(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸と、その駆動軸の回転が伝達される従動軸と、前記駆動軸の回転を前記従動軸に伝達するための歯車機構と、その歯車機構を包み込むことにより圧縮室を形成し、前記歯車機構を歯車ポンプとして機能させる第１のケーシングと、その第１のケーシングを包み込むことによりオイル室を形成する第２のケーシングと、前記オイル室と前記圧縮室とを連通するために前記第１のケーシングに形成されたオイル吸入口とオイル吐出口とを有し、前記オイル室のオイル液面よりも低い位置に前記オイル吸入口が位置するように前記第１のケーシングを配置し、前記オイル吸入口から吸入されたオイルが前記オイル吐出口から吐出され、そのオイルが前記オイル室内を通って前記オイル吸入口に戻される構成であり、かつ前記オイル吐出口と前記圧縮室との間に流量調整機構が設けられている振動防止機構。
【請求項２】
請求項１に記載の振動防止機構において、
前記オイル室のオイル液面よりも低い位置に、前記圧縮室と前記オイル吸入口と前記オイル吐出口とが位置するように前記第１のケーシングが配置された振動防止機構。
【請求項３】
駆動源と、該駆動源の回転が伝達される駆動軸と、その駆動軸の回転が伝達される従動軸と、その従動軸に取り付けられた工具と、前記駆動軸の回転を前記従動軸に伝達するための歯車機構と、その歯車機構を包み込むことにより圧縮室を形成し、前記歯車機構を歯車ポンプとして機能させる第１のケーシングと、その第１のケーシングを包み込むことによりオイル室を形成する第２のケーシングと、前記オイル室と前記圧縮室とを連通する前記第１のケーシングに形成された圧縮室のオイル吸入口とオイル吐出口とを有し、前記オイル室のオイル貯留部のオイル液面よりも低い位置に前記オイル吸入口が位置するように前記第１のケーシングを配置し、前記オイル吸入口から吸入されたオイルが前記オイル吐出口から吐出され、そのオイルが前記オイル室内を通って前記オイル吸入口に戻される構成であり、かつ前記オイル吐出口と前記圧縮室との間に流量調整機構が設けられている工作機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動軸の回転を歯車機構により従動軸に伝達する機械において、両回転軸に発生する振動を防止する振動防止機構に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、駆動軸の回転を歯車機構により従動軸に伝達する機械においては、歯車のバックラッシ等に起因して、両回転軸に振動が発生する。このような振動を防止する振動防止機構としては、特開昭６３−１２３６０２号等に記載されたものが知られている。
このような装置では、回転軸の一端を延長して、その端部に容積型回転ポンプを取り付ける。この容積型回転ポンプには、タンク内のオイルを吸入する吸入パイプと、容積型回転ポンプに吸入されたオイルをタンク内に戻す突出パイプを取り付けている。
かかる装置において、回転軸の振動のエネルギは、回転軸の一端に取り付けた容積型回転ポンプのオイルを圧縮するエネルギに変換されるため、回転軸の振動は減衰され防止される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した振動防止機構では、回転軸を延長してその一端に容積型回転ポンプを取り付けているため、回転軸が長くなり装置が大型化するという問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そこで、上記した課題を解決するために、各請求項に記載したとおりの発明とした。
請求項１の発明に係る振動防止機構によれば、駆動軸が回転すると歯車機構によりその回転が従動軸に伝えられ従動軸が回転する。歯車機構は、第1 のケーシングで包み込まれているため歯車ポンプとしても機能し、オイル室を介してオイルを第１ケーシング内の圧縮室に吸入し、圧縮してオイル吐出口を介してオイル室に吐出する。したがって、駆動軸及び従動軸には歯車ポンプの圧縮作用が回転抵抗として働き、駆動軸及び従動軸に発生する振動は減衰され防止される。この際、流量調整機構で、循環するオイル流量を調整することにより、駆動軸及び従動軸に付加される抵抗を調整することができる。また、上記振動防止機構によれば、駆動軸の回転を従動軸に伝達するために必ず必要とされる歯車機構を、第１のケーシングで包み込むことにより歯車ポンプとしても機能させている。したがって、軸を延長して別途容積型回転ポンプを取り付ける必要がなく装置を小型化できる。
【０００５】
また本発明によれば、第２のケーシングに形成されたオイル室の液面より低い位置に、オイル吸入口が位置するように第１のケーシングが配置されるので、歯車機構が回転すると、オイル吸入口よりオイル室内のオイルが吸入され、圧縮室で圧縮されオイル吐出口よりオイル室に吐出される。したがって、オイル吸入口とオイル吐出口を連通するオイル通路及びオイル貯留部の役割をオイル室で果たすことができる。
【０００６】
請求項３の発明に係る工作機械によれば、駆動軸が回転すると歯車機構によりその回転が従動軸に伝えられ従動軸及び工具が回転する。歯車機構は、歯車ポンプとしても機能するため、駆動軸及び従動軸には歯車ポンプの圧縮作用が回転抵抗として働く。このため、工具に働く切削抵抗により従動軸に発生する振動は減衰され防止される。したがって、加工精度を向上することができる。また、歯車機構を歯車ポンプとしても機能させているため、軸を延長して別途容積型回転ポンプを取り付ける必要がなく工作機械を小型化できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の振動防止機構の概略を図１に基づき説明する。図１は、本発明の振動防止機構の構成を説明するための図面である。
本発明の振動防止機構は、図１に示すように、駆動軸５ａと従動軸５ｂを備え、駆動軸５ａの回転を歯車機構（歯車４ａ、４ｂ）により従動軸５ｂに伝達する機械に適用される。例えば、旋盤、フライス盤等の工作機械に適用することができる。また、工作機械のみではなく、例えば、エレベータ等の昇降機の動力伝達機構にも適用することができる。
【０００８】
このような機械において、動力を伝達するための歯車機構（４ａ、４ｂ）は、ケーシング６で包み込まれ歯車ポンプとしても機能するように構成されている。ケーシング６には、歯車ポンプにオイルを吸入するオイル吸入口６ｂと、歯車ポンプからオイルを吐出するオイル吐出口６ａが形成される。オイル吐出口６ａは、オイル吐出通路７ａを介してオイル貯留部９に連通し、オイル貯留部９は、オイル吸入通路７ｂを介してオイル吸入口６ｂに連通している。オイル吐出通路７ａには、オイル吐出通路７ａ（オイル吸入通路７ｂ）を流れるオイル流量（オイル循環流量）を調整するオイル流量調整機構８が設けられる。このオイル流量調整機構８は、オリフィスや絞り弁等のオイル通路７ａの流路断面積を調節する流路面積調節手段として構成することができる。また、このオイル流量調整機構８は、例えば、オイル吐出通路７ａ内にオイル貯留部９内のオイルをポンプで戻すような構成としても良い。このようにすれば、ポンプの出力を変えることにより循環するオイル流量を調整でき、流路面積調節手段で調節するよりも、オイル循環量を柔軟にコントロールすることができる。
【０００９】
上記のように構成される振動防止機構は、駆動軸５ａが回転すると従動軸５ｂが回転し、歯車４ａ、歯車４ｂも回転する。歯車４ａ、歯車４ｂが回転するため、オイル貯留部９内のオイルは、オイル吸入通路７ｂを通ってケーシング６内に吸引される。ケーシング６内に吸引されたオイルは、圧縮され、オイル吐出口６ａよりオイル吐出通路７ａに吐出されオイル貯留部９に戻される。ケーシング６内でオイルを圧縮する時に働く力は、駆動軸５ａ、従動軸５ｂの回転抵抗となり駆動軸５ａ及び従動軸５ｂに生じる振動を減衰させ防止させる。この回転抵抗は、オイル流量調節機構８で循環するオイル流量を調節することにより変えることができる。
【００１０】
次に、本発明に係わる振動防止機構を丸鋸機に適用した実施形態について、図２乃至図６に基づいて説明する。
図２は、丸鋸機の概略の構成を示す斜視図であって、図３は、図２に示す丸鋸機の本体１０のみを側面から見た図であって、ワークを切断する前の状態を示し、図４は、図３と同様の図であって、ワークが切断された後の状態を示し、図５は、図２に示す丸鋸機のケーシング内に配置された動力伝達機構の構成を説明するための図面であり、図６は、図２に示す丸鋸機のケーシング内に配置される本発明の振動防止機構の構成を示す図面である。
【００１１】
図２に示すように、本発明の振動防止機構を備えた丸鋸機１は、サイドフレーム２ａ、２ｂと、サイドフレーム２ａ、２ｂに回動可能に取り付けられる本体１０と、本体１０が回動可能に取り付けられるブラケット５とを有する。サイドフレーム２ａ、２ｂには、図示省略したバイス部が設けられ、ワーク９０が固定されるようになっている。
【００１２】
丸鋸機１の本体１０は、図３に示すように第２ケーシング５０を有し、第２ケーシング５０は支点５４において回動可能にサイドフレーム２ａ、２ｂに取り付けられている。また、第２ケーシング５０には、シリンダ連結部５２においてシリンダ５６が回動可能に取り付けられており、さらに、シリンダ５６のシリンダロッド５８の先端はロッド連結部６０でブラケット５に回動可能に取り付けられる。このため、シリンダー５６のシリンダロッド５８が伸びた状態（図３の状態：ワークを切断する前の状態）から、シリンダ５６のシリンダロッド５８を縮めると、本体１０は支点５４を中心に回転し図４の状態（ワークを切断した状態）となる。
なお、ワーク９０は、サイドフレーム２ａ、２ｂのバイス部に固定され、図に示す位置に固定されている。
【００１３】
第２ケーシング５０上には、電動モータ１２が設置され、電動モータ１２の駆動軸１４とプーリ１８間には伝達ベルト１６が掛けられ、電動モータ１２の駆動軸１４の回転がプーリ１８に伝えられるようになしている。プーリ１８は軸１９にはめ込まれ固定されているため、プーリ１８と軸１９は同一の回転数で回転する。軸１９の回転は、後述する第２ケーシング５０内に配置された動力伝達機構２０により軸２４に伝達される。軸２４には、丸鋸７０が着脱可能に取り付けられており、軸２４に伝えられた回転により丸鋸７０が回転しワーク９０が切断される。
【００１４】
次に、図５に基づき動力伝達機構２０の構成について説明する。なお、図５に示される３本の軸１９、２２、２４は、第２ケーシング５０内のスペースの関係で同一平面上に存在せず、図６に示すような配置となる。しかしながら、図６では、便宜上、３本の軸１９、２２、２４が同一平面上にあるものとして図示している。すなわち、図６のＢ−Ｂ線に沿って切断した断面を平面に展開して図示している。
軸１９は、軸受け２１ａ、２１ｂにより第２ケーシング５０に回転可能に支持されている。軸１９の一端にはオイル車３０が取り付けられ、また、軸受け２１ａと軸受け２１ｂの間には、歯車２６が取り付けられている。この歯車２６は、軸２２に取り付けられた歯車２７と噛み合い、軸１９の回転が軸２２に伝えられるようになっている。
軸２２は、軸受け２３ａ、２３ｂ、２３ｃにより第２ケーシング５０に回転可能に支持されている。軸２２には、さらに、軸受け２３ｂと軸受け２３ｃの間に歯車２８が取り付けられている。この歯車２８は、軸２４に取り付けられた歯車２９と噛み合っており、軸２２の回転が軸２４に伝えられるようになっている。なお、軸２４は、軸受け２５ａ、２５ｂにより第２ケーシング５０に回転可能に支持されている。
また、各軸１９、２２、２４と第２ケーシング５０との隙間は、各々ふた３２、３４、３６で塞がれ、第２ケーシング５０内のオイルが外部に漏れない様になっている。
【００１５】
次に、図６に基づき、第２ケーシング５０内に設置された振動防止機構の構成について説明する。図６は、図５に示すＡ−Ａ線に沿って切断したときの断面図である。第２ケーシング５０内には、内部にオイル４８が貯留されるオイル室４２が形成される。第１ケーシング４０は、オイル室４２内のオイル４８の液面より低い位置に、オイル吸入口４３及びオイル吐出口４４が位置するように配置される。第１ケーシング４０には、圧縮室４７が形成され、圧縮室４７内には軸２２に取り付けられた歯車２８と、この歯車２８と噛み合う軸２４に取り付けられ歯車２９が収容される。第１ケーシング４０には、オイル室４２内のオイル４８を圧縮室４７内に吸引するための吸入通路４５と、圧縮室４７からオイル室４２内にオイルを吐出する吐出通路４６が形成される。
吐出通路４６には、吐出通路４６の流路面積を調節する流路面積調節手段（図示省略）が配設される。このような調節手段を設けると、圧縮室４７から吐出されるオイルの流量を調整できる。また、この調節手段で損失する圧力損失分だけ吸入口４３と吐出口４４の圧力差が大きくなり、この圧力差に比例して軸２４と軸２２に付加される抵抗が大きくなる。したがって、この調整手段により軸２２，２４に付加される抵抗力を調整することができる。
吐出通路４６に配設される調節手段としては、オリフィス等が使用できる。また、吐出通路４６内へ突出する堰を設け、この堰の突出量をプランジャ等で調整できるように構成したものを用いることもできる。このようなものを使用すれば、軸２４の回転数（及び／又は振動）にあわせて軸２４に働く抵抗力を制御することができる。例えば、軸２４に振動を検知するセンサ（位置、速度等）を取り付け、その信号に基づきプランジャを操作し、軸２４に付加する抵抗力を制御することができる。
【００１６】
上記振動防止機構を有する丸鋸機の作動について説明する。
まず、シリンダ５６のシリンダロッド５８が伸びた状態（図３の状態）で、ワーク９０をサイドフレーム２ａ、２ｂのバイス部に固定する。次に、電動モータ１２のスイッチをＯＮにし通電すると、電動モータ１２が回転し、その駆動軸１４が回転する。駆動軸１４の回転は、伝達ベルト１６によりプーリ１８に伝達され、軸１９が回転する。軸１９の回転は、既述した動力伝達機構２０により軸２４に伝えられ、軸２４に取り付けた丸鋸７０が回転する。丸鋸７０が回転している状態で、シリンダ５６のシリンダロッド５８を徐々に収縮させると、丸鋸７０がワーク９０に当たりワーク９０の切断（切削）が開始される。そして、シリンダ５６のシリンダロッド５８が完全に収縮した状態（図４の状態）になるとワークの切断が終了する。
【００１７】
ここで、丸鋸７０がワーク９０に当たると、丸鋸７０にはワーク９０から切削抵抗力が働く。特に、丸鋸７０のような切削工具では、丸鋸７０に形成された鋸刃が、丸鋸７０の回転に合わせてワーク９０に周期的に当るため、その切削抵抗力は周期的変化する。この周波数が軸の固有振動数と一致すると大きな振動が発生し、加工物の表面性状や加工精度に大きな影響を与えることになる。したがって、軸２４にこの振動を低減するための抵抗を与える必要が生じる。本発明では、図４に示す振動防止機構がその役割を果たす。
本発明の振動防止機構の動作について、図５及び図６に基づいて説明する。
軸２２が回転し軸２２に取り付けられた歯車２８が回転すると、歯車２８に噛み合う歯車２９が回転する。歯車２８と歯車２９は、圧縮室４７に収容されているため、オイル室４２に充填されたオイル４８は、吸入口４３から吸入通路４５を通って圧縮室４７内に吸引される。圧縮室４７内に吸引されたオイルは、歯車２８と歯車２９の回転により圧縮され吐出通路４６に運ばれ、吐出口４４よりオイル室４２内に吐出される。この際、圧縮室４７内に吸引されたオイルは、軸２２と軸２４の回転抵抗として働き、軸２２、２４に発生する振動を減衰させる。また、吐出通路４６に設けた流路面積調節手段により、軸２２、２４に働く回転抵抗を調節できる。
なお、オイル車３０は、オイル室４２に貯留されたオイル４８内で回転することによりオイル全体が攪拌され、オイル室４２内のオイルの一部だけが吸入通路４５、圧縮室４７、吐出通路４６を循環しないようにしている。このことにより、オイルの一部だけが循環し温度上昇することによる粘性抵抗の低下を防止する。
【００１８】
以上説明したように、図２に示す丸鋸機の振動防止機構では、軸２２の回転を軸２４に伝達するために必要とされる歯車機構（歯車２８、歯車２９）を第１ケーシング４０で包み、歯車（容積型）ポンプとしても機能させ、軸２４に発生する振動を防止している。したがって、従来のように、軸２４を第２ケーシング５０の外に延長し容積型ポンプを付ける必要がなく、本体１０を小さくすることができる。
また、軸２４の振動を防止することができるため、軸２４に取り付けている丸鋸７０の振動も防止でき、加工精度及び加工表面の性状を向上することができる。
さらに、第２ケーシング５０に形成したオイル室４２のオイル液面より低い位置に第１ケーシング４０を配置しているため、第１ケーシング４０の吸入口４３と吐出口４４を連通するオイル通路及びオイル通路に設けられるオイル貯留部を設ける必要がなく装置自体を簡便に構成できる。また、既存の設備に振動防止装置を付加する等の設備の更新をする場合には、本体１０のみを取りかえれば良く、既存の設備を有効に利用することができる。
なお、オイル４８のオイルの粘度を適宜変更することにより、又は、吐出通路４６に設けた流路面積調節手段により、軸２４に働く抵抗力を調整することができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る振動防止機構は、駆動軸の回転を伝達するために必要とされる歯車機構を第１のケーシングで包み込むことにより、この部分を容積型回転ポンプとしても機能させるため、軸を延長して別途容積型回転ポンプを取り付ける必要がなく装置を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる振動防止機構の構成を説明するための図面である。
【図２】本発明の一実施の形態に係わる振動防止機構が取り付けられた丸鋸機の斜視図である。
【図３】図２に示す丸鋸機の本体の側面図であって、ワークを切断する前の状態を示す図である。
【図４】図３に示す丸鋸機の本体の側面図であって、ワークが切断された後の状態を示す図である。
【図５】図２に示す丸鋸機の本体のケーシング内に配置された動力伝達機構の構成を説明するための図面である。
【図６】図２に示す丸鋸機の本体のケーシング内に配置される振動防止機構の構成を示す図面である。
【符号の説明】
１０・・本体
１２・・電動モータ
１６・・伝達ベルト
１９・・軸
２２・・軸
２４・・軸
２６・・歯車
２７・・歯車
２８・・歯車
２９・・歯車
４０・・第１ケーシング
４２・・オイル室
４５・・吸入通路
４６・・吐出通路
４７・・圧力室
５０・・第２ケーシング
５６・・シリンダー
７０・・丸鋸
【図１】
0003727474.tif 000002
【図２】
0003727474.tif 000003
【図３】
0003727474.tif 000004
【図４】
0003727474.tif 000005
【図５】
0003727474.tif 000006
【図６】
0003727474.tif 000007