JPH0436823B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、各種工具や歯車等の被加工物の切削
加工に際し、工作機械のテーブル上に装着し、被
加工物を直接または治具を介して取付け、割出し
作業や円弧切削作業等を行なう回転割出しテーブ
ル装置に関する。

（従来の技術） 従来、ウオーム・ウオームホイール機構を採用
した回転割出しテーブル装置は、一般によく知ら
れ、また多く使用されている。

この種回転割出しテーブル装置においては、被
加工物の位置決め精度と、切削力に抗する装置の
剛性力が、被加工物の加工精度を左右する重要な
要因とされている。

被加工物の位置決め精度は、ウオームの回転角
に同調したウオームホイールの回転減速率が、常
に一定に得られるか否かにかかつている。すなわ
ち、ウオームのねじピツチが正確で、ウオームホ
イールの歯形が正確な等速性能を有しているとい
う条件を満たしているか否かによつて左右され
る。したがつて、この条件を満たしかつウオーム
とウオームホイールの噛合隙間が一定であれば、
高精度の位置決めを行なうことができる。

さらに、ウオームとウオームホイールの噛合間
隙を小さくしてバツクラツシユを除去して、更に
位置決め精度を向上させるために、ウオーム軸の
軸受を微動させてウオームをウオームホイールに
押しつける方法が採用されている（例えば、実開
昭55−50704号公報参照）。

他方、切削力に対抗する装置の剛性力は、回転
テーブル、ウオームおよびウオームホイールとそ
の支承部等のそれぞれが一定値以上になるように
設計されていなければならない。しかし、設計上
は剛性力が十分であつても、回転テーブルを正確
に位置決めし停止状態で切削力が採用する場合
と、円弧切削のように回転テーブルの回転中に切
削力が作用する場合のいずれにおいても、ウオー
ムとウオームホイールの噛合隙間だけウオームホ
イールがその回転方向に浮動状態となり、この浮
動状態が装置全体の剛性力を低下せしめる。

そこで、従来、回転テーブルが停止状態で加工
が行なわれる場合は、回転テーブル軸を装置本体
（テーブル本体）に装着した制動装置を介して固
定する方法が採用されている。また、円弧切削な
ど回転テーブルを回転しながら加工する場合は、
回転テーブル軸軸受の予圧力を増加させたり、切
削力の強さを適当に選定して装置全体の剛性力低
下への影響を少なくすることが試みられている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記の従来装置において、制動装置は回転テー
ブルを停止した状態で使用する場合しか効果がな
く、回転テーブルを回転させながら使用する場合
にはテーブル軸軸受の予圧力増加手段に依存しな
ければならないが、予圧力の調整が困難である。

従つて、回転切削時の装置の剛性力を向上させ
ることは、極めて困難であつた。

ところで、連続切削力に抗する装置の剛性力を
十分ならしめるには、ウオームとウオームホイー
ルの噛合間隙を最小限に縮小保持することが有効
である。

従つて、前記実開昭55−50704号公報に開示の
押圧手段を採用することは有利であるが、この従
来技術では、単に位置決め精度の向上を図るため
に位置決め時に押圧手段を使用し、切削時には、
その押圧手段の押圧力を解除し、別途設けた制動
装置によりテーブルをロツクしていた。

従つて、この従来技術では、剛性力向上のた
め、別途制動装置を必要とし、しかも連続切削で
は、この制動装置を使用できないので、連続切削
時の剛性力向上を図ることが出来ないものであつ
た。

勿論、この従来のものにおいて、連続切削時
に、押圧手段を採用させて、ウオームとウオーム
ホイールとの噛合部の間隙を最小限にして剛性力
を高めることも出来る。

しかし、この従来のものは、ウオームを回転自
在に支持している軸受箱を押圧手段で移動させる
ものであるから、ウオームが撓み、十分な剛性力
を発揮することが出来ないものであつた。

即ち、ウオーム軸は、その径が小さいため、ウ
オーム自体で回転テーブルの切削力を支承するに
は無理があつた。

そこで、本発明は、別途制動装置を設けること
なく、回転停止切削時において十分剛性力を高め
ることが出来るとともに、連続切削時でも十分剛
性力を高めることができる割出し回転テーブル装
置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するために、本発明は、次の手
段を講じた。

即ち、本発明の特徴をするとことは、回転テー
ブルに該テーブルと同心状にウオームホイールが
設けられ、該ウオームホイールにウオームが噛合
し、該ウオームを回転駆動することにより前記回
転テーブルの回転割出しを行う回転割出しテーブ
ル装置において、 前記ウオームとウオームホイールとの噛合部と
は反対側のウオーム外周面に接離自在に当接し
て、該ウオームを前記ウオームホイール側に押圧
して、前記噛合間隙を小さくし、且つ、該ウオー
ムに回転制動力を付与すると共に、前記押圧力を
調節自在とした押圧手段が設けられた点にある。

（作用） 本発明によれば、まず、回転テーブルの停止ま
たは回転状態のいずれの場合も、切削力に対応す
る押圧力を設定してから、ウオーム押圧手段の押
圧力を開放した状態で、ウオーム・ウオームホイ
ール機構の正常な一定噛合隙間を与えておき、回
転テーブルに被加工物を取付ける。そこで、ウオ
ームを回転させて被加工物の割出し作業を行な
い、ウオーム押圧手段を作動させ、ウオームの外
周面を押圧部材により被加工物の切削力に対応す
る押圧力で押しつける。この押圧手段の作動によ
つて、ウオームとウオームホイールとの間隙が必
要最小限に縮小し、ウオームホイールの浮動状態
が解消され、装置全体の剛性力が設計値に近づ
く。このウオームホイールの浮動状態が解消する
と、回転テーブルを停止した状態で切削加工を行
なう場合は勿論のこと、回転テーブルを回転させ
ながら切削加工を行なう場合においても、連続切
削や断続切削に伴なう切削力変動は、装置全体で
受け止められ、したがつて加工振動が抑制され
る。即ち、押圧手段でウオームの外周面を押圧す
ることにより、ウオームとウオームホイールは一
体的に剛体結合され、その剛性力は大きなものに
なる。しかも、ウオームとウオームホイールの減
速比は非常に大きいので、ウオームホイール側か
らウオームに伝達される力は、非常に小さくな
り、押圧手段は、その小さな力を支承することに
より大きな回転制動力をテーブルに与えることが
出来る。そして、この回転制動力は、ウオームに
対しては、小さいもので足りるので、回転駆動力
に大きな影響を与えないので、連続切削に支障を
きたさない。また、押圧力は調節自在であるの
で、回転停止切削時と連続回転切削時とでその押
圧力を調整することで回転駆動力に影響を与えな
いようにすることが出来る。切削加工が完了すれ
ば、押圧手段による押圧を解除し、被加工物を取
り外ずして次の作業に備え、前述の操作を繰り返
せばよい。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づき詳述す
る。

図面において、１は装置本体すなわちテーブル
本体、２は回転テーブル軸、３はウオームホイー
ル、４はウオーム、５はウオーム軸、６はウオー
ム押圧装置、７はウオーム駆動モータである。

テーブル本体１は、一方側の開口内周面１Ａが
回転テーブル軸嵌入支承部とせられてスラスト支
持フランジ８が設けられ、その開口内周面１Ａに
外側から中空ローラ形スラスト軸受９およびラジ
アル軸受（ニードルローラベアリング）１０が嵌
装され、スラスト支持フランジ８の内側部１Ｂに
スラスト軸受１１が嵌装されている。また他方側
開口内周面１Ｃには段差部１Ｄが設けられ、シー
ルリング１２を嵌装したシール取付リング１３が
ボルト１４により着脱自在に取付けられており、
前記スラスト支持フランジ８とこのシール取付リ
ング１３との間に前記ウオームホイール３の嵌装
凹部１Ｅが形成されている。

前記回転テーブル軸２は、一端に被加工物取付
用の回転テーブル２Ａが一体的に形成された中空
軸で、このテーブル２Ａに続いて縮径された支承
軸部２Ｂと、さらに縮径されたウオームホイール
嵌合軸部２Ｃ、シールリング遊嵌軸部２Ｄ、回転
位置検出リング１５の装着部２Ｅが順次設けられ
ている。そして、支承軸部２Ｂに、前記ラジアル
軸受１０、スラスト軸受１１が嵌着され、支承軸
部２Ｂの端部外周に設けた雄ねじ部１６に、ベア
リングナツト１７およびロツクナツト１８が螺合
されている。

なお、ベアリングナツト１７は、各軸受９〜１
１を固定するだけでなく、中空ローラ形スラスト
軸受９を、回転テーブル２Ａの背面１９とテーブ
ル本体１のスラスト支持フランジ８との間で、ラ
ジアル軸受１０の外レース１０Ａを介して所定の
圧力で挟圧し、これに予圧力（プリロード）を付
与せしめている。この中空ローラ形スラスト軸受
９の加圧（予圧）は、中空ローラに変形を与え、
これの復元弾性力を生起せしめる。中空ローラの
復元弾性力をプリロードとして利用し、軸受剛性
力を一定に保持している。

したがつて、テーブル２Ａに取付けられた被加
工物が、切削力変動により振動すると、回転テー
ブル２Ａの回転および停止状態のいずれの場合に
おいても、中空ローラ形スラスト軸受９のプリロ
ードが対応し、切削力に対する軸線方向の適正な
剛性力が確保される。

２０はテーブル本体１の軸受側端面に装着され
たシールリングで、回転テーブル２Ａの背面に当
接されている。

２１はボール嵌合軸受で、回転テーブル軸２の
前記軸部２Ｃとウオームホイール３との間に嵌装
されており、多数個のボールによりウオームホイ
ール３を間隙がゼロの点接触状態で回転テーブル
軸２と一体的で同芯的にしかも高精度に支持する
ことができる。したがつて、従来行なつていたよ
うに、ウオームホイール３の嵌合内周面と回転テ
ーブル軸２の嵌合外周面を高度に仕上げ加工した
後、圧入・焼嵌めあるいは冷し嵌め等の方法によ
つて両者を慎重に結合させるといつた作業を全く
不要となる。このボール嵌合軸受２１を用いるこ
とによつて、高精度の嵌合ができると共に、取外
しあるいは取付けが極めて簡単で安価に得ること
ができ、嵌合精度の向上によつて、ウオーム４と
ウオームホイール３の噛合間隙を一定にして、高
精度の割出し作業を可能とし、剛性力の確保が図
れる。

このようにして、回転テーブル軸２に高精度で
嵌着されたウオームホイール３は、これに設けた
ボルト孔２２を貫通するボルト２３により回転テ
ーブル軸２に固着されている。

２４はＯリングで、前記シール取付リング３の
外周面に設けたリング溝に嵌装され、テーブル本
体１の内周面に当接せられている。

ウオーム４は、ウオームホイール３の直下に直
交状に設けられたテーブル本体１のウオーム嵌装
部１Ｆに配されてウオームホイール３に所定の正
常隙間で噛合せられ、そのウオーム軸５の両端は
それぞれ軸受箱２５，２６を介してテーブル本体
１に固定されている。

一方の軸受箱２５は、ウオーム軸５の一端を嵌
入したラジアル軸受２７を嵌着し、ボルト２８に
よりテーブル本体１にシールリング２９を介して
取付けられている。

他方の軸受箱２６は、ウオーム軸５の他端が貫
通せられ、その内側にスラスト軸受３０、ラジア
ル軸受３１およびメカニカルシール３２が嵌装さ
れ、テーブル本体１にシールリング３３を介して
ボルト３４により取付けられている。なお、ウオ
ーム軸５の鍔部５Ａと軸受箱２６との間には、ス
ラスト軸受３５が嵌装され、ウオーム軸５の軸受
箱２６側端部に設けられた雄ねじ部３６に、ベア
リングナツト３７およびロツクナツト３８が螺着
されており、ウオーム軸５の軸方向移動が規制さ
れている。

このウオーム軸５の雄ねじ部３６の外端部にテ
ーパー軸部５Ｂが設けられ、伝動歯車３９が楔着
されている。この伝動歯車３９には、ウオーム駆
動モータ（サーボ制御モータ）７の出力軸４０に
楔着された駆動歯車４１が噛合されている。

ウオーム駆動モータ７は、テーブル本体１の側
面に固着された駆動装置収容ケーシング４２内に
配設されている。

ウオーム押圧装置６は、テーブル本体１のウオ
ーム４直下に、ウオームホイール３の中心を通り
かつウオーム軸心と直交する垂直線上にその中心
線が一致するように配設された凹部１Ｇ内に嵌入
され、ボルト４３により取付けられている。この
ウオーム押圧装置６は、鍔４４の付いたシリンダ
４５と、シリンダ頭部孔４６を貫通するウオーム
外周面押圧体４７を備えたウオーム押圧ピストン
４８と、底部シリンダカバー４９と、ピストン復
帰用コイルばね５０と、ピストンリング５１と、
シールリング５２とから構成されており、ウオー
ム押圧ピストン４８は流体圧力たとえば油圧によ
つて駆動される。

ウオーム押圧ピストン４８のウオーム外周面押
圧体４７は、上端面４７Ａがウオーム４の外径と
同じ曲率の円弧面となつており、ウオーム４の回
転摺動が可能とせられている。またウオーム押圧
ピストン４８の上面には、コイルばね装着孔５３
が設けられ、前記ピストン復帰用コイルばね５０
が嵌装され、このコイルばね５０の上端がシリン
ダ４５の頭部下面４５Ａに当接されており、ウオ
ーム押圧ピストン４８を押し下げてその上端面４
７Ａがウオーム４の外周面から離れるようになさ
れている。

５４は底部シリンダカバー４０に設けられた油
路で、その一端はシリンダ４５内に開口し、他端
はテーブル本体１に設けられた油路５５に連通さ
れている。

油路５５は、油圧管（図示省略）に接続され、
圧力制御弁５６、切換弁、油圧ポンプ等（図示省
略）を介して油タンク（図示省略）に接続されて
いる。

５７は回転テーブル２Ａの回転位置検出用リミ
ツトスイツチで、前記テーブル本体１内に回転位
置検出リング１５に対応して配設されており、回
転テーブル２Ａを制御する際、すなわち割出し作
業あるいは円弧切削等を行なう際に、１回転の基
準位置を検出するものである。

５８は環状のテーブル本体閉塞板で、テーブル
本体１の回転テーブル軸端２Ｆ側に、この軸端２
Ｆを遊嵌せしめてボルト５９により取付けられて
おり、内側に回転テーブル軸２に摺接するシール
リング６０が取付部材６１を介してボルト６２に
より取付けられている。

６３はセンターブシユで回転テーブル２Ａに取
替可能に取付けられている。

圧力制御弁５６は、ウオーム４の外周面を押圧
する前記ピストン４８の押圧力を、切削力に対応
して適正に制御するもので、あらかじめ切削力に
対応するように設定された圧力に、制御装置（図
示省略）に入力された動作プログラムにしたがつ
て調整が行なわれる。なお、この切削力に対応す
る押圧力の制御は、切削加工中にその切削力を検
出し、その検出された切削力を制御装置に入力し
て適正に行なうようにすることもできる。

本発明の実施例装置において、回転テーブル２
Ａに被加工物を取付けて駆動モータ７を運転し、
ウオーム４、ウオームホイール３、回転テーブル
軸２を制御装置に入力させた動作プログムにした
がつて回転させ割出し作業を行なうことは、従来
装置と同じである。割出し作業が完了し、切削加
工を開始する際、被加工物の切削力に対応して制
御装置により圧力制御弁５６を操作し、シリンダ
４５内に圧力油を供給してウオーム押圧ピストン
４８をピストン復帰用コイルばね５０の弾発力に
抗して上昇させ、ウオーム４の外周面をウオーム
外周面押圧体４７により、ウオームホイール３の
中心に向つて押圧する。かかる押圧操作によつ
て、ウオーム軸５が上方に撓み、ウオームホイー
ル３とウオーム４の噛合隙間が、あらかじめ設定
された必要最小限度にまで縮小され、設定された
押圧力でウオーム４外周面が押圧し続けられ、切
削加工中その押圧力が保持される。

この状態で、ウオームホイール３は浮動状態に
ならないで安定化し、切削力に対応して装置全体
の剛性力を発揮させ、連続あるいは断続切削作業
中における切削力の変動が生じても加工振動が発
生しない。したがたつて、高精度の切削加工を行
なうことができる。なお、被加工物の円弧切削作
業時のおいては、ウオームホイール３およびウオ
ーム４の回転を可能にしうる押圧力でウオーム４
の押圧が行なわれることは当然である。

このようにして、被加工物の切削加工が完了す
れば、油圧切換弁等の操作により、シリンダ４５
内の油圧力が低下し、ピストン復帰用コイルばね
５０の弾発力によつてウオーム押圧ピストン４８
が下降し、ウオーム外周面押圧体４７の上端面４
７Ａがウオーム外周面から離れ、ウオームホイー
ル３とウオーム４の噛合隙間は所定正常値に戻さ
れる。

ウオームホイール３とウオーム４の噛合隙間が
正常値に戻れば、割出し作業あるいは位置決め作
業等を任意に行なうことができる。

また、本発明の上記実施例において、中空ロー
ラ形スラスト軸受９を採用してこれに予圧力を与
えているので、軸受剛性力を一定に保持すること
ができ、ウオームホイール３と回転テーブル軸２
との間にホイール嵌合軸受２１を介装したので、
ウオームホイール３とウオーム４の噛合間隙間を
一定にかつ正確にすることができるうえ取付・取
外しが極めて容易である。

さらに、上記実施例では、ウオーム外周面押圧
手段として、シリンダ・ピストン等からなる流体
圧力装置を採用したので、構造が簡単でしかも正
確な圧力制御を、回転テーブルの停止・回転中の
いかんを問わず、任意にかつ容易に行なうことが
でき、安価に得ることができる。

本発明は、上記実施例に限定されれることな
く、ウオーム外周面押圧手段は、たとえば押圧体
をねじ機構とロードセル等の組合せによる機械的
な手段を採用することができる。

また、本発明の上記実施例では、ウオーム軸５
の軸受箱２５，２６はテーブル本体１に固定され
ているが、これら軸受箱２５，２６をウオーム押
圧方向にわずかに移動させてウオーム軸５を撓ま
せないような手段を採用してもよい。ただし、ウ
オーム軸５を軸方向に移動させるのは好ましくな
い。

（発明の効果） 本発明にかかる回転割出しテーブル装置は、上
述のように、ウオーム外周面を解除自在に押圧す
る手段を設けたので、回転テーブルの停止・回転
中のいかんを問わず任意にウオームを押圧してウ
オームホイールとウオームの噛合隙間を最小限度
に縮小でき、ウオームホイールの浮動を防止して
装置全体の剛性力を一定に確保できる共に連続・
断続切削時の切削力変動によつても加工振動を抑
制でき、構造が簡単でかつ押圧力調整を容易にし
かも適正に行なうことができ、被加工物を安定し
た状態で高精度に加工することができるほか装置
を安価に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
中央縦断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線矢視断
面図である。 １……テーブル本体、２……テーブル回転軸、
３……ウオームホイール、４……ウオーム、５…
…ウオーム軸、６……ウオーム押圧装置、７……
ウオーム駆動モータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転テーブルに該テーブルと同心状にウオー
   ムホイールが設けられ、該ウオームホイールにウ
   オームが噛合し、該ウオームを回転駆動すること
   により前記回転テーブルの回転割出しを行う回転
   割出しテーブル装置において、 前記ウオームとウオームホイールとの噛合部と
   は反対側のウオーム外周面に接離自在に当接し
   て、該ウオームを前記ウオームホイール側に押圧
   して、前記噛合間隙を小さくし、且つ、該ウオー
   ムに回転制動力を付与すると共に、前記押圧力を
   調節自在とした押圧手段が設けられたことを特徴
   とする回転割出しテーブル装置。