JP2006187822A - Spindle device - Google Patents
Spindle device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006187822A JP2006187822A JP2005000409A JP2005000409A JP2006187822A JP 2006187822 A JP2006187822 A JP 2006187822A JP 2005000409 A JP2005000409 A JP 2005000409A JP 2005000409 A JP2005000409 A JP 2005000409A JP 2006187822 A JP2006187822 A JP 2006187822A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spindle
- gear
- input shaft
- speed increasing
- teeth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Retarders (AREA)
Abstract
Description
本発明はスピンドル装置、特に、各種工作機械の主軸に連結して用いられ、増減速機構の作用により工具を高速あるいは高トルクで駆動するように構成した高能力スピンドル装置に関するものである。 The present invention relates to a spindle device, and more particularly to a high-performance spindle device that is used by being connected to a spindle of various machine tools and configured to drive a tool at high speed or high torque by the action of an acceleration / deceleration mechanism.
従来、この種のスピンドル装置として、機械主軸に連結される入力軸と、前端に工具を把持するチャック部を備えたスピンドルとの間に増速機構としての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、前記スピンドルを高速回転させるように構成したスピンドル装置は知られている。(特許文献1)
ところで、上記特許文献1に記載のスピンドル装置は、遊星歯車機構の増速作用により工具を高速で駆動することができるので、高能率の加工を行うことができる。しかしながら、フライス盤やマシニングセンター等に対する加工能力は、近年ますます高能力化が求められており、特許文献1のものにおいても更なる向上が求められている。
By the way, the spindle device described in
すなわち、一般に遊星歯車機構は、サンギヤ、キャリヤによって支えられているピニオンギヤおよびリングギヤとで構成されており、これら各歯車が半径方向において噛み合いを行うように構成されている。この方式においては、増減速比は基本的にサンギヤとリングギヤとの歯数比すなわちピッチ円の比率によって支配され、高増減速比を得るためにはサンギヤ径を小さく、リングギヤ径を大きくする必要がある。サンギヤの径を小さくするとスピンドルの軸径を小さくする必要があり、スピンドルの剛性が低下して加工精度に影響を与えることになる。スピンドルの剛性を維持するためにはサンギヤを大きくする必要があるが、所定の増減速比を得るためにはその分、リングギヤの径も大きくなり、スピンドル装置の外形寸法が大きくなり現実的でない。コンパクト性を確保し、必要高増減速比を確保するためには、遊星歯車機構を軸方向に複数セット配置することによって確保できるが、構造が複雑となり、これも現実的でない。 That is, the planetary gear mechanism is generally composed of a sun gear, a pinion gear supported by a carrier, and a ring gear, and these gears are configured to mesh in the radial direction. In this method, the speed increase / decrease ratio is basically governed by the ratio of the number of teeth of the sun gear and the ring gear, that is, the ratio of the pitch circle. In order to obtain a high speed increase / decrease ratio, it is necessary to reduce the sun gear diameter and increase the ring gear diameter. is there. When the diameter of the sun gear is reduced, the shaft diameter of the spindle needs to be reduced, so that the rigidity of the spindle is lowered and the machining accuracy is affected. In order to maintain the rigidity of the spindle, it is necessary to enlarge the sun gear. However, in order to obtain a predetermined speed increase / decrease ratio, the diameter of the ring gear increases correspondingly, and the external dimensions of the spindle device increase, which is not practical. In order to secure the compactness and secure the necessary high speed increase / decrease ratio, it can be ensured by arranging a plurality of planetary gear mechanisms in the axial direction, but the structure becomes complicated and this is not practical.
本発明は、かかる点に着目してなされたもので、スピンドル装置としてのコンパクト性を損なうことなく、より高増減速比を実現でき、加工能力を大幅に向上させ得るスピンドル装置を提供することをその目的とする。 The present invention has been made paying attention to such a point, and provides a spindle device that can realize a higher acceleration / deceleration ratio and can greatly improve the machining capability without impairing the compactness of the spindle device. For that purpose.
上記課題を解決するための本発明の請求項1に係わる手段は、一端に工具を把持するチャック部を備えたスピンドルと入力軸との間に増減速機構を備え、入力軸の回転に対してスピンドルの回転を増減速するように構成したスピンドル装置において、上記増減速機構は、該入力軸もしくはスピンドルのいずれか一方の外周あるいは内周に形成した傾斜部において回転自在に支承された回転体を備え、該回転体の軸方向端部に、スピンドル本体に固定された歯数n1の第1歯車と噛み合う歯数n2の第2歯車と、入力軸もしくはスピンドルに連携された歯数n4の第4歯車と噛み合う歯数n3の第3歯車とを形成し、上記傾斜部上で上記回転体が揺動運動しながら各歯車間の噛み合い位置を変える揺動型増減速機構として構成したことを特徴とする。
The means according to
本発明は、傾斜部上において支承された回転体の揺動運動により増減速を行う、いわゆる揺動型増減速機構を設けたものであるから、揺動型増減速機構固有の特徴を有機的に活用することにより、スピンドル装置としてのコンパクト性を確保できるとともに、高増減速比の実現による加工能力の向上を図ることができる。すなわち、揺動型増減速機構は、その変速比は噛み合い歯車間の歯数差が最小のとき最大の変速比が得られるものであるため、各歯車径をほぼ同径にすることができるので、高増減速比が得られる一方でスピンドル装置の半径方向の寸法をコンパクトにすることができる。しかも、各歯車の噛み合い位置がスピンドルの軸方向となっているので、各歯車の軸心部を中空にすることができ、スピンドル装置の構成要素としての入力軸あるいはスピンドルとの連携が容易になるだけでなく、各軸の軸径を大きくとることができるので、特に、先端に工具チャックを取り付けるスピンドルの場合、軸剛性を高めることができ、加工精度の向上にも貢献する。 The present invention is provided with a so-called oscillating acceleration / deceleration mechanism that performs acceleration / deceleration by oscillating motion of a rotating body supported on an inclined portion. By utilizing this, it is possible to ensure the compactness of the spindle device and to improve the machining capability by realizing a high speed reduction ratio. In other words, the oscillating type speed increasing / decreasing mechanism can obtain the maximum gear ratio when the gear ratio is the smallest when the difference in the number of teeth between the meshing gears is minimum. In addition, a high speed increase / decrease ratio can be obtained, and the radial dimension of the spindle device can be reduced. In addition, since the meshing position of each gear is in the axial direction of the spindle, the shaft center portion of each gear can be made hollow, and the linkage with the input shaft or spindle as a component of the spindle device is facilitated. In addition, since the shaft diameter of each shaft can be increased, particularly in the case of a spindle in which a tool chuck is attached to the tip, shaft rigidity can be increased, which contributes to improvement of machining accuracy.
請求項2に係わる手段は、請求項1において、上記回転体が上記スピンドルに形成された傾斜部において回転可能に支承され、上記入力軸が上記第4歯車に連携されていることを特徴とする。この構成によれば、上記増減速機構が増速機構として構成されることになり、スピンドルは高速スピンドルとして機能する。この場合、増速比は、きわめて大きく設定できるので加工能力は大幅に向上する。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the rotating body is rotatably supported on an inclined portion formed on the spindle, and the input shaft is linked to the fourth gear. . According to this configuration, the speed increasing / decreasing mechanism is configured as a speed increasing mechanism, and the spindle functions as a high speed spindle. In this case, the speed increasing ratio can be set very large, so that the machining capability is greatly improved.
請求項3に係わる手段は、請求項1において、上記回転体が上記入力軸に形成された傾斜部において回転可能に支承され、上記スピンドルが上記第4歯車に連携されていることを特徴とする。この構成によれば、上記増減速機構が減速機構として構成されることになり、スピンドル装置は、高減速スピンドル装置として機能する。この場合、減速比は、きわめて大きく設定でき、高トルクスピンドル装置として加工能力は大幅に向上する。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the rotating body is rotatably supported on an inclined portion formed on the input shaft, and the spindle is linked to the fourth gear. . According to this configuration, the speed increasing / decreasing mechanism is configured as a speed reducing mechanism, and the spindle device functions as a high speed reducing spindle device. In this case, the reduction ratio can be set very large, and the machining capability of the high torque spindle device is greatly improved.
請求項4に係わる手段は、請求項1ないし3の1つにおいて、上記増減速機構が、上記入力軸および上記スピンドルの間において軸方向に併設配置されていることを特徴とする。この構成によれば、半径方向の寸法を小さく抑えることができるので、複数のスピンドル装置を併設して加工するような場合にもスペース効率が向上する。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the speed increasing / decreasing mechanism is arranged in the axial direction between the input shaft and the spindle. According to this configuration, since the radial dimension can be kept small, the space efficiency can be improved even when a plurality of spindle devices are used together.
請求項5に係わる手段は、請求項1ないし4の1つにおいて、上記減速機構と上記出力軸とは別体のスピンドル本体内にそれぞれ配置されて独立ユニット体として構成されており、該独立ユニットは相互に回転力が伝達可能に構成されていることを特徴とする。この構成によれば、増減速機構を備えていない既存のスピンドル装置と組み合わせて高減速、高増速の高能力スピンドル装置として構成することができる。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the means according to any one of the first to fourth aspects, wherein the speed reduction mechanism and the output shaft are each arranged in a separate spindle body and configured as an independent unit body. Is characterized in that the rotational force can be transmitted to each other. According to this configuration, it can be configured as a high-performance spindle device with high deceleration and high acceleration in combination with an existing spindle device that does not include an acceleration / deceleration mechanism.
請求項6に係わる手段は、請求項1ないし3の1つにおいて、上記入力軸が筒状部材として構成され、該入力軸の内周部に増減速機構が配置されるとともに外周部に電動モータが配置されていることを特徴とする。この構成によれば、スピンドル装置固有の動力源を備えた状態において全体のコンパクト化を図ることができる。 According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the input shaft is configured as a cylindrical member, an acceleration / deceleration mechanism is disposed on an inner peripheral portion of the input shaft, and an electric motor is disposed on the outer peripheral portion. Is arranged. According to this configuration, the overall size can be reduced in a state where the power source unique to the spindle device is provided.
請求項7に係わる手段は、請求項1ないし6の1つにおいて、上記増減速機構が増減速作用を制限する切り換え機構を備えていることを特徴とする。この構成によれば、加工形態に応じて、スピンドル装置の回転速度を切り換えることができるので、加工用途の拡大を図ることができる。 According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, the speed increasing / decreasing mechanism includes a switching mechanism for limiting the speed increasing / decreasing action. According to this configuration, the rotation speed of the spindle device can be switched according to the processing mode, so that the processing applications can be expanded.
本発明のスピンドル装置は、以上のように構成されているので、スピンドル装置としてのコンパクト性を損なうことなくより高増減速比が得られ、加工能力を大幅に向上させることができる。 Since the spindle apparatus of the present invention is configured as described above, a higher acceleration / deceleration ratio can be obtained without impairing the compactness of the spindle apparatus, and the machining capability can be greatly improved.
以下図1,2に基づいて第1実施例を説明する。図1,2に示す第1実施例のスピンドル装置は、スピンドル本体1内に、入力軸2と、一端に各種工具を把持するチャック部3を備えたスピンドル4と、この入力軸2とスピンドル4との間に位置し入力軸2の回転を増速あるいは減速する揺動型増減速機構5とを備えている。
The first embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 and 2, the spindle apparatus of the first embodiment includes an
スピンドル本体1は、入力軸2側の軸方向端部には、工作機械の取り付け部に回転不能に取り付けられる取り付け部としてのフランジ(図示せず)を備える。入力軸2は、スピンドル本体1の内周において、ベアリング6を介して回転可能に支承されている。入力軸2の一端にはドグクラッチ式のシャンク部2aが形成されており、また他端には増減速装置5を構成する第4歯車A4が形成されている。上記スピンドル4は、一端において上記入力軸2の内周部にベアリング7を介して回転可能に支承され、また他端においてスピンドル本体1の一部を構成するハブ8の内周においてベアリング9を介して回転自在に支承されている。スピンドル4は、ベアリング7,9間において、増減速機構5を構成する傾斜部10を備えており、この傾斜部10は、スピンドル4の軸心Xに対して所定の角度傾斜した軸心Yを備えている。
The spindle
増減速機構5は、入力軸2と同心的でかつ所定の距離を隔てて互いに対峙して配置される第1歯車A1および第4歯車A4と、この第1および第4歯車とそれぞれ噛み合う第2歯車A2および第3歯車A3とを備えている。第1歯車A1は、スピンドル本体1に固定されたハブ8の開口端面に所定ピッチ円錐の固定傘歯車として形成されている。第4歯車A4は、入力軸2の大径部の一端に所定ピッチ円錐の傘歯車として形成されている。また第2および第3歯車A2、A3は、第1歯車A1と第4歯車A4との間に位置する傾斜部10上において、ボール11を介して回転自在に支承される回転体12の軸方向の両端面に所定のピッチ円錐の傘歯車として形成されている。本実施例において、第1歯車A1と第2歯車A2の噛み合い位置は第3歯車A3と第4歯車A4の噛み合い位置に対して180度の位相差を持っている。
The speed increasing /
また、第1歯車A1と第2歯車A2との噛み合い部および第3歯車A3と第4歯車A4との噛み合い部にはコロ13が介在されている。各歯車の歯形は、図2に示すように、コロ13に適合する凹状に形成されている。コロは第1歯車A1と第4歯車A4側に配設されており、第1、第4歯車は凹部に位置するコロ13とで凸状歯として構成され、第2、第3歯車は、上記凸状歯と噛み合う凹状歯として構成される。
本実施例の増減速機構は、入力軸2の回転が第4歯車A4、回転体12を経由して傾斜部10へと伝達されるように入力軸2およびスピンドル4にそれぞれ接続され、増速機構として構成されているが、この接続状態を逆にすれば減速機構となる。すなわち、入力軸に回転体12を支承する傾斜部を形成し、スピンドルを第4歯車に連携させることによって減速機構として構成することができる。
The speed increasing / decreasing mechanism of the present embodiment is connected to the
以下増減速機構の作動原理について詳細に説明する。なお、説明の都合上、増減速機構を、第4歯車を出力側(スピンドル側)に連携し、傾斜部側を入力側とした減速機構として構成したケースについて説明する。 Hereinafter, the operating principle of the acceleration / deceleration mechanism will be described in detail. For convenience of explanation, a case will be described in which the speed increasing / decreasing mechanism is configured as a speed reducing mechanism in which the fourth gear is linked to the output side (spindle side) and the inclined portion side is the input side.
すなわち、傾斜部10の回転に対し、回転体12が揺動運動を行い、その端面に形成された第2歯車A2および第3歯車A3が第1歯車A1および第4歯車A4の軸心に対して面振り運動を行い、第1、第2歯車および第3、第4歯車の噛み合い位置が周方向に変位する。
このとき、第1歯車A1と第2歯車A2間の周方向の相対変位は、第1歯車A1と第2歯車A2の歯数差に相当する値だけ、つまり、歯数差が1であれば回転体の一周期の面振り運動に対し一歯分ずれることになり、歯数差が2の場合には二歯ずれることになる。また、第3歯車A3と第4歯車A4との間においても同様の運動が行われる。したがって、減速機構として構成する場合には、減速比をR(入力軸が1回転したときの出力軸(スピンドル)の回転数)とすると、
R=1−(n1 ×n3 )/(n2 ×n4 )として表される。
That is, the rotating
At this time, the circumferential relative displacement between the first gear A1 and the second gear A2 is only a value corresponding to the number of teeth difference between the first gear A1 and the second gear A2, that is, if the number of teeth difference is 1. One tooth is displaced with respect to the surface swing motion of one cycle of the rotating body. When the difference in the number of teeth is 2, two teeth are displaced. The same movement is performed between the third gear A3 and the fourth gear A4. Therefore, when the speed reduction mechanism is configured, if the speed reduction ratio is R (the rotation speed of the output shaft (spindle) when the input shaft rotates once),
R = 1− (n1 × n3) / (n2 × n4).
ここで、n1 :第1歯車A1 の歯数、n2 :第2歯車A2 の歯数、n3 :第3歯車A3 の歯数、n4 :第4歯車A4 の歯数とし、n1 =99,n2 =100,n3 =101,n4 =100とすると、減速比は、R=1/ 1万(正回転)となる。 Where n1 is the number of teeth of the first gear A1, n2 is the number of teeth of the second gear A2, n3 is the number of teeth of the third gear A3, n4 is the number of teeth of the fourth gear A4, and n1 = 99, n2 = When 100, n3 = 101, and n4 = 100, the reduction ratio is R = 1 / 10,000 (forward rotation).
つまり、第1歯車A1 の歯数が 99、第2歯車A2 の歯数が 100であるので、入力軸2が1回正回転すると、第1歯車A1 に対して第2歯車A2 は1/100だけ正回転する。第2歯車A2 の運動は、第3歯車A3 に直接伝わり、第3歯車A3 と第4歯車A4 との間でも、同様の噛み合いを行う。この場合、第3歯車A3 の歯数が 101、第4歯車A4 の歯数が100とすると、第3歯車A3 に対して第4歯車A4 は1/100だけ逆回転する。よって、第3歯車A3 と第4歯車A4 との間でも、1段階の減速がなされる。すなわち、入力軸2の回転運動が出力側に伝達される際に、第1、第2歯車A1 ,A2 の間と、第3、第4歯車A3 ,A4 の間とで、2段階の減速が行われることになる。
That is, since the number of teeth of the first gear A1 is 99 and the number of teeth of the second gear A2 is 100, when the
以上のような原理で減速作用を行う減速機構を増速機構として構成するには、図1に示すように、減速機構の場合とは逆に、第4歯車側を入力軸2とし、傾斜部10側を出力とすることによって実現できる。この場合、増速比Rは、R=1/[1−(n1×n3)/(n2×n4)]で表される。第1ないし第4歯車の歯数を、n1=99、n2=100、n3=100、n4=100とすると、増速比R=100倍となる。この場合、第3歯車A3と第4歯車A4とは歯数が同じであるため、この間での増速作用は行われず、第1歯車A1と第2歯車A2間の1段の増速作用となる。
In order to configure the speed reduction mechanism that performs the speed reduction action based on the above principle as the speed increase mechanism, as shown in FIG. 1, the fourth gear side is set as the
第1実施例のスピンドル装置は以上のように構成されているので、工作機械の主軸の回転により入力軸2が駆動されると、増減速機構5により増速あるいは減速されてスピンドル4に伝えられ、その先端チャック部3においてに把持された工具が駆動されることになる。
Since the spindle device of the first embodiment is configured as described above, when the
このとき、増減速機構5が増速機構として構成されている場合には、主軸の回転に対して超高速状態に増速され、たとえば0.2〜0.3ミリ以下の微小口径のドリルを用いた加工あるいは砥石を用いた研削加工などにおいて特に有効となる。また、減速機構として構成されている場合には、主軸のトルクが大幅に増幅されることになり、たとえば大型のフライスカッターや大口径ドリルを用いた加工において特に有効となる。
At this time, when the speed increasing / decreasing
したがって、この実施例においては以下のような特徴がある。 Therefore, this embodiment has the following features.
まず、本実施例のスピンドル装置は、従来の遊星歯車式の増減速機構を備えたものに比べて、構成部品が少なく大きな増減速比が得られる揺動型増減速機構5をスピンドル装置の入力軸2およびスピンドル4と同軸上に配置したものであるため、スピンドル装置の小型化を図るとともに、超高速化あるいは超高トルク化によるスピンドル装置の高性能化を図ることができる。また、各歯車の噛み合わせを各歯車の軸方向の端面にて行うものであるため、第1ないし第4歯車A1〜A4の半径方向内方を中空に形成できるので、入力軸2およびスピンドル4の軸径を大きくすることができ、軸剛性を十分確保して加工精度の向上に貢献できる。軸径を大きくできれば、工具に対する冷却液の通路としても十分確保することができ、その効果はきわめて大きい。
First, the spindle device according to the present embodiment has an oscillating acceleration /
また、本実施例のスピンドル装置は、歯数差の小さい歯車の噛み合わせで高増減速比を確保することができるので、総歯数に対する同時噛み合い歯数の比が大きく、歯にかかる力が小さくなり、伝達トルクが大きくなるので、スピンドル装置としての能力向上はもちろんのことスピンドル装置としての耐久信頼性を高めることができる。 In addition, since the spindle device of the present embodiment can ensure a high increase / decrease ratio by meshing gears with a small difference in the number of teeth, the ratio of the number of simultaneously meshed teeth to the total number of teeth is large, and the force applied to the teeth is small. Since the torque is reduced and the transmission torque is increased, not only the performance as a spindle device is improved, but also the durability reliability as the spindle device can be improved.
次に、図3に示す第2実施例について説明する。第1実施例と同一部分および相当部分についは同一符号を付し、詳しい説明を省略する。 Next, a second embodiment shown in FIG. 3 will be described. The same parts as those in the first embodiment and corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図3に示す第2実施例のスピンドル装置は、第1ユニットと第2ユニットの二つのユニットで構成され、各ユニットは第1スピンドル本体1aと第2スピンドル本体1bをそれぞれ備えており、また、両ユニットは必要に応じて動力の伝達が断続可能に構成されている。第1ユニットは、第1スピンドル本体1a内に、入力軸2、増減速機構5、スピンドル4の一部を構成する第1スピンドル4aとを備え、第2ユニットは、第2スピンドル本体1b内において、一端に工具を把持するチャック部3を備えた第2スピンドル4bが回転自在に支承されている。第2スピンドル4bの他端には第1スピンドル4aと断続可能なようにドグクラッチ17が形成されている。
The spindle device of the second embodiment shown in FIG. 3 is composed of two units, a first unit and a second unit, each unit having a first spindle body 1a and a
したがって、第2実施例のスピンドル装置は、増減速機構5とチャック部3を有する第2スピンドルとを別体のユニットとして構成しているので、増減速装置を備えない一般的なスピンドル装置を高機能スピンドル装置として活用できる。
Therefore, in the spindle device of the second embodiment, the speed increasing / decreasing
次に、図4に示す第3実施例について説明する。図4に示す第3実施例のスピンドル装置は、第2実施例と同様に、着脱可能な二つのユニットで構成されている。第1ユニットは、第1スピンドル本体1a内において、電動モータ14、筒状部材としての入力軸2、増減速作用の断続を行う切り換え機構15を備えた増減速機構5および第1スピンドル4aが、半径方向外側から内側に向かって順次重合配置されている。第2ユニットは、第1スピンドル本体1aにボルトにて着脱可能に取り付けられる第2スピンドル本体1bを備えており、その内部において、先端にチャック部3を備え、他端において第1スピンドル4aと駆動可能に連携される第2スピンドル4bがベアリング16を介して回転可能に支承されている。
Next, a third embodiment shown in FIG. 4 will be described. The spindle device of the third embodiment shown in FIG. 4 is composed of two detachable units as in the second embodiment. The first unit includes an
電動モータ14は、工作機械のモータとは独立した固有の動力源として構成され、第1スピンドル本体1bの内周に固定されるステータ14aとロータ14bとを備える。電動モータ14の形式としては、コアとしての鉄心に巻き線を巻いた通常のタイプと、巻き線が樹脂などにより固められてコアを省略したコアレスモータとがある。本発明においてはいずれのタイプであってもよいが、コアレスモータを用いることによりスピンドル装置の半径方向の寸法拡大を抑制することができるのでより好ましい。つまり、コアレスモータは文字どおりステータのコアが省略されており、その分、電動モータとしての半径方向の占有スペースが圧縮されることになる。
The
電動モータ14の給電によって駆動される入力軸2は、軸方向両端において第1スピンドル本体1aの内周にベアリング6を介して回転自在に支承されている。また、入力軸2の内周の一端には、端面に第4歯車A4が形成されたハブ2bがボルトで固定されている。また、入力軸2の半径方向内方に位置する増減速機構5は、基本的に第1、第2実施例とほぼ同一の構造をなしているが、第1歯車A1が形成されているハブ8が切り換え機構15を介して第1スピンドル本体1aに対し断続可能に構成されている。
The
切り換え機構15は、ハブ8の外周において、ボールスプライン機構を介して軸方向に摺動可能に配置される可動スリーブ15aと、該可動スリーブ15aをスピンドル本体1に接続する第1クラッチ15bと、可動スリーブ15aを入力軸2に接続する第2クラッチ15cと、可動スリーブ15aを第1クラッチ15bとの接続位置すなわち第1位置(図4の上側の状態)と第2クラッチ15cとの接続位置すなわち第2位置(図4の下側の状態)の二つの位置を選択的に操作する操作手段15dとで構成される。
The
したがって、可動スリーブ15aが第1位置にあるときにはハブ8はスピンドル本体1に固定され、第1歯車A1は固定歯車として機能し、入力軸2の回転に対して所定の増減速作用(本実施例においては増速作用)を行い、スピンドル4を駆動し高速スピンドル装置としての所定の加工能力を発揮する。また、可動スリーブ15aが第2位置にあるときには、入力軸2とハブ8とが一体となって回転することになり、増減速機構5の増減速作用はロックされることになり、入力軸2の回転はそのままスピンドル4に伝えられることになる。
Therefore, when the
なお、第1スピンドル4aは、一端に第2スピンドル4bとの連携を行うドグクラッチ17を備え、他端には回転センサー18が設けられている。また、第1スピンドル4aは、傾斜部10の両側においてそれぞれベアリングを介してそれぞれ回転自在に支承されている。
The
したがって、第3実施例のスピンドル装置は、以下のような特徴がある。 Therefore, the spindle device of the third embodiment has the following characteristics.
まず、固有の動力源としての電動モータ14がスピンドル本体内に一体に組み込まれているので、スピンドル装置として工作機械の動力源に左右されることなく、自己完結的に機能するので加工の自由度が向上する。また、スピンドル装置の構成部材を電動モータのロータ内周部のデッドボリューム内に配置されているので、装置全体としてコンパクト化を図ることができる。しかも、電動モータを含めてスピンドル装置の構成部材を、駆動力が半径方向外方から半径方向内方に向かって伝わるように、半径方向に重合配置されているので、電動モータのトルクの伝達効率が向上する。さらに、加工特性に応じて増減速装置の増減速作用を制限させることができるので、よりスピンドル装置の能力の多様化を図ることができる。
First, since the
本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
上記各実施例において、増減速機構による増減速作用は2段階増減速の例について説明したが、第1ないし第4歯車の歯数設定、傾斜部と入力軸との傾斜角度の設定によって、第1、第2歯車間による1段階のみの減速作用に限定することもでき、必要に応じて任意に設定できる。
上記第1ないし第3実施例のスピンドル装置は、増減速機構を増速機構として構成しているが、いずれの実施例においても、入力軸上に傾斜部を形成してこの傾斜部で回転体を回転自在に支承するとともにスピンドルを第4歯車に連携することによって減速機構として構成することができる。
In each of the above embodiments, the acceleration / deceleration operation by the acceleration / deceleration mechanism has been described for the example of two-stage acceleration / deceleration. It can also be limited to a one-step deceleration action between the first and second gears, and can be arbitrarily set as required.
In the spindle devices of the first to third embodiments, the speed increasing / decreasing mechanism is configured as a speed increasing mechanism. In any of the embodiments, an inclined portion is formed on the input shaft, and the rotating body is formed by the inclined portion. Can be configured so as to be rotatable, and the spindle can be linked to the fourth gear to constitute a speed reduction mechanism.
つまり、入力軸と出力軸としてのスピンドルに対して増減速機構の連携方向を変えることで、増速機構あるいは減速機構として機能することになる。したがって、増速機構として構成した場合には、高速スピンドル装置として加工能力を向上することができ、また、減速機構として構成した場合には、高トルクスピンドル装置として加工能力を高めることができる。 That is, by changing the cooperation direction of the speed increasing / decreasing mechanism with respect to the spindle as the input shaft and the output shaft, it functions as a speed increasing mechanism or a speed reducing mechanism. Therefore, when configured as a speed increasing mechanism, the processing capability can be improved as a high speed spindle device, and when configured as a speed reducing mechanism, the processing capability can be increased as a high torque spindle device.
1 スピンドル本体
1a 第1スピンドル本体
1b 第2スピンドル本体
2 入力軸
3 チャック部
4 スピンドル
4a 第1スピンドル
4b 第2スピンドル
5 増減速機構
10 傾斜部
11 ボール
12 回転体
14 電動モータ
15 切り換え機構
A1 第1歯車
A2 第2歯車
A3 第3歯車
A4 第4歯車
DESCRIPTION OF
A1 1st gear
A2 Second gear
A3 3rd gear
A4 4th gear
Claims (7)
上記増減速機構は、該入力軸もしくはスピンドルのいずれか一方の外周あるいは内周に形成した傾斜部において回転自在に支承された回転体を備え、該回転体の軸方向端部に、スピンドル本体に固定された歯数n1の第1歯車と噛み合う歯数n2の第2歯車と、入力軸もしくはスピンドルに連携された歯数n4の第4歯車と噛み合う歯数n3の第3歯車とを形成し、上記傾斜部上を上記回転体が揺動運動しながら各歯車間の噛み合い位置を変える揺動型増減速機構として構成したことを特徴とするスピンドル装置。 In the spindle apparatus configured to increase / decrease the rotation of the spindle with respect to the rotation of the input shaft, including an acceleration / deceleration mechanism between the spindle provided with a chuck portion for gripping the tool at one end and the input shaft,
The speed increasing / decreasing mechanism includes a rotating body that is rotatably supported at an inclined portion formed on the outer periphery or inner periphery of either the input shaft or the spindle, and the spindle body is attached to an end portion in the axial direction of the rotating body. Forming a second gear with n2 teeth meshing with the fixed first gear with n1 teeth and a third gear with n3 teeth meshing with the fourth gear with n4 teeth linked to the input shaft or spindle; A spindle device characterized in that it is configured as a swing type acceleration / deceleration mechanism that changes the meshing position between the gears while the rotating body swings on the inclined portion.
上記入力軸が上記第4歯車に連携されていることを特徴とする請求項1に記載のスピンドル装置。 The rotating body is rotatably supported at an inclined portion formed on the spindle,
The spindle device according to claim 1, wherein the input shaft is linked to the fourth gear.
上記スピンドルが上記第4歯車に連携されていることを特徴とする請求項1に記載のスピンドル装置。 The rotating body is rotatably supported at an inclined portion formed on the input shaft,
The spindle device according to claim 1, wherein the spindle is linked to the fourth gear.
The spindle device according to claim 1, wherein the speed increasing / decreasing mechanism includes a switching mechanism for limiting an speed increasing / decreasing action.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005000409A JP2006187822A (en) | 2005-01-05 | 2005-01-05 | Spindle device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005000409A JP2006187822A (en) | 2005-01-05 | 2005-01-05 | Spindle device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006187822A true JP2006187822A (en) | 2006-07-20 |
Family
ID=36795463
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005000409A Pending JP2006187822A (en) | 2005-01-05 | 2005-01-05 | Spindle device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006187822A (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02304235A (en) * | 1989-05-19 | 1990-12-18 | Teijin Seiki Co Ltd | Reduction gear |
JPH04111740A (en) * | 1990-08-30 | 1992-04-13 | N T Tool Kk | Speed increasing holder |
JPH10296573A (en) * | 1997-04-25 | 1998-11-10 | Robert Bosch Gmbh | Multistage type transmission gear for power tool |
JP2003011036A (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-15 | Ntn Corp | Attachment main shaft device |
-
2005
- 2005-01-05 JP JP2005000409A patent/JP2006187822A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02304235A (en) * | 1989-05-19 | 1990-12-18 | Teijin Seiki Co Ltd | Reduction gear |
JPH04111740A (en) * | 1990-08-30 | 1992-04-13 | N T Tool Kk | Speed increasing holder |
JPH10296573A (en) * | 1997-04-25 | 1998-11-10 | Robert Bosch Gmbh | Multistage type transmission gear for power tool |
JP2003011036A (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-15 | Ntn Corp | Attachment main shaft device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5235394B2 (en) | Switchable rotary drive | |
JP5030601B2 (en) | Electric tool | |
JP2008267596A (en) | Eccentric gear mechanism and method of transferring turning force thereby | |
JP5356462B2 (en) | Turning structure of industrial robot using eccentric rocking type reducer | |
CN101259547A (en) | Index table | |
JP2011027254A (en) | Planetary gear mechanism | |
JP2008030747A (en) | Steering device | |
CN101082366A (en) | Electric hand tool | |
JP5301371B2 (en) | 2-axis rotary positioner | |
KR20160072569A (en) | Electric Driving System for Machine And Driving Method Thereof | |
JP4617130B2 (en) | Wheel motor and reduction device | |
JP3733712B2 (en) | Rotational power transmission device | |
JP2006088726A (en) | Electric power steering device | |
JP2006187822A (en) | Spindle device | |
CN101569997A (en) | Machine tool with spindle chuck replacing mechanism | |
JP4895273B2 (en) | Decelerator | |
JP5280592B1 (en) | Transmission | |
CN102179717B (en) | C-axis rotary limiting device for driving double-pendulum milling head by adopting tubular motors | |
CN210859707U (en) | Novel planetary reducer | |
JP2002052404A (en) | Rotary driving device | |
EP2958706A1 (en) | Machining head for a machine tool and machine tool comprising said head | |
JP2013119126A (en) | Power tool | |
JP2013087840A (en) | Transmission | |
JP5377114B2 (en) | Indexing table for machine tools | |
JP2010223277A (en) | Linear actuator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071213 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110201 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110330 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110823 |