特許 6109009 バランスウエイト装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6109009

(24)【登録日】2017年3月17日

(45)【発行日】2017年4月5日

(54)【発明の名称】バランスウエイト装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 11/00 20060101AFI20170327BHJP

   F16H 1/28 20060101ALI20170327BHJP

【ＦＩ】

   B23Q11/00 B

   F16H1/28

【請求項の数】2

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-168013(P2013-168013)

(22)【出願日】2013年8月13日

(65)【公開番号】特開2015-36163(P2015-36163A)

(43)【公開日】2015年2月23日

【審査請求日】2016年5月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】503366841

【氏名又は名称】株式会社アイカムス・ラボ

(73)【特許権者】

【識別番号】591182950

【氏名又は名称】大宮工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】片野 圭二

(72)【発明者】

【氏名】小川 裕二

(72)【発明者】

【氏名】河野 勝哉

(72)【発明者】

【氏名】宮地 健次

【審査官】 山本 忠博

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−３６５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平２−７２２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２５２６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２４３４８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平２−２９２１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５０−８０５９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平２−２３９１４（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ １１／００ ，

Ｆ１６Ｈ １／２８− １／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

相互に接続された２組の遊星歯車機構を介して回転アクチュエータの駆動軸から与えられる回転を外部に出力することにより、駆動軸の軸心に対するバランスウエイトの位置を変更するようにしたバランスウエイト装置において、
２組の遊星歯車機構は、それぞれが互いに歯数の異なる２つのアウタギヤを備えた不思議歯車機構として構成したものであり、
前段となる不思議歯車機構において固定側となる前段固定アウタギヤの周面と、前記前段となる不思議歯車機構の外周部を覆う前段ハウジングの周面との間にネジ溝を設け、前記ネジ溝により前記前段固定アウタギヤと前記前段ハウジングとの間を互いに螺合し、
後段となる不思議歯車機構において固定側となる後段固定アウタギヤの周面と、前記前段ハウジングの周面との間にネジ溝を設け、前記ネジ溝により前記後段固定アウタギヤと前記前段ハウジングとの間を互いに螺合し、
前記後段となる不思議歯車機構の外周部を覆う後段ハウジングの周面と、前記後段固定アウタギヤの周面との間にネジ溝を設け、前記ネジ溝により前記後段ハウジングと前記後段固定アウタギヤとの間を互いに螺合したことを特徴とするバランスウエイト装置。

【請求項2】

それぞれの不思議歯車機構においては、固定アウタギヤの外周面と当該不思議歯車機構の外周部を覆うハウジングの内周面との間にネジ溝を形成し、かつ前段の不思議歯車機構と後段の不思議歯車機構との間においては、前記後段固定アウタギヤの内周面と前記前段ハウジングの外周面との間にネジ溝を形成したことを特徴とする請求項１に記載のバランスウエイト装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バランスウエイト装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

研削盤や旋盤等のように工具もしくは加工対象物を回転させた状態で加工を行う工作機械においては、回転時にアンバランスが発生すると加工精度に大きな影響を及ぼす恐れがある。このため、この種の工作機械には、バランスウエイト装置が付設されている場合が多い。バランスウエイト装置は、工作機械の主軸を中心として回転可能に配設されたバランスウエイトと、動力源となる電動モータとの間に減速装置を備えて構成されたものが一般的である。減速装置は、遊星歯車機構を備えて構成されており、電動モータの回転を減速してバランスウエイトに伝達するものである。

【0003】

このバランスウエイト装置では、電動モータの駆動により減速装置を介してバランスウエイトの位置を変化させることにより、回転時のアンバランスを打ち消すことができるようになる。減速装置としては、より高い減速比を得るために、例えば、特許文献１に記載されているように、複数段の遊星歯車機構を直列に接続するようにしたものを適用することも可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平６−３３７０４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、遊星歯車機構の外周部に設けられるハウジングは、遊星歯車機構のメインテナンスを考慮した場合、電動モータのケーシングに対して着脱可能に取り付けられていることが好ましい。例えば、特許文献１に記載されているように、ハウジングに設けたネジ孔を介して電動モータのケーシングに取付ネジを螺合させることにより、ケーシングにハウジングを取り付けるようにした減速装置によれば、取付ネジを弛緩させることでハウジングを取り外すことができ、内部の遊星歯車機構に対してメインテナンス作業を容易に行うことが可能となる。

【0006】

しかしながら、取付ネジによってハウジングをケーシングに取り付けた場合には、ネジ孔を設けるためのスペース分だけハウジングの外形寸法を大きく構成せざるを得ず、減速装置を適用するバランスウエイト装置の大型化を招来することになる。

【0007】

本発明は、上記実情に鑑みて、装置の大型化を招来することなく、より高い減速比を得ることができ、かつメインテナンス性を向上させることのできるバランスウエイト装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明に係るバランスウエイト装置は、相互に接続された２組の遊星歯車機構を介して回転アクチュエータの駆動軸から与えられる回転を外部に出力することにより、駆動軸の軸心に対するバランスウエイトの位置を変更するようにしたバランスウエイト装置において、２組の遊星歯車機構は、それぞれが互いに歯数の異なる２つのアウタギヤを備えた不思議歯車機構として構成したものであり、前段となる不思議歯車機構において固定側となる前段固定アウタギヤの周面と、前記前段となる不思議歯車機構の外周部を覆う前段ハウジングの周面との間にネジ溝を設け、前記ネジ溝により前記前段固定アウタギヤと前記前段ハウジングとの間を互いに螺合し、後段となる不思議歯車機構において固定側となる後段固定アウタギヤの周面と、前記前段ハウジングの周面との間にネジ溝を設け、前記ネジ溝により前記後段固定アウタギヤと前記前段ハウジングとの間を互いに螺合し、前記後段となる不思議歯車機構の外周部を覆う後段ハウジングの周面と、前記後段固定アウタギヤの周面との間にネジ溝を設け、前記ネジ溝により前記後段ハウジングと前記後段固定アウタギヤとの間を互いに螺合したことを特徴とする。

【0009】

また、本発明は、上述したバランスウエイト装置において、それぞれの不思議歯車機構においては、固定アウタギヤの外周面と当該不思議歯車機構の外周部を覆うハウジングの内周面との間にネジ溝を形成し、かつ前段の不思議歯車機構と後段の不思議歯車機構との間においては、前記後段固定アウタギヤの内周面と前記前段ハウジングの外周面との間にネジ溝を形成したことを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、別途取付ネジを要することなくそれぞれの連結部分にネジ溝を設けて互いに螺合させるようにしたため、各連結部分にネジ孔を設けるためのスペースが不要となり、装置の大型化を招来することなく、より高い減速比を得ることができ、かつメインテナンス性を向上させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本発明の実施の形態であるバランスウエイト装置の断面側面図である。

【図2】図２は、図１に示したバランスウエイト装置の分解断面側面図である。

【図3】図３は、図１に示したバランスウエイト装置の外観斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に添付図面を参照して、本発明に係るバランスウエイト装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。

【0013】

図１〜図３は、本発明の実施の形態であるバランスウエイト装置を示したものである。ここで例示するバランスウエイト装置は、図には明示していないが、研削盤や旋盤等のように工具もしくは加工対象物を回転させた状態で加工を行う工作機械の主軸に付設され、回転時のアンバランスを抑えるように機能するもので、回転アクチュエータである電動モータＭの回転を減速するための２組の不思議歯車機構１０，２０を備えている。２組の不思議歯車機構１０，２０は、図１及び図２に示すように、それぞれがサンギヤ１１，２１、第１アウタギヤ１２，２２、第２アウタギヤ１３，２３及び複数のプラネタリギヤ１４，２４を備えて構成したものである。

【0014】

サンギヤ１１，２１は、各不思議歯車機構１０，２０の中心部に位置した小径の歯車であり、その外周に設けた歯に複数のプラネタリギヤ１４，２４が歯合している。プラネタリギヤ１４，２４は、プラネタリキャリヤ１５，２５に支持させてあり、個々の軸心回りに回転（自転）可能、かつサンギヤ１１，２１の軸心を中心として公転することが可能である。第１アウタギヤ１２，２２及び第２アウタギヤ１３，２３は、それぞれの内周面に歯を有した円環状を成すもので、個々の歯がプラネタリギヤ１４，２４に歯合している。図には明示していないが、第１アウタギヤ１２，２２及び第２アウタギヤ１３，２３は、互いに歯数が異なるように構成してある。

【0015】

一方の不思議歯車機構（前段の不思議歯車機構）１０は、電動モータＭからの回転が直接入力される前段となるものであり、他方の不思議歯車機構（後段の不思議歯車機構）２０は、一方の不思議歯車機構１０によって減速された後の回転をさらに減速して外部に出力する後段となるものである。以下において２組の不思議歯車機構１０，２０及びその構成要素１１，１２，１３，１４，１５，２１，２２，２３，２４，２５を区別する場合には、前段となる不思議歯車機構１０及びその構成要素１１，１２，１３，１４，１５に対してそれぞれの名称の先頭に「前段」という用語を付与し、後段となる不思議歯車機構２０及びその構成要素２１，２２，２３，２４，２５に対してそれぞれの名称の先頭に「後段」という用語を付与することとする。

【0016】

前段不思議歯車機構１０では、前段サンギヤ１１が電動モータＭの駆動軸ｍに取り付けてあるとともに、前段第１アウタギヤ（前段固定アウタギヤ）１２が電動モータＭのケーシングＭＣに取り付けてある。

【0017】

前段第１アウタギヤ１２の取付対象となる電動モータＭのケーシングＭＣは、駆動軸ｍが突出する本体ケースＭＣ１の先端部に取付プレートＭＣ２を備えたものである。取付プレートＭＣ２は、中心部に挿通孔Ｈを有し、かつ先端部の外周面に保持用外周ネジ溝ｎを有した略円板状を成すもので、複数の固定ネジＢを介して電動モータＭの本体ケースＭＣ１に固定してある。保持用外周ネジ溝ｎは、取付プレートＭＣ２を軸心周りに回転させた場合に螺進するように形成したものである。

【0018】

前段第１アウタギヤ１２は、内周面に歯を有した円環状を成す前段第１ギヤ本体１２１と、前段第１ギヤ本体１２１を保持する前段第１ギヤ保持体１２２とを備えたものである。前段第１ギヤ保持体１２２は、略円筒状を成し、先端部の外周面に前段ハウジング用外周ネジ溝１２１ａを有しているとともに、基端部の内周面にモータ用内周ネジ溝１２１ｂを有したものである。上述した前段第１ギヤ本体１２１は、前段第１ギヤ保持体１２２の先端部内周面に固着してある。前段ハウジング用外周ネジ溝１２１ａ及びモータ用内周ネジ溝１２１ｂは、前段第１ギヤ保持体１２２を円筒の軸心周りに回転させた場合に螺進するように形成したものである。この前段第１アウタギヤ１２は、前段第１ギヤ保持体１２２の基端部に設けたモータ用内周ネジ溝１２１ｂを取付プレートＭＣ２の保持用外周ネジ溝ｎに螺合させることにより、電動モータＭのケーシングＭＣに保持させてある。

【0019】

前段第１アウタギヤ１２には、前段不思議歯車機構１０の外周部を覆う態様で前段ハウジング（前段ハウジング）１６が取り付けてある。前段ハウジング１６は、太径の略円筒状を成す前段ハウジング基部１６１と、前段ハウジング基部１６１よりも細径の略円筒状を成し、前段ハウジング基部１６１の先端部に連設した前段ギヤ支持部１６２とを一体に成形したものである。この前段ハウジング１６は、前段ハウジング基部１６１の基端部内周面に形成した前段ハウジング内周ネジ溝１６１ａを前段ハウジング用外周ネジ溝１２１ａに螺合させることによって前段第１アウタギヤ１２に保持させてある。前段ギヤ支持部１６２の先端部外周面には、前段ハウジング１６を円筒の軸心周りに回転させた場合に螺進するように第２ギヤ用外周ネジ溝１６２ａが設けてある。

【0020】

前段不思議歯車機構１０の前段第２アウタギヤ１３は、内周面に歯を有した円環状を成す前段第２ギヤ本体１３１と、前段第２ギヤ本体１３１に取り付けた前段出力軸１３２とを備えて構成したものである。前段出力軸１３２は、前段フランジ部１３２ａ、支持軸部１３２ｂ及び軸本体１３２ｃを互いに同一軸心上となるように一体に成形したもので、前段フランジ部１３２ａを介して前段第２ギヤ本体１３１の先端部内周面に取り付けてある。前段フランジ部１３２ａは、前段ハウジング１６に設けた前段ギヤ支持部１６２の内径よりも太径の円板状を成すものである。支持軸部１３２ｂは、前段ギヤ支持部１６２の内径よりも細径の円柱状を成すもので、前段フランジ部１３２ａの先端面から突出する態様で設けてある。軸本体１３２ｃは、支持軸部１３２ｂよりも細径の円柱状を成すもので、支持軸部１３２ｂの先端面に設けてある。前段出力軸１３２の基端部には、前段サンギヤ１１の軸部１１ａを回転可能に支持するための前段軸受部１３２ｄが設けてある。

【0021】

この前段第２アウタギヤ１３は、前段出力軸１３２の軸本体１３２ｃが前段ハウジング１６の前段ギヤ支持部１６２から外部に突出し、かつ前段第２ギヤ本体１３１が前段ハウジング基部１６１に収容された状態で、支持軸部１３２ｂと前段ギヤ支持部１６２との間に介在させたベアリングｂ１により前段ハウジング１６に回転可能に支持させてある。前段出力軸１３２の前段軸受部１３２ｄには、ベアリングｂ２を介して前段サンギヤ１１の軸部１１ａが回転可能に配設してある。

【0022】

後段不思議歯車機構２０では、後段サンギヤ２１が前段ハウジング１６から突出する前段第２アウタギヤ１３の前段出力軸１３２に取り付けてあるとともに、後段第１アウタギヤ（後段固定アウタギヤ）２２が前段ハウジング１６の前段ギヤ支持部１６２に取り付けてある。

【0023】

後段第１アウタギヤ２２は、内周面に歯を有した円環状を成す後段第１ギヤ本体２２１と、後段第１ギヤ本体２２１を保持する後段第１ギヤ保持体２２２とを備えたものである。後段第１ギヤ保持体２２２は、略円筒状を成し、先端部の外周面に後段ハウジング用外周ネジ溝２２２ａを有しているとともに、基端部の内周面に前段ハウジング用内周ネジ溝２２２ｂを有したものである。上述した後段第１ギヤ本体２２１は、後段第１ギヤ保持体２２２の先端部内周面に固着してある。後段ハウジング用外周ネジ溝２２２ａ及び前段ハウジング用内周ネジ溝２２２ｂは、後段第１ギヤ保持体２２２を円筒の軸心周りに回転させた場合に螺進するように形成したものである。この後段第１アウタギヤ２２は、後段第１ギヤ保持体２２２の基端部に設けた前段ハウジング用内周ネジ溝２２２ｂを前段ハウジング１６の前段ギヤ支持部１６２に設けた第２ギヤ用外周ネジ溝１６２ａに螺合させることにより、前段ハウジング１６に保持させてある。

【0024】

後段第１アウタギヤ２２には、後段不思議歯車機構２０の外周部を覆う態様で後段ハウジング（後段ハウジング）２６が取り付けてある。後段ハウジング２６は、太径の略円筒状を成す後段ハウジング基部２６１と、後段ハウジング基部２６１よりも細径の略円筒状を成し、後段ハウジング基部２６１の先端部に連設した後段ギヤ支持部２６２とを一体に成形したものである。本実施の形態では、後段ハウジング基部２６１の外径が前段ハウジング基部１６１の外径と一致するように構成してある。この後段ハウジング２６は、後段ハウジング基部２６１の基端部内周面に形成した後段ハウジング内周ネジ溝２６１ａを後段ハウジング用外周ネジ溝２２２ａに螺合させることによって後段第１アウタギヤ２２に保持させてある。

【0025】

後段不思議歯車機構２０の後段第２アウタギヤ２３は、内周面に歯を有した円環状を成す後段第２ギヤ本体２３１と、後段第２ギヤ本体２３１に取り付けた後段出力軸２３２とを備えて構成したものである。後段出力軸２３２は、後段フランジ部２３２ａ及び支持軸本体２３２ｂを互いに同一軸心上となるように一体に成形したもので、後段フランジ部２３２ａを介して後段第２ギヤ本体２３１の先端部内周面に取り付けてある。後段フランジ部２３２ａは、後段ハウジング２６に設けた後段ギヤ支持部２６２の内径よりも太径の円板状を成すものである。支持軸本体２３２ｂは、後段ギヤ支持部２６２の内径よりも細径の円柱状を成すもので、後段フランジ部２３２ａの先端面から突出する態様で設けてある。後段出力軸２３２の基端部には、後段サンギヤ２１を設けた前段出力軸１３２の先端部を回転可能に支持するための後段軸受部２３２ｃが設けてある。

【0026】

この後段第２アウタギヤ２３は、後段出力軸２３２の支持軸本体２３２ｂが後段ハウジング２６の後段ギヤ支持部２６２から外部に突出し、かつ後段第２ギヤ本体２３１が後段ハウジング基部２６１に収容された状態で、支持軸本体２３２ｂと後段ギヤ支持部２６２との間に介在させたベアリングｂ３により後段ハウジング２６に回転可能に支持させてある。後段出力軸２３２の後段軸受部２３２ｃには、ベアリングｂ４を介して前段出力軸１３２が回転可能に配設してある。尚、図中の符号ＥＣは、後段出力軸２３２に嵌着させた抜け止め部材である。

【0027】

また、後段出力軸２３２には、後段ハウジング２６から突出する支持軸本体２３２ｂの端部にバランスウエイト３０が設けてある。バランスウエイト３０は、後段ハウジング２６及び前段ハウジング１６の外周部を覆う大きさに構成した厚肉の円筒状を成すウエイト部３１と、ウエイト部３１の一端部から円筒の軸心に向けて突出した支持片部３２と備えたもので、支持片部３２を介して支持軸本体２３２ｂに取り付けてあり、支持軸本体２３２ｂと一体に回転することが可能である。

【0028】

上記のように構成したバランスウエイト装置では、電動モータＭが駆動し、駆動軸ｍの回転によって前段サンギヤ１１が回転すると、前段第１アウタギヤ１２が電動モータＭのケーシングＭＣに取り付けられているため、前段プラネタリギヤ１４が自転しながら前段サンギヤ１１の軸心回りに公転することになり、前段プラネタリギヤ１４に歯合する前段第２アウタギヤ１３が駆動軸ｍの軸心回りに回転することになる。後段第２アウタギヤ２３の回転によって後段サンギヤ２１が回転すると、後段第１アウタギヤ２２が前段ハウジング１６を介して電動モータＭのケーシングＭＣに取り付けられているため、後段プラネタリギヤ２４が自転しながら後段サンギヤ２１の軸心回りに公転することになり、後段プラネタリギヤ２４に歯合する後段第２アウタギヤ２３が駆動軸ｍの軸心回りに回転する。つまり、電動モータＭを駆動すると、駆動軸ｍの回転が２つの不思議歯車機構１０，２０によって高い減速比で減速され、後段第２アウタギヤ２３から外部出力されることになる。従って、電動モータＭの回転によってバランスウエイト３０の位置を高い精度で変更することができ、主軸（図示せず）の回転時に発生するアンバランスを効果的に抑えることが可能となる。

【0029】

さらに、上述したバランスウエイト装置においては、それぞれのハウジング１６，２６を電動モータＭのケーシングＭＣに対して駆動軸ｍの軸心回りに回転させれば、ケーシングＭＣから取り外すことができ、内部に収容した不思議歯車機構１０，２０に対して容易にメインテナンスを施すことが可能となる。しかも、ハウジング１６，２６の着脱に際しては、上述したように、別途取付ネジを要することなくそれぞれの連結部分１２，１６，２２，２６にネジ溝１２１ａ，１６１ａ，２２２ａ，２６１ａを設けるようにしたため、各連結部分１２，１６，２２，２６にネジ孔を設けるためのスペースが不要となり、装置の大型化を招来する恐れがない。

【符号の説明】

【0030】

１０ 前段不思議歯車機構、１１ 前段サンギヤ、１２ 前段第１アウタギヤ、１３ 前段第２アウタギヤ、１４ 前段プラネタリギヤ、１５，２５ プラネタリキャリヤ、１６ 前段ハウジング、２０ 後段不思議歯車機構、２１ 後段サンギヤ、２２ 後段第１アウタギヤ、２３ 後段第２アウタギヤ、２４ 後段プラネタリギヤ、２６ 後段ハウジング、３０ バランスウエイト、３１ ウエイト部、３２ 支持片部、１２１ 前段第１ギヤ本体、１２１ａ 前段ハウジング用外周ネジ溝、１２１ｂ モータ用内周ネジ溝、１２２ 前段第１ギヤ保持体、１３１ 前段第２ギヤ本体、１３２ 前段出力軸、１３２ａ 前段フランジ部、１３２ｂ 支持軸部、１３２ｃ 軸本体、１３２ｄ 前段軸受部、１６１ 前段ハウジング基部、１６１ａ 前段ハウジング内周ネジ溝、１６２ 前段ギヤ支持部、１６２ａ 第２ギヤ用外周ネジ溝、２２１ 後段第１ギヤ本体、２２２ 後段第１ギヤ保持体、２２２ａ 後段ハウジング用外周ネジ溝、２２２ｂ 前段ハウジング用内周ネジ溝、２３１ 後段第２ギヤ本体、２３２ 後段出力軸、２３２ａ 後段フランジ部、２３２ｂ 支持軸本体、２３２ｃ 後段軸受部、２６１ 後段ハウジング基部、２６１ａ 後段ハウジング内周ネジ溝、２６２ 後段ギヤ支持部、Ｍ 電動モータ、ＭＣ ケーシング、ＭＣ１ 本体ケース、ＭＣ２ 取付プレート、ｍ 駆動軸、ｎ 保持用外周ネジ溝

【図1】

【図2】

【図3】