(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム本体に対し回転可能に支持されたスピンドルと、このスピンドルの端部に固定されたワークテーブルと、前記スピンドルを回転駆動する駆動装置とからなるロータリーテーブルにおいて、
前記スピンドルとともに一体的に回転し、スピンドルの軸方向に所定の間隔をおいて配設された複数のクランプディスクと、前記各々のクランプディスクの側面に対向してフレーム本体に形成された複数のクランプ面と、前記各々のクランプディスクを対応するクランプ面に押しつける制動手段とからなり、
前記制動手段は、隣接するクランプディスクの間に設けられて対応する前記クランプディスクに対し前記クランプ面と反対の側において対向する第１及び第２の円形制動部と、前記第１及び第２の円形制動部の間に形成された両円形制動部に共通の環状の流体圧室と、前記流体圧室へ圧力流体を供給する供給部とからなり、
前記供給部からの圧力流体の供給に伴う前記流体圧室内の流体圧力の上昇により前記第１及び第２の円形制動部がそれぞれ対応するクランプディスクへ押圧され、各クランプディスクが対応するクランプ面へ押しつける
ことを特徴とするロータリーテーブルのクランプ装置。
【請求項２】
前記制動手段は、前記第１の円形制動部が、前記スピンドルが挿通されて前記スピンドルの軸方向に延びる挿通部の一端から前記スピンドルの半径方向に延びるように形成されると共に、前記第２の円形制動部が、前記挿通部に嵌合して前記スピンドルの半径方向に延びるように形成されており、更に、前記流体圧室が、前記前記各円形制動部の外周面にそれぞれ接するフレーム本体と前記第１及び第２のクランプピストンとの間で形成される
ことを特徴とする請求項１に記載のロータリテーブルのクランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械において、工作物を回転割り出しさせるために使用するロータリーテーブルのクランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ロータリー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ォームギヤ機構を採用している。
【０００３】
このウォームギヤ機構の場合、ウォームとウォ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ュを有するため、テーブルを静止状態にしても、そのバックラッシュの量だけガタが生じ、割り出し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。
【０００４】
上記問題を解消するために、実用新案登録第２５７０６６５号公報に開示された従来装置においては、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クランプディスクと、クランプディスクをハウジングとの間で挟み込み可能に設けられたクランプピストンとを設け、クランプピストンに空気圧を作用させ、クランプディスクをクランプピストンとハウジングとの間で挟み込み、クランプディスクとハウジングとの間に発生する摩擦力により、クランプ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テーブルを静止状態に保つようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の場合、大きなクランプ力を得るためには、クランプディスクおよびクランプピストンの外径を大きくして、クランプディスクとハウジングとの間に発生する摩擦トルクを大きくする必要があり、スペース上、小型のロータリーテーブルに採用することができなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、小型のロータリーテーブルにおいても十分なクランプ力が得られるようなクランプ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段、作用】
前記目的を達成するための本発明のロータリーテーブルのクランプ装置は、フレーム本体に対し回転可能に支持されたスピンドルと、このスピンドルの端部に固定されたワークテーブルと、前記スピンドルを回転駆動する駆動装置とからなるロータリーテーブルにおいて、前記スピンドルとともに一体的に回転し、スピンドルの軸方向に所定の間隔をおいて配設された複数のクランプディスクと、前記各々のクランプディスクの側面に対向してフレーム本体に形成された複数のクランプ面と、前記各々のクランプディスクを対応するクランプ面に押しつける制動手段とからなり、前記制動手段は、隣接するクランプディスクの間に設けられて対応する前記クランプディスクに対し前記クランプ面と反対の側において対向する第１及び第２の円形制動部と、前記第１及び第２の円形制動部の間に形成された両円形制動部に共通の環状の流体圧室と、前記流体圧室へ圧力流体を供給する供給部とからなり、前記供給部からの圧力流体の供給に伴う前記流体圧室内の流体圧力の上昇により前記第１及び第２の円形制動部がそれぞれ対応するクランプディスクへ押圧され、各クランプディスクが対応するクランプ面へ押しつけることを特徴としている。
【０００８】
前記制動手段は、前記第１の円形制動部が、前記スピンドルが挿通されて前記スピンドルの軸方向に延びる挿通部の一端から前記スピンドルの半径方向に延びるように形成されると共に、前記第２の円形制動部が、前記挿通部に嵌合して前記スピンドルの半径方向に延びるように形成されており、更に、前記流体圧室が、前記前記各円形制動部の外周面にそれぞれ接するフレーム本体と前記第１及び第２のクランプピストンとの間で形成されるようにしてもよい。
【０００９】
本発明によれば、複数の小径クランプディスクを、各々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ので、それらの制動効果が加算される。従って、小型のロータリーテーブルにおいても、十分なクランプ力が作用するクランプ装置を搭載することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
まず、図１を参照して、ロータリーテーブル６０の構成を説明する。
【００１２】
フレーム本体１の内部には、スピンドル２が、ベアリング２０により回転可能に軸支され、そのスピンドル２の一端には、ワークテーブル３が等ピッチ円上の数ヶ所でボルト３１により取り付けられている。
【００１３】
ウォームホイール２２がスピンドル２の中央部に同芯状に嵌合され、図示しない適当な手段により固定される。また、ウォーム２３がウォームホイール２２の回転軸、すなわちスピンドル２の軸線と直角な軸線上に配置され、ウォームホイール２２と噛み合いながらフレーム本体１に回転可能に支持されている。
【００１４】
フレーム本体１の反ワークテーブル側の側面には、ケース２４が、数ヶ所でボルト３２により取り付けられている。ケース２４の内周面には、オイルシール２５が嵌合され、このオイルシール２５は、スピンドル２の軸端部の外周に接し、クランプ装置内に切削油等が進入することによる摩擦力の低下を防止する。また、スピンドル２のワークテーブル３取り付け側の軸端部においても、同様にオイルシール２６がフレーム本体１に嵌合され、スピンドル２の軸端部の外周に接している。
【００１５】
次に、本発明のクランプ装置７０の構成を、第１の実施例として図１を参照して説明する。
【００１６】
スピンドル２の段付面４１には、第１のクランプディスク４が等ピッチ円上の数ヶ所でボルト３３により取り付けられ、これと対向する環状の第１のクランプ面６に対して少しの隙間をおいて配置されている。また、ウォームホイール２２のボス部端面４２には、第２のクランプディスク５が等ピッチ円上の数ヶ所でボルト３４により取り付けられ、これと対向する環状の第２のクランプ面７に対して少しの隙間をおいて配置されている。なお、各クランプ面６，７は、環状の連続面に限らす、断続的な面であってもよい。
【００１７】
第１及び第２のクランプディスク４，５間には、環状の第１及び第２のクランプピストン８，９がフレーム本体１に嵌挿されてスピンドル２の軸方向に移動可能に設けられている。第１のクランプピストン８は、スピンドル２が挿通されてスピンドル２の軸方向に延びる挿通部４３と、挿通部４３の一端からスピンドル２の半径方向に延びる円形制動部４４とから構成され、第２のクランプピストン９は、スピンドル２の半径方向に延びる円形制動部４５からなり、円形制動部４５は、第１のクランプピストン８の挿通部４３にＯリング４６を挟み込みながら嵌合している。また、各円形制動部４４，４５の外周面は、フレーム本体１の内周面にＯリング４７，４８を挟み込みながら接している。なお、各クランプピストン８，９の各クランプディスク４，５との接触面は、環状の連続面に限らす、断続的な面であってもよい。
【００１８】
各クランプピストン８，９とフレーム本体１の内周面との間には、Ｏリング４６，４７，４８により気密性が保たれ、空気圧室１０が形成される。そして、フレーム本体１の外面に設けられた通気孔４９から空気が流入するようになっている。なお、本発明は、空気に限らず油圧を利用することも同様に可能である。
【００１９】
次に、クランプ動作について説明する。
【００２０】
図示しない駆動モータによりウォーム２３が回転されると、ウォーム２３と噛み合っているウォームホイール２２が回転し、これに伴い、スピンドル２、ワークテーブル３、第１及び第２のクランプディスク４，５が回転する。所定の回転角度に達すると回転動作が終了し、空気が通気孔４９から流入される。そこで、空気圧室１０が空気で充満されると、その空気圧により各クランプピストン８，９が、対応する各クランプディスク４，５を対応する各クランプ面６，７に押さえつけるように作用する。この時、各クランプディスク４，５は、先端部において弾性変形させられ、対応する各クランプ面６，７に押さえつけられ、環状の接触面に摩擦力が働き、各クランプディスク４，５、及びスピンドル２を制動する。これにより、工作物加工中に外力が作用しても、ウォームギヤ機構のバックラッシュの存在に関係なくワークテーブル３を所定位置に保持することができる。
【００２１】
そして、再びワークテーブル３を回転させるには、空気圧室１０に加えていた空気圧を解放すればよい。これにより、各クランプピストン８，９に作用していた力が解かれ、各クランプディスク４，５は、自身のもつ弾性力により元に戻るように作用し、各クランプ面６，７との接触が離れ、摩擦力がなくなり、ワークテーブル３は回転可能になる。
【００２２】
なお、図２に示すように、各クランプ面６，７の上部において円周方向に数ヶ所形成された凹部に圧縮スプリング３５，３６を収納し、この圧縮スプリング３５，３６により各クランプピストン８，９を両者の間に介在させたストップリング３７の方向に付勢するようにすれば、非制動時に、各クランプディスク４，５と各クランプピストン８，９との間には所定の隙間が保たれるので、両者が接触することがなく望ましい。この場合、制動時には、各クランプピストン８，９が圧縮スプリング３５，３６の付勢力に逆らいながら、各クランプディスク４，５を各クランプ面６，７に押えつけることになるが、圧縮スプリング３５，３６の付勢力は、各クランプディスク４，５への作用力に比べて僅かであるので、作動上問題になることはない。
【００２３】
本実施例の場合、２つのクランプディスク４，５をコンパクトに配置し、１つの空気圧室１０で効率よく制動作用を及ぼすことができ、１つのクランプディスクを使用する従来に比べて、約２倍の制動効果を得ることができる。
【００２４】
また、クランプディスクを小型化して、２枚の小型クランプディスクを使用することで、小型のロータリーテーブルにおいても、大型のロータリーテーブル並の制動効果を有するクランプ装置を備えることができる。すなわち、例えば直径２０ｃｍの大径クランプディスクが、外径２０ｃｍで内径１８ｃｍの環状のクランプ面と接触する場合と、直径１５ｃｍ（上記の４分の３の直径）の小径クランプディスクが、外径１５ｃｍで内径１３ｃｍの環状のクランプ面と接触する場合とを比較すると、各クランプディスクが各クランプ面に押さえつけられる力と両方の接触面における摩擦係数を同一とすれば、軸周りに発生する摩擦トルクは、接触面積と作用点の軸心からの半径との積に比例する。
【００２５】
従って、両者の摩擦トルクの比は、（小径ディスクの摩擦トルク）／（大径ディスクの摩擦トルク）＝{π（１５２−１３２）×７．０}／{π（２０２−１８２）×９．５}≒０．５４となり、小径ディスクの摩擦トルクは、大径ディスクの摩擦トルクの約半分になるので、２つの小径ディスクを用いて、大径ディスク並の摩擦トルクを得ることできる。
【００２６】
なお、上記では２つの小径クランプディスクの場合を説明したが、３つ以上にすれば、クランプディスクの数が増すだけその効果も増える。ただし、装置のスペース上、２〜３つ程度が適当である。
【００２７】
図３に示す例では、前記第１の実施例の中で説明した第１のクランプピストン８に代えて、クランプシリンダ１１が設けられ、その外周面がＯリング４９を挟み込みながらフレーム本体内周面に嵌合し、軸方向に移動不可能に設けられている。そして、このクランプシリンダ１１とブレーキシュー１２とで空気圧室１０を形成し、これらを２つ又はそれ以上のクランプディスク毎に配設しても同様な作用が得られる。また、３つ以上のクランプディスクに適用する場合、全てのクランプディスク毎に専用の空気圧室１０を形成してもよいが、なるべく上記第１の実施例のような隣接する２つのクランプディスク間に共通の空気圧室１０を設けるようにする方が、部品点数が減り低コスト化に有利であり、また省スペース化が可能であり、望ましい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、スピンドルの軸方向に所定の間隔をおいて複数の小径クランプディスクを配置し、各々のクランプディスクをそれぞれ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ので、それらの制動効果が加算されて大きなクランプ力を発生させることができる。従って、小型のロータリーテーブルにおいても、十分なクランプ力が作用するクランプ装置を搭載することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のロータリーテーブル及びクランプ装置の断面図である。
【図２】本発明のクランプ装置の一部を示す断面図である。
【図３】本発明のクランプ装置の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
１    フレーム本体
２    スピンドル
３    ワークテーブル
４    第１のクランプディスク
５    第２のクランプディスク
６    第１のクランプ面
７    第２のクランプ面
８    第１のクランプピストン
９    第２のクランプピストン
１０  空気圧室
１１  クランプシリンダ
１２  ブレーキシュー
２０  ベアリング
２２  ウォームホイール
２３  ウォーム
【図１】
0003550330.tif 000002
【図２】
0003550330.tif 000003
【図３】
0003550330.tif 000004