JPH1177490A - 回転割出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸方向および径方向の小型化が可能であると
共に、強力なクランプ力を得ることができ、さらには低
コストである回転割出装置を提供すること。 【解決手段】 基台１と、該基台１に対して軸受３を介
して回転可能に支持された回転テーブル２と、前記基台
１に形成された軸１１と前記テーブル２に形成された前
記軸１１に対してクリアランスをもって嵌合する穴２１
との間に形成された環状空間４と、該環状空間４に挿入
されたクランプ装置としての弾性リング５と該弾性リン
グ５を押圧するピストン６とから成る回転割出装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械のターン
テーブルその他に用いられ、基台と該基台に対して軸受
を介して回転可能に支持された回転テーブルとの間に形
成された環状空間に挿入されたピストンによって弾性リ
ングを押圧することにより、所定の位置に前記回転テー
ブルをクランプする回転割出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の工作機械のターンテーブル等に用
いられる回転割出装置は、テーブルの割出しの際には基
台に対してテーブルをすべり案内させ、テーブルのクラ
ンプの際にはこの案内面に押付けてクランプするものが
あった。

【０００３】しかし、上記すべり案内では割出しの回転
速度に限界があると共に、すべり面の加工に高精度を要
するのでコスト高であり、さらに、すべり面の潤滑や摩
耗等の対策を施さなければならない。

【０００４】そこで、テーブルを基台に対して転がり軸
受で案内するものが提案されている。転がり軸受で案内
する場合、クランプ力を軸受に作用させないようなクラ
ンプ方式とすることが課題となる。このようなものの一
例として実公平８−１０５０５および実開平４−３２８
４４がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記実公平８−１０５
０５に示される回転割出装置は、図４に示されるように
転がり軸受Ｋを使用しているにも係わらず依然として摩
擦面Ｆが存在するので、高精度加工が必要であると共に
この摩擦面Ｆの潤滑や摩耗対策を必要とする。また、部
品点数が多いとともに、さらにこのクランプ機構Ｃは径
方向に延在するものであるため軸方向および径方向のい
ずれにもある程度の大きさが必要になり、特に径方向の
小型化ができないという問題があった。

【０００６】一方、実開平４−３２８４４に示される回
転割出装置は、摩擦面は無いが、このクランプ装置Ｃに
よって強力なクランプ力を得ようとすると、図５に示さ
れるように軸方向にはかなりの長さが必要となるので、
径方向の小型化は可能であっても軸方向に小型化するこ
とは出来ないという問題があった。

【０００７】そこで本発明者は、基台と該基台に対して
軸受を介して回転可能に支持された回転テーブルとの間
に形成された環状空間に挿入された弾性リングをピスト
ンによって押圧することにより、所定の位置に前記回転
テーブルをクランプする本発明の技術的思想に着眼し、
更に研究開発を重ねた結果、軸方向および径方向の小型
化が可能であると共に、強力なクランプ力を得ることが
でき、さらには低コストである回転割出装置を提供する
という目的を達成する本発明に到達した。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１に記載
の第１発明）の回転割出装置は、基台と、該基台に対し
て軸受を介して回転可能に支持された回転テーブルと、
前記基台と前記テーブルとの間に形成された環状空間
と、該環状空間に挿入された弾性リングと、該弾性リン
グを押圧するピストンと、からなるものである。

【０００９】本発明（請求項２に記載の第２発明）の回
転割出装置は、前記第１発明において、前記回転テーブ
ルにはホイールが取付られており、前記弾性リングは前
記ホイールの軸線方向の幅内に位置しているものであ
る。

【００１０】本発明（請求項３に記載の第３発明）の回
転割出装置は、前記第１発明または第２発明において、
前記弾性リングは、前記ピストンの動きによって半径方
向に拡張する部材によって構成されているものである。

【００１１】本発明（請求項４に記載の第４発明）の回
転割出装置は、前記第１発明ないし第３発明のいずれか
において、前記基台には軸が形成されており、前記テー
ブルには前記軸に対してクリアランスをもって嵌合する
穴が形成されており、前記軸と前記穴との間に形成され
る前記クリアランス内に前記弾性リングと前記ピストン
が嵌合されているものである。

【００１２】本発明（請求項５に記載の第５発明）の回
転割出装置は、前記第１発明ないし第３発明のいずれか
において、前記テーブルには軸が形成されており、前記
基台には前記軸に対してクリアランスをもって嵌合する
穴が形成されており、前記軸と前記穴との間に形成され
る前記クリアランス内に前記弾性リングと前記ピストン
が嵌合されているものである。

【００１３】本発明（請求項６に記載の第６発明）の回
転割出装置は、前記第１発明ないし第５発明のいずれか
において、前記弾性リングには、複数の環状溝が内外周
に交互に形成されているものである。

【００１４】本発明（請求項７に記載の第７発明）の回
転割出装置は、前記第１発明ないし第６発明のいずれか
において、前記弾性リングは、高弾性の金属によって構
成されているものである。

【００１５】

【発明の作用および効果】上記構成より成る第１発明の
回転割出装置は、前記ピストンが、前記基台と該基台に
対して軸受を介して回転可能に支持された前記回転テー
ブルとの間に形成された前記環状空間に挿入された前記
弾性リングを押圧することにより、前記回転テーブルを
所定の位置にクランプすることを可能にするとともに、
軸方向および径方向の小型化が可能であると共に、強力
なクランプ力を得ることができ、さらに低コストである
という効果を奏する。

【００１６】上記構成より成る第２発明の回転割出装置
は、前記テーブルの前記弾性リングの外周部分が薄肉で
あっても、前記ホイールが外周に取付けられているの
で、前記弾性リングのクランプ力によって撓むことがな
いという効果を奏する。

【００１７】上記構成より成る第３発明の回転割出装置
は、前記第１発明または第２発明において、前記ピスト
ンの動きによって、前記弾性リングを構成する前記拡張
部材が、半径方向に拡張して、前記回転テーブルを確実
に所定の位置にクランプすることを可能にするという効
果を奏する。

【００１８】上記構成より成る第４発明の回転割出装置
は、前記第１発明ないし第３発明のいずれかにおいて、
前記ピストンが、前記基台に形成された前記軸と該軸に
対してクリアランスをもって嵌合するように前記テーブ
ルに形成された前記穴との間に形成される前記クリアラ
ンス内に嵌合されている前記弾性リングを押圧すること
により、該弾性リングを変形させて前記軸と前記穴とに
当接することによって、簡単な構成によって前記回転テ
ーブルを所定の位置に確実にクランプすることを可能に
するという効果を奏する。

【００１９】上記構成より成る第５発明の回転割出装置
は、前記第１発明ないし第３発明のいずれかにおいて、
前記ピストンが、前記テーブルに形成された前記軸と該
軸に対してクリアランスをもって嵌合するように前記基
台に形成された前記穴との間に形成される前記クリアラ
ンス内に嵌合されている前記弾性リングを押圧すること
により、該弾性リングを変形させて前記軸と前記穴とに
当接することによって、簡単な構成によって前記回転テ
ーブルを所定の位置に確実にクランプすることを可能に
するという効果を奏する。

【００２０】上記構成より成る第６発明の回転割出装置
は、前記第１発明ないし第５発明のいずれかにおいて、
前記弾性リングには、複数の環状溝が内外周に交互に形
成されているので、前記ピストンによって押圧されると
該弾性リングを半径方向内外に変形させて前記軸と前記
穴とに当接することによって、簡単な構成によって前記
回転テーブルを所定の位置に確実にクランプすることを
可能にするという効果を奏する。

【００２１】上記構成より成る第７発明の回転割出装置
は、前記第１発明ないし第６発明のいずれかにおいて、
前記弾性リングが、高弾性の金属によって構成されてい
るので、該弾性リングの充分な変形量と耐久性を実現す
るという効果を奏する。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態につき、
図面を用いて説明する。

【００２３】（第１実施形態）第１実施形態の回転割出
装置は、図１に示されるように基台１と、該基台１に対
して軸受３を介して回転可能に支持された回転テーブル
２と、前記基台１に形成された軸１１と前記テーブル２
に形成された前記軸１１に対してクリアランスをもって
嵌合する穴２１との間に形成された環状空間４と、該環
状空間４に挿入されたクランプ装置としての弾性リング
５と該弾性リング５を押圧するピストン６とから成るも
のである。

【００２４】前記基台１は、図１に示されるように中央
部に上方に突出する前記軸１１を構成する一端にフラン
ジ部１１１が形成された一定の外径の中空円筒体１１０
がボルトによって固着され、該軸１１および前記基台１
内に油圧供給源（図示せず）に連絡した油圧供給通路１
２が形成され、一端が前記環状空間４に開口している。

【００２５】前記基台１には、前記回転テーブル２を回
転駆動するウォーム７１および該ウォーム７１に噛合す
るホイール７２が介挿されるウォーム介挿孔１３が穿設
され、肩部１４には前記軸受３を構成するクロスローラ
ベアリング３０を載置する段部が形成され、上方よりク
ロスローラベアリング３０の外輪３１を挾持するベアリ
ング押え１５がボルトによって固着されている。

【００２６】前記ウォーム７１は、回転指令に基づき回
転するモータ（図示せず）によって回転駆動されること
により、前記回転テーブル２を所定の位置に割り出すよ
うに構成されている。

【００２７】前記回転テーブル２は、図１に示されるよ
うに上面に工作物の固定用の複数のボルト孔が穿設され
工作物が載置される環状円盤のテーブル部２０と、該テ
ーブル部２０の下面に同軸的に配設されボルトによって
一体的に固着され、前記軸１１を構成する筒状体１１０
の外径より大きな内径の中空円筒体の段付筒状部２２と
から成る。

【００２８】前記段付き筒状部２２の下端の最も外径の
小さな小径部２３に、前記ウォーム７１に噛合するホイ
ール７２がボルトにより固着され、前記段付き筒状部２
２の上端寄りの部位２４には前記軸受３を構成するクロ
スローラベアリング３０を載置する段部が形成され、下
方より前記クロスローラベアリング３０の内輪３２を挾
持するベアリング押え２５がボルトによって固着されて
いる。

【００２９】前記環状空間４は、図１に示されるように
前記基台１に形成された前記軸１１の外周壁と前記テー
ブル２に形成された前記穴２１の内周壁との間に形成さ
れるクリアランスによって形成される。

【００３０】前記弾性リング５は、弾性スリーブとして
の機能を実現し、図１に示されるように高弾性金属の一
例として高弾性鋼によって構成され、複数の環状溝が内
外周に交互に形成されクランク状の断面形状に形成さ
れ、前記環状空間４に介挿されるので、前記ピストン６
によって押圧されると、蛇腹効果によって内径は収縮し
外径を拡大して、前記軸１１の外周壁と前記穴２１の内
周壁を精密且つ強固にクランプするように構成されてい
る。

【００３１】前記ピストン６は、図１に示されるように
矩形断面の環状部材によって構成され、前記環状空間４
に介挿され前記弾性リング５の上端に載置されるととも
に、前記環状空間４の上壁を構成する前記軸１１の前記
フランジ部１１１との間に前記油圧供給通路１２に連絡
した油室６１が形成される。

【００３２】前記環状空間４を構成する前記軸１１の外
周壁面と前記穴２１の内周壁壁面の前記ピストンが位置
する部位にオイルシールが配設され、それ以外にも前記
基台１と前記回転テーブルとの摺動部位にはオイルシー
ルが介挿されている。

【００３３】上記構成より成る第１実施形態の回転割出
装置は、回転指令に基づき前記モータが回転すると前記
ウォーム７１が回転駆動され、該ウォーム７１の回転に
より前記ホイール７２が配設された前記回転テーブル２
が前記軸の回りを回転して所定の位置に割り出される。

【００３４】このとき、前記油圧供給源から油圧が供給
され前記基台１に形成された前記油圧供給通路１２を介
して前記油室６１に油圧が供給されると、前記ピストン
６が下方に移動し、前記弾性リング５が前記ピストン６
によって押圧されるので、蛇腹効果によって内径は収縮
し外径を拡大して、前記軸１１の外周壁と前記穴２１の
内周壁を押圧してクランプする。

【００３５】上記作用を奏する第１実施形態の回転割出
装置は、前記ピストン６が、前記基台１と前記回転テー
ブル２との間に形成された前記環状空間４に挿入された
前記弾性リング５を押圧することにより、前記回転テー
ブル２を所定の位置にクランプすることを可能にすると
いう効果を奏する。

【００３６】また第１実施形態の回転割出装置は、前記
基台１の前記軸１１と該軸１１に対してクリアランスを
もって嵌合する前記回転テーブル２の前記穴２１との間
に形成された前記環状空間４内に挿入された前記弾性リ
ング５と前記ピストン６とによってクランプ機構を構成
するものであるので、半径方向の小型化を可能にすると
いう効果を奏するとともに、従来装置のような軸方向の
充分な長さが不要であるという効果を奏する。

【００３７】すなわち上述のようにクランプ機構が小さ
くできるので、基台の軸を大径化することができ、これ
を空洞とすることで、この空間にテーブル上に設けられ
る治具等へ油圧を供給するディストリビュータを設ける
ことができる。また、従来よりも軸を大径化することが
できるので、ディストリビュータを廃して、この空間を
利用して直接配管することも可能となる。

【００３８】さらに第１実施形態の回転割出装置は、前
記弾性リング５が前記ピストン６によって押圧される
と、該弾性リング５の蛇腹効果によって内径は収縮する
とともに、外径を拡大して前記軸１１の外周壁と前記穴
２１の内周壁を強固にクランプするという効果を奏す
る。

【００３９】また第１実施形態の回転割出装置は、前記
クランプ装置が、前記軸１１の外周壁と前記穴２１の内
周壁との間に形成される前記環状空間４内に挿入された
前記弾性リング５と前記ピストン６とによって構成され
るので、構成がシンプルであり、部品点数も少なく、ま
た従来装置のように高い精度の加工が要求されるすべり
面が無いので、低コストであるという効果を奏する。

【００４０】さらに第１実施形態の回転割出装置は、前
記弾性リング５が高弾性鋼によって構成されるので、長
期間に亘りクランプ性能を維持するとともに、該弾性リ
ング５自身のバネ性によりクランプ解除時に油圧の作用
が解除されると初期位置および初期形状に復元するた
め、復元用のバネ部材が不要であるという効果を奏す
る。

【００４１】また第１実施形態の回転割出装置は、前記
基台１の前記肩部１４と前記回転テーブル２の前記段付
き筒状部２２の上端寄りの部位２４との間に前記軸受３
を構成するクロスローラベアリング３０を介挿するとと
もに、前記軸１１の外周壁と前記穴２１の内周壁との間
にクランプ装置を配設するので、前記クロスローラベア
リング３０にクランプ力が作用しないため、装置の長寿
命化を実現するという効果を奏する。

【００４２】さらに第１実施形態の回転割出装置は、前
記基台１上に前記クロスローラベアリング３０によって
前記回転テーブル２を回転自在に支持することにより、
転がり軸受け支持するので、すべり摩擦面が無いため、
長寿命および高速化を実現するという効果を奏する。

【００４３】また第１実施形態の回転割出装置は、クラ
ンプ時には図１に示されるように前記基台１の軸と前記
回転テーブル２の軸とが一体化するので、前記回転テー
ブルの剛性を向上する。

【００４４】（第２実施形態）第２実施形態の回転割出
装置は、前記第１実施形態におけるスリーブとしての弾
性リング５を、図２に示されるように外周壁にテーパ面
が形成された第１のリング５１と、内周壁にテーパ面が
形成された第２のリング５２によって構成する点が、前
記第１実施形態との相違点である。

【００４５】前記第１のリング５１は、下端が前記軸１
１に係止され、その内周壁が前記軸１１の外周壁に当接
している。前記第２のシリンダ５２は前記スリットを有
し、このスリットにより拡縮可能であり、バネ６２によ
って上方に付勢され、その外周壁が前記穴２１の内周壁
に当接している。

【００４６】ピストン６は、前記第２のリング５２の上
端に当接しており、油圧供給通路１２を介して油圧が供
給されると、前記ピストン６が前記第２のリング５２を
下方に移動させることにより、前記第２のリング５２の
テーパ面の内周壁が前記テーパ面の前記第１のリング５
１の外周壁を半径方向内方に押圧するように構成されて
いる。

【００４７】上記構成より成る第２実施形態の回転割出
装置は、前記ピストン６が前記第２のリング５２を下方
に移動させることにより、前記第２のリング５２のテー
パ面の内周壁が前記テーパ面の前記第１のリング５１の
外周壁を半径方向内方に押圧して拡開するので、該第１
のリング５１の内周壁が前記軸１１を内方に押圧すると
ともに、その反力として前記第２のリング５２の外周壁
が前記穴２１を外方に押圧することにより、前記軸１１
および前記穴２１をクランプするものである。

【００４８】上記作用を奏する第２実施形態の回転割出
装置は、前記ピストン６の動きによって、前記弾性リン
グ５を構成する前記拡張部材としてのテーパ面を備えた
前記第１および第２のリングが、半径方向内外に拡張し
て、前記回転テーブル２を確実に所定の位置にクランプ
することを可能にするという効果を奏する。

【００４９】また第２実施形態の回転割出装置は、半径
方向内外に拡張する前記第１および第２のリングの前記
内周壁および外周壁全体が前記軸１１の外周壁および前
記穴２１の内周壁に当接するので、当接面積が広いの
で、前記回転テーブル２を確実に所定の位置にクランプ
することを可能にするという効果を奏する。

【００５０】上述の実施形態は、説明のために例示した
もので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記
載から当業者が認識することができる本発明の技術的思
想に反しない限り、変更および付加が可能である。

【００５１】上述の実施形態においては、矩形断面のピ
ストンを使用する例について述べたが、図３に示すよう
にピストン６の油圧を受ける受圧力面の面積と弾性リン
グ５を押圧する押圧部の面積に差をもたせた形状を採用
することにより、弾性リングを押圧する圧力を大きくす
ることが出来る。また、図３に示すように、弾性リング
５が押圧されていない状態における軸１１と弾性リング
５との隙間Ｌｉと、穴２１と弾性リング５との隙間Ｌｏ
との関係をＬｏ＞Ｌｉとし、アンクランプ時においても
低圧の油圧を供給することにより、弾性リング５を若干
押圧して弾性リング５と軸１１とを接触させておくよう
にしてもよい。このようにすれば、回転テーブル２の回
転時に弾性リングが連れ回りすることがなくなる。上述
の実施形態においては、基台に軸が、テーブルに穴が形
成される例について述べたが、この構成を逆転させ、基
台に穴を、テーブルに軸を形成する態様を採用すること
ができる。

【００５２】上述の実施形態おいては、一例としてウォ
ームとホイールにてテーブルを回転させる回転伝達機構
の例について述べたが、本発明としてはそれらに限定さ
れるものでは無く、例えばビルトインモータを採用する
ことが出来る。

【００５３】上述の実施形態おいては、一例として弾性
リングを上方よりピストンによって押圧する例について
述べたが、本発明としてはそれらに限定されるものでは
無く、例えばピストンをスリーブとしての弾性リングの
下に設け、下方より油圧を供給する態様を採用すること
が出来る。

【００５４】上述の第１実施形態おいては、一例として
弾性リング自身の復元力によりピストンを上方に移動さ
せ部品点数を減らす例について述べたが、本発明として
はそれらに限定されるものでは無く、例えば第２実施形
態に一例を示したように油圧が抜かれたとき、ピストン
を上昇させる手段（スプリング、油圧等）を設ける態様
を採用することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の回転割出装置を示す断
面図である。

【図２】本発明の第２実施形態の回転割出装置の要部を
示す部分断面図である。

【図３】本発明のピストンと弾性リングのその他の実施
形態を示す部分断面図である。

【図４】従来の第１の回転割出装置を示す断面図であ
る。

【図５】従来の第２の回転割出装置を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 基台 ２ 回転テーブル ３ 軸受 ４ 環状空間 ５ 弾性リング ６ ピストン １１ 軸 ２１ 穴

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台と、 該基台に対して軸受を介して回転可能に支持された回転
   テーブルと、 前記基台と前記テーブルとの間に形成された環状空間
   と、 該環状空間に挿入された弾性リングと、 該弾性リングを押圧するピストンと、からなることを特
   徴とする回転割出装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記回転テーブルにはホイールが取付られており、 前記弾性リングは前記ホイールの軸線方向の幅内に位置
   していることを特徴とする回転割出装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２において、 前記弾性リングは、前記ピストンの動きによって半径方
   向に拡張する部材によって構成されていることを特徴と
   する回転割出装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれかにお
   いて、 前記基台には軸が形成されており、 前記テーブルには前記軸に対してクリアランスをもって
   嵌合する穴が形成されており、 前記軸と前記穴との間に形成される前記クリアランス内
   に前記弾性リングと前記ピストンが嵌合されていること
   を特徴とする回転割出装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項３のいずれかにお
   いて、 前記テーブルには軸が形成されており、 前記基台には前記軸に対してクリアランスをもって嵌合
   する穴が形成されており、 前記軸と前記穴との間に形成される前記クリアランス内
   に前記弾性リングと前記ピストンが嵌合されていること
   を特徴とする回転割出装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項５のいずれかにお
   いて、 前記弾性リングには、複数の環状溝が内外周に交互に形
   成されていることを特徴とする回転割出装置。
7. 【請求項７】 請求項１ないし請求項６のいずれかにお
   いて、 前記弾性リングは、高弾性の金属によって構成されてい
   ることを特徴とする回転割出装置。