JP5085999B2 - Machining head for machine tools - Google Patents

Description

本発明は、工作機械用の加工用ヘッドに関し、より詳しくは、５軸加工機（同時５軸制御可能な加工機）や多面加工機等の複合加工機（工作機械）で使用される加工用ヘッドに関する。 The present invention relates to a machining head for a machine tool. More specifically, the present invention relates to a machining head used in a complex machining machine (machine tool) such as a 5-axis machine (a machine capable of simultaneous 5-axis control) or a multi-face machine. Regarding the head.

図６は、上記の複合加工機の一例として、門型工作機械（マシニングセンタ）１を示している。この種の門型工作機械１は、ベッド４上に付設された左右のコラム２、２と、コラム２、２上を上下方向（Ｚ軸方向）に移動するクロスレール６と、クロスレール６上を水平に左右方向（Ｙ軸方向）に移動するサドル７と、サドル７上をＺ軸方向に移動するラム８と、ベッド４上を前後方向（Ｘ軸方向）に移動するテーブル５とを含む。さらに、ラム８には、工具が取り付けられるスピンドルを備えたスピンドルユニット２０を含む加工用ヘッド１０が取り付けられている。 FIG. 6 shows a portal machine tool (machining center) 1 as an example of the combined machining machine. This type of portal machine tool 1 includes left and right columns 2, 2 attached on a bed 4, a cross rail 6 that moves in the vertical direction (Z-axis direction) on the columns 2, 2, Includes a saddle 7 that moves horizontally in the left-right direction (Y-axis direction), a ram 8 that moves on the saddle 7 in the Z-axis direction, and a table 5 that moves on the bed 4 in the front-rear direction (X-axis direction). . Further, a machining head 10 including a spindle unit 20 having a spindle to which a tool is attached is attached to the ram 8.

上記門型工作機械１は、ワークの加工時において、予め設定されたプログラムに基づく数値制御により、上記テーブル５、クロスレール６、サドル７及びラム８を移動させると共に、加工用ヘッド１０がスピンドルユニット２０の角度位置の割出しを行う。これにより、上記工作機械では、ワークの各加工面に対して工具を最適な角度で当てて加工を行うことができ、複雑な形状のワークの切削加工等を可能としている。 The portal machine tool 1 moves the table 5, the cross rail 6, the saddle 7 and the ram 8 by numerical control based on a preset program when machining a workpiece, and the machining head 10 is a spindle unit. Indexing 20 angular positions. Thereby, in the said machine tool, it can process by contacting a tool with the optimal angle with respect to each process surface of a workpiece | work, and the cutting of the workpiece | work of a complicated shape etc. is enabled.

そのため、上記加工用ヘッドは、スピンドルユニットの角度位置を割り出すための割出し機構を備えている。そして、この割出し機構の駆動手段として、そのモータロータ及びモータステータが加工用ヘッド１０のハウジング内に配置され、モータロータが、スピンドルユニットを支持する支持軸に連結された直接駆動型の駆動モータ（以下、「ＤＤモータ」という）を採用した加工用ヘッドが公知である（例えば、特許文献１）。 For this reason, the processing head includes an indexing mechanism for indexing the angular position of the spindle unit. As a driving means of the indexing mechanism, a motor rotor and a motor stator are arranged in the housing of the machining head 10, and the motor rotor is connected to a support shaft that supports the spindle unit (hereinafter referred to as a direct drive type driving motor). , "DD motor") is known (for example, Patent Document 1).

この特許文献１に記載の加工用ヘッドは、スピンドルユニット（ヘッド）及びスピンドルユニットを支持する支持ヘッド（ヘッド支持部）で構成され、駆動手段として、モータステータの内周面にモータロータが対向するインナーロータ型のＤＤモータを支持ヘッド内に備えている。 The processing head described in Patent Document 1 is composed of a spindle unit (head) and a support head (head support portion) that supports the spindle unit, and serves as an inner member in which the motor rotor faces the inner peripheral surface of the motor stator. A rotor type DD motor is provided in the support head.

ところで、この特許文献１に記載の加工用ヘッドでは、スピンドルユニットを支持する支持軸（駆動軸）を回転可能に支持するための軸受が、支持軸の軸線方向における上記ＤＤモータの存在範囲の外側に配置されている。その結果、加工用ヘッドの支持軸の軸線方向に関する寸法が大きくなり、加工用ヘッドが大型化してしまう。 By the way, in the machining head described in Patent Document 1, a bearing for rotatably supporting a support shaft (drive shaft) that supports a spindle unit is located outside the range where the DD motor exists in the axial direction of the support shaft. Is arranged. As a result, the dimension in the axial direction of the support shaft of the processing head increases, and the processing head increases in size.

加工用ヘッドが大型化すると、例えば上記門型工作機械の場合、加工用ヘッドの移動領域を確保するために工作機械自体の大型化を余儀なくされたり、あるいは、工作機械上での作業スペースが制限されたりしてしまう。また、大型化に伴う重量の増加は、加工用ヘッドの移動がスムースに行えずに作業性に悪影響を及ぼしたり、加工用ヘッドの重量によってクロスビームが撓み、加工精度を低下させたりする原因となる。 When the machining head becomes large, for example, in the case of the above portal machine tool, the machine tool itself must be enlarged to secure the movement area of the machining head, or the working space on the machine tool is limited. It will be. In addition, the increase in weight due to the increase in size may cause the machining head to move smoothly and adversely affect workability, or the weight of the machining head may cause the cross beam to bend and reduce machining accuracy. Become.

なお、回転軸をＤＤモータによって駆動する工作機械用の割出し装置において、回転軸を支持する軸受を、回転軸の軸線方向におけるＤＤモータの存在範囲内に配置した構成を採用したものが特許文献２に記載されている。 In addition, in an indexing device for a machine tool in which a rotating shaft is driven by a DD motor, a configuration that employs a configuration in which a bearing that supports the rotating shaft is disposed within a DD motor existing range in the axial direction of the rotating shaft is disclosed in Patent Literature 2.

この特許文献２に記載の割出し装置では、モータステータの外周面にモータロータが対向するアウターロータ型のＤＤモータを採用している。そして、この割出し装置は、モータロータに外嵌固定した軸受により、回転軸（伝達軸）を本体に対し回転自在に支持する構成となっている。 The indexing device described in Patent Document 2 employs an outer rotor type DD motor in which the motor rotor faces the outer peripheral surface of the motor stator. The indexing device is configured to rotatably support the rotating shaft (transmission shaft) with respect to the main body by a bearing externally fitted and fixed to the motor rotor.

しかし、この特許文献２に記載の割出し装置の場合、軸受がＤＤモータを囲繞する構成であるため、必然的に大径の軸受を採用しなければならなくなる。この場合、軸受の大径化によって振れ精度が低下し、割出し精度、延ては加工精度が低下してしまう。また、軸受は、径が大きい程高価になるため、支持ヘッドの製造コストが上がってしまう。
特開平２−１１６４３７号公報 特開平４−２４４３号公報 However, in the case of the indexing device described in Patent Document 2, since the bearing is configured to surround the DD motor, a large-diameter bearing must be employed. In this case, the deflection accuracy decreases due to the increase in the diameter of the bearing, and the indexing accuracy and, consequently, the processing accuracy decreases. Further, since the bearing becomes expensive as the diameter increases, the manufacturing cost of the support head increases.
Japanese Patent Laid-Open No. 2-116437 JP-A-4-2443

従って、本発明の課題は、割出し機構を備えた工作機械用の加工用ヘッドにおいて、その加工用ヘッド自体が大型化することなく、高い加工精度が得られる構成を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a machining head for a machine tool provided with an indexing mechanism that can obtain high machining accuracy without increasing the size of the machining head itself.

上記課題のもとに、本発明は、工具が取り付けられるスピンドルを含むスピンドルユニットと、該スピンドルユニットを支持する支持ヘッドであって上記スピンドルの回転軸線と直交する軸線を中心にスピンドルユニットを回転させてその角度位置を割り出す割出し機構を含む支持ヘッドと、を備えた工作機械用の加工用ヘッドを前提とする。 Based on the above problems, the present invention provides a spindle unit including a spindle to which a tool is attached, and a support head for supporting the spindle unit, the spindle unit being rotated about an axis perpendicular to the rotation axis of the spindle. And a machining head for a machine tool provided with a support head including an indexing mechanism for determining the angular position of the lever.

そして、本発明では、上記の割出し機構が、スピンドルユニットに固定されると共に支持ヘッドのハウジング内に回転自在に設けられた支持軸と、支持ヘッドのハウジング内で支持軸周りに同軸的に配置されて支持軸に連結されたモータロータ及び該モータロータの外周に対向すべくモータロータを囲繞するように設けられたモータステータから成る駆動モータとを備え、上記支持軸を回転自在に支持するための軸受は、その少なくとも一部が、支持軸の回転軸線方向における駆動モータの存在範囲内で、モータロータの半径方向内側に位置するように配置されている。
In the present invention, the indexing mechanism is fixed to the spindle unit and rotatably provided in the housing of the support head, and coaxially disposed around the support shaft in the support head housing. by a drive motor comprising a motor stator mounted so as to surround the motor rotor so as to face the outer periphery of the connected motor rotor and the motor rotor to the support shaft, a bearing for rotatably supporting the support shaft , at least a portion of its is, in the presence range of the drive motor in the rotational axis direction of the support shaft is arranged so as to be positioned radially inwardly of the motor rotor.

その上で、本発明では、前記支持軸を、モータロータが外嵌固定される大径部と軸受によって回転自在に支持される軸部とを有するものとし、また、上記支持ヘッドのハウジングを、上記の大径部と軸部との間に配設される円筒部を有するものとして、前記軸受が、ハウジングの円筒部と支持軸との間に介装されていることを特徴とする。 In addition, according to the present invention, the support shaft includes a large-diameter portion on which a motor rotor is fitted and fixed, and a shaft portion that is rotatably supported by a bearing. The bearing is interposed between the cylindrical portion of the housing and the support shaft as having a cylindrical portion disposed between the large-diameter portion and the shaft portion .

上記した本発明による工作機械用の加工用ヘッドによれば、割出し機構の駆動手段としてインナーロータ型のＤＤモータが採用され、かつ、上記支持軸を回転自在に支持するための軸受が、上記支持軸の軸線方向における上記ＤＤモータの存在範囲内であって上記ＤＤモータの半径方向内側に配置されているため、加工用ヘッドの上記支持軸の軸線方向における寸法が大きくなって加工用ヘッド自体が大型化することが回避されると共に、より小径の軸受を採用することが可能となり、工作機械の大型化や加工精度の低下を有効に防止することができる。 According to the machining head for a machine tool according to the present invention described above, an inner rotor type DD motor is employed as a driving means of the indexing mechanism, and a bearing for rotatably supporting the support shaft is provided as described above. Since the DD motor is disposed in the radial direction inside the DD motor in the axial direction of the support shaft, the dimension of the processing head in the axial direction of the support shaft increases, and the processing head itself Therefore, it is possible to employ a bearing having a smaller diameter and effectively prevent an increase in the size of the machine tool and a decrease in processing accuracy.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１〜３に示すのは本発明の一実施形態であって、図示の加工用ヘッド１０は、工具が取り付けられるスピンドル２１を有するスピンドルユニット２０と、スピンドルユニット２０を支持する第１の支持ヘッド３０（本発明の「支持ヘッド」に相当）と、第１の支持ヘッド３０を支持する第２の支持ヘッド５０とを含む（図３）。 1 to 3 show an embodiment of the present invention. The illustrated machining head 10 includes a spindle unit 20 having a spindle 21 to which a tool is attached, and a first support head that supports the spindle unit 20. 30 (corresponding to the “support head” of the present invention) and a second support head 50 that supports the first support head 30 (FIG. 3).

スピンドルユニット２０は、駆動モータ内蔵型のスピンドルヘッドであって、内蔵された駆動モータ２５によってスピンドル２１を高速回転駆動するものである。 The spindle unit 20 is a spindle head with a built-in drive motor, and the spindle 21 is driven to rotate at a high speed by a built-in drive motor 25.

このスピンドルユニット２０のハウジング２３内には、スピンドル２１が挿通配置されており、このスピンドル２１を囲繞するようにして駆動モータ２５が内蔵されている。駆動モータ２５は、スピンドル２１に外嵌固定されたロータ２５ａと、ロータ２５ａの外周面に対向するように設けられたステータ２５ｂとから成っている。スピンドル２１は、駆動モータ２５の前後（図の上下）に複数列配置された軸受（例えば、アンギュラコンタクトベアリング）２７によって回転自在に支持されている。そして、ステータ２５ｂに励磁電流を供給すると、ロータ２５ａとの間に励磁力が発生し、その励磁力によってロータ２５ａが回転してスピンドル２１が回転駆動される。 A spindle 21 is inserted into the housing 23 of the spindle unit 20, and a drive motor 25 is incorporated so as to surround the spindle 21. The drive motor 25 includes a rotor 25a that is externally fitted and fixed to the spindle 21, and a stator 25b that is provided so as to face the outer peripheral surface of the rotor 25a. The spindle 21 is rotatably supported by bearings (for example, angular contact bearings) 27 arranged in a plurality of rows before and after the drive motor 25 (up and down in the drawing). When an exciting current is supplied to the stator 25b, an exciting force is generated between the rotor 25a, and the rotor 25a is rotated by the exciting force to drive the spindle 21 to rotate.

第１の支持ヘッド３０は、上記スピンドルユニット２０を支持すると共に、スピンドルユニット２０を、前記スピンドル２１の回転軸線と直交する軸線（以下、「Ａ軸」という）を中心に回転させてその角度位置を割り出すためのものである。 The first support head 30 supports the spindle unit 20 and rotates the spindle unit 20 around an axis orthogonal to the rotation axis of the spindle 21 (hereinafter referred to as “A-axis”). It is for determining.

第１の支持ヘッド３０は、支持部３０ｃに一対の脚部３０ａ、３０ｂを組み付けたフォーク形に構成されており、その脚部３０ａ、３０ｂ間で前記のスピンドルユニット２０を支持する。スピンドルユニット２０は、脚部３０ａ、３０ｂのそれぞれの内部に回転自在に組み込まれた支持軸によって支持されている。なお、図示の支持ヘッドは、スピンドルユニット２０を回転駆動するためのＤＤモータ（本発明の「駆動モータ」に相当）が、一対の脚部３０ａ、３０ｂのうちの脚部３０ａ側にのみ設けられた構成となっている。従って、以下では、両脚部３０ａ、３０ｂの各支持軸について、脚部３０ａ側の支持軸を駆動支持軸（本発明の「支持軸」に相当）といい、脚部３０ｂ側の支持軸を従動支持軸という。 The first support head 30 has a fork shape in which a pair of leg portions 30a and 30b is assembled to a support portion 30c, and supports the spindle unit 20 between the leg portions 30a and 30b. The spindle unit 20 is supported by a support shaft that is rotatably incorporated in each of the leg portions 30a and 30b. In the illustrated support head, a DD motor (corresponding to the “drive motor” of the present invention) for rotationally driving the spindle unit 20 is provided only on the leg 30a side of the pair of legs 30a, 30b. It becomes the composition. Therefore, in the following, for each support shaft of both leg portions 30a and 30b, the support shaft on the leg portion 30a side is referred to as a drive support shaft (corresponding to the “support shaft” of the present invention), and the support shaft on the leg portion 30b side is driven It is called a support shaft.

以下に、脚部３０ａの構成を詳細に説明する。 Below, the structure of the leg part 30a is demonstrated in detail.

脚部３０ａは、ハウジング３１ａを主体とし、その内部に、ＤＤモータ３３を構成するロータ（モータロータ）３３ａ及びステータ（モータステータ）３３ｂ、スピンドルユニット２０を支持する駆動支持軸、この駆動支持軸を回転自在に支持するための軸受（例えば、クロスローラベアリング）３５、及びスピンドルユニット２０へ加工用の流体（以下、単に「流体」という）を供給するためのロータリジョイント３７等が組み込まれている。 The leg portion 30a has a housing 31a as a main body, and a rotor (motor rotor) 33a and a stator (motor stator) 33b constituting the DD motor 33, a drive support shaft for supporting the spindle unit 20, and a rotation of the drive support shaft. A bearing (for example, a cross roller bearing) 35 for freely supporting, and a rotary joint 37 for supplying a machining fluid (hereinafter simply referred to as “fluid”) to the spindle unit 20 are incorporated.

ハウジング３１ａは、ＤＤモータ３３及び後述の回転軸を挿入するために、脚部３０ｂ側が大きく開口している。また、ハウジング３１ａには、反脚部３０ｂ側の側面からＡ軸方向に伸びる円筒部３１ａ1が形成されている。そして、円筒部３１ａ1には、Ａ軸方向にロータリジョイント３７が挿入される貫通孔３１ａ2が形成されている。また、ハウジング３１ａの反脚部３０ｂ側の端面には、後述の流体供給用のパイプや電流を供給するためのケーブルが通される凹部３１ａ3が形成されている。さらに、脚部３０ａの反脚部３０ｂ側には、側面カバー１８ａが取り付けられており、凹部３１ａ3がこの側面カバー１８ａによって覆われている。なお、図２は、この側面カバー１８ａを外した状態を示している。 The housing 31a has a large opening on the leg 30b side in order to insert the DD motor 33 and a rotating shaft described later. The housing 31a is formed with a cylindrical portion 31a1 extending in the A-axis direction from the side surface on the opposite leg portion 30b side. The cylindrical portion 31a1 is formed with a through hole 31a2 into which the rotary joint 37 is inserted in the A-axis direction. A recess 31a3 is formed on the end surface of the housing 31a on the side opposite to the leg 30b, through which a later-described fluid supply pipe and a cable for supplying current are passed. Further, a side cover 18a is attached to the side of the leg 30a opposite to the leg 30b, and the recess 31a3 is covered with the side cover 18a. FIG. 2 shows a state in which the side cover 18a is removed.

ロータリジョイント３７は、ハウジング３１ａに固定されたディストリビュータ３７ａと、ディストリビュータ３７ａの円筒部３７ａ1の外側に回転可能に嵌装されたシャフト３７ｂとで構成されている。 The rotary joint 37 includes a distributor 37a fixed to the housing 31a and a shaft 37b that is rotatably fitted on the outer side of the cylindrical portion 37a1 of the distributor 37a.

ディストリビュータ３７ａは、ハウジング３１ａの貫通孔３１ａ2に挿入された状態で、そのフランジ部３７ａ2において、円周方向に配設された複数のネジ部材３７ｃによってハウジング３１ａに取り付けられている。また、ディストリビュータ３７ａの中心には、スピンドルユニット２０に向けてのケーブル等の通過を許容するための貫通孔３７ａ4が形成されている。 The distributor 37a is inserted into the through hole 31a2 of the housing 31a, and is attached to the housing 31a by a plurality of screw members 37c arranged in the circumferential direction at the flange portion 37a2. Further, a through hole 37a4 is formed in the center of the distributor 37a to allow passage of a cable or the like toward the spindle unit 20.

また、ディストリビュータ３７ａには、流体を供給又は排出するための複数の流体流路３７ａ3が円周方向に位置をずらして形成されている。一方、シャフト３７ｂには、ディストリビュータ３７ａの各流体流路３７ａ3に対応する複数の流体流路３７ｂ1が形成されている。なお、図１では、複数の流体流路３７ａ3及び流体流路３７ｂ1は、その１つのみが代表的に示されている。 Further, the distributor 37a is formed with a plurality of fluid flow paths 37a3 for supplying or discharging the fluid with the positions shifted in the circumferential direction. On the other hand, a plurality of fluid flow paths 37b1 corresponding to the respective fluid flow paths 37a3 of the distributor 37a are formed in the shaft 37b. In FIG. 1, only one of the plurality of fluid channels 37a3 and fluid channels 37b1 is representatively shown.

そして、各流体流路３７ａ3とそれに対応する各流体流路３７ｂ1とは、ディストリビュータ３７ａとシャフト３７ｂとの嵌合周面に形成された環状溝を介して連通しており、シャフト３７ｂが回転した場合でもその連通状態が維持されるように構成されている。また、各流体流路３７ｂ1は、スピンドルユニット２０に形成された流体供給用又は排出用のポート２４に連通されている。さらに、ディストリビュータ３７ａとシャフト３７ｂとの間には、各環状溝の間に密封用のシール部材が介装されている。 And each fluid flow path 37a3 and each corresponding fluid flow path 37b1 are connected via the annular groove formed in the fitting peripheral surface of the distributor 37a and the shaft 37b, and the shaft 37b rotates. However, the communication state is configured to be maintained. Each fluid flow path 37b1 is connected to a fluid supply or discharge port 24 formed in the spindle unit 20. Further, a sealing member for sealing is interposed between the annular grooves between the distributor 37a and the shaft 37b.

さらに、ディストリビュータ３７ａには、円周方向に位置をずらして複数の流体供給用又は排出用のポート３７ｄが形成されており、各ポート３７ｄに流体供給用又は排出用のパイプ１２が接続されている。そして、供給用のパイプ１２から供給された流体が、ロータリジョイント３７からポート２４を介してスピンドルユニット２０へ供給される。また、流体を循環させる場合には、スピンドルユニット２０内を循環した流体が、ロータリジョイント３７を介して排出用のパイプ１２へ排出される。因みに、このスピンドルユニット２０へ供給される流体としては、例えば、高速で回転するＤＤモータ２５やスピンドル２１を冷却するための冷却用の油、スピンドルユニット２０（スピンドル２１の回転部分）への切り粉の侵入を防ぐためのシール用のエア、加工時に回転工具等を冷却するための冷却用の水、等がある。 Further, the distributor 37a is formed with a plurality of fluid supply or discharge ports 37d shifted in the circumferential direction, and a fluid supply or discharge pipe 12 is connected to each port 37d. . The fluid supplied from the supply pipe 12 is supplied from the rotary joint 37 to the spindle unit 20 via the port 24. When the fluid is circulated, the fluid circulated in the spindle unit 20 is discharged to the discharge pipe 12 via the rotary joint 37. Incidentally, examples of the fluid supplied to the spindle unit 20 include a cooling motor for cooling the DD motor 25 and the spindle 21 that rotate at high speed, and cutting powder to the spindle unit 20 (the rotating portion of the spindle 21). There are air for sealing to prevent the intrusion of water, water for cooling for cooling the rotary tool and the like during processing, and the like.

ＤＤモータ３３は、ハウジング３１ａに対し固定配置されたステータ３３ｂと、ステータ３３ｂの内周面に対向するように配設されたロータ３３ａとからなる。すなわち、図示のＤＤモータ３３は、インナーロータ型のモータとして構成されている。 The DD motor 33 includes a stator 33b that is fixedly arranged with respect to the housing 31a, and a rotor 33a that is arranged to face the inner peripheral surface of the stator 33b. That is, the illustrated DD motor 33 is configured as an inner rotor type motor.

ステータ３３ｂは、ハウジング３１ａに固定されたステータスリーブ３３ｃの内周面に内嵌固定されている。このステータスリーブ３３ｃの外周面には、環状溝３３ｃ1が形成されている。一方、ハウジング３１ａには、この環状溝３３ｃ1に連通する流体供給路３１ａ4及び流体排出路３１ａ5が形成されている。そして、この環状溝３３ｃ1に対し、流体供給路３１ａ4からＤＤモータ３３を冷却するための冷却用の流体（例えば、油）が供給され、ロータ３３ａの回転に伴うＤＤモータ３３の発熱を抑えるようになっている。なお、環状溝３３ｃ1は、流体供給路３１ａ4から供給された流体が、環状溝３３ｃ1を循環して流体排出路３１ａ5から排出されるように、螺旋状に形成されている（図示略）。 The stator 33b is fitted and fixed to the inner peripheral surface of a stator sleeve 33c fixed to the housing 31a. An annular groove 33c1 is formed on the outer peripheral surface of the stator sleeve 33c. On the other hand, the housing 31a is formed with a fluid supply path 31a4 and a fluid discharge path 31a5 communicating with the annular groove 33c1. A cooling fluid (for example, oil) for cooling the DD motor 33 is supplied to the annular groove 33c1 from the fluid supply path 31a4 so as to suppress the heat generation of the DD motor 33 accompanying the rotation of the rotor 33a. It has become. The annular groove 33c1 is formed in a spiral shape (not shown) so that the fluid supplied from the fluid supply path 31a4 circulates through the annular groove 33c1 and is discharged from the fluid discharge path 31a5.

ロータ３３ａは、ハウジング３１ａ内に回転可能に設けられた回転軸３２の外周面に外嵌固定されている。この回転軸３２は、前述のロータリジョイント３７のシャフト３７ｂに対しその回転軸線について同心的に配置されており、円周方向に配設された複数のネジ部材によってシャフト３７ｂに固定されている。そして、ロータ３３ａは、その外周面がステータ３３ｂの内周面に対向する配置で、回転軸３２に形成された円筒部３２ａの外周面に外嵌固定され、回転軸３２に対し相対回転不能に設けられている。 The rotor 33a is externally fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft 32 that is rotatably provided in the housing 31a. The rotation shaft 32 is disposed concentrically with respect to the shaft 37b of the rotary joint 37 described above, and is fixed to the shaft 37b by a plurality of screw members disposed in the circumferential direction. The rotor 33 a is arranged so that its outer peripheral surface faces the inner peripheral surface of the stator 33 b and is fitted and fixed to the outer peripheral surface of the cylindrical portion 32 a formed on the rotary shaft 32, so that it cannot rotate relative to the rotary shaft 32. Is provided.

また、回転軸３２には、その脚部３０ｂ側の端面３２ｂに対し、円周方向に配設された複数のネジ部材１４によってスピンドルユニット２０が固定される。すなわち、スピンドルユニット２０は、回転軸３２の端面３２ｂに対して固定されることにより、回転軸３２に支持される。従って、脚部３０ａ側では、回転軸３２及びこれと一体的に回転するロータリジョイント３７のシャフト３７ｂが、スピンドルユニット２０のための駆動支持軸を構成している。 The spindle unit 20 is fixed to the rotary shaft 32 by a plurality of screw members 14 arranged in the circumferential direction with respect to the end surface 32b on the leg 30b side. That is, the spindle unit 20 is supported by the rotating shaft 32 by being fixed to the end surface 32 b of the rotating shaft 32. Therefore, on the leg portion 30a side, the rotation shaft 32 and the shaft 37b of the rotary joint 37 that rotates integrally with the rotation shaft 32 constitute a drive support shaft for the spindle unit 20.

回転軸３２の円筒部３２ａは、回転軸３２をロータリジョイント３７のシャフト３７ｂに組み付けた状態で、僅かな隙間を介して前記したハウジング３１ａの円筒部３１ａ1を囲繞するように形成されている。言い換えると、回転軸３２をシャフト３７ｂに組み付けた状態で、円筒部３２ａの内周面の半径方向内側、すなわち、円筒部３２ａに外嵌固定されたＤＤモータ３３のロータ３３ａの半径方向内側には、ハウジング３１ａの円筒部３１ａ1が存在している。 The cylindrical portion 32a of the rotary shaft 32 is formed so as to surround the cylindrical portion 31a1 of the housing 31a with a slight gap in a state where the rotary shaft 32 is assembled to the shaft 37b of the rotary joint 37. In other words, with the rotary shaft 32 assembled to the shaft 37b, on the radially inner side of the inner peripheral surface of the cylindrical portion 32a, that is, on the radially inner side of the rotor 33a of the DD motor 33 fitted and fixed to the cylindrical portion 32a. The cylindrical portion 31a1 of the housing 31a exists.

一方、ハウジング３１ａの円筒部３１ａ1と円筒部３１ａ1の貫通孔３１ａ2内に位置するロータリジョイント３７のシャフト３７ｂとの間には、軸受３５が介装されている。そして、この軸受３５によってシャフト３７ｂがハウジング３１ａに対し回転自在に支持された状態となっている。 On the other hand, a bearing 35 is interposed between the cylindrical portion 31a1 of the housing 31a and the shaft 37b of the rotary joint 37 located in the through hole 31a2 of the cylindrical portion 31a1. The shaft 37b is rotatably supported by the bearing 35 with respect to the housing 31a.

このように、図示の例では、駆動支持軸（ロータリジョイント３７のシャフト３７ｂ＋シャフト３７ｂに組み付けられた回転軸３２）は、ＤＤモータ３３のロータ３３ａが外嵌固定される大径部（回転軸３２の円筒部３２ａ）と、この大径部の半径方向内側で軸受３５によって回転自在に支持される軸部（ロータリジョイント３７のシャフト３７ｂ）とを有している。そして、この大径部と軸部との間にはハウジング３１ａに形成された円筒部３１ａ1が配設され、この円筒部３１ａ1と支持軸との間に軸受３５が介装される構成となっている。これにより、支持軸が、ハウジング３１ａに対し回転自在に支持される構成となっている。しかも、図示のように、軸受３５のＡ軸方向に関する配置は、Ａ軸方向におけるＤＤモータ３３の存在範囲内となっている。 As described above, in the illustrated example, the drive support shaft (the shaft 37b of the rotary joint 37 + the rotation shaft 32 assembled to the shaft 37b) has a large diameter portion (the rotation shaft 32) on which the rotor 33a of the DD motor 33 is fitted and fixed. And a shaft portion (shaft 37b of the rotary joint 37) that is rotatably supported by the bearing 35 on the radially inner side of the large diameter portion. A cylindrical portion 31a1 formed in the housing 31a is disposed between the large diameter portion and the shaft portion, and a bearing 35 is interposed between the cylindrical portion 31a1 and the support shaft. Yes. As a result, the support shaft is configured to be rotatably supported with respect to the housing 31a. Moreover, as shown in the drawing, the arrangement of the bearings 35 in the A-axis direction is within the existence range of the DD motor 33 in the A-axis direction.

次に、脚部３０ａと対向する位置でスピンドルユニット２０を支持する脚部３０ｂの構成について、以下で詳細に説明する。 Next, the configuration of the leg portion 30b that supports the spindle unit 20 at a position facing the leg portion 30a will be described in detail below.

脚部３０ｂは、ハウジング３１ｂを主体とし、その内部に、スピンドルユニット２０の角度位置を保持するクランプ機構３４、スピンドルユニット２０を支持する従動支持軸、この従動支持軸を回転自在に支持するための軸受３６、及びロータリジョイント３８等が組み込まれている。 The leg portion 30b mainly includes a housing 31b, and a clamp mechanism 34 that holds the angular position of the spindle unit 20, a driven support shaft that supports the spindle unit 20, and a driven support shaft that rotatably supports the driven shaft. A bearing 36, a rotary joint 38, and the like are incorporated.

ハウジング３１ｂは、Ａ軸方向に貫通する貫通孔３１ｂ1が形成されており、その貫通孔３１ｂ1内に上記クランプ機構３４、従動支持軸、軸受３６、及びロータリジョイント３８が組み込まれている。また、ハウジング３１ｂの反脚部３０ａ側の端面には、脚部３０ａと同様に凹部が形成されており（図示略）、これが側面カバー１８ｂによって覆われている。 The housing 31b has a through hole 31b1 penetrating in the A-axis direction, and the clamp mechanism 34, the driven support shaft, the bearing 36, and the rotary joint 38 are incorporated in the through hole 31b1. In addition, a recess is formed on the end surface of the housing 31b on the side opposite to the leg portion 30a (not shown) similarly to the leg portion 30a, and this is covered with the side cover 18b.

ロータリジョイント３８は、脚部３０ａ側のロータリジョイント３７と同様のものであって、ハウジング３１ｂに固定された軸受ホルダ７０の円筒部７０ａ1に固定されたディストリビュータ３８ａと、ディストリビュータ３８ａの円筒部３８ａ1の外側に回転可能に嵌装されたシャフト３８ｂとで構成されている。 The rotary joint 38 is the same as the rotary joint 37 on the leg 30a side, and is a distributor 38a fixed to the cylindrical portion 70a1 of the bearing holder 70 fixed to the housing 31b, and the outer side of the cylindrical portion 38a1 of the distributor 38a. The shaft 38b is rotatably fitted to the shaft 38b.

ディストリビュータ３８ａは、上記の円筒部３８ａ1と、円筒部３８ａ1の反脚部３０ａ側の端部で半径方向に広がるように形成されたフランジ部３８ａ2とからなっている。そして、ディストリビュータ３８ａは、軸受ホルダ７０の貫通孔７０ａ4に挿入された状態で、フランジ部３８ａ2において、円周方向に配設された複数のネジ部材３８ｃによって軸受ホルダ７０に組み付けられている。また、ディストリビュータ３８ａの中心には、Ａ軸方向に貫通する貫通孔３８ａ4が形成されている。 The distributor 38a includes the above-described cylindrical portion 38a1 and a flange portion 38a2 formed so as to expand in the radial direction at the end of the cylindrical portion 38a1 on the side opposite to the leg portion 30a. The distributor 38a is assembled to the bearing holder 70 by a plurality of screw members 38c arranged in the circumferential direction at the flange portion 38a2 in a state where the distributor 38a is inserted into the through hole 70a4 of the bearing holder 70. Further, a through hole 38a4 penetrating in the A-axis direction is formed at the center of the distributor 38a.

このディストリビュータ３８ａには、円周方向に位置をずらして複数の流体流路３８ａ3が形成されている。一方、シャフト３８ｂには、ディストリビュータ３８ａの各流体流路３８ａ3に対応する複数の流体流路３８ｂ1が形成されている。なお、図１では、この複数の流体流路３８ａ3及び流体流路３８ｂ1について、その１つのみが代表的に示されている。 In the distributor 38a, a plurality of fluid flow paths 38a3 are formed at different positions in the circumferential direction. On the other hand, a plurality of fluid flow paths 38b1 corresponding to the fluid flow paths 38a3 of the distributor 38a are formed in the shaft 38b. In FIG. 1, only one of the plurality of fluid channels 38a3 and fluid channels 38b1 is representatively shown.

そして、各流体流路３８ａ3とそれに対応する各流体流路３８ｂ1とは、ディストリビュータ３８ａとシャフト３８ｂとの嵌合周面に形成された環状溝を介して連通しており、シャフト３８ｂが回転した場合でもその連通状態が維持されるように構成されている。また、ディストリビュータ３８ａとシャフト３８ｂとの間には、各環状溝の間に密封用のシール部材が介装されている。さらに、流体流路３８ｂ1は、スピンドルユニット２０に形成された流体供給用又は排出用のポート２４に連通されている。 And each fluid flow path 38a3 and each corresponding fluid flow path 38b1 are connected via the annular groove formed in the fitting peripheral surface of the distributor 38a and the shaft 38b, and the shaft 38b rotates. However, the communication state is configured to be maintained. Further, a sealing member for sealing is interposed between the annular grooves between the distributor 38a and the shaft 38b. Further, the fluid flow path 38 b 1 is communicated with a fluid supply or discharge port 24 formed in the spindle unit 20.

軸受ホルダ７０は、上記の円筒部７０ａ1と、円筒部７０ａ1の反脚部７０ａ側の端部で半径方向に広がるように形成されたフランジ部７０ａ2とからなっている。そして、軸受ホルダ７０は、このフランジ部７０ａ2において、円周方向に配設された複数のネジ部材７０ｂによってハウジング３１ｂに組み付けられている。また、軸受ホルダ７０の中心には、上記の貫通孔７０ａ4がＡ軸方向に貫通するように形成されている。 The bearing holder 70 includes the cylindrical portion 70a1 described above and a flange portion 70a2 formed so as to spread in the radial direction at the end of the cylindrical portion 70a1 on the side opposite to the leg portion 70a. The bearing holder 70 is assembled to the housing 31b by a plurality of screw members 70b disposed in the circumferential direction at the flange portion 70a2. Further, the through hole 70a4 is formed in the center of the bearing holder 70 so as to penetrate in the A-axis direction.

脚部３０ｂにおいて、脚部３０ａの回転軸３２に対応する回転軸３９は、フランジ部材３９ｂと、このフランジ部材３９ｂに組み付けられたロータリジョイント３８のシャフト３８ｂとで構成されている。この回転軸３９（ロータリジョイント３８のシャフト３８ｂ＋フランジ部材３９ｂ）は、その回転軸線が、脚部３０ａの回転軸３２の回転軸線（＝Ａ軸）と一致するように配設される。そして、回転軸３９は、軸受３６によって軸受ホルダ７０に回転自在に支持されており、Ａ軸に関し軸受ホルダ７０の円筒部７０ａ1と同心的に配設された状態となっている。 In the leg portion 30b, the rotation shaft 39 corresponding to the rotation shaft 32 of the leg portion 30a is composed of a flange member 39b and a shaft 38b of the rotary joint 38 assembled to the flange member 39b. The rotation shaft 39 (the shaft 38b of the rotary joint 38 + the flange member 39b) is disposed such that the rotation axis thereof coincides with the rotation axis (= A axis) of the rotation shaft 32 of the leg portion 30a. The rotating shaft 39 is rotatably supported by the bearing holder 70 by the bearing 36, and is disposed concentrically with the cylindrical portion 70a1 of the bearing holder 70 with respect to the A axis.

また、フランジ部材３９ｂは、脚部３０ａ側に、脚部３０ａにおける回転軸３２の端面３２ｂと平行な端面３９ｂ1を有しており、この端面３９ｂ1に対し、円周方向に配設された複数のネジ部材１５によってスピンドルユニット２０が固定される。従って、この回転軸３９が、脚部３０ｂにおけるスピンドルユニット２０を支持するための従動支持軸として機能する。なお、回転軸３９には、フランジ部材３９ｂの外周部において、円筒状のブレーキ部材７１が固定されており、このブレーキ部材７１も回転軸３９と一体的に回転する。従って、このブレーキ部材７１も従動支持軸の一部に相当する。 Further, the flange member 39b has an end surface 39b1 parallel to the end surface 32b of the rotation shaft 32 in the leg portion 30a on the leg portion 30a side, and a plurality of circumferentially arranged relative to the end surface 39b1. The spindle unit 20 is fixed by the screw member 15. Accordingly, the rotation shaft 39 functions as a driven support shaft for supporting the spindle unit 20 in the leg portion 30b. A cylindrical brake member 71 is fixed to the rotary shaft 39 at the outer peripheral portion of the flange member 39 b, and the brake member 71 also rotates integrally with the rotary shaft 39. Therefore, the brake member 71 also corresponds to a part of the driven support shaft.

スピンドルユニット２０の回転位置（角度位置）を保持するためのクランプ機構３４は、主としてクランプスリーブ３４ａで構成される。クランプスリーブ３４ａは、圧力室を形成するための環状溝３４ａ1が形成された円筒部３４ａ2と、この円筒部３４ａ2の脚部３０ａ側の端部で半径方向に広がるように形成されたフランジ部３４ａ3とからなっている。また、円筒部３４ａ2は、回転軸３９と一体的に回転するブレーキ部材７１を、その回転を許容する状態で囲繞している。 The clamp mechanism 34 for holding the rotational position (angular position) of the spindle unit 20 is mainly composed of a clamp sleeve 34a. The clamp sleeve 34a includes a cylindrical portion 34a2 in which an annular groove 34a1 for forming a pressure chamber is formed, and a flange portion 34a3 formed so as to expand in the radial direction at the end of the cylindrical portion 34a2 on the leg portion 30a side. It is made up of. Further, the cylindrical portion 34a2 surrounds the brake member 71 that rotates integrally with the rotary shaft 39 in a state in which the rotation is allowed.

クランプスリーブ３４ａの円筒部３４ａ2とハウジング３１ｂとの間には、環状の受圧部材３４ｂが介装されている。より詳しくは、ハウジング３１ｂの貫通孔３１ｂ1に受圧部材３４ｂが内嵌固定されており、さらに、この受圧部材３４ｂの内周面にクランプスリーブ３４ａの円筒部３４ａ2が内嵌固定されている。そして、フランジ部３４ａ3に螺挿したネジ部材により、クランプスリーブ３４ａがハウジング３１ｂに固定され、さらに、受圧部材３４ｂがフランジ部３４ａ3に対し固定されている。 An annular pressure receiving member 34b is interposed between the cylindrical portion 34a2 of the clamp sleeve 34a and the housing 31b. More specifically, the pressure receiving member 34b is fitted and fixed in the through hole 31b1 of the housing 31b, and the cylindrical portion 34a2 of the clamp sleeve 34a is fitted and fixed to the inner peripheral surface of the pressure receiving member 34b. The clamp sleeve 34a is fixed to the housing 31b by a screw member screwed into the flange portion 34a3, and the pressure receiving member 34b is fixed to the flange portion 34a3.

また、クランプスリーブ３４ａには、円筒部３４ａ2に対し、受圧部材３４ｂ側に開口する環状溝３４ａ1が形成されており、この環状溝３４ａ1と受圧部材３４ｂの内周面とにより、圧力室が形成される。さらに、この圧力室には、受圧部材３４ｂに形成された流体流路３４ｂ1が連通している。この流体流路３４ｂ1は、クランプスリーブ３４ａのフランジ部３４ａ3に形成された流体流路３4ａ4を介し、ハウジング３１ｂに形成された流体流路３１ｂ2に連通している。 The clamp sleeve 34a is formed with an annular groove 34a1 that opens toward the pressure receiving member 34b with respect to the cylindrical portion 34a2, and a pressure chamber is formed by the annular groove 34a1 and the inner peripheral surface of the pressure receiving member 34b. The Further, a fluid flow path 34b1 formed in the pressure receiving member 34b communicates with the pressure chamber. The fluid channel 34b1 communicates with a fluid channel 31b2 formed in the housing 31b via a fluid channel 34a4 formed in the flange portion 34a3 of the clamp sleeve 34a.

そして、このクランプ機構３４では、これらの流体流路を介して圧力流体（例えば、圧油）が圧力室に供給されることにより、クランプスリーブ３４ａにおいて、円筒部３４ａ2の環状溝３４ａ1に対応する薄肉部が縮径方向に変形する。その結果、ブレーキ部材７１に対し縮径方向の締付け力が作用し、ブレーキ部材７１及びこれに組み付けられた回転軸３９の回転が阻止された状態（クランプ状態）となる。また、圧力室への圧力流体の供給を停止することにより、円筒部３４ａ2の薄肉部の変形状態が解消され、シャフト３８ｂに対する締付け力が消失してクランプ状態が解除される。 In the clamp mechanism 34, pressure fluid (for example, pressure oil) is supplied to the pressure chamber through these fluid flow paths, so that the clamp sleeve 34a has a thin wall corresponding to the annular groove 34a1 of the cylindrical portion 34a2. The part is deformed in the diameter reducing direction. As a result, a tightening force in the reduced diameter direction acts on the brake member 71, and the brake member 71 and the rotation shaft 39 assembled thereto are prevented from rotating (clamped state). Further, by stopping the supply of the pressure fluid to the pressure chamber, the deformed state of the thin portion of the cylindrical portion 34a2 is eliminated, the clamping force with respect to the shaft 38b disappears, and the clamped state is released.

また、図示の例では、脚部３０ｂ内に、回転軸３９の回転角度（＝スピンドルユニット２０の角度位置）を検出するための回転検出器４１が設けられている。 In the illustrated example, a rotation detector 41 for detecting the rotation angle of the rotation shaft 39 (= the angular position of the spindle unit 20) is provided in the leg portion 30b.

回転検出器４１は、軸受ホルダ７０の貫通孔７０ａ4内に設けられ、貫通孔７０ａ4の内周面から半径方向に突出する円盤状の支持部の所定位置に取り付けられた一対の検出ヘッド４１ａ、４１ａと、検出器ヘッド４１ａ、４１ａの内側に対向するよう配置で、回転軸３９の端部に取り付けられた検出リング４１ｂとで構成されている。この回転検出器４１によるスピンドルユニット２０の角度位置の検出信号は、本発明の加工用ヘッド１０が搭載される工作機械の制御装置（図示せず）に送られ、スピンドルユニット２０の回転制御（数値制御）に用いられる。 The rotation detector 41 is provided in a through hole 70a4 of the bearing holder 70, and a pair of detection heads 41a and 41a attached to predetermined positions of a disk-shaped support portion protruding radially from the inner peripheral surface of the through hole 70a4. And a detection ring 41b attached to the end of the rotary shaft 39, which is arranged so as to face the inside of the detector heads 41a and 41a. A detection signal of the angular position of the spindle unit 20 by the rotation detector 41 is sent to a control device (not shown) of a machine tool on which the machining head 10 of the present invention is mounted, and rotation control (numerical value) of the spindle unit 20 is performed. Control).

次に、図示の加工用ヘッド１０における第２の支持ヘッド５０について、その詳細を以下に説明する。 Next, details of the second support head 50 in the illustrated processing head 10 will be described below.

前述のように、本実施例における加工用ヘッド１０は、上記で説明した第１の支持ヘッド３０に加え、この第１の支持ヘッド３０を支持する第２の支持ヘッド５０を備えている。そして、第１の支持ヘッド３０は、第２の支持ヘッド５０を介し、前述の工作機械のラム等に支持される。この第２の支持ヘッド５０は、第１の支持ヘッド３０を鉛直方向の軸線（工作機械のＺ軸と平行な軸線／以下、「Ｃ軸」という）を中心に回転駆動させるために設けられている（図３）。 As described above, the processing head 10 in this embodiment includes the second support head 50 that supports the first support head 30 in addition to the first support head 30 described above. The first support head 30 is supported by the ram or the like of the machine tool described above via the second support head 50. The second support head 50 is provided to rotate the first support head 30 around a vertical axis (axis parallel to the Z axis of the machine tool / hereinafter referred to as “C axis”). (Fig. 3).

第２の支持ヘッド５０は、Ｃ軸方向に貫通する貫通孔５１ａを有するハウジング５１を主体としており、軸部５２ａが貫通孔５１ａ内に配設された回転軸５２を備えている。そして、第１の支持ヘッド３０は、この回転軸５２を介して第２の支持ヘッド５０に対し組み付けられている。また、図示の例では、第２の支持ヘッド５０は、そのフランジ部５１ｂに螺挿された複数のネジ部材によって工作機械１のラム８に取り付けられている。 The second support head 50 mainly includes a housing 51 having a through hole 51a penetrating in the C-axis direction, and includes a rotating shaft 52 having a shaft portion 52a disposed in the through hole 51a. The first support head 30 is assembled to the second support head 50 via the rotation shaft 52. In the illustrated example, the second support head 50 is attached to the ram 8 of the machine tool 1 by a plurality of screw members screwed into the flange portion 51b.

第２の支持ヘッド５０は、ハウジング５１の貫通孔５１ａ内に、回転軸５２を回転駆動するためのＤＤモータ５３、回転軸５２の回転位置を保持するためのクランプスリーブ５４、及び第１の支持ヘッド３０へ流体を供給するためのロータリジョイント５５を備えている。 The second support head 50 includes a DD motor 53 for rotationally driving the rotary shaft 52, a clamp sleeve 54 for holding the rotational position of the rotary shaft 52, and a first support in the through hole 51a of the housing 51. A rotary joint 55 for supplying fluid to the head 30 is provided.

ＤＤモータ５３は、ステータスリーブ５３ｃを介してハウジング５１に固定されたステータ５３ａと、スタータ５３ａの内周面に対向する配置で、回転軸５２に固定されたロータ５３ｂとで構成されている。また、ＤＤモータ５３を駆動するための励磁電流の供給は、コネクタ１７ａを介してＤＤモータ５３に接続されたケーブル１７によって行われる。 The DD motor 53 includes a stator 53a fixed to the housing 51 via a stator sleeve 53c, and a rotor 53b fixed to the rotary shaft 52 in an arrangement facing the inner peripheral surface of the starter 53a. Further, the excitation current for driving the DD motor 53 is supplied by the cable 17 connected to the DD motor 53 via the connector 17a.

回転軸５２は、ハウジング５１の貫通孔５１ａ内で回転可能に設けられた軸部材５２ａと、軸部材５２ａの第１の支持ヘッド３０側の端部に取り付けられて半径方向（Ｃ軸と直交する方向）へ広がるフランジ部材５２ｂとを含んでいる。また、回転軸５２には、ロータリジョイント５５が挿通される貫通孔５２ｃが形成されている。 The rotation shaft 52 is attached to a shaft member 52a that is rotatably provided in the through hole 51a of the housing 51, and an end of the shaft member 52a on the first support head 30 side, and is arranged in a radial direction (perpendicular to the C axis And a flange member 52b extending in the direction). The rotating shaft 52 is formed with a through hole 52c through which the rotary joint 55 is inserted.

なお、図示の例では、回転軸５２の軸部材５２ａとフランジ部材５２ｂとの間に軸受ハウジング５２ｄが形成されている。そして、この軸受ハウジング５２ｄとハウジング５１との間に軸受５６が介装され、この軸受５６により、回転軸５２がハウジング５１に対し回転自在に支持された状態となっている。因みに、図示の例における軸受５６は、複合ころ形式の旋回軸受の１つである３列円筒ころ軸受（３列ローラベアリング／アキシアル・ラジアルローラベアリング）であって、アキシアル方向及びラジアル方向の大きい荷重を受けることができるものである。 In the illustrated example, a bearing housing 52d is formed between the shaft member 52a of the rotating shaft 52 and the flange member 52b. A bearing 56 is interposed between the bearing housing 52 d and the housing 51, and the rotating shaft 52 is rotatably supported by the housing 51 by the bearing 56. Incidentally, the bearing 56 in the illustrated example is a three-row cylindrical roller bearing (three-row roller bearing / axial / radial roller bearing), which is one of the compound roller type slewing bearings, and has a large load in the axial and radial directions. Can receive.

軸部材５２ａの外周面には、ＤＤモータ５３のロータ５３ｂが外嵌固定されており、ロータ５３ｂの回転に伴って軸部材５２ａがＣ軸を中心として回転駆動される。また、フランジ部材５２ｂは、円周方向に配設された複数のネジ部材５２ｅによって軸部材５２ａに組み付けられており、軸部材５２ａと一体的に回転する。さらに、フランジ部材５２ｂには、円周方向に複数のネジ部材１９が螺挿されており、このネジ部材１９によって、第１の支持ヘッド３０の支持部３０ｃがフランジ部材５２ｂに組み付けられる。従って、回転軸５２がＤＤモータ５３によって回転駆動されることにより、第１の支持ヘッド３０が回転軸５２と共に回転する。 The rotor 53b of the DD motor 53 is fitted and fixed to the outer peripheral surface of the shaft member 52a, and the shaft member 52a is rotationally driven around the C axis as the rotor 53b rotates. The flange member 52b is assembled to the shaft member 52a by a plurality of screw members 52e disposed in the circumferential direction, and rotates integrally with the shaft member 52a. Furthermore, a plurality of screw members 19 are screwed into the flange member 52b in the circumferential direction, and the support portions 30c of the first support head 30 are assembled to the flange member 52b by the screw members 19. Accordingly, the first support head 30 rotates together with the rotation shaft 52 when the rotation shaft 52 is rotationally driven by the DD motor 53.

ロータリジョイント５５は、第１の支持ヘッド３０のロータリジョイント３７、３８と同様のものであって、ハウジング５１に固定されたディストリビュータ５５ａと、ディストリビュータ５５ａに形成された貫通孔５５ａ1に回転可能に嵌装され、Ｃ軸に関しディストリビュータ５５ａと同心的に配設されたシャフト５５ｂとで構成されている。 The rotary joint 55 is the same as the rotary joints 37 and 38 of the first support head 30, and is rotatably fitted in a distributor 55a fixed to the housing 51 and a through hole 55a1 formed in the distributor 55a. The shaft 55b is arranged concentrically with the distributor 55a with respect to the C axis.

ディストリビュータ５５ａは、回転軸５２の貫通孔５２ｃ内に配置される円筒部５５ａ2と、円筒部５５ａ2の反第１の支持ヘッド３０側の端部で半径方向に広がるように形成されたフランジ部５５ａ3とからなっており、そのフランジ部５５ａ3において、円周方向に配設された複数のネジ部材により、ハウジング５１に組み付けられている。 The distributor 55a includes a cylindrical portion 55a2 disposed in the through hole 52c of the rotary shaft 52, and a flange portion 55a3 formed so as to spread in the radial direction at the end of the cylindrical portion 55a2 on the side opposite to the first support head 30. The flange portion 55a3 is assembled to the housing 51 by a plurality of screw members arranged in the circumferential direction.

また、シャフト５５ｂには、第１の支持ヘッド３０側の端部に、円盤状のフランジ部材５７が組み付けられており、シャフト５５ｂは、このフランジ部材５７を介して回転軸５２のフランジ部材５２ｂに対し組み付けられている。従って、回転軸５２の回転に伴い、シャフト５５ｂも共に回転する。なお、フランジ部材５７は、第１の支持ヘッド３０の支持部３０ｃに形成された円形の凹部３０ｃ1に嵌め込まれる形状となっており、このフランジ部材５７と支持部３０ｃの凹部３０ｃ1とにより、第１の支持ヘッド３０と第２の支持ヘッド５０とを組み付ける際の位置決めが行われる。 In addition, a disc-shaped flange member 57 is assembled to the shaft 55 b at the end on the first support head 30 side, and the shaft 55 b is connected to the flange member 52 b of the rotary shaft 52 via the flange member 57. It is assembled against. Therefore, along with the rotation of the rotating shaft 52, the shaft 55b also rotates. The flange member 57 has a shape that is fitted into a circular recess 30c1 formed in the support portion 30c of the first support head 30, and the flange member 57 and the recess 30c1 of the support portion 30c allow the first Positioning when assembling the support head 30 and the second support head 50 is performed.

ディストリビュータ５５ａには、外部から流体を取り入れるための流体流路５５ａ4が、円周方向に位置をずらして複数形成されている。一方、シャフト５５ｂにも、ディストリビュータ５５ａの各流体流路５５ａ4に対応する複数の流体流路５５ｂ1が、円周方向に位置をずらして形成されている。 In the distributor 55a, a plurality of fluid flow paths 55a4 for taking in fluid from the outside are formed at different positions in the circumferential direction. On the other hand, a plurality of fluid flow paths 55b1 corresponding to the respective fluid flow paths 55a4 of the distributor 55a are also formed on the shaft 55b while being shifted in the circumferential direction.

そして、各流体流路５５ａ4とそれに対応する各流体流路５５ｂ1とは、ディストリビュータ５５ａとシャフト５５ｂとの嵌合周面に形成された環状溝を介して連通しており、シャフト５５ｂが回転した場合でもその連通状態が維持されるように構成されている。また、シャフト５５ｂに形成された複数の流体流路５５ｂ1は、それぞれ第１の支持ヘッド３０におけるロータリジョイント３７又は３８のディストリビュータ３７ａ、３８ａに形成された対応する流体流路３７ａ3又は３８ａ3に連通されている。従って、外部からロータリジョイント５５のディストリビュータ５５ａに供給された流体は、シャフト５５ｂを介し、第１の支持ヘッド３０のロータリジョイント３７、３８へ供給される。 And each fluid flow path 55a4 and each corresponding fluid flow path 55b1 are connected via the annular groove formed in the fitting peripheral surface of the distributor 55a and the shaft 55b, and the shaft 55b rotates. However, the communication state is configured to be maintained. The plurality of fluid flow paths 55b1 formed in the shaft 55b are communicated with corresponding fluid flow paths 37a3 or 38a3 formed in the distributors 37a and 38a of the rotary joint 37 or 38 in the first support head 30, respectively. Yes. Accordingly, the fluid supplied from the outside to the distributor 55a of the rotary joint 55 is supplied to the rotary joints 37 and 38 of the first support head 30 via the shaft 55b.

ハウジング５１に固定されたディストリビュータ５５ａと回転軸５２の軸部材５２ａとの間には、回転軸５２の回転位置を保持するためのクランプスリーブ５４が設けられている。このクランプスリーブ５４は、そのフランジ部５４ａにおいて、複数のネジ部材によってディストリビュータ５５ａに組み付けられると共に、回転軸５２との相対回転が許容されるように設けられている。また、クランプスリーブ５４の円筒部５４ｂには、ディストリビュータ５５ａの円筒部５５ａ2側に開口する環状溝５４ｃが形成されており、この環状溝５４ｃとディストリビュータ５５ａの円筒部５５ａ2の外周面とにより圧力室が形成される。 Between the distributor 55 a fixed to the housing 51 and the shaft member 52 a of the rotating shaft 52, a clamp sleeve 54 for holding the rotating position of the rotating shaft 52 is provided. The clamp sleeve 54 is provided at the flange portion 54 a so as to be assembled to the distributor 55 a by a plurality of screw members and allowed to rotate relative to the rotation shaft 52. The cylindrical portion 54b of the clamp sleeve 54 is formed with an annular groove 54c that opens to the cylindrical portion 55a2 side of the distributor 55a. The pressure chamber is formed by the annular groove 54c and the outer peripheral surface of the cylindrical portion 55a2 of the distributor 55a. It is formed.

そして、この圧力室に対し、ディストリビュータ５５ａに形成された流体流路５４ｄを介して圧力流体を供給することにより、円筒部５４ｂの環状溝５４ｃに対応する薄肉部が拡径方向に変形する。その結果、回転軸５２に対し拡径方向の締付け力が作用し、回転軸５２の回転が阻止された状態（クランプ状態）となる。 And by supplying a pressure fluid to the pressure chamber via a fluid flow path 54d formed in the distributor 55a, the thin portion corresponding to the annular groove 54c of the cylindrical portion 54b is deformed in the diameter increasing direction. As a result, a tightening force in the diameter increasing direction acts on the rotating shaft 52, and the rotating shaft 52 is prevented from rotating (clamped state).

また、図示の例では、ロータリジョイント５５の上端部に、回転軸５２の回転量、すなわち、第１の支持ヘッド３０の回転量を検出するための回転検出器４４が設けられている。この回転検出器４４は、ディストリビュータ５５ａ上の所定位置に配置された一対の検出器ヘッド４４ａ、４４ａと、この検出ヘッド４４ａ、４４ａに対向する配置で、回転軸５２と共に回転するシャフト５５ｂに取り付けられた検出リング４４ｂとからなっている。この回転検出器４４の検出信号は、第１の支持ヘッド３０における回転検出器４１と同様に、工作機械の制御装置に送られ、第１の支持ヘッド３０の回転制御に用いられる。 In the illustrated example, a rotation detector 44 for detecting the rotation amount of the rotary shaft 52, that is, the rotation amount of the first support head 30, is provided at the upper end portion of the rotary joint 55. The rotation detector 44 is attached to a pair of detector heads 44a and 44a arranged at predetermined positions on the distributor 55a, and a shaft 55b rotating with the rotary shaft 52 in an arrangement facing the detection heads 44a and 44a. And a detection ring 44b. The detection signal of the rotation detector 44 is sent to the control device of the machine tool and used for rotation control of the first support head 30, similarly to the rotation detector 41 in the first support head 30.

以上の構成からなる加工用ヘッド１０では、スピンドルユニット２０を支持する支持ヘッド（第１の支持ヘッド３０）は、スピンドルユニット２０を、一対の脚部３０ａ、３０ｂの各支持軸に挟み込むかたちで、両支持軸に相対回転不能に固定して支持している。そして、脚部３０ａ側の駆動支持軸をＤＤモータ３３によって回転駆動することにより、スピンドルユニット２０を、支持軸の回転軸線（＝スピンドル２１の回転軸線に直交する軸線／Ａ軸）を中心として、所望の角度位置へ向けて回転駆動する。 In the processing head 10 having the above-described configuration, the support head (first support head 30) that supports the spindle unit 20 sandwiches the spindle unit 20 between the support shafts of the pair of leg portions 30a and 30b. The two support shafts are fixed and supported so as not to rotate relative to each other. Then, the drive support shaft on the leg 30a side is rotationally driven by the DD motor 33, so that the spindle unit 20 is centered on the rotation axis of the support shaft (= axis / A axis orthogonal to the rotation axis of the spindle 21). Rotate to a desired angular position.

ＤＤモータ３３の駆動は、予め設定されたプログラムに基づく数値制御に従って行われ、ロータ３３ａの回転制御により、駆動支持軸を介してスピンドルユニット２０の角度位置が制御される。従って、図示の例では、脚部３０ａ内に設けられたＤＤモータ３３及びＤＤモータ３３に連結された駆動支持軸（回転軸３２＋シャフト３７ｂ）が、スピンドルユニット２０のための割出し機構として機能する。なお、ＤＤモータ３３を駆動するための励磁電流は、コネクタ１６ａによってＤＤモータ３３に接続されたケーブル１６によって供給される。 The DD motor 33 is driven according to numerical control based on a preset program, and the angular position of the spindle unit 20 is controlled via the drive support shaft by the rotation control of the rotor 33a. Therefore, in the illustrated example, the DD motor 33 provided in the leg portion 30a and the drive support shaft (rotary shaft 32 + shaft 37b) connected to the DD motor 33 function as an indexing mechanism for the spindle unit 20. . The exciting current for driving the DD motor 33 is supplied by the cable 16 connected to the DD motor 33 by the connector 16a.

そして、本発明に基づく上記第１の支持ヘッド３０では、前述のように、スピンドルユニット２０を支持する支持軸であってＤＤモータ３３によって回転駆動される支持軸（駆動支持軸）のための軸受３５が、Ａ軸方向におけるＤＤモータ３３の存在範囲内で、インナーロータ型ＤＤモータ３３のロータ３３ａの半径方向内側に配設されているため、軸受３５がＤＤモータ３３の半径方向内側の空間に収容されるかたちとなり、脚部３０ａのＡ軸方向の寸法が大きくなることはない。 In the first support head 30 according to the present invention, as described above, the bearing for the support shaft (drive support shaft) that supports the spindle unit 20 and is rotationally driven by the DD motor 33. 35 is disposed on the radially inner side of the rotor 33a of the inner rotor type DD motor 33 within the range in which the DD motor 33 exists in the A-axis direction, so that the bearing 35 is located in the space on the radially inner side of the DD motor 33. As a result, the size of the leg portion 30a in the A-axis direction does not increase.

また、脚部３０ｂについては、そのＡ軸方向の寸法は、支持軸（従動支持軸）の長さ（Ａ軸方向の寸法）に基づいて定められており、その支持軸の長さは、加工時に掛かる負荷のバランスを考慮して、脚部３０ａの支持軸の長さとより等しくするのが好ましいとされている。従って、脚部３０ｂのＡ軸方向の寸法は、脚部３０ａのそれに左右されるものであり、脚部３０ａのＡ軸方向の寸法をより小さくすることにより、脚部３０ｂのＡ軸方向の寸法もより小さいものとすることができる。その結果、第１の支持ヘッド３０は、全体としてＡ軸方向の寸法が小さいものとなり、加工用ヘッド１０のコンパクト化を図ることができる。 Further, for the leg portion 30b, the dimension in the A-axis direction is determined based on the length of the support shaft (driven support shaft) (dimension in the A-axis direction). Considering the balance of the load that is sometimes applied, it is preferable that the length of the support shaft of the leg portion 30a is more equal. Therefore, the dimension of the leg 30b in the A-axis direction depends on that of the leg 30a. By reducing the dimension of the leg 30a in the A-axis direction, the dimension of the leg 30b in the A-axis direction. Can also be smaller. As a result, the first support head 30 has a small dimension in the A-axis direction as a whole, and the processing head 10 can be made compact.

しかも、本発明によれば、軸受３５は、より小径のものを採用することが可能となる。軸受は、径が大きくなる程に振れ精度の低下を招いて加工精度を低下させる要因となってしまうが、この本実施例の構成によれば、このような軸受の大径化に伴う加工精度の低下という問題は発生しない。 Moreover, according to the present invention, it is possible to employ a bearing having a smaller diameter. As the diameter of the bearing increases, the runout accuracy decreases and the machining accuracy decreases. According to the configuration of this embodiment, the machining accuracy associated with the increase in the diameter of such a bearing. The problem of decline is not generated.

なお、以上で説明した第１の支持ヘッド３０では、軸受３５のＡ軸方向に関する配置について、軸受３５がＡ軸方向におけるＤＤモータ３３の存在範囲内に収まる状態で配置されているが、本発明による加工用ヘッドでは、軸受３５は、その少なくとも一部がＡ軸方向におけるＤＤモータ３３の存在範囲内に位置するように配置されるものであればよい。 In the first support head 30 described above, the arrangement of the bearing 35 in the A-axis direction is arranged in a state where the bearing 35 is within the existence range of the DD motor 33 in the A-axis direction. In the machining head according to the above, it is sufficient that the bearing 35 is arranged so that at least a part thereof is positioned within the existence range of the DD motor 33 in the A axis direction.

また、上記の第１の支持ヘッド３０では、脚部３０ａにおける支持軸とハウジング３１ａの円筒部３１ａ1との間の軸受３５の配置について、ロータリジョイント３７のシャフト３７ｂとハウジング３１ａの円筒部３１ａ1との間に軸受３５を設ける構成としているが、これに代えて、回転軸３２の円筒部３２ａとハウジング３１ａの円筒部３１ａ1との間に軸受３５を設けることも可能である（図４(a)）。 In the first support head 30 described above, with respect to the arrangement of the bearing 35 between the support shaft in the leg portion 30a and the cylindrical portion 31a1 of the housing 31a, the shaft 37b of the rotary joint 37 and the cylindrical portion 31a1 of the housing 31a are arranged. The bearing 35 is provided between them, but it is also possible to provide the bearing 35 between the cylindrical portion 32a of the rotary shaft 32 and the cylindrical portion 31a1 of the housing 31a (FIG. 4 (a)). .

また、上記の第１の支持ヘッド３０では、ロータリジョイント３７を最もＡ軸側に配置し、ロータリジョイント３７（シャフト３７ｂ）の外周面に軸受３５を外嵌固定する構成としたが、これに代えて、ロータリジョイント３７を、軸受３５の外周面側に設ける構成とすることも可能である（図４(b)）。 In the first support head 30 described above, the rotary joint 37 is arranged on the most A axis side, and the bearing 35 is fitted and fixed to the outer peripheral surface of the rotary joint 37 (shaft 37b). The rotary joint 37 may be provided on the outer peripheral surface side of the bearing 35 (FIG. 4B).

すなわち、上記第１の支持ヘッド３０では、支持軸（ロータリジョイント３７のシャフト３７ｂ＋回転軸３２）は、ＤＤモータ３３のロータ３３ａが外嵌固定される大径部と、この大径部の半径方向内側で軸受３５によって回転自在に支持される軸部とを有しており、上記大径部が回転軸３２の円筒部３２ａによって形成され、軸部がロータリジョイント３７のシャフト３７ｂで形成されているが、これに代えて、上記大径部をロータリジョイント３７のシャフト３７ｂで形成し、その外周面にＤＤモータ３３のロータ３３ａを外嵌固定するようにしてもよい。 That is, in the first support head 30, the support shaft (the shaft 37 b of the rotary joint 37 + the rotary shaft 32) has a large diameter portion on which the rotor 33 a of the DD motor 33 is fitted and fixed, and a radial direction of the large diameter portion. The large-diameter portion is formed by the cylindrical portion 32a of the rotating shaft 32, and the shaft portion is formed by the shaft 37b of the rotary joint 37. Alternatively, the large diameter portion may be formed by the shaft 37b of the rotary joint 37, and the rotor 33a of the DD motor 33 may be externally fitted and fixed to the outer peripheral surface thereof.

次に、本発明の他の実施形態を、図５に基づいて説明する。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

上記の実施例では、本発明が適用される加工用ヘッドにおける支持ヘッド（第１の支持ヘッド３０）について、スピンドルユニット２０を支持する一対の脚部のうちの一方の脚部のみが、スピンドルユニット２０を回転駆動するための割出し機構（ＤＤモータ）を備えたものとしたが、これに代えて、図５に示すように、両脚部に割出し機構（ＤＤモータ）を備えた支持ヘッドの両割出し機構に対し本発明を適用してもよい。 In the above embodiment, only one of the pair of legs that support the spindle unit 20 is the spindle unit of the support head (first support head 30) in the processing head to which the present invention is applied. 20 is provided with an indexing mechanism (DD motor) for rotationally driving, but instead of this, as shown in FIG. 5, a support head having indexing mechanisms (DD motor) on both legs is provided. The present invention may be applied to both indexing mechanisms.

図５に示す支持ヘッド６０では、スピンドルユニット２０を支持する一対の脚部６０ａ、６０ｂのそれぞれに対し、ＤＤモータ６３を含む割出し機構が設けられている。なお、図示の例では、脚部６０ａと６０ｂの内部構造はほぼ同じである。従って、以下では、脚部６０ａについてのみ説明し、脚部６０ｂについては、その説明及び図面における符号は省略する。 In the support head 60 shown in FIG. 5, an indexing mechanism including a DD motor 63 is provided for each of the pair of legs 60 a and 60 b that support the spindle unit 20. In the illustrated example, the internal structures of the legs 60a and 60b are substantially the same. Therefore, only the leg portion 60a will be described below, and the description of the leg portion 60b and the reference numerals in the drawings are omitted.

脚部６０ａは、Ａ軸方向に貫通する貫通孔６１ａが形成されたハウジング６１を主体としてなり、その貫通孔６１ａ内に、ＤＤモータ６３、スピンドルユニット２０を支持する支持軸、支持軸を回転自在に支持するための軸受６５、及びロータリジョイント６７等が組み込まれている。また、脚部６０ａには、前述の実施例と同様の回転検出器６８が設けられている（回転検出器６８は脚部６０ａ側のみ）。 The leg portion 60a is mainly composed of a housing 61 in which a through hole 61a penetrating in the A-axis direction is formed. In the through hole 61a, a support shaft for supporting the DD motor 63 and the spindle unit 20, and a support shaft are rotatable. A bearing 65, a rotary joint 67, and the like are incorporated. The leg portion 60a is provided with the same rotation detector 68 as in the previous embodiment (the rotation detector 68 is only on the leg portion 60a side).

図示の例では、ロータリジョイント６７のディストリビュータは、２つの部材６７ａ（第１のディストリビュータ）及び６７ｂ（第２のディストリビュータ）によって構成されている。そして、第２のディストリビュータ６７ｂが、そのフランジ部６７ｂ2において第１のディストリビュータ６７ａに組み付けられ、第１のディストリビュータ６７ａが、そのフランジ部６７ａ2においてハウジング６１に組み付けられることにより、第１、第２のディストリビュータ６７ａ、６７ｂが、ハウジング６１に対し固定された状態となっている。 In the illustrated example, the distributor of the rotary joint 67 is configured by two members 67a (first distributor) and 67b (second distributor). The second distributor 67b is assembled to the first distributor 67a at the flange portion 67b2, and the first distributor 67a is assembled to the housing 61 at the flange portion 67a2, whereby the first and second distributors are assembled. 67 a and 67 b are fixed to the housing 61.

また、ロータリジョイント６７のシャフト６７ｃは、第１のディストリビュータ６７ａの円筒部６７ａ1と第２のディストリビュータ６７ｂの円筒部６７ｂ1との間に回転可能に嵌装される大径部６７ｃ1と、軸受６５が外嵌固定される軸部６７ｃ2とからなっている。 The shaft 67c of the rotary joint 67 includes a large-diameter portion 67c1 that is rotatably fitted between the cylindrical portion 67a1 of the first distributor 67a and the cylindrical portion 67b1 of the second distributor 67b, and the bearing 65 is externally mounted. The shaft portion 67c2 is fitted and fixed.

そして、このロータリジョイント６７では、第１、第２のディストリビュータ６７ａ、６７ｂのそれぞれに複数形成された流体流路６７ａ3、６７ｂ3と、各流体流路６７ａ3、６７ｂ3に対応してシャフト６７ｃに形成された複数の流体流路６７ｃ３とが、第１、第２のディストリビュータ６７ａ、６７ｂの各円筒部６７ａ1及び６７ｂ1とシャフト６７ｃの大径部６７ｃ1との嵌合周面に形成された環状溝を介して連通されている。 In this rotary joint 67, a plurality of fluid flow paths 67a3 and 67b3 formed in each of the first and second distributors 67a and 67b, and a shaft 67c corresponding to each fluid flow path 67a3 and 67b3 are formed. The plurality of fluid flow paths 67c3 communicate with each other through an annular groove formed on the fitting peripheral surface of the cylindrical portions 67a1 and 67b1 of the first and second distributors 67a and 67b and the large diameter portion 67c1 of the shaft 67c. Has been.

シャフト６７ｃの軸部６７ｃ2には、脚部６０ｂ側に、ハウジング６１に対し回転可能に設けられた回転軸６２が組み付けられている。この回転軸６２は、ロータリジョイント６７における第１のディストリビュータ６７ａの円筒部６７ａ1を囲繞する円筒部６２ａを有している。また、回転軸６２には、ロータリジョイント６７のシャフト６７ｃに形成された各流体流路６７ｃ3のそれぞれにに連通する複数の流体流路６２ｃが形成されており、各流体流路６７ｃ3は、この流体流路６２ｃを介してスピンドルユニット２０のポート２４に連通している。 A rotation shaft 62 provided to be rotatable with respect to the housing 61 is assembled to the shaft portion 67c2 of the shaft 67c on the leg portion 60b side. The rotary shaft 62 has a cylindrical portion 62a that surrounds the cylindrical portion 67a1 of the first distributor 67a in the rotary joint 67. The rotary shaft 62 is formed with a plurality of fluid flow paths 62c communicating with the fluid flow paths 67c3 formed in the shaft 67c of the rotary joint 67. The fluid flow paths 67c3 It communicates with the port 24 of the spindle unit 20 through the flow path 62c.

図示のように、ハウジング６１に固定されたロータリジョイント６７における第１のディストリビュータ６７ａの円筒部６７ａ1とシャフト６７ｃの軸部６７ｃ2との間には、軸受６５が介装されている。そして、この軸受６５により、シャフト６７ｃは、ハウジング６１に対し回転自在に支持された状態となっている。また、回転軸６２は、この軸受６５によって回転自在に支持されたシャフト６７ｃに組み付けられると共に、その脚部６０ｂ側の端面６２ｂにスピンドルユニット２０が取り付けられる。従って、ロータリジョイント６７のシャフト６７ｃ及び回転軸６２が、ハウジング６１に対し回転自在に設けられてスピンドルユニット２０を支持する支持軸に相当する。 As shown in the figure, a bearing 65 is interposed between the cylindrical portion 67a1 of the first distributor 67a and the shaft portion 67c2 of the shaft 67c in the rotary joint 67 fixed to the housing 61. The shaft 65 c is supported by the bearing 65 so as to be rotatable with respect to the housing 61. The rotating shaft 62 is assembled to a shaft 67c that is rotatably supported by the bearing 65, and the spindle unit 20 is attached to an end surface 62b on the leg 60b side. Therefore, the shaft 67 c and the rotary shaft 62 of the rotary joint 67 correspond to a support shaft that is rotatably provided with respect to the housing 61 and supports the spindle unit 20.

ＤＤモータ６３は、ステータスリーブ６３ｃを介してハウジング６１に固定されたステータ６３ａと、ステータ６３ａの内周面に対向する配置で、回転軸６２の円筒部６２ａの外周面に外嵌固定されたロータ６３ｂとで構成されており、インナーロータ型のＤＤモータである。 The DD motor 63 includes a stator 63a fixed to the housing 61 via a stator sleeve 63c, and a rotor that is externally fixed to the outer peripheral surface of the cylindrical portion 62a of the rotating shaft 62, and is disposed to face the inner peripheral surface of the stator 63a. This is an inner rotor type DD motor.

このように、図示の支持ヘッド６０では、インナーロータ型のＤＤモータ６３のロータ６３ｂは、第１のディストリビュータ６７ａの円筒部６７ａ1を囲繞する回転軸６２の円筒部６２ａに外嵌固定されており、一方で、上記支持軸を回転自在に支持するための軸受６５は、第１のディストリビュータ６７ａの円筒部６７ａ1とこの円筒部６７ａ1よりも半径方向内側に位置するシャフト６７ｃの軸部６７ｃ2との間に介装されている。 Thus, in the illustrated support head 60, the rotor 63b of the inner rotor type DD motor 63 is externally fixed to the cylindrical portion 62a of the rotating shaft 62 surrounding the cylindrical portion 67a1 of the first distributor 67a. On the other hand, the bearing 65 for rotatably supporting the support shaft is provided between the cylindrical portion 67a1 of the first distributor 67a and the shaft portion 67c2 of the shaft 67c located radially inward of the cylindrical portion 67a1. It is intervened.

すなわち、本実施例においても、支持軸（回転軸６２＋ロータリジョイント６７のシャフト６７ｃ）は、ＤＤモータ６３のロータ６３ｂが外嵌固定される大径部（回転軸６２の円筒部６２ａ）と、この大径部の半径方向内側で軸受６５によって回転自在に支持される軸部（ロータリジョイント６７のシャフト６７ｃ）とを有している。そして、この大径部と軸部との間には、ハウジング６１に固定的に設けられた円筒部材（第１のディストリビュータ６７ａの円筒部６７ａ1／本発明の「円筒部」に相当）が配設されると共に、この円筒部材と支持軸との間に軸受６５が介装され、支持軸がハウジング６１に対し回転自在に支持される構成となっている。 That is, also in the present embodiment, the support shaft (the rotation shaft 62 + the shaft 67c of the rotary joint 67) has a large diameter portion (the cylindrical portion 62a of the rotation shaft 62) on which the rotor 63b of the DD motor 63 is fitted and fixed. And a shaft portion (shaft 67c of the rotary joint 67) that is rotatably supported by the bearing 65 on the radially inner side of the large diameter portion. A cylindrical member fixed to the housing 61 (corresponding to the cylindrical portion 67a1 of the first distributor 67a / the “cylindrical portion” of the present invention) is disposed between the large diameter portion and the shaft portion. In addition, a bearing 65 is interposed between the cylindrical member and the support shaft, and the support shaft is rotatably supported with respect to the housing 61.

従って、支持軸を回転自在に支持するための軸受６５は、支持軸を回転駆動するためのＤＤモータ６３のロータ６３ｂの半径方向内側に配設される構成となる。しかも、その軸受６５のＡ軸方向の配置は、図示のように、Ａ軸方向におけるＤＤモータ６３の存在範囲内となっている。よって、本実施例によっても、前述の図１等の実施例と同様の効果が得られる。特に、本実施例の支持ヘッド６０のように、一対の脚部６０ａ、６０ｂのそれぞれにＤＤモータ３３を含む割出し機構を設けた場合、図１等の実施例による支持ヘッドに比べ、Ａ軸方向の寸法がより大きなものとなってしまうため、本発明は、このような支持ヘッドの場合により有効である。 Accordingly, the bearing 65 for rotatably supporting the support shaft is configured to be disposed radially inside the rotor 63b of the DD motor 63 for rotationally driving the support shaft. Moreover, the arrangement of the bearings 65 in the A-axis direction is within the existence range of the DD motor 63 in the A-axis direction as shown in the figure. Therefore, this embodiment can provide the same effects as those of the embodiment shown in FIG. In particular, when the indexing mechanism including the DD motor 33 is provided in each of the pair of leg portions 60a and 60b as in the support head 60 of the present embodiment, the A-axis is compared with the support head according to the embodiment of FIG. Since the directional dimension becomes larger, the present invention is more effective in the case of such a support head.

なお、本発明は上記のいずれの実施形態にも限定されるものではなく、本発明の請求範囲を逸脱しない限りにおいて種々に変更することが可能である。 Note that the present invention is not limited to any of the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the claims of the present invention.

本発明の加工用ヘッドにおける支持ヘッドの一実施形態を示す正面部分断面図。The front fragmentary sectional view which shows one Embodiment of the support head in the processing head of this invention. 本発明の加工用ヘッドにおける支持ヘッドの一実施形態を示す側面図。The side view which shows one Embodiment of the support head in the processing head of this invention. 本発明の加工用ヘッドの一実施形態を示す正面部分断面図。The front fragmentary sectional view showing one embodiment of the processing head of the present invention. 上記実施形態における支持ヘッドの変形例を示す部分断面図。The fragmentary sectional view which shows the modification of the support head in the said embodiment. 本発明の加工用ヘッドにおける支持ヘッドの他の実施形態を示す正面部分断面図。The front fragmentary sectional view which shows other embodiment of the support head in the head for a process of this invention. 本発明の加工用ヘッドが適用される工作機械の一例を示す斜視図。The perspective view which shows an example of the machine tool to which the processing head of this invention is applied.

符号の説明Explanation of symbols

１ 工作機械
１０ 加工用ヘッド
２０ スピンドルユニット
２１ スピンドル
２５ 駆動モータ
３０ 支持ヘッド（第１の支持ヘッド）
３０ａ、３０ｂ 脚部
３０ｃ 支持部
３１ａ、３１ｂ ハウジング
３２ 回転軸
３３ ＤＤモータ
３３ａ ロータ
３３ｂ ステータ
３４ クランプ機構
３４ａ クランプスリーブ
３５、３６ 軸受
３７ ロータリジョイント
３７ａ ディストリビュータ
３７ｂ シャフト
３８ ロータリジョイント
３８ａ ディストリビュータ
３８ｂ シャフト
３９ 回転軸
４１、４４ 回転検出器
４１ａ、４４ａ 検出ヘッド
４１ｂ、４４ｂ 検出リング
５０ 第２の支持ヘッド
５１ ハウジング
５２ 回転軸
５３ ＤＤモータ
５３ａ ステータ
５３ｂ ロータ
５４ クランプスリーブ
５５ ディストリビュータ
５６ 軸受（３列円筒ころ軸受）
６０ 支持ヘッド
６１ ハウジング
６２ 回転軸
６３ ＤＤモータ
６３ａ ステータ
６３ｂ ロータ
６５ 軸受
６７ ロータリジョイント
６７ａ、６７ｂ ディストリビュータ
６７ｃ シャフト
６８ 回転検出器
７０ 軸受ホルダ
７１ ブレーキ部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Machine tool 10 Processing head 20 Spindle unit 21 Spindle 25 Drive motor 30 Support head (1st support head)
30a, 30b Leg part 30c Support part 31a, 31b Housing 32 Rotating shaft 33 DD motor 33a Rotor 33b Stator 34 Clamp mechanism 34a Clamp sleeve 35, 36 Bearing 37 Rotary joint 37a Distributor 37b Shaft 38 Rotary joint 38a Distributor 38b Shaft 39 Shaft 39 , 44 Rotation detector 41a, 44a Detection head 41b, 44b Detection ring 50 Second support head 51 Housing 52 Rotating shaft 53 DD motor 53a Stator 53b Rotor 54 Clamp sleeve 55 Distributor 56 Bearing (three-row cylindrical roller bearing)
60 Support Head 61 Housing 62 Rotating Shaft 63 DD Motor 63a Stator 63b Rotor 65 Bearing 67 Rotary Joint 67a, 67b Distributor 67c Shaft 68 Rotation Detector 70 Bearing Holder 71 Brake Member

Claims (1)

工具が取り付けられるスピンドルを含むスピンドルユニットと、該スピンドルユニットを支持する支持ヘッドであって前記スピンドルの回転軸線と直交する軸線を中心に前記スピンドルユニットを回転させてその角度位置を割り出す割出し機構を含む支持ヘッドと、を備えた工作機械用の加工用ヘッドであって、
前記割出し機構が、前記スピンドルユニットに固定されると共に前記支持ヘッドのハウジング内に回転自在に設けられた支持軸と、前記支持軸を回転駆動するための駆動モータであって前記支持ヘッドのハウジング内で前記支持軸周りに同軸的に配置されて前記支持軸に連結されたモータロータ及び該モータロータの外周に対向すべく前記モータロータを囲繞するように設けられたモータステータからなる駆動モータとを備え、
前記支持軸は、前記モータロータが外嵌固定される大径部と軸受によって回転自在に支持される軸部とを有し、
前記ハウジングは、前記大径部と前記軸部との間に配設される円筒部を有し、
前記支持軸を回転自在に支持するための前記軸受は、前記ハウジングの前記円筒部と前記支持軸との間に介装され、その少なくとも一部が、前記支持軸の回転軸線方向における前記駆動モータの存在範囲内で、前記モータロータの半径方向内側に位置するように配置されている、
ことを特徴とする工作機械用の加工用ヘッド。 A spindle unit including a spindle to which a tool is attached, and an indexing mechanism that supports the spindle unit and rotates the spindle unit about an axis orthogonal to the rotation axis of the spindle to determine its angular position A machining head for a machine tool comprising a support head including:
The indexing mechanism is a support shaft fixed to the spindle unit and rotatably provided in the housing of the support head, and a drive motor for rotationally driving the support shaft, the support head housing A motor rotor that is coaxially arranged around the support shaft and connected to the support shaft, and a drive motor comprising a motor stator provided to surround the motor rotor so as to face the outer periphery of the motor rotor,
The support shaft has a large-diameter portion to which the motor rotor is fitted and fixed, and a shaft portion that is rotatably supported by a bearing,
The housing has a cylindrical portion disposed between the large diameter portion and the shaft portion,
The bearing for rotatably supporting the support shaft is interposed between the support shaft and the cylindrical portion of the housing, at least a portion of its is, the in the rotation axis direction before Symbol support shaft It is disposed so as to be located on the radially inner side of the motor rotor within the range where the drive motor exists.
A machining head for machine tools characterized by the above.

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