(57)【要約】円筒形状に形成される受圧部材３４ｂを、クランプスリーブ３４ａとフレーム３１ｂとの間の空間に、リング状のクランプスリーブ３４ａを回転軸３９と一体のシャフト部３８ｂに嵌り合うように配設する。クランプスリーブ３４ａの外周部３４ａ2 には、受圧部材３４ｂの内周部３４ｂ3 に対して嵌り合う軸方向の領域内において全周方向に連続するように設けられる環状溝３４ａ1 によって薄肉部３４ａ5 を構成するとともに、環状溝３４ａ5 と受圧部材３４ｂとで囲まれる空間に、流体制御回路に通ずる圧力室３４ｄを構成し、フレームの貫通孔３１ｂ1 の内周面３１ｂ4 と受圧部材３４ｂの外周面３４ｂ2 との間には、所定の隙間３４ｄ2 が設けられる。
2008087785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央に貫通孔（３１ｂ１）を有するフレーム（３１ｂ）と、
前記貫通孔（３１ｂ１）に挿入され前記フレーム（３１ｂ）に回転可能に支持される回転軸（３９）と、
前記回転軸（３９）と同軸にかつ前記回転軸（３９）と一体に設けられるシャフト部（３８ｂ）と、
シャフト部（３８ｂ）の外周部に嵌り合うリング状のクランプスリーブ（３４ａ、５８ａ）と、
円筒形状に形成される受圧部材（３４ｂ、５８ｂ）とを含み、
前記受圧部材（３４ｂ、５８ｂ）は、受圧部材（３４ｂ、５８ｂ）の外周面が前記フレーム（３１ｂ）の貫通孔（３１ｂ１）の内周端に嵌り合うように挿入されて複数の締付け部材（３４ｃ１、３４ｃ２）を介して前記フレーム（３１ｂ）側に取付けられており、
前記クランプスリーブ（３４ａ、５８ａ）の外周部に、前記受圧部材（３４ｂ、５８ｂ）の内周部に対して嵌り合う軸方向の領域内において全周に設けられる環状溝（３４ａ１、５８ａ１）の底部によって薄肉部（３４ａ５、５８ａ５）を構成するとともに、前記環状溝（３４ａ１、５８ａ１）と前記受圧部材（３４ｂ、５８ｂ）とで囲まれる空間に、流体制御回路に通ずる圧力室（３４ｄ、５８ｄ）を構成し、
前記フレーム（３１ｂ）の前記貫通孔（３１ｂ１）の内周面と前記受圧部材（３４ｂ、５８ｂ）の外周面との間には、所定の隙間（３４ｄ２、５８ｄ２）が設けられることを特徴とする、工作機械用の割出装置。
【請求項２】
前記受圧部材（５８ｂ）のフレーム（３１ｂ）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って延在する係合面が設けられ、
前記締付け部材は、前記受圧部材（５８ｂ）の前記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する係合部材（５８ｅ，５８ｆ）と、前記係合部材（５８ｅ，５８ｆ）に係合されるネジ部材（６０）とで構成され、
前記受圧部材（５８ｂ）は、前記係合部材（５８ｅ，５８ｆ）の係合面が係合された状態で前記フレーム（３１ｂ）側に設けられる複数のネジ穴にネジ部材（６０）がそれぞれ螺入されることにより前記フレーム（３１ｂ）側に取付けられており、
前記受圧部材（５８ｂ）と回転軸（３９）の中心側で対向する前記ネジ部材（６０）の対向面と前記受圧部材（５８ｂ）の間に、所定の隙間（５８ｄ３）が設けられることを特徴とする請求項１に記載の割出装置。
【請求項３】
前記係合部材（５８ｅ）は、その外周には半径方向外側に向かって延びる前記係合面としての段差面（５８ｂ６）を有し、かつ前記ネジ部材（６０）を挿通可能な貫通孔（５８ｅ３）を有する遊嵌部材（５８ｅ）で構成され、
前記受圧部材（５８ｂ）には、前記フレーム（３１ｂ）側に係合する端面（５８ｂ７）とは反対側の端部（５８ｂ８）より、前記遊嵌部材（５８ｅ）の係合面に係合可能な有底状の貫通孔（５８ｂ５）が、円周方向に間隔をおいて複数設けられており、
前記受圧部材（５８ｂ）は、前記複数の有底状の貫通孔（５８ｂ５）に前記遊嵌部材（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）がフレーム（３１ｂ）側に前記設けられる複数のネジ穴に螺入されることにより前記フレーム（３１ｂ）側に取付けられており、
前記受圧部材（５８ｂ）の貫通孔（５８ｂ５）の内周面と前記遊嵌部材（５８ｅ）の外周面との間に、所定の隙間（５８ｄ３）が設けられることを特徴とする請求項２に記載の割出装置。
【請求項４】
前記リング状に設けられるクランプスリーブ（３４ａ、５８ａ）は、上記環状溝（３４ａ１、５８ａ１）が設けられる円筒部（３４ａ２、５８ａ２）と、前記円筒部（３４ａ２、５８ａ２）の端部より半径方向外側に向かって延在しかつ前記円筒部（３４ａ２、５８ａ２）に一体に形成されるフランジ部（３４ａ３、５８ａ３）とを有しており、
前記フレーム（３１ｂ）には、前記クランプスリーブ（３４ａ、５８ａ）のフランジ部（３４ａ３、５８ａ３）を収容すべく前記貫通孔（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（３１ｂ３）が設けられており、
前記受圧部材（３４ｂ、５８ｂ）は、その軸端がクランプスリーブ（３４ａ、５８ａ）の前記フランジ部（３４ａ３、５８ａ３）に係合するように同軸に挿入されて、前記クランプスリーブ（３４ａ、５８ａ）のフランジ部（３４ａ３、５８ａ３）に設けられる複数のネジ穴にそれぞれ螺入される前記複数の締付け部材（３４ｃ１、３４ｃ２、５８ｃ１）を介して取付けられるとともに、前記クランプスリーブ（３４ａ、５８ａ）のフランジ部（３４ａ３、５８ａ３）が前記フレーム（３１ｂ）の取付部（３１ｂ３）に固着されることにより、フレーム（３１ｂ）側に取付けられることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項に記載の工作機械用の割出装置。
【請求項５】
前記クランプスリーブ（３４ａ、５８ａ）の前記円筒部（３４ａ２、５８ａ２）の反フランジ側端部が、前記受圧部材（３４ｂ、５８ｂ）に対し相対的に回転不能に係止されていることを特徴とする、請求項１から４のうちいずれか１項に記載の工作機械用の割出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械に用いられる割出装置、より具体的には、５軸加工機（同時５軸制御可能な加工機）や多面加工機（工作機械）で使用される割出装置を備えた加工用ヘッド、あるいはワークが載置されるテーブルの角度を割り出すための回転軸を備える割出装置（いわゆる円テーブル装置）に関するものであり、より詳しくは、割出操作後の回転軸の位置を圧力流体の供給によって保持するクランプ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
割出装置として、例えば工作機械のベッドに載置され、ワークが載置されるテーブルを割り出し可能な装置（円テーブル装置）が知られている。例えば特許文献１に示される円テーブル装置は、中央に貫通孔を有するフレームと、前記貫通孔に挿入されて前記フレームに対して回転可能に支持される回転軸を有するとともに、ワークを載置するテーブル面が前記回転軸と一体に設けられる回転テーブルを備えている。前記フレーム内には、前記回転テーブルに対して一体のウオームホイールが収容されており、またウオームホイールの近くには、サーボモータなどのアクチュエータに連結されるウオームスピンドルが、ウオームホイールに噛合されるように同じく収容されている。そしてサーボモータを回転駆動することによって、回転軸と一体の回転テーブルを所望の角度に回転させて割出動作を行うことができる。【０００３】
一方、特許文献１の円テーブル装置には、回転テーブルの割出操作後の角度（位置）を保持するクランプ機構（クランプスリーブ）が組み込まれている。より詳しくは、前記回転テーブルには、フレーム側の貫通孔に沿って並行に延びるシリンダ部が前記回転テーブルと一体に設けられるとともに、シリンダ部とフレームとの間の空間には、リング状に設けられるクランプスリーブが配置される。クランプスリーブは、回転テーブルのシリンダ部の外側に嵌り合う円筒部と、前記円筒部に連続して設けられフレーム側への取付部として機能するフランジ部とを形成するとともに、前記円筒部の外側に、薄肉部を軸方向に延在形成していて、薄肉部の内部空間と前記円筒部が収容されるフレームの貫通孔との間に圧力室を構成する。そしてクランプ動作時には、上記圧力室に供給される圧油によって薄肉部が半径方向内側に膨出することによって、上記角度的に位置決めされた回転テーブルの軸部を回転不能に保持する。
【特許文献１】特開２００２−１０３１８１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
クランプスリーブが嵌り合うフレームの内周（貫通孔）の剛性は、軸周方向において必ずしも一様ではない。このため、圧油の供給時には、圧油の押圧力はフレーム側の内周端にも作用するため、フレームの貫通孔（内周）で剛性の弱い箇所において外側への歪みが生じる。この結果、回転テーブルを支持するためにフレーム内に配設される軸受に対してもその歪みが影響して、回転テーブルと一体の回転軸がいくらか傾斜してしまう。これによりテーブル面に載置されるワークもいくらか傾斜してしまい、ワークに対する所望の加工精度が得られないという問題がある。【０００５】
この問題は、上記した円テーブル装置に限らず、割出装置が組み込まれ、しかも割出装置に同様の流体圧クランプ機構を有する工作機械用の加工用ヘッドについても、同様に発生する。割出装置によってせっかく高い精度で加工用ヘッドの角度位置を割り出したとしても、クランプ動作（圧油の供給）に起因する支軸の傾きにともなって加工用ヘッドの位置ズレ（角度ズレ）が発生し、やはりワークに対する高い加工精度が得られないという問題が生じる。【０００６】
本発明は、そのような事情を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、角度割出しを行った後圧力流体によってクランプスリーブを膨出させて回転軸を回転不能に保持する割出装置で、クランプ動作時すなわち圧力流体供給時にクランプスリーブが回転軸側に膨出する際に、その反力としてフレーム側に加わる押圧力が抑制される構造とすることにより、回転軸の傾きの原因となるフレームの歪みを極力抑えることにある。
【課題を解決するための手段・発明の効果】
【０００７】
そこで、本発明である工作機械用の割出装置は、中央に貫通孔を有するフレームと、前記貫通孔に挿入され前記フレームに回転可能に支持される回転軸と、前記回転軸と同軸にかつ前記回転軸と一体に設けられるシャフト部と、シャフト部の外周部に嵌り合うリング状のクランプスリーブと、円筒形状に形成される受圧部材とを含む。そして、前記受圧部材は、受圧部材の外周面が前記フレームの貫通孔の内周端に嵌り合うように挿入されて複数の締付け部材を介して前記フレーム側に取付けられており、前記クランプスリーブの外周部に、前記受圧部材の内周部に対して嵌り合う軸方向の領域内において全周に設けられる環状溝の底部によって薄肉部を構成するとともに、前記環状溝と前記受圧部材とで囲まれる空間に、流体制御回路に通ずる圧力室を構成し、前記フレームの前記貫通孔の内周面と前記受圧部材の外周面との間には、所定の隙間が設けられることを、要旨とする。
【０００８】
上記要旨によれば、クランプ動作時には、圧力流体が圧力室に供給されることによって、圧力室の一部を構成する薄肉部は半径方向内側に膨出してシャフト部の外周を押圧するため、回転軸はフレームに対して回転不能に保持される。一方、圧力室の一部を構成する受圧部材は、クランプ動作時には、圧力流体の押圧力が、受圧部材の内周端より半径方向外側に向かって働くため、受圧部材は半径方向外側に向かって膨出する。しかし、受圧部材と収納されるフレームの貫通孔の内周面との間に所定の隙間を有しているため、受圧部材の外周端がフレームの貫通孔の内周面に当接するまで貫通孔に対して押圧力は作用しない。また圧力流体の押圧力は受圧部材が膨出変形することによってそのエネルギーが吸収されるため、受圧部材の膨出によって上記隙間がなくなったとしても、受圧部材がフレームの貫通孔の内周面を押圧する力は従来に比べて大きく減少する。よって、これまでクランプ動作時に発生していたフレームの歪みは、従来に比べて著しく減少し、このような割出装置が組み込まれた円テーブル装置や工作機械用の加工用ヘッドでは、クランプ動作時のフレームの歪みに起因する回転軸の傾きにともなうワークの角度ズレ、加工用ヘッドの位置ズレ（角度ズレ）が抑えられる。従って、ワークに対しより精度の高い加工（精密加工）が可能になる。
【０００９】
クランプ動作時（圧力室への圧力流体供給時）において、フレームの貫通孔の内周面への押圧力は上記したように抑制される。しかしながら、受圧部材の膨出によって締付け部材が傾斜する方向に作用力が働き、締付け部材を介してフレーム側にも伝達される。よって、より好適には、受圧部材を固着する締付け部材に対し、フレームが歪む方向への押圧力が伝達され難い構成であることが望ましい。
【００１０】
具体的には、前記受圧部材のフレーム側に係合される軸端側の反対側の軸端には、半径方向外側に向かって延在する係合面が設けられ、前記締付け部材は、前記受圧部材の前記係合する軸端とは反対側の軸端に対して係合する係合面を有する係合部材と、前記係合部材に係合されるネジ部材とで構成され、前記受圧部材は、前記係合部材の係合面が係合された状態で前記フレーム側に設けられる複数のネジ穴にネジ部材がそれぞれ螺入されることにより前記フレーム側に取付けられており、前記受圧部材と回転軸の中心側で対向する前記ネジ部材の対向面と前記受圧部材との間に、所定の隙間が設けられることにより実現される。
【００１１】
そのような構成によれば、圧力室への圧力流体の供給によって、受圧部材が半径方向外側に向かって押圧力を受けて膨出したとしても、受圧部材と回転軸の中心側で対向する前記ネジ部材の対向面と受圧部材との間の隙間がなくなるまで、受圧部材はその係合面とネジ部材との相対的な位置が変化するため、係合部材を介して受圧部材を押圧するネジ部材に対して、これを傾斜させる（撓ませる）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（角度ズレ）が抑えられるため、従来に比べてワークに対する精密加工が可能になる。
【００１２】
より具体的には、前記係合部材は、その外周には半径方向外側に向かって延びる前記係合面としての段差面を有し、かつ前記ネジ部材を挿通可能な貫通孔を有する遊嵌部材で構成され、前記受圧部材には、前記フレーム側に係合する端面とは反対側の端部より、前記遊嵌部材の係合面に係合可能な有底状の貫通孔が、円周方向に間隔をおいて複数設けられており、前記受圧部材は、前記複数の有底状の貫通孔に前記遊嵌部材がそれぞれ挿入された状態で、各遊嵌部材に挿入される複数のネジ部材がフレーム側に前記設けられる複数のネジ穴に螺入されることにより前記フレーム側に取付けられており、前記受圧部材の貫通孔の内周面と前記遊嵌部材の外周面との間に、所定の隙間が設けられる。
【００１３】
そのような構成によれば、受圧部材は、遊嵌部材からの押圧力を貫通孔に設けられる底部を介して受けることによってフレーム側に取付けられているため、圧力流体の供給によって、受圧部材が半径方向外側に向かって押圧力を受けて膨出したとしても、受圧部材の貫通孔の内周面と遊嵌部材の外周面との間の隙間、あるいは遊嵌部材の内周面とネジ部材の外周面との間の隙間がなくなるまで、受圧部材の底部とネジ部材との相対的位置が変化するため、受圧部材を間接的に押圧するネジ部材に対して、傾斜させる（撓ませる）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。従って、上記同様、ワークの角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対する精密加工が可能になる。
【００１４】
上記クランプスリーブとして、より具体的には、前記リング状に設けられるクランプスリーブは、上記環状溝が設けられる円筒部と、前記円筒部の端部より半径方向外側に向かって延在しかつ前記円筒部に一体に形成されるフランジ部とを有しており、前記フレームには、前記クランプスリーブのフランジ部を収容すべく前記貫通孔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が設けられており、前記受圧部材は、その軸端がクランプスリーブの前記フランジ部に係合するように同軸に挿入されて、前記クランプスリーブのフランジ部に設けられる複数のネジ穴にそれぞれ螺入される前記複数の締付け部材を介して取付けられるとともに、前記クランプスリーブのフランジ部が前記フレームの取付部に固着されることにより、フレーム側に前記係合して取付けられることにより実現される。
【００１５】
前記クランプスリーブは円筒部の一端側のフランジ部で固定され、フレームに取付けられるが、円筒部の他端側つまり反フランジ側端部は、前記受圧部材に対し相対的に回転不能に係止される。これによって、クランプ状態のときに、回転軸に円周方向に大きなトルクが働いても、回転軸を保持しているクランプスリーブの円筒部、特にその薄肉部でのねじれが抑制でき、より高い精度の加工が行える。
【００１６】
上記工作機械用の割出装置としては、工具が取付けられるスピンドルユニットの割出機構として、工作機械用の加工用ヘッドに組み込まれるものに適用してもよいし、ワークが載置されるテーブルの角度を割り出すための前記回転軸を備える割出装置（すなわち円テーブル装置）とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の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。
【図２】本発明の加工用ヘッドにおける支持ヘッドの一実施形態を示す正面部分断面図である。
【図３】本発明の加工用ヘッドにおける支持ヘッドの一実施形態を示す２つの側面図であって、図３（Ａ）には、脚部３０ａからカバー１８ａを取り外した状態で、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。
【図４】本発明の加工用ヘッドの一実施形態を示す正面部分断面図である。
【図５】本発明の加工用ヘッドでクランプ機構の要部を拡大した正面部分断面図である。
【図６】本発明の加工用ヘッドで他の形態のクランプ機構の要部を拡大した正面部分断面図である。
【図７】本発明の加工用ヘッドで他の形態のクランプ機構の要部を拡大した底面図であり、より詳しくは、図６おける受圧部材５８ｂの軸端５８ｂ８側より見た図である。
【図８】本発明の加工用ヘッドで他の形態のクランプ機構の要部を拡大した断面図であり、より詳しくは、クランプスリーブ３４ａの取付け構造を示す。
【図９】本発明の加工用ヘッドで他の形態のクランプ機構の要部を拡大した断面図であり、より詳しくは、クランプスリーブ３４ａの取付け構造を示す。
【図１０】本発明の加工用ヘッドで他の形態のクランプ機構の要部を拡大した断面図であり、より詳しくは、クランプスリーブ３４ａの取付け構造を示す。
【図１１】本発明の加工用ヘッドで他の形態のクランプ機構の要部を拡大した断面図であり、より詳しくは、クランプスリーブ３４ａの取付け構造を示す。
【図１２】本発明の加工用ヘッドで他の形態のクランプ機構の要部を拡大した断面図であり、より詳しくは、クランプスリーブ３４ａの取付け構造を示す。
【符号の説明】
【００１８】
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
２５      駆動モータ
２５ａ    ロータ
２５ｂ    ステータ
３０      支持ヘッド（第１の支持ヘッド）
３０ａ、３０ｂ    脚部
３０ｃ    支持部
３１ａ、３１ｂ    ハウジング
３２      回転軸
３３      ＤＤモータ
３３ａ    ロータ
３３ｂ    ステータ
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
３５、３６    軸受
３７      ロータリジョイント
３７ａ    ディストリビュータ
３７ｂ    シャフト
３８      ロータリジョイント
３８ａ    ディストリビュータ
３８ｂ    シャフト
３９      回転軸
４１、４４    回転検出器
４１ａ、４４ａ    検出ヘッド
４１ｂ、４４ｂ    検出リング
５０      第２の支持ヘッド
５１      ハウジング
５２      回転軸
５３      ＤＤモータ
５３ａ    ステータ
５３ｂ    ロータ
５４      クランプスリーブ
５５      ディストリビュータ
５６      軸受（３列円筒ころ軸受）
５７      軸受
５８      クランプ機構
５８ａ    クランプスリーブ
５８ｂ    受圧部材
５８ｄ    圧力室
５８ｅ    遊嵌部材
５８ｆ    座金（ワッシャ）
６０      ネジ部材
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明である割出装置について、工具が取付けられるスピンドルユニットの割出機構として、工作機械用の加工用ヘッドに組み込まれる装置を一例として、以下説明する。【００２０】
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。さらに、ラム８には、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が取り付けられている。【００２１】
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、クロスレール６、サドル７及びラム８を移動させると共に、加工用ヘッド１０がスピンドルユニット２０の角度位置の割出しを行う。これにより、上記の工作機械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。【００２２】
このため、上記加工用ヘッド１０は、スピンドルユニット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のハウジング内に配置され、ロータが、スピンドルユニットを支持する支持軸に連結された直接駆動型の駆動モータ（以下、「ＤＤモータ」という）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お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、駆動手段として、ステータの内周面にロータが対向するインナーロータ型のＤＤモータを支持ヘッド内に備えている。なお、このような加工用ヘッドとしては、例えば特開平２−１１６４３７号公報に示されるものがある。【００２３】
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に示すのは本発明の一実施形態であって、図示の加工用ヘッド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の支持ヘッド３０（本発明の「支持ヘッド」に相当）と、第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。【００２４】
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）。【００２５】
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動モータ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れたステータ２５ｂとから成っている。スピンドル２１は、駆動モータ２５の前後（図の上下）に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。【００２６】
第１の支持ヘッド３０は、上記スピンドルユニット２０を支持すると共に、スピンドルユニット２０を、上記スピンドル２１の回転軸線と直交する軸線（以下、「Ａ軸」という）を中心に回転させてその角度位置を割り出すためのものである。【００２７】
第１の支持ヘッド３０は、支持部３０ｃに一対の脚部３０ａ、３０ｂを組み付けたフォーク形に構成されており、その脚部３０ａ、３０ｂ間で上記スピンドルユニット２０を支持する。スピンドルユニット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、スピンドルユニット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、一対の脚部３０ａ、３０ｂのうちの脚部３０ａにのみ設けられた構成となっている。従って、以下では、両脚部３０ａ、３０ｂの各支持軸について、脚部３０ａ側の支持軸を駆動支持軸（本発明の「支持軸」に相当）といい、脚部３０ｂ側の支持軸を従動支持軸という。【００２８】
以下に、脚部３０ａの構成を詳細に説明する。【００２９】
脚部３０ａは、フレームとして機能するハウジング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及びステータ（モータステータ）３３ｂ、スピンドルユニット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、クロスローラベアリング）３５、及びスピンドルユニット２０へ加工用の流体（以下、単に「流体」という）を供給するためのロータリジョイント３７、等が組み込まれている。【００３０】
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側が大きく開口した形状となっている。また、ハウジング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、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の反脚部３０ｂ側の端面には、後述の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の反脚部３０ｂ側には、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には、この側面カバー１８ａを外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を取り外した状態で、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。【００３１】
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。【００３２】
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。【００３３】
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。【００３４】
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。【００３５】
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。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。【００３６】
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の外周に嵌り合うようにかつ円筒部３２ａと一体に取付けられている。すなわち、インナーロータ型のモータとして構成される図示のＤＤモータ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。【００３７】
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の内周面に内嵌して固定されている。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および流体排出路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ＤＤ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ＤＤ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、螺旋状に形成されている（図示略）。【００３８】
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。【００３９】
また、回転軸３２には、その脚部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と一体とされて支持される。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。【００４０】
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。【００４１】
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。【００４２】
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のロータ３３ａが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軸方向におけるＤＤモータ３３の存在範囲内となっている。【００４３】
次に、脚部３０ａと対向する位置でスピンドルユニット２０を支持する脚部３０ｂの構成について、以下で詳細に説明する。【００４４】
脚部３０ｂは、フレームとして機能するハウジング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を支持する従動支持軸、この従動支持軸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、等が組み込まれている。【００４５】
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、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の反脚部３０ａ側の端面には、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によって覆われている。【００４６】
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の円筒部３８ａ１の外周面に回転可能に嵌装されたシャフト部としてのシャフト３８ｂとで構成されている。【００４７】
ディストリビュータ３８ａは、上記の円筒部３８ａ１と、円筒部３８ａ１の反脚部３０ｂ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、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軸方向に貫通する貫通孔３８ａ４が形成されている。【００４８】
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、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とシャフト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、シャフト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。【００４９】
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）は、その回転軸線が、脚部３０ａの回転軸３２の回転軸線（＝Ａ軸）と一致するように配設される。【００５０】
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、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。【００５１】
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、この回転軸３９が、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のシャフト３８ｂに固定されており、シャフト３８ｂと一体的に回転する。従って、ロータリジョイント３８のシャフト３８ｂも、従動支持軸の一部に相当する。【００５２】
スピンドルユニット２０の回転位置（角度位置）を保持するためのクランプ機構３４は、リング状に設けられるクランプスリーブ３４ａを主要素として構成している（図２，図５）。クランプスリーブ３４ａは、圧力室３４ｄとなる環状溝３４ａ１が形成された円筒部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のシャフト３８ｂを、その回転を許容する状態で囲繞している。【００５３】
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。【００５４】
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。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に挿入されるとともに、フランジ部３４ａ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部３１ｂ３に対して取り付けられ、これによりハウジング３１ｂに対して内嵌固定されている。【００５５】
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、その一方の軸端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（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が連通している（図２）。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。【００５６】
そして、このクランプ機構３４では、これら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、シャフト３８ｂに対して締付け力が作用して、シャフト３８ｂ及びこれに組み付けられた回転軸３９の回転が阻止された状態（クランプ状態）となる。【００５７】
また、流体制御回路を介して圧力室３４ｄに供給する流体（圧油）の圧力を解放することにより、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に対するクランプ状態が解除される。【００５８】
さらに、図示の例では、脚部３０ｂ内に、回転軸３９の回転角度（＝スピンドルユニット２０の角度位置）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。【００５９】
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一対の検出ヘッド４１ａ、４１ａと、検出器ヘッド４１ａ、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、本発明の加工用ヘッド１０が搭載される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）に用いられる。【００６０】
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て工作機械の制御装置へ送られる。【００６１】
つまり、上記した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は、スピンドルユニット２０をＡ軸を回転中心として割り出す、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機構３４を備えた割出装置を構成している。【００６２】
より詳しくは、脚部３０ｂには、中央に貫通孔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心（Ａ軸）より半径方向に離間しかつ軸方向に延在されるシャフト３８ｂと、シャフト３８ｂの外周端に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。【００６３】
そして、リング状に設けられるクランプスリーブ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向かって延在し、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、ハウジング３１ｂには、クランプスリーブ３４ａのフランジ部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３１ｂ３が設けられており、受圧部材３４ｂは、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数の締付け部材としてのネジ部材３４ｃ２を介して取付けられるとともに、クランプスリーブ３４ａのフランジ部３４ａ３はハウジング３１ｂの取付部３１ｂ３に、複数の締付け部材としてのネジ部材３４ｃ１を介して取付けられることにより、ハウジング３１ｂ側に固着されている。このようにして、受圧部材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に嵌り合うよう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を介してハウジング３１ｂの取付部３１ｂ３に取付けられる。【００６４】
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に対して嵌り合う軸方向の領域内において全周方向に連続するように設けられる環状溝３４ａ１によって薄肉部３４ａ５を構成するとともに、環状溝３４ａ１と受圧部材３４ｂとで囲まれる空間に、各流体流路３４ｂ１、３４ａ４、３１ｂ２を経由して図示しない流体制御回路に通ずる圧力室３４ｄを構成し、ハウジング３１ｂの貫通孔３１ｂ１の内周面３１ｂ４と受圧部材３４ｂの外周面３４ｂ２との間には、所定の隙間３４ｄ２が設けられる。なお、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械構造用合金鋼とし、回転軸３９やハウジング３１ｂさらには受圧部材３４ｂの金属材料として、例えば機械構造用炭素鋼などの鋼材とすることができる。また、隙間３４ｄ２の具体的な数値範囲としては、千分の数十mm〜１mmである。【００６５】
次に、図４により加工用ヘッド１０における第２の支持ヘッド５０について、その詳細を以下に説明する。【００６６】
前述のように、本実施例における加工用ヘッド１０は、上記で説明した第１の支持ヘッド３０に加え、この第１の支持ヘッド３０を支持する第２の支持ヘッド５０を備えている。そして、第１の支持ヘッド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に取付けられる。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軸と平行な軸線／以下、「Ｃ軸」という）を中心に回転駆動させるために設けられている（図４）。【００６７】
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を主体としており、軸部５２ａが貫通孔５１ａ内に配設された回転軸５２を備えている。そして、第１の支持ヘッド３０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を介し、工作機械の主軸ヘッドを支持するラム８に取り付けられる。【００６８】
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ト５５を備えている。【００６９】
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、スタータ５３ａの内周面に対向する配置で、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、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を介してステータ５３ａに接続されたケーブル１７を介して行われる。【００７０】
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、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。【００７１】
なお、図示の例では、回転軸５２の軸部５２ａとフランジ部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ものである。【００７２】
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れる。また、フランジ部５２ｂは、円周方向に配設された複数のネジ部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の支持部３０ｃが、フランジ部５２ｂに組み付けられる。従って、回転軸５２がＤＤ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と共に回転する。【００７３】
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。【００７４】
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。【００７５】
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。【００７６】
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。【００７７】
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、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のディストリビュータ３７ａ、又はロータリジョイント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。【００７８】
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が形成される。【００７９】
そして、この圧力室に対し、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の回転が阻止された状態（クランプ状態）となる。【００８０】
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器ヘッド４４ａ、４４ａと、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、工作機械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。【００８１】
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２０を、一対の脚部３０ａ、３０ｂの各支持軸に挟み込むかたちで、両支持軸に相対回転不能に固定して支持している。そして、脚部３０ａ側の駆動支持軸をＤＤ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、支持軸の回転軸線（＝スピンドル２１の回転軸線に直交する軸線／Ａ軸）を中心として、所望の角度位置へ向けて回転駆動する。【００８２】
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、回転軸３２（回転軸３９）は、工作機械の制御装置によってその回転量が制御されるＤＤモータ３３を介して回転駆動される。ＤＤモータ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、スピンドルユニット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は、コネクタ１６ａによってＤＤモータ３３（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。【００８３】
そのような回転軸３２（回転軸３９）の割出駆動が終了すると、クランプ動作として、圧力室３４ｄには、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。その際には、圧力室３４ｄを構成する薄肉部３４ａ５は、Ａ軸に対して半径方向内側に向かって膨出してシャフト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る。【００８４】
他方、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、受圧部材３４ｂは、拡径方向（半径方向外側）に変形する。クランプ動作時には、圧油の押圧力は、受圧部材３４ｂの内周面３４ｂ３より半径方向外側に作用することにより、受圧部材３４ｂも、同じ方向に膨出することになるが、受圧部材３４ｂが収納されるハウジング３１ｂの貫通孔３１ｂ１の内周面３１ｂ4 と受圧部材３４ｂの外周面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の外周面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。また圧油の押圧力は、受圧部材３４ｂが膨出変形することによってそのエネルギーが吸収されるため、受圧部材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に押圧する押圧力は従来に比べて大きく減少しているため、従来クランプ動作時に発生していた、フレームとしてのハウジング３１ｂの歪みは著しく減少される。従って、ハウジング３１ｂの歪みによって、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、ワークに対しより精度の高い加工（精密加工）が可能になる。【００８５】
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の実施例では、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、スピンドルユニット２０を支持する一対の脚部３０ａ、３０ｂのうちの一方の脚部のみが、スピンドルユニット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軸を中心として回転駆動する第２の支持ヘッド５０のクランプ機構（クランプスリーブ５４）についても、上記同様に構成することも可能である。【００８６】
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を介してクランプスリーブ３４ａに固着される。受圧部材３４ｂとハウジング３１ｂの貫通孔３１ｂ１の間には、圧油の供給にともなう受圧部材３４ｂの歪みを考慮して所定の隙間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からの押圧力は著しく減少される。しかし、受圧部材３４ｂの変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、回転軸３９に影響を及ぼす（より具体的には、回転軸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。【００８７】
そこで、より好適なクランプ機構５８として第２の実施例を図６に示す。図６のクランプ機構５８は、第１の実施例での構造（受圧部材３４ｂをフランジ部３４ａ３に取付ける構造）についての改良であり、受圧部材とネジ部材との間に、所定の隙間を有する遊嵌部材を介装することにより、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、受圧部材と遊嵌部材とネジ部材との間の各隙間のうち１以上の隙間が変化することで吸収し、従来に比べネジ部材に対して横方向（つまりＡ軸の半径方向外側）への作用力が伝わらないように構成される。【００８８】
なお、クランプ機構５８の細部、すなわちクランプスリーブ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、受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通させる貫通孔を円周方向に間隔をおいてそれぞれ設けているが、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。【００８９】
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、その外側に嵌り合うように配設される。受圧部材５８ｂには、軸端５８ｂ８側より、遊嵌部材５８ｅを収容するために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れる。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、これよりも縮径されフランジ部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とに連らなるように半径方向に延びる底部５８ｂ６を有している。【００９０】
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に対して係合可能な係合面を有する係合部５８ｅ１と、受圧部材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とが設けられる一方、その貫通孔として、ネジ部材６０を受け入れ可能にＡ軸に対して平行に延びる有底状の貫通孔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に押圧可能な深さに設けられている。そして、クランプスリーブ５８ａの円筒部５８ａ２に対して外側に嵌り合うように受圧部材５８ｂが配設され、受圧部材５８ｂの複数の各貫通孔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、フランジ部５８ａ３の図示しないネジ穴にネジ部材６０が螺入されることにより、クランプスリーブ５８ａのフランジ部５８ａ３に対して固着される。【００９１】
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の変形を考慮して所定の隙間５８ｄ３が設けられる。【００９２】
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側の反対側の軸端５８ｂ８には、半径方向外側に向かって延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に対して係合する係合面（底部５８ｂ６）を有する遊嵌部材５８ｂと、遊嵌部材５８ｂの貫通孔５８ｅ３に軸端５８ｂ８側に設けられ、前記底部５８ｂ６に係合されるネジ部材６０とで構成される。そして、受圧部材５８ｂは、前記遊嵌部材５８ｅの係合面が係合された状態で前記ハウジング３１ｂ側のクランプスリーブ５８ａのフランジ部５８ａ３に設けられる複数のネジ穴にネジ部材６０がそれぞれ螺入されることにより、ハウジング３１ｂ側に取付けられており、受圧部材５８ｂと回転軸３９の中心側（Ａ軸）に対向するネジ部材６０の対向面（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。【００９３】
言い換えれば、前記係合部材は、その外周には半径方向外側に向かって延びる係合面としての段差面を有し、かつネジ部材６０を挿通可能な貫通孔５８ｅ３を有する遊嵌部材５８ｅで構成され、受圧部材５８ｂには、ハウジング３１ｂ側に係合する端面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れる。そして、受圧部材５８ｂは、複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側に前記設けられる複数のネジ穴に螺入されることによりハウジング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 、いわゆる外周端）との間に、所定の隙間５８ｄ３が設けられる。【００９４】
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の挿入が円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。【００９５】
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ネジ部材６０の外周面との間の隙間がなくなるまで、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５８ｅ1 ＋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とネジ部材６０の外周端との間の隙間５８ｄ４がなくなるまで、受圧部材５８ｂは、その係合面（底部５８ｂ６）とネジ部材６０との相対的な位置が変化するため、遊嵌部材５８ｅを介して受圧部材５８ｂを押圧するネジ部材６０に対して、これを傾斜させる（撓ませる）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する。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（角度ズレ）が抑えられるため、従来に比べてワークに対する精密加工が可能になる。なお、図６における隙間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もない。【００９６】
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、受圧部材を押圧する締付け部材としての係合部材を、座金（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方向（つまりＡ軸の半径方向外側）への作用力が伝わらないように構成される。（図７）【００９７】
なお、図７は、第３の実施例として、受圧部材とクランプスリーブの周辺部を簡略化して図示するものであり、図６において、受圧部材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するものについては、図６と同じ符号を付してその詳説を省略する。【００９８】
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を受け入れ可能な貫通孔５８ｂ１０が、円周方向に間隔をおいて複数設けられており、受圧部材５８ｂは、各貫通孔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、クランプスリーブ５８ａの図示しないフランジ部に取付けられる。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、前記係合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状に設けられる。一方、その先端が雄ねじ形成されるネジ部材の軸部６０ａは、座金５８ｆの貫通孔、さらには上記配設される受圧部材５８ｂの貫通孔５８ｂ１０に挿入され、クランプスリーブ５８ａの図示しないフランジ部にこれに対応して設けられるネジ穴にそれぞれ螺入される。このようにして、受圧部材５８ｂは、円周方向に間隔をお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。【００９９】
締付け部材を構成するネジ部材６０の軸部６０ａ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が配設され、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が取付けられたクランプスリーブ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、そのフランジ部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の外周面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。【０１００】
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って延在する係合面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する係合部材としての座金５８ｆと、座金５８ｆに係合されるネジ部材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いネジ穴にネジ部材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の外周端との間に、所定の隙間５８ｄ３が設けられる。【０１０１】
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５８ｄ３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ため、座金５８ｆを介して受圧部材５８ｂを押圧するネジ部材６０に対して、これを傾斜させる（撓ませる）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（角度ズレ）が抑えられるため、従来に比べてワークに対する精密加工が可能になる。【０１０２】
上記第１〜第３の実施例では、回転軸３９の駆動源がいわゆる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。【０１０３】
また第１〜第３の実施例では、工具が取付けられるスピンドルユニット２０の割出機構として、工作機械用の加工用ヘッドに組み込まれる装置を一例として説明したが、これ以外の割出装置に適用可能である。例えば、ワークが載置されるテーブルの角度を割り出すための前記回転軸を備える割出装置（すなわち円テーブル装置）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、スピンドルユニット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が段差のない平面に形成され、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、フランジ部材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具が載置される、いわゆる円テーブル装置のテーブル面として機能する。なお、第１の実施例（図５）では、テーブル面と一体の回転軸３９を回転駆動する機構が構成されていないが、公知の円テーブル装置のように、回転軸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スピンドルを、上記ウオ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モータによって回転軸３９を回転駆動するように構成される。【０１０４】
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や受圧部材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。【０１０５】
このため、クランプ機構３４のクランプ状態で、ワークの切削等の加工時に、加工ヘッドからの反力によって回転軸３９の回転方向に大きなトルクが働く。ハウジング３１ｂに対して固定され、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に円周方向への歪みであるねじれが発生する。こ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、フランジ部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、ワークに対する加工精度が悪くなるほか、円筒部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。【０１０６】
図８ないし図１２は、図５の実施例において、薄肉部３４ａ５の位置での大きな歪みを抑えるために、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とにより、剛性を高めることができる。【０１０７】
図８の例は、受圧部材３４ｂの反フランジ側端部に、内周面より半径方向内側に突出し、クランプスリーブ３４ａの係止端として機能される底部７８を形成するとともに、円筒部３４ａ２の反フランジ側端部をネジ７０によって底部７８に取付ける構造としてあり、図９の例は、円筒部３４ａ２の反フランジ側端面と受圧部材３４ｂの端面とに環状のプレート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をプレート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、クランプスリーブ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の反フランジ側端部と受圧部材３４ｂの環状の底部７８との間の空間に、その外形が円弧状でかつ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を隙間に圧入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。【０１０８】
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より突出して設けられる複数の凸部７５と受圧部材３４ｂの端部内周面３４ｂ３に上記凸部７５に対応して刻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材３４ｂに対して相対的に回転不能に係止する。上記した切削加工時などで円筒部３４ａ２に働く円周方向の回転トルクを、反フランジ側端部でも受圧部材３４ｂ側に逃がすことにより、フランジ部３４ａ２と薄肉部３４ａ５の円周方向の歪み量（ねじれ量）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形成しておき、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の円周方向の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圧力を受けて受圧部材３４ｂの半径方向外側への変形が許容できる状態とできる。【０１０９】
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、フレームとしてのハウジング３１ｂ側に、円周方向に対して相対的に変位不能に止められているから、ワー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側に逃がすことができる。すなわち、片側すなわちフランジ部３４ａのみによって止められた割出装置に比べ、円筒部３４ａ２の一端あたりに働いて歪みを生じさせるトルクが半減される分、クランプスリーブ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、クランプスリーブ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。【０１１０】
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のみを有する装置に限らない。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軸以上の各クランプ機構に本発明を適用可能である。【０１１１】
なお、本発明は上記のいずれの実施形態にも限定されるものではなく、本発明の請求範囲を逸脱しない限りにおいて種々に変更することが可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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