JP2010000590A - 工作機械用の割出し装置における発熱体の冷却回路 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却を要する２以上の発熱体を含む工作機械用の割出し装置において、その冷却回路の構造を簡素化すること。
【解決手段】ハウジング内に冷却を要する２以上の発熱体と、前記各発熱体を冷却すべく各発熱体の周囲に設けられた冷却流路を有する冷却回路とを含む工作機械用の割出し装置において、前記冷却回路は、順位付けされた前記各発熱体のうちの最上位の発熱体用の前記冷却流路へ冷却用流体を供給するための流体供給路であって前記ハウジングに形成された供給ポートを有する流体供給路と、上位の発熱体用の前記冷却流路の排出側と１つ下位の発熱体用の前記冷却流路の供給側とを繋ぐ中間流路と、最下位の発熱体用の前記冷却流路からの前記冷却用流体を排出するための流体排出路であって前記ハウジングに形成された排出ポートを有する流体排出路を含むことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、内部に冷却対象となる発熱体を２以上備える工作機械用の割出し装置に適用するもので、これら２以上の発熱体を冷却するための回路に関する。

２以上の発熱体を内蔵する工作機械用の割出し装置の一例としては、複数の駆動源を備えた傾斜回転テーブル装置が挙げられる。この傾斜回転テーブル装置としては、円テーブルを回転させる回転軸と、円テーブルを傾斜させる傾斜軸とを、別々の直接駆動型モータ（以下、「ＤＤモータ」ともいう。）で駆動するものが知られている（特許文献１）。
特開２００６−９５６６８号公報

上述の円テーブルの回転または傾斜駆動に伴い、ＤＤモータは発熱して高温状態となる。そのため、特許文献１には記載されていないが、各ＤＤモータを冷却するための冷却回路（冷却用の流体を流すための配管）が必要となる。

冷却回路を構成する一例として、インナーロータ形のＤＤモータの場合では、内周面にモータステータが嵌挿されると共に外周面に螺旋状の溝が形成された筒状のケース部材（冷却用ジャケット）を割出し装置の部品に用いるものがある。そして、モータステータが嵌挿されたケース部材をハウジング部材の円形断面の内周面に嵌挿し、上記溝とハウジング部材の内周面とによって螺旋状の冷却流路が形成される。この螺旋状の冷却流路に冷却用の流体を流すことによってＤＤモータは冷却される。

上述の冷却の仕組みを利用しつつ、ハウジング部材に前述した回転軸と傾斜軸とを支持させると共に、上記螺旋状の冷却流路の両端に通じる供給路と排出路とをハウジング部材の内部に構築すると、供給路、螺旋状の冷却流路、排出路の順に流体を流す冷却回路が構成される。

ところで、前述した特許文献１の傾斜回転テーブル装置のようにＤＤモータが２つ存在するときに、ＤＤモータを２つとも冷却対象にする場合、図５に示すように上述した冷却回路９０をＤＤモータ９１ごとに独立して設けるのが、一般的である。つまり、ハウジングには、冷却対象の数に対応させて、供給路、排出路、供給路の供給ポート、排出路の排出ポートが設けられることになる。

しかし、冷却対象の数に対応させて冷却回路を独立してハウジングに設けると、以下の問題が生ずる。

まず、ハウジングの内部に形成される供給路、排出路の数が多くなり、供給路と排出路を合わせた数量は冷却対象の数の２倍となることから、ハウジングの内部構造が複雑化する。

また、供給ポート、排出ポートにはそれぞれ供給用、排出用のホース（又はそれに類するもの、以下「ホース類」という。）が接続される。従って、冷却対象の数の２倍のホース類がハウジングに接続されることになり、ホース類の数が多くなることによって接続箇所を間違える配管ミスが生じやすくなる。

その上、多くのホース類を冷却用流体の供給源から傾斜回転テーブル装置の各ポートまで配索せねばならず、配索空間を十分に確保することが困難になるし、また、円テーブル上のワークの加工に伴って発生した切り粉等を清掃する際に、ホース類が邪魔になりやすい。

さらに、傾斜回転テーブル装置の使用例として、マシニングセンタ等の工作機械における移動テーブル上に設置され、ワークの加工時に工作機械のＸ軸方向やＹ軸方向へ移動テーブルと一緒に移動される場合がある。この場合において、傾斜回転テーブル装置に多くのホース類が接続されていると、それらが移動の際に負荷となり、加工精度の悪化を招く場合もある。

上述した問題点の冷却対象は、ＤＤモータであったが、これに限らず、冷却を要する発熱体であればよい。また、割出し装置の対象も、２つの駆動部を有する傾斜回転テーブル装置であったが、これに限らず、Ａ軸、Ｃ軸の駆動部を有するスピンドルヘッドなどであってもよいし（特許文献２）、１つ又は３つ以上の駆動部を有するのものであってもよい。つまり、冷却対象が駆動部であるか否か、駆動部の個数が幾つかに関係なく、冷却を要する発熱体が２つ以上備わっている工作機械の割出し装置であれば、上述した問題と同様のことは起こりうる。
米国特許５５８４６２１号明細書

本発明は、上記実情を考慮して創作されたもので、その解決課題は、冷却を要する２以上の発熱体を含む工作機械用の割出し装置において、その冷却回路の構造を簡素化し、上述した問題を解消することである。

本発明は、ハウジング内に冷却を要する２以上の発熱体と、前記各発熱体を冷却すべく各発熱体の周囲に設けられた冷却流路を有する冷却回路とを含む工作機械用の割出し装置を前提とする。

そして、工作機械用の割出し装置における発熱体の冷却回路は、前記冷却回路は、順位付けされた前記各発熱体のうちの最上位の発熱体用の前記冷却流路へ冷却用流体を供給するための流体供給路であって前記ハウジングに形成された供給ポートを有する流体供給路と、上位の発熱体用の前記冷却流路の排出側と１つ下位の発熱体用の前記冷却流路の供給側とを繋ぐ中間流路と、最下位の発熱体用の前記冷却流路からの前記冷却用流体を排出するための流体排出路であって前記ハウジングに形成された排出ポートを有する流体排出路を含むことを特徴とする。

前記順位付けの仕方は、問わない。一例としては、前記順位付けを、発熱量が大きい前記発熱体ほど上位となるように設定する。

また、前記割出し装置は、駆動部の数量や、冷却を要する発熱体が何であるかは問わない。一例としては、前記割出し装置が２以上の駆動部を含み、前記発熱体が前記駆動部の駆動源として設けられた直接駆動型モータである。

本発明は、ハウジング内に形成される流体供給路と流体排出路の数を、発熱体の数量に関係なく２つにするので、中間流路の数量を差し引いても、冷却回路の構造が簡素化される。また、本発明は、供給ポート、および排出ポートも各１個にするので、各ポートに接続する供給用、排出用のホース類も１組で済み、従来のように複数組設けなくてよいので、配管ミスを軽減できると共に、冷却用流体の供給源から各ポートまでの間の配索空間を確保しやすくなり、その上、加工に伴って発生した切粉等の清掃が容易になる。さらに、工作機械上で割出し装置を移動させて加工を行う際に、ホース類が移動の負荷となって加工精度が低下することを本発明は防止できる。

また、順位付けを、発熱量が大きい前記発熱体ほど上位となるように設定した場合は、発熱量が大きい発熱体から順番に冷却されるので、冷却回路における冷却性能を損なうことがなく、各発熱体を効率的に冷却できる。

本発明が適用される工作機械用の割出し装置は、２以上の発熱体を備えるものであればよく、例えば傾斜回転テーブル装置、スピンドルヘッド等の複数の駆動源を備えたもの、或いは回転テーブル装置等の単一の駆動源を備えたものが挙げられる。また、ここでの発熱体とは、例えば割出し装置内に設けられる駆動源となる駆動モータ、クランプ部等が挙げられる。駆動モータとしては、ギヤ等の減速機構を用いるものや、このような減速機構を使わない直接駆動型モータ（ＤＤモータ）が挙げられる。

図１の工作機械用の割出し装置は、傾斜回転テーブル装置である。傾斜回転テーブル装置は、大別すると、円テーブル２を回転する回転駆動部Ａと、回転駆動部Ａごと円テーブル２を傾ける傾斜駆動部Ｂとから構成される。以下、各構成要素について詳述する。

回転駆動部Ａは、ワークが搭載される円テーブル２と、円テーブル２を支持する回転軸３と、回転軸３を回転可能に支持すると共に傾斜駆動部Ｂに支持されるハウジング１と、ハウジング１と回転軸３との間に収容される回転駆動用ＤＤモータ４と、ハウジング１と回転軸３との間に収容されるクランプ装置５とから構成される。そして、回転駆動用ＤＤモータ４を駆動させると、ハウジング１に対して円テーブル２が回転軸３と一緒に、鉛直方向を軸線方向として回転して、その角度位置（回転位置）が割出される。また、クランプ装置５を作動させると、回転軸３がクランプされ、前記回転によって割出された円テーブル２の角度位置が保持される。

円テーブル２は、その上面にワークを載置して保持するものである。円テーブル２の円中心は、円テーブル２の下面から鉛直方向に垂下する回転軸３の軸線方向と一致して設けられている。また、円テーブル２と回転軸３には、軸線方向に沿ってそれぞれ貫通孔２ｈ、３ｈが上下方向に連通して形成されている。

回転軸３は、円筒状の大径部３ａ１を有する外側の第一軸部材３ａと、円筒状の小径部３ｂ１を有する内側の第二軸部材３ｂとから構成される。そして、第一軸部材３ａの大径部３ａ１と第二軸部材３ｂの小径部３ｂ１が内外方向に離間して同心円状に配置される。また、第一軸部材３ａは、大径部３ａ１の上端部から半径方向内向きに延在する内鍔部３ａ２を備える。この内鍔部３ａ２と第二軸部材３ｂの上端部とを凹凸によって位置決めし、位置決めした箇所と円テーブル２は、円周方向の複数個所において鉛直方向に螺挿されるネジ部材で連結される。この連結により、回転軸３は下向きに開口する二重管状に形成されると共に、円テーブル２と回転軸３は一体に連結される。

ハウジング１は、回転軸３の大径部３ａ１を囲繞する円筒部１ａ１が備えられた外側の第一ハウジング部材１ａと、この大径部３ａ１とその内側における回転軸３の小径部３ｂ１との間に配置される円筒部１ｂ１が備えられた内側の第二ハウジング部材１ｂとから構成される。

第一ハウジング部材１ａは、その円筒部１ａ１の上端部から半径方向内向きに延在する内鍔部１ａ２を備える。この内鍔部１ａ２がＯリングを介して、その内側における回転軸３の大径部３ａ１の外周面に密着して設けられる。

第二ハウジング部材１ｂは、その円筒部１ｂ１の下端部から半径方向外向きに延在するフランジ部１ｂ２を備える。このフランジ部１ｂ２を第一ハウジング部材１ａの円筒部１ａ１の下端部に対して凹凸によって位置決めし、位置決めした箇所は、円周方向の複数個所において鉛直方向に螺挿されるネジ部材で連結される。この連結により、ハウジング１は、上向きに開口する二重管状に形成される。

また、下側においては、第二ハウジング部材１ｂの円筒部１ｂ１には回転軸３の回転量を検出するためのエンコーダ６１が設けられ、回転軸３の第一軸部材３ａにはエンコーダ６１に検出される被検出子６２が設けられている。エンコーダ６１からの検出信号に基づいて、円テーブル２の回転量が検出される。

逆方向に開口する二重管状のハウジング１と回転軸３との嵌り合いによって、半径方向の異なる箇所において、環状の空間が形成される。第一ハウジング部材１ａの円筒部１ａ１と、その内側の回転軸３の大径部３ａ１との間には、モータ用の収容空間７１が形成される。また、回転軸３の大径部３ａ１と、その内側の第二ハウジング部材１ｂの円筒部１ｂ１との間には、クランプ装置用の収容空間７２が形成される。また、第二ハウジング部材１ｂの円筒部１ｂ１と、回転軸３の小径部３ｂ１との間には、軸受用の収容空間７３が形成される。この軸受用の収容空間７３に軸受８１を収容することによって、ハウジング１は回転軸３を回転可能に支持する。

回転駆動用ＤＤモータ４は、ロータ４ａの外周面をステータ４ｂが囲繞するインナーロータ形である。回転駆動用ＤＤモータ４は、固定鉄心にコイルを巻回して構成されたステータ４ｂと、ステータ４ｂの内周面に近接して対向する複数のマグネットを円周方向に亘って配置したロータ４ａと、ステータ４ｂを外周側から保持する冷却用ジャケット４ｃとを同心円状に配置した構成である。

ロータ４ａは、回転軸３の大径部３ａ１の外側に嵌挿される。ロータ４ａの上には回転軸３の大径部３ａ１の上端外周部が段差状に張り出している。この大径部３ａ１の上端外周部とロータ４ａは、円周方向の複数個所において鉛直方向に螺挿されるネジ部材で相対回転不能に連結される。

ステータ４ｂは、第一ハウジング部材１ａの円筒部１ａ１の内側に冷却用ジャケット４ｃを介して嵌挿されると共に、ロータ４ａの外側に配置される。

冷却用ジャケット４ｃは、その上端部と下端部の外周面がＯリングを介して第一ハウジング部材１ａの円筒部１ａ１の内周面に密着して嵌挿される。また、Ｏリングを設けた上端部と下端部との間においては、冷却用流体を通すための螺旋状の溝（図では単なる幅広溝）が、冷却用ジャケット４ｃの外周面に形成される。溝を形成した範囲の外側に第一ハウジング部材１ａの円筒部１ａ１が嵌合することによって、その嵌合面には螺旋状の冷却流路２２が形成される。

クランプ装置５は、回転軸３の大径部３ａ１を相対的に締め付けることによって、回転軸３を相対回転不能とするクランプスリーブ５ａと、クランプスリーブ５ａを変形させる作動流体（圧油、等）を導く第二ハウジング部材１ｂの円筒部１ｂ１とから構成される。

クランプスリーブ５ａは、第二ハウジング部材１ｂの円筒部１ｂ１と、その外側の回転軸３の大径部３ａ１との間に、同心円状に配置してある。クランプスリーブ５ａの下端部には外向きに突出するフランジ部５ｂを備え、フランジ部５ｂとその下側における第二ハウジング部材１ｂのフランジ部１ｂ２とは、円周方向の複数個所において鉛直方向に螺挿されるネジ部材によって連結される。

クランプスリーブ５ａは、その内周に溝を有し、その溝により上下の厚肉部５ｃの間に変形可能な薄肉部５ｄが形成される。また、その溝と、その内側の第二ハウジング部材１ｂの円筒部１ｂ１とにより、薄肉部５ｄを変形させるための作動流体が供給される圧力室５ｅが形成される。圧力室５ｅの外側を形成する薄肉部５ｄは、その外側の回転軸３の大径部３ａ１に近接して配置される。一方、圧力室５ｅの内側を形成する第二ハウジング部材１ｂの円筒部１ｂ１の内部には、圧力室５ｅに通じる流体通路が形成される。この流体通路に外部から作動流体を供給することにより、薄肉部５ｄを拡径する方向に変形させて回転軸３の大径部３ａ１を締め付け、その結果、回転軸３は回転不能に保持される。

次に述べる傾斜駆動部Ｂは、回転駆動部Ａの下方に配置される台座Ｂ３と、台座Ｂ３の上に対向して立設された支持部Ｂ２と、駆動部Ｂ１とから構成される。支持部Ｂ２と駆動部Ｂ１は、回転駆動部Ａを挟むように配置され、回転駆動部Ａの回転軸３に直交する水平方向を軸線方向として、回転駆動部Ａの円テーブル２を回転駆動部Ａごと傾斜可能に支持するものである。

円テーブル２を傾斜可能に支持させるために、回転駆動部Ａにおける第一ハウジング部材１ａの円筒部１ａ１の上端から、前記水平方向の両外側に軸固定部１ｃが突出している。図では左側の軸固定部１ｃの外側面には図示しない水平な支持軸が外側に向かって固着される。この支持軸を支持部Ｂ２は、その上部内に回転可能に支持する。図では右側の軸固定部１ｃの外側面には後述する水平な傾斜軸８が外側に向かって支持軸と同軸に固着される。

駆動部Ｂ１は、前述の回転駆動部Ａを横向きに寝かせた構造に似ている。駆動部Ｂ１は、台座Ｂ３上に立設されたハウジング６を主体とする。ハウジング６には、回転駆動部Ａを回転可能に支持する傾斜軸８と、傾斜軸８を駆動する傾斜駆動用ＤＤモータ９と、回転駆動部Ａへ冷却用流体を供給するためのロータリジョイント７と、傾斜軸８の回転を停止するクランプ装置１０とが内蔵される。以下、各構成要素について詳述する。

傾斜軸８は、回転駆動部Ａにおける右側の軸固定部１ｃの外側面に固着され、水平方向に延在するものである。そして、傾斜軸８は、外側の軸部材８ａと、内側のロータリジョイント７のシャフト７ｂとから構成される。シャフト７ｂに備わる円筒状の小径部７ｂ１と、軸部材８ａに備わる円筒状の大径部８ａ１とが内外方向に離間して同心円状に配置される。また、軸部材８ａの回転駆動部Ａ側を塞ぐ底部８ｂと、このシャフト７ｂの回転駆動部Ａ側を塞ぐ底部７ｃとを重ね、重ねた箇所は、円周方向の複数個所において水平方向に螺挿されるネジ部材で連結される。この連結により傾斜軸８は、側方外向きに開口する二重管状に形成される。

駆動部Ｂ１のハウジング６は、台座Ｂ３上に立設される外側の第三ハウジング部材６ａと、第三ハウジング部材６ａの内部に設けられる内側の第四ハウジング部材６ｂとから構成される。

第三ハウジング部材６ａは、水平な傾斜軸８の大径部８ａ１を囲繞する円筒部６ａ１と、その円筒部６ａ１の外周面下側に一体的に形成された台座Ｂ３に載せる載置部６ａ２とから成る。また、その円筒部６ａ１の回転駆動部Ａ側の端面には、半径方向内向きに延在する内鍔部６ａ３が、円周方向の複数個所において水平方向に螺挿されるネジ部材で連結される。この内鍔部６ａ３がＯリングを介して、その内側における傾斜軸８の大径部８ａ１の外周面に密着して設けられる。また、その円筒部６ａ１の反回転駆動部側には、半径方向内向きに延在する内鍔部６ａ４が連続して設けられる。

第四ハウジング部材６ｂは、シャフト７ｂの小径部７ｂ１とその外側の傾斜軸８の大径部８ａ１との間に配置される円筒部６ｂ１が備えられ、その円筒部６ｂ１の反回転駆動部側から半径方向外向きに延在するフランジ部６ｂ２を備える。このフランジ部６ｂ２を第三ハウジング部材６ａの反回転駆動部側に対して凹凸によって位置決めし、位置決めした箇所は、円周方向の複数個所において水平方向に螺挿されるネジ部材で連結される。この連結により駆動部Ｂ１のハウジング６は、回転駆動部Ａ側に開口する二重管状に形成される。

逆方向に開口する二重管状の駆動部Ｂ１のハウジング６と傾斜軸８との嵌り合いによって、半径方向の異なる箇所において、環状の空間が形成される。ハウジング６の第三ハウジング部材６ａと、その内側の傾斜軸８の大径部８ａ１との間には、モータ用の収容空間７４が形成される。また、第四ハウジング部材６ｂの円筒部６ｂ１と、シャフト７ｂの小径部７ｂ１との間には、軸受用の収容空間７５と、クランプ装置用の収容空間７６とが、水平方向に離間して形成される。この軸受用の収容空間７５に軸受８２を収容することによって駆動部Ｂ１のハウジング６は、傾斜軸８を回転可能に支持する。

傾斜駆動用ＤＤモータ９は、回転駆動用ＤＤモータ４と同様に、インナーロータ形であって、ロータ９ａと、ロータ９ａの外周面を囲繞するステータ９ｂと、ステータ９ｂを外周側から保持する冷却用ジャケット９ｃとを同心円状に配置した構成である。

ロータ９ａは、傾斜軸８の大径部８ａ１の外側に嵌挿される。回転駆動部Ａ側において、ロータ９ａの側面には、傾斜軸８の大径部８ａ１の外周部が段差状に張り出している。この大径部８ａ１の外周部とロータ９ａは、円周方向の複数個所において水平方向に螺挿されるネジ部材で相対回転不能に連結される。

ステータ９ｂは、第三ハウジング部材６ａの円筒部６ａ１の内側に、冷却用ジャケット９ｃを介して嵌挿されると共に、ロータ９ａの外側に配置される。

冷却用ジャケット９ｃは、その回転駆動部Ａ側と反回転駆動部側の外周面がＯリングを介して第三ハウジング部材６ａの円筒部６ａ１に密着して嵌め込まれる。また、Ｏリングを設けた回転駆動部Ａ側と反回転駆動部側の間においては、冷却用流体を通すための螺旋状の溝（図では単なる幅広の溝）が、冷却用ジャケット９ｃの外周面に形成される。溝を形成してある範囲の外側に、第三ハウジング部材６ａの円筒部６ａ１が嵌合することによって、嵌合面には螺旋状の流路が冷却流路２４として形成される。

クランプ装置１０は、回転駆動部Ａのクランプ装置５と比べて、締め付け方向が内側になったこと、配置箇所が異なること以外、同様の構成である。詳しくは、ロータリジョイント７の小径部７ｂ１を相対的に締め付けることによって、回転軸３を相対回転不能とするクランプスリーブ１０ａと、クランプスリーブ１０ａを変形させる作動流体を導く第四ハウジング部材６ｂの円筒部６ｂ１とからクランプ装置１０は、構成される。

クランプスリーブ１０ａは、第四ハウジング部材６ｂの円筒部６ｂ１と、その内側のシャフト７ｂの小径部７ｂ１との間に、同心円状に配置してある。クランプスリーブ１０ａの反回転駆動部側には外向きに突出するフランジ部１０ｂを備え、フランジ部１０ｂと、隣接する第四ハウジング部材６ｂのフランジ部６ｂ２とは、円周方向の複数個所において水平方向に螺挿されるネジ部材によって連結される。

クランプスリーブ１０ａは、その外周に溝を有し、その溝により水平方向に離間する一対の厚肉部１０ｃの間に変形可能な薄肉部１０ｄが形成される。また、その溝と、その外側の第四ハウジング部材６ｂの円筒部６ｂ１とにより、薄肉部１０ｄを変形させるための作動流体が供給される圧力室１０ｅが形成される。圧力室１０ｅの内側を形成する薄肉部１０ｄは、その内側に配置されるシャフト７ｂの小径部７ｂ１に近接して配置される。一方、圧力室５ｅの外側を形成する第四ハウジング部材６ｂの円筒部６ｂ１の内部には、圧力室１０ｅに通じる流体通路が形成される。この流体通路に外部から作動流体を供給することにより、薄肉部１０ｄを縮径する方向に変形させてシャフト７ｂの小径部７ｂ１を締め付け、その結果、傾斜軸８は回転不能に保持される。

また、反回転駆動部側においては、クランプスリーブ１０ａには傾斜軸８の回転量を検出するためのエンコーダ６３が設けられ、シャフト７ｂの小径部７ｂ１にはエンコーダ６３に検出される被検出子６４が設けられている。エンコーダ６３からの検出信号に基づいて、傾斜軸８の回転量が検出される。

ロータリジョイント７は、前述のシャフト７ｂと、ディストリビュータ７ａとから構成され、シャフト７ｂの円筒状の小径部７ｂ１の内周面にディストリビュータ７ａの円柱状のロッド部７ａ１が嵌挿される。

ディストリビュータ７ａは、ロッド部７ａ１の反回転駆動部側にフランジ部７ａ２を半径方向外向きに突設してある。フランジ部７ａ２の外周部と、第四ハウジング部材６ｂのフランジ部６ｂ２とは、反回転駆動部側において重なり合う。重なり合う箇所は凹凸によって位置決めされ、円周方向の複数個所において水平方向に螺挿されるネジ部材で連結される。このように、ディストリビュータ７ａのフランジ部７ａ２は、第四ハウジング部材６ｂの反回転駆動部側に連結され、ハウジング６と同様に外郭を構成することから、ハウジング６の一部である。

また、図２に示すように、ロータリジョイント７に設けられる二つの流路を利用して、回転駆動部Ａの冷却流路２２に冷却用流体を供給する流体供給路２１と、回転駆動部Ａの冷却流路２２から排出される冷却用流体を傾斜駆動部Ｂの冷却流路２４に中継する中間流路２３が形成される。

流体供給路２１は、ロータリジョイント７のディストリビュータ７ａに形成された供給ポート２１ａから回転駆動用ＤＤモータ４の外周部における冷却流路２２の供給側を連通させるもので、供給ポート２１ａも含まれる。また、流体供給路２１は、ロータリジョイント７、傾斜軸８、および回転駆動部Ａのハウジング１に亘って形成され、回転駆動部Ａの冷却流路２２の供給側に通じる流路である。なお、流体供給路２１におけるロータリジョイント７内のディストリビュータ７ａのロッド部７ａ１とシャフト７ｂとの間の部分は、ロッド部７ａ１とシャフト７ｂとの嵌合面に形成された円周方向に連続する環状溝２１ｂによって構成され、ロッド部７ａ１とシャフト７ｂとが相対回転しても両者の連通状態が維持されるようになっている。

一方、中間流路２３は、回転駆動用ＤＤモータ４の外周部における冷却流路２２の排出側と傾斜駆動用ＤＤモータ９の外周部における冷却流路２４の供給側とを連通させるものである。また、中間流路２３は、回転駆動部Ａのハウジング１、傾斜軸８、ロータリジョイント７、及び傾斜駆動部Ｂにおける駆動部Ｂ１のハウジング６に亘って形成され、傾斜駆動部Ｂの冷却流路２４の供給側に通じる流路である。

なお、中間流路２３におけるロータリジョイント７内のディストリビュータ７ａのロッド部７ａ１とシャフト７ｂとの間の部分は、先の環状溝２１ｂとは水平方向に位置をずらしてロッド部７ａ１とシャフト７ｂとの嵌合面に形成された別の環状溝２３ａによって構成され、ロッド部７ａ１とシャフト７ｂとが相対回転しても両者の連通状態が維持されるようになっている。

この傾斜駆動部Ｂ側の冷却流路２４の排出側には、流体排出路２５が形成される。流体排出路２５は、傾斜駆動部Ｂ側の冷却流路２４の排出側と、傾斜駆動部Ｂにおける駆動部Ｂ１のハウジング６に形成された排出ポート２５ａを連通させるもので、排出ポート２５ａを含む。なお、上述した各流路は、対応する部位に穿設された孔を連通させて形成されているが、ホース類を用いて形成することも可能な場合がある。

上述したように、傾斜駆動部Ｂの駆動部Ｂ１におけるハウジング６に形成された供給ポート２１ａを含む流体供給路２１、回転駆動部Ａの冷却流路２２、中間流路２３、傾斜駆動部Ｂの冷却流路２４、および傾斜駆動部Ｂの駆動部Ｂ１におけるハウジング６に形成された排出ポート２５ａを含む流体排出路２５、の順番通りの連通によって、工作機械用割出し装置における発熱体の冷却回路２０が構成される。供給ポート２１ａには流体供給源からの供給ホースが接続され、排出ポート２５ａには流体供給源からの排出ホースが接続される。そして、流体供給源から冷却用流体が冷却回路２０に流れ、流体供給源に回収される。

冷却回路２０の一部を構成する各冷却流路２２、２４は、回転駆動用ＤＤモータ４、傾斜駆動用ＤＤモータ９の周囲に設けられている。つまり、各ＤＤモータ４、９が冷却を要する発熱体である。

また、上述した２つの発熱体の冷却順位は、発熱量の大きいものを優先する観点から、回転駆動用ＤＤモータ４を上位とし、傾斜駆動用ＤＤモータ９を下位としてある。すなわち、まず、発熱量の大きい回転駆動用ＤＤモータ４を冷却すべくその周囲に設けられた冷却流路２２に冷却用流体は流され、その後、傾斜駆動用ＤＤモータ９を冷却すべくその周囲に設けられた冷却流路２４に冷却用流体は供給される。このように、より発熱量の大きい発熱体を先に冷却する構成を採用することにより、単一の冷却回路２０で複数の発熱体を冷却するにあたり、各発熱体についての冷却性能が損なわれないものとし、各発熱体の冷却が効率良く行えるものとなる。

上述した例では、本発明による冷却回路について、冷却対象である発熱体が２つの場合の工作機械用割出し装置を対象とし、単一の冷却回路２０で２つの発熱体を冷却する構成について述べたが、本発明による冷却回路は、冷却対象である発熱体が３つ以上の場合の工作機械用割出し装置にも適用することができる。

図３の例は、冷却対象である発熱体が３つである場合、すなわち傾斜駆動部Ｂが回転駆動部Ａの両側に駆動部Ｂ１を有する傾斜回転テーブル装置に、本発明の冷却回路３０を適用したものである。

この傾斜駆動部Ｂのうち一方、図では右側の駆動部Ｂ１は、先例の駆動部Ｂ１と同一に形成する。また、傾斜駆動部Ｂのうち他方、図では左側の駆動部Ｂ１は、先例の支持部Ｂ２の代わりに用いられるもので、先例の傾斜駆動部Ｂの駆動部Ｂ１と同様、ハウジング６、ロータリジョイント７、傾斜軸８、傾斜駆動用ＤＤモータ９、クランプ装置１０を構成要素とする。このため、傾斜駆動部Ｂの両側の駆動部Ｂ１が同期して各々の傾斜軸８を回転駆動することによって、回転駆動部Ａの円テーブル２は傾斜する。

傾斜駆動部Ｂの駆動部Ｂ１は、回転駆動部Ａと比べ、ハウジング１や回転駆動用ＤＤモータ４等を含む回転駆動部Ａ自体を傾斜軸８で回転駆動するものなので、駆動に要する負荷が大きい。このため、負荷が大きい加工や重量の重いワークを加工するための装置として、図示のように両側に傾斜駆動部Ｂの駆動部Ｂ１を設けた構成が用いられる場合がある。

図３の例では、傾斜駆動部Ｂにおける右側の駆動部Ｂ１のハウジング６に形成された供給ポート３１ａを含む流体供給路３１、回転駆動部Ａの冷却流路３２、第一の中間流路３３、傾斜駆動部Ｂにおける左側の駆動部Ｂ１に形成された冷却流路３４、第二の中間流路３５、右側の駆動部Ｂ１に形成された冷却流路３６、および右側の駆動部Ｂ１のハウジング６に形成された排出ポート３７ａを含む流体排出路３７、の順番通りの連通によって、単一の冷却回路３０が構成される。

流体供給路３１、回転駆動部Ａの冷却流路３２は、先例の流体供給路２１および回転駆動部Ａの冷却流路２２と同一構造である。

第一の中間流路３３は、回転駆動部Ａの冷却流路３２の排出側と、左側の駆動部Ｂ１の冷却流路３４の供給側とを連通するものである。また、第一の中間流路３３は、回転駆動部Ａのハウジング１、左側の傾斜軸８、左側のロータリジョイント７、および左側の駆動部Ｂ１における左側のハウジング６に亘って形成される。

左側の駆動部Ｂ１の冷却流路３４は、先例の駆動部Ｂ１の冷却流路２４と同一構造である。

第二の中間流路３５は、左側の駆動部Ｂ１の冷却流路３４の排出側と、右側の駆動部Ｂ１の冷却流路３６の供給側とを連通するものである。また、第二の中間流路３５は、左側の駆動部Ｂ１のハウジング６、左側のロータリジョイント７、左側の傾斜軸８、回転駆動部Ａのハウジング１、右側の傾斜軸８、右側のロータリジョイント７、右側の駆動部Ｂ１のハウジング６に亘って形成される。

流体排出路３７は、先例の流体排出路２５と同一構造である。

上述の冷却回路３０の一部に含まれる各冷却流路３２、３４、３６は、回転駆動用ＤＤモータ４、左側の駆動部Ｂ１における傾斜駆動用ＤＤモータ９、および右側の駆動部Ｂ１における傾斜駆動用ＤＤモータ９の周囲に設けられている。これら３つのＤＤモータ４、９、９が冷却を要する発熱体である。

発熱体を冷却する順位は、回転駆動用ＤＤモータ４、左側の傾斜駆動用ＤＤモータ９、右側の傾斜駆動用ＤＤモータ９の順である。この順位は、発熱量の大きい順に順位付けした結果である。回転駆動用ＤＤモータ４は最も発熱量が大きい。一方、残り二つの傾斜駆動用ＤＤモータ９、９は発熱量が同等である。このような場合は、冷却回路３０の構成を考慮して任意に順位付けすればよい。

すなわち、本発明において、各発熱体の発熱量に応じて順位付けする場合には、図示の例では発熱量の大きい順に設定するが、同等の発熱量を発する発熱体が含まれるときは、それらについては任意に設定すればよい。

図４に示すのは本発明が適用される工作機械用割出し装置の別例であって、工作機械の水平方向（以下、「Ａ軸方向」という。）及び鉛直方向（以下、「Ｃ軸方向」という。）を中心にスピンドル装置４１を回転駆動させるスピンドルヘッド４０である。

スピンドルヘッド４０は、工具が取り付けられるスピンドル装置４１と、スピンドル装置４１を回転可能に支持する第一の支持ヘッド４２と、第一の支持ヘッド４２を回転可能に支持する第二の支持ヘッド４３とを含むものである。

第一の支持ヘッド４２は、Ａ軸方向に離間して設けられた一対の脚部４２ａ１と一対の脚部４２ａ１を繋ぐ基部４２ａ２とからなるフォーク型のハウジング４２ａを主体として構成されている。そして、一対の脚部４２ａ１間にはスピンドル装置４１が配置され、スピンドル装置４１の両側からＡ軸方向に突出する一対の支持軸４１ａが一対の脚部４２ａ１によりＡ軸を中心にして回転可能に支持される。さらに、第一の支持ヘッド４２は、各脚部４２ａ１にＤＤモータ４４を内蔵しており、各ＤＤモータ４４で対応する支持軸４１ａを回転駆動することにより、スピンドル装置４１をＡ軸を中心に回転させて、その角度位置を割出すものである。

第二の支持ヘッド４３は、第一の支持ヘッド４２の基部４２ａ２からスピンドル装置４１とは反対側に突出する支持軸４２ａ３をＣ軸を中心に回転可能に支持するハウジング４３ａを主体とする。そして、第二の支持ヘッド４３は、ハウジング４３ａにＤＤモータ４５を内蔵しており、このＤＤモータ４５で第一の支持ヘッド４２をＣ軸を中心に回転させて、その角度位置を割出すものである。

この場合、第二の支持ヘッド４３のハウジング４３ａに形成された供給ポート５１ａを含む流体供給路５１、第二の支持ヘッド４３におけるＤＤモータ４５の周囲に設けられた冷却流路５２、第一の中間流路５３、左側の脚部４２ａ１におけるＤＤモータ４４の周囲に設けられた冷却流路５４、第二の中間流路５５、右側の脚部４２ａ１におけるＤＤモータ４４の周囲に設けられた冷却流路５６、第二の支持ヘッド４３のハウジング４３ａに形成された排出ポート５７ａを含む流体排出路５７と、の順番通りの連通によって、冷却用流体の冷却回路５０が構成される。つまり、ここでも各ＤＤモータ４４、４５が冷却対象の発熱体である。

第一の中間流路５３は、第二の支持ヘッド４３における冷却流路５２の排出側と、左側の脚部４２ａ１における冷却流路５４の供給側を繋ぐものである。

第二の中間流路５５は、左側の脚部４２ａ１における冷却流路５４の排出側と、右側の脚部４２ａ１における冷却流路５６の供給側とを繋ぐものである。

本発明は上記実施形態に限定されるものではない。冷却対象となる発熱体は、上述の説明ではＤＤモータであったが、これに限らず、前述のようにクランプ装置、ウォームギヤ等であっても良い。このように、冷却対象となる発熱体は、駆動源、およびその伝達機構を含むものである。従って、本発明を適用する工作機械用の割出し装置は、２以上の駆動部を有するものでなくても良い。

例えば、回転テーブル装置等においては、クランプ部材（クランプディスク等）やウォームギヤ（ウォームホイール）は、ハウジング内に形成された空間内で潤滑油に浸された状態となっている。潤滑油は、クランプ部材やウォームギヤを潤滑する作用だけでなく、冷却する作用も有している。従って、この潤滑油が溜まるハウジング内の空間（油室（油槽、オイルバス））に対し潤滑油を供給・排出するための流路を連通させて潤滑油が供給・排出される構成とし、この油室等（前後の配管の一部を含んでもよい。）を、本発明で言う冷却流路としてもよい。つまり、冷却流路は、同径で管状に形成されたものに限らず、冷却流体が溜まるハウジング内の空間を含むものであっても良い。

また、本発明において、各発熱体の発熱量に応じて順位付けする場合には、図示の例とは異なって、発熱量の小さい順に設定することも可能である。なお、順位付けは、各発熱体の発熱量に関係なく、冷却回路の構成のし易さのみを考慮して任意に設定しても良い。

上述した本発明の発熱体の冷却回路は、冷却対象となる発熱体の数を２以上の整数ｎ個とすると、流体供給路、冷却流路、（ｎ−１）×（中間流路、冷却流路）、流体排出路、の順に構成されている。

本発明に適用する傾斜回転テーブル装置を示す断面図である。 傾斜回転テーブル装置内に構築した冷却回路を示す正面図である。 別の傾斜回転テーブル装置内に構築した冷却回路を示す正面図である。 スピンドルヘッド内に構築した冷却回路を示す正面図である。 従来の冷却回路を示す正面図である。

符号の説明

Ａ回転駆動部、１ハウジング、１ａ第一ハウジング部材、１ａ１円筒部、１ａ２内鍔部、１ｃ軸固定部、１ｂ第二ハウジング部材、１ｂ１円筒部、１ｂ２フランジ部、
２円テーブル、２ｈ貫通孔、
３回転軸、３ａ第一軸部材、３ａ１大径部、３ａ２内鍔部、３ｈ貫通孔
３ｂ第二軸部材、３ｂ１小径部、
４回転駆動用ＤＤモータ、４ａロータ、４ｂステータ、４ｃ冷却用ジャケット、
５クランプ装置、５ａクランプスリーブ、５ｂフランジ部、５ｃ厚肉部、５ｄ薄肉部、
５ｅ圧力室、
Ｂ傾斜駆動部、Ｂ１駆動部、Ｂ２支持部、Ｂ３台座、
６ハウジング、６ａ第三ハウジング部材、６ａ１円筒部、６ａ２載置部、６ａ３内鍔部、６ａ４内鍔部、６ｂ第四ハウジング部材、６ｂ１円筒部、６ｂ２フランジ部、
７ロータリジョイント、７ａディストリビュータ、７ａ１ロッド部、７ａ２フランジ部、
７ｂシャフト、７ｂ１小径部、７ｃ底部、
８傾斜軸、８ａ軸部材、８ａ１大径部、８ｂ底部、
９傾斜駆動用ＤＤモータ、９ａロータ、９ｂステータ、９ｃ冷却用ジャケット、
１０クランプ装置、１０ａクランプスリーブ、１０ｂフランジ部、１０ｃ厚肉部、
１０ｄ薄肉部、１０ｅ圧力室、
２０冷却回路、２１流体供給路、２１ａ供給ポート、２１ｂ環状溝、２２冷却流路、
２３中間流路、２３ａ環状溝、２４冷却流路、２５流体排出路、２５ａ排出ポート、
３０冷却回路、３１流体供給路、３１ａ供給ポート、３２冷却流路、
３３第一の中間流路、３４冷却流路、３５第二の中間流路、３６冷却流路、
３７流体排出路、３７ａ排出ポート、
４０スピンドルヘッド、４１スピンドル装置、４１ａ支持軸、４２第一の支持ヘッド、
４２ａハウジング、４２ａ１脚部、４２ａ２基部、４２ａ３支持軸、
４３第二の支持ヘッド、４３ａハウジング、４４ＤＤモータ、４５ＤＤモータ、
５０冷却回路、５１流体供給路、５１ａ供給ポート、５２冷却流路、
５３第一の中間流路、５４冷却流路、５５第二の中間流路、５６冷却流路、
５７流体排出路、５７ａ排出ポート、
６１エンコーダ、６２被検出子、６３エンコーダ、６４被検出子、
７１モータ用の収容空間、７２クランプ装置用の収容空間、７３軸受用の収容空間、
７４モータ用の収容空間、７５軸受用の収容空間、７６クランプ装置用の収容空間、
８１軸受、８２軸受

Claims (3)

1. ハウジング内に冷却を要する２以上の発熱体と、前記各発熱体を冷却すべく各発熱体の周囲に設けられた冷却流路を有する冷却回路とを含む工作機械用の割出し装置において、
   前記冷却回路は、順位付けされた前記各発熱体のうちの最上位の発熱体用の前記冷却流路へ冷却用流体を供給するための流体供給路であって前記ハウジングに形成された供給ポートを有する流体供給路と、上位の発熱体用の前記冷却流路の排出側と１つ下位の発熱体用の前記冷却流路の供給側とを繋ぐ中間流路と、最下位の発熱体用の前記冷却流路からの前記冷却用流体を排出するための流体排出路であって前記ハウジングに形成された排出ポートを有する流体排出路とを含むことを特徴とする工作機械用の割出し装置における発熱体の冷却回路。
2. 前記順位付けを、発熱量が大きい前記発熱体ほど上位となるように設定することを特徴とする請求項１記載の工作機械用の割出し装置における発熱体の冷却回路。
3. 前記割出し装置が２以上の駆動部を含み、前記発熱体が前記駆動部の駆動源として設けられた直接駆動型モータであることを特徴とする請求項１又は２に記載の工作機械用の割出し装置における発熱体の冷却回路。

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