JPS62193717A

JPS62193717A - 回転加工装置

Info

Publication number: JPS62193717A
Application number: JP3263986A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Terao; 寺尾　汎
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1986-02-17
Filing date: 1986-02-17
Publication date: 1987-08-25
Anticipated expiration: 2009-09-21
Also published as: JPH0673765B2

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】Ａ０発明の目的＋１）　　産業上の利用分野本発明は、回転加工装置、特に単一の刃具で加工径を変
化させ得る回転加工装置に関する。

（２）従来の技術従来、加工径を変化させるためには、加工径に見合った
刃具を用いるか、数値制御によってＸ。

Ｙ軸を変化させるようにしたものがある。

（３）発明が解決しようとする問題点ところが、刃具を交換するものでは、その交換作業に時
間がかかり、作業能率が劣るものであり、また数値制御
によるものは装置が複雑となって、高価である。

本発明の第１目的は、軌道直径を変化可能な公転軌道上
で刃具を公転させながら自転させることにより、加工径
を容易に変化させ得るようにした回転加工装置を提供す
ることである。

また本発明の第２の目的は、第１の目的を達成した上で
、軌道直径を変化させるため機構の構成を簡単にした回
転加工装置を提供することである。

Ｂ１発明の構成（１）問題点を解決するための手段筒１の本発明装置は、固定の枠体と；基本的に円筒状で
あって該枠体に回転自在に支承される公転スピンドルと
；公転スピンドル内に偏心可能にして配置される円筒状
ハウジングと；該ハウジングにより同一軸線まわりに回
転自在に支承される自転スピンドルと；該自転スピンド
ルの先端に取付けられる刃具と；前記自転スピンドルの
軸線と平行な軸線まわりに回動自在にして一端が公転ス
ピンドルに支承されるとともに中間部がノ１ウジングに
連結される揺動アームと；公転スピンドルに固設される
第１駆動輪と；相対回転自在にして公転スピンドルに装
着される第２駆動輪と；第２駆動輪および前記揺動アー
ム間を連結するリンクと；前記自転スピンドルに自在継
手を介して連結される自転駆動モータと；前記第１駆動
輪に連結される公転駆動モータと；第１駆動輪に対して
第２駆動輪を相対角変位せしめるとともに第１駆動輪と
同一の回転速度での第２駆動輪の回転を許容して第２駆
動輪に連結される調整用駆動源と；を備える。

また第２の本発明装置では、第１の発明の主要構成部に
加えて、公転駆動モータには第１伝動機構を介して第１
駆動輪が連結され、第１伝動機構の途中に連結される第
２伝動機構と、第２駆動輪に連結される第３伝動機構と
は、第１および第２駆動輪に相対角変位を生じさせるべ
く差動歯車機構の出力側に連結され、該差動歯車機構の
入力側にステッピングモータが連結される。

（２）作　用第１の発明の構成によれば、調整用駆動源により第２駆
動輪および公転スピンドルに相対角変位させると、リン
クにより揺動アームが揺動し、自転スピンドルが公転ス
ピンドルの軸線からずれる。

この状態で自転駆動用および公転駆動用モータを作動す
ると、自転スピンドルすなわち刃具は公転軌道上を公転
しながら自転して加工作動する。

また第２の発明の構成によれば、第１の発明の作用に加
え、ステッピングモータの作動により、差動歯車機構な
らびに第２および第３伝動機構を介して公転スピンドル
および第２駆動輪に相対角変位を生じさせることができ
、機構が簡単であるとともに、偏心量を任意に調整して
加工径の変化に容易に対処することができる。

（３）実施例以下、図面により本発明の一実施例について説明すると
、先ず、第１図、第２図および第３図において、この回
転加工装置は、固定の枠体１と、公転スピンドル２と、
ハウジング３と、自転スピンドル４と、刃具としてのカ
ッタ５と、一対の揺動アーム６と、第１駆動輪としての
第１プーリ７と、第２駆動輪としての一対の第２プーリ
８と第２プーリ８および揺動アーム６間を連結する一対
のリンク９と、自在継手１０を介して自転スピンドル４
に連結される自転駆動モータ１）と、第１伝動機構１２
を介して第１プーリ７に連結される公転駆動モータ１３
と、第１伝動機構１２の途中に連結される第２伝動機構
１４と、第２プーリ８に連結される第３伝動機構１５と
、第２および第３伝動機構１４．１５に連結される差動
歯車機構１６と、差動歯車機構１６に連結される調整用
駆動源としてのステッピングモータ１７とを備える。

枠体１は、基盤１８上に固定されており、この枠体１に
は、両端をそれぞれ側方に突出するようにして、基本的
に円筒状の公転スピンドル２が、軸受１９，２０を介し
て水平軸線まわりに回転自在に支承される。

公転スピンドル２内には、円筒状のハウジング３が軸線
を平行にして配置されており、このハウジング３は公転
スピンドル２内で偏心自在である。

ハウジング３には一対ずつの軸受２１，２２およびシー
ル部材２３．２４を介して、自転スピンドル４が同一軸
線まわりに回転自在に支承されており、ハウジング３か
ら突出した自転スピンドル４の先端にカッタ５が取付け
られる。また、ハウジング３から突出した自転スピンド
ル４の後端には、自在継手１０の一端が連結される。一
方、枠体１の後方（第１図の右方）で基盤１８上に固設
された支持枠２５には、自転スピンドル４と平行な出力
軸２６を有する自転駆動モーター１が固定されており、
該自転駆動モータ１）の下方で支持枠２５により回転自
在に支承された伝動軸２７と前記出力軸２６とは、プー
リ２Ｂ、２９および無端状ベルト３０を介して連結され
る。しかも伝動軸２７は自在継手１０を介して自転スピ
ンドル４に連結される。したがって自転駆動モータ１）
の作動に応じて、自転スピンドル４が軸線まわりに回転
し、ハウジング３すなわち自転スピンドル４の公転スピ
ンドル２内での偏心も自在継手１０によって許容される
。

両揺動アーム６は、ハウジング３の両端に配置されてお
り、各揺動アーム６の一端は、ハウジング３の軸線と平
行にして公転スピンドル２に植設された揺動軸３１に、
軸受３２を介してそれぞれ支承される。したがって、各
揺動アーム６は、自転スピンドル４の軸線と平行な軸線
まわりに回動自在にして一端が公転スピンドル２に支承
されることになり、各揺動アーム６の中間部はハウジン
グ３に固定的に連結される。

第１プーリ７は、公転スピンドル２の後端部に同心に固
設される。一方、第２１−リ８は、第１ｌ−Ｉ７７と同
一径に形成されており、公転スピンドル２の両端に軸受
３３を介してそれぞれ装着される。したがって、第１ブ
ーＩＪ　７と、一対の第２１−Ｉ７８とは相対回転自在
である。

各第２１−リ８には、その軸線と平行にピン３４がそれ
ぞれ植設されており、各揺動アーム６の他端には、それ
らのピン３４と平行なピン３５がそれぞれ植設される。

リンク９は、それらのピン３４．３５を介して、揺動ア
ーム６の他端と、第２１−Ｉ７８とを連結する。

このような揺動アーム６およびリンク９の構成により、
公転スピンドル２と第２ブーＩＪ　８とが相対角変位し
たときには、第２図で示すようにハウリンク３および自
転スピンドル４の軸線が公転スピンドル２の軸線と一致
している状態から、第４図で示すようにハウジング３お
よび自転スピンドル４の軸線が公転スピンドル２の軸線
からずれ、自転スピンドル４が公転スピンドル２内で偏
心する。

枠体１の上部には、公転スピンドル２と平行な出力軸３
６を有する公転駆動モータ１３が固定される。この公転
駆動モータ１３の出力軸３６と第１ブーＩ７７とが第１
伝動機構１２を介して連結される。

第１伝動機構１２は、第１）−リ７と平行な軸線まわり
に回転自在にして枠体１に支承される第３１−Ｕ　３７
と、前記出力軸３６に固設される公転用駆動プーリ３８
と、第１プーリ７、第３１−ＩＪ　３７および公転用駆
動ブーＩＪ３８に巻回される無端状の第１歯付ベルト３
９とから成り、公転用駆動プーリ３８および第３ブーＩ
ノ３７間で第１歯付ベルト３９は枠体１で回転自在に支
承されたテンションプーリ４０にも巻き懸けられる。

第３１−ＩＪ３７は、円筒状の第１回転軸４１の一端に
固設されたものであり、該回転軸４１は、第３ブーＩ７
３７を外方に突出させるようにして、一対の軸受４２を
介して枠体ｌで回転自在に支承される。

枠体１には、前記第１回転軸４１と平行な第２回転軸４
３が、軸受４４，４５を介して回転自在に支承されてお
り、この第２回転軸４３の軸線まわりに回転可能な第１
ギヤ４６と、前記第１回転軸４１の内端に固設されると
ともに第１ギヤ４６に噛合する第２ギヤ４７とにより、
第２伝動機構１４が構成される。

また、軸受４９を介して第１回転軸４１に支承されると
ともに軸受５０を介して枠体１に支承される第３回転軸
４８の両端に第４ブーＩ７５１がそれぞれ固設されてお
り、これらの第４１−リ５１と、各第４１−リ５１およ
び各第２プーリ８に巻回される一対の無端状第２歯付ベ
ルト５２と、第２回転軸４３の軸線まわりに回転可能な
第３ギヤ５３と、第３回転軸４８の中間部に固設される
とともに第３ギヤ５３に噛合する第４ギヤ５４とで、第
３伝動機構１５が構成される。

一対の第４ブーＩＪ５１は、第３１−リ３７と同一径に
形成される。また第４ギヤ５４は、第２ギヤ４７と同一
径であって同一歯数を有するように形成される。さらに
第３ギヤ５３は、第１ギヤ４６よりもわずかに多い歯数
、たとえば第１ギヤ４６の歯数が１００のとき、第３ギ
ヤ５３の歯数がｌｏｔであるように形成される。

差動歯車機構１６は、従来公知のものであり、第２回転
軸４３に固設される楕円状のカム５５と、そのカム５５
の外周に嵌合した一対のボールヘアリング５６と、外周
に歯を有してボールベアリング５６の外輪に嵌合される
薄肉の金属弾性環５７と、該弾性環５７の外歯に噛合す
る内歯を有する第１および第２リング５８．５９とから
成る。金属弾性環５７はボールベアリング５６に嵌合し
た状態で楕円形となっており、第１および第２リング５
８．５９はそれらの一直径線上の２点で金属弾性環５７
に噛合する。しかも、金属弾性環５７の外歯と第１リン
グ５８の内歯とは同一歯数であり、第２リング５９の内
歯の歯数はわずかに多く定められる。たとえば、第１リ
ング５８の内歯および金属弾性環５７の外歯の歯数が２
００であるときに、第２リング５９の内歯の歯数は２０
２である。

かかる差動歯車機構１６は、第２回転軸４３が回転作動
したときに、その動力を減速して第１および第２リング
５８．５９に伝えるが、第２リング５９の回転速度が第
１リング５８よりもわずかに遅れる。

第１リング５８には、第２回転軸４３およびカム５５と
の間に軸受６０，６１を介在した第１ギヤ４６が固設さ
れ、第２リング５９には、第２回転軸４３およびカム５
５との間に軸受６２，６３を介在した第３ギヤ５３が固
設される。したがって、第２回転軸４３の回転が、差動
歯車機構１６、第２伝動機構１４および第１伝動機構１
２を介して第１プーリ７に伝達されるとともに、差動歯
車機構１６および第３伝動機構１５を介して両筒２ブー
Ｉ７８に伝達されるが、第１プーリ７すなわち公転スピ
ンドル２の角変位速度が第２ブーＩＪ　８の角変位速度
よりもわずかに速い。すなわち、第２図において、第２
回転軸４３が回転したときに、第１および第３ギヤ４６
．５３も同一方向に回転し、第３プーリ３７が第１回転
軸４１のまわりに角変位するとともに、第４プーリ５１
がそれよりも小さい角変位量だけ角変位する。これに応
じて第１プーリ７および公転スピンドル２が角変位量α
だけ角変位し、第２ブーＩ７８は角変位量αよりも小さ
い角変位量βだけ角変位する。したがって、公転スピン
ドル２および第２プーリ８間には、相対角変位量γが生
じ、この相対角変位に応じてリンク９により揺動アーム
６が回動し、第４図で示すように、自転スピンドル４の
軸線が公転スピンドル２の軸線から変位量εだけ偏心す
る。

ところで、第２回転軸４３が停止している状態で、公転
スピンドル２が回転すると、第２伝動機構１４から差動
歯車機構１６および第３伝動機構１５を介して第２プー
リ８に動力が伝達されるが、このときの公転スピンドル
２および第２プーリ８の回転速度が同一となるように、
各伝動機構１４゜１５および差動歯車機構１６の噛合歯
数の組合せが設定されている。

ステッピングモータ１７は、第２回転軸４３と平行な出
力軸６４を有して枠体１の上部に固設される。しかも該
出力軸６４には、調整用駆動プーリ６５が固設されてお
り、枠体１から突出した第２回転軸４３の端部に固設さ
れた第５プーリ６６と、前記調整用駆動ブーＩＪ６５と
には、無端状の第３歯付ベルト６７が巻き懸けられる。

ところで、公転スピンドル２内で偏心させた状態で、公
転スピンドル２を回転しながら自転スピンドル４を回転
すると、軸受１９，２０の偏摩耗が生じたり、がたつき
音が生じる上、加工精度にも悪影響を及ぼすので、自動
バランス装置７０が、ハウジング３および公転スピンド
ル２間に配設される。

第５図において、自動バランス装置７０は、公転スピン
ドル２を囲繞する円環状のバランスウェイト７１と、ハ
ウジング３、公転スピンドル２およびバランスウェイト
７１間を連結するリンク機構７２と、公転スピンドル２
およびバランスウェイ）７１間を連結する支持アーム７
３とから成る。

バランスウェイト７１は、公転スピンドル２を囲繞する
厚肉の短円筒状に形成される。また支持アーム７３は、
公転スピンドル２と自転スピンドル４とが同心位置にあ
るときに揺動アーム６を支承している揺動軸３１と反対
側の外側面から、前記公転スピンドル２および自転スピ
ンドル４の軸線ならびに揺動軸３１を結ぶ仮想直線に沿
う外方に向けて公転スピンドル２から突設されており、
支持アーム７３の外端が、公転スピンドル２と平行な軸
線を有する軸７４を介してバランスウェイト７に連結さ
れる。

リンク機構７２は、ハウジング３に突設された支持突部
７５の先端にピン７６を介して一端が連結される第１連
結杆７７と、中間部がピン７８を介して公転スピンドル
２に枢支されるとともにその一端にピン７９を介して第
１連結杆７７の他端が連結される揺動杆８０と、一端が
ピン８１を介して揺動杆８０の他端に連結されるととも
に他端かピン８２を介してバランスウェイト７１に連結
される第２連結杆８３とから成る。

ピン７６．７８，７９，８１．８２は、自転スピンドル
４の軸線と平行であり、揺動杆８０を公転スピンドル２
に枢支するピン７８は、支持アーム７３の突出方向とは
直交する公転スピンドル２の一直径線上で公転スピンド
ル２に配設される。

また揺動杆８０は略Ｖ字状に形成されており、その屈曲
部がピン７８を介して公転スピンドル２に枢支される。

バランスウェイト７１と、公転スピンドル２とには、リ
ンク機構７２の作動を許容するための開口部８４．８５
が設けられ、さらにバランスウェイト７１には支持アー
ム７３のバランスウェイト７１に対する回動動作を許容
するための開口部８６が設けられる。

かかる自動バランス装置７０では、第６図で示すように
ハウジング３および自転スピンドル４が揺動軸３１のま
わりに回動して公転スピンドル２から偏心すると、リン
ク機構７１によりバランスウェイ）７１が偏心方向とは
逆方向に押され、支持アーム７３の先端の軸７４のまわ
りにバランスウェイト７１が回動する。したがって、公
転スピンドル２に対してハウジング３および自転スピン
ドル４が偏心したときに、その偏心方向とは逆方向にバ
ランスウェイト７１が自動的に偏心することになる。こ
れにより、公転スピンドル２の軸線に関して対称的に重
量配分がなされることになる。

次にこの実施例の作用について説明すると、カッタ５に
対応する穴の加工を施すときには、公転スピンドル２の
軸線に自転スピンドル４の軸線を一致させた状態で、自
転駆動モータ１）のみを作動させる。そうすると、ハウ
ジング３で支承された自転スピンドル４が軸線を一定に
して回転し、カッタ５による穴加工が行なわれる。

次いで、カッタ５よりも大径の穴を加工する際には、ス
テッピングモータ１７を予め定めた時間だけ作動せしめ
る。そうすると、差動歯車機構１６、ならびに第２およ
び第３伝動機構１４．１５の働きにより、公転スピンド
ル２と第２ブーＩ７８とが相対角変位しながら角変位駆
動され、リンク９および揺動アーム６の働きによりハウ
ジング３および自転スピンドル４が揺動軸３１を中心に
して回動し、公転スピンドル２の軸線からずれて偏心す
る。

かかる状態で、ステッピングモータ１７を停止したまま
、自転駆動モータ１）および公転駆動モータ１３を作動
せしめる。そうすると、自在継手１０を介して自転スピ
ンドル４がその軸線まわりに回転し、公転スピンドル２
は第１伝動機構１２を介して公転駆動モータ１３により
軸線まわりに回転駆動せしめられる。しかも第３プーリ
８も公転スピンドル２と同一速度で回転する。

これにより、第７図で示すように、カッタ５はその軸線
まわりに回転しながら、自転スピンドル４の公転スピン
ドル２からの偏心量εに応じて定まる公転軌道８７に沿
って公転する。したがって、カッタ５よりも大径の穴８
８の加工を行なうことができる。

穴８８の加工径を変化させるときには、偏心量εすなわ
ち公転スピンドル２と第２プーリ８との相対角変位量γ
を変化させればよく、その相対角変位量γとステッピン
グモータ１７の作動時間とを予め関連付けておけば、加
工径の変化に極めて容易に対処することができ、カッタ
５を交換することが不要となる。

また自転スピンドル４が公転スピンドル２に対して偏心
していても、自動バランス装置７０の働きにより、公転
スピンドル２の軸線に関して対称に重量配分がなされて
おり、軸受１９．２０の偏摩耗やがたつき音の発生を防
止し、加工精度を向上することができる。

Ｃ８発明の効果以上のように第１の本発明装置は、固定の枠体と；基本
的に円筒状であって該枠体に回転自在に支承される公転
スピンドルと；公転スピンドル内に偏心可能にして配置
される円筒状ハウジングと；該ハウジングにより同一軸
線まわりに回転自在に支承される自転スピンドルと；該
自転スピンドルの先端に取付けられる刃具と；前記自転
スピンドルの軸線と平行な軸線まわりに回動自在にして
一端が公転スピンドルに支承されるとともに中間部がハ
ウジングに連結される揺動アームと；公転スピンドルに
固設される第１駆動輪と；相対回転自在にして公転スピ
ンドルに装着される第２駆動輪と；第２駆動輪および前
記揺動アーム間を連結するリンクと；前記自転スピンド
ルに自在継手を介して連結される自転駆動モータと；前
記第１駆動輪に連結される公転駆動モータと；第１駆動
輪に対して第２駆動輪を相対角変位せしめるとともに第
１駆動輪と同一の回転速度での第２％ｌｉｔ動輪の回転
を許容して第２駆動輪に連結される調整用駆動源と；を
備えるので、構成が比較的簡単であり、自転スピンドル
を公転スピンドルに対して自在に偏心させて、刃具をそ
の軸線まわりに自転させるとともに偏心量で定まる公転
軌道上を公転させることができ、単一の刃具で穴加工径
を容易に変化させることが可能になり、作業能率が向上
する。

また第２の本発明装置では、第１の発明の主要構成部に
加えて、公転駆動モータには第１伝動機構を介して第１
駆動輪が連結され、第１伝動機構の途中に連結される第
２伝動機構と、第２駆動輪に連結される第３伝動機構と
は、第１および第２駆動輪に相対角変位を生しさせるべ
く差動歯車機構の出力側に連結され、該差動歯車機構の
入力側にステッピングモータが連結されるので、第１の
発明の効果を達成した上に、自転スピンドルの公転スピ
ンドルに対する偏心量を変化させる機構が単純であり、
偏心量を容易に変化させて加工径の変化に対処すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は展
開縦断面図、第２図は第１図のｎ−ｎ線断面図、第３図
は第１図のｍ−ｍ線断面図、第４図は自転スピンドルを
偏心させた状態を示す第２図の部分図、第５図は第１図
のＶ−Ｖ線断面図、第６図は自転スピンドルを偏心させ
た状態を示す第５図に対応した断面図、第７図はカッタ
の軌跡を示す説明図である。 ■・・・枠体、２・・・公転スピンドル、３・・・ハウ
ジング、４・・・自転スピンドル、５・・・刃具として
のカッタ、６・・・揺動アーム、７・・・第１駆動輪と
しての第１プーリ、８・・・第２駆動輪としての第２プ
ーリ、９・・・リンク、１０・・・自在継手、１）・・
・自転駆動モータ、１２・・・第１伝動機構、１３・・
・公転駆動モータ、１４・・・第２伝動機構、１５・・
・第３伝動機構、１６・・・差動歯車機構、１７・・・
調整用駆動源としてのステンピングモータ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）固定の枠体と；基本的に円筒状であって該枠体に
回転自在に支承される公転スピンドルと；公転スピンド
ル内に偏心可能にして配置される円筒状ハウジングと；
該ハウジングにより同一軸線まわりに回転自在に支承さ
れる自転スピンドルと；該自転スピンドルの先端に取付
けられる刃具と；前記自転スピンドルの軸線と平行な軸
線まわりに回動自在にして一端が公転スピンドルに支承
されるとともに中間部がハウジングに連結される揺動ア
ームと；公転スピンドルに固設される第１駆動輪と；相
対回転自在にして公転スピンドルに装着される第２駆動
輪と；第２駆動輪および前記揺動アーム間を連結するリ
ンクと；前記自転スピンドルに自在継手を介して連結さ
れる自転駆動モータと；前記第１駆動輪に連結される公
転駆動モータと；第１駆動輪に対して第２駆動輪を相対
角変位せしめるとともに第１駆動輪と同一の回転速度で
の第２駆動輪の回転を許容して第２駆動輪に連結される
調整用駆動源と；を備えることを特徴とする回転加工装
置。
（２）固定の枠体と；基本的に円筒状であって該枠体に
回転自在に支承される公転スピンドルと；公転スピンド
ル内に偏心可能にして配置される円筒状ハウジングと；
該ハウジングにより同一軸線まわりに回転自在に支承さ
れる自転スピンドルと；該自転スピンドルの先端に取付
けられる刃具と；前記自転スピンドルの軸線と平行な軸
線まわりに回動自在にして一端が公転スピンドルに支承
されるとともに中間部がハウジングに連結される揺動ア
ームと；公転スピンドルに固設される第１駆動輪と；相
対回転自在にして公転スピンドルに装着される第２駆動
輪と；第２駆動輪および前記揺動アーム間を連結するリ
ンクと；前記自転スピンドルに自在継手を介して連結さ
れる自転駆動モータと；第１駆動輪に第１伝動機構を介
して連結される公転駆動モータと；第１伝動機構の途中
に連結される第２伝動機構と；第２駆動輪に連結される
第３伝動機構と；第１および第２駆動輪に相対角変位を
生じさせるべく第２および第３伝動機構が出力側に連結
される差動歯車機構と；差動歯車機構の入力側に連結さ
れるステッピングモータと；を備えることを特徴とする
回転加工装置。