JPS5828061B2 - 切換衝撃緩衝用切換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特に工作機械用の多数の歯車を有する変速歯
車装置に用いるための、切換衝撃緩衝用切換装置に係り
、より具体的には、歯車装置ケーシングに装着された電
気サーボモーターを有しており、該サーボモーターの１
駆動軸が、切換棒の歯車ラックセグメントのための駆動
ピニオンに継手部材を介して連結されており、主駆動軸
が複数のトリップカムをそれらと一緒に回転するよう支
持しており、該トリップカムが複数のマイクロスイッチ
を駆動するべく構成されている切換衝撃緩衝用切換装置
に係る。

上述したごとき切換装置は、西ドイツ国実用新案第７７
２９１６１号明細書に開示されているごとく、本願出願
人によって既に開発されており、該切換装置においては
、例えは１８個の歯車段を有している歯車シフト機構の
場合、それらに必要とされる３本の切換棒に夫々別個の
電気サーボモーターが配備されており、該サーボモータ
ーは、夫々の１駆動軸に装着された数個の互いにずらさ
れたトリップカムを備えている一枚のカム円板を有して
いる。

そして、電気制御回路の複数個のマイクロスイッチは、
サーボモーターの軸の回転軸線から夫々異った半径距離
の所で、剛体をなす基板に装着されており、前記マイク
ロスイッチはカム円板の夫々トリップカムによって駆動
されて、対応する電気パルスを制御装置に伝達せしめ、
もって夫々の電気モーターを付勢及び消勢せしめるよう
になっている。

駆動軸の回転運動は、キー止めされた連結部材を介して
ピニオンに伝えられ、該ピニオンは切換棒に取付けられ
た歯車ラックに常に係合していて駆動軸の回転運動が、
そのピニオンとラックとの係合によって切換棒の移動に
変換されるようになっている。

上記のごとく構成された従来の切換装置を実際に用いて
判明したことは、成る条件のもとでは大きな衝撃負荷が
生じ、この衝撃負荷により切換装置が過早に破損せしめ
られてしまうことである。

特に、歯車が係合せしめられる際、及び摺動する歯車ブ
ロックの歯が、固定されている歯車の歯に係合せしめら
れる際に最も大きな衝撃が生ずる。

一つの切換装置が損傷すると、工作機械全体を停止させ
なければならず、比較的小さな損傷でも工作機械の休止
期間は長くなり、生産性に関する損失は計り知れないも
のとなってしまう。

また、前述した西ドイツ国実用新案明細書に開示されて
いる切換装置においては、枚のカム円板しか備えられて
おらず、そのためこの一枚のカム円板には限られた数の
トリップカムしか配備することができず、限られた数の
切換動作しか行えないという問題もある。

本発明の目的は、特に工作機械用の可変歯車装置の重要
な作動部品に作用せしめられる大きな衝撃負荷を、簡単
な構造でもって効果的に吸収してそれらの部品の過早な
損傷を防止することができ、しかも限られた空間内に電
気サーボモーターと多数のカム円板とを配備することの
可能な切換衝撃緩衝用切換装置を提供することである。

本発明によれば、特に工作機械用の多数の歯車を有する
変速歯車装置に用いるための、切換衝撃緩衝用切換装置
であって、該切換装置は歯車装置ケーシングに装着され
た電気サーボモーターを有しており、該サーボモーター
の駆動軸は切換棒の歯車ラックセグメントのための駆動
ピニオンに継手部材を介して連結されており、主駆動軸
は複数のトリップカムをそれらと一緒に回転するよう支
持しており、該トリップカムは複数のマイクロスイッチ
を駆動せしめるべく構成されている切換衝撃緩衝用切換
装置において、 （イ）前記継手部材は一対の平歯車と前記主駆動軸とで
構成されており、 （ロ）前記サーボモーターと前記継手部材とは、共通し
た支持板を介して前記歯車装置ケーシングに、軸線方向
に互いに平行をなして装着されており、 ←→ 前記サーボモータの前記駆動軸に装着された、前
記一対の平歯車のうちの一方の平歯車は、半径方向中央
部に位置する弾性緩衝用環状リングと該環状リングの半
径方向内側及び外側において該環状リングに固着された
歯車部材とで構成されており、 に）前記一対の平歯車のうちの他方の平歯車は、寸法的
に安定したブツシュ内に装着されている前記主駆動軸の
大径部分に装着されており、前記駆動ピニオンの軸ジヤ
ーナルはトルクを伝達するべく前記主駆動軸の一端に係
合しており、前記主、駆動軸の細径他端部には複数個の
カム円板が該駆動軸と一緒に回転するよう装着されてい
ることを特徴とする切換衝撃緩衝用切換装置が得られる
。

本発明による切換衝撃緩衝用切換装置は上記のごとく構
成されているので、即ち、サーボモーターの駆動軸と切
換棒の歯車ラックセグメントのための駆動ピニオンとを
互いに連結せしめる継手部材を構成している一対の平歯
車のうちの一方の平歯車が、半径方向中央部に位置する
弾性緩衝用環状リングと該リングの半径方向内側及び外
側において該環状リングに固着された歯車部材で構成さ
れ、このような簡単な構造の緩衝平歯車によって衝撃を
吸収することにより歯車装置の部品の過早な破損を防止
することができると共に、一対の平歯車及び主駆動軸で
構成されている継手部材とサーボモーターとが、共通し
た支持板を介して歯車装置ケーシングに、軸線方向に互
いに平行をなして装着され且つその主駆動軸に複数個の
カム円板を装着させることにより、限られた空間内に電
気サーボモーターと多数のカム円板とを配備することが
でき、もって多数の切換動作を行うことができるという
効果が得られる。

次に添付回向により本発明の詳細な説明する。

変速歯車装置（図示せず）の端壁１には中間部材２が固
定され、該中間部材にはすべり軸承ブツシュ３および板
４よりなる強固な軸承本体と、電気サーボモーター６の
担持板５とがボルト７によって螺着されている。

すべり軸承ブツシュ３の半径方向フランジ４は該ブツシ
ュ自体を補強すると共に、前記サーボモーター６を保持
するようになっている。

この電気サーボモーター６の１駆動軸８には平歯車９（
第３図にその正面図が示されている）が固定され、該平
歯車は別の平歯車１０と共に減速装置を形成している。

前記平歯車１０は締着ピン１１によって肩付き中間軸１
２に固定され、該中間軸は前記すべり軸承ブツシュ３に
よって軸持されかつ前記中間部材２内の開口１３を自由
に通っている。

中央盲孔１４の中にはジャーナル１５の右端（第１図で
見て）がスプライン１６によって係合し、該ジャーナル
は歯車装置の端壁１の孔１７の中に回転自在に軸持され
、かっばねリング１８によって軸線方向の移動が阻止さ
れている。

前記ジャーナル１５の自由端にはピニオン１９が回転し
ないように固定され、該ピニオンは切換棒２０に固定さ
れたラックセグメント２１と常に係合している。

前記中間軸１２および平歯車１０の半径方向内方部分は
スラスト軸承２２によって前記すべり軸承ブツシュ３に
対し支持され、かっばねリング２３によって軸線方向移
動が阻止されている。

前記中間軸１２の右端（第１図）は小さな直径を有し、
かつ５個のカム円板２５と、同数の挿入部材２６とを備
え、該隔置部材は環状円板として形成され、かつその直
径は中間軸１２の太い部分と等しくなるようにされてい
る。

中央の隔置部材２６は軸１２の上において軸線方向に移
動し得るようにかつ回転しないように固定され、尖った
部分がこの軸の縦溝の中に係合している。

これと反対に各カムは軸部分１２ａ上に回転自在に軸持
されている。

前記カム円板２５の相互の堅い位置決めは、締着装置に
よって行われ、該締着装置は複数の球３０と、前記軸部
分１２ａの自由端の中心に螺着されたボルト３１と、圧
力板３２とよりなり、該圧力板の円錐形中心孔は、相互
に密接してリング状に配置された前記法３０と共働する
ようになっている。

ボルト３１を軸部分１２ａ内の対応するねじ孔にねじ込
めば、大きな中央球３３が圧力を発生し、この圧力は前
記圧力板３２上のリング状に配置された球３０を通して
伝達され、前記カム円板２５を相互に、かつ軸部分１２
ａに対して軸線方向に締着する。

ボルト３１を弛めれば、５個の各カム円板を個々に回転
せしめ、そのカムを関連するマイクロスイッチ（第２図
）に対してセットし得るようになる。

第１図に示された５個のカム円板のうち、３個は任意の
切換位置、すなわち左方、右方および中央位置に対する
ものであり、別の一つは中央位置から始動する時の方向
制御を行うためのものであり、第５のカム円板は中央位
置に入れる時の減速を行うためのものである。

切換えられた作業段階、すなわち回転数区域の表示は止
めねじ３５によって軸部分１２ａの自由端に固定された
表示円板３６によって行われ、該円板の外向き環状面３
７には回転数の目盛り３８が刻まれている。

この回転数目盛りを観察するために切換装置全体を囲繞
するカバーフード３９内にのぞき窓４０が設けられてい
る。

前記窓に直接隣接してフードの端壁に別の空隙４１が設
けられており、電気装置に故障が生じた時、および手に
よる切換えが必要となった時に、この空隙からボックス
スパナを通して軸部分１２ａの四角形端部４２と係合せ
しめ、かつ手によってこれを回転せしめ得るようになっ
ている。

第２図によって明らかな如く、一体構造の軸承本体はす
べり軸承ブツシュ３と、高品質鋳鉄よりなる四角形板４
とによって形成されている。

さらにこの路線図によって明らかな如く、前記カム円板
２５はその外周にのり上げ面を備えた半径方向カム５０
を有している。

このカム５０はカム円板２５が回転する時にスイッチ５
２のトリップピン５１を作動する。

各カム円板２５は一つの絶縁されたスイッチと関連し、
該スイッチは組立てを簡単にするために共通のハウジン
グ内に配置されかつ該ハウジングを介して前記担持板４
に固定されている。

接続電線５３はスイッチ５２から工作機械のプログラム
ユニット、またはスイッチボックス（図示せず）に延び
、該スイッチボックスの中において各作動段階すなわち
速度範囲を、たとえば押しボタンの作動により予じめ選
択し、かつ必要な切換動作を伝達することができる。

第３図の拡大正面図に示された歯車９が普通の平歯車と
異なる点は、この歯車はゴムおよび金属の結合体よりな
り、かつ内方ボス５５を有し、それによって歯車がナツ
ト５６、スプライン等によりサーボモーター６の駆動軸
８上に固定されるようになっていることである。

図示の実施例においては前記ボスは六角形の周囲面５７
を有し、該ボスに対してねばり強さを有する弾性材料、
たとえばゴムまたは他の適当なプラスチックよりなる環
状体５８がたとえば硬化ま−たは接着によって固定され
る。

前記環状体５８は変速装置の緩衝部材を形成し、作業段
階が開始される時に往々にして発生する大きな機械的応
力を減衰し、したがって変速装置全体およびサーボモー
ターの構成部材を機械的過大応力から保護し、したがっ
てその過早な破損を阻止する。

前記弾性環状体５８の同様な六角形周囲面５９には十分
な堅さを有する材料、たとえば鋼よりなるリング６０が
硬化または接着によって固定され、該リングはその外周
に普通の歯６１を備えている。

前記中央環状体５９および半径方向に制限された前記両
部材５５，６０間の結合面５７，５９の形は平滑にし、
歯を有するものとしまたは波形に形成することができ、
この場合所要の減衰作用を得るためには前記環状体５８
は材料の堅さに適合する十分な半径方向厚さを有するよ
うにせねばならぬ。

弾性歯車によって得られる減衰作用の代りに、またはこ
の作用に対して追加的効果を与えるために、前記二つの
回転モーメント伝達部材の間、たとえばサーボモーター
の駆動軸８とジャーナル６３との間にさらに一つの適当
な可撓継手６２（第１図）を設けることができる。

図示の可撓継手は環状ゴムスリーブよりなり、該スリー
ブはその両方の環状内面によって金属ブツシュに対して
硬化により装着され、軸８およびジャーナル６３に結合
される。

この可撓継手はなお他の構造を有するものとなすことが
でき、たとえば可撓的に変形し得る円板、可撓的に軸持
されたジャーナルまたは十分な緩衝作用を有する他の同
様な構成部材を使用することができる。

この可撓継手の代りにすべりクラッチを使用することが
できる。

本発明は図示の実施例に制限されるものではない。

たとえば軸部分１２’ａに対するカム円板２５の保持は
、中間に位置する隔置部材２６を簡単にねじによって締
着することにより確実に行うことができる。

本発明による切換装置を運転中に作動し得るようにする
ために、その歯車箱を異なる寸法のものとし、前記中間
部材２を別の中間部材によって延長し、または厚いもの
と交換し得るようになすことができる。

このような場合には変速装置カバ１の中に軸持されたジ
ャーナル１５と、第１図に示された中間軸１２の左方部
分との間に、非回転連結を行うために両端に対応するキ
ー溝を備えた延長部材が挿入される。

【図面の簡単な説明】

第１図は切換棒の一つに対する切換装置の縦断面図：第
２図は第１図に示された切換装置を、カム円板およびマ
イクロスイッチと共に線図的に示した平面図；第３図は
結合材料よりなる可撓歯車の略正面図である。 図において１は端壁、２は中間部材、３はすべり軸承ブ
ツシュ、４は板、５は担持板、６はサーボモーター、７
はボルト、８は駆動軸、９，１０は平歯車、１１は締着
ピン、１２は中間軸、１２ａは軸部分、１３は開口、１
４は盲孔、１５はジャーナル、１６はスプライン、１７
は孔、１８はばねリング、１９はピニオン、２０は切換
棒、２１はラックセグメント、２２はスラスト軸承、２
３はばねリング、２５はカム円板、２６は挿入部材、３
０は球、３１はボルト、３２は圧力板、３３は中央球、
３５は止ねじ、３６は表示円板、３７は環状面、３８は
目盛り、３９はカバーフード、４０はのぞき窓、４１は
空隙、４２は四角形端部、５０はカム、５１はトリップ
ピン、５２はスイッチ、５３は電線、５５は内方ボス、
５６はナツト、５７は周囲面、５８は環状体、５９は周
囲面、６０はリング、６１は歯、６２は可撓継手、６３
はジャーナルである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 特に工作機械用の多数の歯車を有する変速歯車装置
   に用いるための、切換衝撃緩衝用切換装置であって、該
   切換装置は歯車装置ケーシングに装着された電気サーボ
   モーターを有しており、該サーボモーターの駆動軸は、
   切換棒の歯車ラックセグメントのための駆動ピニオンに
   継手部材を介して連結されており、主駆動軸は複数のト
   リップカムをそれらと一緒に回転するよう支持しており
   、該トリップカムは複数のマイクロスイッチを駆動せし
   めるべく構成されている切換衝撃緩衝用切換装置におい
   て、 （イ）前記継手部材は一対の平歯車９，１０と前記主駆
   動軸１２とで構成されており、 （ロ）前記サーボモーター６と前記継手部材とは、共通
   した支持板４を介して前記歯車装置ケーシングに、軸線
   方向に互いに平行をなして装着されており、 （ハ）前記サーボモーター６の前記駆動軸８に装着され
   た、前記一対の平歯車のうちの一方の平歯車９は、半径
   方向中央部に位置する弾性緩衝用環状リング５８と該環
   状リングの半径方向内側及び外側において該環状リング
   に固着された歯車部材５５，６０とで構成されており、 に）前記一対の平歯車のうちの他方の平歯車１０は、寸
   法的に安定したブツシュ３内に装着されている前記主、
   駆動軸１２の大径部分に装着されており、前記駆動ピニ
   オン１９の軸ジヤーナル１５はトルクを伝達するべく前
   記主駆動軸１２の一端に係合しており、前記主駆動軸１
   ２の細径他端部１２ａには複数個のカム円板２５が該駆
   動軸と一緒に回転するよう装着されていることを特徴と
   する切換衝撃緩衝用切換装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の切換装置において、前
   記サーボモーター６の前記駆動軸８と前記一方の平歯車
   ９との間には衝撃緩衝部材として弾性リンク装置６２が
   配置されている切換装置。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項記載の切換装置に
   おいて、前記ブツシュ３と前記支持板４とは一体物とし
   て形成されている切換装置。