WO2008072562A1

WO2008072562A1 - 回転テーブルおよびこの回転テーブルを備えた工作機械

Info

Publication number: WO2008072562A1
Application number: PCT/JP2007/073651
Authority: WO
Inventors: Ichiro Kitaura; Hiroyuki Yotsubayashi; Takashi Ninomiya
Original assignee: Pascal Engineering Corporation
Priority date: 2006-12-13
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2008-06-19
Also published as: DE112007002596T5; KR20090094801A; JP2008142874A; US20090256298A1; CN101534992A; TW200902223A

Abstract

　回転テーブル（１）は、駆動源（２）と、工具によって加工されるワークを保持するワーク保持部と、前記駆動源（２）からの動力を前記ワーク保持部に伝達可能な動力伝達機構（３）と、負荷をかけた状態で前記動力伝達機構（３）を作動させることができ、かつ前記ワークの加工中に前記動力伝達機構（３）に所定の負荷をかける負荷機構（３０）とを備える。

Description

明細書

回転テーブルおよびこの回転テーブルを備えた工作機械

技術分野

[0001] 本発明は、ワークを保持する回転テーブルおよびこの回転テーブルを備えた工作機械に関する。

背景技術

[0002] 従来から、特開平 10— 220425号公報ゃ特開 2001— 277074号公報に記載されているように、回転テーブルにおいては、ワークの位置決め精度の向上、加工時においてワークに加えられる負荷に対する装置の剛性の確保等が重要な課題として挙げられ、各種改良がなされた回転テーブルなどが提案されて!/、る。

[0003] このような回転テーブルは、動力源と、ウォーム 'ウォームホイル機構等の動力伝達機構と、ワークを保持するテーブルと、テーブルの位置を固定するブレーキ等を備えている。そして、テーブルの回転時には、駆動負荷を小さくするために、ブレーキを作用させずにテーブルを回転させ、割り出し位置に位置決めした後に、ブレーキを作用させて、回転テーブルの位置を固定している。

特許文献 1 :特開平 10— 220425号公報

特許文献 2：特開 2001— 277074号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] 上記従来の回転テーブルにお!/、ては、テーブルを回転させる際には、ブレーキを

OFFとする。その後、ワークを加工する際には、動力源の駆動を停止させて、回転テ一ブルを位置決めし、ブレーキを ONとする。

[0005] さらに、加工後にテーブルを回転させる際には、駆動源を駆動すると共に、ブレーキを OFFとする必要がある。このように、ワークを位置決めし、加工するという一連の動作の中に、ブレーキの ON. OFF動作が入るため、要する時間が長くなる。

[0006] そこで、本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ヮークの位置決め、加工、再度ワークの位置決めまでの間に要する時間の短縮が図られた回転テーブルおよび工作機械を提案する。

課題を解決するための手段

[0007] 本発明に係る回転テーブルは、駆動源と、工具によって加工されるワークを保持するワーク保持部と、駆動源からの動力をワーク保持部に伝達可能な動力伝達機構と、負荷をかけた状態で動力伝達機構を作動させることができ、かつワークの加工中に動力伝達機構に所定の負荷をかけられる負荷機構とを備える。好ましくは、上記動力伝達機構は、動力源からの動力が伝達される入力軸と、入力軸からのトルクを増幅させてワーク保持部に伝達するトルク増幅機構とを有し、負荷機構が入力軸に設けられる。好ましくは、上記トルク増幅機構をローラギア機構とする。好ましくは、上記トノレク増幅機構をボールギア機構とする。好ましくは、上記負荷機構は、入力軸に設けられた板状部材と、板状部材と接触する接触部材と、板状部材を接触部材に向けて押圧する付勢部材とを有する。好ましくは、上記負荷機構と異なるブレーキ機構をさらに備える。本発明に係る工作機械は、上記の回転テーブルを備える。

発明の効果

[0008] 本発明に係る回転テーブルによれば、負荷機構が動力伝達機構に負荷をかけた状態で、動力伝達機構を駆動させてワークを所定の位置に位置決めする。そして、ヮークが位置決めされた際には、動力伝達機構には、負荷機構により負荷がかけられているため、ワークに切削力などが加えられたとしても、ワーク保持部の変位が抑制される。すなわち、従来のようにブレーキ機構の ON' OFF動作の切り替え時間がなぐワークの位置決めから加工までの間に要する時間の短縮を図ることができる。

図面の簡単な説明

[0009] [図 1]本実施の形態に係る回転テーブル装置の断面図である。

[図 2]図 1の II— II線における断面図である。

[図 3]プレート 17の正面図である。

[図 4]本実施の形態に係る回転テーブルの第 1変形例を示す断面図である。

[図 5]本実施の形態に係る回転テーブルの第 2変形例を示す側断面図である。

[図 6]ボール近傍の詳細な構成を示す断面図である。

[図 7]本実施の形態に係る回転テーブルの第 3変形例を示す断面図である。符号の説明

[0010] 1 回転テーブル装置、 2 モータ、 3 動力伝達機構、 4 テーブル、 10A 傘歯歯車、 10 回転軸、 11 入力軸、 12 出力軸、 13 カムフォロア、 14 カム溝、 16 皿パネ、 17 プレート、 18 接触板、 22 ローラカム機構、 23 歯車機構、 30 負荷機構、 R1 , R2 回転方向、 W ワーク。

発明を実施するための最良の形態

[0011] 図 1と図 2を用いて、本実施の形態に係る回転テーブル装置（回転テーブル） 1について説明する。図 1は、本実施の形態に係る回転テーブル装置の断面図であり、図 2 は、図 1の II— II線における断面図である。

[0012] 図 1および図 2に示すように、回転テーブル装置 1は、モータ（駆動源） 2と、図示されない工具によって加工されるワーク Wを保持するテーブル（ワーク保持部） 4と、モータ 2からの動力をテーブル 4に伝達する動力伝達機構 3と、負荷をかけた状態で動力伝達機構 3を作動させることができ、かつワーク Wの加工中に動力伝達機構 3に所定の負荷をかける負荷機構 30とを備えて!/、る。

[0013] モータ 2が駆動すると、モータ 2からの動力が動力伝達機構 3によって、図 2に示すテーブル 4に伝達され、テーブル 4が回転する。そして、モータ 2の駆動が停止して、ワーク Wが所定の位置に位置するように、テーブル 4が停止する。

[0014] 負荷機構 30は、動力伝達機構 3の動作中および停止時においても、動力伝達機構 3に負荷を加えつづけている。このため、テーブル 4の回転が停止しているときにおいても、動力伝達機構 3に負荷を加えており、テーブル 4に切削力などの外力が加えられたとしても、テーブル 4の回転を抑制することができ、テーブル 4を所定の位置に維持すること力 Sできる。

[0015] このように、常時動力伝達機構 3に負荷を加える負荷機構 30によって、加工時におけるテーブル 4を保持するため、従来の回転テーブルのようにブレーキ機構などの O Ν· OFF動作が不要となり、ブレーキ機構が作動する時間を省略することができる。さらに、ワークの加工の一部が終了し、さらに別の部分の加工を行なうために、テープノレ 4を回転させる際においても同様に、ブレーキ機構を ON' OFF動作させる必要がなぐ加工が終了すると直ちに、テーブル 4を回転させることができる。 [0016] 動力伝達機構 3は、ケーシング 20内に収納されており、動力伝達機構 3は、モータ 2からの動力を入力軸 11に伝達する歯車機構（第 1トルク増幅機構） 23と、テープノレが設けられた出力軸 12に入力軸 11からの動力を伝達するローラカム機構（第 2トルク増幅機構） 22とを備えて!/、る。

[0017] 歯車機構 23は、モータ 2の回転軸 10に設けられた傘歯歯車 10Aと、この傘歯歯車 10Aに対応するギア部 15を有する入力軸 11とを備えている。

[0018] この歯車機構 23の減速比（回転軸 10の回転数：入力軸 11の回転数）は、たとえば、 10 : 1とされており、回転軸 10のトルクが増幅されて入力軸 11に伝達される。

[0019] ローラカム機構 22は、円筒状に形成された出力軸 12と、この出力軸 12の外周面上に回転可能に複数設けられたカムフォロア 13と、入力軸 11の外表面に形成された複数のカム溝 14とを備えて!/、る。

[0020] カム溝 14は、入力軸 11の軸方向に複数配列しており、入力軸 11の外周面上にて螺旋状に延在している。そして、たとえば、図 1に示すように、入力軸 11が回転方向 R1に向けて回転すると、出力軸 12は、回転方向 R2に向けて回転する。

[0021] この際、出力軸 12の回転方向 R2の最も前方に位置するカム溝 14Aの内側面は、カムフォロア 13を、回転方向 R2に向けて押圧する。その一方で、出力軸 12の回転方向 R2の最も後方に位置するカム溝 14Bの内側面には、カムフォロア 13が回転方向 R2から当接する。すなわち、カム溝 14は、 2つのカムフォロア 13によって挟持されており、入力軸 11と出力軸 12との間に生じるガタが低減されている。

[0022] 特に、カムフォロア 13と、入力軸 11とを予め圧接させて、予圧を加えておくのが好ましい。カムフォロア 13は、回転可能に設けられており、回転しながら入力軸 11からの動力を出力軸 12に伝達しており、カム溝 14とカムフォロア 13との間の摩擦が低減されている。

[0023] このようにローラカム機構 22は、入力軸 11からの動力を高精度に出力軸 12に伝達すること力 Sでき、図 2に示すテーブル 4の位置決めを正確に行なうことができる。特に、テーブル 4が停止して、ワーク Wに加工を施す際に、カムフォロア 13とカム溝 14との間のガタの分、テーブル 4が変位することを抑制することができ、位置決めされたテ一ブル 4の位置がずれることを抑制することができる。 [0024] ローラカム機構 22の減速比（入力軸 11の回転数：出力軸 12の回転数）は、たとえば、 9 : 1とされ、入力軸 11からのトルクが増幅されて、出力軸 12に伝達される。

[0025] 負荷機構 30は、入力軸 11に設けられており、出力軸 12に伝達される負荷は、ローラカム機構 22によって増幅され、負荷機構 30が入力軸 11に加える負荷よりも大きくなる。このため、図 2に示すワーク Wの加工時に、ワーク Wに加えられる切削力を受け止めることができ、切削力によって、位置決めされたテーブル 4の位置が変位することを才卬制すること力 Sでさる。

[0026] そして、テーブル 4を回転させながらワーク Wを加工する場合においても、ワーク W に加えられる切削力によるトルクよりも、大きなトルクを負荷機構 30が入力軸 11に付与することができるので、切削力によるテーブル 4の変位を抑制することができ、連続回転切削等を行なう際においても、高精度の加工が可能となる。

[0027] このように、動力伝達機構 3は、負荷機構 30より動力伝達経路の下流側でガタの抑制されたローラカム機構 22を設けることにより、負荷機構 30によって入力軸 11の回転が停止した際に、負荷機構 30より動力伝達経路の下流側で、ガタによるテープノレのずれ等の弊害を抑制することができる。さらに、負荷機構 30より動力伝達経路の下流側にローラカム機構 22が設けられているため、負荷機構 30からの負荷を増幅させることができるために、ワークを加工する際においても、テーブルの位置ずれを抑制すること力 Sでき、高精度の加工を可能としている。

[0028] さらに、ローラカム機構 22よりガタの多い歯車機構 23は、負荷機構 30より動力伝達方向の上流側に設けられている。このため、ワーク Wの加工時に、負荷機構 30によつて、動力伝達機構 3のうち、歯車機構 23より下流側に位置する部分の動きを固定することができ、歯車機構 23のガタがテーブル 4の位置に影響を及ぼさないようになつている。

[0029] 負荷機構 30の負荷をローラカム機構 22によって増幅させることにより、出力軸 12 に負荷機構 30を設けた場合よりも負荷機構 30をコンパクトに構成することができる。

[0030] なお、負荷機構 30が入力軸 11に加える付勢力は、歯車機構 23によって入力軸 11 に伝達される動力よりも小さぐ加工時にローラカム機構 22を介して伝達される切削力より大さいあのとされる。 [0031] たとえば、モータ 2の出力をたとえば、 4N 'm、歯車機構 23の減速比 10： 1とした場合、入力軸 11は、 40N 'mを出力することができる。そのため、負荷機構 30が 8〜12 N 'mの負荷を与えても、 28〜32N 'mの出力が可能となる。また、ローラカム機構 22 の減速比を 9 : 1とした場合に、負荷機構 30が 8〜； 12N 'mの負荷を与えることで、 72 N 'm〜108N 'mまでの負荷に耐えることができる。

[0032] 負荷機構 30は、入力軸 11の外周面に固定された円盤状のプレート (板状部材） 17 と、ケーシング 20に設けられ、プレート 17と接触する接触板 (接触部材） 18と、プレート 17を接触板 18に向けて押圧する皿パネ（付勢部材） 16とを備えて!/、る。

[0033] 皿バネ 16は、プレート 17の側面のうち、外周縁部側に位置する部分と接触している。このため、プレート 17の側面と接触板 18との間に生じる摩擦は、プレート 17の外周縁部側程大きくなり、小さな摩擦力であっても、プレート 17に加えられる負荷トルクを大きくすること力できる。これにより、皿パネ 16を小さくコンパクトなものを採用することができ、装置のコンパクト化を図ることができる。

[0034] 出力軸 12には、出力軸 12を回転可能に支持するボールベアリング等の軸受けが複数もうけられており、この軸受けの抵抗を低減するために、軸受けには、潤滑油が供給されている。

[0035] 図 3は、プレート 17の正面図である。この図 3に示されるように、プレート 17の表面のうち、図 1に示す接触板 18と対向する側面には、径方向に延びる溝部（凹部） 17a が形成されている。そして、この溝部 17aと隣り合う部分には、接触板 18と接触する接触面（凸部） 17bが位置している。

[0036] そして、接触面 17bと接触板 18との間に入り込んだ潤滑油は、溝部 17aから外方に排出される。このため、接触面 17bと接触板 18との間に油膜が形成されることを抑制すること力 Sでき、接触面 17bと接触板 18との間の摩擦を確保することができる。なお、溝部 17aの形状は、図 3に示す例に限られない。

[0037] 図 4は、本実施の形態に係る回転テーブルの第 1変形例を示す断面図である。この図 4に示されるように、回転テーブル装置 1は、ケーシング 20の外方にまで達した入力軸 11と、このケーシング 20の外方に設けられ入力軸 11の回転を抑制可能なブレーキ機構 100とを備えている。 [0038] このブレーキ機構 100は、負荷機構 30の負荷で入力軸 1 1の回転を止めきれないような切削力などがテーブル 4に加えられたときに、入力軸 1 1に負荷を別途加えて、入力軸 1 1の変位を抑制することができる。ブレーキ機構 100は、ケーシング 20の外方に位置する入力軸 1 1の外表面を締め付ける筒状のブレーキ部材 101と、ブレーキ部材 101の外周に配置された筐体 102とを備えている。

[0039] そして、ブレーキ部材 101と筐体 102との間には、給油室 105が形成されており、この給油室 105には、給油管 103が接続されている。

[0040] このため、選択的に給油室 105内に給油することにより、たとえば、加工時にワークにかかる負荷を負荷機構 30で支持しきれない場合には、ブレーキ機構 100を駆動させて、入力軸 1 1を保持することができる。

[0041] そして、大きな負荷力 Sかかる加工をワークに施すときのみブレーキ機構 100を駆動させ、通常の加工を行なう場合には、負荷機構 30のみで支持することにより、通常の加工を行なう際の加工時間を低減することができる。

[0042] 図 5は、本実施の形態に係る回転テーブルの第 2変形例を示す側断面図である。この図 5に示す例においては、動力伝達機構 3は、モータ 2からの動力を入力軸 1 1に伝達する歯車機構（第 1トルク増幅機構） 23と、入力軸 1 1からの動力をテーブルが設けられた出力軸に伝達するボールギア機構（第 3トルク増幅機構） 122とを備えている

[0043] ボールギア機構 122は、円筒状に形成された出力軸 12と、この出力軸 12に回転可能に設けられたボール（球状部材） 1 13と、入力軸 1 1の外表面に形成されたカム溝 1 14とを備えている。

[0044] 図 6は、ボール 1 13近傍の詳細な構成を示す断面図である。この図 6に示す例においては、ボールギア機構 122は、出力軸 12に形成された凹部 140c内に設けられた調整部材 140bと、調整部材 140bに形成された窪み 143内に設けられたボール 1 1 3と、調整部材 140bと、シムなどの板状部材 149とを備えている。

[0045] 調整部材 140bの周面には、ネジ部 162が形成されており、凹部 140cの内周面には、ネジ部 162と螺合するネジ部 163が形成されている。

[0046] このため、調整部材 140bは、出力軸 12の径方向の位置調整が可能とされており、調整部材 140bの位置を調整することにより、カム溝 114にボール 113を押圧させること力 Sでさる。

[0047] これにより、図 5に示す入力軸 11と出力軸 12との間に生じるガタを抑えることができ、入力軸 11が停止した際に、出力軸 12が僅かにでも回転することを抑制することができる。

[0048] 調整部材 140bの窪み 143は、出力軸 12の径方向外方に位置する調整部材 140b の端面に形成されている。そして、ボール 113は、この窪み 143内で回転可能とされており、窪み 143の開口縁部に設けられた脱落防止部 141によって窪み 143内に収容されている。

[0049] このため、ボール 113は、窪み 143内で回転することができ、カム溝 114との間に生じる摩擦を低減することができ、入力軸 11からの動力を無駄なく出力軸 12に伝達すること力 Sでさる。

[0050] 図 7は、本実施の形態に係る回転テーブルの第 3変形例を示す断面図である。この図 7に示す例においては、負荷機構 30は、入力軸 11の外周面に固定された環状の接触板 18と、ケーシング 20に設けられた油圧シリンダ 160とを備えている。

[0051] この油圧シリンダ 160は、接触板 18に向けて進退可能に設けられたロッド 161と、内部に供給される油（媒体）の油圧でロッド 161を進退させるシリンダ部 165と、シリンダ部 165内に油を供給可能な給油管（給油機構） 164とを備えている。

[0052] そして、ロッド 161の先端部を接触板 18の表面から選択的に退避させることで、入力軸 11に加える負荷を選択的に無くすことができる。これにより、たとえば、ロッド 161 を接触板 18から離し、入力軸 11の回転抵抗を低減することで、テーブル 4を選択的に、高速回転させることができ、加工時間の短縮を図ることができる。

[0053] また、テーブル 4が設定位置に位置した際に、入力軸 11に加える負荷を増大させることで、テーブル 4を設定位置に固定することができる。

[0054] さらに、シリンダ部 165内の油圧を調整することで、ロッド 161と接触板 18との間の摩擦力を調整することができ、入力軸 11に加えられる負荷を調整することができる。このため、たとえば、上記図 1に示す例と同様に、モータ 2からの動力によって回転可能な程度の負荷を入力軸 11に加えつつ、ワーク Wを加工すると共に、テーブル 4が所定の位置に位置した際に、入力軸 11に加える負荷を増大させることで、テープノレ 4の位置を固定して、ワーク Wの位置ずれを抑制することができる。

[0055] 以上のように本発明の実施の形態について説明を行なった力今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。さらに、上記数値などは、例示であり、上記数値および範囲にかぎられない。

産業上の利用可能性

[0056] 本発明は、回転テーブルおよびこの回転テーブルを備えた工作機械に好適である

Claims

請求の範囲

[1] 駆動源（2)と、

工具によって加工されるワーク (W)を保持するワーク保持部（4)と、

前記駆動源（2)からの動力を前記ワーク保持部 (4)に伝達可能な動力伝達機構（3 )と、

負荷をかけた状態で前記動力伝達機構（3)を作動させることができ、かつ前記ヮーク (W)の加工中に前記動力伝達機構（3)に所定の負荷をかける負荷機構（30)と、を備える、回転テーブル。

[2] 前記動力伝達機構（3)は、前記駆動源（2)からの動力が伝達される入力軸（11)と、前記入力軸（11)からのトルクを増幅させて前記ワーク保持部（4)に伝達するトルク増幅機構（22)とを有し、

前記負荷機構（30)が前記入力軸（11)に設けられた、請求の範囲第 1項に記載に記載の回転テーブル。

[3] 前記トルク増幅機構（22)がローラギア機構とされた、請求の範囲第 2項に記載に記載の回転テーブル。

[4] 前記トルク増幅機構（22)力ボールギア機構とされた、請求の範囲第 2項に記載に記載の回転テーブル。

[5] 前記負荷機構（30)は、前記入力軸（11)に設けられた板状部材（17)と、

前記板状部材（17)と接触する接触部材（18)と、

前記板状部材（ 17)を前記接触部材（ 18 )に向けて押圧する付勢部材（ 16 )と、を有する、請求の範囲第 1項に記載に記載の回転テーブル。

[6] 前記板状部材（17)の表面のうち、前記接触部材（18)と接触する領域に形成された凹凸部をさらに備える、請求の範囲第 5項に記載に記載の回転テーブル。

[7] 前記負荷機構（30)と異なるブレーキ機構（100)をさらに備えた、請求の範囲第 1 項に記載に記載の回転テーブル。

[8] 請求の範囲第 1項に記載に記載の回転テーブルを備えた工作機械。