(57)【要約】【課題】構成が簡単であり、小型化および低コスト化を有利に達成し得るようにした工作機械のチルト装置を提供する。【解決手段】チルト装置は、基台２に対して傾斜可能に設けられたチルトテーブル５と、チルトテーブル５を傾斜させるサーボモータ１５と、傾斜したチルトテーブル５において発生するアンバランスモーメントに対向する方向にチルトテーブル５を付勢する付勢手段とを備えている。付勢手段は、旋回軸９が嵌挿される保持孔２０と、旋回軸９に径方向に摺動自在に案内支持され突出先端部が保持孔２０の周壁面に摺接するベーン２２と、旋回軸９の外周面と保持孔２０の周壁面とベーン２２とにより画成される作動室２５内に圧油を供給する油圧装置３０とを有する。ベーン２２のアンバランスモーメントに対向する方向の受圧面積をアンバランスモーメントが増大するに従って大きくなるように設定する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定体と、
ワークまたは工具が取り付けられ、前記固定体に回動可能に支持される旋回軸を有し前記固定体に対し前記旋回軸を中心に傾斜可能に設けられたチルト体と、
前記チルト体を前記固定体に対し所定角度に傾斜させる駆動手段と、
傾斜した前記チルト体において発生するアンバランスモーメントに対向する方向に前記チルト体を付勢する付勢手段と、
を備えた工作機械のチルト装置において、
前記付勢手段は、
前記固定体に設けられ、前記旋回軸が嵌挿される保持孔と、
前記旋回軸に径方向に摺動自在に案内支持されて径方向外方の突出先端部が前記保持孔の周壁面に摺接するベーンと、
前記旋回軸の外周面と前記保持孔の前記周壁面と前記ベーンとにより画成される作動室内に所定圧の流体を供給する流体供給部と、を有し、
前記ベーンの前記アンバランスモーメントに対向する方向の受圧面積は、前記アンバランスモーメントが増大するに従って大きくなるように設定されていることを特徴とする工作機械のチルト装置。
【請求項２】
前記周壁面の前記ベーンが摺接する範囲の断面形状は、長円または楕円の一部となる円弧形状の曲線であることを特徴とする請求項１に記載の工作機械のチルト装置。
【請求項３】
前記固定体には、前記周壁面の前記ベーンの摺接範囲の短径となる部位に開口して前記作動室に前記流体を供給する供給通路が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の工作機械のチルト装置。
【請求項４】
前記旋回軸の周囲で前記作動室が形成される領域以外に形成される非作動室の径方向の隙間は、前記作動室の径方向の最大隙間よりも小さくされていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の工作機械のチルト装置。
【請求項５】
前記非作動室の領域の少なくとも一部に位置する前記周壁面の断面形状は、前記旋回軸と同心の円の一部となる円弧形状の曲線であることを特徴とする請求項４に記載の工作機械のチルト装置。
【請求項６】
前記固定体には、径方向に摺動自在に案内支持されて径方向内方の突出先端部が前記非作動室に面した前記旋回軸の外周面に摺接する第二のベーンが設けられていることを特徴とする請求項４または５に記載の工作機械のチルト装置。
【請求項７】
前記チルト体の非傾斜時における前記ベーンの初期位置は、前記アンバランスモーメントが増大するに従って、前記アンバランスモーメントに沿う方向の前記ベーンの受圧面積が小さくなり、更に前記アンバランスモーメントが増大すると、前記アンバランスモーメントと対向する方向の前記ベーンの受圧面積が大きくなる位置に設定されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の工作機械のチルト装置。
【請求項８】
前記流体の供給圧力は、前記ワークまたは前記工具の重量変化に応じて設定可能にされていることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の工作機械のチルト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械に設けられて、ワークまたは工具をチルトさせる工作機械のチルト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、多軸工作機械において、ワークまたは工具が固定されるチルトテーブルは多用されている。このような工作機械においては、チルトテーブルを傾斜させることによりワーク等の割り出しを行い、所定の加工を行っている。
【０００３】
ところで、傾斜されたチルトテーブルには、重力によりチルトテーブルをバランス位置に戻そうとするモーメント（以下、アンバランスモーメントという）が発生する。このアンバランスモーメントは、傾斜した状態にあるチルトテーブルのロック機構に対する負荷となり、ロック機構の大型化を招く。
【０００４】
また、アンバランスモーメントは割り出し位置へ移動中のチルトテーブルにも作用し、チルトテーブルを傾斜させる電動モーターの駆動力を低下させ、電動モーターおよびギヤ機構の大型化、電動モーターによる消費電力の増大をもたらす。
【０００５】
これに対して、チルトテーブルに付勢力を与えるシリンダ装置を設け、チルトテーブルの傾斜角度に基づいてチルトテーブルのアンバランスモーメントを演算し、算出されたアンバランスモーメントに応じてシリンダ装置に印加する圧力を制御する工作機械に関する従来技術があった（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、チルトテーブルに付勢力を与える油圧シリンダを設け、チルトテーブル上に固定されるワークの重量に基づいて、油圧シリンダからチルトテーブルに作用する付勢力を制御する工作機械に関する従来技術があった（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
チルトテーブルに発生するアンバランスモーメントは、チルトテーブルの傾斜角が増大することにより増大し、また、チルトテーブルの重量が増大することにより増大する。したがって、上述した従来技術によれば、チルトテーブルに発生するアンバランスモーメントに応じて、チルトテーブルに対して付勢力を与えることが可能で、工作機械の加工条件に応じてアンバランスモーメントを相殺することができる。
【０００８】
また、チルトテーブルを支持する支持部における旋回軸が通される貫通穴内において、旋回軸にトルクを付与するベーン形油圧ロータリアクチュエータを設けた工作機械に関する従来技術があった（例えば、特許文献３参照）。この従来技術によれば、旋回軸に直接トルクを付与することが可能になり、従来の装置のように伝動手段を必要としなくなるので、部品点数を少なくして低コスト化することができると共に、装置全体の小型化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−１７９１３８号公報
【特許文献２】実開昭６３−７４２２号公報
【特許文献３】特許第３９２８０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した特許文献１および２の従来技術においては、チルトテーブルに与える付勢力を制御するために、圧力源、油圧シリンダ装置、制御回路、各種センサ等を必要とし、工作機械全体が大型化するとともにコスト高になるという問題があった。また、油圧制御のための構成が複雑となるため、故障発生時に故障箇所を見つけることが困難で、保守点検作業が煩雑となるという問題もあった。
【００１１】
また、上述した特許文献３の従来技術においては、チルトテーブルが傾斜した場合に、ベーン形油圧ロータリアクチュエータの油室内に、回転検出器により検出されたチルトテーブルの回転角度に応じた圧力の油が供給されることにより、旋回軸にトルクが負荷されるようにされている。そのため、油室に供給される油の圧力を制御するための機器等を必要としているため、大型化やコスト高の問題を十分満足に解消することができない。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、構成が簡単であり、小型化および低コスト化を有利に達成し得るようにした工作機械のチルト装置を提供することを解決すべき課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、
固定体と、
ワークまたは工具が取り付けられ、前記固定体に回動可能に支持される旋回軸を有し前記固定体に対し前記旋回軸を中心に傾斜可能に設けられたチルト体と、
前記チルト体を前記固定体に対し所定角度に傾斜させる駆動手段と、
傾斜した前記チルト体において発生するアンバランスモーメントに対向する方向に前記チルト体を付勢する付勢手段と、
を備えた工作機械のチルト装置において、
前記付勢手段は、
前記固定体に設けられ、前記旋回軸が嵌挿される保持孔と、
前記旋回軸に径方向に摺動自在に案内支持されて径方向外方の突出先端部が前記保持孔の周壁面に摺接するベーンと、
前記旋回軸の外周面と前記保持孔の前記周壁面と前記ベーンとにより画成される作動室内に所定圧の流体を供給する流体供給部と、を有し、
前記ベーンの前記アンバランスモーメントに対向する方向の受圧面積は、前記アンバランスモーメントが増大するに従って大きくなるように設定されていることである。
【００１４】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１に記載の工作機械のチルト装置において、前記周壁面の前記ベーンが摺接する範囲の断面形状は、長円または楕円の一部となる円弧形状の曲線であることである。
【００１５】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１または２に記載の工作機械のチルト装置において、前記固定体には、前記周壁面の前記ベーンの摺接範囲の短径となる部位に開口して前記作動室に前記流体を供給する供給通路が設けられていることである。
【００１６】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１〜３の何れか一項に記載の工作機械のチルト装置において、前記旋回軸の周囲で前記作動室が形成される領域以外に形成される非作動室の径方向の隙間は、前記作動室の径方向の最大隙間よりも小さくされていることである。なお、ここでの非作動室とは、ベーンに圧油の付勢力が作用しない空間のことをいう。
【００１７】
請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項４に記載の工作機械のチルト装置において、前記非作動室の領域の少なくとも一部に位置する前記周壁面の断面形状は、前記旋回軸と同心の円の一部となる円弧形状の曲線であることである。
【００１８】
請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項４または５に記載の工作機械のチルト装置において、前記固定体には、径方向に摺動自在に案内支持されて径方向内方の突出先端部が前記非作動室に面した前記旋回軸の外周面に摺接する第二のベーンが設けられていることである。
【００１９】
請求項７に係る発明の構成上の特徴は、請求項１〜６の何れか一項に記載の工作機械のチルト装置において、前記チルト体の非傾斜時における前記ベーンの初期位置は、前記アンバランスモーメントが増大するに従って、前記アンバランスモーメントに沿う方向の前記ベーンの受圧面積が小さくなり、更に前記アンバランスモーメントが増大すると、前記アンバランスモーメントと対向する方向の前記ベーンの受圧面積が大きくなる位置に設定されていることである。
【００２０】
請求項８に係る発明の構成上の特徴は、請求項１〜７の何れか一項に記載の工作機械のチルト装置において、前記流体の供給圧力は、前記ワークまたは前記工具の重量変化に応じて設定可能にされていることである。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に係る発明によれば、駆動手段によりチルト体が傾斜させられた際に、付勢手段の流体供給部により流体が作動室に供給されると、ベーンのアンバランスモーメントに対向する方向の受圧面積は、アンバランスモーメントが増大するに従って大きくなるように設定されているので、アンバランスモーメントが増大するに従ってより大きなアシストトルクが発揮される。これにより、アンバランスモーメントの大きさ対応した適切なアシストトルクによりアンバランスモーメントを相殺することができる。そのため、チルト体を傾斜させる駆動手段に用いられる駆動モータの出力を大きくする必要がなくなるので、駆動モータの小出力化や小型化が可能となる。
【００２２】
また、本発明においては、流体供給部により作動室に供給される流体の圧力は一定でよいため、付勢手段は、流体の圧力を制御する制御装置や各種センサ等を必要としない。そのため、工作機械全体を小型化、低コスト化することができ、保守点検も簡素化される。したがって、請求項１に係る発明によれば、構成が簡単となり、小型化および低コスト化を有利に達成することができる。
【００２３】
請求項２に係る発明によれば、周壁面のベーンが摺接する範囲の断面形状は、長円または楕円の一部となる円弧形状の曲線であるので、ベーンの受圧面積を、アンバランスモーメントが増大するに従って滑らかに変化させるようにすることができる。
【００２４】
請求項３に係る発明によれば、固定体には、周壁面のベーンの摺接範囲の短径となる部位に開口して作動室に流体を供給する供給通路が設けられているので、ベーンのアンバランスモーメントに対向する方向の受圧面積を、アンバランスモーメントが増大するに従って大きくなるように、簡易に設定することができる。
【００２５】
請求項４に係る発明によれば、旋回軸の周囲で作動室が形成される領域以外に形成される非作動室の径方向の隙間は、作動室の径方向の最大隙間よりも小さくされていることから、供給通路から非作動室側へ流体が流出し難くなるので、ベーンの受圧面に作用する流体の圧力が逃げ難くなる。そのため、ベーンの受圧面に流体の圧力が安定した状態で作用するようになるので、ベーンによりアンバランスモーメントに対向する方向に発揮されるアシストトルクを安定した状態で確実に発揮させることができる。
【００２６】
請求項５に係る発明によれば、非作動室の領域の少なくとも一部に位置する周壁面の断面形状は、旋回軸と同心の円の一部となる円弧形状の曲線であるので、非作動室の径方向の隙間が作動室の径方向の最大隙間よりも小さくなるように、簡易に構成することができる。
【００２７】
請求項６に係る発明によれば、固定体には、径方向に摺動自在に案内支持されて径方向内方の突出先端部が前記非作動室に面した旋回軸の外周面に摺接する第二のベーンが設けられているので、非作動室側への流体の流入を第二のベーンによって確実に防止することができる。
【００２８】
請求項７に係る発明によれば、チルト体の非傾斜時におけるベーンの初期位置は、アンバランスモーメントが増大するに従って、アンバランスモーメントに沿う方向のベーンの受圧面積が小さくなり、更にアンバランスモーメントが増大すると、アンバランスモーメントと対向する方向のベーンの受圧面積が大きくなる位置に設定されている。
【００２９】
このようにベーンの初期位置が設定されていることにより、ベーンへの付勢力によるアシストトルクの増大が、アンバランスモーメントの増大開始より少し遅れて開始され、且つアンバランスモーメントとのトルク差を維持した状態で追従するようになる。このようにされていると、チルト体を傾斜させる駆動手段において負荷の変動があってもその影響を受け難くなるため、ベーンへの付勢力によるアシストトルクを安定した状態で発揮させることが可能となる。また、駆動手段に用いられるサーボモータやウォームギヤの回転方向が逆にならないので、バックラッシュ等の発生を回避することができる。
【００３０】
請求項８に係る発明によれば、流体の供給圧力は、ワークまたは工具の重量変化に応じて設定可能にされているので、チルトテーブルに取り付けられるワークまたは工具を取り替えた際にも、その取り替えたワークまたは工具の重量に応じて、流体の適切な供給圧力を設定することができる。これにより、各ワークまたは工具に応じて最適なアシストトルクを発揮させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態１に係る工作機械のチルト装置の正面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るチルト装置の要部の断面図であって、図１のIIーII線矢視断面図である。
【図３】図２のIII ーIII 線矢視断面図であって、（ａ）は旋回軸の回動角度が０°の状態を示し、（ｂ）は旋回軸の回動角度が約−４５°の状態を示し、（ｃ）は旋回軸の回動角度が約−９０°の状態を示す。
【図４】本発明の実施形態１におけるアンバランスモーメントと付勢手段によるモーメントとの関係を示すグラフである。
【図５】本発明の実施形態２に係るチルト装置の要部の断面図であって、（ａ）は旋回軸の回動角度が０°の状態を示し、（ｂ）は旋回軸の回動角度が−９０°の状態を示す。
【図６】本発明の実施形態３に係るチルト装置の要部の断面図であって、（ａ）は旋回軸の回動角度が０°の状態を示し、（ｂ）は旋回軸の回動角度が−９０°の状態を示す。
【図７】本発明の実施形態４に係るチルト装置の要部の断面図であって、（ａ）は旋回軸の回動角度が０°の状態を示し、（ｂ）は旋回軸の回動角度が−９０°の状態を示す。
【図８】実施形態４の変形例に係るチルト装置の要部の断面図であって、（ａ）は旋回軸の回動角度が０°の状態を示し、（ｂ）は旋回軸の回動角度が−９０°の状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。
【００３３】
〔実施形態１〕
図１〜図４に基づいて、実施形態１に係る工作機械のチルト装置について説明する。なお、説明中において図１における左右方向を軸方向といい、また、図１における左方および右方を、説明中においてそれぞれ左方および右方という。
【００３４】
図１は本実施形態の工作機械のチルト装置全体を示すものであり、工作機械のベッド（図示せず）上には、図１の左右方向に移動可能な基台２（本発明の固定体に該当する）が設置されている。基台２の左右方向の両端上部には、一対の支持台３、４が固定されている。両支持台３、４間には、略Ｕ字形状のチルトテーブル５（本発明のチルト体に該当する）が配置されている。チルトテーブル５は、その両端に上方へ垂直に延びる支持部６、７を有し、この支持部６、７の外側面には、図１の左右方向と平行で、且つ互いの軸線を一致させた旋回軸８、９が支持部６、７の上方へ片寄らせた位置に突設されている。この旋回軸８、９は、両支持台３、４にそれぞれベアリング１０を介して軸支されている（図２参照）。これにより、チルトテーブル５は、両支持台３、４に対して、旋回軸８、９を中心に回動可能に支持されている。
【００３５】
このチルトテーブル５は、旋回軸８、９による回動中心を後方側（図１の奥側）、即ち横型マシニングセンタ１２の主軸頭１２ａ側へ片寄らせるか、あるいはチルトテーブル５の前端側（主軸頭１２ａと反対側）の質量を大きくすることなどにより、工作物の許容偏荷重と同等のアンバランスが前後方向に生じるように設計されている。
【００３６】
チルトテーブル５上には、ターンテーブル１３が回転可能に設置され、駆動機構（図示せず）により位置割り出し可能になっている。また、ターンテーブル１３上には、工作物Ｗを載置固定するパレット１４がパレットチェンジャ（図示せず）によりチルトテーブル５の前面側から搬出入可能になっている。さらに、パレット１４は、ターンテーブル１３に設けたクランプ装置（図示せず）によって、ターンテーブル１３上にクランプおよびアンクランプできるようになっている。
【００３７】
次に、チルトテーブル５を傾動させる駆動手段について説明する。チルトテーブル５の駆動手段は、一方の支持台３の内部にのみ設けられている。この駆動手段は、支持台３に軸支された旋回軸８に同心状に固着されたウォームホイール（図示せず）と、支持台３内に回転可能に軸支されてウォームホイールと噛合するウォーム（図示せず）と、ウォームに連結されたチルトテーブル回動用のサーボモータ１５とから構成されている。なお、旋回軸８に対して回動角度を検出する角度センサ１６が設けられており、サーボモータ１５は、角度センサ１６の検出結果に基づいて旋回軸８を回動させることにより、チルトテーブル５を所定角度傾斜させるようになっている。
【００３８】
次に、チルトテーブル５をアンバランスモーメントに対向する方向に付勢する付勢手段について説明する。チルトテーブル５の付勢手段は、同様に構成された一対のものが用いられており、両支持台３、４に一つずつ設置されている。よって、本実施形態では、支持台４に設置されている付勢手段についてのみ、図２および図３を参照して説明する。
【００３９】
図２に示すように、支持台４のハウジング４ａには、旋回軸９を保持する軸受孔４ｂが設けられている。この軸受孔４ｂには、ベアリング１０を介して旋回軸９が回転可能に軸支されている。軸受孔４ｂの軸方向中央から少し外方側へ寄ったところには、断面形状が長円形の保持孔２０が設けられている。この保持孔２０は、長径側が水平方向に位置し、短径側が上下方向に位置するように形成されている。保持孔２０の短径側の径寸法は、旋回軸９の外径寸法と略同じであり、旋回軸９と保持孔２０は同心状に配置されている。これにより、旋回軸９の外周面と保持孔２０の周壁面との間には、それらの径寸法の差に相当する隙間が形成されている。この場合、保持孔２０の長径側の両方に形成される隙間の寸法の差は、短径部側から長径部側に遠ざかるに連れて次第に大きくなるように変化している。
【００４０】
旋回軸９の保持孔２０内に位置する部位には、外周面から求心方向（径方向）に掘り下げられて形成された一つのガイド穴９ａが設けられている。このガイド穴９ａには、コイルばね２１により径方向外方へ常時付勢されたベーン２２が径方向に摺動自在に配設されている。ガイド穴９ａから飛び出したベーン２２の先端部は、保持孔２０の周壁面に摺接している。このベーン２２は、チルトテーブル５の非傾斜時（傾斜角度が０°の時）において、保持孔２０の一方の短径部（図３の下方側）と対向する位置が初期位置となるように設定されている。本実施形態では、ベーン２２の先端部が、後述する供給通路３５の開口と対向する位置がベーン２２の初期位置とされている。このとき、ベーン２２の旋回軸９外周面からの飛び出し量は最小となっている（図３参照）。なお、図２においては、ベーン２２およびガイド穴９ａが、旋回軸９（チルトテーブル５）の回動角度が９０°となった時（図３（ｃ））の位置にある状態で表されており、この場合には、ベーン２２の旋回軸９外周面からの飛び出し量が最大となっている。
【００４１】
そして、チルトテーブル５の傾動により旋回軸９が回動した際には、旋回軸９の回動角度が大きくなるに連れて、ベーン２２の旋回軸９外周面からの飛び出し量が大きくなる。このとき、旋回軸９の外周面と、保持孔２０の周壁面と、ベーン２２の飛び出し部と、保持孔２０の軸方向両側の壁面とにより区画される空間部によって作動室２５が形成される（図３（ｂ）、（ｃ）参照）。この作動室２５の容積は、旋回軸９の回動角度が０°のときに最小となり、旋回軸９の回動角度が９０°のときに最大となる。
【００４２】
ハウジング４ａの保持孔２０の下方には、油圧装置３０（本発明の流体供給部に該当する）から供給される圧油（流体）の供給通路３５が設けられている。この供給通路３５は、保持孔２０の短径側周壁面に開口しており、供給通路３５に供給される圧油は開口から保持孔２０の空間部に流出する。このとき、旋回軸９が回動して上記の作動室２５が形成されている場合には、圧油は作動室２５に流出し、ベーン２２の飛び出し部を所定の圧力で付勢する。このベーン２２の飛び出し部を付勢する付勢力は、傾斜したチルトテーブル５において発生するアンバランスモーメントに対向する方向に作用し、上記サーボモータ１５を補助するアシストトルクとなる。なお、ハウジング４ａの保持孔２０の上方には、保持孔２０の空間部内の圧油を排出する排出通路３６が設けられている。
【００４３】
油圧装置３０は、リザーバ３１、油圧ポンプ３２およびレギュレータバルブ３３を備えている。油圧ポンプ３２は、リザーバ３１内のオイルを吸引して昇圧する。油圧ポンプ３２から吐出された圧油は、レギュレータバルブ３３により所定の圧力に減圧された後、供給通路３５へと供給される。これにより、供給通路３５へ供給される圧油は、常時、一定の圧力に維持されている。レギュレータバルブ３３において減圧される際の余剰オイルは、リザーバ３１へと還流される。また、排出通路３６に排出された圧油は、リザーバ３１へと還流される。
【００４４】
保持孔２０の軸方向両側には、ハウジング４ａの軸受孔４ｂと旋回軸９の外周面との間の隙間を液密的に封止するＯリング２６がそれぞれ配設されている。また、軸受孔４ｂの軸方向内方側の端部には、旋回軸９の外周面との隙間を封止する封止部材２７が配設されている。また、封止部材２７とベアリング１０の間の部位には、旋回軸９に形成されたフランジ部９ｂの外周面に圧接して旋回軸９の回動を拘束するブレーキ装置２８が配設されている。
【００４５】
以上のように構成された本実施形態のチルト装置において、チルトテーブル５の傾斜角度が０°の場合には、チルトテーブル５にはアンバランスモーメントが発生していない。このとき、油圧装置３０により供給通路３５の開口から供給される所定圧の圧油は、ベーン２２の両側に分岐して保持孔２０の長径方向両側に形成された空間部を流通し、排出通路３６から排出される。このとき、ベーン２２が飛び出していないので作動室２５は形成されていない。よって、付勢手段によるアシストトルクも発生していない。
【００４６】
そして、サーボモータ１５によりチルトテーブル５の傾動が開始されると、チルトテーブル５（旋回軸９）が時計回り方向（図３において矢印Ａ方向）に回動し、チルトテーブル５の傾斜角度が大きくなるに連れて次第に大きくなる、反時計回り方向（図３において矢印Ａ方向と反対方向）のアンバランスモーメントが発生する。
【００４７】
このように、チルトテーブル５が時計回り方向に角度θだけ回動して傾斜した場合、チルトテーブル５の重心の回動軸からの最短距離をＲ、ワークを含んだチルトテーブル５の重量をｍとすると、チルトテーブル５を反時計回り方向に回動させるアンバランスモーメントＴａは、Ｔａ＝ｍ・Ｒ・ｓｉｎθとなる。このチルトテーブル５に発生するアンバランスモーメントＴａは、図４に示すように、サインカーブを描く。
【００４８】
一方、これと同時に、保持孔２０の周壁面を摺動するベーン２２は、回動角度が大きくなるに連れて次第に大きく飛び出すようになる。これにより、旋回軸９の外周面と保持孔２０の周壁面とベーン２２の飛び出し部とにより画成される作動室２５が形成される。このとき、油圧装置３０により供給通路３５の開口から供給される圧油の一部が作動室２５に流入し、ベーン２２の飛び出し部をアンバランスモーメントに対向する方向に前記所定の圧力で付勢する。
【００４９】
この付勢力により、チルトテーブル５を時計回り方向に回動させるモーメントＴｂは、旋回軸９の半径をｒ、ベーン２２の飛び出し部の飛び出し長さをＬ、飛び出し部の受圧面積をＳ、圧油の供給圧をＰとすると、Ｔｂ＝（Ｓ・Ｐ）・（ｒ＋Ｌ／２）となる。この場合、圧油の供給圧Ｐを一定とすると、チルトテーブル５（旋回軸９）の回動角度の変化に伴って変化する、ベーン２２の飛び出し部の飛び出し長さＬおよび受圧面積Ｓを適切な値に設定することによって、上記付勢力によるモーメントＴｂをアンバランスモーメントＴａに近付けることができる。
【００５０】
本実施形態では、ベーン２２の飛び出し部の飛び出し長さＬおよび受圧面積Ｓが適切な値に設定されるようにするために、保持孔２０の周壁面の断面形状を、適切な曲げ率で形成される長円形にしている。これにより、上記付勢力によるモーメントＴｂは、図４に示すように、アンバランスモーメントＴａの描くサインカーブに近似したサインカーブを描く。したがって、作動室２５に流入した圧油の付勢力によるモーメントＴｂによって、チルトテーブル５に発生するアンバランスモーメントＴａをほぼ相殺することができる。
【００５１】
この場合、モーメントＴｂは、アンバランスモーメントＴａに対して少し小さい付勢力で追従するようにされている。このようにされていると、チルトテーブル５を傾斜させるサーボモータ１５において負荷の変動があってもその影響を受け難くなるため、モーメントＴｂを安定した状態で発生させることができる。
【００５２】
なお、図４において、チルトテーブル５の傾斜角度はマイナス数値にて示しており、図３（ｃ）に示すように、ベーン２２が保持孔２０の長径側で最も径が大きくなるところに位置しているときに、換言すれば、ベーン２２の旋回軸９外周面からの飛び出し量が最大となったときに、傾斜角度が−９０°となる。本実施形態におけるチルトテーブル５は、０°≧傾斜角度θ≧−９０°の範囲で傾斜可能である。
【００５３】
以上のように、本実施形態のチルト装置によれば、チルトテーブル５が傾斜させられた際に、油圧装置３０より圧油が作動室２５に供給されると、ベーン２２のアンバランスモーメントＴａに対向する方向の受圧面積Ｓは、アンバランスモーメントＴａが増大するに従って大きくなるように設定されている。そのため、アンバランスモーメントＴａが増大するに従って、ベーン２２に作用する付勢力も増大するのでより大きなモーメントＴｂ（アシストトルク）が発揮される。これにより、アンバランスモーメントＴａの大きさ対応した適切なモーメントＴｂによりアンバランスモーメントＴａを相殺することができる。そのため、チルトテーブル５を傾斜させるサーボモータ１５の出力を大きくする必要がなくなるので、サーボモータ５の小出力化や小型化が可能となる。
【００５４】
また、本実施形態では、保持孔２０のベーン２２が摺接する周壁面の断面形状が長円形の一部となる円弧形状の曲線であるので、ベーン２２の受圧面積を、アンバランスモーメントＴａが増大するに従って滑らかに変化させるようにすることができる。なお、保持孔２０のベーン２２が摺接する周壁面の断面形状は、本実施形態のように、長円形の一部となる円弧形状の曲線にするのに代えて、複数の直線が連結された弧形状にすることも可能である。
【００５５】
また、作動室２５に圧油を供給する供給通路３５は、保持孔２０の周壁面のベーン２２の摺接範囲において短径となる部位に開口するようにしているので、ベーン２２のアンバランスモーメントＴａに対向する方向の受圧面積を、アンバランスモーメントＴａが増大するに従って大きくなるように、簡易に設定することができる。
【００５６】
〔実施形態２〕
図５に基づいて実施形態２に係るチルト装置について説明する。実施形態２のチルト装置は、保持孔２０の断面形状において、旋回軸９の周囲で作動室２５が形成される領域以外に形成される非作動室の径方向の隙間が、作動室２５の径方向の最大隙間Ｄよりも小さくされている点で、実施形態１のものと相違する。なお、ここでの非作動室とは、ベーン２２に圧油の付勢力が作用しない空間のことをいう。
【００５７】
この場合、作動室２５が形成される領域は、図５（ａ）に示すように旋回軸９の回動角度が０°の状態から、図５（ｂ）に示すように旋回軸９の回動角度が９０°の状態までの範囲Ｅとなる。よって、実施形態２における保持孔２０の断面形状は、作動室２５が形成される領域（範囲Ｅ）以外に形成される非作動室の径方向の隙間が、作動室２５の径方向の最大隙間Ｄよりも小さくなるような長円形状にされている。
【００５８】
これにより、実施形態２によれば、供給通路３５から非作動室側へ流体が流出し難くなるので、ベーン２２の受圧面に作用する油圧の損失を低減することができる。そのため、ベーン２２の受圧面に圧油の付勢力が安定した状態で作用するようになるので、ベーン２２により発揮されるアンバランスモーメントに対向する方向のアシストトルクを安定した状態で確実に発揮させることができる。
【００５９】
また、実施形態２では、長円形状の長径方向において、作動室２５と反対側にある周壁面が旋回軸９と同心の円の一部となる円弧形状に形成されて、且つその非作動室の径方向の隙間が殆ど無い状態にされている。保持孔２５の断面形状をこのようにすることによって、非作動室の径方向の隙間が作動室２５の径方向の最大隙間よりも小さくなるように、簡易に構成することができる。
【００６０】
〔実施形態３〕
図６に基づいて実施形態３に係るチルト装置について説明する。実施形態３のチルト装置は、実施形態２のチルト装置に対して、第二のベーン２４がハウジング４ａに設けられている構成が付加されたものである。
【００６１】
即ち、旋回軸９の周囲に形成される非作動室の領域にある保持孔２０の周壁面に、周壁面から径方向外方に掘り下げされて形成されたガイド穴２０ａが設けられている。このガイド穴２０ａには、コイルばね２３により径方向内方へ常時付勢された第二のベーン２４が径方向に摺動自在に配設されている。ガイド穴２０ａから飛び出した第二のベーン２４の先端部は、非作動室に面した旋回軸９の外周面に摺接している。
【００６２】
実施形態３によれば、非作動室側に第二のベーン２４が設けられていることにより、供給通路３５から供給される圧油が非作動室側へ流入するのを確実に防止することができる。そのため、圧油を作動室２５側へ確実に流入させることができるので、ベーン２２の受圧面に圧油の付勢力が安定した状態で作用するようになる。これにより、ベーン２２により発揮されるアンバランスモーメントＴａに対向する方向のモーメントＴｂ（アシストトルク）を、安定した状態でより確実に発揮させることができる。
【００６３】
〔実施形態４〕
図７に基づいて実施形態４に係るチルト装置について説明する。実施形態４のチルト装置は、チルトテーブル５の非傾斜時（旋回軸９の回動角度が０°の状態）におけるベーン２２の初期位置の設定の仕方が異なる点で、実施形態３のものと相違する。
【００６４】
実施形態３では、ベーン２２の初期位置は、ベーン２２の径方向外方側の先端部が供給通路３５の開口と対向する位置に設定されていたのに対して、実施形態４では、ベーン２２の初期位置は、図７（ａ）に示すように、チルトテーブル５の傾斜が大きくなるように旋回軸９が回動する時計回り方向（矢印Ａ方向）と反対方向へ所定角度（１０°〜１５°程度）ずれた位置に設定されている。
【００６５】
実施形態４のようにベーン２２の初期位置が設定されている場合には、チルトテーブル５が非傾斜状態から傾動を開始すると、アンバランスモーメントＴａが増大するに従って、アンバランスモーメントＴａに沿う方向のベーン２２の受圧面積が小さくなる。そして、ベーン２２の受圧面積が最小となった後、更にアンバランスモーメントＴａが増大すると、アンバランスモーメントＴａと対向する方向のベーン２２の受圧面積が大きくなる。
【００６６】
そのため、実施形態４の場合には、ベーン２２の初期位置が上記のように設定されていることによって、ベーン２２への付勢力によるモーメントＴｂ（アシストトルク）の増大が、アンバランスモーメントＴａの増大開始より少し遅れて開始され、且つアンバランスモーメントＴａとのトルク差を維持した状態で追従するようになる。
【００６７】
よって、実施形態４によれば、チルトテーブル５を傾斜させるサーボモータ１５等の駆動手段に負荷の変動があってもその影響を受け難くなるため、ベーン２２への付勢力によるモーメントＴｂ（アシストトルク）を安定した状態で発揮させることができる。また、駆動手段に用いられるサーボモータ１５やウォームギヤの回転方向が逆にならないので、バックラッシュ等の発生を回避することができる。
【００６８】
〔変形例〕
図８に基づいて実施形態４の変形例に係るチルト装置について説明する。実施形態４では、ベーン２２の初期位置は、保持孔２０に対して、旋回軸９を時計回り方向（矢印Ａ方向）と反対方向へ回動させることにより設定していたが、図８に示す変形例のように、旋回軸９に対して、保持孔２０を時計回り方向（矢印Ａ方向）へ所定角度（１０°〜１５°程度）回転移動させた状態に形成するようにしてもよい。この変形例の場合にも、実施形態４と同様の作用効果を得ることができる。なお、この場合には、保持孔２０の変更に伴って供給通路３５および排出通路３６の位置も移動している。
【００６９】
〔他の実施形態〕
本発明は、ワークＷを取り付けるチルトテーブル３に適用するのみではなく、工具を取り付けた主軸を傾斜させるチルト装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【００７０】
２…基台（固定体）    ５…チルトテーブル（チルト体）    ８、９…旋回軸    １５…サーボモータ（駆動手段）    ２０…保持孔    ２２…ベーン    ２４…第二のベーン    ２５…作動室    ３０…油圧装置（流体供給部）    ３５…供給通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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