JP2001341045A - 工作機械、工具の変速装置および工作機械における工具の駆動方法 - Google Patents

工作機械、工具の変速装置および工作機械における工具の駆動方法

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JP2001341045A JP2000163437A JP2000163437A JP2001341045A JP 2001341045 A JP2001341045 A JP 2001341045A JP 2000163437 A JP2000163437 A JP 2000163437A JP 2000163437 A JP2000163437 A JP 2000163437A JP 2001341045 A JP2001341045 A JP 2001341045A
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    • B23Q5/00Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
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    • B23Q5/04Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
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Abstract

(57)【要約】 【課題】発熱や製造コストを抑制しつつ主軸によって駆
動される工具の回転速度を主軸の回転速度に対して変速
することができる工作機械、工具の変速装置および工具
の駆動方法を提供する。 【解決手段】工具を回転自在に保持し工作機械の主軸に
装着される工具の変速装置であって、主軸46に装着さ
れる装着部62と、装着部62および工具を回転自在に
保持するケース65と、ケース65に保持され、主軸4
6の回転力が装着部62を通じて入力される三相同期発
電機70と、ケース65に保持され、発電機70によっ
て発電された電力によって工具を駆動する三相誘導電動
機80とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械、工作機
械に用いられる工具の変速装置、および、工具の駆動方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば、マシニングセンタ等の工具を
回転させる主軸を備えた工作機械では、主軸の最大回転
速度は主軸を回転自在に保持するメインベアリングの構
造や潤滑方式によって決定されるため、この最大回転速
度より増速した回転速度で工具を回転させたい場合に
は、たとえば、増速装置を用いている。増速装置として
は、たとえば、工具を保持し主軸に着脱可能となってお
り、主軸の回転力を遊星歯車機構等の歯車機構によって
増速して工具の回転速度を増速させるものが知られてい
る。たとえば、マシニングセンタにおいて、一時的に主
軸の最大回転速度よりも工具の回転速度を増速させたい
場合には、上記のような増速装置を主軸に対して自動工
具交換装置によって通常の工具と同様に装着し、工具を
高い回転速度で回転させている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な歯車機構による増速装置によって工具を主軸の回転速
度よりも増速する場合に、数万回転〜数十万回転の超高
速回転させると、増速装置の発熱が増大し、加工精度に
影響することがある。また、数万回転〜数十万回転の超
高速回転では、増速装置からの騒音も増大する。さら
に、増速装置は、たとえば、数万回転〜数十万回転の回
転に耐えうる信頼性を必要とするため、比較的製造コス
トが上昇するという不利益も存在した。また、他の増速
方法として、主軸を駆動するモータに高周波モータを使
用し、この高周波モータに特別に用意された制御装置か
ら駆動電流を供給し、主軸を高速回転させる方法が採ら
れる場合がある、しかしながら、この方法では、工具交
換を通常の工具と同様に行うことが難しく、また、設備
コストが比較的高いという不利益が存在する。
【0004】本発明は、上述の問題に鑑みて成されたも
のであって、発熱や製造コストを抑制しつつ主軸によっ
て駆動される工具の回転速度を主軸の回転速度に対して
変速することができる工作機械、工具の変速装置および
工具の駆動方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の工作機械は、主
軸と、前記主軸の回転力によって発電する発電機と、前
記発電機の発電する電力によって駆動される電動機とを
具備する変速手段と、前記変速手段によって保持され、
前記電動機によって駆動される工具とを有する。
【0006】好適には、前記変速手段は、前記主軸の回
転速度に対して前記工具の回転速度を増速させる。
【0007】さらに好適には、前記変速手段は、前記主
軸に着脱可能に装着されている。
【0008】本発明の工作機械は、前記工具を保持する
変速手段を通常の工具と同様に前記主軸に対して着脱す
る自動工具交換装置をさらに有する。
【0009】好適には、前記発電機は、前記主軸の回転
速度に応じた周波数の電圧を前記電動機に供給し、前記
電動機は、前記周波数に応じた回転速度で回転する。
【0010】前記発電機は、三相同期発電機であり、前
記電動機は、三相誘導電動機である。
【0011】前記主軸の回転速度と前記工具の回転速度
との変速比は、前記三相同期発電機と前記三相誘導電動
機の極数に基づいて決定されている。
【0012】前記変速手段は、前記主軸に装着される装
着部と、前記装着部および前記工具を回転自在に保持す
るケースと、を備え、前記発電機および前記電動機は、
前記ケースに保持されている。
【0013】前記ケースは、前記装着部が前記主軸に装
着されることにより前記主軸の回転に対して当該ケース
の回転を規制する回転規制部材を備えている。
【0014】本発明の工具の変速装置は、工具を回転自
在に保持し工作機械の主軸に装着される工具の変速装置
であって、前記主軸に装着される装着部と、前記装着部
および前記工具を回転自在に保持するケースと、前記ケ
ースに保持され、前記主軸の回転力が前記装着部を通じ
て入力される発電機と、前記ケースに保持され、前記発
電機によって発電された電力によって前記工具を駆動す
る電動機とを有する。
【0015】前記ケースは、前記装着部が前記主軸に装
着されることにより前記主軸の回転に対して当該ケース
の回転を規制する回転規制部材を備えている。
【0016】本発明の工具の変速装置は、好適には、前
記主軸の回転速度に対して前記工具の回転速度を増速さ
せる。
【0017】前記装着部は、前記主軸に着脱自在となっ
ている。
【0018】前記発電機は、前記主軸の回転速度に応じ
た周波数の電圧を前記電動機に供給し、前記電動機は、
前記周波数に応じた回転速度で回転する。
【0019】前記発電機は、三相同期発電機であり、前
記電動機は、三相誘導電動機である。
【0020】前記主軸の回転速度と前記工具の回転速度
との変速比は、前記三相同期発電機と前記三相誘導電動
機の極数に基づいて決定されている。
【0021】本発明の工具の駆動方法は、工作機械の主
軸によって駆動される工具の駆動方法であって、工作機
械の主軸の回転力を発電機に供給して発電し、当該発電
した電力によって工具に連結された電動機を駆動して前
記主軸に対する前記工具の回転速度を変速する。
【0022】本発明の工具の駆動方法は、前記発電機、
電動機および工具を前記主軸に対して着脱可能な変速装
置としてユニット化する。
【0023】本発明の工具の駆動方法は、好適には、前
記発電機に三相同期発電機を用い、前記電動機に三相誘
導電動機を用いる。
【0024】前記主軸の回転速度と前記工具の回転速度
との変速比は、前記三相同期発電機と前記三相誘導電動
機の極数に基づいて決定する。
【0025】本発明の工具の駆動方法は、前記変速装置
を前記主軸に対して着脱される通常の工具と同様に前記
主軸に対して自動交換する。
【0026】本発明の工具の駆動方法は、前記工具の回
転速度を前記主軸の回転速度によって制御する。
【0027】本発明では、主軸を回転すると、発電機が
発電する。発電機の発電した電力は、電動機に供給さ
れ、この電動機によって工具が駆動される。この発電機
と電動機の特性に応じて工具の回転速度は主軸の回転速
度に対して変速する。このように、本発明では、歯車機
構等の機械的な伝達要素を使用せず、主軸に対する工具
の回転速度を変速するため、発熱が少なく、また、低コ
スト化が可能になる。たとえば、発電機に三相同期発電
機を用いると、主軸の回転によりこの三相同期発電機の
発生する誘起電圧の周波数は主軸の回転速度に比例す
る。一方、電動機に三相誘導電動機を用いると、この三
相誘導電動機の回転速度は供給される電圧の周波数に略
比例する。このため、発電機に三相同期発電機、電動機
に三相誘導電動機を用いることで、主軸の回転速度に対
する工具の回転速度の変速比を容易に制御することがで
きる。さらに、三相同期発電機および三相同期発電機の
極数を適宜選択することで、主軸の回転速度に対する工
具の回転速度の増速比または減速比を任意に設定するこ
とができる。
【0028】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は、本発明が適用され
る工作機械の一例としてのマシニングセンタの構成図で
ある。図1においてマシニングセンタ1は、門型のコラ
ム38の各軸によって両端部を移動可能に支持されたク
ロスレール37を備えており、このクロスレール37上
を移動可能に支持されたサドル44を介してラム45が
鉛直方向(Z軸方向)に移動可能に設けられている。
【0029】サドル44には、水平方向にクロスレール
37内を通じて図示しないねじ部が形成されており、こ
れに外周にねじ部が形成された送り軸41が螺合してい
る。送り軸41の一端部には、サーボモータ19が接続
されており、送り軸41はサーボモータ19によって回
転駆動される。送り軸41の回転駆動によって、サドル
44はY軸方向に移動可能となり、これによってラム4
5のY軸方向の移動および位置決めが行われる。
【0030】さらに、サドル44には、鉛直方向に方向
に図示しないねじ部が形成されており、これに外周にね
じ部が形成された送り軸42がねじ込まれている。送り
軸42の端部には、サーボモータ20が接続されてい
る。サーボモータ20によって送り軸42が回転駆動さ
れ、これによりサドル44に移動可能に設けられたラム
45のZ軸方向の移動および位置決めが行われる。
【0031】ラム45内には、主軸モータ31が内蔵さ
れ、この主軸モータ31はラム45に回転自在に保持さ
れた主軸46を回転駆動する。主軸46の先端には、エ
ンドミルなどの工具Tが装着され主軸46の回転によっ
て工具Tが駆動される。ラム45の下方には、テーブル
35がX軸方向に移動可能に設けられている。テーブル
35には、図示しないねじ部が形成されており、これに
X軸方向に沿って設けられた図示しない送り軸が螺合し
ており、この図示しない送り軸にサーボモータ18が接
続されている。テーブル35は、サーボモータ18の回
転駆動によってX軸方向の移動および位置決めが行われ
る。
【0032】また、2本の門型コラム38には、図示し
ないねじ部がそれぞれ形成されており、これに螺合する
送り軸32aをクロスレール昇降用モータ32によって
回転駆動することによりクロスレール37は昇降する。
【0033】自動工具交換装置(ATC)39は、主軸
46に対して各種工具Tを自動交換する。この自動工具
交換装置39は、たとえば、図示しないマガジンに工具
ホルダによって保持された各種工具Tを収納しており、
主軸46に装着された工具Tを図示しない工具交換アー
ムによってマガジンに収納し、必要な工具Tを主軸46
に工具交換アームによって装着する。
【0034】NC装置51は、上記のサーボモータ1
8,19,20、クロスレール昇降用モータ32および
主軸モータ31の駆動制御を行う。NC装置51は、具
体的には、予めNCプログラムで規定されたワークの加
工手順にしたがって、サーボモータ18,19,20に
よる工具Tとワークとの間の位置および速度制御を行
う。また、NC装置51は、NCプログラムにおいて、
たとえば、Sコードで規定された主軸31の回転速度を
解読することにより主軸46の回転速度の制御を行う。
さらに、NC装置51は、NCプログラムにおいて、た
とえば、Mコードで規定れた工具Tの交換を動作を解読
することにより、各種工具Tの自動交換を実行する。
【0035】図2は、本発明の工具の変速装置の一実施
形態の構成を示す断面図である。図2に示す工具の変速
装置61は、上記の主軸46の先端に装着されることに
より本発明の変速手段を構成する。変速装置61は、装
着部62と、ケース部材66,67および68からなる
ケース65と、三相同期発電機70と、三相誘導電動機
80とを備えている。ここで、装着部62は本発明の装
着部の一具体例に対応しており、ケース65は本発明の
ケースの一具体例に対応しており、三相同期発電機70
は本発明の発電機の一具体例に対応しており、三相誘導
電動機80は本発明の電動機に一具体例に対応してい
る。
【0036】装着部62は、把持される把持部62a
と、上記の主軸46の先端部に形成されたテーパスリー
ブ46aに装着されるテーパシャンク部62bと、この
テーパシャンク部62bの先端部に形成されたクランプ
部62cと、ケース部材66に回転自在に保持される軸
部62dとを備えている。
【0037】この装着部62の把持部62aは、上記し
た自動工具交換装置39の工具交換アームによって、自
動工具交換装置39のマガジンから主軸46に装着され
る際および主軸46から自動工具交換装置39のマガジ
ンへ搬送される際に把持される。
【0038】装着部62のテーパシャンク部62bは、
主軸46のテーパスリーブ46aに装着されることによ
って、中心軸が主軸46の中心軸と同心になる。
【0039】装着部62のクランプ部62cは、装着部
62が主軸46のテーパスリーブ46aに装着される
と、主軸46に内蔵された図示しないクランプ機構によ
ってクランプされる。なお、主軸46に内蔵されたクラ
ンプ機構は周知技術であるので詳細については省略す
る。
【0040】装着部62の軸部62dは、ケース部材6
6の内周に複数の転がり軸受72を介して回転自在に保
持されている。
【0041】ケース部材67の内周には、保持部材73
を介して三相同期発電機70および三相誘導電動機80
が保持されている。三相同期発電機70は、入力軸71
が装着部62の軸部62dと同心に連結されており、こ
の三相同期発電機70には主軸46の回転力が装着部6
2を介して入力される。
【0042】三相誘導電動機80は、図示しない3本の
導電ケーブルによって、三相同期発電機70で発電され
た三相交流が供給される。三相誘導電動機80は、三相
同期発電機70から供給される電力によって駆動する。
この三相誘導電動機80の出力軸81は、カップリング
87によって回転軸90に連結されている。
【0043】回転軸90は、ケース部材68の内周に複
数の転がり軸受92を介して回転自在に保持されてい
る。回転軸90の先端側は、ケース部材68に抜け止め
部材94によって抜け止めされている。また、回転軸9
0の先端部には、上記した工具が装着される工具装着部
95が設けられている。この工具装着部95に、たとえ
ば、ドリル等の工具が保持されている。
【0044】一方、ケース部材66、67および68
は、たとえば、ボルト等の締結手段によって連結されて
おり、これらケース部材66、67および68がケース
65を構成している。ケース部材66の外周には、回り
止め部材85が設けられている。この回り止め部材85
は本発明の回転規制部材の一具体例に対応している。回
り止め部材85は、装着部62が主軸46のテーパスリ
ーブ46aに装着されることにより、主軸46側の、た
とえば、ラム45等の非回転部47に形成された嵌合穴
47aに先端85aが挿入される。これにより、ケース
部材66、すなわち、ケース66は、主軸46が回転し
ても回転が規制される。
【0045】ここで、上記構成の変速装置61の動作の
一例について説明する。自動工具交換装置39によっ
て、工具装着部95に工具を保持した変速装置61をマ
シニングセンタ1の主軸46に装着すると、変速装置6
1は、回り止め部材85の先端部85aが非回転部47
の嵌合穴47aに嵌合挿入され、ケース65の回転が規
制される。
【0046】この状態から、主軸46を回転速度N0
回転させると、変速装置61の装着部62が回転し、主
軸46の回転力が三相同期電動機70に伝達される。こ
れにより、三相同期電動機70は三相交流を発電する。
【0047】三相同期電動機70の発生する三相交流の
周波数fは、三相同期電動機70の極数をP1 とし、主
軸46の回転速度をN0 〔rpm〕とすると、次式
(1)によって表される。
【0048】
【数1】 f=P1 ×N0 /120〔Hz〕 …(1)
【0049】したがって、主軸46を回転速度N0 で回
転すると、上記(1)式で表される周波数fの三相交流
電力が三相誘導電動機80に供給される。
【0050】ここで、三相誘導電動機80の極数がP2
とすると、三相誘導電動機80は3相交流の1サイクル
で2/P2 回転することから、三相誘導電動機80の同
期速度N1 は、次式(2)で表される。
【0051】
【数2】 N1 =120×f/P2 〔rpm〕 …(2)
【0052】したがって、主軸46の回転速度N0 に対
する工具の回転速度N1 は次式(3)によって表され
る。
【0053】
【数3】 N1 =N0 ×P1 /P2 〔rpm〕 …(3)
【0054】(3)式からわかるように、主軸46の回
転速度N0 は、上記(3)式で表される回転速度N1
変速される。(3)式で示すように、三相同期発電機7
0の極数P1 と三相誘導電動機80の極数P2 との比を
適宜設定することにより、主軸46の回転速度N0 に対
する工具の回転速度N1 の変速比を任意に設定すること
が分かる。すなわち、主軸46の回転速度N0 を増速し
たい場合には、極数比P1 /P2を1より大きくし、減
速したい場合には、極数比P1 /P2 を1より小さくな
るように、三相同期発電機70の極数P1 および三相誘
導電動機80の極数P2 を予め選択すればよい。
【0055】次に、上記変速装置61を用いた工具の駆
動方法について説明する。たとえば、上記のマシニング
センタ1の主軸46の最大回転速度Nmax が3000r
pmであるとすると、通常の工具を用いたワークの加工
では、主軸46の回転速度は上記の最大回転速度Nmax
の範囲で十分である場合が多い。一方、主軸46の最大
回転速度Nmax が3000rpmのマシニングセンタ1
を使用し、たとえば、ワークにアルミニウム合金材を用
いてこれを高速加工したい場合には、工具の回転速度
を、たとえば、30000rpmに増速させたいような
場合がある。このような場合のために、マシニングセン
タ1の自動工具交換装置39のマガジンに工具装着部9
5に保持した変速装置61を予め収容しておく。なお、
変速装置61は、増速比が10となるように、上記の極
数比P1 /P2 が10である三相同期発電機70および
三相誘導電動機80を内蔵させる。
【0056】自動工具交換装置39によって、主軸46
に通常の工具と同様に変速装置61を自動装着する。主
軸46を主軸モータ31を駆動して回転させるが、変速
装置61に保持された工具の回転速度は、主軸46の回
転速度によって制御する。すなわち、NC装置51にダ
ウンロードするNCプログラムにおいて、主軸46の回
転速度をSコードで指定することにより、変速装置61
に保持された工具の回転速度を規定しておく。たとえ
ば、変速装置61に保持された工具を30000rpm
で回転させたい場合には、NCプログラムにおいてSコ
ードで主軸46の回転速度を3000rpmに指定して
おく。
【0057】主軸46を3000rpmで回転させる
と、三相同期発電機70は主軸46の回転速度および極
数P1 に応じた周波数の三相交流を発生する。三相誘導
電動機80は、三相同期発電機70から供給される三相
交流によって駆動され、変速装置61に保持された工具
は、略30000rpmの回転速度で回転する。これに
より、主軸の最大回転速度Nmax が制限されるマシニン
グセンタ1を使用し、ワークにアルミニウム合金材を用
いても、高速加工が可能となる。
【0058】以上のように、本実施形態によれば、通常
の工具と同様にユニット化された変速装置61に三相同
期発電機70および三相誘導電動機80を内蔵し、三相
同期発電機70で発生した電力で三相誘導電動機80を
駆動することで、主軸46に対する工具の回転速度を増
速させるため、主軸46を高速回転させても歯車装置の
ように発熱が増大せず、加工精度の低下が抑制される。
また、本実施形態では、三相同期発電機70および三相
誘導電動機80を用いて変速するため、歯車装置等の伝
達機構を用いるよりも低コスト化が可能である。
【0059】また、本実施形態によれば、主軸46の回
転速度を増速させる変速装置61を主軸46に対して着
脱自在とし、かつ、自動工具交換装置39によって通常
の工具と同様に交換可能となっているため、工具によっ
て通常の回転速度の範囲の加工を行いながら、工具を高
速回転させる要求に対して即座に対応することができ
る。また、本実施形態によれば、主軸46の回転によっ
て発電した電力によって工具を駆動するため、外部から
駆動電流を供給する必要がなく、この結果、電源供給の
ための結線が必要ない。
【0060】さらに、本実施形態では、発電機として三
相同期発電機70を用い、電動機として三相誘導電動機
80を用いる構成としているため、変速装置61に保持
される工具の回転速度を主軸46の回転速度によって容
易に制御可能となる。すなわち、三相同期発電機70は
主軸46の回転速度に正確に比例した周波数の電圧を発
生し、三相誘導電動機80はこの周波数に比例した回転
速度で工具を駆動することから、主軸46の回転速度お
よび三相同期発電機70と三相誘導電動機80との極数
比により工具の回転速度を容易にかつ正確に制御でき
る。また、三相誘導電動機80にはロータの回転位置を
検出するための位置検出素子が必要ないため、NC装置
51から変速装置61に対して配線が必要なく、変速装
置61を完全に独立化することができ、通常の工具と全
く同様に取り扱うことが可能になる。
【0061】なお、本発明は、上述した実施形態に限定
されない。上述した実施形態では、アルミニウム合金材
の高速加工への適用の場合について説明したが、本発明
は主軸46の回転速度を増速させる必要がある加工であ
ればいずれにも適用可能である。また、上述した実施形
態では、主軸46の回転速度を増速させる場合について
説明したが、主軸46の回転速度を減速させる場合にも
適用可能である。この場合には、主軸46よりも大きな
トルクを工具に作用させることができる。
【0062】また、上述した実施形態では、発電機とし
て三相同期発電機70を用い、電動機として三相誘導電
動機80を用いる場合について説明したが、工具の回転
速度を管理する観点からは不利となるが、たとえば、直
流発電機と直流電動機との組合せによって主軸46の回
転速度を変速する構成を採用することも可能である。す
なわち、直流電動機の回転速度は、直流発電機から供給
される電圧や負荷によって決定されるため、主軸46の
回転速度から工具の回転数を直接的に制御するのは難し
いが、予め直流電動機および直流発電機の出力特性や負
荷特性について測定しておくことにより、直流発電機と
直流電動機との組合せによって主軸46の回転速度を一
定の増速比または減速比で変速することは可能である。
また、他の種類の発電機および電動機を使用することも
可能である。なお、上述した実施形態では、発電機で発
生した電力で直接電動機を駆動する構成としたが、例え
ば、電動機の回転速度を可変速制御するように、発電機
で発生した電力の電動機への供給を制御する制御回路を
変速装置に備える構成とすることも可能である。
【0063】
【発明の効果】本発明によれば、発熱を抑制しつつ主軸
によって駆動される工具の回転速度を主軸の回転速度に
対して変速することができる。この結果、工具を超高速
回転しても、加工精度の低下を防ぐことができる。ま
た、本発明によれば、主軸の回転力によって発電する発
電機と、この発電機で発電された電力によって工具を駆
動する電動機とによって工具の変速を行うので、歯車機
構等の増速装置と比較して低コスト化でき、また、構成
を簡略化することができる。また、本発明によれば、変
速装置をユニット化することにより、通常の工具と同様
に自動交換が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される工作機械の一例としてのマ
シニングセンタの構成図である。
【図2】本発明の変速装置の一実施形態を示す断面図で
ある。
【符号の説明】
1…マシニングセンタ 31…主軸モータ 39…自動工具交換装置 46…主軸 51…NC装置 61…変速装置 62…装着部 65…ケース 66,67,68…ケース部材 70…三相同期発電機 71…入力軸 80…三相誘導電動機 81…出力軸 95…工具装着部

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主軸と、 前記主軸の回転力によって発電する発電機と、前記発電
    機の発電する電力によって駆動される電動機とを具備す
    る変速手段と、 前記変速手段によって保持され、前記電動機によって駆
    動される工具とを有する工作機械。
  2. 【請求項2】前記変速手段は、前記主軸の回転速度に対
    して前記工具の回転速度を増速させる請求項1に記載の
    工作機械。
  3. 【請求項3】前記変速手段は、前記主軸に着脱可能に装
    着されている請求項1または2に記載の工作機械。
  4. 【請求項4】前記工具を保持する変速手段を通常の工具
    と同様に前記主軸に対して着脱する自動工具交換装置を
    さらに有する請求項1〜3のいずれかに記載の工作機
    械。
  5. 【請求項5】前記発電機は、前記主軸の回転速度に応じ
    た周波数の電圧を前記電動機に供給し、 前記電動機は、前記周波数に応じた回転速度で回転する
    請求項1〜4のいずれかに記載の工作機械。
  6. 【請求項6】前記発電機は、三相同期発電機であり、 前記電動機は、三相誘導電動機である請求項1〜5のい
    ずれかに記載の工作機械。
  7. 【請求項7】前記主軸の回転速度と前記工具の回転速度
    との変速比は、前記三相同期発電機と前記三相誘導電動
    機の極数に基づいて決定されている請求項6に記載の工
    作機械。
  8. 【請求項8】前記変速手段は、 前記主軸に装着される装着部と、 前記装着部および前記工具を回転自在に保持するケース
    と、を備え、 前記発電機および前記電動機は、前記ケースに保持され
    ている請求項1〜7のいずれかに記載の工作機械。
  9. 【請求項9】前記ケースは、前記装着部が前記主軸に装
    着されることにより前記主軸の回転に対して当該ケース
    の回転を規制する回転規制部材を備えている請求項8に
    記載の工作機械。
  10. 【請求項10】工具を回転自在に保持し工作機械の主軸
    に装着される工具の変速装置であって、 前記主軸に装着される装着部と、 前記装着部および前記工具を回転自在に保持するケース
    と、 前記ケースに保持され、前記主軸の回転力が前記装着部
    を通じて入力される発電機と、 前記ケースに保持され、前記発電機によって発電された
    電力によって前記工具を駆動する電動機とを有する工具
    の変速装置。
  11. 【請求項11】前記ケースは、前記装着部が前記主軸に
    装着されることにより前記主軸の回転に対して当該ケー
    スの回転を規制する回転規制部材を備えている請求項1
    0に記載の工具の変速装置。
  12. 【請求項12】前記主軸の回転速度に対して前記工具の
    回転速度を増速させる請求項10または11に記載の工
    具の変速装置。
  13. 【請求項13】前記装着部は、前記主軸に着脱自在とな
    っている請求項10〜12のいずれかに記載の工具の変
    速装置。
  14. 【請求項14】前記発電機は、前記主軸の回転速度に応
    じた周波数の電圧を前記電動機に供給し、 前記電動機は、前記周波数に応じた回転速度で回転する
    請求項10〜13のいずれかに記載の工具の変速装置。
  15. 【請求項15】前記発電機は、三相同期発電機であり、 前記電動機は、三相誘導電動機である請求項10〜14
    のいずれかに記載の工具の変速装置。
  16. 【請求項16】前記主軸の回転速度と前記工具の回転速
    度との変速比は、前記三相同期発電機と前記三相誘導電
    動機の極数に基づいて決定されている請求項15に記載
    の工具の変速装置。
  17. 【請求項17】工作機械の主軸によって駆動される工具
    の駆動方法であって、 工作機械の主軸の回転力を発電機に供給して発電し、当
    該発電した電力によって工具に連結された電動機を駆動
    して前記主軸に対する前記工具の回転速度を変速する工
    具の駆動方法。
  18. 【請求項18】前記発電機、電動機および工具を前記主
    軸に対して着脱可能な変速装置としてユニット化する請
    求項17に記載の工具の駆動方法。
  19. 【請求項19】前記発電機に三相同期発電機を用い、 前記電動機に三相誘導電動機を用いる請求項17または
    18に記載の工具の駆動方法。
  20. 【請求項20】前記主軸の回転速度と前記工具の回転速
    度との変速比は、前記三相同期発電機と前記三相誘導電
    動機の極数に基づいて決定する請求項19に記載の工具
    の駆動方法。
  21. 【請求項21】前記変速装置を前記主軸に対して着脱さ
    れる通常の工具と同様に前記主軸に対して自動交換する
    請求項18〜20のいずれかに記載の工具の駆動方法。
  22. 【請求項22】前記工具の回転速度を前記主軸の回転速
    度によって制御する請求項17〜21のいずれかに記載
    の工具の駆動方法。
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