CN102729088A - 旋转接头装置和旋转接头装置的加工方法及具备旋转接头装置的机床用主轴驱动装置 - Google Patents

旋转接头装置和旋转接头装置的加工方法及具备旋转接头装置的机床用主轴驱动装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102729088A
CN102729088A CN 201210042496 CN201210042496A CN102729088A CN 102729088 A CN102729088 A CN 102729088A CN 201210042496 CN201210042496 CN 201210042496 CN 201210042496 A CN201210042496 A CN 201210042496A CN 102729088 A CN102729088 A CN 102729088A
Authority
CN
China
Prior art keywords
urceolus
cylinder
rotary joint
joint device
mounting groove
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN 201210042496
Other languages
English (en)
Inventor
浦裕史
南出政之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsudakoma Corp
Original Assignee
Tsudakoma Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsudakoma Industrial Co Ltd filed Critical Tsudakoma Industrial Co Ltd
Publication of CN102729088A publication Critical patent/CN102729088A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L39/00Joints or fittings for double-walled or multi-channel pipes or pipe assemblies
    • F16L39/04Joints or fittings for double-walled or multi-channel pipes or pipe assemblies allowing adjustment or movement
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30Milling
    • Y10T409/300056Thread or helix generating
    • Y10T409/300672Thread or helix generating with means to rotate work and means to interrelatedly infeed the work relative to the cutter
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30Milling
    • Y10T409/303976Milling with means to control temperature or lubricate
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30Milling
    • Y10T409/306664Milling including means to infeed rotary cutter toward work
    • Y10T409/307672Angularly adjustable cutter head
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30Milling
    • Y10T409/30784Milling including means to adustably position cutter
    • Y10T409/308456Milling including means to adustably position cutter with right angle cutter drive

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Joints Allowing Movement (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Quick-Acting Or Multi-Walled Pipe Joints (AREA)

Abstract

本发明公开了一种旋转接头装置及其加工方法及包括旋转接头装置的机床用主轴驱动装置。旋转接头装置包括外筒、旋转轴、流体流路以及环形连接槽,使外筒的流体流路和以与连接槽连通的方式形成于旋转轴的流体流路通过连接槽连通,其技术要点是包括:多个安装槽,形成于外筒的外周面上的多个位置,且以横跨相邻的2个圆筒块的形式形成为露出于外筒的外周面,底面以组合该2个圆筒块的状态作为平面被加工;以及多个定位块,相对于多个安装槽1对1对应,且相对于安装槽的沿轴线方向及外筒的圆周方向的安装相位设为一种,与对应的安装槽的底面相对的安装面被加工成平面。

Description

旋转接头装置和旋转接头装置的加工方法及具备旋转接头装置的机床用主轴驱动装置
技术领域
本发明涉及一种使外筒的流体流路和旋转轴的流体流路连通的旋转接头装置,特别是涉及在轴线方向组合多个圆筒块构成外筒的旋转接头装置。
背景技术
所述旋转接头装置作为使相对旋转的配管或设备相互连接的管接头被广泛利用,例如:装入主轴驱动装置,用于从机床侧向对象装置供给冷却水或启动油等,或将其排出,所述主轴驱动装置搭载于机床,且支承被转动驱动的所述对象装置的主轴由驱动装置被转动驱动。
作为这样的旋转接头装置,有一种是专利文献1中公开的。该专利文献1中公开的旋转接头装置是一种外筒连结式旋转接头装置,外嵌于旋转轴的外筒是将按供给的流体种类划分的多个固定筒体(本发明中称为圆筒块)连接的结构作为主体。其固定筒体和旋转轴(严密地说,固定于旋转轴与旋转轴一体地旋转的内侧套筒)之间,介装有用于防止各固定筒体间流体泄漏的密封环。
但是,在如上所述的机床中,旋转接头装置是在其旋转轴与由驱动装置转动驱动的供给侧的主轴连结的情况下使用。在该情况下,随着如上所述的外筒和旋转轴的相对旋转,密封部件和旋转轴的滑动成为旋转阻力,其成为对转动驱动连结于旋转轴的主轴的驱动装置的负荷。特别是如专利文献1中的外筒连结式旋转接头装置的情况下,在每个口设有密封圈,且在每个固定筒体设有机械密封,由于密封部件的数量非常多,因此使驱动装置所承受的负荷增大。
因此,驱动装置必须是考虑到这样的负荷的装置,作为驱动源的电机,由于必须采用输出大的大型电机而导致大型化。随着驱动装置和电机的大型化,导致制造成本增加。
作为所述驱动源,例如有:具备直接驱动型电机(所谓DD电机)的驱动装置。所述DD电机是将其电机转子与主轴同轴地配置,相对于所述主轴直接地连结,不设齿轮等减速装置转动驱动所述主轴。因此,由于旋转接头装置的旋转阻力使驱动装置所承受的负荷并未由齿轮等减速装置被减少,并作用于所述DD电机上。因此,所述DD电机必须采用对应所述负荷的输出大的电机。
所述DD电机的输出越大,其外径和长度也增大。但由于所述驱动装置搭载于机床中,机床中的安装空间有一定限制,因此,不能使所述DD电机的外径和长度设为过大。因此,可采用的所述DD电机的输出的大小也受到限制,需要降低旋转接头装置的旋转阻力,减少驱动装置所承受的负荷。
另外,专利文献1的外筒连结式旋转接头装置中,由于设于每个口的密封部件的数量增多,因此驱动装置所承受的负荷增大。因此,为了减少对驱动装置的负荷,可以考虑减少设于每个固定筒体的口的密封部件的数量或不设所述密封部件。但是,仅减少密封部件的数量或不设密封部件,流体仍会从外筒的内周面和旋转轴的间隙向供给口的流体流路外大量泄漏,因此,不能将被供给的流体的压力保持为所述对象装置所需要的压力。
为了进一步减少对驱动装置的负荷,也可考虑使用滑动阻力更小的油封等,来取代设于每个固定筒体的机械密封。但是,由于油封等不能承受从所述间隙中泄漏出的流体的压力,因此不能防止各固定筒体间的流体泄漏。因此,导致相邻的固定筒体中的不同种类的流体相互混合,混浊,不能将流体回收再利用。
于是,为了将供给的流体的压力保持为所述对象装置所需要的压力,且抑制各固定筒体间的流体泄漏,可以考虑使所述间隙(所谓直径间隙)变小。另外,所述对象装置所需要的压力是指,例如:油压或气压的约3.5MPa至6.9MPa范围内的压力。当然,向旋转接头装置的流体的投入压力大于以上压力。只要将所述间隙设为例如:0.005mm以下的程度,作为其效果,能够使各种流体在每个口成为接近液密或气密的状态。
但是,所述的外筒连结式旋转接头装置中,在使所述直径间隙变小的情况下,在外筒的各固定筒体的装配,特别是在维修等根据需要拆卸后再次装配时,要装配成各固定筒体和旋转轴的间隙与拆卸前相同的状态非常困难。在所述间隙不能成为与拆卸前相同的状态的情况下,从所述间隙向流体流路外泄漏出的流体量增加,并且,不能使流体的压力保持在对象装置所需要的压力。若固定筒体和旋转轴干涉,则干涉所产生的旋转阻力对于所述驱动装置成为大的负荷,防碍所述驱动装置使对象装置顺利地转动。由于所述干涉,在旋转接头装置的外筒和旋转轴发生磨耗或擦伤,并且旋转接头装置发生故障。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本实公平7-54712号公报
发明内容
因此,本发明的课题是:提供一种构成,在轴线方向组合多个圆筒块构成所述外筒的旋转接头装置中,在将外筒的各圆筒块拆卸后再次装配时,各圆筒块和旋转轴的间隙成为与拆卸前相同的状态,即,能够使拆卸前的装配状态和再次装配后的装配状态高精度一致。
于是,本申请涉及的关于旋转接头装置的发明,以下述旋转接头装置为前提,包括:外筒,在轴线方向组合多个圆筒块而构成该外筒;旋转轴,其由在外筒的轴线方向分开配置的2个轴承在外筒中可旋转地支承;流体流路,其是相对于外筒在每个圆筒块至少设有一个的流体流路,并在圆筒块的内周面开口;以及环形连接槽,其与该流体流路对应设置,且形成于相对的圆筒块的内周面及旋转轴的外周面的至少一方,并与所述流体流路连通,使外筒的流体流路和以与连接槽连通的形式形成于旋转轴的流体流路通过连接槽连通。
在上述课题的基础上,本发明的所述旋转接头装置的技术要点在于构成为,包括:多个安装槽,其形成于外筒的外周面上的多个位置,且以横跨相邻的2个圆筒块的形式形成为露出于外筒的外周面,多个安装槽的底面是以组合该2个圆筒块的状态作为平面被加工;以及多个定位块,其相对于多个安装槽1对1对应,且对于安装槽的关于所述轴线方向及外筒的圆周方向的安装相位设为一种,多个定位块的相对于对应的安装槽的底面的安装面被加工成平面。
另外,上述“1对1对应”与各安装槽和定位块的对应关系设为一种,两者同义。换言之,是将定位块从安装槽暂时卸下后再次安装时,相对于卸下前所安装的安装槽安装的对应关系。
上述“安装相位设为一种”与在安装于对应的安装槽中时的定位块的朝向,关于外筒的上下方向及左右方向(圆周方向),只有一种模式,两者同义。换言之,在将定位块从安装槽暂时卸下后再次安装时的定位块的朝向,相对于卸下前所安装的定位块的朝向一定是相同朝向,关于外筒的上下方向及周向,定位块的朝向不调换。
而且,本发明的所述旋转接头装置中,也可将轴承构成为,配置于将各圆筒块装配作为一体的外筒的两端的、轴心无偏移结构的轴承。另外,这里记述的“轴心无偏移结构的轴承”是指,例如:角接触球轴承或自动调心滚子轴承或三排滚柱轴承等具有调心功能的球轴承或滚子轴承。
本申请涉及的关于旋转接头装置的加工方法的发明,其技术要点在于:设置多个安装槽,多个安装槽是在外筒的外周面上的多个位置中横跨相邻的2个圆筒块的位置,将其底面以组合该2个圆筒块的状态作为平面进行加工,且以露出于外筒的外周面的形式形成的;将多个定位块以横跨相邻的2个圆筒块的形式安装于对应的安装槽中,所述多个定位块相对于多个安装槽1对1对应,且相对于安装槽的关于所述轴线方向及外筒的圆周方向的安装相位设为一种,多个定位块的相对于对应的安装槽的底面的安装面被加工成平面;以由定位块使相邻的2个圆筒块的安装槽的底面固定于同一平面上的状态,对外筒的内周面进行磨削加工。
而且,本申请涉及的关于具备旋转接头装置的机床用主轴驱动装置的发明,包括:连接于旋转接头装置的旋转轴的主轴和驱动主轴转动的驱动装置,驱动装置是直接驱动型电机,由同轴地配置于主轴周围,连结于主轴的电机转子,以及与该电机转子的外周或内周相对而设于主轴驱动装置的框架上的电机定子构成。
另外,上述的主轴驱动装置是指,由驱动装置转动驱动支承对象装置的主轴的装置。主轴驱动装置是例如机床的C轴驱动装置,以与机床的Z轴平行的轴线(所谓C轴)为中心,支承作为对象装置的加工用头的主轴由驱动装置被转动驱动;例如所述加工用头,以与所述C轴垂直的轴线为中心,支承作为对象装置的主轴单元的主轴由驱动装置被转动驱动;例如所述主轴单元,安装有工具的主轴由驱动装置被转动驱动;例如机床用圆工作台装置,支承作为固定夹具或工件的对象装置的圆工作台的主轴由驱动装置被转动驱动。
根据本发明的所述旋转接头装置,所述的外筒连结式旋转接头装置构成为包括:多个安装槽,在外筒的外周面上的多个位置,以横跨相邻的2个圆筒块的形式形成,且底面以组合该2个圆筒块的状态作为平面被加工;多个定位块,是安装于安装槽中的定位块,相对于安装槽的底面的安装面被加工成平面,因此,通过使各定位块在外筒的外周面上的2个以上的位置,以横跨延伸于相邻的2个圆筒块的状态被安装,能够将形成外筒的多个圆筒块中的相邻的2个圆筒块,关于与外筒的轴线垂直的2个以上不同方向定位的装配状态装配。
而且,定位块并不是随意地安装于安装槽中,而是相对于多个安装槽1对1对应,且关于相对于对应的安装槽的所述轴线方向及外筒的圆周方向的安装相位设为一种,因此,通过使定位块相对于对应的安装槽,以设定的安装相位安装,能够始终保持相邻的2个圆筒块的如上所述的被定位的装配状态。因此,在将外筒暂时拆卸后再次装配时,也能够使各相邻的2个圆筒块的拆卸前的装配状态和再次装配后的装配状态高精度一致。这样,在将外筒的各圆筒块拆卸后再次装配时,能够使各圆筒块和旋转轴的间隙成为与拆卸前相同的状态。
因此,为了减少对于驱动装置的负荷,减少设于在每个圆筒块的口处的密封部件的数量或取消所述密封部件,且将每个口的流体压力保持在所述对象装置所需要的压力,因此,即使将外筒的内周面和旋转轴的直径间隙变小,也能够以保持外筒和旋转轴的间隙的方式,使外筒的各圆筒块的装配变得容易。其结果,能够减少旋转接头装置对驱动装置的负荷,因此无须使电机大型化,能够供给或排出多种的流体。与现有技术相比,可采用小型的电机,因此能够抑制装置的制造成本。
而且,本发明的所述旋转接头装置中,通过将轴承构成为,配置于将各圆筒块装配作为一体的外筒的两端、轴心无偏移结构的轴承,能够使旋转轴的轴心相对于外筒的轴心始终在相同的位置。其结果,将每个口的流体压力保持在所述对象装置所需要的压力,因此,即使将外筒的内周面和旋转轴的直径间隙变小,也能够以保持该间隙的状态转动旋转轴。
根据本申请涉及的关于旋转接头装置的加工方法的发明,所述外筒连结式旋转接头装置中,在外筒的外周面上的多个位置且横跨相邻的2个圆筒块的位置设置多个安装槽,所述安装槽是底面以组合该2个圆筒块的状态作为平面被加工的安装槽,且以露出于外筒的外周面的形式形成,且将定位块以横跨相邻的2个圆筒块的形式安装于对应的安装槽中,所述定位块是多个定位块,相对于多个安装槽1对1对应,且相对于安装槽的关于所述轴线方向及外筒的圆周方向的安装相位设为一种,相对于对应的安装槽的底面的安装面被加工成平面,以由定位块使相邻的2个圆筒块的安装槽的底面固定于同一平面上的状态,对外筒的内周面进行磨削加工,以此将各定位块以横跨延伸于相邻的2个圆筒块的状态安装,能够将构成外筒的多个圆筒块装配成:使其内周面成为与对所述外筒的内周面磨削加工后相同的状态。这样,在将外筒的各圆筒块拆卸后再次装配时,能够使各圆筒块和旋转轴的间隙成为与拆卸前相同的状态。
而且,根据本申请涉及的关于具备旋转接头装置的机床用主轴驱动装置的发明,在转动驱动主轴的驱动装置是直接驱动型电机的机床用主轴驱动装置配备旋转接头装置的情况下,通过使该旋转接头装置成为所述构成,能够降低旋转接头装置对驱动装置的负荷,因此,无须使直接驱动型电机大型化,能够供给或排出多种流体。与现有技术相比,可采用小型的直接驱动型电机,因此能够抑制机床用主轴驱动装置的制造成本。
附图说明
图1是表示适用具备本发明的旋转接头装置的主轴驱动装置的机床的一个例子的立体图;
图2是表示具备本发明的旋转接头装置的主轴驱动装置构成的立体图;
图3是表示具备本发明的旋转接头装置的主轴驱动装置构成的侧视图;
图4是具备本发明的旋转接头装置的主轴驱动装置的正面部分,图3中IV-IV线截面图;
图5是本发明的旋转接头装置的正面部分,图3中V-V线截面图;
图6是本发明的旋转接头装置的外筒的正面部分截面放大图;
图7是本发明的旋转接头装置的外筒的上面,图5中VII-VII线截面图;
图8是本发明的旋转接头装置的外筒的侧面部分放大图;
图9是本发明的旋转接头装置的外筒的侧面部分放大图。
符号说明
1-加工中心,10-加工用头,20-主轴单元,30-C轴驱动装置,50-旋转头,51-壳体,52-主轴,53-DD电机,53a-电机定子,53b-电机转子,60-旋转接头装置,61-外筒,61a、61b、61c、61d、61e-圆筒块,62a、62b-角接触球轴承,63-旋转轴,64a、64b、64c、64d、64e-内周面,71a、71b、71c、71d、71e-流体流路,72a、72b、72c、72d、72e-连接槽,73a、73b、73c、73d、73e-连接槽,74a、74b、74c、74d、74e-流体流路,80-定位块,81-安装槽,82-底面,83-安装面,85-定位用标记,86-定位用标记,100-相接面,101-上面。
具体实施方式
下面,根据附图对本发明的实施方式进行说明。
图1-8所示的是本发明的一个实施方式。图1表示龙门机床(加工中心)1,其作为适用具备本发明的旋转接头装置的主轴驱动装置的机床的一个例子。这种龙门机床1包括:左右的立柱2、2、横轨6、床鞍7、滑块8、工作台5。其中,所述左右的立柱2、2附设于底座4上;所述横轨6在立柱2、2上在上下方向(Z轴方向)移动;所述床鞍7在横轨6上在左右方向(Y轴方向)水平移动;所述滑块8在床鞍7上在Z轴方向移动;所述工作台5在底座4上在前后方向(X轴方向)移动。该龙门机床1中,在滑块8中,加工用头10通过C轴驱动装置30被支承,所述加工用头10包含主轴单元20,该主轴单元20具备安装有工具的主轴,所述C轴驱动装置30作为主轴驱动装置,以垂直方向的轴线(与机床的Z轴平行的轴线/以下称为“C轴”)为中心转动驱动,对加工用头10的角度位置进行分度。
另外,如图2所示,加工用头10是由主轴单元20和支承头22构成,所述主轴单元20具有安装有工具的主轴21;所述支承头22支承主轴单元20。加工用头10包括内置于支承头22中,对主轴单元20的角度位置进行分度的分度机构。主轴单元20是驱动电机内置型主轴头,由内置的驱动电机(未图示)高速转动驱动主轴21。
龙门机床1在进行工件加工时,通过基于预先设定的程序的数值控制,使工作台5、横轨6、床鞍7以及滑块8移动,同时,C轴驱动装置30使加工用头10以C轴为中心转动驱动,对角度位置(旋转位置)进行分度,加工用头10对主轴单元20的角度位置(转动位置)进行分度。以此,在所述机床中,对于工件的各加工面,可使工具以最佳角度与其接触,进行加工,能够进行复杂形状的工件的切削加工等。
如图2和图3所示,C轴驱动装置30包括旋转头50和旋转接头装置60。其中,所述旋转头50连结于加工用头10,以C轴为中心可旋转地支承加工用头10;所述旋转接头装置60向加工用头10供给各种流体或将各种流体排出。
如图4所示,旋转头50包括主轴52,所述主轴52以具有沿C轴方向贯穿的贯通孔51a的壳体51为主体,轴部件52a1、52a2配设于贯通孔51a中。在图示的例中,旋转头50由螺旋插入壳体51的凸缘部51b中的多个螺钉部件安装于龙门机床1的滑块8,且主轴52安装于加工用头10,以此使加工用头10相对于滑块8处于被支承的状态。
旋转头50包括分度机构,所述分度机构以设置于作为框架的壳体51的贯通孔51a中的DD电机53作为驱动构件,对主轴52的角度位置进行分度。而且,旋转头50还包括夹紧装置54,所述夹紧装置54用于保持由分度机构分度出的主轴52的旋转位置。
主轴52包括:轴部件52a1、52a2、凸缘部件52b、主轴内筒52e、凸缘部件52f。其中,所述轴部件52a1、52a2可转动地设置于壳体51的贯通孔51a中;所述凸缘部件52b安装于轴部件52a2的加工用头10侧的端部,朝半径方向(与C轴垂直的方向)扩大;所述主轴内筒52e上连接有后述的旋转接头装置60;所述凸缘部件52f安装于主轴内筒52e的加工用头10侧的端部,朝半径方向扩大。在主轴内筒52e和凸缘部件52f形成有流体流路55,所述流体流路55用于在后述的旋转接头装置60和加工用头10之间将各种流体供给或排出。另外,轴部件52a2由配设于圆周方向的多个未图示的螺钉部件组装于轴部件52a1,与轴部件52a1一体地转动。
凸缘部件52b由配设于圆周方向的多个螺钉部件52g组装于轴部件52a2,与轴部件52a2一体地转动。而且,在凸缘部件52b,沿圆周方向螺合插入有多个螺钉部件19,由该螺钉部件19将加工用头10的支承部10c组装于凸缘部件52b。因此,通过主轴52由DD电机53被转动驱动,使加工用头10与主轴52一起转动。
DD电机53由电机定子53a和电机转子53b构成。其中,所述电机定子53a通过定子套筒53c固定于壳体51;所述电机转子53b以与电机定子53a的内周面相对的配置固定于主轴52。用于驱动DD电机53的励磁电流的供给是由电缆17进行,所述电缆17通过连接器17a连接于DD电机53。电机转子53b外嵌固定于轴部件52a1的外周面上,随着电机转子53b的转动,主轴52的轴部件52a1以C轴为中心被转动驱动。
另外,图示的例中,在C轴驱动装置30的上端部设有旋转检测器44,所述旋转检测器44用于检测主轴52的旋转量,即加工用头10的旋转量。该旋转检测器44由一对检测器头44a、44a和检测环44b构成。其中,所述一对检测器头44a、44a配置于壳体51上的规定位置;所述检测环44b以与该检测器头44a、44a相对的配置安装于与主轴52一起转动的轴部件52a1。该旋转检测器44的检测信号被发送到机床的控制装置中,用于加工用头10以C轴为中心的转动控制。
图示的例中,在主轴52的轴部件52a2和凸缘部件52b之间形成有轴承壳体52d。在该轴承壳体52d和壳体51之间介装有轴承56,由该轴承56使主轴52相对于壳体51处于转动自如地被支承的状态。另外,图示例中的轴承56是复合滚柱形式的旋转轴承的一种,即三排圆筒滚柱轴承(三排滚子轴承/轴向·径向滚子轴承),可承受轴向及径向的大负荷。
旋转接头装置60以连结于旋转头50的主轴52,连接于旋转头50的上部的形式被设置。另外,在C轴驱动装置30组装于龙门机床1的滑块8的状态下,旋转接头装置60被收纳于滑块8的内部,且相对于滑块8不可转动地被固定。
如图5所示,旋转接头装置60由外筒61和旋转轴63构成。其中,所述外筒61不可转动地固定于龙门机床1的滑块8;所述旋转轴63由2个轴承62a、62b在外筒61中可转动地被支承。另外,在以下说明中,“轴线方向”是指外筒61的轴线的方向。
本实施例中,外筒61的成为其主体的部分是使并设于轴线方向的5个圆筒块61a、61b、61c、61d、61e连结构成的。各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e是具有贯通孔的圈形(圆筒状)的块体,各自的内径尺寸及外径尺寸全都为相同的尺寸。本实施例中,使各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e以相互的轴线为准确一致的状态被组装,构成外筒61,而且,形成后述的外筒61的贯通孔64的各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的内周面64a、64b、64c、64d、64e形成为:其轴线与各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的轴线准确一致。
关于各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的连结结构,例如:就圆筒块61a、61b、61c连结的情况而言,如图7所示,在圆筒块61b形成有配设于包围轴线的圆周方向的多个贯通孔,在各贯通孔中,螺钉部件77b从旋转头50相反侧的端面被插通。将螺钉部件77螺合于与轴线方向的旋转头50侧相邻的圆筒块61c的未图示的多个螺纹孔中,使圆筒块61b与圆筒块61c组装。在圆筒块61b,旋转头50相反侧的端面形成有多个螺纹孔75b,所述螺纹孔75b与上述贯通孔错开相位,配设于圆周方向。在轴线方向的与旋转头50相反侧相邻的圆筒块61a,与圆筒块61b同样地形成有多个贯通孔,通过使插通到该贯通孔中的多个螺钉部件77a螺合于螺纹孔75b中,使圆筒块61b还与圆筒块61a组装。
也就是说,构成外筒61的各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的结构为:在轴线方向的旋转头50侧其他圆筒块所相邻的圆筒块形成多个贯通孔,通过将插通到该贯通孔中的螺钉部件的螺钉部与形成于相邻的圆筒块的端面上的螺纹孔螺合,使相邻的2个圆筒块被相互组装。
图示的例中,在每个相邻的2个圆筒块的组合设有多个(图示例中分别为2个)定位用销78。具体地说,如例示圆筒块61b的图6及图7所示,在各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的与其他圆筒块相邻的端面上,以使相邻的圆筒块在圆周方向的相位一致的形式形成有2个安装孔79a。通过在相邻的圆筒块的各安装孔79a中嵌合定位销78,使相邻的2个圆筒块以圆周方向的相位相互一致的状态被连结。
如图5所示,外筒61具有贯通孔64,所述贯通孔64由各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的贯通孔构成。即,贯通孔64由各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的内周面64a、64b、64c、64d、64e构成。作为一体的外筒61,在贯通孔64的两端具有沿轴线方向分离的2个轴承安装部。而且,在2个轴承安装部配置有2个轴承62a、62b。
具体地说,外筒61具有圆筒部件66和圆筒部件67。其中,所述圆筒部件66组装于位于最靠旋转头50相反侧的圆筒块61a的旋转头50相反侧的端面,具有比圆筒块61a的内周面64a大径的贯通孔68;所述圆筒部件67用于压紧轴承,其组装于圆筒部件66的旋转头50相反侧的端面,形成有比圆筒部件66的贯通孔68小径的贯通孔。轴承62a相对于贯通孔68的内周面,以其外轮的外周面嵌合的状态被设置。因此,圆筒部件66的贯通孔68作为一方的轴承安装部发挥作用。由圆筒块61a的旋转头50相反侧的端面和圆筒部件67的旋转头50侧的端面限制轴承62a在轴线方向的位置。轴承62a的内轮的内周面形成外筒61的贯通孔64的局部。
另一方面,外筒61的最靠旋转头50侧的圆筒块61e,在其旋转头50侧的端部,以构成贯通孔64的局部的内周面64e的直径为大径的方式形成有阶梯部65。轴承62b相对于阶梯部65的内周面,以其外轮的外周面嵌合的状态被设置。因此,该阶梯部65作为另一方的轴承安装部发挥作用。由形成阶梯部65的圆筒块61e的旋转头50侧的端面和后述的旋转轴63限制轴承62b在轴线方向的位置。
另外,关于圆筒部件66对圆筒块61a的组装结构,在图示的例中,圆筒块61a具有通过将旋转头50相反侧的端部的外周面设为小径而形成的阶梯部。另一方面,圆筒部件66具有使旋转头50侧的端面的外周缘部朝旋转头50侧突出而形成的圆形突出部。通过将所述突出部嵌入圆筒块61a的所述阶梯部中,使圆筒部件66相对于圆筒块61a被定位。
图示的例中,圆筒块61a和圆筒部件66形成为外周径为大小基本相同,圆筒部件66的贯通孔68和所述突出部的内周面以使其中心线与圆筒部件66的轴线一致的状态形成,圆筒块61a的所述阶梯部的外周面以使其中心线与圆筒块61a的轴线一致的状态形成。因此,通过将圆筒部件66的所述突出部嵌入圆筒块61a的所述阶梯部,将圆筒部件66与圆筒块61a组装,使圆筒部件66处于相对于圆筒块61a使轴线一致的状态被组装的状态,贯通孔68也以其中心线与圆筒块61a的轴线一致的状态被设置。以此,轴承62a在被嵌插于圆筒部件66的贯通孔68的状态下,以内轮的内周面的中心线与圆筒块61a的轴线一致的状态被配设。
作为另一方轴承安装部,形成于圆筒块61e的阶梯部65的内周面,以使其中心线与圆筒块61e的轴线一致的状态形成。因此,轴承62b在嵌插于圆筒块61e的所述阶梯部的状态下,以内轮的内周面的中心线轴线与圆筒块61e的轴线一致的状态被配设。
轴承62a、62b是角接触球轴承,成为无轴心偏移结构的轴承。将轴承62a、62b的外轮的外周面嵌合于阶梯部65及贯通孔68中,使轴承62a、62b设置于外筒61。
旋转轴63是嵌装于外筒61的贯通孔64的圆筒部件。旋转轴63相对于外筒61的贯通孔64,与C轴同心地配设。更详细地说,在旋转轴63的外周面具有沿轴线方向分开的2个轴承部,通过使各轴承部与设置于所述外筒61的轴承安装部的轴承62a、62b的内轮的内周面嵌合,在贯通孔64中,相对于贯通孔64与C轴同心地配设,且可旋转地被支承。因此,旋转轴63以其外周面整体形成规定的间隔与贯通孔64的内周面相对的状态被设置。
旋转轴63在旋转头50侧的端部具有凸缘部,由该凸缘部限制嵌插于圆筒块61e的所述阶梯部的轴承62b的轴线方向的位置。在旋转轴63,以嵌入上述凸缘部的方式组装有圆盘状凸缘体57。
该凸缘体57是将圆盘状凸缘部件57a、57b、57c、57d同心状地组合而构成的。凸缘体57是通过在凸缘部件57a中,将嵌装于包围其轴线的圆周上位置的多个螺钉部件59a相对于旋转轴63,从轴线方向的旋转头50侧的端面螺插,以此相对于旋转轴63被组装。凸缘体57的凸缘部件57d由未图示的多个螺钉部件组装于旋转头50的主轴内筒52e。因此,旋转接头装置60的旋转轴63和旋转头50的主轴通过凸缘体57被连结。
而且,凸缘体57相对于旋转轴63以使轴线一致的状态被组装,且相对于旋转头50的主轴52也以使轴线一致的状态被组装。因此,旋转接头装置60以使旋转轴63的轴线与旋转头50的主轴52的轴线一致的状态被组装。关于凸缘体57和旋转轴63以及主轴52的组装结构,具体如下。
凸缘体57的位于最靠旋转轴63侧(旋转头50相反侧)的凸缘部件57a具有突出部,所述突出部是使旋转头50相反侧的端面的外周缘部朝旋转头50相反侧突出形成的圆形突出部,其内周面的直径与旋转轴63的所述凸缘部的外径基本一致。通过使凸缘部件57a的所述突出部与旋转轴63的所述凸缘部嵌合,使凸缘体57相对于旋转轴63被定位。在该构成中,旋转轴63的所述凸缘部形成为以旋转轴63的轴线为中心的圆盘状,另一方面,凸缘部件57a的所述突出部形成为其内周面的中心轴线与凸缘体57的轴线一致。因此,在使旋转轴63的所述凸缘部与凸缘部件57a的所述阶梯部嵌合的状态下,凸缘体57的状态为:相对于旋转轴63使轴线一致地被组装。
凸缘体57的位于最靠旋转头50侧的凸缘部件57d具有突出部,所述突出部是使旋转头50侧的端面的外周缘部朝旋转头50侧突出形成的圆形突出部。通过使凸缘部件57d的所述突出部的内周面嵌入旋转头50的主轴52的主轴内筒52e的端部的外周面,使凸缘体57相对于主轴52被定位。在该构成中,凸缘部件57d的所述突出部形成为:其内周面的中心轴线与凸缘体57的轴线一致。因此,在将凸缘部件57d的所述突出部嵌入主轴内筒52e的状态下,凸缘体57的状态成为:相对于旋转头50的主轴52以使轴线一致的状态被组装。
另外,在构成凸缘体57的凸缘部件57a、57b、57c、57d形成流体流路58,所述流体流路58用于在旋转接头装置60和旋转头50之间供给或排出各种流体。
在外筒61的旋转头50相反侧的端面,在圆周方向错开位置形成有多个口69,所述口69作为用于从外部(机床侧)引进流体的口或作为用于将流体向外部排出的口。在外筒61形成有与该多个口69连通的多个流体流路。另一方面,在旋转轴63,也在圆周方向错开位置形成有与外筒61的各流体流路对应的多个流体流路。外筒61侧的各流体流路和与其对应的旋转轴63侧的各流体流路是通过在外筒61和旋转轴63相对面的双方形成的环形连接槽连通,即使在旋转轴63旋转的情况下,也能保持其连通状态。形成于旋转轴63的多个流体流路通过所述流体流路55、58分别与加工用头10的未图示的旋转接头装置连通。因此,从外部供给到旋转接头装置60的外筒61的口69中的流体通过旋转轴63向加工用头10的旋转接头被供给。
更详细地说,外筒61侧的多个流体流路作为分别形成于各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的流体流路71a、71b、71c、71d、71e形成。各流体流路71a、71b、71c、71d、71e相对于各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e至少设有1个,并形成为:分别与形成于所设置的圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的内周面64a、64b、64c、64d、64e上对应的连接槽72a、72b、72c、72d、72e连通。另外,各连接槽72a、72b、72c、72d、72e在各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的内周面64a、64b、64c、64d、64e,作为朝旋转轴63侧开口的圆周方向的环形槽而形成。
在旋转轴63的外周面上形成有与各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的连接槽72a、72b、72c、72d、72e对应的多个连接槽73a、73b、73c、73d、73e。各连接槽73a、73b、73c、73d、73e在旋转轴63的外周面,作为朝外筒61侧开口的圆周方向的环形槽而形成。在各连接槽73a、73b、73c、73d、73e,作为旋转轴63侧的多个流体流路,连通有与外筒61侧的流体流路71a、71b、71c、71d、71e对应的流体流路74a、74b、74c、74d、74e。因此,外筒61侧的流体流路71a、71b、71c、71d、71e和与其对应的旋转轴63侧的流体流路74a、74b、74c、74d、74e,是通过形成于各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e上的连接槽72a、72b、72c、72d、72e以及形成于旋转轴63上的连接槽73a、73b、73c、73d、73e被连通,即使在旋转轴63旋转的情况下,也能保持其连通状态。
在具有如上所述的基本结构的外筒连结式旋转接头装置60,本实施例如图所示,以降低作为驱动装置的DD电机53的负荷为目的,采用在外筒61和旋转轴63的相对面不使用O形圈等所谓挤压密封件的结构。
但是,在采用不使用上述挤压密封件的结构的情况下,外筒61侧的流体流路和旋转轴63侧的流体流路之间发生流体泄漏,并因此而导致供给侧的流体的压力降低。于是,在本发明作为前提的旋转接头装置中,以即使如上述压力降低的情况下,也能将该压力降低抑制到可容许的程度为目的,是使外筒61和旋转轴63的直径间隙尽可能变小的构成。具体地说,将外筒61和旋转轴63的相对面的直径间隙设为0.005mm以下,各口处于接近液密或气密的状态。
另外,本实施例中,旋转接头装置60是完全不具备挤压密封件的构成,但并不仅限于此,也可是与外筒61的多个流体流路的至少一个对应,在外筒61和旋转轴63的相对面设置挤压密封件的构成。例如,对于特别是供给高压流体的流体流路,也可在该流体流路连通的连接槽的轴线方向的两侧设置作为挤压密封件的O形圈,在连接槽的两侧密封流体的构成。但是,在设置多个挤压密封件的情况下,需要使由于其整体的滑动阻力所引起的旋转头50的主轴52向驱动的DD电机53施加的负荷在DD电机53的可容许负荷的范围内。
在图示的旋转接头装置60,作为用于回收从外筒61和旋转轴63的相对面的直径间隙泄漏出的各种流体的构成,包括多个油封90、多个排液流路91、多个排液槽92、93。
在该构成中,油封90是一般的低压用接触型密封垫,设置于各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的轴线方向的两端部。详细地说,各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e通过使其内周面64a、64b、64c、64d、64e的轴线方向的两侧端部形成大径而具有阶梯部94,各油封90以外周面嵌合于该阶梯部94的状态被设置。各油封90通过其内周面可滑动地接触旋转轴63的外周面,将从直径间隙漏出的流体密封在轴线方向的各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的范围内。但油封90只是密封从外筒61和旋转轴63的相对面的直径间隙漏出的很少的流体,其接触引起的滑动阻力比所述挤压密封件小很多。因此,向驱动与旋转轴63连结的旋转头50的主轴52的DD电机53施加的负荷也小。
排液槽92是在各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的内周面64a、64b、64c、64d、64e上,形成为朝旋转轴63侧开口的圆周方向的环形槽。图示的例中,各排液槽92在各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e上,形成于轴线方向的各油封90和连接槽之间的位置的2处。另外,图示的例中,省略了在各连接槽之间的位置形成排液槽92。而且,排液槽93与各排液槽92对应,在旋转轴63的外周面上形成有多个。各排液槽93是向形成有对应的排液槽92的圆筒块61a、61b、61c、61d、61e侧开口的圆周方向的环形槽,形成在与轴线方向的各排液槽92相对的位置。在各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e,与排液槽92对应,形成有排液流路91,各排液流路91在内周面侧与排液槽92连通。各排液流路91与形成于外筒61的端部的口(未图示)连通,通过该口与外部的装置(例如:回收容器)连通。
但是,在以上说明的旋转接头装置60中,如上所述,构成外筒61的各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e是通过嵌装于端面的定位销78,以与相邻的圆筒块相位一致的状态被组合,在该状态下通过使贯穿安装于相邻的2个圆筒块中的一方的螺钉部件与另一方螺合,成为相邻的2个圆筒块被连结固定的结构。但是,仅这样的连结结构,不能使构成外筒61的各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的装配状态始终为高精度的装配状态(本实施例中,各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的轴线为高精度一致的装配状态)。因此,在将外筒61暂时拆卸再次装配时,不能使其装配状态(更详细地说,每个圆筒块与旋转轴63之间的直径间隙)以高精度(与拆卸前的状态基本一致的状态)再现。其理由如下。
首先,关于定位销78,其设置目的仅在于:使相邻的圆筒块的相位对准,使多个流体流路相互对应连通,其设置意图并不在于:使各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e成为如上所述的高精度的装配状态。这是因为,由各定位销78实现如上所述的高精度的装配状态,需要使定位销78和安装孔79a的嵌合变小。但是,若使定位销78和安装孔79a的嵌合变小,在拆卸外筒61时,定位销78不易从安装孔79a中脱出,操作性非常不好。有时还将导致不可进行拆卸。因此,对于定位销78和安装孔79a的嵌合,必须设有一定的游隙,因此作为实现如上所述的高精度的装配状态的构成,很难采用使用定位销78的构成。
关于螺钉部件,由于其只是通过作用于轴线方向的紧固力连结相邻的圆筒块,因此与上述相同。更详细地说,螺钉部件嵌插于形成在相邻的圆筒块的一方的圆筒块上的贯通孔中,在该状态下,螺装于形成在另一方的圆筒块上的螺纹孔中,而与其被嵌插的贯通孔的嵌合(间隙)设为大于定位销78和安装孔79a的嵌合。这是因为,螺纹孔等内螺纹加工与孔加工(例如:嵌合有定位销78的安装孔79a等)相比,在位置尺寸和直径尺寸方面的误差大,螺钉部件等外螺纹加工一般为滚压加工,与定位销78相比,直径尺寸的误差大,因此,为了容许这些加工精度,需要使螺钉部件和贯通孔的嵌合(间隙)大于定位销78和安装孔79a的嵌合。因此,不能通过螺钉部件的螺合,使外筒61的各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e成为如上所述的高精度的装配状态。
于是,本发明的旋转接头装置60作为使外筒61的各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的装配状态以高精度再现的构成,其包括形成于外筒61的多个安装槽81,和安装于各安装槽81中的多个定位块80。
如图8所示,各安装槽81是以横跨相邻的2个圆筒块的形式露出于外筒61的外周面而形成的槽,其底面82是以组合相邻的2个圆筒块的状态作为平面加工形成的。图示的例中,如图7所示,安装槽81对应每个相邻的2个圆筒块的组合,在外筒61的外周上分别错开90度相位形成于3处。这样,能够在外筒的外周面上的2处以上,关于垂直于外筒61的轴线的2个以上不同方向定位相邻的2个圆筒块的轴线。
安装于各安装槽81中的定位块80是大致正方体形状的金属制块,与安装槽81的底面82对应的安装面83被加工成平面。定位块80由4根安装螺栓89安装于对应的安装槽81中,所述安装螺栓89贯穿定位块80,且螺插于在安装槽81的底面82开口形成的螺纹孔中。
另外,图示的例中,各安装槽81关于外筒61的半径方向的深度形成为比安装于各安装槽81中的定位块80的厚度大的尺寸,以便旋转接头装置60在被收纳于滑块8的内部时,定位块80不钩在滑块8的内部。因此,各定位块80以比外筒61的外周面朝内侧埋没的状态安装于各安装槽81中。
但是,各安装槽81的底面82是由相同的加工机构作为基本相同的平面加工,但实际上,该表面状态(加工状态)在表面粗糙度的公差范围内产生有偏差。各定位块80的安装面83也有相同情况。特别是关于安装槽81的底面82,还有在安装槽81中的平面加工,虽然可由切削加工修整,但由于切削加工产生的加工状态的差,在安装槽81之间,表面状态产生差。即使在一个安装槽81的底面82中,若其面中的位置有很大不同,那么其表面状态的差就变大。
另一方面,关于各定位块80的安装面83,可用磨削加工修整,因此,虽然其加工状态的偏差不至于达到底面82的程度,但在各定位块80之间,表面状态多少会产生一些差,即使在一个定位块80的安装面83中,若其面中的位置有很大不同,则其表面状态产生差。若各安装槽81的底面82和各定位块80的安装面83的组合或相位交换,因其表面状态的差,被定位的各圆筒块的轴线的位置也成为不同的位置。因此,导致各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的装配状态发生误差。
于是,各定位块80相对于多个安装槽81中的任意一个,以1对1对应的方式设置。更具体地说,各安装槽81和各定位块80的对应关系设为一种,对应关系决定为:在将定位块80从安装槽81中暂时卸下,再次安装时,必须相对于在卸下之前安装有的安装槽81安装。
各定位块80关于相对于对应的安装槽81的轴线方向以及外筒61的圆周方向的安装相位设为一种。更具体地说,各定位块80的安装相位决定为:安装到对应的安装槽81中时的朝向,关于外筒61的上下方向(轴线方向)及左右方向(圆周方向),成为预先决定的一个朝向(相位)。
图示的例中,作为将各定位块80和各安装槽81的对应关系设为一种,且使关于轴线方向及外筒61的圆周方向的相位对应的构成,定位用标记85、86形成于各定位块80以及对应的各安装槽81上。即,如图所示,在各定位块80形成有定位用标记86。而且,定位用标记85、86在每个对应的安装槽81和定位块80的组合采用不同的标记,以使安装槽和定位块80的组合为1对1。
具体地说,图示的例中,使每个安装槽80和定位块81的组合上的标记数量不同。通过将定位块80安装于形成有定位用标记86的安装槽81,定位用标记86的数量与形成于定位块80本身的定位用标记85的数量相同,使定位块80安装于对应的安装槽81,定位块80和安装槽81的对应关系不会成为不同的对应关系。但是,关于定位用标记85、86,并不仅限于使每个安装槽81和定位块80的组合上的标记数量不同,只要是其他的能够区分安装槽81及定位块80的方式,任何方式都可以。例如:也可如图9所示,印刻数字作为定位用标记85、86,以代替图8的定位用标记85、86。
由于将相对于安装槽81的定位块80的安装相位设为一种,定位用标记85、86形成为:通过使两个标记85、86成为对接的状态,使定位块80相对于安装槽81的安装相位成为规定的安装相位。具体地说,定位用标记85沿着定位块80的前面(外周侧的面)的上下及左右4条边中的任意一条形成,定位用标记86形成于定位块80的规定的安装相位上对应定位用标记85的位置。另外,图8的例中,定位用标记85形成于沿着定位块80的前面的上边的位置,定位用标记86仅形成于安装槽81侧的对应位置。因此,通过以使定位用标记85与定位用标记86对接的状态,将定位块80相对安装槽81安装,使定位块80成为始终以规定的相位被安装的状态。另外,图8的例中,定位用标记86设置于安装槽81中,但也可变换为如图9所示的,定位用标记86设置于外筒61侧的安装槽81外的位置。
另外,关于定位块80相对于安装槽81的安装位置,即使其安装位置有一些偏差,也不会防碍将外筒61的各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的装配状态以高精度再现的目的。因此,各定位块80可以是相对于对应的各安装槽81,在上下方向(轴线方向)的尺寸(高度尺寸)以及外筒61的圆周方向的尺寸(宽度尺寸)小的定位块,仅通过螺栓的固定来固定安装位置的定位块。具体地说,图示的例中,定位块80和安装槽81在宽度尺寸上基本一致,但也可将安装槽81的宽度尺寸设为大于定位块80的宽度尺寸,仅由4根螺栓89固定安装位置。通过将定位块80的高度尺寸及宽度尺寸中的至少一方设为小于安装槽81的对应尺寸,使定位块80的安装、拆卸操作容易进行。
但是,在考虑到对后述的外筒61的内周面(贯通孔64)进行磨削加工的情况下,定位块80的宽度尺寸优选与安装槽81的宽度尺寸基本一致。这是因为,在进行贯通孔64的磨削加工时,因加工而产生的圆周方向的大的外力作用在贯通孔64的内周面上。相邻的2个圆筒块通过使相互在轴线方向连结的安装螺栓的轴力在轴线方向的端面(相互接触的面)产生的摩擦力,关于圆周方向的相互的位置被固定,但是当圆周方向的外力超过所述摩擦力时,则导致作用有外力的圆筒块在定位块的螺栓孔和螺栓89的松动范围内沿圆周方向偏移,并使其轴线与外筒61的轴线不一致。
为了防止发生上述情况,本实施例中,将定位块80的宽度尺寸设为与安装槽81的宽度尺寸基本一致。具体地说,如图8所示,各安装槽81的在轴线方向延伸的内侧面87a、87b与底面82相同,以组合相邻的2个圆筒块的状态,作为平面加工形成,与安装槽81的内侧面87a、87b对应的各定位块80的侧面88a、88b也以组合相邻的2个圆筒块的状态被加工成平面。在此基础上,根据实际情况,将各定位块80的宽度尺寸加工成与各安装槽81的宽度尺寸基本一致,且对于各安装槽81的宽度尺寸设有一些过盈量。以此,各定位块80以侧面88a、88b与对应的安装槽81的内侧面87a、87b无间隙地相接的状态被安装。这样,在对外筒61的内周面进行磨削加工时,即使作用过大的外力,也能够防止构成外筒61的各圆筒块在圆周方向偏移。
另外,图示的例中,关于各定位块80的上下方向的尺寸,比对应的安装槽81的上下方向的尺寸小,上下方向的安装位置仅由螺栓89固定。但是,定位块80的上下方向的尺寸也可与宽度尺寸同样地设为与安装槽81的上下方向的尺寸基本一致,各定位块80的安装位置严密地固定为一种。具体地说,取代图8的构成,如图9所示,也可在安装槽81的上下方向的一方或双方设置相接面100,使定位块80的对应的上面101与相接面100相接,将定位块80的关于上下方向的安装位置严密地固定(一种)。以此,与仅通过螺栓固定来固定安装位置的情况相比,能够进一步减少因底面82和安装面83的上下方向的位置偏移所引起的装配状态的微小误差,因此,能够以更高的精度再现各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的轴线与外筒61的轴线一致的状态。
根据如上所述的具备各安装槽81和各定位块80的外筒61,相对于对应的安装槽81,通过将定位块80以设定的安装相位安装,在外筒的外周面上的2处以上的位置,关于垂直于外筒61的轴线的2个以上不同的方向,使相邻的2个圆筒块以高精度被定位,其结果,能够以高精度保持构成外筒61的各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的装配状态。以此,在将外筒61暂时拆卸,再次装配时,也能够将相邻的2个圆筒块的装配状态再现为与拆卸前的状态基本一致的状态,即,本实施例中相邻的2个圆筒块的轴线准确一致的状态。
采用了这样的外筒61的装配结构的本发明的旋转接头装置中,外筒61的贯通孔64,在装配了各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的状态的基础上,通过将各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的内周面64a、64b、64c、64d、64e作为一体的贯通孔64的内周面进行磨削加工,能够修整出所希望的内径尺寸。
详细地说,各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的内周面64a、64b、64c、64d、64e通过以下的工序加工而成。
(1)由定位用销78使相邻的2个圆筒块61d、61e关于圆周方向的相位相对应,在轴线方向装配。
(2)在形成于圆筒块61d、61e的外周上的3处的安装槽81的各个中,使对应的定位块80以横跨相邻的2个圆筒块61d、61e的形式嵌合。
(3)此时,通过使定位用标记85与对应的定位用标记86对齐,使各定位块80以预先规定的关于轴线方向及外筒61的圆周方向的安装相位,相对于对应的安装槽81成为被安装的状态。
(4)在此基础上,由4根螺栓89将定位块80固定于安装槽81中。以此,相邻的2个圆筒块的各安装槽81的底面82成为被固定于相同平面上的状态。
(5)在该状态下,在形成于圆筒块61d的端面上的各贯通孔中插通安装螺栓,并且,使插通的各安装螺栓与形成于圆筒块61e的端面上的多个螺纹孔螺合,使相邻的2个圆筒块61d、61e在轴线方向结合。
(6)对于每个相邻的2个圆筒块的组合(圆筒块61c和61d的组合、圆筒块61b和61c的组合、圆筒块61a和61b的组合)重复上述(1)~(5),装配多个圆筒块,成为作为一体的外筒61的状态。
(7)在象这样装配了外筒61的状态下,对贯通孔64,即,各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的内周面64a、64b、64c、64d、64e进行磨削加工。在此基础上,修整外筒61的贯通孔64的内径尺寸,以使贯通孔64与旋转轴63的相对面的直径间隙为0.005mm以下。
这样,本发明的旋转接头装置中,通过所述安装槽81和定位块80的组合,以高精度定位构成外筒61的各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e中的相邻的2个圆筒块,且作为能够保持(再现)该定位状态的状态,外筒61的贯通孔64被磨削加工成所希望的内径尺寸。
因此,在外筒61是将定位块80相对于对应的安装槽81以设定的安装相位组装的装配状态下,形成贯通孔64的各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的内周面64a、64b、64c、64d、64e的轴线成为一致的状态,在旋转轴63组装于贯通孔64中的状态下,各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e与旋转轴63之间的直径间隙成为整体在0.005mm以下的状态。
只要是保持上述装配状态,即,将定位块80相对于对应的安装槽81以设定的安装相位组装的装配状态,就能够使贯通孔64和旋转轴63之间的直径间隙保持在上述状态。这样,即使在将外筒61的各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e拆卸,再次装配时,通过将拆卸时从各安装槽81中暂时卸下的定位块80相对于对应的安装槽81以设定的安装相位再次安装,定位相邻的2个圆筒块,仍可使外筒61的装配状态以高精度成为与拆卸前基本相同的状态(本实施例的多个圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的各轴线成为高精度一致的状态),能够使构成贯通孔64的各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的内周面64a、64b、64c、64d、64e与旋转轴63之间的直径间隙以高精度成为与拆卸前相同的状态。
而且,本实施例中,将各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e设为外径尺寸相同的相同形状,使各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的轴线(外周圆的中心轴线)以高精度一致的状态装配,构成外筒61,因此,在上述贯通孔64的磨削加工中,通过以外筒61的外周面为基准,加工后的贯通孔64的轴线不会产生偏移(变化),因此可取得能够更灵活地选择夹紧交换等加工工序的效果。即,在贯通孔64的上述磨削加工中,以由夹头等夹紧保持外筒61的外周面的状态进行该加工,但根据加工情况等即使进行夹头的夹紧交换,通过以外筒61的外周面为基准,使贯通孔64的轴线与外筒61的轴线一致进行磨削加工,在被加工的贯通孔64的夹头的夹紧交换前后的加工位置,各轴线也不会产生偏移。另外,为了使各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的轴线更准确一致,也可在贯通孔64的磨削加工前,预先对一体的外筒61的外周面进行磨削加工,修整。
以上,对于本发明的一个实施例进行了说明,但本发明的旋转接头装置并不受上述限定,也可作下述变形。
上述实施例中,将构成外筒61的各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e以各自的轴线高精度一致的状态装配,以该状态对贯通孔64实行磨削加工,以成为以外筒61的轴线为中心的希望的内径尺寸。但取代上述方法,也可使构成外筒61的各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的装配状态成为相互的轴线不一致的状态。
即,即使是各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e的轴线相互不一致的状态,作为外筒61的最终的装配状态,事先在各安装槽81中安装定位块80,在将外筒61的各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e拆卸,再次装配时,通过使从各安装槽81中暂时卸下的定位块80相对于卸下前安装有的安装槽81的底面82,1对1相对应,且再次安装成为相对于安装槽81的关于轴线方向及外筒61的圆周方向的安装相位设为一种的原来的状态,再现外筒61的装配状态,也能够使构成贯通孔64的内周面64a、64b、64c、64d、64e的各轴线以高精度与拆卸前的状态一致的状态再现。
上述实施例中,将各安装槽81形成于每个相邻的2个圆筒块的组合、外筒61的外周上各错开90度相位的3处,但并不仅限于此。即,本发明中,安装槽81只要是设于每个相邻的2个圆筒块的组合,外筒61的外周上的至少2处以上即可,因此,也可形成于2处或4处以上的位置。各安装槽81的外筒61的外周上的相位的偏移并不仅限于90度,关于定位,如上述实施例,优选沿垂直的不同方向定位。关于因贯通孔64的磨削加工而产生的圆周方向的外力,也如上述实施例所述,对于安装槽81中的至少一个,优选进一步以180度的相位追加设置安装槽81,在至少与外筒61的外周面相对的2个位置支承所述外力。
所述实施例中,在每个相邻的2个圆筒块的组合,以使2个圆筒块组合的状态,加工设置各安装槽81,但并不仅限于此。例如:也可以保持将各圆筒块61a、61b、61c、61d、61e作为一体的外筒61装配的状态,加工每个相邻的2个圆筒块的组合的各安装槽81。在加工了各安装槽81后,也可以保持不拆卸外筒61的状态,相对于各安装槽81安装对应的定位块80,磨削加工内周面64a、64b、64c、64d、64e。通过这样的加工,能够减少由于将各圆筒块在轴线方向连接的安装螺栓的缔结力所引起的外筒61的装配状态的误差,能够以更高的精度再现拆卸前的外筒61的装配状态。
上述实施例中,2个轴承62a、62b是角接触球轴承,但并不仅限于此,也可以是自动调心滚子轴承或三排滚柱轴承等具有调心功能的滚子轴承。而且,在贯通孔64和旋转轴63的间隙为可容许的情况下,还可以是不具有调心功能的球轴承或滚子轴承。
而且,本实施例中,本发明的旋转接头装置60适用于机床的C轴驱动装置30,但并不仅限于此,也可适用于转动驱动安装有工具的主轴21的主轴单元20的主轴驱动装置,或支承主轴单元20的加工用头10的主轴驱动装置等,并且,还可适用于转动驱动主轴的圆工作台装置的驱动装置,该主轴用于支承作为固定了夹具或工件的对象装置的圆工作台。

Claims (4)

1.一种旋转接头装置,其包括:
外筒,在轴线方向组合多个圆筒块而构成该外筒;
旋转轴,其由在外筒的轴线方向分开配置的2个轴承在外筒内可旋转地支承;
流体流路,其是相对于外筒在每个圆筒块至少设有一个的流体流路,并在圆筒块的内周面开口;以及
环形连接槽,其与该流体流路对应设置,且形成于相对的圆筒块的内周面及旋转轴的外周面的至少一方,并与所述流体流路连通,
使外筒的流体流路和以与连接槽连通的方式形成于旋转轴的流体流路通过连接槽连通,其特征在于,所述旋转接头装置包括:
多个安装槽,其形成于外筒的外周面上的多个位置,且以横跨相邻的2个圆筒块的形式形成为露出于外筒的外周面,多个安装槽的底面以组合该2个圆筒块的状态作为平面被加工;以及
多个定位块,其相对于多个安装槽1对1对应,且相对于安装槽的关于所述轴线方向及外筒的圆周方向的安装相位设为一种,多个定位块的相对于对应的安装槽的底面的安装面被加工成平面。
2.根据权利要求1所述的旋转接头装置,其特征在于,轴承是配置于将各圆筒块装配作为一体的外筒的两端的、无轴心偏移的结构的轴承。
3.一种旋转接头装置的加工方法,所述旋转接头装置包括:
外筒,在轴线方向组合多个圆筒块而构成该外筒;
旋转轴,其由在外筒的轴线方向分开配置的2个轴承在外筒内可旋转地支承;
流体流路,其是相对于外筒在每个圆筒块至少设有一个的流体流路,并在圆筒块的内周面开口;以及
环形连接槽,其与该流体流路对应设置,且形成于相对的圆筒块的内周面及旋转轴的外周面的至少一方,并与所述流体流路连通,
使外筒的流体流路和以与连接槽连通的方式形成于旋转轴的流体流路通过连接槽连通,其特征在于,
设置多个安装槽,多个安装槽是在外筒的外周面上的多个位置中横跨相邻的2个圆筒块的位置,将其底面以组合该2个圆筒块的状态作为平面进行加工,且以露出于外筒的外周面的形式形成的;
将多个定位块以横跨相邻的2个圆筒块的形式安装于对应的安装槽中,所述多个定位块相对于多个安装槽1对1对应,且相对于安装槽的关于所述轴线方向及外筒的圆周方向的安装相位设为一种,多个定位块的相对于对应的安装槽的底面的安装面被加工成平面;
以由定位块使相邻的2个圆筒块的安装槽的底面固定于同一平面上的状态,对外筒的内周面进行磨削加工。
4.一种机床用主轴驱动装置,是具备权利要求1或2所述的旋转接头装置的机床用主轴驱动装置,包括连接于旋转接头装置的旋转轴的主轴和驱动主轴转动的驱动装置,驱动装置是直接驱动型电机,由同轴地配置于主轴周围、连结于主轴的电机转子,以及与该电机转子的外周或内周相对而设置于主轴驱动装置的框架上的电机定子构成。
CN 201210042496 2011-04-15 2012-02-22 旋转接头装置和旋转接头装置的加工方法及具备旋转接头装置的机床用主轴驱动装置 Pending CN102729088A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011091141A JP5789118B2 (ja) 2011-04-15 2011-04-15 ロータリージョイント装置およびロータリージョイント装置の加工方法ならびにロータリージョイント装置を備えた工作機械用の主軸駆動装置
JP2011-091141 2011-04-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102729088A true CN102729088A (zh) 2012-10-17

Family

ID=45654979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201210042496 Pending CN102729088A (zh) 2011-04-15 2012-02-22 旋转接头装置和旋转接头装置的加工方法及具备旋转接头装置的机床用主轴驱动装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9004830B2 (zh)
EP (1) EP2511582A1 (zh)
JP (1) JP5789118B2 (zh)
KR (1) KR101552535B1 (zh)
CN (1) CN102729088A (zh)
TW (1) TWI538770B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106313337A (zh) * 2016-10-09 2017-01-11 芜湖瑞德机械科技有限公司 用于石材的多角度通用式钻孔工装及其操作方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107231796B (zh) 2015-02-10 2019-12-06 斗山机床株式会社 机床
WO2017219864A1 (zh) * 2016-06-24 2017-12-28 李春林 差力旋转式喷头
JP6665065B2 (ja) * 2016-09-20 2020-03-13 本田技研工業株式会社 ロータリージョイント
ES2894891T3 (es) * 2018-09-12 2022-02-16 Fidia Spa Unidad de eje C para máquina-herramienta con electrohusillo
KR102097697B1 (ko) * 2018-09-18 2020-04-06 칸워크홀딩 주식회사 공작기계의 전기 구동 시스템 및 그 작동방법
JP7344658B2 (ja) * 2019-03-18 2023-09-14 コマツNtc株式会社 ワーク支持装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3853328A (en) * 1973-08-27 1974-12-10 Nrn Corp Rotary seal
DE3016589A1 (de) * 1980-04-30 1981-11-05 Albert Ing.(grad.) 2800 Bremen Zimmer Rotationsverteiler
JPS6069590U (ja) 1983-10-20 1985-05-17 日産自動車株式会社 電動車両用インバ−タ装置の保護回路
JPH0754712Y2 (ja) * 1993-03-15 1995-12-18 株式会社南武 外筒連結式ロータリージョイント
SE9302086L (sv) 1993-06-16 1994-12-17 Electrolux Ab Anordning i en förbränningsmotor
JPH0798007A (ja) * 1993-09-29 1995-04-11 Ntn Corp 部材締結構造
JP3378849B2 (ja) * 2000-04-14 2003-02-17 川崎重工業株式会社 管体の開先形成方法
JP3555936B2 (ja) 2000-07-03 2004-08-18 日本ピラー工業株式会社 多流路形ロータリジョイント
JP3983013B2 (ja) * 2001-05-14 2007-09-26 株式会社荏原製作所 電子線装置用の光学要素組立体、その光学要素組立体の加工方法及びそのような光学要素組立体を備えた電子線装置を用いるデバイス製造方法
JP4681872B2 (ja) * 2004-12-22 2011-05-11 サーパス工業株式会社 ロータリージョイントおよびロータリージョイントの筐体分割体
WO2006080280A1 (ja) * 2005-01-26 2006-08-03 Eagle Industry Co., Ltd. 極低温流体供給排出用装置および超電導装置
JP5072278B2 (ja) * 2006-07-18 2012-11-14 三菱重工業株式会社 油圧着脱式カップリング
JP4823081B2 (ja) * 2007-01-19 2011-11-24 株式会社山本製作所 摩擦精穀ロール及び摩擦精穀機
JP5057844B2 (ja) * 2007-05-14 2012-10-24 津田駒工業株式会社 工作機械用の角度割出し装置
WO2009013912A1 (ja) * 2007-07-24 2009-01-29 Nsk Ltd. スピンドル装置
EP2267350B1 (en) * 2008-04-03 2016-01-06 Eagle Industry Co., Ltd. Rotary joint
JP4389002B2 (ja) 2009-06-19 2009-12-24 株式会社住友金属ファインテック ロータリージョイントにおける軸シール部材の使用方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106313337A (zh) * 2016-10-09 2017-01-11 芜湖瑞德机械科技有限公司 用于石材的多角度通用式钻孔工装及其操作方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2511582A1 (en) 2012-10-17
US9004830B2 (en) 2015-04-14
US20120263551A1 (en) 2012-10-18
TWI538770B (zh) 2016-06-21
KR20120117647A (ko) 2012-10-24
JP2012225359A (ja) 2012-11-15
JP5789118B2 (ja) 2015-10-07
KR101552535B1 (ko) 2015-09-11
TW201240768A (en) 2012-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102729088A (zh) 旋转接头装置和旋转接头装置的加工方法及具备旋转接头装置的机床用主轴驱动装置
RU2621091C2 (ru) Узел шпинделя станка
US20100310335A1 (en) Working head for machine tool
KR101097654B1 (ko) 방사형 회전식 운송 어셈블리
CN105008885B (zh) 旋转机械支撑装置
JP5318167B2 (ja) ロータリテーブル装置
WO2008023588A1 (fr) Tête d'usinage pour machine-outil
KR20170027337A (ko) 다이렉트 드라이브 모터의 제조 방법, 및 지그
CN101534993B (zh) 机床用的加工用头
CN101583461B (zh) 机床用的加工用头
JP7437382B2 (ja) ロータリインデックステーブルの交換装置
CN106499777A (zh) 偏心摆动型齿轮装置
CN108025409A (zh) 用于旋转梁的驱动装置
CN104712656B (zh) 主轴电机
JP5085998B2 (ja) 工作機械用の加工用ヘッド
JP5085999B2 (ja) 工作機械用の加工用ヘッド
CN110524289B (zh) 一种机床主轴用特殊装夹夹具
CN211219798U (zh) 一种机床主轴用装夹夹具
US20220226946A1 (en) Rotary table device
JP2007290093A (ja) 回転テーブル
JP2010125559A (ja) ロータリージョイント
CN220101676U (zh) 一种摇篮转台摆动轴结构以及机床
CN218253878U (zh) 回转轴装置、装夹装置及机床
CN115533557A (zh) 回转轴装置、装夹装置及机床
TWI595960B (zh) Rotary disk device that can be combined with a variety of indexing mechanism

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20121017