JP5288548B2 - モータ付減速機及び割り出し装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータと減速機とを有するモータ付減速機、及びそのモータ付減速機を用いた工作機械用の割り出し装置に関する。

従来、モータと減速機とを有するモータ付減速機、及びそのモータ付減速機を用いた工作機械用の割り出し装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１に開示されたモータ付減速機においては、工作物を保持する回転テーブル（ワークテーブル）を回転させる駆動力を発生させる回転テーブル駆動モータと、この回転テーブル駆動モータにより回転される食い違い傘歯車機構のピニオン及びこのピニオンに噛み合う大歯車をギア機構として有する減速機とが備えられている。また、特許文献１に開示された割り出し装置においては、上記のワークテーブル及びモータ付減速機に加え、工作機械で工作物の加工が行われるときにワークテーブルに作用する外力である加工反力に抗してワークテーブルの回転方向の位置を保持するための空圧式のクランプ装置が更に設けられている。

実開平６−４２０４７号公報（第６−８頁、第１図、第３図）

特許文献１に開示されたモータ付減速機においては、回転テーブル駆動モータは、ワークテーブルの回転動作時における駆動トルクを発生させるために設けられるため、その短時間定格における最大出力トルクの設定は、回転動作時の加減速トルクを発生可能に設定されることになる。そして、このモータにおいては、より小容量で無駄の少ない仕様で高速での位置決めを可能にする観点からは、要求される加減速トルクに対する余裕の少ない仕様の最大出力トルクに設定されることになる。一方、特許文献１に開示の割り出し装置において、ワークテーブルに加工反力が作用したときにワークテーブルの回転方向の位置を保持する保持トルクを上記のモータだけ発生させようとした場合、要求される保持トルクがモータの連続定格における定格トルクの範囲内に収まる必要がある。しかし、一般的に電動モータの定格トルクは、最大出力トルクの数分の１から数十分の１程度であり、工作機械においては、加工反力が大きいため、特許文献１に開示された割り出し装置では、上記のモータの定格トルクの範囲内で保持トルクを確保することができず、別途クランプ装置が設けられている。

しかしながら、特許文献１に開示の割り出し装置のように、ワークテーブルの回転方向の位置をクランプ装置で保持する場合、クランプ動作の完了後に工作物の加工を開始する必要があるため、クランプ動作に時間を要する分だけ更に割り出しに要する作動時間を多く要してしまうことになる。また、クランプ装置が設けられることで、割り出し装置の大型化や機構の複雑化を招いてしまうことになる。これに対し、特許文献１に開示のモータ付減速機において、その出力部に固定されたワークテーブルに作用する加工反力である外力に抗して出力部の回転方向の位置を保持しようとする場合、モータの定格トルクの設定を少なくとも要求される保持トルクを確保できるように大きく設定し、モータの大容量化を図る必要がある。この場合、モータの最大出力トルクの設定が要求される加減速トルクに比して過剰に大きく余裕のある設定となってしまうことになる。このため、モータを制御するドライブ装置（サーボアンプ）の容量も大型化してしまい、装置の大型化も招いてしまい易いという問題がある。また、これにより、このようなモータ付減速機を備える割り出し装置の大型化も招くことになる。

本発明は、上記実情に鑑みることにより、出力部の高速回転動作時に要求される駆動トルクの水準と出力部の回転方向の位置を保持する時に要求される保持トルクの水準との両方に対して過剰な仕様となることを抑制できるとともに、容量及び装置の大型化を抑制することができるモータ付減速機を提供することを目的とする。また、本発明は、モータ付減速機を備える工作機械用の割り出し装置に関し、割り出しに要する作動時間を低減することができ、装置の大型化及び機構の複雑化を抑制することができる割り出し装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係るモータ付減速機は、モータ（電動機）と減速機とを有するモータ付減速機であって、１つの出力部からトルクを出力する前記減速機と、前記減速機に連結される前記モータとして設けられ、前記出力部の高速回転動作時における駆動トルク及び前記出力部の回転方向の位置を保持する時における保持トルクの一部を発生させて前記減速機に伝達する駆動保持用モータと、前記減速機に連結され、前記保持トルクの残部を発生させて前記減速機に伝達する保持用装置と、を備えていることを特徴とする。

この発明によると、駆動保持用モータと保持用装置とが備えられる。そして、減速機の出力部の高速回転動作時の駆動トルクを駆動保持用モータが発生させるように構成されている。このため、要求される駆動トルクの水準に対応させるように駆動保持用モータの仕様を決定することができ、モータの仕様が要求される駆動トルクの水準に対して過剰な仕様となることを抑制できる。更に、本発明では、出力部の回転方向の位置を保持する時の保持トルクを駆動保持用モータ及び保持用装置が発生させるように構成されている。このため、要求される駆動トルクの水準に対応させて決定された駆動保持用モータの仕様を踏まえ、要求される保持トルクの水準に対応させるように保持用装置の仕様を決定することができる。これにより、モータ付減速機の仕様が要求される保持トルクの水準に対して過剰な仕様となることを抑制できる。また、要求される駆動トルク及び保持トルクに対して過剰な仕様となることを抑制できるため、モータ及びそのドライブ装置の容量が大型化してしまうことを抑制でき、モータ付減速機の装置構成が大型化してしまうことも抑制することできる。尚、駆動保持用モータを複数のモータで構成する場合には、小容量化して小型化した各モータをそれらの軸方向と垂直な平面に沿って配置するように減速機に取り付けることができる。これにより、モータ付減速機の全体形状に関し、更に扁平化させた構造を実現することができる。このように扁平化した構造のモータ付減速機は、工作機械用の割り出し装置に用いられる場合により好適となる。

従って、本発明によると、出力部の高速回転動作時に要求される駆動トルクの水準と出力部の回転方向の位置を保持する時に要求される保持トルクの水準との両方に対して過剰な仕様となることを抑制できるとともに、容量及び装置の大型化を抑制することができるモータ付減速機を提供することができる。

本発明に係るモータ付減速機は、前記駆動保持用モータは、その短時間定格における最大出力トルクの設定が、前記出力部の高速回転動作時の加減速トルクを発生可能に設定されており、前記保持用装置は、その連続定格における定格トルクの設定が、前記保持トルクのうち前記駆動保持用モータの連続定格における定格トルクによって不足するトルクを発生可能に設定されていることが好ましい。

この発明によると、出力部の高速回転動作時の加減速トルクに基づいて駆動保持用モータの最大出力トルクが設定され、保持トルクのうち駆動保持用モータの定格トルクで不足する分を補うように保持用装置の定格トルクが設定される。このため、要求される加減速トルクの水準と保持トルクの水準との両方に対してほとんど無駄のない効率の優れた仕様のモータ付減速機を実現することができ、容量及び装置の更なるコンパクト化を図ることができる。

本発明に係るモータ付減速機は、前記保持用装置は、前記減速機に連結されるモータであって、前記保持トルクの残部を発生させて前記減速機に伝達する保持用モータとして設けられていることが好ましい。

この発明によると、保持用装置が保持用モータとして設けられているため、駆動トルク及び保持トルクが全てモータによって発生することになる。そして、要求される駆動トルクの水準に対応させて決定された駆動保持用モータの仕様を踏まえ、要求される保持トルクの水準に対応させるように保持用モータの仕様を決定することができる。これにより、モータ付減速機においてトルクを発生させる全てのモータの仕様について、要求される駆動トルク及び保持トルクの水準の両方に対してより効率よく対応させるように決定でき、容量及び装置の大型化を抑制できる。

本発明に係るモータ付減速機は、前記保持用モータの連続定格における定格電流が前記駆動保持用モータの連続定格における定格電流よりも小さくなるように、前記保持用モータのトルク定数が前記駆動保持用モータより大きく設定されていることが好ましい。

この発明によると、保持用モータの定格電流が駆動保持用モータの定格電流よりも小さくなるように、保持用モータのトルク定数が駆動保持用モータより大きく設定されている。このため、出力部の回転方向の位置を保持する保持動作時には、保持用モータに必要な電流が駆動保持用モータに必要な電流よりも少なくてよく、全てのモータの定格トルクを一律に大きくして保持トルクを確保しようとする場合に比して、より小さな電流で保持トルクを確保することができる。また、保持用モータは、出力部の高速回転動作時にはトルクを発生させず、保持動作時にトルクを発生させるため、トルク定数を上記のように変更しても出力部の高速回転動作時には影響が生じないことになる。

本発明に係るモータ付減速機は、前記駆動保持用モータと前記保持用モータが低速回転動作時に発生させるトルクが、前記保持トルクと同等となるように前記駆動保持用モータ及び前記保持用モータのトルク定数が設定されていることが好ましい。

この発明によると、駆動保持用モータと保持用モータが低速回転動作時に発生させるトルクが保持トルクと同等となるように、駆動保持用モータや保持用モータの一部又は全部のトルク定数が設定されている。従って、出力部からの反力に対抗しながら、ゆっくりと回転動作させることができ、例えば工作機械用の割り出し装置に用いられる場合は、回転させながら加工をすることができるようになる。なお、一般的に電動モータの低速回転時に発生可能なトルクは、出力部の回転方向の位置を保持する時の保持トルクとほぼ同等か若干小さい程度なので、低速回転時におけるトルクが保持トルクと同等となるように駆動保持用モータや保持用モータの一部又は全部のトルク定数を設定しても大きさはほとんど変わらない。

本発明に係るモータ付減速機は、前記保持用装置は、前記減速機に連結される電磁ブレーキであって、前記保持トルクの残部を発生させて前記減速機に伝達する保持用電磁ブレーキとして設けられていることも好ましい。

この発明によると、保持用装置が保持用電磁ブレーキとして設けられ、保持トルクの残部が保持用電磁ブレーキにより確保される。そして、要求される駆動トルクの水準に対応させて決定された駆動保持用モータの仕様を踏まえ、要求される保持トルクの水準に対応させるように保持用電磁ブレーキの仕様を決定することができる。これにより、駆動保持用モータ及び保持用電磁ブレーキの仕様について、要求される駆動トルク及び保持トルクの水準の両方に対してより効率よく対応させるように決定でき、容量及び装置の大型化を抑制できる。更に一般的に電磁ブレーキはモータより構成が単純なためコストダウンを図ることができる。

本発明に係るモータ付減速機は、前記減速機は、内周に複数の内歯が配置されたケースと、前記ケースに収納されるとともに前記内歯に噛み合う外歯が外周に設けられた外歯歯車と、前記外歯歯車に形成されたクランク用孔を貫通し、回転することで前記外歯歯車を偏心させて揺動させる複数のクランク軸と、前記クランク軸の一端側を回転自在に保持する基部キャリア、前記クランク軸の他端側を回転自在に保持する端部キャリア、及び、前記基部キャリアと前記端部キャリアとの間に配置されて前記基部キャリアと前記端部キャリアとを連結する支柱、を有するキャリアと、を備え、前記複数のクランク軸として、一端側において前記駆動保持用モータに連結されて前記駆動保持用モータからトルクが入力される駆動保持用クランク軸と、一端側において前記保持用装置に連結されて前記保持用装置からトルクが入力される保持用クランク軸と、が設けられ、前記出力部は、前記ケースとして又は前記端部キャリアとして設けられていることが好ましい。

この発明によると、減速機が、偏心して揺動する外歯歯車が設けられた偏心型減速機として構成される。このため、大きい減速比を確保することができ、より小型のモータで大きなトルクを確保することができるモータ付減速機を実現することができる。そして、減速機が偏心型減速機として構成されるため、大きい減速比を小型の構成で実現することでき、モータ付減速機の更なるコンパクト化を図ることができる。また、外歯歯車を貫通するよう配置された複数のクランク軸のそれぞれの一端側に駆動保持用モータや保持用装置が連結されるため、モータ付減速機の全体形状に関し、扁平化した構造を容易に実現することができる。

本発明に係るモータ付減速機は、前記外歯歯車及び前記キャリアには中心に貫通孔が形成され、前記複数のクランク軸は前記貫通孔の周囲に配置されていることが好ましい。

この発明によると、外歯歯車及びキャリアの中心に貫通孔が形成されるため、この貫通孔を介して所定の配線や配管等を配置することができる。このため、回転動作を行う減速機において、中心部に配線等が配置されることになり、配線等にねじれや切断等の不具合が発生してしまうことを抑制することができる。また、減速機の中心の貫通孔の周囲に複数のクランク軸が配置されるため、複数のクランク軸をスペース効率よく配置することができる。このため、中心に貫通孔が設けられた偏心型減速機の更なるコンパクト化を図ることができる。

また、本発明に係る割り出し装置は、工作機械に設けられる割り出し装置であって、上記のいずれかのモータ付減速機を少なくとも１つ備え、工作物が保持されるワークテーブルが前記出力部に固定され、前記出力部から出力されるトルクによって前記ワークテーブルの回転方向の位置の割り出しが行われることを特徴とする。

この発明によると、駆動トルク及び保持トルクがモータ付減速機によって全て確保されるため、モータ付減速機とは別個に保持トルクを発生させるクランプ装置のような装置を設ける必要がない。このため、クランプ動作のようにモータの作動とは別途行われるようなワークテーブルの保持動作が完了するまで工作物の加工が開始できないといった制約が生じることがない。これにより、割り出しに要する作動時間を低減することができる。そして、モータ付減速機とは別個に保持トルクを発生させるクランプ装置のような装置を設ける必要がないため、割り出し装置の大型化や機構の複雑化を招いてしまうことを抑制できる。また、装置の大型化が抑制されたモータ付減速機を備えて構成されるため、割り出し装置の大型化を抑制することができる。なお、モータ付減速機は複数台、例えば２台、２軸分、備えていても良い。

従って、本発明によると、モータ付減速機を備える工作機械用の割り出し装置に関し、割り出しに要する作動時間を低減することができ、装置の大型化及び機構の複雑化を抑制することができる割り出し装置を提供することができる。

本発明によると、出力部の高速回転動作時に要求される駆動トルクの水準と出力部の回転方向の位置を保持する時に要求される保持トルクの水準との両方に対して過剰な仕様となることを抑制できるとともに、容量及び装置の大型化を抑制することができるモータ付減速機を提供することができる。また、本発明によると、モータ付減速機を備える工作機械用の割り出し装置に関し、割り出しに要する作動時間を低減することができ、装置の大型化及び機構の複雑化を抑制することができる割り出し装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本発明は、モータと減速機とを有するモータ付減速機として広く適用することができ、また、モータ付減速機を備える工作機械用の割り出し装置として広く適用することができるものである。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る割り出し装置１が設けられた工作機械１００を示す模式図である。工作機械１００には、ベッド１０１、コラム１０２、主軸台１０３、上下駆動モータ１０４、主軸駆動モータ１０５、主軸１０６、スライドワークテーブル１０７、割り出し装置１等が設けられている。主軸台１０３は、ベッド１０１に固定されたコラム１０２に支持されており、コラム１０２の上端部に取り付けられた上下駆動モータ１０４の運転によって上下方向（Ｚ軸方向）に移動するように構成されている。主軸台１０３に支持された主軸１０６には、図示しない工具交換装置によってドリル等の工具１０８が着脱自在に取り付けられる。この主軸１０６は、主軸駆動モータ１０５の運転によって回転駆動されるように構成されている。また、スライドワークテーブル１０７は、ベッド１０１上において水平方向における直交する２軸方向（ＸＹ方向）に移動するように構成されており、このスライドワークテーブル１０７における割り出し装置取付部１０７ａに対して、割り出し装置１が取り付けられている。

図２は、割り出し装置１についての一部切欠き状態で示す断面図である。この図２に示すように、割り出し装置１は、本発明の第１実施形態に係るモータ付減速機２と、図中二点鎖線で示すワークテーブル１１とを備えて構成されている。ワークテーブル１１に対して、工作機械１００による切削等の加工対象となる工作物（図示せず）が、図示しない保持具を介して保持される。このワークテーブル１１は、後述するモータ付減速機２における減速機１３の出力部であるケース１６に対して固定される。そして、スライドワークテーブル１０７が移動して割り出し装置１のワークテーブル１１に保持された工作物が所定の位置に配置された状態で、モータ付減速機２の減速機１３のケース１６から出力されるトルクによってワークテーブル１１の回転方向の位置の割り出しが行われることになる。そして、割り出しが完了すると、主軸１０６の主軸モータ１０５による回転駆動が開始され、回転する工具１０８によって工作物に対して切削等の加工が施されることになる。

次に、割り出し装置１の構成要素であるとともに本実施形態に係るモータ付減速機２について説明する。図３は、図２のモータ付減速機２をＡ線矢視方向から見た模式図である。尚、図２は、図３のＣ−Ｃ線矢視断面図である。図２及び図３に示すように、モータ付減速機２は、減速機１３と複数の電動サーボモータであるモータ（１４、１５）とを備えて構成されている。そして、複数の電動サーボモータとして、２つの駆動保持用モータ１４と１つの保持用モータ（保持用装置）１５とが備えられている。

図２に示すように、減速機１３は、ケース１６、外歯歯車１７、クランク軸１８、キャリア１９等を備えた偏心型減速機として構成されている。そして、減速機１３は、キャリア１９における後述の基部キャリア２２において工作機械１００におけるスライドワークテーブル１０７の割り出し装置取付部１０７ａに固定されている。これにより、割り出し装置１が、工作機械１００に取り付けられている。また、減速機１３は、複数のクランク軸１８にトルクが入力され、１つの出力部であるケース１６からトルクを出力するように構成されている。

図４は、図２のＢ−Ｂ線矢視断面図である。図２及び図４に示すように、ケース１６は、両端が開口した円筒状の部材として設けられ、モータ（１４、１５）が配置される一端側の開口からはキャリア２２が突出し、出力側である他端側にはワークテーブル１１が取り付けられている。また、ケース１６の内周には複数の内歯１６ａが配置されている。内歯１６ａは、ピン状の部材（丸棒状の部材）として形成され、その長手方向がケース１６の軸方向と平行となるように、ケース１６の内周において形成されたピン溝に嵌め込まれて配置されている。そして、内歯１６ａは、ケース１６の内周において周方向に沿って等間隔に配列されている。尚、以下の減速機１３についての説明では、ケース１６の説明と同様に、モータ（１４、１５）が配置される側を一端側として、出力側を他端側として説明する。

図２及び図４に示すクランク軸１８（図２では、断面でなく外径を図示）は、減速機１３の回転中心線Ｐ（図２にて一点鎖線で図示）を中心とした周方向に沿った均等角度の位置に複数（本実施形態では３つ）配置されており、その軸方向が回転中心線Ｐと平行になるように配置されている。そして、この複数のクランク軸１８として、２つの駆動保持用クランク軸２０と、１つの保持用クランク軸２１とが設けられている。各駆動保持用クランク軸２０は、その一端側の端部２０ｂにおいて、各駆動保持用モータ１４に連結されて各駆動保持用モータ１４からトルクが入力されるように構成されている。一方、保持用クランク軸２１は、その一端側の端部２１ｂにおいて、保持用モータ１５に連結されて保持用モータ１５からトルクが入力されるように構成されている。

また、各クランク軸１８は、外歯歯車１７に形成されたクランク用孔１７ｂをそれぞれ貫通するように配置されており、回転することで外歯歯車１７を偏心させて揺動させる軸部材として設けられている。そして、駆動保持用クランク軸２０には、その中途部分において、複数（２つ）の偏心部２０ａが直列に形成されている。同様に、保持用クランク軸２１には、その中途部分において、複数（２つ）の偏心部２１ａが直列に形成されている。各クランク軸（２０、２１）における各偏心部（２０ａ、２１ａ）は、軸方向と垂直な断面が円形断面となるように形成され、それぞれの中心位置が各クランク軸（２０、２１）の回転中心線に対して偏心するように設けられている。また、各駆動保持用クランク軸２０の一端側の端部２０ｂ及び他端側の端部２０ｃは、キャリア１９に対して回転自在に支持されている。同様に、保持用クランク軸２１の一端側の端部２１ｂ及び他端側の端部２１ｃも、キャリア１９に対して回転自在に支持されている。

図２及び図４に示す外歯歯車１７は、平行に配置された状態でケース１６内に複数（２つ）収納されている。各外歯歯車１７には、中心に貫通孔２７が形成されている。また、各外歯歯車１７には、前述のように、クランク軸１８が貫通するクランク用孔１７ｂが円形孔として形成されている。これにより、複数のクランク軸１８が、貫通孔２７の周囲に配置されるように構成されている。尚、各クランク軸２８は、クランク用孔１７ｂにおいて針状ころ軸受を介して外歯歯車１７に対して回転自在に保持されている。

また、各外歯歯車１７には、クランク用孔１７ｂに加え、後述する支柱２４が貫通する支柱用孔１７ｃが更に形成されている。尚、各外歯歯車１７は、回転中心線Ｐと平行な方向において、クランク用孔１７ｂ及び支柱用孔１７ｃの位置がそれぞれ対応するように配置されている。支柱用孔１７ｃは、支柱２４に対応して外歯歯車１７の周方向に沿った均等角度の位置に複数（本実施形態では３つ）配置されている。また、支柱用孔１７ｃは、外歯歯車１７の周方向において、クランク用孔１７ｂと交互に形成されている。尚、支柱用孔１７ｃには、支柱２４が非接触の遊嵌状態で貫通している。

また、各外歯歯車１７の外周には、内歯１６ａに噛み合う外歯１７ａが設けられている。外歯歯車１７の外歯１７ａの歯数と内歯１６ａの歯数とは異なっており、クランク軸１８の回転に伴って、外歯歯車１７の外歯１７ａと内歯１６ａとの噛み合いがずれ、外歯歯車１７が偏心して揺動するように構成されている。

図５は、図４のＤ−Ｄ線矢視断面図である。図２乃至図５に示すように、キャリア１９は、基部キャリア２２、端部キャリア２３、及び支柱２４を備えて構成されている。基部キャリア２２は、各クランク軸１８の一端側を回転自在に保持するよう構成されており、駆動保持用クランク軸２０の一端側の端部２０ｂ及び保持用クランク軸２１の一端側の端部２１ｂをそれぞれ円錐ころ軸受２５を介して回転自在に保持している。また、ケース１６から突出する基部キャリア２２の一端側の端部の縁部分にはフランジ部２２ａが形成され、基部キャリア２２は、このフランジ部２２ａにおいてボルト２８（図２、図５で１つのみ図示）を介して、工作機械１００における割り出し装置取付部１０７ａに取り付けられる。

端部キャリア２３は、支柱２４を介して基部キャリア２２と連結されている。そして、端部キャリア２３は、各クランク軸１８の他端側を回転自在に保持するように構成されており、駆動保持用クランク軸２０の他端側の端部２０ｃ及び保持用クランク軸２１の他端側の端部２１ｃをそれぞれ円錐ころ軸受２６を介して回転自在に保持している。

支柱２４は、基部キャリア２２と端部キャリア２３との間に配置され、基部キャリア２２と端部キャリア２３とを連結する柱状部部分として設けられている。支柱２４は、回転中心線Ｐを中心とした周方向に沿った均等角度の位置に複数（本実施形態では３つ）配置され、その軸方向が回転中心線Ｐの方向と平行となるように配置されている。尚、支柱２４とクランク軸１８とは、回転中心線Ｐを中心とした周方向に沿って交互に配置されている。各支柱２４は、端部キャリア２３に一体に形成され、端部キャリア２３の一端側において突出するように設けられている。また、支柱２４は、その一端側において、基部キャリア２２を貫通する支柱ボルト３１と螺合するように構成されている。これにより、基部キャリア２２と端部キャリア２３とが支柱２４及び支柱ボルト３１を介して結合されるように構成されている。

尚、キャリア１９の外周とケース１６の内周との間には、一対の円錐ころ軸受（２９、３０）が配置されている。円錐ころ軸受２９は基部キャリア２２の外周とケース１６の内周との間に配置され、円錐ころ軸受３０は端部キャリア２３の外周とケース１６の内周との間に配置されている。これにより、キャリア１９に対してケース１６が一対の円錐ころ軸受（２９、３０）を介して回転自在に取り付けられている。

また、キャリア１９には、その中心において、基部キャリア２２及び端部キャリア２３のいずれもが貫通する貫通孔３２が形成されている。そして、キャリア１９の内側には円筒部材３３が配置されている。この円筒部材３３は、外歯歯車１７の貫通孔２７を貫通するとともに、一端側が基部キャリア２２の内周に取り付けられ、他端側が端部キャリア２３の内周に取り付けられている。これにより、貫通孔３２における基部キャリア２２側と端部キャリア２３側とが円筒部材３３を介して連通する１つの貫通孔として設けられ、この貫通孔３２内に配線等が挿通されたときに外歯歯車１７と干渉することがないように構成されている。

図２及び図４に示す駆動保持用モータ１４は、２つ設けられており、それぞれ減速機１３に連結されている。そして、各駆動保持用モータ１４は、ステータ１４ａとロータ１４ｂとを備えて構成されており、ステータ１４ａは基部キャリア２２に対して固定され、ロータ１４ｂは駆動保持用クランク軸２０の一端側の端部２０ｂに連結されている。この駆動保持用モータ１４は、出力部であるケース１６の回転動作時においては回転動作のための駆動トルクを発生させ、ケース１６の回転方向の位置を保持する時においてはその保持動作のための保持トルクを発生させて減速機１３に伝達するモータとして設けられている。また、部品点数の削減によるコストダウンを図るべく、２つの駆動保持用モータ１４のうちの一方にのみロータ１４ｂの回転角を検出するためのエンコーダ３４が取り付けられている。なお、偏心型減速機である減速機１３はバックラッシュの影響が小さいため、エンコーダ３４の信号を利用して、他方の駆動保持用モータ１４を制御することができる。もちろん、他方の駆動保持用モータ１４にもエンコーダを取り付けても構わない。

図２及び図４に示す保持用モータ１５は、１つ設けられており、減速機１３に連結されている。そして、保持用モータ１５は、ステータ１５ａとロータ１５ｂとを備えて構成されており、ステータ１５ａは基部キャリア２２に対して固定され、ロータ１５ｂは保持用クランク軸２１の一端側の端部２１ｂに連結されている。この保持用モータ１５は、ケース１６の回転方向の位置を保持する時における保持トルクを発生させて減速機１３に伝達するモータとして設けられている。尚、部品点数の削減によるコストダウンを図るべく、保持用モータ１５には、エンコーダは取り付けられていない。偏心型減速機である減速機１３はバックラッシュの影響が小さいため、エンコーダ３４の信号を利用して、保持用モータ１５を制御することができる。もちろん、保持用モータ１５にもエンコーダを取り付けても構わない。

図６は、駆動保持用モータ１４及び保持用モータ１５の制御構成を示すブロック図である。図６に示すように、モータ付減速機２においては、その制御系統として、ドライブ装置３５、ドライブ装置３６、及びコントローラ３７が備えられている。ドライブ装置３５は、２つの駆動保持用モータ１４に接続され、これらの駆動保持用モータ１４を制御するように構成されている。また、ドライブ装置３５には、エンコーダ３４も接続されている。尚、２つの駆動保持用モータ１４はトルク特性が同一であり、ドライブ装置３５から出力される同一のトルク指令信号が２つの駆動保持用モータ１４に入力される。ドライブ装置３６は、保持用モータ１５に接続され、保持用モータ１５を制御するように構成されている。

コントローラ３７は、ドライブ装置（３５、３６）に接続され、ドライブ装置（３５、３６）に対して制御指令を出力するように構成されている。尚、コントローラ３７においては、エンコーダ３４で検出された回転角信号がドライブ装置３５を介して入力され、この回転角信号に基づいて出力部であるケース１６の回転方向の位置が算出される。そして、この算出結果と所定の目標値とに基づいて作成された制御指令がドライブ装置３５及びドライブ装置３６へ入力され、駆動保持用モータ１４及び保持用モータ１５の回転方向の位置を制御するフィードバック制御が行われることになる。

また、ケース１６に加減速回転及び高速域における定速回転の回転動作を行わせる時には、コントローラ３７からは、ドライブ装置３５に対して、ケース１６が回転方向における所定の位置に到達するまで駆動保持用モータ１４を運転させる制御指令が出力される。ドライブ装置３５は、この制御指令に基づいて２つの駆動保持用モータ１４の運転を制御し、ケース１６の回転方向の位置を所定の位置に到達させて停止させる。一方、ケース１６の回転方向の位置を保持する保持動作時には、コントローラ３７からは、ドライブ装置３５及びドライブ装置３６に対して、ケース１６をその回転方向における所定の位置に位置決めするための制御指令が出力される。この制御指令に基づいて、ドライブ装置３５は２つの駆動保持用モータ１４に同一の所定のトルク指令信号を出力し、ドライブ装置３６は保持用モータ１５に所定のトルク指令信号を出力する。これにより、ケース１６をその回転方向における所定の位置に位置決めする制御が行われる。なお、回転しながら加工できるように、外力（割り出し装置１に作用する加工反力）に対抗しながら高速域よりも極めて低い回転速度である低速域で回転動作するように構成してもよく、このとき、駆動保持用モータ１４及び保持用モータ１５は、保持トルクと同等のトルクである低速駆動トルクが発生可能なように構成され、コントローラ３７からは、ドライブ装置３５及びドライブ装置３６に対して、ケース１６を低速域における定速回転の回転動作させるための制御指令が出力される。この制御指令に基づいて、ドライブ装置３５は２つの駆動保持用モータ１４に同一の所定のトルク指令信号を出力し、ドライブ装置３６は保持用モータ１５に所定のトルク指令信号を出力する。これにより、ケース１６を低速域における定速回転の回転動作させるための制御が行われる。

次に、モータ付減速機２の作動について説明する。ケース１６の高速回転動作時（加減速回転動作時、高速域における定速回転動作時）には、上述のように、コントローラ３７からの制御指令に基づいてドライブ装置３５が駆動保持用モータ１４を制御し、２つの駆動保持用モータ１４のロータ１４ｂが回転する。各駆動保持用モータ１４のロータ１４ｂが回転すると、各駆動保持用クランク軸２０がその２つの偏心部２０ａとともに回転する。これにより、各偏心部２０ａから各外歯歯車１７にそれぞれ荷重が作用し、各外歯歯車１７が内歯１６ａと噛み合いをずらしながら偏心して揺動する。そして、外歯歯車１７の揺動に伴って、ケース１６がキャリア１９に対して回転し、ケース１６から駆動トルクが出力されることになる。尚、駆動保持用クランク軸２０の回転によって外歯歯車１７が揺動するときには、保持用クランク軸２１も回転し、この保持用クランク軸２１とともにロータ１５ｂも回転する。このとき、負荷とならないように、保持用モータ１５は、制御回路において切り離された状態となっており、空転することになる。なお、負荷が無視できる程度であれば、切り離さなくても構わない。

一方、ケース１６の保持動作時には、前述のように、コントローラ３７からの制御指令に基づいてドライブ装置３５が駆動保持用モータ１４を制御するとともにドライブ装置３６が保持用モータ１５を制御する。そして、駆動保持用モータ１４のロータ１４ｂから駆動保持用クランク軸２０に対して、保持トルクの一部が、また保持用モータ１５のロータ１５ｂから保持用クランク軸２１に対して、保持トルクの残部が入力される。駆動保持用クランク軸２０及び保持用クランク軸２１を介して保持トルクが入力されると、それらの各偏心部（２０ａ、２１ａ）から各外歯歯車１７にそれぞれ荷重が作用し、各外歯歯車１７が内歯１６ａと噛み合いをずらして偏心しながら揺動して、保持トルクを伝達する。そして、外歯歯車１７の揺動に伴って、ケース１６に作用する外力（割り出し装置１に作用する加工反力）に抗してこのケース１６を回転方向における所定の位置に保持するための保持トルクが、ケース１６から出力されることになる。

また、ケース１６を低速域における定速回転動作（低速回転動作）させるように構成してもよく、低速回転動作時には、前述のように、コントローラ３７からの制御指令に基づいてドライブ装置３５が駆動保持用モータ１４を制御するとともにドライブ装置３６が保持用モータ１５を制御する。そして、駆動保持用モータ１４のロータ１４ｂから駆動保持用クランク軸２０に対して、低速駆動トルクの一部が、保持用モータ１５のロータ１５ｂから保持用クランク軸２１に対して、低速駆動トルクの残部が入力される。駆動保持用クランク軸２０及び保持用クランク軸２１を介して低速駆動トルクが入力されると、それらの各偏心部（２０ａ、２１ａ）から各外歯歯車１７にそれぞれ荷重が作用し、各外歯歯車１７が内歯１６ａと噛み合いをずらして偏心しながら揺動して、低速駆動トルクを伝達する。そして、外歯歯車１７の揺動に伴って、ケース１６に作用する外力（割り出し装置１に作用する加工反力）に抗してこのケース１６を低速回転させるための低速駆動トルクが、ケース１６から出力されることになる。

次に、駆動保持用モータ１４及び保持用モータ１５の仕様について更に説明する。駆動保持用モータ１４は、その短時間定格における最大出力トルクの設定が、ケース１６の回転動作時に要求される加減速トルクを発生可能に設定されている。そして、保持用モータ１５は、その連続定格における定格トルクの設定が、ケース１６をその回転方向における所定の位置に保持するために要求される保持トルクのうち２つの駆動保持用モータ１４の連続定格における定格トルクによって不足する分のトルクを発生可能に設定されている。即ち、要求される保持トルクから２つの駆動保持用モータ１４の定格トルクの合計を差し引いた分のトルクを補うことができるように、保持用モータ１５の定格トルクが設定されている。

また、保持用モータ１５のトルク定数は、保持用モータ１５の連続定格における定格電流が駆動保持用モータ１４の連続定格における定格電流よりも小さくなるように、設定されている。尚、このように保持用モータ１５のトルク定数を設定するには、例えば、駆動保持用モータ１４に対して保持用モータ１５の巻き線のターン数を多くする方法や、コイルの巻かれている積層鋼板の厚みを増やす方法により対応することができる。この場合、減速機１３の外歯歯車１７及びキャリア１９の貫通孔（２７、３２）の寸法と干渉することがなければ、保持用モータ１５の外径寸法を大きく設定することもできる。

ここで、駆動保持用モータ１４及び保持用モータ１５の仕様の設定の仕方について、更に一般化して説明する。クランク軸１８の軸数がｋ（例えば、ｋは２〜４程度の整数）に設定され、駆動保持用モータ１４の軸数がＬとすると、保持用モータ１５の軸数Ｍは（ｋ−Ｌ）となる。即ち、ｋ＝２であれば、ＬとＭの組み合わせは、（Ｌ、Ｍ）＝（１、１）のみとなる。また、ｋ＝３であれば、ＬとＭの組み合わせは、（Ｌ、Ｍ）＝（２、１）又は（Ｌ、Ｍ）＝（１、２）となる。また、ｋ＝４であれば、ＬとＭの組み合わせは、（Ｌ、Ｍ）＝（３、１）、（Ｌ、Ｍ）＝（２、２）、又は（Ｌ、Ｍ）＝（１、３）となる。

全てのモータについて同じ仕様のモータを用い、それらの最大出力トルクを要求される加減速トルクに対応させた設定とした場合、ケース１６の保持動作時にはモータの定格トルクでは要求される保持トルクに対して不足するため、従来技術のようにクランプ装置等が別途必要となる。そして、全てのモータの定格トルクを一律にＰ倍に大きく設定して要求される保持トルクを確保しようとする場合は、全てのモータの最大出力トルクも一律にＰ倍となるとともにドライブ装置の容量もＰ倍必要となり、保持トルクに対応できるものの要求される加減速トルクに対しては過剰な仕様となってしまう。これに対し、本実施形態の場合は、駆動保持用モータ１４の容量についてはｋ／Ｌ倍に設定し、駆動保持用モータ１４の定格トルク及び最大出力トルクともにｋ／Ｌ倍に設定することができる。そして、要求される保持トルクが上記の例ではＰ倍となるため、保持用モータ１５の定格トルクについては、{ｋ×Ｐ−（ｋ／Ｌ）×Ｌ}／Ｍ倍に設定することができる。

上記の設定の仕方について、例えば、ｋ＝３、（Ｌ、Ｍ）＝（２、１）、Ｐ＝２の場合を例にとって具体的に説明する。尚、ここでは仮に、全てのモータについて同じ仕様のモータを用いてそれらの最大出力トルクを要求される加減速トルクに対応させた設定とした場合における定格トルクを１００％とし、最大出力トルクが定格トルクの３倍の値となるものとして説明する。この場合、要求される加減速トルクの合計は、３００％×ｋ＝９００％となる。そして、全てのモータの定格トルクを一律にＰ倍に大きく設定して要求される保持トルクを確保しようとする場合、要求される保持トルクの合計は１００％×ｋ×Ｐ＝６００％となる。しかし、このように設定すると、最大出力トルクの合計は３００％×ｋ×Ｐ＝１８００％となって、要求される加減速トルクの水準である９００％に対して過剰な仕様となる。

これに対し、本実施形態の場合は、駆動保持用モータ１４については、定格トルクの合計は１００％×ｋ／Ｌ×Ｌ＝３００％で、最大出力トルクの合計は３００％×ｋ／Ｌ×Ｌ＝９００％となる。このため、要求される加減速トルクの水準である９００％に対応した設定となる。そして、保持用モータ１５については、定格トルクが{１００％×ｋ×Ｐ−１００％×（ｋ／Ｌ）×Ｌ}／Ｍ＝３００％となる。このため、駆動保持用モータ１４及び保持用モータ１５の定格トルクの合計は３００％＋３００％＝６００％となり、要求される保持トルクの水準である６００％に対応した設定となる。尚、保持用モータ１５はトルクを発生させずに高速回転駆動時には空転するため、保持用モータ１５の最大出力トルクの仕様は、高速回転駆動時の動作に影響を与えないことになる。

また、例えば、保持用モータ１５のトルク定数を、駆動保持用モータ１４の４倍とすることで、保持用モータ１５の連続定格における定格電流は、全ての駆動保持用モータ１４の連続定格における定格電流の総和と比べて、４分の１（本実施形態の場合、駆動保持用モータ１４は２つあるため、１台あたりでは２分の１）となる。従って、全てのモータの定格トルクを一律に大きくして保持トルクを確保しようとする場合に比して、より小さな電流で保持トルクを確保することができる。

なお、回転させながら加工をするために、外力（割り出し装置１に作用する加工反力）に対抗しながら、高速回転域よりも極めて低い回転速度である低速回転させる場合は、必要な回転速度において、保持トルクと同等のトルクである低速駆動トルクを確保すべく、駆動保持用モータ１４又は保持用モータ１５のいずれか又は両方のトルク定数を低速回転動作させない場合に比べて大きくすれば良い。更に本実施形態においては、２つの駆動保持用モータ１４のトルク特性を同一としているが、ドライブ装置を個別に設け、一方の駆動保持用モータ１４の低速駆動トルクを他方よりも大きくして異なる仕様としても構わない。

以上説明したモータ付減速機２によると、駆動保持用モータ１４と本実施形態の保持用装置である保持用モータ１５とが備えられる。そして、減速機１３の出力部であるケース１６の回転動作時の駆動トルクを駆動保持用モータ１４が発生させるように構成されている。このため、要求される駆動トルクの水準に対応させるように駆動保持用モータの仕様を決定することができ、モータの仕様が要求される駆動トルクの水準に対して過剰な仕様となることを抑制できる。更に、モータ付減速機２では、ケース１６の回転方向の位置を保持する時の保持トルクを駆動保持用モータ１４及び保持用モータ１５が発生させるように構成されている。このため、要求される駆動トルクの水準に対応させて決定された駆動保持用モータ１４の仕様を踏まえ、要求される保持トルクの水準に対応させるように保持用モータ１５の仕様を決定することができる。これにより、モータ付減速機２の仕様が要求される保持トルクの水準に対して過剰な仕様となることを抑制できる。また、要求される駆動トルク及び保持トルクに対して過剰な仕様となることを抑制できるため、モータ（１４、１５）及びそのドライブ装置（３５、３６）の容量が大型化してしまうことを抑制でき、モータ付減速機２の装置構成が大型化してしまうことも抑制することできる。また、モータ付減速機２のモータは、複数のモータ（１４、１４、１５）として構成するため、小容量化して小型化した各モータをそれらの軸方向と垂直な平面に沿って配置するように減速機１３に取り付けることができる。これにより、モータ付減速機２の全体形状に関し、更に扁平化させた構造を実現することができる。このように扁平化した構造のモータ付減速機２は、工作機械用の割り出し装置１に用いられる場合により好適となる。

従って、本実施形態によると、ケース１６の高速回転動作時に要求される駆動トルクの水準とケース１６の回転方向の位置を保持する時に要求される保持トルクの水準との両方に対して過剰な仕様となることを抑制できるとともに、容量及び装置の大型化を抑制することができるモータ付減速機２を提供することができる。

また、モータ付減速機２によると、ケース１６の回転動作時の加減速トルクに基づいて駆動保持用モータ１４の最大出力トルクが設定され、保持トルクのうち駆動保持用モータ１４の定格トルクで不足する分を補うように保持用モータ１５の定格トルクが設定される。このため、要求される加減速トルクの水準と保持トルクの水準との両方に対してほとんど無駄のない効率の優れた仕様のモータ付減速機２を実現することができ、容量及び装置の更なるコンパクト化を図ることができる。

また、モータ付減速機２によると、保持用装置が保持用モータ１５として設けられているため、駆動トルク及び保持トルクが全てモータによって発生することになる。そして、要求される駆動トルクの水準に対応させて決定された駆動保持用モータ１４の仕様を踏まえ、要求される保持トルクの水準に対応させるように保持用モータ１５の仕様を決定することができる。これにより、モータ付減速機２においてトルクを発生させる全てのモータの仕様について、要求される駆動トルク及び保持トルクの水準の両方に対してより効率よく対応させるように決定でき、容量及び装置の大型化を抑制できる。

また、モータ付減速機２によると、保持用モータ１５の定格電流が駆動保持用モータ１４の定格電流よりも小さくなるように、保持用モータ１５のトルク定数が駆動保持用モータ１４より大きく設定されている。このため、ケース１６の回転方向の位置を保持する保持動作時には、保持用モータ１５に必要な電流が駆動保持用モータ１４に必要な電流よりも少なくてよく、全てのモータの定格トルクを一律に大きくして保持トルクを確保しようとする場合に比して、より小さな電流で保持トルクを確保することができる。また、保持用モータ１５は、ケース１６の高速回転動作時にはトルクを発生させず、保持動作時にトルクを発生させるため、トルク定数を上記のように変更してもケース１６の回転動作時には影響が生じないことになる。

また、モータ付減速機２によると、駆動保持用モータ１４と保持用モータ１５が低速回転動作時に発生させるトルクが保持トルクと同等となるように、駆動保持用モータ１４や保持用モータの一部又は全部のトルク定数が設定されている。従って、出力部からの反力に対抗しながら、ゆっくりと回転動作させることができ、例えば工作機械用の割り出し装置に用いられる場合は、回転させながら加工をすることができるようになる。なお、一般的に電動モータの低速回転動作時に発生可能なトルクは、ケース１６の回転方向の位置を保持する時の保持トルクとほぼ同等か若干小さい程度なので、低速回転動作時におけるトルクが保持トルクと同等となるように駆動保持用モータ１４や保持用モータ１５の一部又は全部のトルク定数を設定しても容積としてはほとんど変わらない。

また、モータ付減速機２によると、減速機１３が、偏心して揺動する外歯歯車１７が設けられた偏心型減速機として構成される。このため、大きい減速比を確保することができ、より小型のモータ（１４、１５）で大きなトルクを確保することができるモータ付減速機２を実現することができる。そして、減速機１３が偏心型減速機として構成されるため、大きい減速比を小型の構成で実現することでき、モータ付減速機２の更なるコンパクト化を図ることができる。また、外歯歯車１７を貫通するよう配置された複数のクランク軸１８のそれぞれの一端側に駆動保持用モータ１４や保持用モータ１５が連結されるため、モータ付減速機２の全体形状に関し、扁平化した構造を容易に実現することができる。

また、モータ付減速機２によると、外歯歯車１７及びキャリア１９の中心に貫通孔（２７、３２）が形成されるため、この貫通孔（２７、３２）を介して所定の配線や配管等を配置することができる。このため、回転動作を行う減速機１３において、中心部に配線等が配置されることになり、配線等にねじれや切断等の不具合が発生してしまうことを抑制することができる。また、減速機１３の中心の貫通孔（２７、３２）の周囲に複数のクランク軸１８が配置されるため、複数のクランク軸１８をスペース効率よく配置することができる。このため、中心に貫通孔（２７、３２）が設けられた偏心型減速機の更なるコンパクト化を図ることができる。

また、本実施形態の割り出し装置１によると、駆動トルク及び保持トルクがモータ付減速機２によって全て確保されるため、モータ付減速機２とは別個に保持トルクを発生させるクランプ装置のような装置を設ける必要がない。このため、クランプ動作のようにモータの作動とは別途行われるようなワークテーブルの保持動作が完了するまで工作物の加工が開始できないといった制約が生じることがない。これにより、割り出しに要する作動時間を低減することができる。そして、モータ付減速機２とは別個に保持トルクを発生させるクランプ装置のような装置を設ける必要がないため、割り出し装置１の大型化や機構の複雑化を招いてしまうことを抑制できる。また、装置の大型化が抑制されたモータ付減速機２を備えて構成されるため、割り出し装置１の大型化を抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る割り出し装置３及びモータ付減速機４について説明する。図７は、割り出し装置３についての一部切欠き状態で示す断面図である。割り出し装置３は、第１実施形態の割り出し装置１と同様に、工作機械１００に設けられて、割り出し装置１と同様に使用される。そして、割り出し装置３は、第１実施形態の割り出し装置１と同様に、モータ付減速機４とワークテーブル１１とを備えて構成されている。また、本実施形態のモータ付減速機４は、第１実施形態のモータ付減速機２と同様に、減速機１３と複数の電動サーボモータであるモータ１４と保持用装置４０とを備えて構成されている。そして、モータ付減速機４は、複数のモータ１４として２つの駆動保持用モータ１４を備え、保持用装置４０として、電磁ブレーキである、保持用電磁ブレーキ４０を備えている。但し、割り出し装置３及びモータ付減速機４では、保持用装置４０の構成において第１実施形態とは異なっている。以下、第１実施形態と同様の構成については図面において同一の符号を付して説明を省略し、第１実施形態と異なる構成について説明する。

図７に示すように、割り出し装置３及びモータ付減速機２では、保持用装置４０として保持用モータではなく保持用電磁ブレーキ４０（図７では、断面でなく外径を図示）が設けられている。保持用電磁ブレーキ４０は、減速機１３に連結されており、外部のハウジング部分は基部キャリア２２に固定され、内部において保持用クランク軸２１に制動トルクを付与可能に連結されている。即ち、保持用電磁ブレーキ４０は、一般的な電磁ブレーキと同様に、その内部においてコイル４０ａと磁性粉体（図示せず）とが備えられており、コイル４０に通電することで、その通電によって生じる磁束により内部の磁性粉体を結合させ、保持用クランク軸２１の一端側の端部２１ｂに制動トルクを付与できるように構成されている。なお、保持用電磁ブレーキ４０は、必要な保持トルクを発生可能なものであれば、バネを用いたものであってもよい。この場合、通電していないときにトルクを発生させる非励磁作動型とすれば、通電していないときでも一定の外力には対抗可能となるため、特に割り出し装置１に用いる場合において安全性を高めることができるようになる。

モータ付減速機４では、駆動保持用モータ１４は、第１実施形態と同様に構成され、ケース１６の回転動作時においては回転動作のための駆動トルクを発生させ、ケース１６の回転方向の位置を保持する保持動作時においてはその保持動作のための保持トルクを発生させて減速機１３に伝達するモータとして設けられている。そして、保持用電磁ブレーキ４０は、保持動作時のみコイル４０ａに通電が行われ、保持動作時における保持トルクのみを発生させて減速機１３に伝達するように構成されている。

図８は、モータ付減速機４における駆動保持用モータ１４及び保持用電磁ブレーキ４０の制御構成を示すブロック図である。図８に示すように、モータ制御装置４では、その制御系統として、第１実施形態と同様のドライブ装置３５及びコントローラ３７と、保持用電磁ブレーキ４０を制御する制御装置４１とが備えられている。制御装置４１は、コントローラ３７からの制御指令に基づいて、保持用電磁ブレーキ４０のコイル４０ａへの通電タイミングや電流を制御するように構成されている。

モータ付減速機４は、ケース１６の回転動作時においては、第１実施形態と同様に作動する。そして、ケース１６の保持動作時には、前述のように、コントローラ３７からの制御指令に基づいてドライブ装置３５が駆動保持用モータ１４を制御するとともに制御装置４１が保持用電磁ブレーキ４０を制御する。そして、駆動保持用モータ１４のロータ１４ｂから駆動保持用クランク軸２０に対して、保持用電磁ブレーキ４０から保持用クランク軸２１に対して、それぞれ保持トルクが入力される。駆動保持用クランク軸２０及び保持用クランク軸２１に保持トルクが入力されると、それらの各偏心部（２０ａ、２１ａ）から各外歯歯車１７にそれぞれ荷重が作用し、各外歯歯車１７が内歯１６ａと噛み合いをずらして偏心しながら揺動して、保持トルクを伝達する。そして、外歯歯車１７の揺動に伴って、ケース１６に作用する外力（割り出し装置３に作用する加工反力）に抗してこのケース１６を回転方向における所定の位置に保持するための保持トルクが、ケース１６から出力されることになる。

また、モータ付減速機４においては、駆動保持用モータ１４は、第１実施形態と同様に、その短時間定格における最大出力トルクの設定が、ケース１６の回転動作時に要求される加減速トルクを発生可能に設定されている。そして、保持用電磁ブレーキ４０は、その連続定格における定格トルクの設定が、ケース１６をその回転方向における所定の位置に保持するために要求される保持トルクのうち２つの駆動保持用モータ１４の連続定格における定格トルクによって不足する分のトルクを発生可能に設定されている。即ち、要求される保持トルクから２つの駆動保持用モータ１４の定格トルクの合計を差し引いた分のトルクを補うことができるように、保持用電磁ブレーキ１５の定格トルクが設定されている。

以上説明したモータ付減速機４によると、駆動保持用モータ１４と本実施形態の保持用装置である保持用電磁ブレーキ４０とが備えられる。そして、減速機１３の出力部であるケース１６の回転動作時の駆動トルクを駆動保持用モータ１４が発生させるように構成されている。このため、要求される駆動トルクの水準に対応させるように駆動保持用モータの仕様を決定することができ、モータの仕様が要求される駆動トルクの水準に対して過剰な仕様となることを抑制できる。更に、モータ付減速機４では、ケース１６の回転方向の位置を保持する時の保持トルクを駆動保持用モータ１４及び保持用電磁ブレーキ４０が発生させるように構成されている。このため、要求される駆動トルクの水準に対応させて決定された駆動保持用モータ１４の仕様を踏まえ、要求される保持トルクの水準に対応させるように保持用電磁ブレーキ４０の仕様を決定することができる。これにより、モータ付減速機４の仕様が要求される保持トルクの水準に対して過剰な仕様となることを抑制できる。また、要求される駆動トルク及び保持トルクに対して過剰な仕様となることを抑制できるため、モータ１４及びそのドライブ装置３５と、保持用電磁ブレーキ４０及びその制御装置４１の容量が大型化してしまうことを抑制でき、モータ付減速機４の装置構成が大型化してしまうことも抑制することできる。

従って、本実施形態によると、ケース１６の高速回転動作時に要求される駆動トルクの水準とケース１６の回転方向の位置を保持する時に要求される保持トルクの水準との両方に対して過剰な仕様となることを抑制できるとともに、容量及び装置の大型化を抑制することができるモータ付減速機４を提供することができる。

また、モータ付減速機４によると、ケース１６の回転動作時の加減速トルクに基づいて駆動保持用モータ１４の最大出力トルクが設定され、保持トルクのうち駆動保持用モータ１４の定格トルクで不足する分を補うように保持用電磁ブレーキ４０の定格トルクが設定される。このため、要求される加減速トルクの水準と保持トルクの水準との両方に対してほとんど無駄のない効率の優れた仕様のモータ付減速機４を実現することができ、容量及び装置の更なるコンパクト化を図ることができる。

また、モータ付減速機４によると、保持用装置が保持用電磁ブレーキ４０として設けられ、保持トルクが保持用電磁ブレーキ４０により確保される。そして、要求される駆動トルクの水準に対応させて決定された駆動保持用モータ１４の仕様を踏まえ、要求される保持トルクの水準に対応させるように保持用電磁ブレーキ４０の仕様を決定することができる。これにより、駆動保持用モータ１４及び保持用電磁ブレーキ４０の仕様について、要求される駆動トルク及び保持トルクの水準の両方に対してより効率よく対応させるように決定でき、容量及び装置の大型化を抑制できる。

また、本実施形態の割り出し装置３によると、駆動トルク及び保持トルクがモータ付減速機４によって全て確保されるため、モータ付減速機４とは別個に保持トルクを発生させるクランプ装置のような装置を設ける必要がない。このため、クランプ動作のようにモータの作動とは別途行われるようなワークテーブルの保持動作が完了するまで工作物の加工が開始できないといった制約が生じることがない。これにより、割り出しに要する作動時間を低減することができる。そして、モータ付減速機４とは別個に保持トルクを発生させるクランプ装置のような装置を設ける必要がないため、割り出し装置３の大型化や機構の複雑化を招いてしまうことを抑制できる。また、装置の大型化が抑制されたモータ付減速機４を備えて構成されるため、割り出し装置３の大型化を抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができる。例えば、次のように変更して実施してもよい。

上記の実施形態では、駆動保持用モータが２つで保持用装置が１つ備えられたモータ付減速機を例にとって説明したが、この通りでなくてもよく、駆動保持用モータ及び保持用装置の数については、種々変更して実施することができる。また、減速機については、必ずしも偏心型減速機として構成されていなくてもよい。また、偏心型減速機として構成された減速機を用いる場合であっても、クランク軸や外歯歯車の数については種々変更して実施してもよい。また、上記の実施形態では、減速機の出力部がケースとして設けられている場合を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。例えば、ケースが割り出し装置取付部に対して固定されるとともに、出力部が端部キャリアとして設けられ、この端部キャリアにワークテーブルが取り付けられるものであってもよい。

上記の実施形態では、上下方向に沿って配置された工具を支持する主軸が工作物に対して上下方向に移動しながら加工を行う工作機械に対して本発明の割り出し装置が適用される場合を例にとって説明したが、この通りでなくてもよく、制御軸の構成が異なる工作機械に対して本発明を適用することもできる。図９は、図１に示す工作機械１００とは制御軸の構成が異なる工作機械１１０に割り出し装置１が設けられた状態を示す模式図である。工作機械１１０では、コラム１０２は、ベッド１０１に対して水平方向における所定の方向（図面の左右方向）に移動し、工具１０８が取り付けられる主軸１０６がコラム１０２に対して上下方向に移動する。そして、スライドワークテーブル１０７がベッド１０１に対して水平方向におけるコラム１０２の移動方向と直交する方向に移動し、このスライドワークテーブル１０７に割り出し装置１が取り付けられている。割り出し装置１は、ワークテーブル１１が上方に向くように配置されており、このワークテーブル１１に工作物１１１が図示しない保持具を介して保持される。割り出し装置１による割り出しの作動が完了すると、主軸１０６の回転駆動が開始され、水平姿勢で回転する工具１０８によって工作物１１１に対して切削等の加工が施されることになる。更にワークテーブル１１は例えば直交する２つの軸を回転軸として備えており、両方の軸にモータ付減速機２が設けられていても良い。このように、構成が異なる工作機械であっても本発明の割り出し装置を広く適用することができる。

本発明は、モータと減速機とを有するモータ付減速機、及びそのモータ付減速機を用いた工作機械用の割り出し装置として、広く適用することができるものである。

本発明の第１実施形態に係る割り出し装置が設けられた工作機械を示す模式図である。 図１に示す割り出し装置についての一部切欠き状態で示す断面図である。 図２に示す割り出し装置のモータ付減速機をＡ線矢視方向から見た模式図である。 図２のＢ−Ｂ線矢視断面図である。 図４のＤ−Ｄ線矢視断面図である。 図２に示すモータ付減速機における駆動保持用モータ及び保持用モータの制御構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る割り出し装置についての一部切欠き状態で示す断面図である。 図７に示すモータ付減速機における駆動保持用モータ及び保持用電磁ブレーキの制御構成を示すブロック図である。 図１に示す工作機械とは制御軸の構成が異なる工作機械に図２に示す割り出し装置が設けられた状態を示す模式図である。

符号の説明

２ モータ付減速機
１３ 減速機
１４ 駆動保持用モータ
１５ 保持用モータ（保持用装置）
１６ ケース（出力部）

Claims (6)

1. モータと減速機とを有するモータ付減速機であって、
   １つの出力部からトルクを出力する前記減速機と、
   前記減速機に連結される前記モータとして設けられ、前記出力部の高速回転動作時における駆動トルク及び前記出力部の回転方向の位置を保持する時における保持トルクの一部を発生させて前記減速機に伝達する駆動保持用モータと、
   前記減速機に連結され、前記保持トルクの残部を発生させて前記減速機に伝達する保持用装置と、
   を備え、
   前記保持用装置は、前記減速機に連結されるモータであって、前記保持トルクの残部を発生させて前記減速機に伝達する保持用モータとして設けられ、
   前記保持用モータの連続定格における定格電流が前記駆動保持用モータの連続定格における定格電流よりも小さくなるように、前記保持用モータのトルク定数が前記駆動保持用モータより大きく設定されていることを特徴とする、モータ付減速機。
2. 請求項１に記載のモータ付減速機であって、
   前記駆動保持用モータは、その短時間定格における最大出力トルクの設定が、前記出力部の高速回転動作時の加減速トルクを発生可能に設定されており、
   前記保持用装置は、その連続定格における定格トルクの設定が、前記保持トルクのうち前記駆動保持用モータの連続定格における定格トルクによって不足するトルクを発生可能に設定されていることを特徴とする、モータ付減速機。
3. 請求項１又は請求項２に記載のモータ付減速機であって、
   前記駆動保持用モータと前記保持用モータが低速回転動作時に発生させるトルクが、前記保持トルクと同等となるように前記駆動保持用モータ及び前記保持用モータのトルク定数が設定されていることを特徴とする、モータ付減速機。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のモータ付減速機であって、
   前記減速機は、
   内周に複数の内歯が配置されたケースと、
   前記ケースに収納されるとともに前記内歯に噛み合う外歯が外周に設けられた外歯歯車と、
   前記外歯歯車に形成されたクランク用孔を貫通し、回転することで前記外歯歯車を偏心させて揺動させる複数のクランク軸と、
   前記クランク軸の一端側を回転自在に保持する基部キャリア、前記クランク軸の他端側を回転自在に保持する端部キャリア、及び、前記基部キャリアと前記端部キャリアとの間に配置されて前記基部キャリアと前記端部キャリアとを連結する支柱、を有するキャリアと、
   を備え、
   前記複数のクランク軸として、一端側において前記駆動保持用モータに連結されて前記駆動保持用モータからトルクが入力される駆動保持用クランク軸と、一端側において前記保持用装置に連結されて前記保持用装置からトルクが入力される保持用クランク軸と、が設けられ、
   前記出力部は、前記ケースとして又は前記端部キャリアとして設けられていることを特徴とする、モータ付減速機。
5. 請求項４に記載のモータ付減速機であって、
   前記外歯歯車及び前記キャリアには中心に貫通孔が形成され、前記複数のクランク軸は前記貫通孔の周囲に配置されていることを特徴とする、モータ付減速機。
6. 工作機械に設けられる割り出し装置であって、
   請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載にモータ付減速機を少なくとも１つ備え、
   工作物が保持されるワークテーブルが前記出力部に固定され、前記出力部から出力されるトルクによって前記ワークテーブルの回転方向の位置の割り出しが行われることを特徴とする、割り出し装置。

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