JPH07180749A - 工作機械用のバックラッシュのない回転付属装置用駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 効率が良く且つコンパクトな、工作機械用の
バックラッシュのない回転付属装置用駆動装置を提供す
る。 【構成】 夫々二つの平歯車２０Ａ，２１Ａ；２０Ｂ，
２１Ｂを有する少くとも二つの平行なシャフトが駆動モ
ータのピニオン１０と付属装置スピンドル上に配置され
た駆動ホイール３０との間に挿入され、一つの平歯車２
１Ａ；２１Ｂがモータピニオン１０と係合すると共に異
なるねじれ角を有する一つの平歯車２０Ａ；２０Ｂが付
属装置駆動ホイール３０と係合し、二つの中間シャフト
の対応するホイールが同一個数の歯を有し、少くとも一
つの中間シャフトが軸線方向に移動可能に取り付けられ
て中間シャフトの歯が異なる方向に嵌め合わされるよう
になるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は工作機械用のバックラッ
シュのない回転付属装置用駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】機械
においてしばしば存在する機能的構成要素は、機械加工
されるべき物体を取り上げるための能動要素上で回転可
能な付属装置である。多くの場合、特に歯車を生産また
は機械加工するための機械において、外部から又は作業
工程からの力の作用がこの付属装置の位置の変化を全く
又は本質的にもたらさないようにこの付属装置が取り付
けられ且つ駆動されることが必要とされる。このこと
は、付属装置支持部の十分に剛固でバックラッシュのな
い構成によって、自由度が除かれるので得られることが
できる。後者は、機能要素自体内または機能要素相互間
での軸受にバックラッシュのないプレストレスを施すよ
うな機能要素の適切に選択された嵌合によって、あるい
は支持部用の調節要素の能動制御によって実現されるこ
とができる。

【０００３】残りの自由度、即ち回転付属装置の垂直軸
線回りの回転に関しては、上述の力の作用のために出力
側で付属装置の望ましくない位置の変化が起こり得ない
ように駆動装置を構成することが必要である。一般的に
用いられる平歯車またはウォーム歯車では、それが関係
する原理のために、駆動要素の機能的有用性を損わずに
駆動要素内でバックラッシュがないように駆動要素を構
成することは不可能である。その代わりに、適切な手段
を追加することによって既存の駆動装置のバックラッシ
ュを抑制することが必要である。

【０００４】バックラッシュのない平歯車およびウォー
ム歯車のための公知の解決策は次のグループに分けられ
ることができる。 １．補償モーメントの導入 この場合、付属装置スピンドル上に作用する駆動トルク
とは異なる第２のトルクがこの駆動トルクに重畳され、
最後の被動シャフトの歯係合（ｔｏｏｔｈｅｄｅｎｇａ
ｇｅｍｅｎｔ）上での二つのトルクの合力は、予期され
る最大の見掛けの成分（ｓｐｕｒｉｏｕｓ ｃｏｍｐｏ
ｎｅｎｔ）よりも大きい。このことは、実際の回転付属
装置用駆動装置のかみ合わせ（ｔｏｏｔｈｉｎｇ）が持
ち上がって離れることを防止すると共に、このかみ合わ
せが常に同一方向において面接触を有することを確保す
る。ここで二つのサブグループが区別されなければなら
ない。

【０００５】１．１．駆動ホイール又は被動ホイールと
摩擦係合するように取り付けられた異なる個数の歯を有
するブレーキホイール（摩擦ホイール） この場合、満足できない特徴として、大幅に制限された
相対力、及びその結果として生じる許容可能な外力の制
限が挙げられるだけでなく、摩擦損失から生じる歯車伝
動の低効率、及びその結果としての伝動装置内の熱源の
存在もが挙げられ、この伝動装置内の熱源の存在は、熱
的に誘発される幾何学的形状の変化を引き起こす恐れが
ある。

【０００６】１．２．付属装置スピンドル上に並列に作
用する更なる駆動装置 種々の形式で一般的に用いられる公知の構成は、夫々自
身の動力源を有する別個の駆動装置を具備し、場合によ
ってはブレーキエネルギが実際の回転付属装置用駆動装
置に返戻され、更に、回転付属装置用駆動装置の動力源
からスリップを伴って駆動エネルギを引き出す手段を具
備する。追加の駆動装置は、ブレーキ作用または駆動作
用を有することができ、或いはまた適用分野に応じて逆
転可能な方向を有することができる。この場合の不利点
は、変換、伝達およびスリップ損失により通常低効率で
あるということと、このようなプレストレスを施す手段
の構造が複雑であるということと、その結果として生じ
る高コストとである。

【０００７】２．歯車列の緊張（ｂｒａｃｉｎｇ） この場合、回転付属装置用駆動装置内の数個の並列の駆
動ライン上で力の分岐が存在する。少くとも一つの駆動
要素を、並列の駆動ライン内の対応する要素に対して弾
性的に移動させることによって、駆動ライン相互の機械
的な緊張（ｂｒａｃｉｎｇ）が生じせしめられ、その結
果駆動ラインのかみ合わせが常に両側の面上に存在する
ようになる。ここで二つのサブグループが区別されなけ
ればならない。

【０００８】２．１．例えばプレストレスを施されたト
ルクロッドとして中間シャフトを形成することによる、
同一の歯車列の二つの駆動要素の相対的な弾性的回転 このような解決策は、数少いばらばらで孤立したケース
において実現され、かつ価値のあることが証明されてい
る。このような解決策の適用範囲は、弾性要素が力の直
接的な束（ｆｌｕｘ）内に配置され、従って弾性要素が
強力な寸法を有さなければならないという事実によって
制限される。

【０００９】２．２．少くとも一つの螺旋状歯付き伝達
要素（平歯車またはウォーム）の、その回転軸線方向に
おける弾性的移動 軸線方向に移動可能な伝達要素は、強固に取り付けられ
た共通の駆動シャフトと耐ねじれ性の作動連結状態にあ
る。

【００１０】２．２．１．幅の広い螺旋状歯付き被動ホ
イールが駆動ピニオンと並列に所謂摺動ピニオンと噛合
し、同一のねじれ角を有する更なるピニオンが、軸線方
向に移動可能に同じ駆動シャフト上に取り付けられる。
これにより、このピニオン上への軸線方向にプレストレ
スを施す力の作用によって、このピニオンのかみ合わせ
（ｔｏｏｔｈｉｎｇ）が駆動方向と反対に嵌め合わせせ
しめられる。この広く広まった解決策は、タンデム状に
配置された二つのホイールと、トルクの伝達に関する移
動可能なピニオンハブとのための大きな軸線方向および
半径方向の全体空間を必要とする。また、被動ホイール
の歯（ｔｏｏｔｈｉｎｇ）が不経済的に幅広く形成され
なければならない。

【００１１】２．２．２．被動シャフトがそのかみ合わ
せの被動面と嵌め合うまで、被動シャフト上に作用する
二つのウォームの内の少くとも一つが二重ウォーム歯車
と共に軸線方向に弾性的に移動される。一般的に知られ
ているこの構造は、製造および保守のための多大な努力
と、多量のスペースとを必要とし、獲得可能な速度はウ
ォームの限定された摺動速度によって制限される。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、多段式歯車伝
動（ｍｕｌｔｉｓｔｅｐ ｇｅａｒｉｎｇ）によって、
少くとも歯切り盤用にこれまで未知の方法でバックラッ
シュのない回転付属装置用駆動装置を実現する。本発明
によれば、工作機械用のバックラッシュのない回転付属
装置用駆動装置であって、夫々二つの平歯車を有する少
くとも二つの平行なシャフトが駆動モータのピニオンと
付属装置スピンドル上に配置された駆動ホイールとの間
に挿入され、一つの平歯車がモータピニオンと係合する
と共に異なるねじれ角を有する一つの平歯車が付属装置
駆動ホイールと係合し、二つの中間シャフトの対応する
ホイールが同一個数の歯を有し、少くとも一つの中間シ
ャフトが軸線方向に移動可能に取り付けられて中間シャ
フトの歯（ｔｏｏｔｈｉｎｇ）が異なる方向に嵌め合わ
されるようになるようにしたことを特徴とする、工作機
械用のバックラッシュのない回転付属装置用駆動装置が
提供される。

【００１３】

【実施例】少くとも二つの同様に構成されたインタース
テップシャフト（軸線２Ａおよび軸線２Ｂ）のホイール
２１Ａおよび２１Ｂが駆動シャフト（軸線１）のピニオ
ンと噛合する。中間シャフトの被動側ピニオン２０Ａお
よび２０Ｂが被動シャフト（軸線３）のホイール３０と
噛合する。各中間シャフトのホイールとピニオンとは相
互に剛固に連結されるが、相互に調節可能となってい
る。駆動ピニオン１０の歯および被動ホイール３０の
歯、従ってまた中間シャフトの歯は、異なるねじれ角を
有するように構成される。少くとも一つの中間シャフト
を軸線方向に移動させることにより、中間シャフトの歯
の面を反対方向に嵌め合わせることができ、その結果歯
車列にバックラッシュがないようにすることができる。

【００１４】本発明の好ましい実施例では、すべての中
間シャフトのホイールは同一の駆動ホイール及び同一の
被動ホイールと、好ましくは同一の係合平面内で噛合
し、これにより製造コストを最小化するようにする。

【００１５】本発明の別の実施例では、各ホイールのね
じれ角は駆動側と被動側とで総計で次のように異なるよ
うに選択される。即ち、歯係合による軸線方向分力の差
異が中間シャフトの移動を引き起こすのに十分であり、
従って歯車にバックラッシュがないようにするのに十分
であるように、各ホイールのねじれ角が駆動側と被動側
とで総計で異なるように選択される。

【００１６】本発明の更に別の実施例では、中間シャフ
トの移動は、移動可能な中間シャフト上に外部から作用
すると共に歯面が持ち上がって離れることを妨げる追加
の軸線方向プレストレス力（プレストレスを施す力）に
よって引き起こされることができる。これは、駆動側上
または被動側上のトルクが故意に又は機械加工工程によ
って強い変動を受けやすい場合に特に有利である。軸線
方向プレストレス力は機械的に、好ましくはばねによっ
て及ぼされることができる。しかしながら軸線方向プレ
ストレス力は流体手段、好ましくは液体圧シリンダ又は
気体圧シリンダによって、および電磁石等によっても及
ぼされることができる。

【００１７】本発明の更に別の実施例では、力の流体的
または電気的な導入はまた、プレストレス力が機械の運
転中に選択的に影響を及ぼされることを許容し、斯くし
てプレストレス力が種々の運転状態に適合されることを
許容する。

【００１８】また、本発明の更に別の実施例では、中間
シャフトを多段式（ｍｕｌｔｉｓｔｅｐ）ホイール組に
分離し、これらのホイール組の内の一つのみが上述のよ
うに軸線方向に移動可能であることを必要とするように
することによって、２段階（ｓｔｅｐ）よりも多段階の
歯車を実現することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による工作機械用のバックラッシュのな
い回転付属装置用駆動装置の実施例の側面断面図であ
る。

【符号の説明】

１，２Ａ，２Ｂ，３…軸線 １０…駆動ピニオン ２０Ａ，２０Ｂ…被動側ピニオン ２１Ａ，２１Ｂ…ホイール ３０…ホイール

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械用のバックラッシュのない回転
   付属装置用駆動装置であって、夫々二つの平歯車を有す
   る少くとも二つの平行なシャフトが駆動モータのピニオ
   ンと付属装置スピンドル上に配置された駆動ホイールと
   の間に挿入され、一つの平歯車がモータピニオンと係合
   すると共に異なるねじれ角を有する一つの平歯車が付属
   装置駆動ホイールと係合し、二つの中間シャフトの対応
   するホイールが同一個数の歯を有し、少くとも一つの中
   間シャフトが軸線方向に移動可能に取り付けられて中間
   シャフトの歯が異なる方向に嵌め合わされるようになる
   ようにしたことを特徴とする、工作機械用のバックラッ
   シュのない回転付属装置用駆動装置。
2. 【請求項２】 ねじれ角に起因する歯係合の軸線方向の
   力成分の差異によって軸線方向のプレストレス力が形成
   されることを特徴とする、請求項１に記載の工作機械用
   のバックラッシュのない回転付属装置用駆動装置。
3. 【請求項３】 プレストレスを施すばね又は他の機械的
   手段によって、移動可能な中間シャフトに軸線方向に荷
   重がかけられることを特徴とする、請求項１に記載の工
   作機械用のバックラッシュのない回転付属装置用駆動装
   置。
4. 【請求項４】 液体圧シリンダ又は気体圧シリンダ又は
   他の流体手段によって、移動可能な中間シャフトに軸線
   方向に荷重がかけられることを特徴とする、請求項１に
   記載の工作機械用のバックラッシュのない回転付属装置
   用駆動装置。
5. 【請求項５】 電磁石または別の電気的アクチュエータ
   によって、移動可能な中間シャフトに軸線方向に荷重が
   かけられることを特徴とする、請求項１に記載の工作機
   械用のバックラッシュのない回転付属装置用駆動装置。
6. 【請求項６】 移動可能な中間シャフト上に作用する軸
   線方向力は手動で、または機械的操作によって変化され
   ることができることを特徴とする、請求項３から５まで
   のいずれか一項に記載の工作機械用のバックラッシュの
   ない回転付属装置用駆動装置。
7. 【請求項７】 各中間シャフトの対応するホイールは同
   一の係合平面を有することを特徴とする、先行する請求
   項のいずれか一項に記載の工作機械用のバックラッシュ
   のない回転付属装置用駆動装置。
8. 【請求項８】 中間シャフトの代わりに多段式ホイール
   組が配置され、該ホイール組の内の少くとも一つが、軸
   線方向に移動可能であるように取り付けられることを特
   徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の工作
   機械用のバックラッシュのない回転付属装置用駆動装
   置。