JP4913961B2 - 回転テーブル装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ロータリジョイントを内装している回転テーブル装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、今までに回転テーブル装置の流体圧を使用したクランプ機構に関して特開平４−１０５８３２号公報などの出願をしている。
これに対し、近年テーブル本体にロータリジョイントを内装するタイプの需要が増えている。このロータリジョイントを内装した出願としては、実公平６−３９８６４号公報、特許第２９３０８８９号公報がある。
その実公平６−３９８６４号公報によると、テーブル本体の下面にはテーブル表面に向けてデストリビュータが垂設され、該デストリビュータはテーブル本体に対しベアリングを介してテーブルと一体的に回転するスピンドルに挿通され、テーブル本体に設けられた空・油圧投入用開口部とテーブル面の所定の位置に形成された回路口とを連通する通路がデストリビュータとスピンドルに設けられると共に、デストリビュータとスピンドルによってロータリジョイントが形成されている。
このように、テーブル本体の下面からテーブル表面に向けてデストリビュータが垂設されているため、ロータリジョイントのメンテナンス時において、ロータリジョイントを分解する場合、使用状態の回転テーブル装置は装着されている工作機械から取外す必要があり、さらに、スピンドルがロータリジョイントの一部を構成しているため、テーブルとスピンドルをも分解する必要があった。
【０００３】
もうひとつの技術が特許第２９３０８８９号公報であり、テーブル本体下面から挿入される筒形のデストリビュータとテーブルの中央孔に上面から挿入されテーブルに固定されるセンターシャフトとを備え、デストリビュータの内周面とセンターシャフトの外周面とによってロータリジョイントを構成し、ロータリジョイントを介してテーブル本体に設けられた空・油圧投入用開口部とテーブル面所定の位置に形成された回路口とが連通されており、回転テーブル装置上面のテーブルを分解することなく、デストリビュータとセンターシャフトの組付けを可能としている。
このロータリジョイントは、センターシャフトがテーブルの上面から挿入されテーブルに固定されており、回転テーブル装置を装着している工作機械から取外すことなく分解することができる。しかし、テーブル本体の下面から挿入される筒形のデストリビュータを分解する場合は、前記同様に回転テーブル装置全体を工作機械から取外す必要があった。
しかし、これらはクランプ機構を除外した出願であり、実状の装置においては、ロータリジョイントとクランプ機構の両方においてシール部材などの交換等メンテナンスが必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、クランプ機構もしくはロータリジョイントを分解するためには回転テーブル装置全体を工作機械から取外す必要があったことから、メンテナンス作業時には、広い作業区域やクレーン等が必要となったり、装着した工作機械から取外すことによる基準位置精度の再現の手間、また、ロータリジョイントだけが単体で分解できないことによるシール部品交換作業等の作業性の悪さなどが問題であった。
これらの問題を検討してみると、その原因はロータリジョイントの組み込みがテーブル表面と回転テーブル装置裏面の両面から行われていることに起因するものであることに気づいたのである。そこで本発明は、クランプ機構もしくはロータリジョイントのメンテナンス作業が簡便な回転テーブル装置を得ることを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、流体圧投入用開口部を有するテーブル本体と、該テーブル本体に回転可能に支承され中心穴を有するテーブルと、該テーブルの中心穴に挿入され且つ流体圧の出口を有するロータリシャフトと、該ロータリシャフトと前記テーブル本体との間に挿通されるデストリビュタを備え、前記ロータリシャフトとデストリビュタとでテーブル本体に供給される流体圧をロータリシャフトの出口に導くロータリジョイントを形成し、該ロータリジョイントがテーブル本体の上面または下面のどちらか一つの方向から挿入され、挿入されたロータリジョイントが同じ方向からのボルトによって固定されることにより、該ロータリジョイントがテーブル本体の上面または下面のどちらか一つの方向から組み込まれる構成になされ、前記テーブルの回転を拘束するクランプ機構を備え、該クランプ機構がロータリジョイントに固定され、ロータリジョイントと同じ方向から組み込まれていることであり、さらに加えてクランプ機構がテーブルの半径方向におけるロータリジョイントの範囲内に配設されていることである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、回転テーブル装置におけるロータリジョイントもしくはクランプ機構のメンテナンスを行なう際の作業性を改善する発明であって、ロータリシャフトデストリビュタからなるロータリジョイントの回転テーブル装置への組み込み方向を上面または下面のどちらか同じ方向にすること、さらに、クランプ機構もロータリジョイントも同じ方向から組み込むこと、および、クランプ機構をテーブルの半径方向においてロータリジョイントの範囲内に配設するものである。これによって、消耗部品となるオイルシール、Ｏリングなどの交換時、回転テーブル装置の上面または下面のどちらかの片面からすべて分解することができ、作業効率が大幅に向上される。
【０００７】
【第一実施例】
第一実施例を図面に基づいて説明する。
図１はデイストリビュータ19とロータリシャフト22をテーブル4の上面から組み込む回転テーブル装置であり、流体圧投入用開口部１ａを有するテーブル本体１は、テーブル本体１の内部にベアリング２を介して回転可能に且つ貫通穴３ａを有するスピンドル３を支持しており、スピンドル３の上方端に中心穴４ａを有するテーブル４がボルト５で固定されると共に、外周はウオームホイール６が同心状にボルト７で固定されている。
また、テーブル本体１にはテーブル４の駆動用のウオーム８が回転駆動自在に支持されており、該ウオーム８はサーボモーター、ステップモーター等図示しない駆動源に連動連結し、前記ウオームホイール６に噛み合っている。
【０００８】
さらに、前記テーブル４の中心穴４ａの上方から挿入され、且つ、テーブル本体１の流体圧投入用開口部１ａと導通する流路１９ａを持つ中空のデストリビュタ１９がスピンドル３の貫通穴３ａ内で、且つ、底蓋１０にボルト２０で固定されると共に、流体圧の出口２１ａを有するロータリシャフト２１の軸承部２１ｂが、デストリビュタ１９の中空部にテーブル4の上面から挿入されると共に、軸承部２１ｂの外周面とデストリビュタ１９の内周面とでテーブル本体１の流体圧投入用開口部１ａから供給排出される圧力流体をロータリシャフト２１の流体圧の出口２１ａに導くロータリジョイント２２を形成すると共に、ロータリシャフト２１のフランジ部２１ｃがボルト２３でテーブル４に固定されている。
【０００９】
前記テーブル４の回転を拘束するためのクランクピストン１２、デイスクプレート１４などから形成されるクランプ機構15について説明する。テーブル本体１と該テーブル本体１にボルト９により固定される底蓋１０の間に設けられるシリンダ室１１には、クランプ面１２ａを形成し、シール材１６・１７・１８を有するクランプピストン１２が挿入されシリンダ室１１ａ・１ｂに分離形成されると共に、シリンダ室１１ａ・１１ｂは、夫々圧力流体が外部から供給排出できるようテーブル本体１或いは底蓋１０に流路１１ｃ，１１ｄが設けられている。
テーブル本体１のクランプ面１ｂと前記クランプピストン１２のクランプ面１２ａは対向しており、それらの間にボルト１３によりスピンドル３の内方端に固定された円盤状のディスクプレート１４が設けられ、クランプピストン１２の移動により、クランプ面１ｂ・１２ａ及びディスクプレート１４とでスピンドル３（テーブル４）の回転を拘束するクランプ機構１５が設けられている。
【００１０】
次に、このように構成された回転テーブル装置を使用する場合について説明する。
テーブル４の面上に固定して取付けられた図示しないクランプ治具を備えた治具Ａにワークを取付ける為に、圧力流体がテーブル本体１に設けられた流体圧投入用開口部１ａから図示しない外部圧力流体源によって流路１０ａを経由しロータリジョイント２２の流路１９ａ・２１ｄを経由し流体圧の出口２１ａに導かれ、さらに、流体圧の出口２１ａに対応して設けられる図示しない流路を経由してテーブル４の面上に固定して取付けられた治具Ａのクランプ治具に導かれワークを治具Ａに固定するためにクランプ治具を作動させる。クランプ治具のワークを開放すするために圧力流体を前記クランプ治具に導くための前記同様な流路が前記流路とは別に設けられ、図示しない外部に設けられる切替弁を切り替え、圧力流体の供給排出を交互に行う事によりワークの脱着が行われる。
治具Ａのクランプ治具の数量に対応して、前記同様のクランプ治具、流路が同様に設けられる。
【００１１】
テーブル４の面上に固定して取付けられた治具Ａに取付けられたクランプ治具にワークを取付けた後、図示しない駆動源によりウオーム８が回転させられる事によりウオーム８に噛み合うウオームホイール６、スピンドル３、ロータリシャフト２１、テーブル４、治具Ａが一体的に回転し、設定された回転角度を回った時点で駆動源が停止しテーブル４も停止する。
その後、クランプ機構１５を形成しているシリンダ室１１ｂに流路１１ｃを経由して圧力流体が供給されることにより、クランプピストン１２がテーブル本体１のクランプ面１ｂ側へ移動し、クランプピストン１２のクランプ面１２ａでディスクプレート１４がクランプ面１ｂに押圧され、クランプ面１ｂ・１２ａ、ディスクプレート１４で発生する摩擦力により、ディスクプレート１４の回転が、強いてはテーブル４の回転が拘束される。この状態で、テーブル４の面上に取付けられたクランプ治具を備えた治具Ａに取付けられたワークの加工が開始される。
【００１２】
加工が終了すると、図示しない外部の圧力流体源からの配管途中に設けられた図示しない切替弁を切替ることにより、流路１１ｄからシリンダ室１１ａへ圧力流体を供給し、シリンダ室１１ｂの流体は流路１１ｃを経由し排出することにより、クランプピストン１２はディスクプレート１４の押圧を開放する方向へ移動し、ディスクプレート１２のクランプは開放され、テーブル４の回転ができ状態となる。これにより図示しない駆動源によりウオーム８を回転させる事によりテーブル４を、元の位置に戻し、ワークを固定しているクランプ治具への圧力流体を図示しない圧力流体源からの配管途中に設けられた図示しない切替弁を切り替えワークをクランプ治具から開放する事により、加工したワークを治具Ａから取外す事ができる。
ワークの他の位置での加工がある場合は、図示しない駆動源により順次、テーブル４の回転、回転拘束（クランプ）、ワーク加工、回転拘束開放、テーブル４回転を繰り返すことにより、ワーク加工が行なわれる。
【００１３】
回転テーブル装置はこのような操作の繰り返しであるが、ロータリジョイント２２を構成しているロータリシャフト２１の軸承部２１ｂの流路２１ｄとディストリビュータ１９の流路１９ａ間に圧力流体を導通させ、且つ圧力流体の漏れがないようにするために、ディストリビュータ１９の内周側にO−リング、樹脂等によるシール材２４を装着することにより、各流路間を分離・シールしているが、使用頻度或いは経年変化によって、前記シール材２１が摩耗したり損傷したりしてシールの役割が薄れ、圧力流体がシール材２１を通過して漏れることにより、クランプ治具への圧力流体の確実な制御ができなくなり、ワークの確実なクランプが損なわれ、加工精度、安全性への問題が発生する事になる。
このため、シール材の補修・交換が必要となるが、生産状況によっては、短時間で、しかも、生産現場での補修・交換のメンテナンスを強いられる事が多い。このため、これらの補修・交換のメンテナンス作業は、簡単で容易にできる事が要求される。このためには、回転テーブル装置自身の精度維持に関係するテーブル４、スピンドル３を取外すことなく行なう事で、更に、ロータリジョイントを構成しているロータリシャフト２１、ディストリビュータ１９を共にテーブル4の上面から取出すことができ、飛躍的に短時間でしかも、簡単にメンテナンス時での作業を行なう事ができる。
【００１４】
図２はロータリジョイント22とクランプ機構15を共にテーブル4の下面から組み込む実施例で有り、組込み手順を説明する。まず、テーブルの下面からデイスクプレート14、クランクピストン12などのクランプ機構15を組み込む。次に、ロータリシャフト２１がテーブル本体１にボルト９で固定された底蓋１０の中心穴１０ｂから挿入され、テーブル本体１の流体圧投入用開口部１ａと導通するロータリシャフト２１の出口２１ａがテーブル４の上方側に位置するようにテーブル４の中心穴４ａを貫通してロータリシャフト２１をテーブル４の内方側からボルト２３でテーブル4に固定する
、
さらに、底蓋１０の中心穴１０ｂからデストリビュタ１９を挿入し、ロータリシャフト２１の軸承部２１ｂにデストリビュタ１９の中空部を挿通すると共に、軸承部２１ｂの外周面とデストリビュタ１９の内周面とでテーブル本体１の流体圧投入用開口部１ａに供給される圧力流体をロータリシャフト２１の出口２１ａに導くロータリジョイント２２を形成し、デストリビュタ１９のフランジ部１９ｂがボルト２５で底蓋１０に固定されている。
これにより、テーブル４をスピンドル３から取外すことなく、ロータリジョイント２２及びクランプ機構１５をテーブル4の下面から取外す事ができ、ロータリジョイント２２及びクランプ機構１５のシール材のメンテナンスが容易となる。即ち、テーブル４、スピンドル３を取外すことなくテーブル4の下面である一方向から取り外すことにより、テーブル表面に取り付けてある多くの治具Ａを取外すことなくメンテナンス作業が行なう事が可能であることは言うまでもない。図１、図２では、テーブル４と連動するロータリシャフト２１の外周面と静止体であるデストリビュタ１９の内周面とでロータリジョイント２２を構成しているが、デストリビュタの外周面と、ロータリシャフトの内周面とでロータリジョイントを構成することもできる。
【００１５】
図３はロータリジョイント２２とクランプ機構15を共にテーブル4の上面から組み込む実施例で有り、デストリビュタ１９は大径と小径とからなり、この小径部にはクランプ機構15が設けられクランプ面１２ａを持つクランプピストン１２が貫入され、クランプピストン１２が作動可能となるようクランプピストンカバー２６をボルト２７でデストリビュタ１９の大径部の側壁に固定されている。また、デストリビュタ１９は、シリンダ室１１ａ・１１ｂに圧力流体を供給排出する流路１９ｃ・１９ｄを有し、テーブル本体１に設けられているクランプ作動接続口１ｅ・１ｆと連通するようにテーブル４の中心穴４ａの上方から挿入し、ボルト２０でテーブル本体１に取付けられている。なお、ピン２８はデストリビュタ１９がテーブル本体１と強固に固定させるため設けたものである。
デストリビュタ１９の大径部にはテーブル４の上面側から円環状の窪み２９が設けられ、この窪み２９に、テーブル４の中心穴４ａに向けて組み込まれる流体圧の出口２１ａ・２１ｄが設けられたロータリシャフト２１を挿入し、ボルト２３でテーブル４に固定してある。これにより窪み２９の内周面とロータリーシャフト２１の外周面、窪み２９の外周面とロータリーシャフト２１の内周面とで、テーブル本体１の複数の流体圧投入用開口部１ａと各々の開口部１ａと連通した流路１ｃを経由しデストリビュタ１９の流路１９ａとロータリシャフト２１の流体圧の出口２１ａに連通する流路２１ｄが連通するようロータリジョイント２２を構成している。
【００１６】
テーブル４の回転拘束は、クランプ作動接続口１ｅ・１ｆから圧力流体が供給・排出される事により、クランプピストン１２を作動させ、スピンドル３の内方端にボルト１３で固定されたディスクプレート14をクランプピストン１２のクランプ面１２ａがテーブル本体１のクランプ面１ｂに押圧・解放する事によって行われる。
テーブル４の面上に取付けられた治具Ａのワーク固定用クランプ治具へのワーク取付け、取外しは、圧力流体をテーブル本体１に設けた複数の流体圧投入用開口部１ａから供給排出する事により行われる事は前述の通りである。
この場合、クランプ機構１５及びロータリジョイント２２のシール材のメンテナンスは、テーブル４をスピンドル３から取外すことなくテーブル４の上面側からデストリビュタ１９、ロータリシャフト２１を一方向から取外す事により、容易に行なう事ができる。
【００１７】
図４はロータリジョイント22とクランプ機構15を共にテーブル4の下面から組み込む実施例であり、図３の実施例が、クランプ機構１５、ロータリジョイント２２をテーブル４の中心穴４ａから挿入、組付け取外しをする構成であるのに対し、テーブル本体１の底面側である中心穴１０ｂから挿入、組付け取外しをする構成としたものである。
ロータリシャフト２１をテーブル本体１の中心穴10ｂから挿入し、テーブル4の中心穴4ａに流体圧の出口21ａがテーブル4の上面に在るようボルト23でテーブル4に固定すると共に、クランプ機構１５を取付けたデストリビュタ19をテーブル本体１の中心穴10ｂから挿入し、ロータリシャフト２１とでロータリジョイント２２を構成すると共に、スピンドル3の内方端面にボルト13でディスクプレート14を固定した後、位置決め用、且つ強固に取付けるためのピン28を利用しボルト20で底蓋10に固定すると共に、ボルト25でテーブル本体１の中心穴10ｂに固定する。この場合、ディスクプレート14は、クランプピストン12のクランプ面12ａと底蓋10のクランプ面1ｂの間に設けられることになり、クランプピストン12の作動により、クランプ、アンクランプが行われる。これらの作動は、図３における実施例で記載したとおりである。この場合、テーブル4、テーブル4の面上に取付けられた治具を取り外すことなくロータリジョイント２２、クランプ機構１５をテーブル本体１の底面側である中心穴１０ｂから取り外すことができるので、容易且つ短時間でシール部のメンテナンスができる。
【発明の効果】
請求項１によると、ロータリジョイントの組み込みがテーブル本体の一つの方向から組み込まれる構成になされており、メンテナンス時においてテーブル本体の一つの方向のみ分解すればメンテナンスすることができ、メンテナンスを効率よく迅速に行なうことができる。
請求項２によると、ロータリジョイントとクランプ機構がテーブル本体の一つの方向から組み込まれており、回転テーブル装置においてメンテナンスを必要とする主な部分はすべてテーブル本体の一つの方向のみ分解すれば処理でき、従来に比べて大幅に工数削減が可能となる。
請求項３によるとロータリジョイントがテーブル本体の一つの方向から組み込まれると共にクランプ機構がテーブルの半径方向におけるロータリジョイントの範囲内に配設されており、消耗品の交換部分が極めてコンパクトになされ回転テーブル装置全体を小型に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例を示すロータリジョイントをテーブルの表面側から組み込むテーブル装置の縦断面図。
【図２】本発明の第二実施例を示すロータリジョイントをテーブル本体の裏面側から組み込むテーブル装置の縦断面図。
【図３】本発明の第三実施例を示すロータリジョイントおよびクランプ機構をテーブルの表面側から組み込むテーブル装置の縦断面図。
【図４】本発明の第四実施例を示すロータリジョイントおよびクランプ機構をテーブル本体の裏面側から組み込むテーブル装置の縦断面図。
【符号の説明】
１ テーブル本体
４ テーブル
１５ クランプ機構
１９ デイストリビュタ
２１ ロータリシャフト
２２ ロータリジョイント

Claims (2)

1. 流体圧投入用開口部を有するテーブル本体と、
   該テーブル本体に回転可能に支承され中心穴を有するテーブルと、
   該テーブルの中心穴に挿入され且つ流体圧の出口を有するロータリシャフトと、
   該ロータリシャフトと前記テーブル本体との間に挿通されるデストリビュタと、
   前記テーブルの回転とを拘束するクランプ機構を備え、
   前記ロータリシャフトデストリビュタとでテーブル本体に供給された流体圧をロータリシャフトの出口に導くロータリジョイントを形成し、
   該ロータリジョイントがテーブル本体の上面または下面のどちらか一つの方向から挿入され、挿入されたロータリジョイントが同じ方向からのボルトによって固定されることにより、
   該ロータリジョイントがテーブル本体の上面または下面のどちらか一つの方向から組み込まれる構成になされていると共に
   クランプ機構がロータリジョイントに固定され、ロータリジョイントと同じ方向から組み込まれていること
   を特徴とする回転テーブル装置。
2. 前記クランプ機構がテーブルの半径方向におけるロータリジョイントの範囲内に配設されていることを特徴とする請求項１記載の回転テーブル装置。

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