JP2520519Y2

JP2520519Y2 - ２軸傾斜テーブル装置

Info

Publication number: JP2520519Y2
Application number: JP5067990U
Authority: JP
Inventors: 一弘鍵田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1990-05-15
Filing date: 1990-05-15
Publication date: 1996-12-18
Anticipated expiration: 2005-05-15
Also published as: JPH049237U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、減速機を使用しない直接駆動方式で割出テ
ーブルを所定角度回転させて位置決めする直接駆動型回
転割出装置を利用してなる回転軸と傾斜軸との２軸を有
するNC2軸傾斜テーブル装置に関し、特にマシニングセ
ンタ等の工作機械用のアタッチメントとして好適なもの
である。

〔従来の技術〕

例えば従来のNC工作機械の２軸傾斜テーブル装置とし
ては、第５図，第６図に示すようなものがある。このも
のは、ワークを取りつける回転テーブル１が水平支持軸
２を介して水平位置から所定角度傾斜可能に支持台３上
に支持されている。回転テーブル１の割出回転用のサー
ボモータ４は回転テーブル１の回転軸1aに対して距離ｌ
だけずらした位置に配置され、その回転出力はケーシン
グ５に内装された図示しないウォームとウォームホィー
ルとからなる減速機構を介して回転テーブル１の回転軸
1aに伝達される。一方、割出回転用のサーボモータ４の
反対側に回転テーブル１の傾斜回転用駆動部６が配置さ
れており、これは支持台３上に固定されている。この傾
斜回転用駆動部６に内装されている傾斜回転用サーボモ
ータ７の回転出力は、やはり図示しないウォームとウォ
ームホィールとからなる減速機構を介して、回転テーブ
ル１の回転軸1aに直交する傾斜回転軸８に出力される。
この傾斜回転軸８は前記水平支持軸２と同一軸線上にあ
って、先端は回転テーブル１のケーシング５に連結して
おり、その出力で回転テーブル１を所定角度傾斜させる
構成である。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記従来の２軸傾斜テーブル装置は、回転テーブル１
の回転駆動用サーボモータ４の出力を減速機構を介して
回転テーブル１の回転軸1aに伝達するために、回転駆動
用サーボモータ４が回転テーブル１の回転軸1aに対して
距離ｌだけずらしてある。そのため回転テーブル１をあ
まり大きく傾斜させると回転駆動用サーボモータ４のケ
ーシングが取付け面と干渉してしまうおそれがあり、傾
斜範囲を狭くせざるを得ないという問題点があった。

また、回転駆動用サーボモータ４とその減速機構との
総重量が大きく外形寸法も大型になり、したがってその
重量物を傾斜させる傾斜回転用サーボモータ７もその出
力の大きいものが必要で装置全体が大型化することは避
けられないという問題点があった。

そして、ウォームとウォームホィールを用いるもので
あるからギヤのバックラッシュより精度の高いものを得
ることはできず、また、回転駆動用サーボモータ４の電
気配線は回転テーブル１の傾斜動作と共に動くから配線
の引き回しが容易ではなく取扱いにくいという問題点が
あった。

そこで本考案は、上記従来の問題点に着目してなされ
たものであり、本出願人が先に出願した減速機構の不要
な直接駆動型回転割出装置（特開平１−121636号）を２
台組合せることにより、傾斜角度の設定の自由度が大き
く、かつ軽量コンパクトで取扱の容易な２軸傾斜テーブ
ル装置を提供して、上記従来の問題点を解決することを
目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、テーブルの割出回転用の回転軸と該割出回
転用の回転軸に直交するテーブル傾斜回転用の回転軸と
を備えた２軸傾斜テーブル装置であって、ハウジングに
固定されたモータステータと、該モータステータに対向
してハウジング内に同軸に配設されたモータロータと、
該モータロータに一体的に固定された軸方向に延長され
ると共に軸受を介して前記ハウジングに軸回転自在に支
持され端部に割出テーブルが取りつけられた回転軸と、
前記ハウジングに検出器ステータが取付けられると共に
前記回転軸に検出器ロータが取付けられて前記回転軸の
回転角を検出する回転検出器と、前記割出テーブルを停
止位置に保持するクランプ機構とを備えた直接駆動型回
転割出装置を２台組合せてなり、テーブル傾斜回転部を
構成する一方の直接駆動型回転割出装置はその回転軸が
水平になるように支持台上に取付け、テーブル割出回転
部を構成する他方の直接駆動型回転割出装置はその回転
軸が前記一方の直接駆動型回転割出装置の回転軸に対し
て垂直になるようにして一方の直接駆動型回転割出装置
の割出テーブル面にハウジングの一側面を固定して取付
けると共にハウジングの反対側面には支持軸を取付け、
該支持軸を軸受を介して支持台上に支持した構成であ
る。

前記テーブル傾斜回転部を構成する一方の直接駆動型
回転割出装置は、その回転軸部を貫通するとともに前記
テーブル割出回転部を構成する他方の直接駆動型回転割
出装置の電気配線を余裕をもって挿通できる大きさの空
孔を有するものとすることができる。

〔作用〕

減速機なしに低速回転が可能な直接駆動型の回転割出
装置を２組用いて、それぞれの回転軸の軸心がオフセッ
トなしに直交するように組合せてあるから、テーブル傾
斜回転部を駆動してテーブル割出回転部を正逆に180°
回転させても干渉せず、したがって傾斜回転の自由度が
大きい。また直接駆動型回転割出装置は、回転駆動用サ
ーボモータと減速機構とを用いてなる従来の２軸傾斜テ
ーブル装置のようにギヤのバックラッシュの問題がな
く、また総重量も軽くでき、外形寸法がコンパクトで取
扱の容易な２軸傾斜テーブル装置が得られる。更に、テ
ーブル割出回転部の電気配線はテーブル傾斜回転部を構
成する直接駆動型回転割出装置の中心を貫通する空孔内
を通すことで、回転テーブルの傾斜動作を拘束すること
がなくなり、この点からも取扱容易である。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を、図面に基づいて説明する。

第１図は２軸傾斜テーブル装置の外形側面図である。
直接駆動型回転割出装置を２台組み合わせてあり、一方
の直接駆動型回転割出装置でテーブル傾斜回転部101を
構成し、他方の直接駆動型回転割出装置でテーブル割出
回転部102を構成している。テーブル傾斜回転部101はそ
の側面を取付具104で保持し、支持台105上に固定して取
付けられている。一方、テーブル割出回転部102は、第
２図に示すように一側面に取付フランジ106を備えると
共に反対側面には取付座107を備え、この取付座107には
傾斜回転支持軸108が取付けられている。そして取付フ
ランジ106はテーブル傾斜回転部101の割出テーブル26に
取付具109で固定して取付けられ、傾斜回転支持軸108は
支持台105上に立設した支柱110により軸受111を介して
回転自在に支持されている。

第３図は、テーブル傾斜回転部101を構成する直接駆
動型回転割出装置の内部構造を示す縦断面図である。ハ
ウジング11に固定されたモータステータ12としての電磁
石の歯と、そのモータステータ12に対向してハウジング
11内に同軸に配設されたモータロータ13としての鉄心の
歯とが対向する構造のモータ内臓型であり、モータステ
ータ12は複数の歯をもった磁極を複数有しており、各磁
極を順次励磁することによりロータを回転させるように
なっている。モータステータ12の磁極相互では位相変化
させてある。

ハウジング11は円筒状形状とされ、その中心部に軸方
向の空孔Ｈを有している。ハウジング11内にはモータス
テータ12の内ステータ12A,モータロータ13,モータステ
ータ12の外ステータ12Bの３つの円筒部材が同軸に収納
されている。すなわち、ハウジング内筒11Aの外周部に
はコイルCAを有するモータ内ステータ12Aが圧入固着さ
れ、ハウジング外筒11Bの内周部にはコイルCBを有する
モータ外ステータ12Bが圧入固着されてモータ内ステー
タ12Aに対向させてある。そのモータ内ステータ12Aと外
ステータ12Bとの間に、同ピッチの歯を設けたモータロ
ータ13が回転自在に配設され、モータロータ13は内側と
外側の両方向から回転トルクを受けるようになってい
る。

モータロータ13の一端側には、軸方向に延びる円環状
の回転軸である出力軸14が突設されている。その出力軸
14の中間部分の外周面にはクロスローラ軸受15の内輪15
aが嵌めこまれ、固定部材16を固定ボルト17で締めつけ
ることによって固定されている。また、上記軸受15の外
輪15bは、ハウジング外筒11Bの内周面の上部に嵌めこま
れ、ハウジング外筒11Bの上端面にボルト18で固着され
た環状の軸受押え19で固定されている。

出力軸14の上端面14aには、割出テーブル26がボルト2
7で固着されている。

割出テーブル26の下側でハウジング内筒11A及び出力
軸14により囲まれて、図でモータ内ステータ12Aの上方
にある空間Ｓには、モータを高精度に位置決めするべく
高分解能の回転検出器としてのレゾルバ20が内蔵されて
いる。コイルCLを有するレゾルバ20のステータ21は、ハ
ウジング内筒11Aの内周面にボルト22で固着されてい
る。これに対してレゾルバ20のロータ23は、前記ステー
タ21に対向させて出力軸14の段部に固定されている。こ
のレゾルバ20のステータ21は、内ステータ12Aと同様の
歯を有し、コイルCLは各磁極に巻回されている。レゾル
バ20のロータ23はモータロータ13と同様の同一ピッチの
歯を有している。

モータロータ13が回転するとレゾルバ20のロータ23も
回転するから、ステータ21との歯間のリラクタンスが変
化する。その変化を図示しないドライブユニットのレゾ
ルバ制御回路によりデジタル化し、位置信号として利用
することでロータ23の回転角ひいては出力軸14の回転位
置を検出するようになっている。24はモータ内ステータ
12Aとレゾルバ20のステータ21との間に介装してねじ25
で固定された磁気シールド板である。

この割出テーブル26の反対側になるハウジング内筒11
Aとハウジング外筒11Bとの下端側には、ハウジング11の
内部を密閉するハウジングベース28が取りつけボルト29
により取りつけられている。

上記の空間Ｓ内に収納されたレゾルバ20の上方で割出
テーブル26の裏面側には、クランプ機構30が取りつけら
れている。このクランプ機構30は、内周側をハウジング
内筒11Aの上端面にボルト31で片持ちに固定されている
ドーナツ板状のバネ鋼製弾性部材32と、その弾性部材32
の外周の自由端にボルト33で固着されて出力軸14の段部
14bと離接するクランプ部材34とよりなるブレーキ装置
を備えている。34Aはブレーキライニングである。

クランプ機構30は、更に上記のブレーキ装置の駆動装
置として、弾性部材32の弾性に抗してクランプ部材34を
出力軸14に圧接するシリンダ35と、そのシリンダ35に軸
方向に移動可能に摺接するピストン36とを備えている。
シリンダ35は、中心部が円筒状でハウジング内筒11Aの
内周面に軸方向に摺動可能に嵌合されており、円筒上端
から径方向に円板状に平面部35Aが広がり、外周端部は
再び円筒状に立ち上げた形状にしてある。そして、外周
端の立ち上げ部分の下端（裏面側）が、上記ブレーキ装
置のクランプ部材34の上面に当接させてある。一方、ピ
ストン36は、このシリンダ35と略同様の形状に形成さ
れ、シリンダ35の内面側に軸方向移動及び軸回動可能に
取りつけられていて、外周の立ち上げ部分の上端面に割
出テーブル26の裏面側との当接部38が設けてある。更
に、シリンダ35の平面部35Aに対向するピストン36の平
面部36Aの下面側を浅く切除して、加圧室37が形成され
ている。もっとも、シリンダ35の平面部35Aの上面側を
切除してもよく、要は加圧室37がシリンダ35とピストン
36との対向する平面部間に設けられればよい。又、ピス
トン36の下端側にはばね室39が形成されていて、一端を
ハウジング内筒11Aを係止させた圧縮コイルばね40が収
納されている。このピストン36を図で下方に付勢するば
ね40のばね力は、クランプ機構30の弾性部材32の例えば
1/5程度と弱くしてある。そして、弾性部材32の上方へ
の付勢力が、シリンダ35,ピストン36の自重及びばね40
の下方への付勢力の合計と釣り合わせてあり、加圧室37
内に流体圧力が加えられない限り、クランプ部材34を出
力軸14から離隔させている。

割出テーブル26のクランプ時に加圧室37に加圧流体を
送入する流体経路41は、この実施例ではハウジング外筒
11Bに取りつけられた流体継手42から、ハウジングベー
ス28,ハウジング内筒11A,シリンダ35を経て加圧室37へ
と挿通するように形成されている。

図中、Ａはオイルシール等の回転シール部材、ＢはＯ
リング等の摺動部及び固定部シール部材である。43は割
出テーブル26の回転位置検出時の基準点を検出する原点
検出センサとしての近接スイッチであり、44はこの原点
検出センサ43と対向可能な割出テーブル26の裏面の特定
位置にねじ45で固定された金属片である。

ハウジング外筒11Bの側面に設けられた凹部46は電気
結線用のスペースであり、密閉部材47で蓋されている。
モータステータのコイルCA,CB、レゾルバ20のステータ
コイルCL、原点検出センサ43等の電気配線は、この凹部
46から密閉部材47に取付けたコネクタ48（第４図）を介
して外部と接続される。

以上はテーブル傾斜回転部101を構成する直接駆動型
回転割出装置の内部構造であるが、テーブル割出回転部
102を構成する直接駆動型回転割出装置も、電気配線の
取出し部分を除けばほぼ同様であり、詳細説明は省略す
る。

テーブル割出回転部102の電気配線の外部への取り出
し構造は第１図に示される。すなわち、テーブル割出回
転部102の凹部46Aから密閉部材47Aを貫通したケーブル5
0は、テーブル傾斜回転部101の中心部の軸方向の空孔Ｈ
を通す。そしてハウジングベース28に取付けたコネクタ
取付部材51に装着された２個のコネクタ−52を介して外
部と接続される。なお、上記ケーブル50には螺旋状に成
形されたカールケーブルを用いれば、テーブル割出回転
部102の傾斜回転によるケーブルねじれを吸収すること
ができて好都合である。

次に作用を説明する。

テーブル割出回転部102を所定角度傾斜させる場合
は、モータステータ12のモータ内ステータ12Aとモータ
外ステータ12BとのそれぞれのコイルCA,CBに、図外のド
ライブユニットを介してモータ電流を通電する。モータ
ステータ12の各歯が所定の順序に励磁されて、モータロ
ータ13が回転する。モータロータ13が回転するとレゾル
バ20のロータ23も回転するから、ステータ21との歯間の
リラクタンスが変化する。その変化を図示しないドライ
ブユニットのレゾルバ制御回路によりデジタル化し、位
置信号として利用することでロータ23の回転角ひいては
出力軸14の回転角度を規制して、割出テーブル26の回転
がなされる。こ場合、モータステータ12がモータロータ
13の内外にあるから、高トルクが得られる。また、割出
テーブル26の回転角度は最大で±180°あればよい。

割出テーブル26が所定角度の傾斜回転を終了した後、
割出テーブル26をクランプ機構30でクランプする。その
際は、流体継手42を経て圧縮空気（或いは油圧）が流体
経路41を通り加圧室37内に送り込まれる。この圧力でシ
リンダ35は割出テーブル26の反対方向に押圧されてハウ
ジングベース28の方に所定距離移動する。するとクラン
プ機構30の弾性部材32の上方への弾性力に抗して、クラ
ンプ部材34が出力軸14の段部に当接してスラスト方向に
強く圧接されるから、出力軸14ひいては割出テーブル26
の回転の動きは完全に阻止される。同時にピストン36
は、シリンダ35とは反対方向、すなわち割出テーブル26
に向かって押圧されて、所定距離移動する。すると当接
部38が割出テーブル26の裏面に当たり、出力軸14に対し
てスラスト方向の反力が負荷されることとなる。その結
果、割出テーブル26のスラスト変位力は打ち消されるか
ら、割出テーブル26の軸方向の変位は発生しない。又、
出力軸14の軸受15に不必要なスラスト力が負荷されるこ
とも防止される。

テーブル割出回転部102の割出テーブル26に重量の大
きなワークが取りつけられて慣性が大きくなった場合に
は、正規の停止位置の少し手前でクランプ機構30を作動
させてもよい。割り出しは回転検出器であるレゾルバ20
でチェックできるから、割り出しが正常に出来ない場合
でも位置修正は容易である。

回転中にクランプ機構30を作動させた場合、シリンダ
35,ピストン36とも廻り止めはないが、シリンダ35はク
ランプ部材34に当接しているから回転しない。一方、ピ
ストン36は割出テーブル26に当接しているから割出テー
ブル26と共に回転する。

テーブル割出回転部102の割出テーブル26を回転駆動
させる場合の動作も以上述べたものとほぼ同様であり、
重複する説明は省略する。

なお、上記実施例ではモータステータ12をモータロー
タ13の内外に設けた高トルク型の直接駆動型回転割出装
置を用いたものを説明したが、これに限定されるもので
はなく、１個のモータステータ12と１個のモータロータ
13を有するものに、クランプ機構30を組み込んだタイプ
の直接駆動型回転割出装置を用いることも可能である。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、ステップモー
タとレゾルバが内蔵された直接駆動型の回転割出装置を
２組用いて、それぞれの回転軸の軸心がオフセットなし
に直交するように組合せた構成とした。そのため、回転
駆動用サーボモータと減速機構とを用いてなる従来の２
軸傾斜テーブル装置のように総重量が大きく外形寸法も
大型で、且つ傾斜角度が制限されるということがなく、
傾斜角度の設定の自由度が大であり、かつ割出精度が良
く、軽量コンパクトで取扱の容易な２軸傾斜テーブル装
置を提供できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の１実施例の側面図、第２図は第１図に
示すテーブル割出回転部の平面図、第３図は第１図に示
すテーブル傾斜回転部の縦断面図、第４図は第１図のIV
−IV矢視図、第５図は従来の２軸傾斜テーブル装置の平
面図、第６図は第５図の側面図である。図中、10は直接駆動型回転割出装置、11はハウジング、
12はモータステータ、13はモータロータ、14は回転軸
（出力軸）、15は軸受、20は回転検出器（レゾルバ）、
26は割出テーブル、30はクランプ機構、101はテーブル
傾斜回転部、102はテーブル割出回転部、105は支持台、
108は傾斜回転支持軸、111は軸受、Ｈは空孔である。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】テーブルの割出回転用の回転軸と該割出回
転用の回転軸に直交するテーブル傾斜回転用の回転軸と
を備えた２軸傾斜テーブル装置であって、ハウジングに固定されたモータステータと、該モータス
テータに対向してハウジング内に同軸に配設されたモー
タロータと、該モータロータに一体的に固定されて軸方
向に延長されると共に軸受を介して前記ハウジングに軸
回転自在に支持され端部に割出テーブルが取りつけられ
た回転軸と、前記ハウジングに検出器ステータが取付け
られると共に前記回転軸に検出器ロータが取付けられて
前記回転軸の回転角を検出する回転検出器と、前記割出
テーブルを停止位置に保持するクランプ機構とを備えた
直接駆動型回転割出装置を２台組合せてなり、テーブル傾斜回転部を構成する一方の直接駆動型回転割
出装置はその回転軸が水平になるように支持台上に取付
け、テーブル割出回転部を構成する他方の直接駆動型回
転割出装置はその回転軸が前記一方の直接駆動型回転割
出装置の回転軸に対して垂直になるようにして一方の直
接駆動型回転割出装置の割出テーブル面にハウジングの
一側面を固定して取付けると共にハウジングの反対側面
には支持軸を取付け、該支持軸を軸受を介して支持台上
に支持したことを特徴とする２軸傾斜テーブル装置。
【請求項２】前記テーブル傾斜回転部を構成する一方の
直接駆動型回転割出装置は、その回転軸部を貫通すると
ともに前記テーブル割出回転部を構成する他方の直接駆
動型回転割出装置の電気配線を余裕をもって挿通できる
大きさの空孔を有することを特徴とする請求項（１）記
載の２軸傾斜テーブル装置。