JP6380190B2

JP6380190B2 - 工作機械

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Publication number: JP6380190B2
Application number: JP2015065429A
Authority: JP
Inventors: 俊輔辻
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2018-08-29
Anticipated expiration: 2035-03-27
Also published as: CN106002340A; JP2016182662A; CN106002340B

Description

本発明は工作機械に関する。

特許文献１に記載の工作機械は、ワークに回転加工と旋削加工を選択的に施す。該工作機械は二つの主軸を有し、一方の主軸にワーク、他方の主軸に工具を取り付け、何れか一方を他方に対して相対的に回転する。ワークを取り付ける主軸は旋削主軸、工具を取り付ける主軸は工具主軸である。旋削主軸は回転台である。回転台を駆動する駆動部は、筐体、モータ、エンコーダ等を備える。モータの回転軸は回転台に連結する。エンコーダは被検出体と検出素子を備える。被検出体は回転軸の軸端に固定するエンコーダ回転体（基板）に取り付け、検出素子は筐体の内側に固定する。エンコーダは被検出体の回転を検出素子で検出することで回転軸の回転角度を検出する。工作機械は回転台上面に把持機構を取り付ける時がある。把持機構はワークを把持する機構であり、回転シリンダを駆動源とする。回転シリンダは把持機構を油圧又は空圧で駆動する。回転シリンダはエンコーダ回転体と同様に回転軸の軸端に取り付ける。

特開２０１３−１８８８００号公報

上記駆動部は、エンコーダ回転体と回転シリンダの両方をモータの軸端に取り付けるので、回転シリンダの振動がエンコーダの回転体に伝わり易い。回転軸の回転時、遠心力で回転シリンダは振動する。振動がエンコーダ回転体に伝わると、エンコーダは回転軸の回転角度を正確に検出できない可能性があった。

本発明の目的は、回転シリンダに発生する振動がエンコーダに影響し難い工作機械を提供することである。

本発明の請求項１に係る工作機械は、回転台と、前記回転台を回転するモータと、前記モータの回転軸の軸端に前記回転台上のワークを把持する把持機構を駆動する駆動機構を着脱可能に取り付ける取付部と、前記回転軸と共に回転する被検出体を、検出素子で検出することで、前記回転軸の回転角を検出するエンコーダとを備えた工作機械において、前記回転軸の外周面を回転可能に支持する軸受と、前記軸受を収納する筐体と、前記軸受の内輪を、前記筐体内に設けた係止部に対して前記回転軸の軸線方向から押さえる間座と、前記回転軸の前記外周面に締結され、前記間座を介して前記内輪の前記軸線方向への移動を阻止するナットと、前記被検出体を固定した回転体と、前記間座に前記回転体を固定する固定手段とを備え、前記間座は、前記ナットよりも径方向外側に鍔状に延びる鍔部を有し、前記回転体は、前記回転軸及び前記ナットを内側に挿入する円筒部と、前記円筒部に設けられ、前記間座の前記鍔部に当接する当接部とを備え、前記固定手段は、前記当接部を前記鍔部に固定することを特徴とする。取付手段は被検出体を回転軸の軸端ではなく、回転軸の外周面に取り付ける。故に回転軸の軸端に取り付けた回転シリンダに発生する振動はエンコーダに影響し難いので、工作機械は回転軸の回転角を正確に検出できる。

工作機械は回転体を介することで、被検出体を回転軸の外周面に容易に取り付けることができる。また、被検出体を交換する際容易に交換できる。

工作機械は駆動機構とエンコーダを離間して配置できる。更に工作機械は回転体を軸受の近くに配置できるので、回転軸の回転時に発生する回転体の振れを抑制できる。

工作機械１の斜視図。ワーク支持装置８の斜視図。回転台４０とＣ軸駆動部５０の縦断面図。回転台４０とＣ軸駆動部１５０の縦断面図（変形例）。

以下、本発明の実施形態を図面を参照し説明する。以下説明は、図中に矢印で示す上下、左右、前後、を使用する。工作機械１の左右方向、前後方向、上下方向は、夫々工作機械１のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向である。

図１を参照し、工作機械１の構造を説明する。工作機械１は、基台２、コラム５、Ｙ軸移動機構（図示略）、Ｘ軸移動機構（図示略）、Ｚ軸移動機構（図示略）、主軸ヘッド６、主軸（図示略）、ワーク支持装置８、工具交換装置９等を備える。

基台２は、架台１１、主軸基台１２、右側ワーク基台１３、左側ワーク基台１４等を備える。架台１１は前後方向に長い略直方体状の構造体である。主軸基台１２は前後方向に長い略直方体状に形成し、架台１１上面後方に設ける。右側ワーク基台１３は架台１１上面右前方に設ける。左側ワーク基台１４は架台１１上面左前方に設ける。右側ワーク基台１３と左側ワーク基台１４は夫々、前側の支持台１３Ａ，１４Ａと、後側の支持台１３Ｂ，１４Ｂを備える。支持台１３Ａ，１３Ｂ、１４Ａ，１４Ｂは夫々上下方向に延びる柱状に形成し、上面にワーク支持装置８を支持する。

Ｙ軸移動機構は主軸基台１２上面に設け、一対のＹ軸レール１６（図１は右側のＹ軸レール１６のみ図示）、Ｙ軸ボール螺子（図示略）、Ｙ軸モータ（図示略）等を備える。一対のＹ軸レール１６とＹ軸ボール螺子はＹ軸方向に延びる。一対のＹ軸レール１６は上面に移動体１５をＹ軸方向に案内する。移動体１５は略平板状に形成し、底部外面にナット（図示略）を備える。該ナットはＹ軸ボール螺子に螺合する。Ｙ軸モータがＹ軸ボール螺子を回転すると、移動体１５はナットと共に一対のＹ軸レール１６に沿って移動する。故にＹ軸移動機構は移動体１５をＹ軸方向に移動可能に支持する。

Ｘ軸移動機構は移動体１５上面に設け、一対のＸ軸レール（図示略）、Ｘ軸ボール螺子（図示略）、Ｘ軸モータ（図示略）等を備える。Ｘ軸レールとＸ軸ボール螺子はＸ軸方向に延びる。コラム５は上下方向に延び、移動体１５上面に設ける。コラム５は底部にナット（図示略）を備える。該ナットはＸ軸ボール螺子に螺合する。Ｘ軸モータがＸ軸ボール螺子を回転すると、コラム５はナットと共に一対のＸ軸レールに沿って移動する。故にＸ軸移動機構はコラム５をＸ軸方向に移動可能に支持する。故にコラム５は、Ｙ軸移動機構、移動体１５、Ｘ軸移動機構により、基台２上をＸ軸方向とＹ軸方向に移動可能である。

Ｚ軸移動機構はコラム５前面に設け、一対のＺ軸レール（図示略）、Ｚ軸ボール螺子（図示略）、Ｚ軸モータ（図示略）等を備える。Ｚ軸レールとＺ軸ボール螺子はＺ軸方向に延びる。主軸ヘッド６は背面にナット（図示略）を備える。該ナットはＺ軸ボール螺子に螺合する。Ｚ軸モータはＺ軸ボール螺子の上端部の軸受（図示略）に固定する。Ｚ軸モータがＺ軸ボール螺子を回転すると、主軸ヘッド６は一対のＺ軸レールに沿って移動する。故にＺ軸移動機構は主軸ヘッド６をＺ軸方向に移動可能に支持する。

主軸ヘッド６は下部にＺ軸カバー１８を備える。Ｚ軸カバー１８はコラム５前面に設けたＺ軸移動機構を覆い且つ主軸ヘッド６の上下動に伴って伸縮する。Ｚ軸カバー１８はＺ軸移動機構内に切粉と切削液が侵入するのを防止する。主軸（図示略）は主軸ヘッド６内部に設け、主軸ヘッド６下部に工具装着穴（図示略）を備える。工具装着穴は工具を装着する。主軸は主軸ヘッド６上部に設けた主軸モータ１７で回転する。

ワーク支持装置８は架台１１上面前側に配置し、右側ワーク基台１３と左側ワーク基台１４の夫々の上面に固定して支持する。ワーク支持装置８はワーク（図示略）を回転可能に保持する。ワーク支持装置８はＡ軸テーブル２０と回転台４０を備える。Ａ軸テーブル２０はＸ軸方向に対して平行な軸を中心に回転可能である。Ａ軸テーブル２０はＡ軸である。回転台４０は円盤状に形成し、Ａ軸テーブル２０上面略中央に設ける。回転台４０はＺ軸方向に平行な軸を中心に回転可能であり、上面に把持機構２００（図３参照）を用いてワークを固定する。回転台４０はＣ軸である。ワーク支持装置８はＡ軸テーブル２０をＡ軸回りに任意角度で傾けることで、主軸に装着する工具に対してワークを任意方向に傾けることができる。ワーク支持装置８の具体的構造は後述する。

工具交換装置９は工具マガジン（図示略）と保護カバー９Ａ等を備える。保護カバー９Ａは工具マガジンを覆って保護する。工具マガジンはコラム５と主軸ヘッド６周囲を取り巻く略円環状である。工具マガジンは複数のポット（図示略）、チェーン（図示略）、マガジンモータ（図示略）等を備える。ポットは工具を着脱可能に装着する。チェーンは工具マガジンに沿って環状に設ける。複数のポットはチェーンに沿って取り付ける。マガジンモータの駆動で、チェーンは工具マガジンの形状に沿って移動する。複数のポットはチェーンと共に移動する。工具交換位置は工具マガジン最下部に位置するポットの位置である。工具交換装置９は主軸ヘッド６の昇降動作中に、工具交換位置のポットが保持する工具を、主軸に現在装着する工具と交換する。

図２を参照し、ワーク支持装置８の具体的構造を説明する。ワーク支持装置８は、Ａ軸テーブル２０、左側支持台２７、右側駆動機構部２８、回転台４０、Ｃ軸駆動部５０、回転シリンダ９０等を備える。Ａ軸テーブル２０は、テーブル部２１、右連結部２２、左連結部２３を備える。テーブル部２１は、Ａ軸テーブル２０の傾斜角度が０°で上面が水平面となる平面視略長方形状の板状部である。右連結部２２はテーブル部２１の右端部から右斜め上方に延び、右側駆動機構部２８と回動可能に連結する。左連結部２３はテーブル部２１の左端部から左斜め上方に延び、後述する左側支持台２７と回動可能に連結する。回転台４０はテーブル部２１上面略中央に回転可能に設ける。

Ｃ軸駆動部５０はテーブル部２１下面に設け、テーブル部２１の略中央に設けた穴（図示略）を介して回転台４０と連結する。回転台４０は上面に把持機構２００を取付可能である。把持機構２００はワークを保持する。回転台４０はＣ軸駆動部５０の駆動で回転する。回転シリンダ９０はＣ軸駆動部５０の下部に固定する。回転シリンダ９０は把持機構２００の駆動源であり、油圧で把持機構２００を駆動する。

左側支持台２７はＡ軸テーブル２０の左側に位置する。左側支持台２７は左側面視略三角形状で且つ左右方向に所定厚を有する柱状に形成する。左側支持台２７は上方に突出する頂点部にて、左連結部２３の左端面から左方に突出する略円柱状の支軸３１を回転可能に支持する。左側支持台２７の底部は、左側ワーク基台１４の支持台１４Ａ，１４Ｂ（図１参照）の夫々の上面に架け渡して固定する。

右側駆動機構部２８はＡ軸テーブル２０の右側に位置する。右側駆動機構部２８はカバー部３３，３４を備える。カバー部３３は略直方体状に形成し右側駆動機構部２８上半分周囲を覆う。カバー部３４はカバー部３３下部と連結し右側駆動機構部２８下半分周囲を覆う。カバー部３３，３４は内側に、右側支持台（図示略）、減速機（図示略）、Ａ軸モータ（図示略）等を格納する。右側支持台は、カバー部３３，３４の夫々の左側面に跨いで設けた円形状の穴部３５を介して、右連結部２２右端面から右方に突出する略円柱状の支軸（図示略）を回転可能に支持し、且つ減速機とＡ軸モータを一体化して保持する。

右連結部２２の支軸とＡ軸モータの出力軸は、減速機を介して互いに連結する。減速機は歯車等で動力の回転速度を減じて出力する機械装置であり、出力として減速比に比例したトルクを得ることができる。故にＡ軸モータの出力軸が回転すると、減速機を介して、右連結部２２の支軸はＡ軸モータよりも減速して回転する。Ａ軸テーブル２０は右連結部２２と一体して回転し、Ａ軸回りに任意方向に傾く。故にワーク支持装置８は、主軸に装着する工具に対してワークを任意方向に傾けることができる。右側支持台の底部は、右側ワーク基台１３の支持台１３Ａ，１３Ｂ（図１参照）の夫々の上面に架け渡して固定する。

図３を参照し、Ｃ軸駆動部５０の構造を説明する。Ｃ軸駆動部５０は、ハウジング５１、Ｃ軸モータ６０、回転軸７０、エンコーダ７５等を備える。ハウジング５１は有底円筒状に形成し、胴体部５２、第一軸受ホルダ５３、上板５４、第二軸受ホルダ５５、エンコーダホルダ５６、底板５７等を備える。

胴体部５２は上下方向に延びる略円筒状に形成し、外周面に複数の放熱フィン５２１を周方向に沿って形成する。放熱フィン５２１は径方向外側に突出する。放熱フィン５２１は胴体部５２に伝達する後述するＣ軸モータ６０に生じる熱を外気中に放出する。胴体部５２は内周面にＣ軸モータ６０のステータ６１を固定する。Ｃ軸モータ６０のロータ６２は該ステータ６１に対向する回転軸７０の外周面に固定する。ロータ６２はステータ６１の内側に配置する。電力供給線８７はＣ軸モータ６０へ電力を供給する。故にロータ６２は回転し、該ロータ６２と共に回転軸７０は回転する。胴体部５２は上端部に第一軸受ホルダ５３を介して上板５４を固定する。胴体部５２は下端部に第二軸受ホルダ５５とエンコーダホルダ５６を介して底板５７を固定する。

第一軸受ホルダ５３は鍔付円筒状に形成し、胴体部５２の上端部に同軸上に固定する。第一軸受ホルダ５３は円筒部５３Ａと鍔部５３Ｂを備える。円筒部５３Ａは上下方向に延び且つ胴体部５２よりも小径の略円筒状に形成する。鍔部５３Ｂは円筒部５３Ａの下端部から径方向外側に鍔状に延びる。鍔部５３Ｂの下面外周縁部は、胴体部５２の上端部に固定する。円筒部５３Ａは上端部の軸穴（図示略）の内周縁部に係止部５３１を備える。係止部５３１は径方向内側に突出する円環状に形成し、略中央に回転軸７０を挿入する軸穴を有する。円筒部５３Ａは内側に円環状の二つの上側軸受７２，７３を嵌挿する。上側に位置する上側軸受７２は係止部５３１に係止する。上側軸受７２，７３は回転軸７０に締結する環状のロックナット７８で下側から固定する。上側軸受７２，７３は内側に回転軸７０の上端側を挿入する。故に上側軸受７２，７３は回転軸７０を回転可能に支持する。

上板５４は鍔付有底筒状に形成し、開口する側を下方に向けた状態で、第一軸受ホルダ５３の円筒部５３Ａを上方から覆い且つ鍔部５３Ｂの上面の外周縁部に固定する。上板５４は、上底部５４Ａ、円筒部５４Ｂ、鍔部５４Ｃを備える。円筒部５４Ｂは胴体部５２と略同一径の筒状に形成し上下方向に延びる。上底部５４Ａは円筒部５４Ｂの上端部に設け、略中央に軸穴を有する円環状に形成する。鍔部５４Ｃは円筒部５４Ｂの下端部から径方向外側に鍔状に延びる。回転台４０は上底部５４Ａの軸穴を介して回転軸７０の上端部に六本の螺子９５（図３では一本のみ図示）で固定する。故に回転台４０は回転軸７０と一体して回転する。鍔部５４Ｃの下面外周縁部は下方に突出し、第一軸受ホルダ５３の鍔部５３Ｂの上面外周縁部に当接して固定する。

ハウジング５１は、上板５４の内周面と第一軸受ホルダ５３の外周面の間にブレーキ機構１００を備える。ブレーキ機構１００は、制動片１０１、ブレーキ板１０２、移動空間１０３、ピストン１０４等を備える。制動片１０１は上板５４の上底部５４Ａの下面側に配置し、回転軸７０を挿入する軸穴を有する円環状に形成する。ブレーキ板１０２は制動片１０１の下面側に配置し、回転軸７０を挿入する軸穴を有する円盤状に形成する。ブレーキ板１０２は回転軸７０の鍔部７０Ａの上面に螺子９９で固定する。鍔部７０Ａは回転軸７０の上端部の外周面から径方向外側に延びる。移動空間１０３はブレーキ板１０２の下面と、第一軸受ホルダ５３の鍔部５３Ｂの上面の間に形成する。

ピストン１０４は移動空間１０３内に上下方向に移動可能に配置する。ピストン１０４は鍔付円筒状に形成し、円筒部１０４Ａと鍔部１０４Ｂを備える。円筒部１０４Ａは内側に回転軸７０と第一軸受ホルダ５３の円筒部５３Ａを挿入する。鍔部１０４Ｂは円筒部１０４Ａの下端部から径方向外側に延びる。鍔部１０４Ｂの下面は第一軸受ホルダ５３の鍔部５３Ｂの上面に対向し、該下面と上面の間にブレーキ加圧室１０７を形成する。鍔部１０４Ｂの上面は上板５４の鍔部５４Ｃの下面に対向し、該上面と下面の間にブレーキ解除加圧室１０８を形成する。

ワーク支持装置８は、コンプレッサ（図示略）からの空気を、第一軸受ホルダ５３の鍔部５３Ｂに設けた第一通流路５３２へ導入してブレーキ加圧室１０７へ加圧できる。ブレーキ加圧室１０７を加圧するとピストン１０４は上昇し、回転軸７０と共に回転するブレーキ板１０２を制動片１０１に対して押圧する。ブレーキ板１０２は制動片１０１とピストン１０４の間で摩擦により停止するので、回転軸７０は停止する。ワーク支持装置８は、コンプレッサ（図示略）からの空気を、第一軸受ホルダ５３の鍔部５３Ｂに設けた第二通流路（図示略）へ導入してブレーキ解除加圧室１０８へ加圧できる。ブレーキ解除加圧室１０８に加圧するとピストン１０４は下降し、ブレーキ板１０２のブレーキを解除する。故にワーク支持装置８はブレーキ加圧室１０７又はブレーキ解除加圧室１０８への加圧でピストン１０４が上下動してブレーキ動作とブレーキ解除動作を行える。

第二軸受ホルダ５５は鍔付円筒状に形成し、胴体部５２の下端部に同軸上に固定する。第二軸受ホルダ５５は円筒部５５Ａと鍔部５５Ｂを備える。円筒部５３Ａは上下方向に延び、第一軸受ホルダ５３の円筒部５３Ａと略同一径の筒状に形成する。鍔部５５Ｂは円筒部５５Ａの下端部から径方向外側に鍔状に延びる。鍔部５５Ｂの上面外周縁部は、胴体部５２の下端部に当接して固定する。円筒部５５Ａは上端部の軸穴の内周縁部に係止部５５１を備える。係止部５５１は径方向内側に突出する円環状に形成し、略中央に回転軸７０を挿入する軸穴を有する。円筒部５５Ａは内側に円環状の下側軸受７４を嵌挿する。下側軸受７４の外輪７４Ｂは係止部５５１に係止する。下側軸受７４は内側に回転軸７０を挿入し且つ回転自在に支持する。

Ｃ軸駆動部５０は下側軸受７４の下側で且つ回転軸７０に沿って、間座８１、円盤部材８２、ロックナット８３を備える。間座８１は鍔付円筒状に形成し、円筒部８１Ａと鍔部８１Ｂを備える。円筒部８１Ａは上下方向に延び、内側に回転軸７０を挿入する軸穴を備える。鍔部８１Ｂは円筒部８１Ａの下端部から径方向外側に鍔状に延びる。円筒部８１Ａの上端部は、下側軸受７４の内輪７４Ａに下側から当接する。円盤部材８２は鍔部８１Ｂの上面と第二軸受ホルダ５５の鍔部５５Ｂの下面の間に配置し、略中央に回転軸７０を挿入する軸穴を備える。環状のロックナット８３は回転軸７０に下端側から締結し、間座８１の鍔部８１Ｂを上方に付勢して固定する。間座８１は下側軸受７４の内輪７４Ａを、円筒部５５Ａに設けた係止部５５１に対して回転軸７０の軸線方向から押さえる。即ち、ロックナット８３は間座８１を介して内輪７４Ａの軸線方向（回転軸７０の軸線方向）への移動を阻止する。

エンコーダホルダ５６は、上下方向に延び且つ胴体部５２と略同一径の略円筒状に形成する。エンコーダホルダ５６は、第二軸受ホルダ５５の鍔部５５Ｂの下面に当接し且つ螺子９７で固定する。エンコーダ７５は光学式又は磁気式等による角度検出器であり、検出素子７６と被検出体７７を備える。円環状の検出素子７６はエンコーダホルダ５６の内周面に固定する。被検出体７７は、エンコーダ回転体８４を介して回転軸７０に固定する。

エンコーダ回転体８４は鍔付円筒状に形成し、円筒部８４Ａと鍔部８４Ｂを備える。円筒部８４Ａは上下方向に延び、内側に回転軸７０とロックナット８３を挿入する。鍔部８４Ｂは円筒部８４Ａの上端部から径方向外側に鍔状に延びる。鍔部８４Ｂの上面は間座８１の鍔部８１Ｂの下面に当接し螺子９６で固定する。故にエンコーダ回転体８４は間座８１を介して回転軸７０の外周面に固定するので、回転軸７０と一体して回転する。エンコーダ７５の被検出体７７は略円筒状に形成し、内側にエンコーダ回転体８４の円筒部８４Ａを挿入して固定する。故に被検出体７７は、検出素子７６の内側で、エンコーダ回転体８４と共に回転軸７０と一体して回転する。エンコーダ７５は被検出体７７を検出素子７６で検出して回転角度を検出する。

底板５７は略円環状に形成し、底板５７の外周縁部はエンコーダホルダ５６の下端部に当接して螺子９７で固定する。底板５７は略中央に軸穴５７１を備える。軸穴５７１は上部軸穴５７２と下部軸穴５７３を同軸上に備える。上部軸穴５７２はハウジング５１の内側と連通し、上から下にかけて階段状に拡径する。下部軸穴５７３は上部軸穴５７２の下部と連通し、且つ上部軸穴５７２よりも径の大きい略円形状に形成する。回転軸７０は下端部に板状のスピンドルカバー８５を螺子９８で固定する。スピンドルカバー８５は軸穴５７１の上部軸穴５７２の内側に配置し、回転軸７０と一体して回転する。スピンドルカバー８５の下端部は軸穴５７１の下部軸穴５７３側に突出する。

スピンドルカバー８５は下端面に取付部８５１を備える。取付部８５１は回転シリンダ９０の上面を当接して螺子（図示略）で着脱可能に取り付ける部位である。回転シリンダ９０はスピンドルカバー８５を介して回転軸７０の下端に取り付ける。故に回転シリンダ９０は回転軸７０と一体して回転する。回転シリンダ９０は回転台４０の上面に取り付ける把持機構２００に駆動用の油を供給する配管（図示略）を備える。該配管は回転軸７０の軸穴、回転台４０の軸穴を通して把持機構２００に接続する。把持機構２００を使用しない時、回転シリンダ９０はスピンドルカバー８５の取付部８５１から取り外せばよい。

図３を参照し、Ｃ軸駆動部５０の回転軸７０回転時の作用効果を説明する。上記の通り、Ｃ軸駆動部５０は、エンコーダ７５の被検出体７７を固定するエンコーダ回転体８４を、回転軸７０の下端部ではなく、該下端部から離間する回転軸７０の外周面に固定する。即ち、下側軸受７４とロックナット８３の間に間座８１を設け、該間座８１にエンコーダ回転体８４を螺子９６で固定する。一方、回転シリンダ９０は、回転軸７０の下端部に設けたスピンドルカバー８５の取付部８５１に取り付ける。故に回転軸７０が回転する時の回転シリンダ９０に発生する振動はエンコーダ７５の被検出体７７に伝達し難い。故にエンコーダ７５は回転軸７０の回転角度を正確に検出できる。更にＣ軸駆動部５０はエンコーダ回転体８４を、間座８１を介して下側軸受７４に近い位置に配置できるので、エンコーダ回転体８４の遠心力による振れを小さくできる。故にエンコーダ７５は回転軸７０の回転角度を更に正確に検出できる。

上記説明にて、Ｃ軸モータ６０は本発明のモータに相当し、下側軸受７４が本発明の軸受に相当し、第二軸受ホルダ５５は本発明の筐体に相当し、スピンドルカバー８５の取付部８５１は本発明の取付部に相当し、エンコーダ回転体８４は本発明の回転体に相当し、螺子９６は本発明の固定手段に相当する。

以上説明の如く、本実施形態の工作機械１は主軸と対向する位置に、回転台４０とＣ軸駆動部５０を備える。Ｃ軸駆動部５０は回転台４０を回転駆動する。回転台４０は上面に把持機構２００を取り付け可能である。把持機構２００は上面にワークを着脱可能に把持する。Ｃ軸駆動部５０はＣ軸モータ６０とエンコーダ７５を備える。Ｃ軸モータ６０の回転軸７０の上端部は回転台４０と連結する。把持機構２００を駆動する回転シリンダ９０は回転軸７０の下端部に設けたスピンドルカバー８５の取付部８５１に固定する。エンコーダ７５の検出素子７６はハウジング５１の内部に固定する。エンコーダ７５の被検出体７７は、回転軸７０と共に回転するエンコーダ回転体８４に固定する。エンコーダ７５は回転軸７０と共に回転する被検出体７７を、検出素子７６で検出することで、回転軸７０の回転角を検出する。上記構造を有する工作機械１は、エンコーダ回転体８４を回転軸７０の外周面に取り付ける。故に回転軸７０が回転する時の回転シリンダ９０に発生する振動はエンコーダ７５の被検出体７７に影響し難い。故にエンコーダ７５は回転軸７０の回転角度を正確に検出できる。

工作機械１は、被検出体７７を回転軸７０に取り付けたエンコーダ回転体８４に固定し、そのエンコーダ回転体８４を回転軸７０の外周面に取り付けるので、被検出体７７を回転軸７０の外周面に容易に取り付けることができる。また、エンコーダ回転体８４を介することで、被検出体７７を交換する際、エンコーダ回転体８４を取外すだけで良いので、交換作業が容易となる。

本実施形態では更に、Ｃ軸駆動部５０は第二軸受ホルダ５５と下側軸受７４を備える。第二軸受ホルダ５５は円筒部５５Ａ内部に下側軸受７４を収納する。下側軸受７４は回転軸７０の外周面を回転可能に支持する。Ｃ軸駆動部５０は下側軸受７４とロックナット８３の間に間座８１を設ける。間座８１は下側軸受７４の内輪７４Ａを、円筒部５５Ａに設けた係止部５５１に対して回転軸７０の軸線方向から押さえる。間座８１は回転軸７０に締結するロックナット８３で回転軸７０の外周面に固定する。エンコーダ回転体８４は回転軸７０の下端部ではなく、間座８１に螺子９６で固定する。工作機械１は、エンコーダ回転体８４を回転軸７０の外周面に固定できるので、エンコーダ回転体８４と回転シリンダ９０を互いに離間して配置できる。更に、Ｃ軸駆動部５０はエンコーダ回転体８４を、間座８１を介して下側軸受７４に近い位置に配置できるので、エンコーダ回転体８４の遠心力に起因する振れを小さくできる。

本発明は上記実施形態に限らず、各種の変形が可能なことはいうまでもない。上記実施形態の図３に示すＣ軸駆動部５０は、下側軸受７４とロックナット８３の間に間座８１を設け、該間座８１にエンコーダ回転体８４を螺子９６で固定するが、例えば下側軸受７４とロックナット８３の間に間座８１を設けずに、エンコーダ回転体８４をロックナット８３に直接固定してもよい。

図４に示す如く、Ｃ軸駆動部１５０は上記実施形態のＣ軸駆動部５０（図３参照）の変形例である。Ｃ軸駆動部１５０はＣ軸駆動部５０と同様の構造を備えるが、下側軸受７４とロックナット８３の間に間座を設けず、エンコーダ回転体１８４を備える。エンコーダ回転体１８４は、エンコーダ回転体８４と同様の円筒部１８４Ａと鍔部１８４Ｂを備え、更にナット固定部１８４Ｃを備える。ナット固定部１８４Ｃは、円筒部１８４Ａの内周面の軸方向中間部に設け、径方向内側に突出する円環状に形成する。ナット固定部１８４Ｃは略中央に回転軸７０を挿入する軸穴を備える。ナット固定部１８４Ｃはロックナット８３の下面に当接し且つ螺子１９６で固定する。エンコーダ回転体１８４は、ロックナット８３を介して回転軸７０の外周面に固定する。Ｃ軸駆動部１５０は、エンコーダ回転体１８４を回転軸７０の外周面に固定できるので、エンコーダ回転体１８４と回転シリンダ９０を互いに離間して配置できる。故にＣ軸駆動部１５０は上記実施形態と同様の効果を得ることができる。変形例では、エンコーダ回転体１８４は本発明の回転体に相当し、螺子１９６は本発明の固定手段に相当する。

上記実施形態は、被検出体７７を回転軸７０に取り付けたエンコーダ回転体８４に固定し、そのエンコーダ回転体８４を回転軸７０の外周面に取り付けるが、被検出体７７を回転軸７０の外周面に直接取り付けるようにしてもよい。

上記実施形態は、下側軸受７４をロックナット８３で固定するが、ロックナット８３以外のナットで固定してもよい。下側軸受７４は一個であるが、二個以上設けてもよい。上側軸受７２，７３の個数も二個に限定しない。

上記実施形態の回転シリンダ９０は油圧で把持機構２００を駆動するものであるが、空気圧で把持機構２００を駆動するものでもよい。把持機構２００の駆動方式は限定しない。

上記実施形態は、主軸と回転台４０を有する工作機械１を説明したが、例えば旋盤にも適用可能である。

１工作機械
８ワーク支持装置
４０回転台
５０，１５０Ｃ軸駆動部
５５第二軸受ホルダ
６０Ｃ軸モータ
７０回転軸
７４下側軸受
７４Ａ内輪
７４Ｂ外輪
７５エンコーダ
７６検出素子
７７被検出体
８１間座
８３ロックナット
８４，１８４エンコーダ回転体
８５スピンドルホルダ
９０回転シリンダ
９６，１９６螺子
２００把持機構
５５１係止部
８５１取付部

Claims

回転台と、
前記回転台を回転するモータと、
前記モータの回転軸の軸端に前記回転台上のワークを把持する把持機構を駆動する駆動機構を着脱可能に取り付ける取付部と、
前記回転軸と共に回転する被検出体を、検出素子で検出することで、前記回転軸の回転角を検出するエンコーダと
を備えた工作機械において、
前記回転軸の外周面を回転可能に支持する軸受と、
前記軸受を収納する筐体と、
前記軸受の内輪を、前記筐体内に設けた係止部に対して前記回転軸の軸線方向から押さえる間座と、
前記回転軸の前記外周面に締結され、前記間座を介して前記内輪の前記軸線方向への移動を阻止するナットと、
前記被検出体を固定した回転体と、
前記間座に前記回転体を固定する固定手段と
を備え、
前記間座は、前記ナットよりも径方向外側に鍔状に延びる鍔部を有し、
前記回転体は、
前記回転軸及び前記ナットを内側に挿入する円筒部と、
前記円筒部に設けられ、前記間座の前記鍔部に当接する当接部と
を備え、
前記固定手段は、前記当接部を前記鍔部に固定すること
を特徴とする工作機械。