CN101674917A - 分度装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种供给压力流体，使夹紧套筒的可变形的薄肉部被突出变形，使薄肉部抵接于旋转轴，通过将旋转轴制动的夹紧机构，不提高压力流体的压力，得到所希望的制动力。在旋转轴39和框架(31b)的收容孔31d之间的空间，配置延伸于旋转轴方向的夹紧套筒34a，通过根据压力流体的供给、将夹紧套筒34a突出至旋转轴39侧，使旋转轴39不能旋转地保持的分度装置100；将在旋转轴39的周围沿着旋转轴39平行地延伸的受压圆筒部38a1一体地设置于框架(31b)侧，且在受压圆筒部38a1和夹紧套筒34a之间的空间，将延伸于旋转轴39的方向的圆筒状部38b和上述旋转轴39一体地设置，通过夹紧套筒34a的突出，将和旋转轴39一体的圆筒状部38b在框架(31b)侧(收容孔31d和受压圆筒部38a1的两侧)夹持。

Description

分度装置
技术领域
本发明为有关于分度装置，特别是有关于通过分度装置将旋转轴分度至所希望的旋转位置(旋转角度)后，通过压力流体的供给使夹紧套筒的薄肉部突出变形，使薄肉部抵接于旋转轴，固定旋转轴的夹紧机构。
背景技术
专利文献1为，揭露回转分度用的分度台(index table)。此分度台为，包括：框架，在中央具有贯通孔(内周面)；旋转台，具有台面，对于上述框架可旋转地被支撑；以及夹紧装置(夹紧套筒)，被配置于上述框架和上述旋转台之间的空间；其中将和旋转台一体的旋转轴通过马达被驱动的蜗杆(worm)机构被分度驱动。
上述夹紧装置(夹紧套筒)为，具有圆筒部，横跨在旋转台(汽缸部)的外侧的全周而嵌合；圆筒部为，具有从外周方向朝向内侧凹陷的环状沟，其延伸于旋转轴方向，且被收容在设置于框架的收容孔。在此收容状态，环状沟和框架为，在这些之间构成压力室。压油被供给至压力室的话，夹紧装置为，将此夹紧套筒的薄肉变形部朝向半径方向内侧，亦即，朝向旋转台的汽缸部突出变形，将分度位置(角度)的旋转轴从全周方向按压，通过使旋转轴以所希望的制动扭矩锁附，使旋转轴不能旋转，使和旋转轴一体的旋转台保持在分度位置(角度)。
此类的夹紧装置为，夹紧机构按压于旋转轴的全周。因此，与和使和旋转台一体旋转的指标(index)通过配置于圆周方向的流体压驱动的多个主轴按压保持的盘(disc)夹紧机构类的其它形式的夹紧机构相比，在接近加工位置处，可横跨全周而均等地锁附，在旋转台被保持的工件的切削加工时，有杂音不会发生的优点。
然而，另一方面，在上述般的夹紧装置中，与其它夹紧机构相比，有夹紧力不足的问题。特别是如专利文献1般，在蜗杆机构被安装的装置中，通过机构自有的自锁(selflock)机构，可补充夹紧力的不足。然而，在旋转驱动源没有此类的机构，在通过所谓的直接驱动型马达(所谓的DD马达)、旋转轴直接被驱动的装置中，夹紧力的不足更显著。无论如何，为了解决此问题，例如，通过提高压油等的压力流体的压力，产生所希望的制动扭矩也被考虑，但这样做的话，有所谓的密封材等的流体回路组件寿命变短的缺点。作为其它方法，将夹紧套筒的薄肉变形部在轴方向变长而设置，通过使薄肉变形部和旋转轴的接触面积变广，提高摩擦力也被考虑，但这样做的话，旋转轴不得不变长，因此，由于在夹紧动作时，旋转轴的倾斜容易产生，所希望的加工精度无法得到，有分度装置全体大型化等的缺点。
[专利文献1]日本特开2002-103181号公报
发明内容
因此，本发明的课题为，通过分度装置的夹紧机构(亦即，压力流体的供给)，使夹紧套筒的薄肉变形部被突出变形，使薄肉变形部抵接于旋转轴，通过将旋转轴制动的机构，不提高压力流体的压力，得到所希望的制动力。
本发明为，在旋转轴和框架的收容孔之间的空间，配置延伸于旋转轴方向的夹紧套筒，通过根据压力流体的供给、将夹紧套筒突出至旋转轴侧，使旋转轴不能旋转地保持的分度装置；将在旋转轴的周围沿着旋转轴平行地延伸的受压圆筒部一体地设置于框架侧，且在受压圆筒部和夹紧套筒之间的空间，将延伸于旋转轴方向的圆筒状部和上述旋转轴一体地设置，通过夹紧套筒的突出，将和旋转轴一体的圆筒状部在框架侧(具体而言，在收容孔和受压圆筒部的两侧)夹持。
具体记载的话，有关本发明的分度装置(100)为，具有通过分度用的马达(33)分度驱动的旋转轴(39)、以及收容上述旋转轴(39)的收容孔(31d)，具有可旋转地支撑旋转轴(39)的框架(31b)、以及和锁附用的贯通孔(34e1)在外周周围连续且构成供给压力流体的压力室(34d)的一部分的环状沟(34a1)，具备被配置于上述框架(31b)的收容孔(31d)和上述旋转轴(39)之间的空间且对于上述框架(31b)一体地安装的夹紧套筒(34a)。
在上述分度装置(100)中，在上述旋转轴(39)和夹紧套筒(34a)之间的空间方面，具有对于夹紧套筒(34a)的锁附用的贯通孔(34e1)在半径方向分离、且在上述旋转轴(39)的方向平行地延伸的受压周面(38a5)的受压圆筒部(38a1)为，对于上述框架(31b)被一体地安装，另一方面，在上述旋转轴(39)方面，向半径方向外侧延伸的突缘构件(39b)被一体地设置，且在夹紧套筒(34a)的锁附用的贯通孔(34e1)和上述受压圆筒部(38a1)之间的空间方面，对于旋转轴(39)平行延伸且可挠曲变形的圆筒状部(38b)为对于上述突缘构件(39b)被一体地安装(申请专利范围第1项)。
较佳的是，和框架(31b)一体的上述受压圆筒部(38a1)为，在半径方向相互分离的状态下，以被安装于上述框架(31b)的多个受压圆筒零件(38a11、38a12)构成；和突缘构件(39b)一体的圆筒状部(38b)为，在半径方向相互分离的状态下，以被安装于上述突缘构件(39b)的多个可挠曲变形的圆筒状零件(38b11、38b12)构成，且多个受压圆筒零件(38a11、38a12)和多个可挠曲变形的圆筒状零件(38b11、38b12)为在半径方向隔开一点点的间隙而被交互地配置(申请专利范围第2项)。
根据上述发明第1方面记载的装置的话，根据伴随朝压力室(34d)的流体供给的夹紧套筒(34a)的突出，上述圆筒状部(38b)为在旋转轴(39)侧挠曲变形，和圆筒状部(38b)一体的上述旋转轴(39)为，在和框架(31b)侧一体的夹紧套筒(34a)以及受压圆筒部(38a1)，从内外两侧被夹持而成为夹紧状态。因此，在本发明中，与习知装置相比，和旋转轴一体的圆筒状部为，由于对于框架侧在内外两面被抵接，摩擦力发生的接触面增加，此增加的部分，较大的制动扭矩(夹紧力)被得到，加工精度、加工的安定度更被确保(申请专利范围第1项)。
又，上述圆筒状部或受压圆筒部为通过多个圆筒状构件被构成的装置，具体而言，和突缘构件(39b)一体的圆筒状部(38b)为，在半径方向相互分离的状态下，通过被安装于上述突缘构件(39b)的多个可挠曲变形的圆筒状零件(38b11、38b12)构成，且多个受压圆筒零件(38a11、38a12)和多个可挠曲变形的圆筒状零件(38b11、38b12)为在半径方向隔开一点点的间隙而被交互地配置的话，通过夹紧套筒的突出，因为在这些圆筒状零件(38b11、38b12)和受压圆筒零件(38a11、38a12)的被抵接的各周面中，制动扭矩分别发生，在全体更高的制动扭矩被得到(申请专利范围第2项)。
附图说明
第1图为表示有关本发明的分度装置被适用的工作机械(加工用头)的一例子的立体图；
第2图为表示从在加工用头中的支撑头的正面所看的一部分的扩大剖面图；
第3图为表示在加工用头中的支撑头，其中第3(A)图、第3(B)图为为盖子拆下的状态的侧面图，在第3(A)图，表示在从脚部30a拆下盖子18a的状态下，从外侧所见的扩大侧面图；
第4图为为加工用头的支撑为统的扩大部分剖面图；
第5图为为被组装于工作机械的加工用头的本发明的分度装置的主要部分扩大剖面图；
第6图为为有关本发明的分度装置的其它构成例的主要部分的扩大剖面图；以及
第7图为为有关本发明的分度装置的另一其它构成例的主要部分的扩大剖面图。
【主要组件符号说明】
1～工作机械；         10～加工用头；
15～螺丝构件；        18b～侧面盖子；
20～主轴单元；        21～主轴；
23～壳体；            24～埠；
25～主轴马达；        25a～转子；
25b～定子；           27～轴承；
30～第一支撑头；      31a、31b～壳体(框架)；
31b1～贯通孔；        31b3～安装座；
31b4～内周面；        31c1～凹部；
31d～收容孔；         32～分度用的回转轴；
33～分度用的马达；    34～夹紧机构；
34a～夹紧套筒；       34a1～环状沟；
34a2～圆筒部；        34a3～突缘部；
34a5～薄肉部；        34b～受压构件；
34b2～外周端；        34b3～内周面；
34b4、34b5～轴端；    34c1、34c2～螺丝构件；
34d～压力室；         34d2～间隙；
36～轴承；            34e1～锁附用的贯通孔；
37、38～旋转接头；    37a、38a～分配器；
38a1～受压圆筒部；    38a4～贯通孔；
38a5～受压周面；      38a11、38a12～受压圆筒零件：
38b～圆筒状部；       38b11、38b12～圆筒状零件；
38d2～突缘部；        39～旋转轴；
39a～轴构件；         39b～突缘构件；
39b1～端面；          41a～检测器头；
41b～检测环；         50～第二支撑头；
100～分度装置。
具体实施方式
第1图至第5图为表示作为复合加工机的例子的门型工作机械1。此种工作机械1也称为加工中心，有关本发明的分度装置100为，被组装于称为工作机械1的U轴头的加工用头10。
首先，在第1图中，工作机械1为，包括：在床4上附设的左右一对的柱2；在一对的柱2上朝上下方向(Z轴方向)移动的水平的横轨6；在横轨6上朝左右方向(Y轴方向)水平移动的床鞍7；在床鞍7上朝Z轴方向移动的冲柱(ram)8；在床4上朝前后方向(X轴方向)水平移动的台5。
冲柱8为，将加工用头10在垂直轴的周围转动自如地支撑，加工用头10为，将驱动主轴21用的主轴单元20在水平轴的周围旋转自如地支撑。
工作机械1，在固定于台5上的工件3的加工时，通过根据预先设定的程序的数值控制，使上述台5、横轨6、床鞍7及冲柱8移动。另一方面，加工用头10为，通过本发明的分度装置100进行主轴单元20的角度位置的分度。由此，工作机械1为，对于工件3的各加工面将工具以最佳角度抵接而进行必要的加工，而可对于工件3进行复杂的切削加工等。
第2图至第4图为，表示加工用头10及主轴单元20的具体构成。主轴单元20为如第2图所示般，通过第一支撑头30被支撑；第一支撑头30为如第4图所示般，通过第二支撑头50被支撑。
在第2图中，主轴单元20为为马达内装型的主轴头，内装有一般称为DD马达的直接驱动型的主轴马达25，通过其旋转输出，使主轴21以高速旋转驱动。主轴21为，被插通配置于主轴单元20的壳体23内；主轴马达25为，以围绕主轴21的方式被组装，且由被外嵌固定于主轴21的转子25a、以及与转子25a的外周面相对方式被设置的定子25b所构成。又，主轴21为，通过在主轴马达25的两端部多列配置的轴承(例如，角接触轴承)27，而旋转自如地被支撑于壳体23的内部。
并且，若供给激磁电流至主轴马达25的定子25b，则在定子25b与转子25a之间发生激磁力，通过此激磁力，转子25a会旋转，而主轴21为被旋转，将装着于主轴21的前端推拔孔的未图示的工具在切削方向进行旋转驱动。
第2图以外，在第3图至第5图中，第一支撑头30为，在安装于支撑部30c的一对脚部30a、30b之间，通过主轴单元20的左右一对的旋转轴32、39旋转自如地支撑，且将作为一对旋转轴32、39的共通中心线的A轴作为旋转中心，使主轴单元20旋转，将主轴单元20的加工姿势的角度位置分度。为了主轴单元20的角度位置的分度，一对脚部30a、30b中的一方的脚部30a为，在其内部具有分度用的马达33，另一方的脚部30b为，在其内部具有保持分度的角度位置用的夹紧机构34。
这些分度用的马达33及夹紧机构34为，构成本发明的分度装置100的主要部分。又，一对旋转轴32、39为，在与主轴单元20的主轴21的旋转的轴线正交的状态下，被安装在主轴单元20的两侧面，脚部30a侧的旋转轴32为和分度用的马达33一起，在分度时成为驱动侧，脚部30b侧的旋转轴39为在分度时成为从动侧，但在保持分度的角度位置时成为夹紧侧。又，分度用的马达33为，和主轴马达25相同，作为所谓的DD马达而被构成。
其次，说明一方的脚部30a的内部的构成。脚部30a为以壳体31a作为主体，在其内部具备有，构成分度用的马达33的转子33a及定子33b、支撑主轴单元20的分度用的旋转轴32、用于旋转自如地支撑此旋转轴32的轴承(例如，交叉滚子轴承等)35、以及将加工用的流体供给至主轴单元20用的旋转接头37等。
壳体31a为为了插入马达33及旋转轴32，脚部30b侧为成为大开口的形状。并且，在壳体31a，形成有从外侧面朝A轴方向延伸的圆筒部31a1。又，在圆筒部31a1，在A轴方向形成有旋转接头37被插入的贯通孔31a2。又，在壳体31a的外侧的端面，流体供给用管或供给电流用的电缆通过的凹部31a3被形成。又，在脚部30a的外侧面，侧面盖子18a被安装，凹部31a3为通过此侧面盖子18a覆盖。
又，第3图为表示在取下此侧面盖子18a的状态，第3(A)图为，表示在从脚部30a拆下盖子18a的状态下，从脚部30b相对侧(亦即，外侧)所见的图示。又，第3(B)图为，表示在从脚部30b拆下盖子18b的状态下，从脚部30a相对侧(亦即，外侧)所见的图示。
旋转接头37为由对于壳体31a被固定的分配器37a、以及旋转自如地嵌装在分配器37a的圆筒部37a1的外周面的轴37b而构成。
分配器37a为在被插入于壳体31a的贯通孔31a2的状态下，在其突缘部37a2中，通过配设在圆周方向的多个螺丝构件37c而被安装在壳体31a。而且，在分配器37a的中心形成有用于容许朝向主轴单元20的电缆等的通过的贯通孔37a4。
并且，在分配器37a，为了将流体供给或排出的多个流体流路37a3为向圆周方向偏移位置而被形成。另一方面，在轴37b，形成有对应于分配器37a的各流体流路37a3的多个流体流路37b1。又，在第2图，多个流体流路37a3以及流体流路37b1为，其中只有一个被代表性地表示。
又，各流体流路37a3和与此对应的各流体流路37b1被构成为，经由形成在分配器37a和轴37b的嵌合周面的全周的环状沟而连通，即使轴37b旋转时也能保持其连通状态。又，流体流路37b1为连通于主轴单元20的流体供给用或排出用的埠24。而且，在分配器37a和轴37b之间，在各环状沟之间介设有密封用的密封构件。
又，在分配器37a，向其圆周方向偏移位置，而形成有多个流体供给用或排出用的埠37d，在各埠37d连接有流体供给用或排出用的管12。又，经由供给用管12从未图示的流体控制回路被供给的流体经由埠24从旋转接头37被供给到主轴单元20。
在使此流体循环的情形，在主轴单元20内通过的流体为经由旋转接头37而被排出至排出用管12。因此，作为朝此主轴单元20被供给的流体为，例如，冷却以高速旋转的主轴马达25或主轴21等用的冷却用油、防止朝主轴单元20或其旋转部分的切削粉的侵入的密封用的空气、为了在加工时冷却工具等的冷却用的水等。
分度用的马达33为，作为内转子型的马达而被构成，且由对于壳体31a被固定地配设的定子33b、以及以与定子33b的内周面相对的方式配设的转子33a所构成；转子33a为嵌合在旋转轴32的圆筒部32a的外周，且和圆筒部32a一体地被安装。亦即，马达33的转子33a为，例如，通过以稀土金属类等作为材料的永久磁铁构成的磁极，且在圆周方向邻接的多个磁极为以相互反转般在圆周方向并列设置，另一方定子33b为，通过通电发生磁力的多个电磁铁对应于转子33a的磁极而在周方向并列设置，通过在定子33b中的电磁铁的选择地通电，使转子33a旋转，作为所谓永久磁铁同期型无刷DC马达而被构成。
定子33b为被内嵌固定在固定于壳体31a的定子套筒33c的内周面。在此定子套筒33c的外周面，环状沟33c1被形成。一方面，在壳体31a，与此环状沟33c1连通的流体供给路31a4以及流体排出路31a5被形成。又，对于上述环状沟33c1，从流体供给路31a4，冷却马达33用的冷却用流体(例如，油)被供给，伴随着转子33a的旋转，抑制马达33的发热。又，环状沟33c1为，从流体供给路31a4被供给的流体在环状沟33c1循环，从流体排出路31a5被排出般，虽然未图示，但以螺旋状被形成。
转子33a为被外嵌固定于，可旋转地设置在壳体31a内的旋转轴32的外周面。此旋转轴32为对于上述旋转接头37的轴37b、以同心配置在其旋转轴在线，通过配设于圆周方向的多个螺丝构件被固定于轴37b。而且，转子33a为通过其外周面与定子33b的内周面相对配置，被外嵌固定在形成于旋转轴32的圆筒部32a的外周面，对于旋转轴32被设置成不能相对旋转。
又，在旋转轴32，对于脚部30b侧的端面32b，通过配设于圆周方向的多个螺丝构件14，主轴单元20为被固定。亦即，主轴单元20为通过对于旋转轴32的端面32b被固定，和旋转轴32一体地被支撑。因此，在脚部30a侧，旋转轴32及与此一体旋转的旋转接头37的轴37b为构成主轴单元20用的驱动支撑轴。
旋转轴32的圆筒部32a为，在将旋转轴32组装在旋转接头37的轴37b的状态下，经由些微间隙，围绕上述壳体31a的圆筒部31a1般被形成。换言之，在将旋转轴32组装在轴37b的状态下，圆筒部32a的内周面的内侧，亦即，在外嵌固定于圆筒部32a的转子33a的半径方向内侧，壳体31a的圆筒部31a1存在。
一方面，在壳体31a的圆筒部31a1和位于圆筒部31a1的贯通孔31a2内的旋转接头37的轴37b之间，轴承35被安装。又，通过此轴承35，轴37b为成为对于壳体31a可旋转地被支撑的状态。
如上述，在图标的例子中，驱动支撑轴(旋转接头37的轴37b+组装于轴37b的旋转轴32)为，具有使马达33的转子33a被外嵌固定的大径部(旋转轴32的圆筒部32a)以及在此大径部的半径方向内侧通过轴承35可旋转地被支撑的轴部(旋转接头37的轴37b)。又，在此大径部和轴部之间，形成于壳体31a的圆筒部31a1被配设，在此圆筒部31a1和轴37b之间，轴承35被安装而构成。藉此，驱动支撑轴为成为对于壳体31a可旋转地被支撑的构成。又，如图示般，关于轴承35的A轴方向的配置为，成为在A轴方向中的马达33的存在范围内。
其次，说明另一方的脚部30b的内部的构成。脚部30b为以壳体31b为主体，在其内部，具备有保持主轴单元20的角度位置的夹紧机构34、支撑主轴单元20的旋转轴39、用于将此旋转轴39旋转自如地支撑的轴承36、以及旋转接头38等。在此的壳体31b为，构成可旋转地承受主轴单元20的框架，又，旋转轴39为，在根据分度用的马达33的分度动作中，成为从动支撑轴，但在分度动作完成后，在根据夹紧机构34的夹紧动作时，成为保持分度角度用的制动用轴。
在壳体31b方面，在A轴方向贯通的贯通孔31b1被形成，在此贯通孔31b1内，上述夹紧机构34、作为从动支撑轴的旋转轴39、轴承36、以及旋转接头38被组装。又，在壳体31b的外侧的端面，与脚部30a相同，凹部31c1被形成，此凹部31c1为通过侧面盖子18b被覆盖。
旋转接头38为为与脚部30a侧的旋转接头37同样的旋转接头，且通过被固定于壳体31b的分配器38a、以及在分配器38a的受压圆周部38a1的外周面可旋转地被嵌装且作为和旋转轴39一体的汽缸部的功能的圆筒状部38b所构成。
分配器38a为，由上述受压圆筒部38a1、以及在受压圆筒部38a1的外侧的端部向半径方向扩大般被形成的突缘部38a2所构成。又，分配器38a为，在突缘部38a2中，通过配设在圆周方向的多个螺丝构件38c而被组装于壳体31b。而且，在分配器38a的中心，形成有在A轴方向贯通的贯通孔38a4。
在此分配器38a，在圆周方向偏移位置，多个流体流路38a3为被形成。又，在圆筒状部38b，形成有对应于分配器38a的各流体流路38a3的多个流体流路38b1。而且，各流体流路38a3和与此对应的各流体流路38b1被构成为，经由在分配器38a和圆筒状部38b的嵌合周面被形成的环状沟而连通，即使圆筒状部38b旋转时也能保持其连通状态。
在脚部30b中，对应于脚部30a的旋转轴32的旋转轴39为，为了收容轴承36，由轴构件39a和突缘构件39b的两个构件所构成。此旋转轴39(轴构件39a以及突缘构件39b)的轴线为，与脚部30a的旋转轴32的轴线一致、和A轴的轴线也一致的方式被配设。
旋转轴39的轴构件39a为，被配置在分配器38a的贯通孔38a4内，对于分配器38a，经由轴承36而旋转自如地被支撑。因此，轴构件39a和分配器38a为，成为关于A轴同心地被配设的状态。
而且，旋转轴39的突缘构件39b为，在脚部30b侧，具有和在脚部30a中的旋转轴32的端面32b平行的端面39b1，对于此端面39b1，通过在圆周方向被配设的多个螺丝构件15，主轴单元20为被固定。因此，旋转轴39为，如上述般，作为脚部30b中的主轴单元20用的从动支撑轴的功能。另外，旋转轴39为，在突缘构件39b中，被固定于旋转接头38的圆筒状部38b，和圆筒状部38b一体地旋转。因此，旋转接头38的圆筒状部38b也相当于从动支撑轴的一部分。
夹紧机构34为，如第2图及第5图般，用于保持主轴单元20的分度后的旋转姿势(亦即，角度位置)，且以环状的夹紧套筒34a作为主要部分而被构成。夹紧套筒34a为，具有形成成为压力室34d的环状沟34a1的圆筒部34a2、以及在此圆筒部34a2的脚部30a侧端部向半径方向扩大般被形成的突缘部34a3，且在夹紧套筒34a的内侧方面，具有在圆筒部34a2和突缘部34a3被设置的领域横跨而连续的锁附用的贯通孔34e1。又，圆筒部34a2为，在容许与旋转轴39一体旋转的旋转接头38的圆筒状部38b的旋转的状态下，将圆筒状部38b围绕。又，圆筒状部38b为，被插入于夹紧套筒34a的锁附用的贯通孔34e1，且在外周面，与贯通孔34e1的内周面残留间隙而相对。
一方面，在壳体31b，为了收纳插入于贯通孔31b1的夹紧套筒34a，对于A轴方向，具有向半径方向外侧延伸的平面的安装座31b3在贯通孔31b1连续而被设置。另一方面，在夹紧套筒34a的突缘部34a3，在安装后述的受压构件34b之际插入螺丝构件34c2用的贯通孔、以及在将夹紧套筒34a对于壳体31b安装之际插入螺丝构件34c1用的贯通孔为，在圆周方向隔开间隔被分别设置多个。
在夹紧套筒34a的圆筒部34a2和壳体31b的贯通孔31b1之间，内嵌固定于壳体31b的圆筒形状的受压构件34b被安装。在受压构件34b，对应于上述突缘部34a3的多个贯通孔，多个螺丝孔被设置。又，圆筒状的受压构件34b为，在夹紧套筒34a的圆筒部34a2的外侧嵌合般被插入，且通过突缘部34a3的上述复数贯通孔将螺丝构件34c2分别栓入至上述受压构件34b的对应螺丝孔。
此类的受压构件34b为，对于夹紧套筒34a被外嵌固定，在作为其中空孔内的收容孔31d内收容夹紧套筒34a等，通过此收容孔31d和环状沟34a1相对，形成压力室34d。夹紧套筒34a为，被内嵌在收容孔31d，受压构件34b为被内嵌在贯通孔31b1。一方面，在壳体31b的安装座31b3，对应于设置于受压构件34b的圆周方向的复数贯通孔，多个螺丝孔被设置，夹紧套筒34a为，通过从突缘部34a3的贯通孔将螺丝构件34c1插入而栓入至对应的螺丝孔，对于安装座31b3被安装，藉此，对于壳体31b被固定。
受压构件34b的轴端34b4、34b5为，将在半径方向正交方向延伸的平面在圆周方向连续而形成，其一方的轴端34b4为在夹紧套筒34a的突缘部34a3卡合般被配设。又，在受压构件34b的内周面34b3，横跨全周方向，O形环通过夹持环状沟34a1在轴方向的两侧位置分别被配置，藉此，压力室34d为，可维持气密或液密状态。又，在此压力室34d，形成于受压构件34b的流体流路34b1为连通。此流体流路34b1为，经由形成于夹紧套筒34a的突缘部34a3的流体流路34a4，连通至形成于壳体31b的流体流路31b2。
又，在此夹紧机构34，通过经由这些流体流路34a4、34b1，压力流体(例如，压油)被供给至压力室34d，通过在夹紧套筒34a的圆筒部34a2中的环状沟34a1被设置的薄肉部34a5为在缩径方向(半径方向内侧)变形。其结果，对于圆筒状部38b，锁附力为起作用，圆筒状部38b及安装于此的旋转轴39的旋转被阻止，成为夹紧状态。
并且，通过经由未图示的流体控制回路释放供给至压力室34d的压油等的压力，而消除圆筒部34a2的薄肉部34a5的变形状态，通过对于圆筒状部38b的锁附力消失而解除对于旋转轴39的夹紧状态。
还有，在图示例，在脚部30b内设置有，为了检测旋转轴39的旋转角度(亦即，主轴单元20的姿势)的旋转检测器41、以及为了限制主轴单元20的旋转范围的角度检测器42。
旋转检测器41为，由在旋转接头38中的分配器38a的贯通孔38a4内，安装于从贯通孔38a4的内周面在半径方向突出的圆盘状的支撑部的所定位置的检测器头41a；以及在检测器头41a的内侧相对般配置而被安装于旋转轴39的轴构件39a的检测环41b所构成。来自此旋转检测器41的主轴单元20的角度位置的检测信号为，被发送到装载有加工用头10的工作机械1的控制装置(未图标)，而被使用于主轴单元20的姿势控制(数值控制)。
并且，角度检测器42为，例如为限位开关，安装于在分配器38a的贯通孔38a4内设置的支撑板上，与被安装在旋转轴39的端部的圆盘状的构件43的周面相对般被设置。在此圆盘状的构件43的周面，形成有对应于容许角度范围的牵转具，在相对于此牵转具的状态下，角度检测器42处于不作动的状态。因此，通过控制的异常等，主轴单元20旋转在容许角度以上时，其状态通过角度检测器42而被检测，其检测信号，例如，作为非常停止信号发送到工作机械1的控制装置。
如上述，第一支撑头30为，构成将主轴单元20从其两侧可旋转地保持的脚部30a、30b，一方的脚部30a为，以A轴作为旋转中心，为了将主轴单元20分度，内装有作为分度装置100的旋转驱动源的分度用的马达33，另一方的脚部30b为，为了将分度后的主轴单元20通过压力流体作为夹紧状态，内装有附属于分度装置100的夹紧机构34。
受压构件34b为，如上述般，其轴端34b4在夹紧套筒34a的突缘部34a3卡合般被同轴地插入，在设置于突缘部34a3的多个螺丝孔，经由被栓入于多个螺丝孔的多个锁附用螺丝构件34c2而对于突缘部34a3被安装。又，通过夹紧套筒34a的突缘部34a3在壳体31b的安装部31b3被固着，不能移动地被安装在作为框架功能的壳体31b侧。
如上述，受压构件34b为，经由突缘部34a3被安装在壳体31b，夹紧套筒34a为被配置在和轴构件39a一体的圆筒状部38b以及设置于圆筒状部38b的外侧的壳体31b之间。
其次，第4图为，表示加工用头10中的第二支撑头50的构成。在第4图中，第二支撑头50为，被安装在冲柱8，为了将加工用头10以和工作机械1的Z轴平行的C轴为中心旋转(回转)，以具有在C轴方向贯通的贯通孔51a的壳体51为主体，具备轴部52a在贯通孔51a内被配设的旋转用的旋转轴52。
第一支撑头30为，经由旋转轴52对于第二支撑头50被组装。又，第二支撑头50为，通过安装于壳体51的环状支撑体51b，被安装在冲柱8。
第二支撑头50为在壳体51的贯通孔51a内具备：通过DD马达的回转用的马达53，用以将旋转轴52旋转驱动；夹紧套筒54，用以保持根据旋转轴52的回转的旋转位置；以及旋转接头55，用以将流体供给到第一支撑头30。
回转用的马达53为由：经由定子套筒53c而被固定在壳体51的定子53a；以及与定子53a的内周面相对配置，被固定在旋转轴52的转子53b所构成。而且，用以驱动马达53的激磁电流的供给为，通过经由连接器17a而被连接在定子53a的电缆17而被进行。
回转用的旋转轴52为包含：轴部52a，在壳体51的贯通孔51a内自由旋转地被设置；以及突缘构件52b，安装于轴部52a的第一支撑头30侧的端部而向半径方向(与C轴正交的方向)扩大。并且，在旋转轴52，形成有旋转接头55被插通的贯通孔52c。
又，在图示的例子，在旋转轴52的轴部52a和突缘构件52b之间，轴承壳体52d被形成。又，在此轴承壳体52d和壳体51之间，轴承56被安装。通过此轴承56，旋转轴52为成为对于壳体51可旋转地被支撑的状态。因此，图示的例子中的轴承56为，复合滚筒形式的回转轴承的一个，且为三列圆筒滚筒轴承(三列滚子轴承/轴向径向滚子轴承)，为可承受轴向方向以及径向方向的大荷重。
在轴部52a的外周面，外嵌固定有马达53的转子53b，伴随转子53b的旋转而以C轴为中心旋转驱动轴部52a。并且，突缘构件52b为通过在圆周方向被配设的多个螺丝构件52e而被安装在轴部52a，与轴部52a一体地旋转。还有，在突缘构件52b，在圆周方向螺合插入多个螺丝构件19，通过此螺丝构件19，第一支撑头30的支撑部30c为被安装于突缘构件52b。因此，通过旋转轴52为由马达53被旋转驱动，第一支撑头30为与旋转轴52一起回转。
旋转接头55为为与第一支撑头30的旋转接头37、38同样的旋转接头，由被固定于壳体51的分配器55a、以及以可旋转地被嵌装在分配器55a所形成的贯通孔55a1、且对于C轴和分配器55a同心地被配设的轴55b所构成。
分配器55a为由在旋转轴52的贯通孔52c内被配置的圆筒部55a2、以及在圆筒部55a2的第一支撑头30相反侧的端部在半径方向扩大的方式形成的突缘部55a3所构成，在此突缘部55a3中，通过在圆周方向配设的多个螺丝构件而安装在壳体51。
而且，在轴55b，在第一支撑头30侧的端部，圆盘状的突缘构件57为被安装，轴55b为经由此突缘构件57而对于旋转轴52的突缘构件52b被安装。因此，伴随旋转轴52的旋转，轴55b也一起旋转。另外，突缘构件57为成为嵌入于在第一支撑头30的支撑部30c所形成的圆形的凹部30c1的形状，通过此突缘构件57和支撑部30c的凹部30c1，进行组装第一支撑头30和第二支撑头50时的定位。
在分配器55a，在圆周方向偏移位置形成多个为了从外部引进流体用的流体流路55a4。另一方面，在轴55b，也在圆周方向偏移位置形成对应于分配器55a的各流体流路55a4的多个流体流路55b1。
并且，各流体流路55a4与对应此的各流体流路55b1为被构成为，经由在分配器55a和轴55b的嵌合周面形成的环状沟而连通，在轴55b旋转时，也保持其连通状态。并且，在轴55b形成的多个流体流路55b1，为分别连通于在第一支撑头30中的旋转接头37或旋转接头38的分配器37a、38a所形成的对应的流体流路37a3或流体流路38a3。因此，从外部供给到旋转接头55的分配器55a的流体为，经由轴55b被供给到第一支撑头30的旋转接头37、38。
在被固定于壳体51的分配器55a和旋转轴52的轴部52a之间，设置有为了保持旋转轴52的旋转位置的夹紧套筒54。此夹紧套筒54为在其突缘部54a中，通过多个螺丝构件而安装在分配器55a的同时，设置成容许与旋转轴52的相对旋转。而且，在夹紧套筒54的圆筒部54b，形成有在分配器55a的圆筒部55a2侧开口的环状沟54c，通过此环状沟54c和分配器55a的圆筒部55a2的外周面，压力室54e为被形成。
并且，对于此压力室54e，通过经由在分配器55a形成的流体流路54d而供给压力流体，对应于圆筒部54b的环状沟54c的薄肉部为在扩径方向变形。其结果，对于旋转轴52施加扩径方向的锁附力，旋转轴52的旋转被阻止，成为夹紧状态。
而且，在图示例，在旋转接头55的上端部，设置有为了检测旋转轴52的旋转量，亦即，第一支撑头30的旋转量的旋转检测器44。此旋转检测器44为由，配置在分配器55a上的所定位置的一对检测头44a；以及在此检测头44a相对配置而被安装于和旋转轴52一起旋转的轴55b的检测环44b所构成。此旋转检测器44的检测信号为，与在第一支撑头30中的旋转检测器41同样地被发送到工作机械1的控制装置，并用于第一支撑头30的旋转控制。
在如以上构成的加工用头10中，支撑主轴单元20的第一支撑头30为，通过将主轴单元20在一对脚部30a、30b的各旋转轴32、39夹入，在两旋转轴32、39间相对不能旋转地固定而支撑。又，通过将脚部30a侧的驱动侧的旋转轴32由分度用的马达33旋转驱动，将主轴单元20以旋转轴32、39的A轴作为中心，向作为所希望的姿势的角度位置旋转驱动。
又，将主轴单元20的主轴21以A轴作为中心，在所希望的角度定位驱动之际，和主轴单元20一体的旋转轴32及旋转轴39为，经由旋转量被控制的分度用的马达33被旋转驱动。马达33的驱动为，通过工作机械1的控制装置被控制旋转量，依据基于预先设定的程序的数值控制而进行，通过将构成定子33b的未图示的电磁铁选择地激磁而控制转子33a的旋转，经由旋转轴32，主轴单元20的角度位置被控制。因此，在图示的例子，设置于脚部30a内的马达33以及与马达33连结的驱动侧的旋转轴32为，作为主轴单元20用的分度装置100的功能。又，驱动马达33用的激磁电流为，通过根据连接器16a连接于分度的马达33的定子33a的电缆16而被供给。
通过如上述般的分度装置100的马达33，旋转轴32、旋转轴39的旋转驱动终了，主轴单元20以所定的旋转角度被分度的话，根据分度装置100的夹紧机构34的夹紧动作被进行。为了夹紧动作，首先，在压力室34d，从在压力流体供给源或开闭阀等被构成的未图示的流体控制回路，经由流体流路31b2，压油被供给。通过压油的供给，构成压力室34d的薄肉部34a5为，对于A轴向半径方向内侧突出，通过按压圆筒状部38b的外周端38b2，旋转轴39为对于作为框架的壳体31b不能旋转地被保持，作为夹紧状态。
通过基于夹紧动作的压力流体的供给，由于在构成压力室34d的一部分的受压构件34b也施加压力，此受压构件34b也，成为在旋转轴39的半径方向外侧突出般，但在壳体31b的贯通孔31b1的内周面31b4和受压构件34b的外周端34b2之间，由于所定的间隙34d2被设置，突出的受压构件34b的外周端34b2为至少抵接至贯通孔31b1的内周面31b4为止，朝壳体31b的贯通孔31b1的按压力(作用力)不作用。通过此类的构造，可使分度的旋转轴39不会由于夹紧动作而发生倾斜。然而，此类的不适合不发生的话，没有设置具有所定间隙34d2的受压构件34b的必要。
因此，将有关本发明的分度装置100的构成一边参考第5图，一边基于申请专利范围第1项的记载详细说明。又，第5图为，扩大表示在第2图中比A轴上部的壳体31b内。在第5图中，分度装置100为，具有通过分度用的马达33被分度驱动的旋转轴39、以及收容旋转轴39的收容孔31d，且具备作为可旋转地支撑旋转轴39的框架的壳体31b、以及夹紧动作用的夹紧套筒34a。如上述，夹紧套筒34a为，具有和贯通孔34e1在外周周围连续且构成供给压力流体的压力室34d的一部分的环状沟34a1，被配置于壳体31b的收容孔31d和旋转轴39之间的空间且对于壳体31b被一体地安装。
又，在旋转轴39和夹紧套筒34a之间的空间方面，对于夹紧套筒34a的贯通孔34e1在半径方向分离，具有在旋转轴39的方向平行延伸的受压周面38a5的受压圆筒部38a1为，对于作为框架的壳体31b通过螺丝构件31c被一体地安装。一方面，在旋转轴39方面，向半径方向外侧延伸的突缘构件39b通过螺丝构件被一体地安装，且在夹紧套筒34a的贯通孔34e1和受压圆筒部38a1之间的空间方面，对于旋转轴39平行延伸的圆筒状部38b为对于突缘构件39b，通过螺丝构件被一体地安装。
又，圆筒状部38b为，在夹紧套筒34a的贯通孔34e1和圆筒状部38b的外周面之间、以及受压圆筒部38a1的内周面和圆筒状部38b的内周面之间，均具有不妨碍圆筒状部38b的旋转的程度的所定间隙(具体而言，千分之数十mm～1mm程度)般被设置。
如上述，分度装置100的夹紧机构34被构成。在此夹紧机构34的动作时，如上述，压力流体被供给至压力室34d，通过基于此供给的夹紧套筒34a的突出，圆筒状部38b通过在旋转轴39侧挠曲变形，旋转轴39为在壳体31b侧的收容孔31d和受压圆筒部38a1之间夹持，将分度后的旋转轴39作为夹紧状态。
其次，第6图为，第2图至第5图等的构成的变形例。上述第5图的旋转接头38为，在圆筒状部38b和受压圆筒部38a1之间被形成。相对地，第6图的旋转接头38为，在半径方向内侧(亦即，接近A轴的位置)，在受压圆筒部38a1的内周面以及和旋转轴39的突缘构件39b一体的筒状的轴39c的外周面之间被形成。
详而言之，在第6图，具有向半径方向外侧的突缘部38d2的分配器38a为，以A轴为中心，在半径方向相互分离的两个圆筒部(亦即，设置于半径方向外侧的受压圆筒部38a1、以及圆筒部38a6)被设置，且在受压圆筒部38a1和圆筒部38a6之间的空间，和旋转轴39侧的突缘部39b一体地安装的筒状的轴39c被插入，通过与分配器38a的圆筒部38a6的内周面连通的流路、以及与此嵌合般被设置于被插入的轴39c的外周面的环状沟而构成旋转接头38。
亦即，为了构成此类的旋转接头38，具有所定肉厚的筒状的轴39c为抵接突缘构件39b的主轴相反侧的端面般被配置，通过螺丝构件39e被一体地安装。又，在受压圆筒部38a1和夹紧套筒34a的锁附用的贯通孔34a5之间，在A轴的周围连续且向A轴方向的轴端侧(主轴相反侧)延伸的圆筒状部38b为对于突缘部39b被一体地设置。又，圆筒状部38b为，在夹紧套筒34a的贯通孔34e1和圆筒状部38b的外周面之间、以及受压圆筒部38a1的外周面和圆筒状部38b的内周面之间，均具有不妨碍圆筒状部38b的旋转的程度的所定的间隙般被设置。
根据第6图的构成例的话，与第5图的构成例相比，由于构成旋转接头38用的环状沟不在圆筒状部38b形成，在圆筒状部38b的内周面和受压圆筒部38a1的外周面之间，作为夹紧面而相对的周面的接触面积变广。藉此，大的锁附力矩可发生，又，由于旋转接头38的构成要素为从夹紧套筒34a的锁附力的发生位置远离，旋转接头38的构成要素的变形也可回避。换言之，此实施例为，承受来自夹紧套筒的按压力的受压圆筒部为，在通过在半径方向的另一场所构成旋转接头，得到较高的夹紧力，夹紧动作时的按压力为不直接施加在旋转接头般被构成。
其次，第7图为，对应于申请专利范围第2项的实施例，表示将圆筒状部38b以及受压圆筒部38a1通过多个构件，根据此例的话，分别通过两个圆筒状零件38b11、38b12以及受压圆筒零件38a11、38a12构成的例子。详而言之，在第7图中，对于夹紧套筒34a的锁附用贯通孔34e1，设置于半径方向内侧的受压圆筒部38a为，通过设置于内侧的受压圆筒零件38a12、以及对于上述受压圆筒零件38a12的外周端具有所定的间隙且对于上述受压圆筒零件38a12设置为薄肉的受压圆筒零件38a11的两个圆筒状零件所构成。
又，另一方的两个圆筒状零件38b11、38b12为具有：具有相互不同的外径且以所定的薄肉状态设置的圆筒部、以及与此一体被形成且在半径方向延伸的基端部，且以A轴作为中心，在圆筒部互相在半径方向分离的状态下，通过螺丝构件38e、38d分别被安装在突缘构件39b。另一方面，两个受压圆筒零件38a11、38a12为，在和分配器38a之间应设置空间，将可收纳受压圆筒零件38a11的基端部的凹陷部在一方的受压圆筒零件38a12的轴端侧形成于圆周方向，受压圆筒零件38a12的基端部为在被收容于上述凹陷部的状态下，通过螺丝构件11、13，被安装于壳体31b侧的分配器38a。
这些圆筒状零件38b11、38b12及受压圆筒零件38a11、38a12为，通过对于A轴平行，在相互重迭方向延伸，残留些许间隙而以交互夹合的状态被设置，被组装于壳体31b的内侧。又，在此例子中，和第6图相同，旋转接头38为为设置在比受压圆筒零件38a12内侧的例子，旋转接头38为，被形成在轴39c的内周和圆筒状部38b的外周之间。又，此实施例为，对于第6图，分配器38a为为和壳体31b实质上为一体形成的例子。
在夹紧动作时，由于夹紧套筒34a为在半径方向内侧突出，夹紧套筒34a的锁附力为，均以可挠曲变形的圆筒状零件38b11、受压圆筒零件38a11、圆筒状零件38b12的顺序依序被作用，最终作用于受压圆筒零件38a12。因此，通过夹紧套筒34a的突出，在被安装于作为框架的壳体31b的夹紧套筒34a、受压圆筒零件38a11、和受压圆筒零件38a12的个别之间，均将和旋转轴39侧一体地旋转的受压圆筒零件38b11以及受压圆筒零件38b12从两侧夹入般被锁附的结果，可将和圆筒状部38b一体的旋转轴39不能旋转地保持。
根据第7图的构成例的话，由于在夹紧套筒34a的突出时，在夹紧套筒34a和两个圆筒状零件38b11、38b12以及和受压圆筒零件38a11、38a12之间合计有四个夹紧面(摩擦面)，与其它实施例相比，较大的摩擦力矩(夹紧力)被得到。
在上述实施例中，在工作机械1的加工用头10的U轴头，支撑主轴单元20的一对脚部中，表示仅在一方的脚部(从动侧支撑部)构成夹紧机构的实施例，但在DD马达被设置的一方的脚部(驱动侧支撑部)设置本发明的夹紧机构，又，设置夹紧机构在双方的脚部也可。
又，此以外的分度机构，例如，有关将第一支撑头30以C轴作为中心旋转驱动的第二支撑头50的夹紧机构54，也可能为和上述相同的构成。又，本发明为，不限于所谓的工作机械1的加工用头10的U轴头，也可适用在加工对象的工件安装用旋转台的分度装置(圆台装置)。又，在上述例子，驱动源为以所谓的DD马达被构成，但也可以此以外的马达、旋转驱动机构构成。
又，在第5图的例子，在壳体31b的内部，没有将旋转轴39直接旋转驱动的机构，但如习知的圆台装置般，对于和旋转台一体地设置的轴构件39a，将蜗轮一体地设置，且例如，将连结于可控制旋转量的伺服马达的蜗杆，啮合于上述蜗轮般构成，仿效第2图的脚部30a，通过DD马达，将和旋转台一体地设置的旋转轴39旋转驱动般被构成也可。又，圆台装置为，不限于具有对于工作机械的床正交的旋转轴般被配置。具体而言，适用于具有两轴以上的旋转轴的分度功能的圆台装置，对于此一轴以上可适用本发明的各夹紧机构。

Claims (2)

1、一种分度装置(100)，具有通过分度用的马达(33)分度驱动的旋转轴(39)、以及收容上述旋转轴(39)的收容孔(31d)，具有可旋转地支撑旋转轴(39)的框架(31b)、以及和锁附用的贯通孔(34e1)在外周周围连续且构成供给压力流体的压力室(34d)的一部分的环状沟(34a1)，具备被配置于上述框架(31b)的收容孔(31d)和上述旋转轴(39)之间的空间且对于上述框架(31b)一体地安装的夹紧套筒(34a)；
在上述旋转轴(39)和夹紧套筒(34a)之间的空间，具有对于夹紧套筒(34a)的锁附用的贯通孔(34e1)在半径方向分离、在上述旋转轴(39)的方向平行地延伸的受压周面(38a5)的受压圆筒部(38a1)为，对于上述框架(31b)被一体地安装；
在上述旋转轴(39)，向半径方向外侧延伸的突缘构件(39b)被一体地设置，且在夹紧套筒(34a)的锁附用的贯通孔(34e1)和上述受压圆筒部(38a1)之间的空间，对于旋转轴(39)平行延伸且可挠曲变形的圆筒状部(38b)为对于上述突缘构件(39b)被一体地安装。
2、如权利要求1所述的分度装置(100)，其中，
和框架(31b)一体的上述受压圆筒部(38a1)为，在半径方向相互分离的状态下，以被安装于上述框架(31b)的多个受压圆筒零件(38a11、38a12)构成；和突缘构件(39b)一体的圆筒状部(38b)为，在半径方向相互分离的状态下，以被安装于上述突缘构件(39b)的多个可挠曲变形的圆筒状构件(38b11、38b12)构成，且多个受压圆筒零件(38a11、38a12)和多个可挠曲变形的圆筒状零件(38b11、38b12)为在半径方向隔开一点点的间隙而被交互地配置。
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