JP2013144321A - 回転テーブル - Google Patents

Abstract

【課題】回転方向を拘束した連結部の回転中心で重力方向の荷重のみを支えることにより、回転駆動装置とテールサポートとの回転中心軸が多少ずれていても、治具プレートが滑らかに精度良く回転可能な回転テーブルを提供すること。
【解決手段】回転テーブル１０は、ワークを載置する治具プレート１、治具プレート１を回転させる回転駆動装置２、回転駆動装置２に対向した位置に設けられ、該治具プレート１を支持するテールサポート３を備え、第１連結部４ｃによりテールサポート３と治具プレート１と、第２連結部４ｄにより回転駆動装置２と治具プレート１とを連結し、第１連結部４ｃと第２連結部４ｄの少なくとも一方は、治具プレート１を軸心のずれが許容可能に回転自在に支える支持部５と、テールサポート３と治具プレート１の相対回転を拘束する回転拘束部６と、を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は回転テーブルに関する。

従来、ワークを固定して傾斜、回転させる回転テーブルは、図７に示されるように回転駆動装置２と、回転軸支持装置であるテールサポート３と、回転駆動装置２とテールサポート３の間にワークやワーク支持治具などが載置される治具プレート１を掛け渡して、該回転駆動装置２のモータを作動させることで、治具プレート１を回転（傾斜）させるようになっている。
前記回転テーブルとして、例えば特許文献１には、治具プレート、治具プレートを傾斜させる回転駆動装置、治具プレートを支持する回転軸支持装置であるテールサポートを組み合せた回転テーブルが開示されている。また、回転割出し後に治具プレートが回らないように保持するために、回転駆動装置またはテールサポートあるいはその両方に、制動機構を持つものもある。傾斜回転の精度悪化を防ぐ方法として、特許文献２には、回転支持部にＶ字溝を儲けクロスローラ軸受を設けることにより、偏心やがたつき等を抑制する技術が開示されている。また、特許文献３、４には、偏荷重による偏心を抑制する機構をテールサポートに設ける技術が開示されている。

特開２０１１−２５３７６号公報 特開２００４−１６０６４２号公報 特開２００７−７１３８３号公報 国際公開第２００８／０２９４５３号

治具プレートは、両端の連結部を介して回転駆動装置と回転軸支持装置（テールサポート）に支えられて回転するが、特許文献１では、治具プレートと、回転駆動装置の駆動軸およびテールサポートの回転軸はボルトで連結され一体化固定されている。テールサポートの回転軸は、回転駆動装置の駆動軸と同軸であり、駆動軸による治具プレートの回転に追従して回転するようになっている。回転駆動装置とテールサポートのそれぞれの回転中心軸が同軸でなく傾いて交差していると、交差している付近で治具プレートの回転時の振れが大きくなり、回転駆動装置とテールサポートのそれぞれの回転中心軸が、すりこぎ運動をすることになり、治具プレートは滑らかに回らない。その結果、回転の振れ精度が悪くなり、結果として加工精度が悪化する。また、治具プレートは、回転駆動装置およびテールサポートの軸に固定されて一体化しているため、回転中心軸がすりこぎ状に回転すると治具プレートに無理な力が掛かり、歪が生じるが、その歪を吸収あるいは逃がす構造になっておらず、治具プレート、回転駆動装置およびテールサポートのどこかにたわみが発生し、構成部品への負荷が掛かり部品劣化につながる。
また、特許文献２では、回転駆動装置とテールサポートの回転中心軸が同一線上からずれないように、特許文献３，４では、回転駆動装置とテールサポートの回転中心軸が同一線上からずれた場合に元に戻す方法を提示しているが、回転中心軸が同一線上に無く傾いて交差する場合には対応できない。治具プレートを支える回転駆動装置とテールサポートは、別ユニットであり、組付け時に中心軸が同一線上になるように調整する必要がある。しかし、回転中心軸を完全に同一線上に調整することは困難で、一般には許容範囲内で同一線上からずれて、それぞれの回転中心軸が傾くことになる。
そこで本発明は、回転方向を拘束した連結部の回転中心で重力方向の荷重のみを支えることにより、回転駆動装置と回転軸支持装置（テールサポート）との回転中心軸が多少ずれていても、治具プレートが滑らかに精度良く回転可能な回転テーブルを提供することを課題とする。

本願の請求項１に係る発明は、ワークを載置する治具プレート、該治具プレートを回転させる回転駆動装置、該回転駆動装置に対向した位置に設けられ該治具プレートを支持する回転軸支持装置を備え、第１連結部により該回転軸支持装置と該治具プレートとを連結し、第２連結部により該回転駆動装置と該治具プレートとを連結する回転テーブルにおいて、前記第１連結部と前記第２連結部の少なくとも一方は、前記治具プレートを軸心のずれが許容可能に回転自在に支える支持部と、前記回転駆動装置と前記治具プレート、または前記回転軸支持装置と前記治具プレートの相対回転を拘束する回転拘束部と、を備えたことを特徴とする回転テーブルである。
請求項２に係る発明は、前記支持部は、前記第１連結部または前記第２連結部で連結される一方の部材の回転中心軸に設けられた球面を持った軸部と、前記第１連結部または前記第２連結部で連結される他方の部材に設けられ、前記球面を持った軸部が嵌合する円筒あるいは球面の内壁とからなり、前記回転拘束部は、前記回転テーブルの回転中心軸から偏心した位置に設けられた球面を持った軸部と、該球面を持った軸部を受容する互いに平行な二面の溝部とからなることを特徴とする請求項１に記載の回転テーブルである。
請求項３に係る発明は、前記支持部は、前記第１連結部または前記第２連結部で連結される一方の部材の回転中心軸に設けられた球面を持った軸部と、前記第１連結部または前記第２連結部で連結される他方の部材に設けられ、前記球面を持った軸部が嵌合する円筒あるいは球面の内壁とからなり、前記回転拘束部は、ジャバラまたは板バネで構成された撓み継ぎ手からなることを特徴とする請求項１に記載の回転テーブルである。
請求項４に係る発明は、前記支持部が、調心軸受であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の回転テーブルである。
請求項５に係る発明は、前記支持部は、先端が円錐形状のテールストックを備え、前記回転拘束部は、前記回転テーブルの回転中心から偏心した位置に設けられた球面を持った軸部と、該球面を持った軸部を受容する互いに平行な二面の溝部とからなることを特徴とする請求項１に記載の回転テーブルである。
請求項６に係る発明は、前記支持部は、先端が円錐形状のテールストックを備え、前記回転拘束部は、ジャバラまたは板バネで構成された撓み継ぎ手７からなることを特徴とする請求項１に記載の回転テーブルである。
請求項７に係る発明は、前記回転軸支持装置をさらに前記治具プレートを回転させる第２の回転駆動装置とすることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の回転テーブルである。

そして、請求項１から７に係る発明の効果は、回転駆動装置と回転軸支持装置または第２の回転駆動装置の回転中心軸が、同一線上に無く、多少傾いても、治具プレート１の回転精度が悪化しない。また、回転中心軸が多少ずれても良いため、回転駆動装置とテールサポートの組付け調整が簡易になる。
請求項３、６に係る発明の効果は、治具プレートの回転方向のみを拘束する回転拘束部が、回転方向全周に分散しているため、常に一定の回転トルクが伝達できる。
請求項４に係る発明の効果は、治具プレートを回転自在に支える支持部が、転がり軸受であるため、請求項２、３より滑らかな回転が得られる。
請求項５、６に係る発明の効果は、治具プレートを回転自在に支える支持部が、円錐形状のテールストックであるため、請求項２、３、４より構造が簡単である。
請求項７に係る発明の効果は、治具プレートを回転駆動及び制動させる回転トルクを、請求項１〜６の約２倍伝達することができる。

本発明により、治具プレートとテールサポートとをねじなどで固定するのではなく、連結部の回転中心で重力方向の荷重のみを支えることにより、回転駆動装置とテールサポートとの回転中心軸が多少ずれていても、治具プレートは滑らかに精度良く回転できる回転テーブルを提供できる。

本発明の実施形態を説明する図である。 本発明の実施形態においてテールサポートと治具プレートの連結部を説明する図である。 本発明の実施形態における連結部材を説明する図である。 本発明の実施形態における他の連結部材を説明する図である。 撓み継ぎ手を備えた本発明の実施形態を説明する図である。 本発明の実施形態における支持部を説明する図である。 従来技術を説明する図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。なお、従来技術と同一または類似する構成については同じ符号を用いて説明する。
図１は本発明の実施形態を説明する図である。図１（ａ）は回転テーブル１０を上方から見下ろした図であり、図１（ｂ）は回転テーブル１０を側方から見た図である。
回転テーブル１０は、回転駆動装置２と、回転駆動装置２と対向する位置に配置される回転軸支持装置であるテールサポート３と、回転駆動装置２とテールサポート３の間にワークやワーク支持治具などが載置される治具プレート１を掛け渡して、回転駆動装置２のモータを作動させることで、治具プレート１を回転（傾斜）させるように構成されている。テールサポート３と治具プレート１とは第１連結部４ｃで連結され、回転駆動装置２と治具プレート１とは第２連結部４ｄで連結されている。回転テーブル１０の回転中心軸は
回転駆動装置２とテールサポート３で連結される軸線を意味する。

図２は、本発明の実施形態においてテールサポートと治具プレートの連結部を説明する図である。図２（ａ）はテールサポート３と治具プレート１との第１連結部４ｃの斜視図であり、図２（ｂ）は第１連結部４ｃの側面図である。

第１連結部４ｃはテールサポート３に固定される第１連結部材４ａと治具プレート１に固定される第２連結部材４ｂとから構成される。第１連結部４ｃに、治具プレート１を回転自在に支える支持部５とテールサポート３と治具プレート１の相対回転を拘束する回転拘束部６とが設けられている。

回転テーブル１０は、第１連結部４ｃにおいて治具プレート１とテールサポート３とをねじなどで固定するのではなく、第１連結部４ｃの回転中心で重力方向の荷重のみを支えることにより、回転駆動装置２の回転中心軸とテールサポート３と回転中心軸１１が多少ずれていても、治具プレート１が滑らかに精度良く回転できる。また、第１連結部４ｃは回転拘束部６により回転方向も拘束しているため、回転割出し後に治具プレート１が回らないように保持する場合は、テールサポート３で制動させることができる。

図３は本発明の実施形態における連結部材を説明する図である。第１連結部材４ａは回転中心に第１球面を持った軸部５ａを有し、第１連結部材４ａに対向する第２連結部材４ｂは第１球面を持った軸部５ａの球面と嵌合する円筒形状または球面形状の内壁面形状を有する嵌合部５ｂを有する。第１球面を持った軸部５ａと円筒形状または球面形状の内壁面形状を有する嵌合部５ｂとが嵌合することで、回転自在に治具プレート１を支える支持部５が構成される。

第１連結部４ｃを構成する第１連結部材４ａはテールサポート３に固定されており、両者は一体で回転する。また、第２連結部材４ｂは治具プレート１に固定されており、両者は一体で回転する。それぞれの第１，第２連結部材４ａ，４ｂの回転中心軸１１，１２は、支持部５の中心点で自由に回転して交差することが可能となり（つまり、軸心のずれは許容可能であり）、第２連結部材４ｂの回転中心軸１２に対して第１連結部材４ａの回転中心軸１１に傾きがあっても、治具プレート１とテールサポート３は、それぞれの回転中心軸周りに回転できる。第１連結部４ｃを構成する第１連結部材４ａと第２連結部材４ｂとは一体化して固定されていないため、それぞれの回転中心軸１１，１２が傾いていても、治具プレート１の回転時に歪が生じることが無く、回転の振れ精度の悪化も無い。

さらに第１連結部材４ａの回転中心軸１１から偏心した位置に、軸部５ａとは別の第２球面を持った軸部６ａ、第１連結部材４ａと対向する第２連結部材４ｂに軸部６ａの前記第２球面と嵌合する互いに平行な２面の溝部６ｂを設けて、軸部６ａの球面部と嵌合することにより（換言すれば、溝部６ｂが軸部６ａの球面部を受容することにより）、回転中心軸１１が回転中心軸１２に傾いた状態でも回転トルクの伝達が可能となり、テールサポート３に制動装置が内蔵されている場合は制動力を伝えることが可能である。

図４は本発明の実施形態における他の連結部材を説明する図である。回転中心軸の位置及び回転中心軸から偏心した位置にある球面を持った軸部は、第１連結部材４ａ，第２連結部材４ｂのどちら側に設けてもよい。図４に示される第１連結部４ｃは、テールサポート３に固定される第１連結部材４ａに球面と嵌合する嵌合部５ｂと球面に嵌合する溝部６ｂが設けられ、治具プレート１に固定される第２連結部材４ｂに球面を備えた軸部５ａと球面を備えた軸部６ａが設けられている。
なお、図示しないが、回転中心軸及び回転中心軸から偏心した位置にある球面を持った軸部５ａ，６ａは、互いに第１，第２連結部材４ａ，４ｂの反対側に設けても良い。つまり、第１連結部材４ａに軸部５ａ、第２連結部材４ｂに軸部６ａを設けるようにしてもよい。

第１連結部４ｃの回転中心軸１１に位置する球面部と嵌合する部分は、図５の調心軸受８や、図６の円錐形状のテールストック９であっても実施可能である。第１球面を有する軸部５ａの第１球面に替えて軸部５ａの先端に円錐形状のテールストック９を備えた構成の場合、回転中心軸は、円錐の頂点を中心にして自由に回転して交差することになる。第１連結部４ｃの中心から偏心した位置にある球面と二面溝との嵌合の部分は、回転中心軸の傾きに関係なく回転力を伝達するためであり、図５のようなジャバラや板バネで構成された撓み継ぎ手７で構成することもできる。

上述した本発明の実施形態では治具プレート１とテールサポート３との第１連結部４ｃの構成として説明した。この第１連結部４ｃの構成を、治具プレート１と回転駆動装置２との第２連結部４ｄの構成として用いることができる。また、第１連結部４ｃと第２連結部４ｄの両方に上記本発明の実施形態の構成として用いてもよい。つまり、第１連結部４ｃと第２連結部４ｄの少なくとも一方に、治具プレート１の軸心のずれが許容可能に回転自在に支持する支持部を備える構成とすることで本発明の効果を達成することができる。また、テールサポート３を回転駆動装置２として構成することで、治具プレートを回転駆動及び制動させる回転トルクを、請求項１〜６の約２倍伝達することができる。

１ 治具プレート
２ 回転駆動装置
３ テールサポート
４ａ 第１連結部材
４ｂ 第２連結部材
４ｃ 第１連結部
４ｄ 第２連結部
５ 支持部
５ａ 軸部
５ｂ 嵌合部
６ 回転拘束部
６ａ 軸部
６ｂ 溝部
７ 撓み継ぎ手
８ 調心軸受
９ テールストック
１０ 回転テーブル
１１ 回転中心軸
１２ 回転中心軸

Claims (7)

1. ワークを載置する治具プレート、該治具プレートを回転させる回転駆動装置、該回転駆動装置に対向した位置に設けられ該治具プレートを支持する回転軸支持装置を備え、第１連結部により該回転軸支持装置と該治具プレートとを連結し、第２連結部により該回転駆動装置と該治具プレートとを連結する回転テーブルにおいて、
   前記第１連結部と前記第２連結部の少なくとも一方は、前記治具プレートを軸心のずれが許容可能に回転自在に支える支持部と、前記回転駆動装置と前記治具プレート、または前記回転軸支持装置と前記治具プレートの相対回転を拘束する回転拘束部と、
   を備えたことを特徴とする回転テーブル。
2. 前記支持部は、
   前記第１連結部または前記第２連結部で連結される一方の部材の回転中心軸に設けられた球面を持った軸部と、
   前記第１連結部または前記第２連結部で連結される他方の部材に設けられ、前記球面を持った軸部が嵌合する円筒あるいは球面の内壁とからなり、
   前記回転拘束部は、
   前記回転テーブルの回転中心軸から偏心した位置に設けられた球面を持った軸部と、該球面を持った軸部を受容する互いに平行な二面の溝部とからなることを特徴とする請求項１に記載の回転テーブル。
3. 前記支持部は、
   前記第１連結部または前記第２連結部で連結される一方の部材の回転中心軸に設けられた球面を持った軸部と、
   前記第１連結部または前記第２連結部で連結される他方の部材に設けられ、前記球面を持った軸部が嵌合する円筒あるいは球面の内壁とからなり、
   前記回転拘束部は、
   ジャバラまたは板バネで構成された撓み継ぎ手からなることを特徴とする請求項１に記載の回転テーブル。
4. 前記支持部が、調心軸受であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の回転テーブル。
5. 前記支持部は、
   先端が円錐形状のテールストックを備え、
   前記回転拘束部は、
   前記回転テーブルの回転中心から偏心した位置に設けられた球面を持った軸部と、該球面を持った軸部を受容する互いに平行な二面の溝部とからなることを特徴とする請求項１に記載の回転テーブル。
6. 前記支持部は、
   先端が円錐形状のテールストックを備え、
   前記回転拘束部は、ジャバラまたは板バネで構成された撓み継ぎ手７からなることを特徴とする請求項１に記載の回転テーブル。
7. 前記回転軸支持装置をさらに前記治具プレートを回転させる第２の回転駆動装置とすることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の回転テーブル。