JP2005118946A - クランプ装置、及び、回転テーブル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転可能に支持された軸やクランプ装置にミスアライメントが生じていても、軸を適切にクランプするクランプ装置、及び、回転テーブル装置を提供する。
【解決手段】回転可能に支持された軸をクランプするためのクランプ装置５２であって、軸の周方向に沿って隙間を有して設けられた薄肉スリーブ５４ａを備え、薄肉スリーブを軸に向けて変形させることにより軸をクランプする。
【選択図】図３

Description

本発明は、クランプ装置、及び、回転テーブル装置に関する。

工作機械等に用いられる回転テーブル装置は、既によく知られている。かかる回転テーブル装置は、モータ等の駆動手段により回転駆動される被駆動軸と、該被駆動軸により回転駆動され被加工物等を保持する回転テーブルと、を有しており、駆動手段により被駆動軸が駆動されると当該被駆動軸が回転し、当該被駆動軸の回転駆動力が回転テーブルに伝達され、回転テーブルがその回転軸を中心として回転する。

また、上記の回転テーブル装置は、回転テーブルを確実に静止させる機能等を実現するために、被駆動軸をクランプするためのクランプ装置を有している。かかるクランプ装置は、被駆動軸が停止されて回転テーブルが位置決めされた際、例えば、回転テーブルに保持された被加工物を加工する際に、当該被駆動軸をクランプする。このことにより、回転テーブルを確実に静止させることが可能となり、被加工物の加工が精度良く実施される。
特開２００２−１２６９５８号公報

ところで、前記被駆動軸は、軸受等によりハウジングに対して回転可能に支持されるが、当該被駆動軸にミスアライメントが生ずる可能性がある。かかるミスアライメントとしては、例えば、前記被駆動軸の軸心が所望の軸心からずれる軸心ずれや、前記被駆動軸の軸方向が所望の当該軸方向から傾く偏角の発生等が挙げられる。かかる場合には、被駆動軸とクランプ装置との相対位置関係に、ずれが生ずることとなる。また、このような相対位置関係のずれは、被駆動軸にミスアライメントが生じていなくても、クランプ装置にずれや傾き等のミスアライメントが生じていれば、同様に起こりうる。
したがって、このような状況においても被駆動軸を適切にクランプすることが可能なクランプ装置の実現が要請される。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、回転可能に支持された軸やクランプ装置にミスアライメントが生じていても、当該軸を適切にクランプすることが可能なクランプ装置、及び、回転テーブル装置を実現することにある。

主たる本発明は、回転可能に支持された軸をクランプするためのクランプ装置であって、前記軸の周方向に沿って隙間を有して設けられた薄肉スリーブを備え、該薄肉スリーブを前記軸に向けて変形させることにより該軸をクランプすることを特徴とするクランプ装置である。

本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。

本発明によれば、回転可能に支持された軸やクランプ装置にミスアライメントが生じていても、当該軸を適切にクランプすることが可能となる。

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも次のことが明らかにされる。

回転可能に支持された軸をクランプするためのクランプ装置であって、前記軸の周方向に沿って隙間を有して設けられた薄肉スリーブを備え、該薄肉スリーブを前記軸に向けて変形させることにより該軸をクランプすることを特徴とするクランプ装置。
かかるクランプ装置によれば、回転可能に支持された軸やクランプ装置にミスアライメントが生じていても、当該軸を適切にクランプすることが可能となる。

また、前記薄肉スリーブの厚さは、５ｍｍ以下であることとしてもよい。
かかるクランプ装置によれば、回転可能に支持された軸やクランプ装置にミスアライメントが生じていても、当該軸をより適切にクランプすることが可能となる。

また、前記薄肉スリーブを前記軸の周面にならうように変形させることにより該軸をクランプすることとしてもよい。
かかるクランプ装置によれば、前記薄肉スリーブが変形する際に、回転可能に支持された軸の周面にならうこととなるから、軸やクランプ装置にミスアライメントが生じていても、当該軸をより適切にクランプすることが可能となる。

また、前記薄肉スリーブは、前記軸の径方向外側に位置し、前記薄肉スリーブを該径方向外側から前記軸に向けて変形させることにより、前記軸をクランプすることとしてもよい。
このようにすれば、構成が簡易なものとなる。

また、前記薄肉スリーブから見て前記径方向外側に、流体を収容するための流体収容部を有し、該流体収容部に注入される流体の圧力により前記薄肉スリーブを変形させることとしてもよい。
このようにすれば、簡易な方法で薄肉スリーブを変形させることができる。

また、前記薄肉スリーブは、前記流体収容部から見て前記軸の径方向内側にのみ設けられていることとしてもよい。
例えば、薄肉スリーブが、流体収容部から見て被駆動軸の径方向内側と径方向外側の双方に設けられている場合には、流体収容部内の流体の圧力による作用、すなわち、薄肉スリーブを変形させる当該圧力による作用、が、前記径方向内側に設けられた薄肉スリーブと前記径方向外側に設けられた薄肉スリーブとに分散する。一方、薄肉スリーブが、前記流体収容部から見て前記被駆動軸の径方向内側にのみ設けられていれば、前記圧力による作用が、当該薄肉スリーブに集中することとなるから、薄肉スリーブを効率的に変形させることができる。

次に、駆動手段により回転駆動される被駆動軸と、該被駆動軸により回転駆動される回転テーブルと、前記被駆動軸をクランプするためのクランプ装置と、を有する回転テーブル装置において、前記クランプ装置は、前記被駆動軸の周方向に沿って隙間を有して設けられた薄肉スリーブを備え、該薄肉スリーブを前記被駆動軸に向けて変形させることにより前記被駆動軸をクランプすることを特徴とする回転テーブル装置。
かかる回転テーブル装置によれば、前記被駆動軸やクランプ装置にミスアライメントが生じていても、当該被駆動軸を適切にクランプすることが可能となる。

また、前記薄肉スリーブの厚さは、５ｍｍ以下であることとしてもよい。
かかる回転テーブル装置によれば、前記被駆動軸やクランプ装置にミスアライメントが生じていても、当該被駆動軸をより適切にクランプすることが可能となる。

また、前記被駆動軸はカムを、前記回転テーブルはカムフォロアを、それぞれ備え、該カム及び該カムフォロアを用いて、前記被駆動軸により前記回転テーブルが回転駆動されることとしてもよい。
かかる回転テーブル装置によれば、カム及びカムフォロアを用いて回転テーブルを回転駆動する被駆動軸、やクランプ装置にミスアライメントが生じていても、当該被駆動軸をより適切にクランプすることが可能となる。

また、該回転テーブル装置は、前記被駆動軸が回転駆動されているのに前記回転テーブルが回転駆動されない停留期間、を有さないこととしてもよい。
かかる場合には、回転テーブルが位置決めされ静止している際に常に被駆動軸も静止していることとなるから、被駆動軸をクランプして回転テーブルを確実に静止させるためのクランプ装置の重要度が高まる。したがって、上述した効果、すなわち、被駆動軸やクランプ装置にミスアライメントが生じていても、当該被駆動軸を適切にクランプすることが可能となるという効果、がより適切に発揮される。

また、前記クランプ装置は、前記薄肉スリーブを前記被駆動軸の周面にならうように変形させることにより該被駆動軸をクランプすることとしてもよい。
かかる回転テーブル装置によれば、前記薄肉スリーブが変形する際に、前記被駆動軸の周面にならうこととなるから、被駆動軸やクランプ装置にミスアライメントが生じていても、当該被駆動軸をより適切にクランプすることが可能となる。

また、前記薄肉スリーブは、前記被駆動軸の径方向外側に位置し、前記クランプ装置は、前記薄肉スリーブを該径方向外側から前記被駆動軸に向けて変形させることにより、前記被駆動軸をクランプすることとしてもよい。
このようにすれば、構成が簡易なものとなる。

また、前記クランプ装置は、前記薄肉スリーブから見て前記径方向外側に、流体を収容するための流体収容部を有し、該流体収容部に注入される流体の圧力により前記薄肉スリーブを変形させる、こととしてもよい。
このようにすれば、簡易な方法で薄肉スリーブを変形させることができる。

また、前記薄肉スリーブは、前記流体収容部から見て前記被駆動軸の径方向内側にのみ設けられていることとしてもよい。
例えば、薄肉スリーブが、流体収容部から見て被駆動軸の径方向内側と径方向外側の双方に設けられている場合には、流体収容部内の流体の圧力による作用、すなわち、薄肉スリーブを変形させる当該圧力による作用、が、前記径方向内側に設けられた薄肉スリーブと前記径方向外側に設けられた薄肉スリーブとに分散する。一方、薄肉スリーブが、前記流体収容部から見て前記被駆動軸の径方向内側にのみ設けられていれば、前記圧力による作用が、当該薄肉スリーブに集中することとなるから、薄肉スリーブを効率的に変形させることができる。

また、前記隙間に油を有し、かつ、前記被駆動軸は、その表面に、前記薄肉スリーブを前記被駆動軸に向けて変形させることにより前記被駆動軸をクランプした際に前記油を流入させるための溝、を有することとしてもよい。
被駆動軸がクランプされている状態で、被駆動軸に大きな回転負荷がかかった場合、被駆動軸と薄肉スリーブとの間に生ずる摩擦熱により、被駆動軸と薄肉スリーブとが凝着する可能性がある。前記油は、被駆動軸に大きな回転負荷がかかる上記状況において、当該凝着の発生を防止する役割を果たす。しかしながら、通常の状況において、前記隙間に設けられた油の作用により被駆動軸と薄肉スリーブとが滑りやすくなり、十分なクランプ性能が得られないという課題が発生する。被駆動軸の表面に溝を設けることとすれば、薄肉スリーブが被駆動軸をクランプした際に隙間内の油が溝に流入し、被駆動軸と薄肉スリーブとの間の滑りが解消され、前記課題を解決することが可能となる。

＝＝＝回転テーブル装置の構成例＝＝＝
次に、図１及び図２を用いて回転テーブル装置１０の構成例について説明する。図１は、本実施の形態に係る回転テーブル装置１０の縦断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。なお、図２には、矢印にて上下方向を示しており、例えば、回転テーブル１２は、カムフォロア８の上部に配置されている。

回転テーブル装置１０は、駆動手段の一例としてのモータ２４と、モータ２４により回転駆動される被駆動軸４４と、当該被駆動軸４４により回転駆動される回転テーブル１２と、当該回転テーブル１２を回転自在に支持する支持基台１４と、前記被駆動軸４４をクランプするためのクランプ装置５２等を備えている。

被駆動軸４４は、一対のボール軸受４６により、ハウジング２に対して回転自在に支持されている。被駆動軸４４には、その軸方向一端側において、モータ２４が締結部材２６を介して締結されており、当該モータ２４の駆動力により被駆動軸４４が回転駆動される。また、被駆動軸４４にはカムの一例としてのローラギヤカム４８が設けられている。このローラギヤカム４８は、被駆動軸４４が回転して位相が軸方向に変位するカム面４８ａを有している。ここでは、ローラギヤカム４８として、停止中だけでなく、割出中もバックラッシが発生しないグロボイダルカムを用いている。

回転テーブル１２は、被加工物を保持する役割を有する。この回転テーブル１２は、一対のクロスローラ軸受３０により、支持基材１４に対して回転自在に支持されている。当該回転テーブル１２の下面側には、円筒状のターレット９が垂下され、ターレット９の外周面の下部には、周方向に沿って等間隔に配置された複数のカムフォロワ８が設けられている。このカムフォロア８は、前述した、ローラギヤカム４８のカム面４８ａに噛み合っており、前記被駆動軸４４の回転力が、ローラギヤカム４８及びカムフォロア８を介して、回転テーブル１２に伝わるようになっている。すなわち、回転テーブル１２は、当該ローラギヤカム４８及びカムフォロア８を用いて、被駆動軸４４により回転駆動される。

クランプ装置５２は、回転可能に支持された前記被駆動軸４４をクランプするための装置である。このクランプ装置５２は、ハウジング２に対しネジ４２でネジ止めされている（図３）。当該クランプ装置５２の構成については、後に詳述する。

なお、本実施の形態においては、被駆動軸４４が回転駆動されているのに回転テーブル１２が回転駆動されない期間、すなわち、停留期間が生じないように、前記カム面４８ａ等の形状が決められている。また、ハウジング２内の空隙部４０には、ローラギヤカム４８及びカムフォロア８を潤滑するための油が設けられている。この油は、シール部材５０等により回転テーブル装置１０外への漏出を防止されている。

次に、このように構成された回転テーブル装置１０の動作について説明する。
モータ２４により被駆動軸４４が駆動されると、被駆動軸４４は、ハウジング２に対して回転する。被駆動軸４４が回転するとローラギヤカム４８も回転し、これと噛み合っているカムフォロア８が前記カム面４８ａに順次係合されて、回転駆動力が回転テーブル１２に伝達され、回転テーブル１２がターレット９の回転軸を中心として回転する。また、回転テーブル１２が位置決めされた際（例えば、回転テーブル１２に保持された被加工物を加工する際）には、被駆動軸４４がクランプ装置５２によってクランプされる。

＝＝＝クランプ装置５２について＝＝＝
次に、図３、図４Ａ、及び、図４Ｂを用いて、クランプ装置５２の構成例及び動作例について説明する。図３は、クランプ装置５２の拡大図である。図４Ａ及び図４Ｂはクランプ装置５２の動作を説明するための図である。

＜＜＜クランプ装置５２の構成例＞＞＞
先ず、クランプ装置５２の構成例について、図３を用いて説明する。
クランプ装置５２は、クランパ５４、薄膜スリーブ５４ａ、流体収容部５８、流体注入口６０、ケーシング６２等を有している。

クランパ５４は、被駆動軸４４に向かって変形することにより被駆動軸４４をクランプする。このクランパ５４は、後述する薄肉スリーブ５４ａを備えており、ケーシング６２にネジ５６によりネジ止めされている。

薄肉スリーブ５４ａは、中空円筒形状を有する、金属材料からなる薄肉部材であり、その厚さは５ｍｍ以下である。この薄肉スリーブ５４ａは、被駆動軸４４の周方向に沿って、当該被駆動軸４４の径方向外側に隙間５７を有して設けられている。また、当該薄肉スリーブ５４ａは、その薄さから、変形することが可能となっている。すなわち、薄肉スリーブ５４ａは、被駆動軸４４の径方向外側から当該被駆動軸４４に向かって変形する。かかる変形の際に、薄肉スリーブ５４ａは、当該被駆動軸４４の周面にならうこととなり、被駆動軸４４を確実にクランプすることが可能となる。なお、薄肉スリーブ５４ａは、後述する流体収容部５８から見て被駆動軸４４の径方向内側にのみ設けられており、当該流体収容部５８から見て被駆動軸４４の径方向外側等には設けられていない。

流体収容部５８は、薄肉スリーブ５４ａから見て被駆動軸４４の径方向外側に、当該薄肉スリーブ５４ａに隣接して設けられている。この流体収容部５８には、水や油等の液体又は空気等の気体等、の流体Ｆを収容することが可能となっている。そして、流体収容部５８に注入される流体Ｆの圧力により、当該流体収容部５８に隣接する薄肉スリーブ５４ａが変形し、前記被駆動軸４４がクランプされる。

ケーシング６２は、クランパ５４等を収容する機能を有する。このケーシング６２は、流体収容部５８から見て被駆動軸４４の径方向外側に、当該流体収容部５８に隣接して設けられている。前述したとおり、このケーシング６２には、クランパ５４がネジ止めされている。さらに、当該ケーシング６２は、流体収容部５８へ流体Ｆを注入させるための流体注入口６０を備えており、不図示の流体送出装置から、流体Ｆが、当該流体注入口６０を介して前記流体収容部５８へ注入される。

＜＜＜クランプ装置５２の動作例＞＞＞
次に、クランプ装置５２の動作例について、図４Ａ及び図４Ｂを用いて説明する。図４Ａは、クランプ装置５２が被駆動軸４４をクランプしていないときの被駆動軸４４及びクランプ装置５２の様子を示す断面図である。図４Ｂは、クランプ装置５２が被駆動軸４４をクランプしているときの被駆動軸４４及びクランプ装置５２の様子を示す断面図である。

前述したとおり、モータ２４により被駆動軸４４が駆動されると、被駆動軸４４はハウジング２に対して回転し、当該回転による回転駆動力が回転テーブル１２に伝達され回転テーブル１２がターレット９の回転軸を中心として回転する。かかる際には、被駆動軸４４の回転を妨げないようにするため、クランプ装置５２によるクランプは実行されない。すなわち、被駆動軸４４が回転する際には、クランプ装置５２は図４Ａに示される状態を維持する。

その後、被駆動軸４４が停止され、回転テーブル１２が位置決めされた際には、クランプ装置５２は、被駆動軸４４をクランプするために以下のように動作する（図４Ｂ）。

先ず、不図示の流体送出装置から、流体Ｆが、流体注入口６０を介して前記流体収容部５８へ注入される。流体収容部５８へ注入された流体Ｆは、当該流体収容部５８に隣接する薄肉スリーブ５４ａへ圧力をかけ、当該流体Ｆの圧力により、薄肉スリーブ５４ａが被駆動軸４４の径方向外側から当該被駆動軸４４に向かって変形する。すなわち、流体Ｆが流体収容部５８に注入される前に薄肉スリーブ５４ａと被駆動軸４４との間に存在していた隙間５７（図４Ａ）が薄肉スリーブ５４ａの変形によりなくなって（図４Ｂ）、薄肉スリーブ５４ａが被駆動軸４４の周面にならうこととなる。そして、被駆動軸４４が薄肉スリーブ５４ａによって押さえつけられ、被駆動軸４４がクランプされる。このように被駆動軸４４がクランプされると、位置決めされた回転テーブル１２が確実に静止することとなる。したがって、かかる状況で被加工物の加工を実施することとすれば、当該加工を精度良く実施することが可能となる。

その後、回転テーブル装置５２が回転テーブル１２を再度回転させる際には、以下の動作によりクランプ装置５２による被駆動軸４４へのクランプが解放される。

先ず、流体Ｆが、前記流体収容部５８から排出される。流体Ｆの当該排出により、薄肉スリーブ５４ａにかかる前記圧力が低くなり、薄肉スリーブ５４ａが変形して、図４Ｂに示す状態から図４Ａに示す状態に復帰する。すなわち、図４Ｂに示す状態で存在しなくなった隙間５７が、図４Ａに示すように再度生ずることとなり、被駆動軸４４へのクランプが解放される。このように被駆動軸４４へのクランプが解放されると、モータ２４により被駆動軸４４が妨げなく回転駆動されることとなり、回転テーブル１２を適切に回転させることが可能となる。

＜＜＜ミスアライメントが生じた被駆動軸４４等に対する、本実施の形態に係るクランプ装置５２の有効性について＞＞＞
上述したとおり、本実施の形態に係るクランプ装置５２は、被駆動軸４４の周方向に沿って隙間５７を有して設けられた薄肉スリーブ５４ａを備え、該薄肉スリーブ５４ａを被駆動軸４４に向けて変形させることにより当該被駆動軸４４をクランプする。このことにより、被駆動軸４４やクランプ装置５２にミスアライメントが生じていても、当該被駆動軸４４を適切にクランプすることが可能となる。

当該事項について、図５Ａ乃至図６Ｂを用いて説明する。図５Ａ及び図５Ｂは、軸心ずれが発生している被駆動軸４４、及び、クランプ装置５２の様子を示す断面図である。図６Ａ及び図６Ｂは、偏角が発生している被駆動軸４４、及び、クランプ装置５２の様子を示す断面図である。図５Ａ及び図６Ａは、クランプ装置５２が被駆動軸４４をクランプしていないときの被駆動軸４４及びクランプ装置５２の様子を、図５Ｂ及び図６Ｂは、クランプ装置５２が被駆動軸４４をクランプしているときの被駆動軸４４及びクランプ装置５２の様子を、それぞれ示したものである。

発明が解決しようとする課題の項で説明したとおり、前記被駆動軸４４は、一対のボール軸受４６により、ハウジング２に対して回転可能に支持されるが、前記被駆動軸４４にミスアライメントが生ずる可能性がある。例えば、図５Ａに示すように、被駆動軸４４の軸心（図中、記号Ｘ１で示す）が所望の軸心（図中、記号Ｘ０で示す）からずれる軸心ずれが発生する場合がある。また、図６Ａに示すように、被駆動軸４４の軸方向（図中、記号Ｙ１で示す）が所望の当該軸方向（図中、記号Ｙ０で示す）から傾く偏角（図中、記号αで示す）が発生する場合がある。かかる場合には、被駆動軸４４とクランプ装置５２との相対位置関係に、ずれが生ずることとなる。また、図示を省略するが、このような相対位置関係のずれは、被駆動軸４４にミスアライメントが生じていなくても、クランプ装置５２にずれや傾き等のミスアライメントが生じていれば、同様に起こりうる。上記を鑑みると、このような状況においても、被駆動軸４４を適切にクランプすることが可能なクランプ装置５２の実現が要請される。

本実施の形態に係るクランプ装置５２は、被駆動軸４４の周方向に沿って隙間５７を有して設けられた薄肉スリーブ５４ａを備え、該薄肉スリーブ５４ａを被駆動軸４４に向けて変形させることにより当該被駆動軸４４をクランプすることから、前記要請に応えるものとなっている。すなわち、当該クランプ装置５２は、薄肉スリーブ５４ａを変形させることにより当該被駆動軸４４をクランプするが、薄肉スリーブ５４ａの厚さが薄いため、その変形の自由度が非常に高くなっている。したがって、図５Ｂ及び図６Ｂに示されるように被駆動軸４４に軸心ずれや偏角等のミスアライメントが発生していても、また、クランプ装置５２にずれや傾き等のミスアライメントが発生していても、薄肉スリーブ５４ａは、容易に被駆動軸４４の周面にならうことが可能であり、よって、被駆動軸４４は、クランプ装置５２による不適切な荷重を受けることなく、生じているミスアライメントを維持した状態で、適切にクランプされることとなる。なお、上述した効果を生じさせるためには、薄膜スリーブ５４ａの厚さが５ｍｍ以下であることがより好ましい。

＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
以上、上記実施の形態に基づき本発明に係るクランプ装置等を説明したが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。

上記実施の形態においては、モータ２４等の駆動手段により回転駆動される被駆動軸４４と、当該被駆動軸４４により回転駆動される回転テーブル１２と、を有する回転テーブル装置１０であって、被駆動軸４４に備えられたローラギヤカム４８等のカム及び回転テーブル１２に備えられたカムフォロア８を用いて、被駆動軸４４により回転テーブル１２が回転駆動される回転テーブル装置１０、の被駆動軸４４に、上述したクランプ装置５２を適用した例について説明した。以下に本例の変形例を、図７乃至図９を用いて説明する。

先ず、第一変形例について、図７を用いて説明する。上記実施の形態においては、クランプ装置５２が、一対のネジ４２でハウジング２に対しネジ止めされていたのに対し、本第一変形例では、二対のネジ６４，６６でネジ止めされている。そして、その一方のネジ６６が容易に装着、取り外し可能となっているため、当該第一変形例に係る回転テーブル装置６３は、ハウジング２に対しクランプ装置５２の主要部を簡易に脱着することができるというメリット、を有している。このような回転テーブル装置６３においても、上述したクランプ装置５２で被駆動軸４４をクランプすることで、被駆動軸４４やクランプ装置５２にミスアライメントが生じていても当該被駆動軸４４が適切にクランプされることとなる。

次に、第二変形例について、図８Ａ及び図８Ｂを用いて説明する。本第二変形例では、回転テーブル装置７２の被駆動軸４４の径が、上記実施の形態に係る回転テーブル装置１０の被駆動軸４４の径に比べて大きくなっている。このことにより、当該第二変形例に係る回転テーブル装置７２は、クランプ装置５２による被駆動軸４４の保持トルクを大きくすることができるというメリット、を有している。そして、被駆動軸４４の径を大きくしたために、スペースの関係上、被駆動軸４４を支持するためのボール軸受４６が、上記実施の形態に係る回転テーブル装置１０のボール軸受４６の位置とは異なった位置に設けられている。このような回転テーブル装置７２においても、上述したクランプ装置５２で被駆動軸４４をクランプすることで、被駆動軸４４やクランプ装置５２にミスアライメントが生じていても当該被駆動軸４４が適切にクランプされることとなる。

次に、第三変形例について、図９を用いて説明する。本第三変形例では、前記第二変形例と同様、クランプ装置５２による被駆動軸４４の保持トルクを増加させるため、回転テーブル装置８２の被駆動軸４４の径が、上記実施の形態に係る回転テーブル装置１０の被駆動軸４４の径に比べて大きくなっている。しかしながら、第二変形例に係る回転テーブル装置７２の被駆動軸４４の大径部が一部材で構成されていたのに対し、第三変形例に係る回転テーブル装置８２の被駆動軸４４の大径部は二つの部材で構成されている。すなわち、当該被駆動軸４４は、上記第一変形例に係る回転テーブル装置６３の被駆動軸の形状と同様の形状を有する軸部８４と、被駆動軸４４の径を大きくするために当該軸部８４に締結部材８６で固定されたブレーキロータ８８とで構成されている。このような回転テーブル装置８２においても、上述したクランプ装置５２で被駆動軸４４をクランプすることで、被駆動軸４４やクランプ装置５２にミスアライメントが生じていても当該被駆動軸４４が適切にクランプされることとなる。

また、上記実施の形態においては、被駆動軸４４に備えられたローラギヤカム４８等のカム及び回転テーブル１２に備えられたカムフォロア８を用いて、被駆動軸４４により回転テーブル１２が回転駆動される回転テーブル装置１０、の被駆動軸４４に、上述したクランプ装置５２を適用した例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、回転テーブル１２にウォームホイールを取り付け、このウォームホイールにウォームを噛み合わせて、当該ウォームの回転により回転テーブル１２が回転駆動される回転テーブル装置１０、の被駆動軸４４にも、上述したクランプ装置５２を適用することができる。

また、上記実施の形態においては、モータ２４等の駆動手段により回転駆動される被駆動軸４４と、当該被駆動軸４４により回転駆動される回転テーブル１２と、を有する回転テーブル装置１０、の被駆動軸４４に、上述したクランプ装置５２を適用した例について説明したが、必ずしも回転テーブル装置１０の被駆動軸４４への適用に限定されるものではない。例えば、モータ等の駆動手段により回転駆動される被駆動軸を有し、当該被駆動軸により駆動されて基台上を移動する移動体、の当該被駆動軸に、上述したクランプ装置を適用してもよい。

かかる例について、図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は、当該移動体の上面図である。図１１は、当該移動体の正面図である。

この移動体１０３は、モータ１３３と、ボール軸受１４１により回転自在に支持されモータ１３３により回転駆動される被駆動軸１４４と、を有している。また、当該被駆動軸１４４には、円筒カム１２１が設けられている。一方、基台１０１は、複数のカムフォロア１１１を有しており、当該カムフォロア１１１は、前述した円筒カム１２１に噛み合っている。

ここで、モータ１３３により被駆動軸１４４が駆動されると、被駆動軸１４４が回転する（回転方向を、図１１に記号Ａで示す）。被駆動軸１４４が回転すると円筒カム１２１も回転し、カムフォロア１１１が円筒カム１２１に順次係合される。そして、基台１０１が固定されている一方で移動体１０３は移動可能に構成されていることから、前記カムフォロア１１１が前記円筒カム１２１に順次係合されつつ、移動体１０３はガイド部材１０５に案内されて基台１０１上を直進移動する（移動方向を、図１１に記号Ｂで示す）。

さらに、当該移動体１０３には、上述したクランプ装置５２が備えられており、移動体１０３が静止した際には、前記被駆動軸１４４が当該クランプ装置５２によってクランプされる。
このような移動体１０３においても、上述したクランプ装置５２で被駆動軸１４４をクランプすることで、被駆動軸１４４やクランプ装置５２にミスアライメントが生じていても当該被駆動軸１４４が適切にクランプされることとなる。

また、上記のいずれの例においても、モータ等の駆動手段により回転駆動される被駆動軸に、上述したクランプ装置５２を適用することとしたが、これに限定されるものではなく、回転可能に支持された軸であればどのようなものにも適用可能である。例えば、回転テーブル装置１０に備えられた回転テーブル１２の回転軸に、当該クランプ装置５２を適用することとしてもよい。

また、上記実施の形態において、前記薄肉スリーブ５４ａは、前記被駆動軸４４の径方向外側に位置し、前記薄肉スリーブ５４ａを該径方向外側から前記被駆動軸４４に向けて変形させることにより、前記被駆動軸４４をクランプすることとしたが、これに限定されるものではない。例えば、被駆動軸が中空形状を有しており、薄肉スリーブは当該被駆動軸の径方向内側に位置し、前記薄肉スリーブを径方向内側から被駆動軸に向けて変形させることにより、被駆動軸をクランプすることとしてもよい。
ただし、構成が簡易なものとなる点で上記実施の形態の方がより望ましい。

また、上記実施の形態においては、前記薄肉スリーブ５４ａから見て前記径方向外側に、流体を収容するための流体収容部５８を有し、該流体収容部５８に注入される流体Ｆの圧力により前記薄肉スリーブ５４ａを変形させることとしたが、これに限定されるものではない。例えば、薄肉スリーブを圧電素子で構成し、当該圧電素子に電圧をかけることにより薄肉スリーブを変形させることとしてもよい。
ただし、簡易な方法で薄肉スリーブを変形させることができる点で上記実施の形態の方がより望ましい。

また、上記実施の形態において、前記薄肉スリーブ５４ａは、前記流体収容部５８から見て前記被駆動軸４４の径方向内側にのみ設けられていることとしたが、これに限定されるものではない。例えば、薄肉スリーブが、流体収容部から見て被駆動軸の径方向内側だけでなく、径方向外側にも設けられていることとしてもよい。
薄肉スリーブが、流体収容部から見て被駆動軸の径方向内側と径方向外側の双方に設けられている場合には、流体収容部内の流体の圧力による作用、すなわち、薄肉スリーブを変形させる当該圧力による作用、が、前記径方向内側に設けられた薄肉スリーブと前記径方向外側に設けられた薄肉スリーブとに分散する。一方、薄肉スリーブ５４ａが、前記流体収容部５８から見て前記被駆動軸４４の径方向内側にのみ設けられていれば、前記圧力による作用が、当該薄肉スリーブ５４ａに集中するから、薄肉スリーブ５４ａを効率的に変形させることができる。かかる点で、上記実施の形態の方がより望ましい。

また、上記実施の形態に係る回転テーブル装置１０は、被駆動軸４４が回転駆動されているのに回転テーブル１２が回転駆動されない停留期間、を有さないこととしたが、これに限定されるものではなく、当該停留期間を有することとしてもよい。
回転テーブル装置１０が当該停留期間を有さない場合には、回転テーブル１２が位置決めされ静止している際に常に被駆動軸４４も静止していることとなるから、被駆動軸４４をクランプして回転テーブル１２を確実に静止させるためのクランプ装置５２の重要度が高まる。したがって、上述した効果、すなわち、被駆動軸４４やクランプ装置５２にミスアライメントが生じていても、当該被駆動軸４４を適切にクランプすることが可能となるという効果、がより適切に発揮される点で、上記実施の形態の方が望ましい。

また、薄肉スリーブ５４ａと被駆動軸４４の間の前記隙間５７に油を介在させ、さらに、前記被駆動軸４４は、その表面に、前記薄肉スリーブ５４ａを前記被駆動軸４４に向けて変形させることにより前記被駆動軸４４をクランプした際に前記油を流入させるための溝、を有することとしてもよい。

上記事項について、図１２乃至図１４を用いてさらに詳しく説明する。図１２及び図１４は、溝を有する被駆動軸と、当該被駆動軸をクランプするためのクランプ装置とを有する回転テーブル装置の一部を示す図であり、図１２は図３に、図１４は図９に、それぞれ対応した図となっている。図１３は、溝形状のバリエーションを示す図である。

先ず、図１２に着目する。図１２に示される回転テーブル装置１０は、薄肉スリーブ５４ａと被駆動軸４４の間の隙間５７に油を有する点と、被駆動軸４４の表面に溝９０が設けられている点で、図３に示された回転テーブル装置１０とは異なり、他の構成は当該回転テーブル装置１０と同様である。本実施の形態において、被駆動軸４４は、前記溝９０を複数有しており、各々の溝９０は、被駆動軸４４の周方向に沿っている。

このように構成された回転テーブル装置１０において、前述したとおり、流体収容部５８へ注入された流体Ｆの圧力により薄肉スリーブ５４ａが変形して被駆動軸４４がクランプされる。かかる際に、薄肉スリーブ５４ａと被駆動軸４４との間に存在していた隙間５７がなくなって、隙間５７内の油が、被駆動軸４４の表面に設けられている溝９０に流入する。

ここで、前記隙間５７に油を設け、さらに、被駆動軸４４の表面に溝９０を設けたことによる効果について説明する。被駆動軸４４がクランプされている状態で、被駆動軸４４に大きな回転負荷がかかった場合、被駆動軸４４と薄肉スリーブ５４ａとの間に生ずる摩擦熱により、被駆動軸４４と薄肉スリーブ５４ａとが凝着する可能性がある。前記油は、被駆動軸４４に大きな回転負荷がかかる上記状況において、当該凝着の発生を防止する役割を果たす。しかしながら、通常の状況において、前記隙間５７に設けられた油の作用により被駆動軸４４と薄肉スリーブ５４ａとが滑りやすくなり、十分なクランプ性能が得られないという課題が発生する。

そこで、被駆動軸４４の表面に溝９０を設けることとする。このようにすれば、薄肉スリーブ５４ａが被駆動軸４４をクランプした際に隙間５７内の油が溝９０に流入し、被駆動軸４４と薄肉スリーブ５４ａとの間の滑りが解消され、前記課題を解決することが可能となる。

なお、複数の前記溝９０のうち互いに隣り合う溝９０の、前記被駆動軸４４の軸方向における間隔（当該間隔を、図１２中記号Ｌで示す）は、隙間５７内の油を適切に流入させるための溝容積を十分確保し、かつ、クランプ装置によるクランプ性能が損なわれないように被駆動軸４４表面のうち溝９０のない部分も十分確保するという観点から、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが最も好ましい。

また、溝９０の形状については、図１２に示された形状に限定されるものではなく、例えば、図１３に示されるような形状でもよい。また、既述の第三変形例に係る被駆動軸４４に溝９０を設ける場合には、当該被駆動軸４４を構成する軸部８４及びブレーキロータ８８のうち後者に溝９０を設けることとする（図１４）。このようにすれば、第三変形例においても、上述した効果と同様の効果が得られることとなる。

本実施の形態に係る回転テーブル装置１０の縦断面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 クランプ装置５２の拡大図である。 図４Ａ及び図４Ｂはクランプ装置５２の動作を説明するための図である。 図５Ａ及び図５Ｂは、軸心ずれが発生している被駆動軸４４、及び、クランプ装置５２の様子を示す断面図である。 図６Ａ及び図６Ｂは、偏角が発生している被駆動軸４４、及び、クランプ装置５２の様子を示す断面図である。 第一変形例に係る回転テーブル装置６３を示す図である。 図８Ａ及び図８Ｂは、第二変形例に係る回転テーブル装置７２を示す図である。 第三変形例に係る回転テーブル装置８２を示す図である。 移動体の上面図である。 移動体の正面図である。 溝を有する被駆動軸と、当該被駆動軸をクランプするためのクランプ装置とを有する回転テーブル装置の一部を示す図である。 溝形状のバリエーションを示す図である。 溝を有する被駆動軸と、当該被駆動軸をクランプするためのクランプ装置とを有する回転テーブル装置の一部を示す図である。

符号の説明

２ ハウジング ８ カムフォロア
９ ターレット １０ 回転テーブル装置
１２ 回転テーブル １４ 支持基材
２４ モータ ２６ 締結部材
３０ クロスローラ軸受 ４０ 空隙部
４２ ネジ ４４ 被駆動軸
４６ ボール軸受
４８ ローラギヤカム ４８ａ カム面
５０ シール部材 ５２ クランプ装置
５４ クランパ ５４ａ 薄肉スレーブ
５６ ネジ ５７ 隙間
５８ 流体収容部 ６０ 流体注入口
６２ ケーシング ６３ 回転テーブル装置
６４ ネジ ６６ ネジ
７２ 回転テーブル装置 ８２ 回転テーブル装置
８４ 軸部 ８６ 締結部材
８８ ブレーキロータ ９０ 溝
１０１ 基台 １０３ 移動体
１０５ ガイド部材 １１１ カムフォロア
１２１ 円筒カム １３３ モータ
１４１ ボール軸受 １４４ 被駆動軸
Ｆ 流体

Claims (15)

1. 回転可能に支持された軸をクランプするためのクランプ装置であって、
   前記軸の周方向に沿って隙間を有して設けられた薄肉スリーブを備え、該薄肉スリーブを前記軸に向けて変形させることにより該軸をクランプすることを特徴とするクランプ装置。
2. 請求項１に記載のクランプ装置において、
   前記薄肉スリーブの厚さは、５ｍｍ以下であることを特徴とするクランプ装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のクランプ装置において、
   前記薄肉スリーブを前記軸の周面にならうように変形させることにより該軸をクランプすることを特徴とするクランプ装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のクランプ装置において、
   前記薄肉スリーブは、前記軸の径方向外側に位置し、
   前記薄肉スリーブを該径方向外側から前記軸に向けて変形させることにより、前記軸をクランプすることを特徴とするクランプ装置。
5. 請求項４に記載のクランプ装置において、
   前記薄肉スリーブから見て前記径方向外側に、流体を収容するための流体収容部を有し、
   該流体収容部に注入される流体の圧力により前記薄肉スリーブを変形させることを特徴とするクランプ装置。
6. 請求項５に記載のクランプ装置において、
   前記薄肉スリーブは、前記流体収容部から見て前記軸の径方向内側にのみ設けられていることを特徴とするクランプ装置。
7. 駆動手段により回転駆動される被駆動軸と、該被駆動軸により回転駆動される回転テーブルと、前記被駆動軸をクランプするためのクランプ装置と、を有する回転テーブル装置において、
   前記クランプ装置は、前記被駆動軸の周方向に沿って隙間を有して設けられた薄肉スリーブを備え、該薄肉スリーブを前記被駆動軸に向けて変形させることにより前記被駆動軸をクランプすることを特徴とする回転テーブル装置。
8. 請求項７に記載の回転テーブル装置において、
   前記薄肉スリーブの厚さは、５ｍｍ以下であることを特徴とする回転テーブル装置。
9. 請求項７又は請求項８に記載の回転テーブル装置において、
   前記被駆動軸はカムを、前記回転テーブルはカムフォロアを、それぞれ備え、
   該カム及び該カムフォロアを用いて、前記被駆動軸により前記回転テーブルが回転駆動されることを特徴とする回転テーブル装置。
10. 請求項９に記載の回転テーブル装置において、
    該回転テーブル装置は、
    前記被駆動軸が回転駆動されているのに前記回転テーブルが回転駆動されない停留期間、
    を有さないことを特徴とする回転テーブル装置。
11. 請求項７乃至請求項１０のいずれかに記載の回転テーブル装置において、
    前記クランプ装置は、前記薄肉スリーブを前記被駆動軸の周面にならうように変形させることにより該被駆動軸をクランプすることを特徴とする回転テーブル装置。
12. 請求項７乃至請求項１１のいずれかに記載の回転テーブル装置において、
    前記薄肉スリーブは、前記被駆動軸の径方向外側に位置し、
    前記クランプ装置は、前記薄肉スリーブを該径方向外側から前記被駆動軸に向けて変形させることにより、前記被駆動軸をクランプすることを特徴とする回転テーブル装置。
13. 請求項１２に記載の回転テーブル装置において、
    前記クランプ装置は、前記薄肉スリーブから見て前記径方向外側に、流体を収容するための流体収容部を有し、該流体収容部に注入される流体の圧力により前記薄肉スリーブを変形させる、
    ことを特徴とする回転テーブル装置。
14. 請求項１３に記載の回転テーブル装置において、
    前記薄肉スリーブは、前記流体収容部から見て前記被駆動軸の径方向内側にのみ設けられていることを特徴とする回転テーブル装置。
15. 請求項７乃至請求項１４のいずれかに記載の回転テーブル装置において、
    前記隙間に油を有し、かつ、
    前記被駆動軸は、その表面に、
    前記薄肉スリーブを前記被駆動軸に向けて変形させることにより前記被駆動軸をクランプした際に前記油を流入させるための溝、
    を有することを特徴とする回転テーブル装置。
    

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