JPH0744428Y2 - 遊星増速機構内蔵工具アダプタ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、遊星増速機構内蔵工具アダプタに関する。

〔従来の技術〕

従来の技術による工作機械の主軸に挿着される回転部と
例えば主軸頭のような固定側に係合離脱自在に結合され
る固定部と工具を取付ける工具取付部とから構成されて
いる遊星増速機構内蔵工具アダプタ、例えば遊星ローラ
増速機構内蔵工具アダプタにおいては、相対回転部から
アダプタ内部への切削・研削油剤浸入を防止する手段と
して、第８図に示すように回転部Ａと固定部Ｂとの間及
び回転部Ａと工具取付部Ｃとの間に通常のオイルシール
Ｓを嵌装するか、第１図のように固定部と回転部と工具
取付部との各部間の相対回転域の外端域にラビリンスシ
ールを設け、リップが形成された弾性材の断面Ｖ字型リ
ングをラビリンスシールの内側に隣接して嵌装している
かしている。

〔考案が解決しようとする課題〕

従来の技術による上記のような遊星ローラ増速機構内蔵
工具アダプタおける相対回転部からアダプタ内部への切
削・研削油剤浸入防止手段において、オイルシールは、
低速回転使用時には、余り問題が無いが、高速回転使用
の場合には、回転シルクの増大や接触部の摩擦による発
熱が大きくなり、種々の問題が生じるし、ラビリンスシ
ールと併用の断面Ｖ字型リングは、第９図に示すように
リップが当接する滑動面に通常の研削加工において生じ
るクロスハッチ状の研削目が形成されているため研削目
から切削・研削油剤が浸入する。

〔課題を解決するための手段〕

この考案による遊星増速機構内蔵工具アダプタは、工作
機械の固定側に係合離脱自在に結合された中空ハウジン
グである固定部と、中心穴が形成された前半部分が中空
ハウジング内に回転自在に挿通支承され、後半部分が工
作機械の主軸に装着される回転部と、回転部の中心穴内
に挿通され、固定部及び回転部に対し回転自在であり、
回転部に遊星増速機構を介して接続され、且つ先端部分
に工具を取付ける工具取付部とから構成されており、固
定部と回転部と工具取付部との各部間の相対回転域の外
端域で相対回転対向部の一方の側にリップが形成された
弾性材の断面Ｖ字型リングが嵌装され、他方の側に断面
Ｖ字型リングのリップが密接滑動する滑動面が形成され
ており、滑動面が同心円的研削目の研削仕上げになって
いる。

〔作用〕

遊星ローラ増速機構内蔵工具アダプタを装着した工作機
械の主軸が回転駆動されると、回転部は、工作機械の固
定側に結合された中空ハウジングに対して回転する。す
ると、回転部前半部分に駆動軸部材により回転自在に支
承された遊星転動体は、中空ハウジング輪状固定軌道面
及び工具取付部の太陽部分の外周に接触しながら駆動軸
部材回りに自転すると共に、主軸軸線回りに公転する。
すると、太陽部分、即ち工具取付部に装着された工具
は、回転部、即ち主軸の回転より増速されて回転する。

低速回転中では、例えば一方の回転側と共に回転する断
面Ｖ字型リングのリップは、他方の滑動面上を密接滑動
する。

しかし、断面Ｖ字型リングは、外開きになっているの
で、高速回転の場合には、遠心力によりリップが閉じる
方向に撓み、その先端は夫々の側方の滑動面から離れ
る。従って、高速回転中の滑動がなくなり、摩擦熱が発
生しない。

そこで、回転する工具により切削・研削加工が行われる
のであるが、その際、切削・研削油剤が加工箇所に噴射
される。

その際、加工中の切削・研削油剤飛沫の遊星増速機構内
蔵工具アダプタ内部への浸入に対しては、低速回転中に
は、断面Ｖ字型リングにより阻止される。

しかも、断面Ｙ字型リングのリップが密接滑動する滑動
面が同心円的研削目の研削仕上げになっているので、切
削・研削油剤飛沫の遊星増速機構内蔵工具アダプタ内部
への浸入は完全に阻止される。

そうして、高速回転中には、各断面Ｖ字型リングのリッ
プが滑動面から離れるが、例えば、断面Ｖ字型リングに
隣接して配置されたラビリンスシール部が機能して切削
・研削油剤飛沫の遊星増速機構内蔵工具アダプタ内部へ
の浸入を阻止する。

〔実施例〕

この考案の実施例を図面に従って説明する。

第１図において、遊星ローラ増速機構内蔵工具アダプタ
は、マシニングセンタのような工作機械の主軸に挿着さ
れる回転部Ａと例えば主軸頭のような固定側に係合離脱
自在に結合される固定部Ｂと工具を取付ける工具取付部
Ｃとから構成されている。

回転部Ａは、先端の中空軸部１、中間の溝付き鍔部２及
び後端のテーパシャンク３が共軸線関係に一体となって
形成されている。

第１図乃至第４図に示すように中空軸部１の中間部に
は、外周面から中心穴４に貫通して放射状に断面長方形
の遊星ローラ挿着用の挿着孔5,5,5（図示の例では中心
角120度間隔で３個）が穿設され、更に、挿着孔５の中
空軸部１の軸線方向の両端に続いて、遊星ローラ駆動ピ
ン用の断面四辺形の取付溝6a,6bが形成されている。

遊星ローラ７は、断面略四辺形の軸首8a,8bが形成され
た駆動ピン８に針状ころ軸受９を介して回転自在に取付
けられている。遊星ローラ７を取付けた駆動ピン８を中
空軸部１に取付けるのに際しては、中空軸部１の外径側
から半径方向に遊星ローラ７を挿着孔５に、軸首8a,8b
を取付溝6a,6bに夫々挿入する。かくして、各遊星ロー
ラ７は、挿着孔５において回転自在に中空軸部１に取付
けられる。

後述するように回転部Ａは固定部Ｂに転がり軸受10;11,
11により回転自在に支承されているのであるが、挿着孔
5,5,5の両端側で転がり軸受（例えばセラミックボール
をもったアンギュラ玉軸受）10の内輪と同じく転がり軸
受11,11の内輪とは、遊星ローラ７に干渉しないように
形成された第５図に示すような櫛形スペーサ12を間にし
て嵌着されている。

更に、中空軸部１の外周面には、溝付き鍔部２と転がり
軸受10の後端面との間でリップ19aを備えた弾性材の断
面Ｖ字型リング19が輪状の取付具25により、転がり軸受
11,11の先端面と中空軸部１の先端に嵌着されたキャッ
プ状部材17の後端に鍔状に形成されたラビリンスシール
部18の後端面との間でリップ20aを備えた弾性材の断面
Ｖ字型リング20が直接に、夫々取付けられている。

更にキャップ状部材17の先端孔17aに臨んで中空軸部１
の先端面にはリップ21aを備えた弾性材の断面Ｖ字型リ
ング21が輪状の取付具26により取付けられている。

溝付き鍔部２には環状溝22及びキー溝23が形成され、前
者には、自動工具交換装置の交換ハンドが係合し、後者
には主軸のキーが係合するのである。テーパシャンク３
の後端面に穿設されたねじ穴24にはマシニングセンタの
主軸の引張棒が螺合し、テーパシャンク３は主軸のテー
パ孔に挿着される。

固定部Ｂは、中間部外周面にジャケット溝31が、中間部
内周面に遊星ローラ用の輪状固定軌道面32が、更に両端
部内周面には、断面Ｖ字型リング19,20のリップ19a,20a
が密接滑動する滑動面33a,34aを持つ突縁部33,34が夫々
形成されるている。

リップ19a,20aが密接滑動する突縁部33,34の滑動面33a,
34aは、第７図に示すように研削目が同心円となるよう
に研削加工されている。

更には、研削加工された上、ラップ用砥石によるラップ
加工及びペーパラップ仕上げがされていてもよい。この
場合、ラップ用砥石によるラップ加工及びペーパラップ
仕上げにより巨視的な研削目が除去されていてもよい。

更に、固定部Ｂの後端面と溝付き鍔部２との間にラビリ
ンスシール部35が形成され、更にジャケット溝31から先
端面の切削・研削油剤噴出口36に向って貫通した通孔37
が穿設されている略円筒状の中空ハウジング30で構成さ
れ、その外周面にジャケット溝31を覆うジャケットカバ
ー38が嵌着されている。

更に中空ハウジング30の外周面には、マシニングセンタ
の固定部に係合され得る回り止め装置40が設けられてい
る。

中空軸部１の外周に取付けられた中空ハウジング30にお
いては、その内周面には、輪状固定軌道面32の前後側に
おいて転がり軸受10,11,11の外輪が固着されると共に、
突縁部33,34の滑動面33a,34aに断面Ｖ字型リング19,20
のリップ19a,20aが密接し、輪状固定軌道面32には遊星
ローラ7,7,7の外周面が係合し、先端部内周面は、ラビ
リンスシール部18と対向する。

工具取付部Ｃは、転がり軸受（例えばセラミックボール
をもったアンギュラ玉軸受）51,51を介して中空軸部１
の中心穴４に回転自在に挿着された回転軸50であり、そ
の後端部は、太陽ローラ部52となつて遊星ローラ7,7,7
と外接し、先端部は、回転部Ａのキャップ状部材17の先
端孔17aから突出し、工具Ｔのテーパシャンクが挿着さ
れるテーパ孔が形成されている。そうして、回転軸50に
おけるキャップ状部材17の先端孔17aとの係合部には、
鍔状のラビリンスシール部53が形成され、ラビリンスシ
ール部53の背面の滑動面53aには、断面Ｖ字型リング21
のリップ21aが密接している。

結局、輪状固定軌道面32、遊星ローラ7,7,7及び太陽ロ
ーラ部52によって遊星ローラ増速機構が構成されている
のである。

図示された回り止め装置40について更に具体的に述る
と、回り止め装置40は、中空ハウジング30の外周面から
半径方向へ突設されたブラケット41と、それに固着され
た主軸軸方向の案内スリーブ42と、案内スリーブ42内に
滑動自在に嵌合され、圧縮ばね43により主軸軸線方向に
後方向きに付勢されている回止めピン44と、溝付き鍔部
２の前端面に形成された位置決め穴に係合離脱自在の係
合爪腕45が半径方向へ突設され、案内スリーブ42及び回
止めピン44に滑動自在に外嵌され、圧縮ばね46により主
軸軸線方向に後方向きに付勢されている調整スリーブ47
とから構成されている。そうして、回止めピン44の先端
は、テーパシャンク３の主軸挿着時に、マシニングセン
タの固定部、例えば主軸頭の先端面の回止め部材の係合
凹部に係合されるようになっている。

上記の遊星ローラ増速機構内蔵工具アダプタの作用につ
いて説明する。

回転軸50の先端のテーパ孔に所定の工具Ｔのシャンクが
挿着されることにより、工具Ｔは、遊星ローラ増速機構
内蔵工具アダプタに把持されている。その際、溝付き鍔
部２の前端面に形成された位置決め穴に係合爪腕45が圧
縮ばね46のばね力により係合され、回転部Ａと固定部Ｂ
とは固定関係にあり、キー溝23と工具Ｔとは所定の回転
方向相対位置関係に維持されている。

この工具装着済の遊星ローラ増速機構内蔵工具アダプタ
は、例えばマシニングセンタの工具マガジンに貯蔵され
ており、交換ハンドにより溝付き鍔部２の環状溝を把持
されて、マシニングセンタの主軸に所定角度位置関係で
装着される。即ち、キー溝23に主軸のキーが係合され
て、テーパシャンク３が主軸のテーパ孔に挿入され、ね
じ穴24に主軸の引張棒が螺合し、テーパシャンク３を引
込むことにより、遊星ローラ増速機構内蔵工具アダプタ
は主軸に固着される。その際、主軸頭の先端面の回止め
部材の係合凹部に回止めピン44の先端が係合し、回止め
ピン44は、圧縮ばね43のばね力に抗して退縮すると共
に、調整スリーブ47は、回止め部材の先端面に当接し、
圧縮ばね46のばね力に抗して退縮して、係合爪腕45は位
置決め穴から離脱する。その結果、固定部Ｂ、即ち中空
ハウジング30は固定され、回転部Ａは主軸と共に固定部
Ｂに対し回転自在となる。

かくして、遊星ローラ増速機構内蔵工具アダプタを装着
した主軸が回転駆動されると、中空軸部１は、中空ハウ
ジング30に対して回転する。従って、輪状固定軌道面32
に弾性圧接する各遊星ローラ７は、駆動ピン８回りに自
転すると共に、主軸軸線回りに公転する。すると、遊星
ローラ７に弾性圧接する太陽ローラ部52、即ち回転軸50
に装着された工具Ｔは、回転部Ａ、即ち主軸の回転より
増速されて回転する。

工具Ｔに対するスラスタト荷重は、回転軸50、転がり軸
受51,51及び回転部Ａを介して主軸によって支承され
る。

断面Ｖ字型リング19,20,21は、中空軸部１と共に回転す
るので、低速回転中では、断面Ｖ字型リング19,20のリ
ップ19a,20aは、回転しない中空ハウジング20の突縁部3
3,34の滑動面33a,34a上を密接滑動し、断面Ｖ字型リン
グ21のリップ21aは、中空軸部１より高速で回転する工
具取付部Ｃの鍔状のラビリンスシール部53の背面の滑動
面53a上を密接滑動する。

しかし、断面Ｖ字型リング19,20,21は、外開きになって
いるので、高速回転の場合には、遠心力によりリップ19
a,20a,21aが閉じる方向に撓み、その先端は夫々の側方
の滑動面33a,34a,53aから離れる。従って、高速回転中
の滑動がなくなり、摩擦熱が発生しない。

そこで、回転する工具Ｔにより切削・研削加工が行われ
るのであるが、その際、切削・研削油剤がジャケット溝
31から通孔37を通して噴出口36に向って送られ、そこか
ら加工箇所に噴射される。

その際、加工中の切削・研削油剤飛沫の遊星増速機構内
蔵工具アダプタ内部への浸入に対しては、低速回転中に
は、ラビリンスシール部35,18,53が十分には機能しない
が、断面Ｖ字型リング19,20及び断面Ｖ字型リング21に
より阻止される。

しかも、断面Ｖ字型リング19,20,21のリップ19a,20a,21
aが密接滑動する滑動面33a,34a,53aが同心円的研削目の
研削仕上げになっているので、切削・研削油剤飛沫の遊
星増速機構内蔵工具アダプタ内部への浸入は完全に阻止
される。

そうして、高速回転中には、各断面Ｖ字型リングのリッ
プ19a,20a,21aが滑動面33a,34a,53aから離れるが、ラビ
リンスシール部35,18,53が機能して切削・研削油剤飛沫
の遊星増速機構内蔵工具アダプタ内部への浸入を阻止す
る。

上記のような断面Ｖ字型リングとラビリンスシール部と
の併設が、上記実施例における遊星ローラ7,7,7が半径
方向から組込まれた構造の遊星ローラ増速機構内蔵工具
アダプタに限らず、太陽ローラ部と遊星ローラとが圧接
されて構成された他の構造の遊星ローラ増速機構内蔵工
具アダプタにも適用し得ることは、容易に理解できよ
う。

〔考案の効果〕

この考案の遊星増速機構内蔵工具アダプタによれば、工
具取付部に装着されて回転する工具により切削・研削加
工を行う際、低速回転時には、リップが相対回転部の滑
動面に接触している断面Ｖ字型リングにより切削・研削
油剤の内部への浸入が遮断され、高速回転時には、遠心
力により断面Ｖ字型リングのリップが撓み、相対回転部
の滑動面に対し非接触状態になり、種々の問題の原因と
なる摩擦熱は発生しない。そうして、切削・研削油剤の
内部への浸入は、断面Ｖ字型リングに代って、併設され
ているラビリンスシールにより遮断される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の実施例における遊星増速機構内蔵
工具アダプタの部分断面正面図、 第２図は第１図のII−II線における断面概略図、 第３図は、この考案の実施例における遊星増速機構内蔵
工具の駆動ピン及び遊星ローラ挿着孔の斜視図、 第４図は、この考案の実施例における遊星増速機構内蔵
工具アダプタの駆動ピン及び遊星ローラの挿着状態の説
明図、 第５図は、この考案の実施例における遊星増速機構内蔵
工具アダプタの櫛形スペーサの斜視図、 第６図は、この考案の実施例における遊星増速機構内蔵
工具アダプタの櫛形スペーサ代用手段の断面部分図、 第７図は、この考案の実施例における遊星増速機構内蔵
工具アダプタの断面Ｖ字型リングのリップに対する滑動
面の正面図、 第８図は、従来の技術における遊星増速機構内蔵工具ア
ダプタの断面部分図である。 第９図は、従来の技術における遊星増速機構内蔵工具ア
ダプタの断面Ｖ字型リングのリップに対する滑動面の正
面図である。 1:中空軸部、2:溝付き鍔部、3:テーパシャンク 4:中心穴、5:挿着孔、6a,6b:取付溝 7:遊星ローラ、8:駆動ピン、8a,8b:軸首 8c:係合溝、9:針状ころ軸受 10,11,51:転がり軸受、12:櫛形スペーサ 12a:環状部、12b:櫛目間隙、12c:段部、13:鋼球 15,16:リング、17:キャップ状部材 19,20,21:断面Ｖ字型リング 18,35,53:ラビリンスシール部 19a,20a,21a:リップ、22:環状溝、23:キー溝 24:ねじ穴、25,26:取付け具、30:中空ハウジング 31:ジャケット溝、32:輪状固定軌道面 33,34:突縁部、33a,34a,53a:滑動面 36:噴出口、37:通孔、38:ジャケットカバー 40:回止め装置、41:ブラケット、42:案内スリーブ 43,46:圧縮ばね、44:回止めピン、45:係合爪腕 47:調整スリーブ、50:回転軸、52:太陽ローラ部 A:回転部、B:固定部、C:工具取付部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 安原 伸二 大阪府大阪市中央区南船場３丁目５番８号 光洋精工株式会社内 (72)考案者 片山 英一 大阪府松原市天美東２丁目144―58 (56)参考文献 特開 平１−199747（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−77853（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】工作機械の固定側に係合離脱自在に結合さ
   れた中空ハウジングである固定部と、中心穴が形成され
   た前半部分が中空ハウジング内に回転自在に挿通支承さ
   れ、後半部分が工作機械の主軸に装着される回転部と、
   回転部の中心穴内に挿通され、固定部及び回転部に対し
   回転自在であり、回転部に遊星増速機構を介して接続さ
   れ、且つ先端部分に工具を取付ける工具取付部とから構
   成されおり、固定部と回転部と工具取付部との各部間の
   相対回転域の外端域で相対回転対向部の一方の側にリッ
   プが形成された弾性材の断面Ｖ字型リングが嵌装され、
   他方の側に断面Ｖ字型リングのリップが密接滑動する滑
   動面が形成されており、滑動面が同心円的研削目の研削
   仕上げになっていることを特徴とする遊星増速機構内蔵
   工具アダプタ