JP2012020378A - 工作機械用の割り出し装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クランプ装置への給電の停止時に、主軸が無負荷の状態で自由に回転してしまうのを抑制し、ワークや工具の破損を防止できるようにする。
【解決手段】フレーム２のベース部１１側へ撓みにより変位可能に成された摺動ディスク４３を主軸４ａ側に設けるとともに、当該摺動ディスク４３の押圧部４３ｂと接触可能な摩擦面４４をベース部１１側に設け、摺動ディスク４３の押圧部４３ｂを摩擦面４４に常に押接させて、主軸４ａに対しその回転を許容する回転抵抗を付与する押圧力を常に作用させるようにすることにより、主軸４ａの回転軸線２０５に対する被回転部材の重心Ｗの位置に偏りが生じていても、主軸４ａに対して回転抵抗を与えることができるようにする。
【選択図】図３

Description

本発明は、工作機械用の割り出し装置に関し、特に、回転対象部材（例えば、回転テーブル装置における円テーブル）を支持する主軸を直接駆動型のモータで回転駆動することにより、主軸（ひいては円テーブル）の角度位置を割り出す装置に用いて好適なものである。

従来、工作機械に用いられる割り出し装置として、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テーブル装置が知られている。回転テーブル装置は、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。この種の割り出し装置は、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り、カップリング式、ディスク式、スリーブ式の３タイプがある。カップリング式は、噛み合い継手等の手段によって主軸の回転を停止させるものである。ディスク式は、円テーブルに平行なブレーキ板（クランプディスク）を主軸の端面に当接させ、クランプディスクを押圧することによって摩擦により主軸の回転を停止させるものである。スリーブ式は、主軸の外周面にクランプスリーブを当接して摩擦により主軸の回転を停止させるものである。

クランプ装置を備えた割り出し装置に関する従来技術の１つとして、特許文献１に記載されたものが存在する。この特許文献１に記載の割り出し装置は、円テーブルの駆動手段として、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）を用いている。特許文献１では、停止位置を保持するためのスリーブ式のクランプ装置（第１の保持装置）が、ＤＤモータによって回転駆動される主軸の外周面に、圧力流体の作用により内径を縮小する方向へ変形するクランプスリーブを当接させ、その摩擦により主軸（円テーブル）の回転を許容しない回転抵抗を主軸に付与して、主軸を回転阻止状態としている。

なお、特許文献１に記載のクランプ装置は、圧力流体を供給することによって保持力を発生する流体圧作動型のクランプ装置である。言い換えれば、圧力流体を供給可能な状態、すなわち、クランプ部材を駆動する動力装置への給電が可能な状態で、主軸の回転を許容しない回転抵抗を主軸に付与する装置である。

一般に、ウォームギアを用いた割り出し装置は、出力側（ウォームホイール側）から入力側（ウォーム側）への回転を伝達しないセルフロック機能を有している。これに対して、ＤＤモータで主軸を回転駆動する割り出し装置には、上記のようなセルフロック機能が存在しない。そのため、停電の発生等によって工作機械への給電が断たれて、クランプ装置のクランプ部材を駆動する動力装置への給電が停止すると、クランプ装置による保持力が失われ、その結果、主軸は自由に回転し得る状態となる。

ところで、上記のような割り出し装置を主軸の回転軸線が略水平方向となるように設置した場合（いわゆる縦置き）等において、回転対象部材である円テーブルにワーク等の被回転部材を取り付けたとき、その被回転部材の重心の位置が主軸の回転軸線に対し偏っており、重力の影響で被回転部材が回転方向の力を主軸に作用させる状態となる場合が多々ある。この場合において、上記のようにクランプ装置が保持力を失って主軸が自由に回転し得る状態となると、上記重心の偏りによる回転力により主軸が回転し、円テーブルを介して主軸に支持された被回転部材が不用意に回転する。そして、そのときの円テーブルやワークの傾斜角度によっては、ワークがその近傍に位置する工作機械の一部および工具と衝突して破損してしまうといった問題が生じる。また、ワークの不用意な回転によって、工具にワークが衝突すると、ワークだけでなく工具も破損してしまうといった問題も生じる。

このような問題を解決する構成として、特許文献１に記載の割り出し装置ではさらに、主軸の角度位置を割り出すクランプ装置（第１の保持装置）とは別に、動力装置への給電の停止時に主軸に対して保持力を作用させる別のクランプ装置（第２の保持装置）を備える。なお、第２の保持装置は、例えば無励磁作動型のブレーキであって、動力装置への給電時にはアンクランプ状態となっており、動力装置への非給電時時にクランプ状態に遷移する。

特開２００７−１２５６４０号公報

上記特許文献１に記載の割り出し装置によれば、停電の発生等によって第１の保持装置のクランプ部材を駆動する動力装置への給電が停止して第１の保持装置による保持力が失われた場合でも、第２の保持装置が作動し、第２の保持装置による保持力が主軸に作用する。しかしながら、第２の保持装置が完全にクランプ状態へと移行するまでに僅かであるが時間を要するため、第１の保持装置による保持力が失われてから第２の保持装置によって主軸を保持状態とするまでに遅れが生じる。そのため、この遅れ時間の間に主軸が自由に回転し、ワークや工具が破損してしまうことがあるという問題があった。

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、クランプ装置のクランプ部材を駆動する動力装置への給電の停止時に、主軸が回転抵抗の作用しない状態で自由に回転してしまうのを抑制し、ワークや工具の破損を防止できるようにすることを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明では、主軸に対しその回転を許容する回転抵抗を付与する回転抵抗付与装置において、フレーム側および主軸側の一方に設けられた摩擦面に対向するようにフレーム側および主軸側の他方に設けられた押圧部材と、当該押圧部材を摩擦面に向けて自身の反発力により付勢して押圧部材を摩擦面に対し常に押接させる付勢手段とを設けている。

上記のように構成した本発明によれば、主軸に対して回転抵抗が常に作用しているので、クランプ部材を駆動する動力装置への給電が停止したときに、給電の停止から遅れることなく、主軸の回転軸に対する回転対象部材の重心の偏りに起因して主軸が回転することに対し抵抗を与えることができる。これにより、主軸が回転抵抗の作用しない状態で自由に勢いよく回転してしまうのを抑制し、ワークや工具の破損を防止することができるようになる。

クレードルタイプの割り出し装置の一部として縦置きに設置された回転テーブル装置に本発明を適用した例を示す図である。 本発明による割り出し装置の構成例を示す図である。 本発明による回転抵抗付与装置の一部構成例を示す図である。 本発明による回転抵抗付与装置の一部構成例を示す図である。 本発明による割り出し装置の他の構成例を示す図である。 本発明による回転抵抗付与装置の他の一部構成例を示す図である。 本発明による回転抵抗付与装置の他の一部構成例を示す図である。 本発明による割り出し装置の他の構成例を示す図である。 本発明による回転抵抗付与装置の他の一部構成例を示す図である。 本発明による回転抵抗付与装置の他の一部構成例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態は、クレードルタイプの割り出し装置の一部として縦置きに設置された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２０５の回転の方向を指し、「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、便宜上、「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。

図１に示すように、本実施形態のクレードルタイプの割り出し装置は、共通のベース２００に取り付けられた回転テーブル装置１および支持装置２０１と、一対のアーム２０３を介して回転テーブル装置１および支持装置２０１に支持されたクレードル２０２とを含み、クレードル２０２の載置面２０２ａに治具および加工対象のワーク２０４を載置するものである。そして、回転テーブル装置１は、主軸４ａの回転軸線２０５が略水平方向となるように縦置きに設置されている。なお、本実施形態において、回転対象部材は回転テーブル装置１の円テーブル５であり、クレードル２０２、アーム２０３、治具およびワーク２０４は被回転部材である。

図２は、図１に示した本実施形態による回転テーブル装置１の構成例を示す図である。本実施形態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。

図３は、本実施形態による回転抵抗付与装置１０の一部構成例を示す図である。本実施形態の回転抵抗付与装置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の一部（押圧部４３ｂ）がフレーム２側の摩擦面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。

まず、図２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２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および回転対象部材の円テーブル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。

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。

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。

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。

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の回転軸線の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、およびフランジ４ｂと主軸４ａとは、一体に形成されたものであってもよい。

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２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。

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。なお、摺動ディスク４３については、図３を参照して詳細を後述する。

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。

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。

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。

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。

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。

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２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。

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。

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、クランプピストン４５を駆動するための動力装置として、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。

また、図３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。

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。

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（図２参照）。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。

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。なお、摩耗抑制の目的で、摺動ディスク４３や摩擦面４４に摺動面材（例えば、ターカイトＢ）を貼着してもよい。

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。

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。

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。

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。

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、クランプ装置４８における摺動ディスク４３が、上述の回転抵抗付与装置１０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。

摺動ディスク４３は、固定部４３ａと、押圧部材としての押圧部４３ｂと、固定部４３ａと押圧部４３ｂとの間に位置する弾性部材としての弾性変形部４３ｃとを一体の部材として含み、弾性変形部４３ｃが付勢手段として機能する。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４３ｂが摩擦面４４を常に押接し、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。

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（摩擦面４４の部材側）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、かつ、平面と垂直方向に互いに一定の距離をもって位置する状態を指すものとする（以下、同様）。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に対し摩擦面４４へ押圧するように作用する弾性力を、その押圧力によって押圧部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。

図１のクレードルタイプの割り出し装置では、回転対象部材に取り付けられた被回転部材（クレードル２０２、アーム２０３、治具およびワーク２０４）を含めた全体の重心Ｗの位置に主軸４ａの回転軸線２０５に対する偏りが生じている。

回転抵抗付与装置１０において、主軸４ａ側に取り付けられた摺動ディスク４３の押圧部４３ｂが、弾性変形部４３ｃの撓み力（弾性力）によって摩擦面４４に向けて付勢されて摩擦面４４に押接されている。これによって、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が常に作用した状態となっており、その結果として、上述の完全クランプ状態以外のときでも、主軸４ａに対して半クランプ用の回転抵抗（制動力）が常時付与される。

したがって、回転対象部材に取り付けられた被回転部材を含めた全体の重心Ｗの位置に主軸４ａの回転軸線２０５に対する偏りが生じている状態であって、給電停止時にその重心Ｗの偏りが主軸４ａに対し回転方向の力を作用させる状態にあっても、主軸４ａに対して回転抵抗が常に作用しているので、主軸４ａが回転抵抗の作用しない状態で自由に勢いよく回転してしまうのを抑制し、ワークや工具の破損を防止することができる。

また、本実施形態によれば、押圧部材と付勢手段とが単一の部材で構成されているので、主軸４ａに対し半クランプ用の押圧力を付与するための押圧力付与装置の構成が簡素化され、その結果として、回転テーブル装置１の小型化や製造コストを抑えることができるというメリットも有する。

しかも、本実施形態によれば、クランプ装置４８の一部である摺動ディスク４３が回転抵抗付与装置１０として機能する構成となっているので、押圧力付与装置として特別な機構を設ける必要がなく、回転テーブル装置１の小型化や製造コストを抑えることができる。

なお、上記実施形態のように摺動ディスク４３を用いた回転抵抗付与装置１０において、図３に示す例では、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、これに代えて、図４に示すように、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を設けることも可能である。ただし、図４の例では、クランプピストン４５に連れ回り防止機構（図示せず）を設け、リターンディスク５２は設けていない。

図４の場合、摺動ディスク４３は、貫通孔側の端部に位置するとともに摩擦面４４に対向する押圧部４３ｂと、外周側の端部に位置するとともにフレーム２のベース部１１側に固定される固定部４３ａと、押圧部４３ｂと固定部４３ａとの間に位置する弾性部材としての弾性変形部４３ｃとを含む。

また、上記実施形態では、平板状の摺動ディスク４３を設け、固定部４３ａが取り付けられる取付面の位置と摩擦面４４の位置とをオフセットさ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、摺動ディスク４３の半径方向における断面形状をあらかじめ湾曲させて形成し、固定部４３ａの取付面を基準としたとき、押圧部４３ｂにおける摩擦面４４に対向する面が、摩擦面４４から摩擦面４４の部材側にオフセットした位置となるように構成して、該摺動ディスク４３を摩擦面４４と取付面との間で撓ませて取り付けるようにしてもよい。この場合に、固定部４３ａが取り付けられる取付面の位置と摩擦面４４の位置とを、オフセットさせなくてもよいし、オフセットさせるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、各部材における円テーブル５とは反対側の面を摩擦面４４として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、段部６１や主軸４ａにおける円テーブル５側の面を摩擦面４４として設けてもよいし、円テーブル５におけるフレーム２側の面を摩擦面４４として設けるようにしてもよい。

次に、本発明による他の実施形態を図面に基づいて説明する。図５、６は、他の実施形態による回転テーブル装置１’および回転抵抗付与装置１０’の構成例を示す図である。なお、この図５、６において、図２、３に示した符号と同一の構成であるので、ここでは重複する説明を省略する。

図５に示す回転テーブル装置は、クランプ装置４８’の部分を除いては図２に示す回転テーブル装置１と同一である。また、図６に詳細を示すクランプ装置４８’については、基本的には図３に示すクランプ装置４８と同じ構造であるが、クランプ装置４８のクランプピストン４５に相当する部分が、２つの部材、すなわち、クランプピストン４５’とピストン５０とで構成されている。

また、図６に示すように、クランプ装置４８’において摺動ディスク４３自体は、クランプ装置４８と同様に、半径方向に湾曲していない平板状であるが、主軸４ａ側の摺動ディスク４３の取付面とフレーム２側の摩擦面４４とはオフセットしていない。そのため、摺動ディスク４３は、押圧力を受けていない状態では、撓みのない平板状となっている。

このようなクランプ装置４８’を備えた回転テーブル装置１’において、本実施形態では、回転抵抗付与装置１０’は、摺動ディスク４３が押圧部材として機能し、ピストン５０が付勢手段の一部として機能する。すなわち、本実施形態においても、クランプ装置４８’の一部が回転抵抗付与装置１０’として機能する構成となっているが、図３の実施形態とは異なり、付勢手段が押圧部材とは別体に設けられている。詳しくは、以下の通りである。

ピストン５０は、クランプピストン４５’とリターンディスク５２との間に設けられたリング状の部材であり、クランプピストン４５’とリターンディスク５２との間において、フランジ部材５４によって主軸４ａの回転軸線の方向に摺動可能に設けられている。このピストン５０には、クランプピストン４５’側の面に複数の穴５０ａが円周方向に所定の間隔をおいて形成されている。そして、ピストン５０により摺動ディスク４３に押圧力を作用させるべく、各穴５０ａ内には、バネ部材６３が設けられている。したがって、このピストン５０とバネ部材６３とにより付勢手段が構成される。

なお、このバネ部材６３は、圧縮バネであり、ピストン５０に対し、摺動ディスク４３側への付勢力（弾性力）を作用させている。また、このバネ部材６３は、クランプ装置４３による主軸４ａ（摺動ディスク４３）のクランプが行われていない状態、すなわち、クランプピストン４５’の端面４５ａに油圧が作用していない状態においても圧縮状態となっていてピストン５０に対し付勢力を作用させており、且つ、その圧縮状態での付勢力（弾性力）によって摺動ディスク４３に作用する押圧力により生じる摺動ディスク４３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。

このように回転抵抗付与装置１０’においては、主軸４ａ側に取り付けられた摺動ディスク４３に対し、バネ部材６３の弾性力によってピストン５０を介して押圧力が常時作用しており、摺動ディスク４３が摩擦面４４に対し常に押接された状態となっている。これによって、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が常に作用した状態となっており、その結果として、完全クランプ状態以外のときでも、主軸４ａに対して半クランプ用の回転抵抗（制動力）が常時付与される。

この実施形態によれば、バネ部材６３を円周方向に亘って所定の間隔をおいて複数個備える構成とすることにより、摺動ディスク４３が摩擦面４４を円周方向に亘ってより均等に押圧することができる。

なお、図５および図６の実施形態ではリターンディスク５２を設けているが、本発明はこれに限定されない。例えば、図７に示すようにリターンディスク５２を省略し、半クランプ用のピストン５０や完全クランプ用のピストン４５’に連れ回り防止機構（図示せず）を設けてもよい。

次に、本発明による更に他の実施形態を図面に基づいて説明する。図８、図９は、他の実施形態による回転テーブル装置１”および回転抵抗付与装置１０”の構成例を示す図である。なお、この図８、図９において、図２、図３に示した符号と同一の符号を付したものは同一の構成であるので、ここでは重複する説明を省略する。

本実施形態の回転テーブル装置１”は、図２等の回転テーブル装置とは異なり、クランプ装置としてスリーブ型のクランプ装置４８”を備えた例である。このスリーブ型のクランプ装置４８”は、これ自体公知のものであって、クランプスリーブ７１と作動流体供給機構４２”とを含む。

クランプスリーブ７１は、フレーム２のベース部１１と主軸４ａ側のフランジ４ｂにおける保持部２３との間に配置される筒状のクランプ部７１ａと、クランプ部７１ａに続いて半径方向に延びるフランジ部７１ｂとを有している。そして、クランプ部７１ａがベース部１１の外側に嵌装されるとともに、フランジ部７１ｂがフレーム２のベース部材２９に対し取付ボルト７２によって取り付けられている。クランプ部７１ａは、その外周面が保持部２３の内周面に対向して非接触の状態で配置され、内周面がベース部１１の外周面に対し２つのシール７３を介して密着している。

クランプスリーブ７１における、クランプ部７１ａには、内周面に溝が形成されており、溝に対応する部分が肉厚の薄い薄肉部７１ｃとなっている。そして、溝の内面とベース部１１の外周面とで囲まれた空間は、作動流体が供給される圧力室４９になる。

作動流体供給機構４２”は、フレーム２のケーシング体２８ａに形成されたポート４０と、ケーシング体２８ａに形成された連通路３９と、フレーム２のベース部材２９に形成された流路３８と、クランプスリーブ７１に対し作動流体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。

圧力室４９は、流路３８、連通路３９およびポート４０とを介して流体供給装置４１”に接続されている。そして、このようなクランプ装置４８”においては、流体供給装置４１”から圧力室４９に作動流体が供給されると、クランプスリーブ７１の薄肉部７１ｃが油圧によって拡径し、主軸４ａ側の保持部２３に対し押圧力が作用し、これにより主軸４ａを完全クランプ状態とする。

このようなクランプ装置４８”を備えた回転テーブル装置１”において、本実施形態では、クランプ装置４８”（クランプスリーブ７１）とは別体に設けられた押圧部材としてのピストン５０”および付勢手段としてのバネ部材６３”により構成される回転抵抗付与装置１０”が設けられている。

すなわち、回転抵抗付与装置１０”は、フレーム２側のベース部１１に設けられたバネ部材６３”の付勢によりピストン５０”を主軸４ａ側の摩擦面４４”へ常に押接させることにより押圧力を作用させるようにした、ピストン式の回転抵抗付与装置である。なお、この実施形態では、フランジ４ｂにおける保持部２３の端面が摩擦面４４”として機能する。

この回転抵抗付与装置１０”において、押圧部材としてのピストン５０”は、クランプスリーブ７１のフランジ部７１ｂに対し円周方向に亘って複数形成された軸線方向に貫通する貫通穴のそれぞれに、軸線方向に移動可能な状態で収められている。

また、付勢手段としてのバネ部材６３”は、クランプスリーブ７１の各貫通穴に対応してベース部１１側に設けられた複数の穴に収められている。このバネ部材６３”は、圧縮バネであって、ベース部１１側の穴の底面とピストン５０”の端面との間において圧縮状態で設けられ、弾性力によりピストン５０”を摩擦面４４”への押圧方向に常に付勢している。そして、バネ部材６３”は、バネ部材６３”の弾性変形に応じて半クランプ用のピストン５０”に対し摩擦面４４”へ押圧するように作用する弾性力を、その圧縮状態での弾性力によってピストン５０”が摩擦面４４”に作用させる押圧力によって生じるピストン５０”と摩擦面４４”との間に摺動抵抗が、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）となるよう設定されている。

そして、このように構成された回転抵抗付与装置１０”によれば、ピストン５０”によりクランプスリーブ７１を介して主軸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が常に作用した状態となっており、その結果として、上述の完全クランプ状態以外のときでも、主軸４ａに対して半クランプ用の回転抵抗（制動力）が常時付与される。

また、本実施形態によれば、バネ部材６３”を円周方向に亘って所定の間隔をおいて複数個備える構成とすることにより、ピストン５０”が摩擦面４４”を円周方向に亘ってより均等に押圧することができる。

なお、図８および図９の実施形態では、フレーム２側にピストン５０”およびバネ部材６３”を設けるとともに、主軸４ａ側に摩擦面４４”を設ける例について説明したが、これに代えて、図１０に示すように、主軸４ａ側にピストン５０”およびバネ部材６３”を設けるとともに、フレーム２側に摩擦面４４”を設けるようにしてもよい。

この場合、クランプスリーブ７１のフランジ部７１ｂの上端面が摩擦面４４”として機能する。また、主軸４ａ（フランジ４ｂ）の保持部２３の下端面に、円周方向に複数個の穴が設けられ、各穴のそれぞれにピストン５０”が軸線方向に移動可能な状態で収められるとともに、このピストン５０”を軸線方向に付勢するバネ部材６３”が収められる。このバネ部材６３”は、圧縮バネであって、ピストン５０”を摩擦面４４”への押圧方向に常に付勢する。

また、上記各実施形態では、クレードルタイプの割り出し装置の一部として縦置きに設置された回転テーブル装置に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、縦置きに設置された回転テーブル装置の円テーブルに治具およびワークを直接取り付けるタイプの割り出し装置、傾斜テーブル装置における傾斜割り出し装置やワークが固定される回転軸の割り出し装置などであってもよい。

また、上記実施形態では、クランプ装置と回転抵抗付与装置とを備える回転テーブル装置の例についての構成を示したが、本発明はこれに限定されない。工作機械用の割り出し装置にクランプ装置を設けずに回転抵抗付与装置を単独で設けてもよい。

その他、上記各実施形態は、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、これら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、本発明はその要旨、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。

１，１’，１” 回転テーブル装置（割り出し装置）
４ａ 主軸
１０，１０’，１０” 回転抵抗付与装置
４３ 摺動ディスク
４４，４４” 摩擦面
４５，４５’ 完全クランプ用のピストン
４８，４８’，４８” クランプ装置
５０，５０” ピストン
６３，６３” バネ部材
７１ クランプスリーブ

Claims (4)

1. フレームと、当該フレームに対し回転可能に支持された主軸と、当該主軸を回転駆動する直接駆動型のモータと、上記主軸に対しその回転を許容する回転抵抗を付与する回転抵抗付与装置とを備えた工作機械用の割り出し装置であって、
   上記回転抵抗付与装置は、上記フレーム側および上記主軸側の一方に設けられた摩擦面に対向するように上記フレーム側および上記主軸側の他方に設けられた押圧部材と、上記押圧部材を上記摩擦面に向けて付勢して上記押圧部材を上記摩擦面に対し常に押接させる付勢手段と
   を備えたことを特徴とする工作機械用の割り出し装置。
2. 上記付勢手段は、弾性変形した状態で設けられた弾性部材を含み、当該弾性部材の弾性力により上記押圧部材を上記摩擦面に向けて付勢することを特徴とする請求項１に記載の工作機械用の割り出し装置。
3. 上記回転抵抗付与装置は、弾性変形可能な部材で形成されて主軸が通る貫通孔を有する円盤状の摺動ディスクを含み、
   上記摺動ディスクは、外周側および貫通孔側の一方の端部に位置するとともに上記摩擦面に対向する押圧部材としての押圧部と、外周側および貫通孔側の他方の端部に位置するとともに上記フレーム側および上記主軸側の他方に固定される固定部と、上記押圧部と上記固定部との間に位置する弾性部材としての弾性変形部とを含むことを特徴とする請求項２に記載の工作機械用の割り出し装置。
4. 上記弾性部材は、弾性変形した状態で設けられたバネ部材であることを特徴とする請求項２に記載の工作機械用の割り出し装置。

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