ロータリージョイント装置およびロータリージョイント装置の加工方法ならびにロータリージョイント装置を備えた工作機械用の主軸駆動装置
【課題】ロータリージョイント装置において、外筒の各円筒ブロックを分解した後に再度組立する際に、分解前の組立状態と再組立後の組立状態とを高い精度で一致させることができる構成を提供する。
【解決手段】外筒６１の外周面上における複数の位置に形成されると共に隣接する２つの円筒ブロック６１ａ，６１ｂ，６１ｃに跨がるかたちで外筒の外周面に露出するように形成された複数の取付溝８１であって底面８２が当該２つの円筒ブロックを組み合わせた状態で平面として加工された取付溝と、複数の取付溝に対し１対１で対応すると共に取付溝に対する前記軸線方向及び外筒の円周方向に関する取付位相が１種類に設定された複数の位置決めブロック８０であって対応する取付溝の底面に対する取付面を平面に加工された位置決めブロックを備えるように構成する。
【解決手段】外筒６１の外周面上における複数の位置に形成されると共に隣接する２つの円筒ブロック６１ａ，６１ｂ，６１ｃに跨がるかたちで外筒の外周面に露出するように形成された複数の取付溝８１であって底面８２が当該２つの円筒ブロックを組み合わせた状態で平面として加工された取付溝と、複数の取付溝に対し１対１で対応すると共に取付溝に対する前記軸線方向及び外筒の円周方向に関する取付位相が１種類に設定された複数の位置決めブロック８０であって対応する取付溝の底面に対する取付面を平面に加工された位置決めブロックを備えるように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外筒の流体流路と回転軸の流体流路とを連通するロータリージョイント装置に関し、特に、外筒を軸線方向に複数の円筒ブロックを組み合わせて構成したロータリージョイント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
前記ロータリージョイント装置は、相対的に回転する配管や機器を相互に接続する管継手として広く利用されており、例えば、工作機械に搭載される主軸駆動装置であって回転駆動される対象装置を支持する主軸が駆動装置によって回転駆動される主軸駆動装置に組み込まれ、工作機械側から前記対象装置へ冷却水や作動油等の供給・排出を行うために用いられている。
【０００３】
そのようなロータリージョイント装置として、特許文献１に開示されたものがある。この特許文献１に開示されたロータリージョイント装置は、回転軸に外嵌される外筒が、供給される流体の種類毎に分けられた複数の固定筒体（本発明でいう円筒ブロック）を連結した構成を主体とする外筒連結式のロータリージョイント装置となっている。そして、その固定筒体と回転軸（厳密には回転軸に固定されて回転軸と一体的に回転する内側スリーブ）との間に、各固定筒体間での流体の漏れを防止するためにシールリングが介装されている。
【０００４】
ところで、前述の様に工作機械においては、ロータリージョイント装置は、その回転軸が駆動装置によって回転駆動される供給側の主軸と連結されて用いられている。その場合において、前記の様に外筒と回転軸との相対回転に伴うシール部材と回転軸との摺動が回転抵抗となり、それが回転軸に連結された主軸を回転駆動する駆動装置に対する負荷となる。特に、特許文献１のような外筒連結式のロータリージョイント装置の場合には、ポート毎にシールリングが設けられると共に固定筒体毎にメカニカルシールが設けられており、シール部材の数が非常に多くなっているため、駆動装置に掛かる負荷が大きなものとなる。
【０００５】
そのため、駆動装置は、そのような負荷を考慮したものとしなければならず、駆動源であるモータとして出力の大きい大型のものを採用しなければならないため、大型化してしまう。そして、駆動装置やモータの大型化に伴い、製造コストが高くなってしまう。
【０００６】
また、前記駆動源として、例えば、直接駆動型のモータ（所謂ＤＤモータ）を備えた駆動装置がある。前記ＤＤモータは、そのモータロータを、前記主軸と同軸的に配置されて前記主軸に対し直接的に連結されており、ギア等の減速装置なしで前記主軸を回転駆動するものである。従って、ロータリージョイント装置の回転抵抗により駆動装置に掛かる負荷は、ギア等の減速装置で軽減されずに前記ＤＤモータに作用する。このため、前記ＤＤモータは、前記負荷に応じた出力の大きいものを採用しなければならない。
【０００７】
前記ＤＤモータは、出力の大きいものほどその外径や長さが大きくなる。しかし、前記駆動装置は、工作機械に搭載されるものであり、工作機械における取り付けスペースに制限があるため、前記ＤＤモータの外径や長さをあまり大きくすることができない。このため、採用できる前記ＤＤモータの出力の大きさも制限されるので、ロータリージョイント装置の回転抵抗を減らして、駆動装置に掛かる負荷を小さくする必要がある。
【０００８】
なお、特許文献１の外筒連結式のロータリージョイント装置では、ポート毎に設けられたシール部材の数が多くなっているため、駆動装置に掛かる負荷が大きなものとなっている。従って、駆動装置に対する負荷を小さくするために、固定筒体のポート毎に設けられているシール部材の数を減らすか廃止することが考えられる。しかし、単にシール部材の数を減らすか廃止しても、流体が、外筒の内周面と回転軸とのすきまから、供給されるポートの流体流路の外へ大量に漏れ出るため、供給される流体の圧力を、前記対象装置で必要とされる圧力に維持することができない。
【０００９】
また、駆動装置に対する負荷をさらに小さくするために、固定筒体毎に設けられているメカニカルシールに代えて、より摺動抵抗の小さいオイルシール等を用いることも考えられる。しかし、オイルシール等は、前記すきまから漏れ出る流体の圧力に耐えることが出来ないため、各固定筒体間での流体の漏れを防止出来ない。このため、隣接する固定筒体の異なる種類の流体同士が互いに混ざり合って混濁してしまうので、流体を回収して再利用することが出来ない。
【００１０】
そこで、供給される流体の圧力を前記対象装置で必要とされる圧力に維持すると共に、各固定筒体間での流体の漏れを抑えるために、前記すきま（所謂直径すきま）を小さくすることが考えられる。なお、前記対象装置で必要とされる圧力とは、例えば、油圧や空圧における３．５ＭＰａ程度から６．９ＭＰａ程度の範囲の圧力である。当然のことながら、ロータリージョイント装置への流体の投入圧力は、それ以上の圧力である。また、前記すきまを、例えば、０．００５ｍｍ以下のレベルとすれば、その効果として、各種流体をポート毎に液密または気密に近い状態とすることが出来る。
【００１１】
しかし、前記の外筒連結式のロータリージョイント装置において、前記直径すきまを小さくした場合、外筒の各固定筒体の組立て、特に、メンテナンス等の必要に応じて分解した後に再度組立する際に、各固定筒体と回転軸とのすきまが分解前と同じ状態となる様に組立てることはとても難しい。そして、前記すきまを分解前と同じ状態にできなかった場合に、前記すきまから流体流路の外へ漏れ出る流体の量が増加し、流体の圧力を対象装置で必要とされる圧力に維持できない。また、固定筒体と回転軸とが干渉すると、干渉による回転抵抗が、前記駆動装置に対する大きな負荷となり、前記駆動装置による対象装置の円滑な回転を妨げる。また、前記干渉によって、ロータリージョイント装置の外筒と回転軸とに摩耗やカジリが発生し、ロータリージョイント装置が故障する。
【特許文献１】実公平７−５４７１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、本発明の課題は、前述の外筒を軸線方向に複数の円筒ブロックを組み合わせて構成したロータリージョイント装置において、外筒の各円筒ブロックを分解した後に再度組立する際に、各円筒ブロックと回転軸とのすきまが分解前と同じ状態となる様に、すなわち、分解前の組立状態と再組立後の組立状態とを高い精度で一致させることができる構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そこで、本出願に係るロータリージョイント装置に関する発明は、軸線方向に複数の円筒ブロックを組み合わせて構成された外筒と、外筒の軸線方向に離間して配置された２つの軸受けによって外筒内で回転可能に支持された回転軸と、外筒に対し円筒ブロック毎に少なくとも１つ設けられた流体流路であって円筒ブロックの内周面に開口する流体流路と、該流体流路に対応して設けられると共に対向する円筒ブロックの内周面及び回転軸の外周面の少なくとも一方に形成されて前記流体流路に連通する環状の接続溝とを備え、外筒の流体流路と接続溝に連通するように回転軸に形成された流体流路とを接続溝を介して連通するロータリージョイント装置を前提とする。
【００１４】
そして、前記課題のもとに、本発明による前記ロータリージョイント装置は、外筒の外周面上における複数の位置に形成されると共に隣接する２つの円筒ブロックに跨がるかたちで外筒の外周面に露出するように形成された複数の取付溝であって底面が当該２つの円筒ブロックを組み合わせた状態で平面として加工された取付溝と、複数の取付溝に対し１対１で対応すると共に取付溝に対する前記軸線方向及び外筒の円周方向に関する取付位相が１種類に設定された複数の位置決めブロックであって対応する取付溝の底面に対する取付面を平面に加工された位置決めブロックを備えるように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
なお、上記において、「１対１で対応する」ということは、各取付溝と位置決めブロックとの対応関係が１種類に設定されている、ということと同義である。言い換えれば、位置決めブロックを取付溝から一旦取り外して再度取り付ける際には、取り外し前に取り付けられていた取付溝に対し取り付けられる対応関係となっている、ということである。
【００１６】
また、上記において、「取付位相が１種類に設定された」ということは、対応する取付溝に取り付けられる際の位置決めブロックの向きが、外筒の上下方向及び左右方向（円周方向）について、１種類のパターンしか有していない、ということと同義である。言い換えれば、位置決めブロックを取付溝から一旦取り外して再度取り付ける際の位置決めブロックの向きは、取り外し前に取り付けられていた位置決めブロックの向きに対し必ず同じ向きであり、外筒の上下方向及び周方向に関して位置決めブロックの向きは入れ替わらない、ということである。
【００１７】
さらに、本発明による前記ロータリージョイント装置においては、軸受を、各円筒ブロックを組立てた一体としての外筒の両端に配置された軸心のズレない構造のベアリングで構成されているものとしてもよい。なお、ここでいう「軸心のズレない構造のベアリング」とは、例えば、アンギュラ玉軸受や自動調心ころ軸受やスリーローラベアリング等の調心機能を有する玉軸受やころ軸受を指す。
【００１８】
また、本出願に係るロータリージョイント装置の加工方法に関する発明は、外筒の外周面上における複数の位置であって隣接する２つの円筒ブロックに跨がる位置に、底面が当該２つの円筒ブロックを組み合わせた状態で平面として加工されると共に、外筒の外周面に露出するかたちで形成された複数の取付溝を設け、複数の取付溝に対し１対１で対応すると共に取付溝に対する前記軸線方向及び外筒の円周方向に関する取付位相が１種類に設定された複数の位置決めブロックであって対応する取付溝の底面に対する取付面が平面に加工された位置決めブロックを、隣接する２つの円筒ブロックに跨がるかたちで対応する取付溝内に取り付け、隣接する２つの円筒ブロックにおける取付溝の底面同士を位置決めブロックで同一平面上に固定した状態で外筒の内周面を研削加工することを特徴とする。
【００１９】
さらに、本出願に係るロータリージョイント装置を備えた工作機械用の主軸駆動装置に関する発明は、ロータリージョイント装置の回転軸に接続された主軸と主軸を回転駆動する駆動装置とを含み、駆動装置は、主軸周りに同軸的に配置されて主軸に連結されたモータロータおよび該モータロータの外周または内周に対向して主軸駆動装置のフレームに設けられたモータステータからなる直接駆動型のモータで構成されていることを特徴とする。
【００２０】
なお、上記における主軸駆動装置とは、対象装置を支持する主軸が駆動装置によって回転駆動される装置を指す。主軸駆動装置は、例えば、工作機械のＺ軸と平行な軸線（所謂Ｃ軸）を中心に、対象装置としての加工用ヘッドを支持する主軸が駆動装置によって回転駆動される工作機械のＣ軸駆動装置であり、例えば、前記Ｃ軸と垂直な軸線を中心に、対象装置としてのスピンドルユニットを支持する主軸が駆動装置によって回転駆動される前記加工用ヘッドであり、例えば、工具が取り付けられるスピンドルが駆動装置によって回転駆動される前記スピンドルユニットであり、例えば、治具やワークを固定した対象装置としての円テーブルを支持する主軸が駆動装置によって回転駆動される工作機械用の円テーブル装置である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明による前記ロータリージョイント装置によれば、前述の外筒連結式のロータリージョイント装置が、外筒の外周面上における複数の位置において隣接する２つの円筒ブロックに跨がるかたちで形成されると共に底面が当該２つの円筒ブロックを組み合わせた状態で平面として加工された複数の取付溝と、取付溝に取り付けられる位置決めブロックであって取付溝の底面に対する取付面を平面に加工された複数の位置決めブロックを備えるように構成されるため、各位置決めブロックを、外筒の外周面上における２箇所以上の位置において隣接する２つの円筒ブロックに跨がって延在する状態で取り付けられるものとすることにより、外筒を形成する複数の円筒ブロックのうちの隣接する２つの円筒ブロックを、外筒の軸線に直交する２つ以上の異なる方向に関して位置決めした組立状態で組立てることができる。
【００２２】
しかも、位置決めブロックは、無作為に取付溝に取り付けられるのではなく、複数の取付溝に対し１対１で対応し、且つ、対応する取付溝に対する前記軸線方向及び外筒の円周方向に関する取付位相が１種類に設定されるものとなっているため、位置決めブロックを対応する取付溝に対し、設定された取り付け位相で取り付けることにより、隣接する２つの円筒ブロックの上記のような位置決めされた組立状態を常に維持することができる。従って、外筒を一旦分解して再度組立する際も、各隣接する２つの円筒ブロックの分解前の組立状態と再組立後の組立状態を高い精度で一致したものとすることができる。これにより、外筒の各円筒ブロックを分解した後に再度組立する際に、各円筒ブロックと回転軸とのすきまを分解前と同じ状態とすることができる。
【００２３】
従って、駆動装置に対する負荷を小さくするために、円筒ブロックのポート毎に設けられているシール部材の数を減らしたり廃止したりすると共に、ポート毎の流体の圧力を前記対象装置で必要とされる圧力に維持するために、外筒の内周面と回転軸との直径すきまを小さくしても、外筒と回転軸とのすきまを維持するように、外筒の各円筒ブロックを組み立てることが容易となる。この結果、ロータリージョイント装置による駆動装置に対する負荷を低減させることができるので、モータを大型化することなく、多くの種類の流体を供給・排出することが可能になる。また、従来に比べて小型のモータを採用することができるため、装置の製造コストを抑えることができる。
【００２４】
さらに、本発明による前記ロータリージョイント装置において、軸受を各円筒ブロックを組立てた一体としての外筒の両端に配置された軸心のズレない構造のベアリングで構成することにより、回転軸の軸心を外筒の軸心に対して常に同じ位置にすることができる。この結果、ポート毎の流体の圧力を前記対象装置で必要とされる圧力に維持するために、外筒の内周面と回転軸との直径すきまを小さくしても、そのすきまを維持した状態で回転軸を回転させることができる。
【００２５】
また、本出願に係るロータリージョイント装置の加工方法に関する発明によれば、前述の外筒連結式のロータリージョイント装置において、外筒の外周面上における複数の位置であって隣接する２つの円筒ブロックに跨がる位置に、底面が当該２つの円筒ブロックを組み合わせた状態で平面として加工される取付溝であって外筒の外周面に露出するかたちで形成された複数の取付溝を設けておくと共に、複数の取付溝に対し１対１で対応すると共に取付溝に対する前記軸線方向及び外筒の円周方向に関する取付位相が１種類に設定された複数の位置決めブロックであって対応する取付溝の底面に対する取付面が平面に加工された位置決めブロックを、隣接する２つの円筒ブロックに跨がるかたちで対応する取付溝内に取り付け、隣接する２つの円筒ブロックにおける取付溝の底面同士を位置決めブロックで同一平面上に固定した状態で外筒の内周面を研削加工することにより、各位置決めブロックを、隣接する２つの円筒ブロックに跨がって延在する状態で取り付けて、外筒を形成する複数の円筒ブロックを、その内周面が前記外筒の内周面を研削加工した時と同じ状態になるように組立てることができる。これにより、外筒の各円筒ブロックを分解した後に再度組立する際に、各円筒ブロックと回転軸とのすきまを分解前と同じ状態にすることができる。
【００２６】
さらに、本出願に係るロータリージョイント装置を備えた工作機械用の主軸駆動装置に関する発明によれば、主軸を回転駆動する駆動装置が直接駆動型のモータである工作機械用の主軸駆動装置にロータリージョイント装置を備え付ける場合において、そのロータリージョイント装置を前記の構成とすることにより、ロータリージョイント装置による駆動装置に対する負荷を低減させることができるので、直接駆動型のモータを大型化することなく、多くの種類の流体を供給または排出することが可能になる。また、従来に比べて小型の直接駆動型のモータを採用することができるため、工作機械用の主軸駆動装置の製造コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明によるロータリージョイント装置を備えた主軸駆動装置が適用される工作機械の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明によるロータリージョイント装置を備えた主軸駆動装置の構成を示す斜視図である。
【図３】本発明によるロータリージョイント装置を備えた主軸駆動装置の構成を示す側面図である。
【図４】本発明によるロータリージョイント装置を備えた主軸駆動装置の正面部分断面図である。
【図５】本発明によるロータリージョイント装置の正面部分断面図である。
【図６】本発明によるロータリージョイント装置の外筒の正面部分断面拡大図である。
【図７】本発明によるロータリージョイント装置の外筒の上面断面図である。
【図８】本発明によるロータリージョイント装置の外筒の側面部分拡大図である。
【図９】本発明によるロータリージョイント装置の外筒の側面部分拡大図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
図１〜８に示すのは本発明の一実施形態である。図１は、本発明によるロータリージョイント装置を備えた主軸駆動装置が適用される工作機械の一例として、門型工作機械（マシニングセンタ）１を示している。この種の門型工作機械１は、ベッド４上に付設された左右のコラム２、２と、コラム２、２上を上下方向（Ｚ軸方向）に移動するクロスレール６と、クロスレール６上を水平に左右方向（Ｙ軸方向）に移動するサドル７と、サドル７上をＺ軸方向に移動するラム８と、ベッド４上を前後方向（Ｘ軸方向）に移動するテーブル５とを含む。そして、この門型工作機械１には、ラム８において、工具が取り付けられるスピンドルを備えたスピンドルユニット２０を含む加工用ヘッド１０が、鉛直方向の軸線（工作機械のＺ軸と平行な軸線／以下、「Ｃ軸」という）を中心に回転駆動して加工用ヘッド１０の角度位置を割り出す主軸駆動装置としてのＣ軸駆動装置３０を介して支持されている。
【００３０】
なお、加工用ヘッド１０は、図２で示すように、工具が取り付けられるスピンドル２１を有するスピンドルユニット２０と、スピンドルユニット２０を支持する支持ヘッド２２とで構成されている。また、加工用ヘッド１０は、支持ヘッド２２に内蔵されてスピンドルユニット２０の角度位置を割り出す為の割出機構を備えている。スピンドルユニット２０は、駆動モータ内蔵型のスピンドルヘッドであって、内蔵された駆動モータ（図示せず）によってスピンドル２１を高速回転駆動するものである。
【００３１】
そして、門型工作機械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５、クロスレール６、サドル７及びラム８を移動させると共に、Ｃ軸駆動装置３０が加工用ヘッド１０をＣ軸を中心に回転駆動させて角度位置（回転位置）の割出しを行い、加工用ヘッド１０がスピンドルユニット２０の角度位置（回転位置）の割出しを行う。これにより、前記工作機械では、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。
【００３２】
Ｃ軸駆動装置３０は、図２及び図３で示すように、加工用ヘッド１０に連結されて加工用ヘッド１０をＣ軸を中心に回転可能に支持する回転ヘッド５０と、加工用ヘッド１０への各種流体の供給および排出を行うロータリージョイント装置６０とを備えている。
【００３３】
回転ヘッド５０は、図４で示すように、Ｃ軸方向に貫通する貫通孔５１ａを有するハウジング５１を主体としており、軸部材５２ａ１、５２ａ２が貫通孔５１ａ内に配設された回転軸５２を備えている。また、図示の例では、回転ヘッド５０は、ハウジング５１におけるフランジ部５１ｂに螺挿された複数のねじ部材によって門型工作機械１のラム８に取り付けられると共に、主軸５２が加工用ヘッド１０に組み付けられており、それによってラム８に対し加工用ヘッド１０が支持された状態となっている。
【００３４】
また、回転ヘッド５０は、フレームとしてのハウジング５１の貫通孔５１ａ内に設けられたＤＤモータ５３を駆動手段として主軸５２の角度位置を割り出す割出し機構を備えている。さらに、回転ヘッド５０は、割出し機構によって割り出された主軸５２の回転位置を保持するためのクランプ装置５４を備えている。
【００３５】
主軸５２は、ハウジング５１の貫通孔５１ａ内で回転可能に設けられた軸部材５２ａ１、５２ａ２と、軸部材５２ａ２の加工用ヘッド１０側の端部に取り付けられて半径方向（Ｃ軸と直交する方向）へ広がるフランジ部材５２ｂと、後述のロータリジョイント装置６０が接続される主軸内筒５２ｅと、主軸内筒５２ｅの加工用ヘッド１０側の端部に取り付けられて半径方向へ広がるフランジ部材５２ｆとを含んでいる。また、主軸内筒５２ｅとフランジ部材５２ｆとには、後述のロータリジョイント装置６０と加工用ヘッド１０との間で各種流体を供給または排出するための流体流路５５が形成されている。なお、軸部材５２ａ２は、円周方向に配設された複数の図示しないねじ部材によって軸部材５２ａ１に組み付けられており、軸部材５２ａ１と一体的に回転する。
【００３６】
フランジ部材５２ｂは、円周方向に配設された複数のねじ部材５２ｇによって軸部材５２ａ２に組み付けられており、軸部材５２ａ２と一体的に回転する。さらに、フランジ部材５２ｂには、円周方向に複数のねじ部材１９が螺挿されており、このねじ部材１９によって、加工用ヘッド１０の支持部１０ｃがフランジ部材５２ｂに組み付けられる。従って、主軸５２がＤＤモータ５３によって回転駆動されることにより、加工用ヘッド１０が主軸５２と共に回転する。
【００３７】
ＤＤモータ５３は、ステータスリーブ５３ｃを介してハウジング５１に固定されたモータステータ５３ａと、モータステータ５３ａの内周面に対向する配置で、主軸５２に固定されたモータロータ５３ｂとで構成されている。また、ＤＤモータ５３を駆動するための励磁電流の供給は、コネクタ１７ａを介してＤＤモータ５３に接続されたケーブル１７によって行われる。モータロータ５３ｂは、軸部材５２ａ１の外周面に外嵌固定されており、モータロータ５３ｂの回転に伴って主軸５２の軸部材５２ａ１がＣ軸を中心として回転駆動される。
【００３８】
なお、図示の例では、Ｃ軸駆動装置３０の上端部に、主軸５２の回転量、すなわち、加工用ヘッド１０の回転量を検出するための回転検出器４４が設けられている。この回転検出器４４は、ハウジング５１上の所定位置に配置された一対の検出器ヘッド４４ａ、４４ａと、この検出ヘッド４４ａ、４４ａに対向する配置で、主軸５２と共に回転する軸部材５２ａ１に取り付けられた検出リング４４ｂとからなっている。この回転検出器４４の検出信号は、工作機械の制御装置に送られ、加工用ヘッド１０のＣ軸を中心とした回転制御に用いられる。
【００３９】
また、図示の例では、主軸５２の軸部材５２ａ２とフランジ部材５２ｂとの間に軸受ハウジング５２ｄが形成されている。そして、この軸受ハウジング５２ｄとハウジング５１との間に軸受５６が介装され、この軸受５６により、主軸５２がハウジング５１に対し回転自在に支持された状態となっている。因みに、図示の例における軸受５６は、複合ころ形式の旋回軸受の１つである３列円筒ころ軸受（３列ローラベアリング／アキシアル・ラジアルローラベアリング）であって、アキシアル方向及びラジアル方向の大きい荷重を受けることができるものである。
【００４０】
ロータリージョイント装置６０は、回転ヘッド５０の主軸５２に連結されて回転ヘッド５０の上部に接続されるかたちで備えられている。なお、Ｃ軸駆動装置３０が門型工作機械１のラム８に組み付けられた状態では、ロータリージョイント装置６０は、ラム８の内部に収納されると共に、ラム８に対して回転不能に固定されている。
【００４１】
ロータリジョイント装置６０は、図５で示すように、門型工作機械１のラム８に回転不能に固定される外筒６１と、２つの軸受け６２ａ、６２ｂによって外筒６１内で回転可能に支持された回転軸６３とで構成されている。なお、以下の説明において、「軸線方向」とは、外筒６１の軸線の方向を指すものとする。
【００４２】
本実施例では、外筒６１は、その主体となる部分が、軸線方向に併設された５つの円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅを連結させて構成されている。各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅは、貫通孔を有するドーナッツ形（円筒状）のブロック体であり、それぞれの内径寸法および外径寸法は全て同一の寸法となっている。また、本実施例では、外筒６１は、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅを互いの軸線が正確に一致した状態で組み立てられて構成されているものとし、さらに、後述の外筒６１の貫通孔６４を形成する各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの内周面６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅは、その軸線が、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの軸線と正確に一致するように形成されているものとする。
【００４３】
各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの連結構造について、例えば、円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃの連結の場合でいうと、円筒ブロック６１ｂには、図７で示すように、軸線を囲む円周方向に配設された複数の貫通穴が形成されており、各貫通穴には、ねじ部材７７ｂが反回転ヘッド５０側の端面から挿通される。そして、円筒ブロック６１ｂは、ねじ部材７７ｂを軸線方向における回転ヘッド５０側に隣接する円筒ブロック６１ｃの図示しない複数のねじ穴に螺合されて、円筒ブロック６１ｃと組み付けられている。また、円筒ブロック６１ｂには、反回転ヘッド５０側の端面に、上記貫通穴とは位相をずらして円周方向に配設された複数のねじ穴７５ｂが形成されている。そして、軸線方向における反回転ヘッド５０側に隣接する円筒ブロック６１ａには、円筒ブロック６１ｂと同様に複数の貫通穴が形成されており、この貫通穴に挿通された複数のねじ部材７７ａがねじ穴７５ｂに螺合されることにより、円筒ブロック６１ｂは円筒ブロック６１ａとも組み付けられている。
【００４４】
つまり、外筒６１を構成する各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅは、軸線方向における回転ヘッド５０側に他の円筒ブロックが隣接する円筒ブロックに複数の貫通穴が形成されており、その貫通穴に挿通されたねじ部材のねじ部を、隣接する円筒ブロックの端面に形成されたねじ穴に螺合させることにより、隣接する２つの円筒ブロックが互いに組み付けられる構造となっている。
【００４５】
また、図示の例では、位置決め用のピン７８が、隣接する２つの円筒ブロックの組み合わせ毎に複数（図示の例では２つずつ）設けられている。具体的には、円筒ブロック６１ｂを例示する図６および図７で示すように、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの他の円筒ブロックと隣接する端面には、隣接する円筒ブロック同士で円周方向における位相を一致させたかたちで２つの取付穴７９ａが形成されている。そして、隣接する円筒ブロックの各取付穴７９ａに位置決めピン７８が嵌合されることにより、隣接する２つの円筒ブロックが円周方向における位相を互いに一致させた状態で連結される。
【００４６】
図５で示すように、外筒６１は、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの貫通孔で構成される貫通孔６４を有している。すなわち、貫通孔６４は、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの内周面６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅで構成されている。そして、一体としての外筒６１は、貫通孔６４の両端に、軸線方向に離間して２つの軸受け取付部を有している。さらに、２つの軸受け取付部には２つの軸受け６２ａ、６２ｂが配置されている。
【００４７】
具体的には、外筒６１は、最も反回転ヘッド５０側に位置する円筒ブロック６１ａの反回転ヘッド５０側の端面に組み付けられる円筒部材６６であって円筒ブロック６１ａの内周面６４ａよりも大径の貫通孔６８を有する円筒部材６６と、円筒部材６６の反回転ヘッド５０側の端面に組み付けられる円筒部材６７であって円筒部材６６の貫通孔６８よりも小径の貫通孔が形成された軸受け押さえ用の円筒部材６７とを有している。そして、軸受け６２ａは、貫通孔６８の内周面に対し、その外輪の外周面が嵌合した状態で設けられている。従って、円筒部材６６の貫通孔６８は、一方の軸受け取付部として機能している。また、軸受け６２ａは、円筒ブロック６１ａの反回転ヘッド５０側の端面と円筒部材６７の回転ヘッド５０側の端面とで軸線方向の位置が規制されている。そして、軸受け６２ａの内輪の内周面が、外筒６１の貫通孔６４の一部を形成している。
【００４８】
一方で、外筒６１における最も回転ヘッド５０側の円筒ブロック６１ｅは、その回転ヘッド５０側の端部において、貫通孔６４の一部を為す内周面６４ｅの径が大径となるように段部６５が形成されている。そして、軸受け６２ｂは、段部６５の内周面に対し、その外輪の外周面が嵌合した状態で設けられている。従って、この段部６５が、他方の軸受け取付部として機能している。また、軸受け６２ｂは、段部６５を形成する円筒ブロック６１ｅの回転ヘッド５０側の端面と、後述の回転軸６３とにより軸線方向の位置が規制されている。
【００４９】
因みに、円筒ブロック６１ａに対する円筒部材６６の組み付け構造について、図示の例では、円筒ブロック６１ａは、反回転ヘッド５０側の端部の外周面を小径とすることによって形成された段部を有している。一方で、円筒部材６６は、回転ヘッド５０側の端面の外周縁部を回転ヘッド５０側へ突出させて形成された円形の突出部を有している。そして、円筒部材６６は、前記突出部を円筒ブロック６１ａの前記段部に嵌め込まれることにより、円筒ブロック６１ａに対して位置決めされている。
【００５０】
また、図示の例では、円筒ブロック６１ａと円筒部材６６とは外周径がほぼ同じ大きさに形成されており、円筒部材６６の貫通孔６８と前記突出部の内周面とはその中心線を円筒部材６６の軸線に一致させた状態で形成され、また、円筒ブロック６１ａの前記段部の外周面はその中心線を円筒ブロック６１ａの軸線に一致させた状態で形成されている。従って、円筒部材６６の前記突出部を円筒ブロック６１ａの前記段部に嵌め込んで円筒部材６６を円筒ブロック６１ａに組み付けることにより、円筒部材６６は、円筒ブロック６１ａに対し軸線を一致させた状態で組み付けられた状態となり、貫通孔６８もその中心線を円筒ブロック６１ａの軸線に一致させた状態で設けられることになる。それにより、軸受け６２ａは、円筒部材６６の貫通孔６８に嵌挿された状態において、内輪の内周面の中心線軸線が円筒ブロック６１ａの軸線に一致した状態で配設される。
【００５１】
また、他方の軸受け取付部として円筒ブロック６１ｅに形成された段部６５の内周面は、その中心線を円筒ブロック６１ｅの軸線に一致させた状態で形成されている。従って、軸受け６２ｂは、円筒ブロック６１ｅの前記段部に嵌挿された状態において、内輪の内周面の中心線軸線が円筒ブロック６１ｅの軸線に一致した状態で配設される。
【００５２】
軸受け６２ａ、６２ｂは、アンギュラ玉軸受であり、軸心のズレない構造のベアリングとなっている。軸受け６２ａ、６２ｂは、その外輪の外周面を段部６５および貫通孔６８に嵌合されて外筒６１に設けられている。
【００５３】
回転軸６３は、外筒６１の貫通孔６４に嵌装された円筒部材である。回転軸６３は、外筒６１の貫通孔６４に対し、Ｃ軸に関して同心的に配設されている。より詳しくは、回転軸６３は、その外周面に軸線方向に離間して２つの軸受け部を有しており、各軸受け部が前述の外筒６１における軸受け取付部に設けられた軸受け６２ａ、６２ｂの内輪の内周面に嵌合されることにより、貫通孔６４内において、貫通孔６４に対しＣ軸に関して同心的に配設されると共に回転可能に支持されている。従って、回転軸６３は、その外周面が全体に亘って所定の間隔を為して貫通孔６４の内周面に対向する状態で設けられている。
【００５４】
また、回転軸６３は、回転ヘッド５０側の端部にフランジ部を有しており、このフランジ部によって円筒ブロック６１ｅの前記段部に嵌挿された軸受け６２ｂの軸線方向の位置を規制している。そして、回転軸６３には、上記フランジ部に嵌め込まれるかたちで円盤状のフランジ体５７が組み付けられている。
【００５５】
このフランジ体５７は、円盤状のフランジ部材５７ａ、５７ｂ，５７ｃ、５７ｄを同心状に組み合わせて構成されている。そして、フランジ体５７は、フランジ部材５７ａにおいて、その軸線を囲む円周上の位置で嵌装された複数のねじ部材５９ａを、回転軸６３に対し軸線方向における回転ヘッド５０側の端面から螺挿させることにより、回転軸６３に対し組み付けられている。また、フランジ体５７は、フランジ部材５７ｄが図示しない複数のねじ部材によって回転ヘッド５０の主軸内筒５２ｅに組み付けられている。従って、ロータリージョイント装置６０の回転軸６３と回転ヘッド５０の主軸とは、フランジ体５７を介して連結されている。
【００５６】
しかも、フランジ体５７は、回転軸６３に対し軸線を一致させた状態で組み付けられており、且つ、回転ヘッド５０の主軸５２に対しても軸線を一致させた状態で組み付けられている。従って、ロータリージョイント装置６０は、回転軸６３の軸線を回転ヘッド５０の主軸５２の軸線に一致させた状態で組み付けられている。フランジ体５７と回転軸６３及び主軸５２との組み付け構造について、詳しくは次の通りである。
【００５７】
フランジ体５７の最も回転軸６３側（反回転ヘッド５０側）に位置するフランジ部材５７ａは、反回転ヘッド５０側の端面の外周縁部を反回転ヘッド５０側へ突出させて形成された円形の突出部であって、その内周面の径が回転軸６３の前記フランジ部の外径とほぼ一致する突出部を有している。そして、フランジ体５７は、フランジ部材５７ａの前記突出部を回転軸６３の前記フランジ部に嵌め合せることにより、回転軸６３に対して位置決めされている。また、その構成において、回転軸６３の前記フランジ部は、回転軸６３の軸線を中心とする円盤状に形成されており、一方でフランジ部材５７ａの前記段部は、その内周面の中心軸線がフランジ体５７の軸線と一致するように形成されている。従って、回転軸６３の前記フランジ部とフランジ部材５７ａの前気段部とを嵌め合わせた状態において、フランジ体５７は、回転軸６３に対し軸線を一致させて組み付けられた状態となる。
【００５８】
また、フランジ体５７の最も回転ヘッド５０側に位置するフランジ部材５７ｄは、回転ヘッド５０側の端面の外周縁部を回転ヘッド５０側へ突出させて形成された円形の突出部を有している。そして、フランジ体５７は、フランジ部材５７ｄの前記突出部の内周面が、回転ヘッド５０の主軸５２における主軸内筒５２ｅの端部の外周面に嵌め込まれることにより、主軸５２に対して位置決めされている。また、その構成において、フランジ部材５７ｄの前記突出部は、その内周面の中心軸線がフランジ体５７の軸線と一致するように形成されている。従ってフランジ部材５７ｄの前記突出部を主軸内筒５２ｅに嵌め込んだ状態において、フランジ体５７は回転ヘッド５０の主軸５２に対し軸線を一致させた状態で組み付けられた状態となる。
【００５９】
なお、フランジ体５７を構成するフランジ部材５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄには、ロータリジョイント装置６０と回転ヘッド５０との間で各種流体を供給・排出するための流体流路５８が形成されている。
【００６０】
外筒６１の反回転ヘッド５０側の端面には、外部（工作機械側）から流体を取り入れるためのポート及び外部へ流体を排出するためのポートとしてのポート６９が、円周方向に位置をずらして複数形成されている。また、外筒６１には、この複数のポート６９に連通する複数の流体流路が形成されている。一方、回転軸６３にも、外筒６１の各流体流路に対応する複数の流体流路が、円周方向に位置をずらして形成されている。そして、外筒６１側の各流体流路とそれに対応する回転軸６３側の各流体流路とは、外筒６１と回転軸６３との対向面の両方に形成された環状の接続溝を介して連通しており、回転軸６３が回転した場合でもその連通状態が維持されるように構成されている。また、回転軸６３に形成された複数の流体流路は、前記流体流路５５、５８によって、それぞれ加工用ヘッド１０における図示しないロータリジョイント装置に連通されている。従って、外部からロータリジョイント装置６０の外筒６１のポート６９に供給された流体は、回転軸６３を介して加工用ヘッド１０のロータリジョイントへ供給される。
【００６１】
より詳しくは、外筒６１側の複数の流体流路は、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅのそれぞれに形成された流体流路７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ、７１ｅとして形成されている。各流体流路７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ、７１ｅは、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅに対し少なくとも１つ設けられ、それぞれが設けられる円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの内周面６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅに形成された対応する接続溝７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ、７２ｅに連通するように形成されている。なお、各接続溝７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ、７２ｅは、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの内周面６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅにおいて回転軸６３側に開口した円周方向の環状の溝として形成されている。
【００６２】
また、回転軸６３の外周面には、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの接続溝７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ、７２ｅに対応する複数の接続溝７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄ、７３ｅが形成されている。各接続溝７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄ、７３ｅは、回転軸６３の外周面において外筒６１側に開口した円周方向の環状の溝として形成されている。そして、各接続溝７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄ、７３ｅには、回転軸６３側の複数の流体流路として、外筒６１側の流体流路７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ、７１ｅに対応する流体流路７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ、７４ｅが連通している。従って、外筒６１側の流体流路７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ、７１ｅとそれに対応する回転軸６３側の流体流路７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ、７４ｅとは、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅに形成された接続溝７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ、７２ｅ及び回転軸６３に形成された接続溝７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄ、７３ｅを介して連通され、回転軸６３が回転した場合でもその連通状態が維持される。
【００６３】
以上のような基本構造を有する外筒連結式のロータリジョイント装置６０において、本実施例では、図示のように、駆動装置としてのＤＤモータ５３の負荷を小さくする目的で、外筒６１と回転軸６３との対向面に、Ｏリング等の所謂スクイーズパッキンを用いない構成としている。
【００６４】
但し、上記の様にスクイーズパッキンを用いない構成とした場合、外筒６１側の流体流路と回転軸６３側の流体流路との間で流体の漏れが生じ、それに起因して供給側の流体の圧力が低下してしまう。そこで、本発明が前提とするロータリージョイント装置では、そのように圧力が低下する場合でも、その圧力の低下を許容できる程度に抑える目的で、外筒６１と回転軸６３との直径すきまを可及的に小さくする構成としている。具体的には、外筒６１と回転軸６３との対向面の直径すきまを０．００５ｍｍ以下とし、各ポート毎に液密または気密に近い状態としている。
【００６５】
なお、本実施例では、ロータリジョイント装置６０は、スクイーズパッキンを全く備えない構成としているが、これに限らず、外筒６１の複数の流体流路の少なくとも１つに対応させて、外筒６１と回転軸６３との対向面にスクイーズパッキンを設ける構成としてもよい。例えば、特に高圧の流体を供給される流体流路に対し、その流体流路が連通する接続溝の軸線方向の両側にスクイーズパッキンとしてのＯリングを設けて、接続溝の両側で流体を封止する構成としてもよい。ただし、複数のスクイーズパッキンを設ける場合には、それら全体による摺動抵抗により回転ヘッド５０の主軸５２を駆動するＤＤモータ５３へ掛かる負荷が、ＤＤモータ５３の許容できる負荷の範囲内である必要がある。
【００６６】
また、図示のロータリジョイント装置６０では、外筒６１と回転軸６３との対向面の直径すきまから漏れ出た各種流体を回収するための構成として、複数のオイルシール９０と、複数のドレン流路９１と、複数のドレン溝９２、９３とを備えている。
【００６７】
この構成において、オイルシール９０は、一般的な低圧用の接触形シールであり、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅにおける軸線方向の両端部に設けられる。詳しくは、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅは、その内周面６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅの軸線方向における両側端部が大径に形成されることにより段部９４を有しており、各オイルシール９０は、この段部９４に外周面を嵌合された状態で設けられている。そして、各オイルシール９０は、その内周面が回転軸６３の外周面に摺動可能に接触することにより、直径すきまから漏れ出た流体を、軸線方向における各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの範囲内で封止している。但し、オイルシール９０は、外筒６１と回転軸６３との対向面の直径すきまから僅かに漏れ出る流体を封止する程度のものであり、その接触による摺動抵抗は、前記スクイーズパッキンに比べて極めて少ないものである。従って、回転軸６３と連結された回転ヘッド５０の主軸５２を駆動するＤＤモータ５３へ掛かる負荷も小さいものとなる。
【００６８】
また、ドレン溝９２は、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの内周面６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅにおいて、回転軸６３側へ開口するように形成された円周方向の環状の溝である。そして、各ドレン溝９２は、図示の例では、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅにおいて、軸線方向における各オイルシール９０と接続溝との間の位置の２箇所に形成されている。なお、図示の例では、各接続溝同士の間の位置にドレン溝９２を形成することを省略している。さらに、ドレン溝９３は、各ドレン溝９２に対応させて回転軸６３の外周面に複数形成されている。各ドレン溝９３は、対応するドレン溝９２が形成された円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ側に開口する円周方向の環状の溝であり、軸線方向における各ドレン溝９２に対向する位置に形成されている。そして、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅには、ドレン溝９２に対応させてドレン流路９１が形成されており、各ドレン流路９１は、内周面側においてドレン溝９２に連通している。また、各ドレン流路９１は、外筒６１の端部に形成されたポート（図示せず）に連通されており、そのポートを介して外部の装置（例えば回収タンク）に連通している。
【００６９】
ところで、以上で説明したロータリージョイント装置６０においては、前記のように、外筒６１を構成する各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅは、端面に嵌装された位置決めピン７８によって、隣接する円筒ブロックと位相が一致した状態に組み合わされ、その状態で隣接する２つの円筒ブロックの一方に貫装されたねじ部材を他方に螺合させることにより、隣接する２つの円筒ブロックが連結固定される構造となっている。しかし、このような連結構造のみでは、外筒６１を構成する各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの組立状態を、常に、高い精度での組立状態、（本実施例の場合には、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの軸線が高い精度で一致した組立状態）とすることはできない。そのため、外筒６１を一旦分解して再度組立する際に、その組立状態（より詳しくは、円筒ブロック毎の回転軸６３との間の直径すきま）を高い精度で（分解前の状態とほぼ一致した状態に）再現することもできない。その理由は、次の通りである。
【００７０】
まず、位置決めピン７８については、単に、隣接する円筒ブロックの位相を合わせ、複数の流体流路を互いに対応させて連通させる目的で設けられたものでしかなく、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅを上記のような高い精度での組立状態とすることを意図して設けられていない。何故なら、各位置決めピン７８によって上記のような高い精度での組立状態を実現するためには、位置決めピン７８と取付穴７９ａとの嵌め合いを小さくする必要が生じる。しかし、位置決めピン７８と取付穴７９ａとの嵌め合いを小さくすると、外筒６１の分解時に、位置決めピン７８が取付穴７９ａから抜けにくくなり、作業性が非常に悪くなる。また、場合によっては、分解そのものが不可能になってしまう。従って、位置決めピン７８と取付穴７９ａとの嵌め合いについてはある程度の遊びを設けなければならないため、上記のような高い精度での組立状態とするための構成として位置決めピン７８を用いる構成とすることは、採用し難いのである。
【００７１】
また、ねじ部材についても、軸線方向に作用する締結力によって隣接する円筒ブロック同士を連結するためのものでしかないため、同様である。より詳しくは、ねじ部材は、隣接する円筒ブロックの一方の円筒ブロックに形成された貫通穴に嵌挿され、その状態で、他方の円筒ブロックに形成されたねじ穴に螺装されるものであるが、その嵌挿される貫通穴との嵌め合い（隙間）は、位置決めピン７８と取付穴７９ａとの嵌め合いよりも大きく設定されている。何故なら、ねじ穴等の雌ねじ加工は、穴加工（例えば、位置決めピン７８が嵌合される取付穴７９ａ等）に比べて位置寸法や径寸法についての誤差が大きく、また、ねじ部材等の雄ねじ加工は転造加工が一般的であり、位置決めピン７８に比べて径寸法の誤差が大きいため、これらの加工精度を許容するためには、ねじ部材と貫通穴との嵌め合い（隙間）を、位置決めピン７８と取付穴７９ａとの嵌め合いよりも大きくする必要があるからである。従って、ねじ部材の螺合によって、外筒６１の各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの上記のような高い精度での組立状態とすることはできない。
【００７２】
そこで、本発明によるロータリジョイント装置６０は、外筒６１における各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの組立状態を高い精度で再現するための構成として、外筒６１に形成される複数の取付溝８１と、各取付溝８１に取り付けられる複数の位置決めブロック８０とを備えている。
【００７３】
各取付溝８１は、図８に示すように、隣接する２つの円筒ブロックに跨がるかたちで外筒６１の外周面に露出するように形成された溝であり、その底面８２は、隣接する２つの円筒ブロックを組み合わせた状態で平面として加工して形成されている。そして、図示の例では、図７に示すように、取付溝８１が、隣接する２つの円筒ブロックの組み合わせ毎に応じて、外筒６１の外周上で９０度ずつ位相をずらして３箇所に形成されている。これにより、隣接する２つの円筒ブロックの軸線同士を、外筒の外周面上における２箇所以上で、外筒６１の軸線に直交する２つ以上の異なる方向に関して位置決めをすることが可能となる。
【００７４】
また、各取付溝８１に取り付けられる位置決めブロック８０は、略直方体の形状をした金属製のブロックであり、取付溝８１の底面８２に対応する取付面８３が平面に加工されている。また、位置決めブロック８０は、位置決めブロック８０を貫通すると共に、取付溝８１の底面８２に開口するようにして形成されたネジ孔に螺挿される４本の取り付けボルト８９により、対応する取付溝８１に取り付けられる。
【００７５】
なお、図示の例では、ロータリージョイント装置６０がラム８の内部に収納される際に位置決めブロック８０がラム８の内部に引っ掛かることがないように、各取付溝８１は、外筒６１の半径方向に関する深さを、各取付溝８１に取り付けられる位置決めブロック８０の厚さよりも大きい寸法に形成されている。従って、各位置決めブロック８０は、外筒６１の外周面よりも内側へ埋没した状態で、各取付溝８１に取り付けられている。
【００７６】
ところで、各取付溝８１の底面８２は、同じ加工手段により、ほぼ同じ平面として加工されているものであるが、実際には、その表面状態（加工状態）は、表面粗さの公差の範囲内でばらつきを生じている。これは、各位置決めブロック８０の取り付け面８３についても同じである。特に、取付溝８１の底面８２については、取付溝８１内での平面加工ということもあり、切削加工で仕上げられるが、切削加工による加工状態のばらつきにより、取付溝８１間で表面状態に差が生じている。また、一つの取付溝８１における底面８２内であっても、その面内での位置が大きく異なると、その表面状態の差が大きくなっている。
【００７７】
一方、各位置決めブロック８０の取付面８３については、研削加工で仕上げられるため、その加工状態のばらつきは底面８２ほどではないが、やはり各位置決めブロック８０間で表面状態に多少の差が生じており、また、一つの位置決めブロック８０における取付面８３内であっても、その面内での位置が大きく異なると、その表面状態の差が生じている。そして、各取付溝８１の底面８２と各位置決めブロック８０の取付面８３との組み合わせや位相が入れ替わると、その表面状態の差に起因して、位置決めされる各円筒ブロックの軸線の位置も異なった位置となる。このため、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの組立状態に誤差が生じることになる。
【００７８】
そこで、各位置決めブロック８０は、複数の取付溝８１のいずれかに対して１対１で対応するように設けられている。より具体的には、各取付溝８１と各位置決めブロック８０との対応関係が１種類に設定されており、位置決めブロック８０を取付溝８１から一旦取り外して再度取り付ける際には、取り外し前に取り付けられていた取付溝８１に対し必ず取り付けられるように対応関係を決められている。
【００７９】
また、各位置決めブロック８０は、対応する取付溝８１に対する軸線方向及び外筒６１の円周方向に関する取付位相が１種類に設定されたものとなっている。より具体的には、各位置決めブロック８０は、対応する取付溝８１に取り付けられる際の向きが、外筒６１の上下方向（軸線方向）及び左右方向（円周方向）について、予め定められた１つの向き（位相）となるように、取付位相を決められている。
【００８０】
そして、図示の例では、各位置決めブロック８０と各取付溝８１との対応関係を１種類に設定させるとともに軸線方向及び外筒６１の円周方向に関する位相を対応させる構成として、位置決め用マーク８５、８６が、各位置決めブロック８０および対応する各取付溝８１に形成されている。すなわち、図示のように、各位置決めブロック８０には、位置決め用マーク８６が形成されている。しかも、位置決め用マーク８５、８６は取付溝と位置決めブロック８０との組み合わせが１対１となるように、対応する取付溝８１と位置決めブロック８０との組み合わせ毎に異なるマークを用いている。
【００８１】
具体的には、図示の例では、取付溝８０と位置決めブロック８１との組み合わせ毎にマークの数を異ならせるものとなっている。そして、位置決めブロック８０を、自身に形成された位置決め用マーク８５の数と同じ数の位置決め用マーク８６が形成された取り付け溝８１に取り付けることにより、位置決めブロック８０が対応する取付溝８１に取り付けられたことになり、位置決めブロック８０と取り付け溝８１との対応関係が異なるものとなることがないものとなっている。但し、位置決め用マーク８５、８６については、取付溝８１と位置決めブロック８０との組み合わせ毎に数を異ならせるものに限らず、他の取付溝８１及び位置決め用ブロック８０と区別できるものであれば、どのような形式のものであってもよい。例えば、図８の位置決め用マーク８５、８６に代えて、図９に示すように、数字を刻印して位置決め用マーク８５、８６としてもよい。
【００８２】
また、位置決め用マーク８５、８６は、取付溝８１に対する位置決めブロック８０の取付位相を１種類に設定するために、両マーク８５、８６を突き合わせた状態とすることで取付溝８１に対する位置決めブロック８０の取付位相が所定の取り付け位相となるように形成されている。具体的には、位置決め用マーク８５は、位置決めブロック８０の前面（外周側の面）における上下及び左右の４つの辺のいずれかに沿って形成され、位置決め用マーク８６は位置決めブロック８０の所定の取付位相において位置決め用マーク８５に対応する位置に形成されるものとする。因みに、図８の例では、位置決め用マーク８５は位置決めブロック８０の前面における上辺に沿った位置に形成され、位置決め用マーク８６は取付溝８１側の対応する位置にのみ形成されている。従って、位置決め用マーク８５を位置決め用マーク８６に突き合わせた状態で位置決めブロック８０を取付溝８１に対し取り付けることにより、位置決めブロック８０は、常に所定の位相で取り付けられた状態となる。なお、図８の例では、位置決め用マーク８６が取り付け溝８１内に設けられているが、これに代えて、図９に示すように、位置決め用マーク８６が外筒６１側の取付溝８１外の位置に設けられていてもよい。
【００８３】
なお、位置決めブロック８０の取付溝８１に対する取付位置に関しては、その取付位置が若干ずれるものであっても、外筒６１における各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの組立状態を高い精度で再現するための目的においては支障はない。従って、各位置決めブロック８０は、対応する各取付溝８１に対し、上下方向（軸線方向）の寸法（高さ寸法）及び外筒６１の円周方向の寸法（幅寸法）が小さいものであって、ボルトの固定のみによって取付位置が固定されるものであってもよい。具体的には、図示の例では、位置決めブロック８０と、取付溝８１とで幅寸法がほぼ一致したものとなっているが、取付溝８１の幅寸法を位置決めブロック８０の幅寸法よりもよりも大きいものとし、４本のボルト８９のみで取付位置を固定するようにしてもよい。また、位置決めブロック８０における高さ寸法及び幅寸法の少なくとも一方を、取付溝８１の対応する寸法よりも小さくすることにより、位置決めブロック８０の取り付け、取り外しの作業が容易に行えるようにもなる。
【００８４】
但し、後述する外筒６１の内周面（貫通孔６４）に対する研削加工を考慮した場合、位置決めブロック８０の幅寸法については、取付溝８１の幅寸法とほぼ一致したものとするのが好ましい。何故なら、貫通孔６４の研削加工を行う際に、貫通孔６４の内周面に加工による円周方向の大きな外力が作用する。隣接する２つの円筒ブロックは、互いを軸線方向に連結する取り付けボルトの軸力によって軸線方向の端面（互いの接触する面）に生じる摩擦力で、円周方向に関する互いの位置を固定されているが、円周方向の外力が前記摩擦力を超えた場合、外力が作用した円筒ブロックは、位置決めブロックのボルト孔とボルト８９とのガタの範囲で円周方向にずれてしまい、その軸線が外筒６１の軸線と一致しなくなってしまう。
【００８５】
これを防止するために、本実施例では、位置決めブロック８０の幅寸法を取付溝８１の幅寸法とほぼ一致したものとしている。具体的には、図８に示すように、各取付溝８１は、軸線方向に延在する内側面８７ａ、８７ｂが、底面８２と同様に、隣接する２つの円筒ブロックを組み合わせた状態で平面として加工して形成されており、また、取付溝８１の内側面８７ａ、８７ｂに対応する各位置決めブロック８０の側面８７ａ、８７ｂも隣接する２つの円筒ブロックを組み合わせた状態で平面に加工されている。その上で、各位置決めブロック８０は、幅寸法を、現合により、各取付溝８１の幅寸法とほぼ一致するように加工されるとともに各取付溝８１の幅寸法に対して若干の締め代を設定されている。これにより、各位置決めブロック８０は、側面８８ａ、８８ｂが、対応する取付溝８１の内側面８７ａ、８７ｂと隙間無く当接した状態で取り付けられる。これにより、外筒６１の内周面を研削加工する際に、過大な外力が作用しても、外筒６１を構成する各円筒ブロック同士が円周方向にずれることを防止できる。
【００８６】
なお、図示の例では、各位置決めブロック８０の上下方向の寸法に関しては、対応する取付溝８１のそれよりも小さくなっており、上下方向の取り付け位置はボルト８９のみによって固定されるものとなっている。しかし、位置決めブロック８０の上下方向の寸法も、幅寸法と同様に、取付溝８１の上下方向の寸法とほぼ一致したものとし、各位置決めブロック８０の取り付け位置が厳密に１種類に固定されるものとしてもよい。具体的には、図８の構成に代えて、図９に示すように、取付溝８１の上下方向の一方または両方に当接面１００を設け、当接面１００に位置決めブロック８０の対応する上面１０１を当接させて、位置決めブロック８０の上下方向に関する取付位置を厳密に（１種類に）固定させてもよい。これにより、ボルトの固定のみによって取付位置が固定される場合に比べて、底面８２と取付面８３との上下方向の位置のずれに起因した微妙な組立状態の誤差をさらに小さくすることができるので、より高い精度で各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの軸線が外筒６１の軸線と一致した状態を再現することが可能になる。
【００８７】
以上のような各取付溝８１と各位置決めブロック８０とを備える外筒６１によれば、対応する取付溝８１に対し位置決めブロック８０を設定された取付位相で取り付けることにより、隣接する２つの円筒ブロックが外筒の外周面上における２箇所以上の位置において外筒６１の軸線に直交する２つ以上の異なる方向に関して高い精度で位置決めされ、その結果として外筒６１を構成する各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの組立状態を高い精度で維持することが可能となる。それにより、外筒６１を一旦分解して再度組立する際にも、隣接する２つの円筒ブロックの組立状態を、分解前の状態とほぼ一致した状態、すなわち、本実施例における隣接する２つの円筒ブロックの軸線が正確に一致した状態に再現することができる。
【００８８】
そして、そのような外筒６１の組立構造を採用した本発明によるロータリージョイント装置では、外筒６１の貫通孔６４は、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅを組み立てた状態とした上で、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの内周面６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅを一体の貫通孔６４の内周面として研削加工することにより、所望の内径寸法に仕上げられる。
【００８９】
詳しくは、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの内周面６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅは、以下の手順で加工される。
（１）隣接する２つの円筒ブロック６１ｄ、６１ｅを、円周方向に関する位相を位置決め用のピン７８によって対応させて、軸線方向に組み立てる。
（２）円筒ブロック６１ｄ、６１ｅの外周上の３箇所に形成されている取付溝８１のそれぞれに、対応する位置決めブロック８０を、隣接する２つの円筒ブロック６１ｄ、６１ｅに跨がるかたちで嵌め合わせる。
（３）その際、各位置決めブロック８０は、位置決め用マーク８５を対応する位置決め用マーク８６と合わせることにより、軸線方向及び外筒６１の円周方向に関する予め定められた取付位相で、対応する取付溝８１に対し装着された状態となる。
（４）その上で、位置決めブロック８０を４本のボルト８９によって取付溝８１に固定する。これにより、隣接する２つの円筒ブロックにおける各取付溝８１の底面８２が同一平面上に固定された状態となる。
（５）その状態で、円筒ブロック６１ｄの端面に形成されている各貫通穴に取り付けボルトを挿通し、挿通した各取り付けボルトを、円筒ブロック６１ｅの端面に形成された複数のねじ穴に螺合して、隣接する２つの円筒ブロック６１ｄ、６１ｅを軸線方向に結合する。
（６）以上の（１）〜（５）を、隣接する２つの円筒ブロックの組み合わせ（円筒ブロック６１ｃと６１ｄとの組み合わせ、円筒ブロック６１ｂと６１ｃとの組み合わせ、円筒ブロック６１ａと６１ｂとの組み合わせ）毎について繰り返し、複数の円筒ブロックを組立てて、一体としての外筒６１の状態とする。
（７）そして、外筒６１をその様に組み立てた状態において、貫通孔６４、すなわち、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの内周面６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅに研削加工が施される。その上で、外筒６１の貫通孔６４は、その内径寸法を、回転軸６３との対向面の直径すきまが０．００５ｍｍ以下となるように仕上げる。
【００９０】
このように、本発明によるロータリージョイント装置では、前述の取付溝８１と位置決めブロック８０との組み合わせにより、外筒６６１を構成する各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅのうちの隣接する２つの円筒ブロックを高い精度で位置決めし、且つ、その位置決め状態を維持（再現）可能な状態として、外筒６１の貫通孔６４が所望の内径寸法のものに研削加工されている。
【００９１】
従って、外筒６１は、位置決めブロック８０を対応する取付溝８１に対し設定された取付位相で組み付けた組立状態においては、貫通孔６４を形成する各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの内周面６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅの軸線が一致した状態となり、回転軸６３が貫通孔６４内に組み付けられた状態における各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅと回転軸６３との間の直径すきまが全体に亘って０．００５ｍｍ以下の状態となる。
【００９２】
そして、上記の組立状態、すなわち、位置決めブロック８０を対応する取付溝８１に対し設定された取付位相で組み付けた組立状態を維持する限りにおいては、貫通孔６４と回転軸６３との間の直径すきまが上記状態に維持することができる。それにより、外筒６１の各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅを分解して再度組立する際においても、分解時に各取付溝８１から一旦取り外した位置決めブロック８０を、対応する取付溝８１に対し設定された取付位相で再度取り付けて隣接する２つの円筒ブロックを位置決めすることにより、外筒６１の組立状態を、高い精度で分解前とほぼ同じ状態（本実施例における複数の円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの各軸線が、高い精度で一致した状態）とし、貫通孔６４を構成する各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの内周面６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅと回転軸６３との間の直径すきまを高い精度で分解前と同じ状態にすることができる。
【００９３】
さらに、本実施例では、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅを外径寸法が同一の同形状のものとし、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの軸線（外周円の中心軸線）を高い精度で一致させた状態で組み立てて外筒６１が構成されているため、前記した貫通孔６４の研削加工において、外筒６１の外周面を基準とすることにより、加工後の貫通孔６４の軸線にズレ（変化）が生じないから、つかみ換え等の加工工程をより柔軟に選択できるといった効果が得られる。すなわち、貫通孔６４の前記研削加工においては、外筒６１の外周面をチャック等でつかんで保持した状態としてその加工が行われるが、加工の都合等によりチャックのつかみ換えが行われても、外筒６１の外周面を基準に、貫通孔６４の軸線を外筒６１の軸線と一致させて研削加工することにより、加工された貫通孔６４におけるチャックのつかみ換え前後の加工位置において各軸線にズレが生じない。なお、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの軸線をより正確に一致させておくために、貫通孔６４の研削加工の前に、予め一体の外筒６１の外周面を研削加工して仕上げておいてもよい。
【００９４】
以上では、本発明の一実施例について説明したが、本発明によるロータリージョイント装置は前記のものに限定されるものではなく、以下のような変形が可能である。
【００９５】
前記実施例では、外筒６１を構成する各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅを、それぞれの軸線が高い精度で一致させた状態で組み立て、その状態で外筒６１の軸線を中心とした所望の内径寸法となるように貫通孔６４に研削加工を施している。しかし、これに代えて、外筒６１を構成する各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの組立状態を、互いの軸線が一致しない状態のものとしてもよい。
【００９６】
すなわち、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの軸線が互いに一致しない状態であっても、外筒６１の最終的な組立状態として各取付溝８１に位置決めブロック８０を取り付けておき、外筒６１の各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅを分解して再度組立する際に、各取付溝から一旦取り外した位置決めブロック８０を、取り外し前に取り付けられていた取付溝８１の底面８２に対し１対１で対応させると共に取付溝８１に対する軸線方向及び外筒６１の円周方向に関する取付位相を１種類に設定されたもとの状態となるように再度取り付けて、外筒６１の組立状態を再現させることにより、貫通孔６４を構成する内周面６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅの各軸線を、高い精度で分解前の状態と一致した状態に再現することができる。
【００９７】
また、前記実施例では、各取付溝８１を、隣接する２つの円筒ブロックの組み合わせ毎に、外筒６１の外周上で９０度ずつ位相をずらして３箇所に形成しているが、これに限らない。すなわち、本発明では、取付溝８１は、隣接する２つの円筒ブロックの組み合わせ毎に外筒６１の外周上の少なくとも２箇所以上に設けられていれば良いため、２箇所あるいは、４箇所以上の位置に形成されるものとしてもよい。また、各取付溝８１の外筒６１の外周上での位相のずれは９０度に限らないが、位置決めに関しては、前記実施例のように、直交する異なる方向に位置決めした方が好ましい。また、貫通孔６４の研削加工による円周方向の外力に関しては、やはり前記実施例のように、取付溝８１の少なくとも一つについて、さらに１８０度の位相で取付溝８１を追加して設け、少なくとも外筒６１の外周面で対向する２つの位置で前記外力を支えた方が好ましい。
【００９８】
また、前記実施例では、隣接する２つの円筒ブロックの組み合わせ毎に２つの円筒ブロックを組み合わた状態で、各取付溝８１を加工して設けているが、これに限らない。例えば、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅを一体の外筒６１として組み立てた状態のままで、隣接する２つの円筒ブロックの組み合わせ毎の各取付溝８１を加工してもよい。そして、各取付溝８１を加工した後に、外筒６１を分解しない状態のまま、各取付溝８１に対して対応する位置決めブロック８０を取り付けて、内周面６４を研削加工してもよい。このように加工することにより、各円筒ブロックを軸線方向に連結する取り付けボルトの締結力に起因した外筒６１の組立状態の誤差を小さくすることができ、より高い精度で分解前の外筒６１の組立状態を再現することができる。
【００９９】
また、前記実施例では、２つの軸受け６２ａ、６２ｂは、アンギュラ玉軸受であるが、これに限らず、自動調心ころ軸受やスリーローラベアリング等の調心機能を有するころ軸受であっても良い。さらに、貫通孔６４と回転軸６３とのすきまが許容できる場合には、調心機能を有さない玉軸受やころ軸受であっても良い。
【０１００】
さらに、本実施形態では、本発明によるロータリージョイント装置６０を工作機械のＣ軸駆動装置３０に適用しているが、これに限らず、工具が取り付けられるスピンドル２１を回転駆動するスピンドルユニット２０の主軸駆動装置や、スピンドルユニット２０を支持する加工用ヘッド１０の主軸駆動装置等に適用しても良いし、治具やワークを固定した対象装置としての円テーブルを支持する主軸を回転駆動する円テーブル装置の駆動装置に適用しても良い。
【符号の説明】
【０１０１】
１ マシニングセンタ
１０ 加工用ヘッド
２０ スピンドルユニット
３０ Ｃ軸駆動装置
５０ 回転ヘッド
５１ ハウジング
５２ 主軸
５３ ＤＤモータ
５３ａ モータステータ
５３ｂ モータロータ
６０ ロータリージョイント装置
６１ 外筒
６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ 円筒ブロック
６２ａ、６２ｂ アンギュラ玉軸受
６３ 回転軸
６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅ 内周面
７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ、７１ｅ 流体流路
７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ、７２ｅ 接続溝
７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄ、７３ｅ 接続溝
７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ、７４ｅ 流体流路
８０ 位置決めブロック
８１ 取付溝
８２ 底面
８３ 取付面
８５ 位置決め用マーク
８６ 位置決め用マーク
１００ 当接面
１０１ 上面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外筒の流体流路と回転軸の流体流路とを連通するロータリージョイント装置に関し、特に、外筒を軸線方向に複数の円筒ブロックを組み合わせて構成したロータリージョイント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
前記ロータリージョイント装置は、相対的に回転する配管や機器を相互に接続する管継手として広く利用されており、例えば、工作機械に搭載される主軸駆動装置であって回転駆動される対象装置を支持する主軸が駆動装置によって回転駆動される主軸駆動装置に組み込まれ、工作機械側から前記対象装置へ冷却水や作動油等の供給・排出を行うために用いられている。
【０００３】
そのようなロータリージョイント装置として、特許文献１に開示されたものがある。この特許文献１に開示されたロータリージョイント装置は、回転軸に外嵌される外筒が、供給される流体の種類毎に分けられた複数の固定筒体（本発明でいう円筒ブロック）を連結した構成を主体とする外筒連結式のロータリージョイント装置となっている。そして、その固定筒体と回転軸（厳密には回転軸に固定されて回転軸と一体的に回転する内側スリーブ）との間に、各固定筒体間での流体の漏れを防止するためにシールリングが介装されている。
【０００４】
ところで、前述の様に工作機械においては、ロータリージョイント装置は、その回転軸が駆動装置によって回転駆動される供給側の主軸と連結されて用いられている。その場合において、前記の様に外筒と回転軸との相対回転に伴うシール部材と回転軸との摺動が回転抵抗となり、それが回転軸に連結された主軸を回転駆動する駆動装置に対する負荷となる。特に、特許文献１のような外筒連結式のロータリージョイント装置の場合には、ポート毎にシールリングが設けられると共に固定筒体毎にメカニカルシールが設けられており、シール部材の数が非常に多くなっているため、駆動装置に掛かる負荷が大きなものとなる。
【０００５】
そのため、駆動装置は、そのような負荷を考慮したものとしなければならず、駆動源であるモータとして出力の大きい大型のものを採用しなければならないため、大型化してしまう。そして、駆動装置やモータの大型化に伴い、製造コストが高くなってしまう。
【０００６】
また、前記駆動源として、例えば、直接駆動型のモータ（所謂ＤＤモータ）を備えた駆動装置がある。前記ＤＤモータは、そのモータロータを、前記主軸と同軸的に配置されて前記主軸に対し直接的に連結されており、ギア等の減速装置なしで前記主軸を回転駆動するものである。従って、ロータリージョイント装置の回転抵抗により駆動装置に掛かる負荷は、ギア等の減速装置で軽減されずに前記ＤＤモータに作用する。このため、前記ＤＤモータは、前記負荷に応じた出力の大きいものを採用しなければならない。
【０００７】
前記ＤＤモータは、出力の大きいものほどその外径や長さが大きくなる。しかし、前記駆動装置は、工作機械に搭載されるものであり、工作機械における取り付けスペースに制限があるため、前記ＤＤモータの外径や長さをあまり大きくすることができない。このため、採用できる前記ＤＤモータの出力の大きさも制限されるので、ロータリージョイント装置の回転抵抗を減らして、駆動装置に掛かる負荷を小さくする必要がある。
【０００８】
なお、特許文献１の外筒連結式のロータリージョイント装置では、ポート毎に設けられたシール部材の数が多くなっているため、駆動装置に掛かる負荷が大きなものとなっている。従って、駆動装置に対する負荷を小さくするために、固定筒体のポート毎に設けられているシール部材の数を減らすか廃止することが考えられる。しかし、単にシール部材の数を減らすか廃止しても、流体が、外筒の内周面と回転軸とのすきまから、供給されるポートの流体流路の外へ大量に漏れ出るため、供給される流体の圧力を、前記対象装置で必要とされる圧力に維持することができない。
【０００９】
また、駆動装置に対する負荷をさらに小さくするために、固定筒体毎に設けられているメカニカルシールに代えて、より摺動抵抗の小さいオイルシール等を用いることも考えられる。しかし、オイルシール等は、前記すきまから漏れ出る流体の圧力に耐えることが出来ないため、各固定筒体間での流体の漏れを防止出来ない。このため、隣接する固定筒体の異なる種類の流体同士が互いに混ざり合って混濁してしまうので、流体を回収して再利用することが出来ない。
【００１０】
そこで、供給される流体の圧力を前記対象装置で必要とされる圧力に維持すると共に、各固定筒体間での流体の漏れを抑えるために、前記すきま（所謂直径すきま）を小さくすることが考えられる。なお、前記対象装置で必要とされる圧力とは、例えば、油圧や空圧における３．５ＭＰａ程度から６．９ＭＰａ程度の範囲の圧力である。当然のことながら、ロータリージョイント装置への流体の投入圧力は、それ以上の圧力である。また、前記すきまを、例えば、０．００５ｍｍ以下のレベルとすれば、その効果として、各種流体をポート毎に液密または気密に近い状態とすることが出来る。
【００１１】
しかし、前記の外筒連結式のロータリージョイント装置において、前記直径すきまを小さくした場合、外筒の各固定筒体の組立て、特に、メンテナンス等の必要に応じて分解した後に再度組立する際に、各固定筒体と回転軸とのすきまが分解前と同じ状態となる様に組立てることはとても難しい。そして、前記すきまを分解前と同じ状態にできなかった場合に、前記すきまから流体流路の外へ漏れ出る流体の量が増加し、流体の圧力を対象装置で必要とされる圧力に維持できない。また、固定筒体と回転軸とが干渉すると、干渉による回転抵抗が、前記駆動装置に対する大きな負荷となり、前記駆動装置による対象装置の円滑な回転を妨げる。また、前記干渉によって、ロータリージョイント装置の外筒と回転軸とに摩耗やカジリが発生し、ロータリージョイント装置が故障する。
【特許文献１】実公平７−５４７１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、本発明の課題は、前述の外筒を軸線方向に複数の円筒ブロックを組み合わせて構成したロータリージョイント装置において、外筒の各円筒ブロックを分解した後に再度組立する際に、各円筒ブロックと回転軸とのすきまが分解前と同じ状態となる様に、すなわち、分解前の組立状態と再組立後の組立状態とを高い精度で一致させることができる構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そこで、本出願に係るロータリージョイント装置に関する発明は、軸線方向に複数の円筒ブロックを組み合わせて構成された外筒と、外筒の軸線方向に離間して配置された２つの軸受けによって外筒内で回転可能に支持された回転軸と、外筒に対し円筒ブロック毎に少なくとも１つ設けられた流体流路であって円筒ブロックの内周面に開口する流体流路と、該流体流路に対応して設けられると共に対向する円筒ブロックの内周面及び回転軸の外周面の少なくとも一方に形成されて前記流体流路に連通する環状の接続溝とを備え、外筒の流体流路と接続溝に連通するように回転軸に形成された流体流路とを接続溝を介して連通するロータリージョイント装置を前提とする。
【００１４】
そして、前記課題のもとに、本発明による前記ロータリージョイント装置は、外筒の外周面上における複数の位置に形成されると共に隣接する２つの円筒ブロックに跨がるかたちで外筒の外周面に露出するように形成された複数の取付溝であって底面が当該２つの円筒ブロックを組み合わせた状態で平面として加工された取付溝と、複数の取付溝に対し１対１で対応すると共に取付溝に対する前記軸線方向及び外筒の円周方向に関する取付位相が１種類に設定された複数の位置決めブロックであって対応する取付溝の底面に対する取付面を平面に加工された位置決めブロックを備えるように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
なお、上記において、「１対１で対応する」ということは、各取付溝と位置決めブロックとの対応関係が１種類に設定されている、ということと同義である。言い換えれば、位置決めブロックを取付溝から一旦取り外して再度取り付ける際には、取り外し前に取り付けられていた取付溝に対し取り付けられる対応関係となっている、ということである。
【００１６】
また、上記において、「取付位相が１種類に設定された」ということは、対応する取付溝に取り付けられる際の位置決めブロックの向きが、外筒の上下方向及び左右方向（円周方向）について、１種類のパターンしか有していない、ということと同義である。言い換えれば、位置決めブロックを取付溝から一旦取り外して再度取り付ける際の位置決めブロックの向きは、取り外し前に取り付けられていた位置決めブロックの向きに対し必ず同じ向きであり、外筒の上下方向及び周方向に関して位置決めブロックの向きは入れ替わらない、ということである。
【００１７】
さらに、本発明による前記ロータリージョイント装置においては、軸受を、各円筒ブロックを組立てた一体としての外筒の両端に配置された軸心のズレない構造のベアリングで構成されているものとしてもよい。なお、ここでいう「軸心のズレない構造のベアリング」とは、例えば、アンギュラ玉軸受や自動調心ころ軸受やスリーローラベアリング等の調心機能を有する玉軸受やころ軸受を指す。
【００１８】
また、本出願に係るロータリージョイント装置の加工方法に関する発明は、外筒の外周面上における複数の位置であって隣接する２つの円筒ブロックに跨がる位置に、底面が当該２つの円筒ブロックを組み合わせた状態で平面として加工されると共に、外筒の外周面に露出するかたちで形成された複数の取付溝を設け、複数の取付溝に対し１対１で対応すると共に取付溝に対する前記軸線方向及び外筒の円周方向に関する取付位相が１種類に設定された複数の位置決めブロックであって対応する取付溝の底面に対する取付面が平面に加工された位置決めブロックを、隣接する２つの円筒ブロックに跨がるかたちで対応する取付溝内に取り付け、隣接する２つの円筒ブロックにおける取付溝の底面同士を位置決めブロックで同一平面上に固定した状態で外筒の内周面を研削加工することを特徴とする。
【００１９】
さらに、本出願に係るロータリージョイント装置を備えた工作機械用の主軸駆動装置に関する発明は、ロータリージョイント装置の回転軸に接続された主軸と主軸を回転駆動する駆動装置とを含み、駆動装置は、主軸周りに同軸的に配置されて主軸に連結されたモータロータおよび該モータロータの外周または内周に対向して主軸駆動装置のフレームに設けられたモータステータからなる直接駆動型のモータで構成されていることを特徴とする。
【００２０】
なお、上記における主軸駆動装置とは、対象装置を支持する主軸が駆動装置によって回転駆動される装置を指す。主軸駆動装置は、例えば、工作機械のＺ軸と平行な軸線（所謂Ｃ軸）を中心に、対象装置としての加工用ヘッドを支持する主軸が駆動装置によって回転駆動される工作機械のＣ軸駆動装置であり、例えば、前記Ｃ軸と垂直な軸線を中心に、対象装置としてのスピンドルユニットを支持する主軸が駆動装置によって回転駆動される前記加工用ヘッドであり、例えば、工具が取り付けられるスピンドルが駆動装置によって回転駆動される前記スピンドルユニットであり、例えば、治具やワークを固定した対象装置としての円テーブルを支持する主軸が駆動装置によって回転駆動される工作機械用の円テーブル装置である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明による前記ロータリージョイント装置によれば、前述の外筒連結式のロータリージョイント装置が、外筒の外周面上における複数の位置において隣接する２つの円筒ブロックに跨がるかたちで形成されると共に底面が当該２つの円筒ブロックを組み合わせた状態で平面として加工された複数の取付溝と、取付溝に取り付けられる位置決めブロックであって取付溝の底面に対する取付面を平面に加工された複数の位置決めブロックを備えるように構成されるため、各位置決めブロックを、外筒の外周面上における２箇所以上の位置において隣接する２つの円筒ブロックに跨がって延在する状態で取り付けられるものとすることにより、外筒を形成する複数の円筒ブロックのうちの隣接する２つの円筒ブロックを、外筒の軸線に直交する２つ以上の異なる方向に関して位置決めした組立状態で組立てることができる。
【００２２】
しかも、位置決めブロックは、無作為に取付溝に取り付けられるのではなく、複数の取付溝に対し１対１で対応し、且つ、対応する取付溝に対する前記軸線方向及び外筒の円周方向に関する取付位相が１種類に設定されるものとなっているため、位置決めブロックを対応する取付溝に対し、設定された取り付け位相で取り付けることにより、隣接する２つの円筒ブロックの上記のような位置決めされた組立状態を常に維持することができる。従って、外筒を一旦分解して再度組立する際も、各隣接する２つの円筒ブロックの分解前の組立状態と再組立後の組立状態を高い精度で一致したものとすることができる。これにより、外筒の各円筒ブロックを分解した後に再度組立する際に、各円筒ブロックと回転軸とのすきまを分解前と同じ状態とすることができる。
【００２３】
従って、駆動装置に対する負荷を小さくするために、円筒ブロックのポート毎に設けられているシール部材の数を減らしたり廃止したりすると共に、ポート毎の流体の圧力を前記対象装置で必要とされる圧力に維持するために、外筒の内周面と回転軸との直径すきまを小さくしても、外筒と回転軸とのすきまを維持するように、外筒の各円筒ブロックを組み立てることが容易となる。この結果、ロータリージョイント装置による駆動装置に対する負荷を低減させることができるので、モータを大型化することなく、多くの種類の流体を供給・排出することが可能になる。また、従来に比べて小型のモータを採用することができるため、装置の製造コストを抑えることができる。
【００２４】
さらに、本発明による前記ロータリージョイント装置において、軸受を各円筒ブロックを組立てた一体としての外筒の両端に配置された軸心のズレない構造のベアリングで構成することにより、回転軸の軸心を外筒の軸心に対して常に同じ位置にすることができる。この結果、ポート毎の流体の圧力を前記対象装置で必要とされる圧力に維持するために、外筒の内周面と回転軸との直径すきまを小さくしても、そのすきまを維持した状態で回転軸を回転させることができる。
【００２５】
また、本出願に係るロータリージョイント装置の加工方法に関する発明によれば、前述の外筒連結式のロータリージョイント装置において、外筒の外周面上における複数の位置であって隣接する２つの円筒ブロックに跨がる位置に、底面が当該２つの円筒ブロックを組み合わせた状態で平面として加工される取付溝であって外筒の外周面に露出するかたちで形成された複数の取付溝を設けておくと共に、複数の取付溝に対し１対１で対応すると共に取付溝に対する前記軸線方向及び外筒の円周方向に関する取付位相が１種類に設定された複数の位置決めブロックであって対応する取付溝の底面に対する取付面が平面に加工された位置決めブロックを、隣接する２つの円筒ブロックに跨がるかたちで対応する取付溝内に取り付け、隣接する２つの円筒ブロックにおける取付溝の底面同士を位置決めブロックで同一平面上に固定した状態で外筒の内周面を研削加工することにより、各位置決めブロックを、隣接する２つの円筒ブロックに跨がって延在する状態で取り付けて、外筒を形成する複数の円筒ブロックを、その内周面が前記外筒の内周面を研削加工した時と同じ状態になるように組立てることができる。これにより、外筒の各円筒ブロックを分解した後に再度組立する際に、各円筒ブロックと回転軸とのすきまを分解前と同じ状態にすることができる。
【００２６】
さらに、本出願に係るロータリージョイント装置を備えた工作機械用の主軸駆動装置に関する発明によれば、主軸を回転駆動する駆動装置が直接駆動型のモータである工作機械用の主軸駆動装置にロータリージョイント装置を備え付ける場合において、そのロータリージョイント装置を前記の構成とすることにより、ロータリージョイント装置による駆動装置に対する負荷を低減させることができるので、直接駆動型のモータを大型化することなく、多くの種類の流体を供給または排出することが可能になる。また、従来に比べて小型の直接駆動型のモータを採用することができるため、工作機械用の主軸駆動装置の製造コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明によるロータリージョイント装置を備えた主軸駆動装置が適用される工作機械の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明によるロータリージョイント装置を備えた主軸駆動装置の構成を示す斜視図である。
【図３】本発明によるロータリージョイント装置を備えた主軸駆動装置の構成を示す側面図である。
【図４】本発明によるロータリージョイント装置を備えた主軸駆動装置の正面部分断面図である。
【図５】本発明によるロータリージョイント装置の正面部分断面図である。
【図６】本発明によるロータリージョイント装置の外筒の正面部分断面拡大図である。
【図７】本発明によるロータリージョイント装置の外筒の上面断面図である。
【図８】本発明によるロータリージョイント装置の外筒の側面部分拡大図である。
【図９】本発明によるロータリージョイント装置の外筒の側面部分拡大図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
図１〜８に示すのは本発明の一実施形態である。図１は、本発明によるロータリージョイント装置を備えた主軸駆動装置が適用される工作機械の一例として、門型工作機械（マシニングセンタ）１を示している。この種の門型工作機械１は、ベッド４上に付設された左右のコラム２、２と、コラム２、２上を上下方向（Ｚ軸方向）に移動するクロスレール６と、クロスレール６上を水平に左右方向（Ｙ軸方向）に移動するサドル７と、サドル７上をＺ軸方向に移動するラム８と、ベッド４上を前後方向（Ｘ軸方向）に移動するテーブル５とを含む。そして、この門型工作機械１には、ラム８において、工具が取り付けられるスピンドルを備えたスピンドルユニット２０を含む加工用ヘッド１０が、鉛直方向の軸線（工作機械のＺ軸と平行な軸線／以下、「Ｃ軸」という）を中心に回転駆動して加工用ヘッド１０の角度位置を割り出す主軸駆動装置としてのＣ軸駆動装置３０を介して支持されている。
【００３０】
なお、加工用ヘッド１０は、図２で示すように、工具が取り付けられるスピンドル２１を有するスピンドルユニット２０と、スピンドルユニット２０を支持する支持ヘッド２２とで構成されている。また、加工用ヘッド１０は、支持ヘッド２２に内蔵されてスピンドルユニット２０の角度位置を割り出す為の割出機構を備えている。スピンドルユニット２０は、駆動モータ内蔵型のスピンドルヘッドであって、内蔵された駆動モータ（図示せず）によってスピンドル２１を高速回転駆動するものである。
【００３１】
そして、門型工作機械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５、クロスレール６、サドル７及びラム８を移動させると共に、Ｃ軸駆動装置３０が加工用ヘッド１０をＣ軸を中心に回転駆動させて角度位置（回転位置）の割出しを行い、加工用ヘッド１０がスピンドルユニット２０の角度位置（回転位置）の割出しを行う。これにより、前記工作機械では、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。
【００３２】
Ｃ軸駆動装置３０は、図２及び図３で示すように、加工用ヘッド１０に連結されて加工用ヘッド１０をＣ軸を中心に回転可能に支持する回転ヘッド５０と、加工用ヘッド１０への各種流体の供給および排出を行うロータリージョイント装置６０とを備えている。
【００３３】
回転ヘッド５０は、図４で示すように、Ｃ軸方向に貫通する貫通孔５１ａを有するハウジング５１を主体としており、軸部材５２ａ１、５２ａ２が貫通孔５１ａ内に配設された回転軸５２を備えている。また、図示の例では、回転ヘッド５０は、ハウジング５１におけるフランジ部５１ｂに螺挿された複数のねじ部材によって門型工作機械１のラム８に取り付けられると共に、主軸５２が加工用ヘッド１０に組み付けられており、それによってラム８に対し加工用ヘッド１０が支持された状態となっている。
【００３４】
また、回転ヘッド５０は、フレームとしてのハウジング５１の貫通孔５１ａ内に設けられたＤＤモータ５３を駆動手段として主軸５２の角度位置を割り出す割出し機構を備えている。さらに、回転ヘッド５０は、割出し機構によって割り出された主軸５２の回転位置を保持するためのクランプ装置５４を備えている。
【００３５】
主軸５２は、ハウジング５１の貫通孔５１ａ内で回転可能に設けられた軸部材５２ａ１、５２ａ２と、軸部材５２ａ２の加工用ヘッド１０側の端部に取り付けられて半径方向（Ｃ軸と直交する方向）へ広がるフランジ部材５２ｂと、後述のロータリジョイント装置６０が接続される主軸内筒５２ｅと、主軸内筒５２ｅの加工用ヘッド１０側の端部に取り付けられて半径方向へ広がるフランジ部材５２ｆとを含んでいる。また、主軸内筒５２ｅとフランジ部材５２ｆとには、後述のロータリジョイント装置６０と加工用ヘッド１０との間で各種流体を供給または排出するための流体流路５５が形成されている。なお、軸部材５２ａ２は、円周方向に配設された複数の図示しないねじ部材によって軸部材５２ａ１に組み付けられており、軸部材５２ａ１と一体的に回転する。
【００３６】
フランジ部材５２ｂは、円周方向に配設された複数のねじ部材５２ｇによって軸部材５２ａ２に組み付けられており、軸部材５２ａ２と一体的に回転する。さらに、フランジ部材５２ｂには、円周方向に複数のねじ部材１９が螺挿されており、このねじ部材１９によって、加工用ヘッド１０の支持部１０ｃがフランジ部材５２ｂに組み付けられる。従って、主軸５２がＤＤモータ５３によって回転駆動されることにより、加工用ヘッド１０が主軸５２と共に回転する。
【００３７】
ＤＤモータ５３は、ステータスリーブ５３ｃを介してハウジング５１に固定されたモータステータ５３ａと、モータステータ５３ａの内周面に対向する配置で、主軸５２に固定されたモータロータ５３ｂとで構成されている。また、ＤＤモータ５３を駆動するための励磁電流の供給は、コネクタ１７ａを介してＤＤモータ５３に接続されたケーブル１７によって行われる。モータロータ５３ｂは、軸部材５２ａ１の外周面に外嵌固定されており、モータロータ５３ｂの回転に伴って主軸５２の軸部材５２ａ１がＣ軸を中心として回転駆動される。
【００３８】
なお、図示の例では、Ｃ軸駆動装置３０の上端部に、主軸５２の回転量、すなわち、加工用ヘッド１０の回転量を検出するための回転検出器４４が設けられている。この回転検出器４４は、ハウジング５１上の所定位置に配置された一対の検出器ヘッド４４ａ、４４ａと、この検出ヘッド４４ａ、４４ａに対向する配置で、主軸５２と共に回転する軸部材５２ａ１に取り付けられた検出リング４４ｂとからなっている。この回転検出器４４の検出信号は、工作機械の制御装置に送られ、加工用ヘッド１０のＣ軸を中心とした回転制御に用いられる。
【００３９】
また、図示の例では、主軸５２の軸部材５２ａ２とフランジ部材５２ｂとの間に軸受ハウジング５２ｄが形成されている。そして、この軸受ハウジング５２ｄとハウジング５１との間に軸受５６が介装され、この軸受５６により、主軸５２がハウジング５１に対し回転自在に支持された状態となっている。因みに、図示の例における軸受５６は、複合ころ形式の旋回軸受の１つである３列円筒ころ軸受（３列ローラベアリング／アキシアル・ラジアルローラベアリング）であって、アキシアル方向及びラジアル方向の大きい荷重を受けることができるものである。
【００４０】
ロータリージョイント装置６０は、回転ヘッド５０の主軸５２に連結されて回転ヘッド５０の上部に接続されるかたちで備えられている。なお、Ｃ軸駆動装置３０が門型工作機械１のラム８に組み付けられた状態では、ロータリージョイント装置６０は、ラム８の内部に収納されると共に、ラム８に対して回転不能に固定されている。
【００４１】
ロータリジョイント装置６０は、図５で示すように、門型工作機械１のラム８に回転不能に固定される外筒６１と、２つの軸受け６２ａ、６２ｂによって外筒６１内で回転可能に支持された回転軸６３とで構成されている。なお、以下の説明において、「軸線方向」とは、外筒６１の軸線の方向を指すものとする。
【００４２】
本実施例では、外筒６１は、その主体となる部分が、軸線方向に併設された５つの円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅを連結させて構成されている。各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅは、貫通孔を有するドーナッツ形（円筒状）のブロック体であり、それぞれの内径寸法および外径寸法は全て同一の寸法となっている。また、本実施例では、外筒６１は、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅを互いの軸線が正確に一致した状態で組み立てられて構成されているものとし、さらに、後述の外筒６１の貫通孔６４を形成する各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの内周面６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅは、その軸線が、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの軸線と正確に一致するように形成されているものとする。
【００４３】
各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの連結構造について、例えば、円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃの連結の場合でいうと、円筒ブロック６１ｂには、図７で示すように、軸線を囲む円周方向に配設された複数の貫通穴が形成されており、各貫通穴には、ねじ部材７７ｂが反回転ヘッド５０側の端面から挿通される。そして、円筒ブロック６１ｂは、ねじ部材７７ｂを軸線方向における回転ヘッド５０側に隣接する円筒ブロック６１ｃの図示しない複数のねじ穴に螺合されて、円筒ブロック６１ｃと組み付けられている。また、円筒ブロック６１ｂには、反回転ヘッド５０側の端面に、上記貫通穴とは位相をずらして円周方向に配設された複数のねじ穴７５ｂが形成されている。そして、軸線方向における反回転ヘッド５０側に隣接する円筒ブロック６１ａには、円筒ブロック６１ｂと同様に複数の貫通穴が形成されており、この貫通穴に挿通された複数のねじ部材７７ａがねじ穴７５ｂに螺合されることにより、円筒ブロック６１ｂは円筒ブロック６１ａとも組み付けられている。
【００４４】
つまり、外筒６１を構成する各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅは、軸線方向における回転ヘッド５０側に他の円筒ブロックが隣接する円筒ブロックに複数の貫通穴が形成されており、その貫通穴に挿通されたねじ部材のねじ部を、隣接する円筒ブロックの端面に形成されたねじ穴に螺合させることにより、隣接する２つの円筒ブロックが互いに組み付けられる構造となっている。
【００４５】
また、図示の例では、位置決め用のピン７８が、隣接する２つの円筒ブロックの組み合わせ毎に複数（図示の例では２つずつ）設けられている。具体的には、円筒ブロック６１ｂを例示する図６および図７で示すように、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの他の円筒ブロックと隣接する端面には、隣接する円筒ブロック同士で円周方向における位相を一致させたかたちで２つの取付穴７９ａが形成されている。そして、隣接する円筒ブロックの各取付穴７９ａに位置決めピン７８が嵌合されることにより、隣接する２つの円筒ブロックが円周方向における位相を互いに一致させた状態で連結される。
【００４６】
図５で示すように、外筒６１は、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの貫通孔で構成される貫通孔６４を有している。すなわち、貫通孔６４は、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの内周面６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅで構成されている。そして、一体としての外筒６１は、貫通孔６４の両端に、軸線方向に離間して２つの軸受け取付部を有している。さらに、２つの軸受け取付部には２つの軸受け６２ａ、６２ｂが配置されている。
【００４７】
具体的には、外筒６１は、最も反回転ヘッド５０側に位置する円筒ブロック６１ａの反回転ヘッド５０側の端面に組み付けられる円筒部材６６であって円筒ブロック６１ａの内周面６４ａよりも大径の貫通孔６８を有する円筒部材６６と、円筒部材６６の反回転ヘッド５０側の端面に組み付けられる円筒部材６７であって円筒部材６６の貫通孔６８よりも小径の貫通孔が形成された軸受け押さえ用の円筒部材６７とを有している。そして、軸受け６２ａは、貫通孔６８の内周面に対し、その外輪の外周面が嵌合した状態で設けられている。従って、円筒部材６６の貫通孔６８は、一方の軸受け取付部として機能している。また、軸受け６２ａは、円筒ブロック６１ａの反回転ヘッド５０側の端面と円筒部材６７の回転ヘッド５０側の端面とで軸線方向の位置が規制されている。そして、軸受け６２ａの内輪の内周面が、外筒６１の貫通孔６４の一部を形成している。
【００４８】
一方で、外筒６１における最も回転ヘッド５０側の円筒ブロック６１ｅは、その回転ヘッド５０側の端部において、貫通孔６４の一部を為す内周面６４ｅの径が大径となるように段部６５が形成されている。そして、軸受け６２ｂは、段部６５の内周面に対し、その外輪の外周面が嵌合した状態で設けられている。従って、この段部６５が、他方の軸受け取付部として機能している。また、軸受け６２ｂは、段部６５を形成する円筒ブロック６１ｅの回転ヘッド５０側の端面と、後述の回転軸６３とにより軸線方向の位置が規制されている。
【００４９】
因みに、円筒ブロック６１ａに対する円筒部材６６の組み付け構造について、図示の例では、円筒ブロック６１ａは、反回転ヘッド５０側の端部の外周面を小径とすることによって形成された段部を有している。一方で、円筒部材６６は、回転ヘッド５０側の端面の外周縁部を回転ヘッド５０側へ突出させて形成された円形の突出部を有している。そして、円筒部材６６は、前記突出部を円筒ブロック６１ａの前記段部に嵌め込まれることにより、円筒ブロック６１ａに対して位置決めされている。
【００５０】
また、図示の例では、円筒ブロック６１ａと円筒部材６６とは外周径がほぼ同じ大きさに形成されており、円筒部材６６の貫通孔６８と前記突出部の内周面とはその中心線を円筒部材６６の軸線に一致させた状態で形成され、また、円筒ブロック６１ａの前記段部の外周面はその中心線を円筒ブロック６１ａの軸線に一致させた状態で形成されている。従って、円筒部材６６の前記突出部を円筒ブロック６１ａの前記段部に嵌め込んで円筒部材６６を円筒ブロック６１ａに組み付けることにより、円筒部材６６は、円筒ブロック６１ａに対し軸線を一致させた状態で組み付けられた状態となり、貫通孔６８もその中心線を円筒ブロック６１ａの軸線に一致させた状態で設けられることになる。それにより、軸受け６２ａは、円筒部材６６の貫通孔６８に嵌挿された状態において、内輪の内周面の中心線軸線が円筒ブロック６１ａの軸線に一致した状態で配設される。
【００５１】
また、他方の軸受け取付部として円筒ブロック６１ｅに形成された段部６５の内周面は、その中心線を円筒ブロック６１ｅの軸線に一致させた状態で形成されている。従って、軸受け６２ｂは、円筒ブロック６１ｅの前記段部に嵌挿された状態において、内輪の内周面の中心線軸線が円筒ブロック６１ｅの軸線に一致した状態で配設される。
【００５２】
軸受け６２ａ、６２ｂは、アンギュラ玉軸受であり、軸心のズレない構造のベアリングとなっている。軸受け６２ａ、６２ｂは、その外輪の外周面を段部６５および貫通孔６８に嵌合されて外筒６１に設けられている。
【００５３】
回転軸６３は、外筒６１の貫通孔６４に嵌装された円筒部材である。回転軸６３は、外筒６１の貫通孔６４に対し、Ｃ軸に関して同心的に配設されている。より詳しくは、回転軸６３は、その外周面に軸線方向に離間して２つの軸受け部を有しており、各軸受け部が前述の外筒６１における軸受け取付部に設けられた軸受け６２ａ、６２ｂの内輪の内周面に嵌合されることにより、貫通孔６４内において、貫通孔６４に対しＣ軸に関して同心的に配設されると共に回転可能に支持されている。従って、回転軸６３は、その外周面が全体に亘って所定の間隔を為して貫通孔６４の内周面に対向する状態で設けられている。
【００５４】
また、回転軸６３は、回転ヘッド５０側の端部にフランジ部を有しており、このフランジ部によって円筒ブロック６１ｅの前記段部に嵌挿された軸受け６２ｂの軸線方向の位置を規制している。そして、回転軸６３には、上記フランジ部に嵌め込まれるかたちで円盤状のフランジ体５７が組み付けられている。
【００５５】
このフランジ体５７は、円盤状のフランジ部材５７ａ、５７ｂ，５７ｃ、５７ｄを同心状に組み合わせて構成されている。そして、フランジ体５７は、フランジ部材５７ａにおいて、その軸線を囲む円周上の位置で嵌装された複数のねじ部材５９ａを、回転軸６３に対し軸線方向における回転ヘッド５０側の端面から螺挿させることにより、回転軸６３に対し組み付けられている。また、フランジ体５７は、フランジ部材５７ｄが図示しない複数のねじ部材によって回転ヘッド５０の主軸内筒５２ｅに組み付けられている。従って、ロータリージョイント装置６０の回転軸６３と回転ヘッド５０の主軸とは、フランジ体５７を介して連結されている。
【００５６】
しかも、フランジ体５７は、回転軸６３に対し軸線を一致させた状態で組み付けられており、且つ、回転ヘッド５０の主軸５２に対しても軸線を一致させた状態で組み付けられている。従って、ロータリージョイント装置６０は、回転軸６３の軸線を回転ヘッド５０の主軸５２の軸線に一致させた状態で組み付けられている。フランジ体５７と回転軸６３及び主軸５２との組み付け構造について、詳しくは次の通りである。
【００５７】
フランジ体５７の最も回転軸６３側（反回転ヘッド５０側）に位置するフランジ部材５７ａは、反回転ヘッド５０側の端面の外周縁部を反回転ヘッド５０側へ突出させて形成された円形の突出部であって、その内周面の径が回転軸６３の前記フランジ部の外径とほぼ一致する突出部を有している。そして、フランジ体５７は、フランジ部材５７ａの前記突出部を回転軸６３の前記フランジ部に嵌め合せることにより、回転軸６３に対して位置決めされている。また、その構成において、回転軸６３の前記フランジ部は、回転軸６３の軸線を中心とする円盤状に形成されており、一方でフランジ部材５７ａの前記段部は、その内周面の中心軸線がフランジ体５７の軸線と一致するように形成されている。従って、回転軸６３の前記フランジ部とフランジ部材５７ａの前気段部とを嵌め合わせた状態において、フランジ体５７は、回転軸６３に対し軸線を一致させて組み付けられた状態となる。
【００５８】
また、フランジ体５７の最も回転ヘッド５０側に位置するフランジ部材５７ｄは、回転ヘッド５０側の端面の外周縁部を回転ヘッド５０側へ突出させて形成された円形の突出部を有している。そして、フランジ体５７は、フランジ部材５７ｄの前記突出部の内周面が、回転ヘッド５０の主軸５２における主軸内筒５２ｅの端部の外周面に嵌め込まれることにより、主軸５２に対して位置決めされている。また、その構成において、フランジ部材５７ｄの前記突出部は、その内周面の中心軸線がフランジ体５７の軸線と一致するように形成されている。従ってフランジ部材５７ｄの前記突出部を主軸内筒５２ｅに嵌め込んだ状態において、フランジ体５７は回転ヘッド５０の主軸５２に対し軸線を一致させた状態で組み付けられた状態となる。
【００５９】
なお、フランジ体５７を構成するフランジ部材５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄには、ロータリジョイント装置６０と回転ヘッド５０との間で各種流体を供給・排出するための流体流路５８が形成されている。
【００６０】
外筒６１の反回転ヘッド５０側の端面には、外部（工作機械側）から流体を取り入れるためのポート及び外部へ流体を排出するためのポートとしてのポート６９が、円周方向に位置をずらして複数形成されている。また、外筒６１には、この複数のポート６９に連通する複数の流体流路が形成されている。一方、回転軸６３にも、外筒６１の各流体流路に対応する複数の流体流路が、円周方向に位置をずらして形成されている。そして、外筒６１側の各流体流路とそれに対応する回転軸６３側の各流体流路とは、外筒６１と回転軸６３との対向面の両方に形成された環状の接続溝を介して連通しており、回転軸６３が回転した場合でもその連通状態が維持されるように構成されている。また、回転軸６３に形成された複数の流体流路は、前記流体流路５５、５８によって、それぞれ加工用ヘッド１０における図示しないロータリジョイント装置に連通されている。従って、外部からロータリジョイント装置６０の外筒６１のポート６９に供給された流体は、回転軸６３を介して加工用ヘッド１０のロータリジョイントへ供給される。
【００６１】
より詳しくは、外筒６１側の複数の流体流路は、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅのそれぞれに形成された流体流路７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ、７１ｅとして形成されている。各流体流路７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ、７１ｅは、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅに対し少なくとも１つ設けられ、それぞれが設けられる円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの内周面６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅに形成された対応する接続溝７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ、７２ｅに連通するように形成されている。なお、各接続溝７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ、７２ｅは、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの内周面６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅにおいて回転軸６３側に開口した円周方向の環状の溝として形成されている。
【００６２】
また、回転軸６３の外周面には、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの接続溝７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ、７２ｅに対応する複数の接続溝７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄ、７３ｅが形成されている。各接続溝７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄ、７３ｅは、回転軸６３の外周面において外筒６１側に開口した円周方向の環状の溝として形成されている。そして、各接続溝７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄ、７３ｅには、回転軸６３側の複数の流体流路として、外筒６１側の流体流路７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ、７１ｅに対応する流体流路７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ、７４ｅが連通している。従って、外筒６１側の流体流路７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ、７１ｅとそれに対応する回転軸６３側の流体流路７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ、７４ｅとは、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅに形成された接続溝７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ、７２ｅ及び回転軸６３に形成された接続溝７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄ、７３ｅを介して連通され、回転軸６３が回転した場合でもその連通状態が維持される。
【００６３】
以上のような基本構造を有する外筒連結式のロータリジョイント装置６０において、本実施例では、図示のように、駆動装置としてのＤＤモータ５３の負荷を小さくする目的で、外筒６１と回転軸６３との対向面に、Ｏリング等の所謂スクイーズパッキンを用いない構成としている。
【００６４】
但し、上記の様にスクイーズパッキンを用いない構成とした場合、外筒６１側の流体流路と回転軸６３側の流体流路との間で流体の漏れが生じ、それに起因して供給側の流体の圧力が低下してしまう。そこで、本発明が前提とするロータリージョイント装置では、そのように圧力が低下する場合でも、その圧力の低下を許容できる程度に抑える目的で、外筒６１と回転軸６３との直径すきまを可及的に小さくする構成としている。具体的には、外筒６１と回転軸６３との対向面の直径すきまを０．００５ｍｍ以下とし、各ポート毎に液密または気密に近い状態としている。
【００６５】
なお、本実施例では、ロータリジョイント装置６０は、スクイーズパッキンを全く備えない構成としているが、これに限らず、外筒６１の複数の流体流路の少なくとも１つに対応させて、外筒６１と回転軸６３との対向面にスクイーズパッキンを設ける構成としてもよい。例えば、特に高圧の流体を供給される流体流路に対し、その流体流路が連通する接続溝の軸線方向の両側にスクイーズパッキンとしてのＯリングを設けて、接続溝の両側で流体を封止する構成としてもよい。ただし、複数のスクイーズパッキンを設ける場合には、それら全体による摺動抵抗により回転ヘッド５０の主軸５２を駆動するＤＤモータ５３へ掛かる負荷が、ＤＤモータ５３の許容できる負荷の範囲内である必要がある。
【００６６】
また、図示のロータリジョイント装置６０では、外筒６１と回転軸６３との対向面の直径すきまから漏れ出た各種流体を回収するための構成として、複数のオイルシール９０と、複数のドレン流路９１と、複数のドレン溝９２、９３とを備えている。
【００６７】
この構成において、オイルシール９０は、一般的な低圧用の接触形シールであり、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅにおける軸線方向の両端部に設けられる。詳しくは、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅは、その内周面６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅの軸線方向における両側端部が大径に形成されることにより段部９４を有しており、各オイルシール９０は、この段部９４に外周面を嵌合された状態で設けられている。そして、各オイルシール９０は、その内周面が回転軸６３の外周面に摺動可能に接触することにより、直径すきまから漏れ出た流体を、軸線方向における各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの範囲内で封止している。但し、オイルシール９０は、外筒６１と回転軸６３との対向面の直径すきまから僅かに漏れ出る流体を封止する程度のものであり、その接触による摺動抵抗は、前記スクイーズパッキンに比べて極めて少ないものである。従って、回転軸６３と連結された回転ヘッド５０の主軸５２を駆動するＤＤモータ５３へ掛かる負荷も小さいものとなる。
【００６８】
また、ドレン溝９２は、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの内周面６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅにおいて、回転軸６３側へ開口するように形成された円周方向の環状の溝である。そして、各ドレン溝９２は、図示の例では、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅにおいて、軸線方向における各オイルシール９０と接続溝との間の位置の２箇所に形成されている。なお、図示の例では、各接続溝同士の間の位置にドレン溝９２を形成することを省略している。さらに、ドレン溝９３は、各ドレン溝９２に対応させて回転軸６３の外周面に複数形成されている。各ドレン溝９３は、対応するドレン溝９２が形成された円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ側に開口する円周方向の環状の溝であり、軸線方向における各ドレン溝９２に対向する位置に形成されている。そして、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅには、ドレン溝９２に対応させてドレン流路９１が形成されており、各ドレン流路９１は、内周面側においてドレン溝９２に連通している。また、各ドレン流路９１は、外筒６１の端部に形成されたポート（図示せず）に連通されており、そのポートを介して外部の装置（例えば回収タンク）に連通している。
【００６９】
ところで、以上で説明したロータリージョイント装置６０においては、前記のように、外筒６１を構成する各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅは、端面に嵌装された位置決めピン７８によって、隣接する円筒ブロックと位相が一致した状態に組み合わされ、その状態で隣接する２つの円筒ブロックの一方に貫装されたねじ部材を他方に螺合させることにより、隣接する２つの円筒ブロックが連結固定される構造となっている。しかし、このような連結構造のみでは、外筒６１を構成する各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの組立状態を、常に、高い精度での組立状態、（本実施例の場合には、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの軸線が高い精度で一致した組立状態）とすることはできない。そのため、外筒６１を一旦分解して再度組立する際に、その組立状態（より詳しくは、円筒ブロック毎の回転軸６３との間の直径すきま）を高い精度で（分解前の状態とほぼ一致した状態に）再現することもできない。その理由は、次の通りである。
【００７０】
まず、位置決めピン７８については、単に、隣接する円筒ブロックの位相を合わせ、複数の流体流路を互いに対応させて連通させる目的で設けられたものでしかなく、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅを上記のような高い精度での組立状態とすることを意図して設けられていない。何故なら、各位置決めピン７８によって上記のような高い精度での組立状態を実現するためには、位置決めピン７８と取付穴７９ａとの嵌め合いを小さくする必要が生じる。しかし、位置決めピン７８と取付穴７９ａとの嵌め合いを小さくすると、外筒６１の分解時に、位置決めピン７８が取付穴７９ａから抜けにくくなり、作業性が非常に悪くなる。また、場合によっては、分解そのものが不可能になってしまう。従って、位置決めピン７８と取付穴７９ａとの嵌め合いについてはある程度の遊びを設けなければならないため、上記のような高い精度での組立状態とするための構成として位置決めピン７８を用いる構成とすることは、採用し難いのである。
【００７１】
また、ねじ部材についても、軸線方向に作用する締結力によって隣接する円筒ブロック同士を連結するためのものでしかないため、同様である。より詳しくは、ねじ部材は、隣接する円筒ブロックの一方の円筒ブロックに形成された貫通穴に嵌挿され、その状態で、他方の円筒ブロックに形成されたねじ穴に螺装されるものであるが、その嵌挿される貫通穴との嵌め合い（隙間）は、位置決めピン７８と取付穴７９ａとの嵌め合いよりも大きく設定されている。何故なら、ねじ穴等の雌ねじ加工は、穴加工（例えば、位置決めピン７８が嵌合される取付穴７９ａ等）に比べて位置寸法や径寸法についての誤差が大きく、また、ねじ部材等の雄ねじ加工は転造加工が一般的であり、位置決めピン７８に比べて径寸法の誤差が大きいため、これらの加工精度を許容するためには、ねじ部材と貫通穴との嵌め合い（隙間）を、位置決めピン７８と取付穴７９ａとの嵌め合いよりも大きくする必要があるからである。従って、ねじ部材の螺合によって、外筒６１の各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの上記のような高い精度での組立状態とすることはできない。
【００７２】
そこで、本発明によるロータリジョイント装置６０は、外筒６１における各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの組立状態を高い精度で再現するための構成として、外筒６１に形成される複数の取付溝８１と、各取付溝８１に取り付けられる複数の位置決めブロック８０とを備えている。
【００７３】
各取付溝８１は、図８に示すように、隣接する２つの円筒ブロックに跨がるかたちで外筒６１の外周面に露出するように形成された溝であり、その底面８２は、隣接する２つの円筒ブロックを組み合わせた状態で平面として加工して形成されている。そして、図示の例では、図７に示すように、取付溝８１が、隣接する２つの円筒ブロックの組み合わせ毎に応じて、外筒６１の外周上で９０度ずつ位相をずらして３箇所に形成されている。これにより、隣接する２つの円筒ブロックの軸線同士を、外筒の外周面上における２箇所以上で、外筒６１の軸線に直交する２つ以上の異なる方向に関して位置決めをすることが可能となる。
【００７４】
また、各取付溝８１に取り付けられる位置決めブロック８０は、略直方体の形状をした金属製のブロックであり、取付溝８１の底面８２に対応する取付面８３が平面に加工されている。また、位置決めブロック８０は、位置決めブロック８０を貫通すると共に、取付溝８１の底面８２に開口するようにして形成されたネジ孔に螺挿される４本の取り付けボルト８９により、対応する取付溝８１に取り付けられる。
【００７５】
なお、図示の例では、ロータリージョイント装置６０がラム８の内部に収納される際に位置決めブロック８０がラム８の内部に引っ掛かることがないように、各取付溝８１は、外筒６１の半径方向に関する深さを、各取付溝８１に取り付けられる位置決めブロック８０の厚さよりも大きい寸法に形成されている。従って、各位置決めブロック８０は、外筒６１の外周面よりも内側へ埋没した状態で、各取付溝８１に取り付けられている。
【００７６】
ところで、各取付溝８１の底面８２は、同じ加工手段により、ほぼ同じ平面として加工されているものであるが、実際には、その表面状態（加工状態）は、表面粗さの公差の範囲内でばらつきを生じている。これは、各位置決めブロック８０の取り付け面８３についても同じである。特に、取付溝８１の底面８２については、取付溝８１内での平面加工ということもあり、切削加工で仕上げられるが、切削加工による加工状態のばらつきにより、取付溝８１間で表面状態に差が生じている。また、一つの取付溝８１における底面８２内であっても、その面内での位置が大きく異なると、その表面状態の差が大きくなっている。
【００７７】
一方、各位置決めブロック８０の取付面８３については、研削加工で仕上げられるため、その加工状態のばらつきは底面８２ほどではないが、やはり各位置決めブロック８０間で表面状態に多少の差が生じており、また、一つの位置決めブロック８０における取付面８３内であっても、その面内での位置が大きく異なると、その表面状態の差が生じている。そして、各取付溝８１の底面８２と各位置決めブロック８０の取付面８３との組み合わせや位相が入れ替わると、その表面状態の差に起因して、位置決めされる各円筒ブロックの軸線の位置も異なった位置となる。このため、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの組立状態に誤差が生じることになる。
【００７８】
そこで、各位置決めブロック８０は、複数の取付溝８１のいずれかに対して１対１で対応するように設けられている。より具体的には、各取付溝８１と各位置決めブロック８０との対応関係が１種類に設定されており、位置決めブロック８０を取付溝８１から一旦取り外して再度取り付ける際には、取り外し前に取り付けられていた取付溝８１に対し必ず取り付けられるように対応関係を決められている。
【００７９】
また、各位置決めブロック８０は、対応する取付溝８１に対する軸線方向及び外筒６１の円周方向に関する取付位相が１種類に設定されたものとなっている。より具体的には、各位置決めブロック８０は、対応する取付溝８１に取り付けられる際の向きが、外筒６１の上下方向（軸線方向）及び左右方向（円周方向）について、予め定められた１つの向き（位相）となるように、取付位相を決められている。
【００８０】
そして、図示の例では、各位置決めブロック８０と各取付溝８１との対応関係を１種類に設定させるとともに軸線方向及び外筒６１の円周方向に関する位相を対応させる構成として、位置決め用マーク８５、８６が、各位置決めブロック８０および対応する各取付溝８１に形成されている。すなわち、図示のように、各位置決めブロック８０には、位置決め用マーク８６が形成されている。しかも、位置決め用マーク８５、８６は取付溝と位置決めブロック８０との組み合わせが１対１となるように、対応する取付溝８１と位置決めブロック８０との組み合わせ毎に異なるマークを用いている。
【００８１】
具体的には、図示の例では、取付溝８０と位置決めブロック８１との組み合わせ毎にマークの数を異ならせるものとなっている。そして、位置決めブロック８０を、自身に形成された位置決め用マーク８５の数と同じ数の位置決め用マーク８６が形成された取り付け溝８１に取り付けることにより、位置決めブロック８０が対応する取付溝８１に取り付けられたことになり、位置決めブロック８０と取り付け溝８１との対応関係が異なるものとなることがないものとなっている。但し、位置決め用マーク８５、８６については、取付溝８１と位置決めブロック８０との組み合わせ毎に数を異ならせるものに限らず、他の取付溝８１及び位置決め用ブロック８０と区別できるものであれば、どのような形式のものであってもよい。例えば、図８の位置決め用マーク８５、８６に代えて、図９に示すように、数字を刻印して位置決め用マーク８５、８６としてもよい。
【００８２】
また、位置決め用マーク８５、８６は、取付溝８１に対する位置決めブロック８０の取付位相を１種類に設定するために、両マーク８５、８６を突き合わせた状態とすることで取付溝８１に対する位置決めブロック８０の取付位相が所定の取り付け位相となるように形成されている。具体的には、位置決め用マーク８５は、位置決めブロック８０の前面（外周側の面）における上下及び左右の４つの辺のいずれかに沿って形成され、位置決め用マーク８６は位置決めブロック８０の所定の取付位相において位置決め用マーク８５に対応する位置に形成されるものとする。因みに、図８の例では、位置決め用マーク８５は位置決めブロック８０の前面における上辺に沿った位置に形成され、位置決め用マーク８６は取付溝８１側の対応する位置にのみ形成されている。従って、位置決め用マーク８５を位置決め用マーク８６に突き合わせた状態で位置決めブロック８０を取付溝８１に対し取り付けることにより、位置決めブロック８０は、常に所定の位相で取り付けられた状態となる。なお、図８の例では、位置決め用マーク８６が取り付け溝８１内に設けられているが、これに代えて、図９に示すように、位置決め用マーク８６が外筒６１側の取付溝８１外の位置に設けられていてもよい。
【００８３】
なお、位置決めブロック８０の取付溝８１に対する取付位置に関しては、その取付位置が若干ずれるものであっても、外筒６１における各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの組立状態を高い精度で再現するための目的においては支障はない。従って、各位置決めブロック８０は、対応する各取付溝８１に対し、上下方向（軸線方向）の寸法（高さ寸法）及び外筒６１の円周方向の寸法（幅寸法）が小さいものであって、ボルトの固定のみによって取付位置が固定されるものであってもよい。具体的には、図示の例では、位置決めブロック８０と、取付溝８１とで幅寸法がほぼ一致したものとなっているが、取付溝８１の幅寸法を位置決めブロック８０の幅寸法よりもよりも大きいものとし、４本のボルト８９のみで取付位置を固定するようにしてもよい。また、位置決めブロック８０における高さ寸法及び幅寸法の少なくとも一方を、取付溝８１の対応する寸法よりも小さくすることにより、位置決めブロック８０の取り付け、取り外しの作業が容易に行えるようにもなる。
【００８４】
但し、後述する外筒６１の内周面（貫通孔６４）に対する研削加工を考慮した場合、位置決めブロック８０の幅寸法については、取付溝８１の幅寸法とほぼ一致したものとするのが好ましい。何故なら、貫通孔６４の研削加工を行う際に、貫通孔６４の内周面に加工による円周方向の大きな外力が作用する。隣接する２つの円筒ブロックは、互いを軸線方向に連結する取り付けボルトの軸力によって軸線方向の端面（互いの接触する面）に生じる摩擦力で、円周方向に関する互いの位置を固定されているが、円周方向の外力が前記摩擦力を超えた場合、外力が作用した円筒ブロックは、位置決めブロックのボルト孔とボルト８９とのガタの範囲で円周方向にずれてしまい、その軸線が外筒６１の軸線と一致しなくなってしまう。
【００８５】
これを防止するために、本実施例では、位置決めブロック８０の幅寸法を取付溝８１の幅寸法とほぼ一致したものとしている。具体的には、図８に示すように、各取付溝８１は、軸線方向に延在する内側面８７ａ、８７ｂが、底面８２と同様に、隣接する２つの円筒ブロックを組み合わせた状態で平面として加工して形成されており、また、取付溝８１の内側面８７ａ、８７ｂに対応する各位置決めブロック８０の側面８７ａ、８７ｂも隣接する２つの円筒ブロックを組み合わせた状態で平面に加工されている。その上で、各位置決めブロック８０は、幅寸法を、現合により、各取付溝８１の幅寸法とほぼ一致するように加工されるとともに各取付溝８１の幅寸法に対して若干の締め代を設定されている。これにより、各位置決めブロック８０は、側面８８ａ、８８ｂが、対応する取付溝８１の内側面８７ａ、８７ｂと隙間無く当接した状態で取り付けられる。これにより、外筒６１の内周面を研削加工する際に、過大な外力が作用しても、外筒６１を構成する各円筒ブロック同士が円周方向にずれることを防止できる。
【００８６】
なお、図示の例では、各位置決めブロック８０の上下方向の寸法に関しては、対応する取付溝８１のそれよりも小さくなっており、上下方向の取り付け位置はボルト８９のみによって固定されるものとなっている。しかし、位置決めブロック８０の上下方向の寸法も、幅寸法と同様に、取付溝８１の上下方向の寸法とほぼ一致したものとし、各位置決めブロック８０の取り付け位置が厳密に１種類に固定されるものとしてもよい。具体的には、図８の構成に代えて、図９に示すように、取付溝８１の上下方向の一方または両方に当接面１００を設け、当接面１００に位置決めブロック８０の対応する上面１０１を当接させて、位置決めブロック８０の上下方向に関する取付位置を厳密に（１種類に）固定させてもよい。これにより、ボルトの固定のみによって取付位置が固定される場合に比べて、底面８２と取付面８３との上下方向の位置のずれに起因した微妙な組立状態の誤差をさらに小さくすることができるので、より高い精度で各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの軸線が外筒６１の軸線と一致した状態を再現することが可能になる。
【００８７】
以上のような各取付溝８１と各位置決めブロック８０とを備える外筒６１によれば、対応する取付溝８１に対し位置決めブロック８０を設定された取付位相で取り付けることにより、隣接する２つの円筒ブロックが外筒の外周面上における２箇所以上の位置において外筒６１の軸線に直交する２つ以上の異なる方向に関して高い精度で位置決めされ、その結果として外筒６１を構成する各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの組立状態を高い精度で維持することが可能となる。それにより、外筒６１を一旦分解して再度組立する際にも、隣接する２つの円筒ブロックの組立状態を、分解前の状態とほぼ一致した状態、すなわち、本実施例における隣接する２つの円筒ブロックの軸線が正確に一致した状態に再現することができる。
【００８８】
そして、そのような外筒６１の組立構造を採用した本発明によるロータリージョイント装置では、外筒６１の貫通孔６４は、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅを組み立てた状態とした上で、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの内周面６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅを一体の貫通孔６４の内周面として研削加工することにより、所望の内径寸法に仕上げられる。
【００８９】
詳しくは、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの内周面６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅは、以下の手順で加工される。
（１）隣接する２つの円筒ブロック６１ｄ、６１ｅを、円周方向に関する位相を位置決め用のピン７８によって対応させて、軸線方向に組み立てる。
（２）円筒ブロック６１ｄ、６１ｅの外周上の３箇所に形成されている取付溝８１のそれぞれに、対応する位置決めブロック８０を、隣接する２つの円筒ブロック６１ｄ、６１ｅに跨がるかたちで嵌め合わせる。
（３）その際、各位置決めブロック８０は、位置決め用マーク８５を対応する位置決め用マーク８６と合わせることにより、軸線方向及び外筒６１の円周方向に関する予め定められた取付位相で、対応する取付溝８１に対し装着された状態となる。
（４）その上で、位置決めブロック８０を４本のボルト８９によって取付溝８１に固定する。これにより、隣接する２つの円筒ブロックにおける各取付溝８１の底面８２が同一平面上に固定された状態となる。
（５）その状態で、円筒ブロック６１ｄの端面に形成されている各貫通穴に取り付けボルトを挿通し、挿通した各取り付けボルトを、円筒ブロック６１ｅの端面に形成された複数のねじ穴に螺合して、隣接する２つの円筒ブロック６１ｄ、６１ｅを軸線方向に結合する。
（６）以上の（１）〜（５）を、隣接する２つの円筒ブロックの組み合わせ（円筒ブロック６１ｃと６１ｄとの組み合わせ、円筒ブロック６１ｂと６１ｃとの組み合わせ、円筒ブロック６１ａと６１ｂとの組み合わせ）毎について繰り返し、複数の円筒ブロックを組立てて、一体としての外筒６１の状態とする。
（７）そして、外筒６１をその様に組み立てた状態において、貫通孔６４、すなわち、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの内周面６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅに研削加工が施される。その上で、外筒６１の貫通孔６４は、その内径寸法を、回転軸６３との対向面の直径すきまが０．００５ｍｍ以下となるように仕上げる。
【００９０】
このように、本発明によるロータリージョイント装置では、前述の取付溝８１と位置決めブロック８０との組み合わせにより、外筒６６１を構成する各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅのうちの隣接する２つの円筒ブロックを高い精度で位置決めし、且つ、その位置決め状態を維持（再現）可能な状態として、外筒６１の貫通孔６４が所望の内径寸法のものに研削加工されている。
【００９１】
従って、外筒６１は、位置決めブロック８０を対応する取付溝８１に対し設定された取付位相で組み付けた組立状態においては、貫通孔６４を形成する各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの内周面６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅの軸線が一致した状態となり、回転軸６３が貫通孔６４内に組み付けられた状態における各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅと回転軸６３との間の直径すきまが全体に亘って０．００５ｍｍ以下の状態となる。
【００９２】
そして、上記の組立状態、すなわち、位置決めブロック８０を対応する取付溝８１に対し設定された取付位相で組み付けた組立状態を維持する限りにおいては、貫通孔６４と回転軸６３との間の直径すきまが上記状態に維持することができる。それにより、外筒６１の各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅを分解して再度組立する際においても、分解時に各取付溝８１から一旦取り外した位置決めブロック８０を、対応する取付溝８１に対し設定された取付位相で再度取り付けて隣接する２つの円筒ブロックを位置決めすることにより、外筒６１の組立状態を、高い精度で分解前とほぼ同じ状態（本実施例における複数の円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの各軸線が、高い精度で一致した状態）とし、貫通孔６４を構成する各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの内周面６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅと回転軸６３との間の直径すきまを高い精度で分解前と同じ状態にすることができる。
【００９３】
さらに、本実施例では、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅを外径寸法が同一の同形状のものとし、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの軸線（外周円の中心軸線）を高い精度で一致させた状態で組み立てて外筒６１が構成されているため、前記した貫通孔６４の研削加工において、外筒６１の外周面を基準とすることにより、加工後の貫通孔６４の軸線にズレ（変化）が生じないから、つかみ換え等の加工工程をより柔軟に選択できるといった効果が得られる。すなわち、貫通孔６４の前記研削加工においては、外筒６１の外周面をチャック等でつかんで保持した状態としてその加工が行われるが、加工の都合等によりチャックのつかみ換えが行われても、外筒６１の外周面を基準に、貫通孔６４の軸線を外筒６１の軸線と一致させて研削加工することにより、加工された貫通孔６４におけるチャックのつかみ換え前後の加工位置において各軸線にズレが生じない。なお、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの軸線をより正確に一致させておくために、貫通孔６４の研削加工の前に、予め一体の外筒６１の外周面を研削加工して仕上げておいてもよい。
【００９４】
以上では、本発明の一実施例について説明したが、本発明によるロータリージョイント装置は前記のものに限定されるものではなく、以下のような変形が可能である。
【００９５】
前記実施例では、外筒６１を構成する各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅを、それぞれの軸線が高い精度で一致させた状態で組み立て、その状態で外筒６１の軸線を中心とした所望の内径寸法となるように貫通孔６４に研削加工を施している。しかし、これに代えて、外筒６１を構成する各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの組立状態を、互いの軸線が一致しない状態のものとしてもよい。
【００９６】
すなわち、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅの軸線が互いに一致しない状態であっても、外筒６１の最終的な組立状態として各取付溝８１に位置決めブロック８０を取り付けておき、外筒６１の各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅを分解して再度組立する際に、各取付溝から一旦取り外した位置決めブロック８０を、取り外し前に取り付けられていた取付溝８１の底面８２に対し１対１で対応させると共に取付溝８１に対する軸線方向及び外筒６１の円周方向に関する取付位相を１種類に設定されたもとの状態となるように再度取り付けて、外筒６１の組立状態を再現させることにより、貫通孔６４を構成する内周面６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅの各軸線を、高い精度で分解前の状態と一致した状態に再現することができる。
【００９７】
また、前記実施例では、各取付溝８１を、隣接する２つの円筒ブロックの組み合わせ毎に、外筒６１の外周上で９０度ずつ位相をずらして３箇所に形成しているが、これに限らない。すなわち、本発明では、取付溝８１は、隣接する２つの円筒ブロックの組み合わせ毎に外筒６１の外周上の少なくとも２箇所以上に設けられていれば良いため、２箇所あるいは、４箇所以上の位置に形成されるものとしてもよい。また、各取付溝８１の外筒６１の外周上での位相のずれは９０度に限らないが、位置決めに関しては、前記実施例のように、直交する異なる方向に位置決めした方が好ましい。また、貫通孔６４の研削加工による円周方向の外力に関しては、やはり前記実施例のように、取付溝８１の少なくとも一つについて、さらに１８０度の位相で取付溝８１を追加して設け、少なくとも外筒６１の外周面で対向する２つの位置で前記外力を支えた方が好ましい。
【００９８】
また、前記実施例では、隣接する２つの円筒ブロックの組み合わせ毎に２つの円筒ブロックを組み合わた状態で、各取付溝８１を加工して設けているが、これに限らない。例えば、各円筒ブロック６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅを一体の外筒６１として組み立てた状態のままで、隣接する２つの円筒ブロックの組み合わせ毎の各取付溝８１を加工してもよい。そして、各取付溝８１を加工した後に、外筒６１を分解しない状態のまま、各取付溝８１に対して対応する位置決めブロック８０を取り付けて、内周面６４を研削加工してもよい。このように加工することにより、各円筒ブロックを軸線方向に連結する取り付けボルトの締結力に起因した外筒６１の組立状態の誤差を小さくすることができ、より高い精度で分解前の外筒６１の組立状態を再現することができる。
【００９９】
また、前記実施例では、２つの軸受け６２ａ、６２ｂは、アンギュラ玉軸受であるが、これに限らず、自動調心ころ軸受やスリーローラベアリング等の調心機能を有するころ軸受であっても良い。さらに、貫通孔６４と回転軸６３とのすきまが許容できる場合には、調心機能を有さない玉軸受やころ軸受であっても良い。
【０１００】
さらに、本実施形態では、本発明によるロータリージョイント装置６０を工作機械のＣ軸駆動装置３０に適用しているが、これに限らず、工具が取り付けられるスピンドル２１を回転駆動するスピンドルユニット２０の主軸駆動装置や、スピンドルユニット２０を支持する加工用ヘッド１０の主軸駆動装置等に適用しても良いし、治具やワークを固定した対象装置としての円テーブルを支持する主軸を回転駆動する円テーブル装置の駆動装置に適用しても良い。
【符号の説明】
【０１０１】
１ マシニングセンタ
１０ 加工用ヘッド
２０ スピンドルユニット
３０ Ｃ軸駆動装置
５０ 回転ヘッド
５１ ハウジング
５２ 主軸
５３ ＤＤモータ
５３ａ モータステータ
５３ｂ モータロータ
６０ ロータリージョイント装置
６１ 外筒
６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ 円筒ブロック
６２ａ、６２ｂ アンギュラ玉軸受
６３ 回転軸
６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅ 内周面
７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ、７１ｅ 流体流路
７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ、７２ｅ 接続溝
７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄ、７３ｅ 接続溝
７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ、７４ｅ 流体流路
８０ 位置決めブロック
８１ 取付溝
８２ 底面
８３ 取付面
８５ 位置決め用マーク
８６ 位置決め用マーク
１００ 当接面
１０１ 上面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に複数の円筒ブロックを組み合わせて構成された外筒と、外筒の軸線方向に離間して配置された２つの軸受けによって外筒内で回転可能に支持された回転軸と、外筒に対し円筒ブロック毎に少なくとも１つ設けられた流体流路であって円筒ブロックの内周面に開口する流体流路と、該流体流路に対応して設けられると共に対向する円筒ブロックの内周面及び回転軸の外周面の少なくとも一方に形成されて前記流体流路に連通する環状の接続溝とを備え、外筒の流体流路と接続溝に連通するように回転軸に形成された流体流路とを接続溝を介して連通するロータリージョイント装置において、
外筒の外周面上における複数の位置に形成されると共に隣接する２つの円筒ブロックに跨がるかたちで外筒の外周面に露出するように形成された複数の取付溝であって底面が当該２つの円筒ブロックを組み合わせた状態で平面として加工された取付溝と、
複数の取付溝に対し１対１で対応すると共に取付溝に対する前記軸線方向及び外筒の円周方向に関する取付位相が１種類に設定された複数の位置決めブロックであって対応する取付溝の底面に対する取付面を平面に加工された位置決めブロックを備える、
ことを特徴とするロータリージョイント装置。
【請求項２】
軸受は、各円筒ブロックを組立てた一体としての外筒の両端に配置された軸心のズレない構造のベアリングである、
ことを特徴とする請求項２記載のロータリージョイント装置。
【請求項３】
軸線方向に複数の円筒ブロックを組み合わせて構成された外筒と、外筒の軸線方向に離間して配置された２つの軸受けによって外筒内で回転可能に支持された回転軸と、外筒に対し円筒ブロック毎に少なくとも１つ設けられた流体流路であって円筒ブロックの内周面に開口する流体流路と、該流体流路に対応して設けられると共に対向する円筒ブロックの内周面及び回転軸の外周面の少なくとも一方に形成されて前記流体流路に連通する環状の接続溝とを備え、外筒の流体流路と接続溝に連通するように回転軸に形成された流体流路とを接続溝を介して連通するロータリージョイント装置において、
外筒の外周面上における複数の位置であって隣接する２つの円筒ブロックに跨がる位置に、底面が当該２つの円筒ブロックを組み合わせた状態で平面として加工されると共に、外筒の外周面に露出するかたちで形成された複数の取付溝を設け、
複数の取付溝に対し１対１で対応すると共に取付溝に対する前記軸線方向及び外筒の円周方向に関する取付位相が１種類に設定された複数の位置決めブロックであって対応する取付溝の底面に対する取付面が平面に加工された位置決めブロックを、隣接する２つの円筒ブロックに跨がるかたちで対応する取付溝内に取り付け、
隣接する２つの円筒ブロックにおける取付溝の底面同士を位置決めブロックで同一平面上に固定した状態で外筒の内周面を研削加工する
ことを特徴とするロータリージョイント装置の加工方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３記載のロータリージョイント装置を備えた工作機械用の主軸駆動装置であって、ロータリージョイント装置の回転軸に接続された主軸と主軸を回転駆動する駆動装置とを含み、駆動装置は、主軸周りに同軸的に配置されて主軸に連結されたモータロータおよび該モータロータの外周または内周に対向して主軸駆動装置のフレームに設けられたモータステータからなる直接駆動型のモータである、
ことを特徴とする工作機械用の主軸駆動装置。
【請求項１】
軸線方向に複数の円筒ブロックを組み合わせて構成された外筒と、外筒の軸線方向に離間して配置された２つの軸受けによって外筒内で回転可能に支持された回転軸と、外筒に対し円筒ブロック毎に少なくとも１つ設けられた流体流路であって円筒ブロックの内周面に開口する流体流路と、該流体流路に対応して設けられると共に対向する円筒ブロックの内周面及び回転軸の外周面の少なくとも一方に形成されて前記流体流路に連通する環状の接続溝とを備え、外筒の流体流路と接続溝に連通するように回転軸に形成された流体流路とを接続溝を介して連通するロータリージョイント装置において、
外筒の外周面上における複数の位置に形成されると共に隣接する２つの円筒ブロックに跨がるかたちで外筒の外周面に露出するように形成された複数の取付溝であって底面が当該２つの円筒ブロックを組み合わせた状態で平面として加工された取付溝と、
複数の取付溝に対し１対１で対応すると共に取付溝に対する前記軸線方向及び外筒の円周方向に関する取付位相が１種類に設定された複数の位置決めブロックであって対応する取付溝の底面に対する取付面を平面に加工された位置決めブロックを備える、
ことを特徴とするロータリージョイント装置。
【請求項２】
軸受は、各円筒ブロックを組立てた一体としての外筒の両端に配置された軸心のズレない構造のベアリングである、
ことを特徴とする請求項２記載のロータリージョイント装置。
【請求項３】
軸線方向に複数の円筒ブロックを組み合わせて構成された外筒と、外筒の軸線方向に離間して配置された２つの軸受けによって外筒内で回転可能に支持された回転軸と、外筒に対し円筒ブロック毎に少なくとも１つ設けられた流体流路であって円筒ブロックの内周面に開口する流体流路と、該流体流路に対応して設けられると共に対向する円筒ブロックの内周面及び回転軸の外周面の少なくとも一方に形成されて前記流体流路に連通する環状の接続溝とを備え、外筒の流体流路と接続溝に連通するように回転軸に形成された流体流路とを接続溝を介して連通するロータリージョイント装置において、
外筒の外周面上における複数の位置であって隣接する２つの円筒ブロックに跨がる位置に、底面が当該２つの円筒ブロックを組み合わせた状態で平面として加工されると共に、外筒の外周面に露出するかたちで形成された複数の取付溝を設け、
複数の取付溝に対し１対１で対応すると共に取付溝に対する前記軸線方向及び外筒の円周方向に関する取付位相が１種類に設定された複数の位置決めブロックであって対応する取付溝の底面に対する取付面が平面に加工された位置決めブロックを、隣接する２つの円筒ブロックに跨がるかたちで対応する取付溝内に取り付け、
隣接する２つの円筒ブロックにおける取付溝の底面同士を位置決めブロックで同一平面上に固定した状態で外筒の内周面を研削加工する
ことを特徴とするロータリージョイント装置の加工方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３記載のロータリージョイント装置を備えた工作機械用の主軸駆動装置であって、ロータリージョイント装置の回転軸に接続された主軸と主軸を回転駆動する駆動装置とを含み、駆動装置は、主軸周りに同軸的に配置されて主軸に連結されたモータロータおよび該モータロータの外周または内周に対向して主軸駆動装置のフレームに設けられたモータステータからなる直接駆動型のモータである、
ことを特徴とする工作機械用の主軸駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２２５３５９（Ｐ２０１２−２２５３５９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９１１４１（Ｐ２０１１−９１１４１）
【出願日】平成２３年４月１５日（２０１１．４．１５）
【出願人】（０００２１５１０９）津田駒工業株式会社 (226)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１５日（２０１１．４．１５）
【出願人】（０００２１５１０９）津田駒工業株式会社 (226)
【Ｆターム（参考）】
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