專利名稱：機床用的分度裝置的夾緊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機床用的分度裝置的夾緊裝置。
背景技術(shù)：
在用于機床的分度裝置中，有例如旋轉(zhuǎn)工作臺裝置(也稱為轉(zhuǎn)臺、分度工作臺)。 而且，在旋轉(zhuǎn)工作臺裝置中，為了保持所分度的主軸的角度位置，一般具備夾緊裝置。 一直 以來，作為這種旋轉(zhuǎn)工作臺裝置的夾緊裝置，已知的有以下三種方式。 套筒夾緊方式。該方式是相對主軸配置有圍繞其外周的套筒。而且，通過對套筒 的外側(cè)供給工作流體，使套筒的薄壁部變形而擠壓主軸，從而保持主軸的相位(專利文獻 1-日本特開2006-35391號公報)。 盤夾緊方式。該方式具備從主軸向其軸周圍一體地突出的夾緊盤，相對夾緊盤的 一側(cè)的被夾緊面設置成可向軸線方向位移的夾緊活塞，以及與夾緊盤的夾緊活塞的相反一 側(cè)的被夾緊面相對地設置的支架側(cè)的夾緊面。而且，通過對包括夾緊活塞的推壓機構(gòu)供給 工作流體，夾緊活塞的推壓部推壓夾緊盤，其結(jié)果，夾緊盤被夾剪面和推壓部夾緊，從而保 持主軸的相位(專利文獻2-日本實開平6-42047號公報)。 耦合方式。該方式具備固定在支架側(cè)的第一固定耦合部件，固定在主軸側(cè)的第
二固定耦合部件，以及相對雙方的耦合部件設置成可向軸線方向進退的移動耦合部件。而
且，在各個耦合部件上設有嚙合用的分度齒。另外，還設有使移動耦合部件在軸線方向進退
(位移)的活塞部件。若利用活塞部件使移動耦合部件向各固定耦合部件前進，則分度齒嚙
合，由此保持主軸的相位(專利文獻3-日本特開平7-256538號公報)。 在上述三種方式的夾緊裝置中存在以下問題。因此，考慮到通用性，不能說什么都
能滿足。 在套筒夾緊方式的場合，夾緊轉(zhuǎn)矩(保持主軸的力，以下也稱為"夾緊力")依賴于 夾緊面(薄壁部對主軸作用力的面)的直徑和軸線方向的長度。 從而，為了得到大的夾緊力，必須增大夾緊面及套筒的直徑方向的尺寸和軸線方 向的尺寸，均導致裝置的大型化。而且，旋轉(zhuǎn)工作臺裝置設置在加工中心等機床上，根據(jù)在 機床上的設置空間的關(guān)系，在徑向和軸線方向的尺寸上受到限制。從而實際上難以增大夾 緊轉(zhuǎn)矩。 而且，在夾緊轉(zhuǎn)矩小的場合，由于在力矩負載(伴隨著工件的加工而作用的旋轉(zhuǎn) 方向的負載)大的重型加工中不能保持圓工作臺的分度位置，因此不能滿足這種重型加工 的要求。 另外，在盤夾緊方式的場合，夾緊轉(zhuǎn)矩依賴于夾緊盤的直徑和夾緊活塞的推壓力。
從而，為了得到大的夾緊力，同樣導致裝置的大型化。而且，即使裝置大型化而得到大的夾
緊力，由于夾緊裝置自身、尤其是夾緊盤對力矩負載的剛性低，因此也不能穩(wěn)定地保持圓工
作臺的分度裝置，該場合也與套筒夾緊方式同樣不能滿足重型加工的要求。 而且，在耦合方式的場合，由于是利用分度齒彼此的嚙合來保持，因此分度位置處于完全被固定的狀態(tài)，裝置對力矩負載的剛性也高。但是，由于分度角度依賴于分度齒的齒 數(shù)，因此不能進行以任意角度的圓工作臺的分度，在加工方面受到限制。 另外，上述問題在機床的分度裝置中不限于旋轉(zhuǎn)工作臺裝置，可以認為還適用于 其他裝置。例如，通過被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的支軸支撐主軸，并對其角度位置進行分度的主軸箱的情 況(專利文獻4-美國專利第5584621號公報)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是考慮到上述情況而開發(fā)出來的，其目的是提供一種可進行任意角度的 分度且能得到高的剛性和夾緊轉(zhuǎn)矩的夾緊裝置。 本發(fā)明的前提是機床用的分度裝置的夾緊裝置，其具備設置成與被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的 主軸不能相對旋轉(zhuǎn)的夾緊部，以及包括設置成可向主軸的軸線方向位移的夾緊活塞并且將 夾緊活塞受到的工作流體的壓力作用于夾緊部的推壓機構(gòu)，從而保持主軸的進行了分度的 角度位置。 而且，其特征是夾緊部包括設置成與主軸不能相對旋轉(zhuǎn)的作為第一夾緊部的夾 緊盤，和形成于主軸或與主軸一體旋轉(zhuǎn)的部件上且包括向與主軸的半徑方向交叉的方向延 伸的受壓面的第二夾緊部；推壓機構(gòu)包括與上述夾緊盤相對并介于夾緊活塞與將夾緊盤之 間的第一推壓部，和與第二夾緊部的受壓面相對并介于夾緊活塞與第二夾緊部之間的第二 推壓部；通過夾緊活塞受到上述工作流體的壓力而成為接觸狀態(tài)的第二夾緊部及推壓機構(gòu) 的第二推壓部的一方包括受到借助于夾緊活塞作用的軸線方向的推壓力而產(chǎn)生對第二夾 緊部的受壓面的主軸的半徑方向的推壓力的推壓力轉(zhuǎn)向部；第二夾緊部及第二推壓部的至 少一方設置成可伴隨著第二推壓部對第二夾緊部作用推壓力而進行彈性位移，從而容許夾 緊活塞的上述軸線方向的位移。 根據(jù)本發(fā)明，推壓機構(gòu)的夾緊活塞從工作流體受到的壓力借助于第二推壓部作用 于第二夾緊部的受壓面。此時，通過推壓力轉(zhuǎn)向部的作用，對第二夾緊部的受壓面作用與 夾緊活塞從工作流體受到的主軸的軸線方向(以下，稱為"軸線方向")的壓力正交的方向
(主軸的半徑方向(以下，稱為"半徑方向"))的推壓力。 再有，由于第二夾緊部及第二推壓部的至少一方設置成可伴隨著第二推壓部對 第二夾緊部作用推壓力而進行彈性位移，從而容許夾緊活塞的軸線方向的位移，因此夾緊 活塞從第二推壓部與第二夾緊部接觸的狀態(tài)，受到工作流體的壓力而進一步向軸線方向位 移。順便說一下，剛體彼此接觸的場合，雖不能進行進一步的位移，但由于其構(gòu)成為處于接 觸狀態(tài)的第二推壓部和第二夾緊部的至少一方伴隨著推壓力的增加而進行彈性位移，因此 容許夾緊活塞的位移。 并且，通過該夾緊活塞的進一步的位移，借助于介于夾緊活塞與夾緊盤之間的第 一推壓部，對夾緊盤作用軸線方向的推壓力。
本發(fā)明具有以下效果。 根據(jù)本發(fā)明，由于對與主軸一起旋轉(zhuǎn)的夾緊部，同時作用半徑方向及軸線方向的 兩個推壓力，因此能夠得到牢固的夾緊力。而且，與僅用夾緊盤夾緊的結(jié)構(gòu)不同，具有對力 矩負載的足夠的剛性，并且可進行任意角度的分度，不會像耦合方式那樣在分度角度上受 到限制。
另外，根據(jù)本發(fā)明，由于是利用一個夾緊活塞的動作同時產(chǎn)生半徑方向及軸線方 向的兩個推壓力的結(jié)構(gòu)，因此與只是并用兩種方式的夾緊裝置比較，結(jié)構(gòu)簡化。


圖1是表示旋轉(zhuǎn)工作臺裝置的整體的剖視圖。
圖2是表示旋轉(zhuǎn)工作臺裝置的一側(cè)的放大剖視圖。 圖3(a)是表示圖1的例子的力的傳遞情況的矢量圖。圖3(b)是表示圖1的變形 例的力的傳遞情況的矢量圖。 圖4是表示其他例子的夾緊裝置的一側(cè)的放大剖視圖。
圖5是表示其他例子的夾緊裝置的一側(cè)的放大剖視圖。
圖6是表示其他例子的夾緊裝置的一側(cè)的放大剖視圖。
圖中 1-旋轉(zhuǎn)工作臺裝置，2-旋轉(zhuǎn)軸，2a_軸部件，2b_螺紋構(gòu)件，2c_大直徑部，2d_凸 部，3-DD馬達，3a-轉(zhuǎn)子，3b-定子，3c-螺紋構(gòu)件，3d-螺紋構(gòu)件，4-圓工作臺，4a_螺紋構(gòu) 件，5-支架，5a-階梯部，5b-夾緊面，5c-供給管，5d_壓力油供給口 ， 6-夾緊裝置，7-前蓋， 7a_螺紋構(gòu)件，7b-限制孔，7c-卡定部，S-后蓋，Sa-螺紋構(gòu)件，9_空間部，11-推力軸承， 12-向心軸承，13-旋轉(zhuǎn)檢測器，13a-編碼器，1313-被檢測件，20-夾緊部，21-夾緊盤，22-凸 部，25-螺紋構(gòu)件，31-第二夾緊部，31a-受壓面，31b-平面，31c_凹槽，31d_容納孔，32-凹 部，33-加力部件，34-杠桿，40-推壓機構(gòu)，41-活塞部件，42-夾緊活塞，42&-螺紋構(gòu)件， 42b-錐面，43-第一推壓部，44-第二推壓部，44a-切口 ， 45-連接部，46-推壓部件，46a_圓 筒部，4613-固定部，46c-螺紋構(gòu)件，47-支架側(cè)夾緊部件，47a-容納孔，47b-凹槽，47c-錐 面，48-加力部件，49-球部件，51-支撐部，52-壓縮彈簧，53-凸部，54-階梯部，54a_錐面， 61-往復裝置，62-液壓缸，62a-弓|導槽，63-復位彈簧，64-流體壓力回路，65-壓力室。
具體實施例方式
圖1作為應用本發(fā)明的機床用的分度裝置的一例，表示對作為主軸的旋轉(zhuǎn)軸2的 旋轉(zhuǎn)角度可任意進行分度的旋轉(zhuǎn)工作臺裝置1。而且，圖1所示的旋轉(zhuǎn)工作臺裝置1是采用 了將不使用齒輪等減速機構(gòu)的直接驅(qū)動型馬達(以下，稱為"DD馬達")3作為驅(qū)動源的驅(qū) 動機構(gòu)的例子。但是，應用本發(fā)明的分度裝置也可以是將在旋轉(zhuǎn)軸(主軸)2上不能相對旋 轉(zhuǎn)地組裝的蝸輪利用設置于用驅(qū)動馬達等旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動軸上的蝸輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的結(jié)構(gòu)。
圖1的旋轉(zhuǎn)工作臺裝置1具備搭載工件的圓工作臺4、支撐圓工作臺4的旋轉(zhuǎn)軸 2、可旋轉(zhuǎn)地支撐旋轉(zhuǎn)軸2的支架5、容納在支架5與旋轉(zhuǎn)軸2之間的DD馬達3、容納在支架 5與旋轉(zhuǎn)軸2之間的夾緊裝置6。而且，若驅(qū)動DD馬達3，則圓工作臺4與旋轉(zhuǎn)軸2 —起相 對支架5以旋轉(zhuǎn)軸2的軸線為中心旋轉(zhuǎn)，從而進行其角度位置的分度。而且，若使夾緊裝置 6工作，則旋轉(zhuǎn)軸2被夾緊，從而保持由上述旋轉(zhuǎn)進行了分度的圓工作臺4的角度位置。以 下，詳細敘述各結(jié)構(gòu)要素。 圓工作臺4用于在其表面放置工件(或者安裝工件的夾具)并保持。圓工作臺4 相對設在圓工作臺4的背面?zhèn)鹊淖鳛橹鬏S的旋轉(zhuǎn)軸2，以使兩者的軸線一致的狀態(tài)進行安 裝。圓工作臺4在以其軸線為中心的圓周上的多個位置以等間隔螺紋插入螺紋構(gòu)件4a，利用該螺紋構(gòu)件4a固定在旋轉(zhuǎn)軸2的一端。 旋轉(zhuǎn)軸2在圖示的例子中由兩個軸部件2a、2a構(gòu)成，做成以使軸線一致的狀態(tài)組 合兩軸部件2a、2a，并利用螺紋構(gòu)件2b連接的結(jié)構(gòu)。 支架5是作為旋轉(zhuǎn)工作臺裝置1的底座的部分，具有用于接受并支撐旋轉(zhuǎn)軸2的 貫通孔。該貫通孔形成為在接受旋轉(zhuǎn)軸2的狀態(tài)下在支架5與旋轉(zhuǎn)軸2之間存在環(huán)狀的空 間部9的大小，而且，形成為在圓工作臺4 一側(cè)空間部9階段性地擴徑。由此，在支架5的 圓工作臺4的一側(cè)，在空間部9內(nèi)形成有階梯部5a。而且，在支架5上，安裝有堵住形成有 階梯部5a的空間部9的圓工作臺4側(cè)的開口的前蓋7和堵住空間部9的圓工作臺4相反 一側(cè)的開口的后蓋8。該前蓋7及后蓋8均為圍繞旋轉(zhuǎn)軸2的環(huán)狀的部件，其內(nèi)周部接近旋 轉(zhuǎn)軸2的外周面，其外周部利用螺紋構(gòu)件7a、8a與支架5連接。因此，前蓋7、后蓋8也可以 稱為支架5的一部分。另外，前蓋7的外周部位于圓工作臺4的外周部背面。
在空間部9除了設有DD馬達3、夾緊裝置6之外，還設有推力軸承11、向心軸承 12、旋轉(zhuǎn)檢測器13。而且，向心軸承12安裝在旋轉(zhuǎn)軸2的軸部件2a與支架5之間，通過與 推力軸承11的協(xié)作，成為將旋轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)自如地支撐在支架5上的狀態(tài)。
DD馬達3用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸2，是定子3b圍繞轉(zhuǎn)子3a的外周面的內(nèi)轉(zhuǎn)子型。DD 馬達3是以同心圓狀配置了在固定鐵心上巻繞線圈而構(gòu)成的定子3b和接近定子3b的內(nèi)周 面將相對的多個磁鐵沿著圓周方向配置的轉(zhuǎn)子3a的部件。轉(zhuǎn)子3a利用螺紋構(gòu)件3c與旋 轉(zhuǎn)軸2連接。而且，定子3b利用螺紋構(gòu)件3d與支架5連接。 旋轉(zhuǎn)檢測器13具備用于檢測旋轉(zhuǎn)軸2的旋轉(zhuǎn)量的編碼器13a和被編碼器13a檢 測的被檢測件13b。由設在支架5上的編碼器13a檢測出設在旋轉(zhuǎn)軸2上的被檢測件13b， 并基于來自編碼器13a的檢測信號檢測旋轉(zhuǎn)軸2的旋轉(zhuǎn)量。 夾緊裝置6如圖1或圖2所示，具備設置成不能與所旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)軸2相對旋 轉(zhuǎn)的夾緊部20，和利用工作流體的壓力使夾緊活塞42像夾緊部20移動而作用軸線方向的 推壓力的推壓機構(gòu)40。 另外，根據(jù)本發(fā)明的夾緊裝置6利用多個方向的推壓力夾緊旋轉(zhuǎn)軸2。而且，在此 所說的多個方向的推壓力是軸線方向的推壓力、和與軸線方向正交的方向(半徑方向)的 推壓力。因此，在夾緊部20和推壓機構(gòu)40的一方，具備從軸線方向的推壓力產(chǎn)生半徑方向 的推壓力的推壓力轉(zhuǎn)向部。另外，夾緊部20和推壓機構(gòu)40的至少一方的一部分設置成可 以彈性位移，以便夾緊部20在接受半徑方向的推壓力的同時，允許推壓機構(gòu)40的夾緊活塞 42向軸線方向的位移(移動)并且夾緊部20還受到軸線方向的推壓力。
夾緊部20包括作為受到軸線方向的壓力的第一夾緊部的夾緊盤21、和受到半徑 方向的壓力的第二夾緊部31。而且，夾緊盤21及第二夾緊部31設置成相對旋轉(zhuǎn)軸2的軸 部件2a向半徑方向外側(cè)分別以凸緣狀突出。而且，由于夾緊盤21的直徑比第二夾緊部31 的直徑大，因此在半徑方向上，夾緊盤21的外周部比第二夾緊部31還向外側(cè)突出，在第二 夾緊部31的范圍兩者重疊。另外，夾緊盤21與第二夾緊部31重疊的部分在軸線方向的兩 外側(cè)利用上述推力軸承11支撐在支架5及前蓋7上。 在這里，夾緊盤21的軸線方向的兩面之中，將第二夾緊部31側(cè)的面稱為A面，將 其相反一側(cè)的面稱為B面。而且，當表現(xiàn)軸線方向的位置關(guān)系時，以夾緊盤21為基準，將與 夾緊盤21近的一側(cè)稱為軸線方向內(nèi)側(cè)，將遠的一側(cè)稱為軸線方向外側(cè)。
在圖示的例子中，第二夾緊部31與旋轉(zhuǎn)軸2—體地形成。換言之，旋轉(zhuǎn)軸2形成為 將利用向心軸承12支撐在支架5上的軸部件2a和從軸部件2a向半徑方向延伸的凸緣狀 的大直徑部一體形成的結(jié)構(gòu)。而且，該大直徑部作為第二夾緊部31起作用。另外，該大直 徑部(第二夾緊部31)的外周面是向與旋轉(zhuǎn)軸2的半徑方向交叉的方向延伸的受壓面31a， 在圖示的例子中受壓面31a形成為向軸線方向內(nèi)側(cè)擴徑的錐狀。 夾緊盤21是與旋轉(zhuǎn)軸2分體設置的環(huán)狀的平板，以嵌入旋轉(zhuǎn)軸2的外周面的方式 設置。而且，夾緊盤21設置成其內(nèi)周部的A面與第二夾緊部31的軸線方向內(nèi)側(cè)的面相對。
在夾緊盤21與第二夾緊部31重疊的地方，在第二夾緊部31上沿著圓周方向形成 凹部32，在夾緊盤21上沿著圓周方向形成凸部22，夾緊盤21的凸部22與第二夾緊部31 的凹部32嵌合。并且，在該嵌合部分，在沿著圓周方向的多個位置向軸線方向螺紋插入螺 紋構(gòu)件25，由此夾緊盤21連接在第二夾緊部31上。從而，夾緊盤21借助于第二夾緊部31 不能與旋轉(zhuǎn)軸2相對旋轉(zhuǎn)地進行組裝。 上述形成于支架5的貫通孔內(nèi)的階梯部5a形成為多級，半徑方向上的最外側(cè)級的 軸線方向內(nèi)側(cè)的面與夾緊盤21的外周部的B面相對，并成為受到作用于夾緊盤21的推壓 力的夾緊面5b。 推壓機構(gòu)40具備對夾緊盤21和第二夾緊部31作用推壓力的活塞部件41和使活 塞部件41向軸線方向往復運動的往復裝置61。 活塞部件41是與旋轉(zhuǎn)軸2同軸地設置的環(huán)狀部件，配置在夾緊盤21的外周部的 A面?zhèn)惹冶鹊诙A緊部31靠半徑方向外側(cè)的位置。而且，活塞部件41具備向軸線方向往 復運動的夾緊活塞42，作為夾緊活塞42的軸線方向內(nèi)側(cè)的端部的第一推壓部43，相對第一 推壓部43向半徑方向內(nèi)側(cè)隔開間隔設置并向軸線方向延伸的圓筒狀的第二推壓部44，以 及在半徑方向連接第一推壓部43與第二按部44的環(huán)狀的連接部45。連接部45連接第二 推壓部44的軸線方向內(nèi)側(cè)的端部與第一推壓部43。這樣在圖示的例子中，本發(fā)明所說的夾 緊活塞、第一推壓部及第二推壓部一體地形成，并作為活塞部件41的一部分而存在。
第一推壓部43用于將夾緊盤21的外周部的A面向軸線方向推壓，并且相對夾緊 盤21的A面隔開間隔地設置。即，第一推壓部43介于夾緊活塞42與夾緊盤21之間。
第二推壓部44用于將第二夾緊部31向與軸線方向交叉的方向推壓，并具有可進 行彈性位移的撓性，并以圍繞第二夾緊部31的受壓面31a的方式形成為向軸線方向延伸的 圓筒狀。即，第二推壓部44介于夾緊活塞42與第二夾緊部31之間。 而且，第二推壓部44的內(nèi)周面形成為向軸線方向內(nèi)側(cè)擴徑的錐狀。另一方面，第
二推壓面44的外周面也形成為與上述內(nèi)周面同樣的錐狀。而且，第二推壓部44的內(nèi)周面
及外周面的錐角(與旋轉(zhuǎn)軸2的軸線所形成的角度)形成為比第二夾緊部31的受壓面31a
稍大。即，形成為在該內(nèi)周面的軸線方向外側(cè)部與第二夾緊部31的受壓面31a接觸的狀態(tài)
下，在該內(nèi)周面的軸線方向內(nèi)側(cè)部與第二夾緊部31的受壓面31a之間產(chǎn)生間隙。 另外，在第二推壓部44上，在圓周方向以等間隔并從內(nèi)周面貫通外周面以放射狀
設置多個切口 44a。切口 44a相對第二推壓部44延伸設置成從其軸線方向外側(cè)的端面直到
達到連接部45的軸線方向外側(cè)的面。從而，切口 44a成為向軸線方向外側(cè)開口的狀態(tài)。利
用切口 44a，第二推壓部44容易撓曲，而且容易進行彈性位移(變形)。 在上述夾緊部20的第二夾緊部31和推壓機構(gòu)40的活塞部件41的第二推壓部44的一方上，具備從軸線方向的推壓力產(chǎn)生半徑方向的推壓力的推壓力轉(zhuǎn)向部。在圖示的例 子中，推壓力轉(zhuǎn)向部為第二夾緊部31的外周面、即錐狀的受壓面31a。詳細來講，推壓機構(gòu) 40的第二推壓部44伴隨著夾緊活塞42受到工作流體的壓力，便與第二夾緊部31的受壓面 31a壓力接觸，并且對受壓面31a作用軸線方向的推壓力。于是，由于受壓面31a為錐面，因 此通過錐面的凸輪作用(楔的效果)如圖3(a)所示，相對于軸線方向的推壓力F1，產(chǎn)生對 第二夾緊部31向半徑方向作用的新增加的推壓力F2。從而，受壓面31a相當于推壓力轉(zhuǎn)向 部。 另外，如上所述，第二夾緊部31構(gòu)成為通過從第二推壓部44受到軸線方向的推壓 力Fl而產(chǎn)生新增加的半徑方向的推壓力F2，夾緊部20 (第二夾緊部31)具有起到增力作用 的結(jié)構(gòu)(部分)、即增力部。 往復裝置61具備嵌合插入活塞部件41并且可以使其向軸線方向位移的液壓缸 62，對活塞部件41總是向軸線方向外側(cè)加力的復位彈簧63，以及將工作流體輸入液壓缸62 的內(nèi)部的流體壓力回路64。 液壓缸62由前蓋7和支架5形成，并形成為軸線方向外側(cè)封閉且軸線方向內(nèi)側(cè)開 口。而且，利用液壓缸62的向軸線方向延伸的半徑方向內(nèi)側(cè)及外側(cè)的內(nèi)周面和前蓋7的軸 線方向內(nèi)側(cè)的面，形成引導活塞部件41的夾緊活塞42的軸線方向的位移的引導槽62a。該 引導槽62a用于引導夾緊活塞42的軸線方向的位移，并設置成圍繞夾緊活塞42的軸線方 向外側(cè)的端部。 復位彈簧63為拉伸彈簧，在夾緊活塞42的軸線方向外側(cè)的端面與前蓋7之間安 裝在圓周方向的多個位置。螺紋構(gòu)件42a的軸部貫通復位彈簧63中并螺紋插入夾緊活塞 42中。螺紋構(gòu)件42a的頭部比復位彈簧63還向軸線方向外側(cè)突出，該頭部間隙嵌合的限制 孔7b設在前蓋7上。若該頭部到達限制孔7b的底部，則夾緊活塞42的后退位置被限制。
流體壓力回路64具備由前蓋7、引導槽62a和夾緊活塞42的軸線方向外側(cè)的面構(gòu) 成的作為密封空間的壓力室65和形成于支架5上的供給管5c。而且，供給管5c設置成從 支架5的外側(cè)與壓力室65連通。供給管5c與壓力室65相反一側(cè)的開口端為壓力油供給 口 5d。而且，作為工作流體的壓力油從外部經(jīng)過壓力油供給口 5d向壓力室65供給。
上述旋轉(zhuǎn)工作臺裝置1的夾緊裝置6按照以下順序在對圓工作臺4(旋轉(zhuǎn)軸2)的 角度位置進行分度之后保持該角度位置。 首先，利用DD馬達3驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)，從而對圓工作臺4的角度位置進行分度。 此時，活塞部件41處于可以向軸線方向內(nèi)側(cè)位移的狀態(tài)。換言之，在作為第一夾緊部的夾 緊盤21與活塞部件41的第一推壓部43之間以及第二夾緊部31與第二推壓部44之間存 在軸線方向的間隙。 然后，為了保持該進行了分度的圓工作臺4(旋轉(zhuǎn)軸2)的角度位置，借助于壓力油 供給口 5d及供給管5c，對壓力室65供給作為工作流體的壓力油。由此，由于壓力室65內(nèi) 部的油的壓力增高，因此活塞部件41 (夾緊活塞42)克服復位彈簧63的作用力而向軸線方 向內(nèi)側(cè)位移。 伴隨著夾緊活塞42的位移，與夾緊活塞42 —體形成的第二推壓部44也向第二夾 緊部31的受壓面31a位移。隨之，第二推壓部44處于其內(nèi)周面?zhèn)扰c受壓面31a接觸，通過 壓力油的壓力而與受壓面31a壓力接觸的狀態(tài)。其結(jié)果，如上所述，對第二夾緊部31產(chǎn)生向半徑方向內(nèi)側(cè)的推壓力。 另外，在第二推壓部44與第二夾緊部31的受壓面31a接觸的初始狀態(tài)下，在夾緊 盤21與支架5的夾緊面5b之間以及夾緊盤21與第一推壓部43之間的至少前者存在間隙。 從而，實際上沒有推壓力作用到夾緊盤21上。 如上所述，第二推壓部44通過切口 44a而具有撓性。從而，伴隨著第二推壓部44 對第二夾緊部31進行壓力接觸，由于其反作用力而使第二推壓部44向半徑方向(擴徑方 向)撓曲，從而使第二推壓部44的內(nèi)周面的接觸部擴徑。因此，從第二推壓部44與第二夾 緊部31接觸的狀態(tài)也允許夾緊活塞42(第一推壓部43)向軸線方向內(nèi)側(cè)的位移。S卩，夾緊 活塞42的位移不會因第二推壓部44與第二夾緊部31的接觸而受到限制，而是通過使第二 推壓部44從第二推壓部44與第二夾緊部31的壓力接觸的狀態(tài)向擴大內(nèi)周面的直徑的方 向彈性位移而被容許。 而且，第二推壓部44的內(nèi)周面和第二夾緊部31的受壓面31a如上所述由于錐角 不同，因此最初處于線接觸的狀態(tài)，但通過第二推壓部44撓曲而成為面接觸的狀態(tài)。
并且，第一推壓部43利用夾緊活塞42受到的壓力油的壓力而在第二推壓部44與 第二夾緊部31成為壓力接觸狀態(tài)之后也向軸線方向內(nèi)側(cè)位移，并且將夾緊盤21的外周側(cè) 端部(被夾緊部)向支架5的夾緊面5b推壓。由此，夾緊盤21從第一推壓部43受到軸線 方向的推壓力，成為被夾在第一推壓部43與支架5的夾緊面5b之間的狀態(tài)。
其結(jié)果，旋轉(zhuǎn)軸2在形成于自身的第二夾緊部31和組裝成與自身不能相對旋轉(zhuǎn)的 夾緊盤21的兩個位置，利用各不相同的方向的推壓力被夾緊。換言之，旋轉(zhuǎn)軸2通過第二 夾緊部31的受壓面31a從第二推壓部44受到朝向半徑方向內(nèi)側(cè)的推壓力(夾緊力)，并且 夾緊盤21從第一推壓部43受到向軸線方向的推壓力，從而成為被夾緊在第一推壓部43與 夾緊面5b之間的狀態(tài)。由此，利用在這兩個位置同時產(chǎn)生的半徑方向及軸線方向上的夾緊 力而成為旋轉(zhuǎn)軸2的角度位置被牢固地保持的狀態(tài)。 在上述例子中，雖然將第二推壓部44的內(nèi)周面和第二夾緊部31的外周面(受壓 面31a)的錐角設置成不同，但也可以使兩者的錐角相同，并從最初在整個面接觸。而且，在 該場合，只要使連接第二推壓部44與夾緊活塞42 (第一推壓部43)的部分、即連接部45具 有撓性，通過連接部45的撓曲而使第二推壓部44彈性位移即可。 但是，在用上述連接部45使其撓曲的結(jié)構(gòu)中，做成利用第二推壓部44整體的位 移，使第二推壓部44和第二夾緊部31僅以第二推壓部44的軸線方向內(nèi)側(cè)的端部接觸的構(gòu) 造，成為線接觸而不是如上所述的面接觸的狀態(tài)。從而，在需要更大的夾緊力的場合，可以 說上述例子更好。 另外，在上述例子中，如圖3(a)所示，第二推壓部44的內(nèi)周面及第二夾緊部31的 外周面均形成為錐形，但如圖3(b)所示，也可以將第二夾緊部31的外周面形成為向軸線方 向延伸的面。而且，在上述例子中，第二夾緊部31雖做成錐形的外周面與軸線方向外側(cè)的 平面31b交叉并在交叉部分存在角度的形狀，但如圖3(b)所示，也可以形成為沒有角度的 形狀。換言之，也可以是將第二夾緊部31的外周面做成向軸線方向延伸的面，并且該外周 面與軸線方向外側(cè)的平面31b以向外側(cè)突出的圓弧面連續(xù)的形狀。在該場合，圓弧面也成 為第二夾緊部31的受壓面31a。從而，通過對該受壓面31a作用第二推壓部，從而產(chǎn)生將第 二夾緊部31向半徑方向推壓的力。
在上述例子中，雖然將夾緊活塞42、第一推壓部43及第二推壓部44形成為一體、 即單一的活塞部件41具有動種功能，但當然也可以將各部分別形成之后組裝在一起的結(jié) 構(gòu)。 另外，在上述例子中，雖然做成伴隨著第二推壓部44與第二夾緊部31 (受壓面 31a)壓力接觸而使第二推壓部44進行彈性位移的結(jié)構(gòu)，但也可以如圖4所示，做成第二夾 緊部31彈性位移的結(jié)構(gòu)來代替該結(jié)構(gòu)。 圖4所示的例子與上述例子不同之處是第二夾緊部31與旋轉(zhuǎn)軸2分體設置，第 二夾緊部31設置成與旋轉(zhuǎn)軸2不能相對旋轉(zhuǎn)且可以向軸線方向位移，設有對第二夾緊部31 向軸線方向外側(cè)加力的加力部件33，以及以使第二推壓部44相對夾緊活塞42不能位移的 方式設有活塞部件41。以下，進行纖細說明。 推壓機構(gòu)40的第二推壓部44并不是借助于上述連接部45支撐于夾緊活塞42上 的結(jié)構(gòu)，而是以成為夾緊活塞42的一部分的方式一體地形成。從而，就活塞部件41而言， 第二推壓部44相對夾緊活塞42不能彈性位移。 第二夾緊部31與旋轉(zhuǎn)軸2的大直徑部2c分體形成，并形成為與大直徑部2c的外 周面嵌合的環(huán)狀的夾緊部件。而且，在旋轉(zhuǎn)軸2的大直徑部2c的外周面上，在圓周方向的 適當位置形成向軸線方向延伸的一個以上的凸部2d，另一方面，在第二夾緊部31(夾緊部 件)的內(nèi)周面上，形成有與該凸部2d對應的凹槽31c。而且，通過旋轉(zhuǎn)軸2的凸部2d與夾 緊部件31的凹槽31c嵌合，夾緊部件31組裝成與旋轉(zhuǎn)軸2不能相對旋轉(zhuǎn)且向軸線方向可 以移動(可以滑動)。由于這樣組裝，因此夾緊部件31也可以看作是旋轉(zhuǎn)軸2的一部分。
再有，夾緊部件31和夾緊盤21在軸線方向相對地配置，在兩者之間在圓周方向的 多個位置安裝有作為加力部件33的壓縮彈簧。因此，在第二夾緊部31的軸線方向內(nèi)側(cè)的 面上形成有嵌入壓縮彈簧33的一端部的容納孔31d。而且，通過安裝壓縮彈簧33，第二夾 緊部31總是向軸線方向外側(cè)加力，在未從第二推壓部44受到推壓力的場合，在與夾緊盤21 之間形成有位移用的間隙。 另外，在前蓋7的軸線方向內(nèi)側(cè)的面上，形成有與夾緊部件31接觸的卡定部 7c (擋塊)。而且，夾緊部件31在未從第二推壓部44受到推壓力的狀態(tài)下，與卡定部7c接 觸而限制向軸線方向外側(cè)的位移，決定了后退位置。 在圖4所示的結(jié)構(gòu)中，伴隨著夾緊活塞42受到壓力油產(chǎn)生的壓力而向軸線方向內(nèi) 側(cè)位移，第二推壓部44與夾緊部件31的受壓面31a接觸，然后，進行壓力接觸。由此，與上 述例子同樣，對夾緊部件31作用半徑方向的推壓力。通過該作用而對旋轉(zhuǎn)軸2作用半徑方 向的夾緊力。 另外，從第二推壓部44與夾緊部件31的受壓面31a壓力接觸的狀態(tài)，進而伴隨著 夾緊活塞42向軸線方向內(nèi)側(cè)位移，夾緊部件31克服壓縮彈簧33的彈力而向軸線方向內(nèi)側(cè) 位移。從而，夾緊活塞42的位移不會因第二推壓部44與夾緊部件31的接觸而被限制，而 是通過夾緊部件31從第二推壓部44與夾緊部件31壓力接觸的狀態(tài)向夾緊活塞42的位移 方向進行彈性位移而被容許。 而且，伴隨著夾緊活塞42進一步向軸線方向內(nèi)側(cè)位移，第一推壓部43推壓夾緊盤 21，并成為夾緊盤21在第一推壓部43與支架5的夾緊面5b之間被夾緊的狀態(tài)。由此，可 以在第二推壓部44與夾緊部件31壓力接觸的同時，利用第一推壓部43對夾緊盤21作用推壓力。 在以上兩個例子中，雖然做成第一推壓部43及第二推壓部44與夾緊活塞42 —體 形成的結(jié)構(gòu)，但不限于此，如圖5、圖6所示，也可以將第一推壓部43及第二推壓部44做成 與夾緊活塞42分體的部件。 圖5所示的例子具有第二推壓部44形成為與夾緊活塞42及第一推壓部43分體 的部件的結(jié)構(gòu)。而且，圖5所示的例子與最初的例子不同點在于包括第二推壓部44的杠 桿34可擺動地支撐于支架5的支撐部51上，杠桿34伴隨著夾緊活塞42的往復運動而擺 動，以及第二推壓部44伴隨著杠桿34的往動而推壓第二夾緊部31。 另外，在圖5所示的例子中，在夾緊活塞42的旋轉(zhuǎn)工作臺側(cè)設有夾緊盤21。另一 方面，雖然在圖中省略，但在夾緊活塞42的旋轉(zhuǎn)工作臺相反一側(cè)還設有壓力室65及復位彈 簧63等。從而，夾緊活塞設置成可以沿軸線方向往復運動。而且，位于夾緊活塞42的內(nèi)周 面且比第一推壓部43靠旋轉(zhuǎn)工作臺相反一側(cè)的部分形成為從夾緊盤21向軸線方向外側(cè)直 徑縮小的錐形。 杠桿34沿著作為旋轉(zhuǎn)軸2的大直徑部2c的第二夾緊部31的外周面隔開間隔配 置多個(考慮到平衡，最好三個以上)。在這里，大直徑部2c的外周面成為受壓面31a，并 成為向軸線方向延伸的面。 杠桿34是大致以L字形折彎的部件，以折彎部分支撐在支架5上，并設置成在一 端與形成于夾緊活塞42的內(nèi)周面的錐形部分接觸，并在另一端與相當于第二夾緊部31的 旋轉(zhuǎn)軸2的大直徑部2c的外周面(間接地)接觸。即，杠桿34其折彎部為支點，上述一端 為力點，上述另一端為作用點。而且，杠桿34的折彎部相對于支架5的支撐部51通過凹凸 嵌合來進行定位。在這里，折彎部以球狀膨脹，對應于球狀形狀而在支架5的支撐部51上 設有球面狀的凹處。 杠桿34形成為從折彎部(支點)到上述另一端(作用點)的距離比從折彎部到 上述一端(力點)的距離還長。從而，作用于力點的力增大而作用于作用點(第二夾緊部 31) 。 S卩，包括第二推壓部44的推壓機構(gòu)40的杠桿34成為起到增力作用的結(jié)構(gòu)，可以說推 壓機構(gòu)40具有增力部。 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，伴隨著夾緊活塞42向軸線方向內(nèi)側(cè)位移，杠桿34的一端與夾緊活 塞42的錐形的內(nèi)周面接觸而對上述一端作用推壓力。通過該作用，杠桿34自身以折彎部 為中心向圖示的順時針方向轉(zhuǎn)動，隨之上述另一端大致向半徑方向位移并對第二夾緊部31 產(chǎn)生半徑方向的推壓力。 這樣，杠桿34通過從夾緊活塞42受到軸線方向的推壓力而對第二夾緊部31的外 周面產(chǎn)生半徑方向的推壓力，杠桿34自身相當于第二推壓部44及推壓力轉(zhuǎn)向部。
而且，杠桿34形成為其自身具有撓性。由此，從作用點(第二推壓部44)與第二 夾緊部31的外周面接觸的狀態(tài)，容許杠桿34彈性變形，夾緊活塞42的向軸線方向內(nèi)側(cè)的 位移。從而，可以利用夾緊活塞42(第一推壓部43)對夾緊盤21也作用推壓力。
另外，在圖示的例子中，在杠桿34與第二夾緊部31之間安裝有具有圍繞第二夾緊 部31的薄壁的圓筒部46a的推壓部件46。推壓部件46具有與圓筒部46a的軸線方向外側(cè) 連續(xù)的固定部46b，固定部46b用螺紋構(gòu)件46c固定在支架5的支撐部51上。而且，推壓部 件46的圓筒部46a通過其薄壁至少可以向直徑縮小方向變形，由第二推壓部44產(chǎn)生的推壓力借助于推壓部件46的圓筒部46a作用于第二夾緊部31。 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由杠桿34產(chǎn)生的半徑方向的推壓力局部作用于圓筒部46a的全周， 由此，由于圓筒部46a向直徑縮小方向變形，因此推壓力沿著全周作用于第二夾緊部31的 外周面。 另外，在圖示的例子中，在杠桿34與支架5的支撐部51之間安裝有壓縮彈簧52。 壓縮彈簧52用于維持杠桿34的第二推壓部44與推壓部件46的圓筒部46a總是接觸的狀 態(tài)，在圖中總是向順時針方向?qū)Ω軛U34加力。但是，壓縮彈簧52的彈力設定為不使圓筒部 46a變形的程度。而且，利用該壓縮彈簧52，杠桿34即使在夾緊活塞42未與作用點接觸的 狀態(tài)下也能維持其姿勢而不會脫落。 圖6所示的例子具有第一推壓部43形成為與夾緊活塞42分體的部件的結(jié)構(gòu)。而 且，除此之外，圖6所示的例子與圖4所示的例子不同點在于包括第一推壓部43的支架側(cè) 夾緊部件47設置成可以向軸線方向往復運動，第一推壓部43以利用加力部件48從夾緊盤 21離開的方式向軸線方向外側(cè)加力，在形成于第一推壓部43、支架5與夾緊活塞42之間的 空間中容納有球部件49，球部件49與由第一推壓部43、支架5和夾緊活塞42構(gòu)成的三個 部件分別以一點接觸，以及在將夾緊活塞42的向軸線方向的往復運動改變成與球部件49 的軸線方向傾斜交叉的方向的運動之后傳遞給第一推壓部43。 在夾緊盤21的外周側(cè)端部(被夾緊部)的A面方向，設有與夾緊盤42分體的夾 緊部件47 (支架側(cè)夾緊部件)。該支架側(cè)夾緊部件47是插入并嵌合在支架5的內(nèi)周面上的 環(huán)狀的部件，并設置成可以向軸線方向滑動。而且，設置成支架側(cè)夾緊部件47的內(nèi)周側(cè)的 軸線方向內(nèi)側(cè)的面與夾緊盤21的外周側(cè)端部的A面在軸線方向上相對。從而，該支架側(cè)夾 緊部件47的內(nèi)周側(cè)的軸線方向內(nèi)側(cè)部相當于第一推壓部43。 支架側(cè)夾緊部件47利用在比夾緊盤21的外邊緣靠半徑方向外側(cè)并與支架5之間 安裝的作為加力部件48的壓縮彈簧，以總是從夾緊盤21離開的方式向軸線方向外側(cè)加力。 而且，在未從夾緊活塞42受到推壓力的場合，支架側(cè)夾緊部件47與夾緊盤21之間形成位 移用的間隙。另外，該壓縮彈簧48與設在第二夾緊部31上的壓縮彈簧33同樣，配置在圓 周方向的多個位置。而且，在支架側(cè)夾緊部件47上形成有嵌入壓縮彈簧48的一端部的容 納孔47a。 在支架側(cè)夾緊部件47滑動的支架5的內(nèi)周面上，在圓周方向的適當位置形成有向 軸線方向延伸的一個以上的凸部53，另一方面，在支架側(cè)夾緊部件47的外周面上形成有與 該凸部53對應的凹槽47b。而且，通過這些凸部53與凹槽47b嵌合，從而將支架側(cè)夾緊部 件47組裝成與支架5不能相對旋轉(zhuǎn)而能向軸線方向移動(可以滑動)。
在支架側(cè)夾緊部件47與夾緊活塞42之間，在圓周方向的適當位置設有多個球部 件49。具體來講，在支架側(cè)夾緊部件47的內(nèi)周面的軸線方向外側(cè)部，形成有其內(nèi)徑向軸線 方向內(nèi)側(cè)縮小的錐面47c，另一方面，在夾緊活塞42的外周面的軸線方向內(nèi)側(cè)部，形成有其 外徑向軸線方向內(nèi)側(cè)縮小的錐面42b。而且，在比支架側(cè)夾緊部件47靠軸線方向外側(cè)，比引 導槽62a靠半徑方向外側(cè)延伸的階梯部54形成于支架5上。在該階梯部54也在其內(nèi)周面 的軸線方向內(nèi)側(cè)部，還形成有向軸線方向內(nèi)側(cè)擴徑的錐面54a。另外，在由這三個錐面47c、 42b、54a包圍的環(huán)狀的空間內(nèi)，在圓周方向的適當位置配置有多個球部件49。而且，該球部 件49既可以以接觸狀態(tài)沿著圓周方向的全周設置，也可隔開間隔設置在圓周方向上。
另外，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，夾緊活塞42作用于球部件49上的推壓力(圖的F1)被增大并 作用于夾緊盤21。 S卩，與圖4的例子同樣，夾緊活塞42用第二推壓部44，并伴隨著在與作 為第二夾緊部31的旋轉(zhuǎn)軸側(cè)夾緊部件接觸后使旋轉(zhuǎn)軸側(cè)夾緊部件31彈性位移的同時進一 步向軸線方向位移，從而對球部件49作用軸線方向的推壓力F1。而且，通過夾緊活塞42的 錐面42b的凸輪作用(楔形效果)，軸線方向的推壓力Fl被增大為向半徑方向外側(cè)的力F2 而作用于球部件49上。還有，在球部件49與支架側(cè)夾緊部件47的接觸部，通過支架側(cè)夾緊 部件47的錐面47c的凸輪作用，半徑方向的推壓力F2作為向軸線方向內(nèi)側(cè)的力F3作用。 由此，支架側(cè)夾緊部件47克服壓縮彈簧48的彈力向軸線方向內(nèi)側(cè)位移，將夾緊盤21推壓 在支架5的夾緊面5b上。 本發(fā)明不限定于上述各種例子。例如，不限于在旋轉(zhuǎn)軸2的半徑方向外側(cè)設置第 一夾緊部21、第二夾緊部31、第一推壓部43及第二推壓部44等的結(jié)構(gòu)，也可以是將它們設 在旋轉(zhuǎn)軸2的半徑方向內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
一種機床用的分度裝置的夾緊裝置，具備設置成與被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的主軸不能相對旋轉(zhuǎn)的夾緊部，以及包括設置成可向主軸的軸線方向位移的夾緊活塞并且將夾緊活塞受到的工作流體的壓力作用于夾緊部的推壓機構(gòu)，從而保持主軸的進行了分度的角度位置；其特征在于，夾緊部包括設置成不能與主軸相對旋轉(zhuǎn)的作為第一夾緊部的夾緊盤、和形成于主軸或與主軸一體旋轉(zhuǎn)的部件上且包括向與主軸的半徑方向交叉的方向延伸的受壓面的第二夾緊部；推壓機構(gòu)包括與上述夾緊盤相對并介于夾緊活塞與夾緊盤之間的第一推壓部、和與第二夾緊部的受壓面相對并介于夾緊活塞與第二夾緊部之間的第二推壓部；通過夾緊活塞受到上述工作流體的壓力而成為接觸狀態(tài)的第二夾緊部及推壓機構(gòu)的第二推壓部的一方包括受到借助于夾緊活塞作用的軸線方向的推壓力而產(chǎn)生對第二夾緊部的受壓面的主軸的半徑方向的推壓力的推壓力轉(zhuǎn)向部；第二夾緊部及第二推壓部的至少一方設置成可伴隨著第二推壓部對第二夾緊部作用推壓力而進行彈性位移，從而容許夾緊活塞的上述軸線方向的位移。
全文摘要
本發(fā)明涉及機床用的分度裝置的夾緊裝置。本發(fā)明在機床用的分度裝置的夾緊裝置中，可進行任意角度的分度且能得到高的剛性和夾緊轉(zhuǎn)矩。夾緊裝置具備相對主軸不能旋轉(zhuǎn)的夾緊部和將可向主軸的軸線方向位移的夾緊活塞受到的流體壓力作用于夾緊部的推壓機構(gòu)，從而保持主軸的進行了分度的角度位置；夾緊部具備不能與主軸相對旋轉(zhuǎn)的第一夾緊部和與主軸一起旋轉(zhuǎn)的第二夾緊部；推壓機構(gòu)具備推壓第一夾緊部的第一推壓部和推壓第二夾緊部的第二推壓部；若夾緊活塞通過流體壓力往動，則在第二夾緊部或第二推壓部產(chǎn)生彈性位移，對第一夾緊部施加軸線方向的力，而對第二夾緊部施加主軸的半徑方向的力，從而將旋轉(zhuǎn)軸夾緊。
文檔編號B23Q16/10GK101722442SQ200910179219
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月24日
發(fā)明者西田陽一 申請人:津田駒工業(yè)株式會社