JP4993723B2 - 割出装置 - Google Patents

Description

本発明は、割出装置、特に、割出装置によって回転軸を所望の回転位置（回転角度）に割り出した後に、圧力流体の供給によってクランプスリーブの薄肉部を膨出変形させ、薄肉部を回転軸に押し当てて、回転軸を固定するクランプ機構に関する。

特許文献１は、旋回割り出し用のインデックステーブルを開示している。そのインデックステーブルは、中央に貫通孔( 内周面) を有するフレームと、テーブル面を有し前記フレームに対して回転可能に支持される回転テーブルと、前記フレームと前記回転テーブルとの間の空間に配置されるクランプ装置（クランプスリーブ）とを備え、回転テーブルと一体の回転軸を、モータ駆動されるウオーム機構により割り出し駆動される。

上記クランプ装置（クランプスリーブ）は、回転テーブル（シリンダ部）の外側の全周にわたって嵌り合う円筒部を有し、円筒部は、外周方向より内側に向けて陥没する環状溝を回転軸方向に延在して有しており、フレームに設けられた収容孔に収容される。この収容状態で、環状溝とフレームとは、それらの間で圧力室を構成する。圧力室に圧油が供給されると、クランプ装置は、そのクランプスリーブの薄肉変形部を半径方向内側、すなわち回転テーブルのシリンダ部に向けて膨出変形させ、割り出し位置（角度）の回転軸を全周方向より押圧し、回転軸を所望の制動トルクで締め付けることによって、回転軸を回転不能とし、回転軸と一体の回転テーブルを割り出し位置（角度）に保持する。

このようなクランプ装置は、クランプ機構が回転軸を全周にわたって押圧するものである。従って、回転テーブルと一体に回転されるディスクを円周方向に配置される流体圧駆動される複数のピストンによって押圧保持するディスククランプ機構のような他の形式のクランプ機構に比べ、加工位置に近いところで全周にわたって均等に締付けることができ、回転テーブルに保持されているワークの切削加工時に、びびりが発生しないという点で有利である。

しかし一方で、上記のようなクランプ装置では、他のクランプ機構に比べて、クランプ力が不足するという問題がある。特に、特許文献１のようにウオーム機構が組み込まれた装置では、機構自ら有するセルフロック機構によって、クランプ力の不足を補うことも可能である。しかし、回転駆動源にそのような機構がなく、いわゆる直接駆動型モータ（いわゆる、ＤＤモータ）によって回転軸が直接駆動される装置では、クランプ力の不足はより顕著である。いずれにしろ、その問題の解決のために、例えば、圧油などの圧力流体の圧力を高めることで、所望の制動トルクを発生させることも考えられるが、そのようにすると、シール材などの流体回路要素が短命になるという、難点がある。別の方法として、クランプスリーブの薄肉変形部を軸方向に長く設け、薄肉変形部と回転軸との接触面積を広くすることで摩擦力を高めることも考えられるが、そのようにすると、回転軸が長くしなければならず、そのため、クランプ動作時に回転軸の傾きが生じやすくなるため、所望の加工精度が得られなかったり、割出装置が全体的に大型化するなどの欠点がある。
特開２００２−１０３１８１公報

したがって、本発明の課題は、割出装置のクランプ機構、すなわち圧力流体の供給によってクランプスリーブの薄肉変形部を膨出変形させ、薄肉変形部を回転軸に押し当てて、回転軸を制動する機構で、圧力流体の圧力を高めることなく、所望の制動力を得ることである。

本発明は、回転軸とフレームの収容穴との間の空間に、回転軸方向に延在するクランプスリーブを配置し、圧力流体の供給によって、クランプスリーブを回転軸側に膨出させることにより、回転軸を回転不能に保持する割出装置であって、回転軸の周りに回転軸に沿って平行に延びる受圧円筒部をフレーム側に一体に設けるとともに、受圧円筒部とクランプスリーブとの間の空間に、回転軸方向に延在する円筒状部を前記回転軸と一体に設け、クランプスリーブの膨出により、回転軸と一体の円筒状部をフレーム側で（具体的には、収容穴と受圧円筒部の両側で）挟持するようにしている。

具体的に記載すると、本発明に係る割出装置（１００）は、割り出し用のモータ（３３）により割り出し駆動される回転軸（３９）と、前記回転軸（３９）を収容する収容穴（３１ｄ）を有し、回転軸（３９）を回転可能に支持するフレーム（３１ｂ）と、締め付け用の貫通孔（３４ｅ１）と外周周りに連続し圧力流体を供給する圧力室（３４ｄ）の一部を構成する環状溝（３４ａ１）とを有し、前記フレーム（３１ｂ）の収容穴（３１ｄ）と前記回転軸（３９）との間の空間に配置されて前記フレーム（３１ｂ）に対して一体に取付けられるクランプスリーブ（３４ａ）とを具備している。

上記割出装置（１００）において、前記回転軸（３９）とクランプスリーブ（３４ａ）との間の空間には、クランプスリーブ（３４ａ）の締め付け用の貫通孔（３４ｅ１）に対して半径方向に離間され、前記回転軸（３９）の方向に平行に延在する受圧周面（３８ａ５）を有する受圧円筒部（３８ａ１）が、前記フレーム（３１ｂ）に対して一体に取付けられる一方、前記回転軸（３９）には、半径方向外側に向けて延在するフランジ部材（３９ｂ）が一体に設けられるとともに、クランプスリーブ（３４ａ）の締め付け用の貫通孔（３４ｅ１）と前記受圧円筒部（３８ａ１）との間の空間には、回転軸（３９）に対して平行に延びかつ撓み変形可能な円筒状部（３８ｂ）が前記フランジ部材（３９ｂ）に対して一体に取付けられている（請求項１）。

好ましくは、フレーム（３１ｂ）と一体の前記受圧円筒部（３８ａ１）は、互いに半径方向に離間する状態で前記フレーム（３１ｂ）に取付けられる複数の受圧円筒部品（３８ａ１１、３８ａ１２）で構成され、フランジ部材（３９ｂ）と一体の円筒状部（３８ｂ）は、互いに半径方向に離間する状態で前記フランジ部材（３９ｂ）に取付けられる複数の撓み変形可能な円筒状部品（３８ｂ１１、３８ｂ１２）で構成されるとともに、複数の受圧円筒部品（３８ａ１１、３８ａ１２）と複数の撓み変形可能な円筒状部品（３８ｂ１１、３８ｂ１２）とは半径方向にわずかの隙間をおいて交互に配置されている（請求項２）。

上記請求項１記載の装置によると、圧力室（３４ｄ）への流体供給にともなうクランプスリーブ（３４ａ）の膨出によって、前記円筒状部（３８ｂ）が回転軸（３９）側に撓み変形し、円筒状部（３８ｂ）と一体の前記回転軸（３９）は、フレーム（３１ｂ）側と一体のクランプスリーブ（３４ａ）と受圧円筒部（３８ｂ）とに、内外両側から挟まれてクランプ状態になる。このため、本発明では、従来装置に比べ、回転軸と一体の円筒状部が、フレーム側に対して内外の２面で当接されるため、摩擦力が発生する接触面が増え、その増える分、より大きな制動トルク（クランプ力）が得られ、加工精度、加工の安定度がより確保される（請求項１）。

また、前記円筒状部や受圧円筒部が複数の円筒状部材により構成される装置、具体的には、フランジ部材（３９ｂ）と一体の円筒状部（３８ｂ）は、互いに半径方向に離間する状態で前記フランジ部材（３９ｂ）に取付けられる複数の撓み変形可能な円筒状部品（３８ｂ１１、３８ｂ１２）で構成されるとともに、複数の受圧円筒部品（３８ａ１１、３８ａ１２）と複数の撓み変形可能な円筒状部品（３８ｂ１１、３８ｂ１２）とは半径方向にわずかの隙間をおいて交互に配置されていると、クランプスリーブの膨出によって、それら円筒状部品（３８ｂ１１、３８ｂ１２）と受圧円筒部品（３８ａ１１、３８ａ１２）との当接される各周面において制動トルクがそれぞれ発生するので、全体的にさらに高い制動トルクが得られる（請求項２）。

図１ないし図５は、複合加工機の一例として門型の工作機械１を示している。この種の工作機械１は、マシニングセンタとも言われ、本発明に係る割出装置１００は、工作機械１のＵ軸ヘッドと呼ばれる加工ヘッド１０に組み込まれている。

まず、図１において、工作機械１は、ベッド４上に付設された左右一対のコラム２と、一対のコラム２上を上下方向（Ｚ軸方向）に移動する水平なクロスレール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）に水平に移動するテーブル５とを含む。

ラム８は、加工用ヘッド１０を垂直軸の周りに旋回自在に支持しており、加工用ヘッド１０は、スピンドル２１を駆動するためのスピンドルユニット２０を水平軸の周りに回転自在に支持している。

工作機械１は、テーブル５の上に固定されたワーク３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、上記テーブル５、クロスレール６、サドル７及びラム８を移動させる。一方、加工用ヘッド１０は、本発明の割出装置１００によってスピンドルユニット２０の角度位置の割り出しを行い、ワーク３に対して装着された図示しない工具を所望の姿勢に設定する。これにより、工作機械１は、ワーク３の各加工面に対して工具を最適な角度で当てて必要な加工を行い、ワーク３に対して複雑な切削加工等を可能としている。

図２ないし図４は、加工用ヘッド１０及びスピンドルユニット２０の具体的な構成を示している。スピンドルユニット２０は、図２のように、第１の支持ヘッド３０により支持され、第１の支持ヘッド３０は、図４のように、第２の支持ヘッド５０により支持されている。

図２において、スピンドルユニット２０は、モータ内蔵型のスピンドルヘッドであって、一般にＤＤモータと呼ばれている直接駆動型のスピンドルモータ２５を内蔵しており、その回転出力によってスピンドル２１を高速で回転駆動する。スピンドル２１は、スピンドルユニット２０のハウジング２３内に挿通配置されており、スピンドルモータ２５は、スピンドル２１を囲繞するようにして組み込まれ、スピンドル２１に外嵌固定されたロータ２５ａと、ロータ２５ａの外周面に対向するように設けられたステータ２５ｂとから成っている。なお、スピンドル２１は、スピンドルモータ２５の両端部で複数列配置された例えばアンギュラコンタクトベアリングによる軸受２７によりハウジング２３の内部に回転自在に支持されている。

そして、スピンドルモータ２５のステータ２５ｂに励磁電流を供給すると、ステータ２５ｂとロータ２５ａとの間に励磁力が発生し、その励磁力によってロータ２５ａは回転してスピンドル２１を回転させ、スピンドル２１の先端テーパ穴に装着された図示しない工具を切削方向に回転駆動をする。

図２のほか、図３ないし図５において、第１の支持ヘッド３０は、支持部３０ｃに取り付けた一対の脚部３０ａ、３０ｂの間でスピンドルユニット２０の左右一対の回転軸３２、３９によって回転自在に支持すると共に、一対の回転軸３２、３９の共通中心線としてのＡ軸を回転中心として、スピンドルユニット２０を回転させて、スピンドルユニット２０の加工姿勢の角度位置を割り出す。スピンドルユニット２０の角度位置の割り出しのために、一対の脚部３０ａ、３０ｂのうち一方の脚部３０ａは、その内部に割り出し用のモータ３３を有し、他方の脚部３０ｂは、その内部に割り出した角度位置を保持するためのクランプ機構３４を有している。

これらの割り出し用のモータ３３及びクランプ機構３４は、本発明の割出装置１００の要部を構成している。なお、一対の回転軸３２、３９は、スピンドルユニット２０のスピンドル２１の回転の軸線と直交する状態で、スピンドルユニット２０の両側面に取り付けられ、脚部３０ａ側の回転軸３２は割り出し用のモータ３３とともに割り出し時に駆動側となっており、脚部３０ｂ側の回転軸３９は割り出し時に従動側となっているが、割り出した角度位置を保持するときにはクランプ側となる。また、割り出し用のモータ３３は、スピンドルモータ２５と同様に、いわゆるＤＤモータとして構成されている。

次に、一方の脚部３０ａの内部の構成を説明する。脚部３０ａは、ハウジング３１ａを主体とし、その内部に、割り出し用のモータ３３を構成するロータ３３ａ及びステータ３３ｂ、スピンドルユニット２０を支持する割り出し用の回転軸３２、この回転軸３２を回転自在に支持するために例えばクロスローラベアリングなどの軸受３５、及びスピンドルユニット２０へ加工用の流体を供給するためのロータリジョイント３７等を具備している。

ハウジング３１ａは、モータ３３及び回転軸３２を挿入するために、脚部３０ｂ側が大きく開口した形状となっている。また、ハウジング３１ａには、外側面からＡ軸方向に伸びる円筒部３１ａ1 が形成されている。そして、円筒部３１ａ1 には、Ａ軸方向にロータリジョイント３７が挿入される貫通孔３１ａ２が形成されている。また、ハウジング３１ａの外側の端面には、流体供給用のパイプや電流を供給するためのケーブルが通される凹部３１ａ３が形成されている。さらに、脚部３０ａの外側面には、側面カバー１８ａが取り付けられており、凹部３１ａ３がこの側面カバー１８ａによって覆われている。

なお、図３は、この側面カバー１８ａを外した状態を示しており、図３の（Ａ）は、脚部３０ａからカバー１８ａを取り外した状態で、脚部３０ｂの反対側つまり外側より見た図を示している。また、図３の（Ｂ）は、脚部３０ｂからカバー１８ｂを取り外した状態で、脚部３０ａの反対側つまり外側より見た図を示す。

ロータリジョイント３７は、ハウジング３１ａに対して固定されたディストリビュータ３７ａと、ディストリビュータ３７ａの円筒部３７ａ１の外周面に回転可能に嵌装されたシャフト３７ｂとで構成されている。

ディストリビュータ３７ａは、ハウジング３１ａの貫通孔３１ａ２に挿入された状態で、そのフランジ部３７ａ２において、円周方向に配設された複数のネジ部材３７ｃによってハウジング３１ａに取り付けられている。また、ディストリビュータ３７ａの中心には、スピンドルユニット２０に向けてのケーブル等の通過を許容するための貫通孔３７ａ４が形成されている。

また、ディストリビュータ３７ａには、流体を供給又は排出するための複数の流体流路３７ａ３が円周方向に位置をずらして形成されている。一方、シャフト３７ｂには、ディストリビュータ３７ａの各流体流路３７ａ３に対応する複数の流体流路３７ｂ１が形成されている。なお、図２では、複数の流体流路３７ａ３及び流体流路３７ｂ１は、その１つのみが代表的に示されている。

そして、各流体流路３７ａ３とそれに対応する各流体流路３７ｂ１とは、ディストリビュータ３７ａとシャフト３７ｂとの嵌合周面に全周に形成された環状溝を介して連通しており、シャフト３７ｂ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、流体流路３７ｂ１は、スピンドルユニット２０の流体供給用又は排出用のポート２４に連通している。さらに、ディストリビュータ３７ａとシャフト３７ｂとの間には各環状溝の間に密封用のシール部材が介装されている。

また、ディストリビュータ３７ａには、その円周方向に位置をずらして複数の流体供給用又は排出用のポート３７ｄが形成されており、各ポート３７ｄに流体供給用又は排出用のパイプ１２が接続されている。そして、供給用のパイプ１２を介し図示しない流体制御回路から供給された流体が、ロータリジョイント３７からポート２４を介してスピンドルユニット２０へ供給される。

この流体を循環させる場合には、スピンドルユニット２０内を通過した流体が、ロータリジョイント３７を介して排出用のパイプ１２へ排出される。因みに、このスピンドルユニット２０へ供給される流体としては、例えば、高速で回転するスピンドルモータ２５やスピンドル２１を冷却するための冷却用の油、スピンドルユニット２０やその回転部分への切り粉の侵入を防ぐためのシール用のエア、加工時に工具等を冷却するための冷却用の水等がある。

割り出し用のモータ３３は、インナーロータ型のモータとして構成され、ハウジング３１ａに対し固定的に配設されたステータ３３ｂと、ステータ３３ｂの内周面に対向するように配設されたロータ３３ａとからなり、ロータ３３ａは、回転軸３２の円筒部３２ａの外周に嵌り合まり、かつ円筒部３２ａと一体に取付けられている。すなわち、モータ３３のロータ３３ａは、例えば希土金属類等を材料とする永久磁石によって構成された磁極であって、円周方向に隣接する複数の磁極が互いに反転するように円周方向に並び設けられており、他方、ステータ３３ｂは、通電によって磁力を発生する複数の電磁石をロータ３３ａの磁極に対応して周方向に並び設けられていて、ステータ３３ｂにおける電磁石の選択的な通電によってロータ３３ａを回転させる、いわゆる永久磁石同期型ブラシレスＤＣモータとして構成される。

ステータ３３ｂは、ハウジング３１ａに固定されたステータスリーブ３３ｃの内周面に内嵌固定されている。このステータスリーブ３３ｃの外周面には、環状溝３３ｃ１が形成されている。一方、ハウジング３１ａには、この環状溝３３ｃ１に連通する流体供給路３１ａ４及び流体排出路３１ａ５が形成されている。そして、上記環状溝３３ｃ１に対し、流体供給路３１ａ４からモータ３３を冷却するための冷却用の流体例えば、油が供給され、ロータ３３ａの回転に伴うモータ３３の発熱を抑えるようになっている。なお、環状溝３３ｃ１は、流体供給路３１ａ４から供給された流体が、環状溝３３ｃ１を循環して流体排出路３１ａ５から排出されるように、図示しないが螺旋状に形成されている。

ロータ３３ａは、ハウジング３１ａ内に回転可能に設けられた回転軸３２の外周面に外嵌固定されている。この回転軸３２は、前述のロータリジョイント３７のシャフト３７ｂに対しその回転軸線について同心的に配置されており、円周方向に配設された複数のネジ部材によってシャフト３７ｂに固定されている。そして、ロータ３３ａは、その外周面がステータ３３ｂの内周面に対向する配置で、回転軸３２に形成された円筒部３２ａの外周面に外嵌固定され、回転軸３２に対し相対回転不能に設けられている。

また、回転軸３２には、脚部３０ｂ側の端面３２ｂに対し、円周方向に配設された複数のネジ部材１４によってスピンドルユニット２０が固定される。すなわち、スピンドルユニット２０は、回転軸３２の端面３２ｂに対して固定されることにより、回転軸３２と一体として支持される。従って、脚部３０ａ側では、回転軸３２及びこれと一体的に回転するロータリジョイント３７のシャフト３７ｂが、スピンドルユニット２０のための駆動支持軸を構成している。

回転軸３２の円筒部３２ａは、回転軸３２をロータリジョイント３７のシャフト３７ｂに組み付けた状態で、僅かな隙間を介して前記したハウジング３１ａの円筒部３１ａ１を囲繞するように形成されている。言い換えると、回転軸３２をシャフト３７ｂに組み付けた状態で、円筒部３２ａの内周面の内側、すなわち、円筒部３２ａに外嵌固定されたロータ３３ａの半径方向内側には、ハウジング３１ａの円筒部３１ａ１が存在している。

一方、ハウジング３１ａの円筒部３１ａ１と円筒部３１ａ１の貫通孔３１ａ２内に位置するロータリジョイント３７のシャフト３７ｂとの間には、軸受３５が介装されている。そして、この軸受３５によってシャフト３７ｂがハウジング３１ａに対し回転自在に支持された状態となっている。

このように、図示の例では、駆動支持軸（ロータリジョイント３７のシャフト３７ｂ＋シャフト３７ｂに組み付けられた回転軸３２）は、モータ３３のロータ３３ａを外嵌固定される大径部（回転軸３２の円筒部３２ａ）と、この大径部の半径方向内側で軸受３５によって回転自在に支持される軸部（ロータリジョイント３７のシャフト３７ｂ）とを有している。そして、この大径部と軸部との間には、ハウジング３１ａに形成された円筒部３１ａ１が配設され、この円筒部３１ａ１とシャフト３７ｂとの間に軸受３５が介装される構成となっている。これにより、駆動支持軸が、ハウジング３１ａに対し回転自在に支持される構成となっている。しかも、図示のように、軸受３５のＡ軸方向に関する配置は、Ａ軸方向におけるモータ３３の存在範囲内となっている。

次に、他方の脚部３０ｂの内部の構成を説明する。脚部３０ｂは、ハウジング３１ｂを主体とし、その内部に、スピンドルユニット２０の角度位置を保持するクランプ機構３４、スピンドルユニット２０を支持する回転軸３９、この回転軸３９を回転自在に支持するための軸受３６、及びロータリジョイント３８等を具備している。ここでのハウジング３１ｂは、スピンドルユニット２０を回転自在に受けるフレームを構成しており、また、回転軸３９は、割り出し用のモータ３３による割り出し動作中に従動支持軸となっているが、割り出し動作完了後、クランプ機構３４によるクランプ動作の時に、割り出し角度を保持するための制動用の軸となる。

ハウジング３１ｂには、Ａ軸方向に貫通する貫通孔３１ｂ１が形成されており、その貫通孔３１ｂ１内に上記クランプ機構３４、従動支持軸としての回転軸３９、軸受３６、及びロータリジョイント３８が組み込まれている。またハウジング３１ｂの外側の端面には、脚部３０ａと同様に凹部３１ｃ１が形成されており、その凹部３１ｃ１が側面カバー１８ｂによって覆われている。

ロータリジョイント３８は、脚部３０ａ側のロータリジョイント３７と同様のものであって、ハウジング３１ｂに固定されたディストリビュータ３８ａと、ディストリビュータ３８ａの受圧円筒部３８ａ１の外周面に回転可能に嵌装され、回転軸３９と一体のシリンダ部として機能する円筒状部３８ｂとで構成されている。

ディストリビュータ３８ａは、上記の受圧円筒部３８ａ１と、受圧円筒部３８ａ１の外側の端部で半径方向に広がるように形成されたフランジ部３８ａ２とからなっている。そして、ディストリビュータ３８ａは、フランジ部３８ａ２において、円周方向に配設された複数のネジ部材３８ｃによって、ハウジング３１ｂに対し組み付けられている。また、ディストリビュータ３８ａの中心には、Ａ軸方向に貫通する貫通孔３８ａ４が形成されている。

このディストリビュータ３８ａには、円周方向に位置をずらして複数の流体流路３８ａ３が形成されている。また、円筒状部３８ｂには、ディストリビュータ３８ａの各流体流路３８ａ３に対応する複数の流体流路３８ｂ１が形成されている。そして、各流体流路３８ａ３とそれに対応する各流体流路３８ｂ１とは、ディストリビュータ３８ａと円筒状部３８ｂとの嵌合周面に形成された環状溝を介して連通しており、円筒状部３８ｂ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。

脚部３０ｂにおいて、脚部３０ａの回転軸３２に対応する回転軸３９は、軸受３６を受け入れるため、軸部材３９ａとフランジ部材３９ｂとの２つの部材で構成されている。この回転軸３９（軸部材３９ａ及びフランジ部材３９ｂ）の軸線は、脚部３０ａの回転軸３２の軸線一致し、Ａ軸の軸線とも一致するように配設される。

回転軸３９の軸部材３９ａは、ディストリビュータ３８ａの貫通孔３８ａ４内に配置されており、ディストリビュータ３８ａに対して、軸受３６を介して回転自在に支持されている。従って、軸部材３９ａとディストリビュータ３８ａとは、Ａ軸に関して同心的に配設された状態となっている。

また、回転軸３９のフランジ部材３９ｂは、脚部３０ｂ側に、脚部３０ａにおける回転軸３２の端面３２ｂと平行な端面３９ｂ１を有しており、この端面３９ｂ１に対し、円周方向に配設された複数のネジ部材１５によってスピンドルユニット２０が固定される。従って、回転軸３９は、前記のように、脚部３０ｂにおけるスピンドルユニット２０のための従動支持軸として機能する。なお、回転軸３９は、フランジ部材３９ｂにおいて、ロータリジョイント３８の円筒状部３８ｂに固定されており、円筒状部３８ｂと一体的に回転する。従ってロータリジョイント３８の円筒状部３８ｂも、従動支持軸の一部に相当することになる。

クランプ機構３４は、図２及び図５のように、スピンドルユニット２０の割り出し後の回転姿勢つまり角度位置を保持するために、リング状のクランプスリーブ３４ａを主要部として構成されている。クランプスリーブ３４ａは、圧力室３４ｄとなる環状溝３４ａ１を形成する円筒部３４ａ２と、この円筒部３４ａ２の脚部３０ａ側端部で半径方向に広がるように形成されたフランジ部３４ａ３とを有
するとともに、クランプスリーブ３４ａの内側には、円筒部３４ａ２およびフランジ部３４ａ３が設けられる領域にわたって連続される締付け用の貫通孔３４ｅ１とを有している。また、円筒部３４ａ２は、回転軸３９と一体的に回転するロータリジョイント３８の円筒状部３８ｂの回転を許容する状態で円筒状部３８ｂを囲繞している。なお、円筒状部３８ｂは、クランプスリーブ３４ａの締め付け用の貫通孔３４ｅ１に挿入され、外周面で貫通孔３４ｅ１の内周面に隙間を残しながら対向している。

一方、ハウジング３１ｂには、貫通孔３１ｂ１に挿入されるクランプスリーブ３４ａを受けるため、Ａ軸方向に対して半径方向外側に向かって延びる平面を有する取付座３１ｂ３が貫通孔３１ｂ１に連続して設けられる。他方、クランプスリーブ３４ａのフランジ部３４ａ３には、後述する受圧部材３４ｂを取付ける際にネジ部材３４ｃ２を挿入するための貫通孔、ならびにクランプスリーブ３４ａをハウジング３１ｂに対して取付ける際にネジ部材３４ｃ１を挿入するための貫通孔が、円周方向に間隔をおいて、それぞれ複数設けられる。

クランプスリーブ３４ａの円筒部３４ａ２とハウジング３１ｂの貫通孔３１ｂ１との間には、ハウジング３１ｂに内嵌固定された円筒形状の受圧部材３４ｂが介装されている。受圧部材３４ｂには、前記フランジ部３４ａ３の複数の貫通孔に対応して複数のネジ穴が設けられる。そして円筒状の受圧部材３４ｂが、クランプスリーブ３４ａの円筒部３４ａ２の外側に嵌り合うように挿入されるとともに、フランジ部３４ａ３の上記複数の貫通孔よりネジ部材３４ｃ２を上記受圧部材３４ｂの対応するネジ穴にそれぞれ螺入される。

このように受圧部材３４ｂは、クランプスリーブ３４ａに対して外嵌固定され、その中空孔内としての収容穴３１ｄ内でクランプスリーブ３４ａなどを収容し、その収容穴３１ｄにより環状溝３４ａ１と向き合い、圧力室３４ｄを形成している。クランプスリーブ３４ａは、収容穴３１ｄに内嵌され、受圧部材３４ｂは貫通孔３１ｂ１に内嵌される。一方、ハウジング３１ｂの取付座３１ｂ３には、受圧部材３４ｂの円周方向に設けられる複数の貫通孔に対応して複数のネジ穴が設けられており、クランプスリーブ３４ａは、フランジ部３４ａ３の貫通孔よりネジ部材３４ｃ１を挿入し対応するネジ穴に螺入することによって取付座３１ｂ３に対して取り付けられ、これによりハウジング３１ｂに対して固定されている。

受圧部材３４ｂの軸端３４ｂ４、３４ｂ５は、半径方向に直交する方向に延びる平面を円周方向に連続して形成しており、その一方の軸端３４ｂ４は、クランプスリーブ３４ａのフランジ部３４ａ３に係合するように配設されている。そして、受圧部材３４ｂの内周端３４ｂ３には、全周方向にわたってＯリングが環状溝３４ａ１を挟んで軸方向の両側の位置にそれぞれ配置されており、これにより、圧力室３４ｄは、気密あるいは液密状態を維持可能にされている。さらに、この圧力室３４ｄには、受圧部材３４ｂに形成された流体流路３４ｂ１が連通している。この流体流路３４ｂ１は、クランプスリーブ３４ａのフランジ部３４ａ３に形成された流体流路３４ａ４を介し、ハウジング３１ｂに形成された流体流路３１ｂ２に連通している。

そして、クランプ機構３４では、これらの流体流路３４ａ４、３４ｂ１を介して圧力流体例えば、圧油が圧力室３４ｄに供給されることにより、クランプスリーブ３４ａの円筒部３４ａ２における環状溝３４ａ１によって設けられた薄肉部３４ａ５が縮径方向（半径方向内側）に変形する。その結果、円筒状部３８ｂに対して締付け力が作用して、円筒状部３８ｂ及びこれに組み付けられた回転軸３９の回転が阻止され、クランプ状態となる。

また、図示しない流体制御回路を介して圧力室３４ｄに供給する圧油などの圧力を解放することにより、円筒部３４ａ２の薄肉部３４ａ５の変形状態が解消され、円筒状部３８ｂに対する締付け力が消失することによって、回転軸３９に対するクランプ状態が解除される。

さらに、図示の例では、脚部３０ｂ内に、回転軸３９の回転角度つまりスピンドルユニット２０の姿勢を検出するための回転検出器４１、及びスピンドルユニット２０の回転範囲を制限するための角度検出器４２が設けられている。

回転検出器４１は、ロータリジョイント３８におけるディストリビュータ３８ａの貫通孔３８ａ４内で、貫通孔３８ａ４の内周面から半径方向に突出する円盤状の支持部の所定位置に取り付けられた検出ヘッド４１ａと、検出器ヘッド４１ａの内側に対向するように配置され、回転軸３９の軸部材３９ａに取り付けられた検出リング４１ｂとで構成されている。この回転検出器４１によるスピンドルユニット２０の角度位置の検出信号は、加工用ヘッド１０が搭載される工作機械１の制御装置（図示せず）に送られ、スピンドルユニット２０の姿勢制御（数値制御）に用いられる。

また、角度検出器４２は、例えばリミットスイッチであって、ディストリビュータ３８ａの貫通孔３８ａ４内に設けられた支持板上に取り付けられ、回転軸３９の端部に取り付けられた円盤状の部材４３の周面に対向するように設けられている。この円盤状の部材４３の周面には、許容角度範囲に対応するドグが形成され、このドグに対向した状態では、角度検出器４２は不作動状態におかれる。従って、制御の異常等により、スピンドルユニット２０が許容角度以上に回転したとき、その状態が角度検出器４２によって検出され、その検出信号が例えば非常停止信号として工作機械１の制御装置へ送られる。

このように、第１の支持ヘッド３０は、スピンドルユニット２０をその両側より回転可能に保持する脚部３０ａ、３０ｂを構成しており、一方の脚部３０ａは、Ａ軸を回転中心として、スピンドルユニット２０を割り出すために、割出装置１００の回転駆動源として割り出し用のモータ３３を内蔵しており、他方の脚部３０ｂは、割り出し後のスピンドルユニット２０を圧力流体によってクランプ状態とするために、割出装置１００に付属するクランプ機構３４を内蔵している。

受圧部材３４ｂは、既述のように、その軸端３４ｂ４がクランプスリーブ３４ａのフランジ部３４ａ３に係合するように同軸に挿入されるとともに、フランジ部３４ａ３に設けられた複数のネジ穴に螺入される複数の締付け用のネジ部材３４ｃ２を介してフランジ部３４ａ３に対して取付けられる。またクランプスリーブ３４ａのフランジ部３４ａ３がハウジング３１ｂの取付座３１ｂ３に固着されることにより、フレームとして機能するハウジング３１ｂ側に移動不能に取付けられている。

このようにして受圧部材３４ｂは、フランジ部３４ａ３を介してハウジング３１ｂに取付けられており、クランプスリーブ３４ａは軸部材３９ａと一体の円筒状部３８ｂと円筒状部３８ｂの外側に設けられるハウジング３１ｂとの間に配置されている。

次に、図４は、加工用ヘッド１０における第２の支持ヘッド５０の構成を示している。図４において、第２の支持ヘッド５０は、ラム８に取付けられ、加工用ヘッド１０を工作機械１のＺ軸と平行なＣ軸を中心に回転（旋回）させるために、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５２ａが貫通孔５１ａ内に配設された旋回用の回転軸５２を備えている。

第１の支持ヘッド３０は、回転軸５２を介して第２の支持ヘッド５０に対し組み付けられている。また、第２の支持ヘッド５０は、ハウジング５１に取り付けられた環状の支持体５１ｂによりラム８に取り付けられる。

第２の支持ヘッド５０は、ハウジング５１の貫通孔５１ａ内に、回転軸５２を回転駆動するためのＤＤモータによる旋回用のモータ５３、回転軸５２の旋回による回転位置を保持するための旋回用のクランプスリーブ５４、及び第１の支持ヘッド３０へ流体を供給するためのロータリジョイント５５を備えている。

旋回用のモータ５３は、ステータスリーブ５３ｃを介してハウジング５１に固定されたステータ５３ａと、ステータ５３ａの内周面に対向するように設けられ、回転軸５２に固定されたロータ５３ｂとで構成されている。また、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を介してステータ５３ａに接続されたケーブル１７により行われる。

旋回用の回転軸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５２ａと、軸部５２ａの第１の支持ヘッド３０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とを含んでいる。また、回転軸５２には、ロータリジョイント５５が挿通される貫通孔５２ｃが形成されている。

なお、図示の例では、回転軸５２の軸部５２ａ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により回転軸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。

軸部５２ａの外周面には、モータ５３のロータ５３ｂが外嵌固定されており、ロータ５３ｂの回転に伴って軸部５２ａがＣ軸を中心として回転駆動される。また、フランジ部材５２ｂは、円周方向に配設された複数のネジ部材５２ｅによって軸部５２ａに組み付けられており、軸部５２ａと一体的に回転する。さらに、フランジ部材５２ｂには、円周方向に複数のネジ部材１９が螺入されており、このネジ部材１９によって、第１の支持ヘッド３０の支持部３０ｃが、フランジ部材５２ｂに組み付けられる。従って、回転軸５２がモータ５３によって回転駆動されることにより、第１の支持ヘッド３０が回転軸５２と共に旋回する。

ロータリジョイント５５は、第１の支持ヘッド３０のロータリジョイント３７、３８と同様のものであって、ハウジング５１に固定されたディストリビュータ５５ａと、ディストリビュータ５５ａに形成された貫通孔５５ａ１に回転可能に嵌装され、Ｃ軸に対しディストリビュータ５５ａと同心的に配設されたシャフト５５ｂとで構成されている。

ディストリビュータ５５ａは、回転軸５２の貫通孔５２ｃ内に配置される円筒部５５ａ２と、円筒部５５ａ２の反第１の支持ヘッド３０側の端部で半径方向に広がるように形成されたフランジ部５５ａ３とからなっており、そのフランジ部５５ａ３において、円周方向に配設された複数のネジ部材により、ハウジング５１に組み付けられている。

また、シャフト５５ｂには、第１の支持ヘッド３０側の端部に、円盤状のフランジ部材５７が組み付けられており、シャフト５５ｂは、このフランジ部材５７を介して回転軸５２のフランジ部材５２ｂに対し組み付けられている。従って、回転軸５２の回転に伴い、シャフト５５ｂも共に回転する。なお、フランジ部材５７は、第１の支持ヘッド３０の支持部３０ｃに形成された円形の凹部３０ｃ1 に嵌め込まれる形状となっており、このフランジ部材５７と支持部３０ｃの凹部３０ｃ1 とにより、第１の支持ヘッド３０と第２の支持ヘッド５０とを組み付ける際の位置決めが行われる。

ディストリビュータ５５ａには、外部から流体を取り入れるための流体流路５５ａ４が、円周方向に位置をずらして複数形成されている。一方、シャフト５５ｂにも、ディストリビュータ５５ａの各流体流路５５ａ４に対応する複数の流体流路５５ｂ１が円周方向に位置をずらして形成されている。

そして、各流体流路５５ａ４とそれに対応する各流体流路５５ｂ１とは、ディストリビュータ５５ａとシャフト５５ｂとの嵌合周面に形成された環状溝を介して連通しており、シャフト５５ｂが回転したときでも、その連通状態が維持されるように構成されている。また、シャフト５５ｂに形成された複数の流体流路５５ｂ１は、それぞれ第１の支持ヘッド３０におけるロータリジョイント３７又はロータリジョイント３８のディストリビュータ３７ａ、３８ａに形成された対応する流体流路３７ａ３又は流体流路３８ａ３に連通している。従って、外部からロータリジョイント５５のディストリビュータ５５ａに供給された流体は、シャフト５５ｂを介し、第１の支持ヘッド３０のロータリジョイント３７、３８へ供給される。

ハウジング５１に固定されたディストリビュータ５５ａと回転軸５２の軸部５２ａとの間には、回転軸５２の回転位置を保持するためのクランプスリーブ５４が設けられている。このクランプスリーブ５４は、そのフランジ部５４ａにおいて、複数のネジ部材によってディストリビュータ５５ａに組み付けられると共に、回転軸５２との相対回転が許容されるように設けられている。また、クランプスリーブ５４の円筒部５４ｂには、ディストリビュータ５５ａの円筒部５５ａ２側に開口する環状溝５４ｃが形成されており、この環状溝５４ｃとディストリビュータ５５ａの円筒部５５ａ２の外周面とにより圧力室５４ｅが形成される。

そして、圧力室５４ｅに対し、ディストリビュータ５５ａに形成された流体流路５４ｄを介して圧力流体を供給することにより、円筒部５４ｂの環状溝５４ｃに対応する薄肉部が拡径方向に変形する。その結果、回転軸５２に対し拡径方向の締付け力が作用し、回転軸５２の回転が阻止され、クランプ状態となる。

また、図示の例では、ロータリジョイント５５の上端部に、回転軸５２の回転量、すなわち、第１の支持ヘッド３０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、ディストリビュータ５５ａ上の所定位置に配置された一対の検出ヘッド４４ａと、この検出ヘッド４４ａに対向する配置で、回転軸５２と共に回転するシャフト５５ｂ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、第１の支持ヘッド３０における回転検出器４１と同様に、工作機械１の制御装置に送られ、第１の支持ヘッド３０の回転制御に用いられる。

以上の構成からなる加工用ヘッド１０において、スピンドルユニット２０を支持する第１の支持ヘッド３０は、スピンドルユニット２０を、一対の脚部３０ａ、３０ｂの各回転軸３２、３９を挟み込むかたちで、両回転軸３２、３９の間に相対回転不能に固定して支持している。そして、脚部３０ａ側の駆動側の回転軸３２を割り出し用のモータ３３によって回転駆動することにより、スピンドルユニット２０を、回転軸３２、３９のＡ軸を中心として、所望の姿勢とするための角度位置へ向けて回転駆動する。

さて、スピンドルユニット２０のスピンドル２１をＡ軸を中心として所望の角度に位置決め駆動する際、スピンドルユニット２０と一体の回転軸３２及び回転軸３９は、回転量制御される割り出し用のモータ３３を介して回転駆動される。モータ３３の駆動は、工作機械１の制御装置によって回転量制御され、予め設定されたプログラムに基づく数値制御に従って行われ、ステータ３３ｂを構成する図示しない電磁石を選択的に励磁してロータ３３ａの回転を制御することにより、回転軸３２を介してスピンドルユニット２０の角度位置が制御される。従って、図示の例では、脚部３０ａ内に設けられたモータ３３及びモータ３３に連結された駆動側の回転軸３２が、スピンドルユニット２０のための割出装置１００として機能する。なお、モータ３３を駆動するための励磁電流は、コネクタ１６ａによって割り出しのモータ３３のステータ３３ａに接続されたケーブル１６によって供給される。

上記のように割出装置１００のモータ３３によって、回転軸３２、回転軸３９の回転駆動が終了し、スピンドルユニット２０が所定の回転角度に割り出されると、割出装置１００のクランプ機構３４によるクランプ動作が行われる。クランプ動作のために、まず、圧力室３４ｄに、圧力流体供給源や開閉弁等で構成される図示しない流体制御回路から流体流路３１ｂ２を介して圧油が供給される。圧油の供給によって、圧力室３４ｄを構成する薄肉部３４ａ５は、Ａ軸に対して半径方向内側に向かって膨出して、円筒状部３８ｂの外周端３８ｂ２を押圧することにより、回転軸３９はフレームとしてのハウジング３１ｂに対して回転不能に保持され、クランプ状態とされる。

クランプ動作にともなう圧力流体の供給によって、圧力室３４ｄの一部を構成する受圧部材３４ｂにも圧力が加わるため、その受圧部材３４ｂも、回転軸３９の半径方向外側に膨出することになるが、ハウジング３１ｂの貫通孔３１ｂ１の内周面３１ｂ４と受圧部材３４ｂの外周端３４ｂ２との間に、所定の隙間３４ｄ２が設けられているため、膨出する受圧部材３４ｂの外周端３４ｂ２が少なくとも貫通孔３１ｂ１の内周面３１ｂ４に当接するまでは、ハウジング３１ｂの貫通孔３１ｂ１への押圧力（作用力）は作用しない。このような構造とすることにより、角度割り出された回転軸３９を、クランプ動作によって傾きが発生しないようにすることができる。しかし、そのような不都合が生じなければ、所定の隙間３４ｄ２を有する受圧部材３４ｂを設ける必要はない。

ここで本発明に係る割出装置１００の構成を図５を参照しながら、請求項１の記載にもとづいて詳細に記述することとする。なお、図５は、図２でＡ軸より上部のハウジング３１ｂ内を拡大して示している。図５において、割出装置１００は、割り出し用のモータ３３により割り出し駆動される回転軸３９と、回転軸３９を収容する収容穴３１ｄを有し、回転軸３９を回転可能に支持するフレームとしてのハウジング３１ｂと、クランプ動作のためのクランプスリーブ３４ａとを具備している。既述の通り、クランプスリーブ３４ａは、貫通孔３４ｅ１と外周周りに連続し圧力流体を供給する圧力室３４ｄの一部を構成する環状溝３４ａ１とを有し、ハウジング３１ｂの収容穴３１ｄと回転軸３９との間の空間に配置されてハウジング３１ｂに対して一体に取付けられる。

そして、回転軸３９とクランプスリーブ３４ａとの間の空間には、クランプスリーブ３４ａの貫通孔３４ｅ１に対して半径方向に離間され、回転軸３９の方向に平行に延在する受圧周面３８ａ５を有する受圧円筒部３８ａ１が、フレームとしてのハウジング３１ｂに対してネジ部材３１ｃにより一体に取付けられる。一方、回転軸３９には、半径方向外側に向けて延在するフランジ部材３９ｂがネジ部材により一体に取付られるとともに、クランプスリーブ３４ａの貫通孔３４ｅ１と受圧円筒部３８ａ１との間の空間には、回転軸３９に対して平行に延びる円筒状部３８ｂがフランジ部材３９ｂに対してネジ部材により一体に取付けられている。

また、円筒状部３８ｂは、クランプスリーブ３４ａの貫通孔３４ｅ１と円筒状部３８ｂの外周面との間、および受圧円筒部の３８ａ１の内周面と円筒状部３８ｂの内周面との間に、いずれも円筒状部３８ｂの回転を妨げない程度の所定の隙間（具体的には、千分の数十ｍｍ〜１ｍｍ程度）を有するように、設けられている。

このようにして、割出装置１００のクランプ機構３４が構成される。このクランプ機構３４の動作時に、既述のように、圧力室３４ｄに圧力流体が供給され、その供給にともなうクランプスリーブ３４ａの膨出によって、円筒状部３８ｂが回転軸３９の側に撓み変形することにより、回転軸３９はハウジング３１ｂ側の収容穴３１ｄと受圧円筒部３８ａ１との間で挟持し、割り出し後の回転軸３９をクランプ状態とする。

次に図６は、図２ないし図５などの構成の変形例である。前記図５のロータリジョイント３８は、円筒状部３８ｂと受圧円筒部３８ａ１との間に形成されている。これに対して、図６のロータリジョイント３８は、半径方向内側につまりＡ軸に近い位置で、受圧円筒部３８ａ１の内周面と回転軸３９のフランジ部材３９ｂと一体の筒状のシャフト３９ｃの外周面との間に形成されている。

より詳しくは、図６では、半径方向外側に向けてのびるフランジ部３８ｄ２を有するディストリビュータ３８ａが、Ａ軸を中心として半径方向に互いに離間する２つの円筒部、すなわち半径方向外側に設けられる受圧円筒部３８ａ１、および円筒部３８ａ６が設けられるとともに、受圧円筒部３８ａ１と円筒部３８ａ６との間の空間には、回転軸３９側のフランジ部３９ｂと一体に取付けられる筒状のシャフト３８ｃが挿入されており、ディストリビュータ３８ａの円筒部３８ａ６の内周面に通ずる流路と、これに嵌り合うように挿入されるシャフト３８ｃの外周面に設けられる環状溝とでロータリジョイント３８を構成する。

つまり、このようなロータリジョイント３８を構成するために、所定の肉厚を有する筒状のシャフト３９ｃがフランジ部材３９ｂの反スピンドル側の端面に当接するように配置され、ネジ部材３９ｅにより一体に取付けられている。さらに、受圧円筒部３８ａ１とクランプスリーブ３４ａの締付け用の貫通孔３４ａ５との間には、Ａ軸の周りに連続されかつＡ軸方向の軸端側（反スピンドル側）に向けて延びる円筒状部３８ｂがフランジ部３９ｂに対して一体に設けられる。また、円筒状部３８ｂは、クランプスリーブ３４ａの貫通孔３４ｅ１と円筒状部３８ｂの外周面との間、および受圧円筒部３８ａ１の外周面と円筒状部３８ｂの内周面との間に、いずれも円筒状部３８ｂの回転を妨げない程度の所定の隙間を有するように設けられる。

図６の構成例によると、図５の構成例に比べ、ロータリジョイント３８を構成するための環状溝が円筒状部３８ｂに形成されないため、円筒状部３８ｂの内周面と受圧円筒部３８ａ１の外周面との間で、クランプ面として向き合う周面の接触面積が広くなる。これにより大きな締め付けトルクが発生可能となり、またロータリジョイント３８の構成要素がクランプスリーブ３４ａの締め付け力の発生位置から遠ざかるため、ロータリジョイント３８の構成要素の変形が回避できることにもなる。言い換えれば、この実施例はクランプスリーブからの押圧力を受ける受圧円筒部とは、半径方向別の場所にロータリジョイントを構成することにより、より高いクランプ力を得るとともに、クランプ動作時の押圧力が直接ロータリジョイントに加わらないように構成されたものである。

次に図７は、請求項２に対応する実施例であり、円筒状部３８ｂ及び受圧円筒部３８ａ１を複数の部材、この例によると、それぞれ２つの円筒状部品３８ｂ１１、３８ｂ１２及び受圧円筒部品３８ａ１１、３８ａ１２により構成した例を示す。詳しくは、図７において、クランプスリーブ３４ａの締付け用貫通孔３４ｅ１に対して半径方向内側に設けられる受圧円筒部３８ａは、内側に設けられる受圧円筒部３８ａ１２と、前記受圧円筒部３８ａ１２の外周端に対して所定の隙間を有し、前記受圧円筒部３８ａ１２に対して薄肉に設けられる受圧円筒部３８ａ１１の、２つの円筒状部品で構成される。

また、他方の２つの円筒状部品３８ｂ１１、３８ｂ１２は、互いに異なる外径を有し所定の薄肉状態に設けられる円筒部と、これと一体に形成され半径方向に延びる基端部とを有し、ともにａ軸を中心とし、円筒部が互いに半径方向に離間した状態で、フランジ部材３９ｂにネジ部材３８ｅ、３８ｄによりそれぞれ取付けられている。他方、２つの受圧円筒部品３８ａ１１、３８ａ１２は、ディストリビュータ３８ａとの間に空間を設けるべく、円筒部品３８ａ１１の基端部を受け入れ可能な凹欠部を、一方の受圧円筒部３８ａ１２の軸端側に円周方向に形成し、円筒部品３８ａ１２の基端部が上記凹欠部に収容された状態で、ネジ部材１１、１３によりハウジング３１ｂ側のディストリビュータ３８ａに取付けられている。

これらの円筒状部品３８ｂ１１、３８ｂ１２及び受圧円筒部品３８ａ１１、３８ａ１２は、Ａ軸に対して平行で、互いに重なる方向に延び、僅かな隙間を残して交互に挟み合う状態に設けられ、ハウジング３１ｂの内側に組み込まれる。なお、この例では、図６と同じく、ロータリジョイント３８が、受圧円筒部３８ａ１２よりも内側に設けられる例であり、ロータリジョイント３８は、シャフト３９ｃの内周と円筒状部３８ｂの外周との間に形成されている。なおこの実施例は、図６に対し、ディストリビュータ３８ａは、ハウジング３１ｂと実質的に一体に形成される例である。

クランプ動作の時に、クランプスリーブ３４ａは半径方向内側に膨出するため、クランプスリーブ３４ａの締め付け力は、いずれも撓み変形可能な円筒状部品３８ｂ１１、受圧円筒部品３８ａ１１、円筒状部品３８ｂ１２の順に順次に作用させ、最終的に受圧円筒部品３８ａ１２に作用される。従って、クランプスリーブ３４ａの膨出によって、いずれもフレームとしてのハウジング３１ｂに取付けられるクランプスリーブ３４ａと、受圧円筒部品３８ａ１１と、受圧円筒部品３８ａ１２とのそれぞれの間で、回転軸３９側と一体に回転される受圧円筒部品３８ｂ１１および受圧円筒部品３８ｂ１２を、両側から挟むように締め付けられる結果、円筒状部３８ｂと一体の回転軸３９を回転不能に保持することができる。

図７の構成例によると、クランプスリーブ３４ａの膨出時には、クランプスリーブ３４ａと２つの円筒状部品３８ｂ１１、３８ｂ１２及び受圧円筒部品３８ａ１１、３８ａ１２との間で合計４つのクランプ面（摩擦面）があることになるため、他の実施例に比べてより大きな摩擦トルク(クランプ力)が得られる。

上記した実施例では、工作機械１の加工用ヘッド１０のＵ軸ヘッドで、スピンドルユニット２０を支持する一対の脚部のうち、一方の脚部(従動側支持部)のみにクランプ機構を構成する実施例を示したが、ＤＤモータが設けられる方の脚部（駆動側支持部）に本発明のクランプ機構を設けること、さらには、双方の脚部にクランプ機構を設けることも可能である。

さらに、これ以外の割出機構例えば第１の支持ヘッド３０をｃ軸を中心として回転駆動する第２の支持ヘッド５０のクランプ機構５４についても、上記同様に構成することも可能である。また、本発明は、いわゆる工作機械１の加工用ヘッド１０のＵ軸ヘッドに限らず、加工対象のワーク取付け用回転テーブルの割出装置（円テーブル装置）にも適用可能である。また、前記の例では、駆動源がいわゆるＤＤモータで構成されているが、これ以外のモータ、回転駆動機構で構成することも可能である。

なお、図５の例では、ハウジング３１ｂの内部に回転軸３９を直接回転駆動する機構がないが、公知の円テーブル装置のように、回転テーブルと一体に設けられる軸部材３９ａに対してウオームホイールを一体に設けるとともに、例えば回転量を制御可能なサーボモータに連結されるウオームを上記ウオームホイールに噛合するように構成したり、図２の脚部３０ａに倣ってＤＤモータによって、回転テーブルと一体に設けられる回転軸３９を回転駆動するように構成することもできる。また、円テーブル装置は、工作機械のベッドに対して直交する回転軸を有するように配置されるものに限らない。具体的には、２軸以上の回転軸の割出機能を有する円テーブル装置に適用し、それの１軸以上に対して本発明のクランプ装置を適用可能である。

本発明に係る割出装置が適用される工作機械（加工用ヘッド）の一例を示す斜視図である。 加工用ヘッドにおける支持ヘッドの正面から見た一部の拡大断面図である。 加工用ヘッドにおける支持ヘッドを示し、その（Ａ）、（Ｂ）はカバー取り外した状態での側面図であって、図３（Ａ）には、脚部３０ａからカバー１８ａを取り外した状態で、外側より見た拡大側面図を示す。 加工用ヘッドの支持系の拡大部分断面図である。 工作機械の加工用ヘッドに組み込まれた本発明に係る割出装置の要部拡大断面図である。 本発明に係る割出装置の他の構成例での要部の拡大断面図である。 本発明に係る割出装置のさらに他の構成例での要部の拡大断面図である。

符号の説明

１ 工作機械
１０ 加工用ヘッド
２０ スピンドルユニット
２１ スピンドル
２３ ハウジング
２４ ポート
２５ スピンドルモータ
２５ａ ロータ
２５ｂ ステータ
２７ 軸受
３０ 第１の支持ヘッド
３１ａ ハウジング（フレーム）
３１ｄ 収容穴
３２ 割り出し用の回転軸
３３ 割り出し用のモータ
３４ クランプ機構
３４ａ クランプスリーブ
３４ｂ 受圧部材
３４ｄ 圧力室
３４ｅ１ 締め付け用の貫通孔
３７ ロータリジョイント
３７ａ ディストリビュータ
３８ ロータリジョイント
３８ａ ディストリビュータ
３８ａ１ 受圧円筒部
３８ａ１１受圧円筒部品
３８ａ１２受圧円筒部品
３８ａ５ 受圧周面
３８ｂ 円筒状部
３８ｂ１１円筒状部品
３８ｂ１２円筒状部品
３９ 回転軸
３９ａ 軸部材
３９ｂ フランジ部材
５０ 第２の支持ヘッド
１００ 割出装置

Claims (2)

1. 割り出し用のモータ（３３）により割り出し駆動される回転軸（３９）と、前記回転軸（３９）を収容する収容穴（３１ｄ）を有し、回転軸（３９）を回転可能に支持するフレーム（３１ｂ）と、締め付け用の貫通孔（３４ｅ１）と外周周りに連続し圧力流体を供給する圧力室（３４ｄ）の一部を構成する環状溝（３４ａ１）とを有し、前記フレーム（３１ｂ）の収容穴（３１ｄ）と前記回転軸（３９）との間の空間に配置されて前記フレーム（３１ｂ）に対して一体に取付けられるクランプスリーブ（３４ａ）とを具備し、
   前記回転軸（３９）とクランプスリーブ（３４ａ）との間の空間には、クランプスリーブ（３４ａ）の締め付け用の貫通孔（３４ｅ１）に対して半径方向に離間され、前記回転軸（３９）の方向に平行に延在する受圧周面（３８ａ５）を有する受圧円筒部（３８ａ１）が、前記フレーム（３１ｂ）に対して一体に取付けられる一方、
   前記回転軸（３９）には、半径方向外側に向けて延在するフランジ部材（３９ｂ）が一体に設けられるとともに、クランプスリーブ（３４ａ）の締め付け用の貫通孔（３４ｅ１）と前記受圧円筒部（３８ａ１）との間の空間には、回転軸（３９）に対して平行に延び、かつ撓み変形可能な円筒状部（３８ｂ）が前記フランジ部材（３９ｂ）に対して一体に取付けられることを特徴とする割出装置（１００）。
2. フレーム（３１ｂ）と一体の前記受圧円筒部（３８ａ１）は、互いに半径方向に離間する状態で前記フレーム（３１ｂ）に取付けられる複数の受圧円筒部品（３８ａ１１、３８ａ１２）で構成され、フランジ部材（３９ｂ）と一体の円筒状部（３８ｂ）は、互いに半径方向に離間する状態で前記フランジ部材（３９ｂ）に取付けられる複数の撓み変形可能な円筒状部品（３８ｂ１１、３８ｂ１２）で構成されるとともに、複数の受圧円筒部品（３８ａ１１、３８ａ１２）と複数の撓み変形可能な円筒状部品（３８ｂ１１、３８ｂ１２）とは半径方向にわずかの隙間をおいて交互に配置されていることを特徴とする請求項１記載の割出装置（１００）。

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