JP2793849B2 - 傾斜円テーブル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、工作機械のアタッチメントとして用いる
傾斜円テーブルに関する。

従来技術 工作機械によってワークを加工するに際し、ワークの
回転割出し作業を必要とする場合には、円テーブルが使
用され、さらに、ワークの傾斜割出し作業を併せ必要と
する場合には、傾斜円テーブルが用いられる。

かかる目的に使用する従来の傾斜円テーブルは、ベー
スフレームＢ上に、傾斜軸K1、K1を介して軸架した傾斜
テーブルＫと、傾斜テーブルＫ上に、中心軸R1を中心に
回転自在に装着した図示しない円テーブルＲとを組み合
わせたものである（第９図）。傾斜テーブルＫの一方の
傾斜軸K1は、ウォームギヤK2、図示しないウォーム、適
当な減速ギヤK3を介して、傾斜モータKmに連結されてい
る。円テーブルＲの中心軸R1は、ウォームギヤR2、ウォ
ームR3、減速ギヤR4、R4…を介して、回転モータRmに連
結されている。ただし、傾斜モータKmは、ベースフレー
ムＢ上に搭載されている一方、回転モータRmは、傾斜テ
ーブルＫ上に搭載することにより、両者は、互いに独立
に、傾斜テーブルＫの傾斜割出角を設定し、円テーブル
Ｒの回転割出角を設定することができる。

なお、回転モータRmは、傾斜軸K1の一端に搭載するこ
ともできる（第10図）。このときは、傾斜軸K1の端部を
中空に形成するとともに、回転軸R5を挿通し、回転モー
タRmは、減速ギヤR6、R6…、回転軸R5、減速ギヤR4、R4
…を介して、前述のウォームR3に連結するものとする。

発明が解決しようとする課題 而して、かかる従来技術によるときは、傾斜モータは
固定のベースフレーム上に搭載されているからよいとし
ても、回転モータは、傾斜テーブルまたは傾斜軸上に搭
載されているから、その重量が、傾斜テーブルを含む傾
斜可動部分の重量バランスを崩し、傾斜テーブルの傾斜
割出角の割出し精度を悪化させるという問題が避けられ
なかった。また、回転モータが傾斜テーブルの傾斜とと
もに移動または回転するために、傾斜軸を支承する軸受
部分等と干渉を生じて、傾斜テーブルの傾斜可動範囲を
制限したり、回転モータに対する電気配線が困難になっ
たりすることも少なくなかった。

そこで、この発明の目的は、傾斜モータのみならず、
回転モータも固定のベースフレーム上に搭載するととも
に、適当な差動特性を有する差動機構を介し、円テーブ
ルを回転モータによって駆動することにより、回転モー
タを傾斜テーブルや傾斜軸上に搭載することによる一連
の問題を一挙に解決することができる傾斜円テーブルを
提供することにある。

課題を解決するための手段 かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、ベー
スフレームと、ベースフレーム上に軸架された傾斜テー
ブルと、傾斜テーブル上に回動自在に装着された円テー
ブルと、ベースフレームに搭載し、傾斜軸を介して傾斜
テーブルを傾斜させる傾斜モータと、ベースフレームに
搭載し、回転軸を介して円テーブルを回転する回転モー
タと、ベースフレームに組み込み、回転モータが停止中
は、傾斜モータにより傾斜軸と回転軸とを同期回転駆動
し、傾斜モータが停止中は、回転モータにより回転軸の
みを回転駆動するように差動特性を設定した差動機構と
を備えることをその要旨とする。ただし、ここでいう同
期回転とは、傾斜軸と回転軸とが、それぞれの回転方向
と回転量との双方が同一となるように回転することをい
う。

なお、差動機構を構成する太陽ギヤと傾斜軸とは、同
心に配設するようにしてもよい。

作 用 而して、この構成によるときは、傾斜テーブルは、傾
斜軸を介して、傾斜モータによって任意の傾斜割出角に
傾斜設定することができる一方、円テーブルは、差動機
構と回転軸とを介して、回転モータによって任意に回転
割出角を設定することができる。このとき、差動機構
は、回転モータが停止中は、傾斜モータが傾斜軸と回転
軸とを同期して回転駆動し、傾斜モータが停止中は、回
転モータが回転軸のみを回転駆動するように、その差動
特性を設定してあるので、回転モータと傾斜モータと
は、それぞれ、傾斜テーブルの傾斜割出角の設定と円テ
ーブルの回転割出角の設定とに独立に使用され、両者と
もにベースフレーム上に搭載しても、一方が他方の回転
に影響を与えることがない。

すなわち、回転モータは、回転軸のみを回転駆動する
ので、傾斜テーブルの傾斜割出角を変化させるおそれが
なく、また、傾斜モータは、傾斜軸と回転軸とを同期し
て回転駆動するので、傾斜軸によって傾斜テーブルの傾
斜割出角を変更しても、回転軸は正確に傾斜軸に追随
し、両者間に相対回転が発生することがなく、したがっ
て、このとき、円テーブルの回転割出角が不用意に変動
してしまうおそれがない。よって、このときの差動機構
は、傾斜モータによって傾斜テーブルが傾斜する際に、
円テーブルの回転割出角の変動を有効に補償し、回転割
出角を一定に維持するように機能しているものである。

差動機構を構成する太陽ギヤと傾斜軸とを同心に配設
すれば、差動機構と傾斜軸とを簡単に接続することが可
能であるから、全体を小形化することができるととも
に、傾斜割出角を設定する際の回転割出角に対する補償
精度を容易に向上させることができる。

実施例 以下、図面を以って実施例を説明する。

傾斜円テーブルは、ベースフレーム10と、傾斜テーブ
ル20と、図示しない円テーブルと、ベースフレーム10に
組み込まれた差動機構40と、傾斜モータ20Mと、回転モ
ータ30Mとを主要部材としてなる（第１図）。

ベースフレーム10には、一対の軸受部11、11が形成さ
れ、傾斜テーブル20は、両側に傾斜軸21、21を突設し、
軸受部11、11を介して、傾斜軸21、21を中心に回動自在
に軸架されている。すなわち、傾斜テーブル20は、傾斜
軸21、21を中心に回動することにより、任意の傾斜割出
角に設定することができるものとする。ベースフレーム
の一端部10には、差動機構40を収納し、傾斜モータ20
M、回転モータ30Mを搭載するための機構部12が形成され
ている（第１図、第２図）。

機構部12の側の傾斜軸21は、中空に形成されるととも
に、大径のギヤ22、ウォームギヤ23が嵌着されている。
また、ウォームギヤ23にはウォーム24が噛合し、ウォー
ム24は、ウォーム軸24a、ギヤ25a、25bを介して、傾斜
モータ20Mに連結されている。

傾斜テーブル20には、図示しない円テーブルの回転中
心となる中心軸31が軸支されており、中心軸31には、ウ
ォームギヤ32が嵌着されている。ウォームギヤ32にはウ
ォーム33が噛合し、ウォーム33のウォーム軸33aは、ギ
ヤ34a、34b、34c、回転軸35を介して、傾斜テーブル20
の外部にまで機械的に延長され、回転軸35の先端には、
ギヤ36が装着されている。

差動機構40は、太陽ギヤ41と、遊星ギヤ42と、外歯車
からなるキャリヤ43とを主要要素とし、遊星ギヤ42と一
体に回転する補助ギヤ44は、回転軸35に固定されたギヤ
36と噛合している。太陽ギヤ41、回転軸35および傾斜軸
21は、同心に配設されており、また、回転軸35は、傾斜
軸21の軸心を貫通し、両者は二重軸を形成している。キ
ャリヤ43は、太陽ギヤ41と同軸上に回転可能に支持され
ており、補助ギヤ45、46を介して、傾斜軸21に固定され
たギヤ22に噛合している。ただし、補助ギヤ45、46は、
機構部12に対し、回転可能に軸着されているものとす
る。

太陽ギヤ41は、ベベルギヤ37a、37b、ギヤ38a、38bを
介して回転モータ30Mに連結されている。

いま、太陽ギヤ41、遊星ギヤ42、キャリヤ43、補助ギ
ヤ44、45、46、ギヤ22、36の各歯数を、それぞれZi（た
だし、ｉ＝41、42…は、各ギヤの符号と一致させるもの
とする）とすると、差動機構40の差動は、次のようにし
て解析することができる。まず、キャリヤ43を含み、ギ
ヤ22、36、補助ギヤ45、46を除く全体機構を固着したま
ま、特定方向（たとえば、第１図の矢印Ａ方向）に太陽
ギヤ41を１回転させると、これによって、遊星ギヤ42、
キャリヤ43、補助ギヤ44、ギヤ36、回転軸35は、一体に
同方向に１回転し、このとき、補助ギヤ45、46は、−
（Z43/Z45）回転する（ただし、回転の符号は、矢印Ａ
方向を正にとる）。また、補助ギヤ46、ギヤ22を介して
駆動される傾斜軸21は、（Z43/Z45）・（Z46/Z22）回転
する。

次いで、キャリア43を固定し、太陽ギヤ41を矢印Ａ方
向と逆方向に−１回転させると、遊星ギヤ42、補助ギヤ
44は、Z41/Z42回転し、これによって、補助ギヤ44、ギ
ヤ36を介して駆動される回転軸35は、−（Z41/Z42）・
（Z44/Z36）回転する。このとき、補助ギヤ45、46、ギ
ヤ22、傾斜軸21は、キャリヤ43が固定されているから回
転しない。

回転モータ30Mが停止中は、太陽ギヤ41が固定される
から、そのときの回転軸35、傾斜軸21の各回転数N35、N
21は、これらの２状態の運動の総合結果として表記する
ことができ、したがって、 N35＝１−（Z41/Z42）（Z44/Z36） N21＝（Z43/Z45）（Z46/Z22） の関係式が得られる。よって、 N35＝（１−α）βN21 ただし、 α＝（Z41/Z42）（Z44/Z36） β＝（Z45/Z43）（Z22/Z46） が成立する。

すなわち、各ギヤの歯数Ziを適当に定め、 （１−α）β ＝（１−（Z41/Z42）（Z44/Z36）） ・（Z45/Z43）（Z22/Z46） ＝１ なる差動特性が成立するようにすれば、N35＝N21が成立
し、回転モータ30Mが停止中は、常に回転軸35を傾斜軸2
1に追従させ、両者間の同期回転を維持し、両者の相対
回転をなくすることができる。

換言すれば、（１−α）β＝１とすることにより、回
転モータ30Mの停止中に、傾斜モータ20Mによって、ギヤ
25a、25b、ウォーム24、ウォームギヤ23からなる減速機
構を介して傾斜軸21を回転駆動し、傾斜テーブル20を任
意の傾斜割出角に変更しても、これによって、傾斜軸21
と回転軸35との間に相対回転が発生することがなく、円
テーブルの回転割出角は一定に保つことができる。した
がって、このときの差動機構40は、傾斜モータ20Mによ
る傾斜軸21の回転に伴ない、円テーブルの回転割出角が
変化することを有効に補償するものである。

一方、傾斜モータ20Mの停止中は、ウォームギヤ23、
傾斜軸21、ギヤ22、補助ギヤ46、45を介してキャリア43
がロックされるから、このときは、前述のように、太陽
ギヤ41の１回転に対し、回転軸35は、（Z41/Z42）（Z44
/Z36）＝α回転する。すなわち、回転モータ30Mの回転
は、ギヤ38a、38b、ベベルギヤ37a、37bを介して太陽ギ
ヤ41に伝達され、その後、減速比αを以って、回転軸35
に伝達される。回転軸35の回転は、ギヤ34a、34b…、ウ
ォーム33、ウォームギヤ32、中心軸31を介して円テーブ
ルに伝達されるから、円テーブルは、回転モータ30Mに
よって任意に回転割出角を設定することが可能である。

以上の関係は、傾斜モータ20M、回転モータ30Mを同時
に回転駆動したときにもそのまま維持することができ、
したがって、傾斜モータ20M、回転モータ30Mによる傾斜
テーブル20の傾斜割出角の設定、円テーブルの回転割出
角の設定は、互いに独立に任意に行なうことができる。

なお、差動機構40のキャリア43は、遊星ギヤ42を連結
しているため、その回転時に大きな負荷が作用すること
となるが、この実施例では、傾斜モータ20Mは、ギヤ25
a、25b、ウォーム24、ウォームギヤ23から構成される減
速機構を介して傾斜軸21に連結され、こ傾斜軸21をキャ
リヤ43に連結しているため、傾斜モータ20Mの所要出力
は、この減速機構の減速比に応じて小さいもので足り
る。

また、差動機構40の太陽ギヤ41と傾斜軸21とは、互い
に同心となるように配設されているので、差動機構40と
傾斜軸21との連結に要するギヤ数を最少にすることがで
きる。よって、装置全体の小形化を図るとともに、傾斜
軸21と回転軸35との補償精度を高くすることができる。
さらに、ベベルギヤ37a、37bのような伝達方向変換手段
を用いることによって、回転モータ30Mの出力軸は、傾
斜軸21に対して直角に配置されているので、傾斜円テー
ブルの傾斜軸方向の所要全長は、極めて短くすることが
できる。

他の実施例 差動機構40は、４枚のベベルギヤ47、48、48、37をボ
ックス形のキャリヤ43に組み込んだ差動歯車列として形
成することができる（第３図）。キャリヤ43には、外歯
車を形成して補助ギヤ45に噛合させる一方、ベベルギヤ
47、37は、それぞれ、前実施例の太陽ギヤ41、ギヤ36の
代わりとして、回転モータ30M、回転軸35に連結する。
この場合は、（Z45/Z43）・（Z22/Z46）＝1/2の差動特
性を実現することにより、回転軸35を傾斜軸21に同期回
転させることができる。また、傾斜軸21と固定するとき
のベベルギヤ47と回転軸35との間の減速比は−１であ
り、その回転方向は逆である。

回転軸35の回転は、遊星ギヤ42、42に噛合する内歯車
38を介して、取り出すこともできる（第４図）。このと
きは、 （Z45/Z43）（Z22/Z46） ・（１＋Z41/Z38）＝１ の差動特性を作ることによって、所定の同期回転を実現
することができ、傾斜軸21を固定するとき、太陽ギヤ41
と回転軸35のの減速比は−（Z41/Z38）となって、両者
の回転方向は逆である。

遊星ギヤ42、42に噛合する内歯（歯数Z49a）と補助ギ
ヤ45に噛合する外歯（歯数Z49b）とを有する複合ギヤ49
を使用するとともに、キャリヤ43を回転軸35に直結して
もよい（第５図）。この場合は、 （Z49b/Z45）（Z46/Z22） ・（１＋Z41/Z49a）＝１ のときに所定の同期回転が得られ、傾斜軸21を固定した
ときの太陽ギヤ41と回転軸35との減速比は1/（１＋Z49a
/Z41）で、両者は同方向に回転する。

太陽ギヤ41を、遊星ギヤ42、42に噛合する内歯車51に
代えてもよい（第６図）。回転軸35のギヤ36は、遊星ギ
ヤ42、42に噛合する。このときは、 （Z45/Z43）（Z22/Z46） ・（１＋Z51/Z36）＝１ のとき、所定の同期回転が得られ、傾斜軸21を固定した
ときの内歯車51と回転軸35との減速比は、−（Z51/Z3
6）であって、両者の回転方向は逆方向である。

差動機構40から取り出す傾斜軸21と回転軸35とは、必
ずしも同軸に形成する必要はない（第７図）。ただし、
このときは、傾斜軸21を中心に傾斜テーブル20が回動す
るとき、回転軸35と、傾斜テーブル20内のギヤ34a、34b
…、ウォーム33を含む円テーブルの回転機構とは、適当
な自在継手を介して、その機械的な連結状態を維持する
ものとする。

以上の各実施例では、傾斜モータ20Mは、傾斜テーブ
ル20に突設された傾斜軸21を介して差動機構40を動作さ
せている。このような構成によれば、傾斜軸21と回転軸
35とを高い精度で同期回転させることができる。しか
し、差動機構40は、傾斜軸21を介してではなく、傾斜モ
ータ20Mと傾斜軸21との中間から分岐接続することによ
って動作させる構成としてもよい（第８図）。

ここでは、傾斜モータ20Mの出力を傾斜軸21、差動機
構40に伝達するためのギヤ22は、ギヤ25a、25bとウォー
ム24（図示せず）との間に介装されている。また、ベベ
ルギヤ37a、37bは、差動機構40と回転軸35との間に介装
されている。ただし、この場合の差動機構40の差動特性
は、ウォーム24とウォームギヤ23との減速比、ベベルギ
ヤ37a、37bの減速比を考慮した上で、傾斜軸21と回転軸
35との間に所定の同期回転が得られるようにする必要が
ある。回転モータ30Mの停止中に傾斜モータ20Mが駆動さ
れると、傾斜軸21を介して傾斜テーブル20の傾斜割出し
が行なわれるとともに、ギヤ22、補助ギヤ46、45を介し
て差動機構40が動作し、回転軸35が傾斜軸21と同期回転
を行なうので、円テーブルの回転割出角は一定に保たれ
る。

また、差動機構40は、前述の各実施例に示す所定の差
動特性を実現する限り、他の任意の形式のものを使用す
ることができる。たとえば、歯車列を使用するものに代
えて、チェーンまたはベルト等の動力伝達機構を組み合
わせたものでもよい。

発明の効果 以上説明したように、この発明によれば、所定の差動
特性を有する差動機構を使用することにより、傾斜モー
タによって傾斜テーブルの傾斜割出角を設定する際に、
傾斜テーブル上の円テーブルの回転割出角に変動を生じ
ないように、円テーブルの回転軸を傾斜テーブルの傾斜
軸と同期回転させることができるから、傾斜モータのみ
ならず、回転モータもベースフレーム上に固定して搭載
することができ、したがって、回転モータを傾斜可動部
分に搭載することによって発生するすべての問題を一掃
することができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は実施例を示し、第１図は全体構成説明
図、第２図は第１図のＸ−Ｘ線矢視相当図である。 第３図ないし第８図は、それぞれ別の実施例を示す要部
構成説明図である。 第９図と第10図は、それぞれ別の従来例を示す第１図、
第８図相当図である。 10……ベースフレーム 20……傾斜テーブル 20M……傾斜モータ 21……傾斜軸 30M……回転モータ 35……回転軸 40……差動機構 41……太陽ギヤ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベースフレームと、該ベースフレーム上に
   軸架された傾斜テーブルと、該傾斜テーブル上に回動自
   在に装着された円テーブルと、前記ベースフレームに搭
   載し、傾斜軸を介して前記傾斜テーブルを傾斜させる傾
   斜モータと、前記ベースフレームに搭載し、回転軸を介
   して前記円テーブルを回転する回転モータと、前記ベー
   スフレームに組み込み、前記回転モータが停止中は、前
   記傾斜モータにより前記傾斜軸と回転軸とを同期回転駆
   動し、前記傾斜モータが停止中は、前記回転モータによ
   り前記回転軸のみを回転駆動するように差動特性を設定
   した差動機構とを備えてなる傾斜円テーブル。
2. 【請求項２】前記差動機構を構成する太陽ギヤと前記傾
   斜軸とは、同心に配設することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の傾斜円テーブル。