專利名稱：工作機械用分度裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及關(guān)于在工作機械被利用的分度裝置，詳而言之，有關(guān)于具 備具有貫通孔的殼體、回轉(zhuǎn)驅(qū)動對象物在一端被固定且在上述殼體的貫通 孔內(nèi)藉由軸承自由回轉(zhuǎn)地被支撐的回轉(zhuǎn)軸、以及使該回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)驅(qū)動且轉(zhuǎn) 位其角度位置用的驅(qū)動馬達的分度裝置。
背景技術(shù)：
作為上述般的分度裝置，例如，在專利文獻1或?qū)＠墨I2被記載的 對象系為熟知的。
在專利文獻1記載的裝置系為在作為工作機械的同時五軸控制加工機 被利用的對象，作為將回轉(zhuǎn)驅(qū)動工具主軸的頭(在本發(fā)明為回轉(zhuǎn)驅(qū)動對象構(gòu) 件)支撐的頭支撐部而被構(gòu)成。此頭支撐部系具有在本體(殼體)內(nèi)自由回轉(zhuǎn) 地被支撐而被回轉(zhuǎn)驅(qū)動的驅(qū)動軸(回轉(zhuǎn)軸)，在其一端，上述頭被安裝。又， 藉由數(shù)值控制，使上述驅(qū)動軸，只配合對應(yīng)設(shè)定的角度回轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)位上述頭 的角度位置(回轉(zhuǎn)位置)。
又，在專利文獻2記載的裝置系為在工作機械被利用的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)位桌， 具有在殼體內(nèi)自由回轉(zhuǎn)地被支撐的轉(zhuǎn)子(回轉(zhuǎn)軸)，在此轉(zhuǎn)子的端部，轉(zhuǎn)位 桌(在本發(fā)明為回轉(zhuǎn)驅(qū)動對象構(gòu)件)被安裝。又，藉由數(shù)值控制，使上述轉(zhuǎn) 子，只配合對應(yīng)設(shè)定的角度回轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)位上述轉(zhuǎn)位桌的角度位置。
又，在上述專利文獻1及2記載的分度裝置，支撐回轉(zhuǎn)驅(qū)動對象構(gòu)件 的回轉(zhuǎn)軸系對于殼體，藉由一個交叉滾子軸承自由回轉(zhuǎn)地被支撐。因此， 此交叉滾子軸承系為可承受軸向方向以及徑向方向的荷重。
在支撐上述般的回轉(zhuǎn)驅(qū)動對象物的回轉(zhuǎn)軸，在工件的加工時等，由于 大的負荷施加在回轉(zhuǎn)軸，為了得到高加工精度，高支撐剛性被要求。然而， 如上述習知技術(shù)般，在將回轉(zhuǎn)軸藉由單一軸承(交叉滾子軸承)支撐的構(gòu)成， 在欲得到高支撐剛性的情形，必須采用較大的直徑的軸承。又，作為此結(jié)果，裝置在軸承的徑方向大型化。又，軸承系由于直徑越大、容許回轉(zhuǎn)速 度越低，伴隨著為了提高支撐剛性的軸承的大徑化，回轉(zhuǎn)速度系以較低的 速度被限制，根據(jù)所希望的回轉(zhuǎn)速度的裝置的驅(qū)動變成無法進行。又，軸 承系由于直徑越大、震動精度降低，伴隨著軸承的大徑化，加工精度降低。日本特開平2-116137號公報 [專利文獻2]日本實公平8-10504號公報

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的課題系在工作機械用分度裝置中，提供不招致裝置大 型化或加工精度降低等、藉由高支撐剛性支撐回轉(zhuǎn)軸的構(gòu)造。
基于上述課題，本發(fā)明系以上述分度裝置作為前提，使自由回轉(zhuǎn)地支 撐回轉(zhuǎn)軸用的軸承作為可支承軸向方向以及徑向方向的荷重的復列形式 的滾子軸承，上述回轉(zhuǎn)軸系藉由在其回轉(zhuǎn)軸線方向分離而被配置的兩個以 上的上述軸承被支撐作為特征。
又，在本發(fā)明，使上述軸承作為復合滾子形式的旋轉(zhuǎn)軸承的一個的三 列圓筒滾子軸承(三列滾子軸承/軸向徑向滾子軸承)也可。
根據(jù)如上述般的本發(fā)明的分度裝置，采用可承受比習知中被使用的交 叉滾子軸承更高的軸向方向及徑向方向的荷重的復列形式的滾子軸承， 且，由于使用兩個以上此復列形式的滾子軸承而支撐回轉(zhuǎn)軸的構(gòu)成，不會 使軸承大徑化，可得到非常高的支撐剛性。


第1圖系表示根據(jù)本發(fā)明的分度裝置的一實施例的正面剖面圖； 第2圖系表示包含根據(jù)本發(fā)明的分度裝置的加工用頭的正面剖面圖； 第3圖系表示在本發(fā)明被采用的軸承的一實施例的正面剖面圖；以及 第4圖系表示本發(fā)明的加工用頭被適用的工作機械的一例的立體圖。
附圖標號說明
1 工作機械； 10 加工用頭；
19 電纜； 19a 連接器；
20 主軸單元； 21~主軸；30 第一支撐頭；
30c 基部；
32、 39 回轉(zhuǎn)軸；
33a 轉(zhuǎn)子；
34~夾持機構(gòu)；
35、 36~軸承；
37a、 38a 分配器；
41、 44 回轉(zhuǎn)檢測器；
51~殼體；
52 回轉(zhuǎn)軸；
52b 凸緣構(gòu)件；
53a 定子；
53c 定子套筒；
54a、 55a3 凸緣部；
54c 環(huán)狀溝；
55~旋轉(zhuǎn)接頭；
55b 軸；
61 內(nèi)輪；
63 外輪；
30a、 30b 腳部；
31a、 31b 殼體;
33 DD馬達(驅(qū)動馬達)；
33b 定子；
34a 夾持套筒；
37、 38 轉(zhuǎn)動接頭；
37b、 38b 軸;
50 第二支撐頭(分度裝置)；
51a、 52c、 55al 貫通孔;
52a 軸構(gòu)件；
53-DD馬達； 53b 轉(zhuǎn)子；
54 夾持套筒；
54b、 55a2 圓筒部；
54d、 55a4、 55M 流體流路;
55a 分配器； 57 凸緣構(gòu)件； 60 三列圓筒滾子軸承； 62、 64、 66-圓筒滾子。
具體實施例方式
以下基于圖示詳述本發(fā)明的實施例。
在第1~3圖所示的系為本發(fā)明的一實施例，在以下為在作為五軸加工 機或多面加工機等的復合加工機(工作機械)的一個的門型工作機械(加工 中心)被搭載的加工用頭，支撐工具被安裝的spindle(主軸)的加工用頭作為 例子，說明本發(fā)明的分度裝置。
在第4圖所示的系為搭載本發(fā)明適用的加工用頭10的門型工作機械 1。此種門型工作機械l系包括在床4上附設(shè)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軸方向移動的沖柱(ram)8;在床4上朝前后方向(X軸方向)移動的工作臺5。而且，在沖柱8安裝有，包含具 備安裝工具的主軸的主軸單元20的加工用頭10。
上述門型工作機械l，在加工工件時，通過根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序的數(shù) 值控制，使上述工作臺5、橫軌6、床鞍7及沖柱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(zhuǎn)位置)的轉(zhuǎn)位。由此，在上述工作 機械，對于工件的各加工面能以最佳角度加工工具，從而，可以進行復雜 形狀的工件的切削加工等。
圖示的本實施例中的加工用頭IO系包含，具有安裝工具的主軸21的 主軸單元20、支撐主軸單元20的第一支撐頭30、支撐第一支撐頭30的 第二支撐頭50(第2圖)。又，在本實施例中，上述第一支撐頭30(第一支 撐頭30的基部30c)系相當于在本發(fā)明中的回轉(zhuǎn)驅(qū)動對象構(gòu)件，第二支撐 頭50系相當于在本發(fā)明中的分度裝置。
上述主軸單元20系為驅(qū)動馬達內(nèi)裝型的主軸頭，使在其殼體內(nèi)被旋 轉(zhuǎn)自如地支撐的主軸21藉由被內(nèi)裝的驅(qū)動馬達高速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
又，第一支撐頭30是用于，支撐上述主軸單元20的同時，以與上述 主軸21的旋轉(zhuǎn)軸線正交的軸線(以下，稱為「A軸」)為中心旋轉(zhuǎn)主軸單元 20以轉(zhuǎn)位其角度位置。
此第一支撐頭30構(gòu)成為，對于基部30c安裝的一對腳部30a、 30b的 叉子形狀，在此腳部30a、 30b之間支撐上述的主軸單元20。而且，上述 主軸單元20系藉由在腳部.30a、 30b的各個內(nèi)部旋轉(zhuǎn)自如地支撐的一對支 撐軸被支撐。
又，圖示的第一支撐頭30系作為將主軸單元20旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的轉(zhuǎn)位機構(gòu) 的驅(qū)動源，其馬達定子以及馬達轉(zhuǎn)子系被配置在殼體內(nèi)，采用馬達轉(zhuǎn)子系 被連結(jié)在支撐主軸單元的支撐軸的直接驅(qū)動型的驅(qū)動馬達(以下稱為「DD 馬達」)。又，在圖示的例子中，此DD馬達33系為僅設(shè)置在一對腳部30a、 30b中的一方的腳部30a內(nèi)。
其次，對于本發(fā)明適用的圖示的加工用頭10的第二支撐頭50，以下 進行詳細說明。
此第二支撐頭50藉由框架等被安裝在上述工作機械1，且支撐上述第 一支撐頭30。亦即，加工工件用的工具被安裝的主軸單元20系經(jīng)由第一支撐頭30在第二支撐頭50被支撐，藉由此第二支撐頭50，在工作機械被 支撐。又，第二支撐頭50系為了使第一支撐頭30以鉛直方向的軸線(與工 作機械的Z軸平行的軸線，以下，稱為「C軸」)作為中心旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)位其 角度位置(第2圖)。
如第1圖所示般，第二支撐頭50系以具有在C軸方向貫通的貫通孔 51a的殼體51為主體，具備軸構(gòu)件52a在貫通孔51a內(nèi)被配設(shè)、上述第一 支撐頭30被安裝的旋轉(zhuǎn)軸52。而且，在本實施例，作為將此旋轉(zhuǎn)軸52 對于殼體51旋轉(zhuǎn)自如地支撐的軸承，采用三列圓筒滾子軸承60，藉由兩 個三列圓筒滾子軸承60、 60，成為支撐旋轉(zhuǎn)軸52的構(gòu)成。
又，第二支撐頭50系在殼體51的貫通孔51a內(nèi)具備DD馬達53， 為了將旋轉(zhuǎn)軸52旋轉(zhuǎn)驅(qū)動；夾緊套筒54，為了保持旋轉(zhuǎn)軸52的旋轉(zhuǎn)位置； 以及旋轉(zhuǎn)接頭55，為了將流體供給到第一支撐頭30。
DD馬達53系由經(jīng)由定子套筒53c而被固定在殼體51的定子53a; 以及與定子53a的內(nèi)周面相對配置，被固定在旋轉(zhuǎn)軸52的轉(zhuǎn)子53b所構(gòu) 成。而且，用以驅(qū)動DD馬達53的激磁電流的供給系，藉由經(jīng)由連接器 19a而被連接在DD馬達53的電纜19而被進行。
旋轉(zhuǎn)軸52系包含軸構(gòu)件52a，在殼體51的貫通孔51a內(nèi)，藉由上 述三列圓筒滾子軸承60自由旋轉(zhuǎn)地被支撐；以及凸緣構(gòu)件52b，安裝于軸 構(gòu)件52a的第一支撐頭30側(cè)的端部而向半徑方向(與C軸正交的方向)擴 大。并且，在旋轉(zhuǎn)軸52，形成有旋轉(zhuǎn)接頭55被插通的貫通孔52c。
在軸構(gòu)件52a的外周面，外嵌固定有DD馬達53的轉(zhuǎn)子53b，伴隨轉(zhuǎn) 子53b的旋轉(zhuǎn)而以C軸為中心旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸構(gòu)件52a。并且，凸緣構(gòu)件52b 系藉由在圓周方向被配設(shè)的多個螺絲構(gòu)件而被安裝在軸構(gòu)件52a，與軸構(gòu) 件52a—體地構(gòu)成。還有，在凸緣構(gòu)件52b，在圓周方向螺合插入多個螺 絲構(gòu)件，藉由此螺絲構(gòu)件，第一支撐頭30的基部30c系被安裝于凸緣構(gòu) 件52b。因此，藉由旋轉(zhuǎn)軸52系由DD馬達53被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，從而，第一 支撐頭30系與旋轉(zhuǎn)軸52 —起在C軸外圍旋轉(zhuǎn)。
旋轉(zhuǎn)接頭55系為與第一支撐頭30的旋轉(zhuǎn)接頭37、 38同樣的旋轉(zhuǎn)接 頭，由被固定于殼體51的分配器55a、以及以可旋轉(zhuǎn)地被嵌裝在分配器 55a所形成的貫通孔55al 、且對于C軸和分配器55a同心地被配設(shè)的軸55b所構(gòu)成。
分配器55a系由在旋轉(zhuǎn)軸52的貫通孔52c內(nèi)被配置的圓筒部55a2、 以及在圓筒部55a2的第一支撐頭30相反側(cè)的端部在半徑方向擴大的方式 形成的凸緣部55a3所構(gòu)成，在此凸緣部55a3中，藉由在圓周方向配設(shè)的 多個螺絲構(gòu)件而安裝在殼體51。
而且，軸55b系，在其第一支撐頭30側(cè)的端部，圓盤狀的凸緣構(gòu)件 57系被安裝，經(jīng)由此凸緣構(gòu)件57而對于旋轉(zhuǎn)軸52的凸緣構(gòu)件52b被安裝。 因此，伴隨旋轉(zhuǎn)軸52的旋轉(zhuǎn)，軸55b也一起旋轉(zhuǎn)。另外，凸緣構(gòu)件57系 成為嵌入于在第一支撐頭30的基部30c所形成的圓形的凹部30cl的形狀， 藉由此凸緣構(gòu)件57和基部30c的凹部30cl，進行對于第二支撐頭50的第 一支撐頭30的定位。
在分配器55a的圓筒部55a2，在圓周方向偏移位置形成多個為了從外 部引進流體的流體流路55a4。另一方面，在軸55b，也在圓周方向偏移位 置形成對應(yīng)于分配器55a的各流體流路55a4的多個流體流路55bl。并且， 各流體流路55a4與對應(yīng)其的各流體流路55bl系被構(gòu)成為，經(jīng)由在分配器 55a和軸55b的嵌合周面形成的環(huán)狀溝而連通，在軸55b旋轉(zhuǎn)時，也保持 其連通狀態(tài)。并且，在軸55b形成的多個流體流路55bl，系分別連通于在 第一支撐頭30的旋轉(zhuǎn)接頭37或38的分配器37a、 38a所形成的對應(yīng)的流 體流路37al或38al。因此，從外部供給到旋轉(zhuǎn)接頭55的分配器55a的流 體系，經(jīng)由軸55b被供給到第一支撐頭30的旋轉(zhuǎn)接頭37、 38。
在被固定于殼體51的分配器55a和旋轉(zhuǎn)軸52的軸構(gòu)件52a之間，設(shè) 置有為了保持旋轉(zhuǎn)軸52的旋轉(zhuǎn)位置的夾緊套筒54。此夾緊套筒54系在其 凸緣部54a，藉由配設(shè)于圓周方向的多個螺絲構(gòu)件而安裝在分配器55a的 同時，設(shè)置成容許與旋轉(zhuǎn)軸52的相對旋轉(zhuǎn)。而且，在夾緊套筒54的圓筒 部54b，形成有在分配器55a的圓筒部55a2側(cè)開口的環(huán)狀溝54c，藉由此 環(huán)狀溝54c和分配器55a的圓筒部55a2的外周面而形成的空間系成為壓力 室。
并且，對于此壓力室，藉由經(jīng)由在分配器55a形成的流體流路54d而 供給壓力流體，對應(yīng)于圓筒部54b的環(huán)狀溝54c的薄肉部系在擴徑方向變 形。其結(jié)果，對于旋轉(zhuǎn)軸52施加擴徑方向的締緊力，旋轉(zhuǎn)軸52的旋轉(zhuǎn)成而且，在圖示例，在旋轉(zhuǎn)接頭55的上端部，設(shè)置有為了檢測旋轉(zhuǎn)軸 52的旋轉(zhuǎn)量，亦即，第一支撐頭30的角度位置的旋轉(zhuǎn)檢測器44。又，此 旋轉(zhuǎn)檢測器44的檢測信號系，與在第一支撐頭30的旋轉(zhuǎn)檢測器41同樣 地被發(fā)送到工作機械的控制裝置，并用于第一支撐頭30的旋轉(zhuǎn)控制。
支撐使旋轉(zhuǎn)軸52對于殼體51旋轉(zhuǎn)自如的軸承系，如上述般，為作為 復合滾子形式的旋轉(zhuǎn)軸承的一個的三列圓筒軸承(三列滾子軸承/軸向徑向 滾子軸承)60，在本實施例中，此三列圓筒滾子軸承60系在旋轉(zhuǎn)軸52的旋 轉(zhuǎn)軸線方向(C軸方向)分離而被兩個配置。
此三列圓筒滾子軸承60系它本身為熟知的對象，詳細說明的話，基 本上藉由內(nèi)輪61、外輪63、以及在內(nèi)輪61和外輪63相互面對的周面之 間被配置的復數(shù)的圓筒滾子62、 64、 66構(gòu)成。
內(nèi)輪61系以上下一對的內(nèi)輪分割體61A、 61B被分割，兩內(nèi)輪分割 體61A、 61B系對于形成在旋轉(zhuǎn)軸52的軸構(gòu)件52a的安裝面52al，藉由 螺栓69被栓緊而被一體地栓合。又，內(nèi)輪61系在其外周面，對于外輪63 的軸方向的兩側(cè)面分別相對的一對顎部61a、 61b被設(shè)置。又，在外輪63 和兩側(cè)的顎部61a、 61b之間，藉由保持構(gòu)件(未圖示)被保持的軸向荷重負 擔用的圓筒滾子62、 64被安裝。又，在外輪63和內(nèi)輪61的外周面之間， 藉由保持構(gòu)件(未圖示)被保持的徑向荷重負擔用的圓筒滾子66被安裝。
如上述，在本發(fā)明適用的第二支撐頭50，作為使回轉(zhuǎn)軸52在殼體51 內(nèi)旋轉(zhuǎn)自如地支撐用的軸承，關(guān)于軸向方向以及徑向方向的荷重，采用可 承受比同徑的交叉滾子軸承高的荷重的三列滾子軸承60，且將此三列圓筒 滾子軸承60朝C軸方向分離而兩個配設(shè)，作為藉由此兩個的三列圓筒滾 子軸承60支撐旋轉(zhuǎn)軸52的構(gòu)成。藉此，為了支撐第一支撐頭30，轉(zhuǎn)位其 角度位置，使被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)軸52的支撐可以高支撐剛性的對象下進 行。因此，不見得要采用大徑的軸承而得到高支撐剛性的構(gòu)成，不會招致 裝置的大型化或加工精度的降低等。
又，在圖示的例子中，作為支撐旋轉(zhuǎn)軸52的軸承，雖然采用三列圓 筒滾子軸承，但代替此對象，也可采用復列圓錐滾子軸承。亦即，在本發(fā) 明中的復列形式的滾子軸承系不限定在上述實施例的三列圓筒滾子軸承，復列圓錐滾子軸承也可。又，可支承軸向方向及徑向方向的荷重的其它滾 子軸承也可。又，上述軸承的數(shù)目系不限于上述實施例般的兩個的情形， 空間上在三個以上也可。
又，本發(fā)明適用的分度裝置系不限于上述實施例的對象，例如，使工 件被載置的圓桌旋轉(zhuǎn)驅(qū)動而轉(zhuǎn)位其角度位置的旋轉(zhuǎn)桌裝置也可。又，分度 裝置為旋轉(zhuǎn)桌裝置的情形，上述圓桌成為本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動對象構(gòu)件。
另外，本發(fā)明不限于上述任一實施方式，在不脫離本發(fā)明的申請專利 范圍的范圍內(nèi)，可以進行各種變更。
權(quán)利要求
1.一種工作機械用分度裝置，包括具有貫通孔的殼體、回轉(zhuǎn)驅(qū)動對象構(gòu)件在一端被固定且在上述殼體的貫通孔內(nèi)藉由軸承自由回轉(zhuǎn)地被支撐的回轉(zhuǎn)軸、以及使該回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)驅(qū)動且轉(zhuǎn)位其角度位置用的驅(qū)動馬達，其中，使上述軸承作為可支承軸向方向以及徑向方向的荷重的復列形式的滾子軸承，上述回轉(zhuǎn)軸系藉由在其回轉(zhuǎn)軸線方向分離而被配置的兩個以上的上述軸承被支撐。
2. 如權(quán)利要求1所述的工作機械用分度裝置，其中， 上述軸承系為三列圓筒滾子軸承。
全文摘要
本發(fā)明提供一種工作機械用分度裝置，在該工作機械用分度裝置中，提供不招致裝置大型化或加工精度降低等、藉由高支撐剛性支撐回轉(zhuǎn)軸的構(gòu)造。在具備具有貫通孔的殼體、回轉(zhuǎn)驅(qū)動對象構(gòu)件在一端被固定且在上述殼體的貫通孔內(nèi)藉由軸承自由回轉(zhuǎn)地被支撐的回轉(zhuǎn)軸、以及使該回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)驅(qū)動且轉(zhuǎn)位其角度位置用的驅(qū)動馬達的工作機械用分度裝置中，使上述軸承作為可支承軸向方向以及徑向方向的荷重的復列形式的滾子軸承，上述回轉(zhuǎn)軸系藉由在其回轉(zhuǎn)軸線方向分離而被配置的兩個以上的上述軸承被支撐作為特征。
文檔編號B23Q1/52GK101588893SQ20078003916
公開日2009年11月25日 申請日期2007年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月26日
發(fā)明者辰田好教 申請人:津田駒工業(yè)株式會社