TWI436850B - Rotary impedance devices for spindle drives in work machines - Google Patents

Description

工作機械中主軸驅動裝置之旋轉阻抗裝置

本發明係，有關於將對於框架本體可旋轉地被支持的主軸、以及被固定於此主軸的端部的旋轉驅動對象構件藉由驅動裝置旋轉驅動的工作機械中的主軸驅動裝置。

作為關於上述的工作機械中主軸驅動裝置的習知技術的一個，有在專利文獻1被記載的裝置。此專利文獻1的工作機械中的主軸驅動裝置係為旋轉分度台(table)裝置，作為主軸的驅動手段，不經由齒輪等的驅動傳達手段而旋轉驅動主軸的直接驅動型的馬達(所謂DD馬達)被利用。

在上述專利文獻1的旋轉分度台裝置中，藉由作動流體的導入、切換台的挾持狀態/釋放狀態。活塞係，藉由螺旋彈簧、經常被偏壓至制動(brake)板側，在作動流體的導入停止的情形，藉由與制動板抵接摩擦，停止台的旋轉。在上述裝置中，在將台旋轉的情形，將挾持裝置作為作動狀態，將活塞對抗線圈彈簧的偏壓力而被移動，作為釋放狀態。

在此類的一般主軸驅動裝置中，在使台旋轉的情形中，多將挾持裝置作為釋放狀態，即使在一邊連續地旋轉工件而完成加工的情形，也當然將挾持裝置作為釋放狀態而進行完成加工。

又，主軸驅動裝置的旋轉狀態係，承受來自加工工件的刀具的負荷變動的影響。即使在一定的加工條件之下，來自加工工件的刀具的負荷也經常變動。

作為主軸的驅動手段、DD馬達被利用的情形，DD馬達的控制係，基於來自主軸驅動裝置的旋轉檢測器的旋轉角度(旋轉量)的反饋，一邊將藉由來自上述刀具的負荷變動產生的主軸驅動裝置的旋轉角度(旋轉量)的偏差補正而進行。根據控制的DD馬達的旋轉係無法充分追隨上述偏差，DD馬達的旋轉不一定一樣而伴隨脈動。

又，作為主軸的驅動手段、在包含根據齒輪的減速裝置和馬達的情形，藉由來自上述刀具的負荷變動、在齒輪的齒隙的範圍內、在主軸的旋轉狀態伴隨脈動。

結果，在主軸驅動裝置的旋轉狀態、脈動產生，工件的完成加工面的面粗度劣化。

又，將挾持裝置作為釋放狀態的情形，主軸驅動裝置的主軸的剛性主要係依附於軸承的剛性。因為軸承的剛性係大大地依附於軸承的授予壓力，所以在主軸的剛性為必要的情形方面，增大軸承的授予壓力的話也可，但為了忍耐大的授予壓力，必須使軸承本身變大。

然而，增大軸承的話，由於振動精度降低，伴隨於此，分度精度降低，結果，加工精度降低。又，由於軸承係直徑越大越貴，裝置的製造成本變高。

[專利文獻1]日本特開2006-95668號公報

因此，本發明的課題係，在工作機械中的主軸驅動裝置中，在主軸驅動裝置一邊連續地旋轉工件而完成加工的情形、以抑制主軸驅動裝置的旋轉狀態的脈動及不增大軸承的方式提高主軸的剛性。

基於上述課題，本發明係，為由包含對於框架本體(2)可旋轉地被支持的主軸(4)以及被固定於上述主軸(4)的端部的旋轉驅動對象構件的旋轉體(65)、以及旋轉驅動上述旋轉體(65)的驅動裝置(6)所構成的工作機械中的主軸驅動裝置之旋轉阻抗裝置，其具備制動裝置(10)，其包括：制動構件，被設置於上述框架本體(2)或上述旋轉體(65)，且包括可彈性變形的制動部；按壓力賦予裝置(66)，藉由作動流體，朝上述制動構件賦予按壓力；以及制動面(32)，被設置於上述框架本體(2)側；其中制動裝置(10)藉由上述制動部承受上述按壓力而撓曲，上述制動面(32)以及與上述制動面(32)相對的上述旋轉體(65)側的滑動面(33)成為相互按壓的狀態，對於上述旋轉體(65)、賦予容許其旋轉的旋轉阻抗；在上述制動面(32)或上述滑動面(33)的至少一方，固著低摩擦係數構件(60)。

又，在此所謂的低摩擦係數構件(60)係，為比上述制動面(32)和上述滑動面(33)的材料的摩擦係數低的構件。鋼或鑄鐵通常係多作為上述制動面(32)和上述滑動面(33)的材料而被利用。因此，低摩擦係數構件(60)係，摩擦係數比鋼或鑄鐵低的構件。又，在上述所稱的”容許旋轉的旋轉阻抗”係，在依據被設定在工作機械的控制裝置的數值控制程式、控制驅動裝置(6)的驅動的情形中，維持對應於控制的旋轉狀態(角度位置、速度等)、旋轉體可旋轉般的旋轉阻抗。

又，上述主軸驅動裝置係，為包含作為加工對象的工件被搭載的上述旋轉驅動對象構件的圓台(5)的旋轉分度台裝置(1)、將包含上述主軸(4)及上述圓台(5)的上述旋轉體(65)旋轉驅動而在將上述圓台(5)設定的旋轉角度分度的工作機械用的旋轉分度台裝置(1)，上述旋轉分度台裝置(1)係，具備保持上述旋轉體(65)的上述被設定的旋轉角度的挾持裝置(62)，上述挾持裝置(62)係作為上述制動裝置(10)而被兼用，上述按壓力賦予裝置(66)係，將上述旋轉阻抗容許上述旋轉體(65)的旋轉的第一按壓力以及上述旋轉阻抗不容許上述旋轉體(65)的旋轉而保持上述被設定的旋轉角度的第二按壓力選擇地賦予至上述制動構件也可。

又，本發明的旋轉阻抗裝置係，上述低摩擦係數構件(60)係，在上述制動面(32)或上述滑動面(33)的至少一方中，僅在藉由上述旋轉阻抗容許上述旋轉體的旋轉的按壓力、上述制動面(32)和上述滑動面(33)抵接的部分被固著也可。又，上述低摩擦係數構件(60)係，由樹脂製的襯墊軸承(liner bearing)材料所形成也可。

又，將上述制動裝置(10)被安裝於上述框架本體(2)和上述旋轉體(65)之間、包含作為對於上述框架本體(2)不能相對旋轉地被設置的上述制動構件的環狀的制動套筒(31)，上述制動套筒(31)係，具有為了形成上述作動流體被供給的流體壓室(36)的環狀的溝(30)、及作為被形成在對應於上述溝(30)的部分而與上述滑動面(33)相對的可彈性變形的制動部的薄肉部(35)，藉由上述按壓力賦予裝置(66)朝上述流體壓室(36)內供給上述作動流體，藉由上述作動流體的壓力，上述薄肉部(35)朝上述滑動面(33)側在半徑方向彈性變形、上述薄肉部(35)與上述滑動面(33)相對的面作為上述制動面(32)、按壓上述滑動面(33)也可。

又，上述制動裝置(10)包括：流體壓室(49)，在上述旋轉體(65)周圍，被形成於上述框架本體(2)；可彈性變形的滑動盤(43)，作為對於上述旋轉體(65)不能相對旋轉地被設置的上述制動構件；活塞(44)，在上述流體壓室(49)和上述滑動盤(43)之間，朝上述旋轉體(65)的軸線方向可移動地被設置；以及制動面(48)，與上述滑動盤(43)相對，被形成於上述活塞(44)的相反側的上述框架本體(2)側；其中藉由上述按壓力賦予裝置(66)朝上述流體壓室(49)內供給上述作動流體，藉由上述作動流體的壓力、上述活塞(44)朝上述軸線方向移動而按壓上述滑動盤(43)的上述活塞(44)側的滑動面(55)，上述滑動盤(43)係，藉由上述活塞(44)的按壓而彈性變形、將上述滑動盤(43)中的上述制動面(48)側的滑動面(55)按壓至上述制動面(48)也可。

根據本發明的旋轉阻抗裝置(61)的話，由於具備對於上述旋轉體(65)、賦予容許其旋轉的旋轉阻抗的制動裝置(10)，在藉由主軸驅動裝置一邊連續地旋轉工件而完成加工的情形，主軸驅動裝置可將來自加工工件的刀具承受的負荷變動藉由旋轉阻抗抑制。伴隨於此，因為可抑制DD馬達(9)的控制中的脈動或齒輪的齒隙的範圍的脈動，可將主軸驅動裝置的旋轉狀態一樣地安定。又，因為上述旋轉阻抗裝置(61)分擔主軸驅動裝置中的旋轉體(65)的剛性，所以不使軸承變大而可提高旋轉體(65)的剛性。結果，可使工件的完成加工面中的面粗度為良好的狀態。又，在相同直徑的軸承、可對應於比習知大的工件，由於可採用較小直徑的軸承、可得高加工精度、可抑制工作機械用的主軸驅動裝置的製造成本等所謂的效果也被得到。

又，在本發明中，因為在上述制動面(32)或上述滑動面(33)的至少一方固著低摩擦係數構件(60)，所以可抑制一邊按壓而相互滑動的上述制動面(32)和上述滑動面(33)的熔接或磨耗的效果被得到。

又，將本發明的上述主軸驅動裝置適用於具備保持上述旋轉體(65)的上述被設定的旋轉角度的挾持裝置(62)的旋轉分度台裝置(1)也可。此情形，將上述挾持裝置(62)作為上述制動裝置(10)而兼用，藉由上述按壓力賦予裝置(66)係將上述旋轉阻抗容許上述旋轉體(65)的旋轉的第一按壓力以及上述旋轉阻抗不容許上述旋轉體(65)的旋轉而保持上述被設定的旋轉角度的第二按壓力選擇地賦予至上述制動構件，可將上述旋轉阻抗裝置(61)的構成簡略化的效果被得到。

又，上述低摩擦係數構件(60)係，因為在上述制動面(32)或上述滑動面(33)的至少一方中，僅在藉由上述旋轉阻抗容許上述旋轉體的旋轉的按壓力、上述制動面(32)和上述滑動面(33)抵接的部分被固著，所以藉由上述第二按壓力，上述制動面(32)和上述滑動面(33)中、抵接至上述低摩擦係數構件(60)以外的部分為止，藉由上述旋轉阻抗裝置(61)發生強力的挾持力的效果被得到。又，上述低摩擦係數構件(60)係，因為由樹脂製的襯墊軸承材料所形成，可容易地朝上述制動面(32)或上述滑動面(33)固著，製作容易、滑動光滑、難以剝離的效果也被得到。

第1圖和第2圖係，表示作為有關本發明的工作機械用的主軸驅動裝置的旋轉分度台裝置1，第1圖係為其全體圖。又，在以下的說明中，”軸線方向”係，指支持作為旋轉驅動對象構件的圓台5的主軸4的軸線的方向，”半徑方向”係，指被同心地配置的主軸4、圓台5、DD馬達9的半徑方向。

在第1圖中，旋轉分度台裝置1係包括：旋轉體65，包括對於框架本體2藉由軸承3可旋轉地被支持的主軸4和被固定於上述主軸4的端部的圓台5；以及驅動裝置6，用以旋轉驅動上述旋轉體65。框架本體2係，成為對於工作機械的設置面的部分作為平坦面而被形成，又，在圍繞旋轉體65的狀態下，具有筒狀的基部11。

又，在圖示的例子中，框架本體2係，將殼體28和筒狀的基部11被形成的基底構件29分別形成，藉由將兩者以複數個安裝螺栓27組合而被構成。然而，筒狀的基部11係，作為個別單獨的構件而被分別地形成、作為藉由螺栓等被安裝的構成也可。

主軸4係，在框架本體2內、被插入至筒狀的基部11的內部，藉由軸承3、對於框架本體2可旋轉地被支持。又，圓台5係，在中心孔13的部分、被嵌入至主軸4的一端，藉由此嵌合、在被定位的狀態下、藉由複數個安裝螺栓12、對於主軸4的一端部被安裝。又，在圖示的例子中，在圓台5方面，從和圓台5的工件搭載用的端面(第1圖的上面)相反側的面朝軸線方向延伸的筒狀的保持部23被一體地形成，此保持部23成為圍繞基部11的狀態。

軸承3的內輪部分係，嵌合在主軸4的外周的軸承用段狀部分，藉由主軸4的軸承用段狀部分的面和圓台5的中心孔13的周圍的面被挾持。又，軸承3的外輪部分係，放在筒狀的基部11的內周的軸承用段狀部分上，藉由以安裝螺栓15被安裝於基部11的端面的環狀的軸承按壓件14被固定。如上述般，構成旋轉體的主軸4和圓台5係，對於框架本體2、藉由軸承3可自由旋轉地被支持。又，在此圖式的例子中，主軸4係，對於框架本體2的基部11、藉由一個軸承3可旋轉地被支持，但軸承3係，在主軸4和筒狀的基部11之間，兩個以上組合而被設置也可。

主軸4係，圓台5被安裝於一端，而另一端側係，被插入至被形成於基部11的內周面的圓盤狀的突出部16的孔16a，且更從此孔16a突出。主軸4的旋轉角度(旋轉量)係，藉由以被設置於主軸4的上述突出部分的被檢測環21和被設置於基部11的突出部16的檢測感測器22被構成的旋轉檢測器20被檢測出。又，主軸4的另一端側中的主軸4的外周的空間係，藉由以安裝螺栓17被安裝於基部11的蓋構件18、以及以蓋構件18被保持而與主軸4的端部外周連接的油封19被堵塞。

驅動裝置6係，藉由內轉子形的DD馬達9被構成。DD馬達9係，被連接至未圖示的工作機械的控制裝置。此DD馬達9係，關於主軸4的軸線、和主軸4同心地被配置，且包括：馬達轉子7，對於主軸4、不能相對旋轉地被設置；馬達定子8，內周面間隔些許的間隙，以與馬達轉子7的外周面相對的方式被配置，對於框架本體2的殼體28不能相對旋轉地被設置。

馬達轉子7係，在被嵌入圓台5的保持部23的外周面的狀態下，藉由從圓台5側被插入的安裝螺栓24對於圓台5被安裝。如上述般，馬達轉子7係，在半徑方向中從主軸4分離的位置，藉由與圓台5一體地被形成的保持部23對於圓台5被安裝，對於圓台5被固定的主軸4成為不能相對旋轉的狀態。

又，在第1圖中，保持部23係，和圓台5一體地被形成，但和圓台5分別形成而被固定於圓台5也可。又，保持部23係，和主軸4一體地被形成、或各別地被形成、被固定於主軸4也可。

另一方面，馬達定子8係，其內周面與馬達轉子7的外周面相對，在馬達轉子7的外周面和馬達定子8的內周面之間形成些許間隙而被安裝於框架本體2。根據圖示的例子的話，馬達定子8係，被嵌入於在框架本體2中的殼體28的內周面被嵌入的定子套筒25的內部周面，對於定子套筒25不能相對旋轉地被設置，又，定子套筒25係，藉由從框架本體2的基底構件29側插入的安裝螺栓26被安裝至框架本體2。因此，馬達定子8係，在框架本體2內，成為對於框架本體2不能相對旋轉地被設置的狀態。

又，在第1圖所示的旋轉分度台裝置1係，在框架本體2內，設置保持旋轉體65(主軸4)的被分度的旋轉角度的挾持裝置62。在此例子中，挾持裝置62係，藉由作為挾持構件的挾持套筒64、對於旋轉體65作用制動力的挾持套筒式的挾持裝置。挾持套筒64係，具有被配置於框架本體2的基部11和圓台5的保持部23之間的筒狀的挾持部64a、以及與挾持部64a連續而在半徑方向延伸的突緣部64b，與挾持部64a被嵌裝於基部11的外側一起，在突緣部64b、對於框架本體2藉由安裝螺栓37被安裝。

在此挾持裝置62，挾持套筒64的挾持部64a係，與成為滑動面33的保持部23的內周面相對、在非接觸的狀態下被配置，對於基部11的外周面、經由兩個密封件34被密著。又，挾持套筒64係，溝30被形成在挾持部64a的內周面，對應於此溝30的部分係成為肉厚薄的薄肉部35。又，在此薄肉部35的內面和基部11的外周面被包圍的空間係，成為朝薄肉部35作用按壓力用的作動流體(例如，壓油)被供給的流體壓室36。因此，流體壓室36係，經由被形成框架2的基底構件29的流路38、及被形成於殼體28的流路39、埠40，被連接至流體供給裝置41。

又，在第1圖的旋轉分度台裝置1，將上述的挾持裝置62作為本發明的旋轉阻抗裝置，亦即，對於旋轉體65、賦予容許其旋轉的旋轉阻抗的旋轉阻抗裝置61的制動裝置10而兼用。因此，挾持套筒64相當於作為制動構件的制動套筒31。又，筒狀的挾持部64a的薄肉部35相當於可彈性變形的制動部31a。又，上述的流路38、39、埠40和流體供給裝置41係與按壓力賦予裝置66相當。

第3圖係，概略地表示被包含於按壓力賦予裝置66的流體供給裝置41內的壓力供給迴路。流體供給裝置41係，將一方連接至埠40，將另一方連接至油壓(或空氣壓)源101和槽100的開迴路。此流體供給裝置41係，包含低壓供給部107和高壓供給部115。又，在低壓供給部107和埠40之間的配管方面，將來自低壓供給部107的激變(surge)壓防止作為目的的節流閥108被設置。

上述低壓供給部107係，包含逆止閥102、壓力控制閥103、壓力計104、切替閥105和阻止從高壓供給部115的作動流體的逆流的嚮導(pilot)操作逆止閥106。又，上述高壓供給部115係，包含逆止閥111、壓力控制閥112、壓力計113、和切替閥114。壓力控制閥103係，將從低壓供給部107被供給的作動流體的壓力、藉由此壓力作用於挾持套筒64(制動套筒31)的按壓力被賦予至旋轉體65的上述旋轉阻抗成為容許旋轉體65的旋轉的第一按壓力般調整。又，壓力控制閥112係，將從高壓供給部115被供給的作動流體的壓力，藉由此壓力作用於制動裝置10的按壓力被賦予至旋轉體65的上述旋轉阻抗成為不容許旋轉體65的旋轉而保持上述被設定的旋轉角度的第二按壓力般調整。

切替閥105和切替閥114係，任一個均為四埠三位置全埠阻擋彈簧中心(all port block spring center)電磁操作閥，任一個均與上述的工作機械的控制裝置連接。工作機械的控制裝置係，藉由操作切替閥105和切替閥114，埠40在經由低壓供給部107而連通至油壓源101或槽100的狀態、經由高壓供給部115而連通至油壓源101或槽100的狀態、不連通至油壓源101或槽100的狀態切替。又，從在流體供給裝置41中的低壓供給部107及高壓供給部115的各切替閥105、114被供給的作動流體的壓力係，經由埠40、流路38、39內的作動流體而作用至流體壓室36。

又，在旋轉分度台裝置1，如第2圖中詳細地表示般，低摩擦係數構件60被固著在保持部23的內周面中的滑動面33。又，在本發明中所謂的低摩擦係數構件係，如上述般，比包含此低摩擦係數構件被固著的滑動面或制動面的部分(在本實施例中，制動部23、挾持部64a)的材料的摩擦係數低的構件。亦即，作為制動構件(制動套筒31)的挾持套筒64的挾持部64a或與圓台5被一體成形的保持部23係，由於作為其材料、一般係利用鋼或鑄鐵，所以作為低摩擦係數構件，以比鋼或鑄鐵的摩擦係數低的材料被形成的構件被採用。又，作為此類構件的一例子，樹脂製的襯墊軸承材料或青銅(gunmetal)等被舉出。

又，在圖示的例子中，低摩擦係數構件60係，並非被固著於成為滑動面33的面的全體，僅被固著於其一部分。此低摩擦係數構件60被固著的範圍係，具體而言，在按壓力賦予裝置66藉由作動流體的壓力將上述第一按壓力朝挾持套筒31作用之際，薄肉部35以對應於第一按壓力的撓曲量撓曲，藉此制動面32和滑動面33抵接的部分(在第2圖的範圍A表示的部分)。

其次，有關第1圖的旋轉分度台裝置1，說明其作用。首先，在旋轉分度台裝置1中，在圓台5的旋轉驅動時，DD馬達9係，藉由根據上述工作機械的控制裝置的控制被激磁，藉由伴隨於此的旋轉磁場的發生，將馬達轉子7和主軸4、圓台5一起被旋轉。此時的圓台5的旋轉角度(旋轉量)係，藉由旋轉檢測器20被檢測出。

又，在將旋轉體65(圓台5)只被旋轉被預先設定的旋轉角度、在將角度位置分度的狀態中、加工圓台5的工件的情形方面，旋轉分度台裝置1係，藉由挾持裝置62在將旋轉體65被分度的角度位置中不能旋轉地保持。具體而言，在藉由DD馬達9的驅動將旋轉體65的角度位置分度之後，工作機械的控制裝置係，在第3圖的流體供給裝置41中的壓力供給迴路中，將低壓供給部107的切替閥105作為全埠阻擋(all port block)位置(中央位置)，將高壓供給部115的切替閥114作為PA、BT連接位置(作動位置)。伴隨於此，作動流體係，經由高壓供給部115的逆止閥111、壓力控制閥112、和壓力計113，作為高壓的作動流體，從切替閥114朝埠40側被供給。又，嚮導操作逆止閥106係，阻止從高壓供給部115朝低壓供給部107的作動流體的逆流。

結果，根據藉由壓力控制閥112被調整的高壓的作動流體的壓力作用至流體壓室36，上述第二按壓力朝挾持套筒64的薄肉部35的內壁面。藉此，如第2圖的兩點虛線所示般，薄肉部35朝擴徑方向變形(撓曲)，挾持面63在圖示B的範圍內抵接至滑動面33而將滑動面33按壓。

又，圖示的B的範圍係，關於軸線方向，為比低摩擦係數構件60被固著的部分廣的範圍。因此，挾持面63和滑動面33係，由於在低摩擦係數構件60被固著的部分以外也抵接，此時在挾持面63和滑動面33之間產生的摩擦阻抗係，成為基於挾持套筒64的材料和保持部23的材料的摩擦係數的值。因此，挾持面63和滑動面33之間的摩擦力變大，由於挾持套筒64給予旋轉體65的旋轉阻抗不容許旋轉體65的旋轉係足夠的，所以挾持裝置62係作為保持旋轉分度台裝置1的旋轉體65的角度位置的裝置的功能。

又，在第3圖的流體供給裝置41中的壓力供給迴路中，上述控制裝置將切替閥105和切替閥114作為PB、AT連接位置的話，壓力供給迴路和槽100連通，作動流體的壓力不作用於流體壓室36，流體壓室36的內壓降低。因為根據作動流體的壓力的按壓力也不作用薄肉部35，挾持面63係從滑動面33分離。結果，旋轉分度台裝置1的挾持裝置62係成為釋放狀態。

另一方面，在旋轉分度台裝置1、將圓台5一邊旋轉而將工件完成加工的情形方面，工作機械的控制裝置係，在第3圖的流體供給裝置41中的壓力供給迴路中，將低壓供給部107的切替閥105作為PA、BT連接位置(作動位置)，將高壓供給部115的切替閥114作為全埠阻擋位置(中央位置)。伴隨於此，作動流體係，經由低壓供給部107的逆止閥102、壓力控制閥103和壓力計104，作為低壓的作動流體、從切替閥105朝埠40側被供給。結果，根據藉由壓力調整閥103被調整的低壓的作動流體的壓力作用於流體壓室36，上述第一按壓力朝作為制動構件的制動套筒(挾持套筒64)的薄肉部35的內壁面作用。

此時，制動套筒31的薄肉部35係，如第2圖的實線所示般，承受上述第一按壓力的作用，與保持上述旋轉體65的角度位置的情形相同，於擴徑方向變形(撓曲)，將作為薄肉部35的外周面的制動面32(挾持面63)對於滑動面33被抵接。

又，此時的制動面32和滑動面33的抵接範圍係，為在第2圖以A(<B)所示的範圍、滑動面33的固著低摩擦係數構件60的部分。亦即，藉由以流體供給裝置41的低壓供給部107被供給的低壓的作動流體朝制動套筒31作用的第一按壓力係，與將根據從高壓供給部115供給的高壓的作動流體的第二按壓力作用的情形相比，薄肉部35的撓曲量變小。結果，對於制動套筒31作用第一按壓力的情形，制動面32和滑動面33的抵接範圍係，與將第二按壓力作用的情形(亦即，保持旋轉體65的角度位置的情形)相比，關於軸線方向成為小(狹窄)範圍。又，在圖示的例子中，在此抵接範圍的滑動面33側，低摩擦係數構件60被固著。

如上述，在一邊旋轉圓台5而將工件完成加工的情形，作用於制動套筒31的按壓力係，成為對應於從低壓供給部107被供給的低壓的作動流體的壓力，因為藉由此壓力、被賦予至旋轉體65的上述旋轉阻抗成為容許旋轉體65的旋轉的第一按壓力，制動套筒31的制動面32和保持部23(滑動面33)的抵接範圍變小。因此，制動面32和保持部23(滑動面33)之間的摩擦力係，與保持旋轉體65的角度位置的情形相比較小，挾持裝置62係對於旋轉分度台裝置1的旋轉體65作為賦予容許其旋轉的旋轉阻抗的旋轉阻抗裝置61的制動裝置10的功能，旋轉分度台裝置1係在半挾持狀態下旋轉。

藉由上述旋轉阻抗，因為抑制來自加工朝一邊被旋轉而將工件完成加工時的旋轉分度台裝置1的工件的刀具的負荷變動，所以可使藉由來自刀具的負荷變動產生的旋轉分度台裝置1的旋轉角度(旋轉量)的偏差較小。伴隨於此，因為一邊補正旋轉角度(旋轉量)的偏差而進行的DD馬達9的控制中的脈動也可抑制，所以可將旋轉分度台裝置1的旋轉狀態一樣地安定。又，因為旋轉阻抗裝置61分擔旋轉分度台裝置1中的旋轉體65的剛性，所以可不增大軸承3而提高旋轉體65的剛性。結果，藉由旋轉阻抗裝置61，可使一邊被旋轉而將工件完成加工時的工件的完成加工面中的面粗度作為良好的狀態。又，在同直徑的軸承下、可對應於比習知大的工件，由於可採用較小直徑的軸承而可得高加工精度，可抑制工作機械用的旋轉分度台裝置1的製造成本。

又，低摩擦係數構件60被固著於滑動面33，制動面32和滑動面33係，成為僅在經由低摩擦係數構件60的部分被抵接、按壓的狀態。因此，藉由上述旋轉阻抗作用制動力而旋轉旋轉體65時，可抑制根據制動面32和滑動面33滑動而發生的摩擦的發熱或熔接和摩擦。又，在制動面32和滑動面33之間產生的摩擦阻抗係，成為基於挾持套筒64的材料和低摩擦係數構件60的材料的摩擦係數的值，因為制動面32和滑動面33之間的摩擦力係更小，所以成為上述第一按壓力般的壓力控制閥103的調整更容易。

其次，基於第4圖和第5圖，說明根據本發明的旋轉分度台裝置1的其他實施例。第4圖係為全體圖，作為旋轉分度台裝置1的挾持裝置62、為採用盤式的挾持裝置的構成例子。又，挾持裝置62以外的構成係，與第1圖和第2圖的例子大致相同。因此，有關與第1圖和第2圖共通的部分係，在圖面上賦予相同的符號，有關此部分在以下的說明係省略。

在第4圖中，挾持裝置62係，藉由圓盤狀的滑動盤43、環狀的活塞44、圓盤狀的回復盤45等被構成。滑動盤43係對於外周側的安裝部46藉由安裝螺栓37被安裝。安裝部46係藉由安裝螺栓47被安裝於圓台5。又，滑動盤43的內周側的一方的面(圓台5側的面)係，對於成為挾持面63的軸承按壓件14的滑動盤43側的面以非接觸的狀態相對，又，滑動盤43的內周側的另一方的面(框架本體2側的面)係，對於成為另外一方的挾持面63的回復盤45的面以非接觸的狀態相對。

根據第4圖的例子的話，安裝部46被安裝於圓台5，馬達轉子7係，藉由安裝螺栓53被安裝於安裝部46，成為與圓台5一體。又，環狀的回復盤45係，和軸承按壓件14一起藉由安裝螺栓15被安裝於基部11。

活塞44係，在被形成於基部11的環狀的溝54的內部、作為可移動於軸線方向的狀態而被收納。又，藉由溝54和活塞44的滑動盤43相反側的端面包圍的空間係，成為將活塞44變位用的作動流體被供給的流體壓室49。又，在此流體壓室49方面，在與活塞44相對於滑動盤43相反側的端面相對的位置中，被形成於基部11的流路38係連通，此流路38係更經由被形成於殼體28的流路39及埠40被連接至流體供給裝置41。

又，和活塞44一體的活塞桿50係，將回復盤45置於其間、與滑動盤43的內周側的另一方的面(框架本體2側的面)相對。滑動盤43和回復盤45係，藉由彈性材料被構成，彈性材料通常利用鋼或鑄鐵。

又，在基部11方面，與活塞44的一部分相對的方式，停止件52藉由安裝螺栓51被安裝。此停止件52係，在拔出活塞44的同時，達到導引活塞桿50的軸線方向的移動的角色。

又，在第4圖的旋轉分度台裝置1，將上述挾持裝置62對於旋轉體65作為賦予容許其旋轉的旋轉阻抗的旋轉阻抗裝置61的制動裝置10而兼用。在此例子中，滑動盤43相當於制動構件。又，回復盤45的滑動盤43側的面和軸承按壓件14的滑動盤43側的面成為挾持面63(制動面48)，滑動盤43的兩面分別成為滑動面55。

又，在旋轉分度台裝置1中，如第5圖中詳細所示般，低摩擦係數構件60被固著於上述兩個場所的相當於制動面48的挾持面63。

又，在圖示的例子中，低摩擦係數構件60係，不被固著於成為制動面48的面的全體，僅被固著於其一部分。此低摩擦係數構件60被固著的範圍係，具體而言，按壓力賦予裝置66藉由作動流體的壓力將上述第一按壓力朝活塞44作用時，回復盤45和滑動盤43係以對應於上述第一按壓力的撓曲量撓曲，藉此作為制動面48和滑動面55抵接的部分(在第5圖的範圍A所示的部分)。

其次，有關第4圖的旋轉分度台裝置1，說明其作用。首先，在將旋轉體65(圓台5)的角度位置在分度的狀態下進行加工的情形方面，藉由DD馬達9的驅動將旋轉體65的角度位置分度之後，按壓力賦予裝置66中的流體供給裝置41係，藉由和前一例子相同的工作機械的控制裝置被控制，高壓的作動流體被供給至埠40。又，結果，根據高壓的作動流體的壓力作用於流體壓室49，上述第二按壓力朝活塞44和活塞桿50作用。

伴隨於此，如第5圖的兩點虛線所示般，活塞44和活塞桿50承受上述第二按壓力的作用、朝滑動盤43側變位，活塞桿50的前端按壓回復盤45，回復盤45撓曲變形、抵接按壓於滑動盤43。又，滑動盤43係藉由承受來自回復盤45的按壓力而撓曲變形，與作為軸承按壓件14的制動面48的挾持面63抵接。此時，滑動盤43的滑動面55和挾持面63係在圖示B的範圍抵接。

又，圖示的B的範圍係，關於半徑方向，為比低摩擦係數構件60被固著的部分廣的範圍。因此，挾持面63和滑動面55係，由於在低摩擦係數構件60被固著的部分以外也抵接，此時在挾持面63和滑動面55之間產生的摩擦阻抗係，成為基於回復盤45和軸承按壓件14的材料和滑動盤43的材料的摩擦係數的值。因此，挾持面63和滑動面55之間的摩擦力大，由於挾持裝置62賦予旋轉體65的旋轉阻抗不容許旋轉體65的旋轉係足夠的，挾持裝置62係作為保持旋轉分度台裝置1的旋轉體65的角度位置的裝置的功能。

藉由工作機械的控制裝置，作動流體的壓力成為不作用至流體壓室49的話，流體壓室49的內壓降低，因為根據作動流體的壓力不作用活塞44和活塞桿50，所以活塞44和活塞桿50係藉由回復盤45的彈性力回復至後退位置為止。藉此，因為挾持面63和滑動面55分離，旋轉分度台裝置1的挾持裝置62係成為釋放狀態。

另一方面，在將旋轉分度台裝置1中、一邊旋轉圓台5而將工件完成加工的情形，藉由控制裝置、按壓力賦予裝置66中的流體供給裝置41係，藉由與前一例子相同的工作機械的控制裝置被控制，低壓的作動流體被供給至埠40。又，結果，根據低壓的作動流體的壓力作用至流體壓室49，上述第二按壓力朝活塞44和活塞桿50作用。

伴隨於此，如第5圖的實線所示般，活塞44和活塞桿50承受第一按壓力的作用而朝滑動盤43側變位，活塞桿50的前端按壓回復盤45，回復盤45撓曲變形而抵接、按壓至滑動盤43。又，滑動盤43係藉由承受來自回復盤45的按壓力而撓曲變形，與作為軸承按壓件14的制動面48的挾持面63抵接。

又，此時的制動面48和滑動面55的抵接範圍係，為在5圖A(<B)所示的範圍、制動面48的固著低摩擦係數構件60的部分。亦即，藉由以流體供給裝置41的低壓供給部107被供給的低壓的作動流體、朝回復盤45和滑動盤43作用的第一按壓力係，與將根據從高壓供給部115被供給的高壓的作動流體的第二按壓力作用的情形相比，回復盤45和滑動盤43的撓曲量變小。結果，對於回復盤45和滑動盤43作用第一按壓力的情形，制動面48和滑動面55的抵接範圍係，與將第二按壓力作用的情形(亦即，保持旋轉體65的角度位置的情形)相比，關於半徑方向成為小(狹窄)範圍。又，在圖示的例子中，在此抵接範圍的制動面48側，低摩擦係數構件60被固著。

如上述，在此情形中，壓力控制閥103係，將從低壓供給部107供給的作動流體的壓力，以藉由此壓力作用於滑動盤43的按壓力被賦予至旋轉體65的上述旋轉阻抗成為容許旋轉體65的旋轉的第一按壓力的方式調整。因此，回復盤45和軸承按壓件14的制動面48(挾持面63)與滑動盤43(滑動面55)之間的摩擦力係，與保持旋轉體65的角度位置的情形相比小，挾持裝置62係對於旋轉分度台裝置1的旋轉體65作為賦予容許其旋轉的旋轉阻抗的旋轉阻抗裝置61的制動裝置10的功能，旋轉分度台裝置1係在半挾持狀態下旋轉。

又，低摩擦係數構件60被固著於制動面48，回復盤45和軸承按壓件14的制動面48(挾持面63)與滑動盤43(滑動面55)係，因為僅在經由低摩擦係數構件60的部分成為被抵接按壓的狀態，所以可抑制根據制動面48和滑動面55滑動而發生的摩擦的發熱或熔接和磨耗。又，在此制動面48(挾持面63)和滑動盤43(滑動面55)之間產生的摩擦阻抗係，成為基於滑動盤43的材料和低摩擦係數構件60的材料的摩擦係數的值，因為制動面48和滑動面55之間的摩擦力更小，所以成為上述第一按壓力般的壓力控制閥103的調整較容易。

又，在本發明中，雖然主要係以將DD馬達9作為驅動裝置6的旋轉分度台裝置1來說明，但沒有必要必須限定在DD馬達9，驅動裝置6包含根據齒輪的減速裝置和馬達也可。又，旋轉分度台裝置以外的分度裝置也可，分度裝置以外的工作機械的主軸驅動裝置也可。具體而言，工作機械的萬用皮帶(universal belt)的分度裝置或複合加工工作機械的工件主軸裝置也可。

又，在本發明中，雖然將旋轉阻抗裝置的制動裝置和挾持裝置兼用，但不將制動裝置與挾持裝置兼用而分開併設也可，不設置挾持裝置而單獨地設置制動裝置也可。又，在本發明中，雖然主要係以將低摩擦係數構件僅固著於制動面和滑動面抵接的部分說明，但將低摩擦係數構件固著在比制動面和滑動面抵接的部分廣的範圍也可，將低摩擦係數構件固著在比制動面和滑動面抵接的部分狹窄的範圍也可。

[產業上的可利用性]

有關本發明的工作機械中的主軸驅動裝置的旋轉阻抗裝置係，作為工作機械的裝備裝置，或作為各種的工作機械的之後安裝用，被安裝於工作機械。

1．．．旋轉分度台裝置

2．．．框架本體

3．．．軸承

4．．．主軸

5．．．圓台

6．．．驅動裝置

7．．．馬達轉子

8．．．馬達定子

9．．．DD馬達

10．．．制動裝置

11．．．基部

12．．．安裝螺栓

13．．．中心孔

14．．．軸承按壓件

15．．．安裝螺栓

16．．．突出部

16a．．．孔

17．．．安裝螺栓

18．．．蓋構件

19．．．油封

20．．．旋轉檢測器

21．．．被檢測環

22．．．檢測感測器

23．．．保持部

24．．．安裝螺栓

25．．．定子套筒

26．．．安裝螺栓

27．．．安裝螺栓

28．．．殼體

29．．．基底構件

30．．．溝

31．．．制動套筒

31a．．．制動部

31b．．．突緣部

32．．．制動面

33．．．滑動面

34．．．密封件

35．．．薄肉部

36．．．流體壓室

37．．．安裝螺栓

38．．．流路

39．．．流路

40．．．埠

41．．．流體供給裝置

43．．．滑動盤

44．．．活塞

45．．．回復盤

46．．．安裝部

47．．．安裝螺栓

48．．．制動面

49．．．流體壓室

50．．．活塞桿

51．．．安裝螺栓

52．．．停止件

53．．．安裝螺栓

54．．．溝

55．．．滑動面

60．．．低摩擦係數構件

61．．．旋轉阻抗裝置

62．．．挾持裝置

63．．．挾持面

64．．．挾持套筒

64a．．．挾持部

64b．．．突緣部

65．．．旋轉體

66．．．按壓力賦予裝置

100．．．槽

101．．．空氣壓/油壓能量(energy)源

102．．．逆止閥

103．．．壓力控制閥

104．．．壓力計

105．．．切替閥

106．．．嚮導操作逆止閥

107．．．低壓供給部

108．．．節流閥

111．．．逆止閥

112．．．壓力控制閥

113．．．壓力計

114．．．切替閥

115．．．高壓供給部

第1圖係為表示工作機械中主軸驅動裝置之旋轉阻抗裝置的第一實施例的側面圖；

第2圖係為表示工作機械中主軸驅動裝置之旋轉阻抗裝置的第一實施例的擴大說明圖；

第3圖係為表示工作機械中主軸驅動裝置之旋轉阻抗裝置的第一實施例的擴大說明圖；

第4圖係為表示工作機械中主軸驅動裝置之旋轉阻抗裝置的第二實施例的側面圖；以及

第5圖係為表示工作機械中主軸驅動裝置之旋轉阻抗裝置的第二實施例的擴大說明圖。

3．．．軸承

4．．．主軸

5．．．圓台

6．．．驅動裝置

7．．．馬達轉子

8．．．馬達定子

9．．．DD馬達

11．．．基部

23．．．保持部

30．．．溝

31．．．制動套筒

31a．．．制動部

31b．．．突緣部

32．．．制動面

33．．．滑動面

34．．．密封件

35．．．薄肉部

36．．．流體壓室

38．．．流路

60．．．低摩擦係數構件

63．．．挾持面

64．．．挾持套筒

64a．．．挾持部

64b．．．突緣部

65．．．旋轉體

Claims (6)

1. 一種工作機械中主軸驅動裝置之旋轉阻抗裝置，在由包含對於框架本體可旋轉地被支持的主軸以及被固定於上述主軸的端部的旋轉驅動對象構件的旋轉體、以及旋轉驅動上述旋轉體的驅動裝置所構成的工作機械中主軸驅動裝置中，具備制動裝置，其包括：制動構件，被設置於上述框架本體或上述旋轉體，且包括可彈性變形的制動部；按壓力賦予裝置，藉由作動流體，朝上述制動構件賦予按壓力；以及制動面，被設置於上述框架本體側；其中制動裝置藉由上述制動部承受上述按壓力而撓曲，上述制動面以及與上述制動面相對的上述旋轉體側的滑動面成為相互被按壓的狀態，對於上述旋轉體、賦予容許其旋轉的旋轉阻抗；在上述制動面或上述滑動面的至少一方，固著低摩擦係數構件。
2. 如申請專利範圍第1項所述之工作機械中主軸驅動裝置之旋轉阻抗裝置，其中上述主軸驅動裝置係，為包含作為加工對象的工件被搭載的上述旋轉驅動對象構件的圓台的旋轉分度台裝置、將包含上述主軸及上述圓台的上述旋轉體旋轉驅動而在將上述圓台被設定的旋轉角度分度的工作機械用的旋轉分度台裝置，上述旋轉分度台裝置係，具備保持上述旋轉體的上述被設定的旋轉角度的挾持裝置，上述挾持裝置係作為上述制動裝置被兼用， 上述按壓力賦予裝置係，將上述旋轉阻抗容許上述旋轉體的旋轉的第一按壓力以及上述旋轉阻抗不容許上述旋轉體的旋轉而保持上述被設定的旋轉角度的第二按壓力選擇地賦予至上述制動構件。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之工作機械中主軸驅動裝置之旋轉阻抗裝置，其中上述低摩擦係數構件係，在上述制動面或上述滑動面的至少一方中，僅在藉由上述旋轉阻抗容許上述旋轉體的旋轉的按壓力、上述制動面和上述滑動面抵接的部分被固著。
4. 如申請專利範圍第3項所述之工作機械中主軸驅動裝置之旋轉阻抗裝置，其中上述低摩擦係數構件係，為樹脂製的襯墊軸承材料。
5. 如申請專利範圍第3項所述之工作機械中主軸驅動裝置之旋轉阻抗裝置，其中上述制動裝置係，被安裝於上述框架本體和上述旋轉體之間，包含作為對於上述框架本體不能相對旋轉地被設置的上述制動構件的環狀的制動套筒，上述制動套筒係，具有為了形成上述作動流體被供給的流體壓室的環狀的溝、及作為被形成在對應於上述溝的部分而與上述滑動面相對的可彈性變形的制動部的薄肉部，藉由上述按壓力賦予裝置朝上述流體壓室內供給上述作動流體，藉由上述作動流體的壓力，上述薄肉部朝上述滑動面側在半徑方向彈性變形，上述薄肉部與上述滑動面 相對的面作為上述制動面、按壓上述滑動面。
6. 如申請專利範圍第3項所述之工作機械中主軸驅動裝置之旋轉阻抗裝置，其中上述制動裝置係包括：流體壓室，在上述旋轉體周圍，被形成於上述框架本體；可彈性變形的滑動盤，作為對於上述旋轉體不能相對旋轉地被設置的上述制動構件；活塞，在上述流體壓室和上述滑動盤之間，朝上述旋轉體的軸線方向可移動地被設置；以及制動面，與上述滑動盤相對，被形成於上述活塞的相反側的上述框架本體側；藉由上述按壓力賦予裝置朝上述流體壓室內供給上述作動流體，藉由上述作動流體的壓力，上述活塞朝上述軸線方向移動，按壓上述滑動盤的上述活塞側的滑動面，上述滑動盤係，藉由上述活塞的按壓彈性變形，將上述滑動盤中的上述制動面側的滑動面按壓至上述制動面。