特開 2022-154089 回転割出し装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022154089

(43)【公開日】2022-10-13

(54)【発明の名称】回転割出し装置

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/3232 20160101AFI20221005BHJP

   F16C 33/78 20060101ALI20221005BHJP

   B23Q 16/10 20060101ALI20221005BHJP

【ＦＩ】

F16J15/3232 201

F16C33/78 Z

B23Q16/10 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021056962

(22)【出願日】2021-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000215109

【氏名又は名称】津田駒工業株式会社

(72)【発明者】

【氏名】石崎 純一郎

【テーマコード（参考）】

3J006

3J216

【Ｆターム（参考）】

3J006AE17

3J006AE41

3J006CA01

3J216AA03

3J216AA14

3J216AB24

3J216BA30

3J216CA01

3J216CA05

3J216CA06

3J216CB03

3J216CB12

3J216CC01

3J216CC09

3J216CC14

3J216CC33

3J216CC38

(57)【要約】

【課題】フレームの収容孔内で軸受を介して回転可能に支持された主軸及び主軸の一端側に設けられてワーク又はワークを取り付けるための治具が取り付けられるテーブル部から成る回転体と、フレームと回転体との間の空間のうちの軸受よりも一端側の部分である空隙部に設けられるオイルシールと、回転体を回転駆動する駆動機構と、割出し加工時において回転体を割り出された角度位置で保持するための保持機構とを備える回転割出し装置において、オイルシールが外部からのダストによってダメージを受けないような構成を提供する。
【解決手段】本発明は、前記回転割出し装置において、オイルシールに対し軸受側とは反対側で空隙部にダストシールを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フレームの収容孔内で軸受を介して回転可能に支持された主軸及び前記主軸の一端側に設けられてワーク又は前記ワークを取り付けるための治具が取り付けられるテーブル部から成る回転体と、前記フレームと前記回転体との間の空間のうちの前記軸受よりも前記一端側の部分である空隙部に設けられるオイルシールと、前記回転体を回転駆動する駆動機構と、割出し加工時において前記回転体を割り出された角度位置で保持するための保持機構とを備える回転割出し装置において、
前記オイルシールに対し前記軸受側とは反対側で前記空隙部にダストシールを備える
ことを特徴とする回転割出し装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フレームの収容孔内で軸受を介して回転可能に支持された主軸及び主軸の一端側に設けられてワーク又はワークを取り付けるための治具が取り付けられるテーブル部から成る回転体と、フレームと回転体との間の空間のうちの軸受よりも一端側の部分である空隙部に設けられるオイルシールと、回転体を回転駆動する駆動機構と、割出し加工時において回転体を割り出された角度位置で保持するための保持機構とを備える回転割出し装置に関する。

【背景技術】

【0002】

工作機械に用いられる回転割出し装置としては、例えば、特許文献１に開示されたものがある。その回転割出し装置は、フレームの収容孔内で軸受を介して回転可能に支持される回転軸（主軸）と、その主軸の一端側に取り付けられた面盤としての加工テーブルであってワークが取り付けられる加工テーブル（テーブル部）とを備えている。そして、その回転割出し装置は、そのテーブル部及び主軸から成る回転体が駆動機構によって回転駆動されることにより、その回転体の角度位置を割り出すように構成されている。さらに、その回転割出し装置は、その割り出された角度位置で加工（割出し加工）が行えるように、その割り出された角度位置で回転体を保持（クランプ）するクランプ装置（保持機構）を備えている。

【0003】

なお、回転体を回転駆動する駆動機構は、フレーム内に配置されたウォームやウォームホイール等の歯車機構を含んでいる。そこで、回転割出し装置においては、そのフレーム内における少なくとも歯車機構が配置される部分に、その歯車機構を潤滑するための潤滑油が貯留されている。その上で、特許文献１の回転割出し装置には、そのように貯留された潤滑油が外部に流出するのを防止すべく、オイルシールが備えられている。但し、そのオイルシールが設けられる位置は、フレームと主軸との間の空間のうちの、軸受よりも主軸の一端側の部分（本発明で言う空隙部）となっている。また、特許文献２にも、同様の回転割出し装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９－１８４０２１

【特許文献2】特開２０１１－１０４７２５

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、そのような回転割出し装置においては、前記空隙部に侵入する切粉等のダストによってオイルシールがダメージを受け、オイルシールのシール性能が低下してしまうといった問題が生じる場合がある。詳しくは、回転割出し装置に備えられるオイルシールは、前述のようにフレーム内に貯留されている潤滑油を外部に流出させないために設けられるものである。そして、一般的なオイルシールは、シールリップ部（主リップ部）を有し、その主リップ部を回転体に押接させることによって空間（回転割出し装置の場合は、潤滑油が貯留される空間）を密封するように設けられている。

【0006】

しかし、回転割出し装置の場合には、前記空隙部に切粉等のダストが侵入することにより、オイルシールにおける主リップ部がダメージを受けてしまうことがある。そして、主リップ部がダメージを受けると、その結果として、オイルシールのシール性能が低下してしまうといった問題が生じる。

【0007】

なお、特許文献１に開示されているオイルシールもそうであるように、オイルシールには、前記のような主リップ部に加え、外部からのダストの侵入を防止するためのダストリップ部（副リップ部）を含むように構成されたものもある。しかし、一般的なオイルシールにおいては、その副リップ部は、あくまで補助的なものであって、軽微なダスト（例えば、切粉やクーラント液等の異物）の侵入しか防止できないように構成されたものとなっている。

【0008】

そのため、副リップ部を有するオイルシールであっても、その副リップ部のみでは外部からのダストの侵入を完全に防止することはできない。したがって、オイルシールが副リップ部を有していたとしても、副リップ部において侵入を防止できなかった前記ダストにより、前述した主リップ部のみを有するオイルシールを備える回転割出し装置の場合と同様に、主リップ部がダメージを受けてしまい、オイルシールの性能が低下してしまうこととなる。

【0009】

また、特許文献２に開示された回転割出し装置は、そのような副リップ部を有するオイルシールを２個備える構成となっている。しかし、前述のように、副リップ部は軽微なダストの侵入しか防止できない補助的なものであり、また、主リップ部は潤滑油を外部に流出させないことを主目的とした（すなわち、外部からのダストの侵入に弱い）ものであることから、そのようなオイルシールを２個備えたとしても、副リップ部を有するオイルシールを１個備える回転割出し装置の場合と同様に、各オイルシールにおける主リップ部が前記ダストによってダメージを受けてしまうことになる。

【0010】

なお、オイルシール（主リップ部）がダメージを受けてそのシール性能が低下すると、フレーム内に貯留された潤滑油が流出して潤滑油の量が減少したり、あるいはクーラント液が内部へ浸入して潤滑油の濃度が低下したりする場合がある。そして、いずれの場合においても、歯車機構を適切に潤滑できない状態となる虞がある。

【0011】

以上のような実情を鑑み、本発明は、前記空隙部にオイルシールを備える回転割出し装置において、外部からのダストによるオイルシールへのダメージを防止することができる構成を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明は、フレームの収容孔内で軸受を介して回転可能に支持された主軸及び主軸の一端側に設けられてワーク又はワークを取り付けるための治具が取り付けられるテーブル部から成る回転体と、フレームと回転体との間の空間のうちの軸受よりも一端側の部分である空隙部に設けられるオイルシールと、回転体を回転駆動する駆動機構と、割出し加工時において回転体を割り出された角度位置で保持するための保持機構とを備える回転割出し装置を前提とする。その上で、本発明は、オイルシールに対し軸受側とは反対側で空隙部にダストシールを備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明による回転割出し装置によれば、ダストシールが、前記空隙部のうちの軸受側とは反対側の部分に設けられている。すなわち、その回転割出し装置は、オイルシールが設けられる位置よりもダストが侵入する側に、ダストシールが設けられるように構成されたものとなっている。なお、ダストシールは、ダストの侵入を防止するのを主目的とし、外部からのダストの侵入に対し高いシール性能を有するように構成されている。したがって、前記のように構成された回転割出し装置によれば、前記空隙部に対し外部から前記ダストが侵入したとしても、そのダストシールによってオイルシール側へ前記ダストが侵入するのが防止されるため、オイルシールが前記ダストによってダメージを受けるのを可及的に防ぐことができる。それにより、オイルシールのシール性能を低下しないようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明による回転割出し装置の一実施形態を示す断面図である。

【図2】図１に示す回転割出し装置の要部の拡大断面図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0015】

以下では、図１、図２に基づき、本発明による回転割出し装置の一実施形態（実施例）について説明する。

【0016】

回転割出し装置１は、その構成要素として、工作機械等に設置されるフレーム１０と、フレーム１０の収容孔１１内で軸受２を介して回転可能に支持される主軸２１と、その主軸２１の一端側に取り付けられる加工テーブルであってワーク又はワークを取り付けるための治具が取り付けられる加工テーブル（テーブル部２２）とを備えている。また、その回転割出し装置１は、その主軸２１及びテーブル部２２から成る回転体２０を回転駆動して設定された角度位置に割り出す駆動機構３０と、その割り出された角度位置で回転体２０をクランプ（保持）するための保持機構４０とを備えている。

【0017】

フレーム１０は、その大部分を占める本体部１２を主体として構成されている。そして、そのフレーム１０は、その本体部１２に対し組み付けられるベース部１３を含んでいる。詳しくは、本体部１２は、主軸２１が挿通可能な内径の貫通孔を有している。但し、その貫通孔は、その一端側の内径が他端側の内径より小さくなるように形成されている。すなわち、その貫通孔は、前記一端側に内径の小さい小径部、及び前記他端側に内径の大きい大径部を有するように構成されている。

【0018】

また、ベース部１３は、円盤状であって、その外周面において本体部１２の貫通孔における前記大径部に嵌装可能な大きさに形成されている。さらに、ベース部１３は、その厚さ方向に貫通するように形成された貫通孔であって、主軸２１を挿通可能な内径の貫通孔を有している。但し、そのベース部１３における貫通孔は、その厚さ方向に見て、その中心がベース部１３の中央に位置するように形成されている。その上で、ベース部１３は、本体部１２に対し、本体部１２の貫通孔における前記大径部に嵌装されるかたちで組み付けられている。したがって、そのように本体部１２及びベース部１３を含むように構成されるフレーム１０は、その内部に、本体部１２の貫通孔とベース部１３の貫通孔とから成る収容孔であって主軸２１を挿通可能な収容孔１１を有する構成となっている。

【0019】

また、主軸２１には、前記のように、テーブル部２２が取り付けられている。そして、主軸２１は、その一端側がベース部１３とは反対側となる向きで、フレーム１０の収容孔１１内に配置されている。その上で、主軸２１及びテーブル部２２から成る回転体２０は、フレーム１０における本体部１２と主軸２１との間に介装された軸受２により、フレーム１０の収容孔１１内において回転可能に支持されている。

【0020】

駆動機構３０は、回転体２０を回転駆動するための駆動源としての駆動モータ（図示略）と、その駆動モータの出力軸の回転を回転体２０に対し伝達する駆動伝達機構３１とで構成されている。また、駆動伝達機構３１は、回転体２０（主軸２１）に対し相対回転不能に取り付けられたウォームホイール３２と、そのウォームホイール３２に噛合するかたちでフレーム１０に対し回転可能に支持されるウォーム３３とで構成されている。その上で、駆動モータは、その出力軸において駆動伝達機構３１におけるウォーム３３に対し連結されている。したがって、回転割出し装置１においては、その駆動モータが予め設定された数値制御プログラムに従ってその駆動を制御されることにより、回転体２０がその数値制御プログラムに設定された角度位置に割り出される。

【0021】

また、保持機構４０は、駆動機構３０によって割り出された角度位置で加工（割出し加工）が行えるように、その割出し加工時において回転体２０をその角度位置で保持するためのものである。なお、本実施例では、その保持機構４０は、所謂ディスクタイプの保持機構である。具体的には、その保持機構４０は、回転体２０（主軸２１）に対し相対回転不能に取り付けられたクランプディスク４２を、クランプピストン４１とフレーム１０に形成されたクランプ面１４とで挟持することでクランプディスク４２を介して回転体２０をクランプ（保持）状態とするように構成されたものである。

【0022】

また、その保持機構４０では、クランプピストン４１とフレーム１０とで画定される空間４３に作動流体が供給されることで、その作動流体の圧力により前記のような保持状態が実現されるものであり、その空間４３が圧力室となっている。そこで、フレーム１０における本体部１２には、その圧力室４３に作動流体を供給するための供給路１５が形成されている。

【0023】

また、前記のようにベース部１３を含むように構成されたフレーム１０について、そのフレーム１０は、本体部１２に対しそのベース部１３とは反対側に組み付けられるカバー部１６を含んでいる。そのカバー部１６は、円盤状に形成されると共に、その板厚方向に貫通するように形成された貫通孔を有している。そして、カバー部１６は、その貫通孔の中心がフレーム１０における収容孔１１（本体部１２における貫通孔）の中心に一致するような配置で、その両端面の一方（一方の端面）を当接させた状態で、本体部１２に対し組み付けられている。

【0024】

なお、カバー部１６における貫通孔は、その内径がフレーム１０における収容孔１１の内径（本体部１２の貫通孔における前記小径部）より小さい孔となっている。したがって、カバー部１６は、前記のように本体部１２に組み付けられた状態（組付け状態）で、フレーム１０における収容孔１１（前記小径部）の内周面よりも内側に位置する部分（内周部）を有するように構成されたものとなっている。

【0025】

また、カバー部１６は、その内周部において前記一方の端面から突出する部分（突出部）を有している。そして、カバー部１６は、前記組付け状態において、その突出部が本体部１２の貫通孔（前記小径部）に対し嵌め合わされてその貫通孔内に突出するような状態となっている。なお、本体部１２の貫通孔内において、本体部１２と主軸２１との間には前記のように軸受２が介装されており、その突出部は、本体部１２（より詳しくは、本体部１２における貫通孔内の軸受２を支持する面）との協働で軸受２を保持（挟持）するようにもなっている。

【0026】

また、カバー部１６の貫通孔は、当然ながら、主軸２１を挿通可能な内径を有している。そして、その貫通孔は、前記組付け状態において本体部１２に連続するかたちとなっていることから、本体部１２の貫通孔及びベース部１３の貫通孔と共に収容孔１１の一部となっている。さらに、カバー部１６の貫通孔の内径は、主軸２１がその収容孔１１に収容された状態で、その貫通孔の内周面と主軸２１の外周面との間に所定の大きさの間隙５０が形成されるような大きさとなっている。そして、その間隙５０は、カバー部１６と主軸２１との間に形成されるものであり、収容孔１１（フレーム１０と主軸２１との間の空間）における軸受２よりも主軸２１の一端側の部分であることから、本発明で言う空隙部に相当する。

【0027】

その上で、その空隙部５０には、オイルシール５１が設けられている。なお、そのオイルシール５１は、駆動伝達機構３１を潤滑するためにフレーム１０の内部に貯留された潤滑油が外部に流出するのを防止するためのものである。また、本実施例では、そのオイルシール５１は、主リップ部に加え、副リップ部を有するように構成されたものとなっている。

【0028】

そのオイルシール５１に関し、より詳しくは、前記のように主軸２１の外周面とで空隙部５０を形成するカバー部１６には、その貫通孔の内周面に開口すると共に全周に亘るように形成された溝（第１の溝１６ａ）が設けられている。言い換えれば、空隙部５０は、そのカバー部１６に形成された第１の溝１６ａによって画定される空間を含むものとなっている。また、その第１の溝１６ａは、溝幅がオイルシール５１を収容可能であるような大きさに形成されている。その上で、オイルシール５１は、空隙部５０において第１の溝１６ａに嵌装されるかたちで設けられている。そして、オイルシール５１は、そのように空隙部５０に設けられることで、両リップ部（主リップ部及び副リップ部）が主軸２１の外周面と接触する状態となっている。

【0029】

以上のように構成された回転割出し装置１において、その回転割出し装置１は、空隙部５０内においてオイルシール５１と共に設けられるダストシール５２を備えている。より詳しくは、カバー部１６には、前記のように設けられた第１の溝１６ａと同様に、カバー部１６における貫通孔の内周面に開口するようにして形成された第２の溝１６ｂが設けられている。すなわち、空隙部５０は、その第２の溝１６ｂによって画定される空間も含んでいる。

【0030】

但し、その第２の溝１６ｂは、前記板厚方向に関し、第１の溝１６ａよりもカバー部１６の他方の端面（本体部１２に当接する前記一方の端面とは反対側の端面）側に設けられている。すなわち、第２の溝１６ｂは、フレーム１０において、第１の溝１６ａに対し軸受２の側とは反対側となる位置に設けられている。

【0031】

また、その第２の溝１６ｂは、溝幅がダストシール５２を収容可能であるような大きさに形成されている。その上で、その第２の溝１６ｂには、ダスト（切粉やクーラント液等）の侵入を防止するのを主目的として構成されたダストシール５２が、嵌装されるかたちで設けられている。そして、そのダストシール５２は、そのように空隙部５０に設けられた状態において、リップ部が主軸２１の外周面と接触する状態となっている。また、ダストシール５２は、第２の溝１６ｂが第１の溝１６ａに対し前記のように設けられていることから、前記板厚方向（主軸２１の軸線方向）において、オイルシール５１に対し軸受２の側とは反対側に位置するように配置された状態となっている。

【0032】

なお、回転割出し装置１において、空隙部５０は、テーブル部２２とフレーム１０（カバー部１６）との間の隙間を介して外部と連通しており、ダストは、その隙間を経由して空隙部５０に侵入する。すなわち、空隙部５０においては、テーブル部２２側がダストの侵入する側である。そして、その空隙部５０において、オイルシール５１に対する軸受２側とは反対側は、テーブル部２２側である。したがって、前記のようにダストシール５２を設けることは、空隙部５０において、オイルシール５１に対するダストの侵入側にダストシール５２を設けるということになる。

【0033】

そして、そのように構成された回転割出し装置１によれば、ダストが空隙部５０内に侵入したとしても、ダストシール５２によってダストがオイルシール５１側に侵入するのが防止される。それにより、オイルシール５１がダストによってダメージを受けることが防止され、オイルシール５１のシール性能が低下してしまうといった問題の発生を可及的に防止することができる。

【0034】

以上では、本発明が適用された回転割出し装置の一実施形態（以下、「前記実施例」と言う。）について説明した。しかし、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、以下のような他の実施形態（変形例）での実施も可能である。

【0035】

（１）空隙部においてオイルシールと共に設けられるダストシールについて、前記実施例では、回転割出し装置１は、ダストシール５２を１個のみ備えるように構成されている。しかし、本発明において、回転割出し装置に設けられるダストシールは、１個には限られず、２個以上（複数）であっても良い。なお、その場合において、その２個以上のダストシールは、当然ながら、オイルシールに対し軸受２側とは反対側となる位置に設けられる。また、本発明が前提とする回転割出し装置に設けられるオイルシールについても、前記実施例のように１個には限られず、２個以上（複数）であっても良い。

【0036】

（２）ダストシールが設けられる空隙部について、前記実施例では、ダストシール５２が設けられる空隙部５０は、フレーム１０と回転体２０における主軸２１との間に形成された空隙となっている。しかし、本発明において、その空隙部は、フレームと回転体との間に形成される空隙であってオイルシールに対し軸受側とは反対側の空隙であれば良く、フレームと回転体におけるテーブル部との間に形成される空隙であっても良い。

【0037】

詳しくは、先ず本発明が前提とする回転割出し装置について、その回転割出し装置における回転体は、フレームの収容孔内で回転可能に支持される主軸と、その主軸の一端側に設けられてワーク又はワークを取り付けるための治具が取り付けられるテーブル部とから構成されたものである。なお、前記実施例の回転体２０は、図１等から理解されるように、主軸２１及びテーブル部２２がそれぞれを成す部材で構成されているが、本発明における回転体は、主軸に相当する部分とテーブル部に相当する部分とを有していれば良く、その構成（成り立ち）が特に限定されるものではない。その上で、前記実施例の回転割出し装置１は、その回転体２０におけるテーブル部２２全体がフレーム１０の外側に位置するように構成されているが、公知の回転割出し装置としては、テーブル部の板厚方向（主軸の軸線方向）に関し、テーブル部の一部又は大部分がフレームに収容されるように構成されたものも存在する。

【0038】

そして、回転体におけるテーブル部がフレームに収容された回転割出し装置においては、主軸よりもテーブル部側においても、フレームと回転体との間の空隙（テーブル部側空隙）が存在することとなる。そこで、そのような回転割出し装置の場合、そのフレームと回転体におけるテーブル部との間に形成されるテーブル部側空隙が本発明で言う空隙部に含まれることとなり、そのテーブル部側空隙にダストシールを設けるようにしても良い。なお、その場合において、オイルシールは、前記実施例と同様に主軸とフレームとの間の空隙における軸受よりもテーブル部側（テーブル部側空隙の側）に設けられても良いし、テーブル部側空隙においてダストシールよりも主軸側（軸受側）に設けられても良い。

【0039】

（３）本発明が前提とする回転割出し装置について、前記実施例では、その回転割出し装置１における駆動機構３０は、ウォームホイール３２及びウォーム３３から成る駆動伝達機構３１を介して駆動モータの回転を回転体２０に伝達するように構成されており、所謂ウォームギア機構を駆動伝達機構として採用したものとなっている。しかし、本発明における駆動機構は、そのように構成されたものには限られない。

【0040】

例えば、駆動機構は、駆動伝達機構として、複数のローラが円周方向に配置されたローラギヤ及びそのローラギヤと噛合する螺旋状のカム溝を有するローラカム軸で構成されたローラギヤカム機構を採用したものであっても良い。あるいは、その駆動機構は、駆動伝達機構を介さずに回転体を直接的に回転駆動するＤＤモータ（直接駆動型駆動モータ）を駆動源として構成されたものであっても良い。

【0041】

また、本発明が前提とする回転割出し装置において、前記実施例では、保持機構４０は、所謂ディスクタイプの保持機構となっている。しかし、本発明における保持機構は、そのようなディスクタイプのものに限らず、他の公知の保持機構、例えば、回転体の周りに設けられたクランプスリーブを縮径方向に撓ませて回転体に接触させることで回転体を保持するように構成された所謂スリーブタイプの保持機構であっても良い。

【0042】

また、本発明は、以上で説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々に変更することが可能である。

【符号の説明】

【0043】

１ 回転割出し装置
２ 軸受
１０ フレーム
１１ 収容孔
１２ 本体部
１３ ベース部
１４ クランプ面
１５ 供給路
１６ カバー部
１６ａ 第１の溝
１６ｂ 第２の溝
２０ 回転体
２１ 主軸
２２ テーブル部
３０ 駆動機構
３１ 駆動伝達機構
３２ ウォームホイール
３３ ウォーム
４０ 保持機構
４１ クランプピストン
４２ クランプディスク
４３ 圧力室
５０ 空隙部
５１ オイルシール
５２ ダストシール

【図1】

【図2】