TWI380875B - A machining head for a work machine, and a spindle unit for use in the machining head - Google Patents

Description

工作機械用之加工用頭以及使用於該加工用頭之主軸單元

本發明涉及一種工作機械用的加工用頭，更詳細地，涉及使用於五軸加工機(同時可控制五軸的加工機)或多面加工機等的複合加工機(工作機械)的加工用頭，以及使用於此加工用頭的主軸單元。

第4圖係作為上述複合加工機的一例，表示龍門銑床(machining center[加工中心])1。這種龍門銑床1，包括：在床4上附設的左右的柱2、2；在柱2、2上朝上下方向(Z軸方向)移動的橫軌6；在橫軌6上朝左右方向(Y軸方向)水平移動的床鞍7；在床鞍7上朝Z軸方向移動的衝柱(ram)8；在床4上朝前後方向(X軸方向)移動的台5。而且，在衝柱8安裝有，包含具備安裝工具的主軸的主軸單元20以及支撐主軸單元20的支撐頭的加工用頭10被安裝。

上述龍門銑床1，在加工工件時，通過根據預先設定的程式的數值控制，使上述台5、橫軌6、床鞍7及衝柱8移動的同時，加工用頭10進行主軸單元20的角度位置(旋轉位置)的轉位。由此，在上述工作機械，對於工件的各加工面能以最佳角度進行加工，從而，可以進行複雜形狀的工件的切削加工等。

為此，上述加工用頭具備，將主軸單元20的角度位置轉位用的轉位機構。並且，作為此加工用頭中的轉位機構，其馬達定子及馬達轉子配置在支撐頭30的殼體內，公知的有，轉子係包含使與支撐主軸單元的支撐軸連接的直接驅動型的驅動馬達(以下，稱為「DD馬達」)作為驅動手段的裝置(例如，專利文獻1)。

在此專利文獻1記載的支撐頭(操作頭)係，以具有支撐包含密封架的第二支撐部(在本發明稱為「主軸單元」)的一對臂(在本發明稱為「支撐部」)的叉形狀被構成。又，在各臂內，支撐上述第二支撐部的軸(在本發明稱為「支撐軸」)係旋轉自如地被支撐的同時，將此軸旋轉驅動用的DD馬達被設置。又，根據此專利文獻1的構成，在將DD馬達作為驅動源的支撐頭中，支撐主軸單元(第二支撐部)的支撐軸(軸)以及旋轉驅動此支撐軸的DD馬達係，構成在本發明稱為的轉位機構。

而且，在專利文獻1記載的支撐頭中，藉由依據預先被程式化的數值控制上述DD馬達的驅動，上述支撐軸係藉由DD馬達被旋轉驅動，伴隨此，主軸單元係以和支撐軸的軸線一致、且和主軸的旋轉軸線正交的軸線(以下稱為「A軸」)為中心，向所定的角度位置而被旋轉轉位。

因此，在一般的上述支撐頭中，雖然在專利文獻1中未被記載，為了控制主軸單元的角度位置，有檢測上述支撐軸的角度位置(旋轉位置)的必要，將為此的旋轉檢測器等的檢測器種類附設在支撐頭內的支撐軸。又，在具有如專利文獻1記載的一對支撐部的叉形狀的支撐頭中，上述旋轉檢測器係在任何一方的支撐部內被設置。

又，在上述轉位機構或旋轉檢測器等加上，在支撐頭內，將支撐軸旋轉自如地支撐用的軸承、或保持主軸單元(支撐軸)的角度位置用的夾緊機構等被配設。又，有經由支撐部用以對於主軸單元供給加工用流體、且包含支撐軸同軸地被配置以及和支撐軸一起旋轉的旋轉構件的旋轉接頭係在支撐頭的各支撐部內被設置的情形。又，這些各構成要素係也包含上述轉位機構，對於任一支撐軸連接或可連接的狀態被配設。

又，在上述般的工作機械被利用的加工用頭中，考慮其操作性和重量等產生的影響等的情形，加工用頭(支撐頭)本身大型化係不希望的。然而，如在專利文獻1記載的支撐頭般，在兩支撐部內具備轉位機構的物件中，且將上述旋轉接頭等的各構成要素配設在各支撐部內的情形，在一方的支撐部內，在上述轉位機構以及各構成要素加上，上述檢測器種類係成為對於支撐軸被設置。因此，有關此一方的支撐部，在其A軸方向中的尺寸係成為僅比此旋轉檢測器大。又，考量支撐剛性的平衡的情形，兩支撐部的A軸方向的尺寸相同係較佳，因此，有關另一方的支撐部，必須也將其A軸方向的尺寸配合上述一方的支撐部變大。結果，關於支撐頭全體的A軸方向的尺寸變大，加工用頭係大型化。

[專利文獻1]日本專利特開2004－48135號公報

因此，本發明的課題是提供一種，在於在支撐頭內具備轉位機構和上述般的各種構成要素的工作機械用之加工用頭中，加工用頭本身不會大型化的支撐頭的內部構造，以及可適用此類的支撐頭的主軸單元。

本發明之工作機械用之加工用頭的前提是包括：主軸單元，包含安裝工具的主軸；以及支撐頭，在藉由夾持該主軸單元被相對配置的第一以及第二支撐部間、經由在各支撐部內旋轉自如地被支撐的支撐軸支撐上述主軸單元，且包含以上述支撐軸的軸線作為中心以旋轉上述主軸單元、而轉位其角度位置的轉位機構；其中上述轉位機構係，在上述第一以及第二支撐部的至少一方被設置，且包括作為其驅動裝置，在上述支撐部的殼體內，由在上述支撐軸周圍被同軸地配置的馬達轉子以及馬達定子構成的驅動馬達。

又，根據上述課題，根據本發明的加工用頭係，將和上述支撐軸同軸地被配置、用以進行對於主軸單元被供給的加工用流體的供給以及排出、且由和上述支撐軸一體地旋轉的旋轉構件以及對於上述支撐部的殼體不能旋轉地被設置而上述旋轉構件可相對旋轉地被嵌裝的軸構件被構成的旋轉接頭在上述各支撐部內具備，且具有用以將上述各支撐軸和上述主軸單元固定、且在以上述支撐軸的軸線作為中心的圓周上被配設的複數的螺絲構件。又，在上述第二支撐部內被具備的一方的旋轉接頭的上述旋轉構件和軸構件之間的滑動面的直徑係，比在上述第一支撐部內被具備的另一方的旋轉接頭的上述滑動面的直徑大。

又，有關上述各旋轉接頭係，使上述一方的旋轉接頭的上述滑動面的直徑比上述螺絲構件的配置圓的直徑大，且使上述另一方的旋轉接頭的上述滑動面的直徑比上述螺絲構件的配置圓的直徑小為較佳地。又，在本發明所稱的螺絲構件的「配置圓」係，表示螺絲構件被配置的假想圓。亦即，在根據本發明的支撐頭，對於支撐軸以及主軸單元，設定以A軸作為中心的假想圓，在此假想圓的圓周上形成螺絲孔，在此螺絲孔栓合插入螺絲構件，以進行支撐軸和主軸單元的固定，在此圓周上，螺絲構件被配設的假想圓係相當於上述的「配置圓」。又，有關後述的加工用流體用的供給排出埠的「配置圓」，也為同樣的考量方式。

又，在本發明，有關上述各支撐部，對於和此上述主軸單元相對的面，連接於在主軸單元被形成的上述加工用流體用的複數的供給排出埠、且形成於各旋轉接頭的旋轉構件的複數的流體流路係連通的複數的供給排出埠被形成，在上述第一支撐部中的複數上述供給排出埠的各個係在比上述螺絲構件的配置圓小直徑的圓周上被形成，且在上述第二支撐部中的複數上述供給排出埠的各個係在比上述螺絲構件的配置圓大直徑的圓周上被形成為較佳地。又，上述轉位機構係，僅在上述第一以及第二支撐部的任一方被設置也可。

又，上述本發明中的「供給排出埠」係，供給用埠以及排出用埠的總稱。因此，複數的供給排出埠係包含供給用埠以及排出用埠係分別為存在一個以上的情形、或至少供給用埠存在兩個以上的情形。

又，在根據本發明的上述加工用頭被使用的主軸單元係，在將上述第一以及第二支撐部相對的兩側面中的上述支撐軸的軸線作為中心的圓周上，將從上述旋轉接頭的加工用流體供給排出用的複數的供給排出埠被形成，且上述第二支撐部側的上述供給排出埠的配置圓係，比上述第一支撐部側的上述供給排出埠的配置圓大直徑作為特徵。

根據由上述本發明的工作機械用之加工用頭的話，作為在各支撐部內被配置的旋轉接頭中的第二支撐部內被配設的物件，採用較大直徑的旋轉接頭。藉此，在第二支撐部側，由於在旋轉接頭的半徑方向內側確保較大的空間，藉由在此空間內適當配設檢測器種類等的構成要素，可抑制關於第二支撐部的A軸方向的尺寸較小，可防止支撐頭的大型化。

詳而言之，旋轉接頭係，考慮其旋轉構件和軸構件之間的滑動面的滑動抵抗的情形，滑動面為作為較小直徑的物件(亦即，構成旋轉接頭的各構件係在較接近支撐軸的軸線(A軸)的位置存在)的方式為較佳地。然而，將兩支撐部內的旋轉接頭配設在半徑方向中的最靠支撐軸側的情形，不得不將上述檢測器種類等配設在A軸方向中的旋轉接頭的存在範圍的外側，伴隨於此，關於支撐部的A軸方向的尺寸變大。因此，本發明係，在上述第一支撐部側，考慮上述滑動抵抗，採用滑動面的直徑小的旋轉接頭，在第二支撐部側，採用滑動面的直徑大的旋轉接頭，在其半徑方向內側，有足夠的空間。藉此，在第二支撐部內，由於可使檢測器種類等的構成要素配設用的空間充裕，藉由在此空間適當地配置構成要素，關於第二支撐部的A軸方向的尺寸不變大，進而可防止支撐頭的大型化。

又，有關各旋轉接頭，在使第一支撐部側的旋轉接頭，其滑動面的直徑作為比上述螺絲構件的配置圓小直徑的物件，且使第二支撐部側的旋轉接頭，其滑動面的直徑作為比上述螺絲構件的配置圓大直徑的物件的情形中，藉由使在各旋轉接頭的旋轉構件被形成的流體流路連通的供給排出埠，在第一支撐部側，各供給排出埠係比上述螺絲構件的配置圓小直徑的圓周上被形成，在第二支撐部側，各供給排出埠係比上述螺絲構件的配置圓大直徑的圓周上被形成，在兩支撐部中，使旋轉接頭和上述供給排出埠被連通的流體流路(以下稱為「連通流路」)的路徑係不和上述螺絲構件的配置圓交叉，藉此，可防止根據螺絲構件的支撐軸和主軸單元的固定力的降低。

亦即，聯繫各旋轉接頭的各流體流路和對應於此的各供給排出埠的連通流路係，和上述螺絲構件的配置圓交叉而延伸的情形，藉由此連通流路，螺絲構件的配置被限制，固定用的可使用的螺絲構件的數目變少，有充足的固定力無法得到的情形。對此，根據上述構成，由於上述連通流路係和上述螺絲構件的配置圓沒有交叉，在固定用的螺絲構件的數目不受限制，可得到充分的固定力。

又，藉由將轉位機構僅配設在第一以及第二支撐部的任一方，在不具備轉位機構的支撐部內，配設旋轉檢測器的空間係容易確保，藉此，可防止支撐頭的大型化。

以下，根據附圖詳細說明本發明的實施方式。

第1~2圖所示的是本發明的一實施方式，圖示的加工用頭10係由，具有安裝工具的主軸21的主軸單元20、支撐主軸單元20的支撐頭30所構成。

如第1圖所示般，主軸單元20係為驅動馬達內裝型的主軸頭，是藉由被內裝的驅動馬達將主軸21高速旋轉驅動。詳而言之，在主軸單元20的殼體23內，主軸21被插通配置，以圍繞此主軸21的方式，驅動馬達25被內裝。驅動馬達25由被外嵌固定於主軸21的轉子25a、以及與此轉子25a的外周面相對方式被設置的定子25b所構成。主軸21係藉由在驅動馬達25的前後(圖的上下)多列配置的軸承(例如，角接觸軸承)27，而旋轉自如地被支撐。並且，若給定子25b供給激磁電流，則在與轉子25a之間發生激磁力，藉由此激磁力，轉子25a會旋轉，而主軸21係被旋轉驅動。

又，在和支撐頭30的各支撐部相對的主軸單元20的側面，進行從支撐頭30被供給的加工用流體的供給排出用的供給排出埠24係，在以主軸單元20的旋轉軸(A軸)為中心的配置圓上被形成複數個。又，作為朝此主軸單元20被供給的加工用流體係，例如，冷卻以高速旋轉的DD馬達25或主軸21等用的冷卻用油、防止朝主軸單元20(主軸21的旋轉部分)的切削粉的侵入的密封用的空氣、為了在加工時冷卻旋轉工具等的冷卻用的水等。

支撐頭30是，經由支撐軸支撐上述主軸單元20的同時，以與支撐軸的軸線一致的上述A軸為中心旋轉主軸單元20以轉位其角度位置。

此支撐頭30構成為，對於基部30c組裝第一以及第二支撐部30a、30b的叉子形狀。而且，上述主軸單元20係在此兩支撐部30a、30b之間，藉由在支撐部30a、30b的各個內部旋轉自如地支撐的支撐軸被固定而被支撐。

又，在本實施例中的支撐頭30，作為用於將主軸單元20旋轉驅動的驅動馬達的DD馬達33係為僅設置在上述第一以及第二支撐部30a、30b中的第一支撐部30a內的構成。因此，在以下，將第一支撐部中的支撐軸稱為驅動支撐軸，將第二支撐部30b中的支撐軸稱為從動支撐軸。而且，在本實施例的支撐頭30，後述的旋轉檢測器等的檢測器種類以及夾緊機構係僅被配設在與DD馬達33相反的第二支撐部30b側。

以下，詳細說明有關DD馬達33被配設的第一支撐部30a的構成。

第一支撐部30a係以殼體31a作為主體，在其殼體31a的內部組裝有，構成DD馬達33的轉子(馬達轉子)33a及定子(馬達定子)33b、支撐主軸單元20的驅動支撐軸、用於旋轉自如地支撐此驅動支撐軸的軸承(例如，交叉滾子軸承)35、及將加工用的流體供給至主軸單元20用的旋轉接頭37等。

殼體31a係為了插入DD馬達33及後述的旋轉軸等，主軸單元20側係為大開口。並且，在殼體31a內，形成有從主軸單元20相反側的側面到朝A軸方向延伸的圓筒部31a1，在此圓筒部31a1，形成有在A軸方向、旋轉接頭37被插入的貫通孔31a2。又，在殼體31a的主軸單元20相反側的側端面，形成有配置後述的流體供給用的管或朝DD馬達33供給電流用的電纜等用的凹部31a3。並且，在殼體31a的主軸單元20相反側，對於此側面安裝有側面蓋子18a，上述凹部31a3係藉由此側面蓋子18a被覆蓋(第2圖係表示取下此側面蓋子18a的狀態)。

旋轉接頭37係由作為固定於殼體31a的軸構件的分配器37a、和作為旋轉自如地嵌裝在分配器37a的圓筒部37a1的外周面的旋轉構件的軸37b而構成。

分配器37a係在被插入於殼體31a的貫通孔31a2的狀態下，在其凸緣部37a2中，藉由配設在圓周方向的多個螺絲構件而對於殼體31a被固定。而且，在分配器37a的中心形成有用於容許朝向主軸單元20的電纜等的通過的貫通孔37a4。並且，在分配器37a，為了將對於主軸單元20被供給的流體供給或排出的多個流體流路37a3係向圓周方向偏移位置而被形成(在第1圖，多個流體流路37a3係，其中只有一個被代表性地表示)，此各流體流路37a3係，與在分配器37a的主軸單元20相反側的端面被形成的供給排出埠37d連通。又，在供給排出埠37d連接有流體供給用或排出再的管12，經由此管12，對於分配器37a的加工用流體的供給或從分配器37a的加工用流體的排出被進行。

另一方面，在軸37b，形成有對應於在上述分配器37a被形成的各流體流路37a3的多個流體流路37b1(在第1圖，多個流體流路37b1係，其中只有一個被代表性地表示)。又，各流體流路37b1係，經由形成於驅動支撐軸(旋轉軸32)的連通流路32c，與連接於在主軸單元20的第一支撐部30a側的側面被形成的供給排出埠24的供給排出埠32c1連通。

而且，各流體流路37a3和與此對應的各流體流路37b1被構成為，經由形成在分配器37a和軸37b的嵌合周面的環狀溝而連通，即使軸37b旋轉時也能保持其連通狀態。因此，從供給用管12被供給的加工用流體經由供給排出埠37d、旋轉接頭37中的分配器37a、軸37b、以及供給排出埠32c而被供給到主軸單元20的供給排出埠24。而且，在使流體循環時，在主軸單元20內循環的流體係經由供給排出埠24、32c而朝旋轉接頭37被排出，而被排出至排出用管12。而且，在分配器37a和軸37b之間，在各環狀溝之間介設有密封用的密封構件，成為保持各環狀溝的液密性般。

DD馬達33係由對於殼體31a被固定配置的定子33b、以及以與定子33b的內周面相對的方式配設的轉子33a所構成。亦即，圖示的DD馬達33係作為內轉子型的馬達而被構成。然而，利用於本發明的支撐頭中的轉位機構的驅動馬達係，並不限於此類內轉子型的DD馬達，外轉子型的DD馬達也可。

定子33b係被內嵌固定在固定於殼體31a的定子套筒33c的內周面。又，轉子33a係被外嵌固定在形成於旋轉軸32的圓筒部32a的外周面，對於旋轉軸32被設置成不能相對旋轉。

旋轉軸32係對於上述旋轉接頭37的軸37b、以同心配置在其旋轉軸線上，藉由在圓周方向被配設的多個螺絲構件被組裝。而且，在此軸37b和殼體31a的圓筒部31a1之間，介設有軸承(例如，交叉滾子軸承)35。因此，軸37b以及被組裝於軸37b的旋轉軸32係，成為對於殼體31a旋轉自如地被支撐的狀態。

而且，在旋轉軸32，對於此主軸單元20側的端面32b，主軸單元20係藉由多個螺絲構件14被固定。亦即，旋轉軸32係支撐在其端面32b中的主軸單元20。因此，在第一支撐部30a側，旋轉軸32及與此一體旋轉的旋轉接頭37的軸37b係構成第一支撐部30a側的驅動支撐軸。又，將主軸單元20對於驅動支撐軸固定用的螺絲構件14係，以驅動支撐軸的旋轉軸線(A軸)作為中心而被設定的配置圓的圓周上被配設複數個，在驅動支撐軸(軸37b、旋轉軸32)以及主軸單元20被栓合插入。

接著，以下對於在與第一支撐部30a相對位置支撐主軸單元20的第二支撐部30b的構成，進行說明。

第二支撐部30b係以殼體31b為主體，在其內部組裝有，保持主軸單元20的角度位置的夾緊機構34、支撐主軸單元20的從動支撐軸、用於將此從動支撐軸旋轉自如地支撐的軸承36、及旋轉接頭38等。

殼體31b係形成有在A軸方向貫通的貫通孔31b1，在其貫通孔31b1內組裝有上述夾緊機構34、從動支撐軸、軸承36、及旋轉接頭38。而且，在殼體31b的主軸單元20的相反側的側面，與第一支撐部30a同樣地形成有凹部(省略圖示)，其係藉由側面蓋子18b而被覆蓋。

旋轉接頭38係為與第一支撐部30a側的旋轉接頭37同樣的旋轉接頭，藉由作為被固定於殼體31b的軸構件的分配器38a、以及作為在分配器38a的圓筒部38a1的外周面旋轉自如地被嵌裝的旋轉構件的軸38b所構成。

分配器38a係，在其凸緣部38a2中，藉由配設在圓周方向的多個螺絲構件而被組裝於殼體31b。而且，在分配器38a的中心，形成有在A軸方向貫通的貫通孔38a4。又，在分配器38a，在其圓周方向偏移位置，多個流體流路38a3係被形成。又，在軸38b，形成有對應於分配器38a的各流體流路38a3的多個流體流路38b1(在第1圖，多個流體流路38a3以及38b1係，其中只有一個被代表性地表示)。而且，各流體流路38a3和與此對應的各流體流路38b1被構成為，經由在分配器38a和軸38b的嵌合周面被形成的環狀溝而連通，即使軸38b旋轉時也能保持其連通狀態。又，形成於軸38b的各流體流路38b1係，經由形成於從動支撐軸(旋轉軸39)的連通流路39c，與在形成於主軸單元20的第二支撐部30b側的側面的供給排出埠24連接的供給排出埠39c1連通。

在第二支撐部30b中，對應於第一支撐部30a中的旋轉軸32的旋轉軸39係，為了收容軸承36，由軸構件39a和凸緣構件39b的兩個構件所構成。此旋轉軸39(軸構件39a及凸緣構件39b)係，被配設為其旋轉軸線與第一支撐部30a的旋轉軸32的旋轉軸線(A軸)一致的方式。

旋轉軸39的軸構件39a係，在分配器38a的貫通孔38a4內，對於分配器38a，經由軸承36而旋轉自如地被支撐，關於A軸和分配器38a以同心被配設的狀態。而且，凸緣構件39b係在其主軸單元20側中，具有和在第一支撐部30a中的旋轉軸32的端面32b平行的端面39b1。又，在此端面39b1，藉由多個螺絲構件15，主軸單元20係被固定。因此，此旋轉軸39係作為第二支撐部30b側的從動支撐軸的功能。另外，在旋轉軸39，對於其凸緣構件39b，被固定於旋轉接頭38的軸38b，軸38b也和旋轉軸39一體地旋轉。因此，此軸38b也相當於從動支撐軸的一部分。

又，將主軸單元20對於從動支撐軸固定用的螺絲構件15係，以從動支撐軸的旋轉軸線(A軸)作為中心而被設定的配置圓的圓周上被配設複數個，在從動支撐軸(旋轉軸39的凸緣構件39b)以及主軸單元20被栓合插入。又，此螺絲構件15的配置圓係，考慮和第一支撐部30a側的固定狀態的平衡，和螺絲構件14的配置圓相同直徑般被設定。

用於保持主軸單元20的旋轉位置(角度位置)的夾緊機構34係由夾緊套筒34a以及受壓構件34b所構成。受壓構件34b係為環狀的構件，對於殼體31b的貫通孔31b1被內嵌固定，在其內周面嵌裝有夾緊套筒34a的圓筒部34a2。夾緊套筒34a係，藉由被栓合插入於其凸緣部34a3的構件，對於殼體31b以及受壓構件34b被固定。因此，夾緊套筒34a以及受壓構件34b係，對於殼體31b不能旋轉。又，夾緊套筒34a係，在其圓筒部34a2中，將和旋轉軸39一體地旋轉的旋轉接頭38的軸38b，在容許其旋轉的狀態下圍繞。

並且，在夾緊套筒34a的圓筒部34a2，形成有在受壓構件34b側開口的環狀溝34a1，由此環狀溝34a1和受壓構件34b的內周面而形成壓力室。還有，在此壓力室，經由在凸緣部34a3以及受壓構件34b所形成的流體流路，從在殼體31b所形成的流體流路31b2，壓力流體(例如，壓油)被供給。又，在此夾緊機構34，藉由對於上述壓力室供給壓力流體，對應於圓筒部34a2的環狀溝34a1的薄肉部係在縮徑方向變形。其結果，對於軸38b，縮徑方向的締緊力係起作用。藉此，軸38b及組裝於此的旋轉軸39的旋轉成為被阻止的狀態(夾緊狀態)，其旋轉位置被保持。並且，藉由停止壓力流體供給至壓力室，而消除圓筒部34a2的薄肉部的變形狀態，對於軸38b的締緊力係消失而解除夾緊狀態。

還有，在圖示的支撐頭30，在第二支撐部30b內設置有，為了檢測旋轉軸39的旋轉角度(＝主軸單元20的角度位置)的旋轉檢測器41及為了限制主軸單元20的旋轉範圍的角度檢測器42的檢測器種類。

旋轉檢測器41係，由在旋轉接頭38的分配器38a的貫通孔38a4內，安裝於從貫通孔38a4的內周面在半徑方向突出的圓盤狀的支撐部的所定位置的一對檢測器頭41a、41a；以及在檢測器頭41a、41a內側相對配置而被安裝於旋轉軸39的軸構件39a的檢測環41b所構成。又，來自此旋轉檢測器41的檢測信號係，被發送到裝載有本發明的加工用頭10的工作機械的控制裝置(未圖示)，而被使用於主軸單元20的旋轉控制(數值控制)。又，本發明中的旋轉檢測器係不限於此構成的物件，其他習知的物件也可。

並且，角度檢測器42係，例如為限位開關，安裝於在分配器38a的貫通孔38a4內設置的支撐板上，與被安裝在旋轉軸39的端部的圓盤狀的構件43的周面相對般被設置。在此構件43的周面，形成有對應於容許角度範圍的牽轉具，在相對於此牽轉具的狀態下，限位開關42處於不作動的狀態。因此，藉由控制的異常等，主軸單元20旋轉在容許角度以上時，其藉由限位開關42而被檢測，其檢測信號，例如，作為非常停止信號發送到工作機械的控制裝置。

在由以上構成而成的支撐頭30，將主軸單元20以在第一以及第二支撐部30a、30b的各支撐軸夾入的狀態下，對於兩支撐軸以不能相對旋轉的方式固定支撐。並且，主軸單元20係，第一支撐部30a側的驅動支撐軸係通過藉由DD馬達33而被旋轉驅動，以支撐軸的旋轉軸線(A軸)為中心朝向希望的角度位置被旋轉驅動。

DD馬達33的驅動係，按照基於預先被設定的程式的數值控制而被進行，藉由轉子33a的旋轉控制，經由驅動支撐軸而控制主軸單元20的角度位置。因此，在圖示例，設在第一支撐部30a內的DD馬達33及連結在DD馬達33的驅動支撐軸(旋轉軸32＋軸37b)係作為為了主軸單元20的轉位機構起作用。另外，為了驅動DD馬達33的激磁電流係，藉由通過連接器16a連接在DD馬達33的電纜16而被供給。

並且，在根據本發明的上述支撐頭30，配設於各支撐部30a、30b內的旋轉接頭37、38係如圖示般，關於各分配器37a、38a和各軸37b、38b間的滑動面的直徑，第二支撐部30b側的一方係採用比第一支撐部30a側大直徑的物件。詳而言之，固定主軸單元20在支撐軸用的螺絲構件14、15的配置圓14a、15a(第2圖)的直徑間的比較的話，第一支撐部30a側的旋轉接頭37係，其分配器37a和軸37b間的滑動面的直徑比上述配置圓14a小，第二支撐部30b側的旋轉接頭38係，其分配器38a和軸38b間的滑動面的直徑比上述配置圓15a大。

如上述，對於各支撐部30a、30b，並非配置相同型態的旋轉接頭，使各旋轉接頭37、38的滑動面直徑不同，又，使第二支撐部30b側的旋轉接頭38的滑動面直徑較大，較佳的是，藉由與固定支撐軸和主軸單元20的複數螺絲構件的配置圓相比，其滑動面的直徑大，可在支撐軸被配設的旋轉接頭的半徑方向內側確保充分的空間。因此，附設於支撐軸的構成要素，特別是，將上述旋轉檢測器41等的檢測器種類配設在任一方的支撐部內時，藉由將此配置在第二支撐部30b側，不需使構成支撐部的殼體的A軸方向的尺寸變大，可將上述構成要素收容在殼體內。

又，將各旋轉接頭37、38作為上述構成的情形，在各旋轉接頭37、38中的軸37b、38b分別形成，在主軸單元20的供給排出埠24連通的複數的流體流路37b1以及38b1係，在第一支撐部30a側，各流體流路37b1被配設於比螺絲構件14的配置圓14a小直徑的圓周上，在第二支撐部30b側，各流體流路38b1被配設於比螺絲構件15的配置圓15a大直徑的圓周上。

在此情形中，上述主軸單元20的供給排出埠24以及與此連接的各支撐部30a、30b側的供給排出埠32c1、39c1係，和上述螺絲構件14、15相同般，被配設在以A軸為中心的圓周上的物件，但此供給排出埠24以及32c1、39c1的配置圓32d、39d的直徑係，在和螺絲構件14、15的配置圓14a、15a的直徑間的關係中，和上述各流體流路37b1以及38b1的配置圓相反的關係，亦即，在第一支撐部30a側，供給排出埠32c1的配置圓32d係比螺絲構件14的配置圓14a大直徑，在第二支撐部30b側，供給排出埠39c1的配置圓39d係比螺絲構件15的配置圓15a小直徑的情形，和對應於各流體流路37b1、38b1的供給排出埠32c1、39c1連通的連通流路32c、39c係，和螺絲構件14、15的配置圓14a、15a交叉而被形成。此情形，由於在連通流路32c、39c通過的位置，不可栓合插入螺絲構件14、15，根據連通流路32c、39c，螺絲構件14、15的數目被限制。

相對地，在本實施例中的支撐頭30，在各支撐部30a、30b中，供給排出埠32c1、39c1係，對於螺絲構件14、15的配置圓14a、15a，在和流體供給路37b1、38b1相同側被形成。亦即，在各支撐部30a、30b中，供給排出埠32c1、39c1的配置圓32d、39d和螺絲構件14、15的配置圓14a、15a間的直徑的大小關係為，和流體供給路37b1、38b1的配置圓和螺絲構件14、15的配置圓14a、15a間的直徑的大小關係相同般，供給排出埠32c1、39c1被形成。根據此構成的話，由於和對應於各流體流路37b1、38b1的供給排出埠32c1、39c1連通的連通流路32c、39c係，和螺絲構件14、15的配置圓14a、15a不交叉，如上述般，螺絲構件14、15的數目不被限制，在根據複數的螺絲構件14、15固定支撐軸和主軸單元20中，可得到充分的固定力。

又，在上述構成的情形中，形成於主軸單元20的供給排出埠24係，由於和形成於各支撐部30a、30b的供給排出埠32c1、39c1直接連接，形成於主軸單元20的供給排出埠24也成為被形成在和第一支撐部30a以及第二支撐部30b側不同直徑的配置圓上。亦即，在根據本發明的加工用頭10中，在被支撐於上述支撐頭30的主軸單元20，和各支撐部相對的各側面中的供給排出埠24係，第二支撐部30b側的物件係在比第一支撐部30a的物件大直徑的配置圓上被形成，又，第一支撐部30a側的供給排出埠24係，在比螺絲構件14的配置圓14a小直徑的配置圓上被形成，第二支撐部30b側的供給排出埠24係，在比螺絲構件15的配置圓15a大直徑的配置圓上被形成。

又，在根據以上說明的本發明的加工用頭中的支撐頭30，DD馬達33係僅在第一支撐部30a側被設置而構成。亦即，在支撐頭30，旋轉驅動主軸單元20用的轉位機構係，僅在兩個支撐部中的一方(第一支撐部30a)被設置而構成。根據此構成的話，在第二支撐部30b的殼體31b內，由於DD馬達不被配設，僅此部分可具有充裕的空間，不使殼體31大型化，使朝各構成要素的殼體內的配置較容易地進行。

然而，本發明並不限定於此類的構成，如第3圖所示般，在第一以及第二支撐部30a、30b的兩方具備轉位機構也可。又，在第3圖中，和第1圖中所示的構成對應的部分係賦予和第1圖相同的符號。又，在第3圖所示的例子中，在轉位機構係在第二支撐部30b側也設置的點加上，夾緊機構34係在第一支撐部30a側設置的點也和第1圖所示的例子不同。

另外，本發明不限於上述任一實施方式，在不脫離本發明的申請專利範圍的範圍內，可以進行各種變更。

1．．．工作機械

10．．．加工用頭

12．．．管

14、15．．．螺絲構件

14a、15a．．．配置圓

16．．．電纜

16a．．．連接器

18a、18b．．．側面蓋子

20．．．主軸單元

21．．．主軸

23．．．殼體

24．．．供給排出埠

25．．．DD馬達

25a．．．轉子

25b．．．定子

27．．．軸承

30．．．支撐頭

30a．．．第一支撐部

30b．．．第二支撐部

30c．．．基部

31a．．．殼體

31a1．．．圓筒部

31a2．．．貫通孔

31a3．．．凹部

31b．．．殼體

31b1．．．貫通孔

31b2．．．流路

32．．．旋轉軸

32a．．．圓筒部

32b．．．端面

32c．．．連通流路

32c1、37d．．．供給排出埠

32d．．．配置圓

33．．．DD馬達

33a．．．轉子

33b．．．定子

33c．．．定子套筒

34．．．夾緊機構

34a．．．夾緊套筒

34a1．．．溝

34a2．．．圓筒部

34a3．．．凸緣部

34b．．．受壓構件

35、36．．．軸承

37、38．．．旋轉接頭

37a、38a．．．分配器

37a1、38a1．．．圓筒部

37a2、38a2．．．凸緣部

37a3、38a3．．．流體流路

37a4、38a4．．．貫通孔

37b、38b．．．軸

37b1、38b1．．．流體流路

39．．．旋轉軸

39a．．．軸構件

39b．．．凸緣構件

39b1．．．端面

39c．．．連通流路

39c1．．．供給排出埠

39d．．．配置圓

41．．．旋轉檢測器

41a．．．檢測器頭

41b．．．檢測環

42．．．角度檢測器

43．．．構件

第1圖係表示在於本發明的加工用頭中的支撐頭的一實施例的正面部分剖面圖；第2圖係表示在於本發明的加工用頭的支撐頭的一實施例的側面圖；第3圖係表示在於本發明的加工用頭的支撐頭的另一實施例的正面部分剖面圖；以及第4圖係表示適用本發明的加工用頭的工作機械的一例的立體圖。

12．．．管

14、15．．．螺絲構件

16．．．電纜

16a．．．連接器

18a、18b．．．側面蓋子

20．．．主軸單元

21．．．主軸

23．．．殼體

24．．．供給排出埠

25．．．DD馬達

25a．．．轉子

25b．．．定子

27．．．軸承

30．．．支撐頭

30a．．．第一支撐部

30b．．．第二支撐部

30c．．．基部

31a．．．殼體

31a1．．．圓筒部

31a2．．．貫通孔

31a3．．．凹部

31b．．．殼體

31b1．．．貫通孔

31b2．．．流路

32．．．旋轉軸

32a．．．圓筒部

32b．．．端面

32c．．．連通流路

32c1、37d．．．供給排出埠

33．．．DD馬達

33a．．．轉子

33b．．．定子

33c．．．定子套筒

34．．．夾緊機構

34a．．．夾緊套筒

34a1．．．溝

34a2．．．圓筒部

34a3．．．凸緣部

34b．．．受壓構件

35、36．．．軸承

37、38．．．旋轉接頭

37a、38a．．．分配器

37a1、38a1．．．圓筒部

37a2、38a2．．．凸緣部

37a3、38a3．．．流體流路

37a4、38a4．．．貫通孔

37b、38b．．．軸

37b1、38b1．．．流體流路

39．．．旋轉軸

39a．．．軸構件

39b．．．凸緣構件

39b1．．．端面

39c．．．連通流路

39c1．．．供給排出埠

41．．．旋轉檢測器

41a．．．檢測器頭

41b．．．檢測環

42．．．角度檢測器

43．．．構件

Claims (5)

1. 一種工作機械用之加工用頭，包括：主軸單元，包含安裝工具的主軸；以及支撐頭，在藉由夾持該主軸單元被相對配置的第一以及第二支撐部間、經由在各支撐部內旋轉自如地被支撐的支撐軸支撐上述主軸單元，且具有以上述支撐軸的軸線作為中心以旋轉上述主軸單元而轉位其角度位置的轉位機構；其中上述轉位機構係，在上述第一以及第二支撐部的至少一方被設置，且包括作為此驅動裝置、在上述支撐部的殼體內、由在上述支撐軸周圍被同軸地配置的馬達轉子以及馬達定子構成的驅動馬達；在上述各支撐部內，具備：旋轉接頭，和上述支撐軸同軸地被配置，用以進行對於上述主軸單元被供給的加工用流體的供給以及排出，且由和上述支撐軸一體地旋轉的旋轉構件、以及對於上述支撐部的殼體不能旋轉地被設置而上述旋轉構件可相對旋轉地被嵌裝的軸構件所構成；更具有：複數的螺絲構件，用以將上述各支撐軸和上述主軸單元固定，且在以上述支撐軸的軸線作為中心的圓周上被配設；在上述第二支撐部內被具備的一方的旋轉接頭的上述旋轉構件和上述軸構件之間的滑動面的直徑係，比在上述第一支撐部內被具備的另一方的旋轉接頭的上述滑動面的直徑大。
2. 如申請專利範圍第1項所述之工作機械用之加工用頭，其中上述一方的旋轉接頭係，其上述滑動面的直徑比上述螺絲構件的配置圓的直徑大，而上述另一方的旋轉接頭係，其上述滑動面的直徑比上述螺絲構件的配置圓的直徑小。
3. 如申請專利範圍第2項所述之工作機械用之加工用頭，其中在上述各支撐部、和上述主軸單元相對的面，連接於在上述主軸單元被形成的上述加工用流體用的複數的供給排出埠、且形成於上述各旋轉接頭的旋轉構件的複數的流體流路係連通的複數的供給排出埠被形成，在上述第一支撐部中的複數上述供給排出埠的各個係，在比上述螺絲構件的配置圓小直徑的圓周上被形成，而在上述第二支撐部中的複數上述供給排出埠的各個係，在比上述螺絲構件的配置圓大直徑的圓周上被形成。
4. 如申請專利範圍第1、2或3項所述之工作機械用之加工用頭，其中上述轉位機構係，僅在上述第一以及第二支撐部的任一方被設置。
5. 一種使用於工作機械用之加工用頭之主軸單元，包括：主軸單元，包含安裝工具的主軸；以及支撐頭，在藉由夾持該主軸單元被相對配置的一對支撐部間、經由在各支撐部內旋轉自如地被支撐的支撐軸支撐上述主軸單元，且包含以上述支撐軸的軸線作為中心以旋轉上述主軸單元，而轉位其角度位置的轉位機構；其中在上述各支撐部，和上述支撐軸同軸地被配置、進行對於上述主軸單元被供給的加工用流體的供給以及排出用的旋轉接頭被設置，在上述主軸單元，在和上述各支撐部相對的兩側面中、以上述主軸單元的旋轉軸線作為中心的圓周上，將從上述旋轉接頭的加工用流體供給排出用的複數的供給排出埠被形成，且一方的支撐部側的上述供給排出埠的配置圓係，比另一方的支撐部側的上述供給排出埠的配置圓大直徑。