JP6235496B2 - 回転テーブルとクランプ機構 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械に用いられる回転テーブルとクランプ機構に関する。

近年、工作機械において、回転テーブルが広く用いられるようになっている。特に、割り出し動作を目的に使用されることが多く、割り出し動作及びクランプ機構の信頼性は回転テーブルの重要な要素となっている。
回転テーブルの回転機構として、一般的に、非可逆回転性を備えるウオームギヤ機構が採用されている（特許文献１）。このウオームギヤ機構の場合、ウオームとウオームホイールとが噛み合い構造であり、微小ながらバックラッシを有する。このため、テーブルを静止状態にしても、そのバックラッシの量だけガタが生じ、割り出したテーブルの角度が狂い、テーブル上に保持した工作物の加工精度に支障を来たすことになる。

上記問題を解消するために、回転駆動装置からの回転運動をテーブルに伝達するスピンドルとともに一体回転されるブレーキディスクと、ブレーキディスクをシリンダとの間で挟み込み可能に設けられたピストンとを設け、クランプするために、ピストンに空気圧を作用させ、ブレーキディスクをピストンとシリンダとの間で挟み込み、ブレーキディスクと固定材との間に発生する摩擦力により、ブレーキディスクにつながるスピンドルの動きを拘束し、スピンドルにつながる回転テーブルを静止状態に保つようにしている（特許文献２）。

特許第３６６４４７１号公報 特開２０１２−２０２４８４号公報 特開２０１３−１４４３２１号公報

回転テーブルのクランプ機構は、重切削と大負荷に対応するため大きなクランプトルクが必要である。従来の回転テーブルでは１枚のブレーキディスクを用いることでクランプトルクを発生しているため、十分な大きさのクランプトルクを得ることができなかった。また、回転テーブルをユーザが設置後に大きなクランプトルクが必要になった場合において、現状では容易にクランプトルクを増大させる手段がなかった。

そこで本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、大きなクランプトルクが得られる回転テーブル、および、回転テーブルのクランプ機構を提供することである。

本発明は、回転テーブルに強制的に回転を不能にするクランプ機構が設けられ、必要なクランプトルクに応じて、複数のクランプ機構を追加できる構造を有する。
本願の請求項１に係る発明は、ケース内に回転自在に設けられた回転軸と、該回転軸の回転を不能にするクランプ機構を備える回転テーブルにおいて、前記クランプ機構は、前記ケースに固定または着脱自在に設けられた第１のシリンダと、該第１のシリンダ内に形成された第１空間部に設けられ、該第１空間部への作動流体の導入出に伴い該第１空間部内を往復動する第１のピストンと、該第１のピストンと当接して前記回転軸の回転を不能にする第１のブレーキディスクと、を有する第１のクランプ機構と、前記第１のシリンダに対して着脱自在に設けられた第２のシリンダと、該第２のシリンダ内に形成された第２空間部に設けられ、該第２空間部への作動流体の導入出に伴い該第２空間部内を往復動する第２のピストンと、該第２のピストンと当接して前記回転軸の回転を不能にする第２のブレーキディスクと、を有する少なくとも１つの第２のクランプ機構と、を備え、前記第１のクランプ機構および前記第２のクランプ機構は、リッド（蓋）を取り付けることが可能であり、前記第１のクランプ機構の前記リッド（蓋）を取外し、前記第２のクランプ機構を取り付けたことを特徴とする記載の回転テーブルである。
請求項２に係る発明は、ケース内に回転自在に設けられた回転軸と、該回転軸の回転を不能にするクランプ機構を備える回転テーブルにおいて、前記クランプ機構は、前記ケースに固定された第１のシリンダと、該第１のシリンダ内に形成された第１空間部に設けられ、該第１空間部への作動流体の導入出に伴い該第１空間部内を往復動する第１のピストンと、該第１のピストンと当接して前記回転軸の回転を不能にする第１のブレーキディスクと、を有する第１のクランプ機構と、前記第１のシリンダに対して着脱自在に設けられた第２のシリンダと、該第２のシリンダ内に形成された第２空間部に設けられ、該第２空間部への作動流体の導入出に伴い該第２空間部内を往復動する第２のピストンと、該第２のピストンと当接して前記回転軸の回転を不能にする第２のブレーキディスクと、前記第２のシリンダの外周部に設けられ、前記第２の空間部へ作動流体を供給する連通穴および継手と、を有する少なくとも１つの第２のクランプ機構と、を備えたことを特徴とする回転テーブルである。

請求項３に係る発明は、前記第２のクランプ機構は、前記回転軸の軸方向に複数取り付けることが可能なことを特徴とする請求項１または２に記載の回転テーブルである。
請求項４に係る発明は、前記第１のクランプ機構および前記第２のクランプ機構は、リッド（蓋）を取り付けることが可能なことを特徴とする請求項２または３に記載の回転テーブルである。

請求項５に係る発明は、ケース内に回転自在に設けられた回転軸の回転を不能にするために回転テーブルに多段装着可能に構成されたクランプ機構であって、シリンダと、前記シリンダ内に形成された空間部に設けられ該空間部への作動流体の導入出に伴い該空間部内を往復動するピストンと、前記ピストンと当接して前記回転軸の回転を不能にするブレーキディスクと、を有し、前記クランプ機構は、リッド（蓋）を取り付けることが可能であり、前記クランプ機構の前記リッド（蓋）を取外し、他のクランプ機構のシリンダを前記クランプ機構の前記シリンダに取り付けることが可能なクランプ機構である。

本発明により、大きなクランプトルクが得られる回転テーブル、および、回転テーブルのクランプ機構を提供できる。

回転テーブルの基本構造を示す断面図である。 本発明の回転テーブルの断面図である。 本発明の回転テーブルの外観図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。なお、特許請求の範囲に記載の回転テーブルを実施形態の説明ではケース内に回転軸を駆動するモータが設置してある例としている。本発明は、ケース内にモータが配置されている場合に限定されず、例えば、特許文献１に記載の、モータがケース外に配置されている場合、更に特許文献３に記載の、モータを構成要素として含まない回転を支持する回転テーブルも含むものである。
図１は回転テーブルの基本構造を示す詳細断面図である。図２は本発明の回転テーブルの断面図である。回転テーブルのシャフト２は、ケース１内に主軸受３ａ、及び支持軸受３ｂを介して、回転自在に支承されている。モータのステータ４ｂ、シリンダ９ａ、センサヘッド５ｂ、リッド（蓋）８はケース１に固定され、モータのロータ４ａ、センサギア５ａ、ディスク６ａは何れも回転テーブルと一体的に回転可能な様に、シャフト２に固定される。

ピストン７ａは、シリンダ９ａ内に前進及び後進可能なストロークを備えて設置され、クランプ側へピストン７ａが圧縮空気によって移動可能なように、ピストン７ａとシリンダ９ａ間に前進用空気室９ｆと後進用空気室９ｇが設けられている。
アンクランプ状態（クランプ解除状態）では、図１に示されていない電磁弁（切替え弁）によって後進用空気室９ｇへ圧縮空気が送出され、ピストン７ａは後進端（後退端）へ移動した状態となっている。

クランプ状態では、前記電磁弁によって、後進用空気室９ｇから排気すると同時に前進用空気室９ｆへ圧縮空気が送出され、ピストン７ａが前進して、リッド（蓋）８上の摩擦面８ａとの間でディスク６ａが挟持される。

図２に示される回転テーブルは、図１に示される回転テーブルにおいて、クランプ機構を１セット追加した場合の本発明の実施形態である。追加したクランプ機構は、クランプ機構に回転軸の軸方向に重ねて取り付けることができる。なお、追加したクランプ機構に更に、前記追加したクランプ機構と同じ構成のクランプ機構を重ねて取り付けることができる。

図１に示される回転テーブルにおいて、リッド（蓋）８を取外し、追加のクランプ機構１１を取付け、取外したリッド（蓋）８をクランプ機構１１に取付ける。シリンダ９ａに連結シリンダ９ｂが図２に示されていないボルトによって固定されている。また、追加ディスク６ｂは回転テーブルと一体的に回転可能な様に、シャフト２に固定される。

初めから取り付けられているクランプ機構内のピストン７ａは、圧縮空気によって移動可能なように、ピストン７ａとシリンダ９ａ間に前進用空気室９ｆと後進用空気室９ｇが設けられている。

追加したクランプ機構内の追加ピストン７ｂは、圧縮空気によって移動可能なように、追加ピストン７ｂと連結シリンダ９ｂ間に前進用空気室９ｈと後進用空気室９ｉが設けられている。図３の様に、追加前進用空気室、追加後進用空気室へ圧縮空気を供給するため、空気室から連結シリンダ９ｂの外周部に小さな連通孔と継手９ｊを設ける。

クランプ状態で、ピストン７ａと追加ピストン７ｂで、各々のディスク６ａと追加ディスク６ｂに対向して設けられたクランプ面に押しつけ、各々の接触面の摩擦力を利用してクランプ力を得る。クランプ機構が２つあるため、１つの場合に比べ２倍のクランプトルクを発揮することが可能である。さらに大きなクランプトルクが必要な場合は、リッド（蓋）８を取外し、必要なクランプトルクに応じた数のクランプ機構を追加すればよい。

複数のクランプ機構を追加することで、各々のクランプ機構内のディスクに対向して設けられたクランプ面にディスクを押しつけ、各々の接触面の摩擦力を利用してクランプトルクを得るので、それらの制動効果が加算されて大きなクランプトルクを発生させることができる。また、回転テーブルを設置後にクランプトルクを増大させたい場合に、現地でクランプ機構を容易に追加することで対応可能である。さらに、回転テーブルを工作機械に設置後、工場などの工作機械が用いられている現地で容易に大きなクランプトルクを得る構造を提供できる。

１ ケース
２ シャフト
３ａ 主軸受
３ｂ 支持軸受
４ａ モータのロータ
４ｂ ステータ
５ａ センサギア
５ｂ センサヘッド
６ａ ディスク
６ｂ 追加ディスク
７ａ ピストン
７ｂ 追加ピストン
８ リッド（蓋）
８ａ 摩擦面
９ａ シリンダ
９ｂ 連結シリンダ
９ｆ ピストン前進用空気室
９ｇ ピストン後進用空気室
９ｈ 追加ピストン前進用空気室
９ｉ 追加ピストン後進用空気室
９ｊ 継手
１０ クランプ機構
１１ 追加クランプ機構
１２ 複数のクランプ機構

Claims (5)

1. ケース内に回転自在に設けられた回転軸と、該回転軸の回転を不能にするクランプ機構を備える回転テーブルにおいて、
   前記クランプ機構は、
   前記ケースに固定または着脱自在に設けられた第１のシリンダと、該第１のシリンダ内に形成された第１空間部に設けられ、該第１空間部への作動流体の導入出に伴い該第１空間部内を往復動する第１のピストンと、該第１のピストンと当接して前記回転軸の回転を不能にする第１のブレーキディスクと、を有する第１のクランプ機構と、
   前記第１のシリンダに対して着脱自在に設けられた第２のシリンダと、該第２のシリンダ内に形成された第２空間部に設けられ、該第２空間部への作動流体の導入出に伴い該第２空間部内を往復動する第２のピストンと、該第２のピストンと当接して前記回転軸の回転を不能にする第２のブレーキディスクと、を有する少なくとも１つの第２のクランプ機構と、
   を備え、
   前記第１のクランプ機構および前記第２のクランプ機構は、リッド（蓋）を取り付けることが可能であり、
   前記第１のクランプ 機構の前記リッド（蓋）を取外し、前記第２のクランプ機構を取り付けたことを特徴とする記載の回転テーブル。
2. ケース内に回転自在に設けられた回転軸と、該回転軸の回転を不能にするクランプ機構を備える回転テーブルにおいて、
   前記クランプ機構は、
   前記ケースに固定された第１のシリンダと、該第１のシリンダ内に形成された第１空間部に設けられ、該第１空間部への作動流体の導入出に伴い該第１空間部内を往復動する第１のピストンと、該第１のピストンと当接して前記回転軸の回転を不能にする第１のブレーキディスクと、を有する第１のクランプ機構と、
   前記第１のシリンダに対して着脱自在に設けられた第２のシリンダと、該第２のシリンダ内に形成された第２空間部に設けられ、該第２空間部への作動流体の導入出に伴い該第２空間部内を往復動する第２のピストンと、該第２のピストンと当接して前記回転軸の回転を不能にする第２のブレーキディスクと、
   前記第２のシリンダの外周部に設けられ、前記第２の空間部へ作動流体を供給する連通穴および継手と、
   を有する少なくとも１つの第２のクランプ機構と、
   を備えたことを特徴とする回転テーブル。
3. 前記第２のクランプ機構は、前記回転軸の軸方向に複数取り付けることが可能なことを特徴とする請求項１または２に記載の回転テーブル。
4. 前記第１のクランプ機構および前記第２のクランプ機構は、リッド（蓋）を取り付けることが可能なことを特徴とする請求項２または３に記載の回転テーブル。
5. ケース内に回転自在に設けられた回転軸の回転を不能にするために回転テーブルに多段装着可能に構成されたクランプ機構であって、
   シリンダと、
   前記シリンダ内に形成された空間部に設けられ該空間部への作動流体の導入出に伴い該空間部内を往復動するピストンと、
   前記ピストンと当接して前記回転軸の回転を不能にするブレーキディスクと、を有し、前記クランプ機構は、リッド（蓋）を取り付けることが可能であり、
   前記クランプ機構の前記リッド（蓋）を取外し、他のクランプ機構のシリンダを前記クランプ機構の前記シリンダに取り付けることが可能なクランプ機構。

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