(57)【要約】【課題】  ３６０度の回転全領域に渡って適切にアンバランストルクを補正できるだけでなく、簡易な構成で且つロータリージョイントの取り付けも可能となるなど極めて実用性に秀れた回転テーブル装置を提供することである。【解決手段】  ワーク１が取り付けられる回転テーブル４と、ワーク１の取り付け位置に起因して回転テーブル４に生じるアンバランストルクを補正する補正機構６とを有する回転テーブル装置であって、前記補正機構６は、回転テーブル４と連動回転する第一回転体２と、該第一回転体２に並設して設けられ該第一回転体２と連動回転する第二回転体３と、前記第二回転体３において補正トルクを作出するトルク作出機構７とで構成され、このトルク作出機構７で作出された補正トルクを第一回転体２に作用させて回転テーブル４に生じる前記アンバランストルクを補正するように構成したものである。【選択図】    図８
2005246522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークが取り付けられる回転テーブルと、ワークの取り付け位置に起因して回転テーブルに生じるアンバランストルクを補正する補正機構とを有する回転テーブル装置であって、前記補正機構は、回転テーブルと連動回転する第一回転体と、該第一回転体に並設して設けられ該第一回転体と連動回転する第二回転体と、前記第二回転体において補正トルクを作出するトルク作出機構とで構成され、このトルク作出機構で作出された補正トルクを第一回転体に作用させて回転テーブルに生じる前記アンバランストルクを補正するように構成したことを特徴とする回転テーブル装置。
【請求項２】
請求項１記載の回転テーブル装置において、第一回転体と第二回転体とは直接噛合または他の回転体若しくは歯付ベルトを介しての間接噛合構造であることを特徴とする回転テーブル装置。
【請求項３】
請求項１，２いずれか１項に記載の回転テーブル装置において、トルク作出機構は、回転テーブルの回転に伴い周期的に変化するアンバランストルクを打ち消す周期的に変化する補正トルクを作出するように構成されたものであることを特徴とする回転テーブル装置。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか１項に記載の回転テーブル装置において、トルク作出機構は、適宜な作動流体が導入されるシリンダと、該作動流体により前記シリンダ内を往復摺動するピストンと、前記第二回転体及び前記ピストンに連結されるピストンロッドとで構成されるクランク機構とから成るものであることを特徴とする回転テーブル装置。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１項に記載の回転テーブル装置において、第一回転体の回転軸は、回転テーブルの回転軸と同軸であることを特徴とする回転テーブル装置。
【請求項６】
請求項４，５いずれか１項に記載の回転テーブル装置において、補正機構は適宜な筺体内に内蔵され、シリンダはこの筺体に対して固定状態に設けられていることを特徴とする回転テーブル装置。
【請求項７】
請求項１〜６いずれか１項に記載の回転テーブル装置において、第一回転体と第二回転体とは着脱自在に設定され、この第一回転体と第二回転体との噛合構造の噛み合わせを可変することで回転テーブルに生じるアンバランストルクと前記補正トルクとの位相差を調整可能に設定したことを特徴とする回転テーブル装置。
【請求項８】
請求項１〜７いずれか１項に記載の回転テーブル装置において、回転テーブルにワークを取り付けた際の該回転テーブルの回転重心位置と前記補正トルクの関係を表示する表示部が設けられていることを特徴とする回転テーブル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転テーブル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば図１に図示したように、切削加工，研削加工，放電加工等の加工を行う加工機61の加工テーブル62上に載置されるワーク41の回転や割出動作などを行うための回転テーブル装置が提案されている。この回転テーブル装置は、回転テーブル43によりワーク41を所望の角度回転させるもので、ＮＣ装置等と組み合わせられ、高精度の回転が要求される。
【０００３】
尚、図２は、ワーク41を取り付けるためのジグ42として断面視コ字状のジグ42を採用した場合であり、このようなジグ42を設ける場合には該ジグ42の回転をサポートするサポート装置44が一般的に用いられる。尚、このサポート装置44は、ジグ42を片持ち状態としないための軸受け部である。
【０００４】
ところで、回転テーブル43の所定位置にワーク41を取り付けると、ワーク取り付け位置、ワークの大きさ等により回転重心位置がずれ、アンバランストルクが生じ、これが原因で回転テーブル43が正確な位置で停止できない。
【０００５】
即ち、例えば図３に図示したように回転テーブル43の回転軸中心からずれた位置にワーク41を取り付けた場合、この回転テーブル43を時計回りに回転させると、図３の（ａ）〜（ｃ）の位置（角度θ）では回転テーブル43の回転方向と逆方向にアンバランストルク（Ｔ）が生じ、モータに過大な負荷がかかってしまう。また、図３の（ｃ）〜（ｅ）の位置では回転テーブル43の回転方向と同方向にアンバランストルクが生じ、モータを制動しにくくなり割出精度が低下してしまう。
【０００６】
これを解決するため、回転テーブル43のモータとして、大きな出力のモータを採用する手段がある。この場合、アンバランストルクが生じても上記問題は生じにくいが、出力が大きなモータは大型で、小型化の要請に応えられない。
【０００７】
そこで、図４に図示したようなトルク補正機構を具備したサポート装置56（第一従来例）が提案されている。これは、シリンダ45と、該シリンダ45内に導入孔49から空気等適宜な作動流体を導入することで摺動するピストン46と、該ピストン46と連結されこのピストン46の摺動に伴い往復運動するラック47と、回転テーブル43の回転軸に連結され、前記ラック47と噛合するピニオン48とから成るものである。尚、このトルク補正装置は、回転テーブル43に設けられる場合もある。
【０００８】
この第一従来例は、回転テーブル43のアンバランストルクを打ち消す推力がラック47に発生するように、導入孔49から作動流体を導入するもので、回転テーブル43に前記アンバランストルクが生じた場合でも、前記ピニオン48が前記ラック47と噛合しているから、ピニオン48は該ラック47により回転が規制される。即ち、第一従来例は、該ピニオン48により前記アンバランストルクを補正する補正トルクを生じさせるものである。
【０００９】
しかし、この補正トルクはラック47とピニオン48により作出するものであるから、連続的にこの補正トルクを作出することはできず（ラック47は往復運動のため、ストロークが有限である）、更に、この補正トルクの大きさが一定であるため、３６０度の回転全領域に渡って大小可変する前記アンバランストルクの解消には不向きである。
【００１０】
また、図５，６に図示したようなトルク補正機構を具備したサポート装置57（第二従来例）が提案されている。このサポート装置57は、回転テーブル装置43の回転軸と同軸にして該回転テーブル43の回転軸と前記ジグ42を介して連結される回転軸57ａを有し、この回転軸57ａはクランクピン51を介して導入孔55から作動流体が導入されるシリンダ50と連結され、該シリンダ50内には前記作動流体の導入に伴い摺動するピストン52が設けられ、このピストン52にはピストンロッド53が連結され、このピストンロッド53の他端は連結部54に連結されている。前記導入孔55から前記作動流体を導入すると、シリンダ50は連結部54を支点にして上下左右に揺動し、該揺動により回転軸57ａを回転させ前記補正トルクを作出させるものである。
【００１１】
このトルク補正機構は、上述のラック47とピニオン48を用いた第一従来例と異なり、ワーク41の回転角度によるアンバランストルクの変化に対応した補正トルクを作出できるが、シリンダ50やピストンロッド53等の機構部品が回転軸を横切るように配置され、これらが揺動するため、ワーク41に空気や水等の流体を供給するためのロータリージョイント（回転式流体継手）を設けることができず、また、ピストンロッド53と連結部54とが露出しているため、これらの間に切削による切り屑が詰まって動作不良を生じさせる等の問題があり、更に、構造が複雑で小型化を達成できないという問題もあるのが現状である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上述の問題点を解決したもので、補正トルクを回転体により生じさせることで、３６０度の回転全領域に渡って適切にアンバランストルクを補正できるだけでなく、簡易な構成で且つロータリージョイントの取り付けも可能となるなど極めて実用性に秀れた回転テーブル装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００１４】
ワーク１が取り付けられる回転テーブル４と、ワーク１の取り付け位置に起因して回転テーブル４に生じるアンバランストルクを補正する補正機構６とを有する回転テーブル装置であって、前記補正機構６は、回転テーブル４と連動回転する第一回転体２と、該第一回転体２に並設して設けられ該第一回転体２と連動回転する第二回転体３と、前記第二回転体３において補正トルクを作出するトルク作出機構７とで構成され、このトルク作出機構７で作出された補正トルクを第一回転体２に作用させて回転テーブル４に生じる前記アンバランストルクを補正するように構成したことを特徴とする回転テーブル装置に係るものである。
【００１５】
また、請求項１記載の回転テーブル装置において、第一回転体２と第二回転体３とは直接噛合または他の回転体若しくは歯付ベルトを介しての間接噛合構造であることを特徴とする回転テーブル装置に係るものである。
【００１６】
また、請求項１，２いずれか１項に記載の回転テーブル装置において、トルク作出機構７は、回転テーブル４の回転に伴い周期的に変化するアンバランストルクを打ち消す周期的に変化する補正トルクを作出するように構成されたものであることを特徴とする回転テーブル装置に係るものである。
【００１７】
また、請求項１〜３いずれか１項に記載の回転テーブル装置において、トルク作出機構７は、適宜な作動流体が導入されるシリンダ８と、該作動流体により前記シリンダ８内を往復摺動するピストン９と、前記第二回転体３及び前記ピストン９に連結されるピストンロッド11とで構成されるクランク機構とから成るものであることを特徴とする回転テーブル装置に係るものである。
【００１８】
また、請求項１〜４いずれか１項に記載の回転テーブル装置において、第一回転体２の回転軸は、回転テーブル４の回転軸と同軸であることを特徴とする回転テーブル装置に係るものである。
【００１９】
また、請求項４，５いずれか１項に記載の回転テーブル装置において、補正機構６は適宜な筺体内に内蔵され、シリンダ８はこの筺体に対して固定状態に設けられていることを特徴とする回転テーブル装置に係るものである。
【００２０】
また、請求項１〜６いずれか１項に記載の回転テーブル装置において、第一回転体２と第二回転体３とは着脱自在に設定され、この第一回転体２と第二回転体３との噛合構造の噛み合わせを可変することで回転テーブル４に生じるアンバランストルクと前記補正トルクとの位相差を調整可能に設定したことを特徴とする回転テーブル装置に係るものである。
【００２１】
また、請求項１〜７いずれか１項に記載の回転テーブル装置において、回転テーブル４にワーク１を取り付けた際の該回転テーブル４の回転重心位置と前記補正トルクの関係を表示する表示部12が設けられていることを特徴とする回転テーブル装置に係るものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は上述のように構成したから、３６０度の回転全領域に渡って適切にアンバランストルクを補正できるだけでなく、簡易な構成で且つロータリージョイントの取り付けも可能となるなど極めて実用性に秀れた回転テーブル装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。
【００２４】
トルク作出機構７により第二回転体３に作出された補正トルクを、第二回転体３と噛合構造により連結される第一回転体２を介して回転テーブル４に作用させるから、回転テーブル４の回転全領域に渡って良好にアンバランストルクを補正でき、しかも、回転体（第一回転体２及び第二回転体３）により回転テーブル４の回転軸に回転力を伝達するから、簡易な構成で小型化を達成できると共に、第一回転体２と第二回転体３とが並設されているから、ロータリージョイントの取り付けを阻害しない。従って、３６０度の回転全領域に渡って適切にアンバランストルクを補正できるだけでなく、簡易な構成で且つロータリージョイントの取り付けも可能となるなど極めて実用性に秀れた回転テーブル装置となる。
【実施例】
【００２５】
本発明の具体的な実施例について図７〜１１に基づいて説明する。
【００２６】
本実施例は、ワーク１が取り付けられる回転テーブル４と、ワーク１の取り付け位置に起因して回転テーブル４に生じるアンバランストルクを補正する補正機構６とを有する回転テーブル装置であって、前記補正機構６は、回転テーブル４と連動回転する第一回転体２と、該第一回転体２に並設して設けられ該第一回転体２と連動回転する第二回転体３と、前記第二回転体３において補正トルクを作出するトルク作出機構７とで構成され、このトルク作出機構７で作出された補正トルクを第一回転体２に作用させて回転テーブル４に生じる前記アンバランストルクを補正するように構成したものである。
【００２７】
各部を具体的に説明する。ワーク１は、図７に図示したように断面視コ字状のジグ13に取り付けられている。このジグ13は、一端側が回転テーブル４に連結され、他端側が該ジグ13の回転をサポートするサポート装置５に連結されている。具体的には、ジグ13の一端側は回転テーブル４の回転軸に、他端側はサポート装置５の回転軸５ａに夫々回動可能に連結されている。
【００２８】
尚、本実施例においては、断面視コ字状のジグ13にワーク１を取り付けた構成であるが、他の形状のジグに取り付けても良いのは勿論である。また、本実施例においてはサポート装置５によりジグ13の回転をサポートしているが、サポート装置５を設けない構成としても良い。
【００２９】
サポート装置５の筺体16には、補正機構６が設けられている。
【００３０】
尚、補正機構６はサポート装置５でなく回転テーブル４に内蔵せしめた構成としても良いし、回転テーブル４及びサポート装置５とは別体の他の筺体に内蔵して回転テーブル装置の外部に取り付けた構成としても良い。
【００３１】
図９，１０はサポート装置５の筺体16の外部に別個に設けた筺体14を設け、この筺体14内に補正機構６を設けた別例である。
【００３２】
補正機構６は、回転テーブル４の回転軸と同回転する第一回転体２と、該第一回転体２に並設して設けられる該第一回転体２と連動回転する第二回転体３と、前記第二回転体３において補正トルクを作出するトルク作出機構７とで構成されている。
【００３３】
第一回転体２は、中心部に回転軸が挿通される挿通孔を有する歯車形状部材であり、該第一回転体２の回転軸は、回転テーブル４の回転軸と同軸に設定されている。具体的には、第一回転体２の回転軸は、回転テーブル４の回転軸と前記ジグ13を介して連結されるサポート装置５の回転軸である。
【００３４】
第一回転体２と該第一回転体２と同様の歯車形状部材である第二回転体３とは、夫々の歯が歯数比１：１で噛み合う直接噛合構造である。尚、第一回転体２の回転は、ドライブキー（図示省略）によって伝達されるように構成されている。
【００３５】
本実施例の補正機構６は、上述のように回転体同志の噛合構造で第二回転体３から第一回転体２に回転トルクを伝達する構成であるから、これらの回転体の中心部を貫通してロータリージョイント，信号ケーブル，エアーあるいは油圧ホースを取り付けることが可能となる。
【００３６】
更に、第二回転体３を第一回転体２と並設状態に設けたから、それだけ小型化を図ることができ、従って、第二回転体３，第一回転体２を露出させずに動作不良等が生じにくい構成とすることができる。
【００３７】
尚、第一回転体２は回転テーブル４の回転軸と直接連結するように構成しても良い。また、第一回転体２と第二回転体３とを直接噛合構造でなく、他の回転体を介しての間接噛合構造としても良いし、歯付ベルトを介しての間接噛合構造としても良い。
【００３８】
トルク作出機構７としては、適宜な作動流体が導入されるシリンダ８と、該作動流体により前記シリンダ８内を往復摺動するピストン９と、前記第二回転体３及び前記ピストン９に連結されるピストンロッド11とで構成されるクランク機構とから成り、適正な作動流体の導入によりアンバランストルクを打ち消す回転力が第二回転体３に発生するように構成されたものが採用されている。具体的には、シリンダ８に導入される作動流体は、圧力調整器（図示省略）によりその圧力が調整され、適宜な補正トルクを作出するように構成されている。
【００３９】
クランク機構は、図８に図示したように一端がピストン９と連結され、他端がクランクピン10を介して第二回転体３と連結されるピストンロッド11とから成り、ピストン９の往復運動を回転運動に変換する構成である。また、本実施例のシリンダ８は筺体に固定状態に設けられている。
【００４０】
このクランク機構により、トルク作出機構７は、第二回転体３に回転テーブル４の回転に伴い周期的に変化する回転トルクを打ち消す補正トルクを作出し、ワーク１やジグ13の取り付けに起因する回転テーブル４に生じるアンバランストルク（負荷トルク）を補正するように構成されている。
【００４１】
具体的には、流体導入孔15を通じて空気や油等の適宜な作動流体をシリンダ８に導入することで、ピストン９を摺動させてピストンロッド11を往復運動させ、クランクピン10を介してこのピストンロッド11の推力を回転運動に変換せしめて第二回転体３に伝達することにより、回転角度に応じてサインカーブのように補正トルクが変化するように構成されている。
【００４２】
また、第一回転体２と第二回転体３とは着脱自在に設定され、この第一回転体２と第二回転体３との噛合構造の噛み合わせを可変することで回転テーブル４の回転トルクと前記補正トルクとの位相差を調整可能に設定されている。
【００４３】
即ち、前記第一回転体２と第二回転体３との噛み合わせを可変することで、最もアンバランストルクが大きくなる回転テーブル４の回転重心位置が左右位置（図３の（ｂ）及び（ｄ）の位置）にある場合には補正トルクが最大となり、最もアンバランストルクが小さくなる前記回重心位置が上下位置（図３の（ａ），（ｃ）及び（ｅ）の位置）にある場合には補正トルクが最小となるように、前記補正トルクと前記回転重心位置との位相を極めて簡易に設定することができる。
【００４４】
また、図９に図示したように、回転テーブル４にワーク１を取り付けた際の該回転テーブル４の回転重心位置（アンバランス重心位置）と前記補正トルクの位相関係を表示する表示部12を設けた構成としても良く、この場合、外部からアンバランス重心位置と前記補正トルクの位相関係を確認することができ、上述の位相調整が一層容易となる。図１１に表示部12に表示されるクランクピン10とアンバランス重心位置の例を示す。
【００４５】
本実施例は上述のように構成したから、トルク作出機構７により第二回転体３に作出された補正トルクを、第二回転体３と噛合構造により連結される第一回転体２を介して回転テーブル４に作用させるから、回転テーブル４の回転全領域に渡って良好にアンバランストルクを補正することができ、しかも、回転体（第一回転体２及び第二回転体３）により回転テーブル４の回転軸に回転力を伝達するから、簡易な構成で小型化を達成できると共に、第一回転体２と第二回転体３とが並設されているから、ロータリージョイントの取り付けを阻害しない。
【００４６】
また、サーボモータの制動力が不足して回転速度の変動（脈動，リップル）が発生してしまうのを、アンバランストルクを補正することで抑制することができ、回転テーブル４の回転が安定する（滑らかになる）ため、位置決め時間が速くなる。
【００４７】
しかも、シリンダ８を固定状態に設けることで、従来に比し装置を小型にすることができ、更に、エアー等のホース配管が固定されるため配管部分の耐久性が向上し、また、切り屑が駆動部分に入ることがなくなり、動作不良の要因が解消できる。
【００４８】
また、ワーク１の切削条件や使い勝手等は、実際に加工機で加工してみないと判明しない面があり、試した結果、ジグの設計変更が生ずると、アンバランストルクが増大したり、回転重心位置がずれることがあるが、本実施例においては、第一回転体２と第二回転体３との噛み合いを変更可能としたから、ジグは一般に芯出しや平行出しがされ、ジグを分解すると再度芯出し作業が必要となるが、この装置では、部品を変更することなく、アンバランス重心位置と補正トルクと位相が調整可能であり、芯出し後の分解が不要となる。
【００４９】
また、ジグがどの位置（角度）で停止しても、アンバランストルクを一定且つ最小にできるため、回転テーブル４のウオームギア等の回転機構にかかる負荷トルクが軽減でき、停止位置（割出角度）精度の向上を図ることができる。
【００５０】
また、負荷トルクが最小で調整できるため、回転テーブル４の駆動モータ（サーボモータ）が小容量で済み、小型化を図ることができる。
【００５１】
従って、本実施例は、３６０度の回転全領域に渡って適切にアンバランストルクを補正できるだけでなく、簡易な構成で且つロータリージョイントの取り付けも可能となるなど極めて実用性に秀れた回転テーブル装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】従来の回転テーブル装置の概略説明斜視図である。
【図２】従来の回転テーブル装置の概略説明斜視図である。
【図３】アンバランストルクの概略説明図である。
【図４】第一従来例の概略説明断面図である。
【図５】第二従来例の概略説明斜視図である。
【図６】第二従来例の概略説明断面図である。
【図７】本実施例の概略説明斜視図である。
【図８】本実施例の概略説明断面図である。
【図９】別例の概略説明側面図である。
【図１０】別例の概略説明断面図である。
【図１１】本実施例の表示部の概略説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  ワーク
２  第一回転体
３  第二回転体
４  回転テーブル
６  補正機構
７  トルク補正機構
８  シリンダ
９  ピストン
11  ピストンロッド
12  表示部
【図１】
2005246522.tif 000003
【図２】
2005246522.tif 000004
【図３】
2005246522.tif 000005
【図４】
2005246522.tif 000006
【図５】
2005246522.tif 000007
【図６】
2005246522.tif 000008
【図７】
2005246522.tif 000009
【図８】
2005246522.tif 000010
【図９】
2005246522.tif 000011
【図１０】
2005246522.tif 000012
【図１１】
2005246522.tif 000013