JPH11108145A - 減速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従動側シャフトに過負荷が作用したときの部
品の破損を防止し得る減速装置を提供することを課題と
する。 【解決手段】 シフトカム２２に設けられた貫通穴４１
内には、ボール２３及びピストン４２が収容されてい
る。ボール２３が突出する開口４３の周縁部には、ボー
ル２３の脱落を防止するための抑え部４４が形成されて
いる。このため、開口４３の直径ｓは、ボール２３の直
径ｔよりも小さくなっている。ピストン４２には、ボル
ト４６によって板ばね４５が締結されている。従動側シ
ャフトに過負荷が作用し、ボール２３に一定以上の力が
作用すると、ボール２３及びピストン４２が、板ばね４
５の弾性力に打ち勝ってシフトカム２２内に引っ込む方
向に移動する。これにより、ボール２３に回転力が伝達
されなくなり、部品の破損が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動側シャフトの
ウォームと、従動側シャフトの円盤状部材に設けられた
複数のボールとが係合し、回転を減速して伝達する減速
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４には、特開平６−１０９０８１号公
報にウォーム歯車装置として開示された従来の減速装置
が開示されている。駆動側シャフト１には、螺旋状の溝
２が形成されたウォーム３が設けられている。一方、従
動側シャフト４には、同一円周上に多数の窪み５が形成
されその窪み５の各々にボール６が嵌め込まれたホイー
ル７が設けられている。ウォーム３の螺旋状の溝２に
は、上述の複数のボール６のうちの数個が係合してい
る。ウォーム３の螺旋状の溝２に係合していないボール
６ａは、ボール押さえ８によって、窪み５から脱落する
のが防止されている。電動機などによって駆動側シャフ
ト１が回転駆動されると、駆動側シャフト１に設けられ
たウォーム３も回転するため、ウォーム３の螺旋状の溝
２に係合しているボール６が所定方向に付勢される。複
数のボール６が順次このようにしてウォーム３に付勢さ
れることにより、駆動側シャフト１の回転が従動側シャ
フト４に伝達されるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の減速装置においては、従動側シャフト４に過負
荷が作用してこのシャフト４が回転困難になった場合、
駆動側シャフト１へ駆動力が入力し続けるとこれらシャ
フト１及び４の周辺の部品が破損する恐れがあった。ま
た、かかる部品の破損を防ぐ対策として、駆動側シャフ
トの入力部に若しくは従動側シャフトの出力部に、トル
クリミッターを設けることが考えられるが、今度は、そ
れにより装置全体が大型化するなどの別の問題が発生す
る。

【０００４】本発明は、このような従来の技術における
問題点に鑑みてなされたものであり、従動側シャフトに
過負荷が作用したときの部品の破損を防止し得る小型の
減速装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の減速装置は、駆動力が入力される駆動側シ
ャフトと、この駆動側シャフトと近距離で直角に交叉す
る向きに配設された従動側シャフトと、駆動側シャフト
に設けられ螺旋状の溝を有するウォームと、従動側シャ
フトに設けられ前記ウォームの外周部に隣接する円盤状
部材と、円盤状部材の同一円周上に配列されると共に、
それぞれ円盤状部材の表面から部分的に突出し且つウォ
ームに対して後退可能に設けられ、駆動側シャフトの回
転によってウォームの螺旋状の溝に順番に係合して円盤
状部材に回転力を伝達する複数のボールと、各ボールに
対応して円盤状部材に設けられ、このボールに突出する
向きの弾性力を付与すると共にこのボールに過負荷が作
用した場合にボールがウォームの螺旋状の溝から外れる
のを許容する弾性部材とから構成される。また、上記の
ボールは、円盤状部材の表面に開口を有する穴に収容さ
れ、この穴の開口を形成する周縁部には、ボールが円盤
状部材から脱落しないようにする抑え部が設けられてい
るようにしてもよい。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、この発明を、自動工具交換
装置に実施した場合の実施の形態について図面を基に説
明する。図１は、自動工具交換装置に関する縦断面図で
ある。自動工具交換装置のハウジング１１内には、イン
プットシャフト（駆動側シャフト）１２と、カムシャフ
ト（従動側シャフト）１３と、アウトプットシャフト１
４とが設けられている。インプットシャフト１２とカム
シャフト１３は、近距離で直角に交叉する向きに配設さ
れており、また、カムシャフト１３とアウトプットシャ
フト１４も、近距離で直角に交叉する向きに配設されて
いる。

【０００７】インプットシャフト１２の一端には、プー
リー１５が設けられている。インプットシャフト１２の
プーリー１５は、駆動モータ１６の駆動軸１７に設けら
れたプーリー１８とベルト１９を介して接続されてい
る。これにより、インプットシャフト１２は、駆動モー
タ１６によって回転駆動されるようになっている。イン
プットシャフト１２の軸心方向中央部には、外周部に螺
旋状の溝２０が形成されたウォーム２１が設けられてい
る。ウォーム２１には、カムシャフト１３に固定された
円盤状部材すなわちシフトカム２２の外周部が隣接して
いる。シフトカム２２の同一円周上には、等角度間隔で
１２個のボール２３が取り付けられており、これらのボ
ール２３のうち、通常は１個のボール２３が、そして一
時的には２個のボール２３がウォーム２１の螺旋状の溝
２０に係合するようになっている。

【０００８】この実施の形態では、インプットシャフト
１２の回転が４８分の１に減速されてカムシャフト１３
に伝達されるように、ウォーム２１の螺旋状の溝２０は
形成されている。本来、４８分の１の減速を行うために
は、シフトカム２２に４８個のボール２３を配列し、ウ
ォーム２１が１回転（３６０度回転）した際に、そこに
係合したボール２３が円弧状に７．５（３６０÷４８）
度移動するようにウォーム２１の螺旋状の溝２０を形成
すればよい。しかし、ボール２３を４８個実際に配設す
るのは、加工上容易ではないので、この実施の形態で
は、４８分の１の減速を１２個のボール２３で実現させ
ている。すなわち、各ボール２３は、ウォーム２１が４
回転する毎に順次螺旋状の溝２０に係合するようになっ
ており、それまで係合していたボール２３が螺旋状の溝
２０から外れる前に、次のボール２３が螺旋状の溝２０
に係合できるよう、ウォーム２１の螺旋状の溝２０の長
さが十分に確保されている。

【０００９】カムシャフト１３が回転すると、第１アー
ム２４及び第２アーム２５の作用により、アウトプット
シャフト１４がその軸心方向に摺動する。第１アーム２
４及び第２アーム２５は、それぞれ支点２６，２７にお
いてハウジング１１に揺動自在に支持された直線状及び
Ｌ字状の部材である。第１アーム２４の長手方向の中央
部には、従節ローラー２８が取り付けられており、従節
ローラー２８は、シフトカム２２の表面に形成された図
示しないカム溝に係合している。これにより、シフトカ
ム２２が回転すると、カム溝の形状に応じて従節ローラ
ー２８が力を受け、第１アーム２４が揺動するようにな
っている。第１アーム２４は、その先端部に長孔２９が
穿設されており、長孔２９には、第２アーム２５の短い
方の延長部３０の先端に設けられたピンもしくは従節ロ
ーラー３１が遊嵌している。第２アーム２５の長い方の
延長部３２の先端は、カムフォロア３３を介して、アウ
トプットシャフト１４の環状の溝３４に連結されてい
る。

【００１０】図２に示されるように、カムシャフト１３
には、シフトカム２２と平行に延在するようにローラー
ギヤカム３５が固定されている。ローラーギヤカム３５
の溝３６には、タレット３７の外周に配列された６個の
軸受用球体３８が選択的に係合するようになっている。
タレット３７の軸心部には、スプライン３９を介してア
ウトプットシャフト１４が嵌合している。これにより、
アウトプットシャフト１４は、上述した第１アーム２４
及び第２アーム２５の作用によってはタレット３７から
独立して軸心方向に摺動し、ローラーギヤカム３５の回
転によってはタレット３７と一体的に回転する。タレッ
ト３７に設けられた６個の軸受用球体３８は、ローラー
ギヤカム３５の溝３６から外れた位置で、支持部材３９
に形成されたほぼ環状の溝４０に係合している。これに
より、タレット３７とアウトプットシャフト１４からな
る一体的な回転体は、６個の軸受用球体３８を介して支
持部材３９に回転自在に支持されている。

【００１１】次に、図３をもとに、前述したシフトカム
２２に設けられた１２個のボール２３の取り付けについ
て説明する。シフトカム２２には、カムシャフト１３の
軸心方向と平行に延びた貫通穴４１が１２個のボール２
３と同数穿設されている。各貫通穴４１の中には、ボー
ル２３とピストン４２が配設されている。ボール２３が
突出する貫通穴４１の開口４３を形成する周縁部には、
ボール２３が貫通穴４１から脱落するのを防止するため
に開口４３の内方に張り出した抑え部４４が形成されて
おり、ボール２３が突出する貫通穴４１の開口の直径ｓ
は、ボール２３の直径ｔよりも小さくなっている。した
がって、従来のようにボール２３の脱落を防止するため
の専用の部材を設ける必要はない。

【００１２】ピストン４２には、板ばね４５がボルト４
６により取り付けられている。ピストン４２の板ばね４
５に隣接する部分には、フランジ状部分４７が形成さ
れ、一方、貫通穴４１のボール２３が突出する開口４３
との反対側には、ピストン４２のフランジ状部分４７が
係合可能な座ぐり部４８が形成されている。

【００１３】以上により、ウォーム２１からボール２３
に作用する押込み力が板ばね４５の弾性力よりも小さい
ときには、ボール２３は、シフトカム２２の表面から部
分的に突出してウォーム２１の螺旋状の溝２０に係合
し、ボール２３に作用する押込み力が板ばね４５の弾性
力よりも大きくなったときは、ボール２３は、ウォーム
２１に対して離間する方向、すなわち、図３において右
方向に移動して、ウォーム２１の螺旋状の溝２０から離
脱するようになっている。このようなボール２３の動き
は、いわゆるトルクリミッターとしての機能を果たし、
ボール２３に一定以上の力が作用した際にウォーム２１
とシフトカム２２との間で回転力の伝達が遮断されるよ
うになっている。また、ピストン４２及び板ばね４５は
シフトカム２２の内部に配設されているため、装置が大
型化することがない。

【００１４】板ばね４５は、カバー４９によって抑えら
れている。カバー４９には、板ばね４５の弾性力に打ち
勝ってボール２３及びピストン４２が図３において右方
に移動した際、ボルト４６の頭部の動きを阻害しないよ
うにするための孔５０が設けられている。尚、カバー４
９は、図２に示されるように、ボルト５１によりシフト
カム２２に取り付けられている。

【００１５】次に、上述した自動工具交換装置の動作に
ついて説明する。インプットシャフト１２がベルト１９
を介して駆動モータ１６により回転駆動されると、ウォ
ーム２１によりボール２３が順次付勢され、カムシャフ
ト１３も回転する。このカムシャフト１３の回転は、上
述したように、インプットシャフト１２の回転に対して
減速されている。カムシャフト１３の回転により、ロー
ラーギヤカム３５がタレット３７の軸受用球体３８を順
次付勢し、タレット３７及びアウトプットシャフト１４
が一体的に回転する。また、カムシャフト１３の回転に
より、シフトカム２２に連結された第１アーム２４が揺
動し、更に第１アーム２４に連結された第２アーム２５
が揺動することにより、アウトプットシャフト１４がタ
レット３７に対して軸心方向に摺動する。アウトプット
シャフト１４の摺動動作及び回転動作により、アウトプ
ットシャフト１４に接続された周知のチャック機構を介
して、工具の引き抜き、工具の位置の入れ替え、工具の
セットが行われる。

【００１６】また、アウトプットシャフト１４が障害物
に接触したときなど、アウトプットシャフト１４の上記
動作が妨げられると、シフトカム２２の回転が困難とな
るが、本実施の形態では、シフトカム２２に設けられた
ボール２３に板ばね４５の弾性力を越える力が作用する
と、ボール２３がピストン４２と共に図３において右方
に移動し、ボール２３がウォーム２１の螺旋状の溝２０
から外れる。これにより、駆動モータ１６からアウトプ
ットシャフト１４までの間に介在する部品に過負荷が作
用し続けることがなく、部品破損が防止されるようにな
っている。

【００１７】以上に説明してきた本発明の減速装置は、
上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、
上記の実施の形態において、板ばねに代えてコイルばね
を用いるようにしてもよい。また、ピストンを採用せ
ず、板ばねの一端をボールに直接当接させてもよい。上
記の実施の形態における抑え部は、円形の開口を形成す
るようなものであったが、それに限らず、多角形の開口
を形成するもの、或いは爪状に形成されたものなどボー
ルの通過を防ぐ構成なら他の態様であってもよい。更
に、本発明の減速装置は、自動工具交換装置（ＡＴＣ）
に限らず、例えば自動パレット交換装置（ＡＰＣ）など
その他の工作機械に実施することも可能である。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
本発明の減速装置によれば、従動側シャフトに過負荷が
作用した場合に、円盤状部材に設けられたボールがウォ
ームの螺旋状の溝から外れるようになっており、部品破
損を防止することができる。請求項２に記載の減速装置
によれば、ボールが円盤状部材から脱落するのを防止す
る専用の部材を設ける必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の減速装置が実施された自動工具交換
装置の縦断面図である。

【図２】 図１の自動工具交換装置の正面断面図であ
る。

【図３】 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図であ
る。

【図４】 従来の減速装置の断面図である。

【符号の説明】

１２ インプットシャフト １３ カムシャフト ２０ 螺旋状の溝 ２１ ウォーム ２２ シフトカム ２３ ボール ４１ 貫通穴（穴） ４３ 開口 ４４ 抑え部 ４５ 板ばね（弾性部材）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動力が入力される駆動側シャフトと、 この駆動側シャフトと近距離で直角に交叉する向きに配
   設された従動側シャフトと、 前記駆動側シャフトに設けられ、螺旋状の溝を有するウ
   ォームと、 前記従動側シャフトに設けられ前記ウォームに隣接する
   円盤状部材と、 前記円盤状部材の同一円周上に配列されると共に、それ
   ぞれ前記円盤状部材の表面から部分的に突出し且つ前記
   ウォームに対して離間方向に移動可能に設けられ、前記
   駆動側シャフトの回転によって前記ウォームの螺旋状の
   溝に順番に係合して前記円盤状部材に回転力を伝達する
   複数のボールと、 各ボールに対応して前記円盤状部材に設けられ、このボ
   ールに突出する向きの弾性力を付与すると共にこのボー
   ルに過負荷が作用した場合に該ボールが前記ウォームの
   螺旋状の溝から外れるのを許容する弾性部材とから構成
   された減速装置。
2. 【請求項２】 前記ボールは、前記円盤状部材の表面に
   開口を有する穴に収容されており、 この穴の前記開口を形成する周縁部には、前記ボールが
   前記円盤状部材から脱落しないようにする抑え部が設け
   られている請求項１に記載の減速装置。