(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク（３１）が固定されるテーブル（２）を支持し且つ鉛直方向と交差する方向に延在する回転軸（３）が割り出し駆動されるインデックステーブルにおいて、
前記回転軸（３）に固定される、又は前記回転軸（３）とは別の第２の軸（４）に支持されると共に回転伝達機構（５０）を介して前記回転軸（３）の回転が伝達されて前記回転軸（３）と同量だけ回転する回転体（６）と、
前記回転体（６）の軸心と交差する方向に往復移動可能に設けられる支持部材（７）と、
前記支持部材（７）の付勢部材（８０）と、
前記支持部材（７）の回転変位を規制する変位規制装置（６０）とを備え、
前記回転体（６）は軸心から離間した偏倚位置に前記支持部材（７）と係合する係合部（６ａ）を有し、
前記支持部材（７）は、前記回転軸（３）の１回転に伴う前記係合部（６ａ）の変位する範囲に亘って延在する係合面（７ａ）であって前記回転軸（３）が支持する重量によって前記回転軸（３）に加わる第１の回転トルク（Ｔ１）を、前記係合部（６ａ）を介して受ける係合面（７ａ）を有し、
前記付勢部材（８０）は、前記係合部（６ａ）を介して前記回転軸（３）に前記第１の回転トルク（Ｔ１）と対抗する方向の第２の回転トルク（Ｔ２）を生じさせ、
前記変位規制装置（６０）は、前記付勢部材（８０）と前記係合部（６ａ）との間で作用する偶力による支持部材（７）の回転変位を規制する
ことを特徴とするインデックステーブル。
【請求項２】
前記回転体（６）は前記第２の軸（４）に支持され、前記回転伝達機構（５０）は、前記回転軸（３）に固定される第１の円形部材（５）と、前記第２の軸（４）に支持され前記第１の円形部材（５）と同径の第２の円形部材（６）とを含み、前記第１および第２の円形部材（５、６）が直接または中間部材（１３）を介して互いに回転伝達することにより、前記回転体（６）は前記回転軸（３）と同量だけ回転することを特徴とする請求項１記載のインデックステーブル。
【請求項３】
前記回転軸（３）の回転範囲における前記第１の回転トルク（Ｔ１）の最大時に、前記第２の回転トルク（Ｔ２）が最大または略最大になるように、前記回転体（６）に対する前記係合部（６ａ）の位相が設定されることを特徴とする請求項２記載のインデックステーブル。
【請求項４】
前記変位規制装置（６０）は、前記回転体（６）が固定される前記回転軸（３）の軸線または前記回転体（６）が支持される前記第２の軸（４）の軸線を挟んで一方の側と他方の側に配置されてフレーム（１）に設けられる２つの規制部材（９）と、前記支持部材（７）に設けられて前記規制部材（９）にそれぞれ接触する２つの移動部材（１１）とを含む支持部材（７）とを含み、
前記一方の側に配置される前記規制部材（９）と前記移動部材（１１）とのうち一方は、前記支持部材（７）の往復移動方向と平行に形成される案内面（９ａ１、１１ｂ）を有し、他方は、前記案内面（９ａ１）と摺接する摺接面（１１ａ１）、または前記案内面（１１ｂ）に接する複数の転動体（９ｂ）を有し、
前記他方の側に配置される前記規制部材（９）と前記移動部材（１１）とのうち一方は、前記支持部材（７）の往復移動方向と平行に形成される案内面（９ａ１、１１ｂ）を有し、他方は、前記案内面（９ａ１）と摺接する摺接面（１１ａ１）、または前記案内面（１１ｂ）に接する複数の転動体（９ｂ）を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載のインデックステーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークが固定されるテーブルを支持する回転軸が、鉛直方向と交差する方向に延在する、例えば、傾斜円テーブル等のように水平方向に延在するインデックステーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転軸が、鉛直方向と交差する方向に延在するインデックステーブルでは、回転軸が支持する部材や物、即ち、ワークが固定されるテーブル、ワーク取付治具、ワーク等からなる被駆動体の重心位置が、回転軸の軸心から大きく偏倚する場合がある。例えば、傾斜インデックステーブルは回転軸が水平方向に延在しており、ワークが固定されるテーブルは、重心位置が回転軸の軸心から大きく偏倚している。ワークやワーク取付治具の取付によって、被駆動体の重心位置は、回転軸側に移動し軸心からの偏倚が多少解消されるが、被駆動体の重量物化によって、回転軸に加わる回転トルク、即ち、重心位置が偏倚していることによるアンバランストルクは、増大する。アンバランストルクは、割出角によって異なるため、回転割出に伴ってアンバランストルクは大きく変動する。そのため、回転軸の駆動モータは、負荷の変動に見合う大きな容量を必要とする。また、カップリング、シャフト等の駆動伝達部材、および回転軸は、捩れ、特に割出角毎に異なる捩れ具合によって割出精度が損なわれるのを避けるため、負荷の変動に見合う十分な剛性を必要とする。
【０００３】
このようなアンバランストルクを補償して軽減する装置として、図６に示すアンバランストルク補償装置が知られており、傾斜インデックステーブルに適用される。図６に示す装置では、ワークが固定されるテーブル２の回転軸９１と、回転軸９１に固定される第１の歯車９３と、第１の歯車９３と互いに噛み合うと共に同一歯数の第２の歯車９４を支持する第２の軸９２と、クランクピン９７を介して第２の軸９２の軸心から偏倚した位置で一端が第２の歯車９４に連結されるクランクアーム９５と、ピン９６を介してクランクアーム９５の他端に連結されるピストン９８を有する流体圧シリンダ装置とを備える。また、流体圧シリンダ装置の付勢力Ｆの方向は、第２の軸９２の軸線と直交する（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００５−２４６５２２号公報
【０００４】
図６（イ）に示すように、テーブル２等の被駆動体の重心Ｇが、回転軸９１の軸心の真下に在って軸心を通過する鉛直線上に在る時、回転軸９１には、支持する被駆動体の重量、即ち重力Ｗｇ（Ｗ：被駆動体の質量、ｇ：重力加速度）によるアンバランストルク（第１の回転トルクＴ１）が発生しない。またこの時、シリンダ装置の付勢力Ｆはクランクピン９７を介して第２の軸９２の軸心に向かい、第２の歯車９４に補償トルク（第２の回転トルクＴ２）が発生しない。そして、図６（ロ）に示すように回転軸９１が回転してテーブル２が反時計方向にθだけ回転すると、第２の歯車９４が時計方向にθだけ回転し、クランクアーム９５が前進しながらピン９６を中心にαだけ反時計方向に回転する。なお、αは、クランクピン９７とピン９６との距離をＬとすると、α＝ａｒｃｓｉｎ（Ｒ２×ｓｉｎθ／Ｌ）で表されるθの関数である。
【０００５】
重力Ｗｇによって、回転軸９１には時計方向の第１の回転トルクＴ１が、アンバランストルクとして加わると共に、第１の回転トルクＴ１は、回転軸９１の軸心から被駆動体の重心Ｇまでの距離をＲ１とすると、Ｔ１＝Ｗｇ×Ｒ１×ｓｉｎθとなる。一方、付勢力Ｆが、ピン９６、クランクアーム９５を介してクランクピン９７に作用する力は、Ｆ×ｃｏｓαとなると共に、クランクピン９７の接線、即ち、クランクピン９７と第２の軸９２の軸心とを結ぶ線の直交線に対し、９０°−θ−αで交差する。従って、流体圧シリンダ装置によって、第２の歯車９４には、時計方向の第２の回転トルクＴ２が加わると共に、第２の回転トルクＴ２は、第２の軸９２の軸心からクランクピン９７までの距離をＲ２とすると、Ｔ２＝Ｒ２×Ｆ×ｃｏｓα×ｓｉｎ（θ＋α）となる。
【０００６】
第２の歯車９４の時計方向の第２の回転トルクＴ２は、噛み合う第１の歯車９３を介して回転軸９１に伝達され、回転軸９１に対し反時計方向の回転トルクとして作用することにより、アンバランストルクと反対方向の補償トルクして作用する。従って、回転軸９１には、重力Ｗｇによる時計方向の第１の回転トルクＴ１、即ち、アンバランストルクから、流体圧シリンダ装置による第２の回転トルクＴ２、即ち、補償トルクを減算した下記の回転トルクの絶対値が、時計方向または反時計方向の補正トルクとして加わることになり、回転軸９１の駆動モータ等の負荷が軽減される。
Ｔ１−Ｔ２＝Ｗｇ×Ｒ１×ｓｉｎθ−Ｒ２×Ｆ×ｃｏｓα×ｓｉｎ（θ＋α）
【０００７】
前述のようにαはθの関数であり、上記の補正トルクＴ１−Ｔ２は、θの関数となるので、テーブル２の回転角θと共に変化する。従って、補正トルクＴ１−Ｔ２を、できるだけ小さくし、かつ、一定に維持するためには、テーブル２の回転に伴って流体圧シリンダ装置の付勢力Ｆを変更する必要があり、流体圧シリンダ装置において付勢力Ｆの制御を必要とする。
【０００８】
また、上述の装置とは別のアンバランストルク補償装置が知られており、流体圧シリンダ装置を第２の歯車に連結して付勢力を付与するのに替えて、第２の歯車にバランスウエイトを取り付けることにより、アンバランストルクを補償している。この装置では、バランスウエイトは軸心から偏倚した位置で第２の歯車に取付られており、他の装置の干渉や作業者が負傷するのを避けるために、旋回空間が設けられる（特許文献２）。
【特許文献２】特開２００６−１５０５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
インデックステーブルの回転軸に加わるアンバランストルクを補償する装置において、テーブルの回転に伴ってアンバランストルクを補償するための付勢力の制御を、特に必要とせず、また、干渉を避けるためにバランスウエイトの旋回空間の設置を必要としないことである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ワークが固定されるテーブルを支持し且つ鉛直方向と交差する方向に延在する回転軸が割り出し駆動されるインデックステーブルを前提とする。
【００１１】
請求項１の発明は、前記回転軸に固定される、又は前記回転軸とは別の第２の軸に支持されると共に回転伝達機構を介して前記回転軸の回転が伝達されて前記回転軸と同量だけ回転する回転体と、前記回転体の軸心と交差する方向に往復移動可能に設けられる支持部材と、前記支持部材の付勢部材と、前記支持部材の回転変位を規制する変位規制装置とを備え、前記回転体は軸心から離間した偏倚位置に前記支持部材と係合する係合部を有し、
前記支持部材は、前記回転軸の１回転に伴う前記係合部の変位する範囲に亘って延在する係合面であって前記回転軸が支持する重量によって前記回転軸に加わる第１の回転トルクを、前記係合部を介して受ける係合面を有し、前記付勢部材は、前記係合部を介して前記回転軸に前記第１の回転トルクと対抗する方向の第２の回転トルクを生じさせ、前記変位規制装置は、前記付勢部材と前記係合部との間で作用する偶力による支持部材の回転変位を規制することを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、前記回転体は前記第２の軸に支持され、前記回転伝達機構は、前記回転軸に固定される第１の円形部材と、前記第２の軸に支持され前記第１の円形部材と同径の第２の円形部材とを含み、前記第１および第２の円形部材が直接または中間部材を介して互いに回転伝達することにより、前記回転体は前記回転軸と同量だけ回転することを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、前記回転軸の回転範囲における前記第１の回転トルクの最大時に、前記第２の回転トルクが最大または略最大になるように、前記回転体に対する前記係合部の位相が設定されることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明については、前記変位規制装置は、前記回転体が固定される前記回転軸の軸線または前記回転体が支持される前記第２の軸の軸線を挟んで一方の側と他方の側に配置されてフレームに設けられる２つの規制部材と、前記支持部材に設けられて前記規制部材にそれぞれ接触する２つの移動部材とを含む支持部材とを含み、前記一方の側に配置される前記規制部材と前記移動部材とのうち一方は、前記支持部材の往復移動方向と平行に形成される案内面を有し、他方は、前記案内面と摺接する摺接面、または前記案内面に接する複数の転動体を有し、前記他方の側に配置される前記規制部材と前記移動部材とのうち一方は、前記支持部材の往復移動方向と平行に形成される案内面を有し、他方は、前記案内面と摺接する摺接面、または前記案内面に接する複数の転動体を有する。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明は、回転体が回転軸に固定される、または回転軸とは別の第２の軸に支持されると共に回転伝達機構を介して回転軸と同量だけ回転するので、回転体の係合部は回転軸と同量だけ回転する。また、支持部材は、回転体の軸心と交差する方向に往復移動可能に設けられるので、付勢部材の付勢力は、支持部材を介して、回転体の軸心と交差する方向と平行に係合部に作用する。従って、回転体に加わる第２の回転トルクは、回転軸が支持する重量によって回転軸に加わる第１の回転トルクの回転軸の回転に伴う変化に対応して、より正確に変化する。このため、回転体に加わる回転トルクが軽減し、回転軸を割出駆動する駆動源の負荷が軽減する。なお、付勢部材と係合部との間に介在する支持部材には偶力が作用するので、支持部材は回転して傾斜、即ち回転変位しようとするが、変位規制装置を有しているので、支持部材の回転変位を規制して付勢部材の付勢力を係合部に伝えることができる。
【００１６】
請求項２の発明は、回転体が、回転軸に固定されず、回転軸とは別の第２の軸に支持されて、回転軸に固定される第１の円形部材と、第２の軸に支持され第１の円形部材と同径の第２の円形部材とを含む回転伝達機構を介して回転するので、第１の円形部材と第２の円形部材との互いの位相関係を調節する際に、付勢部材の干渉を避けて作業ができるので、回転軸と回転体との位相関係が容易に調整可能となる。
【００１７】
回転軸が支持する重量において、回転軸に対する重心位置の位相が、ワークおよびワーク取付治具の変更に伴って変化する。請求項３の発明は、第１の回転トルクの最大時に第２の回転トルクが最大または略最大となるように回転体に対する係合部の位相が設定されるので、ワークおよびワーク取付治具の変更に伴う重心位置の変化に対応し、第１の回転トルクを効率よく第２の回転トルクで補償して低減することが可能となる。
【００１８】
請求項４の発明は、支持部材には前記偶力が作用するので、支持部材は回転変位しようとするが、回転軸の軸線を挟んで両側で、または第２の軸の軸線を挟んで両側で、それぞれ移動部材と規制部材とからなる変位規制装置によって支持部材の回転変位を規制する。従って、付勢部材の付勢力は、支持部材を介して効率よく回転体の係合部に伝えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明のインデックステーブルの実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、インデックステーブルの１つの実施形態の全体構造を示す正面図で、図２は図１の左側面図である。図５は、回転軸３が支持する被駆動体の重心Ｇと係合部６ａとの位置関係、アンバランストルクと補償トルクとの関係を示す模式図である。
【００２０】
本実施形態のインデックステーブルでは、支持しているワーク３１を所定の角度に傾斜させて加工する、所謂傾斜インデックステーブルに適用され、ワーク３１が載置されるテーブル２を支持する回転軸３は、水平方向に延在し、鉛直方向と直交する。傾斜インデックステーブルは、その基本的構成として、工作機械のベッド７１等の水平面または傾斜面に設置されるフレーム１と、フレーム１に対して回転可能に支持されると共にワーク３１を載置するテーブル２と、フレーム１に支持されると共にテーブル２に固定され且つテーブル２をフレーム１に対して回転可能に支持する回転軸３を備えたものであり、本実施形態では、フレーム１は水平面に設置される。
【００２１】
フレーム１は、回転軸側が開口するＵ字状であって、テーブル２の左右外側に離間して立設する一対のサポートフレーム１ａと、左右に延在し且つ一対のサポートフレーム１ａの下端部を繋ぐベースフレーム１ｂとから構成され、ベースフレーム１ｂはベッド７１にボルト等で固定される。
【００２２】
テーブル２は、フレーム１の内側に配置されるもので、フレーム１と同様、回転軸側が開口してＵ字状に形成され、左右外側に離間して立設する一対のアーム２ａと、一対のアーム２ａの一端部を繋ぐベース２ｂとから構成される。
【００２３】
回転軸３は、駆動側回転軸３ａ（図１では右側）と従動側回転軸３ｂによって、別々に形成されて、軸線方向をそれぞれ内側に突出しており、テーブル２の一対のアーム２ａをそれぞれ貫通して互いに同軸な一対の嵌合孔２ａ１にそれぞれ嵌合され、キーＫおよび図示しない押しネジを介して相対移動不能にとなって、テーブル２と一体化される。換言すれば、駆動側回転軸３ａと従動側回転軸３ｂとは、テーブル２を介して互いに同軸に連結され、１つの回転軸３を形成する。
【００２４】
一対のサポートフレーム１ａには、一対の軸受２１が互いに同軸にそれぞれ嵌合される。各軸受２１の内輪には、駆動側回転軸３ａと従動側回転軸３ｂがそれぞれ挿通されており、テーブル２は、両端支持状態でフレーム１に回転可能に支持される。駆動側回転軸３ａは、図示しないウォーム減速装置、カップリング等の回転伝達装置を介して駆動モータに連結される。なお、駆動側回転軸３ａは、駆動モータのロータ軸を構成して、回転伝達装置を介することなく、直接、駆動されてもよい。
【００２５】
テーブル２のベース２ｂは、回転軸３と平行なワーク載置面を備えており、該ワーク載置面は、固定面としてベース２ｂの本体部分と一体物に設けられる場合のほか、ベース２ｂの本体部分に回転可能に支持されて回転軸３と直交する軸を中心に回転割り出し可能に設けられる場合がある。ワーク載置面は、ワーク３１が直接または図１のように取付ワーク取付治具２３を介して、ボルトや当金等で固定される。
【００２６】
本発明のインデックステーブルは、上記構成以外に、回転軸３とは別の第２の軸４に設けられる回転体と、回転軸３と同量だけ回転体を回転させる回転伝達機構５０と、回転体に設けられる係合部６ａと、回転軸３に生じる第１の回転トルクＴ１を、係合部６ａを介し回転体から受ける支持部材７と、回転体に第１の回転トルクＴ１と対抗する方向の第２の回転トルクＴ２を加えるために、支持部材７を付勢する付勢部材８０と、支持部材７の変位規制装置６０と、これら部材、装置を収容するケース１０とを有する。
【００２７】
フレーム１の一対のサポートフレーム１ａのうち、従動側回転軸３ｂを支持するサポートフレーム１ａには、回転軸３とは別の第２の軸４が、回転軸３と平行に軸受２２を介して支持されており、第２の軸４と従動側回転軸３ｂとは、サポートフレーム１ａの外側に突出する。従動側回転軸３ｂのフランジ３ｂ１および第２の軸４のフランジ４ａには、互いに同一歯数の第１の歯車５、第２の歯車６が、ボルトを介して着脱可能にそれぞれ固定されて、互いに噛み合っており、第１の歯車５および第２の歯車６は、回転軸３に固定される第１の円形部材、および第２の軸４に支持される第２の円形部材となって、回転伝達機構５０を構成する。
【００２８】
第２の歯車６は、第２の円形部材を構成するほか、係合部６ａが設けられることにより、回転体を構成する。即ち、第２の歯車６の反テーブル２側面には、第２の軸４の軸心から偏倚した位置に、ピン６ａ１が螺合によって立設されて、ローラ６ａ２が回転可能に支持されており、ピン６ａ１およびローラ６ａ２によって、後述する支持部材７の係合面７ａに当接して支持部材７と係合する係合部６ａが構成される。従って、第２の歯車６は、半径方向外側部分が、第２の円形部材を構成して第１の円形部材を構成する第１の歯車５と噛み合い、半径方向内側部分が、係合部６ａを有して回転体を構成する。
【００２９】
従動側回転軸３ｂを支持するサポートフレーム１ａの外側に、ケース１０が固定されており、ケース１０には、付勢部材８０として、流体圧シリンダ装置８が設けられる。流体圧シリンダ装置８は、サポートフレーム１ａにボルトで固定されるシリンダブロック８ａと、シリンダブロック８ａ内で往復移動するピストン８ｂと、シリンダブロック８ａの開口端を塞ぐシリンダヘッド８ｃと、ピストン８ｂに繋がりシリンダヘッド８ｃから外部に突出するピストンロッド８ｄとを含み、シリンダブロック８ａ内に高圧流体を供給する流体供給回路８ｅが設けられる。
【００３０】
シリンダブロック８ａは、有底円筒形に形成され、軸線の延在方向、即ちピストン８ｂの往復移動方向は、第２の軸４の軸心を通り、第２の軸４の軸線に対して交差する方向、本実施形態では直交する方向である。
【００３１】
シリンダヘッド８ｃは、シリンダブロック８ａの内部空間と外部を連通する空気抜き孔８ｃ１と、ピストンロッド８ｄを挿通させる挿通孔８ｃ２と、挿通孔８ｃ２に設けられるガイドブッシュ８ｃ３とを有する。ピストンロッド８ｄの先端には、直方体形状の支持部材７が固定される。
【００３２】
流体供給回路８ｅは、コンプレッサまたは油圧ポンプ等からなる高圧流体供給源８ｅ１と、高圧流体供給源８ｅ１からの流体の圧力を調整するレギュレーター８ｅ２と、圧力計８ｅ４と、流体の供給および供給停止を切り替える開閉弁８ｅ３と、開閉弁８ｅ３とシリンダブロック８ａに形成される圧力室とを連通する流路８ｅ５とから構成される。高圧流体供給源８ｅ１からの流体の圧力をレギュレーター８ｅ２の手動操作によって調整することにより、流体圧シリンダ装置８の付勢力が設定される。
【００３３】
図５の模式図に示すように、テーブル２にワーク３１を取付た場合に、回転軸３の軸心から偏倚した箇所に、ワーク３１、ワーク取付治具２３およびテーブル２からなる被駆動体の重心Ｇが配置される。そして重心Ｇが回転軸３の軸心を通る鉛直線上に位置する（軸心の真上または真下）とき以外、被駆動体の重量、即ち重力によって回転軸３に回転トルクを生じさせる。重心Ｇが回転軸３の軸心を通る鉛直線上に在る（図５（イ）では軸心の真下）位置を、テーブル２の回転基準位置として、回転軸３の回転に伴ってテーブル２が反時計方向にθだけ回転すると、第２の軸４に固定され第１の歯車５と噛み合うと共に第１の歯車５と同一歯数の第２の歯車６が、時計方向にθだけ回転する。被駆動体の重心Ｇは反時計方向にθだけ回転し、被駆動体の質量をＷ、重力加速度をｇ、重心Ｇの回転軸３からの偏倚量をＲ１とすると、回転軸３に加わる回転トルクＴ１は、時計方向のアンバランストルクとして、次式で表される。Ｔ１＝Ｒ１×Ｗｇ×ｓｉｎθ
【００３４】
第２の歯車６の回転に伴って、係合部６ａは、第２の軸４の軸心を中心として時計方向にθだけ回転する。係合部６ａには、支持部材７の係合面７ａを介して、流体圧シリンダ装置８から所定の力、即ち所定の付勢力が、第２の軸４の軸心と交差する方向と平行に加わっており、流体圧シリンダ装置８の付勢力をＦ、係合部６ａと第２の歯車６の軸心との距離をＲ２とすると、流体圧シリンダ装置８によって第２の歯車６に加わる回転トルクＴ２は、時計方向の回転トルクとして次式で表される。Ｔ２＝Ｒ２×Ｆ×ｓｉｎθ    第２の歯車６の回転トルクＴ２は、噛み合う第１の歯車５に伝達され、第１の歯車５を介して回転軸３に反時計方向の補償トルクとして作用し、回転軸３に加わるアンバランストルクを軽減する。回転軸３に加わる回転トルクは、補正トルクとして、次式で表される。
Ｔ１−Ｔ２＝（Ｒ１×Ｗｇ−Ｒ２×Ｆ）×ｓｉｎθ
【００３５】
この式によれば、Ｒ１×Ｗｇ−Ｒ２×Ｆ≒０となるように、即ち、Ｆ≒Ｒ１×Ｗｇ／Ｒ２となるように、テーブル２のワーク載置面に取り付けられるワーク３１およびワーク取付治具２３が変更されて、被駆動体の重量および重心Ｇの偏倚量Ｒ１が変化するのに応じて、流体圧シリンダ装置８の付勢力Ｆを調整することにより、基準位置からのテーブル２の回転角θと関係なく補正トルクを小さくすることが示される。
【００３６】
流体圧シリンダ装置８の付勢力Ｆの設定、回転体としての第２の歯車６と回転軸３との位相の設定は、一例として例えば下記のように実行される。ワーク３１およびワーク取付治具２３をテーブル２に取り付ける。第１の歯車５を回転軸３から取り外す。駆動モータを低速回転させ、電流値等に基づいて判断して、最も負荷の大きい回転角で停止させる。被駆動体の重心Ｇは、回転軸３を通る水平線上に位置する。第２の歯車６を回転させて、係合部６ａを第２の軸４の軸心を通る鉛直線上に位置させる。第１の歯車５を第２の歯車６に噛み合わせた状態で回転軸３に取り付ける。回転軸３のフランジ３ｂ１には、第１の歯車５のボルト孔に対応すると共に、ボルト孔の数の整数倍のメネジが設けられており、噛み合わせる際に、第２の歯車６を大きく回転させることなく噛み合わせることが可能である。従って、回転軸３と回転体の位相合わせを、ほぼ正確に行うことが可能である。駆動モータの電流値等から推定したアンバランストルクに基づき、レギュレーター８ｅ２を調整して流体圧を調整し、流体圧シリンダ装置８を所望の付勢力に設定する。
【００３７】
図２は、被駆動体の重心Ｇが、回転軸３の軸心を通る水平線上に在る時、即ち、テーブル２が、図５（イ）に示す回転基準位置から反時計方向に９０°回転して割出回転角θ＝９０°の時を表す。流体圧シリンダ装置８のピストン８ｂは、常時、所定の流体圧によって付勢されており、ピストンロッド８ｄは、先端に取り付けられた支持部材７を、第２の軸４の軸線に対し直交する方向に所定の付勢力Ｆで付勢する。支持部材７は、第２の歯車６に設けられているローラ６ａ２に当接する係合面７ａを介して、ピストン８ｂの延在方向と平行、即ち支持部材７の往復移動方向と平行に、所定の付勢力Ｆでローラ６ａ２を押圧する。支持部材７には、ピストンロッド８ｄからＦの大きさの付勢力と、ローラ６ａ２の押圧に伴ってローラ６ａ２からＦの大きさの反力とが加わる。従って、支持部材７には、互いに平行で、かつ、逆方向の等しい力、即ち、偶力が作用して、支持部材７は回転変位し、そのため、ピストン８ｂに所謂こじれが生じてピストン８ｂの円滑な往復移動運動が損なわれる。そのため、流体圧シリンダ装置８の破損、摩耗を生じるほか、付勢力Ｆの損失が生じる。また、回転角θによって、偶力による回転力が異なり、ピストン８ｂのこじれによる付勢力Ｆの損失程度が異なる。従って、補正トルクを十分に低減するためには、回転角θによって流体圧を制御して付勢力Ｆを制御する必要がある。そのため、付勢部材８０が偶力の影響を受けないように設けられるのが好ましい。例えば、流体圧シリンダ装置８において、ピストン８ｂを十分な長さに形成すると共に外径、即ちシリンダ孔径を十分な大きさに形成し、また、ガイドブッシュ８ｃ３を十分な長さと十分な大きさの孔径とすることにより、偶力によるこじれは抑えられ、ピストン８ｂの円滑な往復移動運動が可能となる。
【００３８】
本実施形態では、偶力による支持部材７の回転変位を抑えるため、特に変位規制装置６０を備える。変位規制装置６０は、移動部材１１として、支持部材７に第２の軸４の軸線を挟んで両側に設けられ、ピストン８ｂの往復移動方向と平行に延在する２つのシャフト１１ａと、フレーム１に設けられる規制部材９として、シリンダヘッド８ｃに第２の軸４の軸線を挟んで両側にシャフト１１ａに対応して設けられ、内周面に案内面９ａ１を有するガイドメタル９ａを備える。シャフト１１ａの外周面、即ち、摺接面１１ａ１が、ガイドメタル９ａの案内面９ａ１に接することにより、支持部材７は回転変位が規制される。従って、ピストンロッド８ｄの往復移動、即ち、支持部材７の往復移動に伴って、シャフト１１ａの摺接面１１ａ１は、ガイドメタル９ａの案内面９ａ１を、所謂こじれてビビリを生じることなく、円滑に滑る。特に、本発明では、規制部材９としてのガイドメタル９ａと、移動部材１１としてのシャフト１１ａとからなる組が、第２の軸４の軸線を挟んで、両側にそれぞれ設けられているため、支持部材７の回転変位を十分に抑えることができる。
【００３９】
本実施形態では、第２の軸４は、フレーム１に設けられる軸受２２を介して回転可能に設けられるが、嵌合孔に圧入される等によってフレーム１に固定されてもよい。その場合、第２の歯車６と第２の軸４との間に、転がり軸受、または滑り軸受が介挿されて、第２の歯車６は回転可能に第２の軸４によって支持される。
【００４０】
本実施形態では、第２の歯車６に係合部６ａが設けられて、第２の歯車６が回転体を構成している。しかし、第２の軸４に、第２の歯車６とは別に、円形部材、またはレバ等の非円形部材を設けて、これらの部材に係合部６ａを設けるようにしてもよい。
【００４１】
また、本実施形態では、第２の歯車６に係合部６ａが設けられて、第２の歯車６が回転体６を構成している。しかし、回転軸３に円形部材、またはレバ等の非円形部材を設けて、これらの部材に係合部６ａを設けるようにしてもよく、回転伝達機構５０を省略できる。
【００４２】
本実施形態では、支持部材７の係合面７ａは、付勢部材８０の付勢方向に対して直交する平面によって形成されている。しかし、付勢部材８０の付勢方向に対して直交する平面に対し、幾らか傾斜する平面、円弧状の凸面、または凹面によって形成されても良い。また、係合面７ａは十分な長さを有しており、回転軸３の１回転に亘って係合部６ａが当接可能である。しかし、回転軸３の回転範囲が制限される場合には、係合面７ａは、回転軸３の回転範囲のみに亘って係合部６ａが当接可能であればよい。
【００４３】
図３はインデックステーブルの実施形態の変形例を示すもので、回転伝達機構５０および変位規制装置６０の各構成に特徴があるものである。
【００４４】
回転伝達機構５０は、第１の歯車５と第２の歯車６の間に中間部材としてアイドルギヤ１３を設けた歯車機構である。アイドルギヤ１３は、フレーム１に対し回転可能に軸支される。
【００４５】
変位規制装置６０は、支持部材７の上部と下部をそれぞれ移動部材１１として用いている。即ち、直方体形状である支持部材７の上面と下面を案内面１１ｂとして支持部材７の往復移動方向と平行に形成される。一方、支持部材７の往復移動方向に沿って間隔をあけて、一列に配置された転動体である複数のローラ９ｂを規制部材９として用いている。そのため、案内面１１ｂは支持部材７の往復移動方向に十分な長さを有しており、両案内面１１ｂ共、常時、２つ以上のローラ９ｂが対向している。変位規制装置６０は、移動部材１１と規制部材９とからなる組を、第２の軸４の軸線を挟んで両側にそれぞれ１組有しており、支持部材７の偶力による回転変位が抑えられると共に、支持部材７は、ローラ９ｂを回転させながら移動し、その際、滑り抵抗でなく転がり抵抗が加わりつつ移動するので、支持部材７のより円滑な往復移動を可能とする。
【００４６】
複数のローラ９ｂはフレーム１に支持されており、具体的には、ローラ収容溝を有するローラホルダ９ｃに複数のローラ９ｂをピンで回転可能に設けており、ローラホルダ９ｃの両端は、デスタンス９ｄを介してフレーム１にボルトで固定される。
【００４７】
図３は、図２と同様に、流体圧シリンダ装置８による補償トルクＴ２が最大となる状態、即ち、被駆動体によるアンバランストルクＴ１が最大となる時の状態を表している。回転伝達機構５０は、アイドルギヤ１３を用いているため、被駆動体の重心Ｇの位置は、図３では回転軸３の軸心に対し右側の水平位置に在るのに対し、本変形例では左側の水平位置に在る。
【００４８】
本変形例では、ローラ９ｂはローラホルダ９ｃを介してフレーム１に支持され、支持部材７の移動部材１１部分に案内面１１ｂを形成している。しかし、支持部材７に固定される移動部材１１にローラ９ｂを設け、フレーム１に支持部材７の往復移動方向に延在する案内面を有する規制部材９を設けてもよい。
【００４９】
本変形例では、変位規制装置６０に転動体を用い、かつ、回転軸３と第２の歯車６との位相を合わす際に、ローラホルダ９ｃの干渉をなくして第１の歯車５を取り外し可能とするために、第１の歯車５と第２の歯車６の間に中間部材としてアイドルギヤ１３を設けている。しかし、第２の軸４の軸線を挟んで、第１の歯車５側の変位規制装置６０のみを、図２に示すように移動部材１１としてシャフト１１ａを用いて支持部材７に固定し、規制部材９としてガイドメタル９ａを用いてシリンダヘッド８ｃに設けることにより、アイドルギヤ１３を設けることなく、第１の歯車５を取り外し可能としてもよい。その場合、変位規制装置６０は、第２の軸４の軸線を挟んで一方の側と他方の側とで、規制部材９と移動部材１１との組の構成部材が異なる。
【００５０】
図４は、インデックステーブルの別の変形例を示すもので、付勢部材８０にウェイト１４を用いることを特徴とするものである。
【００５１】
付勢部材８０は、複数のウェイト１４と、ウェイトベース２０に一端を固定すると共に他端をロープホルダ１５を介して支持部材７に固定するワイヤロープ１６と、ウェイト１４の重量によるワイヤロープ１６の牽引の向きを支持部材７の往復移動方向に変換するロープ引き回し装置１７とから構成される。なお、昇降に伴ってウェイト１４が揺れるのを抑えるため、ケース１０にウエイトガイドを設けて、ウェイト１４の外周面またはウェイト１４に設けられるガイド孔に接するようにしてもよい。
【００５２】
ロープ引き回し装置１７は、ウェイト１４をできるだけ上方位置に設けるために、ケース１０の外側に沿ってワイヤロープ１６を張架しており、ケース１０に取り付けられる複数の滑車１９を有する。重量が異なるウェイト１４を積み重ねることにより、付勢力Ｆを調整し、所望の第２の回転トルクＴ２を発生させる。
【００５３】
以上の実施形態、変形例では、付勢部材８０は、流体圧シリンダ装置８や、ウェイト１４を用いる。しかし、付勢部材８０として圧縮スプリング等の弾性部材を用いてもよい。その場合、収縮させた圧縮スプリングの一端を移動支持装置で支持すると共に、圧縮スプリングの他端を支持部材７に当接させ、専用モータ等によって、回転軸３の回転に連動して前記移動支持装置を移動させることにより、圧縮スプリングの付勢力を一定に維持する。
【００５４】
また、回転伝達機構５０は、第１、第２の円形部材として複数のプーリ、またはスプロケットと、中間部材としてプーリ、またはスプロケットに巻き掛けるベルト、またはチェーンを用いるものであっても良い。例えば、互いに同一歯数の第１のタイミングベルトプーリと第２のタイミングベルトプーリとを設け、タイミングベルトを両プーリに巻き掛ける。
【００５５】
また、回転軸３と同量だけ第２の軸４を回転させるとは、略同量（１０％以内の差）も含むものとする。例えば、第１の円形部材および第２の円形部材に、ギヤ、タイミングベルトプーリまたはスプロケットを用いる場合ならば、１０％以内の歯数差、また、これら円形部材にＶプーリを用いる場合は１０％以内のピッチ円差も含まれ、係合部６ａに加わる付勢力は、少なくとも回転軸３の実用回転範囲に亘って、第１の回転トルク、即ちアンバランストルクＴ１を補償することができる。
【００５６】
また、第１の歯車５は、ボルトを介して回転軸３に固定されており、係合部６ａを有する回転体、即ち第２の歯車６と回転軸３との位相を合わす際に、取り外し可能としている。しかし、第１の歯車５と回転軸３との間に、商品名シュパンリング（製造元：ドイツ国内のリングフェダー社）のような中間部材を介在させて、第１の歯車５を回転軸３に無段階に固定してもよい。その場合、中間部材を操作して、第１の歯車５の固定時には、摩擦力を発生させて第１の歯車５と回転軸３とを相対移動不能とし、第２の歯車６と回転軸３との位相を合わす際には、摩擦力を解消して、第１の歯車５と回転軸３とを相対回転可能とする。
【００５７】
また、回転伝達機構５０の第１の円形部材および第２の円形部材を構成する第１の歯車５および第２の歯車６の位置関係は、第２の歯車６が第１の歯車５の下方に在って、第１の歯車５の軸心の鉛直線上に第２の歯車６の軸心が在る。しかし、第２の歯車６の軸心は、第１の歯車５の軸心の上方に在ってもよく、また、必ずしも第１の歯車５の軸心の鉛直線上に位置しなくもよく、例えば、第１の歯車５の軸心の水平線上に在ってもよい。また、支持部材７の往復移動方向は、全て水平方向であるが、回転体の軸線と交差する方向であれば、必ずしも水平方向でなくてもよく、例えば水平方向に対し、４５°傾斜する方向等であってもよい。
【００５８】
以上の実施形態および変形例では、インデックステーブルとして、傾斜インデックステーブルに用いられ、テーブル２のワーク載置面の傾斜が、回転軸３の回転に伴って変化する。しかし、テーブル２のワーク載置面が、水平面に対し傾斜すると共に、回転軸３の回転角に係わらず傾斜を一定に維持される一般のインデックステーブルに用いられてもよく、本発明は、テーブル２のワーク載置面が、水平面に対し４５°以上傾斜する一般のインデックステーブルにも適用される。テーブル２のワーク載置面が水平面に対し４５°以上傾斜する、換言すれば、回転軸３が鉛直線に対し４５°以上傾斜する、例えば９０°傾斜する一般のインデックステーブルでは、被駆動体の重心Ｇが回転軸３の軸心から大きく偏倚している場合、回転軸３の回転割出角によって、アンバランストルクＴ１が大きく変化し、駆動モータの負荷変動が大きいが、本発明を適用することにより、駆動モータの負荷変動を抑える。
【００５９】
本発明は上記の実施形態および変形例のいずれにも限定されるものでなく、本発明の請求範囲を逸脱しない限りにおいて種々に変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明のインデックステーブルの実施形態を示す正面図である。
【図２】本発明のインデックステーブルの実施形態を示し、図１の左側面図である。
【図３】本発明のインデックステーブルの実施形態の変形例を示す。
【図４】本発明のインデックステーブルの実施形態の別の変形例を示す。
【図５】図１の実施形態におけるアンバランストルクと補償トルクとの関係を示す模式図である。
【図６】従来のインデックステーブルにおけるアンバランストルクと補償トルクとの関係を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６１】
１フレーム、１ａサポートフレーム、１ｂベースフレーム、
２テーブル、２ａアーム、２ｂベース、２ａ１嵌合孔、
３回転軸、３ａ駆動側回転軸、３ｂ従動側回転軸、３ｂ１フランジ、
４第２の軸、４ａフランジ
５第１の歯車（第１の円形部材）、６第２の歯車（回転体、第２の円形部材）、
６ａ係合部、６ａ１ピン、６ａ２ローラ、
７支持部材、７ａ係合面、
８流体圧シリンダ装置、８ａシリンダブロック、８ａ１ブラケット、８ｂピストン、
８ｃシリンダヘッド、８ｃ１空気抜き孔、８ｃ３ガイドブッシュ、８ｄピストンロッド、８ｅ流体供給回路、８ｅ１高圧流体供給源、８ｅ２レギュレーター、８ｅ３開閉弁、
８ｅ４圧力計、８ｅ５流路、
９規制部材、９ａガイドメタル、９ａ１案内面、９ｂローラ、９ｃローラホルダ、
９ｄデスタンス、
１０ケース、
１１移動部材、１１ａシャフト、１１ａ１摺接面、１１ｂ案内面、１３アイドルギヤ、
１４ウェイト、１５ロープホルダ、１６ワイヤロープ、１７ロープ引き回し装置、
１９滑車、２０ウェイトベース、２１軸受、２２軸受、
２３ワーク取付治具、３１ワーク、
５０回転伝達機構、
６０変位規制装置、
７１ベッド、
８０付勢部材、
Ｋキー、Ｇ重心、
【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】
0005192278.tif 000006
【図６】
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