TWI706826B - 工作機械用之旋轉工作台裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種工作機械用之旋轉工作台裝置，該旋轉工作台裝置設有具有不會因磨損等原因而降低密封性能並可實現完全密封狀態之結構的密封裝置。其特徵在於：包括空氣密封機構，該空氣密封機構藉由將壓縮空氣供給至在比軸承更靠近工作台側由框架之收納孔之內周表面和旋轉軸之外周表面劃定的框架內部之空隙構成的空氣流路，使壓縮空氣從框架之內部噴出，以此防止異物侵入到框架之內部，空氣流路在比該空氣流路之最下游側部分即噴出部更靠近上游側具有存積部，存積部與比該空氣流路之該存積部更靠近下游側部分相比具有更大的流路寬度。

Description

工作機械用之旋轉工作台裝置

本發明係關於一種工作機械用之旋轉工作台裝置，包括：旋轉軸，該旋轉軸之一端固定有供安裝工件的圓盤狀工作台；框架，該框架具有用於收納前述旋轉軸之收納孔並且在該收納孔內藉由軸承將前述旋轉軸支撐為能夠旋轉；驅動裝置，該驅動裝置對前述旋轉軸進行旋轉驅動；以及夾緊裝置，該夾緊裝置在進行分度加工時，將前述旋轉軸保持在被分度之角度位置，前述驅動裝置以10m/s以上之圓周速度旋轉驅動前述旋轉軸。

一般情況下，工作機械用之旋轉工作台裝置包括：旋轉軸，該旋轉軸之一端固定有供安裝工件的圓盤狀工作台；框架，該框架具有用於收納前述旋轉軸之收納孔並且在該收納孔內藉由軸承將旋轉軸支撐為能夠旋轉，並且構成為由以驅動馬達作為驅動源的驅動裝置對該旋轉軸進行旋轉驅動。而且，具有該種結構之旋轉工作台裝置，在工作機械中用於一邊使工作台連續旋轉一邊對工件進行加工的輪廓加工以及將旋轉軸固定在被分度之角度位置對工件進行加工的定位加工。另外，如上所述，旋轉工作台裝置還用於進行定位加工，因此，還包括用於將旋轉軸保持在由驅動裝置分度之角度位置(固定 角度位置)的夾緊裝置。

還有，在該種結構之旋轉工作台裝置中，一般具有如下結構：為防止工件加工時使用的冷卻液或加工時產生的切粉等侵入到框架之內部，在框架之收納孔之工作台側之端部包括介裝於旋轉軸與框架之間的密封部件或密封機構(以下，總稱為“密封裝置”)。而且，專利文獻1所公開之旋轉工作台裝置也包括該種結構之密封裝置。附帶說一下，專利文獻1所公開之該密封裝置係接觸式油封。還有，作為用於旋轉工作台裝置之密封裝置，除了專利文獻1所公開之油封以外，還有作為接觸式密封部件的V型環等，或作為非接觸式密封機構的迷宮式密封件等。

【先前技術文獻】 【專利文獻】

[專利文獻1]特開2009-184021號公報

然而，在旋轉工作台裝置中，作為密封裝置當採用如上所述之油封或V型環等接觸式密封部件，或非接觸式的迷宮式密封件時，有時會產生如下問題。

首先，當採用接觸式密封部件時，該密封部件以固定於框架以及旋轉軸中之一方並與另一方滑動接觸的方式設置。由此，隨著旋轉軸被旋轉驅動，密封部件處於與旋轉軸或框架滑動之狀態，因此，無法避免磨損。而且，該磨損嚴重時會引起旋轉工作台裝置之密封部件的密封性能下降。加之， 當在以本發明作為前提的圓周速度10m/s以上之高速旋轉驅動旋轉軸的使用條件下使用旋轉工作台裝置時，因密封部件之磨損所引起的密封性能的降低將會加快。

另外，在旋轉工作台裝置中，如前所述，若密封性能降低，前述之冷卻液或切粉等就很容易侵入到框架內。因此，隨著磨損需要進行更換密封部件之作業。然而，在如前所述之使用條件下使用的旋轉工作台裝置中，該更換作業需要頻繁進行。

還有，特別是採用V型環等之密封部件時，由於設計方面(或者裝置結構方面)等原因，有時以固定於旋轉軸的形式設置該密封部件。在這種情況下，當旋轉軸如前所述以高速被旋轉驅動時，密封部件中與框架相接觸的部分將浮起，並在密封部件和框架之間產生縫隙。其結果，冷卻液或切粉等容易從該縫隙侵入，因此，明顯降低密封部件之密封性能。

還有，當採用迷宮式密封件時，因為係一種相對旋轉的部分為非接觸之機構(非接觸式)，所以不同於如前所述之接觸式密封部件，不會產生因磨損而降低密封性能。然而，當採用迷宮式密封件時，因為係非接觸之結構，所以與接觸式密封部件相比，在密封性能方面有些遜色，有時，冷卻液藉由毛細管現象會滲透至其內部間隙，具有冷卻液侵入到框架之內部的擔憂，存在不能實現完整密封狀態之問題。

因此，鑒於上述之以往裝置之問題點，本發明提供如前所述之結構的旋轉工作台裝置，其係在如前所述旋轉軸被高速旋轉驅動的使用條件下使用，該旋轉工作台裝置設有儘 管具有不會因磨損等原因而降低密封性能之結構，也可實現完全密封狀態之密封裝置。

本發明係以工作機械用之旋轉工作台裝置作為前提，該旋轉工作台裝置包括：旋轉軸，該旋轉軸之一端固定有供安裝工件的圓盤狀工作台；框架，該框架具有用於收納該旋轉軸之收納孔並且在該收納孔內藉由軸承將前述旋轉軸支撐為能夠旋轉；驅動裝置，該驅動裝置對前述旋轉軸進行旋轉驅動；以及夾緊裝置，該夾緊裝置在進行分度加工時，將前述旋轉軸保持在被分度之角度位置，前述驅動裝置以10m/s以上之圓周速度旋轉驅動前述旋轉軸。

而且，本發明為達到前述目的，作為其前提之旋轉工作台裝置之特徵在於具有如下之結構。

前述旋轉工作台裝置包括空氣密封機構，該空氣密封機構包括形成於前述框架之供給流路，該供給流路與由前述框架之前述收納孔之內周表面和前述旋轉軸之外周表面劃定的前述框架內部之空隙連通，該空隙位於比前述軸承更靠近前述工作台側，藉由由前述供給流路供給壓縮空氣使前述空隙發揮空氣流路之功能並且藉由將壓縮空氣供給至前述空氣流路使壓縮空氣從前述框架之內部噴出，以此防止異物侵入到前述框架之內部。而且，前述空氣流路在比前述空氣流路之最下游側部分即噴出部更靠近上游側具有存積部，前述存積部與比前述空氣流路之該存積部更靠近下游側部分相比具有更大的流路寬度。

另外，前述中之所謂“流路寬度”係在與供給至前述空氣流路之壓縮空氣朝向前述噴出部的流動方向正交之方向劃定前述空氣流路的各部分之間隔，該各部分之間隔為前述框架的一部分和前述框架的一部分之間的間隔或者前述框架的一部分和前述旋轉軸的一部分之間的間隔。但是，在此所說之“朝向前述噴出部的流動方向”係壓縮空氣之流動中除去朝向前述空氣流路之圓周方向的流動的流動方向，該壓縮空氣之流動係藉由將壓縮空氣供給至前述空氣流路而在前述空氣流路內產生。更詳細地，前述空氣流路在旋轉軸周圍呈圓周狀，隨著將壓縮空氣供給至該前述空氣流路，壓縮空氣從前述空氣流路之供給流路側的大致同一圓周上的位置(最上游側)朝向前述噴出部流動並從前述噴出部噴出，然而在前述空氣流路內，壓縮空氣不僅向該方向流動，而且還朝向前述空氣流路之圓周方向流動。但是，在此所說之“朝向噴出部的流動方向”係，如“朝向噴出部”之記載，不包括朝向前述圓周方向之流動方向，而僅指從前述上游側朝向前述噴出部的流動方向。

在本發明中，旋轉工作台裝置構成為：形成於框架之供給流路與前述之框架內之空隙相連通，並且藉由供給流路從設置於外部之空氣供給裝置將壓縮空氣供給至該空隙，由此，該空隙發揮壓縮空氣的空氣流路之功能。而且，在該旋轉工作台裝置中，由於該空氣流路在最下游側部分即噴出部與工作台的外部相連通，藉由將壓縮空氣供給至該空氣流路使壓縮空氣從空氣流路之噴出部朝向工作台之外部噴出。由此，根據 本發明之旋轉工作台裝置，至少在進行工件加工時使其處於將壓縮空氣供給至空氣流路並從噴出口噴出壓縮空氣之狀態，以此，藉由噴出口噴出之壓縮空氣之作用，防止進行加工時使用的冷卻液或進行該加工時產生的切粉等異物侵入到框架之內部。

另外，前述異物係從框架內之前述空隙中的工作台側之開口侵入，作為本發明之對象的密封裝置係，使具有防止前述異物的侵入之密封效果的密封要素存在於該空隙內之前述開口附近，以此防止前述異物的侵入。並且，在根據本發明之旋轉工作台裝置中，該密封要素係壓縮空氣，其不同於根據部件之接觸實現密封狀態的接觸式密封部件，因此，該旋轉工作台裝置之密封裝置係非接觸式密封裝置。因而，不會發生因如同上述之接觸式密封部件之磨損而降低密封性能的問題。而且，作為該密封要素之壓縮空氣存在於前述空隙之整個前述開口附近，其不同於同樣的非接觸式密封裝置即迷宮密封件，在該存在範圍內不存在冷卻液能夠侵入之空間(間隙)，因而，該密封裝置係能夠實現完全密封狀態。

然而，如上所述，藉由壓縮空氣實現密封狀態時，希望處於如下狀態：所希望之壓力的壓縮空氣從在框架內由形成為環狀之前述空隙構成的空氣流路之整個前述噴出部噴出。可是，在構成為藉由供給流路供給至空氣流路之壓縮空氣直接從前述噴出部噴出之結構中，從前述噴出部(圓周方向)之各部分噴出的壓縮空氣在靠近空氣流路和供給流路連通的連通位置處其噴出量較多，並隨著遠離該連通位置變少。因此， 在該結構中，在遠離前述連通位置的前述噴出部的部分，有可能發生不能噴出所希望之壓力的壓縮空氣之狀態。

與此相比，根據本發明之旋轉工作台裝置，作為構成密封裝置之結構具有如下結構：前述之空氣流路具有在比前述噴出部更靠近軸承側形成的環狀存積部，並且，該存積部形成為與在包含自身之空氣流路中比自身更靠近下游側部分的前述間隔相比具有更大的前述間隔。而且，根據該結構，藉由供給流路供給至空氣流路之壓縮空氣暫時存積於該存積部，然後，經由空氣流路之前述下游側部分從前述噴出部噴出。還有，作為如上所述暫時存積於存積部之結果，壓縮空氣在該存積部，在整個環狀空氣流路之範圍內壓力處於基本均勻之狀態。因而，根據具有如此結構之密封裝置，壓縮空氣在整個前述噴出部之範圍內以基本均勻的壓力從前述噴出部噴出，因此，藉由將經由供給流路供給的壓縮空氣之壓力設定為適宜之壓力，可將所希望之壓力的壓縮空氣在整個前述噴出部之範圍內噴出，並實現完全密封狀態。

1‧‧‧旋轉工作台裝置

10‧‧‧框架

11‧‧‧主體部

11a‧‧‧軸承支持部

12‧‧‧蓋部

13‧‧‧基部

14‧‧‧收納孔

20‧‧‧旋轉軸

21‧‧‧擴徑部

30:軸承

40:工作台

50:驅動裝置

51:DD馬達

52:馬達轉子

53:馬達定子

54:定子套

60:夾緊裝置

61:夾盤

62:活塞

70:供給流路

80:空氣流路(蓋部側部分、空隙)

81:噴出部(下游部分流路、第三部分空間)

82:存積部(上游部分流路、第一部分空間)

83:中游部分流部(第二部分空間)

100:旋轉工作台裝置

110:框架

120:旋轉軸

130:軸承

140:工作台

150:驅動裝置

151:蝸輪

152:蝸軸

160:夾緊裝置

170‧‧‧供給流路

180‧‧‧空氣流路

第1圖係顯示根據本發明之旋轉工作台裝置的一實施形態之正面圖。

第2係顯示根據本發明之旋轉工作台裝置的一實施形態之正面圖的重要部分放大圖。

第3圖係顯示根據本發明之旋轉工作台裝置的另一實施形態之正面圖。

以下參照第1圖、第2圖，對本發明的一實施例進行說明。

如第1圖、第2圖所示，旋轉工作台裝置1包括具有收納孔14的框架10以及在該收納孔14內藉由軸承30被框架10可旋轉地支撐的旋轉軸20。還有，旋轉工作台裝置1包括對旋轉軸20進行旋轉驅動的驅動裝置50以及在進行分度加工時用於保持旋轉軸20的夾緊裝置60。下面，詳細說明旋轉工作台裝置1之每個結構。

框架10係由各自具有貫通孔的主體部11、蓋部12以及基部13構成，該貫通孔之內經能夠插通旋轉軸20。另外，主體部11係在該框架10的旋轉軸20之插通方向占有大部分的部分，在框架10中構成主體部分。還有，主體部11係如上所述具有貫通孔，該貫通孔在主體部11之兩端面開口，即，構成為從主體部11之一端側之端面朝向另一端側之端面貫穿之結構。還有，主體部11，在該貫通孔之貫穿方向，構成為在大致中央至前述另一端側之端面的範圍內，其貫通孔之內徑擴大之結構。換言之，在主體部11中，該貫通孔形成為在前述範圍內具有內徑比前述一端側部分擴大的大徑部。

還有，蓋部12係板狀之部件，以如下所述之配置方式安裝於主體部11：該貫通孔之貫穿方向與主體部11之貫通孔的貫穿方向一致並且從上面觀察時，該貫通孔之中心與主體部11之貫通孔之中心一致，並使其一個端面與主體部11之所述一端側之端面相對。

還有，基部13係環狀部件，該環狀部件具有能夠嵌插於主體部11之貫通孔的前述大徑部的外徑。而且，基部13以如下所述之配置方式安裝於主體部11：在外周表面嵌插於主體部11之貫通孔的前述大徑部並且在貫通孔之貫穿方向使其一個端面之位置與主體部11之前述另一端側之端面的位置一致。

接著，如上所述，藉由蓋部12以及基部13安裝於主體部11，構成框架10。還有，在如此構成之框架10中，主體部11、蓋部12以及基部13的各貫通孔處於在該貫穿方向連續之狀態，藉由這些貫通孔，框架10構成為在其內部形成前述之收納孔14之結構。

在旋轉工作台裝置1中，旋轉軸20係供安裝(支撐)放置工件的圓盤狀工作台40的部件。而且，旋轉軸20配置於框架10之收納孔14內，並藉由介裝於旋轉軸20和主體部11之間的軸承30可旋轉地支撐於框架10。還有，旋轉軸20在如上所述地配置於收納孔14內之狀態下，在該軸線方向，其一端側部分之一部分配置為從框架10之蓋部12之另一端面(主體部11側的相反側端面)略微向框架10之外部突出。

並且，工作台40以使其板厚方向與前述軸線方向一致的朝向安裝於該旋轉軸20之前述一端側部分之端面。但是，在該安裝狀態下，從上面觀察時，工作台40處於其中心與旋轉軸20之軸心相一致之狀態。還有，在該安裝狀態下，旋轉工作台裝置1處於在工作台40之框架10側端面和框架10之前述一端側之端面之間存在間隔狹窄的空間之狀態。

在本實施例中，驅動裝置50以不藉由齒輪等驅動傳遞機構而對旋轉軸20進行旋轉驅動的直接驅動型馬達(DD馬達51)為主體而構成。附帶說一下，該DD馬達51係以馬達轉子52固定於旋轉軸20並且馬達定子53圍繞馬達轉子52的方式固定於框架10的所謂的內轉子型DD馬達51。此外，該驅動裝置50包含介裝於馬達定子53和框架10之間的定子套54。而且，該驅動裝置50在框架10之主體部11之貫通孔的前述大徑部內，與旋轉軸20之軸線同心配置。還有，該驅動裝置50與未圖示之工作機械的控制裝置相連接並藉由該控制裝置控制驅動。

另外，驅動裝置50能夠以圓周速度為10m/s以上之旋轉速度對旋轉軸20進行旋轉驅動。但是，這裡所說的圓周速度係旋轉軸20之前述一端側部分(與收納孔14之內周表面相對的外周表面中包含最靠近工作台40側部分的旋轉軸20的部分)的圓周速度。即，在防止冷卻液和切粉等異物侵入到框架10之內部的本發明之目的中，要求處於密封狀態之處係框架10之最靠近工作台40側的部分即蓋部12和旋轉軸20之間的縫隙，因此，在本發明中，表示該旋轉軸20之旋轉速度的圓周速度(外周表面之旋轉速度)係指形成該縫隙之旋轉軸20的部分即前述一端側部分之圓周速度。

關於該驅動裝置50，定子套54形成為環狀，其嵌插於前述大徑部之內周表面並且藉由螺釘部件等(省略圖示)固定於框架10。此外，馬達定子53嵌插(壓入)於該定子套54之內周表面，由此被設置成不能對定子套54進行相對旋轉之狀 態。因而，馬達定子53被設置成不能對框架10進行相對旋轉之狀態。還有，馬達轉子52藉由將旋轉軸20嵌插(壓入)於其內周表面，以不能進行相對旋轉之狀態安裝於旋轉軸20。

在本實施例中，夾緊裝置60係藉由將活塞62壓接到安裝於旋轉軸20的夾盤61上以保持旋轉軸20的所謂的盤式夾緊裝置。此外，夾緊裝置60係藉由彈簧部件之施力總是朝向活塞62離開夾盤61的方向(沿前述軸線方向與工作台40側相反的一側)施力的時常鬆開式夾緊裝置。

關於該夾緊裝置60，活塞62收納於形成於框架10之主體部11之收容槽，並設置為可沿著前述軸線方向移動。更具體而言，框架10之主體部11具有環狀收納槽，該環狀收納槽係以在前述一端側之端面(蓋部12側之端面)開口之方式形成的收容槽且與收納於框架10之收納孔14的旋轉軸20之軸心形成同心狀。此外，活塞62係形成為大致與該主體部11之前述收納槽之形狀一致的環狀部件。而且，活塞62以嵌插於該前述收納槽之方式設置，並可沿著軸線方向移動。另外，在框架10中，主體部11之前述一端側之端面中的內側且前述收納槽開口之部分和蓋部12之間存在與收納孔14連通的縫隙。

此外，夾盤61係具有撓性之圓盤狀部件，並配置為與旋轉軸20之軸線同心並且藉由螺釘部件固定於旋轉軸20。但是，夾盤61具有比收納孔14之內徑更大的外徑，並以沿前述軸線方向之配置方式，設置在框架10之前述縫隙內。還有，夾盤61具有在前述軸線方向觀察時其外周側部分與活 塞62之存在位置重疊的外徑。因而，夾盤61在框架10之前述縫隙內，處於其外周側部分位於活塞62與蓋部12之間之狀態。

而且，在該夾緊裝置60中，因為工作流體(壓油等)供給至前述收納槽，所以藉由該工作流體之壓力，活塞62向蓋部12側移動，夾盤61被活塞62和蓋部12夾持處於被夾持(夾緊)狀態。由此，夾盤61處於不能旋轉之狀態，其結果，旋轉軸20處於不能旋轉之狀態。於是，在旋轉工作台裝置1中，在進行分度加工時，旋轉軸20被分度為由驅動裝置50編程的角度位置後，使夾緊裝置60運轉，由此旋轉軸20處於保持在該分度之角度位置之狀態，在該狀態下，對工作台40上之工件進行加工。

在具有如上所述之結構的旋轉工作台裝置1中，本發明之該旋轉工作台裝置1具有空氣密封機構，該空氣密封機構從框架10之內部噴出壓縮空氣，以此防止前述異物侵入到框架10之內部。但是，本發明係在以前述圓周速度10m/s以上之高速旋轉驅動旋轉軸的使用條件下使用旋轉工作台裝置1為前提條件，該旋轉工作台裝置1包括這種空氣密封機構。下面將詳細說明該空氣密封機構。

該空氣密封機構係藉由將壓縮空氣供給至框架10之內部的空間(更具體而言，框架10之收納孔14之內周表面和旋轉軸20之外周表面之間的空間)使壓縮空氣從該空間之工作台40側之端部(在本實施例的結構中，蓋部12之貫通孔之內周表面和旋轉軸20之外周表面之間的部分)噴出，以此防止 前述異物侵入到框架10內。為此，旋轉工作台裝置1包括形成為與前述空間連通的供給流路70。

另外，框架10內之前述空間存在於前述軸線方向的旋轉軸20之整個存在範圍內，然而，旋轉軸20被軸承30支撐於框架10，因此，前述空間被軸承30大致分割為蓋部12側部分和基部13側部分。而且，該前述空間之蓋部12側部分80包含前述之蓋部12之貫通孔之內周表面和旋轉軸20之外周表面之間的部分，因此，供給流路70以與該蓋部12側部分80連通之方式形成於框架10之主體部11。由此，該前述空間中比軸承30更靠近蓋部12側的部分80相當於本發明之(框架內部之)空隙。

此外，在該結構中，供給至空隙80之壓縮空氣經過空隙80從空隙80之蓋部12之貫通孔之內周表面和旋轉軸20之外周表面之間的部分噴出。因而，空隙80在空氣密封機構中發揮供壓縮空氣經過之流路的功能，並相當於本發明之空氣流路。還有，供壓縮空氣噴出的空氣流路80之蓋部12之貫通孔之內周表面和旋轉軸20之外周表面之間的部分相當於本發明(位於空氣流路80中最下游側)之噴出部81。

另外，關於包含噴出部81之空氣流路80，由框架10之收納孔14之內周表面和旋轉軸20之外周表面劃定的空間發揮該空氣流路80之功能，因此，該空氣流路80以圍繞旋轉軸20的方式在框架10中呈圓周狀。因而，噴出部81相對前述軸線方向的工作台40和框架10之間的前述空間呈圓周狀開口。附帶說一下，關於圓周速度，在本結構中，將旋轉軸20 之前述一端側部分中劃定向該前述空間開口之噴出部81的部分之外周表面的旋轉速度相當於該圓周速度。

此外，在具有如上構成之空氣密封機構的旋轉工作台裝置中，本發明之空氣密封機構在前述之空氣流路80中還具有使從噴出部81噴出的壓縮空氣之壓力變得均勻(使壓縮空氣在噴出部81之整個圓周均勻地噴出)的存積部82。下面詳細說明該存積部82。

首先，在本實施例之旋轉工作台裝置1中，旋轉軸20在作為該工作台40側之前述一端側部分具有形成為將其外徑擴大的擴徑部21。但是，該擴徑部21在旋轉軸20配置於收納孔14內之狀態下，在前述軸線方向上，在比蓋部12更靠近軸承30側之位置形成於旋轉軸20。換言之，如上所述，在旋轉軸20配置於收納孔14內之狀態下，擴徑部21在前述軸線方向上處於位於框架10之主體部11的存在範圍內之狀態。

另外，如上所述，框架10之收納孔14(主體部11之貫通孔)在其內部配置(收納)旋轉軸20。因而，主體部11之貫通孔在前述軸線方向的至少擴徑部21的存在範圍內具有比旋轉軸20之擴徑部21之外徑更大的內徑。而且，由旋轉軸20之擴徑部21之外周表面和與該外周表面相對之主體部11之貫通孔之內周表面劃定前述之空隙80之一部分。

此外，在本實施例之旋轉工作台裝置1中，支撐旋轉軸20的軸承30在前述軸線方向上，在將其內輪之工作台40側之端面與旋轉軸20之擴徑部21之工作台40側之相反側 之端面抵接之狀態下，在其內輪嵌裝旋轉軸20。而且，軸承30在前述軸線方向的如上之配置下，其外輪嵌裝於主體部11之貫通孔之內周表面。

另外，如上所述嵌裝有軸承30(外輪)的主體部11之部分(以下，也稱為“軸承支撐部”)11a其內經形成為與擴徑部21之外經大致相同。由此，該軸承支持部11a位於比與擴徑部21之外周表面相對的主體部11之貫通孔之內周表面更靠近半徑方向之內側並且在半徑方向上存在於從該貫通孔之內周表面至擴徑部21之外周表面的整個範圍。而且，在半徑方向上，軸承30位於擴經部21的存在範圍內。

還有，軸承支持部11a係其工作台40側之端面形成為在前述軸線方向上與軸承30之工作台40側之端面大致相同之位置。從而，該軸承支持部11a之工作台40側之端面在前述軸線方向上位於與擴經部21之工作台40側相反側之端面相同之位置。由此，在半徑方向上由擴徑部21之外周表面和主體部11之貫通孔之內周表面劃定的前述之空隙80之一部分在前述軸線方向上其範圍之一端由軸承支持部11a之工作台40側之端面劃定。

而且，前述之供給流路70在其下游側端形成為在軸承支持部11a之工作台40側之端面開口。由此，供給流路70在其下游側端與前述之構成空隙80之一部分的空間(以下，稱為“第一部分空間”)82連通。因而，在前述之框架10內之空間中比軸承30更靠近蓋部12側部分即空隙80中，第一部分空間82成為該空隙80之最上游側的空間。另外，供給流路70 在其上游側端，在框架10之主體部11之外周表面開口。

附帶說一下，蓋部12之貫通孔之內徑小於旋轉軸20之擴徑部21之外徑。由此，蓋部12與擴徑部21在半徑方向重疊。換言之，蓋部12之貫通孔之內周表面在前述半徑方向比擴徑部21之外周表面更靠近內側。因而，在半徑方向由旋轉軸20之擴徑部21之外周表面和主體部11之貫通孔之內周表面劃定的第一部分空間82在前述軸線方向上由軸承支持部11a之工作台40側之端面和蓋部12之前述一方之端面劃定其範圍。

此外，框架10之蓋部12與旋轉軸20之擴徑部21如上所述在前述半徑方向重疊，可是在前述軸線方向上，隔開一些距離而分開。即，框架10之蓋部12與旋轉軸20之擴徑部21在其一部分，在軸線方向隔開間隔相對。因而，在框架10和旋轉軸20之間存在由在前述軸線方向上相對的蓋部12之前述一方之端面與擴徑部21之工作台40側之端面劃定的空間(以下，稱為“第二部分空間”)83，該第二部分空間83構成前述之空隙80之一部分。換言之，前述之空隙80之一部分由在前述軸線方向上相對的蓋部12之前述一方之端面與擴徑部21之工作台40側之端面劃定。

另外，該第二部分空間83係在前述半徑方向上從比旋轉軸20之擴徑部21更靠近工作台40側的部分(前端部)開始的包含整個擴徑部21之突出範圍的空間，並與前述之第一部分空間82連通。但是，劃定該第二部分空間83的蓋部12之前述一方之端面和擴徑部21之工作台40側之端面之間的前 述軸線方向之間隔小於劃定前述之第一部分空間82的擴徑部21之外周表面和主體部11之貫通孔之內周表面之間的前述半徑方向之間隔。

此外，框架10之蓋部12之貫通孔，如上所述構成收納孔14之一部分，並在其內部配置有旋轉軸20之前述前端部。因而，該蓋部12之貫通孔當然具有比旋轉軸20之前述前端部之外徑更大的內徑。而且，蓋部12之貫通孔的內徑之大小係在該貫通孔之內周表面和與相對的旋轉軸20之前述前端部之外周表面之間可形成一些縫隙。

因而，在旋轉軸20之前述前端部之周圍，存在由前述前端部之外周表面和蓋部12之貫通孔之內周表面劃定的空間(以下，稱為“第三部分空間”)81，該第三部分空間81構成前述之空隙80之一部分。另外，該第三部分空間81與前述之第二部分空間83連通並且與前述之工作台40和框架10之間的前述空間連通。因而，該第三部分空間81係構成空隙80之最下游側部分的空間。即，空隙80之最下游側部分由旋轉軸20之前述前端部之外周表面和蓋部12之貫通孔之內周表面劃定。附帶說一下，劃定該第三部分空間81的旋轉軸20之前述前端部之外周表面和蓋部12之貫通孔之內周表面之間的前述半徑方向之間隔小於劃定前述之第二部分空間83的蓋部12之前述一方之端面和擴徑部21之工作台40側之端面之間的前述軸線方向之間隔。

如上所述，作為前述之空氣密封機構之空氣流路的框架10內部之空隙80由如上所述劃定的最上游側之第一部 分空間82、最下游側之第三部分空間81、以及連通第一部分空間82和第三部分空間81的第二部分空間83構成，該第二部分空間83係第一部分空間82和第三部分空間81之間的中間(中游部)之部分空間。此外，該下游側之第三部分空間81相當於空氣密封機構之空氣流路80的前述之噴出部。

另外，如上所述，在空氣密封機構中發揮空氣流路之功能的空隙80由藉由旋轉工作台裝置1之內部結構形成的第一部分空間82、第二部分空間83、以及第三部分空間81構成，但是當作為空氣流路80考慮時，可以理解為空氣流路80之上游側的部分流路(上游部分流路)由第一部分空間82形成、中游部的部分流路(中游部分流路)由第二部分空間83形成、下游側的部分流路(下游部分流路)由第三部分空間81形成。於是，關於該各部分流路81、82、83之大小可以理解為係相對空氣流路80內之壓縮空氣之流動方向的流路寬度(以下，稱為“流路寬度”)。還有，該流路寬度相當於在該寬度方向劃定該部分流路的各部分之間隔，該各部分之間隔為框架10的一部分和框架10的一部分之間的間隔或者框架10的一部分和旋轉軸20的一部分之間的間隔。

但是，關於在這裡所說之壓縮空氣之流動方向，如上所述，空氣密封機構係以防止前述異物侵入到框架10內為目的而設置，由供給流路70供給的壓縮空氣從供給流路70側即上游側朝向下游側的噴出部81流動並從噴出部81噴出，由此發揮作為其目的之作用。另一方面，如上所述，空氣流路80在旋轉軸20周圍呈圓周狀，可是向該空氣流路80供給之壓 縮空氣的供給並不是在該整周進行供給，而是在圓周上之一部分進行供給。因此，伴隨著從供給流路70供給壓縮空氣，在空氣流路80內，如上所述，壓縮空氣不僅從上游側朝向噴出部81流動，還朝向圓周方向流動。

然而，空氣密封機構原本需要的壓縮空氣之流動係從前述之上游側(供給流路70側)朝向噴出部81方向之流動，圓周方向之流動僅係為了使壓縮空氣遍及於空氣流路80之同一圓周上的部分的流動。因而，作為用於空氣密封之空氣流路80，用於確定其大小的壓縮空氣之流動方向係從前述之上游側朝向噴出部81流動的方向。此外，關於空氣流路80，這裡所說之上游側不僅僅指供給流路70所連通的部分(圓周上之一部分)，還指大致與供給流路70連通的部分在同一圓周上之整個部分。

而且，如上所述，作為空氣流路80之各部分流路81、82、83之大小而理解的各部分流路81、82、83之前述流路寬度可以理解為在相對該空氣流路80內的前述之壓縮空氣之流動方向(從上游側朝向噴出部81流動之流動方向)的流路寬度之方向劃定該部分流路的各部分之間隔，該各部分之間隔為框架10的一部分和框架10的一部分之間的間隔或者框架10的一部分和旋轉軸20的一部分之間的間隔。因而，關於上游部分流路82之前述流路寬度，在該上游部分流路82內的朝向噴出部81流動之流動方向係前述軸線方向，相對該流動方向的流路寬度方向係前述半徑方向，因此，該前述流路寬度相當於在前述半徑方向上劃定第一部分空間82的主體部11之貫通 孔之內周表面和擴徑部21之外周表面之間的間隔。

此外，關於中游部分流路83之前述流路寬度，該中游部分流路83內的朝向噴出部81流動之流動方向係前述半徑方向，相對該流動方向之流路寬度方向係前述軸線方向，因此，該前述流路寬度相當於在前述軸線方向上劃定第二部分空間83的蓋部12之前述一方之端面和擴徑部21之工作台40側之端面之間的間隔。還有，關於下游部分流路(噴出部)81之前述流路寬度，在該下游部分流路81流動之壓縮空氣之流動方向係前述軸線方向，相對該流動方向之流路寬度方向係前述半徑方向，因此，該前述流路寬度相當於在前述半徑方向上劃定噴出部81的蓋部12之貫通孔之內周表面和旋轉軸20之前述前端部之間的間隔。

而且，如上所述，在旋轉工作台裝置1中，在前述半徑方向上劃定第一部分空間82的主體部11之貫通孔之內周表面和擴徑部21之外周表面之間的間隔大於在前述軸線方向上劃定第二部分空間83的蓋部12之前述一方之端面和擴徑部21之工作台40側之端面之間的間隔，因此，空氣流路80構成為上游部分流路82具有比與自身相比更靠近下游側的中游部分流路83更大的前述流路寬度。因而，在該空氣流路80中，如上所述形成的上游部分流路82相當於本發明之存積部。

附帶說一下，如上所述，在前述軸線方向上劃定第二部分空間83的蓋部12之前述一方之端面和擴徑部21之工作台40側之端面之間的間隔大於在前述半徑方向上劃定噴 出部81即第三部分空間81的旋轉軸20之前述前端部之外周表面和蓋部12之貫通孔之內周表面之間的間隔，因此，在空氣流路80中，位於該最下游側之噴出部(下游部分流路)81之前述流路寬度也小於存積部(上游部分流路)82之前述流路寬度。

此外，在根據如上所述之結構的本實施例之旋轉工作台裝置1中，至少在加工工件時，壓縮空氣從空氣供給裝置(省略圖示)被供給至供給流路70，並該壓縮空氣藉由供給流路70被供給至空氣流路80。伴隨與此，在空氣流路80中，壓縮空氣以如下所述之流動方向流動：從位於上游側(供給流路70側)之上游部分流路即存積部82經由中游部分流路83流入下游部分流路即噴出部81。此外，流入該噴出部81之壓縮空氣經由該噴出部81從工作台40和框架10之間的前述空間噴出。其結果，至少在加工工件時，處於來自框架10之內部的壓縮空氣從工作台40和框架10之間的前述空間向外部噴出之狀態，因此，可防止前述異物經由該前述空間侵入到框架10之內部。

另外，關於從前述之存積部82朝向噴出部81的壓縮空氣之流動，如果更詳細說明，當高壓壓縮空氣從供給流路70供給至空氣流路80時，在存積部82中，根據被供給的壓縮空氣之壓力，存積部82的與供給流路70連通的部分的空氣壓將處於上升之狀態。此外，伴隨與此，在存積部82內發生壓縮空氣向圓周方向之流動，由此在存積部82內之整體(整周)空氣壓將處於逐漸上升之狀態。還有，伴隨著該存積部82 內之空氣壓的上升，在與該存積部82連通並且通向框架10之外的前述空間的中游部分流路83內也從存積部82側發生壓縮空氣之流動。由此，經過中游部分流路83的壓縮空氣處於在噴出部81內流動並朝向前述空間噴出之狀態。

而且，如上所述，空氣流路80構成為位於上游側(供給流路70側)之上游部分流路即存積部82與連通於該存積部82的中游部分流路83相比，在壓縮空氣之流動方向的前述流路寬度更大。換言之，該空氣流路80構成為在相當於中游部分流路83之部分前述流路寬度變小。藉由該結構，由供給流路70供給之壓縮空氣之一部分逐漸存積於存積部82內，因此，在存積部82中，在其整體(整周)空氣壓將處於大致所希望的均勻程度之狀態。

更具體而言，在空氣流路80中，伴隨著由供給流路70供給壓縮空氣，如上所述，發生壓縮空氣從存積部82朝向中流部分流路83(噴出部81側)之流動。但是，如上所述，空氣流路80構成為中流部分流路83之前述流路寬度相對存積部82之前述流路寬度變小，並構成為與在前述流路寬度較大的存積部82內的向前述之圓周方向之流動相比，相對從存積部82流入中游部分流路83時的壓縮空氣之流動的抵抗更大。

因此，在該空氣流路80中，供給至存積部82的壓縮空氣在與朝向噴出部81側之流動相比更以朝向圓周方向之流動為主之狀態下流動。即，供給至存積部82的壓縮空氣，一部分朝向噴出部81流動，但是主要在存積部82內流動並存 積於存積部82中。由此，伴隨著持續從供給流路70供給壓縮空氣，壓縮空氣將逐漸存積於存積部82內，在整個存積部82，空氣壓上升至與被供給的壓縮空氣之壓力同等程度。其結果，存積部82內之空氣壓在整個該存積部82，以對應於被供給之壓縮空氣之壓力的壓力處於大致均等之狀態。

於是，因為空氣壓在整個存積部82處於大致均勻之狀態，所以從該存積部82流向噴出部81側之壓縮空氣也在整個(整周)中游部分流路83以及噴出部81，以對應於被供給之壓縮空氣之壓力的壓力處於大致均等之狀態。因而，藉由將從供給流路70供給至空氣流路80之壓縮空氣之壓力設定為適當的壓力，可使所希望之壓力的壓縮空氣在旋轉軸20周圍之整個圓周朝向前述空間噴出。由此，前述之空氣密封機構之密封狀態變得更加完善，即，更加提高了空氣密封機構之密封效果。

以上，對根據本發明之旋轉工作台裝置的一實施形態(實施例)進行了說明，然而，本發明並不限定於上述實施例中說明之實施型態，也可以以如下之另一實施形態(變形例)實施。

關於空氣密封機構之空氣流路，前述實施例之空氣流路80構成為包含最上游側之上游部分流路即存積部82、最下游側之下游部分流路即噴出部81、以及形成於存積部82和噴出部81之間並使雙方連通的中游部分流路83。更詳細而言，在前述實施例中，旋轉工作台裝置1構成為夾緊裝置60設於比軸承30更靠近工作台40側並且旋轉軸20在空隙80 內具有用於安裝該夾緊裝置60之夾盤61的擴徑部21，因此，其結果，空氣流路80構成為也包含如上所述之中游部分流路83。

然而，本發明不限定於夾緊裝置如前述實施例所配置的旋轉工作台裝置，例如，也可以適用於如第3圖所示之旋轉工作台裝置100，該旋轉工作台裝置100在比軸承130更靠近工作台140側之相反側配置有夾緊裝置160。在此，在前述實施例之旋轉工作台裝置1中，若考慮夾緊裝置如上配置之情況，在該結構中，可省略位於前述實施例之空隙80內的旋轉軸20之擴徑部21。此外，當在前述實施例中將旋轉軸構成為旋轉軸20不包括擴徑部21之結構時，該空氣流路構成為省略了前述實施例之中游部分流路83，即，噴出部直接與存積部之下游側連通之結構。

如上所述，本發明之空氣密封結構之空氣流路，只要至少具有噴出部以及存積部即可，換言之，也可以係只由噴出部以及存積部構成。還有，如前述實施例，該空氣流路也不限定於存積部位於空氣流路之最上游側的結構，也可以係在比存積部更靠近上游側具有流路之結構。

還有，關於供給流路，前述實施例之空氣密封機構係構成為供給流路70形成為與空氣流路80只在一處連通之結構。然而，在本發明中，空氣密封機構不限定於供給流路以上述方式形成之結構，也可以係供給流路形成為在多處與空氣流路連通之結構。

作為如上所述之結構，可以考慮構成為如下結 構，例如，如前述實施例，在比連通空氣流路之位置更靠近上游側部分，將形成於框架內之單一的供給流路分歧為2個以上，並將分歧後的每個分歧流路分別與空氣流路連通。還有，在本發明中，對空氣密封機構之供給流路的數量沒有特別限定，因此，該空氣密封機構也可以係包含獨立的多個供給流路的結構。具體而言，該空氣密封機構也可以係前述實施例或第3圖之例子所示的供給流路在圓周方向不同位置形成2個以上之結構。此外，即使在這種情況，該空氣密封機構也構成為供給流路在多處與空氣流路連通之結構。另外，在該結構之情況下，每個供給流路可以係與單一空氣供給裝置連接之結構，也可以係每個供給流路分別與對應設置的不同的空氣供給裝置連接之結構。

另外，關於本發明作為前提之旋轉工作台裝置，在前述實施例中，該旋轉工作台裝置之驅動裝置係以直接對旋轉軸20進行旋轉驅動的DD馬達51作為主體的驅動裝置50。然而，本發明作為前提之旋轉工作台裝置之驅動裝置不限定於如上所述之結構，也可以係使用如第3圖所示之蝸輪機構之結構。附帶說一下，第3圖所示之旋轉工作台裝置100之驅動裝置150係由驅動傳遞機構和對蝸軸152進行旋轉驅動之驅動馬達(省略圖示)構成，該驅動傳遞機構由安裝成不能對旋轉軸120進行相對旋轉的蝸輪151以及以與該蝸輪151嚙合的方式可旋轉地支撐於框架110的蝸軸152構成。

還有，關於夾緊裝置，在前述實施例中採用了所謂的盤式夾緊裝置60，該盤式夾緊裝置60藉由將活塞62壓 接到固定於旋轉軸20之基盤61，由此將旋轉軸20保持為不能旋轉之狀態。然而，本發明作為前提之旋轉工作台裝置之夾緊裝置不限定於如上所述之盤式夾緊裝置，也可以係其它的公知之夾緊裝置。附帶說一下，作為其它的公知之夾緊裝置有所謂的套筒式夾緊裝置和所謂的耦合式夾緊裝置。套筒式夾緊裝置係將設於旋轉軸周圍的夾緊套朝向縮徑方向彎曲並使其接觸到旋轉軸，以此藉由在接觸面產生的摩擦力保持旋轉軸，該耦合式夾緊裝置係利用工作流體的壓力等將在框架和旋轉軸相互相對而設置的耦合部件的一方朝向另一方移動，並藉由使形成於兩個耦合部件之相對面的齒相嚙合，由此保持旋轉軸。

還有，本發明不限定於上述之任一實施形態，只要不脫離本發明之趣旨，可以進行種種變形。

1‧‧‧旋轉工作台裝置

10:框架

11:主體部

12:蓋部

13:基部

14:收納孔

20:旋轉軸

30:軸承

40:工作台

50:驅動裝置

51:DD馬達

52:馬達轉子

53:馬達定子

54:定子套

60:夾緊裝置

61:夾盤

62:活塞

70:供給流路

80:空氣流路(蓋部側部分、空隙)

Claims (1)

1. 一種工作機械用之旋轉工作台裝置，包括：旋轉軸，該旋轉軸之一端固定有供安裝工件的圓盤狀工作台；框架，該框架具有用於收納前述旋轉軸的收納孔並且在該收納孔內藉由軸承將前述旋轉軸支撐為能夠旋轉；驅動裝置，該驅動裝置對前述旋轉軸進行旋轉驅動；以及夾緊裝置，該夾緊裝置在進行分度加工時，將前述旋轉軸保持在被分度之角度位置，前述驅動裝置以10m/s以上之圓周速度旋轉驅動前述旋轉軸，其特徵在於：包括空氣密封機構，該空氣密封機構包括形成於前述框架之供給流路，該供給流路與由前述框架之前述收納孔之內周表面和前述旋轉軸之外周表面劃定的前述框架內部之空隙連通，該空隙位於比前述軸承更靠近前述工作台側，藉由由前述供給流路供給壓縮空氣使前述空隙發揮空氣流路之功能並且藉由將壓縮空氣供給至前述空氣流路使壓縮空氣從前述框架之內部噴出，以此防止異物侵入到前述框架之內部，前述空氣流路在比前述空氣流路之最下游側部分即噴出部更靠近上游側具有存積部，前述存積部與比前述空氣流路之該存積部更靠近下游側部分相比具有更大的流路寬度。

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