JP6175152B2 - 回転テーブル装置 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械に用いられる回転テーブル装置に関し、より具体的には、ギアカムに噛み合って回転することに応じて回転テーブルを所定の角度でインデクシングするカム従動子の構造を画期的に改善し、カム従動子の構造を変更しなくても回転テーブルのピッチ調節が容易になるようにする回転テーブル装置に関する。

一般に、旋削加工、または研削加工を行う工作機械には、工具、または被加工物が固定される回転テーブルを所定の角度でインデクシング（Ｉｎｄｅｘｉｎｇ）しながら回転させる回転テーブル装置が設けられる。

公知の工作機械などに用いられる回転テーブル装置であって、回転テーブルにウォームホイールが設けられており、前記ウォームホイールには、ウォームが噛み合うように設けられ、前記ウォームが回転することに応じて回転テーブルが所定の角度でインデクシングされる。

このような回転テーブル装置においては、ウォーム減速機構がその機構上避けることができないバックラッシュ（Ｂａｃｋｌａｓｈ）を有する固有の欠陷があった。

かかる問題点を改善するために、バックラッシュの発生を防止した新しい技術が提案されている（特許文献１参照）。

図１は、従来の回転テーブル装置を一部断面で示した平面図であり、図２は、図１のＸ−Ｘ線断面図である。従来の回転テーブル装置１０の構成は、次の通りである。

被駆動軸２０は、第１ベアリング６０によって、ハウジング４０に対して回転自在に支持されており、前記被駆動軸２０には、カムとしてのローラギアカム２２が設けられている。

回転テーブル３０は、第２ベアリング７０によって、ハウジング４０に対して回転軸３８を中心にして回転自在に支持されているが、前記第２ベアリング７０は、第１軌道輪７２、第２軌道輪７４、ローラ７６、及び回転テーブル３０に形成されたＶ溝３６によって構成され、クロスローラベアリングとしての機能を果たす。

この時、第１軌道輪７２は、ボルトによってハウジング４０に固定されており、第２軌道輪７４は、ボルトによって第１軌道輪７２に固定されている。Ｖ溝３６を回転テーブル３０に形成して第２ベアリング７０を構成することにより、ハウジング４０に対する回転テーブル３０の支持度を高めることができる。

前記回転テーブル３０には、その周縁部に複数個のカム従動子３２が放射状で各々回転可能に設けられているが、前記カム従動子３２は、被駆動軸２０に設けられているローラギアカム２２と噛み合う。

図３は、従来の装置において回転テーブル３０の周面にカム従動子３２が設けられた状態の縦断面図であって、回転テーブル３０に所定の間隔で回転可能に設けられるカム従動子３２は、円筒状のローラギア３２ａと、前記ローラギア３２ａを回転テーブル３０に固定するようにする軸３２ｂと、前記ローラギア３２ａと軸３２ｂとの間に設けられたベアリング３２ｃから構成されている。

従って、駆動手段（図示せず）によって被駆動軸２０が回転すると、ギアカム２２に回転テーブル３０のカム従動子３２である円筒状のローラギア３２ａが軸３２ｂを中心に回転可能に噛み合わされており、カム従動子３２である円筒状のローラギア３２ａがギアカム２２に噛み合った状態で回転するようになるので、回転テーブル３０が所定の角度で回転すると、カム従動子３２である円筒状のローラギア３２ａがギアカム２２に緊密に接続された状態で回転するようになるので、被駆動軸２０の回転が中断してもバックラッシュが発生しない。

大韓民国登録特許公報登録番号１０−０４３３５６９号（２００４．０５．１９） 大韓民国登録特許公報登録番号１０−０５７９０７３号（２００６．０５．０４）

しかし、このような構造を有する従来の回転テーブル装置は、被駆動軸の回転が中断しても回転テーブルへのバックラッシュの発生を防止することができるが、次のようなさまざまな問題点がある。

第１に、ローラギア及びギアカムの断面が円筒状からなっており、回転テーブルのピッチを微細に調節しようとしても、ローラギア及びギアカムを再び加工する必要があるので、迅速な対処が不可能であった。

第２に、ローラギア及びギアカムの断面が円筒状に形成されているので、ギアカムと噛み合って回転する時、内・外側からすべり現象が発生する。

第３に、杖鼓状タイプのギアカムを使用する時には、バックラッシュの発生を防止することができるが、円筒状タイプのギアカムを使用する時には、バックラッシュの発生を防止することができないという短所があった。

第４に、ローラギアの内部にベアリング及び軸の結合のための空間部が形成されることによって耐久性が落ちる。

第５に、ギアカムの研削の時、ディスク状の砥石を使用することができないので、高価なギアカム専用の加工機を購入する必要がある。

本発明は、このような問題点を解決するために案出したものであって、ギアカムに噛み合って回転することに応じて回転テーブルを所定の角度でインデクシングするカム従動子であるローラギア及びギアカムの断面を台形状に改善すると共に、回転テーブルとローラギアとの間にピッチ調節部材を設け、カム従動子であるローラギアを再加工しなくても回転テーブルのピッチを容易に調節可能にすることを目的とする。

本発明の他の目的は、カム従動子を構成するローラギアの傾斜面をインボリュート曲線に加工し、円周径に応じたすべり現象を最小化することができるようにすることにある。

本発明のまた他の目的は、円筒状のギアカムを使用しても被駆動軸の回転が中断した時、バックラッシュの発生を防止することにある。

前記目的を達成するための本発明によれば、ハウジングの内部に回転可能に設けられた回転テーブルの周面に一定の間隔でカム従動子を設け、被駆動軸の回転でギアカムが回転することに応じてギアカムに噛み合ったカム従動子によって回転テーブルが回転する回転テーブル装置において、前記カム従動子であるローラギア及びギアカムは、その縦断面が台形状である傾斜面を備え、前記カム従動子は、ベアリングによって支持されるように回転テーブルに回転可能に設けられ、前記回転テーブルとローラギアとの間、かつ、前記回転テーブル１の外部には、回転テーブルのピッチを調節するピッチ調節部材が設けられていることを特徴とする回転テーブル装置が提供される。

本発明は、従来の装置に比べて、次のようなさまざまな長所を有する。

第１に、ローラギア及びギアカムの断面が台形状であるので、ローラギアの構造を変更せずにピッチ調節部材の交替だけでローラギアとギアカムとの接続位置を変更できるので、回転テーブルのピッチ調節が可能になる。

第２に、ローラギアがギアカムの一面と線接触しながら回転するので、ローラギアの摩耗を最小化することは勿論であり、接触率を増大させるので、確実な動力伝達が可能になる。

第３に、ローラギアの傾斜面をインボリュート曲線でも加工が可能であるので、円周径に応じたすべりを最小化することができるようになる。

第４に、円筒状タイプのギアカムを使用しても、バックラッシュの発生を防止することが出来る。

第５に、ギアカムの研削の時、ディスク状の砥石を使用することができるので、高価なギアカム専用の加工機を購入しなくてもギアカムの迅速な加工が可能になる。

従来の回転テーブル装置を一部断面で示した平面図。 図１のＸ−Ｘ線断面図。 従来の装置において、回転テーブルの周面にカム従動子が設けられた状態の縦断面図。 本発明の一実施例を示した縦断面図。 図４の“Ａ”部の拡大図。 図４のＢ−Ｂ線断面図。 本発明の他の実施例を示した縦断面図。

以下、添付した図面を参考にして、本発明の実施例に対して本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。本発明は、さまざまな相異した形態で具現され得り、ここで説明する実施例に限定されない。図面は概略的な図であり、縮尺に合わせて図示を省略した部分がある。図面にある部分などの相対的な寸法及び比率は、図面における明確性及び便宜のために、その大きさにおいて誇張又は減少されて示されており、任意の寸法は、単に例示的なものであって限定的なものではない。そして、２つ以上の図面に示される同様の構造物、要素、または部品には、同一の参照符号が類似した特徴を示すために使用される。

図４は、本発明の一実施例を示した縦断面図であり、図５は、図４の“Ａ”部の拡大図であり、図６は、図４のＢ−Ｂ線断面図であって、本発明は、ハウジング（図示せず）の内部に回転可能に設けられた回転テーブル１の周面に一定の間隔でカム従動子２が設けられている。本発明のカム従動子２であるローラギア３及びギアカム４は、その縦断面が台形状である傾斜面３ａ，４ａを備えることによって、図４及び図５に示したように、前記傾斜面３ａ，４ａが相互に当接するようになっている。前記カム従動子２は、ベアリング５によって支持されるように回転テーブル１の周面に沿って回転可能に設けられており、前記回転テーブル１とローラギア３との間には、ピッチ調節部材６が設けられていることを特徴とする。

縦断面の台形の斜辺が直線となるように、前記ローラギア３の傾斜面３ａを形成しても良いが、必要に応じて前記縦断面の台形の斜辺が直線に近いインボルリュート（ｉｎｖｏｌｕｔｅ）曲線となるように、前記ローラギア３の傾斜面３ａを形成してもよい。なお、本明細書において、縦断面とは、回転テーブル１の回転軸と直交する断面を言う。

前記ローラギア３に形成された傾斜面３ａの縦断面の台形の斜辺を直線にすると、ギアカム４に線接触するが、傾斜面３ａの縦断面の台形の斜辺をインボリュート曲線にすると、ギアカム４に点接触することになって、円周径に応じたすべりを最小化することができる長所を有する。

また、前記回転テーブル１とローラギア３との間に設けられて回転テーブル１のピッチを調節するピッチ調節部材６は、必要に応じて、スラストベアリング、滑りベアリング、ワッシャ（ｗａｓｈｅｒ）、カラー（ｃｏｌｌａｒ）及びブッシュ（ｂｕｓｈ）のうち、いずれか一つを適用することができるが、必ずしも、これらに限定されない。

そして、前記ローラギア３の一端に軸７が一体に形成されており、前記軸７の下部には、環状の係止溝７ａが形成されているので、前記軸７を回転テーブル１に固定されたベアリング５に結合させた状態で、回転テーブル１にボルト８を螺合すると、前記係止溝７ａにボルト８が位置されるように構成されている。

本発明は、一実施例として示した図４のように、ギアカム４を杖鼓状に適用しても良いが、他の実施例として示した図７のように、円筒状に適用してもバックラッシュを防止することができる長所を有する。

これは、ローラギア３の傾斜面３ａがギアカム４の傾斜面４ａと線接触しながら回転するので、ローラギアの摩耗を最小化することは勿論であり、接触率を増大させるので、確実な動力伝達が可能であるからである。

このように構成された本発明の作用を説明すると、次の通りである。

先ず、各カム従動子２を構成する軸７にベアリング５を組み立てる前に、軸７の内部にピッチ調節部材６を嵌め込んだ後に、ベアリング５を順に嵌め込んで組み立てた後、これを回転テーブル１の周面に沿って形成された各挿入孔１ａの内部に押圧して固定する。

この時、前記ピッチ調節部材６は、用途に応じてスラストベアリング、滑りベアリング、ワッシャ、カラー及びブッシュのうち、いずれか一つを択一的に選択して使用する。

その後、回転テーブル１からカム従動子２が離脱しないようにボルト８を螺合してボルトの先端が軸７の一端に形成された係止溝７ａに位置するようにすることによって、カム従動子２が回転テーブル１から離脱することを防止することができる。

このような状態で、前記カム従動子２がギアカム４に噛み合うように図４のように設けた状態で、モータの駆動で被駆動軸（図示せず）が回転してギアカム４を共に回転させるとギアカム４に噛み合ったカム従動子２であるローラギア３が回転するが、この時、ローラギア３がギアカム４の一面と線、または点接触しながら回転するので、ローラギア３の摩耗を最小化することは勿論であり、接触率を増大させるので、確実な動力伝達が可能になる。

これをより具体的に説明すると、前記ギアカム４が回転するとギアカム４の中心Ｃから回転テーブル１の右側に位置するローラギア３の傾斜面３ａは、ギアカム４の左側傾斜面４ａに接触する一方、回転テーブル１の左側に位置するローラギア３の傾斜面３ａは、ギアカム４の右側傾斜面４ａに接触し、その間に位置するローラギア３は、ギアカム４のいずれの傾斜面４ａとも接触しない状態を維持しながら動力が伝達されるので、回転テーブル１の円滑な回転が可能になる。

一方、上記したように動作する本発明において回転テーブル１のピッチを調節しようとする場合には、回転テーブル１とローラギア３との間に位置するように設けられるピッチ調節部材６の高さｈを変更することによって、カム従動子２の構造を変更せずにピッチの調節が実現可能である。

すなわち、図５の“ａ”地点でローラギア３の中心部位が接触しながら動力が伝達されるようにしてから、“ｂ”地点にローラギア３の中心部位が接触するようにピッチ調節部材６の高さｈを大きくすると、“Ｓ”だけのピッチが変更される。

以上、添付された図面を参照して本発明の実施例を説明したが、本発明が属する技術分野の通常の知識を有する者は、技術的思想や必須の特徴を変更せずに、他の具体的な形態で実施され得るということを理解することができるだろう。

従って、以上から記述した実施例は、すべての面で例示的なものであり、限定的なものではないものとして理解されるべきであり、前記詳細な説明において記述された本発明の範囲は、後述する特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び範囲、そして、その等価概念から導出されるすべての変更、または変形された形態が本発明の範囲に含まれるものとして解釈されるべきである。

１‥回転テーブル、
２‥カム従動子、
３‥ローラギア、
３ａ、４ａ‥傾斜面、
４‥ギアカム、
５‥ベアリング、
６‥ピッチ調節部材、
７‥軸、
７ａ‥係止溝、
８‥ボルト。

Claims (5)

1. ハウジングの内部に回転可能に設けられた回転テーブル１の周面に一定の間隔でカム従動子２を設け、被駆動軸の回転でギアカム４が回転することに応じてギアカム４に噛み合ったカム従動子２によって回転テーブル１が回転する回転テーブル装置において、
   前記カム従動子２であるローラギア３及びギアカム４は、それぞれ、その縦断面が台形状である傾斜面３ａ、４ａを備え、前記カム従動子２は、ベアリング５によって支持されるように回転テーブル１に回転可能に設けられ、前記回転テーブル１とローラギア３との間、かつ、前記回転テーブル１の外部には、回転テーブル１のピッチを調節するピッチ調節部材６が設けられていることを特徴とする回転テーブル装置。
2. 前記ローラギア３の傾斜面３ａの前記縦断面の斜辺が直線であ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。
3. 前記ローラギア３の傾斜面３ａの前記縦断面の斜辺がインボリュート曲線であ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。
4. 前記ピッチ調節部材６がスラストベアリング、滑りベアリング、ワッシャ、カラー及びブッシュのうち、いずれか１つであることを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか一項に記載の回転テーブル装置。
5. 前記ローラギア３と軸７とが一体に形成され、前記軸７の一端に環状の係止溝７ａが形成され、前記係止溝７ａには、回転テーブル１に螺合されたボルト８が位置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。