WO2023203825A1 - 回転軸クランプ装置 - Google Patents

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WO2023203825A1
WO2023203825A1 PCT/JP2023/002776 JP2023002776W WO2023203825A1 WO 2023203825 A1 WO2023203825 A1 WO 2023203825A1 JP 2023002776 W JP2023002776 W JP 2023002776W WO 2023203825 A1 WO2023203825 A1 WO 2023203825A1
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WO
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rotating shaft
pair
contact
pressure contact
clamping device
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/002776
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雄介 石井
一弘 竹内
Original Assignee
芝浦機械株式会社
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    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
    • B23Q1/28—Means for securing sliding members in any desired position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q16/02—Indexing equipment
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    • B23Q16/10—Rotary indexing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/02—Driving main working members
    • B23Q5/04—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
    • B23Q5/20—Adjusting or stopping working-spindles in a predetermined position

Definitions

  • the present invention relates to a rotating shaft clamping device.
  • Rotary indexing devices are used in machine tools, for example, to adjust the orientation and inclination of a spindle head of a multi-axis machine tool, or to adjust the angular position of a rotary table.
  • the rotation indexing device is provided with a rotation drive device that rotates the rotation shaft and a clamp device that restrains the rotation shaft at a predetermined angular position.
  • a clamp device a shaft restraint type that restrains a rotating shaft or a disk type that restrains a disk attached to a rotating shaft is used.
  • Patent Document 1 As the shaft restraint type, there are Patent Document 1 and Patent Document 2.
  • a diaphragm type displacement mechanism is brought into pressure contact with the outer periphery of the rotating shaft, and braking is performed by friction.
  • Patent Document 3 As the disk type, there are Patent Document 3 and Patent Document 4.
  • a disc-type rotating shaft clamping device In a disc-type rotating shaft clamping device, a disc mounted on a rotating shaft is fixed, and a diaphragm-type displacement mechanism is brought into pressure contact with the surface of the disc to perform braking by friction.
  • the above-mentioned disc type can increase the restraint force compared to the shaft restraint type because the distance of the restraint position from the center of rotation is greater.
  • a load is generated on the rotating shaft in the thrust direction (rotation center axis direction), which affects the positional accuracy of the rotation indexing device.
  • each pressure contact force can be canceled out to suppress displacement in the rotation center axis direction.
  • displacing mechanisms such as diaphragms are installed on both sides of the disk, there are effects on the installation of the rotary indexing device, such as an increase in the number of parts and an expansion of the installation space.
  • An object of the present invention is to provide a rotating shaft clamping device that has a simple structure and can ensure binding force and positional accuracy.
  • the rotating shaft clamping device of the present invention is a rotating shaft clamping device that clamps a first member and a second member that are relatively rotatable around a predetermined central axis, the rotating shaft clamping device being supported by the first member and separated from the central axis.
  • a pair of contact surfaces formed in an annular shape with a predetermined distance and facing each other at a constant interval, and a pressure contact member supported by the second member and capable of pressure contact with the pair of the contact surfaces, the pressure contact member:
  • a pair of surfaces disposed between the pair of contact surfaces and facing the contact surfaces can extend in a direction along the central axis.
  • the first member is a rotating shaft
  • the second member is a support that rotatably supports the rotating shaft
  • a disk is coaxially disposed in an intermediate portion of the rotating shaft.
  • the pair of contact surfaces may be formed on the outer periphery of the disk and may be opposed to each other in the direction of the central axis, and the pressure contact member may be supported by the support body.
  • the present invention can have the same basic configuration as the existing disc-type clamping device, and the rotating shaft can be restrained from the support by the pressing member coming into pressure contact with the contact surface, and the pressing member can restrain the rotating shaft from the rotating shaft. By increasing the distance to the member, the restraining force can be ensured.
  • the pressure contact member is disposed between a pair of contact surfaces formed on the outer periphery of the disk, the structure of the clamp device can be simplified. Furthermore, since the pressure contact members are in pressure contact with the inner sides of the pair of contact surfaces, and the contact force on each of the contact surfaces is equalized, no force (thrust force) in the direction of the center axis due to pressure contact is generated on the rotating shaft. Positional accuracy as a rotating mechanism can be ensured.
  • the first member is a support
  • the second member is a rotating shaft that is rotatably supported by the support
  • the rotating shaft is disposed inside the support.
  • a coaxial annular contact member may be formed, the pair of contact surfaces may be formed inside the contact member and face each other in the direction of the central axis, and the pressure contact member may be supported by the rotating shaft.
  • the arrangement of the pressure contact member and the contact surface is opposite to that of the existing disc-type clamp device, but the rotation of the support body can be restrained by the pressure contact member being in pressure contact with the contact surface, and rotation is prevented.
  • the restraining force can be ensured by increasing the distance from the shaft to the pressure contact member.
  • the pressure contact member is disposed between the pair of contact surfaces formed inside the annular contact member, the structure of the clamp device can be simplified.
  • the pressure contact members are in pressure contact with the inner sides of the pair of contact surfaces, and the contact force on each of the contact surfaces is equalized, no force (thrust force) in the direction of the center axis due to pressure contact is generated on the rotating shaft. Positional accuracy as a rotating mechanism can be ensured.
  • the first member is a rotating shaft
  • the second member is a support that rotatably supports the rotating shaft
  • a disk is coaxially disposed in an intermediate portion of the rotating shaft.
  • the pair of contact surfaces may be formed on an outer edge of the disk and may be opposed to each other in a radial direction of the rotating shaft, and the pressure contact member may be supported by the support body.
  • the rotation shaft can be restrained with respect to the support by the pressure contact member coming into pressure contact with the contact surface, and the restraining force can be ensured by increasing the distance from the rotation shaft to the pressure contact member.
  • the pressure contact member is arranged between a pair of contact surfaces formed on the outer edge of the disk, and the pressure contact member is arranged inside the outer periphery of the disk, so that the structure of the clamp device is simple and compact. can. Furthermore, since the pressure contact members are in pressure contact with the inner sides of the pair of contact surfaces, and the contact force on each contact surface is equalized, no force (radial force) in the direction crossing the center axis is generated on the rotating shaft due to pressure contact. , the positional accuracy of the rotating mechanism can be ensured.
  • the first member is a support
  • the second member is a rotating shaft that is rotatably supported by the support
  • the rotating shaft is disposed inside the support.
  • a coaxial annular contact member is formed, a pair of the contact surfaces are formed along an inner edge of the contact member and are opposed to each other in a radial direction of the rotation shaft, and the pressure contact member is supported by the rotation shaft. It's okay.
  • rotation of the support body can be restrained by the pressing member coming into pressure contact with the contact surface, and the restraining force can be ensured by increasing the distance from the rotating shaft to the pressing member.
  • the pressure contact member is arranged between the pair of contact surfaces formed on the inner edge of the contact member, and the pressure contact member can be arranged inside the outer periphery of the disk, so that the structure of the clamp device can be simplified. Furthermore, since the pressure contact members are in pressure contact with the inner sides of the pair of contact surfaces, and the contact force on each contact surface is equalized, no force (radial force) in the direction crossing the center axis is generated on the rotating shaft due to pressure contact. , the positional accuracy of the rotating mechanism can be ensured.
  • the pressing member has a diaphragm that is flat and expandable by fluid pressure supplied therein.
  • the diaphragm is preferably formed on both sides of the flat pressure contact member.
  • the diaphragm may be provided on only one side of the pressure contact member.
  • the thrust force can be reliably eliminated by supporting the diaphragm so as to be slidable in the central axis direction relative to the rotating shaft or support of the pressing member.
  • pressurized fluid is supplied to the pressure member to bulge the diaphragm, thereby making it possible to press the contact surface.
  • the diaphragm can be returned to its original shape and the pressure contact with the contact surface can be released.
  • Such a diaphragm type pressure contact member can simplify the structure and improve maintainability.
  • a flat piston instead of a diaphragm, a flat piston may be used as the pressing member.
  • a structure can be used in which circular recesses are formed on both sides of a flat base material and a circular plate-shaped piston is fitted into the recesses.
  • a resin balloon may be housed inside and hydraulic oil may be supplied to the inside. According to such a pressure contact member, it is easy to ensure the forward and backward stroke of the piston, and reliable clamping is possible even when the distance between the pressure contact member and the contact surface is relatively large.
  • a plate-shaped piezoelectric element may be used as the pressure contact member.
  • a structure in which plate-shaped piezoelectric elements are fixed to both sides of a flat base material can be used.
  • the piezoelectric element can be expanded and brought into pressure contact with the contact surface by controlling the applied voltage, and the structure can be further simplified than when a fluid is used.
  • FIG. 1 is a front view showing a spindle head according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a side view showing the spindle head of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view showing the spindle head of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a sectional view showing the rotating shaft clamping device of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a sectional view showing the pressure contact member of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing another pressure contact member of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing another pressure contact member of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing another pressure contact member of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing another pressure contact member of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing another pressure contact member of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a sectional view showing a rotating shaft clamping device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a sectional view showing a rotating shaft clamping device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a sectional view showing a rotating shaft clamping device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 to 3 show a five-axis head 10 of a five-axis machine tool.
  • the five-axis head 10 processes a workpiece by rotating a cutter 12 attached to a main shaft 11, and is attached to a machine tool (not shown) so as to be movable in three axes of XYZ.
  • the 5-axis head 10 has a B-axis rotary indexing device 20 and a C-axis rotary indexing device 30, and the direction of the main shaft 11 is adjusted along two axes: the B-axis (around the Y-axis) and the C-axis (around the Z-axis). It can be rotated to
  • the five-axis head 10 has a spindle head 13, an arm body 14, and a head body 15.
  • the head main body 15 is formed in a rectangular box shape, and its upper surface side can be attached to the tip of the ram 1 of a machine tool by a fastening mechanism (not shown).
  • the arm body 14 is cut out along the X-axis from the lower side of the rectangular box shape, and a pair of arms 141 are formed at the lower part.
  • a rotating shaft 142 is connected to the upper surface of the arm body 14. The rotating shaft 142 is rotatably supported by the head main body 15.
  • the spindle head 13 is arranged between a pair of arms 141.
  • the spindle head 13 has a cylindrical shape with a central axis along the Y axis, and a rotating shaft 131 extending along the central axis of the spindle head 13 is connected to both end surfaces.
  • the pair of rotating shafts 131 each extend to the inside of the pair of arms 141 and are rotatably supported by the arms 141.
  • the spindle head 13 rotatably supports the main shaft 11 described above and includes a main shaft motor (not shown) that rotates the main shaft 11.
  • a slip ring case 151 is installed on the top surface of the head body 15.
  • a slip ring rotation shaft 143 is connected to the upper end of the rotation shaft 142 .
  • the slip ring rotating shaft 143 is introduced into the inside of the slip ring case 151, and a slip ring is formed inside the slip ring case 151.
  • electrical wiring and piping to the above-mentioned main shaft motor and the B-axis rotation indexing device 20 and C-axis rotation indexing device 30, which will be described later, can freely rotate toward the ram 1 side. connected to.
  • a drive motor 21 and a clamp device 22 are installed on the pair of arms 141, respectively.
  • the pair of drive motors 21 can rotate the rotating shaft 131 and change the direction of the main shaft 11 to any angular position on the B axis (see FIG. 2).
  • the pair of clamping devices 22 can restrain and clamp the rotating shaft 131 in a state where the spindle head 13 is at an arbitrary angle position of the B axis with respect to the arm body 14.
  • a drive motor 31 and a clamp device 32 are installed in the head body 15.
  • the drive motor 31 rotates the rotating shaft 142 and can change the orientation of the arm body 14 to any angular position on the C-axis (see FIG. 3).
  • the clamping device 32 is capable of restraining and clamping the rotating shaft 142 in a state where the arm body 14 is at an arbitrary angle position of the C-axis with respect to the head body 15.
  • the clamp devices 40 shown in FIG. 4 are used as the clamp devices 22 of the B-axis rotation indexing device 20 and the clamp devices 32 of the C-axis rotation indexing device 30, respectively.
  • the rotation shaft 41 is the rotation shaft 131 in the clamp device 22 or the rotation shaft 142 in the clamp device 32.
  • the support body 42 is the arm body 14 in the clamp device 22 or the head body 15 in the clamp device 32.
  • the clamp device 40 includes a disk 43 fixed to an intermediate portion of a rotating shaft 41 (first member), and a pressure member 44 supported by a support 42 (second member).
  • Annular contact members 45 are fixed to both outer circumference sides of the disk 43, respectively.
  • the pair of contact members 45 are arranged facing each other at a predetermined interval in the direction of the central axis A of the rotating shaft 41, and have a pair of contact surfaces 46 formed on each opposing surface.
  • the pair of contact surfaces 46 are formed in an annular shape at a predetermined distance from the center axis A of the rotating shaft 41, and are opposed to each other at a constant interval.
  • the pressure contact member 44 is formed in an annular shape and flattened in the direction of the central axis, and is arranged concentrically around the entire circumference outside the disk 43 (see FIG. 3). A portion of the pressure contact member 44 is disposed between a pair of contact surfaces 46 , and a pair of front and back surfaces 47 facing the contact surfaces 46 can extend in a direction along the central axis A of the rotating shaft 41 .
  • the pressing member 44 a member that is flat as a whole, has a cavity 441 inside, and has diaphragms 442 on both surfaces 47 can be used.
  • a pressure contact member 44 by supplying pressurized fluid from the outside to the internal cavity 441, the diaphragm 442 expands due to the fluid pressure, and the surface 47 can be brought into pressure contact with the contact surface 46.
  • the diaphragms 442 on both sides will bulge out evenly due to the supply of pressurized fluid, and the surfaces 47 on both sides will simultaneously contact the pair of contact surfaces 46. Then apply pressure evenly.
  • the contact member 45 is restrained by the pressure contact member 44 due to the frictional force between the surfaces 47 on both sides and the contact surface 46, and the rotating shaft 41 is clamped to the support body 42.
  • the pressing forces applied from the surfaces 47 on both sides to the opposing contact surfaces 46 are in opposite directions on each side, so they cancel each other out, and do not cause displacement of the rotating shaft 41 with respect to the support body 42.
  • the pressing member 44 is biased toward one of the pair of contact surfaces 46, the surfaces 47 on each side are pressed against the contact surfaces 46 in sequence. That is, as the diaphragm 442 expands due to the supply of pressurized fluid, the biased surface 47 first comes into contact with the opposing contact surface 46, and the expansion of the diaphragm 442 is suppressed. The diaphragm 442 on the side opposite to the biased side continues to bulge.
  • the surface 47 and the contact surface 46 are in pressure contact only on the biased side, the pressure contact force on the same side acts on the rotating shaft 41, but the pressure contact force at this stage is due to the rotation by the support 42. This can be borne by the rotation support structure of the shaft 41, and the rotation shaft 41 is not displaced.
  • the surface 47 on the opposite side to the biased side comes into contact with the opposing contact surface 46, and the bulge of the diaphragm 442 is suppressed.
  • the surfaces 47 on each side are brought into pressure contact with the opposing contact surfaces 46 via the diaphragms 442 on both sides.
  • the contact member 45 is restrained by the pressure contact member 44 due to the frictional force between the surfaces 47 on both sides and the contact surface 46, and the rotation shaft 41 is clamped against the support body 42. It will be done.
  • the pressing forces applied from the surfaces 47 on both sides to the opposing contact surfaces 46 are in opposite directions on each side, so they cancel each other out, and do not cause displacement of the rotating shaft 41 with respect to the support body 42.
  • the clamping device 40 of this embodiment can have the same basic configuration as the existing disk-type clamping device, and the pressing member 44 is pressed against the contact surface 46, so that the rotation shaft 41 is moved against the support body 42.
  • the restraining force can be ensured by increasing the distance from the rotating shaft 41 to the pressure contact member 44 due to the outer diameter of the disk 43.
  • the pressure member 44 is disposed between the pair of contact surfaces 46 formed on the outer periphery of the disk 43, so the structure of the clamp device 40 can be simplified.
  • the rotating shaft 41 is subjected to a force (a thrust force) in the direction of the central axis A due to the pressure contact. ) does not occur, and the positional accuracy of the B-axis rotation indexing device 20 and the C-axis rotation indexing device 30, which are rotation mechanisms, can be ensured.
  • the two B-axis rotation indexing devices 20 are installed at both ends of the arm body 14, maintenance and inspection can be easily performed by opening the end cover of the arm body 14.
  • pressure contact members 44A to 44C shown in FIGS. 6 to 8 may be used instead of the pressure contact member 44 in FIG. 5.
  • the pressure contact member 44A is flat as a whole and has a cavity 441 inside.
  • the cavity 441 is biased toward one side of the pressure contact member 44A, and only one of the surfaces 47 on both sides is a diaphragm 442.
  • the pressure contact member 44A is fitted into a recess 421 formed in the support body 42, and a pin 422 extending in the axial direction of the rotating shaft 41 is passed through the pressure contact member 44A. is displaceable.
  • a contact member 45 is arranged on one side of the pressure contact member 44A, and a contact portion 43A, which is an extension of a portion of the disk 43, is arranged on the opposite side.
  • the pressure contact member 44A can be introduced between the pair of contact surfaces 46. This point also applies to the clamp device 40 shown in FIG. 5 described above and FIGS. 7 and 8 described later.
  • the pressing member 44B is flat as a whole and has a cavity 441 inside, and surfaces 47 on both sides are formed by flat pistons 443.
  • a pressure contact member 44B by supplying pressurized fluid from the outside to the internal cavity 441, the piston 443 advances due to the fluid pressure, and the surface 47 can be brought into pressure contact with the contact surface 46.
  • the pressure contact member 44C is formed into a flat plate shape as a whole, and the surfaces 47 on both sides are formed by flat piezoelectric elements 444.
  • the piezoelectric element 444 can be expanded by applying a voltage to the piezoelectric element 444, and the surface 47 can be brought into pressure contact with the contact surface 46.
  • FIG. 9 shows a clamp device 40A of this embodiment.
  • a pair of contact surfaces 46 were formed on the disk 43 fixed to the rotating shaft 41, and the pressure contact member 44 was supported by the support body 42.
  • the arrangement of the pressure contact member 44 and the pair of contact surfaces 46 on the rotating shaft 41 and the support body 42 is reversed.
  • a support body 42 has an annular groove formed in its cylindrical inner circumferential surface, and opposing surfaces on the inside thereof serve as a pair of contact surfaces 46.
  • the pair of contact surfaces 46 are formed in an annular shape at a predetermined distance from the center axis A of the rotating shaft 41, and are opposed to each other at a predetermined interval in the direction of the center axis A.
  • One side of the grooves forming the pair of contact surfaces 46 is a contact portion 42A continuous from the support 42, and the opposite side is an annular contact member 45A detachably fixed to the support 42.
  • the pressure contact members 44 are fixed to the outer periphery of the disk 43 in a radially outward direction, and each extend between the pair of contact surfaces 46 .
  • the pressure contact member 44 can be introduced into the groove with the contact member 45A removed from the support body 42.
  • the pressure contact member 44 has the configuration shown in FIG. 5 or the structure shown in FIGS. It is possible to expand in other directions.
  • FIG. 10 shows a clamp device 40B of this embodiment.
  • the pair of contact surfaces 46 on the outer periphery of the disk 43 fixed to the rotating shaft 41 and the surface 47 of the pressing member 44 supported by the support body 42 are respectively connected to the rotating shaft 41. were arranged along the radial direction.
  • the surface 47 of the pressure member 44 and the pair of contact surfaces 46 are arranged in a direction intersecting the radial direction of the rotating shaft 41, that is, along the circumferential direction of the rotating shaft 41. .
  • a pair of contact members 45B are fixed to one side of the disk 43 near its outer periphery.
  • the pair of contact members 45B are arranged coaxially with respect to the center axis A of the rotating shaft 41, and have a pair of contact surfaces 46 formed on each opposing surface.
  • the pair of contact surfaces 46 are formed in an annular shape at a predetermined distance from the center axis A of the rotating shaft 41, and are opposed to each other at a constant interval.
  • the pressure contact member 44 is supported by an inner flange 423 protruding from the inside of the support body 42, extends in the direction of the central axis A of the rotating shaft 41, and reaches between the pair of contact surfaces 46.
  • the pressure contact member 44 has the configuration shown in FIG. 5 or the structure shown in FIGS. It is possible to expand in other directions.
  • FIG. 11 shows a clamp device 40C of this embodiment.
  • the pair of contact surfaces 46 on the outer periphery of the disk 43 fixed to the rotating shaft 41 and the surface 47 of the pressing member 44 supported by the support body 42 are respectively connected to the rotating shaft 41. were arranged along the radial direction.
  • the surface 47 of the pressure member 44 and the pair of contact surfaces 46 are arranged in a direction intersecting the radial direction of the rotating shaft 41, that is, along the circumferential direction of the rotating shaft 41. . Furthermore, the arrangement of the pressure contact member 44 and the pair of contact surfaces 46 on the rotating shaft 41 and the support body 42 are reversed.
  • a pair of contact members 45C are fixed to one side of an inner flange 423 projecting from the inside of the support body 42.
  • the pair of contact members 45C are arranged coaxially with respect to the central axis A of the rotating shaft 41, and have a pair of contact surfaces 46 formed on each opposing surface.
  • the pair of contact surfaces 46 are formed in an annular shape at a predetermined distance from the center axis A of the rotating shaft 41, and are opposed to each other at a constant interval.
  • the pressure contact member 44 is supported on one side near the outer periphery of the disk 43 and extends in the direction of the central axis A of the rotating shaft 41 to reach between the pair of contact surfaces 46 .
  • the pressure contact member 44 has the configuration shown in FIG. 5 or the structure shown in FIGS. It is possible to expand in other directions.
  • the present invention is not limited to the embodiments described above, and the present invention includes modifications within the scope that can achieve the purpose of the present invention.
  • the contact member 45 or the pressure contact member 44 is supported on the outer periphery of the disk 43 fixed to the rotating shaft 41, but these supports are not limited to the disk 43, but may be radial spokes or the like.
  • the contact member 45 is not limited to both sides of the pressure contact member 44, and one side may be a contact portion 43A formed integrally with the disk 43.
  • the annular contact member 45 supported on the support 42 may be an annular contact portion 42A formed integrally with the support 42.
  • the pair of contact surfaces 46 are not limited to the surfaces facing the inner sides of the pair of contact members 45, but may be formed as inner surfaces of an annular groove. Furthermore, the pressing member 44 may also be formed integrally with the support body 42 or the disk 43. In each of the above embodiments, the pressure contact members 44, 44A, 44B, and 44C are each formed into a flat annular shape, but they are not limited to continuous annular shapes, and may include a plurality of fragmentary pressure contact members arranged at predetermined intervals in the circumferential direction. Good too.
  • two B-axis rotary indexing devices 20 were installed on the B-axis rotation shaft 131, and one C-axis rotation indexing device 30 was installed on the C-axis rotation shaft 142, but these It may be any number greater than or equal to one.
  • one clamp device 22 or one clamp device 32 is installed in each of the B-axis rotation indexing device 20 and the C-axis rotation indexing device 30, a plurality of rows of clamp devices 22 or 32 may be installed in each.
  • the rotating shaft clamping device of the present invention is applied to the B-axis rotary indexing device 20 and the C-axis rotary indexing device 30 of the 5-axis head 10 of a 5-axis machine tool.
  • the clamping device may be applied to a work table rotation mechanism of a machine tool or other devices.
  • the present invention can be used in a rotating shaft clamp device.

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Abstract

クランプ装置（４０）は、所定の中心軸線まわりに相対回転可能な第１部材と第２部材とをクランプする回転軸クランプ装置であって、第１部材である回転軸（４１）に形成されたディスク（４３）の外周に形成されて中心軸線から所定距離の環状とされかつ互いに一定間隔で対向する一対の接触面（４６）と、第２部材である支持体（４２）に支持されて一対の接触面（４６）に圧接可能な圧接部材（４４）と、を有し、圧接部材（４４）は、一対の接触面（４６）の間に配置されて接触面（４６）に対向する一対の表面（４７）が中心軸線に沿った方向へ進出可能である。

Description

回転軸クランプ装置
　本発明は回転軸クランプ装置に関する。
　工作機械には、例えば多軸工作機械の主軸ヘッドの向きや傾き調整用に、あるいは回転テーブルの角度位置の調整用に、それぞれ回転割出装置が用いられている。
　回転割出装置には、回転軸を回転させる回転駆動装置とともに、所定の角度位置で回転軸を拘束するクランプ装置が設置される。
　クランプ装置として、回転軸を拘束する軸拘束式、または回転軸に装着されたディスクを拘束するディスク式が利用されている。
　軸拘束式として、特許文献１および特許文献２がある。
　軸拘束式の回転軸クランプ装置では、ダイヤフラム式の変位機構を回転軸の外周に圧接させ、摩擦により制動している。
　ディスク式として、特許文献３および特許文献４がある。
　ディスク式の回転軸クランプ装置では、回転軸に装着されたディスクを固定し、ダイヤフラム式の変位機構をディスクの表面に圧接させ、摩擦により制動している。
特許第４９９６２８５号 特許第４８８３８１５号 特許第４９９３７２２号 特許第５０７８５２６号
　前述したディスク式は、拘束位置の回転中心からの距離が大きい分、軸拘束式よりも拘束力を高めることができる。
　しかし、ディスクに対する圧接力がディスクの片面側だけから加えられる場合、回転軸にスラスト方向（回転中心軸線方向）の負荷が生じ、回転割出装置としての位置精度に影響がある。
　ここで、ディスクの両面側から圧接力を加える構成とすることで、各々の圧接力を相殺させて回転中心軸線方向の変位を抑制できる。しかし、ディスクの両面側にそれぞれダイヤフラムなどの変位機構を設置する場合、部品点数の増加や設置スペースの拡大など、回転割出装置の設置上の影響がある。
　本発明の目的は、構造が簡素で拘束力および位置精度を確保できる回転軸クランプ装置を提供することにある。
　本発明の回転軸クランプ装置は、所定の中心軸線まわりに相対回転可能な第１部材と第２部材とをクランプする回転軸クランプ装置であって、前記第１部材に支持されて前記中心軸線から所定距離の環状に形成されかつ互いに一定間隔で対向する一対の接触面と、前記第２部材に支持されて一対の前記接触面に圧接可能な圧接部材と、を有し、前記圧接部材は、一対の前記接触面の間に配置されて前記接触面に対向する一対の表面が前記中心軸線に沿った方向へ進出可能である。
　本発明の回転軸クランプ装置において、前記第１部材は回転軸であり、前記第２部材は前記回転軸を回転自在に支持する支持体であり、前記回転軸の中間部には同軸でディスクが形成され、一対の前記接触面は前記ディスクの外周に形成されかつ前記中心軸線方向に対向されており、前記圧接部材は前記支持体に支持されていてもよい。
　このような本発明では、既存のディスク式のクランプ装置と同様な基本構成とすることができ、圧接部材が接触面に圧接することで支持体に対して回転軸を拘束でき、回転軸から圧接部材までの距離を大きくすることで拘束力を確保できる。
　ここで、本発明では、圧接部材がディスク外周に形成された一対の接触面の間に配置されるので、クランプ装置としての構造が簡素にできる。さらに、圧接部材が一対の接触面の内側にそれぞれ圧接し、接触面の各々に対する接触力が均等化されるため、回転軸には圧接に伴う中心軸線方向の力（スラスト力）が生じず、回転機構としての位置精度が確保できる。
　本発明の回転軸クランプ装置において、前記第１部材は支持体であり、前記第２部材は前記支持体に回転自在に支持された回転軸であり、前記支持体の内側には前記回転軸と同軸で環状の接触部材が形成され、一対の前記接触面は前記接触部材の内側に形成されかつ前記中心軸線方向に対向されており、前記圧接部材は前記回転軸に支持されていてもよい。
　このような本発明では、既存のディスク式のクランプ装置とは圧接部材および接触面の配置が逆となるが、圧接部材が接触面に圧接することで支持体に対して回転を拘束でき、回転軸から圧接部材までの距離を大きくすることで拘束力を確保できる。
　ここで、本発明では、圧接部材が環状の接触部材の内側に形成された一対の接触面の間に配置されるので、クランプ装置としての構造が簡素にできる。さらに、圧接部材が一対の接触面の内側にそれぞれ圧接し、接触面の各々に対する接触力が均等化されるため、回転軸には圧接に伴う中心軸線方向の力（スラスト力）が生じず、回転機構としての位置精度が確保できる。
　本発明の回転軸クランプ装置において、前記第１部材は回転軸であり、前記第２部材は前記回転軸を回転自在に支持する支持体であり、前記回転軸の中間部には同軸でディスクが形成され、一対の前記接触面は前記ディスクの外縁に形成されかつ前記回転軸の径方向に対向されており、前記圧接部材は前記支持体に支持されていてもよい。
　このような本発明では、圧接部材が接触面に圧接することで支持体に対して回転軸を拘束でき、回転軸から圧接部材までの距離を大きくすることで拘束力を確保できる。
　ここで、本発明では、圧接部材がディスク外縁に形成された一対の接触面の間に配置され、かつディスク外周より内側に圧接部材が配置されるので、クランプ装置としての構造が簡素かつコンパクトにできる。さらに、圧接部材が一対の接触面の内側にそれぞれ圧接し、接触面の各々に対する接触力が均等化されるため、回転軸には圧接に伴う中心軸線交差方向の力（ラジアル力）が生じず、回転機構としての位置精度が確保できる。
　本発明の回転軸クランプ装置において、前記第１部材は支持体であり、前記第２部材は前記支持体に回転自在に支持された回転軸であり、前記支持体の内側には前記回転軸と同軸で環状の接触部材が形成され、一対の前記接触面は前記接触部材の内縁に沿って形成されかつ前記回転軸の径方向に対向されており、前記圧接部材は前記回転軸に支持されていてもよい。
　このような本発明では、圧接部材が接触面に圧接することで支持体に対して回転を拘束でき、回転軸から圧接部材までの距離を大きくすることで拘束力を確保できる。
　ここで、本発明では、圧接部材が接触部材内縁に形成された一対の接触面の間に配置され、かつディスク外周より内側に圧接部材を配置できるので、クランプ装置としての構造が簡素にできる。さらに、圧接部材が一対の接触面の内側にそれぞれ圧接し、接触面の各々に対する接触力が均等化されるため、回転軸には圧接に伴う中心軸線交差方向の力（ラジアル力）が生じず、回転機構としての位置精度が確保できる。
　本発明の回転軸クランプ装置において、前記圧接部材は、偏平かつ内部に供給される流体圧により膨出可能なダイヤフラムを有することが好ましい。
　本発明において、ダイヤフラムは、偏平な圧接部材の両面に形成されていることが好ましい。ただし、ダイヤフラムは圧接部材の片面だけでもよい。ダイヤフラムが圧接部材の片面だけの場合、圧接部材の回転軸または支持体に対して中心軸線方向にスライド可能に支持すれば、スラスト力を確実に解消できる。
　このような本発明では、圧接部材に加圧流体を供給してダイヤフラムを膨出させることで接触面に圧接させることができる。また、圧接部材から加圧流体を排出することで、ダイヤフラムを元の形状に戻し、接触面への圧接を解除できる。このようなダイヤフラム式の圧接部材は、構造を簡素にでき、保守性も向上できる。
　本発明において、圧接部材としては、ダイヤフラムのほか、偏平なピストンを用いてもよい。例えば、偏平な基材の両面に円形の凹部を形成し、そこに円形板状のピストンを嵌め込んだ構造が利用できる。ピストンの周囲のシール性を考慮して、内部に樹脂バルーンを収納してその内部に作動油を供給してもよい。このような圧接部材によれば、ピストンの進退ストロークが確保しやすく、圧接部材と接触面との間隔が比較的大きい場合でも確実なクランプが可能である。
　圧接部材としては、板状の圧電素子を用いてもよい。例えば、偏平な基材の両面に板状の圧電素子を固定した構造が利用できる。このような圧接部材によれば、印加電圧の制御により圧電素子を膨出させて接触面に圧接させることができ、流体を用いる場合よりも構造をさらに簡素化できる。
　本発明によれば、構造が簡素で拘束力および位置精度を確保できる回転軸クランプ装置を提供できる。
本発明の第１実施形態の主軸ヘッドを示す正面図。 前記第１実施形態の主軸ヘッドを示す側面図。 前記第１実施形態の主軸ヘッドを示す平面図。 前記第１実施形態の回転軸クランプ装置を示す断面図。 前記第１実施形態の圧接部材を示す断面図。 前記第１実施形態の他の圧接部材を示す断面図。 前記第１実施形態の他の圧接部材を示す断面図。 前記第１実施形態の他の圧接部材を示す断面図。 本発明の第２実施形態の回転軸クランプ装置を示す断面図。 本発明の第３実施形態の回転軸クランプ装置を示す断面図。 本発明の第４実施形態の回転軸クランプ装置を示す断面図。
〔第１実施形態〕
　図１から図３には５軸工作機械の５軸ヘッド１０が示されている。
　５軸ヘッド１０は、主軸１１に装着された刃物１２を回転させてワークを加工するものであり、図示しない工作機械に装着されてＸＹＺの３軸方向へ移動可能である。さらに、５軸ヘッド１０は、Ｂ軸回転割出装置２０およびＣ軸回転割出装置３０を有し、主軸１１の向きをＢ軸（Ｙ軸回り）およびＣ軸（Ｚ軸回り）の２軸へ回転可能である。
　５軸ヘッド１０は、スピンドルヘッド１３、アーム本体１４およびヘッド本体１５を有する。
　ヘッド本体１５は、矩形箱状に形成され、上面側が図示しない締結機構により工作機械のラム１の先端に装着可能である。
　アーム本体１４は、矩形箱状の下側からＸ軸に沿って切欠かれ、下部が一対のアーム１４１とされている。アーム本体１４の上面には回転軸１４２が接続されている。回転軸１４２は、ヘッド本体１５により回転自在に支持されている。
　スピンドルヘッド１３は、一対のアーム１４１の間に配置されている。
　スピンドルヘッド１３は、中心軸がＹ軸に沿った円筒形状とされ、両端面にはスピンドルヘッド１３の中心軸に沿って伸びる回転軸１３１が接続されている。一対の回転軸１３１は、それぞれ一対のアーム１４１の内部まで延び、アーム１４１に回転自在に支持されている。
　スピンドルヘッド１３は、前述した主軸１１を回転自在に支持するとともに、主軸１１を回転させる図示しない主軸モータを備えている。
　ヘッド本体１５の上面にはスリップリングケース１５１が設置されている。回転軸１４２の上端にはスリップリング回転軸１４３が接続されている。スリップリング回転軸１４３はスリップリングケース１５１の内部に導入され、スリップリングケース１５１の内部にはスリップリングが形成されている。スリップリングケース１５１内のスリップリングを介して、前述した主軸モータおよび後述するＢ軸回転割出装置２０およびＣ軸回転割出装置３０への電気的配線および配管類がラム１側へと回転自在に接続される。
　Ｂ軸回転割出装置２０として、一対のアーム１４１には、それぞれ駆動モータ２１およびクランプ装置２２が設置されている。一対の駆動モータ２１は、回転軸１３１を回転させ、主軸１１の向きをＢ軸の任意角度位置へ変更可能である（図２参照）。一対のクランプ装置２２は、アーム本体１４に対してスピンドルヘッド１３がＢ軸の任意角度位置にある状態で回転軸１３１を拘束し、クランプ可能である。
　Ｃ軸回転割出装置３０として、ヘッド本体１５には、駆動モータ３１およびクランプ装置３２が設置されている。駆動モータ３１は、回転軸１４２を回転させ、アーム本体１４の向きをＣ軸の任意角度位置へ変更可能である（図３参照）。クランプ装置３２は、ヘッド本体１５に対してアーム本体１４がＣ軸の任意角度位置にある状態で回転軸１４２を拘束し、クランプ可能である。
　本実施形態では、Ｂ軸回転割出装置２０のクランプ装置２２およびＣ軸回転割出装置３０のクランプ装置３２として、それぞれ図４に示すクランプ装置４０を用いている。
　図４のクランプ装置４０において、回転軸４１とは、クランプ装置２２における回転軸１３１、またはクランプ装置３２における回転軸１４２である。また、支持体４２とは、クランプ装置２２におけるアーム本体１４、またはクランプ装置３２におけるヘッド本体１５である。
　クランプ装置４０は、回転軸４１（第１部材）の中間部に固定されたディスク４３と、支持体４２（第２部材）に支持された圧接部材４４と、を備えている。
　ディスク４３の外周両面側には、それぞれ環状の接触部材４５が固定されている。一対の接触部材４５は、回転軸４１の中心軸線Ａ方向に所定間隔で対向配置され、各々の対向面に一対の接触面４６が形成されている。一対の接触面４６は、回転軸４１の中心軸線Ａから所定距離の環状に形成されかつ互いに一定間隔で対向されている。
　圧接部材４４は、環状かつ中心軸方向へ偏平に形成され、ディスク４３の外側に全周に渡って同心状に配列されている（図３参照）。圧接部材４４は、一部が一対の接触面４６の間に配置され、接触面４６に対向する表裏一対の表面４７が回転軸４１の中心軸線Ａに沿った方向へ進出可能である。
　図５において、圧接部材４４としては、全体として偏平で内部にキャビティ４４１を有し、両側の表面４７がダイヤフラム４４２とされた部材が利用できる。このような圧接部材４４では、内部のキャビティ４４１に外部から加圧流体を供給することで、流体圧によりダイヤフラム４４２が膨出し、表面４７を接触面４６に圧接させることができる。
　圧接部材４４が一対の接触面４６から均等な距離に配置されていれば、加圧流体の供給により両側のダイヤフラム４４２が均等に膨出し、両側の表面４７がそれぞれ同時に一対の接触面４６に接触し、均等に圧接してゆく。
　その結果、両側の表面４７と接触面４６との間の摩擦力により、接触部材４５が圧接部材４４で拘束され、支持体４２に対する回転軸４１のクランプが行われる。この際、両側の表面４７から対向する接触面４６に加えられる圧接力は、各側で互いに逆向きであるため相殺され、支持体４２に対する回転軸４１の変位を生じさせることはない。
　これに対し、圧接部材４４が一対の接触面４６の片方に偏っていた場合、各側の表面４７の接触面４６への圧接は順次行われる。
　すなわち、加圧流体の供給によるダイヤフラム４４２の膨出に伴って、先ず偏っている側の表面４７が対向する接触面４６に接触し、ダイヤフラム４４２の膨出が抑制される。偏っている側とは反対側のダイヤフラム４４２は膨出を続ける。
　ここで、偏っている側だけで表面４７と接触面４６とが圧接されている状態では、同側の圧接力が回転軸４１に作用するが、この段階での圧接力は支持体４２による回転軸４１の回転支持構造で負担可能であり、回転軸４１を変位させることはない。
　続く加圧流体の供給によって、偏っている側と反対側の表面４７が対向する接触面４６に接触し、ダイヤフラム４４２の膨出が抑制される。そして、加圧流体をさらに圧送することで、両側のダイヤフラム４４２を介して各側の表面４７が対向する接触面４６に圧接される。
　これにより、前述した均等な配置の場合と同様、両側の表面４７と接触面４６との間の摩擦力により、接触部材４５が圧接部材４４で拘束され、支持体４２に対する回転軸４１のクランプが行われる。この際、両側の表面４７から対向する接触面４６に加えられる圧接力は、各側で互いに逆向きであるため相殺され、支持体４２に対する回転軸４１の変位を生じさせることはない。
　従って、本実施形態のクランプ装置４０では、既存のディスク式のクランプ装置と同様な基本構成とすることができ、圧接部材４４が接触面４６に圧接することで支持体４２に対して回転軸４１を拘束でき、ディスク４３の外径により回転軸４１から圧接部材４４までの距離を大きくすることで拘束力を確保できる。
　さらに、本実施形態では、圧接部材４４がディスク４３の外周に形成された一対の接触面４６の間に配置されるので、クランプ装置４０としての構造が簡素にできる。さらに、圧接部材４４が一対の接触面４６の内側にそれぞれ圧接し、接触面４６の各々に対する接触力が均等化されるため、回転軸４１には圧接に伴う中心軸線Ａ方向の力（スラスト力）が生じず、回転機構であるＢ軸回転割出装置２０およびＣ軸回転割出装置３０としての位置精度が確保できる。
　さらに、２つのＢ軸回転割出装置２０は、それぞれアーム本体１４の両側端部に設置したので、アーム本体１４の端部カバーを開くことで保守点検などが容易である。
〔圧電素子の他の実施形態〕
　本実施形態においては、図５の圧接部材４４に代えて、図６ないし図８に示す圧接部材４４Ａ～４４Ｃを用いることもできる。
　図６において、圧接部材４４Ａは、全体として偏平で内部にキャビティ４４１を有する。キャビティ４４１は圧接部材４４Ａの片面に偏っており、両側の表面４７のうち一方だけがダイヤフラム４４２とされている。圧接部材４４Ａは、支持体４２に形成された凹部４２１に嵌め込まれ、回転軸４１の軸線方向に延びるピン４２２が貫通され、回転軸４１の回転方向に移動規制されつつ回転軸４１の軸線方向には変位可能である。
　このような圧接部材４４Ａでは、内部のキャビティ４４１に外部から加圧流体を供給することで、流体圧によりダイヤフラム４４２が膨出し、一方の表面４７が対向する接触面４６に圧接する。加圧流体をさらに供給することで、ダイヤフラム４４２が膨出しつつ圧接部材４４Ａが変位し、反対側の表面４７も対向する接触面４６に圧接する。これにより、両側の表面４７がそれぞれ一対の接触面４６に圧接し、加圧流体をさらに供給することで十分な拘束力を確保できる。一方、回転軸４１には圧接に伴う中心軸線Ａ方向の力（スラスト力）が生じない。
　なお、図６のクランプ装置４０では、圧接部材４４Ａの片側に接触部材４５が配置されるとともに、反対側にはディスク４３の一部を延長した接触部分４３Ａが配置されている。このような構造では、片側の接触部材４５をディスク４３から取り外すことで、圧接部材４４Ａを一対の接触面４６の間に導入することができる。この点は、前述した図５、後述する図７および図８のクランプ装置４０でも同様である。
　図７において、圧接部材４４Ｂは、全体として偏平で内部にキャビティ４４１を有し、両側の表面４７が偏平なピストン４４３で形成されている。このような圧接部材４４Ｂでは、内部のキャビティ４４１に外部から加圧流体を供給することで、流体圧によりピストン４４３が進出し、表面４７を接触面４６に圧接させることができる。
　図８において、圧接部材４４Ｃは、全体として偏平な板状に形成され、両側の表面４７が偏平な圧電素子４４４で形成されている。このような圧接部材４４Ｃでは、圧電素子４４４への電圧印加により圧電素子４４４を膨出させ、表面４７を接触面４６に圧接させることができる。
〔第２実施形態〕
　本実施形態は、前述した第１実施形態と同様な５軸工作機械の５軸ヘッド１０であって、クランプ装置４０の構成が異なるものである。以下、第１実施形態と異なる構成について説明する。
　図９には、本実施形態のクランプ装置４０Ａが示されている。
　前述した第１実施形態のクランプ装置４０では、回転軸４１に固定されたディスク４３に一対の接触面４６が形成され、圧接部材４４が支持体４２に支持されていた。
　これに対し、本実施形態のクランプ装置４０Ａでは、回転軸４１および支持体４２における圧接部材４４および一対の接触面４６の配置が逆になっている。
　図９において、支持体４２には、円筒状の内周面に環状の溝が形成され、その内側の対向面が一対の接触面４６とされている。一対の接触面４６は、回転軸４１の中心軸線Ａから所定距離の環状に形成されかつ互いに中心軸線Ａ方向に所定間隔で対向されている。一対の接触面４６を形成する溝は、片側が支持体４２から連続した接触部分４２Ａとされ、反対側が支持体４２に着脱可能に固定された環状の接触部材４５Ａとされている。
　圧接部材４４は、ディスク４３の外周に径方向外向きに固定され、それぞれ一対の接触面４６の間まで延びている。圧接部材４４は、接触部材４５Ａを支持体４２から取り外した状態で、溝内に導入可能である。
　圧接部材４４は、前述した図５の構成または図６ないし図８の構成（圧接部材４４Ａ～４４Ｃ）とされ、接触面４６に対向する表裏一対の表面４７が回転軸４１の中心軸線Ａに沿った方向へ進出可能である。
　このような本実施形態においても、圧接部材４４の両側の表面４７をそれぞれ進出させて一対の接触面４６に圧接させることで、支持体４２に対して回転軸４１を変位させることなく拘束することができ、構造が簡素で拘束力および位置精度を確保できる。
〔第３実施形態〕
　本実施形態は、前述した第１実施形態と同様な５軸工作機械の５軸ヘッド１０であって、クランプ装置４０の構成が異なるものである。以下、第１実施形態と異なる構成について説明する。
　図１０には、本実施形態のクランプ装置４０Ｂが示されている。
　前述した第１実施形態のクランプ装置４０では、回転軸４１に固定されたディスク４３の外周の一対の接触面４６、および支持体４２に支持された圧接部材４４の表面４７が、それぞれ回転軸４１の径方向に沿って配置されていた。
　これに対し、本実施形態のクランプ装置４０Ｂでは、圧接部材４４の表面４７および一対の接触面４６が回転軸４１の径方向と交差方向、つまり回転軸４１の周方向に沿って配置されている。
　図１０において、ディスク４３の外周近傍の片面には一対の接触部材４５Ｂが固定されている。一対の接触部材４５Ｂは、回転軸４１の中心軸線Ａに対して同軸状に配置され、各々の対向面に一対の接触面４６が形成されている。一対の接触面４６は、回転軸４１の中心軸線Ａから所定距離の環状に形成されかつ互いに一定間隔で対向されている。
　圧接部材４４は、支持体４２の内側から張り出した内フランジ４２３に支持され、回転軸４１の中心軸線Ａ方向に延びて一対の接触面４６の間まで達している。
　圧接部材４４は、前述した図５の構成または図６ないし図８の構成（圧接部材４４Ａ～４４Ｃ）とされ、接触面４６に対向する表裏一対の表面４７が回転軸４１の中心軸線Ａに沿った方向へ進出可能である。
　このような本実施形態においても、圧接部材４４の両側の表面４７をそれぞれ進出させて一対の接触面４６に圧接させることで、支持体４２に対して回転軸４１を変位させることなく拘束することができ、構造が簡素で拘束力および位置精度を確保できる。
〔第４実施形態〕
　本実施形態は、前述した第１実施形態と同様な５軸工作機械の５軸ヘッド１０であって、クランプ装置４０の構成が異なるものである。以下、第１実施形態と異なる構成について説明する。
　図１１には、本実施形態のクランプ装置４０Ｃが示されている。
　前述した第１実施形態のクランプ装置４０では、回転軸４１に固定されたディスク４３の外周の一対の接触面４６、および支持体４２に支持された圧接部材４４の表面４７が、それぞれ回転軸４１の径方向に沿って配置されていた。
　これに対し、本実施形態のクランプ装置４０Ｃでは、圧接部材４４の表面４７および一対の接触面４６が回転軸４１の径方向と交差方向、つまり回転軸４１の周方向に沿って配置されている。さらに、回転軸４１および支持体４２における圧接部材４４および一対の接触面４６の配置が逆になっている。
　図１１において、支持体４２の内側から張り出した内フランジ４２３の片面には一対の接触部材４５Ｃが固定されている。一対の接触部材４５Ｃは、回転軸４１の中心軸線Ａに対して同軸状に配置され、各々の対向面に一対の接触面４６が形成されている。一対の接触面４６は、回転軸４１の中心軸線Ａから所定距離の環状に形成されかつ互いに一定間隔で対向されている。
　圧接部材４４は、ディスク４３の外周近傍の片面に支持され、回転軸４１の中心軸線Ａ方向に延びて一対の接触面４６の間まで達している。
　圧接部材４４は、前述した図５の構成または図６ないし図８の構成（圧接部材４４Ａ～４４Ｃ）とされ、接触面４６に対向する表裏一対の表面４７が回転軸４１の中心軸線Ａに沿った方向へ進出可能である。
　このような本実施形態においても、圧接部材４４の両側の表面４７をそれぞれ進出させて一対の接触面４６に圧接させることで、支持体４２に対して回転軸４１を変位させることなく拘束することができ、構造が簡素で拘束力および位置精度を確保できる。
〔他の実施形態〕
　なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは本発明に含まれる。
　前記各実施形態では、回転軸４１に固定したディスク４３の外周部に接触部材４５または圧接部材４４を支持したが、これらの支持はディスク４３に限らず放射状のスポークなどであってもよい。また、接触部材４５は圧接部材４４の両側に限らず、片側はディスク４３と一体に形成された接触部分４３Ａとしてもよい。さらに、支持体４２に支持した環状の接触部材４５は、支持体４２と一体に形成された環状の接触部分４２Ａであってもよい。一対の接触面４６は、一対の接触部材４５の内側に対向する面に限らず、環状の溝の内側面として形成してもよい。さらに、圧接部材４４についても、支持体４２あるいはディスク４３に一体形成してもよい。
　前記各実施形態では、圧接部材４４，４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃをそれぞれ偏平な環状としたが、環状に連続したものに限らず、断片的な圧接部材を複数、周方向に所定間隔で配列してもよい。
　前記各実施形態においては、Ｂ軸の回転軸１３１にＢ軸回転割出装置２０を２つ設置し、Ｃ軸の回転軸１４２にＣ軸回転割出装置３０を１つ設置したが、これらは１つ以上の任意の数であってもよい。
　また、Ｂ軸回転割出装置２０およびＣ軸回転割出装置３０に、それぞれクランプ装置２２あるいはクランプ装置３２を１つずつ設置したが、各々に複数列設置してもよい。
　前記各実施形態においては、本発明の回転軸クランプ装置を５軸工作機械の５軸ヘッド１０のＢ軸回転割出装置２０およびＣ軸回転割出装置３０に適用したが、本発明の回転軸クランプ装置は、工作機械のワークテーブル回転機構ほかに適用してもよい。
　本発明は回転軸クランプ装置に利用できる。
　１…ラム、１０…５軸ヘッド、１１…主軸、１２…刃物、１３…スピンドルヘッド、１３１…回転軸、１４…アーム本体、１４１…アーム、１４２…回転軸、１４３…スリップリング回転軸、１５…ヘッド本体、１５１…スリップリングケース、２０…Ｂ軸回転割出装置、２１，３１…駆動モータ、２２，３２，４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ…クランプ装置、３０…Ｃ軸回転割出装置、４１…回転軸、４２…支持体、４２１…凹部、４２２…ピン、４２３…内フランジ、４３…ディスク、４４，４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ…圧接部材、４４１…キャビティ、４４２…ダイヤフラム、４４３…ピストン、４４４…圧電素子、４５，４５Ｂ，４５Ｃ…接触部材、４２Ａ，４３Ａ…接触部分、４６…接触面、４７…表面、Ａ…中心軸線。

Claims (6)

  1. 　所定の中心軸線まわりに相対回転可能な第１部材と第２部材とをクランプする回転軸クランプ装置であって、
    　前記第１部材に支持されて前記中心軸線から所定距離の環状に形成されかつ互いに一定間隔で対向する一対の接触面と、前記第２部材に支持されて一対の前記接触面に圧接可能な圧接部材と、を有し、
    　前記圧接部材は、一対の前記接触面の間に配置されて前記接触面に対向する一対の表面が前記中心軸線に沿った方向へ進出可能である回転軸クランプ装置。
  2. 　請求項１に記載の回転軸クランプ装置において、
    　前記第１部材は回転軸であり、
    　前記第２部材は前記回転軸を回転自在に支持する支持体であり、
    　前記回転軸の中間部には同軸でディスクが形成され、
    　一対の前記接触面は前記ディスクの外周に形成されかつ前記中心軸線方向に対向されており、
    　前記圧接部材は前記支持体に支持されている回転軸クランプ装置。
  3. 　請求項１に記載の回転軸クランプ装置において、
    　前記第１部材は支持体であり、
    　前記第２部材は前記支持体に回転自在に支持された回転軸であり、
    　前記支持体の内側には前記回転軸と同軸で環状の接触部材が形成され、
    　一対の前記接触面は前記接触部材の内周に形成されかつ前記中心軸線方向に対向されており、
    　前記圧接部材は前記回転軸に支持されている回転軸クランプ装置。
  4. 　請求項１に記載の回転軸クランプ装置において、
    　前記第１部材は回転軸であり、
    　前記第２部材は前記回転軸を回転自在に支持する支持体であり、
    　前記回転軸の中間部には同軸でディスクが形成され、
    　一対の前記接触面は前記ディスクの外縁に形成されかつ前記回転軸の径方向に対向されており、
    　前記圧接部材は前記支持体に支持されている回転軸クランプ装置。
  5. 　請求項１に記載の回転軸クランプ装置において、
    　前記第１部材は支持体であり、
    　前記第２部材は前記支持体に回転自在に支持された回転軸であり、
    　前記支持体の内側には前記回転軸と同軸で環状の接触部材が形成され、
    　一対の前記接触面は前記接触部材の内縁に形成されかつ前記回転軸の径方向に対向されており、
    　前記圧接部材は前記回転軸に支持されている回転軸クランプ装置。
  6. 　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の回転軸クランプ装置において、
    　前記圧接部材は、偏平かつ内部に供給される流体圧により膨出可能なダイヤフラムを有する回転軸クランプ装置。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000192997A (ja) * 1998-12-28 2000-07-11 Shinko Electric Co Ltd スプリング方式無励磁作動型電磁ブレ―キ
JP2004074328A (ja) * 2002-08-13 2004-03-11 Tsudakoma Corp インデックステーブルのクランプ装置
JP2009090422A (ja) * 2007-10-10 2009-04-30 Tsudakoma Corp 工作機械における回転割出し装置
JP2009248244A (ja) * 2008-04-07 2009-10-29 Tsudakoma Corp 工作機械における主軸駆動装置の回転抵抗装置
WO2013150656A1 (ja) * 2012-04-07 2013-10-10 トヨタ自動車株式会社 摩擦ブレーキ装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000192997A (ja) * 1998-12-28 2000-07-11 Shinko Electric Co Ltd スプリング方式無励磁作動型電磁ブレ―キ
JP2004074328A (ja) * 2002-08-13 2004-03-11 Tsudakoma Corp インデックステーブルのクランプ装置
JP2009090422A (ja) * 2007-10-10 2009-04-30 Tsudakoma Corp 工作機械における回転割出し装置
JP2009248244A (ja) * 2008-04-07 2009-10-29 Tsudakoma Corp 工作機械における主軸駆動装置の回転抵抗装置
WO2013150656A1 (ja) * 2012-04-07 2013-10-10 トヨタ自動車株式会社 摩擦ブレーキ装置

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