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Patent Searching and Data


Title:
INDEX DEVICE FOR MACHINE TOOL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/005051
Kind Code:
A1
Abstract:
In an index device for machine tool comprising a rotary shaft (40) for stopping a drive object, a housing (30) surrounding the rotary shaft (40), bearings (B1, B2) secured between the housing (30) and the rotary shaft (40) by a securing member (30b), and a drive means (M) consisting of rotors (M1a, M2a) and stators (M1b, M2b) provided around the rotary shaft (40), the stators (M1b, M2b) being stopped on the housing (30) and the rotors (M1a, M2a) being stopped on the rotary shaft (40), wherein the rotary shaft (40), the bearings (B1, B2), the rotors (M1a, M2a), and the securing member (30b) are coupled as a built-in unit (22), the casing members (30a, 31a) of the housing (30) and the stators (M1b, M2b) are coupled with each other and the cables (c11, c11) for stator are led out from the opposite side to the securing member (30b) as an enclosure unit (21), and then the built-in unit (22) is coupled with the enclosure unit (21) freely to be inserted or drawn out with respect to the enclosure unit (21), thus facilitating connection and release of wiring between the stator of a DD motor being built in the spindle head of a machine tool and a machine tool body side.

Inventors:
TATSUDA YOSHINORI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/061888
Publication Date:
January 08, 2009
Filing Date:
July 01, 2008
Export Citation:
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Assignee:
TSUDAKOMA KOGYO KABUSHIKIKAISH (JP)
TATSUDA YOSHINORI (JP)
International Classes:
B23Q1/70; B23Q1/26; B23Q1/52; B23Q16/02
Foreign References:
JP2004322306A2004-11-18
JP2003159622A2003-06-03
JP2002303322A2002-10-18
JP2004082287A2004-03-18
JP2006007328A2006-01-12
Other References:
See also references of EP 2168713A4
Attorney, Agent or Firm:
NAKAGAWA, Kunio (Yoyogi 2-chome Shibuya-k, Tokyo 53, JP)
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Claims:
 一端に回転駆動対象部材が固定される回転軸(40)と、前記回転軸(40)を支持するために回転軸(40)の外周を少なくとも囲むハウジング(30)と、前記ハウジング(30)と前記回転軸(40)との間に設けられる軸受(B1,B2)と、前記ハウジング(30)と前記回転軸(40)の間に設けられると共に回転軸(40)を回転させるために回転軸(40)の周りに同心円状に配置されたモータロータ(M1a,M2a)及びモータステータ(M1b,M2b)からなる駆動モータ(M1,M2)を備える駆動手段(M)とを含み、前記ハウジング(30)には前記モータステータ(M1b,M2b)を固定し、前記回転軸(40)には前記モータロータ(M1a,M2a)を固定する工作機械用の割出装置において、
 前記ハウジング(30)は、前記モータステータ(M1b,M2b)を固定する反回転駆動対象部材側のケーシング部材(30a,31a)と、前記軸受(B1,B2)を前記回転軸(40)との間に介在する回転駆動対象部材側の固定部材(30b)とから構成し、前記ケーシング部材(30a,31a)を前記固定部材(30b)に着脱可能に連結したもので、
 前記回転軸(40)、前記軸受(B1,B2)、前記モータロータ(M1a,M2a)及び前記固定部材(30b)を組み付けて内蔵ユニット(22)を構成すると共に、前記ケーシング部材(30a,31a)と前記モータステータ(M1b,M2b)とを組み付け且つモータステータ(M1b,M2b)に接続するケーブル(c11,c21)を前記固定部材(30b)に対して反回転駆動対象部材側から引き出すことによって外装ユニット(21)を構成し、
 前記内蔵ユニット(22)を前記外装ユニット(21)に対して回転駆動対象部材側から抜き差し可能に連結してあることを特徴とする工作機械用の割出装置。
 前記駆動手段(M)は複数の前記駆動モータ(M1,M2)を回転軸の軸線方向に沿って直列的に設けたもので、
 前記ケーシング部材(30a,31a)は、少なくとも反回転駆動対象部材側における前記駆動モータ(M1,M2)のモータステータ(M1b,M2b)を固定するものであることを特徴とする請求項1記載の工作機械用の割出装置。
Description:
工作機械用の割出装置

 本発明は、工作機械用の割出装置、特に 五軸加工機(同時五軸制御可能な加工機)等 複合加工機に使用されるスピンドルヘッド( 明細書でいう加工用ヘッドに相当する)や、 回転テーブル装置等の工作機械用の割出装置 に関する。

 工作機械用のスピンドルヘッドとしては、 ールを回転駆動するスピンドルユニットを 側で支持しつつA軸周りに回転駆動するフォ ークと、このフォークをC軸周りで回転駆動 る駆動部(以下、C軸駆動部という。)とを備 たものが知られている(特許文献1)。

米国特許第5584621号明細書

 上記C軸駆動部は、フォークに固定された 内側スリーブを含む回転軸、回転軸(内側ス ーブ)を回転自在に支持するための軸受、回 軸を回転駆動するための駆動モータを含み これらをハウジング内に収容している。ま 、上記駆動モータは、回転軸に固定される ータ(モータロータ)と、ロータを囲繞する 置でハウジングに固定されるステータ(モー ステータ)とからなっている。即ち、特許文 献1におけるスピンドルヘッドのC軸駆動部は その回転軸を駆動するために直接駆動型の ータ(俗にDDモータと言われる)を採用してい る。さらに、この駆動モータを構成するロー タ及びステータは、回転軸の一部と共に、そ の外周及び上下の三方を囲まれた状態でハウ ジング内に収容されている。そして、C軸駆 部は、駆動モータによって回転軸(フォーク) を所定の角度位置へ向けて回転駆動する割出 装置として機能する。

 ところで、上記のスピンドルヘッドにお るC軸駆動部や前述の回転テーブル装置等は 、割出装置として工作機械に組み付けられて 工作機械の一部を構成するものであり、一般 には、そのハウジング(フレーム)に相当する 分を工作機械の所定箇所に取り付けること よって工作機械に支持され、使用される。 た、特許文献1には記載されていないが、上 記のような割出装置は、回転駆動対象部材( 記スピンドルヘッドにおけるフォーク等)の 度位置を割り出した後にその角度位置を保 するためのクランプ機構が一般的に組み込 れている。

 工作機械の使用によって一定期間経過す と、上述の割出装置内における軸受やクラ プ機構等のメンテナンスが必要となる。し し、割出装置を工作機械に取り付けたまま 状態でこのメンテナンス作業を行うことは めて困難である。そこで、従来では、上記 ンテナンス作業を行う際には割出装置の全 を工作機械から取り外すのが一般的であり 例えば、上述したスピンドルヘッドの場合 は、C軸駆動部全体を工作機械から取り外す ことが行われる。

 しかし、特許文献1によるスピンドルヘッ ドでは、C軸駆動部の全体を工作機械から取 外す際、その脱着作業が煩雑であるという 題を有する。具体的には、上述の特許文献1 よるスピンドルヘッドにおけるC軸駆動部は 、その駆動手段としてDDモータを採用してお 、そのモータステータには複数本のケーブ (電流供給線、アース線、検出器用線等)が 続され、そのケーブルをハウジングの外部 引き出して、工作機械の対応する配線とコ クタ等で接続してある。従って、C軸駆動部 工作機械から取り外す際には、ケーブルと 作機械側の配線との接続を解除し、また、 ンテナンスが終了してC軸駆動部を再度工作 機械へ取り付ける際には、上記のケーブルと 配線との接続を再度行なわなければならない 。この配線の接続、解除作業は、配線の数だ け必要なので、非常に煩雑で時間と手間を要 することになる。また、駆動モータの数が増 えれば、配線の接続、解除作業は一段と煩雑 となる。

 本発明は上記実情を考慮して開発された ので、その解決課題は、上述の割出装置に するメンテナンス作業に付随する作業を容 化するための割出装置の構造を提供するこ である。

 本発明は、一端に回転駆動対象部材が固 される回転軸と、前記回転軸を支持するた に回転軸の外周を少なくとも囲むハウジン と、前記ハウジングと前記回転軸との間に けられる軸受と、前記ハウジングと前記回 軸の間に設けられると共に前記回転軸を回 させるために回転軸の周りに同心円状に配 されたモータロータ及びモータステータか なる駆動モータを備える駆動手段とを含み 前記ハウジングには前記モータステータを 定し、前記回転軸には前記モータロータを 定する工作機械用の割出装置を前提とする

 そして、請求項1の発明は、前記ハウジン グは、前記モータステータを固定する反回転 駆動対象部材側のケーシング部材と、前記軸 受を前記回転軸との間に介在する回転駆動対 象部材側の固定部材とから構成し、前記ケー シング部材を前記固定部材に着脱可能に連結 したもので、前記回転軸、前記軸受、前記モ ータロータ及び前記固定部材を組み付けて内 蔵ユニットを構成すると共に、前記ケーシン グ部材と前記モータステータとを組み付け且 つ前記モータステータに接続するケーブルを 前記固定部材に対して反回転駆動対象部材側 から引き出すことによって外装ユニットを構 成し、前記内蔵ユニットを前記外装ユニット に対して回転駆動対象部材側から抜き差し可 能に連結してあることを特徴とする。

 駆動手段は、駆動モータの個数を問わな 。複数の前記駆動モータを前記回転軸の軸 方向に沿って直列的に設けた場合に外装ユ ットに対して内蔵ユニットを抜き差し可能 するには、請求項2の発明のようにする。  ち、前記ケーシング部材は、少なくとも反 転駆動対象部材側における前記駆動モータ モータステータを固定するものであること 特徴とする。

 本発明は、工作機械に用いられるスピン ルヘッドや回転テーブル装置等の割出装置 おいて、回転軸の軸線方向に沿ってハウジ グをケーシング部材と固定部材とに分け、 ータステータに接続するケーブルを含む外 ユニットに対して内蔵ユニットを回転駆動 象部材側から抜き差し可能に設けてあるの 、モータステータを含む外装ユニットを工 機械側へ残したまま、内蔵ユニットを引き くことで取り外すことができる。その結果 ケーブルの接続を解除する作業を行なうこ なく内蔵ユニットや外装ユニットに含まれ 軸受、クランプ機構等の各部材のメンテナ スが可能となる。これにより、上記割出装 のメンテナンス作業の容易化及び時間短縮 図ることができる。

 請求項2の発明は、上記割出装置において 、複数の駆動モータを回転軸の軸線方向に沿 って直列的に設けた駆動手段を用い、反回転 駆動対象部材側における駆動モータのモータ ステータを固定するケーシング部材を用いる ので、複数の駆動モータのうち少なくとも反 回転駆動対象部材側の駆動モータのモータス テータについてはケーブルの接続を解除しな くとも、内蔵ユニットを抜き差しできるので 、その分だけメンテナンス作業の容易化及び 時間短縮を図ることができる。

本発明の工作機械用の割出装置の断面 である。 (イ)(ロ)図は、図1の組立て状態、分解 態を示す説明図である。 (イ)(ロ)図は、第二の支持ヘッドの第一 変形例における組立て状態、分解状態を示す 説明図である。 (イ)(ロ)図は、第二の支持ヘッドの第二 変形例における組立て状態、分解状態を示す 説明図である。 (イ)(ロ)図は、第二の支持ヘッドの第三 変形例における組立て状態、分解状態を示す 説明図である。 ラムと加工用ヘッドとの連結構造の第 変形例を示す片側断面図である。 ラムと加工用ヘッドの組立て状態を示 説明図である。 軸受の構造を示す断面図である。 工作機械の全体を示す斜視図である。

符号の説明

1工作機械、2ベッド、3コラム、4クロスレ ル、5サドル、6ラム、6aヘッド取付部分、7テ ーブル、8加工用ヘッド、9スピンドル、10ス ンドルユニット、11第一の支持ヘッド、12基 、13ケース、14脚部、20第二の支持ヘッド、2 1外装ユニット、22内蔵ユニット、30ハウジン 、30aケーシング部材、30b固定部材、30c係止 リーブ、30d内筒、30e外筒31第一ハウジング 材、31a本体、31b第一ハウジングスリーブ、31 c外向窓、32第二ハウジング部材、32a本体、32b 第二ハウジングスリーブ、33接合部材c1コネ タ、c11ケーブル、H1ケーブル用配線孔、c2コ クタ、c21ケーブル、H2ケーブル用配線孔、40 回転軸、41第一軸部材、41a本体、41b第一外ス ーブ、41c第一内スリーブ、41d筒状空間、41e 径部、41f筒状部材、42第二軸部材、42a本体 42b第二外スリーブ、42c第二内スリーブ、42d 部、42eフランジ部材、42f連結部材、50クラン プ機構、51クランプスリーブ、51a厚肉部、51b 肉部、52受圧部材、53圧力室、54流体通路、5 4a出口部、B1軸受、B2軸受、B1a内輪、B1b外輪、 B1c円筒ころ、M駆動手段、M1駆動モータ、M1aモ ータロータ、M1bモータステータ、M1cステータ スリーブ、M2駆動モータ、M2aモータロータ、M 2bモータステータ、M2cステータスリーブ

 本発明が適用される工作機械1の一例とし て、図9に示すように、門型工作機械(マシニ グセンタ)を五軸加工機や多面加工機などの 複合化加工機として用いるものを挙げる。図 示の工作機械1は、同時五軸制御可能な加工 であって、ベッド2の両側から起立する左右 コラム3,3と、両コラム3,3の間に跨って両コ ム3の前後面の片面上を上下方向(Z軸方向)に 移動するクロスレール4と、クロスレール4の 面上(コラム3に対してクロスレール4を設け 面と同一面上)を水平に左右方向(Y軸方向)に 移動するサドル5と、サドル5の前面上をZ軸方 向に移動するラム6と、ベッド2の上面を前後 向に移動するテーブル7とを工作機械本体と して備えるものである。さらに、工作機械本 体のラム6には加工用ヘッド8(前述のスピンド ルヘッドに相当)を着脱可能に取り付け、工 が取り付けられるスピンドル9を備えたスピ ドルユニット10を、加工用ヘッド8の一部品 して備えている。

 かかる工作機械1は、ワークの加工時にお いて、予め設定されたプログラムに基づく数 値制御により、テーブル7、クロスレール4、 ドル5及びラム6を移動させると共に、加工 ヘッド8がスピンドルユニット10の角度位置( 転位置)の割出しを行なう。これにより、門 型工作機械では、ワークの各加工面に対して 工具を最適な角度で当てて加工を行なうこと ができ、複雑な形状のワークの切削加工等を 可能としている。

 加工用ヘッド8は、図7に示すように、工 が取り付けられるスピンドル9を有するスピ ドルユニット10と、スピンドルユニット10を 角度調節を可能な状態で回転可能に支持する 第一の支持ヘッド11と、スピンドルユニット1 0とは反対側で第一の支持ヘッド11を回転可能 に支持する第二の支持ヘッド(前述のC軸駆動 に相当)20を含むものである。そして、第一 支持ヘッド11(第一の支持ヘッド11の基部12) 本願発明の回転駆動対象部材に相当し、第 の支持ヘッド20が割出装置に相当する。

 スピンドルユニット10は、モータ内蔵型 スピンドルヘッドであって、そのケース13内 に回転可能に支持されたスピンドル9を、内 された図示しないモータで高速回転駆動す ものである。

 第一の支持ヘッド11は、スピンドルユニ ト10を、その鉛直方向の軸線方向(以下「C軸 向」という)と直交する軸線(以下、「A軸」 いう)を中心にして回転可能に支持すると共 に、内蔵するモータでスピンドルユニット10 A軸を中心に回転させてその角度位置を割出 すものである。C軸は、工作機械1のZ軸と平行 である。

 第一の支持ヘッド11は、基部12(第二の支 ヘッド20側の部分)に対し一対の脚部14,14が離 間して(間隔をあけて)取り付けられたフォー 形に構成されており、一対の脚部14,14の間 スピンドルユニット10を支持する。詳しくは 、スピンドルユニット10の両側面には、各脚 14の内部で回転可能に支持されると共に回 軸線をA軸に一致させて配置された一対の支 軸(図示せず)が取付けられ、この支持軸に って一対の脚部14,14間で回転可能に支持され る。そして、支持軸が脚部14に内蔵されたモ タによって回転駆動されることにより、ス ンドルユニット10がA軸を中心に回転されて の角度位置が割り出される。

 第二の支持ヘッド20は、第一の支持ヘッ 11をC軸を中心に回転可能に支持し、内蔵す 駆動手段で第一の支持ヘッド11を回転させて その角度位置を割出すことにより、延てはス ピンドルユニット10の角度位置を割出すもの ある。第二の支持ヘッド20は、工作機械1の ム6に取り付けられ、その一端側に第一の支 持ヘッド11が取り付けてある。なお、以後の 明において、第二の支持ヘッド20を構成す 各パーツは、基本的にC軸を軸線とする筒状 リング状に形成されているものとする。ま 、連結とは、ネジ、ボルト等のネジ部材に って締結固定することをいうものとする。

 第二の支持ヘッド20は、図1又は図2に示す ように、外装ユニット21に対して、その内部 収容する内蔵ユニット22をC軸方向に沿って 転駆動対象部材側から抜き差し可能に連結 ると共に、外装ユニット21に対して内蔵ユ ット22をC軸を中心にして回転可能に支持す ものである。なお、図示の例では、外装ユ ット21に対し内蔵ユニット22を抜き差し可能 するために、外装ユニット21の内周面の各 における直径寸法を、それよりも反回転駆 対象部材側の内蔵ユニット22の直径寸法(外 寸法)よりも大きくしてある。

 第二の支持ヘッド20は、ハウジング30と、 ハウジング30の内部で回転可能に支持される 転軸40と、ハウジング30と回転軸40との間に 装される軸受B1と、同じくハウジング30と回 転軸40との間に介装される駆動手段Mと、同じ くハウジング30と回転軸40との間に介在する ランプ機構50(回転軸40を回転不能に保持する もの)とから構成される。

 駆動手段Mは、工作機械1に固定されるハ ジング30に対して回転軸40を回転駆動するも であって、図示の例では、C軸方向に間隔を あけて直列的に配置した2個の駆動モータM1、 M2が採用されている。各駆動モータM1、M2は、 ギヤ等の減速器を使わずに直接負荷に繋いで 運転するタイプのもの(俗に、直接駆動型モ タ/DDモータと言われる。)である。そして、 駆動モータM1、M2は、固定鉄心にコイルを捲 回して構成されたモータステータM1b、M2bと、 モータステータM1b、M2bの内周面に近設して対 向する複数のマグネットを周方向に亘って配 置したモータロータM1a、M2aと、モータステー タM1b、M2bを保持するステータスリーブM1c、M2c とを同心円状に配置した構成(俗に、インナ ロータ形DDモータと言われる)となっている

 ハウジング30は、回転軸40を支持するため のものであって、駆動モータM1,M2のモータス ータM1b,M2bが固定される反回転駆動対象部材 側のケーシング部材30aと、軸受B1を回転軸40 の間に介在させる回転駆動対象部材側の固 部材30bとから構成され、ケーシング部材30a 固定部材30bを着脱可能に連結したものであ 。

 図示の例では、ケーシング部材30aは、各 ータステータM1b,M2bの外周を少なくとも囲む ものであって、縦長の筒型に連結された2個 ハウジング部材31,32であってC軸方向に分割 能に連結されたハウジング部材31,32と、連結 したハウジング部材31,32の反回転駆動対象部 側に連結して開口を塞ぐ蓋状の部材(蓋部材 )33とを主として構成される。以下では、この ハウジング部材31,32について、図面上側のハ ジング部材31を第一のハウジング部材、下 のハウジング部材32を第二のハウジング部材 とする。そして、ケーシング部材30aは、第一 ハウジング部材31、第二ハウジング部材32及 蓋部材33を連結することにより、回転駆動対 象部材側に向かって開口する空間を内側に形 成し、この空間内の外側の部分にモータステ ータM1b,M2b及びクランプ機構50を収容し、内側 の部分に内蔵ユニット22の大半を収容する。

 第一ハウジング部材31は、その本体31aを の下端部が内向きに屈曲する片側断面L字状 形成し、その本体31aの上端部に、半径方向 側に突出する第一ハウジングスリーブ31bを 結し、全体としての片側断面を内向きに開 するコ字状に形成してある。

 第二ハウジング部材32は、その本体32aの 端部に半径方向内向きに突出する第二ハウ ングスリーブ32bを連結して構成してある。 して、第二ハウジング部材32は、第二ハウジ ングスリーブ32bを第一ハウジング部材31の下 に連結することにより第一ハウジング部材3 1に対し固定される。

 固定部材30bは、軸受B1の外周を囲みつつ 二ハウジング部材32の本体32aの下端(ケーシ グ部材30a)に着脱可能に連結される係止スリ ブであって、複数の部品を連結して片側断 が内向きに開くコ字状に形成され、その内 に軸受B1の外周部(外輪)を収容する空間を形 成している。固定部材30bの上端面とケーシン グ部材30aの下端面とは、凹凸の嵌め合いによ る位置決めをし、円周方向の複数個所におい て外周側から半径方向内側に向かって螺挿さ れるネジ部材によって連結されている。

 回転軸40は、その軸心を中心とする貫通 が形成された複数の軸部材41、42を主として 成され、第一ハウジング部材31と第二ハウ ング部材32の分割箇所に対応する箇所でC軸 向に分割可能に設けてある。以下では、第 ハウジング部材31の内周側の空間に配置する 軸部材41を第一軸部材、第二ハウジング部材3 2の内周側の空間に配置する軸部材42を第二軸 部材とする。

 第一軸部材41は、その本体41aの下部を、 一ハウジング部材31の下部に対向して半径方 向外向きに突出すると共に、本体41aの上部外 側に、半径方向外向きに突出する第一外スリ ーブ41bを連結し、本体41aの上部内側に、半径 方向内向きに突出する第一内スリーブ41cの外 周部を連結して構成してある。そして、第一 軸部材41と第一ハウジング部材31との間の筒 の空間に駆動モータM1を配置し、第一内スリ ーブ41cの内周部と本体41aの下部を第二軸部材 42に連結してある。

 上側の駆動モータM1は、第一ハウジング 材31の内周側にステータスリーブM1cを介して モータステータM1bを固定し、第一軸部材41の 周側にモータロータM1aを固定したものであ 。より詳しく言えば、モータステータM1bを テータスリーブM1cの内周面に同心円状に嵌 込んで固定し、ステータスリーブM1cを第一 ウジングスリーブ31bの下側に連結して第一 ウジング部材31に対しモータステータM1bを 定している。また、第一軸部材41の外周面に モータロータM1aを嵌め込み、第一外スリーブ 41bの下面にモータロータM1aを連結して第一軸 部材41に対しモータロータM1aを固定している

 また、上側の駆動モータM1には、コネク c1を介してケーブルc11を接続してある。ケー ブルc11は、例えば、モータステータM1bに内蔵 されるコイルに電流を供給するためのU、V、W 相用の電流供給ケーブル、アース線、駆動モ ータM1の異常を検出するための検出線等であ 。コネクタc1を配置するために、第一ハウ ングスリーブ31bの下面の一部に局部的に窪 だ空間を形成し、その窪んだ空間にコネク c1を配置している。また、ケーブルc11を通す ために、第一ハウジングスリーブ31b及び蓋部 材33には上下に貫通するケーブル用配線孔H1 連通して設けてある。

 第二軸部材42は、段差付きの形状であっ 、第一軸部材41の内周に嵌まり込む小径部分 と、第一軸部材41の下端面に突き合わさる大 部分とをC軸方向に連結した構成である。言 い換えれば、C軸方向に延在する本体42aと、 体42aの上部外側に連結されて半径方向外向 に突出する第二外スリーブ42bと、本体42aの 部内側(中央)に連結されて第一軸部材41の内 に向かって突出する第二内スリーブ42cとを として構成する。本体42aの上端面の中央部 凹部42d形成し、第一軸部材41の本体41aの下 、及び第二内スリーブ42cの下部を凹部42dに 置する。また、第二軸部材42は、第二内スリ ーブ42cをその上の第一内スリーブ41cの内周部 に連結し、第二外スリーブ42bをその上の第一 軸部材41の本体41aに連結してある。

 また、第二軸部材42は、その本体42aの下 に配置されたフランジ部材42e、及びフラン 部材42eを挟むようにして配置された連結部 42fを有し、フランジ部材42eと共に連結部材42 fを第二軸部材42の下面に連結して構成してあ る。なお、連結部材42fの下端面と第一の支持 ヘッド11の基部12の上端面とは、凹凸の嵌め いによる位置決めをしてある。

 第二軸部材42と第二ハウジング部材32は、 その適宜箇所を内向き又は外向きに突出する ことによって、両部材42,32の間に環状の二つ 空間を上下に間隔をあけて形成し、その二 の空間に、駆動モータM2、クランプ機構50を 分けて配置してある。また、第二軸部材42と 定部材30bは、その間に形成する空間に軸受B 1を配置してある。

 下側の駆動モータM2は、二つの空間のう の上側の空間に配置され、上側の駆動モー M1と同様にモータロータM2a、モータステータ M2b、ステータスリーブM2cとから構成され、各 々を同様に、第二ハウジングスリーブ32bを介 して第二ハウジング部材32に固定し、第二外 リーブ42bを介して第二軸部材42に固定して る。

 また、下側の駆動モータM2にもコネクタc2 を介して複数のケーブルc21を接続してある。 コネクタc2を配置するために、第二ハウジン スリーブ32bの下面に局部的に窪んだ空間を 成してある。また、ケーブルc21を通すため ケーブル用配線孔H2を、第二ハウジングス ーブ32b、第一ハウジング部材31、第一ハウジ ングスリーブ31b、蓋部材33の各内部に軸線方 に沿って連通して形成してある。さらに、 一ハウジング部材31は、その下端部の外周 、ケーブルc21に通じる外向窓31cを設けてい 。外向窓31cは、第一ハウジング部材31と第二 ハウジングスリーブ32bとを連結後にケーブル c21をケーブル用配線孔H2に通す際に使用され 。

 クランプ機構50は、二つの空間のうちの 側の空間に配置され、回転軸40を相対的に締 め付けて回転軸40を相対回転不能とするクラ プスリーブ51と、クランプスリーブ51を変形 させる作動流体を導く受圧部材52とから構成 れ、第二ハウジング部材32の内周側に受圧 材52、クランプスリーブ51を順次同心円状に 置して連結してある。クランプスリーブ51 、その外周に溝を有し、その溝により上下 厚肉部51a,51aの間に変形可能な薄肉部51bが形 される。また、その溝と受圧部材52とによ 、薄肉部51bの外側と受圧部材52との間に圧力 室53を形成してある。そして、クランプスリ ブ51は、薄肉部51bを第二軸部材42に近接させ て配置される。更に、受圧部材52には、その 部に圧力室53に通じる流体通路54が形成して あり、その流体通路54の出口部54aが圧力室53 開口している。流体通路54は、ハウジング部 材31,32及び蓋部材33に形成した流体流路であ て、接合部材33から外部の流体流路(図示せ )に通じている。そして、流体通路54に流体 供給することにより、薄肉部51bを小径方向 変形させて第二軸部材42を締め付けて回転軸 40を回転不能な状態に保持する。

 軸受B1は、アキシアル方向及びラジアル 向の荷重を支持可能な複列形式のころ軸受 採用してある。具体的には三列ローラベア ング(三列円筒ころ軸受/アキシアル・ラジア ルローラベアリングとも言う)を採用してあ 。詳しく言えば、図8に示すように、軸受B1( 列ローラベアリング)は、内輪B1aと、外輪B1b と、内輪B1aと外輪B1bの間に介在する複数の円 筒ころB1cによって構成される。内輪B1aを複数 のパーツの組み付けによって片側断面コ字状 に外向きに開口して形成し、その開口する溝 部の高さ中間部に外輪B1bの内周部を配置し、 内輪B1aを回転軸40に、外輪B1bを固定部材30bに れぞれ連結し、外輪B1bの上、下、内側に円 ころB1cをそれぞれ配置し、上下の円筒ころB 1c、B1cでアキシアル方向の荷重を支持し、内 の円筒ころB1cでラジアル方向の荷重を支持 てある。内側の円筒ころB1cは、図示しない 持部材によって保持される。

 なお、回転軸40の回転量、即ち第一の支 ヘッド11の角度位置を検出するための回転検 出器は、図示しないが、ハウジング30と回転 40の双方に亘って固定してある。回転検出 の検出信号は、工作機械1の制御装置に送ら 、第一の支持ヘッド11の回転制御に用いら る。

 以上の第二の支持ヘッド20において、本 明で言う外装ユニット21は、ハウジング30の ちの反回転駆動対象部材側(回転駆動対象部 材の反対側)に位置するケーシング部材30aと 駆動手段Mを構成する2個の駆動モータM1,M2の モータステータM1b,M2bと、クランプ機構50と 連結して一体化したものに相当し、各モー ステータM1b,M2bに接続されたケーブルc11,c21 反回転駆動対象部材側から引き出されるよ に構成されている。

 一方、内蔵ユニット22は、残りの部分、 ち、ハウジング30のうちの回転駆動対象部材 側に位置する固定部材30bと、回転軸40と、各 動モータM1,M2のモータロータM1a,M2aと、軸受B 1とを連結して一体化したものに相当する。

 そして、以上の構成による第二の支持ヘ ド20によれば、前述のように外装ユニット21 に対し内蔵ユニット22が抜き差し可能となっ いる。言い換えれば、内蔵ユニット22が挿 される外装ユニット21の内部空間の各部の直 径寸法(例えば、駆動モータM1,M2が存在する部 分においてはモータステータM1b,M2bの内周面 直径寸法)を、それよりも反回転駆動対象部 側に位置する内蔵ユニット22の各部の外形 法よりも大きくしてあるため、内蔵ユニッ 22のみを工作機械1から取り外すことが可能 なり、モータステータM1b,M2bが固定されてい ケーシング部材30aを工作機械1から取り外す ことなく、軸受B1やクランプ機構50等の第二 支持ヘッド20内の各部材のメンテナンスを可 能な状態とすることができる。

 より詳しくは、メンテナンス作業の際に ータステータM1b,M2bを工作機械1から取り外 必要が無いため、前述のモータステータM1b,M 2bに接続されたケーブルと工作機械側の配線 の接続解除及び再接続作業が不要となる。 の結果、メンテナンス作業の容易化及び時 短縮を図ることができる。なお、内蔵ユニ ト22に含まれる軸受B1等の部材については、 工作機械1から取り外されるため、外部にお て容易にメンテナンス作業を行うことがで る。また、外装ユニット21に含まれるクラン プスリーブ51等の部材については、内蔵ユニ ト22が取り外されることによって外装ユニ ト21の内部空間に露出した状態となるため、 これらについてもメンテナンスが可能な状態 となる。

 次に、図3~図5に基づいて第二の支持ヘッ 20の変形例を説明する。図3に示す第二の支 ヘッド20は、ハウジング30を構成する2つの ウジング部材31,32のうちの反回転駆動対象部 材側のもの(第一ハウジング部材31)と蓋部材33 とでケーシング部材30aを構成し、回転駆動対 象部材側のもの(第二ハウジング部材32)と、 止スリーブ30c(先例の固定部材)とで固定部材 30bを構成した例である。そして、駆動手段M 構成する全ての駆動モータM1,M2のモータステ ータM1b,M2bを第一ハウジング部材31に固定して 外装ユニット21を構成し、駆動モータM1,M2の ータロータM1a,M2aを回転軸40に固定すると共 、複数の軸受B1,B2を回転軸40と第二ハウジン 部材32との間に介在させて内蔵ユニット22を 構成してある。なお、殆ど距離をおかずに複 数の駆動モータM1,M2をC軸方向に沿って直列的 に配置し、各軸受B1,B2にはクロスローラベア ングを用いている。

 図4に示す第二の支持ヘッド20は、これま の例と同様に駆動手段Mを軸線方向に直列的 に配置した複数の駆動モータM1,M2で構成した のであるが、反回転駆動対象部材側の駆動 ータM1のモータステータM1bのみをケーシン 部材30aの一部を形成する第一ハウジング部 31に固定して外装ユニット21を構成した例で る。従って、図4に示す第二の支持ヘッド20 は、先例と異なり、回転駆動対象部材側の 動モータM2は、固定部材30bの一部を形成す 第二ハウジング部材32と回転軸40との間に設 られたものとなっている。この場合、内蔵 ニット22を取り外す際には、回転駆動対象 材側のモータステータM2bからのケーブル(図 省略)の接続を解除する作業を要する。しか し、従来のように全ての駆動モータ(モータ テータ)について上記作業を行うものと比べ その作業の容易化及び時間短縮を図ること できる。

 図5に示す第二の支持ヘッド20は、駆動手 Mに相当する駆動モータM1として、モータロ タM1aがモータステータM1bの外周を囲繞する うに設けられた、所謂アウターロータ形のD Dモータを採用した例である。図示の例では 回転軸40は、反回転駆動対象部材側を小径と し、その小径部41eを囲むようにして筒状部材 41fを回転軸40に取り付け、回転軸40の先端部 に筒状空間41dを同心円状に形成している。 して、駆動モータM1のモータロータM1aを筒状 空間41dの外周側、即ち、筒状部材41fの内周面 に固定し、固定部材30bと共に内蔵ユニット22 構成している。

 一方、外装ユニット21を構成するための ーシング部材30aは、内筒30dと外筒30eからな 二重管構造とし、同心円状に配置された外 30eと内筒30dとが反回転駆動対象部材側にお て接合部33で繋がれた構造となっている。そ して、内筒30dの外周面にモータステータM1bを 固定して外装ユニット21を構成している。

 この図5に示す第二の支持ヘッド20のよう 、本発明では、駆動手段Mに用いられる駆動 モータは、インナーロータ形のDDモータに限 ず、アウターロータ形のDDモータであって 良い。

 そして、図5に示す第二の支持ヘッド20に いても、内蔵ユニット22は、外装ユニット21 に対し抜き差し可能となっている。より詳し くは、外装ユニット21の主体となるケーシン 部材30aのC軸方向に延在する内周面、即ち、 内筒30dの内周面及び外筒30eの内周面は、その 内周面によって形成される内部空間に挿入さ れる内蔵ユニット22の部分に対し、その各部 直径寸法が、それよりも反回転駆動対象部 側に位置する内蔵ユニット21における上記 分の外径寸法よりも大きく形成されている 具体的には、内筒30dの内周面については、 の内部に挿入される回転軸40の小径部41eに対 し、その各部の直径寸法が、それよりも反回 転駆動対象部材側に位置する小径部41eの各部 の外径寸法よりも大きく形成されている。ま た、外筒30eの内周面については、その内部に 挿入される回転軸40(大径部)及び筒状部材41f 対し、その各部の直径寸法が、それよりも 回転駆動対象部材側に位置する回転軸40又は 筒状部材41fの各部の外径寸法よりも大きく形 成されている。

 以上から、本発明では、外装ユニット21 、その内部においてC軸方向で内蔵ユニット2 2と対向する面を有していないとも言える。 た、図5に示す例では、ケーシング部材30aと 定部材30bとを連結するためにフランジ接合 用いており、ネジ部材をC軸方向に平行に捩 じ込んで両者を連結している。即ち、本発明 においては、ケーシング部材30aと固定部材30b との連結方法は特に限定しないものである。

 なお、本発明は上記の実施形態に限定さ ない。例えば、ラム6と加工用ヘッド8(第二 支持ヘッド20)との連結構造について、図6に 示すように、ラム6のヘッド取付部分6aをケー シング部材30aとして利用しても良い。詳しく 言えば、内部に横断面円形の空間を有するヘ ッド取付部分6aをケーシング部材30aとして使 すると共に、その内周面に駆動モータのモ タステータやクランプ機構等を固定して外 ユニット21を形成し、先例の第二の支持ヘ ド20におけるハウジング部材31,32及び蓋部材3 3を省略したものとしても良い。そして、先 の係止スリーブ30cを固定部材30bとして使用 てヘッド取付部分6aに連結するようにすれば 良い。

 また、駆動手段を構成する駆動モータの 数は問わず、三個以上でも良い。また、図5 の例では、ラム6に対し加工用ヘッド8を連結 るために設けられたフランジを利用してケ シング部材30aと固定部材30bを接合するもの あったが、加工用ヘッド8をラム6に接合す フランジとは別に専用のフランジをケーシ グ部材30aと固定部材30bに設けてフランジ接 するものであっても良い。

 また、本発明が対象とする工作機械用の 出装置は、上記した加工用ヘッド(スピンド ルヘッド)に限らず、たとえばワークが載置 れる円テーブルを回転駆動してその角度位 を割出す回転テーブル装置に適用しても良 。この場合、円テーブルが本発明でいう回 駆動対象部材となる。