JP5113499B2 - クランプスリーブおよび割出装置のクランプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械に用いられる割出装置のクランプ装置、およびそのクランプ装置の一部として用いるクランプスリーブに関する。

従来の割出装置として、中央貫通孔を有するベース（フレーム）と、ベースの内側に回転体が回転可能に支持されるテーブルと、テーブルの外側回転軸とベースとの間に介在するクランプ装置とからなるものがある（特許文献１）。
特開２００２−１０３１８１号公報

このクランプ装置は、クランプ部材（クランプスリーブ）と、クランプ部材を変形させる油圧回路（変形力発生手段）から構成してある。クランプ部材は、薄肉部のクランプ部を有する断面コ字状をし、クランプ部の外側に環状の油圧室を形成するものである。クランプ部材は、クランプ部が筒状であってその内面を摩擦面とすることから、クランプ時には油圧室に油圧をかけてクランプ部をたわませて外側回転軸を挟持するものである。

ところが、クランプ部は、その内面を外側回転軸に摩擦させ、その摩擦によって挟持するものであるので、使用しているうちに薄肉のクランプ部の疲労が進み亀裂が生じることがある。そうすると、クランプ部はその外側の油圧室に油圧をかけることによってクランプするものであることから、亀裂箇所から油が漏れ、それに伴って摩擦力が急激に低下し、クランプ力を充分に得られないものとなる。

本発明は上記実情を考慮して開発されたもので、その解決課題はたとえクランプ部に亀裂が生じてもクランプ力を持続できるクランプスリーブおよびクランプ装置を提供することである。

本発明の請求項１〜６は、回転体とフレームとの間の環状空間に配置される円筒部と、円筒部の内周部または外周部のうち回転体の軸方向に延びる環状面であると共に軸線方向に平行である被クランプ面に対向する周部に設けられるクランプ面と、クランプ面が設けられる円筒部の周部とは反対側の周部に円周方向に沿って連続して設けられる環状溝と、クランプ面と環状溝の底面とで画定される薄肉部と、円筒部の一端部に設けられるフレームへの固定部とを有するクランプスリーブを前提とする。

請求項１の発明は、円筒部の他端部には、軸線方向に加わる圧縮方向または引張り方向の力を受ける変形力作用部が設けられ、薄肉部は、前記軸線方向の断面における肉厚の中間点の軌跡である軸線方向全域の中間線が、第一条件を満たす形状をなすように形成され、該第一条件は、前記中間線を軸線方向に５等分する５つの領域に分け、５つの領域を中央から端に向かって中央領域、中間領域、端部領域とし、各領域内の中間線を回転体半径方向で平均した平均軌跡と回転体の被クランプ面との距離が中央領域、中間領域、端部領域の順に大きくなる、であることを特徴とする。

薄肉部は、５つの領域の中間線の回転体半径方向における変化量が、全領域で均一に形成されるもの等で、軸線方向全域の中間線を形成するものであってもよいが、薄肉部を変形させやすくするには、請求項２の発明のようにすることが望ましい。即ち、薄肉部は、軸線方向全域の中間線が、第二条件を満たす形状をなすように形成され、該第二条件は、５つの領域の中間線の回転体半径方向における変化量が、中央領域、中間領域、端部領域の順に大きくなる、である。

薄肉部の軸線方向全域の中間線は、角部を有する形態であっても良いが、変形時の応力が角部に集中しやすくなる。従って、応力集中を避け、耐久性を向上するには、請求項３の発明のようにすることが望ましい。即ち、薄肉部の軸線方向全域の中間線が、全体的に連続する曲線形状をなすように、環状溝の底面またはクランプ面が設けられることである。

環状溝の底面は、平面であっても良いが、薄肉部を変形しやすくするには、請求項４の発明のように、環状溝の底面は、薄肉部の両端から中心に向かうにつれて、回転体の被クランプ面に近づくように設けられることが望ましい。

クランプ面は、平面であっても良いが、薄肉部を変形しやすくするには、請求項５の発明のように、クランプ面は、薄肉部の両端から中心に向かうにつれて、回転体の被クランプ面に近づくように設けられることが望ましい。

薄肉部は、円筒部の円周方向全周に亘って連続する形態であってもよいが、変形し易くするには、請求項６の発明のように、薄肉部には、円周方向に間隔をおいてスリットが複数設けられることが望ましい。

また、本発明の請求項７、８の発明は、回転体とフレームとの間の環状空間に収容されるクランプスリーブと、クランプスリーブに力を作用させる変形力発生手段とからなり、クランプスリーブは、環状空間に配置される円筒部と、円筒部の内周部または外周部のうち回転体の軸方向に延びる環状面であると共に軸線方向に平行である被クランプ面に対向する周部に設けられるクランプ面と、クランプ面が設けられる円筒部の周部とは反対側の周部に円周方向に沿って連続して設けられる環状溝と、クランプ面と環状溝の底面とで画定される薄肉部と、円筒部の一端部に設けられるフレームへの固定部とを有する、割出装置のクランプ装置を前提とする。

請求項７の発明は、クランプスリーブは、円筒部の他端部には、軸線方向に加わる引張り方向の力を受ける変形力作用部が設けられ、薄肉部は、前記軸線方向の断面における肉厚の中間点の軌跡である軸線方向全域の中間線が、第一条件を満たす形状をなすように形成され、該第一条件は、前記中間線を軸線方向に５等分する５つの領域に分け、５つの領域を中央から端に向かって中央領域、中間領域、端部領域とし、各領域内の中間線を回転体半径方向で平均した平均軌跡と回転体の被クランプ面との距離が中央領域、中間領域、端部領域の順に大きくなる、であり、クランプスリーブは、環状空間に収容された状態において、変形力発生手段を介し変形力作用部に引張り方向への所定量の力が加えられたとき、薄肉部のクランプ面が回転体の被クランプ面から離れる方向に後退して回転体をアンクランプ状態とし、変形力発生手段からの変形力作用部への力が解放されたときには、復元力によって薄肉部のクランプ面が回転体の被クランプ面を押圧する方向に進出して回転体をクランプ状態にすることを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項７の発明とは逆の作用でクランプ、アンクランプするもので、即ち、クランプスリーブは、環状空間に収容された状態において、変形力発生手段を介し変形力作用部に圧縮方向への所定量の力が加えられたとき、薄肉部のクランプ面が回転体の被クランプ面に近づく方向に進出して回転体をクランプ状態とし、変形力発生手段からの変形力作用部への力が解放されたときには、復元力によって薄肉部のクランプ面が回転体の被クランプ面から離れる方向に後退して回転体をアンクランプ状態にすることを特徴とする。

請求項１の発明は、円筒部の薄肉部の形状が第一条件を満たすものとしてあるので、円筒部の他端部に相当する変形力作用部に、軸線方向に圧縮方向または引張り方向の力を加えると、薄肉部の中間線の曲率が変わるように薄肉部が安定して変形し、薄肉部のクランプ面の径が安定して膨張または収縮することになり、このクランプスリーブを用いれば、円筒部の環状溝に油圧をかけなくても、回転体をクランプ、アンクランプさせることができる。従って、使用しているうちに薄肉部に亀裂が生じたとしてもある程度のクランプ力を持続でき、比較的に長い期間に亘って使用できる。

請求項２の発明は、薄肉部の形状が第二条件を満たすものとしてあるので、薄肉部を変形させ易くなり、変形力作用部に加える力を軽くしてもクランプ、アンクランプさせることができる。

請求項３の発明は、環状溝の底面またはクランプ面の形状によって薄肉部の軸線方向全域の中間線が全体的に連続する曲線形状をなすようにしてあるので、角部のあるものに比べて、クランプ時またはアンクランプ時に薄肉部の全体に変形力がかかるようになり、その結果、耐久性を向上できる。

請求項４の発明は、薄肉部の両端から中心に向かうにつれて回転体の被クランプ面に近づくように環状溝の底面を設けてあるので、環状溝の底面を平面にした場合に比べて、薄肉部を変形させやすくなる。

請求項５の発明は、薄肉部の両端から中心に向かうにつれて、回転体の被クランプ面に近づくようにクランプ面を設けてあるので、クランプ面を平面にした場合に比べて、薄肉部を変形させやすくなる。

請求項６の発明は、円周方向に間隔をおいてスリットを複数設けた薄肉部を用いているので、スリットのないものに比べて、薄肉部を変形させやすくなる。

請求項７の発明は、請求項１のクランプスリーブのうち軸線方向に加わる引張り方向の力を受ける変形力作用部を円筒部の他端部に備えるものを用いているので、請求項１の発明の効果を保有しつつ、変形力作用部に引張り方向の力が加わるときに回転体をアンクランプ状態にすることができ、変形力作用部に加わる引張り方向の力を解放した定常状態のときには回転体をクランプ状態にできる。

請求項８の発明も、請求項７とは逆に、請求項１のクランプスリーブのうち軸線方向に加わる圧縮方向の力を受ける変形力作用部を円筒部の他端部に備えるものを用いているので、請求項１の発明の効果を保有しつつ、変形力作用部に圧縮方向の力が加わるときに回転体をクランプ状態にすることができ、変形力作用部に加わる圧縮方向の力を解放した定常状態のときには回転体をアンクランプ状態にできる。

割出装置１は、図１に示すインデックステーブル装置が一例として挙げられる。割出装置１は、フレーム２と、フレーム２に回転可能に支持される回転体３と、を有している。また、割出装置１は、フレーム２と回転体３の間に、軸受４、クランプ装置５、および回転駆動装置６を介在するものである。

フレーム２は、その内側に回転体３の一部（回転軸３ａ）を配置する収容室２ａを備え、回転軸３ａの外側を間隔をおいて囲むものである。収容室２ａは、貫通孔であって、内径がフランジ状に所々突出した段差形状である。

回転体３は、回転軸３ａと、回転軸３ａの一端（上端）にボルト等で固定する円テーブル３ｂとから構成してある。

回転軸３ａは、円筒状であって、外形がフランジ状に所々突出した段差形状である。また、回転軸３ａは、その内周面を軸用貫通孔３ｃとし、フレーム２の収容室２ａ内に同心円状に配置してある。

円テーブル３ｂは、工作機械で加工するワークを載せるものであって、回転軸３ａからフランジ状に突出する形状であって、軸用貫通孔３ｃに連続するテーブル用貫通孔３ｄを半径方向中央部に設けてある。

フレーム２と回転軸３ａは、上述したように対向する周部を、所々フランジ状に突出することによって、両者の間に、複数の同心円状の空間部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを軸線方向に間隔をあけて形成してある。

図では、一番下側の空間部２１ａには、フレーム２の内周部にボルト等で固定する環状のプレート２２と、環状のプレート２２と回転軸３ａの間に嵌める環状のシール部材２３を、収容してある。

下から二番目の空間部２１ｂは、回転駆動装置６を収容してある。回転駆動装置６は、ウォーム機構を用いたものであって、ウォームホイール６ａ、ウォームスピンドル６ｂ、図示しないサーボモータとから構成し、回転軸３ａの外側にウォームホイール６ａを固定し、ウォームホイール６ａの外側にウォームスピンドル６ｂを噛み合わせてある。また、回転軸３ａとウォームホイール６ａの軸線方向の間には、噛み合わせ調整用の間隙部材６ｃを介在してあり、適切な厚みの間隙部材６ｃを採用することによって、ウォームホイール６ａの軸線方向の位置を調整して、適切な噛み合わせ状態とする。なお、ウォームスピンドル６ｂには、図示しないサーボモータの出力軸が連結され、回転軸３ａ（円テーブル３ｂ）の割出角度は、サーボモータの駆動量によって制御される。

下から三番目の空間部２１ｃは、軸受４を収容してある。軸受４は、具体的にはクロスローラベアリングであって、内輪４ａと外輪４ｂの間に図示しない、ころを配置したものである。符号４ｃは、外輪４ｂを固定するための押え板である。

最後に残った一番上の空間部２１ｄは、クランプ装置５の第一例を収容してある。クランプ装置５の第一例は、一端部（図では上端部）をフレーム２に固定するクランプスリーブ７と、クランプスリーブ７の他端部（図では下端部）に軸方向に沿って力を付与して変形させる変形力発生手段８とから構成してある。一番上の空間部２１ｄは、その上側空間をクランプスリーブ７の収容空間とし、その下側空間を変形力発生手段８の収容空間としてある。

変形力発生手段８は、フレーム２内に形成する流体用の流路８ａと、流路８ａの二次側端部のシリンダ室８ａ１に配置するピストン８ｂと、から構成してある。ピストン８ｂは、軸線方向の片側断面エ字状のリングであって、その底面に油圧室となる凹部８ｂ１を同心円状に形成し、内周部と外周部の溝にＯリング９を嵌めてある。Ｏリング９は、ピストン８ｂ以外の箇所にも使用してあり、油漏れを防いである。なお、シリンダ室８ａ１は、一番上の空間部２１ｄの下側空間に相当する。

クランプスリーブ７は、一番上の空間部２１ｄの上側空間（環状空間）に同心円状に収容する円筒部７１と、円筒部７１の一端から外側に突出するフランジ状の固定部７２と、円筒部７１の外周面に円周方向に沿って連続して形成する環状溝７３と、環状溝７３とは反対面のクランプ面７４と、クランプ面７４と環状溝７３の間に備わる変形可能な薄肉部７５と、円筒部７１の他端部に備わる厚肉の変形力作用部７６と、から構成してある。

一方、円テーブル３ｂの下部には、外周端３ｈの下端から半径方向内側に延びる円環状の端面３ｆと、外周端３ｈに対して段差状で軸方向下側に向かって延びるシリンダ部３ｇとを有し、シリンダ部３ｇには、外周端３ｈの外径よりも小径に設けられる第一の外周面３ｊと、この外径よりも幾分か小径で軸方向下側に向かって延びる第二の外周面３ｍとを形成し、第二の外周面３ｍの一部に、後述されるクランプスリーブ７によってクランプされる被クランプ面３ｅを構成する。

他方、クランプスリーブ７は、フレーム２の上端部に組み付けられ、クランプスリーブ７の円筒部７１の内側に、円テーブル３ｂのシリンダ部３ｇを受け入れ可能に設けられる。なお、円テーブル３ｂの第二の外周面３ｍ、換言すれば被クランプ面３ｅは、後述する定常状態では、クランプスリーブ７のクランプ面７４との間で接触しないようにこれよりも幾分か小径の、いわゆる逃げ面を構成する。

クランプスリーブ７の円筒部７１は、その両端部（上端部と下端部）を厚肉部として形成し、また両端部の間の領域には、外周側より環状溝７３が設けられていて、円筒部７１の内周面とにより画定される薄肉部７５を形成する。円筒部７１の厚肉部の内周面が、軸方向の一部の領域で円テーブル３ｂの外周面との間に微少な隙間を有するように設けられる。円テーブル３ｂのシリンダ部３ｇの第一の外周面３ｊには、軸方向の領域の中央付近に円周方向に延びる外向溝３ｋを円筒部７１に対向させて刻設し、外向溝３ｋには、Ｏリング９、リング７１ｂの順にそれぞれ嵌め、リング７１ｂの外周面が、円筒部７１の厚肉部の内周に非常に軽く接触するように設けてある。円筒部７１の内周とリング７１ｂの外周部との接触が非常に軽いため、回転軸３ａの回転は妨げられない。なお、クランプスリーブ７における円筒部７１と固定部７２の境界は、明確に定められず、円筒部７１の一端部が環状溝７３の一部を形成する程度にあれば、それよりも上側部分を固定部７２として把握することも問題ない。

円筒部７１の下端部は、円テーブル３ｂの回転を妨げないように、円テーブル３ｂの第二の外周面３ｍとの間、好ましくはフレーム２の内周面との間にも、隙間が設けられる。

固定部７２は、断面形状としてみたときに、その半径方向外側部分が円テーブル３ｂよりも突出するように設けられ、また半径方向内側部分が円テーブル３ｂの第一の外周面３ｊに対向するように配置されている。固定部７２の半径方向外側部分では、円周方向に間隔をおいて配設される複数のボルト等を介しフレーム２に固定してある。また、固定部７２の上端面は、円テーブル３ｂの端面３ｆとの間に、回転を妨げない程度に微少の隙間が設けられている。この隙間から切粉等の異物の侵入を防ぐため、固定部７２の上端面と円テーブル３ｂの端面３ｆとの双方に、第一溝７２ａ、第二溝７２ｂを別々に向かい合わせて同心状に形成し、第一溝７２ａと第二溝７２ｂとに跨って延びる例えば合成樹脂等を材料とする別のリング７２ｃを、第二溝７２ｂに嵌め合わせつつ他方の第一溝７２ａの底部に軽く接触する状態に収容してある。また、フレーム２の上端面には、段部２ｂが形成されるとともに、段部２ｂと固定部７２の下端面との間にＯリング９を配置し、この隙間からの切粉等の異物の侵入や油漏れを防ぐ。

環状溝７３は、薄肉部７５の外周部を形成するものであって、その側周面（図示の上下面）と底面を繋ぐ部分に、緩やかなＲ（丸み）をつけて連続するものである。また、底面は、薄肉部７５の両端から中心に向かうにつれて被クランプ面３ｅに近づくように、山型というか弧状に内側に張り出して湾曲する片側断面弧状に形成してある。

クランプ面７４は、薄肉部７５の内周部を形成するものであって、Ｒが無いこと以外は環状溝７３と同様の形状である。クランプ面７４のうち上下端部は、厳密にはクランプする部分ではなく、逃げ面７５ｂとなっている。

薄肉部７５は、円筒部７１の軸線方向中間部に相当するもので、被クランプ面３ｅに向かって山型というか弧状に張り出す形状に形成してある。詳細に言えば、図２に示すように薄肉部７５は、被クランプ面３ｅが軸線方向に平行である場合に、前記軸線方向の断面における肉厚の中間点の軌跡である軸線方向全域の中間線７５ａが、次の第一条件、第二条件を満たす形状をなすように形成されている。

第一条件は、前記中間線７５ａを軸線方向に５等分する５つの領域Ａ〜Ｅに分け、５つの領域を一端から他端に向かって端部領域Ａ、中間領域Ｂ、中央領域Ｃ、中間領域Ｄ、端部領域Ｅとし、各領域内の中間線７５ａを回転体半径方向で平均した平均軌跡を形成し、各領域の平均軌跡と回転体３の被クランプ面３ｅとの距離ＬＡ〜ＬＥを、中央領域Ｃにおける距離ＬＣ、中間領域Ｂおよび中間領域Ｄにおける距離ＬＢ、ＬＤ、端部領域Ａおよび端部領域ＬＥにおける距離ＬＡ，ＬＥの順に大きくすることである。これにより、クランプスリーブ７の薄肉部７５には、圧縮方向に変形させる力が働くと、薄肉部７５は、領域全体的にそれの中間線７５ａの曲率がさらに変わるように変形する。

第二条件は、５つの領域の中間線７５ａの回転体半径方向における変化量ΔＡ〜ΔＥが、中央領域Ｃにおける変化量ΔＣ、中間領域Ｂおよび中間領域Ｄにおける変化量ΔＢ、ΔＤ、端部領域Ａおよび端部領域Ｅにおける変化量ΔＡ，ΔＥの順に大きくしてあることである。さらに、そのように設けられることにより、薄肉部７５は、領域全体的に、より確実に変形するようになる。

また、図１の薄肉部７５は、その軸線方向全域の中間線７５ａが、全体的に連続する弓状の曲線形状をなすように、環状溝７３の底面およびクランプ面７４が設けられているとも言える。

変形力作用部７６は、円筒部７１の他端部に相当するものであって、その内周部および外周部を、円テーブル３ｂおよびフレーム２から隙間をおいて設けてある。変形力作用部７６はその下端面に配置されたピストン８ｂによって押し込まれるが、内外に隙間のあることで、上下動しやすくなっている。なお、クランプスリーブ７やピストン８ｂは、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の合金鋼とし切削加工等により製作され、円テーブル３ｂやフレーム２の金属材料として、例えば機械構造用炭素鋼などの鋼材あるいは鋳鉄とし切削加工により製作される。

上述したクランプ装置５の第一例は、クランプ時にはフレーム２の外側から流路８ａに油を所定圧力で供給すると、ピストン８ｂが上昇してクランプスリーブ７の変形力作用部７６を押し込んで、クランプスリーブ７の薄肉部７５に対し圧縮方向に変形させる力が働く。薄肉部７５の中間線７５ａが上記した第一条件を満たすように、環状溝７３の底面およびクランプ面７４が設けられているため、圧縮方向の力を受けると、薄肉部７５は、領域全体的にそれの中間線７５ａの曲率がさらに小さくなるように変形する。この変形状態では、薄肉部７５のクランプ面７４が回転体３の被クランプ面３ｅに近づく方向に確実に進出して、最終的にはその変形によって被クランプ面３ｅを外周から挟み込む。流路８ａに供給する油圧は、変形力によって薄肉部７５が座屈して折れ曲がらない程度に設定しておく。

一方、アンクランプ時には流路８ａに供給する油の圧力を解放すると、ピストン８ｂを介して薄肉部７５の圧縮方向に働く力が減少され、クランプスリーブ７（薄肉部７５）の復元力によってピストン８ｂが下降し、薄肉部７５は、領域全体的にそれの中間線７５ａの曲率がもとの大きい状態に戻るように変形し、薄肉部７５のクランプ面７４が回転体３の被クランプ面３ｅから後退して回転軸３ａを回転可能な状態にする。図１は、クランプ装置５の定常状態を示しており、ピストン８ｂが下降した状態でクランプ面７４と被クランプ面３ｅが離間している、あるいは非常に軽く接触しているアンクランプ状態を示している。

クランプ装置５の第二例は、図３に示すように、クランプスリーブ７が固定部７２と円筒部７１を別体品としたものである。固定部７２は、半径方向内側部分が円筒部７１に向かって突出した片側断面Ｌ字状となっている。円筒部７１は、片側断面が左右対称形状の内側体７１ｃと外側体７１ｄを内外に突き合わせて片側断面樽状に設けたものである。内側体７１ｃの形状は第一例の円筒部７１の形状に相当する。

上述したクランプ装置５の第二例は、クランプ時には流路８ａに油を所定圧力で供給し、ピストン８ｂの上昇によって内側体７１ｃおよび外側体７１ｄを圧縮方向に変形させる。この変形状態では、内側体７１ｃと外側体７１ｄとの樽状断面が内側と外側にそれぞれ膨張するものとなり、内側体７１ｃは回転軸３ａの被クランプ面３ｅを挟持し、外側体７１ｄはフレーム２と密着して内側体７１ｃを軸方向の両端で支えるものとなる。図３は、定常状態を示しており、油圧の開放にともなうピストン８ｂの下降状態でアンクランプ状態を示している。

クランプ装置５の第三例は図４に示すように、クランプスリーブ７とピストン８ｂを一体品とし、かつ、定常状態の場合には薄肉部７５の復元力によって、円テーブル３ｂを常時クランプするものとし、補助的にピストン８ｂの他端部（反円筒部側）から流路８ａに圧油を供給する。つまり、クランプスリーブ７は、円テーブル３ｂに対して、いわゆる嵌まり締めの状態となっており、また必要に応じて適宜圧油を供給することで適したクランプ力が得られるようになっている。また、薄肉部７５で円テーブル３ｂをアンクランプする場合、流路８ａへの圧油を開放するとともに、ピストン８ｂの一端側（円筒部７１側）に通じるアンクランプ用通路８ｃから圧油を供給する。アンクランプ用通路８ｃは、流路８ａとは隔絶してフレーム２内に形成してある。なお、図４は、アンクランプの状態を示している。

クランプ装置５の第四例は、図５に示すように、第三例と異なる点は、クランプスリーブ７の薄肉部７５の形状を所々肉厚を変えた片側断面波状にし、軸線方向に複数個所でクランプする点である。

ここでの薄肉部７５は、その内周部および外周部の双方に断面Ｃ字状の小溝７５ｃを同心円状に且つ軸線方向に亘って間隔をおいて千鳥状（互い違い）に設けてある。詳述すると、薄肉部７５の内周部は、小溝７５ｃを軸線方向両側に間隔をおいて対称的に設け、小溝７５ｃよりも端側を片側断面山型の膨らみに形成してある。薄肉部７５の外周部は、片側断面弓状に形成し、軸線方向中央に小溝７５ｃを設けてある。

クランプスリーブ７は図６に示すように、数種類の変形例がある。なお、（ハ）図以外は、中間線７５ａを明示するためにハッチングを省略してある。図６（イ）のクランプスリーブ７は、環状溝７３の側周面に対して開口側に向かって広がる傾斜を設けてあることが、第一例のクランプスリーブ７と相違する。また、クランプスリーブ７の薄肉部７５は、円形、或いは楕円形の弧状に形成してある。

図６（ロ）のクランプスリーブ７は、薄肉部７５の内周部にのみ複数の小溝７５ｃを、軸線方向に沿って間隔をおいて同心円状に設けたことが、図６（イ）のクランプスリーブ７と相違する。小溝７５ｃは、図では断面Ｃ字状であるが、角形、くさび形など他形状であっても良い。

図６（ハ）のクランプスリーブ７は、薄肉部７５に、軸線方向に延びるスリット７５ｄを、円筒部７１の円周方向に等間隔をおいて設けたことが、図６（イ）のクランプスリーブ７と相違する。このように軸方向に延びるスリット７５ｄを円周方向に複数設けたり、あるいは、図６（ロ）、（ハ）、また後述する図６（ニ）のように円周方向に溝を設けることにより、クランプ面７４が回転体３の被クランプ面３ｅに近づく方向への変形がより小さい力で行うことが可能になる。

図６（ニ）のクランプスリーブ７は、薄肉部７５の内周面だけでなく外周面にも複数の小溝７５ｃを設けてあることが、図６（ロ）のクランプスリーブ７と相違する。

図６（ホ）のクランプスリーブ７は、薄肉部７５を起伏の無い波状として、ほぼ均一の肉厚で形成したことが、クランプ装置５の第四例で用いたクランプスリーブ７と相違する。

図６（ヘ）のクランプスリーブ７は、薄肉部７５の内周部を軸線方向に平行なクランプ面７４とし、環状溝７３の溝幅を深さ方向に均一に設けたことが図６（イ）のクランプスリーブ７と相違する。

図７のクランプスリーブ７は、リング状の複数の部品を上下に並べて組付けて一体化したものであり、ボルトを除いて５部品７ａ〜７ｅを用いている。真ん中の第一の部品７ａは、元々は円筒状の薄板輪であり、その軸線方向の上下端部を他の部品に固定することによって、軸線方向の中間部を軸線方向に向かって凹ませて片側断面弧状とした薄肉部７５を構成するものである。一番上の大きな第二の部品７ｂは、大部分が固定部７２となり、残りの部分が薄板輪の一端部の内周面を載せる土台となる。上から二番目の第三の部品７ｃは、薄板輪の一端部の外周面を抑える止め具である。第二の部品７ｂと第三の部品７ｃをボルトで固定することによって、両部品７ｂ、７ｃの間に薄板輪の一端部を挟持し、固定部７２だけでなく、円筒部７１の一端部を形成し、両部品７ｂ、７ｃの間に薄板輪の一端部の上保持空間７ｆを形成し、上保持空間７ｆの形状を薄板輪の一端部の形状に合わせてある。一番下の第四の部品７ｄは、薄板輪の他端部（図示の下端部）の内周面を載せる土台である。また、下から二番目の第五の部品７ｅは、薄板輪の他端部の外周面を抑える止め具である。第四の部品７ｄと第五の部品７ｅをボルトで固定することによって変形力作用部７６を構成し、また、第四の部品７ｄと第五の部品７ｅの間に薄板輪の他端部の下保持空間７ｇを形成し、下保持空間７ｇの形状を、薄板輪の他端部の形状に合わせてある。

本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記した実施例は、内側にある回転軸３ａを、クランプスリーブ７によって外側から挟持するように設けているが、これらの内外関係を逆にする割出装置１、すなわち回転体３の回転軸３ａを円筒状に設け、その回転軸３ａをクランプスリーブ７によって内側から挟持する割出装置１にも適用可能である。また、回転体３の駆動には、ウォーム機構を用いて間接的に駆動しているが、直接駆動機構、いわゆる回転軸３ａとフレーム２との間の空間に組み込まれたＤＤモータを用いるものであっても良い。

また、割出装置１は、その使用時に停電が発生して油圧が低下した場合に、回転軸３ａの回転を自動的に停止させるために、前述した第三例、第四例と同様の、いわゆる嵌まり締めの構成を用いるクランプ装置５を用いるものであっても良い。

なお、割出装置１は、インデックステーブルに限らず、五軸加工機のいわゆるＵ軸ヘッド（工具が取り付けられるスピンドルヘッドを割り出し駆動する加工軸ヘッド）にも適用可能である。

本発明のクランプ装置の第一例を示す断面図である。 図１のクランプスリーブの説明図である。 本発明のクランプ装置の第二例を示す断面図である。 本発明のクランプ装置の第三例を示す断面図である。 本発明のクランプ装置の第四例を示す断面図である。 （イ）〜（ヘ）図は、クランプスリーブの他の例を示す要部片側断面図である。 クランプスリーブの変形例を示す要部片側断面図である。

符号の説明

１ 割出装置、２ フレーム、２ａ 収容室、２ｂ 段部
２１ａ 空間部、２１ｂ 空間部、２１ｃ 空間部、２１ｄ 空間部（環状空間）、
２２ プレート、２３ シール部材、
３ 回転体、３ａ 回転軸、３ｂ 円テーブル、３ｃ 軸用貫通孔、３ｄ テーブル用貫通孔、３ｅ 被クランプ面、３ｆ 端面、３ｇ シリンダ部、３ｈ 外周端、３ｊ 第一の外周面、３ｍ 第二の外周面、３ｋ 外向溝 、３ｍ 逃げ面、
４ 軸受、４ａ 内輪、４ｂ 外輪、４ｃ 押え板、
５ クランプ装置、
６ 回転駆動装置、６ａ ウォームホイール、６ｂ ウォームスピンドル、６ｃ 間隙部材、
７ クランプスリーブ
７ａ 第一の部品、７ｂ 第二の部品、７ｃ 第三の部品、７ｄ 第四の部品、７ｅ 第五の部品、
７ｆ 上保持空間、７ｇ 下保持空間
７１ 円筒部、７１ｂ リング、７１ｃ 内側体、７１ｄ 外側体
７２ 固定部、７２ａ 第一溝、７２ｂ 第二溝、７２ｃ リング、
７３ 環状溝、７４ クランプ面、７５ 薄肉部、７５ａ 中間線、７５ｂ 逃げ面、７５ｃ 小溝、７５ｄ スリット、
７６ 変形力作用部
８ 変形力発生手段、８ａ 流路、８ａ１ シリンダ室、８ｂ ピストン、８ｂ１ 凹部、８ｃ アンクランプ用通路、
９ Ｏリング

Claims (8)

1. 回転体（３）とフレーム（２）との間の環状空間（２１ｄ）に配置される円筒部（７１）と、円筒部の内周部または外周部のうち回転体の軸方向に延びる環状面であると共に軸線方向に平行である被クランプ面（３ｅ）に対向する周部に設けられるクランプ面（７４）と、クランプ面が設けられる円筒部の周部とは反対側の周部に円周方向に沿って連続して設けられる環状溝（７３）と、クランプ面と環状溝の底面とで画定される薄肉部（７５）と、円筒部の一端部に設けられるフレームへの固定部（７２）とを有するクランプスリーブにおいて、
   円筒部の他端部には、軸線方向に加わる圧縮方向または引張り方向の力を受ける変形力作用部（７６）が設けられ、
   薄肉部は、前記軸線方向の断面における肉厚の中間点の軌跡である軸線方向全域の中間線（７５ａ）が、第一条件を満たす形状をなすように形成され、
   該第一条件は、前記中間線を軸線方向に５等分する５つの領域に分け、５つの領域を中央から端に向かって中央領域、中間領域、端部領域とし、各領域内の中間線を回転体半径方向で平均した平均軌跡と回転体の被クランプ面との距離が中央領域、中間領域、端部領域の順に大きくなる、であることを特徴とするクランプスリーブ。
2. 薄肉部は、軸線方向全域の中間線が、第二条件を満たす形状をなすように形成され、
   該第二条件は、５つの領域の中間線の回転体半径方向における変化量が、中央領域、中間領域、端部領域の順に大きくなる、であることを特徴とする請求項１記載のクランプスリーブ。
3. 薄肉部の軸線方向全域の中間線が、全体的に連続する曲線形状をなすように、環状溝の底面またはクランプ面が設けられることを特徴とする請求項２記載のクランプスリーブ。
4. 環状溝の底面は、薄肉部の両端から中心に向かうにつれて、回転体の被クランプ面に近づくように設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項に記載のクランプスリーブ。
5. クランプ面は、薄肉部の両端から中心に向かうにつれて、回転体の被クランプ面に近づくように設けられることを特徴とする請求項４記載のクランプスリーブ。
6. 薄肉部には、円周方向に間隔をおいてスリット（７５ｄ）が複数設けられることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項に記載のクランプスリーブ。
7. 回転体（３）とフレーム（２）との間の環状空間（２１ｄ）に収容されるクランプスリーブ（７）と、クランプスリーブに力を作用させる変形力発生手段（８）とからなり、
   クランプスリーブは、環状空間に配置される円筒部（７１）と、円筒部の内周部または外周部のうち回転体の軸方向に延びる環状面であると共に軸線方向に平行である被クランプ面（３ｅ）に対向する周部に設けられるクランプ面（７４）と、クランプ面が設けられる円筒部の周部とは反対側の周部に円周方向に沿って連続して設けられる環状溝（７３）と、クランプ面と環状溝の底面とで画定される薄肉部（７５）と、円筒部の一端部に設けられるフレームへの固定部（７２）とを有する、割出装置のクランプ装置において、
   クランプスリーブは、円筒部の他端部には、軸線方向に加わる引張り方向の力を受ける変形力作用部（７６）が設けられ、
   薄肉部は、前記軸線方向の断面における肉厚の中間点の軌跡である軸線方向全域の中間線（７５ａ）が、第一条件を満たす形状をなすように形成され、
   該第一条件は、前記中間線を軸線方向に５等分する５つの領域に分け、５つの領域を中央から端に向かって中央領域、中間領域、端部領域とし、各領域内の中間線を回転体半径方向で平均した平均軌跡と回転体の被クランプ面との距離が中央領域、中間領域、端部領域の順に大きくなる、であり、
   クランプスリーブは、環状空間に収容された状態において、変形力発生手段を介し変形力作用部に引張り方向への所定量の力が加えられたとき、薄肉部のクランプ面が回転体の被クランプ面から離れる方向に後退して回転体をアンクランプ状態とし、
   変形力発生手段からの変形力作用部への力が解放されたときには、復元力によって薄肉部のクランプ面が回転体の被クランプ面を押圧する方向に進出して回転体をクランプ状態にすることを特徴とする割出装置のクランプ装置。
8. 回転体（３）とフレーム（２）との間の環状空間（２１ｄ）に収容されるクランプスリーブ（７）と、クランプスリーブに力を作用させる変形力発生手段（８）とからなり、
   クランプスリーブは、環状空間に配置される円筒部（７１）と、円筒部の内周部または外周部のうち回転体の軸方向に延びる環状面であると共に軸線方向に平行である被クランプ面（３ｅ）に対向する周部に設けられるクランプ面（７４）と、クランプ面が設けられる円筒部の周部とは反対側の周部に円周方向に沿って連続して設けられる環状溝（７３）と、クランプ面と環状溝の底面とで画定される薄肉部（７５）と、円筒部の一端部に設けられるフレームへの固定部（７２）とを有する、割出装置のクランプ装置において、
   クランプスリーブは、円筒部の他端部には、軸線方向に加わる圧縮方向の力を受ける変形力作用部（７６）が設けられ、
   薄肉部は、前記軸線方向の断面における肉厚の中間点の軌跡である軸線方向全域の中間線（７５ａ）が、第一条件を満たす形状をなすように形成され、
   該第一条件は、前記中間線を軸線方向に５等分する５つの領域に分け、５つの領域を中央から端に向かって中央領域、中間領域、端部領域とし、各領域内の中間線を回転体半径方向で平均した平均軌跡と回転体の被クランプ面との距離が中央領域、中間領域、端部領域の順に大きくなる、であり、
   クランプスリーブは、環状空間に収容された状態において、変形力発生手段を介し変形力作用部に圧縮方向への所定量の力が加えられたとき、薄肉部のクランプ面が回転体の被クランプ面に近づく方向に進出して回転体をクランプ状態とし、
   変形力発生手段からの変形力作用部への力が解放されたときには、復元力によって薄肉部のクランプ面が回転体の被クランプ面から離れる方向に後退して回転体をアンクランプ状態にすることを特徴とする割出装置のクランプ装置。
   

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