特開 2024-89701 工作機械用の回転テーブル装置

(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】P2024089701

(43)【公開日】2024-07-04

(54)【発明の名称】工作機械用の回転テーブル装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 1/52 20060101AFI20240627BHJP

   B23Q 1/28 20060101ALI20240627BHJP

   B23Q 11/00 20060101ALI20240627BHJP

【ＦＩ】

B23Q1/52

B23Q1/28 C

B23Q11/00 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022205044

(22)【出願日】2022-12-22

(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】柴原 壮登

【テーマコード（参考）】

3C048

【Ｆターム（参考）】

3C048BC02

3C048CC04

3C048CC17

3C048DD12

(57)【要約】

【課題】エアシール機構を備えた工作機械用の回転テーブル装置において、工作機械が停止してエアシール機構によるフレーム内へのエアの供給が停止されてもフレーム内に異物が侵入しないようにしながら、そのフレーム内において構成上の不具合を発生させないようにすること。
【解決手段】回転軸の軸線方向に対向する回転体の面とフレームの面との隙間に開口すると共に回転軸と同軸にフレームに形成された円環状の収容溝と、収容溝内において軸線方向に摺動可能に収容されるシール用ピストンと、シール用ピストンを回転体側へ付勢する弾性部材と、収容溝の開口の一部を全周に亘って覆うように収容溝の周縁から収容溝の中心側へ回転軸の半径方向に突出するかたちでフレームに設けられた突出部分と、軸線方向に関し突出部分とシール用ピストンとで画定される圧力室と、シール用ピストンを収容溝の底面側へ変位させる作動流体を供給する供給装置とを備える。

【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークが取り付けられるテーブルを含む回転体が一端側に固定された回転軸と、収容孔内で軸受を介して前記回転軸を回転可能に支持するフレームとを備え、前記回転軸が駆動装置により回転駆動される工作機械用の回転テーブル装置であって、前記回転軸の軸線方向に対向する前記回転体の面と前記フレームの面との隙間からエアを噴出させるために、前記フレームに形成されたエア供給口からエアを供給するエアシール機構を備えた工作機械用の回転テーブル装置において、
前記隙間に開口すると共に前記回転軸と同軸に前記フレームに形成された円環状の収容溝と、前記収容溝内において前記軸線方向に摺動可能に収容されるシール用ピストンと、前記シール用ピストンを前記回転体側へ付勢する弾性部材と、前記収容溝の開口の一部を全周に亘って覆うように前記収容溝の周縁から前記収容溝の中心側へ前記回転軸の半径方向に突出するかたちで前記フレームに設けられた突出部分と、前記軸線方向に関し前記突出部分と前記シール用ピストンとで画定される圧力室と、前記弾性部材の付勢に抗して前記シール用ピストンを前記収容溝の底面側へ変位させる程度の圧力の作動流体を供給する供給装置とを備える
ことを特徴とする工作機械用の回転テーブル装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークが取り付けられるテーブルを含む回転体が一端側に固定された回転軸と、収容孔内で軸受を介して回転軸を回転可能に支持するフレームとを備え、回転軸が駆動装置により回転駆動される工作機械用の回転テーブル装置であって、回転軸の軸線方向に対向する回転体の面とフレームの面との隙間からエアを噴出させるために、フレームに形成されたエア供給口からエアを供給するエアシール機構を備えた工作機械用の回転テーブル装置に関する。

【背景技術】

【0002】

工作機械用の回転テーブル装置は、例えば特許文献１に開示されている装置のように、ワークが取り付けられるテーブルが一端側に固定された回転軸と、収容孔内で軸受を介して回転軸を回転可能に支持するフレームとを備え、その回転軸が駆動モータを駆動源とする駆動装置によって回転駆動されるように構成されている。また、その特許文献１に開示された回転テーブル装置は、そのフレーム内の空間にクーラント液等が侵入しないようにするために、その空間にエアを供給するためのエアパージ機構（エアシール機構）を備えている。なお、回転テーブル装置におけるエアシール機構について、そのフレーム内の空間に供給されるエアの圧力は、一般的には、フレーム内に設けられているシール部材のはみ出し等の不具合が発生しないようにするために、比較的低い圧力（０．０１～０．０３ＭＰａ程度）とされている。

【0003】

そして、その回転テーブル装置においては、フレームに形成されたエアの供給流路（供給口）からフレーム内にエアが供給されるのに伴い、回転軸の軸線方向において対向するテーブルの下面とフレームの上面との隙間からエアが噴出し、フレーム内にクーラント液等の異物が侵入するのを防ぐようになっている。

【0004】

なお、そのような回転テーブル装置においては、そのエアシール機構における前記のようにフレーム内にエアを供給する供給装置の制御は、一般的には、その回転テーブル装置が備えられた工作機械の制御装置によって行われるようになっている。そのため、工作機械の運転が停止されると、そのエアシール機構によるフレーム内へのエアの供給も停止されるようになっている。

【0005】

また、そのような回転テーブル装置においては、そのフレーム内の温度は、工作機械の運転中には駆動装置の発熱等によって高い状態となっており、工作機械の停止に伴い、その停止中に次第に下降する。そして、そのように温度が下降するのに伴ってフレーム内の空間にある空気の温度も低下するが、通常、空気は、温度が高い状態から低い状態へ変化するのに伴い、その体積が収縮する。そのため、工作機械が停止し、前記のようにエアシール機構によるフレーム内へのエアの供給が停止された状態で温度が低下すると、そのフレーム内の空気の収縮により、外部の空気がフレーム内に引き込まれる、といった状態が発生する。その結果として、工作機械が停止して加工が行われていないにもかかわらず、外部にあるクーラント液等の異物が前記隙間からフレーム内に侵入してしまう場合がある。

【0006】

なお、工作機械用ではないが、同様のエアシール機構を備えた（半導体製造装置用の）回転テーブル装置が特許文献２に開示されている。そして、その特許文献２の回転テーブル装置は、そのエアシール機構によるフレーム内へのエアの供給が停止された際にフレーム内の空間に異物が侵入しないようにするために、その供給が停止されたことに伴って前記隙間を閉塞するためのシール用ピストンを備える構成となっている。

【0007】

より詳しくは、その特許文献２の回転テーブル装置では、フレーム内に形成された収容孔内において、回転体と対向する位置に、シールケースが嵌装されている。なお、そのシールケースは、回転体側に開口すると共に回転軸と同軸に形成された円形の凹部を有している。また、そのシールケースの凹部内には、円環状のシール用ピストンが前記軸線方向に摺動可能に収容されている。さらに、そのシール用ピストンと凹部との間には、シール用ピストンを回転体側へ付勢するスプリング部材（弾性部材）が複数介装されている。それにより、その回転テーブル装置においては、その弾性部材の付勢力によってシール用ピストンが回転体側へ移動して回転体に当接し、収容孔におけるシール用ピストンよりも内側の空間が、外部に連通する外側の空間に対し閉塞されるようになっている。

【0008】

その上で、その特許文献２の回転テーブル装置は、シール用ピストンを弾性部材の付勢に抗して凹部の底面側（回転体から離間する側）へ移動させるための圧力室を備えている。但し、その回転テーブル装置では、その圧力室は、前記軸線方向に対向する回転体の下面とシール用ピストンの上側面とによって画定されるように形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０１７－２０５８６０号公報

【特許文献2】ＷＯ２００６／００４０５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

ところで、エアシール機構を備えた回転テーブル装置においては、その回転テーブル装置の運転中に回転体とフレームとの隙間からエアを噴出させる必要がある。そして、特許文献２に開示された回転テーブル装置においても、同様にその回転テーブル装置の運転中に回転体とフレームとの隙間からエアを噴出させる必要があることから、前記のように設けられたシール用ピストンを、運転中において回転体から離間させる必要がある。そして、そのシール用ピストンの回転体からの離間は、圧力室に対し作動流体としての圧縮空気（シールガス）が供給されることで行われる。

【0011】

しかし、前記のように圧力室が回転体の下面とシール用ピストンの上側面とで画定されていると、シール用ピストンが回転体から離間するのに伴い、その圧力室内の空間が収容孔におけるシール用ピストンよりも内側の空間（フレーム内の空間）に連通した状態となってしまう。その結果として、圧力室に対し供給された圧縮空気が、フレーム内の空間に対しても供給される状態となる。

【0012】

そのため、そのようなシール用ピストンを用いる特許文献２の構成を、特許文献１に開示されているようなエアシール機構を備えた工作機械用の回転テーブル装置に対し、工作機械の停止中におけるフレーム内への異物の侵入防止のために適用した場合、そのフレーム内において構成上の不具合が発生する、といった問題が生じる。

【0013】

より詳しくは、工作機械用の回転テーブル装置においては、そのエアシール機構によりフレーム内の空間に供給されるエアの圧力は、前述のようにそのフレーム内に設けられているシール部材に不具合が発生しない程度の比較的に低い圧力とされている。一方で、シール用ピストンを回転体から離間させるための作動流体の圧力は、前述のような複数の弾性部材の付勢力に抗してシール用ピストンを移動させる必要があるため、比較的に高い圧力とされる。そして、その作動流体の圧力は、前述のエアシール機構によりフレーム内の空間に供給されるエアの圧力と比べてはるかに高い圧力である。

【0014】

そのため、前記のようにシール用ピストンの回転体からの離間に伴って圧力室に対し供給された作動流体としての圧縮空気がフレーム内の空間に供給される状態となると、フレーム内の空間の空気の圧力が高まり、そのフレーム内に設けられているシール部材にはみ出し等の構成上の不具合が発生する、といった問題が生じる。

【0015】

以上のような問題を鑑み、本発明は、前記のようなエアシール機構を備えた工作機械用の回転テーブル装置において、工作機械が停止してエアシール機構によるフレーム内へのエアの供給が停止されてもフレーム内に異物が侵入しないようにしながら、そのフレーム内において前記のような構成上の不具合を発生させないようにすることの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】

【0016】

本発明は、ワークが取り付けられるテーブルを含む回転体が一端側に固定された回転軸と、収容孔内で軸受を介して回転軸を回転可能に支持するフレームとを備え、回転軸が駆動装置により回転駆動される工作機械用の回転テーブル装置であって、特に、回転軸の軸線方向に対向する回転体の面とフレームの面との隙間からエアを噴出させるために、フレームに形成されたエア供給口からエアを供給するエアシール機構を備えた工作機械用の回転テーブル装置を前提とする。

【0017】

その上で、本発明は、回転テーブル装置は、前記隙間に開口すると共に回転軸と同軸にフレームに形成された円環状の収容溝と、収容溝内において前記軸線方向に摺動可能に収容されるシール用ピストンと、シール用ピストンを回転体側へ付勢する弾性部材と、収容溝の開口の一部を全周に亘って覆うように収容孔の周縁から収容溝の中心側へ回転軸の半径方向に突出するかたちでフレームに設けられた突出部分と、前記軸線方向に関し突出部分とシール用ピストンとで画定される圧力室と、弾性部材の付勢に抗してシール用ピストンを収容溝の底面側へ変位させる程度の圧力の作動流体を供給する供給装置とを備えていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、前述のような前提とする工作機械用の回転テーブル装置において、その回転テーブル装置は、フレーム（収容孔）内に形成された収容溝内において主軸の軸線方向に摺動可能に収容されるシール用ピストンと、そのシール用ピストンを回転体側へ付勢する弾性部材とを備えている。また、その収容溝は、回転体の面とフレームの面との間の隙間に開口すべく、前記軸線方向に開口するように形成されている。それにより、そのシール用ピストンが弾性体の付勢力によって回転体側へ変位して回転体に当接することで、前記隙間が閉塞される。

【0019】

また、その回転テーブル装置においては、収容溝の開口の一部を全周に亘って覆うように収容溝の周縁から収容溝の中心側へ回転軸の半径方向に突出するかたちでフレームに設けられる突出部分が備えられている。そして、エアシールのためにシール用ピストンを回転体から離間させる方向へ変位させるための圧力室が、その突出部分と（収容溝内を摺動する）シール用ピストンとで画定されるようになっている。より詳しくは、その圧力室は、前記軸線方向に関しては、突出部分における収容溝内を向く内側面（突部内側面）及びその突部内側面と対向するシール用ピストンの面（突部対向面）で画定されている。また、その圧力室は、前記半径方向に関しては、収容溝の内周面（溝内周面）及びその溝内周面と対向するシール用ピストンの面（溝対向面）で画定されている。但し、その突部内側面及び溝内周面は、固定的に存在する面である。

【0020】

そして、工作機械の運転中においては、エアシールのために前記隙間を開放すべく圧力室に作動流体を供給し、シール用ピストンを弾性体の付勢に抗して回転体から離間する方向へ変位させることが行われる。その場合において、そのようにシール用ピストンが変位されると、シール用ピストンにおける溝対向面は、自身が対向する溝内周面との間隔（対向方向の距離）は変化しない位置で、収容溝が開口する方向である前記軸線方向にスライドする。したがって、そのように溝対向面がスライドしても、前記半径方向における圧力室の領域が変化することは無い。一方で、シール用ピストンにおける突部対向面は、自身が対向する突部内側面に対し（対向方向において）離間する方向に変位する。しかし、その変位はあくまでも収容溝内で行われる。

【0021】

なお、突出部分は、収容溝の開口の一部を覆うように設けられている。言い換えれば、収容溝の開口は、突出部分に覆われていない部分においては前記軸線方向に開放されており、突出部分に対する開放部分が存在した状態となっている。そして、圧力室は、前記半径方向に関しては、収容溝内における突出部分側の空間がシール用ピストンの溝対向面で閉塞されるかたちとなっている。したがって、シール用ピストンは、その溝対向面を含む部分が前記開放部分に位置するように構成されたものとなる。それにより、その溝対向面は、前記軸線方向に関し、突出部分によって制限されることなくその大きさを設定することができるようになっている。

【0022】

そこで、その溝対向面の大きさを、前記変位によりシール用ピストンが回転体から最も離間したときの前記軸線方向における圧力室の大きさ（突部内側面と突部対向面との間隔）よりも大きくすることで、シール用ピストンが変位しても、半径方向における前記閉塞が維持されることとなる。しかも、本発明の構成によれば、シール用ピストンをそのように構成することが可能となっている。したがって、本発明の回転テーブル装置によれば、工作機械の停止中にシール用ピストンが前記隙間を閉塞するようにしつつも、工作機械の運転中において、前記隙間を開放すべくシール用ピストンを変位させても、その変位のために供給される作動流体がフレーム内の空間に供給されないようにすることができるようになるので、フレーム内において前記のような構成上の不具合を発生させないようにすることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明が適用された回転テーブル装置を示す正面断面図である。

【図2】図１の要部拡大図である。

【図3】本発明が適用された回転テーブル装置の別の実施形態を示す正面断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下では、図面に基づき、本発明が適用された工作機械用の回転テーブル装置の一実施形態（実施例）について説明する。なお、以下で説明する例は、回転軸の軸線を鉛直方向に向けて設置される所謂横置きの回転テーブル装置１に本発明を適用した例である。

【0025】

図１及び図２に示すように、回転テーブル装置１は、収容孔１７を有するフレーム１０と、収容孔１７内で軸受３１を介してフレーム１０に回転可能に支持される回転軸３０と、回転軸３０の一端側に取り付けられる回転テーブル２０とを備えている。また、その回転テーブル装置１は、回転軸３０を回転駆動するための駆動装置５と、割り出された角度位置で回転軸３０を保持するためのクランプ装置４０とを備えている。

【0026】

それらのうち、フレーム１０は、主体的な部分である本体部１１と、その本体部１１に取り付けられるフロントカバ１２及びリアカバ１５とで構成されている。また、その本体部１１は、その一端側の端面から他端側の端面に向けて貫通するように形成された貫通孔を有している。

【0027】

フロントカバ１２は、その本体部１１における前記一端側の端面に対し取り付けられている。そのフロントカバ１２は、中心に貫通孔を有する円盤状（ドーナツ盤状）の部材である。そして、フロントカバ１２は、平面視においてその貫通孔の中心を本体部１１における貫通孔の中心に一致させる配置で、本体部１１に対し取り付けられている。

【0028】

リアカバ１５は、（貫通孔を有さない）円盤状の蓋部材として構成されている。そして、そのリアカバ１５は、本体部１１における前記他端側において、本体部１１の貫通孔を閉塞するように本体部１１に対し取り付けられている。

【0029】

そして、そのように構成されたフレーム１０においては、本体部１１、フロントカバ１２の各貫通孔がその貫通方向に連続する状態となっており、それらの貫通孔により、フレーム１０は、その内部に前記した収容孔１７が形成された構成となっている。そして、その収容孔１７は、その前記他端側の端部をリアカバ１５によって閉塞された状態となっている。

【0030】

回転軸３０は、回転テーブル装置１において、ワークが載置される円盤状の回転テーブル２０が取り付けられる部分である。その回転軸３０は、フレーム１０の収容孔１７内に配置され、本体部１１との間に介装された軸受３１により、フレーム１０に対し回転可能に支持されている。また、回転軸３０は、そのように収容孔１７内に配置された状態において、その軸線方向に関し、その一端側の部分が、フレーム１０のフロントカバ１２から僅かにフレーム１０の外側に突出するように設けられている。

【0031】

その上で、回転テーブル２０は、その回転軸３０における前記一端側の部分の端面に対し、その板厚方向を前記軸線方向に一致させる向きで取り付けられている。そして、そのように回転軸３０に回転テーブル２０が取り付けられることで、回転テーブル装置１においては、前記軸線方向に対向する回転テーブル２０におけるフレーム１０側の端面２０ａとフレーム１０（フロントカバ１２）における回転テーブル２０側の端面１２ａとの間に、間隔の狭い隙間６４が存在する状態となっている。

【0032】

また、フレーム１０の本体部１１において、その貫通孔は、その貫通方向における略中央から前記他端側の端面までの範囲において、その貫通孔の内径が拡大されるように形成されている。その上で、その貫通孔における内径が拡大された部分には、回転軸３０を回転駆動するための駆動装置５が配置されている。なお、本実施例では、その駆動装置５は、ギア等の駆動機構を介さずに回転軸３０を回転駆動する直接駆動型モータ（ＤＤモータ５０）を主体として構成されたものとなっている。また、そのＤＤモータ５０は、所謂インナーロータ型のＤＤモータ５０であって、モータロータ５１が回転軸３０に固定されると共に、モータステータ５２がモータロータ５１を囲繞するかたちでフレーム１０に固定されるかたちで設けられている。

【0033】

クランプ装置４０は、回転軸３０に対し取り付けられたクランプディスク４１に対しクランプピストン４３を押圧させることで回転軸３０を保持する所謂ディスクタイプのクランプ装置となっている。そのクランプ装置４０について、フレーム１０の本体部１１には、フロントカバ１２側の端面に開口する収容溝４２が、回転軸３０周りにおいて回転軸３０と同心を成すように形成されている。そして、リング状のクランプピストン４３が、その収容溝４２に収容されている。また、そのクランプピストン４３は、そのように収容溝４２に収容された状態で、前記軸線方向に変位可能となっている。

【0034】

なお、フレーム１０において、回転軸３０の半径方向におけるその本体部１１の収容溝４２よりも内側には、本体部１１とフロントカバ１２との間に隙間が存在している。その上で、クランプディスク４１は、前記軸線方向におけるその隙間の位置において、回転軸３０に対し相対回転不能に取り付けられている。また、クランプディスク４１は、前記半径方向に関し、その外周縁が収容溝４２内に位置するような大きさとなっている。

【0035】

さらに、前記半径方向におけるクランプディスク４１よりも外側の位置には、クランプピストン４３とフロントカバ１２との間に圧縮バネ４５が介装されている。それにより、クランプピストン４３は、収容溝４２の底面の側（クランプディスク４１から離間する方向）へ常時付勢された状態となっている。その上で、クランプピストン４３と収容溝４２の底面との間の空間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、クランプピストン４３がフロントカバ１２側へ変位し、そのクランプピストン４３とフロントカバ１２とでクランプディスク４１が挟持された状態となる。そして、その結果として、回転軸３０が回転不能な状態となる。

【0036】

また、以上で説明した回転テーブル装置１は、フレーム１０の内部への異物の侵入を防止するためのエアシール機構６０を備えている。そして、そのエアシール機構６０は、フレーム１０の内部の空間に対しそのシール用のエアを供給するためにフレーム１０の本体部１１に形成された供給流路６５を備えている。

【0037】

その供給流路６５は、本体部１１の外側面に開口すると共に前記半径方向に延びる外側部分６５ａと、フレーム１０内において本体部１１の一端側の端面に開口すると共に前記軸線方向に延びる内側部分６５ｂとから成っている。なお、前記のように回転軸３０は、本体部１１との間に介装された軸受３１により支持されている。言い換えれば、軸受３１は、本体部１１における貫通孔内において、本体部１１と回転軸３０との間に嵌装されている。その上で、供給流路６５の内側部分６５ｂは、その軸受３１よりも前記一端側に存在する本体部１１の端面に対し、前記半径方向における収容溝４２よりも内側で開口するように形成されている。

【0038】

それにより、供給流路６５は、フレーム１０の内部における軸受３１よりも回転テーブル２０側の空間（前記した隙間６４に連通する空間）６３に連通するかたちとなっている。そして、そのフレーム１０の内部での本体部１１に対する内側部分６５ｂの開口６５ｄがエア供給口となる。

【0039】

また、その供給流路６５において、外側部分６５ａは、前記のように本体部１１の外側面に対する開口と内側部分６５ｂとを連通させるように形成されている。その上で、供給流路６５は、その本体部１１の外側面に対する開口において、外部に設けられた後述のエア（圧縮空気）の供給装置と接続されている。

【0040】

そして、その供給流路６５に対しエアが供給されることで、供給流路６５を介し、エア供給口６５ｄからフレーム１０の内部の空間６３に対しエアが供給される。さらに、そのように空間６３に対しエアが供給されることで、その空間６３が前記した隙間６４に連通していることから、その回転テーブル２０の端面２０ａとフロントカバ１２の端面１２ａとの隙間６４からエアが噴出する状態となる。それにより、フレーム１０内部への異物の侵入が防止されるエアシールが実現された状態となる。

【0041】

なお、そのエアシールのために供給されるエアの圧力は、フレーム内に設けられているシール部材のはみ出し等の不具合が発生しないようにするために、比較的低い圧力とされている。具体的には、そのエアの圧力は、０．０１～０．０３ＭＰａ程度に調整されている。因みに、前記した空間６３内には、クランプディスク４１が存在している。そこで、その回転テーブル装置１は、クランプディスク４１がクランプピストン４３とフロントカバ１２とで挟持された状態となっても隙間６４側へエアが供給されるような構成（例えば、クランプディスク４１にその板厚方向に貫通する複数の通気孔を形成する等）とされている。

【0042】

以上で説明した工作機械用の回転テーブル装置１において、本発明によれば、その回転テーブル装置１は、隙間６４に開口すると共に回転軸３０と同軸にフレーム１０に形成された円環状の収容溝、その収容溝内に摺動可能に収容されるシール用ピストン、及びそのシール用ピストンを回転テーブル２０側へ付勢する弾性部材を備えるように構成される。さらに、回転テーブル装置１は、その収容溝の開口の一部を全周に亘って覆うように収容溝の周縁から収容溝の中心側へ前記半径方向に突出するかたちでフレーム１０に設けられた突出部分を備え、その突出部分とシール用ピストンとで、エアシールのためにシール用ピストンを回転テーブル２０から離間させる側へ変位させるための圧力室が画定されるように構成される。そのような本発明による回転テーブル装置１の一実施形態（実施例）について、以下で詳しく説明する。

【0043】

回転テーブル装置１において、フレーム１０におけるフロントカバ１２には、その円テーブル２０側の端面１２ａに開口すると共に、回転軸３０周りにおいて回転軸３０と同心を成す環状の溝（収容溝）７１が形成されている。但し、その収容溝７１は、回転テーブル装置１の平面視において、回転テーブル２０の存在範囲内に位置するように形成されている。それにより、その収容溝７１は、隙間６４に対し前記軸線方向に開口する溝となっている。

【0044】

なお、フロントカバ１２は、前記のように円盤状（ドーナツ盤状）を成す部材であるが、前記半径方向における収容溝７１に対する外側の部分（外側部分）の厚さ寸法が収容溝７１に対する内側の部分（内側部分）の厚さ寸法よりも小さくなるような形に形成されている。また、そのフロントカバ１２において、前記内側部分の厚さ寸法は、フロントカバ１２が本体部１１に取り付けられた状態で、前記内側部分と回転テーブル２０との間の隙間６４（前記軸線方向に対向する前記内側部分の端面１２ａと回転テーブル２０の端面２０ａとの間の隙間６４）がエアシールのためのエアをフレーム１０の外側へ噴出させることが可能となる程度の狭い隙間となる寸法とされている。

【0045】

その上で、シール用ピストン７２は、その収容溝７１に収容されるかたちで設けられている。なお、そのシール用ピストン７２は、そのように収容溝７１に収容されるべく平面視において環状を成すように形成されており、その内径が収容溝７１の内側の内周面の直径と略同じであると共に、外径が収容溝７１の外側の内周面の直径と略同じであるようなものとなっている。したがって、シール用ピストン７２は、その内周面及び外周面において収容溝７１の対応する内周面に対し当接（摺接）した状態で、収容溝７１に収容されている。

【0046】

さらに、そのシール用ピストン７２は、前記のように平面視において環状を成す円筒状の部材であるが、その半径方向における略中間部よりも内側の部分と外側の部分とがその軸線方向において寸法が異なるように形成されている。具体的には、そのシール用ピストン７２は、内側の主体的な部分である主体部７２ａと、その主体部７２ａのその軸線方向における一端側で主体部７２ａから外側に向けて突出するように形成されたフランジ状のフランジ部７２ｂとから成っている。

【0047】

さらに、そのシール用ピストン７２において、主体部７２ａのその軸線方向（収容溝７１に収容された状態での前記軸線方向）における寸法は、前記軸線方向におけるフロントカバ１２の前記内側部分の端面１２ａと収容溝７１の底面との間隔と略同じとなっている。したがって、シール用ピストン７２は、収容溝７１に収容された状態で、前記軸線方向における隙間６４の大きさ分だけ前記軸線方向に変位（摺動）可能となっている。また、フランジ部７２ｂの前記軸線方向の寸法は、前記軸線方向におけるフロントカバ１２の前記外側部分の端面１２ｂと収容溝７１の底面との間隔から隙間６４の大きさを差し引いた寸法よりも小さくなっている。そして、シール用ピストン７２は、その前記一端側（フランジ部７２ｂ側）が前記軸線方向における収容溝７１の底面側となる向きで設けられている。

【0048】

そして、シール用ピストン７２と収容溝７１の底面との間には、弾性部材である圧縮バネ７３が、収容溝７１の周方向に間隔を空けて複数介装されている。それにより、シール用ピストン７２は、前記軸線方向の回転テーブル２０側へ向けて常時付勢された状態となっている。

【0049】

さらに、フレーム１０におけるフロントカバ１２には、シール用ピストン７２を圧縮バネ７３の付勢力に抗して変位させる作動流体が供給される圧力室をシール用ピストン７２との組み合わせで形成するための突出部材１４が取り付けられている。より詳しくは、その突出部材１４は、中心に貫通孔を有する円盤状（ドーナツ盤状）の部材である。また、その突出部材１４は、内径がシール用ピストン７２における主体部７２ａの外径と略同じであると共に、外径がフロントカバ１２の外径と略同じであるように構成されている。さらに、その突出部材１４の厚さ寸法は、突出部材１４がフロントカバ１２の前記外側部分に対し取り付けられた状態で、その円テーブル２０側の端面１４ａの前記軸線方向における位置がフロントカバ１２における前記内側部分の円テーブル２０側の端面１２ａの位置と略同じになるような寸法となっている。

【0050】

その上で、突出部材１４は、平面視においてその貫通孔の中心をフロントカバ１２における貫通孔の中心に一致させる配置で、フロントカバ１２における前記外側部分の回転テーブル２０側の端面１２ｂに対し取り付けられている。そして、そのように突出部材１４がフロントカバ１２に対し取り付けられた状態においては、その突出部材１４は、その内周側の部分が、前記半径方向に関し、収容溝７１の前記外側の内周面（収容溝７１の外周縁）から収容溝７１の中心側へ向けて突出した状態となる。そして、その突出部材１４における前記半径方向に突出する内周側の部分が、収容溝７１の開口の一部を全周に亘って覆うように収容溝７１の周縁から収容溝７１の中心側へ前記半径方向に突出するかたちでフレーム１０に設けられた突出部分１４ｂとなる。

【0051】

そして、そのように突出部材１４がフロントカバ１２に対し取り付けられた状態においては、その突出部材１４における貫通孔の内周面１４ｄが、前記のように収容溝７１に収容されたシール用ピストン７２における主体部７２ａの外周面（溝対向面）７２ｄに当接した状態となる。すなわち、その状態においては、突出部材１４における貫通孔の内周面１４ｄとシール用ピストン７２における溝対向面７２ｄとが摺動可能に当接した状態となっている。

【0052】

なお、シール用ピストン７２は、そのフランジ部７２ｂにおける外周面において、収容溝７１における外径側の内周面に摺動可能に当接した状態となっている。さらに、その状態においては、突出部材１４の突出部分１４ｂにおける収容溝７１側の端面とフランジ部７２ｂにおける回転テーブル２０側の端面とが前記軸線方向に対向した状態となっている。それにより、回転テーブル装置１においては、その突出部材１４における突出部分１４ｂとシール用ピストン７２ｂと収容溝７１とで画定される閉塞された空間７５が形成されている。

【0053】

その上で、突出部材１４には、その空間７５に作動流体を供給するための供給流路７６が形成されている。その供給流路７６は、空間７５に開口すると共に前記軸線方向に延びる供給部分と、その供給部分に連通すると共に半径方向に延びて突出部材１４の外側面に開口する導入部分とから成っている。そして、その供給流路７６は、その導入部分の開口において、作動流体の供給装置７７に対し接続されている。

【0054】

そして、供給流路７６を介し、供給装置７７によって空間７５に対し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、シール用ピストン７２が回転テーブル２０から離間する側（収容溝７１の底面側）へ変位する。したがって、その空間７５が、シール用ピストン７２を圧縮バネ７３の付勢力に抗して変位させる作動流体が供給される圧力室となる。

【0055】

また、本実施例では、その圧力室７５に供給される作動流体が圧縮空気であり、供給装置７７は、その圧縮空気を供給するものとなっている。なお、図示は省略するが、その供給装置７７は、前述のエアシール機構６０にエア（圧縮空気）を供給する供給装置としても兼用されている。

【0056】

但し、前述のようにエアシールのために供給されるエアの圧力は、比較的に低い圧力であって、０．０１～０．０３ＭＰａ程度である。一方で、圧力室７５に供給される圧縮空気の圧力は、シール用ピストン７２が圧縮バネ７３の付勢力に抗して変位するような圧力である必要があり、そのエアシール機構６０に供給されるエアの圧力よりも高い圧力であって、例えば０．４ＭＰａ程度である。そこで、供給装置７７と供給経路６５（エアシール機構６０）とを接続する供給管路中には、圧縮空気の圧力を調整するための圧力調整器が設けられている。その上で、供給装置７７が圧力室７５に供給される圧力の圧縮空気を供給すると共に、エアシール機構６０側においては、その圧力調整器により、供給流路６５に供給されるエアの圧力が前記のような低い圧力に調整されるようになっている。

【0057】

そして、以上で説明した回転テーブル装置１においては、その回転テーブル装置１が備えられた工作機械の運転中には、供給装置７７による圧縮空気（エア）の供給が行われているため、それが供給流路６５に対し供給されることで、そのエアがエア供給口６５ｄからフレーム１０の内部の空間６３に供給される状態となっている。加えて、その供給装置７７からの圧縮空気が供給流路７６を介して圧力室７５にも供給されているため、シール用ピストン７２が回転テーブル２０から離間する側へ変位した状態となっている。それにより、回転テーブル装置１は、隙間６４が開放された状態となり、前記のようにフレーム１０の内部の空間６３にエアが供給されていることで、その空間６３に連通する隙間６４から、外部へ向けてエアが噴出することとなる。すなわち、その回転テーブル装置１は、エアシールが機能した状態となっている。

【0058】

一方で、工作機械が停止すると、供給装置７７による圧縮空気（エア）の供給が停止されるため、供給流路６５に対しエアが供給されない状態となり、回転テーブル装置１においては、エアシールが機能しない状態となる。但し、供給装置７７からの圧縮空気の供給が停止されると、供給流路７６（圧力室７５）に対しても圧縮空気が供給されなくなるため、シール用ピストン７２がバネ部材７３の付勢力によって回転テーブル２０側へ変位して回転テーブル２０におけるフレーム１０側の端面２０ａに当接した状態となる。その結果として、フレーム１０における端面１２ａと回転テーブル２０の端面２０ａとの隙間６４が閉塞された状態となるため、前記のようにエアシールが機能していない状態となっても、フレーム１０内部への異物の侵入が防止される。

【0059】

その上で、その回転テーブル装置１においては、シール用ピストン７２が収容される収容溝７１内に形成される圧力室７５は、その収容溝７１の開口側の面が突出部分１４ｂによって画定されており、さらに、その突出部分１４ｂ（突出部材１４）は、その内周面１４ｄにおいてシール用ピストン７２の溝対向面７２ｄが摺動可能に当接した状態となるように設けられている。それにより、圧力室７５は、シール用ピストン７２が変位する範囲に亘ってその閉塞された状態が維持されるようになっている。したがって、前記のように工作機械の運転中において隙間６４が開放されるように圧力室７５に圧縮空気を供給しても、その圧縮空気が隙間６４に連通するフレーム１０の内部の空間６３に対して供給されることが無いため、フレーム内の空間の空気の圧力が高まってフレーム１０内に設けられているシール部材のはみ出し等の不具合が発生するのを防止することができる。

【0060】

以上では、本発明の工作機械用の回転テーブル装置の一実施例について説明したが、本発明による工作機械用の回転テーブル装置は、前記実施例に限定されるものではなく、以下のような変形した例でも実施が可能である。

【0061】

（圧力室 突出部分）
（１）圧力室について、前記実施例の回転テーブル装置１では、シール用ピストン７２を回転テーブル２０から離間する側へ変位させるための圧力室７５が、前記半径方向に関し、シール用ピストン７２の主体部７２ａに対する外側に位置するように設けられている。しかし、本発明において、圧力室は、前記半径方向に関し、シール用ピストンの主体部に対する内側に位置するように設けられていても良い。そして、その場合には、突出部分は、収容溝の内周縁から収容溝の中心側へ向けて前記半径方向に突出するように設けられるかたちとなる。

【0062】

具体的には、例えば図３に示すような例が考えられる。その例では、回転テーブル装置１００において、フロントカバ１１２が、その収容溝１７１よりも内側の部分（端面１１２ａ）と回転テーブル１２０（端面１２０ａ）との間隔が前記実施例のそれよりも大きくなるように構成されている。また、その収容溝１７１に収容されるシール用ピストン１７２は、その主体部１７２ａに対し前記実施例のような外側に向けて突出するフランジ部１７２ｂに加え、内側に向けて突出する内側鍔部１７２ｃを有するように構成されている。

【0063】

その上で、内径がフロントカバ１１２の内径と同じ突出部材１１４が、フロントカバ１１２の端面１１２ａに取り付けられている。但し、その突出部材１１４の厚さ寸法は、端面１１２ａに対し取り付けられた状態で、突出部材１１４と回転テーブル１２０との間の隙間１６４が前記実施例の隙間６４と同程度の大きさになるような寸法となっている。また、その突出部材１１４の外径は、シール用ピストン１７２における主体部１７２ａの内径と略同じとなっている。

【0064】

それにより、その突出部材１１４がフロントカバ１１２の端面１１２ａに取り付けられた状態では、突出部材１１４の外周側の部分が収容溝１７１の内周縁から前記半径方向に突出した状態となり、且つ、突出部材１１４の外周面１１４ｄがシール用ピストンにおける主体部１７２ａの内周面１７２ｄに摺動可能に当接した状態となっている。そして、その突出部材１１４における収容溝１７１の内周縁から前記半径方向に突出した部分が突出部分１１４ｂとなる。

【0065】

そして、その構成によれば、前記半径方向におけるシール用ピストン１７２の主体部１７２ａに対する内側に、突出部分１１４ｂとシール用ピストン１７２と収容溝１７１とで画定される閉塞された空間１７５が形成されることとなる。その上で、その空間１７５に圧縮空気を供給するための供給流路１７６、１７９をフレーム１１０（突出部材１１４及びフロントカバ１１４）に形成することで、その空間１７５が、シール用ピストン１７２を回転テーブル１２０から離間する側へ変位させる圧縮空気が供給される圧力室となる。

【0066】

（２）エアシールのためのエアを噴出させるべく外部に連通する回転体の面とフレームの面との隙間を閉塞する構成について、前記実施例では、回転テーブルにおけるフレーム側の端面にシール用ピストンの主体部を当接させることで前記隙間が閉塞される構成となっている。しかし、前記隙間を閉塞するための構成は、そのような構成には限られず、例えば図３に示すような構成であっても良い。

【0067】

具体的には、図３に示す例は、回転テーブル装置が、回転テーブル１２０におけるフレーム１１０側の端面１２０ａに対しフレーム１１０側に突出するかたちで円筒形状のカバ１２１が取り付けられるように構成された例である。なお、そのカバ１２１の内径は、シール用ピストン１７２における主体部１７２ａの外径よりも若干大きく、また、前記軸線方向におけるカバ１２１の寸法は、フロントカバ１１２との隙間が前記実施例の隙間６４と同程度の大きさになるような寸法となっている。それにより、その回転テーブル装置においては、そのカバ１２１とフロントカバ１１２との隙間が、エアシールのためのエアを噴出させる隙間（外部に連通する隙間）となる。

【0068】

その上で、その回転テーブル装置は、シール用ピストン１７２が回転テーブル１２０側へ変位するのに伴い、そのシール用ピストン１７２のフランジ部１７２ｂがカバ１２１におけるフレーム１１０側の端面１２１ａに当接して前記隙間が閉塞されるように構成されたものとなっている。

【0069】

（３）シール用ピストンを回転体側へ付勢する弾性部材について、前記実施例では、その弾性部材として圧縮バネ７３が用いられている。しかし、本発明において、弾性部材は、圧縮バネに限らず、例えば、皿バネや波ワッシャであっても良い。なお、皿バネや波ワッシャの場合には、円周方向に亘る単一の部材としてその弾性部材が設けられるようにしても良い。さらに、弾性部材は、金属製の材料で形成されたものに限らず、例えば、ゴムブッシュやゴムワッシャのようなゴム製の材料で形成されたものであっても良い。

【0070】

（４）前記実施例では、回転テーブル装置１は、シール用ピストンを回転体から離間する側へ変位させる圧力室へ作動流体を供給する供給装置７７が、エアシール機構６０に対してもエアシール用のエアを供給するように構成されている。しかし、本発明において、回転テーブル装置は、供給装置が前記圧力室のみに圧縮空気を供給するように構成されても良い。そして、その場合には、回転テーブル装置において、エアシール機構は、供給装置とは別に設けられたエアシール用のエアを供給するための装置からエアを供給されるように構成されたものとされる。

【0071】

また、前記実施例では、供給装置が前記圧力室に供給する作動流体を圧縮空気としているが、エアシール機構に対するエアの供給が前述のような供給装置とは別の装置により行われる回転テーブル装置の場合には、その作動流体は、作動油であっても良い。すなわち、供給装置が作動油を供給するように構成されていても良い。

【0072】

（５）本発明が前提とする工作機械用の回転テーブル装置について、前記実施例では、その回転テーブル装置１は、その回転軸３０の軸線を鉛直方向に向けて設置される所謂横置きの回転テーブル装置となっている。しかし、本発明が適用される回転テーブル装置は、そのような横置きの回転テーブル装置に限らず、回転軸の軸線を水平方向に向けて設置される、所謂縦置きの回転テーブル装置であっても良い。

【0073】

また、前記実施例では、回転テーブル装置１における駆動装置５は、ギヤ等の駆動伝達機構を介さずに回転軸３０を回転駆動する直接駆動型モータ（ＤＤモータ）５０を主体として構成されたものとなっている。しかし、本発明が前提とする回転テーブル装置において、その駆動装置は、駆動モータが駆動伝達機構を介して回転軸を回転駆動するように構成されたものであっても良い。

【0074】

なお、本発明は、以上で説明したいずれの実施形態にも限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜に変更可能である。

【符号の説明】

【0075】

１ 回転テーブル装置
５ 駆動装置
１０ フレーム
１１ 本体部
１２ フロントカバ
１２ａ 端面
１２ｂ 端面
１４ 突出部材
１４ａ 端面
１４ｂ 突出部分
１４ｄ 内周面
１５ リアカバ
１７ 収容孔
２０ 回転テーブル
２０ａ 端面
３０ 回転軸
３１ 軸受
４０ クランプ装置
４１ クランプディスク
４２ 収容溝
４３ クランプピストン
４５ 圧縮バネ
５０ ＤＤモータ
５１ モータロータ
５２ モータステータ
６０ エアシール機構
６３ 空間
６４ 隙間
６５ 供給流路
６５ａ 外側部分
６５ｂ 内側部分
６５ｄ エア供給口
７１ 収容溝
７２ シール用ピストン
７２ａ 主体部
７２ｂ フランジ部
７２ｄ 溝対向面
７３ 圧縮バネ
７５ 圧力室
７６ 供給流路
７７ 供給装置
１００ 回転テーブル装置
１１０ フレーム
１１２ フロントカバ
１１２ａ 端面
１１４ 突出部材
１１４ｂ 突出部分
１１４ｄ 内周面
１２０ 回転テーブル
１２０ａ 端面
１２１ カバ
１２１ａ 端面
１６４ 隙間
１７１ 収容溝
１７２ シール用ピストン
１７２ａ 主体部
１７２ｂ フランジ部
１７２ｃ 内側鍔部
１７２ｄ 内周面
１７５ 圧力室
１７６ 供給流路
１７９ 供給流路

【図1】

【図2】

【図3】