机床用的加工用头的制作方法

专利名称：机床用的加工用头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机床用的加工用头，更详细地，涉及在5轴加工机(同 时可控制5轴的加工机)或多面加工机等复合加工机(机床)中使用的加工用 头。
背景技术：
图8表示作为上述复合加工机的一例的龙门机床(加工中心)l。这种龙 门机床l包括在床4上付设的左右圆柱2、 2;在圆柱2、 2上沿上下方 向(Z轴方向)移动的横轨6;在横轨6上沿左右方向(Y轴方向)水平移动的 床鞍7;在床鞍7上沿Z轴方向移动的滑块(ram) 8;以及在床4上沿前 后方向(X轴方向)移动的工作台5。而且，在滑块8上安装有加工用头10， 加工用头10包含具备安装工具的主轴的主轴单元20。
上述龙门机床1在加工工件时，通过根据提前设定的程序的数值控制， 使上述工作台5、横轨6、床鞍7及滑块8移动，同时加工用头10进行主 轴单元20的角度位置(旋分度置)的分度(割0出L )。由此，在上述机床 中，对于工件的各加工面，能使工具以最佳角度与其触碰来进行加工，可 以进行复杂形状的工件的切削加工等。
为此，上述加工用头具有主轴单元20，在此支承头内具备分度机构， 分度机构用于对主轴单元20的角度位置进行分度。并且，作为此分度机 构的驱动手段，公知的是一种采用直接驱动型的驱动电机(以下，称为"DD 电机")的加工用头，该驱动电机的电机定子及电机转子配置在加工用头 IO的壳体内，转子连接在支承主轴单元的支承轴上(例如，参考专利文献1)。
在上述专利文献1所示的加工用头的支承头(操作头)中，主轴单元(第 二支承部)，通过夹着主轴单元而相对配置的一对支承轴(轴)而被支承在 支承头(第一支承部)上。而且，此专利文献1所示的支承头被构成为叉子(fork)型，具有隔 着主轴单元相对配置的一对支承部(臂)，在各支承部内旋转自如地支承上 述支承轴。并且，在各支承部内置有与上述支承轴连接的DD电机，通过
由该DD电机驱动各支承轴旋转，主轴单元绕支承轴的轴线旋转，从而能
够进行向规定的旋转位置(角度位置)的角度分度。(另外，在上述中括号内 填写的各部的名称，是在专利文献l使用的对应的各部的名称。)
另外，虽未在专利文献l示出，但是在使用于机床的加工用头中，用 于旋转自如地支承各支承轴的轴承、用于保持主轴单元的被分度的角度位
置的夹紧(clamp)机构被设置在上述支承头内。而且，有时将用于向主 轴单元供给后述的加工用流体的旋转接头(rotaryjoint)配设在支承头内。
然而，在上述机床使用的加工用头中，为了进行调整或修理等维修， 有时需要从支承头上拆下主轴单元。这时，在一般的加工用头中，只是解 除由支承轴和主轴单元的螺丝部件等的固定，在很多情况下不能从支承头 拆下主轴单元。作为其理由之一，可以举下面的例子。
在上述加工用头的支承头中，以在支承部安装主轴单元时使主轴单元 相对于支承部容易进行定位为目的， 一般采用在支承轴及主轴单元的一方 上形成孔(或凹陷)，同时在另一方上形成与该孔嵌合的突出部，通过嵌合 此孔和突出部而对两者进行定位。为此，在利用隔着主轴单元相对配置的 一对支承轴来支承主轴单元的支承头中，即使解除了基于螺丝部件等的支 承轴和主轴单元的固定状态，但只要不使一方的支承轴沿其轴线方向滑动 (移动)而解除与主轴单元的嵌合状态，就不能从支承头拆下主轴单元。
因此，在上述这样的支承头中，在从支承头拆下主轴单元的工作中， 必须进行如下工作解除基于螺丝部件等的支承轴和主轴单元的固定，并 且使支承轴沿其轴线方向滑动，而解除如上述那样的嵌合状态。但在以往 的支承头的构成中，为了使支承轴向其轴线方向滑动，就必须将组装在支 承头内的包括上述轴承等在内的各部件从位于主轴单元相反侧的部件开 始依次拆下，操作性相当不好。
专利文献1日本特开2003—48135号公报
发明内容因此，本发明的课题是提供一种在包含支承主轴单元的支承头在内的 机床用的加工用头中，能够容易进行其维修的支承头的结构。
根据上述课题，本发明以机床用的加工用头为前提，该机床用的加工 用头具备主轴单元和支承头，上述主轴单元包含安装工具的主轴，上述支 承头为支承该主轴单元的支承头，并包含分度机构及夹紧机构，上述分度 机构用于使上述主轴单元以与上述主轴的旋转轴线正交的轴线为中心旋 转，并对其角度位置进行分度，上述夹紧机构用于保持上述主轴单元的被 分度后的角度位置。
并且，在本发明中，上述支承头包括第一及第二支承部，上述第一及 第二支承部分别包括支承轴，在轴心与正交于上述主轴的旋转轴线的轴线 相一致的状态下，上述支承轴夹着上述主轴单元相对配置。该第一及第二 支承部在各自的壳体内具有相对于上述壳体固定并且通过轴承支承上述 支承轴并使其旋转自如的轴承部件。另外，上述分度机构具有作为驱动机 构的驱动电机，上述驱动电机设置在上述第一及第二支承部的至少一方 内，并由与上述支承轴同轴配置且围绕上述支承轴的电机转子以及电机定 子构成。并且各支承部的上述支承轴以如下状态被上述轴承部件支承，即 通过解除与上述主轴单元的固定状态并解除上述轴承部件相对于上述壳 体的固定，能够与上述轴承部件一起向上述支承轴的轴线方向移动。
而且，在本发明中，也可以是驱动电机固定于支承轴及轴承部件，伴 随上述固定状态的解除，能够与支承轴及轴承部件一起一体移动，并且， 夹紧机构在第一及第二支承部的室少一方内固定于轴承部件，伴随上述固 定状态的解除能够与支承轴及轴承部件一起一体移动。并且，对支承轴进 行支承并使其旋转自如的轴承可以在各支承部的壳体内配设于驱动电机 在支承轴的轴线方向上的存在范围内。另外，轴承部件可以通过垫圈部件 安装在壳体上。
根据上述本发明所涉及的机床用的加工用头，例如，为了修理等的维 修而从支承头拆下主轴单元时，除了解除基于螺丝部件的支承轴和主轴单 元的固定状态外，只要解除通过轴承旋转自如地支承支承轴的轴承部件相 对于壳体的固定，支承轴就可以向其轴线方向移动(滑动)，由此用于拆下 主轴单元的工作变为简单化，能够容易进行伴随维修的上述工作。
6并且，通过将作为必要的构成要素而配设于支承部内的驱动电机或夹 紧机构相对于支承轴及/或轴承部件固定，并形成伴随着上述支承轴及轴承 部件的移动而能够一体移动的结构，就能够将驱动电机及/或夹紧机构在与 支承轴及轴承部件一起单元化的状态下卸下到支承部外。由此，例如，在 对支承部的内部的构成或各构成要素需要调整等维修时，能够容易进行其 拆除或维修后的安装。而且，被单元化的状态，即各构成要素在基于其组 合的位置关系保持不变的状态下进行拆卸，所以也能够容易进行各构成要 素间的调整等。


图1表示本发明所涉及的加工用头的支承头的一实施方式的正面部分 截面图。
图2表示本发明所涉及的加工用头的支承头的一实施方式的侧视图。 图3表示本发明的加工用头的一实施方式的正面部分截面图。 图4表示本发明所涉及的加工用头的支承头的一实施方式的一部分分 解图。
图5表示本发明所涉及的加工用头的支承头的一实施方式的一部分分 解图。
图6表示本发明所涉及的加工用头的支承头的一实施方式的一部分分 解图。
图7表示本发明的加工用头的支承头的其他实施方式的正面部分截面图。
图8表示适用本发明的加工用头的机床的一例的立体图。 图中l一机床；IO —加工用头；20 —主轴单元；21—主轴；25—DD 电机；25a—转子；25b —定子；30 —支承头(第一支承头)；30a、 30b— 脚部(支承部);30c —支承部；31a、 31b —壳体;32、 39 —旋转轴;33 一DD电机(驱动电机)；33a—转子(电机转子)；33b —定子(电机定子)； 34 —夹紧机构；34a—夹紧套筒(clamp sleeve) ; 35 —壳体形成部件(轴 承部件);36 —制动(brake)部件；37、 38 —旋转接头;37a、 38a—分配 器(distributor) ; 37b、 38b —轴;39 —轴承支架(轴承部件);41、 44一旋转检测器；41a、 44a—检测头;41b、 44b—检测环;45、 46 —轴承; 50 —第二支承头；51 —壳体；52 —旋转轴；53—DD电机；53a—定子；53b —转子；54 —夹紧套筒；55 —分配器；56_轴承(3列圆柱滚子轴承)； 60 —支承头；60a、 60b—脚部(支承部)；61 —壳体；62 —旋转轴；63 — DD电机(驱动电机)；63a—转子(电机转子)；63b —定子(电机定子)； 65 —轴承；66 —夹紧套筒；67 —旋转接头；67a—第一分配器；67b —第二 分配器；67c—轴;68 —旋转检测器;70a、 70b—垫圈(spacer)部件。
具体实施例方式
以下，根据附图详细说明本发明的实施方式。图1 5所示的是本发
明的一实施方式，图示的加工用头10包含具有安装工具的主轴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(图3)。
主轴单元20为驱动电机内置型的主轴头，是由内置的驱动电机25驱 动主轴21高速旋转。在此主轴单元20的壳体23内插通配置有主轴21， 以围绕此主轴21的方式内置有驱动电机25。驱动电机25由外嵌固定于主 轴21上的转子25a和与转子25a的外周面相对设置的定子25b构成。主 轴21被配置在驱动电机25的前后(图的上下)的多列轴承(例如，角接触轴 承)27支承而旋转自如。并且，若给定子25b供给励磁电流，则在与转子 25a之间产生励磁力，在该励磁力的作用下，转子25a旋转，而驱动主轴 21旋转。
第一支承头30是用于支承上述主轴单元20，同时使主轴单元20以与 上述主轴21的旋转轴线正交的轴线(以下，称为"A轴")为中心旋转而对 其角度位置进行分度(割0出t)的部件。
此第一支承头30被构成为叉形，g卩，相对于支承部30c,设有相当于 本发明的第一及第二支承部的一对脚部30a、 30b，在其脚部30a、 30b之 间支承上述的主轴单元20。并且，上述主轴单元20由分别在脚部30a、 30b的内部旋转自如地被支承的一对支承轴支承。
而且，在本实施例的本发明所涉及的支承头(第一支承头30)中，用于 驱动主轴单元20旋转的DD电机(相当于本发明的"驱动电机")33成为仅设置在上述一对脚部30a、30b中的一方脚部30a(第一支承部)内的构成。 所以，在以下，上述一对支承轴中，将脚部30a侧的支^C轴称为驱动支承 轴，将脚部30b侧的支承轴称为从动支承轴。
以下，对于配设有DD电机33的脚部30a(第一支承部)的构成进行详 细说明。
脚部30a以壳体31a为主体，在其壳体31a的内部组装有构成DD 电机33的转子(电机转子)33a及定子(电机定子)33b、支承主轴单元20的 驱动支承轴、用于支承此驱动支承轴并使其旋转自如的轴承(例如，交叉滚 子轴承)45、及用于将加工用的流体(以下，简称为"流体")供给到主轴单 元20的旋转接头37等。
在壳体31a形成有用于将DD电机33、后述的旋转轴等各构成要素配 设在其内部的贯通孔31al。并且，在壳体31a的与主轴单元相反一侧的端 面，形成有后述的流体供给用的管或用于供电的电缆通过的凹部31a3。还 有，在脚部30a的与主轴单元相反一侧的侧面安装有侧面盖子18a，凹部 31a3由该侧面盖子18a覆盖。另外，图2表示卸下此侧面盖子18a后的状 态。
在此壳体31a的与主轴单元相反一侧的侧面，安装有与壳体31a分体 形成的壳体形成部件35。此壳体形成部件35成为将平板状的基部35a和 从基部35a向主轴单元侧在A轴方向突出的圆筒部35b形成为一体的形 状。另外，圆筒部35b的在主轴单元一侧的端部直径被形成为小于在基部 35a—侧的端部直径。
并且，在壳体形成部件35上形成有用于装入旋转接头37的贯通孔 35c。此贯通孔35c在主轴单元一侧的端部其内径形成为大径，由此，在 贯通孔35c内形成有段部35cl。还有，在壳体形成部件35的基部35a上 形成有缺口部35d，缺口部35d用于允许对后述的DD电机33供给励磁电 流用的电缆等通过。而且，壳体形成部件35由在基部35a螺合插入的多 个螺丝部件35al组装在壳体31a上。
旋转接头37由固定在壳体形成部件35上的分配器37a和能够旋转地 嵌装在分配器37a的圆筒部37al的外周面上的轴37b构成。
分配器37a在插入到壳体形成部件35的贯通孔35c中的状态下，在其凸缘部37a2，通过在圆周方向配设的多个螺丝部件37c被组装在壳体形 成部件35的圆筒部35b上。而且，在分配器37a的中心形成有贯通孔37a4， 贯通孔37a4用于容许电缆等(未图示)向主轴单元20通过。
在此分配器37a上，在圆周方向上错开位置而形成有用于将流体供给 或排出的多个流体流路37a3。另一方面，在轴37b形成有与分配器37a的 各流体流路37a3对应的多个流体流路37bl。另外，在图1中代表性地只 表示了多个流体流路37a3及流体流路37bl中的各一个。
而且，各流体流路37a3和与其对应的各流体流路37bl被构成为通 过在分配器37a和轴37b的嵌合周面上形成的环状槽而连通，即使在轴37b 旋转时也能保持其连通状态。另外，在分配器37a和轴37b之间，在各环 状槽之间夹设(介装)有密封用的密封部件，保持连通的各流体流路的液 密性。
轴37b的各流体流路37bl连通于主轴单元20的流体供给用或排出用 的端口(供给排出端口)24。而且，分配器37a的各流体流路37a3连通于与 各流体流路37a3对应而形成在壳体形成部件35上的流体流路35e。并且， 在壳体形成部件35的各流体流路35e上连接有未图示的来自外部的流体 供给用的管。
根据通过这样的旋转接头37的流体流路的构成，从外部供给的流体 通过壳体形成部件35及旋转接头37的各流体供给路35e、 37a3、 37M而 供给到主轴单元20。而且，在使流体循环时，在主轴单元20内循环的流 体通过上述流体流路35e、 37a3、 37bl被排出向外部。顺便说一下，作为 供给向此主轴单元20的流体，例如有用于冷却高速旋转的主轴单元20 的驱动电机25或主轴21的冷却用油；用于防止切削粉侵入向主轴单元 20(主轴21的旋转部分)的密封用空气；以及在加工时用于冷却旋转工具等 的冷却用水等。
DD电机33由相对于壳体31a无法旋转地配置的定子33b和与定子 33的内周面相对配置的转子33a构成。即，图示的DD电机33作为内转 子型电机而构成。
定子33b通过在圆周方向上配设的多个螺丝部件33c3，被内嵌固定于 相对于壳体形成部件35固定的定子套筒33c的内周面。在此定子套筒33c
10的外周面，形成有环状槽33cl。另一方面，在壳体31a上形成有连通于此 环状槽33cl的流体供给路31a4及流体排出路31a5。并且，对于此环状槽 33cl，从流体供给路31a4供给用于冷却DD电机33的冷却用流体(例如， 油)，抑制伴随着转子33a的旋转而引起的DD电机33的发热。另外，环 状槽33cl被形成为螺旋状(省略图示)，使得从流体供给路31a4供给的流 体在环状槽33c 1循环并从流体排出路31a5排出。
转子33a以其外圆周面与定子33b的内圆周面相对的配置，被外嵌固 定于在壳体31a内可旋转地设置的旋转轴32的外圆周面，还有，通过在 圆周方向上配设的多个螺丝部件32c被安装成相对于旋转轴32无法相对 旋转。
此旋转轴32相对于上述旋转接头37的轴37b，其旋转轴线被同心配 置，并通过在圆周方向上配设的多个螺丝部件安装在轴37b上。而且，在 旋转轴32上，在安装在轴37b上的状态下，形成有围绕壳体形成部件35 的圆筒部35b的在主轴单元一侧端部的小径部的圆筒部32a。并且，DD 电机33的转子33a被外嵌固定在此圆筒部32a的外周面。
而且，在旋转轴32上，相对于其在主轴单元侧的端面32b，通过在圆 周方向上配设的多个螺丝部件14而固定主轴单元20。 g卩，主轴单元20 通过螺丝部件14相对于旋转轴32的端面32b被固定，成为被旋转轴32 支承的状态。因此，在脚部30a侧，旋转轴32及与其一体旋转的旋转接 头37的轴37b构成主轴单元20用的驱动支承轴。
另外，在旋转轴32的端面32b，形成有以旋转轴32的旋转轴线为中 心的圆筒状的凸部32bl，另一方面，在主轴单元20上与凸部32bl对应的 位置，形成有嵌合于此凸部32bl的凹部28a (图4)。并且，通过使该旋 转轴32的凸部32bl和主轴单元20的凹部28a嵌合，进行主轴单元20相 对于旋转轴32(驱动支承轴)的定位。
而且，用于固定上述主轴单元20的螺丝部件14，在卸下侧面盖子18a 的状态下，通过在旋转接头37的分配器37a上的凸缘部37a2形成的孔， 可以从主轴单元的相反侧进行操作。
上述的脚部30a侧的驱动支承轴由在与壳体形成部件35的圆筒部35b 之间夹装的轴承45支承，且在壳体31a内旋转自如。因此，驱动支承轴成为关于圆筒部35b的中心轴线与圆筒部35b同轴配置的状态。而且，其
中心轴线(旋转轴线)与主轴单元20的旋转轴线即A轴一致。另外，在图 示的例子中，对于脚部30a侧，壳体形成部件35相当于本发明中的轴承 部件。
轴承45的内圈被外嵌固定于构成驱动支承轴的一部分的旋转接头37 的轴37b的外周面，另一方面，其外圈被内嵌固定于在壳体31a上固定的 壳体形成部件35的贯通孔35c。
另外，轴承45在驱动支承轴侧(内圈)，由轴37b的大径部37b2和旋 转轴32的端面限制A轴方向的位置。另一方面，在壳体形成部件35侧(外 圈)，在壳体形成部件35的圆筒部35b上的主轴单元侧的端面上安装轴承 套筒45a，用该轴承套筒45a和形成于贯通孔35c内的段部35cl限制轴承 45的A轴方向的位置。g卩，轴承45在相对于驱动支承轴(旋转接头37的 轴37b+旋转轴32)及壳体形成部件35都限制了 A轴方向的位置的状态下 被组装，换而言之，驱动支承轴和轴承部件(壳体形成部件35)通过轴承 45被组装成阻止关于A轴方向上的互相的自由移动。
另外，如上所述，图示例子的轴承45被夹设在位于外嵌固定DD电 机33的旋转轴32的圆筒部32a内的壳体形成部件35的圆筒部35b和旋 转接头37的轴37b之间。
接着，以下对于在与脚部30a相对的位置支承主轴单元20的脚部 30b(第二支承部)的构成，进行详细说明。
脚部30b以壳体31b为主体，在此壳体31b上形成有在A轴方向贯通 的贯通孔31bl。并且，在此贯通孔31bl内组装有保持主轴单元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、用于旋转自如地 支承此从动支承轴的轴承46及旋转接头38等。
旋转接头38与脚部30a侧的旋转接头37同样，由固定在壳体31b上 轴承支架39中组装的分配器38a和可旋转地被嵌装在分配器38a的圆筒 部38al的外周面上的轴38b构成。
轴承支架39由圆筒部39a和凸缘部3%构成，凸缘部3%形成为在 圆筒部39a的与主轴单元相反一侧的端部在径向上扩大。而且，轴承支架 39在该凸缘部39b，通过在圆周方向上配设的多个螺丝部件39d经后述的
12夹紧机构34a组装在壳体31b上。而且，在轴承支架39的中心，形成有 在A轴方向上贯通的贯通孔39c。
旋转接头38的分配器38a由上述圆筒部38al和凸缘部38a2构成，凸 缘部38a2形成为在圆筒部38al的与主轴单元相反一侧的端部在径向上扩 大。并且，分配器38a在被插入到轴承支架39的贯通孔39c中的状态下， 在凸缘部38a2，通过在圆周方向上配设的多个螺丝部件38c被组装在轴承 支架39上。另外，在分配器38a的中心，形成有在A轴方向上贯通的贯 通孔38a4。
在此分配器38a上，在圆周方向上错开位置而形成有多个流体流路 38a3。另一方面，在轴38b上形成有与分配器38a的各流体流路38a3对应 的多个流体流路38b3。并且，在图1中，对于该多个流体流路38a3以及 流体流路38b3仅代表性地表示出各一个。
而且，各流体流路38a3和与其对应的各流体流路38b3被构成为通 过在分配器38a和轴38b的嵌合周面上形成的环状槽连通，在轴38b旋转 时也能维持其连通状态。另外，在分配器38a和轴38b之间，在各环状槽 之间夹装有密封用的密封部件。进而，各流体流路38b3与在主轴单元20 上形成的流体供给用或排出用的端口 24连通。
旋转接头38的轴38b在图示的例子中，由轴部件38bl和凸缘部件 38b2这两个部件构成。另外，轴38b被配置成其旋转轴线与脚部30a的旋 转轴32的旋转轴线(=A轴) 一致。即，旋转接头38被配置成分配器38a 的中心轴线与A轴一致，伴随与此，轴38成为其旋转轴线与A轴一致的 配置。而且，该轴38b在脚部30b成为与脚部30a的旋转轴32对应的结 构。
轴38b的轴部件38bl在被配置在形成于轴承支架39的圆筒部39a上 的贯通孔39c内的状态下，相对于轴承支架39通过轴承46支承为旋转自 如。因此，轴38b (轴部件38bl)和轴承支架39的圆筒部39a成为关于A 轴被同心配置的状态。并且，该轴承支架39相当于在脚部30b侧的轴承 部件。
而且，轴38b的凸缘部件38b2在主轴单元侧具有与脚部30a的平行 于旋转轴32的端面32b的端面38b5，相对于该端面38b5，通过在圆周方向上配设的多个螺丝部件15固定主轴单元20。因此，此旋转接头38的轴
38b起到作为脚部30b的主轴单元20用的从动支承轴的作用。另外，在轴 38b上，在凸缘部件38b2的外周部固定有圆筒状的制动部件36，该制动 部件36也与轴38b—体旋转。因此，该制动部件36也相当于从动支承轴 的一部分。
而且，在轴38b (凸缘部件38b2)的端面38b5上，形成有以轴38b 的旋转轴线为中心的圆筒状的凸部38b6，另一方面，在主轴单元20上与 凸部38b6对应的位置，形成有与该凸部38b6嵌合的凹部28b (图5)。 并且，通过使该轴38b的凸部38b6和主轴单元20的凹部28b嵌合，进行 主轴单元20相对于轴38b(从动支承轴)的定位。
用于固定主轴单元20的螺丝部件15，在卸下侧面盖子18b的状态下， 通过在旋转接头38的分配器38a的凸缘部38a2上形成的孔，可以从主轴 单元20的相反侧进行操作。
轴承46，如上述，夹设在轴38b和轴承支架(轴承部件)39的圆筒 部39a之间。更详细地说，轴承46，在轴38b侧，其内圈被外嵌固定于轴 部件38bl的外周面，通过轴部件38bl的大径部38b4和凸缘部38b3的端 面，限制A轴方向的位置。并且，在分配器38a侧，其外圈被内嵌固定于 在轴承支架39的圆筒部39a上形成的贯通孔39c，利用由贯通孔39c的大 径部形成的段部39cl和安装在圆筒部39c的主轴单元侧的端面上的轴承 套筒46a，限制A轴方向的位置。
如此，轴承46相对于轴38b (从动支承轴)以及轴承支架70 (轴承 部件)都在限制了A轴方向的位置的状态下被组装，换而言之，从动支承 轴和轴承部件(轴承支架70)被组装成通过轴承46阻止关于A轴方向的 互相的自如移动。
用于保持主轴单元20的旋转位置(角度位置)的夹紧机构34，主要由 夹紧套筒34a构成。夹紧套筒34a由形成了用于形成压力室的环状槽34al 的圆筒部34a2和凸缘部34a3构成，凸缘部34a3形成为在此圆筒部34a2 的与主轴单元相反一侧端部在径向上扩大。而且，圆筒部34a2，在容许其 旋转的状态下围绕与旋转接头38的轴38b —体旋转的制动部件36。
在夹紧套筒34a的圆筒部34a2和壳体31b之间，夹装有环状的受压部件34b。更详细地，在壳体31b的贯通孔31bl内嵌固定有受压部件34b， 还有，在此受压部件34b的内周面内嵌固定有夹紧套筒34a的圆筒部34a2。 并且，夹紧套筒34a通过相对于凸缘部34a3从主轴单元相反一侧螺合插 入的多个螺丝部件34a5被固定在壳体31b上，还有，受压部件34b相对 于凸缘部34a3固定。
而且，在夹紧套筒34a上，相对于圆筒部34a2，形成有在受压部件 34b侧开口的环状槽34al，由该环状槽34al和受压部件34b的内周面形 成压力室。还有，此压力室连通于在受压部件34b上形成的流体流路34bl。 此流体流路34bl通过在夹紧套筒34a的凸缘部34a3上形成的流体流路 34a4而连通于在壳体31b上形成的流体流路31b2。
并且，在此夹紧机构34中，通过利用这些流体流路向压力室供给压 力流体(例如，压油)，在夹紧套筒34a中，圆筒部34a2与环状槽34al对 应的薄壁部向縮径方向变形。其结果，对制动部件36作用缩径方向的缔 紧力，成为阻止制动部件36及组装于其上的轴38b (从动支承轴)的旋转 的状态(夹紧状态)。而且，通过停止向压力室供给压力流体，解除圆筒部 34a2的薄壁部的变形状态，对制动部件36的缔紧力消失而解除夹紧状态。
还有，在图示例中，在脚部30b内设有用于检测轴3813的旋转角度(= 主轴单元20的角度位置)的旋转检测器41。
该旋转检测器41由一对检测头41a、 41a和检测环41b构成， 一对检 测头41a、 41a设置在轴承支架39的贯通孔39c内，安装于从贯通孔39c 的内周面向径向突出的圆盘状的支承部的规定位置，检测环41b是与检测 器头41a、 41a的内侧相对的配置，安装于轴38b的与主轴单元20相反侧 端部上。但，本发明的旋转检测器不限于此构成，还可以为其他公知的检 测器。
并且，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， 被发送到装载本发明的加工用头10的机床的控制装置(未图示)，用于主轴 单元20的旋转控制(数值控制)。
下面，对于图示的加工用头10的第二支承头50以下进行详细说明。 如前所述，本实施例的加工用头IO，除以上说明的第一支承头30夕卜， 还具备支承此第一支承头30的第二支承头50。并且，第一支承头30通过
15第二支承头50而被支承在所述机床的滑块(mm)等上。设置该第二支承 头50是用于使第一支承头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")为中心旋转驱动(图3)。
第二支承头50以具有在C轴方向上贯通的贯通孔51a的壳体51为主 体，具备在贯通孔51a内配设有轴部52a的旋转轴52。而且，第一支承头 30通过此旋转轴52被安装于第二支承头50。另外，在图示的例子中，通 过螺合插入在凸缘部51b中的多个螺丝部件将第二支承头50安装在机床1 的滑块8上。
第二支承头50在壳体51的贯通孔51a内具备DD电机53，其用于 驱动旋转轴52旋转；夹紧套筒54，其用于保持旋转轴52的旋转位置；及 旋转接头55，其用于将流体供给到第一支承头30。
DD电机53由定子53a和转子53b构成，定子53a通过定子套筒53c 而被固定在壳体51上，转子53b与定子53a的内周面相对配置，并被固 定在旋转轴52上。另外，利用通过连接器17a而连接在DD电机53上的 电缆17，向用于驱动DD电机53供给励磁电流。
旋转轴52包含:可旋转地设置在壳体51的贯通孔5 la内的轴部件52a、 安装于轴部件52a的第一支承头30侧的端部并向径向(与C轴正交的方向) 扩大的凸缘部件52b。而且，在旋转轴52上形成有插通旋转接头55的贯 通孔52c。
另外，在图示例子中，在旋转轴52的轴部件52a和凸缘部件52b之 间形成有轴承壳体52d。并且，在此轴承壳体52d和壳体51之间夹装有轴 承56，利用该轴承56，旋转轴52相对于壳体51成为旋转自如地被支承 的状态。顺便说，图示例中的轴承56为复合滚子形式的旋转轴承的一种 即3列圆柱滚子轴承(3列滚柱轴承/轴向，径向滚柱轴承)，可以承受轴向 及径向的大的荷重。
在轴部件52a的外周面外嵌固定有DD电机53的转子53b，伴随转子 53b的旋转，以C轴为中心驱动轴部件52a旋转。而且，凸缘部件52b通 过在圆周方向上配设的多个螺丝部件52e而被安装在轴部件52a上，与轴 部件52a—体旋转。并且，在凸缘部件52b上，在圆周方向上螺合插入多 个螺丝部件19，由该螺丝部件19将第一支承头30的支承部30c安装在凸
16缘部件52b上。因此，通过旋转轴52由DD电机53驱动旋转，从而第一 支承头30与旋转轴52 —起旋转。
旋转接头55与第一支承头30的旋转接头37、 38同样，由固定于壳 体51的分配器55a以及可旋转地嵌装于在分配器55a上形成的贯通孔55al 且关于C轴与分配器55a同心配置的轴55b构成。
分配器55a由圆筒部55a2和凸缘部55a3构成，圆筒部55a2配置在旋 转轴52的贯通孔52c内，凸缘部55a3在'圆筒部55a2的与第一支承头30 相反一侧的端部在径向扩大而形成，在其凸缘部55a3，通过在圆周方向配 设的多个螺丝部件将分配器55a安装在壳体51上。
而且，在轴55b上，在第一支承头30侧的端部安装有圆盘状的凸缘 部件57，轴55b通过此凸缘部件57安装于旋转轴52的凸缘部件52b。因 此，伴随旋转轴52的旋转，轴55b也一起旋转。另外，凸缘部件57形成 嵌入于在第一支承头30的支承部30c形成的圆形的凹部30cl中的形状， 通过此凸缘部件57和支承部30c的凹部30cl，进行安装第一支承头30和 第二支承头50时的定位。
在分配器55a上，在圆周方向上错开位置形成有多个用于从外部引进 流体的流体流路55a4。另一方面，在轴55b上也在圆周方向上错开位置形 成有与分配器55a的各流体流路55a4对应的多个流体流路55bl 。
并且，各流体流路55a4和与其对应的各流体流路55bl被构成为通 过在分配器55a和轴55b的嵌合周面形成的环状槽而连通，在轴55b旋转 时，也维持该连通状态。另外，在轴55b上形成的多个流体流路55bl分 别与在第一支承头30的旋转接头37或38的分配器37a、 38a上形成的对 应的流体流路37a3或38a3连通。因此，从外部供给到旋转接头55的分 配器55a的流体，通过轴55b供应给第一支承头30的旋转接头37、 38。
在固定于壳体51的分配器55a和旋转轴52的轴部件52a之间，设置 有用于保持旋转轴52的旋转位置的夹紧套筒54。此夹紧套筒54在其凸缘 部54a，利用多个螺丝部件被安装在分配器55a上，同时被设置成容许与 旋转轴52的相对旋转。而且，在夹紧套筒54的圆筒部54b形成有在分配 器55a的圆筒部55a2侧开口的环状槽54c，由该环状槽54c和分配器55a 的圆筒部55a2的外圆周面形成压力室。并且，对于此压力室，通过在分配器55a上形成的流体流路54d供给 压力流体，由此与圆筒部54b的环状槽54c对应的薄壁部向扩径方向变形。 其结果，对旋转轴52作用扩径方向的缔紧力，成为阻止旋转轴52的旋转 的状态(夹紧状态)。
而且，在图示例子中，在旋转接头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。此旋转检测 器44由一对检测头44a、 44a和检测环44b构成， 一对检测头44a、 44a 配置在分配器55a上的规定位置，检测环44b与此检测头44a、 44a相对配 置，被安装在与旋转轴52—起旋转的轴55b上。此旋转检测器44的检测 信号与第一支承头30的旋转检测器41同样，被送到机床的控制装置，用 于第一支承头30的旋转控制。
在以上构成的加工用头10中，支承主轴单元20的支承头(第一支承头 30)，以将主轴单元20夹入一对脚部30a、 30b的各支承轴的方式，被固定 支承为相对于两支承轴不能相对旋转。并且，对于主轴单元20，通过由 DD电机33驱动脚部30a侧的驱动支承轴旋转，由此以支承轴的旋转轴线 (=与主轴21的旋转轴线正交的轴线/A轴)为中心，朝向所希望的角度位置 旋转驱动主轴单元20。
DD电机33的驱动，按照根据预先设定的程序的数值控制而进行，利 用转子33a的旋转控制，通过驱动支承轴而控制主轴单元20的角度位置。 因此，在图示例子中，设在脚部30a内的DD电机33及连接在DD电机 33上的驱动支承轴(旋转轴32+轴37b)作为主轴单元20用的分度机构而起 作用。另外，利用通过连接器16a而连接在DD电机33上的电缆16，供 给用于驱动DD电机33的励磁电流。
并且，在根据本发明的上述第一支承头30中，脚部30a、 30b的各支 承轴，相对于对应的轴承部件，通过轴承45、 46阻止关于A轴方向的互 相的自如移动的状态下被组装，通过解除与主轴单元20的固定状态，同 时解除与轴承部件的壳体31a、 31b的固定状态，从而可以与轴承部件一 起向A轴方向移动。以下详细说明。
在脚部30a(第一支承部)侧，如前所述，驱动支承轴(旋转接头37的 轴37b +旋转轴32)通过轴承45与作为轴承部件的壳体形成部件35组合，
18成为相对于壳体形成部件35，其向A轴方向的自由移动受到阻止的状态。 即，驱动支承轴和壳体形成部件35成为一种在基于其组合的相互位置关 系大致保持不变的状态下可以一体移动的组合(单元化了的状态)。
而且这样组合了 (单元化了)的驱动支承轴和壳体形成部件35，在驱 动支承轴以及壳体形成部件35的圆筒部35b被配置在壳体31a的贯通孔 31al内的状态下，在壳体形成部件35的基部35a相对于壳体31a被组装。 具体地说，壳体形成部件35在其平板状的基部35a，在使基部35a的主轴 单元侧的端面与壳体31a的与主轴单元相反一侧的侧面相对置的状态下， 利用从基部35a的与主轴单元相反一侧的螺合插入向A轴方向的多个螺丝 部件35al，将壳体形成部件35组装在壳体31a上。因此，壳体形成部件 35的基部35a,在卸下了侧面盖子18a的状态下，在其存在区域中处于关 于A轴方向的脚部30a内的主轴单元相反侧的最远端位置(最6反^ e > 卜""側)。
另外，对于在贯通孔31al内配置的驱动支承轴以及壳体形成部件35 的圆筒部35b，壳体31a在其贯通孔31al内，不具有妨碍驱动支承轴以及 圆筒部35b的在A轴方向上与主轴单元相反侧的移动的部位。即，在贯通 孔31al内，在配置了驱动支承轴以及圆筒部35b的状态下，相对于驱动 支承轴以及圆筒部35b的外圆周面的各部，在比它们更靠主轴单元相反侧， 不存在比其外圆周面更向径向内侧突出的部位。换言之，贯通孔31al的 内径，相对于驱动支承轴以及圆筒部35b的外圆周面的各部，在比它们更 靠主轴单元相反侧，形成为比其外圆周面的直径大。因此，驱动支承轴以 及圆筒部35b在从配置在贯通孔31al内的状态向A轴方向上主轴单元相 反一侧移动中，不会受到壳体31a的干涉。
因此，在为了维修等而要卸下主轴单元20时，使驱动支承轴向A轴 方向滑动时，首先，解除基于螺丝部件14的对驱动支承轴和主轴单元20 的固定状态，并且解除基于螺丝部件35al的壳体形成部件35相对于壳体 31a的固定。由此，驱动支承轴和壳体形成部件35 (轴承部件)变成能够 从配置在壳体31a内的状态(图1所示的状态) 一体移动向A轴方向上与 主轴单元相反一侧的状态。然后，操作者使壳体形成部件35向A轴方向 移动，由此随之驱动支承轴向A轴方向移动(滑动)，解除基于凸部32bl
19和凹部28a的主轴单元20和驱动支承轴的嵌合状态。
另外，关于脚部30b侧(第二支承部)侦lj，从动支承轴(旋转接头38 的轴38b +制动部件36)通过轴承46与作为轴承部件的轴承支架39组合， 成为相对于轴承支架39其向A轴方向的自由移动被阻止的状态。g卩，从 动支承轴和轴承支架39成为一种在基于其组合的相互位置关系大致保持 不变的状态下可以一体移动的组合(单元化了的状态)。
而且，这样组合了 (单元化了)的从动支承轴和轴承支架39，在从动 支承轴以及轴承支架39的圆筒部39a被配置在壳体31b的贯通孔31bl内 的状态下，在轴承支架39的凸缘部39b被组装于壳体31b。具体地说，轴 承支架39在其凸缘部3%，在使凸缘部39b的主轴单元侧的端面与壳体 31b的与主轴单元相反一侧的侧面相对置的状态下，利用从凸缘部3%的 与主轴单元相反一侧向A轴方向螺合插入的螺丝部件39d，将轴承支架39 组装在被安装于壳体31b上的夹紧套筒34a的凸缘部34a3的与主轴单 元相反侧侧面上。因此，轴承支架39的凸缘部39b在卸下了侧面盖子18b 的状态下，在其存在区域中处于关于A轴方向的脚部30b的主轴单元相反 侧的最远端位置(最6反义^ >卜"H則)。
另外，关于配置在贯通孔31bl内的从动支承轴以及轴承支架39的圆 筒部39a，在从动支承轴中，相对于旋转接头38的轴38b的凸缘部件38b2 固定有制动部件36，该制动部件36围绕轴承支架39的圆筒部39a。艮P， 在贯通孔31bl内，作为轴承部件的轴承支架39的圆筒部39a位于从动支 承轴的径向内侧。而且，形成从动支承轴的外周部的制动部件36被设置 成在固定于壳体31b的夹紧套筒34a的圆筒部34a2内可以旋转，且通过 壳体31b以及夹紧套筒34a限制其向A轴方向的移动。即，壳体31b以及 夹紧套筒34a的插入制动部件36的贯通孔形成为直径大于制动部件36， 在该贯通孔内不存在妨碍制动部件36向A轴方向移动的部位。
因此，在脚部30b侧，从动支承轴以及圆筒部39a在从配置于贯通孔 31bl内的状态向A轴方向上的主轴单元相反一侧移动中，不会受到壳体 31b的干涉。因此，从动支承轴以及轴承支架39 (轴承部件)解除基于螺 丝部件15的从动支承轴和主轴单元20的固定状态，并且解除轴承支架39 相对于壳体31b (夹紧套筒34a)的固定，由此，不会妨碍壳体31b等，可以从配置在壳体31b内的状态向A轴方向上与主轴单元相反一侧一体移 动。
如此，根据基于上述说明的本发明的支承头(第一支承头30)，在为了
拆装主轴单元20而使支承轴向A轴方向滑动的作业中，仅通过解除主轴 单元20和支承轴的固定状态，并且解除轴承部件和壳体的固定状态，支 承轴成为能够向A轴方向滑动的状态，而且，由于可以进行其一部分通过 处于各支承部内与主轴单元相反一侧的最远端位置的轴承部件而使支承 轴移动的作业，所以与现有技术相比，该作业变得及其容易进行。
而且，各轴承部件(壳体形成部件35、轴承支架39),通过从主轴 单元相反侧的端面向A轴方向螺合插入的螺丝部件(35al、 39d)被组装 到对应的壳体31a、 31b上，这些螺丝部件通过卸下盖子部件18a、 18b而 露出在壳体的侧面。因此，解除轴承部件和壳体的固定状态的作业可以从 壳体的外部容易进行。另外，使主轴单元20和各支承轴成为固定状态的 螺丝部件14、 15也可以通过形成于各轴承部件上的贯通孔(35c、 39c) 以及配置于各贯通孔内的部件上形成的孔而从外部进行操作，解除其固定 状态的作业也可以从外部容易进行。
另外，在图示的结构中，如上所述，支承轴以及轴承部件在被组合了 的状态(单元化了的状态)下可以一体移动，此外，对于在各支承部内配 置的其他构成要素，也可以与支承轴以及轴承部件一起单元化。
艮卩，在脚部30a侧，旋转接头37的分配器37a，在将其圆筒部37al 配置在壳体形成部件35的贯通孔35c内的状态下，被螺丝部件37c组装 于壳体形成部件35。因此，盖分配器37a也与壳体形成部件35—体构成， 换言之，可以说旋转接头37成为与壳体形成部件35以及旋转轴32单元 化了的状态。
另外，对于对驱动支承轴进行旋转驱动的DD电机33，转子33a固定 于驱动轴承轴(旋转轴32)。另一方面，在图示例子中，内嵌固定了围绕 转子33a的定子33b的定子套筒33c被固定于壳体形成部件35的基部35a， 并没有相对于壳体31a固定。g卩，在图示例子中，DD电机33也与驱动支 承轴以及壳体形成部件35等被单元化。
而且，这些被单元化了的各构成要素中位于最外侧的定子套筒33c，
21可以相对于壳体31a的贯通孔31al从其与主轴单元相反一侧的开口嵌合 插入到A轴方向的主轴单元20侦lj。 g卩，定子套筒33c可以从被配置在贯 通孔31al内的状态，在不被壳体31a干涉的状态下向A轴方向的与主轴 单元相反侧移动，仅通过壳体形成部件35就阻止其向A轴方向的与主轴 单元相反侧移动。
因此，在定子套筒33c以及壳体31a内被配设在定子套筒33c的径向 内侧的各构成要素(壳体形成部件35、旋转接头37、旋转轴32、 DD电机 33)在被单元化的状态下，即在基于其组合的互相位置关系几乎保持不变的 状态下，能够从贯通孔31al卸下，且在该状态下能够再次插入壳体31a 的贯通孔31a内而安装。另外，图6表示将上述各构成要素在单元化后的 状态下从脚部30a卸下的状态。
顺便说一下，如前所述，在图示例中，轴承45在DD电机33的半径 方向内侧设置在A轴方向上的DD电机33的存在范围内。如此，不是在 嵌装DD电机33的旋转轴的共用外周面上排列配置轴承45，而是配设在 DD电机33的半径方向内侧，此时，支承轴必然成为如下结构具有嵌装 轴承45的轴部以及比该轴部更靠半径方向外侧且嵌装DD电机33的外周 部的构成。而且，在DD电机33的外周侧及支承轴的上述外周部和轴承 45之间，需要存在壳体31a或固定其上的部件。如此，在A轴方向上的 DD电机的存在范围配设轴承时，壳体内的结构成为旋转部分和固定部分 在A轴方向装入的错综复杂的构成。对此，在图示例中，将装入于壳体 31a的贯通孔31al内的固定部分全都作为与壳体不同的分体设置的部件， 且由于其相对于壳体31a的固定通过壳体31a的与主轴单元20相反侧的 侧面进行，因此，如上述那样壳体内的结构即使是在旋转部分和固定部分 复杂地在A轴方向装入的构成，也可以将配设在壳体31a内的构成要素单 元化，使其可向A轴方向移动。
另外，在脚部30b顶lj，在图示例子中，旋转接头38的分配器38a在 其圆筒部38al被插入到贯通孔39c中的状态下在凸缘部38a2被组装在轴 承支架39上。因此，分配器38a也成为与从动支承轴以及轴承支架39单 元化的状态，换言之，旋转接头38成为与制动部件36以及轴承支架39 单元化了的状态。另外，在贯通孔31bl内夹装在壳体31b和从动支承轴(制动部件36)
之间的夹紧机构34 (夹紧套筒34a+受压部件34b)，其夹紧套筒34a由螺 合插入在其凸缘部34a3的多个螺丝部件34a5安装在壳体31b的主轴单元 相反侧的侧面上。而且，围绕夹紧套筒34a的圆筒部34a2的受压部件34b 安装在夹紧套筒34a的凸缘部34a3上。而且，受压部件34b相对于壳体 31b的贯通孔31bl，从其主轴单元20相反的一侧的开口向A轴方向被嵌 合插入，构成为能够从配置在贯通孔31bl内的状态，在不与壳体31b干 涉的情况下向A轴方向的主轴单元相反的一侧移动。
由此，夹紧机构34在解除了基于螺丝部件34a5的固定的状态下，在 壳体31b内，成为只由轴承支架39限制其A轴方向的移动的状态。因此， 夹紧机构34在通过螺丝部件39d与轴承支架39固定的状态下，可以与旋 转接头38及制动部件36以及轴承支架39 —起一体移动。即，取代基于 上述螺丝部件39d的固定状态的解除，通过解除基于螺丝部件34a5的相 对于壳体31b的固定，除旋转接头38、制动部件36及轴承支架39外，在 夹紧机构34也被单元化的状态下，从配置在壳体31b内的状态向A轴方 向一体移动。另外，这时，直接安装在壳体31b上的夹紧套筒34a相当于 本发明所说的轴承部件的一部分。
如此，在图示例所涉及的支承头中，在各脚部30a、 30b中的任一个， 轴承部件和支承轴都组合成基于其组合的相互的位置关系在几乎不变的 情况下可一体移动的状态。还有，在配置于壳体31a、 31b内的各构成要 素中的非旋转部件(分配器37a、 38a、定子33b等)被组装在轴承部件上 的同时，旋转部件(旋转轴32、轴37b、 38b等)被组装在支承轴上(或 成为其一部分)，在包含支承轴及轴承部件在内的各构成要素被单元化的 状态下，配设在壳体31a、 31b的各贯通孔31al、 31bl内。
而且，该各构成要素被单元化而成的组装体，只通过壳体31a、 31b 的侧面的A轴方向外侧(主轴单元相反侧)的部位(壳体形成部件35的基部 35a/轴承支架39的凸缘部3%或夹紧套筒34a的凸缘部34a3)而被固定在 壳体31a、 31b上。并且，壳体31a、 31b在其各贯通孔31al、 31bl内，不 具有限制上述被单元化的组装体向A轴方向的主轴单元20相反侧的移 动的部位，即比上述组装体的位于贯通孔31al、 31bl内的部分在径向上
23的最外侧面更向径向内侧突出的部位。
由此，上述被单元化的组装体，相对于壳体31a、 31b，成为只通过在 轴承部件的基于螺丝部件的固定就限制其向A轴方向上主轴单元相反侧 的移动的状态，只通过解除该固定状态，就成为基于壳体31a、 31b的对 移动的限制被解除的状态。因此，轴承部件、支承轴及与它们单元化的各 构成要素的各部件，通过解除轴承部件和壳体31a、 31b的固定状态，同 时解除支承轴和主轴单元20的固定状态，则在单元化的状态下，能够从 配置在壳体31a、 31b内的状态向A轴方向的主轴单元20相反一侧移动以 及拆下。而且，在再次相对于壳体31a、 31b进行安装时，只要将各构成 要素在单元化的状态下插入向贯通孔31al、 31bl内，通过螺丝部件35al 或螺丝部件38c(34a5)将轴承部件相对于壳体31a或31b固定，通过螺丝 部件14或15将支承轴相对于主轴单元20固定即可。
根据这样的结构，可以容易进行调整等用的壳体31a、 31b内配置的 各构成要素的拆卸作业。而且，由于可以在机床的外部进行各部调整等用 的各构成要素的分解或组装，所以该作业容易进行，同时能够保持高精度 进行组装。进而，在相对于外壳31a、 31b再次进行组装时，由于维持基 于各构成要素的组合的位置关系，所以也不必调整安装时各构成要素的位 置关系(组合状态)，提高工作性。
另外，在以上的说明中，对于构成各支承部(脚部30a、 30b)的壳体 31a、 31b与构成支承部30c的壳体是分体构件的情况进行了说明，构成本 发明的支承头的壳体还可以是支承部30c以及构成两脚部30a、 30b的各 壳体形成为分体构件的结构(三体构造)，还可以是如图6所示的壳体31 那样形成为一体的结构(一体构造)。尤其在将壳体形成为一体构造的情 况下，与形成为三体构造的情况相比，刚性变高，可以提高主轴单元20 的支承刚性。
另外，如图6所示，在将各支承部内的构成要素单元化的情况下，在 将单元化了的各组装体安装于壳体上时，还可以将图示那样的垫圈部件 70a、 70b夹装在各组装体和壳体31之间。换言之，对于利用轴承部件而 组装在壳体31上的各组装体，各组装体的轴承部件可以隔着垫圈部件70a、 70b组装在壳体上。该垫圈部件70a、 70b用于使主轴单元20 (主轴21)
24的旋转轴线与支承头30的中心轴线(C轴) 一致。艮卩，如果主轴单元20 的旋转轴线与C轴不正确一致，则加工精度下降，因此需要使两者正确一
致，为此使用垫圈部件70a、 70b。详细情况下述。
主轴单元20在脚部30a、 30之间被两支承轴支承，主轴单元20的在 A轴方向上的位置，由尺寸L1和L2决定，其中齿轮L1和L2是单元化 了的两组装体上轴承部件相对于壳体的安装面(壳体形成部件35的基部 35a以及夹紧套筒34a的凸缘部34a3上主轴单元侧的端面35m、 34n)与 各支承轴的主轴单元侧的端面(32b、 38b5)之间的尺寸。该尺寸L1、 L2 由构成各组装体的各构成要素间的组装精度决定，在一方或双方组装体上 各构成要素间的组装上稍有误差的情况下，由于这些误差，尺寸L1以及/ 或者尺寸L2与本来的值不同，伴随与此，主轴单元20的旋转轴线相对于 C轴成为错开状态。而且，上述尺寸L1、 L2只要在各构成要素的组装完 成时进行测定就可把握，但在其与希望值不同的情况下，此时要进行重新 组装作业，所以作业性很差。
因此，在将各组装体相对于壳体31进行组装时，如图示所示，采用 经垫圈部件70a、 70b进行组装的结构，使该垫圈部件70a、 70b成为对应 于上述尺寸L1、 L2的适当厚度尺寸(A轴方向的尺寸)，可以形成使主 轴单元20的旋转轴线与C轴一致的状态。
更详细地说，壳体31的两脚部30a、 30b上从各组装体的安装面30m、 30n到壳体31的中心轴线(C轴)为止的尺寸是固定的。因此，测定各组 装体的上述尺寸L1、 L2，并通过设定垫圈部件70a、 70b的厚度尺寸，使 得各尺寸Ll、 L2和主轴单元20在A轴方向上的从端面到旋转轴线为止 的尺寸的合计，与在壳体31的从上述各安装面30m、 30n到C轴为止的 尺寸上加上垫圈部件70a、 70b后得到的尺寸一致，由此，可以形成使主 轴单元20的旋转轴线与C轴一致的状态。而且，垫圈部件70a、 70b是通 过组合多片薄板材而构成的，可以通过改变其片数来设定厚度方向的尺 寸，也可以用单一部件构成垫圈部件，实施切削端面等的加工来设定厚度 方向的尺寸。
下面，基于图7说明本发明的其他实施方式。
在上述实施例中，对于适用本发明的加工用头的支承头(第一支承头30)，支承主轴单元20的一对脚部中的只有一方的脚部具备用于驱动主轴
单元20旋转的分度机构(DD电机)，但是取而代之，也可以如图7所示， 对于在两脚部具备分度机构(DD电机)的支承头的两分度机构也可以适用 本发明。
如上述，在图7所示的支承头60中，对于支承主轴单元20的一对脚 部60a、 60b，分别设置有包含DD电机63在内的分度机构。另外，在图 示例中，脚部60a和60b的基本内部结构相同。因此，在以下，只对脚部 60a进行说明，对于脚部60b，省略其说明及附图的符号。
脚部60a以形成有在A轴方向上贯通的贯通孔61a的壳体61为主体， 在其贯通孔61a内组装有DD电机63、支承主轴单元20的支承轴(驱动 支承轴)、用于对支承轴进行支承并使其旋转自如的轴承65、以及旋转接 头67等。并且，在脚部60a上设有与上述实施例同样的旋转检测器68(旋 转检测器68只设在脚部60a侧)。
在图示例中，旋转接头67的分配器由两个部件67a(第一分配器)及 67b(第二分配器)构成。第一分配器67a在其凸缘部67b2通过在其圆周方 向上配设的多个螺丝部件67d安装在壳体61的与主轴单元20相反一侧的 侧面。而且，在第一分配器67a上形成有A轴方向的贯通孔67a4，第二 分配器67b以插入在此贯通孔67a4中的状态，在其凸缘部67b2被安装于 第一分配器67a。由此，第一分配器67a、第二分配器67b成为相对于壳 体61固定的状态。
旋转接头67的轴67c由可旋转地嵌装在第一分配器67a的圆筒部67al 和第二分配器67b的圆筒部67bl之间的大径部67cl和外嵌固定有轴承65 的轴部67c2构成。
在此旋转接头67中，分别形成于第一分配器67a、第二分配器67b上 的多个流体流路67a3、 67b3和对应于各流体流路67a3、 67b3而形成于轴 67c上的多个流体流路67c3，通过在第一分配器67a、第二分配器67b的 各圆筒部67al及67bl和轴67c的大径部67cl的嵌合周面上形成的环状槽 连通。
在该轴67c的轴部67c2上安装有相对于其主轴单元20侧的端面，可 相对于壳体61旋转地设置的旋转轴62。此旋转轴62具有在被安装在轴67c上的状态下围绕旋转接头67上的第一分配器67a的圆筒部67al的圆 筒部62a。而且，在旋转轴62上形成有分别连通于在旋转接头67的轴67c 上形成的多个流体流路67c3的多个流体流路62c，轴67c的各流体流路 67c3通过此流体流路62c连通于主轴单元20的供给排出端口 24。
如图所示，在旋转接头67的第一分配器67a的圆筒部67al和轴67c 的轴部67c2之间，夹装有轴承65。因此，轴67c由此轴承65支承且在壳 体61内旋转自如。并且，对于安装于轴67c的旋转轴62，在其脚部60b 侧的端面62b上安装主轴单元20。因此，旋转接头67的轴67c及旋转轴 62，相当于旋转自如地设在壳体61内并支承主轴单元20的支承轴。而且， 第一分配器67a相当于固定在壳体60上并通过轴承65旋转自如地支承支 承轴的轴承部件。另外，第二分配器67b固定在第一分配器67a上而形成 一体，所以可以说第二分配器67b也相当于轴承部件的一部分。
轴承65的内圈被外嵌固定于形成支承轴的一部分的旋转接头67上轴 67c的轴部67c2的外周面，通过轴67b的大径部67cl的主轴单元20侧端 面和轴部67c2的主轴单元20侧端面上安装的旋转轴62，限制其A轴方 向的位置。另一方面，轴承65的外圈，在固定于壳体61的第一分配器67a 的贯通孔67a4内，被内嵌固定于在此贯通孔67a4的主轴单元20侧的先 端部上形成的大径部，并且，通过此大径部的端面和第一分配器67a的主 轴单元20侧端面上安装的轴承套筒65a，限制其A轴方向的位置。
由此，轴承65相对于支承轴(旋转接头67的轴67c+旋转轴62)及第一 分配器67a中任一个，都在A轴方向的位置被限制的状态下被组合，换而 言之，支承轴和第一分配器67a(轴承部件)通过轴承65被组合成关于A轴 方向的互相的自由移动被阻止。
如此，在此图示例中，上述支承轴和轴承部件(第一分配器67a+第二 分配器67b)成为在基于其组合的相互位置关系大致保持不变的状态下可 以一体移动的状态(单元化了的状态)。而且，壳体61，在其贯通孔61a 内不具有妨碍从上述轴承部件的贯通孔61a内的配置状态(图示状态)向 A轴方向的主轴单元20相反侧移动的部位。即，支承轴在壳体61的贯通 孔61a内，成为只通过上述轴承部件(轴承65)来限制其A轴方向的位置的 状态。因此，被单元化的支承轴和轴承部件通过解除相对于主轴单元20
27及壳体61的固定状态，在壳体61不妨碍其移动的状态下，可以向A轴方 向的主轴单元20相反侧一体移动。
而且，在图示例中，保持主轴单元20的角度位置的夹紧套筒66的圆 筒部66b被外嵌固定于第一分配器67a的圆筒部67al的外周面，在其凸 缘部66a中，利用在圆周方向上配设的多个螺丝部件而安装于第一分配器 67a的凸缘部67a2的主轴单元20侧端面上。gp，此夹紧套筒66也成为与 上述支承轴及轴承部件一起被单元化的状态。另外，在此图示例中，第一 分配器67a的圆筒部67al起上述实施例中的受压部件的功能，由夹紧套 筒66和第一分配器67a(圆筒部67al)构成夹紧机构。
并且，夹紧套筒66的圆筒部66b位于第一分配器67a的圆筒部67al 和旋转轴62的圆筒部62a之间，其凸缘部66a位于径向的旋转轴62的存 在范围内。因此，在夹紧套筒66与上述支承轴及轴承部件一起一体移动 时，夹紧套筒66不会干涉于壳体61。
而且，图示例的DD电机63由定子63b和转子63a构成，定子63b 通过定子套筒63c而嵌装于壳体61的贯通孔61a，转子63a与定子63b的 内周面相对配置，并外嵌固定于旋转轴62的圆筒部62a的外周面。还有， 定子套筒63c，相对于第一分配器67a的凸缘部67a2，通过在其圆周方向 上配设的多个螺丝部件63cl固定。即，DD电机63的定子63b固定于轴 承部件，同时转子64a固定在支承轴，成为DD电机63与轴承部件及支 承轴一起被单元化的状态。
进而，位于DD电机63的最外周侧的定子套筒63c，嵌装于贯通孔 61a并在其主轴单元20相反侧的端面安装于第一分配器67a的凸缘部 67a2，没有成为通过壳体61限制其在A轴方向的移动的状态。g卩，定子 套筒63c(DD电机63)，伴随第一分配器67a向A轴方向的移动，不被壳 体61妨碍，而成为能够与第一分配器67a —体移动的状态。
如此，在图示例的支承头60中，脚部60a(60b)的壳体61内的各构成 要素(旋转接头67、旋转轴62、夹紧套筒66、 DD电机63)组合成在基 于其组合的相互位置关系大致保持不变的状态下可以一体移动的状态(单 元化了的状态)下，可以从其在壳体61内的配置状态向A轴方向的主轴 相反侧一体移动。因此，在此支承头60中，也能够得到与上述实施例的
28支承头同样的效果。
另外，在以上的实施例中，根据本发明的支承头的各支承部(脚部)虽
都具备旋转接头(37、 38、 67)，但取而代之，作为从支承部外直接向主轴 单元20供给上述的流体的结构，也可以省略旋转接头。
而且，在上述的实施例中，包含所有的在各支承部内配设的构成要素 而单元化，但本发明不限定于此，只要是至少支承轴、对支承轴进行支承
并使其旋转自如的轴承及轴承部件被单元化而可以在A轴方向上一体移 动的结构即可。例如，在图l的例子中，也可以是无法将脚部30b侧的夹 紧机构34从主轴单元相反侧拆下，只有支承轴、轴承及轴承部件(旋转接 头38+旋转轴39+轴承46)可向A轴方向一体移动而被单元化并从壳体31b 拆下的结构。并且，也可以在脚部30a侧，内嵌固定了定子33b的定子套 筒33c相对于壳体31a固定，对于DD电机33，只有转子33a与支承轴等 被单元化。
而且，本发明不限定于上述任一实施方式，在不脱离本发明的权利要 求的范围内，可以进行各种变更。
29
权利要求
1. 一种机床用的加工用头(10)，其具备主轴单元(20)和支承头(30、60)，上述主轴单元(20)包含安装工具的主轴(21)，上述支承头(30、60)为支承该主轴单元(20)的支承头，并包含分度机构及夹紧机构(34)，上述分度机构用于使上述主轴单元(20)以与上述主轴(21)的旋转轴线正交的轴线(A轴)为中心旋转，并对其角度位置进行分度，上述夹紧机构(34)用于保持上述主轴单元(20)的被分度后的角度位置，上述机床用的加工用头(10)的特征在于，上述支承头(30、60)包括第一及第二支承部(30a、30b)，上述第一及第二支承部(30a、30b)分别包括支承轴(37b、32、38b)，在轴心与正交于上述主轴(21)的旋转轴线的轴线相一致的状态下，上述支承轴(37b、32、38b)夹着上述主轴单元(20)相对配置，该第一及第二支承部(30a、30b)在各自的壳体(31a、31b)内具有相对于上述壳体(31a、31b)固定并且通过轴承(45、46)支承上述支承轴(37b、32、38b)并使其旋转自如的轴承部件(35、39)，上述分度机构具有作为驱动机构的驱动电机(33)，上述驱动电机(33)设置在上述第一及第二支承部(30a、30b)的至少一方内，并由与上述支承轴(37b、32、38b)同轴配置且围绕上述支承轴(37b、32、38b)的电机转子(33a)以及电机定子(33b)构成，各支承部(30a、30b)的上述支承轴(37b、32、38b)以如下状态被上述轴承部件(35、39)支承，即通过解除与上述主轴单元(20)的固定状态并解除上述轴承部件(35、39)相对于上述壳体(31a、31b)的固定，能够与上述轴承部件(35、39)一起向上述支承轴(37b、32、38b)的轴线方向移动。
2.根据权利要求1所述的机床用的加工用头(10)，其特征在于， 上述驱动电机(33)的上述电机转子(33a)相对于上述支承轴(37b、 32)固定，同时上述驱动电机(33)的上述电机定子(33b)相对于上述 轴承部件(35)固定，伴随着上述固定状态的解除，上述驱动电机(33) 能够与上述支承轴(37b、 32)以及上述轴承部件(35) —起一体移动。
3. 根据权利要求1所述的机床用的加工用头(10)，其特征在于，上述夹紧机构(34)在上述第一及第二支承部(30a、 30b)的至少一 方内固定设置于上述轴承部件(39)，伴随着上述固定状态的解除，上述 夹紧机构(34)能够与支承轴(38b)及上述轴承部件(39) —起一体移 动。
4. 根据权利要求1 3中任一项所述的机床用的加工用头(10)，其 特征在于，上述轴承(45、 46)配置于上述驱动电机(33)在上述支承轴(37b、 32、 38b)的轴线方向上的存在范围内。
5. 根据权利要求1 3中任一项所述的机床用的加工用头(10)，其 特征在于，上述轴承部件(35、 39)通过垫圈部件(70a、 70b)安装在壳体(31a、 31b)上。
全文摘要
提供一种机床用的加工用头，其具备主轴单元和支承头，主轴单元包含安装工具的主轴，支承头包含使主轴单元旋转并对其角度位置进行分度的分度机构，其中，上述支承头包括第一及第二支承部，第一及第二支承部分别包括支承轴和轴承部件，支承轴被配置成轴心与上述旋转轴线相一致，并夹着上述主轴单元相对配置，轴承部件固定于壳体并且通过轴承支承支承轴并使其旋转自如，各支承部的支承轴在如下状态下被支承于轴承部件，即通过解除与主轴单元的固定状态，同时解除轴承部件相对于壳体的固定，能够与轴承部件一起向支承轴的轴线方向移动。
文档编号B23B19/00GK101511527SQ200780033229
公开日2009年8月19日 申请日期2007年9月12日 优先权日2006年9月14日
发明者江波治行, 辰田好教 申请人:津田驹工业株式会社