JP2014217895A

JP2014217895A - 回転テーブル装置

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Publication number: JP2014217895A
Application number: JP2013096238A
Authority: JP
Inventors: 友也伊藤; Tomoya Ito
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2013-05-01
Filing date: 2013-05-01
Publication date: 2014-11-20
Anticipated expiration: 2033-05-01
Also published as: US20140326107A1; DE102014105946A1; CN104128841B; JP5694423B2; DE102014105946B4; US9227284B2; CN104128841A

Abstract

【課題】回転テーブル装置において用いられている逆止弁の動作不良を防止して、ケースの内部に外部からの切削油剤等の侵入を防ぐことができる回転テーブル装置を提供すること。
【解決手段】回転テーブル装置のケース内を、第一の空間と第二の空間とに仕切り、定常状態では第一の空間の圧力を第二の空間の圧力よりも高い圧力に調整し、任意のタイミングで圧力の大小関係を逆転させて、第二の空間の圧力を第一の空間の圧力よりも高い圧力とする。これにより、第一の空間と第二の空間との間に設けられている逆止弁を定期的に強制的に閉じることができ、逆止弁が動作不良となることを防止することができつつ、ケース外部からの切削油剤等の侵入を防ぐことが可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転テーブル装置に関するものである。

従来、図８に示されているような、切削加工、研削加工、放電加工等を行う工作機械１に付設した加工テーブル３に設置されている加工物の回転や、割出動作を行うためのＮＣ制御を行う回転テーブル装置が用いられている。このような装置において、回転テーブル２には、サーボモータ、動作確認用のスイッチ、電磁弁等の電気部品が内蔵されたケースが付設されており、この回転テーブル２に取付けられた加工物に切削加工、研削加工、放電加工等を行う際には、それぞれ切削油剤、研削油剤、放電加工液などを加工物に噴射したり浸漬したりしながら切削加工、研削加工、放電加工などの加工を行っている。

切削油剤、研削油剤、放電加工液には油性と水溶性のものがあるが、特に水溶性のものは、加工物を切削加工する際に、加工物から出る切り屑を除去するために多量に噴射する傾向がある。また、水溶性の切削油剤、研削油剤、放電加工液は、油性のものに比べて浸透性が高い上、シールパッキンやケーブルの被覆などに用いられている合成樹脂素材に膨潤や硬化などの劣化を生じさせることがある。

このため、工作機械１に設置される回転テーブル２において、シール部材として合成樹脂素材を用いている場合には、初期段階ではケースに気密性があっても、時間の経過と共に合成樹脂に劣化が生じると、ケースの内部に切削油剤等が侵入して、ケース内部に内蔵されているサーボモータ、動作確認用のスイッチ、電磁弁等の電気部品に水分が付着することによって錆が発生するなどして、電気部品の絶縁性が損なわれて電気的障害が発生してしまうという問題がある。

特許文献１には、これらの問題を解決する手段として、回転テーブル２のケース内にエアを供給し、回転テーブルにおけるケース内の圧力が、大気圧よりも高い所定の圧力以上になるとエアをケースの外部に排出するようなケース内部から大気中への一方向のみにエアが排出される逆止弁が設けられ、常にケース内の圧力を大気中よりも高い圧力に保持して、ケース内への切削油剤等の侵入を防止する回転テーブル装置の技術が開示されている。図９は、従来技術における回転テーブル装置の全体図である。エア供給口５１に接続されたエア供給源６１から、エア供給路５７を通じてケース５５の内部にエアを供給し、エア排出路５９及び逆止弁５３を通じてケース５５の内部から大気中へエアが排出される。

特許第３０１３３０２号公報

特許文献１に開示されている技術は、ケース内部が常時大気圧よりも高い圧力を保持しているため、逆止弁５３からは常に、ケース内部から外部への一方向へエアが流れ続けている。この一方向へのエアの流れにより、逆止弁５３は長期間弁が開いた状態となり、それによって逆止弁５３のＯリング等が内部の摺動部へ固着して、ケース内部の圧力が下がった時にも弁が戻らないことがある。
そのため、切削油剤等の影響でケースのシール部材が劣化することにより、ケース内部から外部へのエア漏れが生じた場合や、ケース内へのエアの供給を絶った場合など、ケース内部が大気圧よりも高い圧力を維持できなくなった際に、逆止弁５３から切削油剤等がケース内に侵入するおそれがある。

そこで本発明は、回転テーブル装置において用いられている逆止弁の動作不良を防止して、ケースの内部に外部からの切削油剤等の侵入を防ぐことができる回転テーブル装置を提供することを目的とする。

本願の請求項１に係る発明では、ケースと、該ケースに格納されたモータと、該モータの出力軸の一端に固定されたテーブルと、該ケースの内部から外部にエアを排出する排出口と、圧力調整手段と、を有する回転テーブル装置において、前記ケース内に、仕切り部材で仕切られて形成された第一の空間と、第二の空間と、を設け、さらに、前記第一の空間にエアを供給する第一のエア供給路と、前記第二の空間にエアを供給する第二のエア供給路と、前記仕切り部材に設けられた逆止弁と、を備え、前記排出口は、前記第二の空間から前記ケースの外部にエアを排出し、前記圧力調整手段は、常時前記第一の空間の圧力及び前記第二の空間の圧力を外気圧よりも高い圧力に調整し、かつ、定常状態では前記第一の空間の圧力を第二の空間の圧力よりも高い圧力に調整し、任意のタイミングで前記第二の空間の圧力を前記第一の空間の圧力より高い圧力に調整することを特徴とする回転テーブル装置が提供される。

すなわち、請求項１に係る発明では、定期的に第一の空間と第二の空間との間に設けられている逆止弁の弁を強制的に閉じることができるため、逆止弁に用いられているＯリングが摺動面に固着することがなくなり、逆止弁が動作不良となることが防止できる。また、第一の空間の圧力と第二の空間の圧力は、常時大気圧よりも高い圧力を保持しているため、ケース外側からの切削油剤等の侵入を防ぐことができる。

本願の請求項２に係る発明では、前記第一の空間及び前記第二の空間へエアを供給する単一のエア供給源を備え、前記第一のエア供給路に、前記エア供給源からのエア供給圧に対して前記第一の空間の圧力を下げるための調整弁を備えたことを特徴とする請求項１に記載の回転テーブル装置が提供される。
すなわち、請求項２に係る発明では、単一のエア供給源を用い、第一のエア供給路に設けた調整弁によって、第一の空間の圧力を制御しているため、簡便な構成で第一の空間の圧力を制御して、第一の空間の圧力と第二の空間の圧力の大小関係を制御することが可能となる。

本願の請求項３に係る発明では、前記第一の空間及び前記第二の空間へエアを供給する単一のエア供給源を備え、前記第一のエア供給路に、前記エア供給源からのエア供給圧に対して前記第一の空間の圧力を下げるための第一の調整弁と、前記第二のエア供給路に、前記エア供給源からのエア供給圧に対して前記第二の空間の圧力を下げるための第二の調整弁とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の回転テーブル装置が提供される。
すなわち、請求項３に係る発明では、単一のエア供給源を用い、第一のエア供給路と第二のエア供給路にそれぞれ調整弁を備えて、第一の空間の圧力と第二の空間の圧力のそれぞれを制御しているため、第一の空間の圧力と第二の空間の圧力を、より細かく制御することが可能となる。

本願の請求項４に係る発明では、前記第一の空間にエアを供給する第一のエア供給源と、前記第二の空間にエアを供給する第二のエア供給源と、を備え、前記圧力調整手段は、前記第一の空間の圧力と前記第二の空間の圧力とを制御することを特徴とする請求項１に記載の回転テーブル装置が提供される。
すなわち、請求項４に係る発明では、第一の空間と第二の空間にエアを供給するエア供給源を個別に設け、それぞれのエア供給源によって第一の空間の圧力と第二の空間の圧力を制御しているため、第一の空間の圧力と第二の空間の圧力を、より細かく制御することが可能となる。

本願の請求項５に係る発明では、エアを供給することによって作動し、前記テーブルをクランプするクランプ機構を備え、前記第二のエア供給路を通じて前記クランプ機構にエアが供給されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の回転テーブル装置が提供される。
すなわち、請求項５に係る発明では、テーブルをクランプするクランプ機構を備え、クランプ機構においてクランプ時に使用したエアを、アンクランプ時に第二の部屋へのエア供給に流用することで、効率的なエアの利用が可能となる。
また、本願の請求項６に係る発明では、前記第二のエア供給路に電磁弁を設け、前記電磁弁により前記クランプ機構にエアが供給され、前記第一の空間および第二の空間の圧力を調整することを特徴とする請求項５に記載の回転テーブル装置が提供される。

本発明により、回転テーブル装置において用いられている逆止弁の動作不良を防止して、ケースの内部に外部からの切削油剤等の侵入を防ぐことができる回転テーブル装置を提供できる。

第１の実施形態で用いられる回転テーブル装置の全体図である。第１の実施形態の、定常状態における回転テーブル装置の模式図である。第１の実施形態の、逆止弁を強制的に閉じた状態の回転テーブル装置の模式図である。第２の実施形態を示した図である。第３の実施形態を示した図である。第４の実施形態を示した図である。第５の実施形態を示した図である。従来の回転テーブル装置を含む工作機械の全体図である。従来の回転テーブル装置の全体図である。従来の回転テーブル装置の模式図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本実施の形態で用いられる回転テーブル装置の全体図であり、図２は回転テーブル装置の構成を模式的に表した図である。ケース１０の内部は、仕切り部材１４によって、第一の部屋１１と第二の部屋１２に分けられており、仕切り部材１４には部屋間エア供給路２０が設けられており、部屋間エア供給路２０には逆止弁２８が設けられている。また、ケース１０のエア供給口１３には、エア供給源３４が接続されており、エア供給口１３を通じてケース内部にエアが供給される。エア供給口１３を通じて供給されたエアは、第一のエア供給路１６に供給され、第一の調整弁２４を通じて第一の部屋１１に供給される。第一のエア供給路１６の途中には、エア分岐点３０が設けられており、エア分岐点３０から第二のエア供給路１８が分岐して設けられている。

後述するように、エア分岐点３０は、第二のエア供給路１８への流路を開閉可能に構成されており、流路が開放された場合には、第一のエア供給路１６に供給されたエアが第二のエア供給路１８を通じて第二の部屋１２にも供給される。
第二の部屋１２内のエアは、エア排出路２２を通じて外部に排出可能となっている。エア排出路２２には、外部へのエアの排出を調整する排出弁２６が設けられている。
また、ケース１０の外部には制御手段３２を備え、第一の調整弁２４の調整及びエア分岐点３０における第二のエア供給路１８への流路の開閉の制御を行っている。

次に、本実施の形態の回転テーブル装置の動作を説明する。
図２は、回転テーブル装置の定常状態を表している。エア供給源３４から、エア供給口１３、第一のエア供給路１６を通じてエアが供給される。第一の調整弁２４では、エア供給源３４から供給されるエアの圧力を下げて、第一の部屋１１内の圧力を、大気圧よりも高い圧力で適切な圧力に調整している。
この通常の状態では、制御手段３２によって、エア分岐点３０における第一のエア供給路１６から第二のエア供給路１８への流路は閉鎖されており、エア供給源３４からのエアは第二のエア供給路１８には供給されない。第一の部屋１１内の圧力が所定の圧力となったときには、第一の部屋１１と第二の部屋１２との間の仕切り部材１４に設けられた部屋間エア供給路２０及び逆止弁２８を通じて第二の部屋１２にエアが供給されるようになっている。また、第二の部屋１２には、外部へエアを排出するためのエア排出路２２及び排出弁２６が設けられており、第二の部屋１２に供給されたエアが、外部に排出されるようになっている。すなわち、圧力の関係は以下の通りとなる。
第一の部屋＞第二の部屋＞外部（大気圧）

図３は、第一の部屋１１と第二の部屋との圧力の関係を逆転させ、逆止弁２８を強制的に閉じた状態である。任意の時間ごとに図３の状態として、第一の部屋１１と第二の部屋１２との圧力の関係を逆転させる。具体的には、制御手段３２により、第一のエア供給路１６から第二のエア供給路１８への流路を開放して、エア供給源３４からのエアを第二のエア供給路１８に供給するようにする。これにより、第一の部屋１１内の圧力と第二の部屋１２内の圧力を外部の大気圧よりも高い圧力を保持したまま、第一の部屋１１に比べて第二の部屋１２の圧力が高くなる。すなわち、圧力の関係は以下の通りとなる。
第二の部屋＞第一の部屋＞外部（大気圧）

通常は、図２のような圧力関係に設定しておくことで、第一の部屋１１内の圧力が最も高くなるため、逆止弁２８からは常時エアが出ており、切削液等の侵入を防ぐことができる。ここで、任意の時間ごとに図３のような圧力関係にすることで、逆止弁２８を強制的に閉じることができる。これにより、逆止弁２８のＯリングが摺動面に固着することがなくなり、逆止弁２８が動作不良となる問題が解消される。
なお、本実施の形態においては、エア分岐点３０における第一のエア供給路１６から第二のエア供給路１８への流路は開放又は閉鎖しているが、必ずしも完全に閉鎖する必要はなく、流路を狭くするなどの方法によって第二の部屋１２内の圧力を調整することもできる。また、エア分岐点３０における第一のエア供給路１６から第二のエア供給路１８への流路を調整することなく、第一の調整弁２４の制御のみで、第一の部屋１１内の圧力と第二の部屋１２内の圧力の大小関係を調整することもできる。

＜第２の実施形態＞
図４は、本発明の第２の実施形態を示した図である。第１の実施形態との相違点は、第二のエア供給路１８に第二の調整弁２５を設けた点である。第二の調整弁２５は、第一の調整弁２４と同様に、エア供給源３４から供給されるエアの圧力を下げる機能を有しており、第一の調整弁２４及び第二の調整弁２５に接続された制御手段３２によって、その圧力低下の割合を変更できるようになっている。

かかる制御手段３２による調整によって、本実施の形態においても、通常は第一の部屋１１内の圧力を、第二の部屋１２内の圧力よりも高い状態としておき、任意の時間ごとに圧力の関係を入れ替えて、第二の部屋１２内の圧力を第一の部屋１１内の圧力よりも高い状態とする。これにより、ケース１０内への切削液等の侵入を防ぐことができるとともに、任意の時間ごとに圧力の関係を入れ替えて、逆止弁２８を強制的に閉じることができる。

＜第３の実施形態＞
図５は、本発明の第３の実施形態を示した図である。第２の実施形態との相違点は、第一のエア供給路１６と第二のエア供給路１８に接続するエア供給源を分離して、エア供給口１３に接続する第一のエア供給源３６、第二のエア供給口１５に接続する第二のエア供給源３８とした点である。第一の部屋１１内の圧力と、第二の部屋１２内の圧力の調整は、第２の実施形態と同様に、第一の調整弁２４及び第二の調整弁２５の調整によって行うが、第一のエア供給源３６及び第二のエア供給源３８の出力を調整することによって行うこともできるし、両者を併用することもできる。

＜第４の実施形態＞
図６は、本発明の第４の実施形態を示した図である。第１の実施形態との相違点は、第二のエア供給路１８に回転テーブルのクランプ機構４０を設けた点である。本実施の形態においては、回転テーブルのクランプ時にエアを吸引し、アンクランプ時にエアを排出させる。その際、アンクランプ時に排出されるエアを、第二の部屋１２へのエアの供給に流用して、第一の部屋１１内の圧力と第二の部屋１２内の圧力との高低関係を調整し、逆止弁２８を強制的に作動させるようにする。

＜第５の実施形態＞
図７は、本発明の第５の実施形態を示した図である。本実施の形態においては、第二のエア供給路１８に電磁弁４２が設けられており、電磁弁４２の作動によって、クランプ機構４０におけるクランプ状態とアンクランプ状態を切り換えている。本実施の形態においても、電磁弁４２の作動によるクランプ機構４０のクランプ状態とアンクランプ状態との切り換えによって、アンクランプ時に排出されるエアを、第二の部屋１２へのエアの供給に流用して、第４の実施形態と同様に、第一の部屋１１内の圧力と第二の部屋１２内の圧力との高低関係を調整し、逆止弁２８を強制的に作動させるようにする。
本実施の形態においては、電磁弁４２の作動によってクランプ機構４０におけるクランプ状態とアンクランプ状態とを切り換えによって、第一の部屋１１内の圧力と第二の部屋１２内の圧力との高低関係を調整するようにしているが、クランプ機構４０なしに電磁弁４２のみを設け、電磁弁４２の作動によって第二の部屋１２へのエアの供給を制御して、第一の部屋１１内の圧力と第二の部屋１２内の圧力との高低関係を調整するようにすることもできる。

これらの実施の形態においては、逆止弁２８として通常の逆止弁を使用しているが、リリーフ弁を用いてもよい。

１工作機械
２回転テーブル
３加工テーブル
１０ケース
１１第一の部屋
１２第二の部屋
１３エア供給口
１４仕切り部材
１５第二のエア供給口
１６第一のエア供給路
１８第二のエア供給路
２０部屋間エア供給路
２２エア排出路
２４第一の調整弁
２５第二の調整弁
２６排出弁
２８逆止弁
３０エア分岐点
３２制御手段
３４エア供給源
３６第一のエア供給源
３８第二のエア供給源
４０クランプ機構
４２電磁弁
５１エア供給口
５３逆止弁
５５ケース
５７エア供給路
５９エア排出路
６１エア供給源

Claims

ケースと、該ケースに格納されたモータと、該モータの出力軸の一端に固定されたテーブルと、該ケースの内部から外部にエアを排出する排出口と、圧力調整手段と、を有する回転テーブル装置において、
前記ケース内に、
仕切り部材で仕切られて形成された第一の空間と、第二の空間と、を設け、
さらに、前記第一の空間にエアを供給する第一のエア供給路と、前記第二の空間にエアを供給する第二のエア供給路と、前記仕切り部材に設けられた逆止弁と、を備え、
前記排出口は、前記第二の空間から前記ケースの外部にエアを排出し、
前記圧力調整手段は、常時前記第一の空間の圧力及び前記第二の空間の圧力を外気圧よりも高い圧力に調整し、かつ、定常状態では前記第一の空間の圧力を第二の空間の圧力よりも高い圧力に調整し、任意のタイミングで前記第二の空間の圧力を前記第一の空間の圧力より高い圧力に調整する
ことを特徴とする回転テーブル装置。
前記第一の空間及び前記第二の空間へエアを供給する単一のエア供給源を備え、
前記第一のエア供給路に、前記エア供給源からのエア供給圧に対して前記第一の空間の圧力を下げるための調整弁を備えた、
ことを特徴とする請求項１に記載の回転テーブル装置。
前記第一の空間及び前記第二の空間へエアを供給する単一のエア供給源を備え、
前記第一のエア供給路に、前記エア供給源からのエア供給圧に対して前記第一の空間の圧力を下げるための第一の調整弁と、
前記第二のエア供給路に、前記エア供給源からのエア供給圧に対して前記第二の空間の圧力を下げるための第二の調整弁と、を備えた、
ことを特徴とする請求項１に記載の回転テーブル装置。
前記第一の空間にエアを供給する第一のエア供給源と、
前記第二の空間にエアを供給する第二のエア供給源と、を備え、
前記圧力調整手段は、前記第一の空間の圧力と前記第二の空間の圧力とを制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の回転テーブル装置。
エアを供給することによって作動し、前記テーブルをクランプするクランプ機構を備え、
前記第二のエア供給路を通じて前記クランプ機構にエアが供給される、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の回転テーブル装置。
前記第二のエア供給路に電磁弁を設け、
前記電磁弁により前記クランプ機構にエアが供給され、前記第一の空間および第二の空間の圧力を調整する、
ことを特徴とする請求項５に記載の回転テーブル装置。