专利名称：机床用分度装置的制作方法
机床用分度装置
技术区域
本发明涉及用于机床的分度装置，具体而言，涉及具有在五轴加工机 床(同时可控制五轴的加工机床)或多面加工机床(机床)等中所使用的分度 装置的加工用头，或具有用于分度载置工件的工作台的角度的旋转轴的分 度装置(所谓的转盘装置)，更详细而言，涉及通过压力流体的供给而保持 分度操作后的旋转轴的位置的夹紧机构。
背景技术：
作为分度装置，例如被载置于机床的底盘且能够将载置工件的工作台 分度的装置(转盘装置)是为公知的。例如，专利文献1所示的转盘装置具 有机架，其在中央具有贯通孔；旋转轴，其被插入上述贯通孔中，且相 对于上述机构能够旋转地被支承；旋转工作台，其和上述旋转轴一体设有 载置工件的工作台面。在上述机架内，相对于上述旋转工作台收容有一体 的蜗轮，另外在蜗轮附近，与伺服马达等致动器连结的蜗轴以与涡轮啮合 的方式被相同地收容。并且，通过旋转驱动伺服马达，使与旋转轴一体的 旋转工作台旋转至所要求的角度，从而能够进行分度动作。
另一方面，在专利文献l的转盘装置中，安装有保持旋转工作台的分 度操作后的角度(位置)的夹紧机构(压紧套筒)。详细而言，在上述旋转工作 台中，与上述旋转工作台一体设有沿着机架侧的贯通孔并行延伸的工作缸 部，并且在工作缸部和机架之间的空间配置有环状设置的压紧套筒。压紧 套筒形成有圆筒部，其嵌合在旋转工作台的工作缸部的外侧；凸缘部，其 与上述圆筒部连续设置并作为对机架侧的安装部发挥功能；其中在上述圆 筒部的外侧沿轴方向延伸形成薄壁部，在薄壁部的内部空间与收容有上述 圆筒部的机架的贯通孔之间构成压力室。并且，在夹紧动作时，通过被供 给至上述压力室的压力油使薄壁部向半径方向内侧鼓出，从而将被上述角 度性定位的旋转工作台的轴部保持成不能旋转。[专利文献l]:日本特开2002-103181号公报
压紧套筒嵌合的机架的内周(贯通孔)的刚性在轴周方向上未必一样。 因此，在压力油的供给时，由于压力油的按压力也作用在机架侧的内周端， 在机架的贯通孔(内周)刚性弱的场所中，产生朝外侧的弯曲。其结果是， 为了支承旋转工作台，即使对于在机架内配设的轴承也受该弯曲影响，导 致与旋转工作台一体的旋转轴产生稍微倾斜。从而，在工作台面被载置的 工件也稍微倾斜，可能存在对于工件所要求的加工精度无法获得的问题。
这种问题是，不限于上述的转盘装置，即使在组装有分度装置且在分 度装置具有同样的流体压夹紧机构的机床用的加工用头中，也同样地发 生。即使通过分度装置特意地以高精度分度加工用头的角度位置，伴随起 因于夹紧动作(压力油的供给)的支轴的倾斜，也会发生加工用头的位置偏 差(角度偏差)，仍然可能存在对于工件的高加工精度无法获得的问题。
发明内容
本发明就是鉴于这样的状况而作出的，其目的在于，在进行角度分度 后通过压力流体使压紧套筒鼓出从而使旋转轴保持成不能旋转的分度装 置中，当夹紧动作时即当压力流体供给时，在压紧套筒向旋转轴侧鼓出之 际，借助作为其反作用力而施加于机架侧的按压力被抑制的构造，从而尽 可能地抑制成为旋转轴的倾斜的原因的机架的弯曲。
因此，本发明的机床用分度装置的要旨在于，包括机架，其在中央 具有贯通孔；旋转轴，其被插入所述贯通孔中，且能够旋转地支承于所述 机架；轴部，其与所述旋转轴同轴，且与所述旋转轴一体设置；环状的压 紧套筒，其嵌合于轴部的外周部；受压构件，其呈圆筒形状形成。并且， 所述受压构件以受压构件的外周面嵌合于所述机架的贯通孔的内周端的 方式插入，从而经由多个紧固构件安装在所述机架侧，在所述压紧套筒) 的外周部，在相对于所述受压构件的内周部嵌合的轴向的区域内，由在整 周上设置的环状槽的底部构成薄壁部，并且在由所述环状槽和所述受压构 件包围的空间构成未与流体控制回路连通的压力室，在所述机架的所述贯 通孔的内周面和所述受压构件的外周面之间设有规定的间隙。
根据上述要旨，在夹紧动作时，通过压力流体被供给至压力室，构成压力室的一部分的薄壁部向半径方向内侧鼓出并按压轴部的外周，因此， 旋转轴相对于机架保持成不能旋转。另一方面，构成压力室的一部分的受 压构件是，在夹紧动作时，由于压力流体的按压力从受压构件的内周端向 半径方向外侧动作，所以受压构件向半径方向外侧鼓出。然而，由于在受 压构件和被收纳的机架的贯通孔的内周面之间具有规定的间隙，受压构件 的外周端抵接至机架的贯通孔的内周面为止而相对于贯通孔按压力不发 生作用。另外，压力流体的按压力因受压构件鼓出变形，其能量被吸收， 因此，即使通过受压构件的鼓出，上述间隙消失，受压构件按压机架的贯 通孔的内周面的力与现有相比也大幅减少。由此，目前为止在夹紧动作时 发生的机架的弯曲与现有相比显著减少，在安装有这种分度装置的转盘装 置或机床用的加工用头中，伴随起因于夹紧动作时的机架的弯曲的旋转轴 的倾斜的工件的角度偏差，加工用头的位置偏差(角度偏差)被抑制。因此， 对于工件更高精度的加工(精密加工)成为可能。
在夹紧动作时(向压力室的压力流体供给时)，向机架的贯通孔的内周 面的按压力是如上述般被抑制。因此，通过受压构件的鼓出，紧固构件在 倾斜的方向上产生作用力，并经由紧固构件也向机架侧传递。由此，较佳 的是，对于固定安装受压构件的紧固构件，机架朝向弯曲方向的按压力难 以被传递的构成是所要求的。
具体而言，通过如下所述方式来实现，即，在所述受压构件的与机架 侧卡合的轴端侧的相反侧的轴端设有向半径方向外侧延伸的卡合面，所述 紧固构件包括具有相对于所述受压构件(58b)的所述卡合的轴端的相 反侧的轴端卡合的卡合面的卡合构件、卡合于所述卡合构件的螺钉构件， 所述受压构件在卡合了所述卡合构件的卡合面的状态下，将螺钉构件分别 螺入设于所述机架侧的多个螺纹孔中从而安装在所述机架侧，在旋转轴的 中心侧与所述受压构件对置的所述螺钉构件的对置面和所述受压构件之 间设有规定的间隙。
根据这样的构成，通过向压力室的压力流体的供给，即使受压构件向 半径方向外侧并承受按压力而鼓出，直至在旋转轴的中心侧与受压构件对 置的所述螺钉构件的对置面和受压构件之间的间隙消失为止，受压构件其 卡合面和螺钉构件的相对位置变化，因此，经由卡合构件，对于按压受压构件的螺钉构件而言，向使其倾斜(挠曲)方向的按压力完全没有传递或与 现有相比显著减少。由此，如现有那样，在压力油等压力流体供给时，起 因于机架发生弯曲的工件的角度偏差或加工用头的位置偏差(角度偏差)被 抑制，因此，与现有相比对于工件的精密加工成为可能。
更具体而言，所述卡合构件由游嵌构件构成，该游嵌构件在其外周上 具有作为向半径方向外侧延伸的所述卡合面的台阶面，且具有能够让所述 螺钉构件插通的贯通孔，在所述受压构件沿圆周方向隔有间隔地设有多个 有底状的贯通孔，该多个有底状的贯通孔从与所述机架侧卡合的端面的相 反侧的端部能够卡合于所述游嵌构件的卡合面，所述受压构件在所述游嵌 构件分别插入所述多个有底状的贯通孔中的状态下，将被插入各游嵌构件 中的多个螺钉构件螺入设于所述机架侧的多个螺纹孔中从而安装在所述 机架侧，在所述受压构件的贯通孔的内周面和所述游嵌构件的外周面之间 设有规定的间隙。
根据这样的构成，受压构件通过经由设置于贯通孔的底部而承受来自 游嵌构件的按压力被安装在机架侧，因此，通过压力流体的供给，即使受 压构件向半径方向外侧承受按压力而鼓出，直至受压构件的贯通孔的内周 面和游嵌构件的外周面之间的间隙、或游嵌构件的内周面和螺钉构件的外 周面之间的间隙消失为止，受压构件的底部和螺钉构件的相对位置变化， 对于将受压构件间接地按压的螺钉构件而言，向使其倾斜(挠曲)方向的按 压力完全没有传递或与现有相比显著减少。由此，和上述相同，工件的角 度偏差或加工用头的位置偏差(角度偏差)被抑制，因此，与现有相比对于 工件的精密加工成为可能。
作为上述压紧套筒，更具体而言，通过如下所述方式来实现，g卩，所 述环状设置的压紧套筒具有设有所述环状槽的圆筒部、从所述圆筒部的 端部向半径方向外侧延伸且一体形成于所述圆筒部的凸缘部，在所述机架 设有安装部，该安装部用于收容所述压紧套筒的凸缘部，具有从所述贯通 孔向半径方向外侧延伸的卡合面，所述受压构件以其轴端与压紧套筒的所 述凸缘部卡合的方式同轴插入，从而经由分别螺入设于所述压紧套筒的凸 缘部的多个螺纹孔中的所述多个紧固构件而安装，并且通过将所述压紧套 筒的凸缘部固定安装于所述机架的安装部从而安装在机架侧。所述压紧套筒在圆筒部的一端侧的凸缘部被固定且安装于机架，不过 圆筒部的另一端侧即凸缘相反侧端部相对于所述受压构件被卡止成不能 旋转。因而，在夹紧状态时，即使对旋转轴沿圆周方向作用大转矩，保持 旋转轴的夹紧套筒的圆筒部，尤其是其薄壁部的弯曲也能够被抑制，从而 可实现更高精度的加工。
作为上述机床用分度装置，可以作为工具被安装的主轴单元的分度机 构，也可在安装于机床用的加工用头的对象中适用，也可作为具有用以将 载置工件的工作台的角度分度的上述旋转轴的分度装置(即，转盘装置)。
图1是表示适用本发明的分度装置的机床(加工用头)的一例的立体
图2是表示本发明的加工用头中的支承头的一实施方式的正面部分剖 面图3是表示本发明的加工用头中的支承头的一实施方式的两侧面图， 其中，图3(A)表示在从脚部30a拆下罩18a的状态下，从脚部30b的相反 侧所观察到的图，图3(B)表示在从脚部30b拆下罩18b的状态下，从脚部 30a的相反侧所观察到的图4是表示本发明的加工用头中的一实施方式的正面部分剖面图； 图5是在本发明的加工用头中将夹紧机构的主要部分放大的正面部分 剖面图6是在本发明的加工用头中将另一方式的夹紧机构的主要部分放大 的正面部分剖面图7是在本发明的加工用头中将另一方式的夹紧机构的主要部分放大 的底面图，更详细而言，为从图6中的受压构件58b的轴端58b8侧所观 察到的图8是在本发明的加工用头中将另一方式的夹紧机构的主要部分放大 的剖面图，更详细而言，表示压紧套筒34a的安装结构；
图9是在本发明的加工用头中将另一方式的夹紧机构的主要部分放大 的剖面图，更详细而言，表示压紧套筒34a的安装结构；图10是在本发明的加工用头中将另一方式的夹紧机构的主要部分放
大的剖面图，更详细而言，表示压紧套筒34a的安装结构；
图11是在本发明的加工用头中将另一方式的夹紧机构的主要部分放
大的剖面图，更详细而言，表示压紧套筒34a的安装结构；
图12是在本发明的加工用头中将另一方式的夹紧机构的主要部分放 大的剖面图，更详细而言，表示压紧套筒34a的安装结构。 附图符号说明
1 机床
10 加工用头
20 主轴单元
21 主轴
25 驱动马达
25a 转子
25b 定子
30 支承头(第一支承头)
30a、 30b 脚部
30c 支承部
31a、 31b 壳体
32 旋转轴
33 DD马达
33a 转子
33b 定子
34 夹紧机构
34a 压紧套筒(夕，乂:/7y—:/)
34b 受压构件
34d 压力室
35、 36 轴承
37 回转接头
37a 分配器
37b 轴38 回转接头
38a 分配器
39 旋转轴
41、 44 旋转检测器
41a、 44a 检测头
41b、 44b 检测环
50 第二支承头
51 壳体
52 旋转轴
53 DD马达
53a 定子
53b 转子
54 压紧套筒
55 分酉己器
56 轴承(三排圆筒滚柱轴承)
57 轴承
58 夹紧机构
58a 压紧套筒
58b 受压构件
58d 压力室；
58e 游嵌构件
5 8f 垫圈(washer)
60 螺钉构件
具体实施例方式
有关本发明的分度装置，作为工具被安装的主轴单元的分度机构，以 下将被安装于机床用的加工用头的装置作为例子说明。
图1是表示作为上述复合加工机床的例子的门型机床(所谓加工中 心)l。这种门型机床l包括在底盘4上附设的左右的柱2、 2;在柱2、 2 上沿上下方向(Z轴方向)移动的横轨6;在横轨6上水平沿左右方向(Y轴方向)移动的床鞍7;在床鞍7上沿Z轴方向移动的冲头(ram)8;在底盘4 上沿前后方向(X轴方向)移动的工作台5。进而，在冲头8安装有加工用 头10，该加工用头包含具有安装了工具的主轴的主轴单元20。
上述门型机床1在加工工件时，通过根据预先设定的程序的数值控制， 在使上述工作台5、横轨6、床鞍7及冲头8移动的同时，加工用头10进 行主轴单元20的角度位置的分度。由此，在上述机床l中，对于工件的 各加工面能以最佳角度进行加工，从而可以进行复杂形状的工件的切削加 工等。
因此，上述加工用头10具有用于将主轴单元20的角度位置分度用的 分度机构。并且，作为分度机构的驱动手段，为采用了如下所述的直接驱 动型的驱动马达(以下称为「DD马达」)的加工用头，即其马达定子以及 马达转子被配置在加工用头10的壳体内，且转子被连结在支承主轴单元 的支承轴。这种加工用头10是，由主轴单元20及支承主轴单元20的支 承头(头支承部)所构成，作为驱动手段，在支承头内具有转子与定子的内 周面对置的内转子型的DD马达。另外，作为这种加工用头，例如为在日 本特开平2-116437号公报所示的结构。
关于这种加工用头IO，以下，利用图2 5进行详细地说明。图2 5 所示的是为本发明的一实施方式，图示的加工用头10包含，具有安装了 工具的主轴21的主轴单元20、支承主轴单元20的第一支承头30(相当于 本发明的"支承头")、支承第一支承头30的第二支承头50。
主轴单元20是驱动马达内装型的主轴头，使主轴21通过内装的驱动 马达高速旋转驱动。(图2)
在该主轴单元20的壳体23内，主轴21被插通配置，以围绕该主轴 21的方式内装驱动马达25。驱动马达25由外嵌固定于主轴21的转子25a、 与转子25a的外周面对置设置的定子25b所构成。主轴21是通过在驱动 马达25的前后(图的上下)多列配置的轴承(例如，角接触轴承)27而旋转自 如地被支承。并且，若给定子25b供给激磁电流，则在与转子25a之间发 生激磁力，通过该激磁力，转子25a旋转，主轴21被旋转驱动。
第一支承头30是用于，支承上述主轴单元20的同时，以与上述主轴 21的旋转轴线正交的轴线(以下，称为"A轴")为中心旋转主轴单元20以分度其角度位置。
第一支承头30构成为，在支承部30c安装了一对脚部30a、 30b的叉 形状，在该脚部30a、 30b之间支承上述主轴单元20。主轴单元20是通过 在脚部30a、 30b的各内部旋转自如地安装的支承轴被支承。另外，图示 的支承头30是，用于将主轴单元20旋转驱动的DD马达33(相当于本发 明的"驱动马达")仅设置在一对脚部30a、 30b中的脚部30a的构成。因 此，在以下说明中，关于两脚部30a、 30b的各支承轴，将脚部30a侧的 支承轴称之为驱动支承轴(相当于本发明的"支承轴")，将脚部30b侧的 支承轴称之为从动支承轴。
以下详细说明脚部30a的构成。
脚部30a是以作为机架发挥功能的壳体31a作为主体，在其内部组装 有，构成DD马达33的转子(马达转子)33a及定子(马达定子)33b、支承主 轴单元20的驱动支承轴、用于旋转自如地支承该驱动支承轴的轴承(例如， 交叉滚子轴承)35、以及将加工用的流体(以下仅称为「流体」)供给至主轴 单元20用的回转接头37等。
壳体31a是为了插入DD马达33及后述的旋转轴，脚部30b侧构成 大开口的形状。并且，在壳体31a中形成有从脚部30b的相反侧的侧面向 A轴方向延伸的圆筒部31al。另外，在圆筒部31al沿A轴方向形成有让 回转接头37插入的贯通孔31a2。另外，在壳体31a的脚部30b的相反侧 的端面形成有后述的流体供给用管或供给电流用电缆所通过的凹部31a3。 另外，在脚部30a相对于脚部30b的相反侧，侧面罩18a被安装，凹部31a3 由该侧面罩18a覆盖。另外，图3是表示在取下该侧面罩18a的状态，详 细而言，图第3(A)表示在从脚部30a拆下罩18a的状态下，从脚部30b相 反侧所见的图，图3(B)表示在从脚部30b拆下罩18b的状态下，从脚部30a 相反侧所见的图。
回转接头37是由对于壳体31a被固定的分配器37a、以及旋转自如地 嵌装在分配器37a的圆筒部37al的外周面的轴37b所构成。
分配器37a是在被插入于壳体31a的贯通孔31a2的状态下，在其凸缘 部37a2中，通过配设在圆周方向上的多个螺钉构件37c而安装在壳体31a。 而且，在分配器37a的中心形成有用于容许朝向主轴单元20的电缆等通过的贯通孔37a4。
并且，在分配器37a，为了将流体供给或排出的多个流体流路37a3沿 圆周方向偏移位置而被形成。另一方面，在轴37b形成有对应于分配器37a 的各流体流路37a3的多个流体流路37bl。另外，在图2中，多个流体流 路37a3及流体流路37bl是，其中只有一个被代表性地表示。
另外，各流体流路37a3和与其对应的各流体流路37bl构成为，经由 形成在分配器37a和轴37b的嵌合周面的整周的环状槽而连通，即使在轴 37b旋转时也能保持其连通状态。另外，流体流路37bl与主轴单元20的 流体供给用或排出用的接口 24连通。而且，在分配器37a和轴37b之间， 密封用的密封构件安装在各环状槽之间。
另外，在分配器37a沿其圆周方向偏移位置而形成有多个流体供给用 或排出用的接口 37d，对于各接口 37d连接有流体供给用或排出用的管12。 另外，经由供给用管12从未图示的流体控制回路被供给的流体经由接口 24从回转接头37向主轴单元20供给。而且，在使流体循环时，在主轴单 元20内循环的流体经由回转接头37而向排出用管12排出。因此，作为 向该主轴单元20供给的流体是，例如冷却以高速旋转的DD马达25或主 轴21等用的冷却用油、防止向主轴单元20(主轴21的旋转部分)的切削粉 的侵入的密封用的空气、为了在加工时冷却旋转工具等的冷却用的水等。
DD马达33是由对于壳体31a被固定配设的定子33b、以及以与定子 33b的内周面对置配设的转子33a所构成，转子33a以嵌合在旋转轴32的 圆筒部32a的外周的方式且和圆筒部32a—体安装。即，图示的DD马达 33是作为内转子型的马达而被构成，例如，转子33a通过以稀土金属类等 作为材料的永久磁铁构成的磁极，且沿圆周方向邻接的多个磁极是以相互 反转地在圆周方向上排列设置，另一方面，定子33b是，通过通电发生磁 力的多个电磁铁对应于转子的磁极而在周方向上排列设置，通过在定子 33b中的电磁铁的选择地通电，使转子33a旋转，作为所谓永久磁铁同步 型无刷DC马达而被构成。
定子33b内嵌固定在固定于壳体31a的定子套筒33c的内周面。在该 定子套筒33c的外周面形成有环状槽33cl。另一方面，在壳体31a形成有 与该环状槽33cl连通的流体供给路31a4以及流体排出路31a5。另外，对于上述环状槽33cl，从流体供给路31a4供给冷却DD马达33用的冷却用 流体(例如，油)，从而抑制伴随着转子33a的旋转的DD马达33的发热。 另外，环状槽33cl形成为螺旋状，以使从流体供给路31a4供给的流体在 环状槽33cl中循环并从流体排出路31a5排出(省略图示)。
转子33a外嵌固定于能够旋转地设置在壳体31a内的旋转轴32的外 周面。该旋转轴32相对于上述回转接头37的轴37b以同心配置在其旋转 轴线上，通过配设于圆周方向的多个螺钉构件而固定于轴37b。而且，转 子33a通过其外周面与定子33b的内周面对置配置且外嵌固定在形成于旋 转轴32的圆筒部32a的外周面，从而相对于旋转轴32被设置成不能相对 旋转。
另外，在旋转轴32，对于其脚部30b侧的端面32b，通过配设于圆周 方向的多个螺钉构件14固定主轴单元20。 g卩，主轴单元20通过对于旋转 轴32的端面32b被固定，和旋转轴32—体被支承。因此，在脚部30a侧， 旋转轴32及与此一体旋转的回转接头37的轴37b构成用于主轴单元20 的驱动支承轴。
旋转轴32的圆筒部32a在将旋转轴32组装在回转接头37的轴37b 的状态下，经由极小间隙以围绕上述壳体31a的圆筒部31al的方式形成。 换而言之，在将旋转轴32组装在轴37b的状态下，圆筒部32a的内周面 的内侧，即，在外嵌固定于圆筒部32a的转子33a的半径方向内侧存在有 壳体31a的圆筒部31al。.
另一方面，在位于壳体31a的圆筒部31al和圆筒部31al的贯通孔31a2 内的回转接头37的轴37b之间安装有轴承35。另外，通过该轴承35，轴 37b成为对于壳体31a旋转自如地被支承的状态。
如上所述，在图示的例子中，驱动支承轴(回转接头37的轴37b+组装 于轴37b的旋转轴32)是，具有DD马达33的转子33a被外嵌固定的大径 部(旋转轴32的圆筒部32a)以及在该大径部的半径方向内侧通过轴承35 旋转自如地被支承的轴部(回转接头37的轴37b)。另外构成为，在该大径 部和轴部之间配设有形成于壳体31a的圆筒部31al，在该圆筒部31al和 支承轴之间安装有轴承35。由此，支承轴成为对于壳体31a旋转自如地被 支承的构成。另外，如图所示，关于轴承35的A轴方向的配置是，成为在A轴方向中的DD马达33的存在范围内。
接着，以下对于在与脚部30a对置的位置支承主轴单元20的脚部30b 的构成，进行详细说明。
脚部30b是以作为机架发挥功能的壳体31b为主体，在其内部安装有 保持主轴单元20的角度位置的夹紧机构34、支承主轴单元20的从动支承 轴、用于将该从动支承轴旋转自如地支承的轴承36、以及回转接头38等。
在壳体31b中形成有沿A轴方向贯通的贯通孔31bl ，在该贯通孔31bl 内组装有上述夹紧机构34、从动支承轴、轴承36、以及回转接头38。另 外，在壳体31b的脚部30a的相反侧的端面，与脚部30a相同地形成有凹 部(省略图示)，其由侧面罩18b所覆盖。
回转接头38是与脚部30a侧的回转接头37同样的旋转接头，由被固 定于壳体31b的分配器38a、以及在分配器38a的圆周部38al的外周面可 旋转地被嵌装的轴38b所构成。
分配器38a由上述圆筒部38al、在圆筒部38al的脚部30a的相反侧 的端部向半径方向扩大形成的凸缘部38a2构成。另外，分配器38a通过 在其凸缘部38a2中，配设于圆周方向的多个螺钉构件38c而组装于壳体 31b。而且，在分配器38a的中心形成有沿A轴方向贯通的贯通孔38a4。
在该分配器38a中沿圆周方向偏移位置地形成有多个流体流路38a3。 另外，在轴38b形成有对应于分配器38a的各流体流路38a3的多个流体 流路38bl 。而且，各流体流路38a3和与其对应的各流体流路38M构成为， 经由形成于分配器38a和轴38b的嵌合周面的环状槽而连通，即使在轴38b 旋转时也能保持其连通状态。
在脚部30b中，对应于脚部30a的旋转轴32的旋转轴39为了收容轴 承36，由轴构件39a和凸缘构件39b这两个构件所构成。该旋转轴39(轴 构件39a及凸缘构件39b)配设成，其旋转轴线与脚部30a的旋转轴32的 旋转轴线(-A轴)一致。
旋转轴39的轴构件39a配置在分配器38a的贯通孔38a4内，且相对 于分配器38a经由轴承36而旋转自如地被支承。因此，轴构件39a和分 配器38a成为关于A轴同心配设的状态。
而且，旋转轴39的凸缘构件39b在脚部30b侧具有与脚部30a中的旋转轴32的端面32b平行的端面39bl，且相对于该端面39bl，通过沿圆 周方向配设的多个螺钉构件15而固定有主轴单元20。因此，该旋转轴39 是作为脚部30b中的主轴单元20用的从动支承轴发挥功能。另外，旋转 轴39在凸缘构件39b中被固定于回转接头38的轴38b，且与轴38b —体 旋转。因此，回转接头38的轴38b也相当于从动支承轴的一部分。
用于保持主轴单元20的旋转位置(角度位置)的夹紧机构34是以环状 设置的压紧套筒34a作为主要组件构成(图2、图5)。压紧套筒34a具有 形成有构成压力室34d的环状槽34al的圆筒部34a2、在该圆筒部34a2的 脚部30a侧端部向半径方向扩大形成的凸缘部34a3。另外，圆筒部34a2 在容许其旋转的状态下，围绕与旋转轴39 —体旋转的回转接头38的轴 38b。
另一方面，在壳体31b中，为了收纳插入于贯通孔31b的压紧套筒34a， 沿贯通孔31bl连续设有相对于A轴方向具有朝向半径方向外侧延伸的平 面的安装部31b3。另一方面，在压紧套筒34a的凸缘部34a3沿圆周方向 隔有间隔地分别设有在安装后述的受压构件3 4b之际，用于插入螺钉构 件34c2的多个贯通孔；以及在将压紧套筒34a相对于壳体31b安装之际， 用于插入螺钉构件34cl的多个贯通孔。
在压紧套筒34a的圆筒部34a2和壳体31b的贯通孔31bl之间，安装 有内嵌固定于贯通孔31bl的圆筒形状的受压构件34b。详细而言，在受压 构件34b设有与上述凸缘部34a3的上述所设置的多个贯通孔对应的多个 螺纹孔。另外，圆筒状的受压构件34b以嵌合于压紧套筒34a的圆筒部34a2 的外侧的方式插入，并且从凸缘部34a3的上述多个贯通孔将螺钉构件34c2 分别螺入上述受压构件34b的对应螺纹孔中。这样，受压构件34b相对于 压紧套筒34a被外嵌固定。另外，压紧套筒34a以安装了的受压构件34b 内嵌于贯通孔31bl的方式插入。另一方面，在壳体31b的安装部31b3设 有与设于上述受压构件34b的圆周方向的多个贯通孔对应的多个螺纹孔， 压紧套筒34a通过从凸缘部34a3的贯通孔将螺钉构件34cl插入并螺入对 应的螺纹孔中，相对于安装部31b3安装，由此相对于壳体31b内嵌固定。
受压构件34b的轴端34b4、 34b5沿圆周方向连续形成沿与半径方向 正交的方向延伸的平面，其一轴端34b4以卡合于压紧套筒34a的凸缘部34a3的方式配设。另外，在受压构件34b的内周面34b3的整周方向上， 未图示的O形环夹持环状槽34al而分别配置在轴向的两侧位置，由此， 压力室34d构成能够维持气密或液密状态(图4)。另外，在该压力室34d 连通有形成于受压构件34b的流体流路34bl连通(图2)。该流体流路34bl 经由形成于压紧套筒34a的凸缘部34a3的流体流路34a4，与形成于壳体 31b的流体流路31b2连通。
另外，在该夹紧机构34中，通过经由这些流体流路向压力室34d供 给压力流体(例如，压力油)，从而借助压紧套筒34a的圆筒部34a2中的环 状槽34al使所设置的薄壁部34a5向缩径方向(半径方向内侧)发生变形。 其结果是，紧固力对轴38b发生作用，轴38b及安装于其的旋转轴39的 旋转成为被阻止的状态(夹紧状态)。
并且，通过经由流体控制回路释放供给压力室34d的流体(压力油)的 压力，消除圆筒部34a2的薄壁部34a5的縮径方向的变形状态，对于轴38a 的紧固力消失，从而解除对于旋转轴39的夹紧状态。
在图示例中，在脚部30b内还设有用于检测旋转轴39的旋转角度(= 主轴单元20的角度位置)的旋转检测器41、以及用于限制主轴单元20的 旋转范围的角度检测器42。
旋转检测器41由在回转接头38中的分配器38a的贯通孔38a4内， 安装于从贯通孔38a4的内周面向半径方向突出的圆盘状的支承部的规定 位置的"";对检测头41a、 41a;以及在检测头41a、 41a内侧对置配置且安 装于旋转轴39的轴构件39a的检测环41b所构成。基于该旋转检测器41 的主轴单元20的角度位置的检测信号发送到装载有本发明的加工用头10 的机床的控制装置(未图示)，从而用于主轴单元20的旋转控制(数值控制)。
并且，角度检测器42例如为限位开关，安装于在分配器38a的贯通 孔38a4内设置的支承板上，并与安装在旋转轴39的端部的圆盘状的构件 43的周面对置设置。在该构件43的周面形成有对应于容许角度范围的卡 爪，在与该卡爪对置的状态下，限位开关42处于不动作状态。因此，通 过控制的异常等，主轴单元20在旋转容许角度以上时，其通过限位开关 42检测，且其检测信号例如作为非常停止信号被向机床的控制装置发送。
艮P，将上述主轴单元20从其两侧可旋转地保持的脚部30a、 30b构成了将主轴单元20以A轴作为旋转中心分度的所谓分度装置，脚部30b构
成了还具有利用压力流体的夹紧机构34的分度装置。
详细而言，在脚部30b中包含壳体31b，其在中央具有贯通孔31bl， 旋转轴39(凸缘构件39b+旋转轴39a)，其被插入贯通孔31bl中，且能够 旋转地支承于上述壳体31b;轴38b，其与上述旋转轴39a—体设置，从 其旋转中心(A轴)向半径方向分离且沿轴方向延伸；压紧套筒34a，其具有 在轴38b的外周端嵌合的环状的圆筒部34a2;受压构件34b，其呈圆筒形 状形成。
另外，环状设置的压紧套筒34a具有设有环状槽34al的圆筒部34a2、 从圆筒部34a2的端部向半径方向外侧延伸且在圆筒部34a2 —体形成的凸 缘部34a3;在壳体31bl设有安装部31b3，该安装部31b3用于收容压紧 套筒34a的凸缘部34a3，具有从贯通孔31bl向半径方向外侧延伸的卡合 面；受压构件34b以其轴端34b4与压紧套筒34a的凸缘部34a3卡合的方 式同轴插入，经由分别螺入凸缘部34a3的多个螺纹孔中的多个作为紧固 构件的螺钉构件34c2而安装在压紧套筒34a的凸缘部34a3，并且通过将 压紧套筒34a的凸缘部34a3经由多个作为紧固构件的螺钉构件34cl而安 装在壳体31b的安装部31b3,从而固定安装在壳体31b侧。如上所述，受 压构件34b以受压构件34b的外周面34b2嵌合在壳体31b的贯通孔31bl 的内周端31b4的方式插入，并经由多个螺钉构件34c2和压紧套筒34a的 凸缘部34a3而安装在壳体31b的安装部31b3。
另外，在压紧套筒34a的外周部34a6，在相对于受压构件34b的内周 部34b3嵌合的轴向的区域内，由在整周方向连续设置的环状槽34al构成 薄壁部34a5，并且在由环状槽34al和受压构件34b包围的空间构成经由 各流路34bl、 34a4、 31b2未与未图示的流体控制回路连通的压力室34d， 在壳体31b的贯通孔31bl的内周面31b4和受压构件34b的外周面34b2 之间设有规定的间隙34d2。另外，作为压紧套筒34a的金属材料，例如可 采用含有镍或铬等机械构造用合金钢；进而，作为在旋转轴38或壳体31b 中受压构件34b的金属材料，例如可采用机械构造用碳钢等钢材。另外， 作为间隙34d2的具体数值范围，为千分之几十mm lmm。
接着，以下关于加工用头10中的第二支承头50，根据图4详细说明。如上所述，本实施例中的加工用头10在上述说明的第一支承头30的 基础上，还具有支承该第一支承头30的第二支承头50。另外，第一支承
头30经由第二支承头50，被安装在支承机床的主轴头的冲头8。该第二 支承头50为了使第一支承头30以铅直方向的轴线(与机床的Z轴平行的 轴线，以下称为"C轴")作为中心旋转驱动而被设置(图4)。
第二支承头50以具有沿C轴方向贯通的贯通孔51a的壳体51为主体, 且具有轴部52a配设在贯通孔51a内的旋转轴52。另外，第一支承头30， 经由该旋转轴52相对于第二支承头50组装。另外，第二支承头50经由 安装于壳体51的环状的支承体51b安装在支承机床的主轴头的冲头8。
第二支承头50在壳体51的贯通孔51a内具有DD马达53，其用以 将旋转轴52旋转驱动；压紧套筒54，其用以保持旋转轴52的旋分度置； 以及回转接头55，其用以将流体向第一支承头30供给。
DD马达53由经由定子套筒53c固定在壳体51的定子53a;以及与定 子53a的内周面对置配置且固定在旋转轴52的转子53b所构成。而且， 用以驱动DD马达53的激磁电流的供给是，通过经由连接器17a被连接 在DD马达53的电缆17所进行的。
旋转轴52包含轴部52a，其在壳体51的贯通孔51a内设置成旋转 自如；以及凸缘部52b，其安装于轴部52a的第一支承头30侧的端部且向 半径方向(与C轴正交的方向)扩大。并且，在旋转轴52形成有让回转接头 55插通的贯通孔52c。
另外，在图示的例子中，在旋转轴52的轴部52a和凸缘部52b之间 形成有轴承壳体52d。另外，在该轴承壳体52d和壳体51之间安装有轴承 56。通过该轴承56，旋转轴52成为相对于壳体51旋转自如地被支承的状 态。因此，图示的例子中的轴承56是，作为复合滚柱形式的旋转轴承的 一种的三列圆筒滚柱轴承(三列滚子轴承/轴向径向滚子轴承)，其可承受轴 向方向及径向方向的大载荷。
在轴部52a的外周面上外嵌固定有DD马达53的转子53b，伴随转子 53b的旋转而以C轴为中心旋转驱动轴部52a。并且，凸缘部52b通过在 圆周方向配设的多个螺钉构件52e而安装在轴部52a，并与轴部52a —体 旋转。还有，在凸缘部52b沿圆周方向螺合插入多个螺钉构件19，通过该螺钉构件19，第一支承头30的支承部30c被安装于凸缘部52b。因此， 通过旋转轴52由DD马达53旋转驱动，从而第一支承头30与旋转轴52 一同旋转。
回转接头55是为与第一支承头30的回转接头37、 38同样的旋转接 头，由被固定于壳体51的分配器55a、及可旋转地嵌装在分配器55a形成 的贯通孔55al、且相对于C轴与分配器55a同心配设的轴55b所构成。
分配器55a由在旋转轴52的贯通孔52c内配置的圆筒部55a2、以及 在圆筒部55a2的第一支承头30相反侧的端部以沿半径方向扩大的方式形 成的凸缘部55a3所构成，在该凸缘部55a3中，通过沿圆周方向配设的多 个螺钉构件而安装在壳体51。
而且，在轴55b中，在第一支承头30侧的端部组装有圆盘状的凸缘 构件57,轴55b经由该凸缘构件57而对于旋转轴52的凸缘部52b被安装。 因此，伴随旋转轴52的旋转，轴55b也一起旋转。另外，凸缘构件57成 为嵌入于在第一支承头30的支承部30c所形成的圆形的凹部30cl的形状， 通过该凸缘构件57和支承部30c的凹部30cl，进行组装第一支承头30和 第二支承头50时的定位。
在分配器55a，沿圆周方向偏移位置形成有多个用于从外部引入流体 的流体流路55a4。另一方面，在轴55b，也沿圆周方向偏移位置形成有对 应于分配器55a的各流体流路55a4的多个流体流路55bl。
并且，各流体流路55a4和与其对应的各流体流路55bl构成为，经由 在分配器55a和轴55b的嵌合周面形成的环状槽而连通，且即使在轴55b 旋转时也保持其连通状态。并且，在轴55b形成的多个流体流路55bl分 别连通于在第一支承头30中的回转接头37或38的分配器37a、 38a所形 成的对应的流体流路37a3或38a3。因此，从外部供给到回转接头55的分 配器55a的流体经由轴55b被供给到第一支承头30的回转接头37、 38。
在固定于壳体51的分配器55a和旋转轴52的轴部52a之间，设置有 用于保持旋转轴52的旋分度置的压紧套筒54。该压紧套筒54在其凸缘部 54a中，通过多个螺钉构件而安装在分配器55a的同时，设置成容许与旋 转轴52的相对旋转。而且，在压紧套筒54的圆筒部54b形成有向分配器 55a的圆筒部55a2侧开口的环状槽54c，通过该环状槽54c和分配器55a的圆筒部55a2的外周面来形成压力室。
并且，经由在分配器55a形成的流体流路54d而对于该压力室供给压 力流体，从而对应于圆筒部54b的环状槽54c的薄壁部向扩径方向发生变 形。其结果，对于旋转轴52施加扩径方向的紧固力，旋转轴52的旋转成 为被阻止的状态(夹紧状态)。
而且，在图示例中，在回转接头55的上端部设置有用于检测旋转轴 52的旋转量，即第一支承头30的旋转量的旋转检测器44。该旋转检测器 44包括配置在分配器55a上的规定位置的一对检测头44a、 44a;与该检测 头44a、 44a对置配置且被安装于和旋转轴52 —起旋转的轴55b的检测环 44b。该旋转检测器44的检测信号与第一支承头30中的旋转检测器41同 样地被发送到机床的控制装置，用于第一支承头30的旋转控制。
在如上构成的加工用头10中，支承主轴单元20的支承头(第一支承头 30)通过将主轴单元20在一对脚部30a、 30b的各支承轴夹入，在两支承轴 相对不能旋转地固定而支承。另外，通过将脚部30a侧的驱动支承轴由 DD马达33旋转驱动，将主轴单元20以支承轴的旋转轴线(=正交于主轴 21的旋转轴线的轴线/A轴)作为中心，向所要求的角度位置旋转驱动。
将主轴单元20的主轴21以A轴为中心，在所要求的角度定位驱动之 际，旋转轴32(旋转轴39)通过机床的控制装置，其旋转量经由被控制的 DD马达而被旋转驱动。DD马达33的驱动是，依据基于预先设定的程序 的数值控制而进行，通过将构成定子33b的未图示的电磁铁选择性地激磁 而控制转子33a的旋转，经由驱动支承轴(旋转轴32+轴37b)控制主轴 单元20的角度位置。因此，在图示的例子中，与设置于脚部30a内的DD 马达33以及与DD马达33连结的驱动支承轴(旋转轴32+轴37b)作为主轴 单元20用的分度机构发挥功能。另外，驱动DD马达33用的激磁电流通 过由连接器16a连接于DD马达33(定子33a)的电缆16而被供给。
当这样的旋转轴32(旋转轴39)的分度驱动结束时，作为夹紧动作，在 压力室34d，从由压力流体供给源或开闭阀等构成的未图示的流体控制回 路经由流体流路31b2供给压力油。此时，构成压力室34d的薄壁部34a5 相对于A轴向半径方向内侧鼓出，通过按压轴38b的外周端38b2，旋转 轴39相对于壳体31b不能旋转地被保持。另一方面，由于在构成压力室34d的一部分的受压构件34b也施加压
力，受压构件34b向扩径方向(半径方向外侧)变形。在夹紧动作时，压力 油的按压力通过从受压构件34b的内周面34b3沿半径方向外侧作用，受 压构件34b也成为向相同方向鼓出，但在收纳受压构件34b的壳体31b的 贯通孔31bl的内周面31b4和受压构件34b的外周面34b2之间，由于设 有规定的间隙34d2，鼓出的受压构件34b的外周面34b2至少在抵接至贯 通孔31bl的内周面31b4为止，向壳体31b的贯通孔31bl的按压力(作用 力)不发生作用。另外，压力油的按压力因受压构件34b鼓出变形，其能量 被吸收，因此，即使因受压构件34b的鼓出，上述间隙34d2消失而与内 周面31b4发生了抵接，也由于受压构件34b按压在壳体31b的贯通孔31bl 的按压力与现有相比大幅减少，在现有夹紧动作时发生了的作为机架的壳 体31b的弯曲显著地减少。因此，通过壳体31b的弯曲，传递至轴承36 的支承构造的结果，由于起因于旋转轴39倾斜的加工用头(主轴)的位置偏 差被抑制，对于工件较高精度的加工(精密加工)成为可能。
关于上述的第一实施例可以有以下的变形。在上述的第一实施例中， 关于本发明适用的加工用头10中的支承头(第一支承头30)，虽然仅在支 承主轴单元20的一对脚部30a、 30b中的一脚部具有旋转驱动主轴单元20 用的分度机构(DD马达33)，代替于此，对于在两脚部具有分度机构(DD 马达33)的支承头的两分度机构也可适用本发明。另外，除此以外的分度 机构，例如关于将第一支承头30以C轴为中心旋转驱动的第二支承头50 的夹紧机构(压紧套筒54)，也可以为和上述相同的构成。
在上述第一实施例中，在受压构件34b的轴端34b4，在和A轴相同 方向上刻设有螺纹孔，上述受压构件34b贯通凸缘部34a3，经由螺入螺纹 孔的螺钉构件34c2固定安装在压紧套筒34a上。由于在受压构件34b和 壳体31b的贯通孔31bl之间，考虑具有压力油供给的受压构件34b的弯 曲，规定的间隙34d2被设置，所以壳体31b的贯通孔31bl从受压构件34b 承受的按压力显著减少。然而，伴随着受压构件34b的变形的螺钉构件34c2 的弯曲经由安装座34b3传递至壳体31b，该弯曲给予轴承36的支承构造 影响的结果，在旋转轴39产生的影响(具体而言，在旋转轴39的轴线A 轴发生倾斜)也被考虑。因此，较佳的是，构成为这样的受压构件34b的弯曲不传递到作为机架的壳体31b也可。
因此，图6表示作为较佳的夹紧机构58的第二实施例。图6的夹紧 机构58是第一实施例中的构造(将受压构件34b安装于凸缘部34a3的构 造)的改良，在受压构件和螺钉构件之间，通过安装具有规定间隙的游嵌 构件，在夹紧动作时，即使受压构件向半径方向外侧变形，受压构件和游 嵌构件和螺钉构件之间的各间隙中，通过一个以上的间隙变化而吸收，与 现有相比，对于螺钉构件向横方向(即，A轴的半径方向外侧)的作用力不 会传递。
另外，夹紧机构58的细部，即关于压紧套筒58a、环状槽58al、圆 筒部58a2、凸缘部58a3、螺钉构件58cl，是和第一实施例(图5)中的压紧 套筒34a、环状槽34al、圆筒部34a2、凸缘部34a3、螺钉构件34cl相同。 另外，在第一实施例中，将在受压构件侧将螺钉构件螺入的螺纹孔，另外 将在压紧套筒侧将螺钉构件贯通的贯通孔，在圆周方向隔开间隔而分别设 置，但在该第二实施例中，将贯通孔和螺纹孔的关系相反，即在受压构件 侧设置将贯通孔，在压紧套筒侧设置螺纹孔的这一方面不同。另外，是如 下所述的例子，将受压构件侧的上述贯通孔以有底状形成，另一方面，由 在该贯通孔嵌合的游嵌构件而安装受压构件，在受压构件的贯通孔的内周 端和游嵌构件的外周端之间设置规定间隙。
参考图6，在压紧套筒58a的圆筒部58a2，圆筒形状的受压构件58b 在其外侧嵌合地配设。在受压构件58b，从轴端58b8侧，为了收容游嵌构 件58e，对于A轴平行的有底状的贯通孔58b2在圆周方向隔开间隔而设 置多个。作为受压构件58b的贯通孔58b2,从轴端58b8侧顺序形成，大 径部58b4、由此縮径不与凸缘部58a3侧连通的小径部58b5，且具有和大 径部58b4及小径部58b5相连地沿半径方向延伸的底部58b6。
另一方面，圆筒状形成的游嵌构件58e设有卡合部58el、轴部58e2、 以及有底状的贯通孔58e3，其中卡合部58el具有作为其外周部、在比受 压构件58b的大径部58b4的内径小的直径、且对于底部58b6可卡合的卡 合面；轴部58e2以比受压构件58b的小径部58b5的内径小的直径，且向 轴端58b7侧延伸设置；贯通孔58e3作为其贯通孔，可收容螺钉构件60 而相对于A轴平行延伸。游嵌构件58e的贯通孔58e3的底部是，通过被插入的螺钉构件60，将受压构件58b经由游嵌构件58e以在压紧套筒58a 的凸缘部58a3可按压的深度设置。另外，对于压紧套筒58a的圆筒部58a2， 在外侧嵌合配设受压构件58b，在受压构件58b的多个各贯通孔58b2中依 次插入有游嵌构件58e、螺钉构件60。受压构件58b是，通过在凸缘部58a3 的未图示的螺纹孔螺入螺钉构件60，相对于压紧套筒58a的凸缘部58a3 被固定安装。
另外，在受压构件58b的贯通孔58b2和游嵌构件58e的外周端(卡合 部58el+轴部58e2)之间，考虑夹紧动作时的受压构件58b的变形，设有规 定的间隙58d3。
即，在第二实施例中，在卡合于受压构件58b的壳体3lb侧的轴端58b7 侧的相反侧的轴端58b8，设有作为向半径方向外侧延伸的卡合面的底部 58b6，紧固构件由游嵌构件58b和螺钉构件60所构成，其中游嵌构件58b 对于和受压构件58b的上述卡合的轴端58b7相反侧的轴端58b8具有卡合 的卡合面(底部58b6);螺钉构件60在游嵌构件58b的贯通孔58e3设于轴 端58b8侧，被卡合于上述底部58b6。另外，受压构件58b是，在上述游 嵌构件58e的卡合面被卡合的状态下，通过在设于上述壳体31b侧的压紧 套筒58a的凸缘部58a3的多螺纹孔中分别螺入螺钉构件60，安装于壳体 31b侧，在旋转轴39的中心侧(A轴)和受压构件58b对置的螺钉构件60 的对置面(卡合部58el+轴部58e2，所谓的外周端)之间设有规定的间隙 58d3。
换言之，上述卡合构件由在其外周具有作为向半径方向外侧延伸的卡 合面的台阶面，且具有可插通螺钉构件60的贯通孔58e3的游嵌构件58e 构成，在受压构件58b，从和卡合于壳体31b侧的端面58b7侧的相反侧的 端面58b8，可卡合于游嵌构件58e的卡合面(底部58b6)的有底状的贯通孔 58b2沿圆周方向隔开间隔而设置多个。另外，受压构件58b是，在游嵌构 件58e分别被插入于多个有底状的贯通孔58b2的状态下，插入于各游嵌 构件58e的多个螺钉构件60在壳体31b侧，通过在上述设置的多个螺纹 孔螺入而安装在壳体31b侧，在受压构件58b的贯通孔58b2的内周面和 游嵌构件58e的外周面(卡合部58el+轴部58e2，所谓的外周端)之间设有 规定的间隙58d3。这类间隙58d3是，考虑在夹紧动作时的受压构件58b的变形适当地 决定，作为其具体数值范围，为千分之几十mm lmm。另外，关于在游 嵌构件58e的贯通孔58e3的内周面和螺钉构件60的外周端之间，也设有 螺钉构件60的插入圆滑地进行的程度的间隙58d4，作为其具体数值范围， 为千分之几十mm lmm。
根据上述的第二实施例，即使通过压力油的供给，受压构件58b在半 径方向外侧鼓出，直至和与旋转轴39的中心侧对置的螺钉构件60的外周 面之间的间隙消失为止，换言之，受压构件58b的贯通孔(58b4+58b5)的内 周面和游嵌构件58e的外周面(卡合部58el+轴部58e2，所谓的外周端)之 间的间隙58d3、或游嵌构件58e的贯通孔58e3和螺钉构件60的外周端之 间的间隙58d4消失为止，受压构件58b是，由于其卡合面(底部58b6)和 螺钉构件60的相对位置变化，经由游嵌构件58e对于按压受压构件58b 的螺钉构件60，将其向倾斜(弯曲)方向的按压力完全不传递或与现有相比 显著减少。由此，如现有那样起因于在压力油等的压力流体供给时机架的 弯曲，工件的角度偏差或加工用头的位置偏差(角度偏差)被抑制，与现有 相比，对于工件的精密加工成为可能。另外，关于在图6的间隙58d2，和 第一实施例中的间隙34d2相同设置也是不言而喻的。
在上述的第二实施例中，在设于受压构件58b的有底状的多个贯通孔， 将具有台阶面的游嵌构件插入，通过螺钉构件，将受压构件在压紧套筒的 凸缘侧按压的例子。然f，有关设置于受压构件侧的卡合面，与此卡合的 卡合构件的型态，并不限定于这类构成。以下所示的第三实施例是，将作 为按压受压构件的紧固构件的卡合构件以垫片构成，在受压构件和与旋转 轴的中心侧(A轴)相对的螺钉构件的对置面之间设置规定的间隙，即使在 夹紧动作时，受压构件向半径方向外侧变形，通过和螺钉构件之间的间隙 变化而吸收，和第二实施例相同地，对于螺钉构件向横方向(即，A轴的半 径方向外侧)的作用力不会传递。(图7)
另外，图7作为第三实施例，将受压构件和压紧套筒的周边部简化而 图示，在图6中表示从轴端58b8侧看受压构件58b的周边部的图示。另 外，关于达到和第二实施例相同的功能，赋予和图6相同的符号，省略其 详细说明。参考图7，在以圆筒形状设置的受压构件58b，可承受螺钉构件60的
轴部60a的贯通孔58blO在圆周方向隔开间隔而设置多个，受压构件58b 通过在各贯通孔58blO分别被插入的多个螺钉构件60以及垫片58f，在压 紧套筒58a的未图示的凸缘部安装。受压构件58b的轴端58b8设有形成 为以向半径方向外侧延伸的平面状的所谓的"卡合面58bl2"。另一方面， 作为上述卡合构件的功能的环状的垫片58f是，其轴端面以应作为卡合面 作用的平面状设置。一方面，其前端形成公螺丝的螺钉构件的轴部60a是， 被插入于垫片58f的贯通？L、上述被配设的受压构件58b的贯通孔58bl0， 而分别被螺入于在压紧套筒58a的未图示的凸缘部上与此对应设置的螺纹 孔。如上所述，受压构件58b是，通过在圆周方向隔开间隔而配置的多个 螺钉构件60、多个垫片58f，向压紧套筒58a的未图示的凸缘部按压，从 而相对于凸缘部进行安装。
在构成紧固构件的螺钉构件60的轴部60a的外周面和受压构件58b 的长孔状的贯通孔58blO的内周端58bll之间，以具有和上述的第二实施 例相同的间隙58d3的方式配设受压构件58b，从而相对于凸缘部进行安 装。如上所述，安装有受压构件58b的压紧套筒58a是，和上述第二实施 例相同，以在贯通孔31bl嵌合的方式插入，且其凸缘部58a3通过多个螺 钉构件固定安装在壳体31b的未图示的安装座。在壳体31b的内周面31b4 和受压构件58b的外周面58b2之间，设有和上述第一实施例相同的间隙 58d2。
换而言之，图7所示的装置是，在卡合于受压构件58b的壳体侧的轴 端侧的相反侧的轴端58b8设有向半径方向外侧延伸的卡合面58bl2，上述 紧固构件是由垫片58f和螺钉构件60所构成，其中垫片58f是作为具有对 于和受压构件58b的卡合的轴端相反侧的轴端58b8卡合的卡合面的卡合 构件，螺钉构件60和垫片58f卡合。另外，受压构件58b是，在垫片58f 的卡合面被卡合的状态下，通过在壳体31b侧的压紧套筒58a的凸缘部 58a3设置的未图示的螺纹孔中分别螺入螺钉构件60，经由压紧套筒58a 安装于壳体31b侧。另外，在受压构件58b、和与旋转轴(A轴)的旋转中 心侧相对的螺钉构件60的对置面的轴部60a的外周端之间，设有规定的 间隙58d3。根据上述的第三实施例，即使通过压力油的供给，受压构件58b向半 径方向外侧鼓出，直到和与旋转轴(A轴)的中心侧相对的螺钉构件60的轴
部60a的外周面之间的间隙58d3消失为止，受压构件58b由于其卡合面 和螺钉构件60之间的相对位置变化，经由垫片58f对于按压受压构件58b 的螺钉构件60，将其向倾斜(弯曲)方向的按压力不会全部被传递，或与现 有相比显著减少。由此，如现有那样，起因于压力油等的压力流体供给时 机架的弯曲的工件的角度偏差或加工用头的位置偏差(角度偏差)被抑制， 与现有相比，相对于工件精密加工成为可能。
在上述的第一至第三实施例中，旋转轴39的驱动源是以所谓的DD 马达构成的例子，但也可以以除此以外的马达、旋转驱动机构来构成。
另外，在上述的第一至第三实施例中，作为安装有工具的主轴单元20 的分度机构，以在机床用的加工用头被组装的装置作为例子说明，但可适 用于除此以外的分度装置中。例如，也可作为具有将载置工件的工作台的 角度分度用的上述旋转轴的分度装置(即，转盘装置)。例如，将第一实施 例(图5)作为例子考虑的话，主轴单元20被省略，另外，构成旋转轴的凸 缘构件39b的端面39bl以没有台阶的平面形成，另外，结合轴构件39a 和轴承36和凸缘构件3%的螺钉构件15以从凸缘构件39b的端面39bl 侧被埋入的形状而相对于轴构件39a螺入地设置。在凸缘构件39b作为平 面设置的端面39bl载置将工件固定安装的未图示的治具，从而作为所谓 的转盘装置的工作台面发挥功能。另外，在第一实施例(图5)中，将和工 作台面一体的旋转轴39旋转驱动的机构没有被构成，但可以是，如现有 的转盘装置那样，相对于旋转轴39将蜗轮一体设置，并且例如将连结于 可控制旋转量的伺服马达的蜗杆啮合于上述蜗轮的构成，或者是，仿效第 一实施例中的脚部30a，通过DD马达将旋转轴39旋转驱动的构成。
在图5的实施例中，压紧套筒34a在凸缘部34a3的位置通过螺钉构 件34cl、 34c2而固定在壳体31b或受压构件34b上，但其凸缘相反侧的 端部并没有相对于与壳体31b —体的固定侧的构件而安装。
由此，在夹紧机构34的夹紧状态下，在工件的切削等加工时，因来 自加工头的反力，向旋转轴39的旋转方向作用大的转矩。相对于壳体31b 固定且用于保持旋转轴39的压紧套筒34a在大的转矩作用时，在薄壁部34a5和凸缘部34a3之间的圆筒部34a产生向圆筒方向的弯曲即扭曲。这 样的圆周方向的弯曲当以凸缘部34a3的圆周方向的位置为基准时，在固 定于作为机架的壳体31b侧的凸缘部34a3的位置几乎没有，但从凸缘部 34a3朝向薄壁部34a5，越向轴方向越逐渐增大，在因压力油的供给鼓出 变形而挤压工作缸部38b的位置较大显现。另外，越是凸缘部34a3与薄 壁部34a5的轴向距离设置较长的分度装置，其圆周方向的弯曲量(扭曲 量)越大，其结果，相对于工件的加工精度变差，并且在圆筒部34a以及 其一部分中的薄壁部34a5上容易产生金属疲劳。
图8至图12示出了如下所述的例子，在图5的实施例中，由于薄壁 部34a5的位置的大的弯曲被抑制，所以与压紧套筒34a相比，能够将压 紧套筒34a的圆筒部34a2的凸缘相反侧端部卡止成相对于刚性提高的受 压构件34b不能相对旋转。受压构件34b通过例如采用刚性高的材料或者 设成比圆筒部34a2厚的壁厚，从而能够提高刚性。
图8的例子构成为，在受压构件34b的凸缘相反侧的端部形成从内周 面向半径方向内侧突出且作为压紧套筒34a的卡止端发挥作用的底部78， 并且通过螺钉70将圆筒部34a2的凸缘相反侧的端部安装于底部78，图9 的例子构成为，在圆筒部34a2的凸缘相反侧的端面与受压构件34b的端 面以紧靠的方式配置环状的板件71，并且经由板件71及两个螺钉72相对 于圆筒部34a2将受压构件34b连结在一起。另外，图10的例子构成为， 在压紧套筒34a的凸缘部34a3将受压构件34b用多个螺钉构件34c2固定 安装的状态下，在圆筒部34a2的凸缘相反侧的端部与受压构件34b的环 状的底部78之间的空间，沿圆周方向压入多个其外形为圆弧状且其截面 呈楔形的多个垫圈73，通过压入间隙的多个垫圈73使圆筒部34a2相对于 受压构件34b摩擦卡止，从而成为紧配合状态。
进而，图ll的例子构成为，在圆筒部34a2的凸缘相反侧的端部的外 周面和受压构件34b的端部内周面上沿半径方向设置的多个凹凸的嵌合部 例如从圆筒部34a2的外周部34a6突出设置的多个凸部75和在受压构件 34b的端部内周面34b3对应上述凸部75刻设的多个凹部74的嵌合，使圆 筒部34a2的凸缘相反侧的端部相对于受压构件34b卡止成不能相对旋转。 在上述的切削加工时等，通过使对圆筒部34a2作用的圆周方向的旋转转矩在凸缘相反侧的端部避开受压构件34b侧，可抑制凸缘部34a2与薄壁 部34a5的圆周方向的弯曲量(扭曲量)。而且，凹凸的嵌合构造也可以设 成与凹凸的嵌合构造类似的花键或锯齿等。另外，图12的例子构成为， 在圆筒部34a2的凸缘相反侧的端部的外周面和受压构件34b的端部内周 面这二者上，沿圆周方向隔有间隔地形成多个沿着轴向延伸的键槽76，通 过将键77压入这些键槽76中，可抑制薄壁部34a5的圆周方向的弯曲。 另外，在图11及图12的例子中，能够设置成能够允许承受随着压力油供 给的挤压力，受压构件34b的向半径方向外侧的变形的状态。
如上所述，以压紧套筒34a的薄壁部34a5为中心，其两侧在作为机 架的壳体31b侧固定成相对于圆周方向不能相对位移，因此，在工件切削 等加工时，即使从旋转轴39侧向圆周方向作用大的转矩，也能够将该转 矩在圆筒部34a2的两侧避开壳体31b侧。即，与仅通过单侧即凸缘部34a 来固定的分度装置相比，能够抑制与在圆筒部34a2的一端附近动作而产 生弯曲的转矩所减半的量相对应，减少压紧套筒34a的圆筒部34a2的整 体的弯曲量(扭曲量)。由此，能够进行更高精度的加工，还能够降低压 紧套筒34a的疲劳。而且，图8至图12的构成在图6的实施例中也可以 适用。
另外，转盘装置不限于具有只相对于机床的底盘正交的旋转轴的装 置。具体而言，也可适用于具有两轴以上的旋转轴的分度功能的转盘装置， 从而可将本发明适用于该一轴以上的各夹紧机构。
另外，本发明不限于上述任意的实施方式，只要在不脱离本发明的权 利要求的范围内，即可进行各种变更。
权利要求
1.一种机床用分度装置，其特征在于，包括机架(31b)，其在中央具有贯通孔(31b1)；旋转轴(39)，其被插入所述贯通孔(31b1)中，且能够旋转地支承于所述机架(31b)；轴部(38)，其与所述旋转轴(39)同轴，且与所述旋转轴(39)一体设置；环状的压紧套筒(34a、58a)，嵌合于轴部(38)的外周部；受压构件(34b、58b)，呈圆筒形状形成，所述受压构件(34b、58b)以受压构件(34b、58b)的外周面嵌合于所述机架(31b)的贯通孔(31b1)的内周端的方式插入，从而经由多个紧固构件(34c1、34c2)安装在所述机架(31b)侧，在所述压紧套筒(34a、58a)的外周部，在相对于所述受压构件(34b、58b)的内周部嵌合的轴向的区域内，由在整周上设置的环状槽(34a1、58a1)的底部构成薄壁部(34a5、58a5)，并且在由所述环状槽(34a1、58a1)和所述受压构件(34b、58b)包围的空间构成未与流体控制回路连通的压力室(34d、58d)，在所述机架(31b)的所述贯通孔(31b1)的内周面和所述受压构件(34b、58b)的外周面之间设有规定的间隙(34d2、58d2)。
2. 根据权利要求1所述的机床用分度装置，其特征在于， 在所述受压构件(58b)的与机架(31b)侧卡合的轴端侧的相反侧的轴端(58b8)设有向半径方向外侧延伸的卡合面，所述紧固构件包括具有相对于所述受压构件(58b)的所述卡合的 轴端的相反侧的轴端(58b8)卡合的卡合面的卡合构件(58e、 58f)、卡合 于所述卡合构件(58e、 58f)的螺钉构件(60),所述受压构件(58b)在卡合了所述卡合构件(58e、 58f)的卡合面的 状态下，将螺钉构件(60)分别螺入设于所述机架(31b)侧的多个螺纹 孔中从而安装在所述机架(31b)侧，在旋转轴(39)的中心侧与所述受压构件(58b)对置的所述螺钉构件(60)的对置面和所述受压构件(58b)之间设有规定的间隙(58d3)。
3. 根据权利要求2所述的机床用分度装置，其特征在于， 所述卡合构件(58e)由游嵌构件(58e)构成，该游嵌构件(58e)在其外周上具有作为向半径方向外侧延伸的所述卡合面的台阶面(58b6)， 且具有能够让所述螺钉构件(60)插通的贯通孔(58e3)，在所述受压构件(58b)沿圆周方向隔有间隔地设有多个有底状的贯 通孔(58b5)，该多个有底状的贯通孔(58b5)从与所述机架(31b)侧卡 合的端面(58b7)的相反侧的端部(58b8)能够卡合于所述游嵌构件(58e) 的卡合面，所述受压构件(58b)在所述游嵌构件(58e)分别插入所述多个有底 状的贯通孔(58b5)中的状态下，将被插入各游嵌构件(58e)中的多个 螺钉构件(60)螺入设于所述机架(31b)侧的多个螺纹孔中从而安装在 所述机架(31b)侧，在所述受压构件(58b)的贯通孔(58b5)的内周面和所述游嵌构件 (58e)的外周面之间设有规定的间隙(58d3)。
4. 根据权利要求1 3中任一项所述的机床用分度装置，其特征在于， 所述环状设置的压紧套筒(34a、 58a)具有设有所述环状槽(34al、58al)的圆筒部(34a2、 58a2)、从所述圆筒部(34a2、 58a2)的端部向半 径方向外侧延伸且一体形成于所述圆筒部(34a2、 58a2)的凸缘部(34a3、 58a3)，在所述机架(31b)设有安装部(31b3)，该安装部(31b3)用于收容 所述压紧套筒(34a、58a)的凸缘部(34a3、58a3)，具有从所述贯通孔(31bl) 向半径方向外侧延伸的卡合面，所述受压构件(34b、 58b)以其轴端与压紧套筒(34a、 58a)的所述 凸缘部(34a3、 58a3)卡合的方式同轴插入，从而经由分别螺入设于所述 压紧套筒(34a、 58a)的凸缘部(34a3、 58a3)的多个螺纹孔中的所述多 个紧固构件(34cl、 34c2、 58cl)而安装，并且通过将所述压紧套筒(34a、 58a)的凸缘部(34a3、 58a3)固定安装于所述机架(31b)的安装部(31b3) 从而安装在机架(31b)侧。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的机床用分度装置，其特征在于，所述压紧套筒(34a、 58a)的所述圆筒部(34a2、 58a2)的凸缘相反 侧端部被卡止成相对于所述受压构件(34b、 58b)不能相对旋转。
全文摘要
本发明提供一种机床用分度装置。将形成为圆筒形状的受压构件(34b)在压紧套筒(34a)和机架(31b)之间的空间，以将环状的压紧套筒(34a)嵌合于与旋转轴(39)一体的轴部(38b)的方式配设。在压紧套筒(34a)的外周部(34a2)，在相对于受压构件(34b)的内周部(34b3)嵌合的轴向的区域内，由在整个圆周方向上连续设置的环状槽(34a1)构成薄壁部(34a5)，并且在由环状槽(34a5)和受压构件(34b)包围的空间构成未与流体控制回路连通的压力室(34d)，在机架的贯通孔(31b1)的内周面(31b4)和受压构件(34b)的外周面(34b2)之间设有规定的间隙(34d2)。
文档编号B23Q16/10GK101616770SQ20078004986
公开日2009年12月30日 申请日期2007年11月12日 优先权日2007年1月15日
发明者西田阳一, 辰田好教 申请人:津田驹工业株式会社