CN206487802U - 旋转工作台装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种旋转工作台装置，确保板簧的寿命，产生夹紧转矩，使旋转工作台维持静止状态。旋转工作台装置(1)具备：基础部件(2、3、11、13)；旋转部件(5)，被支撑为能够相对于基础部件(2、3、11、13)绕轴线旋转；制动盘(7)，固定于旋转部件上；以及夹紧机构(8)，夹紧制动盘(7)，夹紧机构(8)具备：活塞(12)，被安装成能够在夹紧位置和松开位置之间相对于基础部件(2、3)在沿着轴线的方向上移动；板簧(14)，固定在活塞和基础部件(2、3)上，将活塞(12)向夹紧位置的方向施力；以及螺旋弹簧(15)，配置在活塞和基础部件(2、3)之间，将活塞(12)始终向夹紧位置的方向施力。

Description

旋转工作台装置

技术领域

本实用新型涉及一种装载在机床等上的旋转工作台装置。

背景技术

旋转工作台装置的旋转机构主要采用涡轮传动方式和直接传动方式这两种，其具备夹紧机构，以在加工时保持旋转工作台的分度位置。在涡轮传动方式的情况下，即使处于静止状态，也会发生相当于蜗杆和涡轮之间的间隙量的微小晃动。为了使旋转工作台保持静止状态而不发生晃动，使用夹紧机构。

另一方面，在直接传动方式的情况下，作为使马达的动力以外的旋转工作台保持静止状态的机构，使用夹紧机构。

夹紧机构有多个夹紧方式。其中，圆盘夹紧方式的夹紧机构的结构是，在由气压或液压驱动的活塞和固定部件之间夹有制动盘，该制动盘与主轴成为一体而进行旋转，该主轴用于将来自旋转驱动装置的旋转力传递给旋转工作台。通过在活塞和固定部件之间夹有制动盘，利用在制动盘和固定部件之间产生的摩擦力，使主轴和与其连接的旋转工作台保持静止状态(例如，参照专利文献1)。

夹紧机构一般通过气压、液压等的压力作用而进行动作，因此如果由于停电等而停止向压力产生装置供电，则不能使其工作。

涡轮传动方式的旋转机构具有从输出侧向输入侧不传递旋转力的不可逆旋转性，因此供电停止时，旋转工作台不旋转。

但是直接传动的方式的旋转机构，如果对马达的供电被断开，则马达的保持力消失，旋转的惯性力、由工件和夹具造成的不平衡转矩导致旋转工作台旋转到稳定点。该旋转可能会造成工件与刀具相撞，进而工件、刀具破损。

为了防止这些问题，在直接传动方式的旋转机构所使用的夹紧机构上，通常设置有施力机构，在未施加气压、液压时，该施力机构向夹紧方向施力(例如，参照专利文献2)。此外，还采用如下方式，除了保持分度位置的夹紧机构之外，还具备仅在供电停止时产生保持力的其他的夹紧装置(例如，参照专利文献3)。

作为设置于保持旋转工作台的分度位置的夹紧机构上的施力机构，有时使用圆盘状的板簧。板簧除了具有通过弹性变形的恢复力来保持夹紧状态的功能以外，还具有通过防止活塞的旋转，利用固定部件和制动盘之间的摩擦力、以及活塞和制动盘之间的摩擦力来保持制动盘，使夹紧转矩增加的功能。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-202484号公报

专利文献2：日本特开2012-20378号公报

专利文献3：日本特开2007-125640号公报

实用新型内容

实用新型要解决的问题

但是，圆盘状的板簧上容易发生应力集中，如果挠曲量变大，则直至破坏为止的重复动作次数变少，存在难以确保充分寿命的问题。

尤其是在气压、液压断开时进行夹紧的情况下，需要在能够确保充分的夹紧转矩的挠曲量的基础上，加上从松开状态到夹紧状态的活塞的移动量来设定挠曲量，从而挠曲量有变大的倾向。

此外，通过增加板簧的固定螺栓个数，能够提高夹紧机构的旋转方向的刚性。但是从板簧的特性来看，如果增加螺栓的个数，则存在难以得到大的挠曲量的不良情况。

本实用新型是鉴于以上情况而做出的，目的在于提供一种旋转工作台装置，其能够确保板簧的充分寿命的同时，能够产生足够的夹紧转矩，使旋转工作台保持静止状态。

解决问题的方案

为了达到上述目的，本实用新型提供以下方案。

本实用新型的一个方案提供一种旋转工作台装置，该旋转工作台装置具备：基础部件；旋转部件，被支撑为能够相对于该基础部件绕预定的轴线旋转；制动盘，固定于该旋转部件上；以及夹紧机构，夹紧该制动盘，从而使所述旋转部件相对于所述基础部件维持静止状态，该夹紧机构具备：活塞，该活塞安装成，能够通过工作流体在将所述制动盘沿板厚方向推压的夹紧位置和从所述制动盘分离的松开位置之间，相对于所述基础部件在沿着所述轴线的方向上移动；板簧，该板簧固定在该活塞和所述基础部件上，并通过弹性变形的复原力将所述活塞向所述夹紧位置的方向施力；以及螺旋弹簧，该螺旋弹簧配置在所述活塞和所述基础部件之间，并通过弹性变形的复原力将所述活塞始终向所述夹紧位置的方向施力。

根据本方案，如果为了将夹紧机构变为松开状态而提供工作流体，则工作流体的压力抵抗板簧和螺旋弹簧的施力而作用于活塞上，从而使活塞移动到松开位置上。由此，活塞从制动盘分离，所以该活塞与制动盘之间不产生摩擦，通过马达的工作，能够使旋转部件相对于基础部件自由旋转。

另一方面，如果为了将夹紧机构变为夹紧状态而提供工作流体，则工作流体的压力与板簧和螺旋弹簧的弹性变形的复原力共同协作而作用于活塞上，从而使活塞移动到夹紧位置。由此，活塞沿板厚方向推压制动盘，通过活塞和制动盘之间以及基础部件和制动盘之间产生的摩擦力，旋转部件相对于基础部件的旋转被制止。

进而，如果停止提供工作流体，则活塞通过板簧和螺旋弹簧的弹性变形的复原力而移动到夹紧位置。在此情况下，活塞也沿板厚方向推压制动盘，通过活塞和制动盘之间以及基础部件和制动盘之间产生的摩擦力，旋转部件相对于基础部件的旋转被制止。

在此情况下，假设没有螺旋弹簧时，必须只通过板簧的弹性变形的复原力而将活塞向制动盘推压，即使在活塞配置在夹紧位置的状态下，板簧也需要残留比较大的弹性变形。因此，在松开位置上，必须事先使板簧产生更大的弹性变形。

根据本方案，因为同时使用螺旋弹簧，所以能够将活塞配置在夹紧位置时的板簧的弹性变形抑制得较低，并能够减少松开时产生于板簧上的应力。即，在能够确保板簧的充分寿命的同时，能够使螺旋弹簧产生足够的夹紧转矩，使旋转工作台维持静止状态。

在上述方案中，还可以具备用于使驱动所述活塞的所述工作流体流入的工作流体室，所述螺旋弹簧配置在相对于所述工作流体室以气密状态被划分的设置空间内。

通过如此设置，能够将工作流体室的容积控制在所需的最小限度，并能够提高使活塞移动到夹紧位置或松开位置时的应答性。

此外，在上述方案中，还可以具备用于使驱动所述活塞的所述工作流体流入的工作流体室，所述螺旋弹簧配置在与所述工作流体室相连的设置空间内。

实用新型效果

根据本实用新型，能够取得以下效果：确保板簧的充分寿命的同时，能够产生足够的夹紧转矩，使旋转工作台维持静止状态。

附图说明

图1是表示本实用新型的一个实施方式的旋转工作台装置的纵剖视图。

图2是表示图1的旋转工作台装置所具备的松开状态的夹紧机构的放大纵剖视图。

图3是表示图1的旋转工作台装置所具备的夹紧状态的夹紧机构的放大纵剖视图。

图4是表示不具有螺旋弹簧时的松开状态的夹紧机构的放大纵剖视图。

图5是表示不具有螺旋弹簧时的夹紧状态的夹紧机构的放大纵剖视图。

图6是表示图1的旋转工作台装置的变形例的夹紧机构的局部放大纵剖视图。

附图标记说明

1：旋转工作台装置

2：支架(基础部件)

3：壳体(基础部件)

5：轴(旋转部件)

7：制动盘

8：夹紧机构

11：后板(基础部件)

12：活塞

13：夹紧部件(基础部件)

14：弹簧盘(板簧)

15：螺旋弹簧

17a、17b：空气室(工作流体室)

18、19：设置空间

O：中心轴线(轴线)

具体实施方式

下面参照附图对实用新型的一个实施方式的旋转工作台装置1进行说明。

本实施方式的旋转工作台装置1，如图1所示，例如是直接传动方式的分度旋转工作台，具备：设置于机床等的外部构造物上的壳体(基础部件)3；固定于该壳体3上的支架(基础部件)2；经由轴承部4以能够绕中心轴线(轴线)O旋转的方式支撑于该支架2上的圆筒状的轴(旋转部件)5；驱动该轴5旋转的马达6；固定在轴5上的制动盘7；以及使轴5相对于支架2维持静止状态的夹紧机构8。

马达6具备：固定在支架2的定子6a；以及相对于该定子6a旋转的转子6b。转子6b被固定在轴5上。

制动盘7夹在轴5的端面和安装部件9之间，并固定在轴5上。

本实用新型的一个实施方式的夹紧机构8具备：固定在壳体3上的汽缸10和后板(基础部件)11；活塞12，该活塞12被支撑为，相对于所述汽缸10，能够在沿制动盘7的板厚方向与制动盘7接触的夹紧位置和从制动盘7分离的松开位置之间在沿着中心轴线O的方向上移动；夹紧部件(基础部件)13，该夹紧部件13在板厚方向上隔着制动盘7配置在与活塞12相反的一侧；由圆盘状的板簧构成的弹簧盘14；以及螺旋弹簧15。

弹簧盘14由沿周向隔开间隔配置的多个螺栓16a固定在活塞12上，并由多个螺栓16b固定在后板11上。由此，活塞12能够相对于汽缸10沿着轴向移动，另一方面由弹簧盘14约束而不能沿着周向旋转。

从后板11和活塞12中的弹簧盘14的安装面的位置关系来看，弹簧盘14始终发生了弹性变形。由此，活塞12通过弹簧盘14的弹性变形的复原力，始终向将制动盘7向夹紧部件13推压的方向被施力。即，保持制动盘7被夹持在活塞12和夹紧部件13之间的夹紧状态。

图1中的附图标记20a、20b、20c是密封以下所述的空气室17a、17b的密封部。

在对旋转工作台装置1供电时，如图2所示，通过未图示的电磁阀的工作来控制向空气室(工作流体室)17a、17b的压缩空气的提供，并通过压缩空气的压力来切换基于夹紧机构8的夹紧状态和松开状态。

在未对旋转工作台装置1供电时，如图3所示，空气室17a、17b中都没有提供压缩空气，所以活塞12通过弹簧盘14的弹性变形的复原力，将制动盘7夹在其与夹紧部件13之间。

螺旋弹簧15在活塞12和后板11之间沿着周向隔开间隔配置有多个。螺旋弹簧15是压缩螺旋弹簧，以压缩的状态配置在活塞12和后板11之间，通过弹性变形的复原力，始终对活塞12向制动盘7侧施力。

此外，在图1至图3所示的示例中，螺旋弹簧15配置在与空气室17b相连的设置空间18内。

如图1至图3所示，密封部20a、20b、20c通过在汽缸10或活塞12上设置的周槽内收容O形圈或垫片等密封部件，将后板11和活塞12之间以及汽缸10和活塞12之间密封为气密状态。由此，空气室17a、17b被划定为密封状态。

以下对如此构成的本实施方式的旋转工作台装置1的作用进行说明。

在本实施方式的旋转工作台装置1中，在供电状态下，如果对电磁阀输入松开指令，则压缩空气流入空气室17a中，空气室17b内的空气被排到外部。如果流入空气室17a的压缩空气的压力超过弹簧盘14和螺旋弹簧15的弹性变形的复原力，则活塞12向后板11侧移动，如图2所示，制动盘7从被夹持在活塞12和夹紧部件13之间的状态变为被解放的松开状态，从而能够使轴5旋转。

另一方面，如果对电磁阀输入夹紧指令，则压缩空气流入空气室17b中，空气室17a内的空气被排到外部。通过流入空气室17b的压缩空气的压力，活塞12向制动盘7侧被推压，如图3所示，制动盘7变为被夹持在活塞12和夹紧部件13之间的夹紧状态，轴5相对于壳体3维持静止的状态。

此外，在向旋转工作台装置1的供电被断开时，停止向两个空气室17a、17b提供压缩空气，所以成为活塞12仅通过弹簧盘14和螺旋弹簧15的弹性变形的复原力而在其与夹紧部件13之间夹住制动盘7的夹紧状态。

弹簧盘14在图2的松开状态下其弹性变形最大，在图3的夹紧状态下，弹性变形复原，挠曲量减少。

没有螺旋弹簧15时的参考例在图4和图5中示出。

在没有螺旋弹簧15时，如图5所示，在夹紧状态下，即使是减少的挠曲量也需要由弹簧盘14产生使轴5维持静止状态的摩擦力。因此，在如图4所示的松开状态下，弹簧盘14必须以比夹紧状态更大的挠曲量来进行弹性变形。

对此，根据本实施方式的旋转工作台装置1，还利用螺旋弹簧15将活塞12向制动盘7侧施力，所以能够减少夹紧状态下的弹簧盘14的挠曲量。因此，还能够使松开状态下的挠曲量比没有螺旋弹簧5的图4的情况小。

其结果是，能够降低松开状态下为最大的弹簧盘14的应力，且能够延长弹簧盘14的寿命。

而且，在如此同时使用螺旋弹簧15和弹簧盘14的情况下，主要由螺旋弹簧15承担将活塞12向夹紧位置方向施力的作用，所以弹簧盘14只要承担防止活塞12旋转的作用即可。

因此，作为弹簧盘14，也可以采用厚度薄的弹簧盘。板簧其厚度越薄，最大应力越低，疲劳强度越高，所以通过采用薄的弹簧盘14，能够进一步延长弹簧盘14的寿命。

此外，如果增加将弹簧盘14固定在活塞12、后板11上的螺栓16a、16b的个数，则容易发生应力集中等，从而最大应力容易增大。通过同时使用螺旋弹簧15，降低弹簧盘14上产生的挠曲所引起的应力，即使增加螺栓16a、16b，也能够将最大应力抑制得较低。由此，在夹紧状态下，能够增大针对施加于活塞12上的旋转方向的负载的扭转刚性，且能够抑制活塞12和弹簧盘14之间或后板11和弹簧盘14之间的滑动。

此外，在本实施方式中，将螺旋弹簧15的设置空间18配置在与空气室17b相连的位置上，但取而代之，如图6所示，也可以配置在相对于空气室17b利用密封部20a、20b隔离成气密状态的设置空间19内。

如图1至图3所示，螺旋弹簧15的设置空间18与空气室17b相连时，空气室17b的容积增加相当于螺旋弹簧15的个数的量的设置空间18的容积。如果空气室17b的容积增加，则夹紧机构8的工作流体为空气等具有压缩性的工作流体的情况下，松开时从空气室17b放完压缩空气为止的时间、夹紧时在空气室17b中充满压缩空气为止的时间可能会稍微增加。

因此，轴5的夹紧结束或松开结束为止的时间增加，固定在轴5上的旋转工作台(省略图示)的分度结束为止的时间可能会变长。

因此，如图6所示，通过将螺旋弹簧15配置在相对于空气室17b隔离成气密状态的设置空间19内，具有能够将空气室17b的容积控制在最小限度，且能够缩短旋转工作台的分度结束为止的时间的优点。

此外，在图6所示的示例中，将螺旋弹簧15配置在比空气室17b更靠径向内侧的位置上，但只要是能够从空气室17b以气密状态隔离的位置，则不限于此，也可以配置在其他任意位置。

此外，在本实施方式中，列举了直接传动方式的旋转工作台装置1，但是驱动方式并不限于此，也可以采用涡轮传动方式等其他的驱动方式的旋转工作台装置、不具有驱动机构的旋转工作台装置。

此外，将夹紧机构8的驱动方式设定为气压驱动方式，但取而代之，也可以采用液压驱动方式等使用空气以外的工作流体的夹紧机构8。

Claims (3)

1.一种旋转工作台装置，其特征在于，具备：

基础部件；

旋转部件，被支撑为能够相对于该基础部件绕预定的轴线旋转；

制动盘，固定于该旋转部件上；以及

夹紧机构，夹紧该制动盘，从而使所述旋转部件相对于所述基础部件维持静止状态，

该夹紧机构具备：

活塞，该活塞安装成，能够通过工作流体在将所述制动盘沿板厚方向推压的夹紧位置和从所述制动盘分离的松开位置之间，相对于所述基础部件在沿着所述轴线的方向上移动；

板簧，该板簧固定在该活塞和所述基础部件上，并通过弹性变形的复原力将所述活塞向所述夹紧位置的方向施力；以及

螺旋弹簧，该螺旋弹簧配置在所述活塞和所述基础部件之间，并通过弹性变形的复原力将所述活塞始终向所述夹紧位置的方向施力。

2.根据权利要求1所述的旋转工作台装置，其特征在于，

所述旋转工作台装置还具备用于使驱动所述活塞的所述工作流体流入的工作流体室，

所述螺旋弹簧配置在相对于所述工作流体室以气密状态被划分的设置空间内。

3.根据权利要求1所述的旋转工作台装置，其特征在于，

所述旋转工作台装置还具备用于使驱动所述活塞的所述工作流体流入的工作流体室，

所述螺旋弹簧配置在与所述工作流体室相连的设置空间内。