JP2006110682A

JP2006110682A - 回転テーブル装置

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Publication number: JP2006110682A
Application number: JP2004301436A
Authority: JP
Inventors: Heizaburo Kato; 平三郎加藤; Masaaki Hori; 正明堀; Katsuyuki Iida; 勝之飯田
Original assignee: Sankyo Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Sankyo Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-10-15
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2024-10-15
Also published as: EP1647355B1; KR20060052163A; US20060089089A1; JP4590244B2; DE602005002517T2; CN1759983A; DE602005002517D1; CN100400228C; US7603930B2; KR100641018B1; EP1647355A1; TW200615081A; TWI270435B

Abstract

【課題】回転テーブルを回転可能に軸支する支持台と、この支持台を回動可能に支持する基台と、を備えた小型かつ軽量な回転テーブル装置を提供する。
【解決手段】回転テーブル２０を回転可能に軸支する支持台３０と、該支持台に突出形成された軸体３２を孔部４１に挿入して前記支持台を回動可能に片持ち支持する基台４０と、を備えた回転テーブル装置１０である。前記軸体には、前記回転テーブルを回転させるための駆動機構６０の少なくとも一部を収容するための空洞部Ｓ３２が形成されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、回転テーブルを回転可能に軸支する支持台と、この支持台を回動可能に支持する基台とを備えた回転テーブル装置に関する。

従来より機械部品の加工には、図１３の斜視図に示すようなマシニングセンタ９０が使用されている。このマシニングセンタ９０は、例えば、Ｚ方向に水平移動可能なワークテーブル９１と、ＸＹ方向からなる鉛直面内を移動可能に工具Ｔを保持するコラム９２と、を備えており、これによって、互いに直交する３軸の加工自由度を有している。

但し、最近では、その加工自由度を更に高めるべく、２軸回りに回転可能な載置面を有する回転テーブル装置９５を前記ワークテーブル９１上に据え置き、これによって、その加工自由度を５軸にまで増やして更に複雑な加工を行えるようにしている。

図１４の斜視図に、この回転テーブル装置９５の一例を示す。この回転テーブル装置９５は、ワークＷを載置する円形の載置面９６ａを有する回転テーブル９６と、この回転テーブル９６を回転可能に軸支する支持台９７と、この支持台９７の両脇を回動可能に軸支する基台９８と、を有している。そして、回転テーブル９６及び支持台９７には、それぞれに駆動機構（不図示）が設けられており、これら駆動機構によって、支持台９７を回動させて前記載置面９６ａを傾斜させたり、回動テーブル９６を回転させて前記載置面９６ａをその円心回りに回転させたりしながら、載置面９６ａ上のワークＷを前記コラム９２の工具Ｔで加工するようになっている（例えば、特許文献１を参照。）。
特開２００４−１６０６４２号公報（第８頁−第９頁、第１図）

しかしながら、この回転テーブル装置９５は、同図に示すように、前記支持台９７をその両脇で両持ち支持する構造のために、基台９８のサイズを小さくし難く、これが原因で当該回転テーブル装置９５は、大型のマシニングセンタ９０でなければ搭載できなかった。その結果、小型のマシニングセンタで主に加工される小型部品の加工自由度の向上が阻まれていた。

本発明は、かかる従来の課題に鑑みて成されたもので、回転テーブルを回転可能に軸支する支持台と、この支持台を回動可能に支持する基台と、を備えた小型かつ軽量な回転テーブル装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するための主たる発明は、回転テーブルを回転可能に軸支する支持台と、該支持台に突出形成された軸体を孔部に挿入して前記支持台を回動可能に片持ち支持する基台と、を備えた回転テーブル装置であって、前記軸体には、前記回転テーブルを回転させるための駆動機構の少なくとも一部を収容するための空洞部が形成されていることを特徴とする回転テーブル装置である。

本発明の他の特徴は、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。

本発明によれば、回転テーブルを回転可能に軸支する支持台と、この支持台を回動可能に支持する基台と、を備えた小型かつ軽量な回転テーブル装置を提供することができる。

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

回転テーブルを回転可能に軸支する支持台と、該支持台に突出形成された軸体を孔部に挿入して前記支持台を回動可能に片持ち支持する基台と、を備えた回転テーブル装置であって、前記軸体には、前記回転テーブルを回転させるための駆動機構の少なくとも一部を収容するための空洞部が形成されていることを特徴とする回転テーブル装置。

このような回転テーブル装置によれば、基台は回転テーブルの支持台を片持ち支持するので、両持ち支持に比べて基台サイズの縮小化を図れ、全体として回転テーブル装置を小型かつ軽量にできる。
また、デッドスペースとなりがちな軸体の内部に、前記回転テーブルの駆動機構の少なくとも一部を収容して有効活用するので、本来支持台内に設けられるべき収容用スペースの縮小化を図れ、全体として回転テーブル装置を小型化できる。

かかる回転テーブル装置において、前記軸体は、該支持台から側方へ突出形成されていることを特徴とする回転テーブル装置。
このような回転テーブル装置によれば、前記支持台を前記基台の側方に位置させて片持ち支持することができる。但し、この片持ち支持に際しては、側方を向いた前記軸体を前記基台の孔部に挿入することから、当該孔部には、前記支持台の全重量を支持するために過大な支持モーメントが作用して当該支持台は下方へ撓み易く、結果として、回転テーブル装置の位置決め精度を全体として低下させてしまう虞がある。しかしながら、上記発明によれば、前記軸体の内部に駆動機構を収容しているので、前記駆動機構を含めた支持台全体の重心を、前記孔部の方へ近づけて前記支持モーメントを小さく抑制可能である。よって、当該支持台の下方撓みを小さく抑制し、回転テーブル装置の位置決め精度を全体として向上させることができる。また、前記孔部に前記軸体の支持用の軸受けを設ける場合には、前記支持モーメントの抑制によって、比較的小型の軸受けを使用可能となるため、回転テーブル装置の更なる軽量化及び小型化が図れる。

かかる回転テーブル装置において、前記孔部に設置された軸受けによって、前記軸体は、その軸心回りに回動可能に支持され、前記駆動機構は、前記軸体の軸心方向に関して、前記軸受けの設置位置を跨がって配置されていることを特徴とする回転テーブル装置。
このような回転テーブル装置によれば、前記駆動機構は、前記軸体の軸心方向に関して、前記軸受けの設置位置を跨いで配置されている。よって、この支持台を支持する軸受けの設置位置に、回転テーブル及び駆動機構を有する支持台の重心を近接化可能となり、もって、前記軸受けに作用する支持モーメントを小さく抑制できる。よって、回転テーブル装置の位置決め精度を全体として向上させることができ、また、比較的小型の軸受けを使用可能となる結果、回転テーブル装置を更に小型かつ軽量にできる。

かかる回転テーブル装置において、前記軸受けは、クロスローラー軸受けであり、該クロスローラー軸受けの転動体が転動する転動溝のうち、前記軸体側の転動溝は、該軸体に直接形成されていることを特徴とする回転テーブル装置。
このような回転テーブル装置によれば、前記軸受けにクロスローラー軸受けを用いている。そして、このクロスローラー軸受けを一つ設ければ、前記軸体に作用するラジアル荷重のみならずスラスト荷重も受けることができる。従って、通常は前記二つの荷重のために計二つの軸受けが必要なところ一つで済み、もって、軸体の軸心方向寸法を縮小できる結果、回転テーブル装置の更なる小型化が図れる。

また、クロスローラー軸受けは、支持モーメントに対しても有効に対抗することができるので、大きな支持モーメントが作用しがちな前述の片持ち支持に対して大きな威力を発揮し、片持ち支持による支持台の撓みを有効に抑制可能となる。
更には、前記軸体については、クロスローラー軸受けの転動溝が直接形成されており、これによって、クロスローラー軸受けの内輪が省略されている。よって、クロスローラー軸受けの寸法を径方向に関して小さくできる結果、回転テーブル装置の更なる小型化及び軽量化が図れる。
また、前記軸体に転動溝が直接形成されているので、前記軸体と転動溝の加工タイミングを揃えれば、前記軸体の回動中心に対して高精度に転動溝を加工することができる。その結果、基台に対する支持台の回動精度を向上可能となる。

かかる回転テーブル装置において、前記回転テーブルは、その回転中心と同心に突出形成された回転軸を有し、該回転軸は、前記支持台の内部空間に収容されているとともに、該内部空間は前記空洞部に連通し、これら内部空間及び空洞部には、投入動力に基づいて駆動回転軸を回転させるモータと、前記駆動回転軸の回転に基づいて前記回転軸を回転させるカム機構とが、前記駆動機構として収容されていることを特徴とする回転テーブル装置。
このような回転テーブル装置によれば、前記空洞部は、前記回転テーブルの回転軸が収容された内部空間に連通しているので、前記空洞部に少なくとも一部が収容された駆動機構によって前記回転テーブルを回転させることが可能となる。
また、前記駆動機構はモータとカム機構とからなるため、回転テーブルを高精度に駆動回転させることができる。

かかる回転テーブル装置において、前記モータ及び前記カム機構は、前記内部空間及び前記空洞部から一部分も突出することなく収容されていることを特徴とする回転テーブル装置。
このような回転テーブル装置によれば、一般に損傷を受けやすい駆動機構たる前記モータ及び前記カム機構の全部を、前記内部空間及び前記空洞部に収容して有効に保護可能であり、もって、当該回転テーブル装置は故障し難いものとなる。

かかる回転テーブル装置において、前記空洞部に収容されたモータは、前記支持台に支持され、前記内部空間に収容されたカム機構は、前記回転軸の外周面に、その周方向に沿って等間隔に設けられたカムフォロアと、前記回転軸と直交する方向に軸心を揃えつつ回転可能に前記支持台に軸支されたカムと、を有し、前記モータが前記カムを回転して、該カムの外周面に形成されたカム面に前記カムフォロアが順次係合されることによって、前記回転テーブルは回転することを特徴とする回転テーブル装置。
このような回転テーブル装置によれば、前記空洞部に収容されたモータによって、前記支持台の重心を孔部に近接化可能であり、もって、前記孔部に作用する支持モーメントを小さく抑制できる。

かかる回転テーブル装置において、前記モータは、その駆動回転軸を前記カムの軸心と平行に配置され、前記駆動回転軸と前記カムとの間には、前記駆動回転軸の回転を前記カムに伝達するための回転伝達要素が設けられていることを特徴とする回転テーブル装置。
このような回転テーブル装置によれば、回転伝達要素によって、前記モータの駆動回転軸の回転を前記カムに伝達するので、前記駆動回転軸とカムとの配置の自由度を高めることができる。
また、前記駆動回転軸と前記カムとは、互いの軸心が平行になるように配置されているので、複数の平歯車等の比較的簡単な構成の回転伝達要素を適用可能となる。

かかる回転テーブル装置において、前記モータの駆動回転軸は、前記軸体の軸心と一致させて配置されていることを特徴とする回転テーブル装置。
このような回転テーブル装置によれば、前記軸体の空洞部にモータを収める際に、デッドスペースを極力抑えてモータを収容することができる。よって、大型のモータを収容可能となり、寸法が小型の割には高出力の回転テーブル装置を構成可能となる。

かかる回転テーブル装置において、前記回転伝達要素は、複数の歯車であることを特徴とする回転テーブル装置。
このような回転テーブル装置によれば、前記複数の歯車のギア比の設定によって、モータの駆動回転軸の回転数を、例えば減速する等というように変速してカムへ伝達可能となる。よって、回転テーブルの計画回転数を達成可能なモータの定格回転数の選択自由度を広げることができる。

かかる回転テーブル装置において、前記回転伝達要素は軸継手であり、該軸継手によって、前記駆動回転軸と前記カムとは、互いの回転中心を一致させつつ突き合わされた状態で連結されていることを特徴とする回転テーブル装置。
このような回転テーブル装置によれば、回転伝達要素が複数の歯車の場合に問題となるバックラッシュを解消できるとともに、回転伝達要素としてプーリと無端ベルトとからなる巻掛け伝達装置を用いた場合に生じる摩擦損失の問題も解消することができる。その結果、前記モータから回転テーブルへの駆動回転力の伝達精度に優れたものとなる。

かかる回転テーブル装置において、前記回転テーブルの回転軸と前記支持台の前記軸体の軸心とは、互いに直交していることを特徴とする回転テーブル装置。
このような回転テーブル装置によれば、支持台は、回転テーブルの回転軸と直交する方向を中心として回動可能となる。

かかる回転テーブル装置において、前記回転テーブルの回転軸は、クロスローラー軸受けを介して前記支持台に軸支されており、前記クロスローラー軸受けの転動体の転動溝のうち、前記回転軸側の転動溝は、該回転軸に直接形成されていることを特徴とする回転テーブル装置。
このような回転テーブル装置によれば、前記軸受けにクロスローラー軸受けを用いている。そして、このクロスローラー軸受けを一つ設ければ、前記軸体に作用するラジアル荷重のみならずスラスト荷重も受けることができる。従って、通常は前記二つの荷重のために計二つの軸受けが必要なところ一つで済み、もって、回転テーブルの回転軸方向寸法を縮小できる結果、回転テーブル装置の更なる小型化が図れる。
また、クロスローラー軸受けは、支持モーメントに対しても有効に対抗することができるので、大きな支持モーメントが作用しがちな前述の片持ち支持に対して大きな威力を発揮し、片持ち支持による支持台の撓みを有効に抑制可能となる。
更には、前記軸体については、クロスローラー軸受けの転動溝が直接形成されており、これによって、クロスローラー軸受けの内輪が省略されている。よって、クロスローラー軸受けの寸法を径方向に関して小さくできる結果、回転テーブル装置の更なる軽量化及び小型化が図れる。
また、前記回転テーブルの回転軸に転動溝が直接形成されているので、前記回転軸と転動溝の加工タイミングを揃えれば、前記回転軸の回転中心に対して高精度に転動溝を加工することができる。その結果、支持台に対する回転テーブルの回転精度を向上することができる。

かかる回転テーブル装置において、前記支持台を前記軸体の軸心回りに回動させるための駆動機構を有し、該駆動機構は、前記軸体の外周面に、その周方向に沿って等間隔に設けられたカムフォロアと、前記軸体と直交する方向に軸心を揃えつつ回転可能に前記基台に軸支されたカムと、該カムを回転させるためのモータと、を有し、前記モータが前記カムを回転して、該カムの外周面に形成されたカム面に前記カムフォロアが順次係合されることによって、前記支持台は前記基台に対して回動することを特徴とする回転テーブル装置。
このような回転テーブル装置によれば、軸体に設けられた複数のカムフォロア及びこれらに係合されるカムを備えているので、軸体を高精度に回動し得て、その結果、支持台を所定の傾斜角に高精度に割り出し可能となる。

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
図１乃至図６は、本発明に係る第１実施形態の回転テーブル装置１０を説明するための図である。図１は斜視図、図２は平面図、図３は正面図、図４は図２中のIV-IV線矢視の縦断面図、図５は図２中のV-V線矢視の縦断面図、図６は図３中のVI-VI線矢視の平断面図である。なお、図４乃至図６については、回転テーブル装置１０の一部を平面視又は側面視で示している。

本第１実施形態の回転テーブル装置１０は、例えば、図１３に示す３軸の加工自由度を有するマシニングセンタ９０に適用され、その加工自由度を５軸にまで拡大することが可能である。このマシニングセンタ９０は、前述したように、Ｚ方向に水平移動可能なワークテーブル９１と、ＸＹ方向からなる鉛直面内を移動可能に、工具Ｔを保持するコラム９２とを備えている。そして、図１に示すように、前記ワークテーブル９１上に、２軸回りに回転可能な載置面２１ａを有する当該回転テーブル装置１０を据え置くことによって、当該マシニングセンタ９０の加工自由度は５軸にまで拡大する。

このような回転テーブル装置１０は、図１乃至図３に示すように、ワーク（不図示）を載置保持する回転テーブル２０と、この回転テーブル２０を所定の回転軸２０ａ回りに回転可能に支持する略直方体形状の支持台３０と、この支持台３０を、所定の水平な回動軸３０ａ回りに回動可能に片持ち支持する略直方体形状の基台４０と、を備えている。そして、基台４０内に主に収容された第１駆動機構５０を駆動源として、前記支持台３０を、例えば水平から±３０°の傾斜角範囲に亘って回動させ、また、この支持台３０内に主に収容された第２駆動機構６０を駆動源として、回転テーブル２０を、例えば３６０°の範囲に亘って連続若しくは間欠回転させるようになっている。なお、支持台３０を片持ち支持しているのは、これを支持する基台４０のサイズの縮小化を図るためである。

図５に示すように、回転テーブル２０は、上面をワークの載置面２１ａとする円盤状のテーブル部２１と、その下面から、前記載置面２１ａと同心に垂下形成された回転軸２０ａとしての円筒形状のターレット部２２と、を有している。そして、前記支持台３０の上面に形成された円孔３１を介して、当該支持台３０の内部空間Ｓ３０にターレット部２２が収容され、円孔３１からはテーブル部２１のみがその載置面２１ａを上方に露出させている。この円孔３１とターレット部２２との間にはクロスローラー軸受け７０が介装されており、これによって回転テーブル２１は、その載置面２１ａの円心たる前記回転軸２０ａ回りに回転可能に支持されている。なお、クロスローラー軸受け７０については後述する。

一方、この支持台３０の一側面からは、図６に示すように、前記回動軸３０ａとして水平な円筒状軸体３２が側方へ突出形成されている。そして、この円筒状軸体３２が、前記基台４０の一側面に貫通形成された円形の孔部４１に水平に挿入されることによって、前記支持台３０は前記基台４０に片持ち支持される。なお、この孔部４１と円筒状軸体３２との間にはクロスローラー軸受け８０が介装されており、これによって、支持台３０は円筒状軸体３２回りに回動可能に支持されている。

この支持台３０を回動させるための第１駆動機構５０のうちでモータ５１（以下、第１モータと言う）以外の機構は、図４に示すように、前記孔部４１に連通形成された基台４０の内部空間Ｓ４０に収容されている。すなわち、当該内部空間Ｓ４０には、カム機構（以下、第１カム機構と言う）として、前記円筒状軸体３２の外周面に設けられた複数のカムフォロア５２と、上下一対の軸受け５３によって基台４０に軸支されたグロボイダルカム５４とが収容され、この内部空間Ｓ４０の外には、前記グロボイダルカム５４を回転させるための第１モータ５１が近接配置されている。

詳細に言えば、前記複数のカムフォロア５２は、前記円筒状軸体３２の周方向に沿って等間隔に配置されており、また、グロボイダルカム５４は、その軸心Ｃ５４を円筒状軸体３２の軸心Ｃ３２と直交する鉛直方向に揃えて配されている。そして、このグロボイダルカム５４の外周面には、その周方向に沿って軸心方向たる前記鉛直方向に変位するカム面５４ａが形成されており、このカム面５４ａに前記カムフォロア５２が噛み合っている。よって、前記第１モータ５１によってグロボイダルカム５４が回転すると、前記カム面５４ａによって順次カムフォロア５２が前記軸心方向たる鉛直方向に送られ、これによって円筒状軸体３２と伴に前記支持台３０が回動するようになっている。

なお、第１モータ５１からグロボイダルカム５４への駆動回転力の伝達は、適宜な回転伝達要素によって達成されており、本第１実施形態においては、図４に示すような巻き掛け伝動装置５５が適用されている。すなわち、第１モータ５１の駆動回転軸５１ａ及びグロボイダルカム５４の端部５４ｂには、それぞれプーリ５５ａ，５５ｂが設けられ、これらプーリ５５ａ，５５ｂには無端ベルト５５ｃが巻き掛けられている。但し、回転伝達要素は何等これに限るものではなく、例えば、互いに噛み合う複数の平歯車等からなる歯車伝動装置等を適用しても良い。

一方、回転テーブル２０を回転させるための第２駆動機構６０は、図６に示すように前記支持台３０の内部空間Ｓ３０及び前記円筒状軸体３２の内周空間Ｓ３２（以下、空洞部と言う）に収容されている。すなわち、前記内部空間Ｓ３０と前記空洞部Ｓ３２とは互いに連通しており、これら二つの空間Ｓ３０，Ｓ３２に跨って第２駆動機構６０は収容されている。そして、本来であれば支持台３０の内部空間Ｓ３０に収容されるべき第２駆動機構６０の一部（この一部は後記第２モータ６１であるが）を前記空洞部Ｓ３２に収容しているので、これにより、支持台３０の外形寸法の縮小化が図られている。

但し、図６に示すように、前記円筒状軸体３２のクロスローラー軸受け８０によって支持台３０を片持ち支持している関係上、前記クロスローラー軸受け８０には、支持台３０の自重を支持するための大きな支持モーメントが作用する。このために、当該支持台３０は下方へ（図６の紙面を貫通する方向へ）撓み易く、その結果、回転テーブル装置１０の位置決め精度が全体として低下してしまう虞がある。

そこで、本第１実施形態では、第２駆動機構６０の重心を、前記クロスローラー軸受け８０の方へ極力近づけるようにして前記支持モーメントを小さく抑制している。具体的には、内部空間Ｓ３０の方には、第２駆動機構６０のうちのカム機構（以下、第２カム機構と言う）を収容する一方、この内部空間Ｓ３０と前記クロスローラー軸受け８０を挟んで反対側に大半が位置する前記空洞部Ｓ３２には、モータ６１（以下、第２モータと言う）を収容するようにしてクロスローラー軸受け８０の両脇に関して重量バランスを取るようにしている。そして、このようにすれば、前記支持モーメントを小さく抑制できて、位置決め精度の低下を解消可能であるとともに、場合によっては、前記クロスローラー軸受け８０についても、より定格荷重の小さい小型のものを適用可能となる。

図６を参照して、これら第２駆動機構６０の配置を更に詳細に説明する。先ず、前記支持台３０の内部空間Ｓ３０に収容される第２カム機構は、前記回転テーブル２０のターレット部２２の外周面に設けられた複数のカムフォロア６２と、支持台３０に設けられた軸受け６３によって両端部を軸支された前記グロボイダルカム６４と、を備えている。ここで、グロボイダルカム６４は、その外周面を前記ターレット部２２の外周面に直交させて臨ませつつ、当該グロボイダルカム６４の軸心Ｃ６４を前記円筒状軸体３２の軸心Ｃ３２と平行な水平方向を向けて配置されている。そして、このグロボイダルカム６４の外周面には、その周方向に沿って軸心方向に変位するカム面６４ａが形成されており、このカム面６４ａに前記ターレット部２２のカムフォロア６２が噛み合っている。

一方、前記円筒状軸体３２の空洞部Ｓ３２に収容される第２モータ６１は、その駆動回転軸６１ａを支持台３０の方に向けながら、この駆動回転軸６１ａを、前記円筒状軸体３２の軸心Ｃ３２に一致させた状態で、支持台３０における前記空洞部Ｓ３２を臨む側面３０ｂにボルト止めされている。そして、この駆動回転軸６１ａの側方には、前記グロボイダルカム６４の一方の端部６４ｂが位置しており、また、この端部６４ｂと前記駆動回転軸６１ａとは、互いに平行であるため、これらは、回転伝達要素としての三つの平歯車６５ａ，６５ｂ，６５ｃを介して連結されている。すなわち、前記端部６４ｂ及び駆動回転軸６１ａには、平歯車６５ｂ及び平歯車６５ａがそれぞれ固定される一方、これらの中間には、支持台３０に軸支された中間平歯車６５ｃが配されており、この中間平歯車６５ｃを介して、第２モータ６１からグロボイダルカム６４へと駆動回転力が伝達されるようになっている。

そして、このようにして第２モータ６１の駆動回転力が、これら平歯車６５ａ，６５ｂ，６５ｃを介してグロボイダルカム６４に伝達されて当該グロボイダルカム６４が回転すると、前記カム面６４ａによって順次カムフォロア６２が前記グロボイダルカム６４の軸心Ｃ６４の方向に順次送られて、これによってターレット部２２が回転し、これによって回転テーブル２０が回転することになる。

なお、上述のように、回転伝達要素として複数の歯車６５ａ，６５ｂ，６５ｃを適用すれば、これら複数の歯車６５ａ，６５ｂ，６５ｃのギア比の設定によって、第２モータ６１の駆動回転軸６１ａの回転数を、例えば減速する等というように変速してグロボイダルカム６４へ伝達可能となる。よって、回転テーブル２０の計画回転数を達成可能な第２モータ６１の定格回転数の選択自由度を広げることができる。

また、前述したように、前記円筒状軸体３２の空洞部Ｓ３２に第２モータ６１を収める際に、その第２モータ６１の駆動回転軸６１ａを、前記円筒状軸体３２の軸心Ｃ３２と一致させれば（図４を参照）、デッドスペースの発生を有効に抑えて前記第２モータ６１を収容可能である。よって、比較的大型のモータを搭載可能となり、全体寸法が小さい割には高出力の回転テーブル装置１０を構成することができる。

ここで、クロスローラー軸受け７０，８０について説明する。図５及び図６に示すクロスローラー軸受け７０，８０は、軸受けの一種であり、すなわち、前記基台４０（若しくは前記支持台３０）に代表される支持部材に、前記円筒状軸体３２（若しくは前記ターレット部２２）に代表される軸部材を回転可能に軸支するためのものである。但し、このクロスローラー軸受け７０，８０は、前記軸部材に作用するスラスト荷重およびラジアル荷重を一挙に支持するという機能を有する。そして、これによって、これら両方の荷重のそれぞれに対応させて個々に軸受けを設けずに済むことから、前記軸部材の軸心方向寸法を縮小できるという作用効果を奏し、その結果、回転テーブル装置１０の更なる小型化を図ることができる。

以下では、図６に示す基台４０と円筒状軸体３２との間に設けられたクロスローラ軸受け８０の方を例に説明するが、支持台３０とターレット部２２との間に設けられたクロスローラ軸受け７０についても同構成であるのは言うまでもない。

図７は、図６のVII部を拡大して示しており、図８は、図７に示すローラー８１の隣りのローラー８１の部分を同じ様式で示している。図６に示すように、このクロスローラー軸受け８０は、例えば円柱体状の複数のローラー８１を転動体とする。そして、これら複数のローラー８１が、前記軸部材たる円筒状軸体３２と、前記支持部材たる基台４０との間の環状隙間に、その周方向に沿って等間隔を隔てて配列され、例えば内側の円筒状軸体３２に取り付けられる内輪部材（図７の例では内輪部材が省略された構成を示している）が備えるＶ字状転動溝Ｒ３２と、外側の基台４０に取り付けられる一対の外輪部材８２ａ，８２ｂが備えるＶ字状転動溝Ｒ８２との間で転動されるようになっている。なお、前記複数のローラー８１は、その転動軸心Ｃ８１が円筒状軸体３２の回動中心（軸心Ｃ３２）に向かうように傾斜して配置されるとともに、かつ、図７及び図８に示すように、隣り合うローラー８１同士でそれらの転動軸心Ｃ８１の傾斜方向が逆向きに配置されており、これによって、円筒状軸体３２に作用するスラスト荷重およびラジアル荷重を一挙に支持し得るようになっている。なお、内輪部材と外輪部材８２ａ，８２ｂとの間には、これらの間で転動するローラー８１を保持するために保持器８３が設けられている。

ところで、本第１実施形態にあっては、前記内輪部材を省略すべく、前記円筒状軸体３２に直接Ｖ字状転動溝Ｒ３２を形成している。そして、このような構成によれば、前記円筒状軸体３２及び前記Ｖ字状転動溝Ｒ３２の加工タイミングを揃えれば、前記円筒状軸体３２の回動中心（軸心Ｃ３２）に対して高精度に前記Ｖ字状転動溝Ｒ３２を加工することができ、その結果、基台４０に対する支持台３０の回動精度の向上が図れる。

また、前記内輪部材を省略していることから、クロスローラー軸受け８０の寸法をその径方向に関して小さくできて、これによって、回転テーブル装置１０の更なる小型化が図れる。

更には、クロスローラー軸受け８０は、前記支持モーメントに対しても有効に対抗することができるので、大きな支持モーメントが作用しがちな前述の片持ち支持に対して大きな威力を発揮し、片持ち支持による支持台３０の下方撓みを有効に抑制する。

＝＝＝第２実施形態＝＝＝
図９は、第２実施形態の回転テーブル装置１１０を示す平断面図であり、図６と同じ様式で示している。

第１実施形態では、図６に示すように、第２駆動機構６０に係る第２モータ６１の駆動回転軸６１ａとグロボイダルカム６４とは、複数の平歯車６５ａ，６５ｂ，６５ｃからなる回転伝達要素を介して連結されていたが、本第２実施形態に係る回転伝達要素は、図９に示すように軸継手１６５であり、すなわち、当該軸継手１６５によって駆動回転軸６１ａとグロボイダルカム６４の端部６４ｂとは、互いの回転中心を揃えつつ突き合わせて連結されている。

そして、このような構成によれば、回転伝達要素が平歯車の場合に問題となるバックラッシュが解消されるだけでなく、回転伝達要素としてプーリと無端ベルトとからなる巻掛け伝達装置を用いた場合に生じる摩擦損失の問題も解消される結果、第２モータ６１から回転テーブル２０への駆動回転力の伝達精度に優れたものとなる。

但し、この軸継手１６５による連結に際しては、グロボイダルカム６４の外周面をターレット２２の外周面に直交させつつ臨ませなければならない配置上の制約が存在し、この制約下で第２モータ６１を空洞部Ｓ３２のほぼ中央に収容しなければならないことから、図９に示すように、第２モータ６１の駆動回転軸６１ａ及びグロボイダルカム６４の軸心Ｃ６４は、円筒状軸体３２の軸心Ｃ３２から所定角度θ１だけ傾けて配置されている。

なお、図１０に示すように配置すれば、第２モータ６１の駆動回転軸６１ａ及びグロボイダルカム６４の軸心Ｃ６４を、前記円筒状軸体３２の軸心Ｃ３２の方向と平行に維持しつつ、前記第２モータ６１を空洞部Ｓ３２に収容することもできる。しかし、この場合には、第２モータ６１の配置位置が空洞部Ｓ３２の中央から側方へ大きく偏ってしまう結果、これを収容するのに大径の円筒状軸体３２が必要となるため、回転テーブル装置２１０の小型化の観点からは好ましいものではない。

ちなみに、上記軸継手１６５の一例としては、図９に破断して示すスリーブ継手（筒形部材１６５の中で、駆動回転軸６１ａとグロボイダルカム６４の端部６４ｂとを突き合わせてキー（不図示）で固着したもの）や、フランジ継手（駆動回転軸６１ａ及びグロボイダルカム６４の端部６４ｂのそれぞれに嵌合した一対のフランジ部材をキーで固着し、これらフランジ部材の互いのフランジ面をボルト・ナットで締め合わせたもの）等が使用可能であるが、これ以外のものを適用しても良い。

＝＝＝第３実施形態＝＝＝
図１１は、第３実施形態の回転テーブル装置２１０を示す平断面図であり、図６と同じ様式で示している。

第１実施形態及び第２実施形態では、例えば図６に示すように、第２駆動機構６０に係るグロボイダルカム６４の軸心Ｃ６４と、第２モータ６１の駆動回転軸６１ａとが互いに平行であったが、本第３実施形態では、図１１に示すように、これらの方向が平行ではなくなっている。そして、この平行配置の制約が無い分だけ、グロボイダルカム６４及び第２モータ６１の配置自由度の点で優れたものになっている。

すなわち、第２モータ６１の方は、前述の第１実施形態と同様に、その駆動回転軸６１ａを円筒状軸体３２の軸心Ｃ３２と一致させて空洞部Ｓ３２の中央に配置されているが、グロボイダルカム６４の方はと言えば、前述の第２実施形態のように、その軸心Ｃ６４が、円筒状軸体３２の軸心Ｃ３２から所定角度θ１だけ傾斜して配置されている。ここで、この傾斜配置を可能にしているのは、回転伝達要素として、平歯車２６５ａと傘歯車２６５ｂとを組み合わせて適用していることによる。詳細に言えば、本第３実施形態の第２モータ６１の駆動回転軸６１ａには平歯車２６５ａが設けられ、他方、グロボイダルカム６４の端部６４ｂには傘歯車２６５ｂが設けられており、これによって、円筒状軸体３２の軸心Ｃ３２回りに回転する駆動回転軸６１ａの回転運動を、円筒状軸体３２の軸心Ｃ３２から所定角度θ１だけ傾斜した方向を中心とする回転運動へ方向転換してグロボイダルカム６４へ伝達するようになっている。

そして、このような構成によれば、グロボイダルカム６４の軸心Ｃ６４と第２モータ６１の駆動回転軸６１ａとを平行に揃える必要がないため、これらの配置上の制約を一つ緩和可能となる。

＝＝＝第４実施形態＝＝＝
図１２は、第４実施形態の回転テーブル装置３１０を示す平断面図であり、図６と同じ様式で示している。

第１乃至第３実施形態においては、例えば図６に示すように、第２駆動機構６０に係るグロボイダルカム６４は、支持台３０の内部空間Ｓ３０の方に収容されていたが、本第４実施形態のグロボイダルカム６４は、図１２に示すように、第２モータ６１と同様に円筒状軸体３２の空洞部Ｓ３２に収容されている。その結果、支持台３０の内部空間Ｓ３０には、ターレット部２２のカムフォロア６２しか収容されず、これによって、支持台３０の支持モーメントの更なる軽減が図られている。また、支持台３０にグロボイダルカム６４を収容せずに済むことから、支持台３０の平面外形形状を矩形形状から、ターレット部２２の平面外形に沿わせた半円形形状に変更することもできて、もって、回転テーブル装置３１０は更に小型になっている。

このグロボイダルカム６４の空洞部Ｓ３２への収容に際しては、グロボイダルカム６４の外周面がターレット部２２の外周面に直交しつつ臨むように配置しなければならないことから、当該グロボイダルカム６４は、その軸心Ｃ６４を前記円筒状軸体３２の軸心Ｃ３２の方向から９０゜だけ傾けつつ、空洞部Ｓ３２における支持台３０寄りの部分に収容されている。なお、支持台３０からは前記空洞部Ｓ３２内へ向けてブラケット３６６が突出形成され、このブラケット３６６の一対の軸受け６３，６３に前記グロボイダルカム６４の両端部が軸支されている。

また、空洞部Ｓ３２における、グロボイダルカム６４よりも支持台３０から遠方の部分には、第２モータ６１が配置され、この第２モータ６１は前記ブラケット３６６にボルト止めされている。この配置状態においては、第２モータ６１の駆動回転軸６１ａは、グロボイダルカム６４の端部６４ｂの側方に位置し、その軸心Ｃ６４と平行に配置されている。このため、第２モータ６１からグロボイダルカム６４への駆動回転力を伝達するための回転伝達要素としては、前述したプーリと無端ベルトからなる巻掛け伝動装置５５が適用されている。なお、複数の平歯車からなる歯車伝動装置を用いても良いのは言うまでもない。

＝＝＝その他の実施形態＝＝＝
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形が可能である。

（ａ）前述の実施形態では、第２駆動機構６０の全部を、前記支持台３０の内部空間Ｓ３０及び前記円筒状軸体３２の空洞部Ｓ３２に亘って収容していたが、何等これに限るものではなく、例えば、第２駆動機構６０の一部分が前記内部空間Ｓ３０又は前記空洞部Ｓ３２から外に突出していても構わない。但し、この場合には、突出した一部分に周囲の物がぶつかって損傷を受け易くなるため、可能であれば、前述の実施形態のように、前記内部空間Ｓ３０及び前記空洞部Ｓ３２のいずれからも第２駆動機構６０が全く突出しないように収容するのが望ましい。

（ｂ）前述の実施形態では、第１及び第２モータ５１，６１の種類について特に言及していないが、投入動力に応じて駆動回転する駆動回転軸５１ａ，６１ａを備えるものであれば、いずれも適用可能である。例えば、電力で駆動回転軸５１ａ，６１ａを回転する電動モータであっても良いし、空気や油を作動流体として駆動回転軸５１ａ，６１ａを回転する空圧モータや油圧モータであっても良い。

（ｃ）前述の実施形態では、第１及び第２カム機構のカムとしてグロボイダルカム５４，６４を用いていたが、何等これに限るものではなく、前記カムフォロア５２、６２が係合する螺旋溝を外周面に備えた円筒カム等を適用しても良い。

（ｄ）前述の実施形態では、円筒状軸体３２を、側方の一例としての水平方向へ突出形成し、この水平な円筒状軸体３２を支持台３０の回動軸３０ａとしていたが、何等これに限るものではなく、例えば、円筒状軸体３２を、水平方向から所定角度だけ傾いた方向に突出形成し、この傾いた円筒状軸体３２を回転軸として支持台３０を回動可能に支持するようにしても良い。更には、円筒状軸体３２を、側方ではなく鉛直方向へ突出形成し、この鉛直な円筒状軸体３２を回動軸として支持台３０を回動可能に支持しても良い。

本発明に係る第１実施形態の回転テーブル装置１０を説明するための斜視図である。同平面図である。同正面図である。図２中のIV-IV線矢視の縦断面図である。図２中のV-V線矢視の縦断面図である。図３中のVI-VI線矢視の平断面図である。図６のVII部を拡大して示すクロスローラー軸受け８０の説明図である。図７で示すローラー８１の隣のローラー８１の部分を示す図である。第２実施形態の回転テーブル装置１１０を示す平断面図である。第２実施形態の回転テーブル装置１１０の長所を比較説明するための図である。第３実施形態の回転テーブル装置２１０を示す平断面図である。第４実施形態の回転テーブル装置３１０を示す平断面図である。マシニングセンタ９０の一例を示す斜視図である。従来の回転テーブル装置９５を示す斜視図である。

符号の説明

１０回転テーブル装置
２０回転テーブル
３０支持台
３２円筒状軸体（軸体）
４０基台
４１孔部
６０第２駆動機構（駆動機構）
Ｓ３２空洞部

Claims

回転テーブルを回転可能に軸支する支持台と、該支持台に突出形成された軸体を孔部に挿入して前記支持台を回動可能に片持ち支持する基台と、を備えた回転テーブル装置であって、
前記軸体には、前記回転テーブルを回転させるための駆動機構の少なくとも一部を収容するための空洞部が形成されていることを特徴とする回転テーブル装置。
請求項１に記載の回転テーブル装置において、
前記軸体は、該支持台から側方へ突出形成されていることを特徴とする回転テーブル装置。
請求項２に記載の回転テーブル装置において、
前記孔部に設置された軸受けによって、前記軸体は、その軸心回りに回動可能に支持され、
前記駆動機構は、前記軸体の軸心方向に関して、前記軸受けの設置位置を跨がって配置されていることを特徴とする回転テーブル装置。
請求項３に記載の回転テーブル装置において、
前記軸受けは、クロスローラー軸受けであり、
該クロスローラー軸受けの転動体が転動する転動溝のうち、前記軸体側の転動溝は、該軸体に直接形成されていることを特徴とする回転テーブル装置。
請求項２乃至４のいずれかに記載の回転テーブル装置において、
前記回転テーブルは、その回転中心と同心に突出形成された回転軸を有し、
該回転軸は、前記支持台の内部空間に収容されているとともに、該内部空間は前記空洞部に連通し、
これら内部空間及び空洞部には、投入動力に基づいて駆動回転軸を回転させるモータと、前記駆動回転軸の回転に基づいて前記回転軸を回転させるカム機構とが、前記駆動機構として収容されていることを特徴とする回転テーブル装置。
請求項５に記載の回転テーブル装置において、
前記モータ及び前記カム機構は、前記内部空間及び前記空洞部から一部分も突出することなく収容されていることを特徴とする回転テーブル装置。
請求項５又は６に記載の回転テーブル装置において、
前記空洞部に収容されたモータは、前記支持台に支持され、
前記内部空間に収容されたカム機構は、前記回転軸の外周面に、その周方向に沿って等間隔に設けられたカムフォロアと、前記回転軸と直交する方向に軸心を揃えつつ回転可能に前記支持台に軸支されたカムと、を有し、
前記モータが前記カムを回転して、該カムの外周面に形成されたカム面に前記カムフォロアが順次係合されることによって、前記回転テーブルは回転することを特徴とする回転テーブル装置。
請求項７に記載の回転テーブル装置において、
前記モータは、その駆動回転軸を前記カムの軸心と平行に配置され、
前記駆動回転軸と前記カムとの間には、前記駆動回転軸の回転を前記カムに伝達するための回転伝達要素が設けられていることを特徴とする回転テーブル装置。
請求項８に記載の回転テーブル装置において、
前記モータの駆動回転軸は、前記軸体の軸心と一致させて配置されていることを特徴とする回転テーブル装置。
請求項８又は９に記載の回転テーブル装置において、
前記回転伝達要素は、複数の歯車であることを特徴とする回転テーブル装置。
請求項８又は９に記載の回転テーブル装置において、
前記回転伝達要素は軸継手であり、
該軸継手によって、前記駆動回転軸と前記カムとは、互いの回転中心を一致させつつ突き合わされた状態で連結されていることを特徴とする回転テーブル装置。
請求項５乃至１１のいずれかに記載の回転テーブル装置において、
前記回転テーブルの回転軸と前記支持台の前記軸体の軸心とは、互いに直交していることを特徴とする回転テーブル装置。
請求項１乃至１２のいずれかに記載の回転テーブル装置において、
前記回転テーブルの回転軸は、クロスローラー軸受けを介して前記支持台に軸支されており、
前記クロスローラー軸受けの転動体の転動溝のうち、前記回転軸側の転動溝は、該回転軸に直接形成されていることを特徴とする回転テーブル装置。
請求項１乃至１３のいずれかに記載の回転テーブル装置において、
前記支持台を前記軸体の軸心回りに回動させるための駆動機構を有し、
該駆動機構は、前記軸体の外周面に、その周方向に沿って等間隔に設けられたカムフォロアと、前記軸体と直交する方向に軸心を揃えつつ回転可能に前記基台に軸支されたカムと、該カムを回転させるためのモータと、を有し、
前記モータが前記カムを回転して、該カムの外周面に形成されたカム面に前記カムフォロアが順次係合されることによって、前記支持台は前記基台に対して回動することを特徴とする回転テーブル装置。