JP7263803B2

JP7263803B2 - 工作機械

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Publication number: JP7263803B2
Application number: JP2019017497A
Authority: JP
Inventors: 直矢若杉; 善昭安藤
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2019-02-01
Filing date: 2019-02-01
Publication date: 2023-04-25
Anticipated expiration: 2039-02-01
Also published as: JP2020124767A; DE102020102272A1

Description

本発明は、工作機械に関する。

従来から、例えば、下記特許文献１に開示された旋回装置を備えた工作機械が知られている。この従来の工作機械において、旋回装置は、動力源及び減速機構部を有する固定本体部と、固定本体部に支持されて旋回軸部と共に回転可能な旋回本体部と、旋回軸の回りで旋回本体部に支持される主軸装置と、を備えている。旋回装置は、動力源からの回転動力を減速機構部を介して旋回軸部に伝達することにより、旋回本体部に支持された主軸装置を旋回軸の回りで旋回させるようになっている。これにより、旋回装置は、主軸装置を垂直姿勢と水平姿勢との間で旋回割出しするようになっている。

特開２０１８－１６１７２３号公報

上記従来の旋回装置の減速機構部は、一つの回転軸部材に、歯車等により形成されて回転動力を伝達する第一伝達要素及び第二伝達要素を備える場合がある。又、減速機構部は、第一伝達要素を潤滑油と共に格納する第一空間部と、第一空間部と区画されて第二伝達要素を潤滑油と共に格納する第二空間部とを備える場合がある。

ところで、第一空間部と第二空間部とが区画されており、第一伝達要素が第一空間部にて油浴潤滑され、且つ、第二伝達要素が第二空間部にて油浴潤滑される構造では、第一空間部及び第二空間部のそれぞれにおいて潤滑油の油量及び運転時の発熱量が異なる。その結果、第一空間部及び第二空間部において、それぞれの油温が不均等になり、潤滑油から第一伝達要素及び第二伝達要素を含む減速機構部の構造体に伝わる熱量も不均等になる。従って、構造体に複雑な熱変形が生じる虞がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、旋回部を旋回させる際に潤滑油から減速機構部を構成する構造体に伝わる熱量を均等にすることができる工作機械を提供することにある。

本発明の一態様は、固定部と、
固定部に対して旋回軸の回りに旋回可能に設けられていて、旋回軸の回りに主軸装置を旋回させる旋回部と、
旋回部を旋回させる回転動力を発生する動力源と、
動力源の回転速度を減速して回転動力を旋回部に伝達する減速機構部と、を備え、
減速機構部は、
軸状に形成され、旋回部に対して動力源が発生した回転動力を伝達する第一伝達要素と、
第一伝達要素を油浴潤滑するように潤滑油及び第一伝達要素を格納する第一空間部と、
動力源と回転動力の伝達が可能となるように連結され、且つ、第一伝達要素の一端側に第一伝達要素に同軸に連結されて、第一伝達要素に回転動力を伝達する第二伝達要素と、
第二伝達要素を油浴潤滑するように潤滑油及び第二伝達要素を格納し、第一空間部と区画されている第二空間部と、
第一空間部と第二空間部との間で潤滑油の流動を可能とし、前記第一伝達要素の周方向にて複数設けられる第一連通路と、を備える工作機械にある。
本発明の他の態様は、固定部と、
前記固定部に対して旋回軸の回りに旋回可能に設けられていて、前記旋回軸の回りに主軸装置を旋回させる旋回部と、
前記旋回部を旋回させる回転動力を発生する動力源と、
前記動力源の回転速度を減速して前記回転動力を前記旋回部に伝達する減速機構部と、を備え、
前記減速機構部は、
軸状に形成され、前記旋回部に対して前記動力源が発生した前記回転動力を伝達する第一伝達要素と、
前記第一伝達要素を油浴潤滑するように潤滑油及び前記第一伝達要素を格納する第一空間部と、
前記動力源と前記回転動力の伝達が可能となるように連結され、且つ、前記第一伝達要素の一端側に前記第一伝達要素に同軸に連結されて、前記第一伝達要素に前記回転動力を伝達する第二伝達要素と、
前記第二伝達要素を油浴潤滑するように潤滑油及び前記第二伝達要素を格納し、前記第一空間部と区画されている第二空間部と、
前記第一空間部と前記第二空間部との間で潤滑油の流動を可能とする第一連通路と、
前記第一伝達要素の他端側に形成され、前記第一空間部と区画されている第三空間部と、
前記第一空間部と前記第三空間部との間で潤滑油の流動を可能とする第二連通路と、を備える、工作機械にある。

上記態様によれば、第一空間部に格納された潤滑油と第二空間部に格納された潤滑油とは、第一連通路を介して互いに流動することができる。これにより、減速機構部において、第一伝達要素及び第二伝達要素が回転して動力源からの回転動力を旋回部に伝達する際には、潤滑油の流動によって、第一空間部及び第二空間部における潤滑油の油温を均等にすることができる。従って、第一伝達要素及び第二伝達要素を含む減速機構部を構成する構造体に伝わる熱量が均等になり、その結果、構造体の複雑な熱変形を抑制することができる。

一実施形態の工作機械の斜視図である。旋回主軸装置の斜視図である。旋回主軸装置における主軸の旋回範囲を旋回軸方向から見た図である。図２に示すＩＶ－ＩＶ線に沿った減速機構部の断面図である。減速機構部における第一空間部における潤滑油の液面高さを説明するための図である。減速機構部における第二空間部における潤滑油の液面高さを説明するための図である。

（１．工作機械１の構成）
以下、一実施形態について、図面を参照しながら説明する。尚、説明に用いる各図は概略図であり、各部の形状は必ずしも厳密なものではない場合がある。

工作機械１は、図１に示すように、五軸マシニングセンタであり、ベッド１１、コラム１２、サドル１３、旋回主軸装置２０、スライドテーブル１４及びターンテーブル１５を備えている。ベッド１１は、ほぼ矩形状であり、床上に配置される。ベッド１１上には、コラム１２が起立して設けられている。

コラム１２の側面には、サドル１３がＸ軸方向に移動可能に設けられる。サドル１３の側面には、主軸装置３０が取り付けられる旋回主軸装置２０が鉛直方向に一致するＹ軸方向に移動可能に設けられている。又、ベッド１１の上には、スライドテーブル１４がＺ軸方向に移動可能に設けられている。スライドテーブル１４の上には、ターンテーブル１５がＹ軸回り（Ｂ軸）に回転可能に設けられている。ターンテーブル１５には、図示省略の工作物が冶具を介して固定されるようになっている。

図２に示すように、旋回主軸装置２０は、旋回部を構成する旋回軸部２１（図４を参照）及び旋回本体部２２と、固定部としての固定本体部２３と、減速機構部２４と、を備えている。旋回主軸装置２０は、固定本体部２３に対して旋回軸部２１を旋回本体部２２と共に回転させる。これにより、旋回主軸装置２０は、図３に示すように、主軸装置３０の姿勢（回転軸Ｒの向き）を水平方向（０度）から垂直方向（１８０度）を経て所定角度θ（例えば、２１０度）までの間で変化させて主軸装置３０の旋回割出しを行う。尚、旋回本体部２２（旋回軸部２１）の回転角度は、例えば、図示を省略するエンコーダヘッド及びエンコーダスケールを有するロータリエンコーダ等の検出器を用いて検出される。

旋回軸部２１は、中空円筒状であり、旋回軸ＤがＺ軸（回転軸Ｒ）に対して略４５度傾斜するように、上端側が固定本体部２３の内部に配置される。旋回軸部２１の上端は、図４に示すように、動力源としてのモータ２５が発生した回転動力が減速機構部２４を介して伝達されるリング状の第一被伝達要素としてのリングギヤ２１ａが設けられており、回転駆動可能に支持されている。

旋回本体部２２は、旋回軸部２１の下端に相対回転不能に固定されており、旋回軸Ｄの回りに回転可能に設けられる。旋回本体部２２には、図２に示すように、主軸装置３０が主軸３１の回転軸Ｒを旋回軸部２１の旋回軸Ｄに対して４５度傾斜させた状態で旋回軸Ｄの回りに旋回可能となるように設けられる。ここで、主軸３１の先端側には回転工具３２が着脱可能に取り付けられ、主軸３１の後端側には主軸３１の回転用モータ（図示省略）が連結される。

固定本体部２３は、サドル１３の側面に対して、Ｙ軸方向に移動可能に設けられている。固定本体部２３の内部には、図２に示すように、旋回軸部２１及び旋回本体部２２を旋回軸Ｄの回りに回転させるための回転動力を発生する動力源としてのモータ２５が収容されている。モータ２５のモータシャフト２５ａには、ドライブギヤ２６が相対回転不能に連結されている。ドライブギヤ２６は、図２に示すように、固定本体部２３の側面から突出して設けられており、収容部２３ａの内部に収容されるようになっている。

（２．減速機構部２４の構成）
減速機構部２４は、図４に示すように、例えば、ウォーム減速機構や、ローラギヤカム減速機構（例えば、特開２０１７－８９６６３号公報を参照）等を含む。即ち、減速機構部２４は、ねじ軸状に形成された第一伝達要素２４１を備えている。減速機構部２４は、更に、ドライブギヤ２６の回転動力を入力する第二伝達要素としてのドリブンギヤ２４２、及び、第一伝達要素２４１とドリブンギヤ２４２とを同軸に連結するシャフト２４３を備えている。第一伝達要素２４１、ドリブンギヤ２４２及びシャフト２４３は、例えば、固定本体部２３と一体に形成された中空筒状のケーシング２４４の内部に収容される。

第一伝達要素２４１は、例えば、ウォーム減速機構のウォームギヤやローラギヤカム機構の回転カム軸部材等である。第一伝達要素２４１は、図４に示すように、旋回軸部２１の第一被伝達要素としてのリングギヤ２１ａに対して捩れの関係を有する、所謂、食い違い軸となるように配置されている。第一伝達要素２４１は、ドリブンギヤ２４２の回転速度を減速して回転動力を旋回軸部２１のリングギヤ２１ａに伝達する。第一伝達要素２４１は、シャフト２４３の軸方向における長さがドリブンギヤ２４２よりも大きく、シャフト２４３を介して両端部が回転可能に支持されている。

ドリブンギヤ２４２は、モータ２５のモータシャフト２５ａに連結されたドライブギヤ２６に歯合している。ドリブンギヤ２４２は、ドライブギヤ２６よりも大径とされており、モータ２５（ドライブギヤ２６）の回転速度を減速して回転動力をシャフト２４３を介して連結された第一伝達要素２４１に伝達する。

シャフト２４３は、第一伝達要素２４１に対して同軸なるように貫通しており、一端側にてドリブンギヤ２４２と相対回転不能となるように連結されている。これにより、シャフト２４３は、第一伝達要素２４１とドリブンギヤ２４２とを一体回転可能に連結する。シャフト２４３は、第一伝達要素２４１とドリブンギヤ２４２との間である一端側、及び、第一伝達要素２４１から突出した他端側が軸受によってケーシング２４４に対して回転可能となるように支持されている。

ケーシング２４４は、図４に示すように、内部空間が第一空間部Ｒ１、第二空間部Ｒ２及び第三空間部Ｒ３に区画されている。具体的に、ケーシング２４４は、内周面から周方向に沿って立設された第一壁部２４４ａ及び第二壁部２４４ｂを有している。これにより、第一壁部２４４ａはケーシング２４４の内部空間を第一空間部Ｒ１と第二空間部Ｒ２とに区画し、第二壁部２４４ｂはケーシング２４４の内部空間を第一空間部Ｒ１と第三空間部Ｒ３とに区画している。

第一壁部２４４ａは、第一伝達要素２４１が第一空間部Ｒ１に格納され且つドリブンギヤ２４２が第二空間部Ｒ２に格納された状態で、第一伝達要素２４１とドリブンギヤ２４２との間に配置されており、軸受を介してシャフト２４３の一端側を支持している。即ち、第一壁部２４４ａは、軸受と共に第一支持部を構成する。第二壁部２４４ｂは、第一伝達要素２４１が第一空間部Ｒ１に格納され且つドリブンギヤ２４２が第二空間部Ｒ２に格納された状態で、軸受を介して第一伝達要素２４１から突出したシャフト２４３の他端側を支持している。即ち、第二壁部２４４ｂは、軸受と共に第二支持部を構成する。

更に、第一空間部Ｒ１、第二空間部Ｒ２及び第三空間部Ｒ３のそれぞれには、潤滑油が後述する液面高さＬとなるように格納（充填）される。これにより、第一空間部Ｒ１に格納された第一伝達要素２４１、及び、第二空間部Ｒ２に格納されたドリブンギヤ２４２は、所謂、油浴潤滑によって、少なくとも一部が潤滑油に浸漬された状態で潤滑される。尚、第三空間部Ｒ３は、潤滑油と共に第一伝達要素２４１（シャフト２４３）の他端側を格納可能とされている。

又、減速機構部２４は、第一壁部２４４ａに設けられた複数の第一連通路２４５及び第二壁部２４４ｂに設けられた複数の第二連通路２４６を有している。第一壁部２４４ａに貫通孔として設けられた第一連通路２４５は、第一空間部Ｒ１及び第二空間部Ｒ２に充填された潤滑油の流動を可能とする。第二壁部２４４ｂに貫通孔として設けられた第二連通路２４６は、第一空間部Ｒ１及び第三空間部Ｒ３に充填された潤滑油の流動を可能とする。これにより、ケーシング２４４の内部に格納（充填）された潤滑油は、複数の第一連通路２４５及び第二連通路２４６を介して、第一空間部Ｒ１、第二空間部Ｒ２及び第三空間部Ｒ３の間で流動することが可能となっている。

ここで、ケーシング２４４の内部に充填された潤滑油のＹ軸方向における液面高さＬは、図５及び図６に示すように、少なくとも、第一伝達要素２４１からリングギヤ２１ａに回転動力が伝達される第一伝達部分Ｐ１、及び、第一連通路２４５が浸漬されるように設定される。即ち、液面高さＬは、鉛直方向に一致するＹ軸方向にて、第一伝達部分Ｐ１よりも上方であり、且つ、モータ２５（モータシャフト２５ａ）よりも下方となるように設定される。

これにより、第一伝達要素２４１とリングギヤ２１ａとの第一伝達部分Ｐ１は、図５に示すように、常に潤滑油に浸漬された状態が維持されて潤滑される。一方、図６に示すように、ドライブギヤ２６からドリブンギヤ２４２に回転動力が伝達される第二伝達部分Ｐ２には、ドリブンギヤ２４２が回転することによってかき上げられた潤滑油が供給されることにより潤滑される。

又、減速機構部２４には、図４に示すように、少なくとも第一連通路２４５を介して接続された第一空間部Ｒ１及び第二空間部Ｒ２の間で流動する潤滑油の状態を検出する潤滑油状態検出部を構成する油量センサ２４７及び油温センサ２４８が設けられる。具体的に、油量センサ２４７は潤滑油の油量（液面高さＬに相当）を検出し、油温センサ２４８は潤滑油の温度を検出する。

ここで、油量センサ２４７及び油温センサ２４８の配置については、少なくとも第一連通路２４５を介して接続された第一空間部Ｒ１及び第二空間部Ｒ２の間で流動する潤滑油の状態が検出可能であれば良い。減速機構部２４は、第一連通路２４５によって第一空間部Ｒ１及び第二空間部Ｒ２が接続され、第二連通路２４６によって第一空間部Ｒ１及び第三空間部Ｒ３が接続されている。従って、潤滑油は、第一空間部Ｒ１、第二空間部Ｒ２及び第三空間部Ｒ３の間で流動することが可能である。このため、油量センサ２４７及び油温センサ２４８は、第一空間部Ｒ１、第二空間部Ｒ２及び第三空間部Ｒ３のうちの何れか一つに配置することが可能であり、本実施形態においては第二空間部Ｒ２に配置する場合を例示する。

尚、油量センサ２４７及び油温センサ２４８は検出した油量及び油温を図示省略の制御装置に出力するようになっている。これにより、制御装置は、潤滑油の油量が低下している場合には、例えば、警告ランプ等を点灯させて作業者に報知し、潤滑油の油温が上昇している場合は、第一空間部Ｒ１、第二空間部Ｒ２及び第三空間部Ｒ３のうちの何れか一つに配置された冷却部２４９を作動させて潤滑油を冷却する。冷却部２４９は、少なくとも第一連通路２４５を介して第一空間部Ｒ１及び第二空間部Ｒ２の間で流動する潤滑油を冷却する。

（３．工作機械１の作動）
次に、工作機械１の工作物に対する加工動作について説明する。尚、本実施形態においては、主軸装置３０の姿勢（回転軸Ｒの向き）が水平方向（０度）にあるときに工作物の一側面に孔を穿設する。又、主軸装置３０の姿勢（回転軸Ｒの向き）が垂直方向（１８０度）にあるときに工作物の上面に孔を穿設する加工動作について説明する。

工作機械１の制御装置は、ターンテーブル１５を回転させて工作物の加工側面を回転工具３２側に位置決めし、主軸３１の回転用モータを駆動して回転工具３２を回転させる。そして、制御装置は、動力源としてのモータ２５を駆動させて旋回軸部２１及び旋回本体部２２を回転させて主軸装置３０を旋回させ、回転工具３２の回転位相を０度に割り出す。続いて、制御装置は、サドル１３、旋回主軸装置２０及びスライドテーブル１４をＸ，Ｙ，Ｚ軸方向にそれぞれ移動させて工作物の一側面に孔を穿設する加工を開始する。

この場合、旋回主軸装置２０が主軸装置３０の姿勢（回転軸Ｒの向き）を回転移動させる際には、モータ２５が発生する回転動力は減速機構部２４を介して旋回軸部２１に伝達される。即ち、減速機構部２４においては、ドリブンギヤ２４２がドライブギヤ２６の回転速度を減速する（第一段減速）。ドリブンギヤ２４２はシャフト２４３を介して第一伝達要素２４１に同軸に連結されている。これにより、第一伝達要素２４１はドリブンギヤ２４２と同じ回転速度で回転している。

第一伝達要素２４１は、旋回軸部２１のリングギヤ２１ａと第一伝達部分Ｐ１にて噛み合っている。従って、第一伝達要素２４１の回転速度は更に減速されてリングギヤ２１ａに伝達される（第二段減速）。このように、モータ２５（ドライブギヤ２６）の回転速度が第一段減速及び第二段減速を経て減速されて旋回軸部２１のリングギヤ２１ａに伝達されることにより、減速機構部２４は、減速に反比例する回転動力（トルク）を旋回軸部２１に伝達することができる。

第一伝達要素２４１が格納される第一空間部Ｒ１及び第二伝達要素としてのドリブンギヤ２４２が格納される第二空間部Ｒ２には、液面高さがＬとなるように潤滑油が充填（格納）されており、第一伝達要素２４１及びドリブンギヤ２４２は油浴潤滑される。このため、上述したように、第一伝達要素２４１の第一伝達部分Ｐ１は潤滑油に浸漬した状態が維持される。一方、ドリブンギヤ２４２は一部が潤滑油に浸漬しており、第二伝達部分Ｐ２にはドリブンギヤ２４２の回転に伴って潤滑油がかき上げられて供給される。

ところで、例えば、ドリブンギヤ２４２における負荷の大きさが第一伝達要素２４１における負荷の大きさよりも大きい場合、ドリブンギヤ２４２の発熱によって第二空間部Ｒ２の潤滑油の油温が第一空間部Ｒ１の潤滑油の油温よりも上昇する。この場合、減速機構部２４においては、第一連通路２４５及び第二連通路２４６を介して、潤滑油が第一空間部Ｒ１、第二空間部Ｒ２及び第三空間部Ｒ３の間で潤滑油が流動することができ、潤滑油の油温は均等化される。

即ち、第一壁部２４４ａには複数の第一連通路２４５が設けられている。又、第二壁部２４４ｂには複数の第二連通路２４６が設けられている。これにより、第二空間部Ｒ２においてドリブンギヤ２４２が回転することに伴い、油温が上昇した第二空間部Ｒ２の潤滑油は第一連通路２４５を介して第一空間部Ｒ１に向けて流動する。

又、第一空間部Ｒ１において第一伝達要素２４１が回転することに伴い、油温が相対的に低い第一空間部Ｒ１の潤滑油は第一連通路２４５及び第二連通路２４６を介して第二空間部Ｒ２及び第三空間部Ｒ３に向けて流動する。尚、第三空間部Ｒ３は、シャフト２４３（第一伝達要素２４１）の他端側を格納可能であり回転動力が伝達されないため、第一空間部Ｒ１及び第二空間部Ｒ２に比べて油温が急激に変化しにくい。

このように、減速機構部２４においては、第一連通路２４５及び第二連通路２４６を介して、第一空間部Ｒ１、第二空間部Ｒ２及び第三空間部Ｒ３の間で潤滑油が流動する、換言すれば、潤滑油が対流する。これにより、減速機構部２４においては、ケーシング２４４に格納（充填）された潤滑油が強制的に撹拌され、その結果、潤滑油の油温が均等になる。

そして、潤滑油の油温の差が解消されることにより、負荷の大きく発熱し易いドリブンギヤ２４２が冷却される。従って、第一伝達要素２４１、ドリブンギヤ２４２、シャフト２４３及びケーシング２４４を含んで構成される減速機構部２４の構造体においては、潤滑油から伝わる熱量が均等になる。その結果、構造体に複雑な熱変形が生じることを抑制することができる。

ここで、第一壁部２４４ａと共に第一支持部を構成する軸受、及び、第二壁部２４４ｂと共に第二支持部を構成する軸受は、第一連通路２４５及び第二連通路２４６に比べて潤滑油の流動性が乏しいものの、潤滑油を流動させることは可能である。従って、第一支持部の軸受及び第二支持部の軸受も、それぞれ、第一連通路及び第二連通路を構成することが可能である。

以上の説明からも理解できるように、上述した実施形態の工作機械１は、固定部としての固定本体部２３と、固定本体部２３に対して旋回軸Ｄの回りに旋回可能に設けられていて、旋回軸Ｄの回りに主軸装置３０を旋回させる旋回部としての旋回軸部２１及び旋回本体部２２と、旋回軸部２１を旋回させる回転動力を発生する動力源としてのモータ２５と、モータ２５の回転速度を減速して回転動力を旋回軸部２１に伝達する減速機構部２４と、を備える。ここで、旋回本体部２２は、主軸装置３０の主軸３１の回転軸Ｒを旋回軸Ｄに対して傾斜（具体的には、４５度傾斜）させた状態で、主軸装置３０を旋回軸Ｄの回りに旋回させる。

減速機構部２４は、軸状に形成され、旋回軸部２１に対してモータ２５が発生した回転動力を伝達する第一伝達要素２４１と、第一伝達要素２４１を油浴潤滑するように潤滑油及び第一伝達要素２４１を格納する第一空間部Ｒ１と、モータ２５と回転動力の伝達が可能となるようにドライブギヤ２６に連結され（歯合し）、且つ、第一伝達要素２４１にシャフト２４３を介して同軸に連結されて、第一伝達要素２４１に回転動力を伝達する第二伝達要素としてのドリブンギヤ２４２と、ドリブンギヤ２４２を油浴潤滑するように潤滑油及びドリブンギヤ２４２を格納し、第一空間部Ｒ１と区画されている第二空間部Ｒ２と、第一空間部Ｒ１と第二空間部Ｒ２との間で潤滑油の流動を可能とする第一連通路２４５と、を備える。

これによれば、第一空間部Ｒ１に格納された潤滑油と第二空間部Ｒ２に格納された潤滑油とは、第一連通路２４５を介して互いに流動することができる。これにより、減速機構部２４において、第一伝達要素２４１及びドリブンギヤ２４２が回転してモータ２５からの回転動力を旋回軸部２１に伝達する際に、潤滑油が第一連通路２４５を介して流動することにより、第一空間部Ｒ１及び第二空間部Ｒ２における潤滑油の油温を均等にすることができる。従って、第一伝達要素２４１及びドリブンギヤ２４２を含む減速機構部２４を構成する構造体に伝わる熱量が均等になり、その結果、構造体の複雑な熱変形を抑制することができる。

この場合、第一伝達要素２４１は、ねじ軸状に形成され、第一伝達要素２４１の回転軸に対して捩れの関係を有する旋回軸Ｄの回りに回転可能なリング状の第一被伝達要素であるリングギヤ２１ａに回転動力を伝達することができる。

これによれば、ねじ軸状の例えばウォーム減速機構やローラギヤカム減速機構等において、第一伝達要素２４１の軸方向中央付近に大きな負荷がかかる構造を有する減速機構部２４であっても、構造体に伝わる熱量を均等にすることができる。これにより、構造体の複雑な熱変形を抑制することができる。

これらの場合、減速機構部２４は、更に、第一伝達要素２４１のドリブンギヤ２４２と連結されたシャフト２４３の一端側を回転可能に支持し、第一空間部Ｒ１と第二空間部Ｒ２とを区画する第一支持部を構成する第一壁部２４４ａ及び軸受を備える。ここで、減速機構部２４は、第一伝達要素２４１、ドリブンギヤ２４２及び潤滑油を格納するケーシング２４４を有する。そして、ケーシング２４４は、第一伝達要素２４１（シャフト２４３）の一端側を回転可能に支持すると共に第一空間部Ｒ１と第二空間部Ｒ２とを区画する第一支持部を構成する第一壁部２４４ａを備えており、第一連通路２４５が第一壁部２４４ａに設けられた貫通孔を含んで構成される。

これらによれば、ケーシング２４４の内部に第一空間部Ｒ１と第二空間部Ｒ２とを区画する第一壁部２４４ａ（第一支持部）を設けることができ、且つ、第一壁部２４４ａに第一連通路２４５を設けることができる。従って、減速機構部２４の小型軽量化が可能となり、ひいては、工作機械１の小型軽量化を実現することができる。

又、これらの場合、第一連通路２４５は、第一伝達要素２４１の周方向にて複数設けられる。これによれば、第一空間部Ｒ１及び第二空間部Ｒ２の間において、潤滑油をスムーズに流動させることができる。従って、第一空間部Ｒ１及び第二空間部Ｒ２における潤滑油の油温を均等にすることができ、その結果、構造体の複雑な熱変形を抑制することができる。

又、これらの場合、減速機構部２４は、更に、第一伝達要素２４１（シャフト２４３）の他端側に形成され、第一空間部Ｒ１と区画されている第三空間部Ｒ３と、第一空間部Ｒ１と第三空間部Ｒ３との間で潤滑油の流動を可能とする第二連通路２４６と、を備える。

これによれば、第三空間部Ｒ３には、第一伝達要素２４１（シャフト２４３）の他端側及び潤滑油が格納される。即ち、第三空間部Ｒ３は、回転動力を伝達するため部材が配置されず、主に潤滑油を格納する空間となる。そして、第一空間部Ｒ１と第三空間部Ｒ３との間においては、第二連通路２４６を介して、潤滑油が流動することができる。従って、例えば、第一空間部Ｒ１及び第二空間部Ｒ２における潤滑油の油温上昇によって構造体に熱変形が生じ得る状況において、第三空間部Ｒ３は構造体に生じる熱変形を抑制するように作用することができる。

この場合、減速機構部２４は、更に、第一伝達要素２４１（シャフト２４３）の他端側を回転可能に支持し、第一空間部Ｒ１と第三空間部Ｒ３とを区画する第二支持部を構成する第二壁部２４４ｂ及び軸受を備える。ここで、ケーシング２４４は、第一伝達要素２４１（シャフト２４３）の他端側を回転可能に支持すると共に第一空間部Ｒ１と第三空間部Ｒ３とを区画する第二壁部２４４ｂを備えており、第二連通路２４６が第二壁部２４４ｂに設けられた貫通孔を含んで構成される。

これによれば、ケーシング２４４の内部に第一空間部Ｒ１と第三空間部Ｒ３とを区画する第二壁部２４４ｂ（第二支持部）を設けることができ、且つ、第二壁部２４４ｂに第二連通路２４６を設けることができる。従って、減速機構部２４の小型軽量化が可能となり、ひいては、工作機械１の小型軽量化を実現することができる。

又、これらの場合、第二連通路２４６は、第一伝達要素２４１の周方向にて複数設けられる。これによれば、第一空間部Ｒ１及び第三空間部Ｒ３の間において、潤滑油をスムーズに流動させることができる。従って、第一空間部Ｒ１及び第三空間部Ｒ３における潤滑油の油温を均等にすることができ、その結果、構造体の複雑な熱変形を抑制することができる。

これらの場合、第一伝達要素２４１、ドリブンギヤ２４２及び第一連通路２４５は、鉛直方向に一致するＹ軸方向にてモータ２５（モータシャフト２５ａ）よりも下方に位置し、第一空間部Ｒ１及び第二空間部Ｒ２に格納された潤滑油の液面高さＬは、少なくとも第一伝達要素２４１から旋回軸部２１のリングギヤ２１ａに対して回転動力を伝達する第一伝達部分Ｐ１、及び、第一連通路２４５よりも鉛直方向にて上方であり、且つ、モータ２５（モータシャフト２５ａ）よりも鉛直方向にて下方となるように設定される。又、この場合、液面高さＬは、モータ２５（ドライブギヤ２６）からドリブンギヤ２４２に対して回転動力を伝達する第二伝達部分Ｐ２に潤滑油が供給されるように設定される。

これらによれば、液面高さＬは、第一伝達部分Ｐ１よりもＹ軸方向にて上方且つモータ２５（モータシャフト２５ａ）よりもＹ軸方向にて下方に設定することができる。加えて、液面高さＬは、第二伝達部分Ｐ２に潤滑油を供給できるように設定することができる。即ち、第一伝達部分Ｐ１に応じて規定された液面高さＬは、ドリブンギヤ２４２の潤滑にも適する。これにより、第一伝達要素２４１及びドリブンギヤ２４２を油浴潤滑する場合、第一連通路２４５により潤滑油の流動が可能であるため、同一の液面高さＬを維持できると共に、同一の液面高さＬで第一伝達要素２４１及びドリブンギヤ２４２の潤滑を成立させることができる。

尚、ドリブンギヤ２４２の潤滑に適さない液面高さＬとしては、ドリブンギヤ２４２の回転に伴って撹拌された潤滑油がドライブギヤ２６及びドリブンギヤ２４２にかからないほど液面が低い場合を挙げることができる。又、ドリブンギヤ２４２の潤滑に適さない液面高さＬとしては、モータシャフト２５ａの高さまで液面が高く、その結果、モータ２５への潤滑油の進入が懸念される場合を挙げることができる。

又、これらの場合、減速機構部２４は、第一連通路２４５を介して第一空間部Ｒ１及び第二空間部Ｒ２の間を連通する潤滑油の状態を検出する潤滑油状態検出部としての油量センサ２４７及び油温センサ２４８を有する。

これによれば、油量センサ２４７及び油温センサ２４８は、第一連通路２４５を介して第一空間部Ｒ１及び第二空間部Ｒ２の間を流動する潤滑油の油量及び油温を検出することができる。このため、油量センサ２４７及び油温センサ２４８を減速機構部２４（ケーシング２４４）の第一空間部Ｒ１又は第二空間部Ｒ２に設置すれば良く、油量センサ２４７及び油温センサ２４８を配置する際の自由度を向上させることができる。これにより、作業者が潤滑油の油量及び油温を確認しやすくなって工作機械１の保守性を向上させることができる。又、センサの数を低減することができるため、コスト低減も達成することができる。

尚、第二連通路２４６を介して第一空間部Ｒ１及び第三空間部Ｒ３の間で潤滑油が流動する場合には、油量センサ２４７及び油温センサ２４８を減速機構部２４（ケーシング２４４）の第三空間部Ｒ３に設置することも可能である。この場合においても、油量センサ２４７及び油温センサ２４８は、第一空間部Ｒ１及び第二空間部Ｒ２の間を流動する潤滑油の油量及び油温を検出することができる。

更に、これらの場合、減速機構部２４は、第一連通路２４５を介して少なくとも第一空間部Ｒ１及び第二空間部Ｒ２の間で流動する潤滑油を冷却する冷却部２４９を有する。

これによれば、冷却部２４９は、第一連通路２４５を介して第一空間部Ｒ１及び第二空間部Ｒ２の間を流動する潤滑油を冷却することができる。このため、冷却部２４９を減速機構部２４（ケーシング２４４）の第一空間部Ｒ１及び第二空間部Ｒ２に設置すれば良く、冷却部２４９を配置する際の自由度を向上させることができる。これにより、冷却部２４９の設置数を減少させることができて小型軽量化及びコスト低減を達成することができる。

尚、第二連通路２４６を介して第一空間部Ｒ１及び第三空間部Ｒ３の間で潤滑油が流動する場合には、冷却部２４９を減速機構部２４（ケーシング２４４）の第三空間部Ｒ３に設置することも可能である。この場合においても、冷却部２４９は、第一空間部Ｒ１及び第二空間部Ｒ２の間を流動する潤滑油を冷却することができる。

本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変形が可能である。

例えば、上記実施形態においては、一つのケーシング２４４の内部に第一壁部２４４ａ及び第二壁部２４４ｂを設けて第一空間部Ｒ１、第二空間部Ｒ２及び第三空間部Ｒ３を形成するようにした。これに代えて、第一空間部Ｒ１、第二空間部Ｒ２及び第三空間部Ｒ３のそれぞれを別体として形成することも可能である。この場合、第一空間部Ｒ１と第二空間部Ｒ２とを連通する連通路、及び、第一空間部Ｒ１と第三空間部Ｒ３とを連通する連通路は、例えば、管体等で構成される。

尚、この場合においても、第一伝達要素２４１及び第二伝達要素であるドリブンギヤ２４２がシャフト２４３によって同軸に配置されることが好ましい。そして、第一空間部Ｒ１、第二空間部Ｒ２及び第三空間部Ｒ３に格納（充填）される潤滑油の液面高さＬは、第一空間部Ｒ１に格納される第一伝達要素２４１とリングギヤ２１ａとの第一伝達部分Ｐ１よりも上方であり、且つ、モータ２５（ドライブギヤ２６）よりも下方となるように設定される。

又、上記実施形態においては、第二伝達要素として一つのドリブンギヤ２４２で構成するようにした。しかしながら、第二伝達要素としては、一つの歯車で構成されることに限らず、複数の歯車からなる歯車機構で構成しても良い。この場合においても、第二伝達要素は油浴潤滑可能となるように第二空間部Ｒ２に格納され、例えば、歯車の回転に伴って潤滑油がかき上げられて各歯車の潤滑及び冷却が行われる。

又、上記実施形態においては、旋回軸ＤがＺ軸（回転軸Ｒ）に対して４５度傾斜するようにした。これに代えて、旋回軸ＤがＺ軸（回転軸Ｒ）に直交するようにしたり、旋回軸ＤがＹ軸（回転軸Ｒ）に直交するようにしたり構成することも可能である。

又、上記実施形態においては、減速機構部２４が潤滑油状態検出部としての油量センサ２４７及び油温センサ２４８を備えるように構成した。しかしながら、必要に応じて、油量センサ２４７及び油温センサ２４８の両方又は一方を省略して構成することも可能である。又、上記実施形態においては、減速機構部２４が冷却部２４９を備えるように構成した。しかしながら、必要に応じて、冷却部２４９を省略して構成することも可能である。

更に、上記実施形態においては、減速機構部２４が潤滑油状態検出部として潤滑油の油量（液面高さＬに相当）を検出するように油量センサ２４７を備えるようにした。これに代えて、潤滑油の油量（液面高さＬに相当）を検出可能であれば、油面計等の他の検出手段を備えて構成可能であることは言うまでもない。

１…工作機械、１１…ベッド、１２…コラム、１３…サドル、１４…スライドテーブル、１５…ターンテーブル、２０…旋回主軸装置、２１…旋回軸部（旋回部）、２１ａ…リングギヤ（第一被伝達要素）、２２…旋回本体部（旋回部）、２３…固定本体部（固定部）、２３ａ…収容部、２４…減速機構部、２４１…第一伝達要素、２４２…ドリブンギヤ（第二伝達要素）、２４３…シャフト、２４４…ケーシング、２４４ａ…第一壁部（第一支持部）、２４４ｂ…第二壁部（第二支持部）、２４５…第一連通路、２４６…第二連通路、２４７…油量センサ（潤滑油状態検出部）、２４８…油温センサ（潤滑油状態検出部）、２４９…冷却部、２５…モータ（動力源）、２５ａ…モータシャフト、２６…ドライブギヤ、３０…主軸装置、３１…主軸、３２…回転工具、Ｄ…旋回軸、Ｐ１…第一伝達部分、Ｐ２…第二伝達部分、Ｒ…回転軸、Ｒ１…第一空間部、Ｒ２…第二空間部、Ｒ３…第三空間部

Claims

固定部と、
前記固定部に対して旋回軸の回りに旋回可能に設けられていて、前記旋回軸の回りに主軸装置を旋回させる旋回部と、
前記旋回部を旋回させる回転動力を発生する動力源と、
前記動力源の回転速度を減速して前記回転動力を前記旋回部に伝達する減速機構部と、を備え、
前記減速機構部は、
軸状に形成され、前記旋回部に対して前記動力源が発生した前記回転動力を伝達する第一伝達要素と、
前記第一伝達要素を油浴潤滑するように潤滑油及び前記第一伝達要素を格納する第一空間部と、
前記動力源と前記回転動力の伝達が可能となるように連結され、且つ、前記第一伝達要素の一端側に前記第一伝達要素に同軸に連結されて、前記第一伝達要素に前記回転動力を伝達する第二伝達要素と、
前記第二伝達要素を油浴潤滑するように潤滑油及び前記第二伝達要素を格納し、前記第一空間部と区画されている第二空間部と、
前記第一空間部と前記第二空間部との間で潤滑油の流動を可能とし、前記第一伝達要素の周方向にて複数設けられる第一連通路と、
を備える、工作機械。
前記第一伝達要素は、ねじ軸状に形成され、前記第一伝達要素の回転軸に対して捩れの関係を有する前記旋回軸の回りに回転可能なリング状の第一被伝達要素に前記回転動力を伝達する、請求項１に記載の工作機械。
前記減速機構部は、更に、
前記第一伝達要素の前記第二伝達要素と連結された前記一端側を回転可能に支持し、前記第一空間部と前記第二空間部とを区画する第一支持部を備え、
前記第一連通路は、前記第一支持部に形成されている、請求項１又は請求項２に記載の工作機械。
前記減速機構部は、
前記第一伝達要素、前記第二伝達要素及び潤滑油を格納するケーシングを有し、
前記ケーシングは、
前記一端側を回転可能に支持すると共に前記第一空間部と前記第二空間部とを区画する第一壁部と、
を備え、
前記第一連通路は、前記第一壁部に設けられた貫通孔を含んで構成された、請求項１乃至請求項３のうちの何れか一項に記載の工作機械。
前記減速機構部は、更に、
前記第一伝達要素の他端側に形成され、前記第一空間部と区画されている第三空間部と、
前記第一空間部と前記第三空間部との間で潤滑油の流動を可能とする第二連通路と、
を備える、請求項１乃至請求項４のうちの何れか一項に記載の工作機械。
前記減速機構部は、更に、
前記第一伝達要素の前記他端側を回転可能に支持し、前記第一空間部と前記第三空間部とを区画する第二支持部を備え、
前記第二連通路は、前記第二支持部に形成されている、請求項５に記載の工作機械。
前記減速機構部は、
前記第一伝達要素、前記第二伝達要素及び潤滑油を格納するケーシングを有し、
前記ケーシングは、
前記他端側を回転可能に支持すると共に前記第一空間部と前記第三空間部とを区画する第二壁部と、
を備え、
前記第二連通路は、前記第二壁部に設けられた貫通孔を含んで構成された、請求項６に記載の工作機械。
前記第二連通路は、前記第一伝達要素の周方向にて複数設けられる、請求項５乃至請求項７のうちの何れか一項に記載の工作機械。
固定部と、
前記固定部に対して旋回軸の回りに旋回可能に設けられていて、前記旋回軸の回りに主軸装置を旋回させる旋回部と、
前記旋回部を旋回させる回転動力を発生する動力源と、
前記動力源の回転速度を減速して前記回転動力を前記旋回部に伝達する減速機構部と、を備え、
前記減速機構部は、
軸状に形成され、前記旋回部に対して前記動力源が発生した前記回転動力を伝達する第一伝達要素と、
前記第一伝達要素を油浴潤滑するように潤滑油及び前記第一伝達要素を格納する第一空間部と、
前記動力源と前記回転動力の伝達が可能となるように連結され、且つ、前記第一伝達要素の一端側に前記第一伝達要素に同軸に連結されて、前記第一伝達要素に前記回転動力を伝達する第二伝達要素と、
前記第二伝達要素を油浴潤滑するように潤滑油及び前記第二伝達要素を格納し、前記第一空間部と区画されている第二空間部と、
前記第一空間部と前記第二空間部との間で潤滑油の流動を可能とする第一連通路と、
前記第一伝達要素の他端側に形成され、前記第一空間部と区画されている第三空間部と、
前記第一空間部と前記第三空間部との間で潤滑油の流動を可能とする第二連通路と、
を備える、工作機械。
前記第一伝達要素、前記第二伝達要素及び前記第一連通路は、
鉛直方向にて前記動力源よりも下方に位置し、
前記第一空間部及び前記第二空間部に格納された潤滑油の液面高さは、
少なくとも前記第一伝達要素から前記旋回部に対して前記回転動力を伝達する第一伝達部分、及び、前記第一連通路よりも前記鉛直方向にて上方であり、且つ、前記動力源よりも前記鉛直方向にて下方となるように設定された、請求項１乃至請求項９のうちの何れか一項に記載の工作機械。
前記液面高さは、
前記動力源から前記第二伝達要素に対して前記回転動力を伝達する第二伝達部分に潤滑油が供給されるように設定された、請求項１０に記載の工作機械。
前記減速機構部は、
前記第一連通路を介して前記第一空間部及び前記第二空間部の間で流動する潤滑油の状態を検出する潤滑油状態検出部を有する、請求項１乃至請求項１１のうちの何れか一項に記載の工作機械。
前記減速機構部は、
前記第一連通路を介して前記第一空間部及び前記第二空間部の間で流動する潤滑油を冷却する冷却部を有する、請求項１乃至請求項１２のうちの何れか一項に記載の工作機械。
前記旋回部は、
前記主軸装置の主軸の回転軸を前記旋回軸に対して傾斜させた状態で、前記主軸装置を前記旋回軸の回りに旋回させる、請求項１乃至請求項１３のうちの何れか一項に記載の工作機械。