工作機械用の主軸駆動装置
【課題】主軸駆動装置において、摩擦面や押圧面の摩耗を抑制し、主軸に付与する回転抵抗の大きさを安定的に維持できるようにする。
【解決手段】摩擦面４４の面上に開口するようにした溝であって、摩擦面４４と押圧面４３ｄとの対向する接触範囲８０内で、主軸を囲むように延在し、主軸の回転中心を中心とする円周と交差する方向の交差溝７５ｂと、接触範囲８０外に連通する排出口７５ｃとを備えた供給溝７５を設け、潤滑油を供給するノズル孔７４を供給溝７５に向けて開口させることにより、主軸の回転に伴い、接触範囲８０に対して４つの交差溝７５ｂが相対的に移動し、当該移動した４つの交差溝７５ｂに潤滑油が供給されるようにして、摩擦面４４と押圧面４３ｄとの対向する接触範囲８０内まで潤滑油が到達しやすくなるようにする。
【解決手段】摩擦面４４の面上に開口するようにした溝であって、摩擦面４４と押圧面４３ｄとの対向する接触範囲８０内で、主軸を囲むように延在し、主軸の回転中心を中心とする円周と交差する方向の交差溝７５ｂと、接触範囲８０外に連通する排出口７５ｃとを備えた供給溝７５を設け、潤滑油を供給するノズル孔７４を供給溝７５に向けて開口させることにより、主軸の回転に伴い、接触範囲８０に対して４つの交差溝７５ｂが相対的に移動し、当該移動した４つの交差溝７５ｂに潤滑油が供給されるようにして、摩擦面４４と押圧面４３ｄとの対向する接触範囲８０内まで潤滑油が到達しやすくなるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は工作機械用の主軸駆動装置に関し、特に、フレームに対し回転可能に支持された主軸を回転駆動する際に、押圧部材の押圧面を被押圧部材の摩擦面に押接することによって主軸に回転抵抗を付与する回転抵抗付与装置を備えた工作機械用の主軸駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工作機械に用いられる主軸駆動装置として、ワーク（被加工物）が載置される円テーブルを主軸に固定し、当該主軸を回転駆動することによって円テーブルを回転させる回転割出テーブル装置が知られている。この回転割出テーブル装置は、主軸を回転駆動することによって円テーブルの角度位置を割り出し、その割り出した角度位置でワークを加工するために用いられる。この種の回転割出テーブル装置は、割り出した角度位置（割出位置）で円テーブルを保持するために、クランプ装置を備えている。クランプ装置は、割出位置において主軸（円テーブル）を回転阻止状態とするためのものである。
【０００３】
ところで、通常はクランプ装置をクランプ状態にして円テーブルの回転を停止させ、ワークの加工を行う。しかし、クランプ装置をアンクランプ状態にして、連続的にワークを回転させながら仕上げ加工を行うこともある。その場合、回転割出テーブル装置は、ワークを加工するカッタから負荷を受ける。この負荷は、一定の加工条件の下でも常に変動している。そのため、回転割出テーブル装置による主軸の回転状態は、カッタから受ける負荷の変動の影響を受けて脈動が生じる場合がある。詳しくは次の通りである。
【０００４】
例えば、主軸の駆動手段として、ウォームギア等の駆動伝達手段を介さずに主軸を直接的に回転駆動する直接駆動型（Direct Drive）のモータ（以下、ＤＤモータという）を用いる場合、ＤＤモータは、検出された主軸の回転角度（回転量）に基づいて、主軸の回転角度の偏差を補正しながら回転が制御される。しかしながら、カッタから受ける負荷の変動に起因する回転角度の偏差の変動に対してＤＤモータの制御が追従できないことがあり、ＤＤモータの回転が必ずしも一定にならず、主軸の回転状態に脈動を伴うことになる。また、主軸の駆動手段としてウォームギア等の駆動伝達手段を用いる場合には、ウォームギアにはバックラッシュが存在するため、カッタから受ける負荷変動の影響を受けて、噛み合っているギアの駆動側の回転速度が変化すると、従動側（主軸側）のギアが慣性によりバックラッシュの範囲内で駆動側と無関係に揺動してしまい、主軸の回転状態に脈動を生じてしまう。
【０００５】
主軸の回転状態に脈動が生じると、主軸に固定された円テーブルの回転状態にも脈動を伴う。その結果、円テーブルを回転しながら仕上げ加工されるワークの仕上加工面の面粗度が劣化してしまう。このような脈動の発生を解決課題とした従来技術として、特許文献１に記載された主軸駆動装置がある。
【０００６】
この特許文献１は、主軸駆動装置としての旋盤に関するものである。そして、この特許文献１には、切削負荷の変動によって歯車のバックラッシュや回転伝達系の弾性変形に起因する主軸角度の誤差が発生するため、これを回避すべく、主軸にブレーキ装置を設け、ワークを回転させながら加工を行う際に、このブレーキ装置によって主軸に一定の負荷を常時与えることが記載されている。なお、上記の切削負荷の変動に伴って主軸角度の誤差が発生すると、結果として主軸の回転は脈動を伴ったものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２１８４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、ワークを回転させながら加工を行う際に、ブレーキ装置によって主軸に一定の負荷（回転抵抗）を常時与えるようにした場合に、押接した状態で摺動するブレーキシューの押圧面や回転部材の摩擦面に摩耗が発生する。そして、ブレーキシューの押圧面や回転部材の摩擦面に摩耗が発生すると、摩耗により押圧面や摩擦面の表面の状態が変化し、主軸に作用させる回転抵抗の大きさが変化してしまう。その結果、摩耗の進行に伴って再び主軸の回転状態に脈動が生じる状態となり、ワークの仕上加工面の面粗度が劣化してしまう。
【０００９】
そこで、ブレーキ装置によって主軸に一定の回転抵抗を与えつつワークを回転させて加工を行う場合には、上記摩耗を抑制するため、ブレーキシューの押圧面や回転部材の摩擦面を潤滑する必要がある。そして、上記特許文献１には、上記摩耗の抑制と目的は異なるが、主軸駆動装置（旋盤）が主軸に設けたブレーキ装置に対し潤滑油を供給するための潤滑供給手段を備えることが記載されている。
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１に記載の潤滑供給手段では、ノズル孔からの滴下により、ブレーキシューの押圧面や回転部材の摩擦面に潤滑油を供給しているため、潤滑油の粘度や回転部材の回転による遠心力の影響などによって、回転部材上でブレーキシューが押接される部分にまで潤滑油が到達しにくい。そのため、押圧面や摩擦面は潤滑不足による油膜切れの状態になり、ブレーキシューの押圧面や回転部材の摩擦面に摩耗が発生してしまい、充分に摩耗を抑制できないという問題がある。
【００１１】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、工作機械における主軸駆動装置において、摩擦面や押圧面の摩耗を抑制し、主軸に付与する回転抵抗の大きさを安定的に維持できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記した課題を解決するために、本発明では、押圧部材の押圧面および被押圧部材の摩擦面の少なくとも一方の面上に開口するようにした溝であって、摩擦面と押圧面との対向する範囲内で、主軸を囲むように延在し、主軸の回転中心を中心とする円周と交差する方向の要素と、摩擦面と押圧面との対向する範囲外に連通する排出口とを備えた供給溝を設け、潤滑油を供給するノズル孔を供給溝に向けて開口させている。なお、ここで言う主軸の回転中心を中心とする円周とは、主軸の回転中心を中心とする仮想の真円を指すものとする。
【００１３】
本発明の他の態様では、供給溝は、潤滑油を排出する排出口を少なくとも２個備え、隣り合う排出口の間で供給溝に開口するようにノズル孔を設けるようにしている。
【発明の効果】
【００１４】
上記のように構成した本発明によれば、摩擦面と押圧面との対向する範囲内で主軸を囲むように延在し、主軸の回転中心を中心とする円周に沿った方向と交差する方向の要素を通過して排出口から排出されるように潤滑油が供給されるので、主軸の回転に伴い、上記円周に沿った方向と交差する方向の要素と該要素と対向する範囲とが相対的に移動して、摩擦面と押圧面との対向する範囲内まで潤滑油が到達しやすくなる。これにより、摩擦面や押圧面が油膜切れの状態になるのを抑制して、摩擦面と押圧面との摩耗を抑制することができるので、回転抵抗付与装置が主軸に付与する回転抵抗の大きさを維持することができる。
【００１５】
本発明の他の特徴によれば、ノズル孔から供給溝に供給されて排出口から排出されるまでの潤滑油の通過経路が、ノズル孔から見て両側に位置する２つの排出口へと向かう方向の異なる経路に分岐される。これにより、一方の排出口への供給溝が摩耗粉によって詰まっても、ノズル孔から供給溝に供給された潤滑油を他方の排出口へ通過させることができ、潤滑油の圧力による摩擦面と押圧面との浮き上がりを防止することができる。これにより、回転抵抗付与装置が主軸に付与する回転抵抗を所要の大きさに維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態による工作機械用の主軸駆動装置の構成例を示す図である。
【図２】本実施形態による主軸駆動装置の一部を拡大して示す図である。
【図３】図２におけるＢ−Ｂ断面を示す図であり、本実施形態による供給溝の構成例を示す図である。
【図４】図２におけるＢ−Ｂ断面を示す図であり、本実施形態による供給溝の他の構成例を示す図である。
【図５】図２におけるＢ−Ｂ断面を示す図であり、本実施形態による供給溝の他の構成例を示す図である。
【図６】図２におけるＢ−Ｂ断面を示す図であり、本実施形態による供給溝の他の構成例を示す図である。
【図７】図２におけるＢ−Ｂ断面を示す図であり、本実施形態による供給溝の他の構成例を示す図である。
【図８】図２におけるＢ−Ｂ断面を示す図であり、本実施形態による供給溝の他の構成例を示す図である。
【図９】図２におけるＢ−Ｂ断面を示す図であり、本実施形態による供給溝の他の構成例を示す図である。
【図１０】図２におけるＢ−Ｂ断面を示す図であり、本実施形態による供給溝の他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。本実施形態は、回転抵抗付与装置を備えた工作機械用の主軸駆動装置の一例として回転テーブル装置を用い、回転テーブル装置に本発明を適用した例である。なお、以下の説明において、「軸線方向」とは、主軸４ａの回転軸線の方向を指し、「半径方向」とは同心的に配置された主軸４ａおよび円テーブル５の半径方向を指すものとする。また、「軸線方向」について、各部材における円テーブル５側を上（上端、上面）とし、その反対側を下（下端、下面）とする。
【００１８】
図１は、本実施形態の回転テーブル装置１の全体を示す図である。回転テーブル装置１は、主軸４ａに取り付けられた円テーブル５の面上に治具および加工対象のワークを載置するものである。図示の回転テーブル装置１は、主軸４ａに対して回転抵抗を付与する回転抵抗付与装置１０を備えている。なお、図示の回転テーブル装置１は、主軸４aの回転軸線が略鉛直となるように、所謂横置きに設置されている。
【００１９】
図２は、回転抵抗付与装置１０の一部を拡大して示す図である。回転抵抗付与装置１０は、主軸４ａに取り付けられている円盤状の摺動ディスク４３の押圧面４３ｄがフレーム２側のベース部１１の摩擦面４４に押接することによって、主軸４ａに回転抵抗を付与する押圧力を摩擦面４４に常に作用させるように成されたディスク式の回転抵抗付与装置である。
【００２０】
まず、図１を参照して、回転テーブル装置１の構成について説明する。図１に示すように、回転テーブル装置１は、フレーム２と、フレーム２に対して回転可能に支持された主軸４ａと、主軸４ａに取り付けられたフランジ４ｂおよび円テーブル５と、主軸４ａを回転駆動する駆動装置としてのＤＤモータ６と、主軸４ａに対して回転抵抗を付与するクランプ装置４８とを含んで構成される。
【００２１】
フレーム２は、工作機械に対する設置面となる部分が平坦な面として形成されている。このフレーム２は、ケーシング体２８ａ，２８ｂとベース部材２９とを別体に形成し、両者を複数の取付ボルト２７によって組み合わせることにより構成されている。ベース部材２９は、主軸４ａを囲繞する筒状のベース部１１を有している。なお、筒状のベース部１１は、それ単独の部材として別に形成し、ボルト等によって取り付けられる構成としてもよい。
【００２２】
主軸４ａは、フレーム２内において筒状のベース部１１の内部に挿入され、軸受３によってフレーム２に対し回転可能に支持されている。主軸４ａの一端にはフランジ４ｂが取り付けられ、フランジ４ｂには円テーブル５が取り付けられている。また、主軸４ａの他端は、円盤状の突出部材１６の孔１６ａに挿入され、更にこの孔１６ａから突出している。なお、突出部材１６は、ベース部材２９の内周側に複数の取付ボルト３１によって取り付けられている。
【００２３】
円テーブル５は、中心孔１３ａの部分を嵌め合いによってフランジ４ｂの突起に対し位置決めされた状態で、複数の取付ボルト１２によってフランジ４ｂに対し取り付けられている。
【００２４】
フランジ４ｂは、中心孔１３ｂの部分で主軸４ａの一端に嵌め合いによって位置決めされた状態で、複数の取付ボルト３０により主軸４ａの端面に対し取り付けられている。このフランジ４ｂには、円テーブル５と反対側の面から主軸４ａの回転軸線方向へ延びる筒状の保持部２３が一体的に形成されており、この保持部２３がベース部１１を囲繞するかたちとなっている。なお、保持部２３は、フランジ４ｂと一体に形成されているが、別体に形成されてフランジ４ｂに取り付けられる構成としてもよい。また、フランジ４ｂに設けられるものに限らず、円テーブル５または主軸４ａに対し一体に形成されるか、または、別体に形成されて取り付けられるものでもよい。また、円テーブル５とフランジ４ｂと主軸４ａとは、一体に形成されたものであってもよい。
【００２５】
主軸４ａは、主軸４ａの外周面とベース部１１の内周面との間に設けられた軸受３により支持されている。図１の例では、主軸４ａを支持するために３個の軸受３が組み合わせて設けられている。そして、これらの軸受３の内輪側は、主軸４ａの外周面に形成された段部とフランジ４ｂの中心孔１３ｂの周囲の部分とにより挟み込まれた状態で、主軸４ａに対し固定されている。また、軸受３の外輪側は、ベース部１１の内周面に形成された段部とベース部１１の端面に取付ボルト１５によって取り付けられた環状の軸受け押さえ１４とにより挟み込まれた状態で、ベース部１１に対し固定されている。
【００２６】
また、主軸４ａには、摺動ディスク４３が取り付けられている。この摺動ディスク４３は、円盤状の薄板からなる弾性変形可能な部材であって、主軸４ａが通る貫通孔を有している。この摺動ディスク４３は、その内周側（貫通孔側）の部分において取付ボルト１９によって主軸４ａに固定されている。
【００２７】
さらに、主軸４ａには、突出部材１６の孔１６ａから突出している他端に、回転検出器２０の一部を成す被検出リング２１が取り付けられている。この回転検出器２０は、主軸４ａの回転角度（回転量）を検出するためのものであって、主軸４ａに取り付けられた被検出リング２１と、フレーム２側の突出部材１６に取り付けられた検出センサ２２とで構成されている。この回転検出器２０が設けられる主軸４ａの他端側における主軸４ａの外周の空間は、カバー部材１８によって塞がれている。なお、カバー部材１８は、取付ボルト１７によってベース部材２９に取り付けられている。
【００２８】
この主軸４ａは、駆動装置によって回転駆動される。駆動装置としては、ギア等の駆動伝達手段を介さずに主軸４ａを回転駆動するＤＤモータ６を採用している。このＤＤモータ６は、主軸４ａの回転軸線に関し主軸４ａと同心的に配置されており、モータロータ７およびモータステータ８を含んで構成されている。すなわち、ＤＤモータ６は所謂インナーロータ形である。なお、ＤＤモータ６は、図示しない工作機械の制御装置に接続されており、その制御装置によって駆動が制御される。
【００２９】
モータロータ７は、フランジ４ｂの保持部２３の外周面に嵌め込まれた状態で、フランジ４ｂ側から挿入された取付ボルト２４により、フランジ４ｂに対し相対回転不能に取り付けられている。したがって、モータロータ７は、円テーブル５が固定された主軸４ａに対し相対回転不能な状態となっている。
【００３０】
モータステータ８は、モータロータ７の外周面を囲繞するように配置されている。すなわち、モータステータ８は、その内周面がモータロータ７の外周囲に対向し、モータロータ７の外周面との間に僅かな隙間を形成した状態でフレーム２に取り付けられている。また、モータステータ８は、ステータスリーブ２５の内周面に相対回転不能に嵌め込まれている。ステータスリーブ２５は、フレーム２におけるケーシング体２８ａの内周面に嵌め込まれた状態で、フレーム２のベース部材２９側から挿入した取付ボルト２６によってフレーム２に取り付けられている。したがって、モータステータ８は、フレーム２内において、フレーム２に対し相対回転不能に設けられた状態となっている。
【００３１】
クランプ装置４８は、環状のクランプピストン４５と、押圧力付与装置４６とを含んで構成される。押圧力付与装置４６は、作動流体供給機構４２と、第１および第２の圧力室４９ａ，４９ｂとを備えている。
【００３２】
作動流体供給機構４２は、フレーム２のケーシング体２８ａの外側面に向けて開口して形成された第１および第２のポート４０ａ，４０ｂと、ケーシング体２８ａに形成された第１および第２の連通路３９ａ，３９ｂと、フレーム２のベース部材２９に形成された第１および第２の流路（図１には第１の流路３８ａのみ図示）と、作動流体（例えば、圧油）を供給するための作動流体供給源１０１と、作動流体のタンク１００と、作動流体供給源１０１に接続された流体供給装置４１とを備えて構成されている。
【００３３】
第１の流路３８ａおよびこれに接続された第１の連通路３９ａは、第１の圧力室４９ａと第１のポート４０ａとの間を連通している。第１のポート４０ａは、フレーム２と別体に設けられた流体供給装置４１に接続されている。また、第２の流路（図示せず）およびこれに接続された第２の連通路３９ｂは、第２の圧力室４９ｂと第２のポート４０ｂとの間を連通している。第２のポート４０ｂは流体供給装置４１に接続されている。
【００３４】
流体供給装置４１は、工作機械の制御装置により制御される図示しない切替弁を含む。この切替弁は、一方で作動流体供給源１０１およびタンク１００と流路で接続されており、他方で第１および第２のポート４０ａ，４０ｂと流路で接続されている。流体供給装置４１は、共通の作動流体供給源１０１から供給される所定の圧力の作動流体を、切替弁により第１および第２のポート４０ａ，４０ｂに選択的に切り替えて供給し、第１および第２の圧力室４９ａ，４９ｂの少なくとも一方に選択的に所定の圧力の作動流体を供給するものである。
【００３５】
また、図２に示すように、クランプ装置４８において、クランプピストン４５は、フレーム２の突出部材１６に形成されている環状の案内溝５１に対し軸線方向に移動可能な状態で納められている。案内溝５１は、フレーム２の突出部材１６における摺動ディスク４３と対向する部分において、摺動ディスク４３側に開口するように形成されている。したがって、案内溝５１に収容されるクランプピストン４５は、その円テーブル５側の端面（＝摺動ディスク４３側の端面）が、摺動ディスク４３と対向している。また、クランプピストン４５の摺動ディスク４３側の端面と摺動ディスク４３との間には、リターンディスク５２が介装されている。
【００３６】
リターンディスク５２は、略ドーナツ形の薄板からなる弾性変形可能な部材であって、フランジ部材５４および突出部材１６を介してベース部材２９に対して回転不能に固定配置されている。これにより、摺動ディスク４３の回転に伴ってクランプピストン４５が連れ回ることを防止する。クランプピストン４５に対し流体供給装置４１からの作動流体による押圧力が作用していない状態では、リターンディスク５２は摺動ディスク４３に接触していない。一方、クランプピストン４５に対し流体供給装置４１からの作動流体の圧力が作用している状態では、リターンディスク５２は摺動ディスク４３に押接し、クランプピストン４５の押圧力を摺動ディスク４３に伝達する。
【００３７】
クランプピストン４５は、その内周部の下端に形成されて内周側へ向けて突出する環状の突出部５３を有している。そして、この突出部５３と摺動ディスク４３との間の位置で環状のフランジ部材５４が、取付ボルト３２によりフレーム２の突出部材１６の摺動ディスク４３側の端面に取り付けられている。このフランジ部材５４の外周面は、クランプピストン４５の内周面とシール５５を介在させて密着している。
【００３８】
フレーム２側において、フレーム２の一部を成すベース部材２９のベース部１１には、その内周面から半径方向内側へ突出する段部６１が形成されている。その段部６１の下面（円テーブル５とは反対側の面）は、摺動ディスク４３の外周側の端部に位置する押圧部４３ｂの、円テーブル５側の面と対向する。この段部６１の下面が、摺動ディスク４３の押圧部４３ｂと接触可能な摩擦面４４として機能する。
【００３９】
主軸４ａに固定された摺動ディスク４３は、上述のように円盤状の薄板からなる弾性変形可能な部材であって、主軸４ａが通る貫通孔を有しており、外周側の端部に位置する押圧部４３ｂを摩擦面４４に対向させた状態で、貫通孔側の端部に位置する固定部４３ａにおいて主軸４ａ側に固定されている。
【００４０】
そして、クランプ装置４８においては、クランプピストン４５の下端面４５ａ（摺動ディスク４３とは反対側の端面）と案内溝５１とで囲まれた空間が、クランプ用の第１の圧力室４９ａとなる。この第１の圧力室４９ａに対し、押圧力付与装置４６の作動流体供給装置４２によって所定の圧力の作動流体が供給されると、クランプピストン４５の下端面４５ａがその圧力に応じた押圧力を受け、クランプピストン４５がリターンディスク５２を介して摺動ディスク４３を押圧する。その結果、主軸４ａに固定された摺動ディスク４３がクランプピストン４５（リターンディスク５２）とフレーム２側の摩擦面４４とで挟持（クランプ）された状態となり、主軸４ａがクランプされた状態となる。
【００４１】
なお、ここでいうクランプされた状態とは、主軸４ａに対しその回転を許容しない回転抵抗を付与して主軸４ａを回転不能な状態とすることいい、所謂完全クランプ状態をいう。これに対して、半クランプ状態とは、主軸４ａに対しその回転を許容する範囲で回転抵抗を付与する押圧力を作用させる状態をいう。そして、半クランプ状態では、主軸４ａの回転が許容されるので、割り出し装置（回転テーブル装置１）は角度位置の割り出し等を問題なく行うことができる。
【００４２】
また、クランプ装置４８において、クランプピストン４５の内周面４５ｂと、クランプピストン４５の突出部５３における摺動ディスク４３側の面４５ｃと、フランジ部材５４と、案内溝５１の内周面とで囲まれた空間が、アンクランプ用の第２の圧力室４９ｂとなる。上記した作動流体供給装置４２による第１の圧力室４９ａへの作動流体を停止すると共に、この第２の圧力室４９ｂに対し所定の圧力の作動流体が供給されると、クランプピストン４５の突出部５３における摺動ディスク４３側の面４５ｃがその圧力に応じた押圧力を受け、クランプピストン４５が摺動ディスク４３から離間する方向へ移動する。その結果、上記の完全クランプ状態が解除され、主軸４ａが回転可能な状態となる。
【００４３】
なお、本実施形態では、クランプ装置４８における摺動ディスク４３と摩擦面４４とが上述の回転抵抗付与装置として機能している。言い換えれば、本実施形態では、クランプ装置４８を為す一部の構成が回転抵抗付与装置１０としても機能している。
【００４４】
摺動ディスク４３は、固定部４３ａと、押圧部４３ｂと、固定部４３ａと押圧部４３ｂとの間に位置する弾性変形部４３ｃとを一体の部材として含む。摺動ディスク４３は、フレーム２のベース部１１側と主軸４ａ側との間において弾性変形部４３ｃが撓んだ状態（弾性変形した状態）で固定部４３ａを主軸４ａ側に取り付けられ、弾性変形部４３ｃの撓み力（弾性力）により押圧部４３ｂが摩擦面４４に向けて付勢されている。これにより、押圧部材としての押圧部４３ｂにおける円テーブル５側の面（押圧面４３ｄ）が、被押圧部材としてのベース部１１の摩擦面４４を常に押接することによって、主軸４ａに対しその回転を許容する回転抵抗を付与する半クランプ用の押圧力を常に作用させるように構成している。
【００４５】
具体的には、主軸４ａにおける摺動ディスク４３が取り付けられる取付面を摩擦面４４に対して主軸４ａの軸線方向において上側（被押圧部材側）へオフセットさせて設けており、その結果として、平板状の摺動ディスク４３における弾性変形部４３ｃが、取付面と摩擦面４４との間で撓んだ状態となり、その撓み力（弾性力）により、押圧部４３ｂの押圧面４３ｄが付勢されて摩擦面４４を押圧している。なお、ここでいうオフセットとは、２つの平面が、互いに平行、且つ、平面と垂直方向に互いに一定の距離を持って位置する状態を指すものとする。そして、このオフセット量は、弾性変形部４３ｃの弾性変形に応じて押圧部４３ｂと摩擦面４４との間に生じる摺動抵抗が主軸４ａの回転を許容する程度（主軸４ａを完全にクランプしない程度）とするように設定されている。
【００４６】
以上で説明した回転テーブル装置１において、本実施形態ではさらに、回転抵抗付与装置１０に潤滑油を供給するための潤滑供給装置が設けられている。その構成について、図１〜図３を参照して説明する。なお、図３は、図２のＢ−Ｂ断面における摩擦面４４に設けられた供給溝の構成例を示す図である。
【００４７】
潤滑供給装置は、潤滑油を回転抵抗付与装置１０に供給する供給装置７１と、供給回路７３と、ノズル孔７４と、供給溝７５とを備えている。
【００４８】
図１に示すように、フレーム２のケーシング体２８ａには、その外側面に向けて開口して形成された第３のポート４０ｃと、第３の連通路３９ｃとが設けられている。第３のポート４０ｃは、ケーシング体２８ａの外側面側で供給装置７１と接続されるとともに、ケーシング体２８ａの内部側で、第３の連通路３９ｃおよびこれに接続された図示しない第３の流路を介して、フレーム２のベース部１１に設けられた供給回路７３と連通している。
【００４９】
供給装置７１は、圧力空気供給源７２に接続されており、圧力空気供給源７２から供給される圧力空気を利用して潤滑油をミスト状にし、オイルミストを発生する。
【００５０】
供給回路７３は、フレーム２側に設けられ、供給装置７１に接続された第３のポート４０ｃとノズル孔７４とを連通する。供給回路７３は、フレーム２側のケーシング体２８ａおよびベース部材２９内に設けた複数の穿孔を組み合わせる形で構成されている。
【００５１】
ノズル孔７４は、供給回路７３と供給溝７５とを連通するように、フレーム２側から供給溝７５に向けて開口して設けられている。ノズル孔７４は、図３に示すように、フレーム２側に４つ設けられている。
【００５２】
供給溝７５は、摩擦面４４の面上に開口して設けられており、摩擦面４４と押圧面４３ｄとの対向する接触範囲８０内で、主軸４ａを囲むように円（真円）形状に形成された円周溝７５ａと、円周溝７５ａと交差するように半径方向に放射状に設けられた交差溝７５ｂ（本発明による円周と交差する方向の要素に相当）と、接触範囲８０の外に連通する排出口７５ｃとを備えている。
【００５３】
なお、上記で言う主軸４ａの回転中心を中心とする円周とは、主軸４ａの回転中心を中心とする仮想の真円を指すものとする。そして、供給溝７５がその円周と交差する方向の要素を備えるとは、例えば、接触範囲８０内に位置する仮想の点が主軸４ａの回転中心を中心に３６０°回転する間に供給溝７５を少なくとも一箇所以上で横切ることを意味し、更に別の言い方をすれば、接触範囲８０内に位置するような径の上記円周と交差する部分を有することを意味する。また、この交差する方向の要素は、潤滑という観点で好ましくは、半径方向において、接触範囲８０の半分以上の領域を通過しうるものである。
【００５４】
本実施形態では、交差溝７５ｂは、円周溝７５ａの内周側から円周溝７５ａの外周側へ半径方向に延びる直線状の溝として設けられており、交差溝７５ｂにおける接触範囲８０外との境界が排出口７５ｃに相当する。排出口７５ｃより外側の交差溝７５ｂは、排出回路７６に連通しており、オイルミストの排出路として機能する。排出回路７６は、フレーム２側のケーシング体２８ａおよびベース部材２９内に設けた複数の穿孔を組み合わせる形で構成されている。排出回路７６は、摩擦面４４よりも円テーブル５とは反対側の位置でベース部材２９の内径面に開口しており、回転テーブル装置１の外部と連通し（図示せず）、オイルミストを圧力空気と共に外部へ排出する。なお、本実施形態では、排出回路７６の圧力状態は大気圧の状態としており、オイルミストを吸引するための装置等は設けていない。
【００５５】
図３に示すように、交差溝７５ｂも、ノズル孔７４と同様に４つ設けられている。したがって、排出口７５ｃの数も４つである。各ノズル孔７４は、隣り合う排出口７５ｃの間の位置で、円周溝７５ａに開口するように設けられている。これにより、ノズル孔７４から円周溝７５ａに供給されて排出口７５ｃから排出されるまでのオイルミストの通過経路を、ノズル孔７４が開口する位置から見て両側に位置する２つの排出口７５ｃへと向かう方向の異なる経路に分岐させている。
【００５６】
以上のように構成された回転テーブル装置１において、供給装置７１は、圧力空気供給源７２から供給される圧力空気を利用して潤滑油をミスト状にしてオイルミストを発生する。そして、供給装置７１は、発生したオイルミストを、圧力空気供給源７２より供給された圧力空気と共に、第３のポート４０ｃ、第３の連通路３９ｃ、図示しない第３の流路、供給回路７３を介して各ノズル孔７４に供給する。
【００５７】
各ノズル孔７４に供給されたオイルミストは、圧力空気と共に、隣り合う排出口７５ｃの間の位置で、円周溝７５ａに向けて各ノズル孔７４から吐出されて供給される。各ノズル孔７４から吐出されたオイルミストと圧力空気は、各ノズル孔７４が開口する位置から見て両側に位置する２つの排出口７５ｃへと向かう方向の異なる２つの経路のそれぞれにおける円周溝７５ａと交差溝７５ｂとに供給される。
【００５８】
主軸４ａの回転に伴い、押圧面４３ｄが、摩擦面４４に対して回転方向に移動する。交差溝７５ｂは、摩擦面４４の面上に開口して設けられているので、押圧面４３ｄは、交差溝７５ｂに対しても回転方向に移動する。そして、押圧面４３ｄにおける交差溝７５ｂを通過した部分が、交差溝７５ｂに供給されたオイルミストによって潤滑される。また、押圧面４３ｄにおけるオイルミストにより潤滑された部分が、摩擦面４４と摺動することにより、摩擦面４４における接触範囲８０内の部分を潤滑する。
【００５９】
各排出口７５ｃは、大気圧の状態（圧力空気の気圧よりも低い気圧の状態）の排出回路７６に連通している。これにより、円周溝７５ａおよび各交差溝７５ｂに供給されたオイルミスト（およびオイルミストがもとの潤滑油となったもの）は、圧力空気の流れに伴って各排出口７５ｃから接触範囲８０の範囲外へと排出される。また、摩擦面４４と押圧面４３ｄとの摺動に伴って発生した摩耗粉も、圧力空気の流れによって各排出口７５ｃから接触範囲８０の外へと速やかに排出される。
【００６０】
上記のように構成した本実施形態の回転テーブル装置１によれば、主軸４ａの回転に伴い、摩擦面４４と押圧面４３ｄとが対向して摺動する接触範囲８０において、押圧面４３ｄと４つの交差溝７５ｂとが相対的に移動し、４つの交差溝７５ｂに圧力空気と共にオイルミストが供給されるので、摩擦面４４と押圧面４３ｄとが摺動する接触範囲８０内に対し潤滑油が十分に供給される。これにより、摩擦面４４や押圧面４３ｄが油膜切れの状態になるのを抑制して、摩擦面４４と押圧面４３ｄとの摩耗を抑制することができるので、回転抵抗付与装置１０が主軸４ａに付与する回転抵抗の大きさを維持することができる。
【００６１】
また、本実施形態の回転テーブル装置１によれば、ノズル孔７４から円周溝７５ａに供給されて排出口７５ｃから排出されるまでのオイルミストの通過経路が、ノズル孔７４から見て両側に位置する２つの排出口７５ｃへと向かう方向の異なる経路に分岐される。これにより、一方の排出口７５ｃへの円周溝７５ａが摩耗粉によって詰まっても、ノズル孔７４から円周溝７５ａに供給されたオイルミストを他方の排出口７５ｃへ通過させることができ、オイルミストの圧力による摩擦面４４と押圧面４３ｄとの浮き上がりを防止することができる。これにより、回転抵抗付与装置１０が主軸４ａに付与する回転抵抗を所要の大きさに維持することができる。
【００６２】
また、本実施形態では、潤滑油としてオイルミストを用い、圧力空気と共にオイルミストを供給溝７５に供給している。そのため、圧力空気と共に摩耗粉を排出口７５ｃから排出しやすくなり、供給溝７５の目詰まりや、目詰まりに伴う潤滑油や圧力空気の圧力による摩擦面４４と押圧面４３ｄとの浮き上がりを防止することができる。
【００６３】
なお、上記実施形態では、オイルミストを発生して圧力空気と共に回転抵抗付与装置１０に供給しているが、本発明はこれに限らず、ミスト化しない状態の潤滑油を回転抵抗付与装置１０に供給するようにしてもよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、供給溝７５を摩擦面４４に設けているが、本発明はこれに限らず、押圧部４３ｂの押圧面４３ｄに設けてもよい。また、上記実施形態では、円周溝７５ａと交差溝７５ｂとを同一面に設けているが、本発明はこれに限定されない。例えば、摩擦面４４と押圧面４３ｄとの一方に円周溝７５ａを設け、他方に交差溝７５ｂを設けるようにしてもよい。
【００６５】
また、上記実施形態では、円周溝７５ａを円（真円）形状の一繋がりの溝として構成する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、円周溝７５ａは、図４に示すように、一部が分断された略円形状の溝としてもよい。すなわち、本発明における供給溝７５は、必ずしも全周において主軸を囲むように形成されるものに限らず、主軸周りの一部において溝が存在していないものであってもよい。なお、図４の例では、ノズル孔７４を１つ、交差溝７５ｂを円周溝７５ａの両端部に１つずつ備えているが、本発明はこの数に限定されるものではない。
【００６６】
また、上記実施形態では、供給溝７５における主軸４ａの回転中心を中心とする円周と交差する方向の要素として交差溝７５ｂを設ける例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図５に示すように、円周溝７５ａの中心を主軸４ａの回転中心からずれた位置に偏心させて、円周溝７５ａ自身を円周に沿った方向と交差する方向の要素とすることにより、主軸４ａの回転に伴って上記交差する方向の範囲に渡ってオイルミストを供給できるようにしてもよい。
【００６７】
図５に示す例の場合、交差溝７５ｂは存在せず、主軸４ａの中心から上記交差する方向に偏心した円周溝７５ａ自身が上記交差する方向の要素を兼ねて有している。すなわち、図５の供給溝は、接触範囲８０内における半径方向の位置が、その円周上の各位置において異なっており、主軸４ａの回転中心を中心として接触範囲８０内に描かれる仮想の真円と２箇所において交差する構成となってなっているため、その全体で主軸４ａの回転中心を中心とする円周と交差する要素を成している。また、排出口７５ｃについては、円周溝７５ａの一部に開口するように設けている。具体的には、一方が接触範囲８０外に開口し、他方が円周溝７５ａに開口する連通孔７５ｄ（部材内部のトンネル）を設け、当該円周溝７５ａに開口する部分を排出口７５ｃとしている。なお、図５の例では、ノズル孔７４を２つ、排出口７５ｃを２つ備えているが、本発明はこの数に限定されるものではない。
【００６８】
また、上記実施形態では、円周溝７５ａを円（真円）形状の溝として構成する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、楕円で構成しても良いし、または曲線あるいは直線状の溝を複数組み合わせて主軸４ａを囲むように構成したものでもよい。図６は、複数の直線状の溝を組み合わせて円周溝７５ａを構成した例を示す。図６では、円周の方向にほぼ沿うように形成した直線状の溝の組み合わせにより円周溝７５ａを構成している。
【００６９】
図７も複数の直線状の溝を組み合わせて円周溝７５ａを構成した例を示す。図７の場合は、円周の方向に直線状の要素８１と、当該円周と交差する方向に沿うように形成した直線状の要素８２との組み合わせにより円周溝７５ａを構成している。
【００７０】
図６や図７のようにすれば、供給溝７５において円周と交差する方向に沿う要素が交差溝７５ｂの他にも直線状の溝の組み合わせにより構成された円周溝７５ａや直線状の要素８１，８２を含めて数多く増えるので、接触範囲８０内にオイルミストが更に到達しやすくなり、摩擦面４４と押圧面４３ｄとの潤滑効果を高めることができる。
【００７１】
図８は、複数の円弧溝と複数の直線溝とを組み合わせて円周溝７５ａを構成した例を示す。図８の場合は、主軸４ａの回転中心を中心とする円弧状の要素８３と、当該円周と交差する半径方向に放射状に形成した直線状の要素８４との組み合わせにより円周溝７５ａを構成している。このようにすれば、供給溝７５において円周と交差する方向の要素が交差溝７５ｂの他にも直線状の要素８４を含めて数多く増えるので、摩擦面４４と押圧面４３ｄとの潤滑効果を高めることができる。
【００７２】
図９は、複数の円弧溝と複数の円形状の溝とを組み合わせて円周溝７５ａを構成した例を示す。図９の場合は、主軸４ａの回転中心を中心とする円弧状の要素８５と、円形状の要素８６との組み合わせにより円周溝７５ａを構成している。このようにすれば、供給溝７５において円周と交差する方向の要素が交差溝７５ｂの他に円状の要素８６も含めて数多くなるので、摩擦面４４と押圧面４３ｄとの潤滑効果を高めることができる。
【００７３】
また、図１０に示すように、供給溝７５は、複数の円（真円）形状の溝８７，８８を設けてそれぞれを複数の直線溝８９で連通したものとしてもよい。図１０では、主軸４ａの回転中心を中心とする円形状の溝８７，８８と交差する半径方向に放射状に形成した直線溝８９を２つ設けているが、それより多く設けてもよい。このようにすれば、供給溝７５において円周と交差する方向の要素が、交差溝７５ｂの他に直線溝８９も含めて数多くなるので、摩擦面４４と押圧面４３ｄとの潤滑効果を高めることができる。
【００７４】
なお、上記実施形態では、ノズル孔７４をフレーム２側に設けているが、本発明はこれに限定されない。例えば、供給回路７３をロータリジョイント等の回転継手を介して主軸４ａ側にも設けた上で、ノズル孔７４を主軸４ａ側に設けてもよい。また、上記実施形態では、ノズル孔７４が供給溝７５と同じ部材側に設けられているが、供給溝７５と異なる部材側から供給溝７５へ向けて開口するように設けてもよい。
【００７５】
また、上記実施形態では、ノズル孔７４が供給溝７５に開口する位置を、隣接する２つの交差溝７５ｂどうしの中間位置としているが、本発明はこれに限定されない。例えば、ノズル孔７４が供給溝７５に開口する位置を２つの交差溝７５ｂから等距離とせずに、どちらか一方に近づけて設けてもよい。
【００７６】
上記実施形態では、回転抵抗付与装置について、主軸４ａ側に摺動ディスク４３を設けるとともに、フレーム２側に摩擦面４４を設ける例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、フレーム２側に摺動ディスク４３を設けるとともに、主軸４ａ側に摩擦面４４を設けるようにしてもよいし、円テーブル５の面を摩擦面４４として設けるようにしてもよい。
【００７７】
また、上記実施形態では、回転抵抗付与装置について、摺動ディスク４３の固定部４３ａの円テーブル５側の面の位置と摩擦面４４の位置とをオフセットさせることにより摺動ディスク４３を撓ませる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、撓み量の分だけあらかじめ湾曲させて形成した断面形状の摺動ディスクを用い、これを平面上に伸ばした状態で、固定部４３ａの円テーブル５側の面の位置と摩擦面４４の位置とをオフセットさせずに取り付けるようにしてもよい。または、あらかじめ湾曲させて形成した断面形状の摺動ディスクを用い、当該摺動ディスクの固定部４３ａの円テーブル５側の面の位置と摩擦面４４の位置とをオフセットさせるようにしてもよい。
【００７８】
また、上記実施形態では、摺動ディスク４３が自身の撓み力によって主軸４ａに対しその回転を許容する回転抵抗を付与する半クランプ用の押圧力をフレーム２側の摩擦面４４に常に作用させるディスク式の回転抵抗付与装置１０を用いているが、本発明はこれに限定されない。例えば、主軸４ａ側の押接面にピストンの押圧面を押圧するピストンタイプの回転抵抗付与装置を用いて、必要に応じて半クランプ用の押圧力を発生するようにしてもよい。また、この場合に、半クランプ用の押圧力を発生する時にのみ、潤滑油やオイルミストを供給溝７５に供給するようにしてもよい。
【００７９】
また、上記実施形態では、ＤＤモータ６を駆動装置とする回転テーブル装置１について説明したが、必ずしもＤＤモータ６によるものに限定されない。すなわち、駆動装置は、ギアによる減速装置とモータとを含むものであってもよい。
【００８０】
さらに、上記実施形態では、主軸駆動装置の一例として、回転テーブル装置１のような割り出し装置を用いたが、本発明はこれに限定されない。例えば、工具等が取り付けられる主軸を連続的に回転駆動する工作機械の主軸駆動装置であってもよい。具体的には、工作機械のミーリングヘッド（ユニバーサルヘッドあるいはスピンドルヘッド）や複合加工工作機械のワーク主軸装置であってもよいし、従来技術のような旋盤であってもよい。
【００８１】
その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１ 回転テーブル装置（主軸駆動装置）
２ フレーム
４ａ 主軸
１０ 回転抵抗付与装置
４３ 摺動ディスク
４３ｄ 押圧面
４４ 摩擦面
７１ 供給装置
７２ 圧力空気供給源
７３ 供給回路
７４ ノズル孔
７５ 供給溝
７５ａ 円周溝
７５ｂ 交差溝
７５ｃ 排出口
８０ 接触範囲
【技術分野】
【０００１】
本発明は工作機械用の主軸駆動装置に関し、特に、フレームに対し回転可能に支持された主軸を回転駆動する際に、押圧部材の押圧面を被押圧部材の摩擦面に押接することによって主軸に回転抵抗を付与する回転抵抗付与装置を備えた工作機械用の主軸駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工作機械に用いられる主軸駆動装置として、ワーク（被加工物）が載置される円テーブルを主軸に固定し、当該主軸を回転駆動することによって円テーブルを回転させる回転割出テーブル装置が知られている。この回転割出テーブル装置は、主軸を回転駆動することによって円テーブルの角度位置を割り出し、その割り出した角度位置でワークを加工するために用いられる。この種の回転割出テーブル装置は、割り出した角度位置（割出位置）で円テーブルを保持するために、クランプ装置を備えている。クランプ装置は、割出位置において主軸（円テーブル）を回転阻止状態とするためのものである。
【０００３】
ところで、通常はクランプ装置をクランプ状態にして円テーブルの回転を停止させ、ワークの加工を行う。しかし、クランプ装置をアンクランプ状態にして、連続的にワークを回転させながら仕上げ加工を行うこともある。その場合、回転割出テーブル装置は、ワークを加工するカッタから負荷を受ける。この負荷は、一定の加工条件の下でも常に変動している。そのため、回転割出テーブル装置による主軸の回転状態は、カッタから受ける負荷の変動の影響を受けて脈動が生じる場合がある。詳しくは次の通りである。
【０００４】
例えば、主軸の駆動手段として、ウォームギア等の駆動伝達手段を介さずに主軸を直接的に回転駆動する直接駆動型（Direct Drive）のモータ（以下、ＤＤモータという）を用いる場合、ＤＤモータは、検出された主軸の回転角度（回転量）に基づいて、主軸の回転角度の偏差を補正しながら回転が制御される。しかしながら、カッタから受ける負荷の変動に起因する回転角度の偏差の変動に対してＤＤモータの制御が追従できないことがあり、ＤＤモータの回転が必ずしも一定にならず、主軸の回転状態に脈動を伴うことになる。また、主軸の駆動手段としてウォームギア等の駆動伝達手段を用いる場合には、ウォームギアにはバックラッシュが存在するため、カッタから受ける負荷変動の影響を受けて、噛み合っているギアの駆動側の回転速度が変化すると、従動側（主軸側）のギアが慣性によりバックラッシュの範囲内で駆動側と無関係に揺動してしまい、主軸の回転状態に脈動を生じてしまう。
【０００５】
主軸の回転状態に脈動が生じると、主軸に固定された円テーブルの回転状態にも脈動を伴う。その結果、円テーブルを回転しながら仕上げ加工されるワークの仕上加工面の面粗度が劣化してしまう。このような脈動の発生を解決課題とした従来技術として、特許文献１に記載された主軸駆動装置がある。
【０００６】
この特許文献１は、主軸駆動装置としての旋盤に関するものである。そして、この特許文献１には、切削負荷の変動によって歯車のバックラッシュや回転伝達系の弾性変形に起因する主軸角度の誤差が発生するため、これを回避すべく、主軸にブレーキ装置を設け、ワークを回転させながら加工を行う際に、このブレーキ装置によって主軸に一定の負荷を常時与えることが記載されている。なお、上記の切削負荷の変動に伴って主軸角度の誤差が発生すると、結果として主軸の回転は脈動を伴ったものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２１８４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、ワークを回転させながら加工を行う際に、ブレーキ装置によって主軸に一定の負荷（回転抵抗）を常時与えるようにした場合に、押接した状態で摺動するブレーキシューの押圧面や回転部材の摩擦面に摩耗が発生する。そして、ブレーキシューの押圧面や回転部材の摩擦面に摩耗が発生すると、摩耗により押圧面や摩擦面の表面の状態が変化し、主軸に作用させる回転抵抗の大きさが変化してしまう。その結果、摩耗の進行に伴って再び主軸の回転状態に脈動が生じる状態となり、ワークの仕上加工面の面粗度が劣化してしまう。
【０００９】
そこで、ブレーキ装置によって主軸に一定の回転抵抗を与えつつワークを回転させて加工を行う場合には、上記摩耗を抑制するため、ブレーキシューの押圧面や回転部材の摩擦面を潤滑する必要がある。そして、上記特許文献１には、上記摩耗の抑制と目的は異なるが、主軸駆動装置（旋盤）が主軸に設けたブレーキ装置に対し潤滑油を供給するための潤滑供給手段を備えることが記載されている。
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１に記載の潤滑供給手段では、ノズル孔からの滴下により、ブレーキシューの押圧面や回転部材の摩擦面に潤滑油を供給しているため、潤滑油の粘度や回転部材の回転による遠心力の影響などによって、回転部材上でブレーキシューが押接される部分にまで潤滑油が到達しにくい。そのため、押圧面や摩擦面は潤滑不足による油膜切れの状態になり、ブレーキシューの押圧面や回転部材の摩擦面に摩耗が発生してしまい、充分に摩耗を抑制できないという問題がある。
【００１１】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、工作機械における主軸駆動装置において、摩擦面や押圧面の摩耗を抑制し、主軸に付与する回転抵抗の大きさを安定的に維持できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記した課題を解決するために、本発明では、押圧部材の押圧面および被押圧部材の摩擦面の少なくとも一方の面上に開口するようにした溝であって、摩擦面と押圧面との対向する範囲内で、主軸を囲むように延在し、主軸の回転中心を中心とする円周と交差する方向の要素と、摩擦面と押圧面との対向する範囲外に連通する排出口とを備えた供給溝を設け、潤滑油を供給するノズル孔を供給溝に向けて開口させている。なお、ここで言う主軸の回転中心を中心とする円周とは、主軸の回転中心を中心とする仮想の真円を指すものとする。
【００１３】
本発明の他の態様では、供給溝は、潤滑油を排出する排出口を少なくとも２個備え、隣り合う排出口の間で供給溝に開口するようにノズル孔を設けるようにしている。
【発明の効果】
【００１４】
上記のように構成した本発明によれば、摩擦面と押圧面との対向する範囲内で主軸を囲むように延在し、主軸の回転中心を中心とする円周に沿った方向と交差する方向の要素を通過して排出口から排出されるように潤滑油が供給されるので、主軸の回転に伴い、上記円周に沿った方向と交差する方向の要素と該要素と対向する範囲とが相対的に移動して、摩擦面と押圧面との対向する範囲内まで潤滑油が到達しやすくなる。これにより、摩擦面や押圧面が油膜切れの状態になるのを抑制して、摩擦面と押圧面との摩耗を抑制することができるので、回転抵抗付与装置が主軸に付与する回転抵抗の大きさを維持することができる。
【００１５】
本発明の他の特徴によれば、ノズル孔から供給溝に供給されて排出口から排出されるまでの潤滑油の通過経路が、ノズル孔から見て両側に位置する２つの排出口へと向かう方向の異なる経路に分岐される。これにより、一方の排出口への供給溝が摩耗粉によって詰まっても、ノズル孔から供給溝に供給された潤滑油を他方の排出口へ通過させることができ、潤滑油の圧力による摩擦面と押圧面との浮き上がりを防止することができる。これにより、回転抵抗付与装置が主軸に付与する回転抵抗を所要の大きさに維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態による工作機械用の主軸駆動装置の構成例を示す図である。
【図２】本実施形態による主軸駆動装置の一部を拡大して示す図である。
【図３】図２におけるＢ−Ｂ断面を示す図であり、本実施形態による供給溝の構成例を示す図である。
【図４】図２におけるＢ−Ｂ断面を示す図であり、本実施形態による供給溝の他の構成例を示す図である。
【図５】図２におけるＢ−Ｂ断面を示す図であり、本実施形態による供給溝の他の構成例を示す図である。
【図６】図２におけるＢ−Ｂ断面を示す図であり、本実施形態による供給溝の他の構成例を示す図である。
【図７】図２におけるＢ−Ｂ断面を示す図であり、本実施形態による供給溝の他の構成例を示す図である。
【図８】図２におけるＢ−Ｂ断面を示す図であり、本実施形態による供給溝の他の構成例を示す図である。
【図９】図２におけるＢ−Ｂ断面を示す図であり、本実施形態による供給溝の他の構成例を示す図である。
【図１０】図２におけるＢ−Ｂ断面を示す図であり、本実施形態による供給溝の他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。本実施形態は、回転抵抗付与装置を備えた工作機械用の主軸駆動装置の一例として回転テーブル装置を用い、回転テーブル装置に本発明を適用した例である。なお、以下の説明において、「軸線方向」とは、主軸４ａの回転軸線の方向を指し、「半径方向」とは同心的に配置された主軸４ａおよび円テーブル５の半径方向を指すものとする。また、「軸線方向」について、各部材における円テーブル５側を上（上端、上面）とし、その反対側を下（下端、下面）とする。
【００１８】
図１は、本実施形態の回転テーブル装置１の全体を示す図である。回転テーブル装置１は、主軸４ａに取り付けられた円テーブル５の面上に治具および加工対象のワークを載置するものである。図示の回転テーブル装置１は、主軸４ａに対して回転抵抗を付与する回転抵抗付与装置１０を備えている。なお、図示の回転テーブル装置１は、主軸４aの回転軸線が略鉛直となるように、所謂横置きに設置されている。
【００１９】
図２は、回転抵抗付与装置１０の一部を拡大して示す図である。回転抵抗付与装置１０は、主軸４ａに取り付けられている円盤状の摺動ディスク４３の押圧面４３ｄがフレーム２側のベース部１１の摩擦面４４に押接することによって、主軸４ａに回転抵抗を付与する押圧力を摩擦面４４に常に作用させるように成されたディスク式の回転抵抗付与装置である。
【００２０】
まず、図１を参照して、回転テーブル装置１の構成について説明する。図１に示すように、回転テーブル装置１は、フレーム２と、フレーム２に対して回転可能に支持された主軸４ａと、主軸４ａに取り付けられたフランジ４ｂおよび円テーブル５と、主軸４ａを回転駆動する駆動装置としてのＤＤモータ６と、主軸４ａに対して回転抵抗を付与するクランプ装置４８とを含んで構成される。
【００２１】
フレーム２は、工作機械に対する設置面となる部分が平坦な面として形成されている。このフレーム２は、ケーシング体２８ａ，２８ｂとベース部材２９とを別体に形成し、両者を複数の取付ボルト２７によって組み合わせることにより構成されている。ベース部材２９は、主軸４ａを囲繞する筒状のベース部１１を有している。なお、筒状のベース部１１は、それ単独の部材として別に形成し、ボルト等によって取り付けられる構成としてもよい。
【００２２】
主軸４ａは、フレーム２内において筒状のベース部１１の内部に挿入され、軸受３によってフレーム２に対し回転可能に支持されている。主軸４ａの一端にはフランジ４ｂが取り付けられ、フランジ４ｂには円テーブル５が取り付けられている。また、主軸４ａの他端は、円盤状の突出部材１６の孔１６ａに挿入され、更にこの孔１６ａから突出している。なお、突出部材１６は、ベース部材２９の内周側に複数の取付ボルト３１によって取り付けられている。
【００２３】
円テーブル５は、中心孔１３ａの部分を嵌め合いによってフランジ４ｂの突起に対し位置決めされた状態で、複数の取付ボルト１２によってフランジ４ｂに対し取り付けられている。
【００２４】
フランジ４ｂは、中心孔１３ｂの部分で主軸４ａの一端に嵌め合いによって位置決めされた状態で、複数の取付ボルト３０により主軸４ａの端面に対し取り付けられている。このフランジ４ｂには、円テーブル５と反対側の面から主軸４ａの回転軸線方向へ延びる筒状の保持部２３が一体的に形成されており、この保持部２３がベース部１１を囲繞するかたちとなっている。なお、保持部２３は、フランジ４ｂと一体に形成されているが、別体に形成されてフランジ４ｂに取り付けられる構成としてもよい。また、フランジ４ｂに設けられるものに限らず、円テーブル５または主軸４ａに対し一体に形成されるか、または、別体に形成されて取り付けられるものでもよい。また、円テーブル５とフランジ４ｂと主軸４ａとは、一体に形成されたものであってもよい。
【００２５】
主軸４ａは、主軸４ａの外周面とベース部１１の内周面との間に設けられた軸受３により支持されている。図１の例では、主軸４ａを支持するために３個の軸受３が組み合わせて設けられている。そして、これらの軸受３の内輪側は、主軸４ａの外周面に形成された段部とフランジ４ｂの中心孔１３ｂの周囲の部分とにより挟み込まれた状態で、主軸４ａに対し固定されている。また、軸受３の外輪側は、ベース部１１の内周面に形成された段部とベース部１１の端面に取付ボルト１５によって取り付けられた環状の軸受け押さえ１４とにより挟み込まれた状態で、ベース部１１に対し固定されている。
【００２６】
また、主軸４ａには、摺動ディスク４３が取り付けられている。この摺動ディスク４３は、円盤状の薄板からなる弾性変形可能な部材であって、主軸４ａが通る貫通孔を有している。この摺動ディスク４３は、その内周側（貫通孔側）の部分において取付ボルト１９によって主軸４ａに固定されている。
【００２７】
さらに、主軸４ａには、突出部材１６の孔１６ａから突出している他端に、回転検出器２０の一部を成す被検出リング２１が取り付けられている。この回転検出器２０は、主軸４ａの回転角度（回転量）を検出するためのものであって、主軸４ａに取り付けられた被検出リング２１と、フレーム２側の突出部材１６に取り付けられた検出センサ２２とで構成されている。この回転検出器２０が設けられる主軸４ａの他端側における主軸４ａの外周の空間は、カバー部材１８によって塞がれている。なお、カバー部材１８は、取付ボルト１７によってベース部材２９に取り付けられている。
【００２８】
この主軸４ａは、駆動装置によって回転駆動される。駆動装置としては、ギア等の駆動伝達手段を介さずに主軸４ａを回転駆動するＤＤモータ６を採用している。このＤＤモータ６は、主軸４ａの回転軸線に関し主軸４ａと同心的に配置されており、モータロータ７およびモータステータ８を含んで構成されている。すなわち、ＤＤモータ６は所謂インナーロータ形である。なお、ＤＤモータ６は、図示しない工作機械の制御装置に接続されており、その制御装置によって駆動が制御される。
【００２９】
モータロータ７は、フランジ４ｂの保持部２３の外周面に嵌め込まれた状態で、フランジ４ｂ側から挿入された取付ボルト２４により、フランジ４ｂに対し相対回転不能に取り付けられている。したがって、モータロータ７は、円テーブル５が固定された主軸４ａに対し相対回転不能な状態となっている。
【００３０】
モータステータ８は、モータロータ７の外周面を囲繞するように配置されている。すなわち、モータステータ８は、その内周面がモータロータ７の外周囲に対向し、モータロータ７の外周面との間に僅かな隙間を形成した状態でフレーム２に取り付けられている。また、モータステータ８は、ステータスリーブ２５の内周面に相対回転不能に嵌め込まれている。ステータスリーブ２５は、フレーム２におけるケーシング体２８ａの内周面に嵌め込まれた状態で、フレーム２のベース部材２９側から挿入した取付ボルト２６によってフレーム２に取り付けられている。したがって、モータステータ８は、フレーム２内において、フレーム２に対し相対回転不能に設けられた状態となっている。
【００３１】
クランプ装置４８は、環状のクランプピストン４５と、押圧力付与装置４６とを含んで構成される。押圧力付与装置４６は、作動流体供給機構４２と、第１および第２の圧力室４９ａ，４９ｂとを備えている。
【００３２】
作動流体供給機構４２は、フレーム２のケーシング体２８ａの外側面に向けて開口して形成された第１および第２のポート４０ａ，４０ｂと、ケーシング体２８ａに形成された第１および第２の連通路３９ａ，３９ｂと、フレーム２のベース部材２９に形成された第１および第２の流路（図１には第１の流路３８ａのみ図示）と、作動流体（例えば、圧油）を供給するための作動流体供給源１０１と、作動流体のタンク１００と、作動流体供給源１０１に接続された流体供給装置４１とを備えて構成されている。
【００３３】
第１の流路３８ａおよびこれに接続された第１の連通路３９ａは、第１の圧力室４９ａと第１のポート４０ａとの間を連通している。第１のポート４０ａは、フレーム２と別体に設けられた流体供給装置４１に接続されている。また、第２の流路（図示せず）およびこれに接続された第２の連通路３９ｂは、第２の圧力室４９ｂと第２のポート４０ｂとの間を連通している。第２のポート４０ｂは流体供給装置４１に接続されている。
【００３４】
流体供給装置４１は、工作機械の制御装置により制御される図示しない切替弁を含む。この切替弁は、一方で作動流体供給源１０１およびタンク１００と流路で接続されており、他方で第１および第２のポート４０ａ，４０ｂと流路で接続されている。流体供給装置４１は、共通の作動流体供給源１０１から供給される所定の圧力の作動流体を、切替弁により第１および第２のポート４０ａ，４０ｂに選択的に切り替えて供給し、第１および第２の圧力室４９ａ，４９ｂの少なくとも一方に選択的に所定の圧力の作動流体を供給するものである。
【００３５】
また、図２に示すように、クランプ装置４８において、クランプピストン４５は、フレーム２の突出部材１６に形成されている環状の案内溝５１に対し軸線方向に移動可能な状態で納められている。案内溝５１は、フレーム２の突出部材１６における摺動ディスク４３と対向する部分において、摺動ディスク４３側に開口するように形成されている。したがって、案内溝５１に収容されるクランプピストン４５は、その円テーブル５側の端面（＝摺動ディスク４３側の端面）が、摺動ディスク４３と対向している。また、クランプピストン４５の摺動ディスク４３側の端面と摺動ディスク４３との間には、リターンディスク５２が介装されている。
【００３６】
リターンディスク５２は、略ドーナツ形の薄板からなる弾性変形可能な部材であって、フランジ部材５４および突出部材１６を介してベース部材２９に対して回転不能に固定配置されている。これにより、摺動ディスク４３の回転に伴ってクランプピストン４５が連れ回ることを防止する。クランプピストン４５に対し流体供給装置４１からの作動流体による押圧力が作用していない状態では、リターンディスク５２は摺動ディスク４３に接触していない。一方、クランプピストン４５に対し流体供給装置４１からの作動流体の圧力が作用している状態では、リターンディスク５２は摺動ディスク４３に押接し、クランプピストン４５の押圧力を摺動ディスク４３に伝達する。
【００３７】
クランプピストン４５は、その内周部の下端に形成されて内周側へ向けて突出する環状の突出部５３を有している。そして、この突出部５３と摺動ディスク４３との間の位置で環状のフランジ部材５４が、取付ボルト３２によりフレーム２の突出部材１６の摺動ディスク４３側の端面に取り付けられている。このフランジ部材５４の外周面は、クランプピストン４５の内周面とシール５５を介在させて密着している。
【００３８】
フレーム２側において、フレーム２の一部を成すベース部材２９のベース部１１には、その内周面から半径方向内側へ突出する段部６１が形成されている。その段部６１の下面（円テーブル５とは反対側の面）は、摺動ディスク４３の外周側の端部に位置する押圧部４３ｂの、円テーブル５側の面と対向する。この段部６１の下面が、摺動ディスク４３の押圧部４３ｂと接触可能な摩擦面４４として機能する。
【００３９】
主軸４ａに固定された摺動ディスク４３は、上述のように円盤状の薄板からなる弾性変形可能な部材であって、主軸４ａが通る貫通孔を有しており、外周側の端部に位置する押圧部４３ｂを摩擦面４４に対向させた状態で、貫通孔側の端部に位置する固定部４３ａにおいて主軸４ａ側に固定されている。
【００４０】
そして、クランプ装置４８においては、クランプピストン４５の下端面４５ａ（摺動ディスク４３とは反対側の端面）と案内溝５１とで囲まれた空間が、クランプ用の第１の圧力室４９ａとなる。この第１の圧力室４９ａに対し、押圧力付与装置４６の作動流体供給装置４２によって所定の圧力の作動流体が供給されると、クランプピストン４５の下端面４５ａがその圧力に応じた押圧力を受け、クランプピストン４５がリターンディスク５２を介して摺動ディスク４３を押圧する。その結果、主軸４ａに固定された摺動ディスク４３がクランプピストン４５（リターンディスク５２）とフレーム２側の摩擦面４４とで挟持（クランプ）された状態となり、主軸４ａがクランプされた状態となる。
【００４１】
なお、ここでいうクランプされた状態とは、主軸４ａに対しその回転を許容しない回転抵抗を付与して主軸４ａを回転不能な状態とすることいい、所謂完全クランプ状態をいう。これに対して、半クランプ状態とは、主軸４ａに対しその回転を許容する範囲で回転抵抗を付与する押圧力を作用させる状態をいう。そして、半クランプ状態では、主軸４ａの回転が許容されるので、割り出し装置（回転テーブル装置１）は角度位置の割り出し等を問題なく行うことができる。
【００４２】
また、クランプ装置４８において、クランプピストン４５の内周面４５ｂと、クランプピストン４５の突出部５３における摺動ディスク４３側の面４５ｃと、フランジ部材５４と、案内溝５１の内周面とで囲まれた空間が、アンクランプ用の第２の圧力室４９ｂとなる。上記した作動流体供給装置４２による第１の圧力室４９ａへの作動流体を停止すると共に、この第２の圧力室４９ｂに対し所定の圧力の作動流体が供給されると、クランプピストン４５の突出部５３における摺動ディスク４３側の面４５ｃがその圧力に応じた押圧力を受け、クランプピストン４５が摺動ディスク４３から離間する方向へ移動する。その結果、上記の完全クランプ状態が解除され、主軸４ａが回転可能な状態となる。
【００４３】
なお、本実施形態では、クランプ装置４８における摺動ディスク４３と摩擦面４４とが上述の回転抵抗付与装置として機能している。言い換えれば、本実施形態では、クランプ装置４８を為す一部の構成が回転抵抗付与装置１０としても機能している。
【００４４】
摺動ディスク４３は、固定部４３ａと、押圧部４３ｂと、固定部４３ａと押圧部４３ｂとの間に位置する弾性変形部４３ｃとを一体の部材として含む。摺動ディスク４３は、フレーム２のベース部１１側と主軸４ａ側との間において弾性変形部４３ｃが撓んだ状態（弾性変形した状態）で固定部４３ａを主軸４ａ側に取り付けられ、弾性変形部４３ｃの撓み力（弾性力）により押圧部４３ｂが摩擦面４４に向けて付勢されている。これにより、押圧部材としての押圧部４３ｂにおける円テーブル５側の面（押圧面４３ｄ）が、被押圧部材としてのベース部１１の摩擦面４４を常に押接することによって、主軸４ａに対しその回転を許容する回転抵抗を付与する半クランプ用の押圧力を常に作用させるように構成している。
【００４５】
具体的には、主軸４ａにおける摺動ディスク４３が取り付けられる取付面を摩擦面４４に対して主軸４ａの軸線方向において上側（被押圧部材側）へオフセットさせて設けており、その結果として、平板状の摺動ディスク４３における弾性変形部４３ｃが、取付面と摩擦面４４との間で撓んだ状態となり、その撓み力（弾性力）により、押圧部４３ｂの押圧面４３ｄが付勢されて摩擦面４４を押圧している。なお、ここでいうオフセットとは、２つの平面が、互いに平行、且つ、平面と垂直方向に互いに一定の距離を持って位置する状態を指すものとする。そして、このオフセット量は、弾性変形部４３ｃの弾性変形に応じて押圧部４３ｂと摩擦面４４との間に生じる摺動抵抗が主軸４ａの回転を許容する程度（主軸４ａを完全にクランプしない程度）とするように設定されている。
【００４６】
以上で説明した回転テーブル装置１において、本実施形態ではさらに、回転抵抗付与装置１０に潤滑油を供給するための潤滑供給装置が設けられている。その構成について、図１〜図３を参照して説明する。なお、図３は、図２のＢ−Ｂ断面における摩擦面４４に設けられた供給溝の構成例を示す図である。
【００４７】
潤滑供給装置は、潤滑油を回転抵抗付与装置１０に供給する供給装置７１と、供給回路７３と、ノズル孔７４と、供給溝７５とを備えている。
【００４８】
図１に示すように、フレーム２のケーシング体２８ａには、その外側面に向けて開口して形成された第３のポート４０ｃと、第３の連通路３９ｃとが設けられている。第３のポート４０ｃは、ケーシング体２８ａの外側面側で供給装置７１と接続されるとともに、ケーシング体２８ａの内部側で、第３の連通路３９ｃおよびこれに接続された図示しない第３の流路を介して、フレーム２のベース部１１に設けられた供給回路７３と連通している。
【００４９】
供給装置７１は、圧力空気供給源７２に接続されており、圧力空気供給源７２から供給される圧力空気を利用して潤滑油をミスト状にし、オイルミストを発生する。
【００５０】
供給回路７３は、フレーム２側に設けられ、供給装置７１に接続された第３のポート４０ｃとノズル孔７４とを連通する。供給回路７３は、フレーム２側のケーシング体２８ａおよびベース部材２９内に設けた複数の穿孔を組み合わせる形で構成されている。
【００５１】
ノズル孔７４は、供給回路７３と供給溝７５とを連通するように、フレーム２側から供給溝７５に向けて開口して設けられている。ノズル孔７４は、図３に示すように、フレーム２側に４つ設けられている。
【００５２】
供給溝７５は、摩擦面４４の面上に開口して設けられており、摩擦面４４と押圧面４３ｄとの対向する接触範囲８０内で、主軸４ａを囲むように円（真円）形状に形成された円周溝７５ａと、円周溝７５ａと交差するように半径方向に放射状に設けられた交差溝７５ｂ（本発明による円周と交差する方向の要素に相当）と、接触範囲８０の外に連通する排出口７５ｃとを備えている。
【００５３】
なお、上記で言う主軸４ａの回転中心を中心とする円周とは、主軸４ａの回転中心を中心とする仮想の真円を指すものとする。そして、供給溝７５がその円周と交差する方向の要素を備えるとは、例えば、接触範囲８０内に位置する仮想の点が主軸４ａの回転中心を中心に３６０°回転する間に供給溝７５を少なくとも一箇所以上で横切ることを意味し、更に別の言い方をすれば、接触範囲８０内に位置するような径の上記円周と交差する部分を有することを意味する。また、この交差する方向の要素は、潤滑という観点で好ましくは、半径方向において、接触範囲８０の半分以上の領域を通過しうるものである。
【００５４】
本実施形態では、交差溝７５ｂは、円周溝７５ａの内周側から円周溝７５ａの外周側へ半径方向に延びる直線状の溝として設けられており、交差溝７５ｂにおける接触範囲８０外との境界が排出口７５ｃに相当する。排出口７５ｃより外側の交差溝７５ｂは、排出回路７６に連通しており、オイルミストの排出路として機能する。排出回路７６は、フレーム２側のケーシング体２８ａおよびベース部材２９内に設けた複数の穿孔を組み合わせる形で構成されている。排出回路７６は、摩擦面４４よりも円テーブル５とは反対側の位置でベース部材２９の内径面に開口しており、回転テーブル装置１の外部と連通し（図示せず）、オイルミストを圧力空気と共に外部へ排出する。なお、本実施形態では、排出回路７６の圧力状態は大気圧の状態としており、オイルミストを吸引するための装置等は設けていない。
【００５５】
図３に示すように、交差溝７５ｂも、ノズル孔７４と同様に４つ設けられている。したがって、排出口７５ｃの数も４つである。各ノズル孔７４は、隣り合う排出口７５ｃの間の位置で、円周溝７５ａに開口するように設けられている。これにより、ノズル孔７４から円周溝７５ａに供給されて排出口７５ｃから排出されるまでのオイルミストの通過経路を、ノズル孔７４が開口する位置から見て両側に位置する２つの排出口７５ｃへと向かう方向の異なる経路に分岐させている。
【００５６】
以上のように構成された回転テーブル装置１において、供給装置７１は、圧力空気供給源７２から供給される圧力空気を利用して潤滑油をミスト状にしてオイルミストを発生する。そして、供給装置７１は、発生したオイルミストを、圧力空気供給源７２より供給された圧力空気と共に、第３のポート４０ｃ、第３の連通路３９ｃ、図示しない第３の流路、供給回路７３を介して各ノズル孔７４に供給する。
【００５７】
各ノズル孔７４に供給されたオイルミストは、圧力空気と共に、隣り合う排出口７５ｃの間の位置で、円周溝７５ａに向けて各ノズル孔７４から吐出されて供給される。各ノズル孔７４から吐出されたオイルミストと圧力空気は、各ノズル孔７４が開口する位置から見て両側に位置する２つの排出口７５ｃへと向かう方向の異なる２つの経路のそれぞれにおける円周溝７５ａと交差溝７５ｂとに供給される。
【００５８】
主軸４ａの回転に伴い、押圧面４３ｄが、摩擦面４４に対して回転方向に移動する。交差溝７５ｂは、摩擦面４４の面上に開口して設けられているので、押圧面４３ｄは、交差溝７５ｂに対しても回転方向に移動する。そして、押圧面４３ｄにおける交差溝７５ｂを通過した部分が、交差溝７５ｂに供給されたオイルミストによって潤滑される。また、押圧面４３ｄにおけるオイルミストにより潤滑された部分が、摩擦面４４と摺動することにより、摩擦面４４における接触範囲８０内の部分を潤滑する。
【００５９】
各排出口７５ｃは、大気圧の状態（圧力空気の気圧よりも低い気圧の状態）の排出回路７６に連通している。これにより、円周溝７５ａおよび各交差溝７５ｂに供給されたオイルミスト（およびオイルミストがもとの潤滑油となったもの）は、圧力空気の流れに伴って各排出口７５ｃから接触範囲８０の範囲外へと排出される。また、摩擦面４４と押圧面４３ｄとの摺動に伴って発生した摩耗粉も、圧力空気の流れによって各排出口７５ｃから接触範囲８０の外へと速やかに排出される。
【００６０】
上記のように構成した本実施形態の回転テーブル装置１によれば、主軸４ａの回転に伴い、摩擦面４４と押圧面４３ｄとが対向して摺動する接触範囲８０において、押圧面４３ｄと４つの交差溝７５ｂとが相対的に移動し、４つの交差溝７５ｂに圧力空気と共にオイルミストが供給されるので、摩擦面４４と押圧面４３ｄとが摺動する接触範囲８０内に対し潤滑油が十分に供給される。これにより、摩擦面４４や押圧面４３ｄが油膜切れの状態になるのを抑制して、摩擦面４４と押圧面４３ｄとの摩耗を抑制することができるので、回転抵抗付与装置１０が主軸４ａに付与する回転抵抗の大きさを維持することができる。
【００６１】
また、本実施形態の回転テーブル装置１によれば、ノズル孔７４から円周溝７５ａに供給されて排出口７５ｃから排出されるまでのオイルミストの通過経路が、ノズル孔７４から見て両側に位置する２つの排出口７５ｃへと向かう方向の異なる経路に分岐される。これにより、一方の排出口７５ｃへの円周溝７５ａが摩耗粉によって詰まっても、ノズル孔７４から円周溝７５ａに供給されたオイルミストを他方の排出口７５ｃへ通過させることができ、オイルミストの圧力による摩擦面４４と押圧面４３ｄとの浮き上がりを防止することができる。これにより、回転抵抗付与装置１０が主軸４ａに付与する回転抵抗を所要の大きさに維持することができる。
【００６２】
また、本実施形態では、潤滑油としてオイルミストを用い、圧力空気と共にオイルミストを供給溝７５に供給している。そのため、圧力空気と共に摩耗粉を排出口７５ｃから排出しやすくなり、供給溝７５の目詰まりや、目詰まりに伴う潤滑油や圧力空気の圧力による摩擦面４４と押圧面４３ｄとの浮き上がりを防止することができる。
【００６３】
なお、上記実施形態では、オイルミストを発生して圧力空気と共に回転抵抗付与装置１０に供給しているが、本発明はこれに限らず、ミスト化しない状態の潤滑油を回転抵抗付与装置１０に供給するようにしてもよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、供給溝７５を摩擦面４４に設けているが、本発明はこれに限らず、押圧部４３ｂの押圧面４３ｄに設けてもよい。また、上記実施形態では、円周溝７５ａと交差溝７５ｂとを同一面に設けているが、本発明はこれに限定されない。例えば、摩擦面４４と押圧面４３ｄとの一方に円周溝７５ａを設け、他方に交差溝７５ｂを設けるようにしてもよい。
【００６５】
また、上記実施形態では、円周溝７５ａを円（真円）形状の一繋がりの溝として構成する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、円周溝７５ａは、図４に示すように、一部が分断された略円形状の溝としてもよい。すなわち、本発明における供給溝７５は、必ずしも全周において主軸を囲むように形成されるものに限らず、主軸周りの一部において溝が存在していないものであってもよい。なお、図４の例では、ノズル孔７４を１つ、交差溝７５ｂを円周溝７５ａの両端部に１つずつ備えているが、本発明はこの数に限定されるものではない。
【００６６】
また、上記実施形態では、供給溝７５における主軸４ａの回転中心を中心とする円周と交差する方向の要素として交差溝７５ｂを設ける例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図５に示すように、円周溝７５ａの中心を主軸４ａの回転中心からずれた位置に偏心させて、円周溝７５ａ自身を円周に沿った方向と交差する方向の要素とすることにより、主軸４ａの回転に伴って上記交差する方向の範囲に渡ってオイルミストを供給できるようにしてもよい。
【００６７】
図５に示す例の場合、交差溝７５ｂは存在せず、主軸４ａの中心から上記交差する方向に偏心した円周溝７５ａ自身が上記交差する方向の要素を兼ねて有している。すなわち、図５の供給溝は、接触範囲８０内における半径方向の位置が、その円周上の各位置において異なっており、主軸４ａの回転中心を中心として接触範囲８０内に描かれる仮想の真円と２箇所において交差する構成となってなっているため、その全体で主軸４ａの回転中心を中心とする円周と交差する要素を成している。また、排出口７５ｃについては、円周溝７５ａの一部に開口するように設けている。具体的には、一方が接触範囲８０外に開口し、他方が円周溝７５ａに開口する連通孔７５ｄ（部材内部のトンネル）を設け、当該円周溝７５ａに開口する部分を排出口７５ｃとしている。なお、図５の例では、ノズル孔７４を２つ、排出口７５ｃを２つ備えているが、本発明はこの数に限定されるものではない。
【００６８】
また、上記実施形態では、円周溝７５ａを円（真円）形状の溝として構成する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、楕円で構成しても良いし、または曲線あるいは直線状の溝を複数組み合わせて主軸４ａを囲むように構成したものでもよい。図６は、複数の直線状の溝を組み合わせて円周溝７５ａを構成した例を示す。図６では、円周の方向にほぼ沿うように形成した直線状の溝の組み合わせにより円周溝７５ａを構成している。
【００６９】
図７も複数の直線状の溝を組み合わせて円周溝７５ａを構成した例を示す。図７の場合は、円周の方向に直線状の要素８１と、当該円周と交差する方向に沿うように形成した直線状の要素８２との組み合わせにより円周溝７５ａを構成している。
【００７０】
図６や図７のようにすれば、供給溝７５において円周と交差する方向に沿う要素が交差溝７５ｂの他にも直線状の溝の組み合わせにより構成された円周溝７５ａや直線状の要素８１，８２を含めて数多く増えるので、接触範囲８０内にオイルミストが更に到達しやすくなり、摩擦面４４と押圧面４３ｄとの潤滑効果を高めることができる。
【００７１】
図８は、複数の円弧溝と複数の直線溝とを組み合わせて円周溝７５ａを構成した例を示す。図８の場合は、主軸４ａの回転中心を中心とする円弧状の要素８３と、当該円周と交差する半径方向に放射状に形成した直線状の要素８４との組み合わせにより円周溝７５ａを構成している。このようにすれば、供給溝７５において円周と交差する方向の要素が交差溝７５ｂの他にも直線状の要素８４を含めて数多く増えるので、摩擦面４４と押圧面４３ｄとの潤滑効果を高めることができる。
【００７２】
図９は、複数の円弧溝と複数の円形状の溝とを組み合わせて円周溝７５ａを構成した例を示す。図９の場合は、主軸４ａの回転中心を中心とする円弧状の要素８５と、円形状の要素８６との組み合わせにより円周溝７５ａを構成している。このようにすれば、供給溝７５において円周と交差する方向の要素が交差溝７５ｂの他に円状の要素８６も含めて数多くなるので、摩擦面４４と押圧面４３ｄとの潤滑効果を高めることができる。
【００７３】
また、図１０に示すように、供給溝７５は、複数の円（真円）形状の溝８７，８８を設けてそれぞれを複数の直線溝８９で連通したものとしてもよい。図１０では、主軸４ａの回転中心を中心とする円形状の溝８７，８８と交差する半径方向に放射状に形成した直線溝８９を２つ設けているが、それより多く設けてもよい。このようにすれば、供給溝７５において円周と交差する方向の要素が、交差溝７５ｂの他に直線溝８９も含めて数多くなるので、摩擦面４４と押圧面４３ｄとの潤滑効果を高めることができる。
【００７４】
なお、上記実施形態では、ノズル孔７４をフレーム２側に設けているが、本発明はこれに限定されない。例えば、供給回路７３をロータリジョイント等の回転継手を介して主軸４ａ側にも設けた上で、ノズル孔７４を主軸４ａ側に設けてもよい。また、上記実施形態では、ノズル孔７４が供給溝７５と同じ部材側に設けられているが、供給溝７５と異なる部材側から供給溝７５へ向けて開口するように設けてもよい。
【００７５】
また、上記実施形態では、ノズル孔７４が供給溝７５に開口する位置を、隣接する２つの交差溝７５ｂどうしの中間位置としているが、本発明はこれに限定されない。例えば、ノズル孔７４が供給溝７５に開口する位置を２つの交差溝７５ｂから等距離とせずに、どちらか一方に近づけて設けてもよい。
【００７６】
上記実施形態では、回転抵抗付与装置について、主軸４ａ側に摺動ディスク４３を設けるとともに、フレーム２側に摩擦面４４を設ける例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、フレーム２側に摺動ディスク４３を設けるとともに、主軸４ａ側に摩擦面４４を設けるようにしてもよいし、円テーブル５の面を摩擦面４４として設けるようにしてもよい。
【００７７】
また、上記実施形態では、回転抵抗付与装置について、摺動ディスク４３の固定部４３ａの円テーブル５側の面の位置と摩擦面４４の位置とをオフセットさせることにより摺動ディスク４３を撓ませる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、撓み量の分だけあらかじめ湾曲させて形成した断面形状の摺動ディスクを用い、これを平面上に伸ばした状態で、固定部４３ａの円テーブル５側の面の位置と摩擦面４４の位置とをオフセットさせずに取り付けるようにしてもよい。または、あらかじめ湾曲させて形成した断面形状の摺動ディスクを用い、当該摺動ディスクの固定部４３ａの円テーブル５側の面の位置と摩擦面４４の位置とをオフセットさせるようにしてもよい。
【００７８】
また、上記実施形態では、摺動ディスク４３が自身の撓み力によって主軸４ａに対しその回転を許容する回転抵抗を付与する半クランプ用の押圧力をフレーム２側の摩擦面４４に常に作用させるディスク式の回転抵抗付与装置１０を用いているが、本発明はこれに限定されない。例えば、主軸４ａ側の押接面にピストンの押圧面を押圧するピストンタイプの回転抵抗付与装置を用いて、必要に応じて半クランプ用の押圧力を発生するようにしてもよい。また、この場合に、半クランプ用の押圧力を発生する時にのみ、潤滑油やオイルミストを供給溝７５に供給するようにしてもよい。
【００７９】
また、上記実施形態では、ＤＤモータ６を駆動装置とする回転テーブル装置１について説明したが、必ずしもＤＤモータ６によるものに限定されない。すなわち、駆動装置は、ギアによる減速装置とモータとを含むものであってもよい。
【００８０】
さらに、上記実施形態では、主軸駆動装置の一例として、回転テーブル装置１のような割り出し装置を用いたが、本発明はこれに限定されない。例えば、工具等が取り付けられる主軸を連続的に回転駆動する工作機械の主軸駆動装置であってもよい。具体的には、工作機械のミーリングヘッド（ユニバーサルヘッドあるいはスピンドルヘッド）や複合加工工作機械のワーク主軸装置であってもよいし、従来技術のような旋盤であってもよい。
【００８１】
その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１ 回転テーブル装置（主軸駆動装置）
２ フレーム
４ａ 主軸
１０ 回転抵抗付与装置
４３ 摺動ディスク
４３ｄ 押圧面
４４ 摩擦面
７１ 供給装置
７２ 圧力空気供給源
７３ 供給回路
７４ ノズル孔
７５ 供給溝
７５ａ 円周溝
７５ｂ 交差溝
７５ｃ 排出口
８０ 接触範囲
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームに対し回転可能に支持された主軸を回転駆動する際に、押圧部材の押圧面を被押圧部材の摩擦面に押接することによって上記主軸に回転抵抗を付与する回転抵抗付与装置を備えた工作機械用の主軸駆動装置であって、
上記フレーム側に設けられ、潤滑油を上記回転抵抗付与装置に供給する供給装置と、
上記潤滑油を供給するノズル孔と、
上記フレーム側および上記主軸側の少なくとも一方に設けられ、上記供給装置と上記ノズル孔とを連通する供給回路と、
上記摩擦面および上記押圧面の少なくとも一方の面上に開口して設けられた上記潤滑油の供給溝とを備え、
上記ノズル孔は上記供給溝に向けて開口し、
上記供給溝は、上記摩擦面と上記押圧面との対向する範囲内で上記主軸を囲むように延在し、上記主軸の回転中心を中心とする円周と交差する方向の要素と、上記摩擦面と上記押圧面との対向する範囲外に連通する排出口とを備えたことを特徴とする工作機械用の主軸駆動装置。
【請求項２】
上記供給溝は少なくとも２個の上記排出口を備え、上記ノズル孔は、隣り合う上記排出口の間で上記供給溝に開口することを特徴とする請求項１に記載の工作機械用の主軸駆動装置。
【請求項１】
フレームに対し回転可能に支持された主軸を回転駆動する際に、押圧部材の押圧面を被押圧部材の摩擦面に押接することによって上記主軸に回転抵抗を付与する回転抵抗付与装置を備えた工作機械用の主軸駆動装置であって、
上記フレーム側に設けられ、潤滑油を上記回転抵抗付与装置に供給する供給装置と、
上記潤滑油を供給するノズル孔と、
上記フレーム側および上記主軸側の少なくとも一方に設けられ、上記供給装置と上記ノズル孔とを連通する供給回路と、
上記摩擦面および上記押圧面の少なくとも一方の面上に開口して設けられた上記潤滑油の供給溝とを備え、
上記ノズル孔は上記供給溝に向けて開口し、
上記供給溝は、上記摩擦面と上記押圧面との対向する範囲内で上記主軸を囲むように延在し、上記主軸の回転中心を中心とする円周と交差する方向の要素と、上記摩擦面と上記押圧面との対向する範囲外に連通する排出口とを備えたことを特徴とする工作機械用の主軸駆動装置。
【請求項２】
上記供給溝は少なくとも２個の上記排出口を備え、上記ノズル孔は、隣り合う上記排出口の間で上記供給溝に開口することを特徴とする請求項１に記載の工作機械用の主軸駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−３０３０２（Ｐ２０１２−３０３０２Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７０２２９（Ｐ２０１０−１７０２２９）
【出願日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【出願人】（０００２１５１０９）津田駒工業株式会社 (226)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【出願人】（０００２１５１０９）津田駒工業株式会社 (226)
【Ｆターム（参考）】
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