專利名稱：機(jī)床用的加工用頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)床用的加工用頭，更詳細(xì)地，涉及使用于5軸加工 機(jī)(同時(shí)可控制5軸的加工機(jī))或多面加工機(jī)等的復(fù)合加工機(jī)(機(jī)床)的具備 轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的加工用頭。
背景技術(shù)：
圖6，作為上述復(fù)合加工機(jī)的一例，表示龍門銑床(加工中心)l。這種 龍門銑床l，包括在床4上付設(shè)的左右圓柱2、 2;在圓柱2、 2上朝上 下方向(Z軸方向)移動的橫軌6;在橫軌6上朝左右方向(Y軸方向)水平移 動的床鞍7;在床鞍7上朝Z軸方向移動的隨機(jī)存取存儲器8;在床4上 朝前后方向(X軸方向)移動的工作臺5。而且，在隨機(jī)存取存儲器8安裝 有，包含具備安裝工具的主軸的主軸單元20的加工用頭10。
上述龍門銑床1，在加工工件時(shí)，通過根據(jù)提前設(shè)定的程序的數(shù)值控 制，使上述工作臺5、橫軌6、床鞍7及隨機(jī)存取存儲器8移動的同時(shí)， 加工用頭10進(jìn)行主軸單元20的角度位置(旋轉(zhuǎn)位置)的轉(zhuǎn)位。由此，在 上述機(jī)床，對于工件的各加工面能以最佳角度加工工具，從而，可以進(jìn)行 復(fù)雜形狀的工件的切削加工等。
為此，上述加工用頭具備，用于將主軸單元20的角度位置轉(zhuǎn)位的轉(zhuǎn) 位機(jī)構(gòu)。并且，作為此轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的驅(qū)動手段，公知的有，其電機(jī)定子及電 機(jī)轉(zhuǎn)子配置在加工用頭10的殼體內(nèi)，采用轉(zhuǎn)子與支撐主軸單元的支撐軸 連接的直接驅(qū)動型的驅(qū)動電機(jī)(以下，稱為「DD電機(jī)」)的加工用頭(例如， 后述的專利公報(bào))。
而且，在上述的加工用頭，由于藉由上述數(shù)值控制進(jìn)行主軸單元20 的角度轉(zhuǎn)位，有檢測主軸單元20的角度位置(支撐軸的旋轉(zhuǎn)位置)的必要。 因此，加工用頭具備用于此的旋轉(zhuǎn)檢測器(例如，譯碼器)系為一般的，此 旋轉(zhuǎn)檢測器系在加工用頭的殼體內(nèi)被附設(shè)在上述支撐軸，又，上述加工用頭系具備上述DD電機(jī)以及旋轉(zhuǎn)檢測器加上，將保持角度被轉(zhuǎn)位的主軸單 元的位置用的夾緊機(jī)構(gòu)作為必要的構(gòu)成，且更具備對于主軸單元供給后述 的加工用流體用的旋轉(zhuǎn)接頭。
在日本特開平2-116437號公報(bào)(以下，稱專利文獻(xiàn)l)所述的加工用 頭，由主軸單元(頭)及支撐主軸單元的支撐頭(頭支撐部)而構(gòu)成，作為驅(qū)動 手段，在支撐頭內(nèi)具備有轉(zhuǎn)子相對于定子的內(nèi)周面的內(nèi)轉(zhuǎn)子型的DD電機(jī)。 (此外，在上述括號內(nèi)所記載的各部的名稱是在其專利文獻(xiàn)中使用的對應(yīng) 的各部的名稱，下述的專利文獻(xiàn)2乃至4的相關(guān)記載也相同。)
然而，在此專利文獻(xiàn)1所述的加工用頭，用于將支撐主軸單元的支撐 軸(驅(qū)動軸)可旋轉(zhuǎn)地支撐的軸承配置于在支撐軸的軸線方向的上述DD電 機(jī)的存在范圍的外側(cè)。其結(jié)果，關(guān)于加工用頭的支撐軸的軸線方向的尺寸 增大，而加工用頭成為大型化。
另一方面，在于由DD電機(jī)而驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸的機(jī)床用的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)，在旋 轉(zhuǎn)軸的軸線方向的DD電機(jī)的存在范圍內(nèi)配置支撐旋轉(zhuǎn)軸的軸承的構(gòu)成記 載于日本特開平4-2443號公報(bào)(以下，稱專利文獻(xiàn)2)。
在此專利文獻(xiàn)2所述的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)，采用轉(zhuǎn)子相對于定子的外周面的外 轉(zhuǎn)子型的DD電機(jī)。并且，此轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)，通過外嵌固定于轉(zhuǎn)子的軸承，成 為對于本體旋轉(zhuǎn)自如地支撐旋轉(zhuǎn)軸(傳達(dá)軸)的構(gòu)成。
然而，在此專利文獻(xiàn)2所述的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的情況，由于軸承圍繞DD電 機(jī)的構(gòu)成，因此必須采用大徑的軸承。這時(shí)，通過軸承的大徑化而振動精 度下降，并轉(zhuǎn)位精度，再加上加工精度下降。而且，由于軸承的直徑越大 價(jià)格也越高，因此支撐頭的制造成本會上升。
日本特開2004-520944號公報(bào)(以下稱專利文獻(xiàn)3)記載的加工用頭(主 軸頭)方面，主軸單元(密封主軸)系藉由透過上述DD電機(jī)被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的單 一旋轉(zhuǎn)軸(第二半頭)被支撐。亦即，在此專利文獻(xiàn)1的加工用頭，主軸單 元的支撐構(gòu)造系成為懸臂梁式的支撐。
然而，根據(jù)此類懸臂梁的支撐構(gòu)造的情形，由于支撐剛性低，震動容 易發(fā)生，藉此，加工精度降低的問題發(fā)生。因此，代替此類的懸臂梁支撐 構(gòu)造，考慮采用如在日本特開2003-48135號公報(bào)(以下，稱專利文獻(xiàn)4) 記載的支撐構(gòu)造。在此專利文獻(xiàn)4記載的加工用頭(操作頭)中，支撐主軸單元(密封架) 的支撐頭(第一支撐部)系具有以夾持主軸單元而被相對配置的支撐部(一 對臂)，主軸單元系在各支撐部內(nèi)，自由旋轉(zhuǎn)地被支撐，藉由相互使軸心一 致，而被相對配置的一對支撐軸在兩側(cè)被支撐。根據(jù)此構(gòu)成的話，與上述 懸臂梁支撐構(gòu)造的加工用頭相比，由于支持剛性變高，伴隨著上述般的震 動的發(fā)生而加工精度降低的問題系不會發(fā)生。
然而，在此專利文獻(xiàn)4記載的加工用頭中，加工用頭大型化，伴隨與 此，加工精度降低等的新問題會發(fā)生。
亦即，在習(xí)知的加工用頭中，如專利文獻(xiàn)3記載的加工用頭也是如此 般，采用與主軸單元的支撐軸對應(yīng)，DD電機(jī)被設(shè)置的構(gòu)成，在專利文獻(xiàn) 4記載的加工用頭也成為使其對應(yīng)于各支撐軸，在兩支撐部分別設(shè)置DD 電機(jī)的構(gòu)成。
此類構(gòu)成的情形，在加工用頭的上述支撐部內(nèi)，在用以自由旋轉(zhuǎn)地支 撐上述DD電機(jī)以及上述支撐軸的軸承加上，由于不得不設(shè)置上述般的旋 轉(zhuǎn)檢測器、夾緊機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)接頭等，設(shè)計(jì)上，必然在各支撐部的支撐軸的 軸線方向的尺寸變大。又，作為此結(jié)果，加工用頭本身會大型化。
若加工用頭為大型化，例如，上述龍門銑床的情況，為了確保其移動 領(lǐng)域，機(jī)床本身不得不為大型化或在機(jī)床上的工作空間受限制。并且，伴 隨大型化的重量的增加，不能順利地進(jìn)行加工用頭的移動，而帶給工作性 壞影響，或由于加工用頭的重量而造成橫梁彎曲，加工精度下降等的原因。
專利文獻(xiàn)1日本專利公開平2-116437號公報(bào)
專利文獻(xiàn)2〗日本專利公開平4-2443號公報(bào)
專利文獻(xiàn)3日本特開2004-520944號公報(bào)
專利文獻(xiàn)4日本特開2003-48135號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的課題是提供一種，在于具備轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的機(jī)床用加工用 頭，不必大型化其加工用頭本身，也能得到高加工精度的構(gòu)成。
根據(jù)上述課題，本發(fā)明將機(jī)床用加工用頭作為前提，該機(jī)床用加工用
頭具備包含安裝工具的主軸的主軸單元和；為支撐該主軸單元的支撐頭，包含以至少與上述主軸的旋轉(zhuǎn)軸線直交的軸線為中心旋轉(zhuǎn)主軸單元，而轉(zhuǎn) 位其角度位置的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的支撐頭。
并且，在第一本發(fā)明，其特征在于，上述轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)，具備固定于主 軸單元的同時(shí)，在支撐頭的殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)自如地設(shè)置的支撐軸和；由在支撐 頭的殼體內(nèi)被同軸配置在支撐軸周圍的電機(jī)轉(zhuǎn)子及為了相對于該電機(jī)轉(zhuǎn) 子的外周圍繞電機(jī)轉(zhuǎn)子而設(shè)置的電機(jī)定子而成的驅(qū)動電機(jī)；在支撐軸的旋 轉(zhuǎn)軸線方向的驅(qū)動電機(jī)的存在范圍內(nèi)，用于旋轉(zhuǎn)自如地支撐支撐軸的軸承 配置于上述電機(jī)轉(zhuǎn)子的半徑方向內(nèi)側(cè)。
而且，在第一本發(fā)明，上述支撐軸具有上述電機(jī)轉(zhuǎn)子外嵌固定的大徑 部和通過上述軸承而旋轉(zhuǎn)自如地支撐的軸部，并且，上述殼體具有在上述 大徑部和軸部之間配設(shè)的圓筒部，上述軸承介設(shè)在上述圓筒部和支撐軸之 間也可以。
而且，在第二本發(fā)明，其特征在于，上述支撐頭系包含分別包含在上 述旋轉(zhuǎn)軸線使軸心一致的狀態(tài)被配設(shè)、以夾持上述主軸單元而被相對配置 的第一以及第二支撐軸的第一以及第二支撐部；上述轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)系除了在上 述支撐頭的殼體內(nèi)，包含由在支撐軸周圍被同軸配置并圍繞支撐軸的電機(jī) 轉(zhuǎn)子及電機(jī)定子而成的驅(qū)動電機(jī)，且僅在上述第一以及第二支撐部的任一 方被配置。
并且，在第二本發(fā)明中，上述支撐頭系具備檢測支撐軸的旋轉(zhuǎn)位相用 的旋轉(zhuǎn)檢測器，此旋轉(zhuǎn)檢測器即使在上述第一以及第二支撐部的上述驅(qū)動 電機(jī)被設(shè)置側(cè)的另一方被配設(shè)也可，又，上述支撐頭系具備保持上述主軸 單元的角度位置的夾緊機(jī)構(gòu)，此夾緊機(jī)構(gòu)即使在上述第一以及第二支撐部 的上述驅(qū)動電機(jī)被設(shè)置側(cè)的另一方被配設(shè)也可。
發(fā)明效果
根據(jù)由上述第一發(fā)明的機(jī)床用的加工用頭，作為轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的驅(qū)動手段 采用內(nèi)轉(zhuǎn)子型的DD電機(jī)，且由于用于旋轉(zhuǎn)自如地支撐上述支撐軸的軸承 配置在，為在上述支撐軸的軸線方向的上述DD電機(jī)存在的范圍內(nèi)的上述 DD電機(jī)的半徑方向內(nèi)側(cè)，因此，能夠避免在加工用頭的上述支撐軸的軸 線方向的尺寸增大而加工用頭本身成為大型化的同時(shí)，可以采用更小徑的 軸承，且能夠有效地防止機(jī)床的大型化或加工精度的下降。另外，根據(jù)由上述第二發(fā)明的機(jī)床用的加工用頭，作為轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的驅(qū) 動手段被作用的DD電機(jī)系由于僅被內(nèi)裝在構(gòu)成支撐頭的主要部份的第一 以及第二支撐部的任一方，在另一方，只有那部份有充裕的空間。藉此， 藉由將其它部材(支撐軸、旋轉(zhuǎn)檢測器、夾緊機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)接頭等)在上述第 一以及第二支撐部的任一個(gè)適當(dāng)?shù)嘏湓O(shè)，可防止支撐頭(加工用頭)的大型 化，可有效地防止伴隨加工用頭的大型化的上述問題。
并且，在第二本發(fā)明中，藉由在上述第一以及第二支撐部的DD電機(jī)
被配設(shè)側(cè)的另一方配設(shè)旋轉(zhuǎn)檢測器及/或夾緊機(jī)構(gòu)，可更容易地實(shí)現(xiàn)防止支 撐頭的大型化的旋轉(zhuǎn)檢測器及/或夾緊機(jī)構(gòu)。


圖1表示本發(fā)明的加工用頭的支撐頭的一實(shí)施方式的正面部分截面圖。
圖2表示本發(fā)明的加工用頭的支撐頭的一實(shí)施方式的側(cè)面圖。 圖3表示本發(fā)明的加工用頭的一實(shí)施方式的正面部分截面圖。 圖4表示上述實(shí)施方式的支撐頭的變形例的部分截面圖。 圖5表示本發(fā)明的加工用頭的支撐頭的其他實(shí)施方式的正面部分截面圖。
圖6表示適用本發(fā)明的加工用頭的機(jī)床的一例的斜視圖。主要組件符號說明
1~機(jī)床； 10 加工用頭； 20 主軸單元； 21 主軸； 25 驅(qū)動電機(jī)； 25a 轉(zhuǎn)子； 25b 定子；
30~支撐頭(第一支撐頭)； 30a、 30b 腳部； 30c 支撐部；31a、 31b 殼體;
32 旋轉(zhuǎn)軸；
33 DD電機(jī)；
33a 轉(zhuǎn)子；
33b 定子；
34 夾緊機(jī)構(gòu)；
34a 夾緊套筒；
35、 36 軸承；
37 旋轉(zhuǎn)接頭；
37a 分配器；
37b 軸；
38 旋轉(zhuǎn)接頭；
38a 分配器；
38b 軸；
39~旋轉(zhuǎn)軸；
41、 44 旋轉(zhuǎn)檢測器；
41a、 44a 檢測器定子；
41b、 44b 檢測器轉(zhuǎn)子；
50 第二支撐頭；
51~殼體；
52~旋轉(zhuǎn)軸；
53~DD電機(jī)； 53a 定子； 53b 轉(zhuǎn)子； 54~夾緊套筒；
55 分配器；
56 軸承(三列圓筒滾子軸承)。 60~支撐頭；
61 殼體； 62 旋轉(zhuǎn)軸；63 DD電機(jī)；
63a 定子；
63b 轉(zhuǎn)子；
65 車由承； 67 旋轉(zhuǎn)接頭；
67a、 67b 分配器； 67c 軸；
68 旋轉(zhuǎn)檢測器；
70 軸承支架；
70al 圓筒部；
70a2 凸緣部；
70a4 貫通孔；
70b 制動部件；
70c 螺絲部件。
具體實(shí)施例方式
以下，根據(jù)附圖詳細(xì)說明第一發(fā)明及第二發(fā)明的實(shí)施方式。 圖1~3所示的是第一發(fā)明的一實(shí)施方式，圖示的加工用頭10包含， 具有安裝工具的主軸21的主軸單元20、支撐主軸單元20的第1支撐頭 30(相當(dāng)于本發(fā)明的「支撐頭」)、支撐第1支撐頭30的第2支撐頭50(圖 3)。
主軸單元20，為驅(qū)動電機(jī)內(nèi)裝型的主軸頭，是由內(nèi)裝的驅(qū)動電機(jī)高速 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動主軸21。
在此主軸單元20的殼體23內(nèi)，插通配置有主軸21，使得圍繞此主軸 21而內(nèi)裝驅(qū)動電機(jī)25。驅(qū)動電機(jī)25由外嵌固定于主軸21的轉(zhuǎn)子25a和、 與轉(zhuǎn)子25a的外周面相對而設(shè)置的定子25b而成。主軸21，通過在驅(qū)動電 機(jī)25的前后(圖的上下)排列配置的多個(gè)軸承(例如，角接觸軸承)27，而旋 轉(zhuǎn)自如地支撐。并且，若給定子25b供給勵(lì)磁電流，則在與轉(zhuǎn)子25a的之 間發(fā)生勵(lì)磁力，由其勵(lì)磁力旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子25a，而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動主軸21。第1支撐頭30是用于，支撐上述主軸單元20的同時(shí)，以與上述主軸
21的旋轉(zhuǎn)軸線直交的軸線(以下，稱為「A軸」)為中心旋轉(zhuǎn)主軸單元20 而轉(zhuǎn)位其角度位置。
該第1支撐頭30構(gòu)成為，在支撐部30c組裝相當(dāng)于本申請發(fā)明的第 一及第二支承部的一對腳部30a、 30b的叉子形狀，在其腳部30a、 30b之 間支撐上述主軸單元20。上述主軸單元20，通過分別在腳部30a、 30b的 內(nèi)部旋轉(zhuǎn)自如地組裝的支撐軸而支撐。
又，在本實(shí)施例中的支撐頭(第一支撐頭30)，用于將主軸單元20旋 轉(zhuǎn)驅(qū)動的DD電機(jī)(相當(dāng)于本發(fā)明的「驅(qū)動電機(jī)」)33僅設(shè)置在上述一對腳 部30a、 30b中的一方的腳部30a(第一支撐部)內(nèi)的構(gòu)成。因此，在以下， 上述一對的支撐軸中，將腳部30a側(cè)的支撐軸稱為驅(qū)動支撐軸，將腳部30b 側(cè)的支撐軸稱為從動支撐軸。而且，在本實(shí)施例的支撐頭，后述的旋轉(zhuǎn)檢 測器以及夾緊機(jī)構(gòu)系被配設(shè)在與DD電機(jī)33被配設(shè)的腳部30a為另一方 的腳部30b(第二支撐部)的內(nèi)部。
以下，詳細(xì)說明有關(guān)DD電機(jī)33被配設(shè)的腳部30a(第一支撐部)的構(gòu)成。
腳部30a，以殼體31a為主體，在其殼體31a的內(nèi)部組裝有，構(gòu)成DD 電機(jī)33的轉(zhuǎn)子(電機(jī)轉(zhuǎn)子)33a及定子(電機(jī)定子)33b、支撐主軸單元20的 驅(qū)動支撐軸、用于旋轉(zhuǎn)自如地支撐此驅(qū)動支撐軸的軸承(例如，交叉滾子軸 承)35、及用于將加工用的流體(以下，簡稱「流體」)供給到主軸單元20 的旋轉(zhuǎn)接頭37等。
殼體31a，為了插入DD電機(jī)33及后述的旋轉(zhuǎn)軸，腳部30b側(cè)為大開 口。而且，在殼體31a，形成有從腳部30b相反側(cè)的側(cè)面朝A軸方向延伸 的圓筒部31al。并且，在圓筒部31al，形成有向A軸方向插入旋轉(zhuǎn)接頭 37的貫通孔31a2。而且，在殼體31a的腳部30b相反側(cè)的端面，形成有 后述的流體供給用的管或用于供給電流的電纜通過的凹部31a3。還有，在 腳部30a的腳部31b相反側(cè)，安裝有側(cè)面蓋子18a，凹面31a3由該側(cè)面蓋 子18a覆蓋。另外，圖2表示拆除此側(cè)面蓋子18a的狀態(tài)。
旋轉(zhuǎn)接頭37由固定于殼體31a的分配器37a和可旋轉(zhuǎn)地嵌裝在分配 器37a的圓筒部37al的外側(cè)的軸37b而構(gòu)成。分配器37a，以插入于殼體31a的貫通孔31a2的狀態(tài)下，在于其凸緣 部37a2，通過配設(shè)在圓周方向的多個(gè)螺絲部件37c而安裝在殼體31a。而 且，在分配器37a的中心形成有，用于容許電纜等朝向主軸單元20通過 的貫通孔37a4。
而且，在分配器37a，用于將流體供給或排出的多個(gè)流體流路37a3向 圓周方向偏移位置而形成。另一方面，在軸37b，形成有對應(yīng)于分配器37a 的各流體流路37a3的多個(gè)流體流路37bl。另外，在圖1，代表性地表示 多個(gè)流體流路37a3及流體流路37bl中的只有一個(gè)。
并且，各流體流路37a3和與此對應(yīng)的各流體流路37bl被構(gòu)成為，通 過形成在分配器37a和軸37b的嵌合周面的環(huán)狀溝而連通，即使旋轉(zhuǎn)軸37b 時(shí)也能保持其連通狀態(tài)。而且，流體流路37bl，連通于主軸單元20的流 體供給用或排出用的端口24。還有，在分配器37a和軸37b之間，在各環(huán) 狀溝之間介設(shè)有密封用的密封部件。
還有，在分配器37a，向圓周方向偏移位置，而形成有多個(gè)流體供給 用或排出用的端口 37d，在各端口 37d連接有流體供給用或排出用的管12。 并且，從供給用管12供給的流體通過端口 24從旋轉(zhuǎn)接頭37供給到主軸 單元20。而且，在使流體循環(huán)時(shí)，在主軸單元20內(nèi)循環(huán)的流體通過旋轉(zhuǎn) 接頭37而排出到排出用管12。順便，作為供給到此主軸單元20的流體， 例如有，用于冷卻高速旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動電機(jī)25或主軸21的冷卻用油、用于防 止向主軸單元20(主軸21的旋轉(zhuǎn)部分)的切粉的侵入的密封用空氣、在加 工時(shí)用于冷卻旋轉(zhuǎn)工具等的冷卻用水等。
DD電機(jī)33由，對于殼體31a固定配設(shè)的定子33b和、使得與定子 33的內(nèi)周面相對而配設(shè)的轉(zhuǎn)子33a而構(gòu)成。g卩，圖示的DD電機(jī)33，作 為內(nèi)轉(zhuǎn)子型的電機(jī)而被構(gòu)成。
定子33b，內(nèi)嵌固定在固定于殼體31a的定子套筒33c的內(nèi)周面。而 且，在此定子套筒33c的外周面，形成有環(huán)狀溝33cl。另一方面，在殼體 31a，形成有連通于此環(huán)狀溝33cl的流體供給路31a4及流體排出路31a5。 并且，對于此環(huán)狀溝33cl，從流體供給路31a4供給用于冷卻DD電機(jī)33 的冷卻用流體(例如，油)，控制伴隨轉(zhuǎn)子33a的旋轉(zhuǎn)的DD電機(jī)33的發(fā)熱。另外，環(huán)狀溝33cl形成為，使得從流體供給路31a4供給的流體循環(huán)環(huán)狀 溝33cl而從流體排出路31a5排出的螺旋狀(省略圖示)。
轉(zhuǎn)子33a外嵌固定于，可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在殼體3la內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸32的外 周面。此旋轉(zhuǎn)軸32，對于上述旋轉(zhuǎn)接頭37的軸37b以同心配置在其旋轉(zhuǎn) 軸線上，通過向圓周方向配設(shè)的多個(gè)螺絲部件而在軸37b被組裝。并且， 轉(zhuǎn)子33a，其外周面與定子33b的內(nèi)周面相對配置，外嵌固定在形成于旋 轉(zhuǎn)軸32的圓筒部32a的外周面，對于旋轉(zhuǎn)軸32被設(shè)置成不能相對旋轉(zhuǎn)。
而且，在旋轉(zhuǎn)軸32，對于其腳部30b側(cè)的端面32b，由向圓周方向配 設(shè)的多個(gè)螺絲部件14而固定主軸單元20。 g卩，主軸單元20，通過對于旋 轉(zhuǎn)軸32的端面32b而固定，被旋轉(zhuǎn)軸32支撐。因此，在腳部30a側(cè)，旋 轉(zhuǎn)軸32及與此一體旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)接頭37的軸37b構(gòu)成用于主軸單元20的 驅(qū)動支撐軸。
旋轉(zhuǎn)軸32的圓筒部32a，被形成為以在旋轉(zhuǎn)接頭37的軸37b組裝旋 轉(zhuǎn)軸32的狀態(tài)，通過微小的間隙而圍繞上述殼體31a的圓筒部31al。換 而言之，以在軸37b組裝旋轉(zhuǎn)軸32的狀態(tài)，在圓筒部32a的內(nèi)周面的內(nèi) 側(cè)，g口，外嵌固定于圓筒部32a的轉(zhuǎn)子33a的半徑方向內(nèi)側(cè)，存在殼體31a 的圓筒部31al。
另一方面，在殼體31a的圓筒部31al和位于圓筒部31al的貫通孔31a2 內(nèi)的旋轉(zhuǎn)接頭37的軸37b的之間，介設(shè)有軸承35。并且，由軸承35軸 37b成為對于殼體31a旋轉(zhuǎn)自如地支撐的狀態(tài)。因此，藉由這些構(gòu)成，上 述的驅(qū)動支撐軸(旋轉(zhuǎn)接頭37的軸37b+被組裝于軸37b的旋轉(zhuǎn)軸32)系， 對于殼體31a旋轉(zhuǎn)自如地被支撐，且藉由DD電機(jī)33被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
如此，在圖示例，驅(qū)動支撐軸(在旋轉(zhuǎn)接頭37的軸37b+軸37b組裝的 旋轉(zhuǎn)軸32)具有，DD電機(jī)33的轉(zhuǎn)子33a外嵌固定的大徑部(旋轉(zhuǎn)軸32的 圓筒部32a)和在此大徑部的半徑方向內(nèi)側(cè)由軸承35而旋轉(zhuǎn)自如地支撐的 軸部(旋轉(zhuǎn)接頭37的軸37b)。并且，在此大徑部和軸部之間配設(shè)在殼體31a 形成的圓筒部31al，成為在此圓筒部31al和支撐軸之間介設(shè)軸承35的構(gòu) 成。由此，支撐軸成為對于殼體31a由旋轉(zhuǎn)自如地支撐的構(gòu)成。更且，如 圖示，關(guān)于軸承35的A軸方向的配置，成為在A軸方向的DD電機(jī)33 的存在范圍內(nèi)。接著，以下對于在與腳部30a相對位置支撐主軸單元20的腳部30b (第二支撐部)的構(gòu)成，進(jìn)行詳細(xì)說明。
腳部30b，以殼體31b為主體，在其內(nèi)部組裝有，保持主軸單元20 的角度位置的夾緊機(jī)構(gòu)34、支撐主軸單元20的從動支撐軸(38b、 39b)、 用于將此從動支撐軸(38b、 39b)旋轉(zhuǎn)自如地支撐的軸承36、及旋轉(zhuǎn)接頭 38等。
殼體31b，形成有向A軸方向貫通的貫通孔31bl，在其貫通孔31bl 內(nèi)組裝有上述夾緊機(jī)構(gòu)34、從動支撐軸、軸承36、及旋轉(zhuǎn)接頭38。而且， 在殼體31b的腳部30a相反側(cè)的端面，與腳部30a同樣地形成有凹部(省略 圖示)，由側(cè)面蓋子18b而被覆蓋。
旋轉(zhuǎn)接頭38，為與腳部30a側(cè)的旋轉(zhuǎn)接頭37同樣者，由固定于軸承 支架70的圓筒部70al的分配器38a和、在分配器38a的外側(cè)旋轉(zhuǎn)自如地 嵌裝的軸38b而構(gòu)成。
分配器38a以插入軸承支架70的貫通孔70a4的狀態(tài)，在其凸緣部38a2 通過沿圓周方向配設(shè)的多個(gè)螺絲部件70c安裝于軸承支架70。另外，在分 配器38a的中心形成有用于使朝向主軸單元20的電纜等通過的貫通孔 38a4。
另外，在分配器38a，用于供給或排出流體的多個(gè)流體流路38a3沿圓 周方向錯(cuò)開位置而形成。另一方面，在軸38b形成與分配器38a的各流體 流路38a3對應(yīng)的多個(gè)流體流路38bl。此外，在圖1中，多個(gè)流體流路38a3 及流體流路38M僅代表地表示其中一個(gè)。
并且，各流體流路38a3和與其對應(yīng)的各流體流路38bl通過在分配器 38a和軸38b的嵌合周面形成的環(huán)狀槽連通，并構(gòu)成為即使在軸38b旋轉(zhuǎn) 的情況下也維持該連通狀態(tài)。另外，流體流路38bl與主軸單元20的流體 供給用或排出用的端口 24連通。進(jìn)而，在分配器38a與軸38b之間，在 各環(huán)狀槽之間夾設(shè)有密封用的密封部件。
軸承支架70由上述圓筒部70al和、使得在圓筒部70al的腳部30a 相反側(cè)的端部向半徑方向擴(kuò)大而形成的凸緣部70a2而構(gòu)成。并且，軸承 支架70，在于此凸緣部70a2，通過向圓周方向配設(shè)的多個(gè)螺絲部件38c而組裝在殼體31b。而且，在軸承支架70的中心，形成有向A軸方向貫 通的貫通孔70a4。
在于腳部30b，對應(yīng)于腳部30a的旋轉(zhuǎn)軸32的旋轉(zhuǎn)軸39，由于收容 軸承36，因此，由軸部件39a和凸緣部件3%的2個(gè)部件而構(gòu)成。此旋轉(zhuǎn) 軸39(凸緣部件39b+旋轉(zhuǎn)接頭38的軸38b)，配設(shè)成使得其旋轉(zhuǎn)軸線與腳 部30a的旋轉(zhuǎn)軸32的旋轉(zhuǎn)軸線—A軸)一致。
而且，凸緣部件3%，在腳部30a側(cè)具有與腳部30a的旋轉(zhuǎn)軸32的端 面32b平行的端面39bl，對于此端面39M，通過向圓周方向配設(shè)的多個(gè) 螺絲部件15而固定主軸單元20。因此，此旋轉(zhuǎn)軸39 (凸緣部件39b+旋轉(zhuǎn) 接頭38的軸38b)，作為腳部30b的主軸單元20的從動支撐軸而起作用。 另外，旋轉(zhuǎn)軸39，在于凸緣部件39b的外周部，固定于圓筒狀的制動部件 70b，制動部件70b與旋轉(zhuǎn)軸39—體旋轉(zhuǎn)。因此，制動部件70b也相當(dāng)于 從動支撐軸的一部分。
用于保持主軸單元20的旋轉(zhuǎn)位置(角度位置)的夾緊機(jī)構(gòu)34，主要由 夾緊套筒34a而構(gòu)成。夾緊套筒34a，由形成有為壓力室的環(huán)狀溝34al的 圓筒部34a2和、在此圓筒部34a2的腳部30a側(cè)的端部使得向半徑方向擴(kuò) 大而形成的凸緣部34a3而構(gòu)成。而且，圓筒部34a2，在容許其旋轉(zhuǎn)的狀 態(tài)下，圍繞制動部件70b。
在夾緊套筒34a的圓筒部34a2和殼體31b的之間，介設(shè)有環(huán)狀的受 壓部件34b。更詳細(xì)地，在殼體31b的貫通孔31bl內(nèi)嵌固定有受壓部件 34b，而且，在此受壓部件34b的內(nèi)周面內(nèi)嵌固定有夾緊套筒34的圓筒部 34a2。并且，通過在凸緣部34a3螺合插入的螺絲部件，夾緊套筒34固定 在殼體31b，并且，對于凸緣部34a3固定受壓部件34b。
而且，在夾緊套筒34a，對于圓筒部34a2，形成有在受壓部件34b側(cè) 開口的環(huán)狀溝34al，由該環(huán)狀溝34al和受壓部件34b的內(nèi)周面而形成壓 力室。還有，在此壓力室，連通有在受壓部件34b所形成的流體流路34bl。 此流體流路34bl，通過在夾緊套筒34a的凸緣部34a3所形成的流體流路 34a4，連通于在殼體31b所形成的流體流路31b2。
并且，在此夾緊機(jī)構(gòu)34，通過這些流體流路向壓力室供給壓力流體(例 如，壓油)，對應(yīng)于夾緊套筒34a的圓筒部34a2的環(huán)狀溝34al的薄肉部變形到縮徑方向。其結(jié)果，對于制動部件70b作用向縮徑方向締緊力，制動
部件70b及組裝于此的旋轉(zhuǎn)軸39的旋轉(zhuǎn)成為被阻止的狀態(tài)(夾緊狀態(tài))。而 且，通過停止向壓力室供給的壓力流體，而消除圓筒部34a2的薄肉部的 變形狀態(tài)，對于制動部件70b的締緊力消失而解除夾緊狀態(tài)。
還有，在圖示例，在腳部30b內(nèi)設(shè)置有，用于檢測旋轉(zhuǎn)軸39的旋轉(zhuǎn) 角度(=主軸單元20的角度位置)的旋轉(zhuǎn)檢測器41。
旋轉(zhuǎn)檢測器41由在軸38b的外周面的規(guī)定位置安裝的檢測器定子41b 和在與檢測器轉(zhuǎn)子41a的外側(cè)對置配置，安裝于軸38b的檢測器轉(zhuǎn)子41a 構(gòu)成。由該旋轉(zhuǎn)檢測器41的主軸單元20的角度位置的檢測信號，發(fā)送到 裝載有本發(fā)明的加工用頭10的機(jī)床的控制裝置(未圖示)，而使用于主軸單 元20的旋轉(zhuǎn)控制(數(shù)值控制)。然而，本發(fā)明中的旋轉(zhuǎn)檢測器不限于此構(gòu)成 的對象，其它習(xí)知的對象也可。
接著，以下對于圖示的加工用頭10的第2支撐頭50，進(jìn)行詳細(xì)說明。
如上述，在于本實(shí)施例的加工用頭10，除上述說明的第1支撐頭30 外，具備支撐此第1支撐頭30的第2支撐頭50。并且，第1支撐頭30， 通過第2支撐頭50而支撐在機(jī)床的主軸頭等。為了使第1支撐頭30以鉛 直方向的軸線(與機(jī)床的Z軸平行的軸線/以下，稱為「C軸」)為中心旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動而設(shè)置此第2支撐頭50(圖3)。
第2支撐頭50，以具有向C軸方向貫通的貫通孔51a的殼體51為主 體，具備在貫通孔51a內(nèi)配設(shè)軸部52a的旋轉(zhuǎn)軸52。并且，.通過此旋轉(zhuǎn)軸 52對第2支撐頭50組裝第1支撐頭30。而且，通過在殼體51被安裝的 環(huán)狀的支撐體71，而在機(jī)床的主軸頭等安裝第2支撐頭50。
第2支撐頭50具備在殼體51的貫通孔51a內(nèi)，用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動旋轉(zhuǎn) 軸52的DD電機(jī)53、用于保持旋轉(zhuǎn)軸52的旋轉(zhuǎn)位置的夾緊套筒54及用 于將流體供給到第1支撐頭30的旋轉(zhuǎn)接頭55。
DD電機(jī)53由通過定子套筒53c而固定在殼體51的定子53a和； 與定子53a的內(nèi)周面相對配置，固定在旋轉(zhuǎn)軸52的轉(zhuǎn)子53b而構(gòu)成。而 且，用于驅(qū)動DD電機(jī)53的勵(lì)磁電流的供給，由通過連接器17a而連接 在DD電機(jī)53的電纜17而進(jìn)行。旋轉(zhuǎn)軸52包含:可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于殼體51的貫通孔51a內(nèi)的軸部件52a 和；安裝于軸部件52a的第1支撐頭30側(cè)的端部而向半徑方向(與C軸直 交的方向)擴(kuò)大的凸緣部件52b。而且，在旋轉(zhuǎn)軸52，形成有旋轉(zhuǎn)接頭55 被插通的貫通孔52c。
另外，在圖示例，在旋轉(zhuǎn)軸52的軸部件52a和凸緣部件52b之間形 成有軸承殼體52d。并且，在此軸承殼體52d和殼體51之間介設(shè)軸承56， 由該軸承56，旋轉(zhuǎn)軸52對殼體51成為旋轉(zhuǎn)自如地支撐的狀態(tài)。順便，在 圖示例的軸承56，為復(fù)合滾的擺動軸承的一個(gè)的3列圓筒滾軸承(3列滾子 軸承/軸向*徑向滾筒軸承)，可能會受到軸向方向及徑向方向的大荷重。
在軸部件52a的外周面，外嵌固定有DD電機(jī)53的轉(zhuǎn)子53b，伴隨轉(zhuǎn) 子53b的旋轉(zhuǎn)以C軸為中心旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸部件52a。而且，凸緣部件52b， 由向圓周方向配設(shè)的多個(gè)螺絲部件52e而組裝在軸部件52a，與軸部件52a 一體旋轉(zhuǎn)。還有，在凸緣部件52b，向圓周方向螺合插入多個(gè)螺絲部件19， 由該螺絲部件19，第1支撐頭30的支撐部30c組裝于凸緣部件52b。因 此，通過旋轉(zhuǎn)軸52由DD電機(jī)53而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，從而，第1支撐頭30與 旋轉(zhuǎn)軸52 —起旋轉(zhuǎn)。
旋轉(zhuǎn)接頭55，為與第1支撐頭30的旋轉(zhuǎn)接頭37、 38同樣的，由固定 于殼體51的分配器55a和；在分配器55a所形成的貫通孔55al內(nèi)可旋轉(zhuǎn) 地嵌裝，對C軸與分配器55a同心配設(shè)的軸55b而構(gòu)成。
分配器55a由在旋轉(zhuǎn)軸52的貫通孔52c內(nèi)配置的圓筒部55a2和、在 圓筒部55a2的第1支撐頭30相反側(cè)的端部向半徑方向擴(kuò)大的方式形成的 凸緣部55a3而成，在于其凸緣部55a3，由向圓周方向配設(shè)的多個(gè)螺絲部 件而組裝在殼體51。
而且，在軸55b，在第1支撐頭30側(cè)的端部，組裝圓盤狀的凸緣部件 57，軸55b，通過此凸緣部件57組裝在旋轉(zhuǎn)軸52的凸緣部件52b。因此， 伴隨旋轉(zhuǎn)軸52的旋轉(zhuǎn)，軸55b也一起旋轉(zhuǎn)。另外，凸緣部件57，成為嵌 入于在第1支撐頭30的支撐部30c所形成的圓形的凹部30cl的形狀，通 過此凸緣部件57和支撐部30c的凹部30cl，決定組裝第1支撐頭30和第 2支撐頭50時(shí)的位置。在分配器55a，向圓周方向偏移位置形成用于從外部引進(jìn)流體的多個(gè) 流體流路55a4。另一方面，在軸55b，也向圓周方向偏移位置形成對應(yīng)于 分配器55a的各流體流路55a4的多個(gè)流體流路55M。
并且，各流體流路55a4和與此對應(yīng)的各流體流路55bl被構(gòu)成為，通 過在分配器55a和軸55b的嵌合周面所形成的環(huán)狀溝而連通，在軸55b旋 轉(zhuǎn)時(shí)，也保持其連通狀態(tài)。而且，在軸55b所形成的多個(gè)流體流路55bl， 分別連通于在第1支撐頭30的旋轉(zhuǎn)接頭37或38的分配器37a、 38a所形 成的對應(yīng)的流體流路37a3或38a3。因此，從外部供給到旋轉(zhuǎn)接頭55的分 配器55a的流體，通過軸55b供給到第l支撐頭30的旋轉(zhuǎn)接頭37、 38。
在固定于殼體51的分配器55a和旋轉(zhuǎn)軸52的軸部件52a之間，設(shè)置 有用于保持旋轉(zhuǎn)軸52的旋轉(zhuǎn)位置的夾緊套筒54。此夾緊套筒54，在其凸 緣部54a，由多個(gè)螺絲部件而組裝在分配器55a的同時(shí)，設(shè)置成容許與旋 轉(zhuǎn)軸52的相對旋轉(zhuǎn)。而且，在夾緊套筒54的圓筒部54b，形成有在分配 器55a的圓筒部55a2側(cè)開口的環(huán)狀溝54c，由該環(huán)狀溝54c和分配器55a 的圓筒部55a2的外周面而形成壓力室。
并且，對于此壓力室，通過在分配器55a所形成的流體流路54d而供 給壓力流體，對應(yīng)于圓筒部54b的環(huán)狀溝54c的薄肉部向擴(kuò)徑方向變形。 其結(jié)果，對于旋轉(zhuǎn)軸52施加擴(kuò)徑方向的締緊力，旋轉(zhuǎn)軸52的旋轉(zhuǎn)成為被 阻止的狀態(tài)(夾緊狀態(tài))。
而且，在圖示例，在旋轉(zhuǎn)接頭55的上端部，設(shè)置有用于檢測旋轉(zhuǎn)軸 52的旋轉(zhuǎn)量，即，第l支撐頭30的旋轉(zhuǎn)量的旋轉(zhuǎn)檢測器44。此旋轉(zhuǎn)檢測 器44由，配置于分配器55a上的規(guī)定位置的一對檢測器頭44a、 44b和； 在與此檢測頭44a、 44b相對配置，安裝于與旋轉(zhuǎn)軸52—起旋轉(zhuǎn)的軸55b 的檢測環(huán)44b而構(gòu)成。此旋轉(zhuǎn)檢測器44的檢測信號，與在第1支撐頭30 的旋轉(zhuǎn)檢測器41同樣，發(fā)送到機(jī)床的控制裝置，使用于第1支撐頭30的 旋轉(zhuǎn)控制。
在由以上構(gòu)成而成的加工用頭10,支撐主軸單元20的支撐頭(第1支 撐頭30)，在一對腳部30a、 30b的各支撐軸夾入主軸單元20的狀態(tài)，相 對不能旋轉(zhuǎn)地固定支撐在兩支撐軸。并且，主軸單元20通過由DD電機(jī) 33而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動腳部30a側(cè)的驅(qū)動支撐軸，而以支撐軸的旋轉(zhuǎn)軸線(=與主軸21的旋轉(zhuǎn)軸線直交的軸線/A軸)為中心朝向所希望的角度位置旋轉(zhuǎn)驅(qū)動主 軸單元20。
DD電機(jī)33的驅(qū)動，按照根據(jù)提前設(shè)定的程序的數(shù)值控制而進(jìn)行，由 轉(zhuǎn)子33a的旋轉(zhuǎn)控制，通過驅(qū)動支撐軸而控制主軸單元20的角度位置。 因此，在圖示例，設(shè)在腳部30a內(nèi)的DD電機(jī)33及連接在DD電機(jī)33的 驅(qū)動支撐軸(旋轉(zhuǎn)軸32+軸37b)作為用于主軸單元20的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)起作用。 另外，用于驅(qū)動DD電機(jī)33的勵(lì)磁電流，通過由連接器16a連接在DD電 機(jī)33的電纜16而供給。
并且，在根據(jù)第一發(fā)明的上述第1支撐頭30，如上述，作為支撐主軸 單元20的支撐軸，用于由DD電機(jī)33而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的支撐軸(驅(qū)動支撐軸) 的軸承35，配設(shè)在于A軸方向的DD電機(jī)33的存在范圍內(nèi)的內(nèi)轉(zhuǎn)子型 DD電機(jī)33的轉(zhuǎn)子33a的半徑方向內(nèi)側(cè)的構(gòu)成，軸承35成為收容于DD 電機(jī)33的半徑方向內(nèi)側(cè)的空間的狀態(tài)，不會增大腳部30a的A軸方向的 尺寸。
而且，對于腳部30b，其A軸方向的尺寸是，根據(jù)支撐軸(從動支撐軸) 的長度(A軸方向的尺寸)而決定的，其支撐軸的長度，鑒于加工時(shí)施加負(fù) 荷的平衡，與腳部30a的支撐軸長度更接近為理想。因此，腳部30b的A 軸方向的尺寸，決定于腳部30a，通過將腳部30a的A軸方向的尺寸更縮 小，而腳部30b的A軸方向的尺寸也能夠更縮小。其結(jié)果，第1支撐頭 30的整體地A軸方向的尺寸縮小，而能夠謀求加工用頭10的緊湊化。
更且，根據(jù)第一本發(fā)明，軸承35可以采用更小徑者。軸承，直徑越 大振動精度越降低，而成為加工精度降低的要因，但是，根據(jù)此本實(shí)施例 的構(gòu)成，不發(fā)生伴隨這種軸承的大徑化的加工精度的降低的問題。
另外，在以上說明的第1支撐頭30，對于在腳部30a的支撐軸和殼體 31a的圓筒部31al之間的軸承35的配置，作為在旋轉(zhuǎn)接頭37的軸37b和 殼體31a的圓筒部31al之間設(shè)置軸承35的構(gòu)成，但是代替于此，也可以 在旋轉(zhuǎn)軸32的圓筒部32a和殼體31a的圓筒部31al之間設(shè)置軸承35(圖 4a 。此外，在基于本發(fā)明的加工用頭中，并不限于如上述第一支承頭30 那樣，軸承35配置在A軸方向的DD電機(jī)的存在范圍內(nèi)，軸承35的配置 只要其至少一部分位于A軸方向的DD電機(jī)的存在范圍內(nèi)即可。而且，在上述第1支撐頭30，構(gòu)成為在最A(yù)軸側(cè)配置旋轉(zhuǎn)接頭37， 在旋轉(zhuǎn)接頭37(軸37b)的外周面外嵌固定軸承35，但是代替于此，也可以 作為在軸承35的外周面?zhèn)仍O(shè)置旋轉(zhuǎn)接頭37的構(gòu)成(圖4b)。
艮P，在上述第1支撐頭30，支撐軸(旋轉(zhuǎn)接頭37的軸37b+旋轉(zhuǎn)軸39) 具有，DD電機(jī)33的轉(zhuǎn)子33a被外嵌固定的大徑部和；在此大徑部的半徑 方向內(nèi)側(cè)由軸承35而旋轉(zhuǎn)自如地支撐的軸部，上述大徑部由旋轉(zhuǎn)軸32的 圓筒部32a而形成，軸部以旋轉(zhuǎn)接頭37的軸37b所形成，但是代替于此， 將上述大徑部以旋轉(zhuǎn)接頭37的軸37b形成，在其外周面外嵌固定DD電 機(jī)33的轉(zhuǎn)子33a也可以。
接著，說明第二發(fā)明。在根據(jù)第二發(fā)明的上述第一支撐頭30，如上述 般，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動主軸單元20用的DD電機(jī)33系成為僅在一對腳部30a、 30b 中的一方的腳部30a被配設(shè)的構(gòu)成。亦即，在根據(jù)本發(fā)明的支撐頭，不是 如習(xí)知般將支撐主軸單元的一對支撐軸一起作為驅(qū)動軸，而是僅將一方的 支撐軸作為驅(qū)動軸，有關(guān)另一方的支撐軸系作為僅具有支撐主軸單元的功 能。
又，在本實(shí)施例，將檢測和主軸單元20 —體地旋轉(zhuǎn)的一對支撐軸的 旋轉(zhuǎn)位相(主軸單元20的角度位置)用的旋轉(zhuǎn)檢測器41、以及用以保持被 轉(zhuǎn)位的主軸單元20的角度位置用的夾緊機(jī)構(gòu)34作為配置在DD電機(jī)33 不被配置的另一方的腳部30b的內(nèi)部的構(gòu)成。亦即，在根據(jù)本發(fā)明的支撐 頭，如上述般，僅在一對支撐部(腳部30a、 30b)的一方內(nèi)裝DD電機(jī)，在 藉由不配置DD電機(jī)而空間充裕的另一方的支撐部(腳部30b)側(cè)，將旋轉(zhuǎn) 檢測器以及夾緊機(jī)構(gòu)歸納配置。
又，根據(jù)此類構(gòu)成的話，即使在為了提高支撐剛性、將主軸單元藉由 一對支撐軸夾入般支撐的支撐頭中，與在習(xí)知的各支撐軸分別對應(yīng)而配設(shè) 驅(qū)動電機(jī)的構(gòu)成相比，在支撐軸的軸線方向中的支撐頭的尺寸變大系可被 避免，可防止加工用頭的大型化。
特別是如本實(shí)施例般，在將旋轉(zhuǎn)接頭配設(shè)在各支撐部內(nèi)的支撐頭中， 由于伴隨著DD電機(jī)、軸承以及旋轉(zhuǎn)接頭的配設(shè)，在其它部件的配置方面 受到限制，在一個(gè)支撐部內(nèi)配設(shè)DD電機(jī)和旋轉(zhuǎn)檢測器及夾緊機(jī)構(gòu)的話， 在其支撐軸的軸線方向中的尺寸不得不變大。對此，根據(jù)本發(fā)明，由于在任一方的支撐部內(nèi)不配設(shè)DD電機(jī)，藉由將旋轉(zhuǎn)檢測器或夾緊機(jī)構(gòu)的至少 一方配設(shè)在此DD電機(jī)不被配設(shè)側(cè)的支撐部內(nèi)，與習(xí)知支撐頭相比，可將 支撐軸的軸線方向中的尺寸縮小。
又，在根據(jù)以上說明的第二發(fā)明的加工用頭中，雖然支撐頭(第一支撐 頭30)系成為旋轉(zhuǎn)檢測器及夾緊機(jī)構(gòu)被配設(shè)在DD電機(jī)不被配設(shè)的支撐部 (第二支撐部/腳部30b)內(nèi)的構(gòu)成，但本發(fā)明并不限于此，旋轉(zhuǎn)檢測器或夾 緊機(jī)構(gòu)的一方系被配設(shè)在DD電機(jī)被配設(shè)的支撐部(第一支撐部/腳部30a) 側(cè)也可。即使在此構(gòu)成的情形，與在兩支撐部內(nèi)配設(shè)DD電機(jī)的支撐頭相 比，可將支撐軸的軸線方向中的尺寸縮小。
接著，根據(jù)圖5進(jìn)行說明第一發(fā)明的其他實(shí)施方式。 在上述的實(shí)施例，對在適用第一發(fā)明的加工用頭的支撐頭(第1支撐頭 30)，支撐主軸單元20的一對腳部中的只有一方的腳部具備用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動 主軸單元20的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)(DD電機(jī))，但是代替于此，如圖5所示，對于在 兩腳部具備轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)(DD電機(jī))的支撐頭的兩轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)也可以適用第一發(fā) 明。
在圖5所示的支撐頭60，分別對于支撐主軸單元20的一對腳部60a、 60b，設(shè)置有包含DD電機(jī)63的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)。另外，在圖示例，腳部60a和 60b的內(nèi)部結(jié)構(gòu)幾乎相同。因此，在以下，只對腳部60a進(jìn)行說明，對于 腳部60b，省略其說明及附圖的符號。
腳部60a由，以形成有向A軸方向貫通的貫通孔61a的殼體61為主 體而成，在其貫通孔61a內(nèi)組裝有，DD電機(jī)63、支撐主軸單元20的支 撐軸、用于旋轉(zhuǎn)自如地支撐支撐軸的軸承65、及旋轉(zhuǎn)接頭67等。而且， 在腳部60a，設(shè)置有與上述實(shí)施例同樣的旋轉(zhuǎn)檢測器68(旋轉(zhuǎn)檢測器68只 設(shè)在腳部60a側(cè))。
在圖示例，旋轉(zhuǎn)接頭67的分配器，由2個(gè)部件67a(第1分配器)及 67b(第2分配器)而構(gòu)成。并且，第2分配器67b在其凸緣部67b2組裝于 第1分配器67a,第1分配器67a通過在其凸緣部67a2組裝于殼體61,而 第l、 2分配器67a、 67b成為對殼體61固定的狀態(tài)。而且，旋轉(zhuǎn)接頭67的軸67c，由在第1分配器67a的圓筒部67al和 第2分配器67b的圓筒部67bl之間可旋轉(zhuǎn)地嵌裝的大徑部67cl和、軸承 65被外嵌固定的軸部67c2而構(gòu)成。
并且，在此旋轉(zhuǎn)接頭67，在第1、第2分配器67a、 67b的各自形成 的多個(gè)流體流路67a3、 67b3和；對應(yīng)于各流體流路67a3、 67b3形成在軸 67c的多個(gè)流體流路67c3，通過在第l、第2分配器67a、 67b的各圓筒部 67al及67M和軸67c的大徑部67cl的嵌合周面形成的環(huán)狀溝而連通。
在軸67c的軸部67c2，組裝有在腳部60b側(cè)，對于殼體61可旋轉(zhuǎn)地 設(shè)置的旋轉(zhuǎn)軸62。此旋轉(zhuǎn)軸62，具有圍繞旋轉(zhuǎn)接頭67的第1分配器67a 的圓筒部67al的圓筒部62a。而且，在旋轉(zhuǎn)軸62形成有，分別與形成在 旋轉(zhuǎn)接頭67的軸67c的各流體流路67c3連通的多個(gè)流體流路62c，各流 體流路67c3，通過此流體流路62c與主軸單元20的端口 24連通。
如圖示，在固定于殼體61的旋轉(zhuǎn)接頭67的第1分配器67a的圓筒部 67al和軸67c的軸部67c2之間，介設(shè)軸承65。并且，由該軸承65，軸67c 對于殼體61成為旋轉(zhuǎn)自如地支撐的狀態(tài)。而且，旋轉(zhuǎn)軸62，由該軸承65 組裝在旋轉(zhuǎn)自如地被支撐的軸67c的同時(shí)，在其腳部60b側(cè)的端面62b安 裝有主軸單元20。因此，旋轉(zhuǎn)接頭67的軸67c及旋轉(zhuǎn)軸62相當(dāng)于對殼體 61旋轉(zhuǎn)自如地被設(shè)置的支撐主軸單元2.0的支撐軸。
DD電機(jī)63由通過定子套筒63c而固定在殼體61的定子63a和；與 定子63a的內(nèi)周面相對配置，在旋轉(zhuǎn)軸62的圓筒部62a的外周面被外嵌 固定的轉(zhuǎn)子63b而構(gòu)成，是內(nèi)轉(zhuǎn)子型的DD電機(jī)。
如此，在圖示的支撐頭60，內(nèi)轉(zhuǎn)子型的DD電機(jī)63的轉(zhuǎn)子63b，外 嵌固定在圍繞第1分配器67a的圓筒部67al的旋轉(zhuǎn)軸62的圓筒部62a， 另一方面，用于旋轉(zhuǎn)自如地支撐上述支撐軸的軸承65，介設(shè)在第1分配器 67a的圓筒部67al和比此圓筒部67al更位于半徑方向內(nèi)側(cè)的軸67c的軸 部67c2之間。
艮口，在于本實(shí)施例，支撐軸(旋轉(zhuǎn)軸62+旋轉(zhuǎn)接頭67的軸67c)具有， DD電機(jī)63的轉(zhuǎn)子63b被外嵌固定的大徑部(旋轉(zhuǎn)軸62的圓筒部62a)和在 此大徑部的半徑方向內(nèi)側(cè)由軸承65旋轉(zhuǎn)自如地被支撐的軸部(旋轉(zhuǎn)接頭67 的軸67c)。并且，在此大徑部和軸部之間配設(shè)，在殼體61固設(shè)的圓筒部件(第l分配器67a的圓筒部67al/相當(dāng)于第一發(fā)明的「圓筒部」)的同時(shí)， 在該圓筒部件和支撐軸之間介設(shè)軸承65，成為支撐軸對于殼體61旋轉(zhuǎn)自 如地支撐的構(gòu)成。
因此，用于旋轉(zhuǎn)自如地支撐支撐軸的軸承65成為，配設(shè)在用于旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動支撐軸的DD電機(jī)63的轉(zhuǎn)子63b的半徑方向內(nèi)側(cè)的構(gòu)成。而且，其 軸承65的A軸方向的配置，如圖示，成為在A軸方向的DD電機(jī)63的 存在范圍內(nèi)。因此，由本實(shí)施例，也能得到與上述圖l等的實(shí)施例相同的 效果。尤其，如本實(shí)施例的支撐頭60，在一對腳部60a、 60b分別設(shè)置包 含DD電機(jī)33的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)時(shí)，比由圖1等的實(shí)施例的支撐頭，A軸方向 的尺寸變?yōu)楦?，從而，本發(fā)明，在這種支撐頭時(shí)更加有效。
另外，第一發(fā)明及第二發(fā)明不限定于上述任一實(shí)施方式，在不脫離各 權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種變更。
權(quán)利要求
1. 一種機(jī)床用的加工用頭，具備包含安裝工具的主軸的主軸單元；支撐該主軸單元的支撐頭，其包含以至少與上述主軸的旋轉(zhuǎn)軸線直交的軸線為中心使上述主軸單元旋轉(zhuǎn)，而轉(zhuǎn)位其角度位置的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)，其中，上述轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)，具備固定于上述主軸單元，并在上述支撐頭的殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)自如地設(shè)置的支撐軸；用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動上述支撐軸的驅(qū)動電機(jī)，其在上述支撐頭的殼體內(nèi)被同軸配置在上述支撐軸周圍，由與上述支撐軸連接的電機(jī)轉(zhuǎn)子及為了與該電機(jī)轉(zhuǎn)子的外周相對而以圍繞上述電機(jī)轉(zhuǎn)子的方式設(shè)置的電機(jī)定子構(gòu)成，在上述支撐軸的旋轉(zhuǎn)軸線方向的上述驅(qū)動電機(jī)存在的范圍內(nèi)，用于旋轉(zhuǎn)自如地支撐上述支撐軸的軸承，配置在上述電機(jī)轉(zhuǎn)子的半徑方向內(nèi)側(cè)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)床用的加工用頭，其中，上述支撐軸，具有上述電機(jī)轉(zhuǎn)子外嵌固定的大徑部和由上述軸承旋轉(zhuǎn)自如地支撐的軸部；上述殼體，具有在上述大徑部和軸部之間配設(shè)的圓筒部；上述軸承，介設(shè)在上述圓筒部和支撐軸之間。
3. —種機(jī)床用的加工用頭，包括包含安裝工具的主軸的主軸單元；以及作為支撐該主軸單元的支撐頭，包含以至少與上述主軸的旋轉(zhuǎn)軸線直交的軸線為中心旋轉(zhuǎn)上述主軸單元，而轉(zhuǎn)位其角度位置的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的支撐頭，其中，上述支撐頭系包含分別包含在上述旋轉(zhuǎn)軸線使軸心一致的狀態(tài)被配設(shè)、且夾持上述主軸單元而相對配置的第一以及第二支撐軸的第一以及第二支撐部；上述轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)系在上述支撐頭的殼體內(nèi)，包含由被同軸配置在上述支撐軸周圍并圍繞上述支撐軸的電機(jī)轉(zhuǎn)子及電機(jī)定子而構(gòu)成的驅(qū)動電機(jī)，且僅在上述第一以及第二支撐部的任一方被配置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3項(xiàng)所述的機(jī)床用的加工用頭，其中上述支撐頭系具備檢測上述支撐軸的旋轉(zhuǎn)位相用的旋轉(zhuǎn)檢測器，上述旋轉(zhuǎn)檢測器系在上述第一以及第二支撐部的上述驅(qū)動電機(jī)被設(shè)置側(cè)的另一方被配設(shè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的機(jī)床用的加工用頭，其中上述支撐頭系具備保持上述主軸單元的角度位置的夾緊機(jī)構(gòu)，上述夾緊機(jī)構(gòu)系在上述第一以及第二支撐部的上述驅(qū)動電機(jī)被設(shè)置側(cè)的另一方被配設(shè)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在具備轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的機(jī)床用的加工用頭，不必大型化其加工用頭本身，而能得到高加工精度的構(gòu)成。在于機(jī)床用的加工用頭，具備包含安裝工具的主軸的主軸單元和；包含以至少與主軸的旋轉(zhuǎn)軸線直交的軸線為中心使主軸單元旋轉(zhuǎn)，而轉(zhuǎn)位其角度位置的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的支撐頭，上述轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)，具備固定于主軸單元而旋轉(zhuǎn)自如地設(shè)置的支撐軸和；配置在支撐頭的殼體內(nèi)，由與支撐軸連接的轉(zhuǎn)子及為了相對于該轉(zhuǎn)子的外周圍繞電機(jī)轉(zhuǎn)子而設(shè)置的定子而成的驅(qū)動電機(jī)，用于旋轉(zhuǎn)自如地支撐上述支撐軸的軸承，在支撐軸的旋轉(zhuǎn)軸線方向的驅(qū)動電機(jī)的存在范圍內(nèi)，配置在上述轉(zhuǎn)子的半徑方向內(nèi)側(cè)。
文檔編號B23Q1/70GK101534993SQ200780031000
公開日2009年9月16日 申請日期2007年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月23日
發(fā)明者辰田好教 申請人:津田駒工業(yè)株式會社