JP2021115649A

JP2021115649A - 回転テーブル装置

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Publication number: JP2021115649A
Application number: JP2020009332A
Authority: JP
Inventors: 義夫大塚; Yoshio Otsuka; 鉄朗古畑; Tetsuro Furuhata
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2020-01-23
Filing date: 2020-01-23
Publication date: 2021-08-10
Anticipated expiration: 2040-01-23
Also published as: JP7415584B2

Abstract

【課題】回転テーブルが軽負荷で回転する場合の摺動抵抗と回転テーブルが重負荷で回転する場合の摺動抵抗との差を小さくし、以って軽負荷時の振動抑制と重負荷時の応答性とを両立させることが可能な回転テーブル装置を提供する。【解決手段】回転テーブル装置２は、鉛直方向の回転軸線Ｏを中心として回転する回転軸部材４と、回転軸部材４と一体に回転する回転テーブル５と、回転テーブル５の下面５ｂが摺動する摺動面３１ａによって回転テーブル５からの垂直荷重を受ける基台３１と、回転テーブル５の下方で回転軸部材４と基台３との間に配置され、複数の転動体６２３を一対の軌道輪６２１，６２２によって上下方向に挟んでなるスラスト軸受６２とを備える。スラスト軸受６２には、鉛直方向下方への予圧が付与されており、回転軸部材４には、一対の軌道輪６２１，６２２のうち下側の軌道輪６２２を受ける受け部４２１が設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、回転テーブル上に載置される回転対象物を回転させる回転テーブル装置に関する。

従来、マシニングセンタ等の工作機械には、回転テーブル装置によって工作物を回転させながら加工を行うものがある。このような回転テーブル装置としては、特許文献１，２に記載のものが知られている。

特許文献１に記載の回転テーブル装置は、上向きに延びる軸部材を有するベースと、この軸部材の軸線回りに回転可能な回転テーブルとを備えている。回転テーブルは、ベースに設けられた側壁によって区画された流体圧室に油供給源から油が供給される静圧軸受構造により、ベース上で円滑に回転可能に支持されている。

特許文献２に記載の回転テーブル装置は、ベースとしての支持台の上面に油含浸樹脂からなる摺動材が配置され、回転テーブルの下面にはスチール製の摺動部材が取り付けられている。回転テーブルは、電動モータ等の回転動力源によってベースに対して回転し、摺動部材が摺動材の上面を摺動する。

特開２０１６−１２９９２１号公報特開２０１７−１５９３９４号公報

工作物の加工精度を上げるためには、加工荷重によって回転テーブルがベースから浮き上がったりずれたりしないよう、特許文献２に記載された回転テーブル装置のように、回転テーブルをベースに対して固体潤滑によって回転可能に支持することが望ましい。しかし、この場合には、回転テーブル上に工作物が載置された状態で回転テーブルが回転するときと、回転テーブル上に工作物が載置されない状態で回転テーブルが回転するときとで回転テーブルの摺動抵抗が大きく異なるため、何れの状態でも回転テーブルをベースに対して円滑に回転させるための電動モータのフィードバック制御における制御ゲイン（比例速度制御ゲインや積分制御ゲイン）の調整が難しいという課題がある。

具体的には、回転テーブル上に工作物が載置されない軽負荷の状態の状態で電動モータの制御ゲインを調整すると、重量が大きな工作物が回転テーブル上に載置された重負荷の状態では回転テーブルの位置制御の応答性が低くなってしまう。また、重負荷の状態で電動モータの制御ゲインを調整すると、軽負荷の状態で回転テーブルを回転させるときに振動が発生しやすくなる。このため、例えば重負荷時の応答性が低く抑えられる値に制御ゲインを設定せざるを得ない場合があった。

そこで、本発明は、回転テーブルが軽負荷で回転する場合の摺動抵抗と回転テーブルが重負荷で回転する場合の摺動抵抗との差を小さくし、以って軽負荷時の振動抑制と重負荷時の応答性とを両立させることが可能な回転テーブル装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するため、鉛直方向の回転軸線を中心として回転する回転軸部材と、前記回転軸部材と一体に回転する回転テーブルと、前記回転テーブルの下面が摺動する摺動面を有し、前記摺動面によって前記回転テーブルからの垂直荷重を受ける基台と、前記回転テーブルの下方で前記回転軸部材と前記基台との間に配置され、複数の転動体を一対の軌道輪によって上下方向に挟んでなるスラスト軸受とを備え、前記スラスト軸受には、鉛直方向下方に向かう予圧が付与されており、前記回転軸部材には、前記一対の軌道輪のうち下側の軌道輪を受ける受け部が設けられている、回転テーブル装置を提供する。

本発明に係る回転テーブル装置によれば、回転テーブルが軽負荷で回転する場合の摺動抵抗と回転テーブルが重負荷で回転する場合の摺動抵抗との差を小さくすることができ、軽負荷時の振動抑制と重負荷時の応答性とを両立させることが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係る回転テーブル装置が用いられた横型マシニングセンタを示す外観斜視図である。回転テーブル装置の断面図である。図２の要部を拡大した部分拡大図である。回転テーブル装置をＹ軸方向に沿って上方から見た構成図である。（ａ）乃至（ｃ）は、軽負荷時、中負荷時、及び重負荷時の回転テーブル装置の状態を示す説明図である。第２の実施の形態における回転テーブル装置の要部を示す断面図である。（ａ）及び（ｂ）は、第２の実施の形態における回転テーブル装置の軽負荷時及び重負荷時の状態を示す説明図である。

［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態について、図１乃至図５を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る回転テーブル装置２が用いられた工作機械の一種である横型マシニングセンタ１を示す外観斜視図である。図１では、互いに直交する三つの直線駆動軸をＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を示しており、このうちＸ軸及びＺ軸が水平方向であり、Ｙ軸が鉛直方向である。また、図１では、加工対象である工作物を符号１０で示している。以下の説明において、「上」「下」とは、Ｙ軸に沿った鉛直方向の上下をいうものとする。

この横型マシニングセンタ１は、上面に一対のレール１１１が互いに平行に設けられた機械側ベッド１１と、機械側ベッド１１上を一対のレール１１１に沿ってＺ軸方向に進退移動可能に設けられたＺ軸移動コラム１２と、Ｚ軸移動コラム１２に互いに平行に設けられた一対のレール１２１に沿ってＹ軸方向に進退移動可能に配置されたＹ軸移動体１３と、Ｙ軸移動体１３に固設された主軸頭１４と、主軸頭１４に対して回転する工具１５とを有している。工具１５は、Ｚ軸方向回りに回転し、工作物１０を加工する。

工作物１０は、搬送側ベッド１６をＸ軸方向に進退移動する回転テーブル装置２に保持されたパレット２０上に図略の治具によって固定されている。搬送側ベッド１６上には、Ｘ軸方向に沿って一対のレール１６１が互いに平行に設けられている。また、搬送側ベッド１６上には、回転テーブル装置２を一対のレール１６１に沿って移動させるボールねじ軸１６２が配置されている。ボールねじ軸１６２は、図略の駆動装置によって回転駆動される。

図２は、回転テーブル装置２の断面図である。図３は、図２の要部を拡大した部分拡大図である。図４は、回転テーブル装置２をＹ軸方向に沿って上方から見た構成図である。図２は、図４におけるＡ−Ａ線の断面図であり、パレット２０に工作物１０が載置されていない状態を示している。図４では、パレット２０を仮想線（二点鎖線）で示している。

回転テーブル装置２は、搬送側ベッド１６上に互いに平行に設けられた一対のレール１６１によってガイドされてＸ軸方向に進退移動する移動台３（以下、基台と称す）と、基台３に対してＹ軸方向の回転軸線Ｏを中心として回転する円筒状の回転軸部材４と、回転軸部材４と一体に回転する円盤状の回転テーブル５と、基台３に対して回転軸部材４を軸受支持する軸受機構６と、回転テーブル５を回転駆動する駆動機構７と、回転テーブル５に対してパレット２０を固定するクランプ機構８と、内側ディストリビュータ９１及び外側ディストリビュータ９２を有するロータリージョイント９とを備えている。

回転軸部材４及び回転テーブル５は、金属製であり、鉛直方向の回転軸線Ｏを中心として基台３に対してパレット２０と共に回転する。回転テーブル５の上面５ａには、パレット２０に当接してパレット２０からの荷重を受ける荷重受け部材５０が配置されている。以下、回転軸線Ｏと平行な方向を軸方向という。

基台３は、回転軸線Ｏを中心とする中心部に鉛直方向下方に向かって窪むように形成された凹部３０を有する移動台本体３１（以下、基台本体と称す）と、基台本体３１に締結部材としての複数の予圧ボルト３２によって締結された予圧付与部材３３及びシリンダブロック３４と、シリンダブロック３４に対して上下方向に移動可能に配置されたブレーキピストン３５と、基台本体３１に固定されてレール１６１上をスライドするレール受け部材３６１と、ボールねじ軸１６２に螺合するボールねじナット３６２と、ボールねじナット３６２を保持する保持部材３６３とを備えている。

レール受け部材３６１、ボールねじナット３６２、及び保持部材３６３は、基台本体３１の下側に取り付けられている。ボールねじ軸１６２の回転力は、ボールねじナット３６２によってＸ軸方向の移動力に変換され、この移動力によって基台３が一対のレール１６１に沿って移動する。

予圧ボルト３２は、頭部３２１及び軸部３２２を有し、軸部３２２の先端部には雄ねじ３２３が設けられている。頭部３２１は、シリンダブロック３４に形成された収容穴３４１に収容されている。軸部３２２は、シリンダブロック３４、予圧付与部材３３、及び基台本体３１にそれぞれ形成されたボルト孔３４０，３３０，３１０に挿入されている。雄ねじ３２３は、基台本体３１のボルト孔３１０の下端部に形成された雌ねじ３１１に螺合している。

軸受機構６は、基台３に対する回転軸部材４の径方向の移動を規制するラジアル軸受６１と、基台３に対する回転軸部材４の軸方向の移動を規制するスラスト軸受６２とを有している。ラジアル軸受６１は、外側軌道輪６１１及び内側軌道輪６１２と、外側軌道輪６１１と内側軌道輪６１２との間に配置された複数の転動体６１３とを有している。本実施の形態では、ラジアル軸受６１が複列円筒ころ軸受であり、円筒状の転動体６１３が外側軌道輪６１１と内側軌道輪６１２との間に複列に配置されている。

スラスト軸受６２は、回転テーブル５及びラジアル軸受６１の下方で回転軸部材４と基台３との間に配置されており、一対の軌道輪である上側軌道輪６２１及び下側軌道輪６２２と、上側軌道輪６２１及び下側軌道輪６２２の間に配置された複数の転動体６２３とを有している。上側軌道輪６２１及び下側軌道輪６２２は、上下方向に並び、複数の転動体６２３を上下方向に挟んでいる。本実施の形態では、スラスト軸受６２が玉軸受であり、球状の転動体６２３が上側軌道輪６２１に形成された断面円弧状の軌道面６２１ａ及び下側軌道輪６２２に形成された断面円弧状の軌道面６２２ａを転動する。

回転軸部材４は、ラジアル軸受６１及びスラスト軸受６２によって基台３に対して回転可能に軸受支持されている。また、回転軸部材４は、ボルト４３１によって回転テーブル５に固定された筒状体４１と、筒状体４１の下端部にボルト４３２によって固定された受け部材４２とを有している。ラジアル軸受６１は、回転軸部材４の軸方向において回転テーブル５とスラスト軸受６２との間に配置されており、外側軌道輪６１１が基台３の予圧付与部材３３とシリンダブロック３４との間に挟持され、内側軌道輪６１２が回転テーブル５と受け部材４２との間に挟持されている。

受け部材４２には、スラスト軸受６２の下側軌道輪６２２を下側から受ける受け部４２１が設けられている。スラスト軸受６２は、予圧付与部材３３と受け部材４２の受け部４２１との間に挟まれ、予圧付与部材３３から鉛直方向下方に向かう予圧を受けている。本実施の形態では、予圧付与部材３３が予圧ボルト３２によって基台本体３１に締め付けられて上側軌道輪６２１に当接しているため、予圧ボルト３２の軸力によってスラスト軸受６２を下方に押し付ける方向の予圧が付与されている。すなわち、予圧付与部材３３が予圧ボルト３２によって基台本体３１に締結されることにより、スラスト軸受６２の上側軌道輪６２１に、下方向の予圧が付与されている。受け部材４２は、下側軌道輪６２２から受け部４２１に伝達される予圧によって下方に押し付けられている。

基台本体３１の凹部３０には、スラスト軸受６２と、受け部４２１を含む回転軸部材４の一端部とが収容されている。凹部３０には、内径が異なる大径内周面３０ａ及び小径内周面３０ｂが形成されており、小径内周面３０ｂが大径内周面３０ａよりも下方に形成されている。スラスト軸受６２は、凹部３０の大径内周面３０ａと回転軸部材４の受け部材４２との間に配置されている。大径内周面３０ａと小径内周面３０ｂとの間には、上方を指向する環状の段差面３０ｃが形成されており、下側軌道輪６２２の下面６２２ｂの外周側の一部が段差面３０ｃと軸方向に対向している。

図２に示すように、凹部３０の下端部における底面３０ｄには、内側ディストリビュータ９１の円盤状のフランジ部９１１が取り付けられている。また、内側ディストリビュータ９１は、フランジ部９１１よりも外径が小さい軸状のジョイント部９１２を有しており、このジョイント部９１２が円筒状に形成された外側ディストリビュータ９２の第１のジョイント部９２１に収容されている。また、外側ディストリビュータ９２は、第１のジョイント部９２１の上方に、第１のジョイント部９２１よりも外径が大きい第２のジョイント部９２２を有している。第２のジョイント部９２２は、回転テーブル５の中心部に形成された嵌合孔５００に嵌合されている。

駆動機構７は、駆動源である電動モータ７１と、電動モータ７１のトルクによって回転するウォームギヤシャフト７２と、ウォームギヤシャフト７２に噛み合わされたウォームホイール７３と、ウォームホイール７３と回転テーブル５とを連結する環状の連結部材７４とを有して構成されている。ウォームホイール７３は、ボルト７５１によって連結部材７４に固定され、連結部材７４は、ボルト７５２によって回転テーブル５に固定されている。電動モータ７１は、制御装置１００によって制御され、制御装置１００から供給される電流によってウォームギヤシャフト７２を回転させるトルクを発生する。なお、電動モータ７１とウォームギヤシャフト７２との間に、電動モータ７１の回転を減速する減速機構をさらに設けてもよい。

連結部材７４には、ブレーキピストン３５の当接面３５ａが接触する摩擦面７４ａが形成されている。ブレーキピストン３５は、シリンダブロック３４に対する相対回転が規制されていると共に、シリンダブロック３４に対して上下方向に移動可能であり、ブレーキピストン３５が下方に移動したとき、当接面３５ａが摩擦面７４ａに当接し、摩擦力を発生させる。ブレーキピストン３５とシリンダブロック３４及び予圧付与部材３３との間には、ブレーキピストン３５を下方に移動させる際に作動油が供給される上側油室３０１と、ブレーキピストン３５を上方に移動させる際に作動油が供給される下側油室３０２とが形成されている。上側油室３０１及び下側油室３０２からの作動油の漏出は、ブレーキピストン３５に取り付けられたＯリング３５１，３５２，３５３によって抑止されている。

制御装置１００は、電動モータ７１を回転させる際、図略の電磁式油圧バルブを制御して下側油室３０２に作動油を供給し、ブレーキピストン３５の当接面３５ａを連結部材７４の摩擦面７４ａから離間させる。また、制御装置１００は、電動モータ７１を制御して回転テーブル５を目標位置に回転させた後、電磁式油圧バルブを制御して上側油室３０１に作動油を供給し、ブレーキピストン３５の当接面３５ａを連結部材７４の摩擦面７４ａに当接させて連結部材７４及び回転テーブル５を制動する。

クランプ機構８は、矩形板状のパレットクランパ８１と、パレットクランパ８１を回転テーブル５に対してＹ軸方向にガイドする複数のガイドピン８２と、ロータリージョイント９を介して供給される作動油の圧力によりパレットクランパ８１をＹ軸方向に移動させる複数のクランプピン８３とを有して構成されている。ガイドピン８２は、ナット８２１によってパレットクランパ８１に固定され、回転テーブル５に取り付けられたスリーブ５１に軸方向移動可能に支持されている。

クランプピン８３は、円盤状のピストン部８３１と軸部８３２とを有し、ピストン部８３１が回転テーブル５に設けられたシリンダ５２に収容されている。軸部８３２は、回転テーブル５上に固定されたキャップ５３に挿通され、キャップ５３から上方に突出した端部がナット８４によってパレットクランパ８１に固定されている。シリンダ５２は、上端部がキャップ５３によって閉塞されている。回転テーブル５には、ロータリージョイント９を介して供給される作動油をシリンダ５２におけるピストン部８３１の上側及び下側に導く図略の油路が形成されている。ピストン部８３１の上側に作動油が供給されると、パレットクランパ８１が下降し、ピストン部８３１の下側に作動油が供給されると、パレットクランパ８１が上昇する。

パレット２０には、パレットクランパ８１を収容する空洞部２００、及び空洞部２００に収容されたパレットクランパ８１が下降したときにパレットクランパ８１に当接する当接部２０１が形成されている。パレット２０は、パレットクランパ８１が上昇端にある状態でパレットクランパ８１の長手方向に沿って回転テーブル装置２と相対移動し、空洞部２００にパレットクランパ８１が挿入される。パレット２０は、パレットクランパ８１が下降して当接部２０１に当接することにより、回転テーブル５に固定される。また、パレット２０には、工作物１０を固定する治具を取り付けるための複数のＴスロット２０２が上面２０ａに開口して設けられている。

基台本体３１は、鋳鉄からなり、駆動機構７の連結部材７４よりも外径側における上端部３１２に、回転テーブル５の下面５ｂが摺動する摺動面３１ａを有している。摺動面３１ａは、Ｙ軸方向に対して垂直な環状の平坦面である。回転テーブル５は、駆動機構７に駆動され、下面５ｂを摺動面３１ａに摺動させて回転する。すなわち、基台本体３１の摺動面３１ａと回転テーブル５の下面５ｂとの固体同士の摺動により、回転テーブル５が回転する。なお、基台本体３１の摺動面３１ａと回転テーブル５の下面５ｂとの間に潤滑油を供給してもよく、基台本体３１の摺動面３１ａ及び回転テーブル５の下面５ｂの少なくとも何れかに固体潤滑性を有する樹脂等からなる潤滑材を配置してもよい。

基台本体３１は、摺動面３１ａによって回転テーブル５からの軸方向に沿った垂直荷重を受ける。摺動面３１ａは、基台本体３１の外周端部の近傍に形成されており、ラジアル軸受６１及びスラスト軸受６２は、図４に示すように基台３の軸方向視において摺動面３１ａの内側に配置されている。

ここで、回転テーブル５にパレット２０が保持されていない軽負荷の状態と、回転テーブル５に保持されたパレット２０上に重量が大きい工作物１０が載置された重負荷の状態とで基台本体３１が回転テーブル５から受ける垂直荷重が大きく異なると、軽負荷時と重負荷時とで回転テーブル５を回転させる際の摺動抵抗が大きく変動する。そして、何れの状態でも回転テーブル５を円滑に回転させるための電動モータ７１のフィードバック制御における制御ゲイン（比例速度制御ゲインや積分制御ゲイン）の調整が難しくなる。

本実施の形態では、スラスト軸受６２に鉛直方向下方に向かう予圧を付与することにより、工作物１０の重量による回転テーブル５の摺動抵抗の変動を小さくしている。次に、図５を参照し、軽負荷時、中負荷時、及び重負荷時の垂直荷重について具体的に説明する。

図５（ａ）は、回転テーブル５にパレット２０が保持されていない軽負荷の状態を示している。この状態では、回転テーブル５の重量による荷重Ｆ１と、スラスト軸受６２に付与されている予圧による荷重Ｆ２とを合わせた垂直荷重が基台本体３１の摺動面３１ａに作用する。なお、図５（ａ）ならびに後述する図５（ｂ）及び（ｃ）では、荷重の大きさを矢印の長さで表している。

図５（ｂ）は、回転テーブル５にパレット２０が保持され、さらにパレット２０上に比較的重量が軽い工作物１０Ａが載置された中負荷の状態を示している。この状態では、回転テーブル５の重量による荷重Ｆ１と、スラスト軸受６２に付与されている予圧による荷重Ｆ２と、パレット２０及び工作物１０Ａの重量による荷重Ｆ３とを合わせた垂直荷重が基台本体３１の摺動面３１ａに作用する。

この中負荷の状態では、図５（ａ）に示す軽負荷の状態よりもスラスト軸受６２に付与されている予圧による荷重Ｆ２が小さくなっている。この荷重Ｆ２の変化は、パレット２０及び工作物１０Ａの重量により、回転テーブル５の中央部が下方に沈み込むように弾性変形して回転軸部材４が基台３に対して下方に移動し、スラスト軸受６２が予圧付与部材３３から受ける予圧が小さくなることによるものである。すなわち、回転テーブル５がパレット２０から受ける荷重が大きくなるに連れてスラスト軸受６２が予圧付与部材３３から受ける予圧が小さくなり、この予圧の変化によって荷重Ｆ２が減少する。そして、この荷重Ｆ２の減少が荷重Ｆ３の一部と相殺され、図５（ａ）に示す軽負荷時と比較した場合の荷重Ｆ１，Ｆ２，及びＦ３を合わせた垂直荷重の増加が緩和される。

図５（ｃ）は、回転テーブル５にパレット２０が保持され、さらにパレット２０上に比較的重量が重い工作物１０Ｂが載置された重負荷の状態を示している。この状態では、荷重Ｆ３が中負荷時よりも増大する一方、凹部３０の段差面３０ｃにスラスト軸受６２の下側軌道輪６２２の下面６２２ｂが当接し、スラスト軸受６２に付与される予圧による荷重Ｆ２がゼロとなる。このようにして荷重Ｆ２がゼロとなることにより、基台本体３１の摺動面３１ａに作用する垂直荷重の増加分が、工作物１０Ａと工作物１０Ｂとの重量差による荷重Ｆ３の増加分よりも小さくなり、回転テーブル５を回転させる際の摺動抵抗の変動が抑制される。

以上のように、本実施の形態によれば、回転テーブル５上に配置される物体の総重量である負荷重量が増大するに連れてスラスト軸受６２に付与される予圧による荷重Ｆ２が小さくなるので、負荷重量の変化割合に対する回転テーブル５の摺動抵抗の変化割合が小さくなり、中負荷時や重負荷時に適した制御ゲインの調整を行っても、軽負荷時において振動の発生が抑えられる。これにより、軽負荷時の振動抑制と中負荷時や重負荷時の応答性とを両立させることが可能となる。

また、本実施の形態によれば、基台３に対する回転テーブル５の軸方向の移動を規制するスラスト軸受６２が基台３の凹部３０に配置されていることにより、工具１５が工作物１０に押し付けられることによる回転テーブル５の基台３に対する浮き上がりを抑制することが可能となる。またさらに、本実施の形態では、スラスト軸受６２に鉛直方向下方に向かう予圧が付与されているので、回転テーブル５の浮き上がりをより確実に抑制することが可能となる。

また、本実施の形態によれば、スラスト軸受６２がラジアル軸受６１の下方に配置されているので、この配置が逆である場合に比較してスラスト軸受６２と摺動面３１ａとの間隔が広がり、回転テーブル５の浮き上がりをより確実に抑制することが可能となる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図６及び図７を参照して説明する。第１の実施の形態では、予圧付与部材３３を予圧ボルト３２によって基台本体３１に締結することにより、スラスト軸受６２に予圧を付与する場合について説明したが、本実施の形態では、回転テーブル５の積載重量に応じた押圧力でスラスト軸受６２を下方に押圧する押圧装置３００を備え、この押圧装置３００によってスラスト軸受６２に予圧を付与する。

図６は、本実施の形態における回転テーブル装置２Ａの要部を示す断面図である。本実施の形態における回転テーブル装置２Ａは、第１の実施の形態に係る回転テーブル装置２の予圧ボルト３２及び予圧付与部材３３に替えて、導油部材３７と、導油部材３７によってシリンダ３７０に導かれる作動油の油圧によってスラスト軸受６２を下方に押圧するピストン３８とを備えている。回転テーブル装置２Ａのその他の構成は、第１の実施の形態に係る回転テーブル装置２と同様であるので、図６及び後述する図７において第１の実施の形態に係る回転テーブル装置２について説明したものと共通する構成要素については、第１の実施の形態で用いたものと同一の符号を付して重複した説明を省略する。

ピストン３８は、導油部材３７とスラスト軸受６２との間に配置された断面Ｌ字状の環状部材であり、シリンダ３７０に供給される作動油の油圧を受けてスラスト軸受６２の上側軌道輪６２１を押圧する。導油部材３７には、油圧ユニット９００から供給される作動油をシリンダ３７０に導く油路３７１が形成されている。油路３７１におけるシリンダ３７０側以外の開口は、栓体３７２によって閉塞されている。また、基台本体３１には、導油部材３７に連通する油路３１３が形成されている。シリンダ３７０からの作動油の漏出は、ピストン３８に取り付けられたＯリング３８１，３８２、及び基台本体３１に取り付けられたＯリング３１４により抑止されている。

油圧ユニット９００は、油圧ポンプ９０１と、油圧ポンプ９０１を駆動する電動モータ９０２と、油圧ポンプ９０１からシリンダ３７０への流路中に配設された電磁式油圧バルブ９０３とを備えている。制御装置１００は、駆動機構７の電動モータ７１を制御するモータ制御部１０１の他、電磁式油圧バルブ９０３を制御する油圧制御部１０２を有している。電磁式油圧バルブ９０３は、油圧制御部１０２から供給される電流に応じて作動油の往路及び復路の弁開度が変化する。

制御装置１００は、例えば横型マシニングセンタ１の制御装置あるいは製造ライン全体を統括する制御装置から、パレット２０及び工作物１０の重量、すなわち回転テーブル５の積載重量の情報を取得可能であり、回転テーブル５の積載重量に応じた押圧力でスラスト軸受６２が押圧されるように電磁式油圧バルブ９０３を制御する。導油部材３７、ピストン３８、油圧ユニット９００、及び油圧制御部１０２は、押圧装置３００を構成する。

ここで、「回転テーブル５の積載重量に応じた押圧力」とは、回転テーブル５の積載重量が変化しても基台本体３１の摺動面３１ａに作用する垂直荷重の変化量が小さくなるように調節された押圧力であり、回転テーブル５の積載重量が大きくなるほどピストン３８が上側軌道輪６２１を押圧する押圧力が小さくなる。

図７（ａ）は、本実施の形態において、回転テーブル５にパレット２０が保持されていない軽負荷の状態を示している。図７（ｂ）は、回転テーブル５に保持されたパレット２０に工作物１０が載置された重負荷の状態を示している。図７（ａ）及び（ｂ）では、回転テーブル５の重量による荷重Ｆ１、スラスト軸受６２に付与されている予圧による荷重Ｆ２、及びパレット２０及び工作物１０の重量による荷重Ｆ３の大きさを矢印の長さで表している。

本実施の形態では、回転テーブル５の積載重量に応じた押圧力でスラスト軸受６２が下方に押圧されるので、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、軽負荷時及び重負荷時の何れにおいても基台本体３１の摺動面３１ａに作用する垂直荷重を実質的に一定に保つことができる。これにより、制御ゲインの調整をより適切に行うことができ、軽負荷時において振動の発生が抑えられると共に、重負荷時の応答性を高めることが可能となる。また、第１の実施の形態と同様に、回転テーブル５の浮き上がりを抑制することが可能となる。

（付記）
以上、本発明を第１及び第２の実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で、一部の構成を省略し、あるいは構成を追加もしくは置換して、適宜変形して実施することが可能であり、例えば回転テーブル装置２，２Ａを工作機械以外の用途に用いることも可能である。

１…横型マシニングセンタ１００…制御装置
１０１…油圧制御部（制御部）２，２Ａ…回転テーブル装置
２０…パレット３…基台（移動台）
３０…凹部３００…押圧装置
３１…基台本体（移動台本体）３１ａ…摺動面
３２…予圧ボルト（締結部材）３３…予圧付与部材
３７…導油部材３７０…シリンダ
３８…ピストン４…回転軸部材
４２１…受け部５…回転テーブル
６１…ラジアル軸受６２…スラスト軸受
６２１…上側軌道輪６２２…下側軌道輪
６２３…転動体９００…油圧ユニット

Claims

鉛直方向の回転軸線を中心として回転する回転軸部材と、
前記回転軸部材と一体に回転する回転テーブルと、
前記回転テーブルの下面が摺動する摺動面を有し、前記摺動面によって前記回転テーブルからの垂直荷重を受ける基台と、
前記回転テーブルの下方で前記回転軸部材と前記基台との間に配置され、複数の転動体を一対の軌道輪によって上下方向に挟んでなるスラスト軸受とを備え、
前記スラスト軸受には、鉛直方向下方に向かう予圧が付与されており、
前記回転軸部材には、前記一対の軌道輪のうち下側の軌道輪を受ける受け部が設けられている、
回転テーブル装置。
前記基台は、前記受け部との間に前記スラスト軸受を挟む予圧付与部材と、前記予圧冬部材が締結部材によって締結された基台本体とを有し、
前記予圧付与部材が前記締結部材によって前記基台本体に締結されることにより、前記スラスト軸受に前記予圧が付与されている、
請求項１に記載の回転テーブル装置。
前記回転テーブルの積載重量に応じた押圧力で前記軸受を押圧する押圧装置を備え、
前記押圧装置によって前記予圧が付与されている、
請求項１に記載の回転テーブル装置。
前記押圧装置は、シリンダに供給される作動油の油圧を受けて前記一対の軌道輪のうち上側の軌道輪を押圧するピストンと、前記シリンダに前記作動油を供給する油圧ユニットと、前記油圧ユニットを制御する制御部とを有する、
請求項３に記載の回転テーブル装置。