JP2555701Y2 - 直接駆動型回転割出テーブル - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、減速機を使用しない直
接駆動方式で割出テーブルを所定角度回転させて位置決
めする直接駆動型回転割出テーブルに関し、特に割出テ
ーブルを正確に所定位置に保持するためのクランプ機構
のクランプ特性を応力を増大させずに改善するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】減速機構を用いない直接駆動型回転割出
テーブルは、クランプ機構をテーブル回転軸に近接配置
してねじり剛性を大きくできるから、切削荷重がワーク
Ｗに加わった場合の割出テーブル軸のねじれ変形が防止
され加工精度が良い。従来のこの種の直接駆動型回転割
出テーブルとしては、例えば実開平２−１４５９４８号
公報に示されたものがある。このものは、ハウジングに
固定されたモータステータと、これに同軸に配されたモ
ータロータと、モータロータから軸方向に延長され軸受
を介してハウジングに軸回転自在に支持された出力軸
（ロータ）と、この出力軸に取付けられた割出テーブル
と、割出テーブルの回転角を検出する回転検出器と、割
出テーブルを停止位置に保持するクランプ機構とを備え
ている。

【０００３】しかしてそのクランプ機構は、径方向に広
がる平面部を具えて軸方向に摺動自在に配設されたシリ
ンダと、このシリンダの平面部に対向する平面部を有す
ると共に割出テーブルの裏面を押圧する摩擦面を有して
シリンダ内面に摺接するピストンとを組合せて構成され
た押圧手段を備えている。そのシリンダは、一枚のドー
ナツ盤状のばね鋼製ダイヤフラムからなり、その内周側
がハウジングに片持ちに固定されるとともに外周の自由
端側が出力軸と離接自在とされた第１の弾性部材で、常
時アンクランプ方向に付勢されている。また、ピストン
は、同じく一枚のドーナツ盤状のばね鋼製ダイヤフラム
からなり、その外周側がハウジングに固定され内周側が
ピストンに固定された第２の弾性部材で軸方向移動可能
に支持されている。

【０００４】そして、シリンダ及びピストンの対向する
平面部間に設けられた加圧室に加圧流体を送入すること
により、前記第１の弾性部材をその弾性に抗して出力軸
に向かって押圧すると同時に、ピストンを第２の弾性部
材の弾性に抗して割出テーブルの裏面に向けて押圧しそ
の摩擦面を圧着させる。これにより、出力軸と割出テー
ブルとを所定位置にクランプする。一方、クランプを開
放させて割り出しを行う際は、加圧室の圧力を抜いて、
第１の弾性部材の弾性復元力でシリンダを出力軸から離
間させると同時に第２の弾性部材の弾性復元力でピスト
ンを割出テーブルの裏面から離間させる。こうしてクラ
ンプを解除した後、モータステータのコイルに通電して
モータロータを駆動し、割出テーブルを回転させて割り
出しを行う。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】直接駆動型回転割出テ
ーブルにあっては、クランプを開放して割出しを行う際
のクランプ解放時間（制御装置からアンクランプ指令が
出されてから、実際にクランプ力が解除されるまでの時
間）を短縮するには、クランプ機構のシリンダ及びピス
トンを復帰させる弾性部材であるダイヤフラムの軸方向
のバネ定数を高くする（ダイヤフラムを軸方向に撓み難
くする）ことが有効である。しかしながら、従来の第
１，第２の弾性部材はいずれも一枚のドーナツ盤状のば
ね鋼製ダイヤフラムであり、バネ定数を高くするべくそ
の板厚を厚くすると、それに応じて加圧室の圧力を高く
するのでダイヤフラム内径部の撓みによる応力が高くな
るという問題点があった。また、バネ定数を微調整する
べく板厚を変更しようとしても、所定の板厚の材料を入
手することが難しいという問題点があった。

【０００６】そこで本考案は、上記従来の問題点を解決
することを課題とするものであり、バネ定数を高くして
も部分的には応力が高くならず、且つバネ定数の微調整
も容易にできるクランプ機構のダイヤフラム構造とする
ことにより、クランプ解放時間を短縮した直接駆動型回
転割出テーブルを提供することを目的としている。

【０００７】本考案は、ハウジングに固定されたステー
タと、該ステータに対向してハウジング内に同軸に配設
されるとともに軸受を介してハウジングに軸回転自在に
支持されたロータと、該ロータに取りつけられた割出テ
ーブルと、該割出テーブルの回転角を検出する回転検出
器及び割出テーブルを停止位置に保持するクランプ機構
とを備えた直接駆動型回転割出テーブルに係り、前記割
出テーブルとロータとを、一端がロータに他端が割出テ
ーブル面にそれぞれ固着された円筒状の回転軸を介して
一体回転可能に連結し、前記クランプ機構は、径方向に
広がる平面部を具えて前記回転軸の内側に軸方向移動可
能に配設されるとともに当該平面部の裏面には前記回転
軸の内面と離接する摩擦面を有するシリンダと、一端側
が該シリンダに固定されるとともに他端側が前記ハウジ
ングに固定された外径の異なる複数のダイヤフラムを組
み合わせてなりシリンダの摩擦面をクランプ解除方向に
付勢する弾性部材と、前記シリンダの平面部に対向して
径方向に広がるとともに軸方向に弾性変形可能な平面部
を具えて一端側がハウジングに固定され他端側は前記シ
リンダ内面に摺接するとともに前記割出テーブルの裏面
を押圧する摩擦面を有するピストンと、前記シリンダ及
びピストンの対向する平面部間に設けられた加圧室と、
該加圧室に加圧流体を送入する流体経路とを備えたこと
を特徴とする。

【０００８】

【作用】クランプ機構のシリンダをアンクランプ位置に
復帰させる弾性部材は、外径の異なる複数のダイヤフラ
ムを組み合わせて重ねてバネ定数を高く設定してある。
外径が異なるので、クランプ時にダイヤフラムが撓んだ
際のダイヤフラムの応力分布が一様になっている。そこ
で、バネ定数の高さに対応して加圧室の圧力を大きく設
定しても、内径部分の応力が過大になることがない。ま
た、重ねるダイヤフラムの枚数や径を調整することで、
バネ定数の微調整も任意に且つ容易に行える。

【０００９】

【実施例】以下、この考案の実施例を図面を参照して説
明する。図１は、直接駆動型回転割出テーブルの一実施
例の縦断面図で、円筒状形状のハウジング１１の内部
に、ステータ１２の電磁石の歯と、これに同軸に配設さ
れたロータ１３の鉄心の歯とが対向する構造のダイレク
トドライブ型のモータＭを内臓している。すなわち、ス
テータ１２は図示しない複数の歯列が形成されて熊手状
に内側に突出した磁極を円周方向に等間隔に複数個有し
た電磁石により構成され、隣接する磁極相互では、その
歯列は所定ピッチずらした位相をもって配設されてい
る。一方、ロータ１３は、その外周面にステータ１２の
磁極の歯列に対向して磁極歯列のピッチとは異なるピッ
チの図示しない突出歯が均一に形成されている回転部１
４と、この回転部１４にボルトＢ１で一体的に連結され
て軸方向に延長された異径円筒状の回転軸１５とにより
構成され、その回転軸１５の外周に嵌着されたクロスロ
ーラ軸受１６を介して回転自在に支持されている。

【００１０】ハウジング１１は中心部に軸方向の空孔Ｈ
を有しており、ハウジング内筒１１Ａにハウジング外筒
１１ＢをボルトＢ２で取付けて一体に組立てられてい
る。このハウジング内筒１１Ａとハウジング外筒１１Ｂ
との間のスペースに、上記モータＭが収納されている。
その取り付けの詳細を説明すると、コイル１２Ｃを有す
るステータ１２は、ハウジング外筒１１Ｂの内周部に圧
入されてボルトＢ２で固着されている。そのステータ１
２の内周側に、ロータ１３の回転部１４が周面対向に配
設され、出力軸である回転軸１５の中間部分の外周面に
嵌めこまれたクロスローラ軸受１６の内輪１６ａは、固
定部材１７を固定ボルトＢ３で締めつけることによって
固定されている。クロスローラ軸受１６の外輪１６ｂ
は、ハウジング外筒１１Ｂの内周面の上部に嵌めこま
れ、ハウジング外筒１１Ｂの上端面に図外のボルトで固
着された環状の軸受押え１８で固定されている。

【００１１】ロータ１３の回転軸１５の上端面１５ａに
は、割出テーブル２０が図外のボルトで固定されてい
る。割出テーブル２０の裏面側、ハウジング内筒１１Ａ
及びロータ１３により囲まれた空間Ｓには、モータＭを
高精度に位置決めするべく、高分解能の回転検出器であ
るレゾルバ２１が内臓されている。

【００１２】レゾルバコイル２２Ｃを有するレゾルバの
ステータ２２は、ハウジング内筒１１Ａの内面にボルト
Ｂ４で取付けられている。これに対してレゾルバのロー
タ２３は、前記ステータ２２に対向させてロータ１３の
回転軸１５の内面段部にボルトＢ５で取付けられてい
る。レゾルバ２１のステータ２２は、モータＭのステー
タ１２と同様に複数の歯列が設けてある磁極を複数有
し、各磁極にレゾルバコイル２２Ｃが巻回されている。
レゾルバ２１のロータ２３は、モータＭのロータ１３に
おける回転部１４と同様にステータ１２の歯列に対向し
て所定ピッチの突出歯を有している。そして、モータＭ
のロータ１３が回転でレゾルバ２１のロータ２３が一体
に回転すると、ステータ２２との歯間のリラクタンスが
変化し、その変化を図示しないドライブユニットのレゾ
ルバ制御回路によりデジタル化し、位置信号として利用
することでロータ２３の回転角ひいてはロータ１３の回
転位置を検出するようになっている。

【００１３】上記の空間Ｓ内に収納されたレゾルバ２１
の上方で割出テーブル２０の裏面側には、クランプ機構
２５が取りつけられている。このクランプ機構２５は、
軸方向に摺動自在に配設されて、回転軸１５を押圧する
ことによりロータ１３をクランプするためのシリンダ２
６と、そのシリンダ２６を回転軸１５から引き離す方向
（クランプ解除方向）に付勢している弾性部材２７と、
シリンダ２６の内側にあって軸方向に撓んで割出テーブ
ル２０の裏面を押圧することにより割出テーブル２０を
クランプするためのピストン２８を有している。

【００１４】クランプ機構２５の詳細は次の通りであ
る。シリンダ２６は、中心部に貫通孔を有する厚みのあ
る深皿状で、内周面に嵌着されたＯリングＳ１を介して
ハウジング内筒１１Ａの外周面に軸方向に摺動可能に嵌
合されている。その内周から径方向に円板状に平面部２
６ａが広がり、外周端の円筒状の立上り部２６ｂは回転
軸１５の内周面と僅かのすきまを隔てて対面している。
平面部２６ａの表面２６ｃは外周に向かって同心円の昇
り階段状に形成されており、弾性部材２７が取付られる
ようになっている。また、裏面２６ｄの外周端は凹状に
形成されて、その段面が摩擦面２６ｅとされている。こ
の凹状部分には回転軸１５の内面段部にボルトＢ６で固
定されたライニング部材３０が収容され、摩擦面２６ｅ
がそのライニング部材３０と離接可能に対している。

【００１５】弾性部材２７は、外径の異なる複数（図で
は３枚）のドーナツ板状のばね鋼製ダイヤフラムを組合
せて重ねばねとしたものであり、応力が大きい内周側を
３枚重ねて共通のボルトＢ７でハウジング内筒１１Ａの
上端面に固定している。それ程大きな応力は生じない外
周側は、外径の最も大きい最上部のダイヤフラムの外周
部をボルトＢ８でシリンダ２６の表面２６ａに固定して
いる。

【００１６】ピストン２８は、内径側が肉厚の円筒部２
８ａとされ、この円筒部２８ａの下部はボルトＢ９でハ
ウジング内筒１１Ａに連結固定されている。円筒部２８
ａの上部には、シリンダ２６の平面部２６ａと対向して
径方向に広がる円板状の平面部２８ｂが形成されてお
り、この平面部２８ｂは弾性変形して上下に撓み得るよ
うに肉薄とされている。平面部２８ｂの外周端部は肉厚
とされてＯリングＳ２が嵌着され、そのＯリングＳ２を
介してシリンダ２６の立上り部２６ｂの内周面に摺動可
能に嵌合している。外周端部の表面はライニング部材３
１が固着され、その表面が摩擦面とされて、割出テーブ
ル２０の裏面に離接可能に対面している。

【００１７】更に、シリンダ２６の平面部２６ａに対向
するピストン２８の平面部２８ｂの下面側を凹状にして
加圧室３２が形成されている。加圧室３２はシリンダ２
６とピストン２８との対向する平面部間に位置し、これ
に加圧流体を送入する流体経路３３が、ハウジング内筒
１１Ａに形成された流通孔３３Ａと、弾性部材２７に形
成した流通孔３３Ｂとを連通させて形成されている。ま
た、ピストンの円筒部２８ａの上部には、加圧室３２か
らの圧抜き孔３４が逆止弁３５を備えて形成され、割出
テーブル２０に形成した圧抜き孔３６に連通している。

【００１８】なお図１中、Ａはオイルシール等の回転シ
ール部材、ＣはＯリング等の固定シール部材である。４
０は割出テーブル２０の回転位置検出時の基準点を検出
する原点検出センサとしての近接スイッチで、ハウジン
グ外筒１１Ｂの側面に装着してある。４１はこの原点検
出センサ４０と対向可能に回転軸１５の外周面の特定位
置にボルトＢ１０で固定された金属片である。４２はこ
の金属片４１の位置合わせ用のスプリングピンである。

【００１９】次に作用を説明する。はじめ、クランプ機
構２５を構成するシリンダ２６の摩擦面２６ｅ及びピス
トン２８の摩擦面２８ｃは、共に被摩擦面から離れたア
ンクランプ状態にある。いまステータ１２のコイル１２
ｃに図外のドライブユニットを介してモータ電流を通電
すると、ステータ１２の各歯が所定の順序に励磁されて
ロータ１３が回転する。このロータ１３の回転角をレゾ
ルバ２１で検出し、図外のドライブユニットにフィード
バックすることによりロータ１３の回転角度を規制し
て、割出テーブル２０の正確な割り出しがなされる。

【００２０】割り出しが終了した後、割出テーブル２０
をクランプ機構２５でクランプする。その際は、流体経
路３３を経て圧縮空気（或いは油圧）が加圧室３２内に
送り込まれる。この流体圧力で、シリンダ２６は割出テ
ーブル２０の反対方向に押圧され、シリンダ２６の外周
部が図１で下方に弾性部材２７の弾性力に抗して移動す
る。これによりシリンダの摩擦面２６ｅが回転軸１５の
ライニング部材３０に強く圧接され、ロータ１３回転の
動きを阻止する。

【００２１】同時に、ピストン２８がシリンダ２６とは
反対方向、すなわち割出テーブル２０に向かって押圧さ
れて肉薄の平面部２８ｂが撓み、摩擦面２８ｃが割出テ
ーブル２０の裏面に強く圧接され、割出テーブル２０の
回転の動きを阻止する。かくして、割出テーブル２０の
回転を割出テーブル２０の裏面とロータ１３の面とにブ
レーキを加えることにより大きなクランプ力で確実に阻
止し、ワークに切削力等の力が加わっても、常に正規の
停止位置で正確に位置決め保持することができる。

【００２２】次の割出を行うときは、コントローラのア
ンクランプ指令で図外の流体加圧経路を切り換えて圧力
を解放し、加圧室３２の圧力を大気圧に戻す。するとク
ランプ機構２５のシリンダ２６が弾性部材２７の復元力
でアンクランプ位置に復帰するとともに、ピストン２８
の撓んでいた平面部２８ｃがもとにかえり、両方の摩擦
面２６ｅ及び摩擦面２８ｃが被摩擦面から離れてクラン
プが解除される。この実施例の場合、弾性部材２７は複
数のダイヤフラムを重ねて形成したため軸方向のバネ定
数が高く、シリンダ２６は極めて迅速にキレ良く復帰で
き、クランプ解放時間が短縮される。しかも、このよう
にして割出テーブル２０の回転と停止が繰り返されるた
びに、弾性部材２７に応力が加わるが、内径方向に厚さ
が増大しているため各部の応力をほぼ一様にできる。従
って、弾性部材２７のバネ定数を高くしたことに対応し
て加圧室３２に供給する流体の圧力を大きくしても、従
来の如く弾性部材の特に内径部分に応力が集中して破壊
されるおそれはない。且つまた、バネ定数の微調整を板
厚の変更で行う必要はなく、重ねる各ダイヤフラムの大
きさや重ね枚数の調整で行うことができ、必要とする任
意のバネ定数を容易に設定することが可能になった。

【００２３】なお、上記実施例ではモータステータ１２
をモータロータ１３の外方に設けたものを説明したが、
これに限定されるものではなく、内外両ステータの間に
モータロータ１３を配設した高トルク型のものに、クラ
ンプ機構２５を組み込むことも可能である。

【００２４】

【考案の効果】以上説明したように、本考案は直接駆動
型回転割出テーブルのクランプ機構の弾性部材を外径の
異なる複数のダイヤフラムの組み合わせ構造とした。そ
のため、クランプ時にダイヤフラムが撓んだ際のダイヤ
フラム各部の応力を一様に保ちながらダイヤフラムのバ
ネ定数を増大させることができ且つその微調整も簡単に
なり、その結果、クランプ解放時間を短縮した直接駆動
型回転割出テーブルを提供することができるという効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す直接駆動型回転割出テ
ーブルの縦断面図である。

【符号の説明】

１１ ハウジング １２ ステータ １３ ロータ１５ 回転軸 １６ 軸受 ２０ 割出テーブル ２１ 回転検出器 ２５ クランプ機構 ２６ シリンダ ２６ｅ 摩擦面 ２７ 弾性部材 ２８ ピストン ２８ｃ 摩擦面 ３２ 加圧室 ３３ 流体経路

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングに固定されたステータと、該
   ステータに対向してハウジング内に同軸に配設されると
   ともに軸受を介してハウジングに軸回転自在に支持され
   たロータと、該ロータに取りつけられた割出テーブル
   と、該割出テーブルの回転角を検出する回転検出器及び
   割出テーブルを停止位置に保持するクランプ機構とを備
   えた直接駆動型回転割出テーブルにおいて、前記割出テーブルとロータとを、一端がロータに他端が
   割出テーブル面にそれぞれ固着された円筒状の回転軸を
   介して一体回転可能に連結し、 前記クランプ機構は、径方向に広がる平面部を具えて前
   記回転軸の内側に軸方向移動可能に配設されるとともに
   当該平面部の裏面には前記回転軸の内面と離接する摩擦
   面を有するシリンダと、一端側が該シリンダに固定され
   るとともに他端側が前記ハウジングに固定された外径の
   異なる複数のダイヤフラムを組み合わせてなりシリンダ
   の摩擦面をクランプ解除方向に付勢する弾性部材と、前
   記シリンダの平面部に対向して径方向に広がるとともに
   軸方向に弾性変形可能な平面部を具えて一端側がハウジ
   ングに固定され他端側は前記シリンダ内面に摺接すると
   ともに前記割出テーブルの裏面を押圧する摩擦面を有す
   るピストンと、前記シリンダ及びピストンの対向する平
   面部間に設けられた加圧室と、該加圧室に加圧流体を送
   入する流体経路とを備えたことを特徴とする直接駆動型
   回転割出テーブル。