであ
る。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明による増速スピンド
ル装置は、機械本体に対する回り止め手段を備えた筒状
ハウジングと、該ハウジング内に回転自在に支持され、
前端から後端に向けて軸方向へ延びる中空孔を有し、後
端に入力軸が連結されている筒状のキャリアと、前記ハ
ウジングの内周に嵌着固定され、前記キャリアの外周に
定間隔を隔てて同心状に配設されている固定リングと、
前記キャリアの中空孔内に回転自在に軸支され、その前
端突出部に工具把持手段が設けられると共に、後端部に
太陽ローラが連結されている高速スピンドルと、前記キ
ャリアの中間部分に放射状に配設され、前記中空孔に連
通ずる複数の横孔と、前記横孔に収容して前記キャＩノ
アに回転自在に軸支され、前記固定リングに内接すると
共に、前記太陽ローラに接触して自転及び公転する複数
の遊星ローラとを備え、前記キャリアへの入力によって
前記太陽ローラから増速出力を得るトラクションドライ
ブ機構が構成されており、かつ、前記ハウジングに冷却
ジャケットが設けられていることを特徴とする。
前記冷却ジャケットに連通し、かつ、前記ハウジングの
前端側に開口する排出孔を設けると、該排出孔を通じて
排出されるクーラントを前記高速スピンドルに把持した
工具の冷却及び潤滑に利用できる。また、前記固定リン
グの内周面には潤滑剤を貯留する環状溝を設けることが
好ましい。
作用 上記の技術的手段において、機械主軸に連動連結された
前記キャリアが回転すると、前記遊星ローラが前記太陽
ローラに接触して公転しながら自転し、前記太陽ローラ
を経て前記高速スピンドルが増速回転する。伝達トルク
は、前記固定リングと前記太陽ローラとに挟まれた前記
遊星ローラの締め代によりそれぞれの接触部に半径方向
の圧接力を生じさせることにより、接触面間に介在する
潤滑油の油膜を介して得られる。また、前記高速スピン
ドルの高速回転に伴う温度上昇は前記冷却ジャケットに
供給したクーラントにより抑制される。
実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図面
は本発明を自動工具交換装置（ＡＴＣ＞用の増速スピン
ドル装置として実施した例を示している。
１は装置本体をなす筒状ハウジングで、内周面の中央部
にトラクションドライブ機構の固定リング２が嵌着固定
されている。該固定リング２の内周面には潤滑剤を貯留
するための環状溝３が設けられている。
前記筒状ハウジング１には機械本体４０に対する回り止
め手段４が付設されている。回り止め手段４は、筒状ハ
ウジング１の外周から半径方向へ突設したアーム５と、
該アーム５に固着され前記筒状ハウジング１の中心線と
ほぼ平行に延びる案内スリーブ６と、該案内スリーブ６
に摺動自在に嵌合され、ばね７により外方へ付勢されて
いる回り止めピン８と、該回り止めビン８に囲動自在に
外嵌され、ばね１０により外方へ付勢されている１習動
筒９とから成り、該摺動筒９の後端に半径方向へ突出す
る係止爪１１が連設されている。係止爪１１は後述する
ように入力軸１７をハウジング１に対して一定の姿勢に
位置決めする作用をなす。
１２はトラクションドライブ数構の主要部分を組み込む
筒状のキャリアで、筒状ハウジング１内に固定リング２
と同心状に配設され、軸受１３゜１４を介して回転自在
に支持されている。該キャリア１２の前端部１２ａ及び
後端部１２ｂは、それぞれ筒状ハウジング１の両端に嵌
着したカバー１５及び１６の開口から突出しており、後
端部１２ｂにはテーパシャンク１９を備えた入力軸１７
が連結ボルト１８により固定連結されている。
入力軸１７はテーパシャンク１９の端部に自動工具交換
装置（ＡＴＣ＞の把握アームが係合するフランジ部２０
を有し、該フランジ部２０の外周部に機械主軸４１のド
ライブキー４２が係合するキー溝２１が設けられている
と共に、外周前側端に前記係止爪１１が係合する凹溝２
２が設けられていて、常時は、ばね１０により外方へ付
勢にされている係止爪１１が凹溝２２に係合し、入力軸
１７が筒状ハウジング１に対して一定の姿勢に位置決め
されるようになっている。一方、凹溝２２に対向するカ
バー１６の外周部に切欠き部２３が設けられていて、第
１図に示すように、機械主軸４１に入力軸１７のテーパ
シャンク部１９を嵌合した使用状態においては、機械本
体４０の前端面に固着突設した平面視口字形の回り止め
ブロック４３の係合凹部４４に回り止めビン８が係合し
、筒状ハウジング１が機械本体４０に対して回り止め状
態に支持されると同時に、摺動筒９がブロック４３前端
に衝接し、ばね１０に抗してアーム５側へ移動せしめら
れ、その後端の係止爪１１が凹溝２２から離脱して切欠
き部２３に係合するようになっている。その結果、入力
軸１７が筒状ハウジング１に対して回転自在の関係とな
り、前記キャリア１２が入力軸１７を介して機械主軸４
１によって回転可能になる。
２５は高速スピンドルで、キャリア１２の前端から後端
に向けて穿設した軸方向へ延びる中空孔２６内に嵌入し
、軸受２７，２８及び２９を介して回転自在に軸支され
ている。該高速スピンドル２５の前端突出部には工具ホ
ルダ３０が装着され、後端部にはトラクションドライブ
機構の太陽ローラ３１が連設されている。一方、キャリ
ア１２の中間部分にはその外周面から中心部へ向けて半
径方向へ延び、かつ中空孔２６に連通する３つの横孔３
２が穿設されている。該横孔３２は後述するトラクショ
ンドライブ機構の遊星ローラ３３を収容するために設け
られるもので、図示の実施例では、第２図に示すように
、周方向へ１２０度ずつ位相を異にして放射状に配設さ
れている。
３３はｌ・ラクションドライブ別横の遊星ローラで、３
つの遊星ローラ３３が固定リング２と太陽ローラ３１と
の間において周方向へ１２０度ずつ位相を異にして配設
され、かつ、固定リング２の内周面と太陽ローラ３１の
外周面に１習接してトラクションドライブ機構が構成さ
れる。各遊星ローラ３３は、横孔３２に個別的に離隔し
て収容され、キャリア１２に嵌挿しその軸線と平行に配
冑された支持ビン３４にニードル軸受３５を介して回転
自在に軸支されている。そして、固定リング２と太陽ロ
ーラ３１とに挟まれた遊星ローラ３３の締め代によりそ
れぞれの接触部に半径方向の圧接力を生じさせ、この圧
力による摩擦力で動力を伝達するトラクションドライブ
機構が構成されている。
この際、筒状ハウジング１に対する固定リング２の嵌合
をしまりばめとすることによって、固定リング２が求心
的な圧縮応力を受けるようにすると、遊星ローラ３３の
締め代の変動が少なく、安定したトルク伝達が得られる
。
３６．３７は筒状ハウジング１に設けた冷却ジャケット
である。両ジャケット３６．３７は環状に形成され、周
方向へ適当間隔をおいて配設した連通孔３８を介して互
いに連通している。前側のジャケット３６は筒状ハウジ
ング１の前端側、すなわちカバー１５の前端部に開口す
る排出孔３９に連通している。一方、後側のジャケット
３７は通孔４５を介して案内スリーブ６の中空孔４６に
連通し、更に、回り止めビン８にＩＩした通孔４７に連
通しており、第１図に示すように、使用状態において通
孔４７が回り止めブロック４３に設けたクーラント供給
口４８に接続され、該供給口４８を通じて供給されるク
ーラントが通孔４７゜中空孔４６及び通孔４５を経て冷
却ジャケット３７に流入するようになっている。冷却ジ
ャケット３７に供給されたクーラントは連通孔３８を通
じて冷却ジャケット３６に流入し、該冷却ジャケット３
６から排出孔３９を通じてハウジング１の前方へ排出さ
れる。排出孔３９から排出されたクーラントは工具ホル
ダ３０に保持した工具（図示せず）の冷却に利用できる
。
上記構成において、キャリア１２が入力軸１７を介し機
械主軸４１に連動して回転すると、３つの遊星ローラ３
３が太陽ローラ３１の周りに公転しながら自転し、各遊
星ローラ３３と太陽ローラ３１との接触面間に介在する
潤滑油により形成される油膜を介して太陽ローラ３１に
動力が伝達され、太陽ローラ３１を経て高速スピンドル
２５が増速回転せしめられる。したがって、高速スピン
ドル２５先端の工具ホルダ３０に取り付けた切削工具（
図示せず）が高速回転する。
一方、高速スピンドル２５の高速回転に伴う摩擦熱で固
定リング２が温度上昇するのを、冷却ジャケラ１−３６
．３７に供給したクーラン１−により抑制し、固定リン
グ２が温度上昇により彫版して、Ｍ１ローラ３３に対す
る締め代が小さくなるのを防止している。
発明の効果 上述のように、本発明による増速スピンドル装置は、増
速手段であるトラクションドライブ前橋の主要部を構成
する高速スピンドル、太陽ローラ及び遊星ローラが筒状
のキャリアに設けた中空孔及び該中空孔に連通ずる横孔
内に組み込まれており、ざらに前記キャリアが入力軸に
対し一体的に連結されているから、装置全体の剛性が大
きく、しかもトラクションドライブ機構が精度よく安定
して機能する。したがって、工作作業時における工具の
びびりが少なく精度よく作業でき、かつ負荷能力も大き
い。
また、前記トラクションドライブ機構の固定リングが嵌
着固定される筒状ハウジングに冷却ジャケットを設け、
該ジャケットに供給したクーラントにより前記固定リン
グを冷却するようにしたから、高速回転に伴う温度上昇
により前記固定リングが彫版し、前記遊星ローラに対す
る締め代が小さくなるのを有効に防ぐことができる。し
たがって、前記締め代の変動が少なく、安定した伝達ト
ルクが確保される。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第１図は本発明に係る増
速スピンドル装ｄの縦断正面、第２図は第１図の２−２
線に沿う断面図である。 １・・・筒状ハウジング　　２・・・固定リング４・・
・回り止め手段 １２・・・キャリア　　　　１７・・・入力軸２５・・
・高速スピンドル　２６・・・中空孔３０・・・工具ホ
ルダ　　　３１・・・太陽ローラ３２・・・横孔　　　
　　　３３・・・遊里ローラ３６．３７・・・冷却ジャ
ケット ３８・・・連通孔　　　　　３９・・・排出孔４０・・
・機械本体　　　　４１・・・機械主軸４３・・・回り
止めブロック

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）機械本体に対する回り止め手段を備えた筒状ハウ
    ジングと、 該ハウジング内に回転自在に支持され、前端から後端に
    向けて軸方向へ延びる中空孔を有し、後端に入力軸が連
    結されている筒状のキャリアと、前記ハウジングの内周
    に嵌着固定され、前記キャリアの外周に定間隔を隔てて
    同心状に配設されている固定リングと、 前記キャリアの中空孔内に回転自在に軸支され、その前
    端突出部に工具把持手段が設けられると共に、後端部に
    太陽ローラが連結されている高速スピンドルと、 前記キャリアの中間部分に放射状に配設され、前記中空
    孔に連通する複数の横孔と、 前記横孔に収容して前記キャリアに回転自在に軸支され
    、前記固定リングに内接すると共に、前記太陽ローラに
    接触して自転及び公転する複数の遊星ローラとを備え、 前記キャリアへの入力によつて前記太陽ローラから増速
    出力を得るトラクションドライブ機構が構成されており
    、 かつ、前記ハウジングに冷却ジャケットが設けられてい
    ることを特徴とする増速スピンドル装置。
  2. （２）前記冷却ジャケットが複数の環状に形成されてい
    る請求項（１）記載の増速スピンドル装置。
  3. （３）前記冷却ジャケットに連通し、かつ、前記ハウジ
    ングの前端側に開口する排出孔が設けられている請求項
    （１）又は（２）記載の増速スピンドル装置。
  4. （４）前記固定リングの内周面に潤滑剤を貯留する環状
    溝が設けられている請求項（１）ないし（３）に記載の
    増速スピンドル装置。
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