KR20090079792A - 공작기계용 회전 인덱스 장치 - Google Patents

Abstract

회전 인덱스 장치에 포함되는 로터리 조인트를 보다 작은 지름으로 하여, 로터리 조인트에 있어서의 미끄럼운동면의 면적을 작게 하는 것에 의해, 미끄럼운동 저항에 수반하는 동력 손실을 작게 하여 회전 인덱스 장치를 효율적으로 구동한다.

프레임(2)내에서 자유롭게 회전되도록 설치되어 회전구동대상(10)을 지지하는 회전축(6)과, 회전구동대상(10)에 가공용 유체를 공급하기 위한 로터리 조인트 (15,32)를 포함하고, 회전구동대상(10)으로부터 인출된 복수개의 케이블(27,43)이 회전축(6)의 축선방향으로 프레임(2)안을 삽입 관통된 상태로 배선되어 있는 공작기계용 회전 인덱스 장치(1)에 있어서, 로터리 조인트(15)의 미끄럼운동부를 구성하는 디스트리뷰터(16) 및 샤프트(21) 중, 반지름방향 바깥쪽에 위치하는 부재가 갖는 중공 원통부(17)의 바깥둘레면의 바깥쪽에 케이블(27) 중 적어도 1개를 배선한다.

Description

공작기계용 회전 인덱스 장치{ROTARY INDEXING DEVICE FOR MACHINE TOOL}

본 발명은, 회전운동하는 회전구동대상에 대해 전력이나 유체압을 공급하는 로터리 조인트(rotary joint)를 구비한 공작기계용 회전 인덱스 장치에 관한 것이다.

특허문헌 1은, 이른바 머시닝센터(machining center) 등의 공작기계에 있어서, 공구가 장착되는 스핀들을 회전구동하는 스핀들 유닛을 지지하고, 선회구동하기 위한 포크형의 구동부(A축 구동부)를 갖는 스핀들 헤드를 개시하고 있다. 상기 스핀들 헤드에서는, A축 구동부는, 슬리브(36)에 의해서 지지되어 있고, 슬리브 (36)에 부착된 DD모터의 모터 로터(70)에 의해서 C축 둘레에 회전구동된다. 이 A축 구동부 및 A축 구동부를 C축 둘레에 회전구동하는 부분(C축 구동부)은, 어느 쪽이나 그들 회전각도를 산출하여 소정의 위치에서 정지시키는 회전 인덱스 장치로서 기능한다. A축 구동부는 구동원으로서 DD모터를 구비하고 있고, 또한, 도시는 되어 있지 않지만, 스핀들 유닛도 구동 모터(스핀들 모터)를 내장하고 있다.

한편, 특허문헌 2는, 회전 인덱스 장치로서의 인덱스 테이블(회전 테이블 장치)에 관한 것으로, 그 회전 테이블 장치가 로터리 조인트를 구비하는 것을 개시하 고 있다.

이들로 대표되는 회전 인덱스 장치에 있어서, 상기 특허문헌 1에 기재된 장치와 같이, 회전구동되는 회전구동대상이, 전기적인 구동부를 갖는 경우가 많이 있다. 이 경우, 이 구동부에 대해 전력을 공급하기 위한 전력 공급용 케이블을 배선할 필요가 있다.

이 케이블은, 회전구동대상의 회전에 수반하여 상기 케이블이 장치 밖에서 휘둘리는 것을 피할 수 있도록, 회전 인덱스 장치의 프레임내에서, 회전구동대상을 지지하는 회전축의 축선을 따른 상태로 배선된다. 또한, 일반적으로는, 프레임내에서의 케이블의 비틀림 등을 억제하기 위해서, 상기 케이블을 회전축의 축선부근에서, 배선하는 것이 상식이 되어 있다. 즉, 회전 인덱스 장치에서는, 회전축의 중심에 관통구멍을 형성하여, 그 관통구멍내에 상기와 같은 케이블을 배선하는 것이 일반적이다.

그리고, 회전 인덱스 장치가 특허문헌 2에 기재와 같이 로터리 조인트를 구비하는 경우에는, 예를 들면, 그 로터리 조인트가 원통형의 디스트리뷰터 (distributor)와 디스트리뷰터에 끼워 장착된 샤프트로 구성되는 경우에 있어서, 디스트리뷰터의 중심에 관통구멍을 형성하여, 그 관통구멍내에 상기 케이블을 배선한다고 하는 구성이 일반적으로 채용되어 있다.

그러나, 그러한 구성의 경우, 상기 케이블이 굵기 및/또는 개수가 많은 경우, 로터리 조인트의 미끄럼운동 저항이 커진다고 하는 문제가 생긴다. 상세하게는, 회전 인덱스 장치의 회전축의 회전에 수반하여, 디스트리뷰터와 샤프트는, 그 끼워맞춤면이 미끄럼운동하면서 상대회전한다. 또한, 양자 사이에는, 시일부재가 개재되어 있기 때문에, 단순히 미끄럼접촉하는 경우와 비교해서 미끄럼운동 저항은 크다. 그리고, 양자 사이의 미끄럼운동 저항은 미끄럼운동면의 면적에 비례하여, 그 면적은 미끄럼운동부면의 지름에 비례하기 때문에, 미끄럼운동면의 지름이 커질수록 미끄럼운동 저항은 커진다. 상기와 같이 배선되는 케이블이 굵기 및/또는 개수가 많은 경우, 케이블을 배선하기 위한 관통구멍을 지름이 큰 것으로 하지 않을 수 없다. 그 때문에, 그것에 따라 디스트리뷰터와 샤프트와의 사이의 미끄럼운동면의 면적이 커지고, 그 결과, 양자의 상대회전에 수반하는 미끄럼운동 저항이 증대한다. 그리고, 로터리 조인트에 있어서의 디스트리뷰터와 샤프트와의 사이의 미끄럼운동 저항이 크면 그 만큼 동력 손실이 커져 버린다.

[특허문헌 1] 미국 특허 5,584,621호 명세서

[특허문헌 2] 일본 특허공개 2002-36047호 공보

따라서, 본 발명의 과제는, 전술한 회전 인덱스 장치에 포함되는 로터리 조인트를 보다 작은 지름으로 하고, 로터리 조인트에 있어서의 미끄럼운동면의 면적을 작게 하는 것에 의해, 미끄럼운동 저항에 수반하는 동력 손실을 작게 하여 회전 인덱스 장치를 효율적으로 구동할 수 있도록 하는 것이다.

상기 과제 하에, 청구항 1에 관한 발명은, 프레임(2) 내에서 자유롭게 회전 되도록 설치됨과 함께 끝단부에 설치된 회전체(3)를 사이에 두고 회전구동대상(10)을 지지하는 회전축(6)과, 상기 회전축(6)의 축선에 관하여 상기 회전축(6)과 동심적으로 설치된 로터조인트(15,32)로서 상기 회전구동대상(10)에 대해 가공용 유체를 공급하기 위한 로터리 조인트(15,32)를 포함하고, 상기 회전구동대상(10)으로부터 인출된 복수개의 케이블(27,43)이 상기 회전축(6)의 축선방향으로 삽입 관통된 상태로 배선되어 있는 공작기계용 회전 인덱스 장치(1)에 있어서, 상기 로터리 조인트(15,32)를, 상기 프레임(2)에 대해 상대회전 불가능하게 설치된 디스트리뷰터 (16,33)와, 상기 디스트리뷰터(16,33)에 대해 상대회전 가능하게 끼워 장착된 샤프트(21,38)로 구성하고, 상기 디스트리뷰터(16,33) 및 샤프트(21,38)는, 한쪽이 상기 회전체(3)의 회전 중심에 축심을 일치시켜서 배치된 축부(22,34)를 갖고, 다른쪽이 상기 축부(22,34)에 끼워 장착되는 중공 원통부(17,39)를 갖고, 상기 케이블 (27,43) 중 적어도 1개가, 상기 로터리 조인트(15,32)의 디스트리뷰터(16,33) 및 샤프트(21,38)의 상기 다른쪽에 있어서의 중공 원통부(17,39)의 바깥둘레면의 바깥쪽에서 배선되어 있다.

청구항 1에 종속되는 청구항 2에 있어서, 상기 디스트리뷰터(33) 및 샤프트 (21)의 한쪽의 상기 축부(22,34)가 속이 꽉 차게 형성되어 있고, 상기 케이블 (27,43)은, 그 전부가 상기 중공 원통부(17,39)의 바깥둘레면의 바깥쪽에서 배선되어 있다.

청구항 1에 관한 발명에 의하면, 프레임(2)내에서 자유롭게 회전되도록 설치 됨과 함께 끝단부에 설치된 회전체(3)를 사이에 두고 회전구동대상(10)을 지지하는 회전축(6)과, 회전구동대상(10)에 대해 가공용 유체를 공급하기 위한 로터리 조인트(15,32)를 포함하고, 회전구동대상(10)으로부터 인출된 복수개의 케이블(27,43)이 상기 회전축(6)의 축선방향으로 프레임(2)안을 삽입 관통하는 상태로 배선되어 있는 공작기계용 회전 인덱스 장치(1)에 있어서, 로터리 조인트(15,32)의 미끄럼운동부를 구성하는 디스트리뷰터(16,33) 및 샤프트(21,38) 중, 반지름방향 바깥쪽에 위치하는 부재가 갖는 중공 원통부(17,39)의 바깥둘레면의 바깥쪽에 상기 케이블 (27,43) 중의 적어도 1개를 배선하기 때문에, 종래 로터리 조인트 내부에 배선되고 있던 케이블의 개수를 적게, 또는 없앨 수 있다. 이것에 의해, 로터리 조인트를 보다 작은 지름으로 하고, 로터리 조인트의 디스트리뷰터와 샤프트와의 미끄럼운동면의 면적을 작게 할 수 있어, 미끄럼운동면에 생기는 미끄럼운동 저항에 수반하는 동력 손실을 작게 하여 회전 인덱스 장치를 효율적으로 구동할 수 있게 된다.

또한, 로터리 조인트의 축심부에 관통구멍을 형성하여 상기 케이블을 배선하는 경우이더라도, 복수개의 케이블의 전부를 상기 관통구멍내에서 배선하는 경우에 비해, 관통구멍의 지름을 작게 할 수 있다. 그 결과, 디스트리뷰터와 샤프트와의 사이의 미끄럼운동면의 면적을 작게 할 수 있어, 미끄럼운동 저항을 작게 하여 동력 손실을 줄일 수 있다.

청구항 2에 관한 발명에 의하면, 청구항 1의 발명에 있어서, 로터리 조인트 (15,32)의 디스트리뷰터(16,33) 및 샤프트(21,38) 중, 반지름방향 안쪽에 위치하는 부재가 갖는 축부(22,34)를 속이 꽉 차게 형성하고, 상기 케이블(27,43)은, 그 전 부가 상기 중공 원통부(17,39)의 바깥둘레면의 바깥쪽에 배선되어 있기 때문에, 로터리 조인트의 축심부에 관통구멍을 형성하여 상기 케이블을 배선하는 경우와 비교하여, 로터리 조인트(15,32)의 축부(22,34)의 지름을 큰 폭으로 작게 할 수 있어, 청구항 1의 발명의 효과를 더 높일 수 있다.

본 발명의 대상이 되는 회전 인덱스 장치에는, 이하에서 설명하는 실시예의 회전 인덱스 테이블 외, 예를 들면, 5축가공기의 스핀들 헤드에서 스핀들 유닛을 A축 둘레에 선회구동하는 부분(A축 구동부)이나, 이 A축 구동부를 공작기계의 Z축과 평행한 축선(C축) 둘레에 회전구동하는 부분(C축 구동부)도 포함된다. 즉, 회전 인덱스 장치는, 워크나 공구 등을 지지하는 회전구동대상을 회전구동하고, 회전구동대상을 소정의 회전 위치(각도 위치)로 가져오는(산출하는) 장치를 넓게 포함한 개념이다. 이하, 본 발명을 회전 인덱스 테이블에 적용한 예를 나타낸다.

[실시예 1]

도 1은, 본 발명이 적용되는 회전 인덱스 장치의 일례로서의 회전 인덱스 테이블(1)을 나타내고 있다. 회전 인덱스 테이블(1)은, 개략 설명하면, 회전체로서의 원테이블(3)을 지지하는 회전축(6)이, 베이스가 되는 프레임(2)에 자유롭게 회전되도록 부착된 장치이고, 회전 테이블 장치, 인덱스 테이블, 로터리 테이블 등이라고도 불리는 것이다.

회전 인덱스 테이블(1)에 대해 보다 자세하게 설명한다. 원테이블(3)은, 프레임(2)내에서 자유롭게 회전되도록 설치된 회전축(6)의 한쪽의 끝단부에 고정되어 있고, 프레임(2)에 고정된 베어링(8)에 의해서 프레임(2)에 대해 회전 가능하게 지지되어 있다. 회전축(6)은, 회전축(6)의 외곽을 구성하는 회전 슬리브(7)와, 회전 슬리브(7)에 나사에 의해 고정되어 회전 슬리브(7)와 함께 베어링(8)의 내륜을 끼워 넣는 베어링 누름부(9)와, 후술의 로터리 조인트(15)의 샤프트(21)로 구성되어 있다. 원테이블(3)은, 베어링 누름부(9)에 나사에 의해 고정되어 있고, 이것에 의해 원테이블(3)은 회전축(6)과 일체로 회전한다. 한편, 본 예에서는, 회전체로서의 원테이블(3)은, 회전축(6)과 별개로 형성되어 있지만, 회전체는, 회전축(6)과 일체적으로 형성된 부분이더라도 좋다.

또한, 원테이블(3)에는 배선 등에 이용되는 관통구멍(4)이 형성되어 있고, 그 관통구멍(4)의 안둘레면은, 그 일부{후술의 로터리 조인트(15)측}가 반지름방향 안쪽으로 돌출하여 단부(5)가 형성되어 있다. 단부(5)는, 회전축(6)의 축선방향의 로터리 조인트(15)측으로도 돌출하고 있고, 베어링 누름부(9)에 대해, 소위 인로우식으로 끼워 넣어져 있다. 게다가, 원테이블(3)은, 그 바깥둘레면이 프레임(2)에 고정된 클램프 슬리브(48)의 안둘레면에 끼워 넣어져 있다. 이, 클램프 슬리브 (48)는, 유압에 의해 지름이 수축하고, 원테이블(3)을 회전 불가능하게 클램프하는 것이다.

한편, 원테이블(3)상에는, 회전구동대상(10)으로서, 예를 들면 치구장치(워크를 유지하는 장치)가 탑재되어 있다. 또한, 회전구동대상(10)으로서는 치구장치 외, 회전 인덱스 테이블(1)의 사용 형태에 의해 여러 가지 것을 생각할 수 있다. 예를 들면, 회전 인덱스 테이블(1)의 원테이블(3)상에 또 다른 회전 인덱스 테이블 이 탑재되는 경우가 있고, 이 경우는, 원테이블(3)상의 다른 회전 인덱스 테이블이 회전구동대상(10)이 된다.

또한, 회전 인덱스 테이블(1)은, 회전축(6)의 구동수단으로서 기어 등의 구동전달기구를 사이에 두지 않고 회전축(6)을 직접적으로 구동하는 DD모터(11){다이렉트(직접 구동형) 구동모터}를 내장하고 있다. DD모터(11)는, 모터 로터(12)와, 모터 스테이터(13)를 갖고 있고, 모터 로터(12)는 회전축(6)의 회전 슬리브(7)에 고정되고, 모터 스테이터(13)는 프레임(2)에 고정된 스테이터 슬리브(14)에 회전 불가능하게 끼워 넣어져 있다. 한편, 본 예에서는, 회전축(6)의 구동수단으로서 DD모터를 채용하고 있지만, DD모터를 대신하여, 예를 들면 회전축(6)에 고정된 웜 휠을, 구동모터에 연결한 웜에 의해 구동하는 웜 기어 기구를 채용하더라도 좋다.

다음에, 회전 인덱스 테이블(1)에 내장되어 있는 로터리 조인트(15)에 대해 설명한다. 로터리 조인트(15)는, 개략 설명하면, 회전하는 회전구동대상(10)에 대해, 회전 인덱스 테이블(1)의 본체측으로부터 가공용 유체를 공급하기 위한 것으로, 회전하지 않는 쪽의 부재, 즉 프레임(2)에 고정되는 디스트리뷰터(16)와, 회전측의 부재, 즉 원테이블(3) 및 회전축(6)과 함께 회전하는 샤프트(21)로 이루어진다. 여기에 말하는, 가공용 유체로서는, 예를 들면, 회전구동대상(10)이 전술한 치구장치인 경우에는, 워크를 클램프하는 클램프 장치용 작동 유체이다. 또한, 회전 인덱스 장치가 전술한 스핀들 헤드의 경우에는, 스핀들 유닛에 공급되는 냉각용 쿨란트액이나 물, 가공시에 발생하는 잘린 가루 등을 제거하기 위한 에어 등을 들 수 있다.

로터리 조인트(15)에 대해 상세히 서술하면, 로터리 조인트(15)는, 회전축 (6)의 축선에 관하여 동심적으로 설치되어 있고, 프레임(2)에 대해 상대회전 불가능하게 설치되어, 장치 외부로부터 가공용 유체의 공급을 받는 디스트리뷰터(16)와, 디스트리뷰터(16)에 대해 상대회전 가능하게 끼워 장착되어, 디스트리뷰터(16)로부터 가공용 유체의 공급을 받는 샤프트(21)로 이루어진다. 한편, 일반적으로, 디스트리뷰터와 샤프트와의 반지름방향의 위치관계는, 디스트리뷰터의 안쪽에 샤프트를 통과시키는 경우와, 디스트리뷰터의 바깥쪽에 샤프트를 끼우는 경우의 2가지를 생각할 수 있지만, 여기에서는, 디스트리뷰터의 안쪽에 샤프트를 통과시키는 경우를 설명하고, 후술의 실시예 2(도 3)에 있어서 디스트리뷰터의 바깥쪽에 샤프트를 끼우는 경우를 설명한다.

디스트리뷰터(16)는, 샤프트(21)의 축부(22)(후술)에 끼워 장착되는 중공 원통부(17)와, 프레임(2)에 고정되어, 중공 원통부(17)와 일체적으로 형성된 플랜지부(18)를 가지고 있다. 중공 원통부(17) 및 플랜지부(18)의 내부에는, 회전 인덱스 테이블(1)의 장치 외부로부터 가공용 유체의 공급을 받는 유체 유로(19)가 원둘레방향으로 위치를 조금 옮겨서 복수 형성되어 있고, 유체 유로(19)는, 중공 원통부(17)의 안둘레면에 형성된 복수의 고리형상 홈(20)에 통하고 있다.

한편, 샤프트(21)는, 원테이블(3)의 회전 중심에 축심을 일치시켜서 배치되어, 디스트리뷰터(16)의 중공 원통부(17)와 끼워맞춤하는 축부(22)와, 원테이블(3) 및 베어링 누름부(9)에 고정되는 플랜지부(23)를 가지고 있다. 축부(22)의 바깥둘레면에는, 디스트리뷰터(16)의 중공 원통부(17)의 고리형상 홈(20)에 대응하는 위 치에서, 복수의 고리형상 홈(24)이 형성되어 있고, 복수의 고리형상 홈(24)은 각각 축부(22) 및 플랜지부(23)의 내부에 원둘레방향으로 위치를 조금 옮겨서 복수 형성된 유체 유로(25)에 통하고 있다. 한편, 전술한 바와 같이, 샤프트(21)는, 플랜지부(23)에 의해서 원테이블(3) 및 회전축(6)의 일부인 회전 슬리브(7)에 고정되어, 원테이블(3) 및 회전 슬리브(7)와 일체적으로 회전한다. 따라서, 샤프트(21)는, 로터리 조인트(15)의 일부인 동시에, 회전축(6)의 일부에도 상당한다.

이상과 같은 구성의 로터리 조인트(15)에 의해, 회전축(6), 즉 샤프트(21)가 회전해도, 디스트리뷰터(16)측의 유체 유로(19)와, 샤프트(21)측의 유체 유로(25) 가 연결된 상태가 유지되어, 장치 외부로부터 공급되는 가공용 유체는, 유체 유로 (19), 유체 유로(25) 및 원테이블(3) 내부에 형성된 유체 유로(26)를 통하여 회전구동대상(10)에 공급된다.

한편, 회전구동대상(10)으로부터는, 회전구동대상(10)에 대해 전력을 공급하는 전력 공급용 복수개의 케이블(27)이 인출되어 있다. 이 케이블(27)의 구체적인 예로서는, 회전구동대상(10)이 전기적인 구동부를 갖는 경우, 예를 들면, 전술한 회전 인덱스 테이블(1)의 원테이블(3)상에 또 다른 회전 인덱스 테이블이 탑재되는 경우에는, 다른 회전 인덱스 테이블의 구동 모터 등에 전력을 공급하기 위한 전력 공급 케이블(동력 케이블)이다. 그 외에도, 회전구동대상(10)에 구비된 센서(회전 검출기 등)에 연결된 신호선 등도 포함된다.

회전구동대상(10)으로부터 인출된 케이블(27)은, 원테이블(3)측으로부터 관통구멍(4)내를 통과하여 회전 인덱스 테이블(1)내에 끌어넣어져, 회전 인덱스 테이 블(1) 내부의 각 부재에 형성된 잘린부분(28,29,30)을 통과시키도록 배선되고, 회전축(6)의 축선방향으로 삽입 관통되어 회전 인덱스 테이블(1) 내부를 관통하며, 디스트리뷰터(16)의 플랜지부(18)의 축선방향에 관하여 원테이블(3) 반대쪽 끝단면에 설치된 케이블 가이드(31)에 의해 유지되고, 또한 그 맨앞에서 공작기계측의 도시하지 않는 전원회로에 향하여 배선된다. 한편, 회전구동대상(10), 원테이블(3) 및 회전축(6)의 회전에 수반하여, 케이블(27)은 프레임(2)내에서 비틀리게 되지만, 워크의 가공에 있어서 원테이블(3)을 동일 방향으로 1회전 이상 회전시키는 것은 적기 때문에, 케이블(27)을 프레임(2)내에서 어느 정도의 여유 있는 길이로 배선하면, 케이블(27)의 비틀림은 특별히 문제가 되지 않는다.

잘린부분(28,29,30)은, 각각 원테이블(3)의 단부(5), 샤프트(21)의 플랜지부 (23), 디스트리뷰터(16)의 플랜지부(18)에 형성되어 있다. 이들 잘린부분(28,29, 30)은, 상기 부재의 원둘레방향의 소정의 범위{원테이블(3)의 회전에 수반하는 케이블(27)의 운동을 허용할 수 있는 정도의 범위}에 걸쳐 부채형으로 형성되어 있다 (도 2).

이와 같이, 원테이블(3)의 단부(5), 샤프트(21)의 플랜지부(23), 디스트리뷰터(16)의 플랜지부(18)에 케이블(27)을 통과시키는 잘린부분(28,29,30)을 형성한 것에 의해, 로터리 조인트(15){플랜지부(18), 플랜지부(23)를 제외한다}의 바깥쪽에 케이블(27)을 통과시키는 것이 가능해진다.

도 2에 있어서, 12개의 케이블(27)의 전부가, 로터리 조인트(15)의 본체 바깥쪽 즉, 본 예에서는 디스트리뷰터(16)의 중공 원통부(17)의 바깥둘레면 바깥쪽에 배선되어 있다. 이것에 의해, 로터리 조인트의 축부에 관통구멍을 형성하여 케이블을 배선하는 경우와 비교하여, 로터리 조인트의 지름을 작게 할 수 있다. 그 결과, 디스트리뷰터와 샤프트와의 사이의 미끄럼운동면의 면적을 작게 할 수 있어, 미끄럼운동 저항을 작게 하여 동력 손실을 줄일 수 있다.

한편, 본 예에서는, 본 발명의 효과를 최대한으로 발휘시키기 위해서, 샤프트(21)의 축부(22)를 속이 꽉 찬 막대형상으로 형성하여 로터리 조인트의 지름을 극력 작게 하고, 로터리 조인트 본체 내부에 케이블을 통과시키지 않고, 복수개의 케이블의 전부를 로터리 조인트 본체의 바깥쪽에 배선하는 것으로 했지만, 샤프트 (21)의 축부(22)에 관통구멍을 형성하고, 복수의 케이블 중 1개 또는 몇개를 상기 관통구멍내에서, 배선하는 경우이더라도, 복수개의 케이블의 전부를 상기 관통구멍내에서 배선하는 경우에 비해, 관통구멍의 지름을 작게 할 수 있다. 그 결과, 디스트리뷰터와 샤프트와의 사이의 미끄럼운동면의 면적을 작게 할 수 있어, 미끄럼운동 저항을 작게 하여 동력 손실을 줄일 수 있다.

[실시예 2]

도 3은, 로터리 조인트의 디스트리뷰터와 샤프트와의 반지름방향의 위치 관계가 실시예 1과는 반대의 예를 나타내고 있다. 즉, 본 예에 있어서, 로터리 조인트(32)는, 디스트리뷰터(33)의 바깥쪽에 샤프트(38)가 끼워 넣어져 있는 구성이다.

로터리 조인트(32)는, 회전축(6)의 축선에 관하여 동심적으로 설치되어 있고, 프레임(2)에 대해 상대회전 불가능하게 설치되어 장치 외부로부터 가공용 유체의 공급을 받는 디스트리뷰터(33)와, 디스트리뷰터(33)에 대해 상대회전 가능하게 끼워 장착되어 디스트리뷰터(33)로부터 가공용 유체의 공급을 받는 샤프트(38)로 이루어진다.

디스트리뷰터(33)는, 샤프트(38)의 중공 원통부(39)(후술)에 끼워 장착되는 축부(34)와, 축부(34)와 일체적으로 형성되어 회전멈춤(44)에 의해서 프레임(2)에 대해 상대회전 불가능하게 설치된 플랜지부(35)를 가지고 있다. 축부(34) 및 플랜지부(35)의 내부에는, 인덱스 테이블(1)의 장치 외부로부터 가공용 유체의 공급을 받는 유체 유로(36)가 원둘레방향으로 위치를 조금 옮겨서 복수 형성되어 있고, 각각의 유체 유로(36)는, 축부(34)의 바깥둘레면에 형성된 복수의 고리형상 홈(37)에 통하고 있다.

한편, 샤프트(38)는, 원테이블(3)의 회전 중심에 축심을 일치시켜서 배치되어, 디스트리뷰터(33)의 축부(34)와 끼워 맞춤하는 중공 원통부(39)와, 중공 원통부(39)와 일체적으로 형성되어 원테이블(3) 및 베어링 누름부(9)에 고정되는 플랜지부(40)를 가지고 있다. 중공 원통부(39)의 안둘레면에는, 디스트리뷰터(33)의 축부(34)의 고리형상 홈(37)에 대응하는 위치에서, 복수의 고리형상 홈(41)이 형성되어 있고, 복수의 고리형상 홈(41)은 각각 중공 원통부(39) 및 플랜지부(40)의 내부에 원둘레방향으로 위치를 조금 옮겨서 복수 형성된 유체 유로(42)에 통하고 있다.

실시예 1과 같이, 회전구동대상(10)으로부터는, 회전구동대상(10)에 대해 전력을 공급하는 전력 공급용 복수개의 케이블(43)이 인출되어 있다. 케이블(43)은, 원테이블(3)측으로부터 관통구멍(4)내를 통과하여 회전 인덱스 테이블(1)내에 끌어 넣어져, 테이블(3)의 단부(5) 및 샤프트(38)의 플랜지부(40)에 형성된 잘린부분 (45,46)을 통과하도록 배선되어, 회전축(6)의 축선방향으로 삽입 관통되어 회전 인덱스 테이블(1) 내부를 관통하며, 로터리 조인트(32)를 둘러싸는 회전 슬리브(7) {원테이블(3)에 고정}의 안둘레면의 원테이블 반대쪽 끝단부에서 반지름방향 안쪽으로 돌출시켜서 형성한 케이블 가이드(47)에 의해 유지되고, 또한 그 맨앞에서 공작기계의 도시하지 않는 전원회로로 향하여 배선된다. 케이블 가이드(47)가 형성된 회전 슬리브(7)는, 회전축(6){샤프트(38)} 및 원테이블(3)과 일체로 회전하고, 회전 슬리브(7)에 케이블 가이드(47)에 의해 유지된 케이블(43)도 프레임(2)내에서 회전축(6) 등과 함께 회전하기 때문에, 프레임(2)내에서 케이블(43)이 비틀리는 일은 없다. 따라서, 본 예에서는, 잘린부분(45,46)의 형성에 있어서 케이블(43)의 운동을 고려할 필요는 없다{케이블(43)을 통과시킬 수 있을 만큼의 공간이 있으면 충분하다}.

도 4는, 본 발명이 적용 가능한 스핀들 헤드의 개요도이다. 스핀들 헤드란, 5축 가공기 등의 공작기계에 이용되며, 공구가 장착되는 스핀들을 회전구동하는 스핀들 유닛을 지지하여 선회구동하는 장치를 말한다. 여기에 나타내는 스핀들 헤드는, 5축가공기에 탑재된 경우에 있어서, 스핀들 헤드 전체가 공작기계의 XYZ 방향으로 이동하는 것에 더하여, 스핀들 헤드에 지지된 스핀들 유닛이 XY평면과 평행한 축(A축) 둘레 및 Z축과 평행한 축(C축) 둘레에 회전운동한다. C축 구동부에 의해서 회전구동되는 A축 구동부 및 스핀들 유닛에는, 구동 모터, 유체압 클램프 등이 내장되어 있고, C축 구동부 및 A축 구동부에는, 구동 모터 등에 전력을 공급하는 케이블이 삽입 관통됨과 함께, 가공용 유체를 공급하기 위한 로터리 조인트가 내장되어 있다.

지금, A축 구동부에 주목하면, 본 발명에 말하는 회전체는, 스핀들 유닛을 지지하는 지지축(회전축)에 설치되어, 스핀들 유닛이 부착되는 조인트 부분이고, 회전구동대상은, 스핀들 유닛이다. 또한, C축 구동부에 주목하면, 본 발명에 말하는 회전체는, A축 구동부가 부착되는 조인트 부분이고, 회전구동대상은, A축 구동부가 된다.

이와 같이, 본 발명은 실시예 1, 2의 회전 인덱스 테이블에 한정하지 않고, 도 4에 나타내는 스핀들 유닛을 선회구동하기 위한 스핀들 헤드에도 적용 가능하다. 한편, 이 스핀들 헤드로서는, 도 4에 나타내는 포크형(스핀들 유닛을 양측에서 지지)에 한정하지 않고, 일본 특허공개 평3-178709호에 기재된 바와 같은 스핀들 유닛을 외팔보 지지하는 것이라도 좋다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명은, 회전 대상을 회전구동하고, 또한 회전 중의 회전 대상에 대해 유체, 전력을 공급하는 로터리 조인트를 구비한 장치에 넓게 응용할 수 있다.

도 1은 회전 인덱스 테이블(1)의 단면도이다.

도 2는 회전 인덱스 테이블(1)의 평면도이다.

도 3은 회전 인덱스 테이블(1)의 단면도이다.-

도 4는 5축 가공기의 스핀들 헤드의 개요도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 공작기계용 회전 인덱스 장치로서의 회전 인덱스 테이블

2 : 프레임 3 : 회전체로서의 원테이블

4 : 관통구멍 5 : 단부

6 : 회전축 7 : 회전 슬리브

8 : 베어링 9 : 베어링 누름부

10 : 회전구동대상 11 : DD모터

12 : 모터 로터 13 : 모터 스테이터

14 : 스테이터 슬리브 15 : 로터리 조인트

16 : 디스트리뷰터 17 : 중공 원통부

18 : 플랜지부 19 : 유체 유로

20 : 고리형상 홈 21 : 샤프트

22 : 축부 23 : 플랜지부

24 : 고리형상 홈 25 : 유체 유로

26 : 유체 유로 27 : 케이블

28 : 잘린부분 29 : 잘린부분

30 : 잘린부분 31 : 케이블 가이드

32 : 로터리 조인트 33 : 디스트리뷰터

34 : 축부 35 : 플랜지부

36 : 유체 유로 37 : 고리형상 홈

38 : 샤프트 39 : 중공 원통부

40 : 플랜지부 41 : 고리형상 홈

42 : 유체 유로 43 : 케이블

44 : 회전멈춤 45 : 잘린부분

46 : 잘린부분 47 : 케이블 가이드

48 : 클램프 슬리브

Claims (2)

1. 프레임(2)내에서 자유롭게 회전되도록 설치됨과 함께 끝단부에 설치된 회전체(3)를 사이에 두고 회전구동대상(10)을 지지하는 회전축(6)과, 상기 회전축(6)의 축선에 관하여 상기 회전축(6)과 동심적으로 설치된 로터리 조인트(15,32)로서 상기 회전구동대상(10)에 대해 가공용 유체를 공급하기 위한 로터리 조인트(15,32)를 포함하고, 상기 회전구동대상(10)으로부터 인출된 복수개의 케이블(27,43)이 상기 회전축(6)의 축선방향으로 삽입 관통된 상태로 배선되어 있는 공작기계용 회전 인덱스 장치(1)에 있어서,

   상기 로터리 조인트(15,32)는, 상기 프레임(2)에 대해서 상대회전 불가능하게 설치된 디스트리뷰터(16,33)와, 상기 디스트리뷰터(16,33)에 대해서 상대회전 가능하게 끼워 장착된 샤프트(21,38)로 이루어지고, 상기 디스트리뷰터(16,33) 및 샤프트(21,38)는, 한쪽이 상기 회전체(3)의 회전 중심에 축심을 일치시켜서 배치된 축부(22,34)를 갖고, 다른쪽이 상기 축부(22,34)에 끼워 장착되는 중공 원통부(17,39)를 갖고,

   상기 케이블(27,43) 중 적어도 1개가, 상기 로터리 조인트(15,32)의 디스트리뷰터(16,33) 및 샤프트(21,38)의 상기 다른쪽에서의 중공 원통부(17,39)의 바깥둘레면의 바깥쪽에서 배선되어 있는 것을 특징으로 하는 공작기계용 회전 인덱스 장치(1).
2. 제 1 항에 있어서, 상기 디스트리뷰터(16,33) 및 샤프트(21,38)의 한쪽의 상기 축부(22,34)가 속이 꽉 차게 형성되어 있고, 상기 케이블(27,43)은, 그 전부가 상기 중공 원통부(17,39)의 바깥둘레면의 바깥쪽에서 배선되어 있는 것을 특징으로 하는 공작기계용 회전 인덱스 장치(1).

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