本発明である割出装置について、工具が� ��付けられるスピンドルユニットの割出機構� ��して、工作機械用の加工用ヘッドに組み込� ��れる装置を一例として、以下説明する。

 図1は、上記した複合加工機の一例として 、マシニングセンタと呼ばれている門型の工 作機械1を示している。この種の門型の工作� �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� �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� �、サドル7上をZ軸方向に移動するラム8と、� �ッド4上を前後方向(X軸方向)に移動するテー� ��ル5とを含む。さらに、ラム8には、工具が� �り付けられるスピンドルを備えたスピンド� �ユニット20を含む加工用ヘッド10が取り付け� ��れている。

 上記門型の工作機械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、上記テーブル5、クロス� �ール6、サドル7及びラム8を移動させると共� �、加工用ヘッド10がスピンドルユニット20の� ��度位置の割出しを行う。これにより、上記� ��工作機械1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。

 このため、上記加工用ヘッド10は、スピ� �ドルユニット20の角度位置を割り出すための 割出し機構を備えている。そして、この割出 し機構の駆動手段として、そのモータステー タ及びモータロータが加工用ヘッド10のハウ� ��ング内に配置され、ロータが、スピンドル� ��ニットを支持する支持軸に連結された直接� ��動型の駆動モータ(以下、「DDモータ」とい� ��)を採用した加工用ヘッドである。そのよう な加工用ヘッド10は、スピンドルユニット20� �よびスピンドルユニット20を支持する支持ヘ ッド(ヘッド支持部)で構成され、駆動手段と� ��て、ステータの内周面にロータが対向する� ��ンナーロータ型のDDモータを支持ヘッド内� �備えている。なお、このような加工用ヘッ� �としては、例えば特開平2-116437号公報に示さ れるものがある。

 このような加工用ヘッド10について、図2~ 図5を用いて、以下詳細に説明する。図2~5に� �すのは本発明の一実施形態であって、図示� �加工用ヘッド10は、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を支持する第1の支持� �ッド30(本発明の「支持ヘッド」に相当)と、� ��1の支持ヘッド30を支持する第2の支持ヘッド 50とを含む。

 スピンドルユニット20は、駆動モータ内� �型のスピンドルヘッドであって、内蔵され� �駆動モータによってスピンドル21を高速回転 駆動するものである(図2)。

 このスピンドルユニット20のハウジング23 内には、スピンドル21が挿通配置されており� ��このスピンドル21を囲繞するようにして駆� �モータ25が内蔵されている。駆動モータ25は� ��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� �たステータ25bとから成っている。スピンド� �21は、駆動モータ25の前後(図の上下)に複数� �配置された例えば、アンギュラコンタクト� �アリングによる軸受27によって回転自在に支 持されている。そして、ステータ25bに励磁電 流を供給すると、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が回転 してスピンドル21が回転駆動される。

 第1の支持ヘッド30は、上記スピンドルユ� ��ット20を支持すると共に、スピンドルユニ� �ト20を、上記スピンドル21の回転軸線と直交� ��る軸線(以下、「A軸」という)を中心に回転� ��せてその角度位置を割り出すためのもので� ��る。

 第1の支持ヘッド30は、支持部30cに一対の� ��部30a、30bを組み付けたフォーク形に構成さ� ��ており、その脚部30a、30b間で上記スピンド� ��ユニット20を支持する。スピンドルユニッ� �20は、脚部30a、30bのそれぞれの内部に回転自 在に組み込まれた支持軸によって支持されて いる。なお、図示の支持ヘッド30は、スピン� ��ルユニット20を回転駆動するためのDDモータ 33(本発明の「駆動モータ」に相当)が、一対� �脚部30a、30bのうちの脚部30aにのみ設けられ� �構成となっている。従って、以下では、両� �部30a、30bの各支持軸について、脚部30a側の� �持軸を駆動支持軸(本発明の「支持軸」に相� ��)といい、脚部30b側の支持軸を従動支持軸と いう。

 以下に、脚部30aの構成を詳細に説明する� ��

 脚部30aは、フレームとして機能するハウ� ��ング31aを主体とし、その内部に、DDモータ33 を構成するロータ(モータロータ)33a及びステ� ��タ(モータステータ)33b、スピンドルユニッ� �20を支持する駆動支持軸、この駆動支持軸を 回転自在に支持するための軸受(例えば、ク� �スローラベアリング)35、及びスピンドルユ� �ット20へ加工用の流体(以下、単に「流体」� �いう)を供給するためのロータリジョイント3 7、等が組み込まれている。

 ハウジング31aは、DDモータ33及び後述の回 転軸32を挿入するために、脚部30b側が大きく� ��口した形状となっている。また、ハウジン� ��31aには、反脚部30b側の側面からA軸方向に伸 びる円筒部31a1が形成されている。そして、� �筒部31a1 には、A軸方向にロータリジョイン� ��37が挿入される貫通孔31a2 が形成されてい� �。また、ハウジング31aの反脚部30b側の端面� �は、後述の流体供給用のパイプや電流を供� �するためのケーブルが通される凹部31a3が形� ��されている。さらに、脚部30aの反脚部30b側� ��は、側面カバー18aが取り付けられており、� ��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には、この側面カバー18aを� �した状態を示しており、より詳しくは、図3( A)には、脚部30aからカバー18aを取り外した状� ��で、反脚部30b側より見た図を示し、図3(B)に は、脚部30bからカバー18bを取り外した状態で 、反脚部30a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� �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� �に回転可能に嵌装されたシャフト37bとで構� �されている。

 ディストリビュータ37aは、ハウジング31a� ��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� �のネジ部材37cによってハウジング31aに取り� �けられている。また、ディストリビュータ37 a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� ��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� �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� �シャフト37bとの嵌合周面に全周に形成され� �環状溝を介して連通しており、シャフト37b� �回転した場合でもその連通状態が維持され� �ように構成されている。また、流体流路37b1� ��、スピンドルユニット20の流体供給用又は� �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� ��周方向に位置をずらして複数の流体供給用� ��は排出用のポート37dが形成されており、各� ��ート37dに流体供給用又は排出用のパイプ12� �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2 4を介してスピンドルユニット20へ供給される 。また、流体を循環させる場合には、スピン ドルユニット20内を循環した流体が、ロータ� ��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� ��回転する駆動モータ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(スピンドル21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、加工時に回転 工具等を冷却するための冷却用の水、等があ る。

 DDモータ33は、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� ��周に嵌り合うようにかつ円筒部32aと一体に� ��付けられている。すなわち、インナーロー� ��型のモータとして構成される図示のDDモー� �33は、例えば、ロータ33aが希土金属類等を材 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がロータ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� ��ステータスリーブ33cの内周面に内嵌して固� ��されている。このステータスリーブ33cの外� ��面には、環状溝33c1 が形成されている。一� ��、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および流体排出路31a5が形� ��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DDモータ33を冷却するた� ��の冷却用の流体(例えば、油)が供給され、� �ータ33aの回転に伴うDDモータ33の発熱を抑え� ��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33 c1を循環して流体排出路31a5から排出されるよ うに、螺旋状に形成されている(図示略)。

 ロータ33aは、ハウジング31a内に回転可能� ��設けられた回転軸32の外周面に外嵌固定さ� �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� ��ついて同心的に配置されており、円周方向� ��配設された複数のネジ部材によってシャフ� ��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� ��配置で、回転軸32に形成された円筒部32aの� �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、その脚部30b側の端� �32bに対し、円周方向に配設された複数のネ� �部材14によってスピンドルユニット20が固定� ��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と一体とされて支持される。� ��って、脚部30a側では、回転軸32及びこれと� �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� ��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� ��で、僅かな隙間を介して前記したハウジン� ��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� ��組み付けた状態で、円筒部32aの内周面の内� ��、すなわち、円筒部32aに外嵌固定されたロ� ��タ33aの半径方向内側には、ハウジング31aの� ��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� ��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� ��フト37bがハウジング31aに対し回転自在に支� ��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、DDモータ33� �ロータ33aが外嵌固定される大径部(回転軸32� �円筒部32a)と、この大径部の半径方向内側で� ��受35によって回転自在に支持される軸部(ロ� ��タリジョイント37のシャフト37b)とを有して� ��る。そして、この大径部と軸部との間には� ��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と支持軸との間に軸受35が 介装される構成となっている。これにより、 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� �方向におけるDDモータ33の存在範囲内となっ� ��いる。

 次に、脚部30aと対向する位置でスピンド� ��ユニット20を支持する脚部30bの構成につい� �、以下で詳細に説明する。

 脚部30bは、フレームとして機能するハウ� ��ング31bを主体とし、その内部に、スピンド� ��ユニット20の角度位置を保持するクランプ� �構34、スピンドルユニット20を支持する従動� ��持軸、この従動支持軸を回転自在に支持す� ��ための軸受36、及びロータリジョイント38、 等が組み込まれている。

 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� ��上記クランプ機構34、従動支持軸、軸受36、 及びロータリジョイント38が組み込まれてい� ��。また、ハウジング31bの反脚部30a側の端面� ��は、脚部30aと同様に凹部が形成されており( 図示略)、これが側面カバー18bによって覆わ� �ている。

 ロータリジョイント38は、脚部30a側のロ� �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の円筒部38a1の� �周面に回転可能に嵌装されたシャフト部と� �てのシャフト38bとで構成されている。

 ディストリビュータ38aは、上記の円筒部3 8a1と、円筒部38a1の反脚部30b側の端部で半径� �向に広がるように形成されたフランジ部38a2� ��からなっている。そして、ディストリビュ� ��タ38aは、このフランジ部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� �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� ��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、シャフト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� �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とシャフト38 bとの嵌合周面に形成された環状溝を介して� �通しており、シャフト38bが回転した場合で� �その連通状態が維持されるように構成され� �いる。

 脚部30bにおいて、脚部30aの回転軸32に対� �する回転軸39は、軸受36を受け入れるため、� ��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)は、その回転軸線が、脚部30a� �回転軸32の回転軸線(=A軸)と一致するように� �設される。

 回転軸39の軸部材39aは、ディストリビュ� �タ38aの貫通孔38a4内に配置されており、ディ� ��トリビュータ38aに対し、軸受36を介して回� �自在に支持されている。従って、軸部材39a� �ディストリビュータ38aとは、A軸に関して同� ��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� �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� ��し、円周方向に配設された複数のネジ部材1 5によってスピンドルユニット20が固定される 。従って、この回転軸39が、脚部30bにおける� ��ピンドルユニット20のための従動支持軸と� �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のシャ� ��ト38bに固定されており、シャフト38bと一体� ��に回転する。従って、ロータリジョイント3 8のシャフト38bも、従動支持軸の一部に相当� �る。

 スピンドルユニット20の回転位置(角度位� ��)を保持するためのクランプ機構34は、リン� ��状に設けられるクランプスリーブ34aを主要� ��として構成している(図2,図5)。クランプス� �ーブ34aは、圧力室34dとなる環状溝34a1が形成� ��れた円筒部34a2と、この円筒部34a2の脚部30a� �端部で半径方向に広がるように形成された� �ランジ部34a3とを有している。また、円筒部3 4a2は、回転軸39と一体的に回転するロータリ� ��ョイント38のシャフト38bを、その回転を許� �する状態で囲繞している。

 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� �る平面を有する取付部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� �取付ける際にネジ部材34c2を挿入するための� ��通孔、ならびにクランプスリーブ34aをハウ� ��ング31bに対して取付ける際にネジ部材32c1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、貫通孔31b1に� ��嵌固定された円筒形状の受圧部材34bが介装� ��れている。より詳しくは、受圧部材34bには� ��前記フランジ部34a3の前記設けられる複数の 貫通孔に対応して複数のネジ穴が設けられる 。そして円筒状の受圧部材34bが、クランプス リーブ34a3の円筒部34a2の外側に嵌り合うよう� ��挿入されるとともに、フランジ部34aの上記� ��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ている。またクラン プスリーブ34aは、装着した受圧部材34bが貫通 孔31b1に内嵌されるように挿入される。一方� �ハウジング31bの取付部31b3には、上記受圧部� ��34bの円周方向に設けられる複数の貫通孔に� ��応して複数のネジ穴が設けられており、ク� ��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� �入することによって取付部31b3に対して取り� ��けられ、これによりハウジング31bに対して� ��嵌固定されている。

 受圧部材34bの軸端34b4、34b5は、半径方向� �直交する方向に延びる平面を円周方向に連� �して形成し、その一方の軸端34b4がクランプ� ��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 面34b3には、全周方向にわたって図示しないO� ��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(図4)。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� �連通している(図2)。この流体流路34b1は、ク� ��ンプスリーブ34aのフランジ部34a3に形成され た流体流路34 a4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、このクランプ機構34では、これ� �の流体流路を介して圧力流体(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� ��よって設けられた薄肉部34a5が縮径方向(半� �方向内側)に変形する。その結果、シャフト3 8bに対して締付け力が作用して、シャフト38b� ��びこれに組み付けられた回転軸39の回転が� �止された状態(クランプ状態)となる。

 また、流体制御回路を介して圧力室34dに� ��給する流体(圧油)の圧力を解放することに� �り、円筒部34a2の薄肉部34a5の縮径方向の変形 状態が解消され、シャフト38bに対する締付け 力が消失する。これによって、回転軸39に対� ��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� ��軸39の回転角度(=スピンドルユニット20の角� ��位置)を検出するための回転検出器41、及び� ��ピンドルユニット20の回転範囲を制限する� �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� �、貫通孔38a4の内周面から半径方向に突出す� ��円盤状の支持部の所定位置に取り付けられ� ��一対の検出ヘッド41a、41aと、検出器ヘッド4 1a、41aの内側に対向するように配置され、回� ��軸39の軸部材39aに取り付けられた検出リン� �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� ��号は、本発明の加工用ヘッド10が搭載され� �工作機械の制御装置(図示せず)に送られ、ス ピンドルユニット20の回転制御(数値制御)に� �いられる。

 また、角度検出器42は、例えばリミット� �イッチであって、ディストリビュータ38aの� �通孔38a4内に設けられた支持板上に取り付け� ��れ、回転軸39の端部に取り付けられた円盤� �の部材43の周面に対向するように設けられて いる。この部材43の周面には、許容角度範囲� ��対応するドグが形成され、このドグに対向� ��た状態では、角度検出器42は不作動状態に� �かれる。従って、制御の異常等により、ス� �ンドルユニット20が許容角度以上に回転した 場合、それが角度検出器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� ��工作機械の制御装置へ送られる。

 つまり、上記したスピンドルユニット20� �その両側より回転可能に保持する脚部30a、30 bは、スピンドルユニット20をA軸を回転中心� �して割り出す、いわゆる割出装置を構成し� �脚部30bは、さらに圧力流体によるクランプ� �構34を備えた割出装置を構成している。

 より詳しくは、脚部30bには、中央に貫通� ��31b1を有するハウジング31bと、貫通孔31b1 に 挿入され前記ハウジング31bに回転可能に支持 される回転軸39(フランジ部材39b+回転軸39a)と� ��前記回転軸39aと一体に設けられその回転中� ��(A軸)より半径方向に離間しかつ軸方向に延� ��されるシャフト38bと、シャフト38bの外周端� ��嵌り合うリング状の円筒部34a2を有するクラ ンプスリーブ34aと、円筒形状に形成される受 圧部材34bとを含む。

 そして、リング状に設けられるクランプ� ��リーブ34aは、環状溝34a1が設けられる円筒部 34a2と、円筒部34a2の端部より半径方向外側に� ��かって延在し、かつ円筒部34a2に一体に形成 されるフランジ部34a3とを有しており、ハウ� �ング31bには、クランプスリーブ34aのフラン� �部34a3を収容すべく貫通孔31b1より半径方向外 側に向かって延びる係合面を有する取付部31b 3が設けられており、受圧部材34bは、その軸� �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て、クランプ スリーブ34aのフランジ部34a3 に、フランジ部 34a3の複数のネジ穴にそれぞれ螺入される複� �の締付け部材としてのネジ部材34c2を介して� ��付けられるとともに、クランプスリーブ34a� ��フランジ部34a3はハウジング31bの取付部31b3� �、複数の締付け部材としてのネジ部材34c1を� ��して取付けられることにより、ハウジング3 1b側に固着されている。このようにして、受� ��部材34bは、受圧部材34bの外周面34b2がハウジ ング31bの貫通孔31b1の内周面31b4に嵌り合うよ� ��に挿入されて複数のネジ部材34c2およびクラ ンプスリーブ34aのフランジ部34a3を介してハ� �ジング31bの取付部31b3に取付けられる。

 さらに、クランプスリーブ34aの外周部34a6 には、受圧部材34bの内周面34b3に対して嵌り� �う軸方向の領域内において全周方向に連続� �るように設けられる環状溝34a1によって薄肉� ��34a5を構成するとともに、環状溝34a1と受圧� �材34bとで囲まれる空間に、各流体流路34b1、3 4a4、31b2を経由して図示しない流体制御回路� �通ずる圧力室34dを構成し、ハウジング31bの� �通孔31b1の内周面31b4と受圧部材34bの外周面34b 2との間には、所定の隙間34d2が設けられる。� ��お、クランプスリーブ34aの金属材料として� ��例えばニッケルやクロムなどを含有する機� ��構造用合金鋼とし、回転軸39やハウジング31 bさらには受圧部材34bの金属材料として、例� �ば機械構造用炭素鋼などの鋼材とすること� �できる。また、隙間34d2の具体的な数値範囲� ��しては、千分の数十mm~1mmである。

 次に、図4により加工用ヘッド10における� ��2の支持ヘッド50について、その詳細を以下� ��説明する。

 前述のように、本実施例における加工用� ��ッド10は、上記で説明した第1の支持ヘッド3 0に加え、この第1の支持ヘッド30を支持する� �2の支持ヘッド50を備えている。そして、第1� ��支持ヘッド30は、第2の支持ヘッド50を介し� �工作機械の主軸ヘッドを支持するラム8に取� ��けられる。この第2の支持ヘッド50は、第1の 支持ヘッド30を鉛直方向の軸線(工作機械のZ� �と平行な軸線/以下、「C軸」という)を中心� �回転駆動させるために設けられている(図4)� �

 第2の支持ヘッド50は、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� ��り、軸部52aが貫通孔51a内に配設された回転� ��52を備えている。そして、第1の支持ヘッド3 0は、この回転軸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� �ヘッド50は、ハウジング51に取り付けられた� ��状の支持体51bを介し、工作機械の主軸ヘッ� ��を支持するラム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� �孔51a内に、回転軸52を回転駆動するためのDD� ��ータ53、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、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� ��55を備えている。

 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に固定されたステータ53aと、� ��タータ53aの内周面に対向する配置で、回転� ��52に固定されたロータ53bとで構成されてい� �。また、DDモータ53を駆動するための励磁電� ��の供給は、コネクタ17aを介してステータ53a� ��接続されたケーブル17を介して行われる。

 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52bとを含んでいる。また、回転軸52には、� ��ータリジョイント55が挿通される貫通孔52c� �形成されている。

 なお、図示の例では、回転軸52の軸部52a� �フランジ部52bとの間に軸受ハウジング52dが� �成されている。そして、この軸受ハウジン� �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� ��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� �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� �向及びラジアル方向の大きい荷重を受ける� �とができるものである。

 軸部52aの外周面には、DD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� �る。また、フランジ部52bは、円周方向に配� �された複数のネジ部52eによって軸部52aに組� �付けられており、軸部52aと一体的に回転す� �。さらに、フランジ部材52bには、円周方向� �複数のネジ部材19が螺挿されており、このネ ジ部材19によって、第1の支持ヘッド30の支持� ��30cが、フランジ部52bに組み付けられる。従� ��て、回転軸52がDDモータ53によって回転駆動� ��れることにより、第1の支持ヘッド30が回転� ��52と共に回転する。

 ロータリジョイント55は、第1の支持ヘッ� ��30のロータリジョイント37、38と同様のもの� ��あって、ハウジング51に固定されたディス� �リビュータ55aと、ディストリビュータ55aに� �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� ��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� �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� �なっており、そのフランジ部55a3において、� ��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� �付けられており、シャフト55bは、このフラ� �ジ部材57を介して回転軸52のフランジ部52bに� ��し組み付けられている。従って、回転軸52� �回転に伴い、シャフト55bも共に回転する。� �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� �まれる形状となっており、このフランジ部� �57と支持部30cの凹部30c1とにより、第1の支持� ��ッド30と第2の支持ヘッド50とを組み付ける� �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� ��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55 b1が、円周方向に位置をずらして形成されて� ��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� �シャフト55bとの嵌合周面に形成された環状� �を介して連通しており、シャフト55bが回転� �た場合でもその連通状態が維持されるよう� �構成されている。また、シャフト55bに形成� �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の� �ィストリビュータ37a、又はロータリジョイ� �ト38のディストリビュータ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� ��いる。従って、外部からロータリジョイン� ��55のディストリビュータ55aに供給された流� �は、シャフト55bを介し、第1の支持ヘッド30� �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� �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� ��ーブ54が設けられている。このクランプス� �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� ��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� �トリビュータ55aの円筒部55a2側に開口する環� ��溝54cが形成されており、この環状溝54cとデ� ��ストリビュータ55aの円筒部55a2の外周面とに より圧力室が形成される。

 そして、この圧力室に対し、ディストリ� ��ュータ55aに形成された流体流路54dを介して� ��力流体を供給することにより、円筒部54bの� ��状溝54cに対応する薄肉部が拡径方向に変形� ��る。その結果、回転軸52に対し拡径方向の� �付け力が作用し、回転軸52の回転が阻止され た状態(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� ��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� ��出器44は、ディストリビュータ55a上の所定� �置に配置された一対の検出器ヘッド44a、44a� �、この検出ヘッド44a、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� �の制御装置に送られ、第1の支持ヘッド30の� �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では� �スピンドルユニット20を支持する支持ヘッド (第1の支持ヘッド30)は、スピンドルユニット2 0を、一対の脚部30a、30bの各支持軸に挟み込� �かたちで、両支持軸に相対回転不能に固定� �て支持している。そして、脚部30a側の駆動� �持軸をDDモータ33によって回転駆動すること� ��より、スピンドルユニット20を、支持軸の� �転軸線(=スピンドル21の回転軸線に直交する� ��線/A軸)を中心として、所望の角度位置へ向� ��て回転駆動する。

 さて、スピンドルユニット20のスピンド� �21を、A軸を中心として所望の角度に位置決� �駆動する際、回転軸32(回転軸39)は、工作機� �の制御装置によってその回転量が制御され� �DDモータ33を介して回転駆動される。DDモー� �33の駆動は、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、駆 動支持軸(回転軸32+シャフト37b)を介してスピ� ��ドルユニット20の角度位置が制御される。� �って、図示の例では、脚部30a内に設けられ� �DDモータ33及びDDモータ33に連結された駆動支 持軸(回転軸32+シャフト37b)が、スピンドルユ� ��ット20のための割出し機構として機能する� �なお、DDモータ33を駆動するための励磁電流� ��、コネクタ16aによってDDモータ33(ステータ33 a)に接続されたケーブル16によって供給され� �。

 そのような回転軸32(回転軸39)の割出駆動� ��終了すると、クランプ動作として、圧力室3 4dには、圧力流体供給源や開閉弁等で構成さ� ��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。その際には、圧 力室34dを構成する薄肉部34a5は、A軸に対して� ��径方向内側に向かって膨出してシャフト38b� ��外周端38b2を押圧することにより、回転軸39� ��フレームとしてのハウジング31bに対して回� ��不能に保持される。

 他方、圧力室34dの一部を構成する受圧部� ��34bにも圧力が加わるため、受圧部材34bは、� ��径方向(半径方向外側)に変形する。クラン� �動作時には、圧油の押圧力は、受圧部材34b� �内周面34b3より半径方向外側に作用すること� ��より、受圧部材34bも、同じ方向に膨出する� ��とになるが、受圧部材34bが収納されるハウ� ��ング31bの貫通孔31b1の内周面31b4 と受圧部材 34bの外周面34b2との間に、所定の隙間34d2が設� ��られているため、膨出する受圧部材34bの外� ��面34b2が少なくとも貫通孔31b1の内周面31b4に� ��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。また圧油の� ��圧力は、受圧部材34bが膨出変形することに� ��ってそのエネルギーが吸収されるため、受� ��部材34bの膨出によって上記隙間34d2がなくな って内周面31b4 に当接したとしても、受圧部 材34bがハウジング31bの貫通孔31b1に押圧する� �圧力は従来に比べて大きく減少しているた� �、従来クランプ動作時に発生していた、フ� �ームとしてのハウジング31bの歪みは著しく� �少される。従って、ハウジング31bの歪みに� �って、軸受36の支持構造に伝達される結果、 回転軸39が傾くことに起因する加工用ヘッド( スピンドル)の位置ズレが抑えられるから、� �ークに対しより精度の高い加工(精密加工)が 可能になる。

 上記した第1の実施例について、以下変形 することが可能である。上記第1の実施例で� �、本発明が適用される加工用ヘッド10におけ る支持ヘッド(第1の支持ヘッド30)について、� ��ピンドルユニット20を支持する一対の脚部30 a、30bのうちの一方の脚部のみが、スピンド� �ユニット20を回転駆動するための割出し機構 (DDモータ33)を備えたものとしたが、これに代 えて、両脚部に割出し機構(DDモータ33)を備え た支持ヘッドの両割出し機構に対し本発明を 適用してもよい。また、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� �回転駆動する第2の支持ヘッド50のクランプ� �構(クランプスリーブ54)についても、上記同� ��に構成することも可能である。

 上記第1の実施例では、受圧部材34bの軸端 34b4には、A軸と同じ方向にネジ穴が刻設され� ��受圧部材34bは、フランジ部34a3を貫通しネジ 穴に螺入されるネジ部材34c2を介してクラン� �スリーブ34aに固着される。受圧部材34bとハ� �ジング31bの貫通孔31b1の間には、圧油の供給� ��ともなう受圧部材34bの歪みを考慮して所定� ��隙間34d2が設けられるため、ハウジング31bの 貫通孔31b1が受ける受圧部材34bからの押圧力� �著しく減少される。しかし、受圧部材34bの� �形にともなうネジ部材34c2の歪みが取付座31b3 を介してハウジング31bに伝達され、この歪み が軸受36の支持構造に影響を与える結果、回� ��軸39に影響を及ぼす(より具体的には、回転� ��39の軸線A軸に傾きが生じる)ことも考えられ る。従って、より好適には、そのような受圧 部材34bの歪みがフレームとしてのハウジング 31bに伝達されないように構成すればよい。

 そこで、より好適なクランプ機構58とし� �第2の実施例を図6に示す。図6のクランプ機� �58は、第1の実施例での構造(受圧部材34bをフ� ��ンジ部34a3に取付ける構造)についての改良� �あり、受圧部材とネジ部材との間に、所定� �隙間を有する遊嵌部材を介装することによ� �、クランプ動作時に受圧部材が半径方向外� �に向かって変形したとしても、受圧部材と� �嵌部材とネジ部材との間の各隙間のうち1以� ��の隙間が変化することで吸収し、従来に比� ��ネジ部材に対して横方向(つまりA軸の半径� �向外側)への作用力が伝わらないように構成� ��れる。

 なお、クランプ機構58の細部、すなわち� �ランプスリーブ58a、環状溝58a1、円筒部58a2、 フランジ部58a3、ネジ部材58c1については、第1 実施例(図5)におけるクランプスリーブ34a、環 状溝34a1、円筒部34a2、フランジ部34a3、ネジ部 材34c1と同じである。また第1の実施例では、� ��圧部材側にネジ部材を螺入させるネジ穴を� ��またクランプスリーブ側にはネジ部材を貫� ��させる貫通孔を円周方向に間隔をおいてそ� ��ぞれ設けているが、本第2の実施例では、貫 通孔とネジ穴の関係を逆にする、すなわち受 圧部材側に貫通孔を、クランプスリーブ側に ネジ穴を設ける点で相違する。そして、受圧 部材側の上記貫通孔を有底状に形成する一方 、その貫通孔に嵌り合う遊嵌部材を介して受 圧部材を取付けるものであって、受圧部材の 貫通孔の内周端と遊嵌部材の外周端との間に 所定の隙間を設ける例である。

 図6を参照するに、クランプスリーブ58aの 円筒部58a2には、円筒形状の受圧部材58bが、� �の外側に嵌り合うように配設される。受圧� �材58bには、軸端58b8側より、遊嵌部材58eを収� ��するためにA軸に対して平行な有底状の貫通 孔58b2が円周方向に間隔をおいて複数設けら� �る。受圧部材58bの貫通孔58b2として、軸端58b8 側より順に、大径部58b4と、これよりも縮径� �れフランジ部58a3側に通ずる小径部58b5とを形 成するとともに、大径部58b4と小径部58b5とに� ��らなるように半径方向に延びる底部58b6を有 している。

 一方、円筒状に形成される遊嵌部材58eは� ��その外周部として、受圧部材58bの大径部58b4 の内径よりも小径に、かつ底部58b6に対して� �合可能な係合面を有する係合部58e1と、受圧� ��材58bの小径部58b5の内径よりも小径に、かつ 軸端58b7側に向けて延びる軸部58e2とが設けら� ��る一方、その貫通孔として、ネジ部材60を� �け入れ可能にA軸に対して平行に延びる有底� ��の貫通孔58e3が設けられる。遊嵌部材58eの貫 通孔58e3の底部は、挿入されるネジ部材60によ り受圧部材58bを、遊嵌部材58eを介してクラン プスリーブ58aのフランジ部58a3に押圧可能な� �さに設けられている。そして、クランプス� �ーブ58aの円筒部58a2に対して外側に嵌り合う� ��うに受圧部材58bが配設され、受圧部材58bの� ��数の各貫通孔58b2には、遊嵌部材58e、ネジ部 材60が順次挿入される。受圧部材58bは、フラ� ��ジ部58a3の図示しないネジ穴にネジ部材60が� ��入されることにより、クランプスリーブ58a� ��フランジ部58a3に対して固着される。

 さらに、受圧部材58bの貫通孔58b2と遊嵌部 材58eの外周端(係合部58e1+軸部58e2)との間には� ��クランプ動作時における受圧部材58bの変形� ��考慮して所定の隙間58d3が設けられる。

 すなわち第2の実施例では、受圧部材58bの ハウジング31b側に係合される軸端58b7側の反� �側の軸端58b8には、半径方向外側に向かって� ��在する係合面としての底部58b6が設けられ、 締付け部材は、受圧部材58bの前記係合する軸 端58b7とは反対側の軸端58b8に対して係合する� ��合面(底部58b6)を有する遊嵌部材58bと、遊嵌� ��材58bの貫通孔58e3に軸端58b8側に設けられ、� �記底部58b6に係合されるネジ部材60とで構成� �れる。そして、受圧部材58bは、前記遊嵌部� �58eの係合面が係合された状態で前記ハウジ� �グ31b側のクランプスリーブ58aのフランジ部58 a3に設けられる複数のネジ穴にネジ部材60が� �れぞれ螺入されることにより、ハウジング31 b側に取付けられており、受圧部材58bと回転� �39の中心側(A軸)に対向するネジ部材60の対向� ��(係合部58e1 +軸部58e2、いわゆる外周端)との 間に、所定の隙間58d3が設けられる。

 言い換えれば、前記係合部材は、その外� ��には半径方向外側に向かって延びる係合面� ��しての段差面を有し、かつネジ部材60を挿� �可能な貫通孔58e3を有する遊嵌部材58eで構成� ��れ、受圧部材58bには、ハウジング31b側に係� ��する端面58b7側とは反対側の端面58b8側より� �遊嵌部材58eの係合面(底部58b5)に係合可能な� �底状の貫通孔58b2が、円周方向に間隔をおい� ��複数設けられる。そして、受圧部材58bは、� ��数の有底状の貫通孔58b2に遊嵌部材58eがそれ ぞれ挿入された状態で、各遊嵌部材58eに挿入 される複数のネジ部材60がハウジング31b側に� ��記設けられる複数のネジ穴に螺入されるこ� ��によりハウジング31b側に取付けられており� ��受圧部材58bの貫通孔58b2の内周面と遊嵌部材 58eの外周面(係合部58e1 +軸部58e2 、いわゆる� ��周端)との間に、所定の隙間58d3が設けられ� �。

 そのような隙間58d3は、クランプ動作時に おける受圧部材58bの変形を考慮して適切に定 められるものであり、その具体的な数値範囲 としては、千分の数十mm~1mmである。また遊嵌 部材58eの貫通孔58e3の内周面とネジ部材60の外 周端との間についても、ネジ部材60の挿入が� ��滑に行える程度の隙間58d4が設けられ、その 具体的な数値範囲としては、千分の数十mm~1mm である。

 上記した第2の実施例によれば、圧油の供 給によって受圧部材58bが半径方向外側に膨出 したとしても、回転軸58の中心側に対向する� ��ジ部材60の外周面との間の隙間がなくなる� �で、言い換えれば、受圧部材58bの貫通孔(58b4 +58b5)の内周面と遊嵌部材58eの外周面(係合部58 e1 +軸部58e2 、いわゆる外周端)との間の隙間 58d3、あるいは遊嵌部材58eの貫通孔58e3とネジ� ��材60の外周端との間の隙間58d4がなくなるま� ��、受圧部材58bは、その係合面(底部58b6)とネ� ��部材60との相対的な位置が変化するため、� �嵌部材58eを介して受圧部材58bを押圧するネ� �部材60に対して、これを傾斜させる(撓ませ� �)方向への押圧力は、全く伝達されない、あ� ��いは従来に比べて著しく減少する。これに� ��り、従来のように圧油等の圧力流体供給時� ��フレームが歪むことに起因する、ワークの� ��度ズレや加工用ヘッドの位置ズレ(角度ズレ )が抑えられるため、従来に比べてワークに� �する精密加工が可能になる。なお、図6にお� ��る隙間58d2 について、第1の実施例における 隙間34d2と同様に設けられることは言うまで� �ない。

 上記した第2の実施例では、受圧部材58bに 設けられる有底状の複数の貫通孔に、段差面 を有する遊嵌部材を挿入し、ネジ部材によっ て受圧部材をクランプスリーブのフランジ側 に押圧する例である。しかし、受圧部材側に 設けられる係合面、これに係合する係合部材 の形態について、このような構成に限定され ない。以下に示す第3の実施例は、受圧部材� �押圧する締付け部材としての係合部材を、� �金(ワッシャ)で構成するものであり、受圧部 材と回転軸の中心側(A軸)に対向するネジ部材 の対向面との間に、所定の隙間が設けられる ことにより、クランプ動作時に受圧部材が半 径方向外側に向かって変形したとしても、ネ ジ部材との間の隙間が変化することで吸収し 、第2の実施例と同様、ネジ部材に対して横� �向(つまりA軸の半径方向外側)への作用力が� �わらないように構成される。(図7)

 なお、図7は、第3の実施例として、受圧� �材とクランプスリーブの周辺部を簡略化し� �図示するものであり、図6において、受圧部� ��58bの周辺部を軸端58b8側より見たものを示し ている。また、第2の実施例と同じ機能を奏� �るものについては、図6と同じ符号を付して� ��の詳説を省略する。

 図7を参照するに、円筒形状に設けられる 受圧部材58bには、ネジ部材60の軸部60aを受け� ��れ可能な貫通孔58b10が、円周方向に間隔を� �いて複数設けられており、受圧部材58bは、� �貫通孔58b10にそれぞれ挿入される複数のネジ 部材60および座金58fによって、クランプスリ� ��ブ58aの図示しないフランジ部に取付けられ� ��。受圧部材58bの軸端58b8は、半径方向外側に 向かって延びる平面状に形成されていわゆる 係合面58b12が設けられている。他方、前記係� ��部材として機能されるリング状の座金58fは� ��その軸端面が係合面として作用すべく平面� ��に設けられる。一方、その先端が雄ねじ形� ��されるネジ部材の軸部60aは、座金58fの貫通� ��、さらには上記配設される受圧部材58bの貫� ��孔58b10に挿入され、クランプスリーブ58aの� �示しないフランジ部にこれに対応して設け� �れるネジ穴にそれぞれ螺入される。このよ� �にして、受圧部材58bは、円周方向に間隔を� �いて配置される複数のネジ部材60、複数の座 金58fによって、クランプスリーブ58aの図示し ないフランジ部に向けて押圧され、フランジ 部に対して取付けられる。

 締付け部材を構成するネジ部材60の軸部60 aの外周面と受圧部材58bの長穴状の貫通孔58b10 の内周端58b11との間には、上記第2実施例と同 様の隙間58d3を有するように、受圧部材58bが� �設され、フランジ部に対して取付けられる� �そのように、受圧部材58bが取付けられたク� �ンプスリーブ58aは、上記第2の実施例と同様� ��貫通孔31b1 に嵌り合うように挿入され、そ� ��フランジ部58a3は、ハウジング31bの図示しな い取付座に複数のネジ部材によって固着され る。ハウジング31bの内周面31b4と受圧部材58b� �外周面58b2との間には、上記第1実施例と同様 の隙間58d2が設けられる。

 換言すれば、図7に示される装置は、受圧 部材58bのハウジング側に係合される軸端側の 反対側の軸端58b8には、半径方向外側に向か� �て延在する係合面58b12が設けられ、前記締付 け部材は、受圧部材58bの係合する軸端とは反 対側の軸端58b8に対して係合する係合面を有� �る係合部材としての座金58fと、座金58fに係� �されるネジ部材60とで構成される。そして、 受圧部材58bは、座金58fの係合面が係合された 状態でハウジング31b側であるクランプスリー ブ58aのフランジ部58a3に設けられる図示しな� �ネジ穴にネジ部材60がそれぞれ螺入されるこ とにより、クランプスリーブ58aを介してハウ ジング31b側に取付けられている。しかも、受 圧部材58bと回転軸(A軸)の回転中心側に対向す るネジ部材60の対向面である軸部60aの外周端� ��の間に、所定の隙間58d3が設けられる。

 上記した第3の実施例によれば、圧油の供 給によって受圧部材58bが半径方向外側に膨出 したとしても、回転軸(A軸)の中心側に対向す るネジ部材60の軸部60aの外周面との間の隙間5 8d3がなくなるまで、受圧部材58bは、その係合 面とネジ部材60との相対的な位置が変化する� ��め、座金58fを介して受圧部材58bを押圧する� ��ジ部材60に対して、これを傾斜させる(撓ま� ��る)方向への押圧力は、全く伝達されないあ るいは従来に比べて著しく減少される。これ により、従来のように圧油等の圧力流体供給 時にフレームが歪むことに起因する、ワーク の角度ズレや加工用ヘッドの位置ズレ(角度� �レ)が抑えられるため、従来に比べてワーク� ��対する精密加工が可能になる。

 上記第1~第3の実施例では、回転軸39の駆� �源がいわゆるDDモータで構成される例である 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。

 また第1~第3の実施例では、工具が取付け� ��れるスピンドルユニット20の割出機構とし� �、工作機械用の加工用ヘッドに組み込まれ� �装置を一例として説明したが、これ以外の� �出装置に適用可能である。例えば、ワーク� �載置されるテーブルの角度を割り出すため� �前記回転軸を備える割出装置(すなわち円テ� ��ブル装置)とすることもできる。例えば、第 1の実施例(図5)を例として考えれば、スピン� �ルユニット20が省略され、また回転軸を構成 するフランジ部材39bの端面39b1が段差のない� �面に形成され、また軸部材39aと軸受36とフラ ンジ部材39bとを結合するネジ部材15は、フラ� ��ジ部材39bの端面39b1側より埋め込まれる形で 軸部材39aに対して螺入するように設けられる 。フランジ部材39bに平面として設けられる端 面39b1には、ワークを固着する図示しない治� �が載置される、いわゆる円テーブル装置の� �ーブル面として機能する。なお、第1の実施� ��(図5)では、テーブル面と一体の回転軸39を� �転駆動する機構が構成されていないが、公� �の円テーブル装置のように、回転軸39aに対� �てウオームホイールを一体に設けるととも� �、例えば回転量を制御可能なサーボモータ� �連結されるウオームスピンドルを、上記ウ� �ームホイールに噛合するように構成したり� �第1実施例における脚部30aに倣ってDDモータ� �よって回転軸39を回転駆動するように構成さ れる。

 図5の実施例において、クランプスリーブ 34aは、フランジ部34a3の位置でハウジング31b� �受圧部材34bにネジ部材34c1、34c2により固定さ れているが、その反フランジ側端部は、ハウ ジング31bと一体の固定側の部材に対して取付 けられていない。

このため、クランプ機構34のクランプ状態� ��、ワークの切削等の加工時に、加工ヘッド� ��らの反力によって回転軸39の回転方向に大� �なトルクが働く。ハウジング31bに対して固� �され、回転軸39を保持するためのクランプス リーブ34aは、この大きなトルクが働くと、薄 肉部34a5とフランジ部34a3との間の円筒部34aに� ��周方向への歪みであるねじれが発生する。� ��のような円周方向の歪みは、フランジ部34a3 の円周方向の位置を基準としたとき、フレー ムとしてのハウジング31b側に固定されている フランジ部34a3の位置ではほとんどないが、� �ランジ部34a3から薄肉部34a5に向けて軸方向に 進むにつれて次第に大きくなり、油圧の供給 によって膨出変形してシリンダ部38bを押圧す る薄肉部34a5の位置では大きく現れる。また� �フランジ部34a3と薄肉部34a5との軸方向の距離 が長く設けられる割出装置ほど、円周方向の 歪み量(ねじれ量)が大きくなり、この結果、� ��ークに対する加工精度が悪くなるほか、円� ��部34a、その一部である薄肉部34a5に金属疲労 が発生し易くなる。

図8ないし図12は、図5の実施例において、� �肉部34a5の位置での大きな歪みを抑えるため� ��、クランプスリーブ34aの円筒部34a2の反フラ ンジ側端部を、クランプスリーブ34aに比べ、 剛性を高められた受圧部材34bに対して相対的 に回転不能に係止する例を示している。受圧 部材34bは、例えば、剛性の高い材料を用いた り、円筒部34a2の肉厚よりも厚肉に設けるこ� �により、剛性を高めることができる。

図8の例は、受圧部材34bの反フランジ側端� �に、内周面より半径方向内側に突出し、ク� �ンプスリーブ34aの係止端として機能される� �部78を形成するとともに、円筒部34a2の反フ� �ンジ側端部をネジ70によって底部78に取付け� ��構造としてあり、図9の例は、円筒部34a2の� �フランジ側端面と受圧部材34bの端面とに環� �のプレート71をあてがうように配置するとと もに、円筒部34a2に対して受圧部材34bをプレ� �ト71および2つのネジ72を介して連結する構造 としてある。また、図10の例は、クランプス� ��ーブ34aのフランジ部34a3に受圧部材34bを複数 のねじ部材34c2に固着した状態で、円筒部34a2� ��反フランジ側端部と受圧部材34bの環状の底� ��78との間の空間に、その外形が円弧状でか� �その断面がくさび形の複数のスペーサ73を円 周方向に複数圧入し、円筒部34a2を隙間に圧� �される複数のスペーサ73により受圧部材34bに 対して摩擦的に係り止め、締まりばめ状態の 構造としてある。

さらに、図11の例は、円筒部34a2の反フラン ジ側端部の外周面と受圧部材34bの端部内周面 とを半径方向に設けられる複数の凹凸の嵌ま り合い部、例えば、円筒部34a2の外周部34a6よ� ��突出して設けられる複数の凸部75と受圧部� �34bの端部内周面34b3に上記凸部75に対応して� �設される複数の凹部74との嵌まり合いによっ て、円筒部34a2の反フランジ側端部を受圧部� �34bに対して相対的に回転不能に係止する。� �記した切削加工時などで円筒部34a2に働く円� ��方向の回転トルクを、反フランジ側端部で� ��受圧部材34b側に逃がすことにより、フラン� ��部34a2と薄肉部34a5の円周方向の歪み量(ねじ� ��量)を抑える構造としてある。なお、凹凸の 嵌まり合い構造は、凹凸の嵌まり合い構造と 類似のスプラインやセレーションなどとする こともできる。また、図12の例は、円筒部34a2 の反フランジ側端部の外周面および受圧部材 34bの端部内周面の双方に、軸方向に沿って延 びるキー溝76を円周方向に間隔をおいて複数� ��成しておき、それらのキー溝76にキー77を圧 入することによって、薄肉部34a5の円周方向� �ねじれを抑える構造としてある。なお、図11 および図12の例では、圧油供給にともなう押� ��力を受けて受圧部材34bの半径方向外側への� ��形が許容できる状態とできる。

上記のように、クランプスリーブ34aの薄肉 部34a5を中心としてその両側が、フレームと� �てのハウジング31b側に、円周方向に対して� �対的に変位不能に止められているから、ワ� �クの切削等の加工時に回転軸39側から円周方 向に大きなトルクが働いたとしても、そのト ルクを、円筒部34a2の両側でハウジング31b側� �逃がすことができる。すなわち、片側すな� �ちフランジ部34aのみによって止められた割� �装置に比べ、円筒部34a2の一端あたりに働い� ��歪みを生じさせるトルクが半減される分、� ��ランプスリーブ34aの円筒部34a2の全体的な歪 み量(ねじれ量)を抑制できる。これによって� ��より高い精度の加工が行え、クランプスリ� ��ブ34aの疲労も低減できる。なお、図8ないし 図12の構成は、図6の実施例においても適用で きる。

 また円テーブル装置は、工作機械のベッ� ��に対して直交する回転軸のみを有する装置� ��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軸以上の各クランプ機構に本発明を� �用可能である。

 なお、本発明は上記のいずれの実施形態� ��も限定されるものではなく、本発明の請求� ��囲を逸脱しない限りにおいて種々に変更す� ��ことが可能である。