CN101616771A - 夹持衬套 - Google Patents

Abstract

夹持衬套(34a)系，具有贯通孔(34a7)、以及构成在外周周围被连续的压力室(34d)的一部分的环状沟(34a1)；环状沟(34a1)系，具有一对内侧端面(34e6、34e6’)、以及平行于贯通孔(34a7)延伸的沟底面(34e0)，同时在内侧端面(34e6、34e6’)和沟底面(34e0)之间，圆弧状的第一缓和面(34e1、34e1’)分别被形成；以沟底面(34a0)被设置的区域中的肉厚(t1)具有可变形的肉厚的方式，环状沟(34a1)被设置。又，在第一缓和面(34e1、34e1’)中至少一方和沟底面(34e0)之间，设置具有比第一缓和面缓和的曲率的第二缓和面(34e2、34e2’)。

Description

夹持衬套

技术领域

本发明系有关于利用于工作机械的分度装置，具体而言，有关具备使用于五轴加工机(同时可控制五轴的加工机)或多面加工机(工作机械)等的分度装置的加工用头，或具备将工件被载置的旋转台的角度转位的分度装置(所谓的圆台装置)，详而言之，有关将转位操作后的旋转轴的位置藉由压力流体的供给而保持的夹持衬套。

背景技术

作为分度装置，例如，被载置于工作机械的床上，可将工件被载置的圆台转位的装置(圆台装置)系为熟知的。例如，在专利文献1所示的圆台装置系，包括：框架，在中央具有贯通孔；旋转轴，被插入于上述贯通孔，对于上述框架可旋转地被支撑；旋转台，载置工件的台面和上述旋转轴一体地被设置。又，在上述框架内，对于上述旋转台，一体的蜗轮(wormwheel)被收容，又，在蜗轮，与伺服马达等的引动器连结的轮轴(wormspindle)系，在此啮合般而相同地被收容。又，藉由旋转驱动伺服马达，将和旋转轴一体的旋转台旋转至所希望的角度而可进行转位动作。

另一方面，在专利文献1的圆台装置方面，保持旋转台的转位操作后的角度(位置)的夹持机构(夹持衬套)被安装。又，在上述旋转台方面，沿着框架侧的贯通孔并行地延伸的轴系和上述旋转台一体地被设置，且在轴和框架间的空间，以环状被设置的夹持衬套被配置。夹持衬套系在其内侧具有贯通孔，且在外周侧具有：圆筒部，嵌合在旋转台的轴的外侧；以及凸缘部，与上述圆筒部连续而被设置，作为朝框架侧的安装部的功能；其中在圆筒部的外侧方面，环状沟系在外周周围连续而被形成，在和被收容的框架的贯通孔之间构成压力室。

在此，有关利用于圆台装置的习知夹持衬套，利用将其外围部扩大图标的第11图在以下详细说明。

在旋转台103方面，沿着框架101侧的贯通孔102平行延伸的轴104系，经由未图示的螺丝构件，和上述旋转台103一体地被设置的同时，在轴104和框架101的贯通孔102之间的空间方面，以环状被设置的夹持衬套105被配置。夹持衬套105系具有：圆筒部106，嵌合在旋转台103的轴104的外侧；凸缘部107，作为朝框架101侧的安装部的功能；另一方面，对于连接于连续的圆筒部106的凸缘部107，在其内侧具有贯通孔(内周端110)。夹持衬套105的凸缘部107系，经由螺丝构件115，被固着在框架101的未图示的安装座，相对于框架101而被安装。

在圆筒部106方面，形成有从其外周端109a、109a’凹陷而被设置、在其外周周围被连续的环状沟108。详而言之，环状沟108系，向未图示的旋转轴的半径方向内侧延伸，且具有相互分离而被相对的一对内侧端面109b、109b’、以及对于上述贯通孔(内周端110)平行延伸的沟底面109c的同时，在上述内侧端面109b、109b’和沟底面109c之间，具有数mm程度的曲率半径的圆弧状的R面109d、109d’系连续而被形成，藉由如上述被设置的环状沟108、以及被收容的框架101的贯通孔102，压力室112被构成。又，夹持衬套105的环状沟108系，在沟底面109c被设置的区域q1中，具有藉由被供给至压力室112的压力流体的供给、肉厚可变形的薄肉部(直线延伸部)111。

另一方面，在贯通孔102方面，收容密封构件113、113’用的未图示的环状沟被设置。密封构件113、113’系，被插入于环状沟而对于贯通孔102不能相对移动，且以与圆筒部的外周端109a、109a抵接的方式被配置，将由环状沟108和被收容的框架101的贯通孔102被构成的压力室112维持在气密或液密状态。另一方面，在框架101方面，和未图示的流体供给源连通的流路114系和上述压力室112连通般被设置。又，在夹持动作时，例如，压缩空气或压油等的压缩流体系被供给至上述压力室112，藉此，薄肉部111突出于旋转轴的半径方向内侧，按压旋转台103的轴104。如上述，可将之前在角度上被定位的旋转台103对于框架101不能旋转地保持。

有关此类的圆台装置，也有为了旋转驱动旋转台，藉由内装有电动马达的旋转的蜗轮机构而传达至旋转台侧的专利文献1般的装置，但近年来将被称为DD马达的直接驱动型马达组装于其内部的圆台装置也被开发，作为此类的装置系，有本申请人提案的日本特愿2005-319586号的装置。

[专利文献1]日本特开2002-103181号公报(第1图、第3图)

发明内容

夹持衬套系，因为被组装于圆台装置的内部而被使用，夹持衬套的全体外形尺寸系尽可能被要求小型化(compact)。另一方面，夹持衬套系在被搭载的工作机械上，即使在如工件加工时、在旋转台施加大的力，必须将上述被转位的角度在此状态下强固地保持；在发生必要的夹持力方面，关于薄肉部111的轴方向的长度(在第11图表示的区域q1的区间长度)系必须具有某种程度的长度，为了极力确保此区间长度，作为在内侧端面109b、109b’和外周端109c连续的第一缓和面的R面109d、109d’的曲率半径r1系，作为上述般、数mm程度的小的值。

压力流体被供给至以此类夹持衬套构成的压力室112的话，薄肉部111系，如图示上的虚线所示般，作为第一缓和面的R面109d、109d’和沟底面109c的连结点p1、p1’附近的比较窄的区域(亦即，图标的区域q7)中变形大。因此，将夹持动作和释放动作重复时，在此狭窄区域中，疲劳集中地进行，很快地在底部发生龟裂，有夹持功能损坏的问题。此类的习知夹持衬套在实际上，在一年到一年半左右必须更换，寿命比较短。

作为其对策，有关作为第一缓和部的R面，也考虑将其曲率半径变大。然而，如上述，由于夹持衬套的外形尺寸受到限制，难以确保肉厚t1为一定的薄肉部111有充分必要的长度。从此类的事情，藉由提高压力流体的供给压力，得到所希望的夹持力。然而，为了维持液密或气密状态的压力室112或流路114，关于流体回路而为了维持在气密或液密状态的密封构件113、113’等更承受损害，这些构件相反地寿命减短，产生新问题。

本发明系有鉴于此类的事情，本发明的目的系在进行角度转位后、藉由压力流体使夹持衬套突出、使旋转轴不能旋转地保持的分度装置，提供即使没有将供给至夹持衬套的流体压力变得那么高，仍可得到所希望的夹持力、且寿命长的夹持衬套。

[解决问题之技术手段]

因此，本发明的夹持衬套系，具有贯通孔、以及构成在外周周围被连续且压力流体被供给的压力室的一部分的环状沟，且被配置在旋转轴和上述旋转轴的外侧的框架之间；其中上述环状沟系，具有相对于轴线而延伸在半径方向且相互分开而相对的一对内侧端面、以及相对于上述贯通孔平行地延伸的沟底面，同时在上述内侧端面和上述沟底面之间，圆弧状的第一缓和面分别被形成；以上述沟底面被设置的区域中的肉厚t1具有可藉由供给至上述压力室的流体而变形的肉厚的方式，上述环状沟被设置，作为前提。又，作为本发明的夹持衬套的特征点，在上述两个内侧端面中的至少一侧中，在上述第一缓和面和上述沟底面之间，设置具有比上述第一缓和面缓和的曲率的第二缓和面，作为其要旨。

[发明的效果]

根据上述要旨，在夹持动作时，压力流体被供给至压力室的话，安装于框架侧的夹持衬套的环状沟系，在从设置第二缓和面的区域到沟底面被设置的区域挠曲般变形，由于至少在沟底面被设置的区域突出至旋转轴侧而按压旋转轴，可使旋转轴相对于框架不能旋转地保持。又，第二缓和面系，伴随着从上述沟底面侧的始点前进到终点侧、和上述贯通孔之间的距离，亦即，肉厚系逐渐增大般；换言之，在第二缓和面被设置的区域，伴随着接近沟底面被设置的区域，其肉厚系逐渐地接近在沟底面和贯通孔界定的薄肉部中的可变形的肉厚t1般形成肉厚。因此，伴随着供给压力流体至压力室，环状沟的变形量系，在第二缓和面被设置的区域中，随着接近沟底面被设置的区域的薄肉部，伴随着朝压力室的压力流体的供给的环状沟的变形量系逐渐增大；又，在沟底面被设置的区域，其变形量系为一定。

亦即，第二缓和面系，藉由伴随着从上述沟底面侧的始点前进到终点侧，和上述贯通孔之间的距离系逐渐增大般被设置；在第二缓和面被设置的区域，上述变形量系伴随着向轴方向内侧前进而逐渐地增加，夹持衬套的底部系全体和缓地挠曲般变形。如藉由习知般的曲率陡峭的缓和面、在沟底面连续的夹持衬套般，在特定的狭窄区域，变形大的场所不存在。因此，即使藉由夹持动作、释放动作，此类的变形重复，由于在环状沟的底部的疲劳的进行与习知相比变慢，寿命较长。

如上述，作为具有比第一缓和面缓和的曲率的第二缓和面，具体而言，可藉由在横跨上述沟底面侧的始点到终点为止的区间而连续的直线状的倾斜面(亦即，具有接近无限大的曲率半径的推拔面)、或凹状的圆弧面(相对于连结始点和终点的线段，在旋转轴侧向下突出的圆弧面)中的任一个设置。又，较佳的是第二缓和面系设为，从沟底面侧的始点到终点的轴方向长度L1为4mm以上，且在从沟底面的始点至终点的区间中的和上述贯通孔之间的距离的增大量L2为0.5mm以上且6mm以下般为较佳地。

更佳的是，在上述沟底面和上述第二缓和面之间，设置有具有比上述第二缓和面更缓和的曲率的第三缓和面。藉此，以上述沟底面和上述第二缓和面直接连结的形态的方式，在环状沟的底部中，在上述两个面的连结点附近的区域，集中的疲劳不会进行，夹持衬套系寿命变长。又，有关上述第三缓和面，具体而言，可藉由大致直线状的倾斜面(亦即，具有接近无限大的曲率半径的推拔面)、或具有比第二缓和面的曲率半径大的曲率半径的凹状的圆弧面中的任一个形成。

作为上述夹持衬套被利用的工作机械用之分度装置系，作为工具被安装的主轴单元的分度机构，也可适用在安装于工作机械用的加工用头的对象，也可作为将工件被载置的旋转台的角度转位的分度装置(亦即，旋转台系藉由一体的旋转轴被支承在框架侧的圆台装置)。

附图说明

第1图系表示本发明的分度装置被适用的工作机械(加工用头)的一例子的立体图；

第2图系表示在本发明的加工用头中的支撑头的一实施例的正面部分剖面图；

第3图系表示在本发明的加工用头中的支撑头的一实施例的两个侧面图，其中在第3(A)图，表示在从脚部30a拆下盖子18a的状态下，从脚部30b相反侧所见的图示，在第3(B)图，表示在从脚部30b拆下盖子18b的状态下，从脚部30a相反侧所见的图示；

第4图系表示在本发明的加工用头中的一实施例的正面部分剖面图；

第5图系为在本发明的加工用头中，将夹持机构扩大的正面部分剖面图；

第6图系为在构成本发明的夹持机构的夹持衬套的第一实施例，表示其主要部分(薄肉部附近)全体而对应被扩大的剖面图；

第7图系为相对于第6图，将夹持衬套的第二缓和面附近更扩大的剖面图；

第8图系为在本发明的第一实施例的夹持衬套，在进行弯曲应力解析之际利用的有限元素模式的立体图，表示夹持衬套的变形(歪斜)状态；

第9图系为在本发明的第一实施例的夹持衬套，表示应力解析结果的图表；

第10图系为在本发明的第一实施例的夹持衬套，表示第二缓和面的其它型态的扩大剖面图；以及

第11图系为在组装于圆台装置的习知夹持衬套，表示其主要部分(薄肉部附近)全体而扩大的剖面图。

【主要组件符号说明】

1～工作机械；               10～加工用头；

20～主轴单元；              21～主轴；

25～DD马达；                25a～转子；

30～支撑头(第一支撑头)；    25b～定子；

30a、30b～脚部；            30c～支撑部；

31a、31b～壳体；            31b1～贯通孔；

31b4～内周端；              32、39～回转轴；

33～DD马达                  33a～转子；

33b～定子；                 34～夹持机构；

34a～夹持衬套；             34a1～环状沟；

34a2～圆筒部；              34a3～凸缘部；

34a5～薄肉部(直线延伸部)；  34a4～流路；

34a7～内周端；              34b～受压构件；

34b1～流路；                34b2～外周端；

34c1、34c2～螺丝构件；      34b3～内周端；

34d～压力室；               34d2～间隙；

34e1、34e1’～第一缓和面；    34e0～沟底面；

34e3～第三缓和面；            34e5～外周端；

34e6～内侧端面；              34f1～间隙；

34g1～密封构件；              35、36～轴承；

37、38～转动接头；            37a、38a～分配器；

37b、38b～轴；                41、44～旋转检测器；

41a、44a～检测器定子；        50～第二支撑头；

41b、44b～检测器转子；        51～壳体；

52～旋转轴；                  53～DD马达；

53a～定子；                   53b～转子；

54～夹持衬套；                55～分配器；

56～轴承(三列圆筒滚子轴承)；   57～轴承；

34e2、34e2’、34e7、34e7’～第二缓和面。

具体实施方式

有关本发明的分度装置，作为工具被安装的主轴单元的分度机构，以下将被安装于工作机械用之加工用头的装置作为例子说明。

第1图系表示作为上述复合加工机的例子的门型工作机械(所谓加工中心)1。此种门型工作机械1系包括：在床4上附设的左右的柱2、2；在柱2、2上朝上下方向(Z轴方向)移动的横轨6；在横轨6上朝左右方向(Y轴方向)水平移动的床鞍7；在床鞍7上朝Z轴方向移动的冲柱(ram)8；在床4上朝前后方向(X轴方向)移动的台5。而且，在冲柱8安装有，包含具备安装工具的主轴的主轴单元20的加工用头10。

上述门型工作机械1，在加工工件时，通过根据预先设定的程序的数值控制，使上述台5、横轨6、床鞍7及冲柱8移动的同时，加工用头10进行主轴单元20的角度位置的转位。由此，在上述工作机械，对于工件的各加工面能以最佳角度进行加工，而可以进行复杂形状的工件的切削加工等。

因此，上述加工用头系，具备将主轴单元的角度位置转位用的分度机构。又，作为此分度机构的驱动手段，其马达定子以及马达转子系被配置在加工用头10的壳体内，为采用转子系被连结在支撑主轴单元的支撑轴的直接驱动型的驱动马达(以下称为「DD马达」)的加工用头。此类的加工用头系，以主轴单元(头)以及支撑主轴单元的支撑头(头支撑部)所构成，作为驱动手段，在支撑头内具备转子与定子的内周面相对的内转子型的DD马达。又，作为此类的加工用头，例如，为在日本特开平2-116437号公报所示的物件。

有关此类的加工用头10，利用第2～4图，以下详细说明。

在第2～4图所示的系为本发明的一实施例，图示的加工用头10系包含，具有安装工具的主轴21的主轴单元20、支撑主轴单元20的第一支撑头30(相当于本发明的「支撑头」)、以及支撑第一支撑头30的第二支撑头50(第4图)。

主轴单元20系为驱动马达内装型的主轴头，使主轴21藉由被内装的驱动马达高速旋转驱动。(第2图)

在此主轴单元20的壳体23内，主轴21被插通配置，以围绕此主轴21的方式，驱动马达25被内装。驱动马达25由被外嵌固定于主轴21的转子25a、以及与转子25a的外周面相对方式被设置的定子25b所构成。主轴21系藉由在驱动马达25的前后(图的上下)多列配置的轴承(例如，角接触轴承)27，而旋转自如地被支撑。并且，若供给激磁电流至定子25b的话，则在与转子25a之间发生激磁力，藉由此激磁力，转子25a会旋转，而主轴21系被旋转驱动。

第一支撑头30是用于，支撑上述主轴单元20的同时，以与上述主轴21的旋转轴线正交的轴线(以下，称为「A轴」)为中心旋转主轴单元20以转位其角度位置。

第一支撑头30构成为，在支撑部30c安装一对脚部30a、30b的叉子形状，在此脚部30a、30b之间支撑上述主轴单元20。主轴单元20系藉由在脚部30a、30b的各个内部旋转自如地安装的支撑轴被支撑。又，图示的支撑头系，用于将主轴单元20旋转驱动的DD马达(相当于本发明的「驱动马达」)为仅设置在一对脚部30a、30b中的脚部30a的构成。因此，在以下，有关两脚部30a、30b的各支撑轴，将脚部30a侧的支撑轴称为驱动支撑轴(相当于本发明的「支撑轴」)，将脚部30b侧的支撑轴称为从动支撑轴。

以下详细说明脚部30a的构成。

脚部30a系以壳体31a作为主体，在其内部组装有，构成DD马达33的转子(马达转子)33a及定子(马达定子)33b、支撑主轴单元20的驱动支撑轴、用于旋转自如地支撑此驱动支撑轴的轴承(例如，交叉滚子轴承)35、以及将加工用的流体(以下仅称为「流体」)供给至主轴单元20用的旋转接头37等。

壳体31a系为了插入DD马达33及后述的旋转轴，脚部30b侧系成为大开口的形状。并且，在壳体31a，形成有从脚部30b的相反侧的侧面朝A轴方向延伸的圆筒部31a1。又，在圆筒部31a1，在A轴方向形成有旋转接头37被插入的贯通孔31a2。又，在壳体31a的脚部30b的相反侧的端面，后述的流体供给用管或供给电流用的电缆通过的凹部31a3被形成。又，在脚部30a对于脚部30b的相反侧，侧面盖子18a被安装，凹部31a3系藉由此侧面盖子18a覆盖。又，第3图系表示在取下此侧面盖子18a的状态，详而言之，在第3(A)图，表示在从脚部30a拆下盖子18a的状态下，从脚部30b相反侧所见的图示，在第3(B)图，表示在从脚部30b拆下盖子18b的状态下，从脚部30a相反侧所见的图示。

旋转接头37系由对于壳体31a被固定的分配器37a、以及旋转自如地嵌装在分配器37a的圆筒部37a1的外周面的轴37b而构成。

分配器37a系在被插入于壳体31a的贯通孔31a2的状态下，在其凸缘部37a2中，藉由配设在圆周方向的多个螺丝构件37c而被安装在壳体31a。而且，在分配器37a的中心形成有用于容许朝向主轴单元20的电缆等的通过的贯通孔37a4。

并且，在分配器37a，为了将流体供给或排出的多个流体流路37a3系向圆周方向偏移位置而被形成。另一方面，在轴37b，形成有对应于分配器37a的各流体流路37a3的多个流体流路37b1。又，在第2图，多个流体流路37a3以及流体流路37b1系，其中只有一个被代表性地表示。

又，各流体流路37a3和与此对应的各流体流路37b1被构成为，经由形成在分配器37a和轴37b的嵌合周面的全周的环状沟而连通，即使轴37b旋转时也能保持其连通状态。又，流体流路37b1系连通于主轴单元20的流体供给用或排出用的埠24。而且，在分配器37a和轴37b之间，在各环状沟之间介设有密封用的密封构件。

又，在分配器37a，向其圆周方向偏移位置，而形成有多个流体供给用或排出用的埠37d，对于各埠37d连接有流体供给用或排出用的管12。又，经由供给用管12从未图示的流体控制回路被供给的流体经由埠24从旋转接头37被供给到主轴单元20。而且，在使流体循环时，在主轴单元20内循环的流体系经由旋转接头37而被排出至排出用管12。因此，作为朝此主轴单元20被供给的流体系，例如，冷却以高速旋转的DD马达25或主轴21等用的冷却用油、防止朝主轴单元20(主轴21的旋转部分)的切削粉的侵入的密封用的空气、为了在加工时冷却旋转工具等的冷却用的水等。

DD马达33系由对于壳体31a被固定地配设的定子33b、以及以与定子33b的内周面相对的方式配设的转子33a所构成，转子33a系以嵌合在旋转轴32的圆筒部32a的外周般，且和圆筒部32a一体地被安装。亦即，图示的DD马达33系作为内转子型的马达而被构成，例如，转子33a藉由以稀土金属类等作为材料的永久磁铁构成的磁极，且在圆周方向邻接的复数个磁极系以相互反转般在圆周方向并列设置，另一方定子33b系，藉由通电发生磁力的复数个电磁铁对应于转子的磁极而在周方向并列设置，藉由在定子33b中的电磁铁的选择地通电，使转子33a旋转，作为所谓永久磁铁同期型无刷DC马达而被构成。

定子33b系被内嵌固定在固定于壳体31a的定子衬套33c的内周面。在此定子衬套33c的外周面，环状沟33c1被形成。一方面，在壳体31a，与此环状沟33c1连通的流体供给路31a4以及流体排出路31a5被形成。又，对于上述环状沟33c1，从流体供给路31a4，冷却DD马达33用的冷却用流体(例如，油)被供给，伴随着转子33a的旋转，抑制DD马达33的发热。又，环状沟33c1系，以从流体供给路31a4被供给的流体在环状沟33c1循环而从流体排出路31a5被排出的方式，以螺旋状被形成(省略图示)。

转子33a系被外嵌固定于，可旋转地设置在壳体31a内的旋转轴32的外周面。此旋转轴32系对于上述旋转接头37的轴37b、以同心配置在其旋转轴在线，藉由配设于圆周方向的复数个螺丝构件被固定于轴37b。而且，转子33a系藉由其外周面与定子33b的内周面相对配置，被外嵌固定在形成于旋转轴32的圆筒部32a的外周面，对于旋转轴32被设置成不能相对旋转。

又，在旋转轴32，对于其脚部30b侧的端面32b，藉由配设于圆周方向的复数个螺丝构件14，主轴单元20系被固定。亦即，主轴单元20系藉由对于旋转轴32的端面32b被固定，和旋转轴32一体地被支撑。因此，在脚部30a侧，旋转轴32及与此一体旋转的旋转接头37的轴37b系构成主轴单元20用的驱动支撑轴。

旋转轴32的圆筒部32a系，在将旋转轴32组装在旋转接头37的轴37b的状态下，经由些微间隙，围绕上述壳体31a的圆筒部31a1般被形成。换言之，在将旋转轴32组装在轴37b的状态下，圆筒部32a的内周面的内侧，亦即，在外嵌固定于圆筒部32a的转子33a的半径方向内侧，壳体31a的圆筒部31a1存在。

一方面，在壳体31a的圆筒部31a1和位于圆筒部31a1的贯通孔31a2内的旋转接头37的轴37b之间，轴承35被安装。又，藉由此轴承35，轴37b系成为对于壳体31a可旋转地被支撑的状态。

如上述，在图标的例子中，驱动支撑轴(旋转接头37的轴37b+组装于轴37b的旋转轴32)系，具有DD马达33的转子33a被外嵌固定的大径部(旋转轴32的圆筒部32a)以及在此大径部的半径方向内侧藉由轴承35可旋转地被支撑的轴部(旋转接头37的轴37b)。又，在此大径部和轴部之间，形成于壳体31a的圆筒部31a1被配设，在此圆筒部31a1和支撑轴之间，轴承35被安装而构成。藉此，支撑轴系成为对于壳体31a可旋转地被支撑的构成。又，如图示般，关于轴承35的A轴方向的配置系，成为在A轴方向中的DD马达33的存在范围内。

接着，以下对于在与脚部30a相对位置支撑主轴单元20的脚部30b的构成，详细说明。

脚部30b系以壳体31b为主体，在其内部，安装有保持主轴单元20的角度位置的夹持机构34、支撑主轴单元20的从动支撑轴、用于将此从动支撑轴旋转自如地支撑的轴承36、以及旋转接头38等。

壳体31b系，形成有贯通于A轴方向的贯通孔31b1，在此贯通孔31b1内，上述夹持机构34、从动支撑轴、轴承36、以及旋转接头38被安装。又，在壳体31b相反于脚部30a侧的端面，与脚部30a相同，凹部被形成(省略图示)，此系藉由侧面盖子18b被覆盖。

旋转接头38系为与脚部30a侧的旋转接头37同样的旋转接头，藉由被固定于壳体31b的分配器38a、以及在分配器38a的圆周部38a1的外周面可旋转地被嵌装的轴38b所构成。

分配器38a系，由上述圆筒部38a1、以及在圆筒部38a1相反于脚部30a侧的端部向半径方向扩大般被形成的凸缘部38a2所构成。又，分配器38a系，在其凸缘部38a2中，藉由配设在圆周方向的多个螺丝构件38c而被组装于壳体31b。而且，在分配器38a的中心，形成有贯通于A轴方向的贯通孔38a4。

在此分配器38a，在圆周方向偏移位置，多个流体流路38a3系被形成。又，在轴38b，形成有对应于分配器38a的各流体流路38a3的多个流体流路38b1。而且，各流体流路38a3和与此对应的各流体流路38b1被构成为，经由在分配器38a和轴38b的嵌合周面被形成的环状沟而连通，即使轴38b旋转时也能保持其连通状态。

在脚部30b中，对应于脚部30a的旋转轴32的旋转轴39系，为了收容轴承36，由轴构件39a和凸缘构件39b的两个构件所构成。此旋转轴39(轴构件39a以及凸缘构件39b)系，其旋转轴线与脚部30a的旋转轴32的旋转轴线(＝A轴)一致的方式被配设。

旋转轴39的轴构件39a系，配置在分配器38a的贯通孔38a4内，对于分配器38a，经由轴承36而旋转自如地被支撑。因此，轴构件39a和分配器38a系，成为关于A轴同心地被配设的状态。

而且，旋转轴39的凸缘构件39b系，在脚部30b侧，具有和在脚部30a中的旋转轴32的端面32b平行的端面39b1，对于此端面39b1，藉由配设于圆周方向的多个螺丝构件15，主轴单元20系被固定。因此，此旋转轴39系作为脚部30b中的主轴单元20用的从动支撑轴的功能。另外，旋转轴39系，在凸缘构件39b中，被固定于旋转接头38的轴38b，和轴38b一体地旋转。因此，旋转接头38的轴38b也相当于从动支撑轴的一部分。

用于保持主轴单元20的旋转位置(角度位置)的夹持机构34系，以环状设置的夹持衬套34a作为主要组件被构成(第2图、第5图)。夹持衬套34a系，具有成为压力室的环状沟34a1被形成的圆筒部34a2、以及在此圆筒部34a2的脚部30a侧端部向半径方向扩大般被形成的凸缘部34a3。又，圆筒部34a2系在容许其旋转的状态下，将与旋转轴39一体旋转的旋转接头38的轴38b围绕。

一方面，在壳体31b，为了收纳插入于贯通孔31b1的夹持衬套34a，对于A轴方向，具有向半径方向外侧延伸的平面的安装座31b3在贯通孔31b1连续而被设置。另一方面，在夹持衬套34a的凸缘部34a3，在安装后述的受压构件34b之际、插入螺丝构件34c2用的贯通孔，以及在将夹持衬套34a对于壳体31b安装之际、插入螺丝构件34c1用的贯通孔系，在圆周方向隔开间隔被分别设置复数个。

在夹持衬套34a的圆筒部34a2和壳体31b的贯通孔31b1之间，内嵌固定于壳体31b的圆筒形状的受压构件34b被安装。详而言之，在受压构件34b，对应于上述凸缘部34a3的上述被设置的复数个贯通孔，复数个螺丝孔被设置。又，圆筒状的受压构件34b系，在夹持衬套34a的圆筒部34a2的外侧嵌合般被插入，且从凸缘部34a3的上述复数贯通孔将螺丝构件34c2分别栓入至上述受压构件34b的对应螺丝孔。此类的受压构件34b系，对于夹持衬套34a被外嵌固定。又，夹持衬套34a系，装着的受压构件34b在贯通孔31b1被内嵌般被插入。一方面，在壳体31b的安装座31b3，对应于设置于上述受压构件34b的圆周方向的复数贯通孔，复数个螺丝孔被设置，夹持衬套34a系，藉由从凸缘部34a3的贯通孔将螺丝构件34c1插入而栓入至对应的螺丝孔，对于安装座31b3被安装，藉此，对于壳体31b被内嵌固定。

受压构件34b的轴端34b4、34b5系，将在半径方向正交方向延伸的平面在圆周方向连续而形成，其一方的轴端34b4系在夹持衬套34a的凸缘部34a3卡合般被配设。又，在受压构件34b的内周面34b3，横跨全周方向，未图示的O形环藉由夹持环状沟34a1在轴方向的两侧位置分别被配置，藉此，压力室34d系，系可维持气密或液密状态。又，在此压力室34d，形成于受压构件34b的流体流路34b1连通(第2图)。此流体流路34b1系，经由形成于夹持衬套34a的凸缘部34a3的流体流路34a4，在形成于壳体31b的流体流路31b2连通。

又，在此夹持机构34，藉由经由这些流体流路，压力流体(例如，压油)被供给至压力室34d，藉由在夹持衬套34a的圆筒部34a2中的环状沟34a1被设置的薄肉部34a5系在缩径方向(半径方向内侧)变形。其结果，对于轴38b，缔紧力系起作用，轴38b及安装于此的旋转轴39的旋转成为被阻止的状态(夹持状态)。

并且，藉由经由流体控制回路释放供给至压力室的流体(压油)的压力，而消除圆筒部34a2的薄肉部的变形状态，藉由对于轴38b的缔紧力消失而解除对于旋转轴39的夹持状态。

还有，在图示例，在脚部30b内设置有，为了检测旋转轴39的旋转角度(＝主轴单元20的角度位置)的旋转检测器41、以及为了限制主轴单元20的旋转范围的角度检测器42。

旋转检测器41系，由在旋转接头38中的分配器38a的贯通孔38a4内，安装于从贯通孔38a4的内周面突出于半径方向的圆盘状的支撑部的所定位置的一对检测器头41a、41a；以及在检测器头41a、41a内侧相对般配置而被安装于旋转轴39的轴构件39a的检测环41b所构成。来自此旋转检测器41的主轴单元20的角度位置的检测信号系，被发送到装载有本发明的加工用头10的工作机械的控制装置(未图标)，而被使用于主轴单元20的旋转控制(数值控制)。

并且，角度检测器42系，例如为限位开关，安装于在分配器38a的贯通孔38a4内设置的支撑板上，与被安装在旋转轴39的端部的圆盘状的构件43的周面相对般被设置。在此构件43的周面，形成有对应于容许角度范围的牵转具，在相对于此牵转具的状态下，限位开关42处于不作动的状态。因此，藉由控制的异常等，主轴单元20旋转在容许角度以上时，其藉由限位开关42而被检测，其检测信号，例如，作为非常停止信号发送到工作机械的控制装置。

亦即，将上述主轴单元20从其两侧可旋转地保持的脚部30a、30b系，将所谓的主轴单元20构成以A轴作为旋转中心的分度装置；脚部30b系，更具备根据压力流体的夹持机构的分度装置而被构成。

详而言之，在脚部30b，包含：壳体31b，在中央具有贯通孔31b1；旋转轴39(凸缘构件39b+旋转轴39a)，插入于上述壳体31b的贯通孔31b1，对于上述壳体31b可旋转地被支撑；轴38b，和上述旋转轴39a一体地被设置，从其旋转中心(A轴)在半径方向分离，且在轴方向延伸；夹持衬套34a，具有在轴38b的外周端嵌合的环状的圆筒部34a2；以及受压构件34b，以圆筒形状被形成。

又，以环状被设置的夹持衬套34a系，具有环状沟34a1被设置的圆筒部34a2、从圆筒部34a2的端部向半径方向外侧延伸且在圆筒部34a2一体地形成的凸缘部34a3、以及对于上述连续的圆筒部34a2及凸缘部34a3而在其内侧作为贯通孔的内周端34a5。另一方面，在壳体31b1，具有应收容夹持衬套34a的凸缘部34a3、且从贯通孔31b1向半径方向外侧延伸的卡合面的安装部31b3被设置。受压构件34b系，其轴端34b4在夹持衬套34a的凸缘部34a3卡合般被同轴地插入，且经由被栓入在设置于凸缘部34a3的复数个螺丝孔的复数个锁合构件34c2而对于凸缘部34a3被安装。又，藉由夹持衬套34a的凸缘部34a3被固着在壳体31b的安装部31b3，在作为所谓的框架的功能的壳体31b侧不能移动地被安装。这样的话，受压构件34b系，经由凸缘部34a3被安装在壳体31b；夹持衬套34a系，在相对于旋转轴39a一体的轴38b和设置于轴38b的外侧的壳体31b之间被设置。

又，在夹持衬套34a的圆筒部34a2方面，在其轴方向剖面中，在比轴端侧的外周端34e5、34e5’轴方向内侧的区域中，在轴线的半径方向内侧凹陷的环状沟34a1系在外周周围连续形成。在此，有关本发明的特征的夹持衬套34a，利用将其主要部分扩大的第6图详细说明。又，第6图系，在将第5图向右侧旋转90度的状态下，且将环状沟34a1的周边部(轴方向剖面图)扩大的图标，为了使图标清楚，夹持衬套34a以外的构件系，以一点虚线图示。

又，在第6图所示的第一实施例系，在连接于夹持衬套的内侧端面的第一缓和面和沟底面之间，直线状的第二缓和面和曲率被缓和的第三缓和面系连续地被设置的实施例。

参考第6图至第7图，夹持衬套34a的圆筒部34a2系，在其外周周围，环状沟34a1系，比外周端34e5、34e5’向旋转轴的半径方向内侧延伸，且在轴方向内侧的图标区域q5横跨形成。环状沟34a1系，大致上来说的话，形成：从轴端两侧的外周端34e5、34e5’向旋转轴(A轴)的半径方向内侧延伸，且在旋转轴方向相互分离而被设置的一对内侧端面34e6、34e6’；相对于内周端34a7平行地延伸的沟底面34e0；以及其一端在内侧端面34e6、34e6’连续的第一缓和面34e1、34e1’；且将第二缓和面34e2、34e2’以及第三缓和面34e3、34e3’在上述第一缓和面34e1、34e1’和上述沟底面34e0各个之间分别连续形成。

又，作为在沟底面34e0被设置的区域中的沟底面34e0和内周端34a7之间的距离的肉厚t1系，以具有藉由朝后述的压力室34d的压力流体的供给可变形的肉厚的方式，环状沟34e0被设置，藉由沟底面34e0和内周端34a7被界定，构成在图标区域q1横跨的肉厚t1的薄肉部(直线延伸部34a5)。又，在内周端34a7和轴38b之间，以不妨碍轴38b旋转的方式，且在后述的夹持动作时，直线延伸部34a5变形，具有可按压保持轴38b的程度的所定间隙34f1。

构成上述直线延伸部34a5的沟底面34e0的两端p1、p1’系，都伴随着朝轴端方向前进，经过图标区域q3、q3’的第三缓和面34e3、34e3’、图标区域q2、q2’的第二缓和面34e2、34e2’以及第一缓和面34e1、34e1’而在内侧端面34e6、34e6’分别连续，藉由这些连续的复数的面，环状沟34a1被构成。又，以直线状被设置的第二缓和面34e2、34e2’系，对于连结第一缓和面34e1、34e1’的始点和终点p3、p3’的各直线，对于旋转轴方向的倾斜角度缓和般被设置；又，作为圆弧面被设置的第三缓和面34e3、34e3’系，连结其始点p1、p1’和终点p2、p2’的各直线系比对于第二缓和面34e2、34e2’的旋转轴方向的倾斜角度成为缓和的角度般，圆弧面系对于此直线以凹状(向下凸)设置。

第二缓和面34e2、34e2’系，在其始点p2和终点p3之间的区域q2、以及在始点p2’和终点p3’之间的区域q2’横跨，伴随朝终点p3、p3’的方向前进，以一定的斜度，和内周端34a7的距离(亦即，肉厚)系作为被增大的直线状的倾斜面而分别被设置。又，第二缓和面34e2、34e2’的各始点p2、p2’系，经由作为具有比第二缓和面大的曲率半径R3的圆弧面的第三缓和面34e3、34e3’，在沟底面34e0的两端p1、p1’分别被连续。另一方面，第二缓和面34e2、34e2’的终点p3、p3’系，经由作为具有数mm程度(较具体而言，2～8mm程度)的曲率半径的圆弧面(R面)的第一缓和面34e1、34e1’，在内侧端面34e6、34e6’的端部被连续。

换言之，第二缓和面34e2、34e2’系，在从始点至终点的旋转轴方向的长度L1、以及与此区间中的内周端之间被增大的长度(亦即，肉厚增加量L2)的比率，亦即，曲率系具有比第一缓和面34e1、34e1’缓和的曲率；又，第三缓和面34e3、34e3’系，在从始点至终点的旋转轴方向的长度(图标区域q3的长度)、以及与此区间中的内周端之间被增大的长度(亦即，肉厚增加量Δt＝t2-t1)的比率，亦即，曲率系具有比第二缓和面34e2、34e2’缓和的曲率。又，内侧端面34e6、34e6’的上述另一方的端部系，经由未图示的推拔面(c面)，在外周端34e5、34e5’被连续。

藉由沟底面34e0的端部p1、p1’被界定的区域q1、亦即、直线延伸部34a5的肉厚t1，与第二缓和面34e2、34e2’的始点p2、p2’中的内周端34a7的距离的肉厚t2，以及与终点p3、p3’中的内周端34a7的距离的肉厚t3的各大小关系为，成为肉厚t1≤肉厚t2＜肉厚t3的关系。又，肉厚t1系，藉由朝后述的压力室的压力流体供给，在旋转轴的半径方向内侧可变形的值；肉厚t2系，第二缓和面被设置的区域的至少一部分，藉由后述的压力流体供给而可变形的值。如上述，第二缓和面34e2、34e2’系，伴随着从沟底面34e0的端部p1、p1’前进至轴端方向的终点p3、p3’侧，与内周端34a7的距离的肉厚逐渐地增加般设置。

藉由以形成在圆筒部34a2的上述复数的面构成的环状沟34a1和受压构件34b包围的空间，构成压力室34d。又，在受压构件34b的内周端34b3方面，收容一对密封构件34g1、34g1’用的未图示的环状沟系，横跨在内周端侧全周而设置。密封构件34g1、34g1’系，被插入于对应的上述环状沟，对于受压构件34b不能相对移动，且在圆筒部34a2、34a2’的外周端34e5、34e5’抵接般被配置，将压力室34d维持在气密或液密状态。另一方面，在受压构件34b的内周端34b3方面，流路34b1系以和上述压力室34d连通般设置。又，流路34b1系，与夹持衬套34a的凸缘部34a3相对而被设置的流路34a4连通，和未图示的流体供给源也连通。

在壳体31b的贯通孔31b1的内周面31b4和受压构件34b的外周面34b2之间，所定的间隙34d2被设置。又，作为夹持衬套34a的材料，与铸造物相比，具有弹性的材料也可，例如，含有镍、铬、或钼等的机械构造用合金钢；在旋转轴或壳体等方面，作为受压构件34b的材料，例如，可为机械构造用碳钢等的钢材。又，作为间隙34d2的具体数值范围，具体而言，为千分之数十mm～1mm。

其次，有关图示的加工用头10中的第二支撑头50，以下详细说明。(第4图)

如上述，本实施例中的加工用头10系，在上述说明的第一支撑头30加上，具备支撑此第一支撑头30的第二支撑头50。又，第一支撑头30系，经由第二支撑头50，被安装在支撑工作机械的主轴头的冲柱8。此第二支撑头50系，为了使第一支撑头30以铅直方向的轴线(与工作机械的Z轴平行的轴线，以下，称为「C轴」)作为中心旋转驱动而被设置(第4图)。

第二支撑头50系，以具有在C轴方向贯通的贯通孔51a的壳体51为主体，具备轴部52a在贯通孔51a内被配设的旋转轴52。又，第一支撑头30系，经由此旋转轴52对于第二支撑头50被组装。又，第二支撑头50系，经由安装于壳体51的环状支撑体51b，被安装在支撑工作机械的主轴头的冲柱8。

第二支撑头50系在壳体51的贯通孔51a内具备：DD马达53，用以将旋转轴52旋转驱动；夹持衬套54，用以保持旋转轴52的旋转位置；以及旋转接头55，用以将流体供给到第一支撑头30。

DD马达53系由：经由定子衬套53c而被固定在壳体51的定子53a；以及与定子53a的内周面相对配置，被固定在旋转轴52的转子53b所构成。而且，用以驱动DD马达53的激磁电流的供给系，经由连接器17a而经由被连接在DD马达53的电缆17而被进行。

旋转轴52系包含：轴构件52a，在壳体51的贯通孔51a内自由旋转地被设置；以及凸缘构件52b，安装于轴构件52a的第一支撑头30侧的端部而向半径方向(与C轴正交的方向)扩大。并且，在旋转轴52，形成有旋转接头55被插通的贯通孔52c。

又，在图示的例子，在旋转轴52的轴构件52a和凸缘构件52b之间，轴承壳体52d被形成。又，在此轴承壳体52d和壳体51之间，轴承56被安装，藉由此轴承56，旋转轴52系成为对于壳体51可旋转地被支撑的状态。因此，图示的例子中的轴承56系，复合滚子形式的回转轴承的一个，且为三列圆筒滚子轴承(三列滚子轴承/轴向径向滚子轴承)，为可承受轴向方向以及径向方向的大荷重。

在轴构件52a的外周面，外嵌固定有DD马达53的转子53b，伴随转子53b的旋转而以C轴为中心旋转驱动轴构件52a。并且，凸缘构件52b系藉由在圆周方向被配设的多个螺丝构件52e而被安装在轴构件52a，与轴构件52a一体地旋转。还有，在凸缘构件52b，在圆周方向螺合插入多个螺丝构件19，藉由此螺丝构件19，第一支撑头30的支撑部30c系被安装于凸缘构件52b。因此，藉由旋转轴52系由DD马达53被旋转驱动，从而，第一支撑头30系与旋转轴52一起旋转。

旋转接头55系为与第一支撑头30的旋转接头37、38同样的旋转接头，由被固定于壳体51的分配器55a、以及以可旋转地被嵌装在分配器55a所形成的贯通孔55a1、且对于C轴和分配器55a同心地被配设的轴55b所构成。

分配器55a系由在旋转轴52的贯通孔52c内被配置的圆筒部55a2、以及在圆筒部55a2的第一支撑头30相反侧的端部在半径方向扩大的方式形成的凸缘部55a3所构成，在此凸缘部55a3中，藉由在圆周方向配设的多个螺丝构件而安装在壳体51。

而且，在轴55b，在第一支撑头30侧的端部，圆盘状的凸缘构件57系被安装，轴55b系经由此凸缘构件57而对于旋转轴52的凸缘构件52b被安装。因此，伴随旋转轴52的旋转，轴55b也一起旋转。另外，凸缘构件57系成为嵌入于在第一支撑头30的支撑部30c所形成的圆形的凹部30c1的形状，藉由此凸缘构件57和支撑部30c的凹部30c1，进行组装第一支撑头30和第二支撑头50时的定位。

在分配器55a，在圆周方向偏移位置形成多个为了从外部引进流体的流体流路55a4。另一方面，在轴55b，也在圆周方向偏移位置形成对应于分配器55a的各流体流路55a4的多个流体流路55b1。

并且，各流体流路55a4与对应此的各流体流路55b1系被构成为，经由在分配器55a和轴55b的嵌合周面形成的环状沟而连通，在轴55b旋转时，也保持其连通状态。并且，在轴55b形成的多个流体流路55b1，系分别连通于在第一支撑头30中的旋转接头37或38的分配器37a、38a所形成的对应的流体流路37a3或38a3。因此，从外部供给到旋转接头55的分配器55a的流体系，经由轴55b被供给到第一支撑头30的旋转接头37、38。

在被固定于壳体51的分配器55a和旋转轴52的轴构件52a之间，设置有为了保持旋转轴52的旋转位置的夹持衬套54。此夹持衬套54系在其凸缘部54a中，藉由多个螺丝构件而安装在分配器55a的同时，设置成容许与旋转轴52的相对旋转。而且，在夹持衬套54的圆筒部54b，形成有在分配器55a的圆筒部55a2侧开口的环状沟54c，藉由此环状沟54c和分配器55a的圆筒部55a2的外周面，压力室系被形成。

并且，对于此压力室，藉由经由在分配器55a形成的流体流路54d而供给压力流体，对应于圆筒部54b的环状沟54c的薄肉部系在扩径方向变形。其结果，对于旋转轴52施加扩径方向的缔紧力，旋转轴52的旋转成为被阻止的状态(夹持状态)。

而且，在图示例，在旋转接头55的上端部，设置有为了检测旋转轴52的旋转量，亦即，第一支撑头30的旋转量的旋转检测器44。此旋转检测器44系由，配置在分配器55a上的所定位置的一对检测器头44a、44a；以及在此检测器头44a、44a相对配置而被安装于和旋转轴52一起旋转的轴55b的检测环44b所构成。此旋转检测器44的检测信号系，与在第一支撑头30中的旋转检测器41同样地被发送到工作机械的控制装置，并用于第一支撑头30的旋转控制。

在如以上构成的加工用头10中，支撑主轴单元20的支撑头(第一支撑头30)系，藉由将主轴单元20在一对脚部30a、30b的各支撑轴夹入，在两支撑轴相对不能旋转地固定而支撑。又，藉由将脚部30a侧的驱动支撑轴由DD马达33旋转驱动，将主轴单元20以支撑轴的旋转轴线(＝正交于主轴21的旋转轴线的轴线/A轴)作为中心，向所希望的角度位置旋转驱动。

将主轴单元20的主轴(spindle)轴以A轴作为中心，在所希望的角度定位驱动之际，旋转轴32(旋转轴39)系，藉由工作机械的控制装置，经由其旋转量被控制的DD马达而被旋转驱动。DD马达33的驱动系，依据基于预先设定的程序的数值控制而进行，藉由将构成定子33b的未图示的电磁铁选择地激磁而控制转子33a的旋转，经由驱动支撑轴，主轴单元20的角度位置被控制。因此，在图示的例子，设置于脚部30a内的DD马达33以及与DD马达33连结的驱动支撑轴(旋转轴32+轴37b)系，作为主轴单元20用的分度机构的功能。又，驱动DD马达33用的激磁电流系，藉由根据连接器16a连接于DD马达33(定子33a)的电缆16而被供给。

此类的旋转轴32(旋转轴39)的转位驱动终了的话，作为夹持动作，在压力室34d，从在压力流体供给源或开闭阀等被构成的未图示的流体控制回路，经由流体流路31b2，压油被供给。此时，构成压力室34d的薄肉部34a5系，对于A轴向半径方向内侧突出，藉由按压轴38b的外周端38b2，旋转轴39系对于壳体31b不能旋转地被保持。

又，藉由随着夹持动作的压力流体的供给，由于在构成压力室34d的一部分的受压构件34b也施加压力，受压构件34b也成为突出在旋转轴半径方向外侧，但在壳体31b的贯通孔31b1的内周面31b4和受压构件34b的外周面34b2之间，由于所定的间隙34d2被设置，突出的受压构件34b的外周面34b2系至少抵接至贯通孔31b1的内周面31b4为止，朝壳体31b的贯通孔31b1的按压力(作用力)不作用。藉由此类的构造，可使角度被转位的旋转轴不发生由于夹持动作的倾斜。然而，即使此类的不适当产生的话，不必设置在与贯通孔之间具有所定间隙的受压构件34b，如在第11图所示的圆台装置所示般，也可以贯通孔102作为压力室112的一部分的功能的方式设置。

在具有作为本发明的特征的第二缓和面34e2、34e2’的夹持衬套34a，在夹持动作时，压力流体被供给至压力室34d的话，夹持衬套34a的底部系，由第二缓和面34e2、34e2’被设置的区域q2、q2’、第三缓和面34e3、34e3’被设置的区域q3、q3’以及沟底面34e0界定的肉厚t1的直线延伸部34a5被设置的区域q1所构成的区域全体，亦即，实质地变形的图标区域q5的薄肉变形部全体挠曲般变形，在轴38b的外周端侧突出而将此按压。因此，夹持衬套34a系，将和轴38b一体的旋转轴39a，可相对于壳体31b不能旋转地保持。

又，第二缓和面34e2、34e2’系，伴随着从直线延伸部34a5接近轴端侧的终点p3、p3’，其肉厚系逐渐地向肉厚t3逐渐地被增加般，换言之，在第二缓和面被设置的区域q2、q2’，伴随着接近内侧的始点p2、p2’，其肉厚接近直线延伸部34a5的肉厚t1般，逐渐地以薄肉被形成。因此，在朝压力室的压力流体供给时，在第二缓和面34e2、34e2’被设置的区域q2、q2’中的变形量系，伴随着从轴端侧前进至内侧(伴随着接近直线延伸部34a5)，逐渐递增大，又，在沟底面34e0被设置的区域q1，其变形量成为一定，夹持衬套34a的底部系，如第6图的虚线图标般，横跨图标区域q5而全体缓慢地挠曲般变形，将轴38b从全周方向按压。亦即，如藉由曲率陡急的缓和面而连续于沟底面的习知夹持衬套(第8图)般，在特定狭窄区域的大变形场所系不存在。因此，根据本发明的夹持衬套的话，即使藉由压力流体的供给，此类的变形反复，由于在环状沟34a1的底部的疲劳的进行与习知相比变慢，寿命变长。

本发明人系，基于夹持衬套的实际的设计品的剖面形状，又，第二缓和面的尺寸以不同的值设定，对于产生的复数的模式(model)，分别实施弯曲应力(von Mises应力)解析。又，藉由各模式的最大应力值的状况，夹持衬套中的第二缓和面的各尺寸的容许范围可如以下得到。有关此类的弯曲应力解析，例如，利用在电子计算器上被实行的有限元素法等众所皆知的解析方法。

详而言之，在此解析方面，例如，利用将此剖面筛选(mesh)分割为数十个多面体元素的有限元素模式，且利用以直线状设置的第二缓和面34e2的轴方向的区间长度L1、以及到第一缓和面为止的肉厚增加量L2中，任一个不同般设定。在此有限元素模式方面，作为解析之际的条件，实际的金属材料的弹性系数(纵弹性系数、横弹性系数、波松比等)被设定，另一方面，对于构成环状沟(压力室)的第一缓和面、第二缓和面以及直线延伸部的外周面的各节点，对应于被供给的流体压力的荷重施加般被设定，藉由根据此类的有限元素法的应力解析，在各多面体元素作用的应力值(von Mises应力)系在各多面体元素分别被求出。被求出的应力值系，基于金属材料、支持型态被决定的所定的界限值不到的话，被设定的有限元素模式(夹持衬套)，换言之，第二缓和面34a2的区间长度L1、肉厚增加量L2系，判断为通过条件。又，第7图系表示被解析的夹持衬套的尺寸(区间)，第8图系在视觉上表示在根据有限元素法的应力解析的过程而附带地得到的夹持衬套的变形(歪斜)状态。

有关夹持衬套34a的实际尺寸、环状沟的实际尺寸以及第一缓和面和第三缓和面的设定有无、解析用而设定的第二缓和面的尺寸、以及关于应力解析的边界条件的具体设定等，作为一个解析例子，在以下说明。

(1)有关夹持衬套34a的实际尺寸

(一)夹持衬套34a的内周端34a7的内径为363mm，嵌合的轴38b的外周端的外径也为363mm。又，内周端34a7和轴38b的外周端之间的间隙34f1系有0.05mm的间隙般，外周端系以有点小直径般被设置。

(二)夹持衬套34a的轴方向的全长为135mm，凸缘部34a3的外径为490mm，圆筒部34a2的外周端34e5的外径为380mm。

(2)有关环状沟的各尺寸

(一)夹持衬套34a的环状沟34a1的宽度L0为64mm，从外周端34e5到沟底面34e0的距离的环状沟的深度L3为55mm。从此类的关系，直线延伸部34a5的肉厚t1为1.5mm。

(二)以作为所谓的R面被设置的第一缓和面34e1的曲率半径R1为4mm。

(3)有关解析用而设定的第二缓和面34e2的尺寸、以及第一缓和面34e1和第三缓和面34e3的设定有无

(一)第二缓和面34e2被设置的区域的轴方向长度L1系为0.2mm、0.5mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、以及6mm八种。

(二)在从第二缓和面34e2被设置的区域的始点p2和终点p3之间被增大的肉厚增大量L2系为3mm、4mm、5mm、10mm、15mm、20mm、以及25mm七种。

(三)第一缓和面34e1的曲率半径R1为4mm。又，第三缓和面34e3有设置，其曲率半径R2系对应于第二缓和面而为数十mm～数mm。

(4)有关关于应力解析的边界条件的具体设定

(一)有关施加于环状沟的荷重，被假定的油压的最大值为100kgf/cm2，在对于环状沟的面正交的方向施加荷重。

(二)有关夹持衬套的金属材料，为含有镍、铬、钼等的机械构造用合金钢(例如，在日本工业规格中为SCM435)，作为材料的弹性系数，分别设定杨格率为21088kgf/mm3、波松比为0.29、材料的比重为7.8。

(三)解析的安排上，夹持衬套的两轴端附近的内周端作为拘束状态而设定。

(四)夹持衬套34a的内周端34a7、和与此嵌合的轴的外周端之间的间隙设定为0.05mm。

基于此类的条件，进行根据有限元素法的应力解析，将得到的应力值(von Mises应力)的最大值作为实验资料而在第9图表示。第9图系，以直线状被设置的第二缓和面34e2的长度L1作为横轴，以得到的最大应力值作为纵轴，又，作为最大应力值(von Mises应力)的界限值，考虑将金属材料的固有的疲劳界限、荷重的施加方式(振动荷重)或材质的变异、解析精度的不确实性等考虑而决定的安全率，界限值为30kgf/cm2。

根据实验结果的话，第二缓和面中的肉厚增大量L2即使在任一情形中，伴随着第二缓和面被设置的轴方向的长度L1比4mm小，最大应力值σ系急速增大，又，长度L1超过5mm的话，成为大致一定的倾向被看出。又，作为不满足上述被导出的界限值的数值范围，第二缓和面的长度L1系为4mm以上，根据第二缓和面的肉厚增加量L2系为0.5mm以上时，被导出在范围内。

使第二缓和面被形成的轴方向的长度L1变长的话，虽然由于应力被缓和而良好，但因为使第二缓和面以必要以上长度设置，相对地，夹持力(保持力)降低。其原因如上述般，夹持衬套全体的大小(具体而言，轴方向的长度，换言之，环状沟的宽度L0)受到限制的关系上，将长度L1延伸这件事系，相对地，使比第二缓和面薄肉的内厚t1的直线延伸部的长度变得缩短。根据本发明人等的研究的话，考虑圆台装置的台直径等的样式的话，有关长度L1，确认即使15mm以下，在实用上也没有问题。因此，作为长度L1的较佳范围，5mm以上15mm以下(换言之，对于环状沟的宽度L0的比例为三分之一以下的长度)系所希望的。

又，有关肉厚增大量L2，虽然也因为越增大而应力较缓和而良好，但随着肉厚被增大，在压力流体供给时，实质地变形的区域的长度变短，相对地，夹持力降低被考虑。在本发明人的现在的实验，使肉厚增加量L2在7mm以上的解析系不进行，但考虑现在的圆台装置等的样式等的话，其上限系，10mm程度被考虑。换言之，对于环状沟的深度的比率为五分之一以下为所希望的。

关于如上述被导出的第二缓和面被设置的区域的轴方向长度L1、以及在此区域中的肉厚增加量L2，有关本发明的样品1和习知品，作为第一以及第二检验，实施夹持力的实测以及耐久试验。

有关在此比较实验利用的样品以及习知品的缓和面的详细系在以下。

(一)有关本发明的样品1，第二缓和面的长度L1为8mm，又，肉厚增加量L2为1.5mm。又，弧面形成的第三缓和面34e3系不设置。

(二)样品1和习知品的第一缓和面的曲率半径R1系均为4mm。又，直线延伸部的肉厚t1也均为1.5mm。有关此以外的夹持衬套的尺寸，为在上述应力解析采用的实际品尺寸。

在第一检验中，将夹持力实测，检验样品1的夹持力(夹持扭矩)系相对于习知品的程度是否降低。在此，将作为标准压力的35kg·f/cm2的压油供给至压力室时的夹持力(夹持扭矩)实测时，习知品为3400Nm，样品1为3060Nm，样品1相对于习知品，夹持力降低10％程度系被确认。又，在供给作为稍稍提高的压力的50kg·f/cm2的压油时方面，习知品为4900Nm，样品1为4650Nm，样品1相对于习知品，夹持力降低5％程度系被确认。又，此程度的夹持力的降低系，在实用上不会有任何影响。

在第二检验中，作为耐久试验，将根据朝压力室的压油供给的加压、根据压油放出的减压作为一循环的所谓的夹持动作释放动作系持续实行，藉由在薄肉部发生龟裂的时间点(换言之，检测出起因于龟裂的漏油时)的累积循环数，检验出样品1的寿命相对于习知品寿命较长。作为条件，将稍稍高的压力的50kg·f/cm2的压力供给，将五秒钟压油的供给、之后五秒钟压油的开放作为一循环，大体上实行数十万～百数十万循环。

此结果，在习知品，在四十万循环附近从夹持衬套的底部发生漏油，相对地，在样品1中，即使达到120万循环也没发生漏油。藉此，样品1系相对于习知品，寿命延伸到三倍以上系被确认。

有关具备第二缓和面的夹持衬套，可为以下变形。

在上述的第一实施例中，有关第二缓和面，虽然在肉厚t1的直线延伸部的两侧设置，但为了极力抑制夹持力的降低，例如，仅在凸缘部34a3侧(内侧端面34e6侧)设置，或仅在凸缘部相反侧(内侧端面34e6’侧)设置也可。又，有关直线延伸部34a5的肉厚t1，虽然为1.5mm，但比此薄(具体而言，到0.8mm为止)设置也可。

有关第二缓和面，在上述第一实施例中，虽然其剖面形状以直线状(平面)被设置的例子，但以曲线状(弧面等)设置也可。在第10图所示的第二实施例系，代替如上述第一实施例般的直线状的第二缓和面34e2，将具有曲率半径R2且相对于连结其始点和终点的直线、凹状(向下凸)的圆弧面，伴随朝轴端侧前进，其肉厚逐渐递增大的第二缓和面34e7设置，与沟底面34e0和第一缓和面34e1连续的例子；又，也有第三缓和面被省略的例子。作为圆弧面，横跨图标区域q4而被形成的第二缓和面的轴方向长度L1、以及肉厚增加量L2的较佳范围系，和上述第一实施例相同，较具体而言，圆弧面的曲率半径R2系，为比数mm的第一缓和面的曲率半径R1大的值，可为数十mm以上(具体而言，20mm以上)。然而，不省略第三缓和面的形态，亦即，将第二缓和面及第三缓和面任一个也作为圆弧面设置，且第三缓和面对于第二缓和面具有大曲率半径般设置也可。

在第一实施例，在直线状的第二缓和面34e2、34e2’和直线延伸部34a5之间，第三缓和面34e3、34e3被设置，但其曲率半径系，比第二缓和面的曲率半径大般，其曲率较缓和般设置也可。又，有关第三缓和面，在第一实施例，具有数十mm程度的曲率半径的圆弧面形成，但代替此，直线状的推拔面也可，此时，比第二缓和面缓和般，其倾斜角度被决定。

在上述两个实施例中，将第一缓和面34e1、34e1’作为具有曲率半径的圆弧面设置，但以直线状的倾斜面设置也可。

在上述实施例中，旋转轴39的驱动源系以所谓的DD马达被构成的例子，但也可以此以外的马达、旋转驱动机构构成。

又，在上述实施例中，作为工具被安装的主轴单元20的分度机构，以在工作机械用的加工用头被组装的装置作为例子说明，但可适用于此以外的分度装置。例如，也可作为具备将工件被载置的台的角度转位用的上述旋转轴的分度装置(亦即，圆台装置)。例如，将第一实施例(第5图)作为例子考虑的话，主轴单元20被省略，又，构成旋转轴的凸缘构件39b的端面39b1系以没有段差的平面被形成，又，结合轴构件39a和轴承36和凸缘构件39b的螺丝构件15系，以从凸缘构件39b的端面39b1侧被埋入的形状，对于轴构件39a栓入般被设置。在凸缘构件39b作为平面被设置的端面39b1，将工件固着的未图示的治具被载置，作为所谓的圆台装置的台面的功能。

又，在第一实施例(第5图)，将和台面一体的旋转轴39旋转驱动的机构没有被构成，但如习知的圆台装置般，对于旋转轴39，将蜗轮一体地设置，且例如，将连结于可控制旋转量的伺服马达的蜗杆，啮合于上述蜗轮般构成，仿效第一实施例中的脚部30a，藉由DD马达，将旋转轴39旋转驱动般被构成。

又，圆台装置系，不限于具有仅对于工作机械的床正交的旋转轴的装置。具体而言，适用于具有两轴以上的旋转轴的分度功能的圆台装置，可将本发明适用于此一轴以上的各夹持机构。

另外，本发明不限于上述任一实施方式，在不脱离本发明的申请专利范围的范围内，可以进行各种变更。

Claims (5)

1.一种夹持衬套，具有贯通孔、以及构成在外周周围被连续且压力流体被供给的压力室的一部分的环状沟，且配置在旋转轴和上述旋转轴的外侧的框架之间；

其中上述环状沟系，具有相对于轴线而延伸在半径方向且相互分开而相对的一对内侧端面、以及相对于上述贯通孔平行地延伸的沟底面，同时在上述内侧端面和上述沟底面之间，圆弧状的第一缓和面分别被形成；

在上述两个内侧端面中的至少一侧中，在上述第一缓和面和上述沟底面之间，设置具有比上述第一缓和面缓和的曲率的第二缓和面。

2.如权利要求1所述之夹持衬套，其中上述第二缓和面系，藉由伴随着从上述沟底面侧的始点到终点侧，和上述贯通孔之间的距离系逐渐增大般被设置。

3.如权利要求2所述之夹持衬套，其中上述第二缓和面系设为，从上述沟底面侧的始点到终点的轴方向长度L1为4mm以上，且在从上述沟底面的始点至终点的区间中的和上述贯通孔之间的距离的增大量L2为0.5mm以上且6mm以下般。

4.如权利要求3所述之夹持衬套，其中上述第二缓和面系，以横跨从上述沟底面侧的始点到终点的区间而连续的直线状的倾斜面、或凹状的圆弧面中的任一个设置。

5.如权利要求4所述之夹持衬套，其中在上述沟底面和上述第二缓和面之间，设置有具有比上述第二缓和面更缓和的曲率的第三缓和面。

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