JP5685472B2 - 工作機械のアタッチメント - Google Patents

Description

本発明は、工作機械の主軸に取付け可能なメインユニットと、工具の装着が可能な主軸ユニットとを備え、主軸ユニットがメインユニットに対して旋回可能な工作機械のアタッチメントに関する。

従来より、旋盤、フライス盤または複合加工機などの工作機械において、工作機械の主軸の延びる向きと異なる回転軸回りに工具を回転させる場合には、ユニバーサルアタッチメントが用いられる。ユニバーサルアタッチメントは、例えば、特許文献１に記載されているように、工作機械の主軸周辺のラムなどの送り台に取り付けられる本体部分と、当該本体部分に対して旋回可能に連結された工具取付部とを備えている。本体部分は、工作機械の主軸の回転駆動を受けて回転する水平回転軸を備えている。工具取付部は、本体部分の水平回転軸の回転駆動を受けて回転する工具取付軸を備えている。工具取付軸の端部には工具が取り付けられる。

また、特許文献１記載のユニバーサルアタッチメントは、工具取付部を本体部分の水平回転軸を中心に割出し旋回駆動させるために、割り出し回転駆動装置を備えている。この割り出し回転駆動装置は、水平回転軸の内部を通る回動軸を介して工具取付部の割り出し旋回駆動を行う。

さらに、このユニバーサルアタッチメントは、工具取付部を割り出し旋回後の位置で固定するための回動ロック装置を備えている。この回動ロック装置は、一対のカービックカップリングと、これら一対のカービックカップリングの噛合および解除を行うエアシリンダ装置とからなる。

特開２００８−２７２８８９号公報

しかし、特許文献１記載のようなユニバーサルアタッチメントの場合、工具取付部を割り出し旋回させるための専用の回転駆動装置を工作機械の主軸とは別に必要とするため、機構が複雑になるとともにアタッチメントの小型化が難しいという問題がある。

また、割り出し旋回専用の回転駆動装置を省略した構成として、工作機械の主軸の駆動力を用いて、通常動作における工具取付軸の回転駆動だけでなく、工具取付部の割り出し旋回も行うことができるように、動力伝達経路が切り換え可能なアタッチメントが考えられる。

そのようなアタッチメントの場合、工具取付軸を回転駆動するための動力伝達経路と工具取付部を割り出し旋回させるための動力伝達経路とを択一的に切り換える必要があるため、伝達経路を切り換える瞬間にはいずれの経路にならない中立状態にする必要がある。したがって、このような切り換え可能なアタッチメントでは、動力伝達を中立にするためのクラッチ機構が必要になり、機構が複雑になるとともにアタッチメントの小型化が困難になる。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、工作機械の主軸の駆動力を利用して工具取付部分の旋回が可能であり、しかも小型化を達成した工作機械のアタッチメントを提供することを目的とする。

上記課題を解決するためのものとして、本発明の工作機械のアタッチメントは、回転駆動する主軸および当該主軸の周辺に配置されたアタッチメント取付部分を有する工作機械に接続可能であり、前記主軸の回転駆動力を工具に伝達するアタッチメントにおいて、前記工作機械に接続可能なメインユニットと、当該メインユニットに対して相対的に旋回可能に連結された主軸ユニットとを備えており、前記メインユニットは、前記アタッチメント取付部分に固定可能な形状を有するアタッチメント本体と、前記アタッチメント本体に回転自在に支持され、前記主軸からの回転駆動力を受けて回転可能な第１回転軸と、前記第１回転軸に対して当該第１回転軸の軸方向へ相対的に移動可能でかつ相対的な回転が規制されるように、前記第１回転軸の端部に連結された第２回転軸と、前記第２回転軸を回転自在に支持する円筒状のスリーブとを備えており、前記スリーブは、第１回転軸の回転軸回りに回転自在でかつ前記軸方向へ移動できるように、前記アタッチメント本体に支持され、前記主軸ユニットは、前記スリーブの端部に連結された主軸ユニット本体と、当該主軸ユニット本体に回転自在に支持され、前記第２回転軸を介して前記回転駆動力を受けて回転可能であり、前記工具を取り付けることが可能な形状を有するアタッチメント主軸とを備えており、さらに、前記メインユニットは、前記スリーブを前記第１回転軸の軸線上に沿って往復直線移動させる直線移動機構と、前記スリーブを前記第１回転軸に対して着脱するスリーブ連結機構と、前記スリーブを前記アタッチメント本体に対して着脱することにより、当該スリーブに連結された前記主軸ユニットの旋回を規制する旋回規制機構と、を備えており、前記スリーブ連結機構は、前記直線移動機構が前記主軸ユニット本体を前記アタッチメント本体から離間させるように前記スリーブを前記第１回転軸の軸線上に沿って第１方向へ直線移動させたときに、前記スリーブを前記第１回転軸と一緒に回転できるように当該第１回転軸に連結させ、前記直線移動機構が前記スリーブを前記第１方向と反対の方向である第２方向へ直線移動させたときに、前記スリーブと前記第１回転軸との連結を解除し、前記旋回規制機構は、前記直線移動機構が前記スリーブを前記第１方向へ直線移動させたときには、前記スリーブと前記アタッチメント本体との連結を解除して前記主軸ユニットの旋回の規制を解除し、前記直線移動機構が前記スリーブを前記第２方向へ直線移動させたときには、前記スリーブを前記アタッチメント本体に連結して前記主軸ユニットの旋回を規制することを特徴とする。

この構成では、工作機械の主軸からアタッチメント主軸への回転駆動力の伝達経路を維持した状態で、第１回転軸に着脱されるスリーブを介して、その回転駆動力を主軸ユニットの割り出し旋回に用いることができる。具体的には、メインユニットにおいて、工作機械の主軸の回転駆動力を受ける第１回転軸の端部には、第２回転軸が当該第１回転軸に対して軸方向に相対的に移動可能でかつ相対的に回転が規制されるように連結されている。そして、この第２回転軸は、主軸ユニットのアタッチメント主軸へ回転駆動力を伝達する。第２回転軸は、円筒状のスリーブに回転自在に支持されている。スリーブは、第１回転軸の回転軸回りに回転自在でかつ軸方向へ移動できるように、アタッチメント本体に支持されている。このスリーブの端部には、主軸ユニット本体が連結されている。このスリーブは、直線移動機構によって第１回転軸の軸線上に沿って往復直線移動させられることにより、スリーブ連結機構がスリーブと第１回転軸とを着脱させる。これにより、工作機械の主軸の回転駆動力をアタッチメント主軸への動力伝達を維持した状態で、第１回転軸からスリーブへ動力伝達して主軸ユニットの割り出し旋回に用いることができる。そのため、アタッチメント主軸への回転駆動力の伝達を一時的に切るためのクラッチ機構などが不要になり、アタッチメントの小型化を達成できる。

この構成において、主軸ユニットの割り出し旋回を行うときには、直線移動機構によってスリーブを第１方向へ移動させてアタッチメント本体と主軸ユニット本体とを離間させるように遠ざければ、スリーブ連結機構がスリーブと第１回転軸とを連結させ、さらに、旋回規制機構がスリーブとアタッチメント本体との連結を解除して主軸ユニットの旋回の規制を解除する。これにより、工作機械の主軸の回転駆動力によって、スリーブを第１回転軸とともに回転させて、主軸ユニットを割り出し旋回させることが可能になる。

主軸ユニットの割り出し旋回を終了したときには、直線移動機構によってスリーブを第２方向へ移動させてアタッチメント本体と主軸ユニット本体とを近づければ、スリーブ連結機構がスリーブと第１回転軸との連結を解除するとともに、旋回規制機構がスリーブとアタッチメント本体とを連結する。これにより、主軸ユニットの旋回を規制した状態で、工作機械の主軸の回転駆動力を第１回転軸および第２回転軸を介してアタッチメント主軸へ動力伝達させることができる。

また、前記旋回規制機構は、前記直線移動機構が前記スリーブを前記第１方向へ直線移動させる間において、前記スリーブ連結機構が前記スリーブと前記第１回転軸とを連結させていく途中では前記スリーブを前記アタッチメント本体に連結して前記主軸ユニットの旋回を規制した状態を維持し、前記スリーブと前記第１回転軸との連結が完了したときには前記スリーブを前記アタッチメント本体に対する連結を解除して前記主軸ユニットの旋回の規制を解除した状態にし、一方、前記直線移動機構が前記スリーブを前記第２方向へ直線移動させる間において、前記スリーブと前記第１回転軸との連結が解除する前に前記スリーブを前記アタッチメント本体に連結して前記主軸ユニットの旋回を規制するのが好ましい。

この構成によれば、直線移動機構によってスリーブが第１方向へ直線移動している間は、スリーブと第１回転軸との連結が完了するまで、旋回規制機構がスリーブをアタッチメント本体に連結して主軸ユニットの旋回を規制した状態を維持するので、スリーブが第１回転軸およびアタッチメント本体のいずれにも連結されないで自由に回転できる状態になることがなく、スリーブに連結された主軸ユニットが割り出し旋回の動作前に旋回するおそれがない。一方、スリーブが第２方向へ直線移動している間は、スリーブと第１回転軸との連結が解除される前に旋回規制機構がスリーブをアタッチメント本体に連結して主軸ユニットの旋回を規制するので、この場合もスリーブが第１回転軸およびアタッチメント本体のいずれにも連結されないで自由に回転できる状態になることがなく、主軸ユニットが割り出し旋回の動作前に旋回するおそれがない。その結果、主軸ユニットの割り出し制御を正確に行うことができる。

さらに、前記スリーブ連結機構の少なくとも一部は、前記スリーブの内周面よりも内側に配置されているのが好ましい。

この構成によれば、前記スリーブ連結機構の少なくとも一部は、前記スリーブの内側の空間に配置されているので、スリーブ連結機構およびスリーブが占有する空間を小さくすることができ、アタッチメントをより小型化にすることが可能になる。

また、前記スリーブ連結機構は、前記第１回転軸または前記スリーブのうちの一方に設けられ、前記１回転軸と平行に延びる突起と、前記第１回転軸または前記スリーブのうちの他方に設けられ、前記突起と連結可能な形状を有する凹部を有する受け部と、を備えているのが好ましい。

この構成によれば、スリーブ連結機構が、第１回転軸の外側部分またはスリーブの内側部分のいずれかにそれぞれ設けられた第１回転軸に平行に延びる突起と凹部を有する受け部とからなる簡単な構造である。しかも、突起および凹部は、スリーブの内周面と第１回転軸の外周面との間に配置されているので、スリーブの内側の空間にコンパクトに配置することが可能である。また、直線移動機構によってスリーブを直線移動させるだけで、スリーブ連結機構の突起と凹部を連結させたり離間させることができるので、スリーブと第１回転軸との間の連結および切り離しを容易かつ確実に行うことができる。

さらに、前記旋回規制機構は、前記第２方向に突出する複数の歯を有し、前記スリーブに固定された第１カービックカップリングと、前記第１方向に突出するとともに前記第１カービックカップリングの歯と噛み合うことが可能な複数の歯を有し、前記アタッチメント本体に固定された第２カービックカップリングと、を備えているのが好ましい。

この構成によれば、旋回規制機構が、スリーブに固定された第１カービックカップリングと、アタッチメント本体に固定された第２カービックカップリングとを備えているので、これらのカービックカップリングの歯同士が噛み合うことにより、主軸ユニットの割り出しを高い精度で行うことができる。

また、前記旋回規制機構は、前記第１方向に突出するとともに前記第１カービックカップリングの歯のうちの一部と噛み合うことが可能な歯を有し、前記アタッチメント本体に対して前記第１方向および前記第２方向に移動可能に取り付けられた第３カービックカップリングと、前記第３カービックカップリングに対して前記第１カービックカップリングの歯に向けて押圧する押圧力を与える押圧手段と、前記押圧手段からの押圧力を受ける前記第３カービックカップリングを、前記第１カービックカップリングの移動の途中まで追随させて所定の位置で追随を止めて停止させる停止手段と、をさらに備えており、しかも、前記旋回規制機構は、前記直線移動機構が前記スリーブを直線移動させる間に、前記第１カービックカップリングの歯が前記第２カービックカップリングの歯と前記第３カービックカップリングの歯の両方に噛み合う第１状態と、前記第１カービックカップリングの歯が前記第２カービックカップリングの歯から外れて前記第３カービックカップリングの歯のみと噛み合う第２状態と、前記第１カービックカップリングの歯が前記第２カービックカップリングの歯と前記第３カービックカップリングの歯の両方と噛み合わない第３状態との間を移行することが可能であるのが好ましい。

この構成によれば、旋回規制機構は、アタッチメント本体側に第１方向および第２方向に移動自在な第３カービックカップリングをさらに備えているので、主軸ユニット本体に固定された第１カービックカップリングが第１方向へ移動して第２カービックカップリングとの噛み合いが外れた状態でも、第３カービックカップリングを押圧手段からの押圧力によって第１カービックカップリングに追随させて第１カービックカップリングと第３カービックカップリングを噛み合わせた状態を維持することが可能である。第１カービックカップリングが第１方向へさらに移動したときには、第３カービックカップリングは、所定の位置まで第１カービックカップリングを追随し、所定の位置に来たときに停止手段によってその位置で停止させられる。これにより、第１カービックカップリングと第３カービックカップリングとの噛み合いが外れて、主軸ユニットの旋回の規制が解除される。

このため、スリーブを第１方向へ直線移動させて主軸ユニットの旋回の規制を解除させる途中において、第１カービックカップリングと第２カービックカップリングとが噛み合っていない状態で、かつ、スリーブ連結機構によるスリーブと第１回転軸との連結が完了していない不安定な状態になっても、第３カービックカップリングが第１カービックカップリングに追随して当該第１カービックカップリングと噛み合う第２状態になることにより、スリーブが第１回転軸およびアタッチメント本体のいずれにも連結されないで自由に回転できる状態になることがなく、スリーブに連結された主軸ユニットが割り出し旋回の動作前に旋回するおそれがない。

しかも、第３カービックカップリングは、第１カービックカップリングの歯の一部に噛み合うことにより、主軸ユニットの旋回を規制することができるので、第３カービックカップリングを小型かつ簡単な構造にすることができ、アタッチメントをより小型化することが可能になる。

また、前記スリーブ連結機構は、前記第１回転軸または前記スリーブのうちの一方に設けられ、前記１回転軸と平行に延びる突起と、前記第１回転軸または前記スリーブのうちの他方に設けられ、前記突起と連結可能な形状を有する凹部を有する受け部と、を有しており、前記第１状態のときには、前記突起の全部が前記凹部から離脱した位置にあり、前記第２状態のときには、前記突起の所定の第１長さ分が前記凹部に挿入された位置にあり、前記第３状態のときには、前記突起の前記第１長さ分より長い所定の第２長さ分が前記凹部に挿入された位置にあるのが好ましい。

この構成によれば、第１カービックカップリングと第２カービックカップリングとが連結している第１状態では、突起の全部が凹部から離脱した位置にあるので、主軸ユニットの旋回を規制してアタッチメント主軸に接続される工具を回転させる通常動作の場合に、第１回転軸が高速で回転しても、突起が凹部側の受け部に干渉することを確実に防ぐことができる。

また、中間段階として、第１カービックカップリングの歯が第２カービックカップリングの歯から外れて第３カービックカップリングの歯のみと噛み合う第２状態のときは、突起の一部である所定の第１長さ分が凹部に挿入された位置にあるので、突起の挿入をスムーズに行うことができる。

さらに、第１カービックカップリングの歯が第２カービックカップリングの歯と第３カービックカップリングの歯の両方と噛み合わない位置になって主軸ユニットの旋回の規制が解除された第３状態のときは、突起が凹部に所定の第２長さ分まで完全に挿入された状態になる。これにより、第１回転軸からスリーブへ動力伝達して主軸ユニットの割り出し旋回をするときには、突起との凹部との嵌合により、第１回転軸からスリーブへの動力伝達を確実に行うことができる。その結果、第１回転軸およびスリーブの回転によって、主軸ユニットを確実に割り出し旋回させることができる。

また、前記スリーブは、当該スリーブの外周面から外側へ突出する突出部分を有しており、前記第１カービックカップリングは、前記突出部分から前記第２方向へ離れて配置され、前記直線移動機構は、前記突出部分と前記第１カービックカップリングとの隙間に嵌り込むことが可能な形状を有し、かつ、前記スリーブを前記第１方向および前記第２方向へ直線移動させる可動部材を備えているのが好ましい。

かかる構成によれば、直線移動機構は、スリーブを第１および第２方向へ直線移動させる可動部材を備えている。この可動部材が、スリーブの外周側に突出した突出部分と第１カービックカップリングとの隙間に嵌め込まれることよって、スリーブを第１方向または第２方向のいずれかに確実に直線移動させることが可能になる。

また、前記直線移動機構は、前記スリーブに前記第２方向へ向かう付勢力を与える付勢手段をさらに備えているのが好ましい。

かかる構成によれば、主軸ユニットの割り出し旋回を行わない通常状態のときには、スリーブは付勢手段からの付勢力を受けて第２方向へ常時付勢され、回転規制機構がスリーブをアタッチメント本体に連結した状態が維持される。そのため、外部からの動力の供給がなくても、スリーブおよびそれに連結された主軸ユニットがアタッチメント本体に所定の割り出し角度で固定された状態を維持することが可能である。

さらに、前記主軸に同軸状に連結される駆動軸をさらに備えており、前記第１回転軸は、前記駆動軸に直交して配置されており、前記第１回転軸と前記駆動軸とは、ベベルギヤを介して連結されているのが好ましい。

この構成によれば、第１回転軸と当該第１回転軸に直交する駆動軸とはベベルギヤを介して直接連結されているので、工作機械の主軸の回転駆動力は、駆動軸およびベベルギヤを介して第１回転軸に直接伝達することが可能であり、音も静かで伝達ロスも小さい。

以上説明したように、本発明のアタッチメントによれば、工作機械の主軸の駆動力を利用して工具取付部分の割り出し旋回が可能であり、しかも、クラッチ機構などが不要であるので、アタッチメントの小型化を達成することができる。

本発明の一実施形態に係わる工作機械のアタッチメントの正面図である。 図１のアタッチメントの左側面図である。 図１のアタッチメントの縦断面図である。 図３のスリーブ連結機構の拡大断面図である。 図３の旋回規制機構の主要部を示す拡大斜視図である。 図３の旋回規制機構の主要部を示す拡大正面図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。 図１のメインユニットにおける押え板およびその周辺部の拡大正面図である。 図８のＩＸ−ＩＸ線断面図である。 図８のＸ−Ｘ線断面図である。 図３の押え板を装着する途中の状態を示す拡大斜視図である。 図３の旋回規制機構およびスリーブ連結機構が第１状態、すなわちアタッチメント主軸を回転駆動させて通常動作を行う状態のときの断面図である。 図３の旋回規制機構およびスリーブ連結機構が第２状態、すなわち旋回規制機構およびスリーブ連結機構のそれぞれの連結が中間段階のときの断面図である。 図３の旋回規制機構およびスリーブ連結機構が第３状態、すなわちスリーブおよび主軸ユニットを割り出し旋回させる動作を行う状態のときの断面図である。

つぎに、図面を参照しながら、本発明の工作機械のアタッチメントについてさらに詳細に説明する。

（アタッチメントの全体構成）
図１〜３に示されるアタッチメント１は、回転駆動する主軸Ｍおよび主軸Ｍの周辺に配置されたクイルＱを有する工作機械に接続され、主軸Ｍの回転駆動力を工具に伝達するユニバーサルアタッチメントである。ここで、クイルＱは、主軸Ｍを回転自在に支持する。クイルＱは、本発明のアタッチメント取付部分の概念に含まれるものであり、その下端部には、図示しないクランプ装置が設けられている。

アタッチメント１は、工作機械に接続されるメインユニット２と、当該メインユニット２に対して相対的に旋回可能に連結された主軸ユニット３とを備えている。

メインユニット２は、図３に示されるように、アタッチメント本体４と、駆動軸５と、第１回転軸８と、第２回転軸９と、円筒状のスリーブ１０とを備えている。

アタッチメント本体４は、クイルＱに固定可能な形状を有する。具体的には、アタッチメント本体４の上端部は、クイルＱの下端部のクランプ装置に対して着脱可能な形状を有している。アタッチメント本体４は、クランプ装置を介して、クイルＱに対して相対的に回転できないように保持される。また、クランプ装置のクランプ力を緩めれば、アタッチメント本体４は、図示しない旋回機構によって主軸Ｍの回転軸ＳＣ回りに旋回することが可能である。

駆動軸５は、アタッチメント本体４の内部の軸受４ａによって工作機械の主軸Ｍの回転軸ＳＣの方向に延びるように回転自在に支持されている。駆動軸５は、その上端部において、主軸Ｍの下端部に同軸状に連結するためのアダプタＡとプルスタッドＰを備えている。また、駆動軸５の下端外周部分には、ベベルギヤ６が同軸状に連結されている。

第１回転軸８は、駆動軸５と直交して水平軸ＳＡの方向に延びる軸であり、アタッチメント本体４の内部において、軸受４ｂによって水平軸ＳＡ回りに回転自在に支持されている。軸受４ｂは、スリーブ１７の内周面に支持されている。スリーブ１７は、アタッチメント本体４の内部に軸受１８によって水平軸ＳＡ回りに回転自在に支持されている。第１回転軸８の胴部外周部分には、ベベルギヤ７が同軸状に連結されている。ベベルギヤ７は、駆動軸５のベベルギヤ６と噛み合うことにより、駆動軸５およびベベルギヤ６、７を介して主軸Ｍの回転駆動力を受けることが可能である。

第２回転軸９は、第１回転軸８に対して当該第１回転軸８の軸方向へ相対的に移動可能でかつ相対的な回転が規制されるように、第１回転軸８の端部に連結されている。第１回転軸８と第２回転軸９とはスプライン結合されている。具体的には、図４に示されるように、第１回転軸８の端部から軸方向に延びるように形成された凹部８ａの開口縁付近の内面には、スプライン溝８ｂが形成されている。第２回転軸９の端部９ａは、若干細くなっており、そのくびれ部分の外周部分にはスプライン溝９ｂが形成されている。第２回転軸９の端部９ａが第１回転軸８の端部の凹部８ａに挿入され、凹部８ａの内周面のスプライン溝８ｂとくびれ部分外周面のスプライン溝９ｂとが噛み合うことにより、第２回転軸９は、第１回転軸８に対して当該第１回転軸８の軸方向へ相対的に移動可能でかつ相対的な回転が規制される。

図３に示されるように、第２回転軸９における第１回転軸８と反対側の端部の外周部分には、ベベルギヤ１１が同軸状に連結されている。

円筒状のスリーブ１０は、軸受１６を介して第２回転軸９を回転自在に支持する。スリーブ１０は、第１回転軸８の回転軸である水平軸ＳＡ回りに回転自在でかつ水平軸ＳＡの方向へ往復移動できるように、アタッチメント本体４の水平軸ＳＡの方向に沿って形成された水平開口部４ｃの内壁によって支持されている。水平開口部４ｃは、主軸ユニット３に面している側の端部はアタッチメント本体４の外部に開放されている。

スリーブ１０における主軸ユニット３に近い方の端部には、当該スリーブ１０の外周面から外側へ突出する円板状のつば部３４が形成されている。スリーブ１０の端部は、つば部３４とともに主軸ユニット本体３に連結されている。スリーブ１０の外周のつば部３４の主軸ユニット本体１３と反対側の面付近には、円筒状のハウジング３３が取り付けられている。つば部３４は、本発明の突出部分の概念に含まれるものである。

主軸ユニット３は、主軸ユニット本体１３と、アタッチメント主軸１４とを備えている。

主軸ユニット本体１３は、水平軸ＳＡ回りに旋回できるように、上述のようにスリーブ１０の端部に連結されている。

アタッチメント主軸１４は、主軸ユニット本体１３内部において水平軸ＳＡと直交する旋回軸ＳＢに沿って延びるように軸受１３ａに回転自在に支持されている。また、アタッチメント主軸１４の胴部外周部分には、ベベルギヤ１５が同軸状に連結されている。ベベルギヤ１５は、第２回転軸９のベベルギヤ１１に常時噛み合っている。アタッチメント主軸１４は、第２回転軸９およびベベルギヤ１１、１５を介して、主軸Ｍの回転駆動力を受けて回転することが可能である。また、アタッチメント主軸１４の工具取付部分１４ａは、工具のアダプタおよびプルスタッドと連結できるような形状を有する。

さらに、メインユニット２は、スリーブ１０に関連する機構として、スリーブ１０の直線移動のための直線移動機構２０と、スリーブ１０を第１回転軸８に着脱するスリーブ連結機構２１と、スリーブ１０をアタッチメント本体４に着脱する旋回規制機構２２とを備えている。各機構２０〜２２については、以下の項目でさらに詳細に説明する。

（直線移動機構２０）
直線移動機構２０は、スリーブ１０を第１回転軸８の軸線上に沿って往復直線移動させる機構である。図３および図８〜１０に示されるように、直線移動機構２０は、シリンダ２３と、ピストン２４と、シリンダカバー５１と、ピストン軸５６と、スプリング５７と、ボルト５８と、押え板３５と、リングプレート３６とを備えている。

図９〜１０に示されるように、シリンダ２３は、リング状の枠体であり、その内部にシリンダ空間５９を有している。シリンダ空間５９には、リング状のピストン２４が挿入されている。シリンダ空間５９のうちピストン２４の第２方向ＩＩ側の空間部分５９ａ(図１２〜１４参照)には、外部の油圧ポンプから油が圧送されるように図示しない油供給路に連通している。

空間部分５９ａ内部へ油が圧送されることによって、空間部分５９ａ内部に油圧が生じる。その油圧によって、ピストン２４を第１方向Ｉへ移動させることが可能である。なお、空間部分５９ａからの油漏れを防止するために、図１０および図１２に示されるように、ピストン２４とシリンダ２３との間にはＯリング５５が配置され、ピストン２４とアタッチメント本体４との間にはＯリング６０が配置されている。

図８〜１０に示されるように、シリンダ２３の主軸ユニット本体１３側に隣接する位置には、リング状の枠体からなるシリンダカバー５１が配置されている。シリンダカバー５１の内部には、ピストン軸５６およびスプリング５７が収納されている。

ピストン軸５６は、リング状のピストン２４の主軸ユニット本体１３側の端面において、第１方向Ｉへ向けて延びるように、当該ピストン２４の周方向にほぼ等間隔に固定されている。ピストン軸５６の第２方向ＩＩ側の端部には、フランジ部５６ａが形成されている。

また、複数のピストン軸５６は、シリンダカバー５１に形成された複数の穴５１ａに各々挿入されている。ピストン軸５６の先端部は、シリンダカバー５１の端部を貫通し、シリンダカバー５１の外側に配置されたリング状のリングプレート３６にボルト５８によって固定されている。

リングプレート３６には、図８に示される一対の押え板３５がボルトなどで固定されている。

本実施形態の押え板３５は、図８および図１１に示されるように、半円の円弧状を呈する一対の部材からなり、アタッチメント本体４の外部からリングプレート３６にボルトなどで取り付けることができる。

押え板３５の内径は、図３および図１０に示されるように、主軸ユニット３側に取り付けられたスリーブ１０のつば部３４の外径と、第１カービックカップリング２９の外径よりも小さくなるように設定されている。第１カービックカップリング２９は、ハウジング３３を挟んでボルトＢ１（図９参照）スリーブ１０に連結されている。押え板３５の内径側端部３５ａは、スリーブ１０のつば部３４と第１カービックカップリング２９との隙間に挟まれた状態に配置されている。押え板３５は、つば部３４と第１カービックカップリング２９との隙間に嵌り込んでいるので、押え板３５が第１方向Ｉおよび第２方向ＩＩへ直線移動することにより、スリーブ１０を第１カービックカップリング２９とともに第１方向Ｉおよび第２方向ＩＩへ直線移動させることが可能になる。押え板３５は、本発明の可動部材の概念に含まれる。

スプリング５７は、図１０に示されるように、スリーブ１０に第２方向ＩＩへ向かう付勢力を与える。スプリング５７は、本発明の付勢手段の概念に含まれる。

本実施形態のスプリング５７は、シリンダカバー５１の内壁５１ｂとピストン軸５６のフランジ部５６ａとの間に圧縮された状態で取り付けられている。したがって、スプリング５７によって、ピストン軸５６に対して第２方向ＩＩに向かう付勢力を与えることができる。ピストン軸５６に与えられた第２方向ＩＩに向かう付勢力は、ボルト５８、リングプレート３６、押え板３５を介して、図９および図１０に示されるスリーブ１０、ハウジング３３および第１カービックカップリング２９がボルトＢ１で連結されたアセンブリに与えられる。その結果、スプリング５７による第２方向ＩＩに向かう付勢力をスリーブ１０へ与えることが可能である。

（スリーブ連結機構２１）
図３〜４に示されるように、スリーブ連結機構２１は、スリーブ１０を第１回転軸８に対して着脱する機構である。

スリーブ連結機構２１は、直線移動機構２０が主軸ユニット本体１３をアタッチメント本体４から離間させるようにスリーブ１０を第１回転軸８の軸線上に沿って第１方向Ｉへ直線移動させたときに、スリーブ１０を第１回転軸８と一緒に回転できるように当該第１回転軸８に連結させ、直線移動機構２０がスリーブ１０を第１方向Ｉと反対の方向である第２方向ＩＩへ直線移動させたときに、スリーブ１０と第１回転軸８との連結を解除する。

本実施形態のスリーブ連結機構２１は、プレート２５と、ガイドピン２６と、ピン穴２８を有するブラケット２７とを備えている。ガイドピン２６およびピン穴２８は、スリーブ１０の内周面よりも内側に配置されている。

プレート２５は、中央に開口部２５ａを有する円板形状をしており、第１回転軸８の第２回転軸９側の端部に設けられている。プレート２５は、スリーブ１０の内部に配置されている。プレート２５の中央の開口部２５ａには、第２回転軸９が貫通している。

ガイドピン２６は、円板状のプレート２５の第２方向ＩＩ側の面から突出した突起であり、第１回転軸８と平行に水平軸ＳＡにそって第２方向ＩＩへ延びるように、第１回転軸８の周囲に等間隔に複数本設けられている。ガイドピン２６は、図４に示されるように、先端から長さＤの分だけピン穴２８に挿入することが可能である。ガイドピン２６は、本発明の突起の概念に含まれる。

なお、本発明の突起は、ガイドピン２６に限定されるものではなく、凹凸嵌合が可能な凸部を構成することができればいかなる物でも採用され得る。例えば、第１回転軸８の外周面に一体形成された突起などを用いてもよい。

ブラケット２７は、スリーブ１０の第１回転軸８側の端部に固定され、スリーブ１０とともに回転することが可能である。ブラケット２７は、スリーブ１０の内周面よりも内側に延びてスリーブ１０の内周面と第１回転軸８との間の隙間を閉じるリング状の部分２７ａを有する。このリング状の部分２７ａには、水平軸ＳＡの方向に貫通するように複数のピン穴２８が形成されている。ピン穴２８は、スリーブ１０が第１方向Ｉへ移動することにより、ガイドピン２６と連結することが可能である。なお、ブラケット２７は、本発明の受け部の概念に含まれるものである。また、ピン穴２８は、本発明の凹部の概念に含まれるものである。

なお、本発明の凹部を有する受け部は、突起と連結可能な形状であればよい。例えば、スリーブの内周面に板状または棒状の部分を一体形成した受け部を用いてもよい。その場合、その板状または棒状の部分に突起と連結可能な凹部が形成すればよい。

また、本実施形態では、図３に示されるように、ブラケット２７に対して水平軸ＳＡ方向において対向するように、ブラケット１００がスリーブ１７に固定されている。ブラケット２７、ブラケット１００およびスリーブ１７は、主軸ユニット３の旋回動作とともに旋回することができる。また、ブラケット２７およびブラケット１００が旋回時にベベルギヤ６に干渉しないように旋回範囲を規制するために、スリーブ１７に固定したブロック１０１がアタッチメント本体４に取り付けられた旋回ストッパ１０２に当接するようにしている。旋回ストッパ１０２は、ボルト１０３によってアタッチメント本体４に固定されている。

なお、ガイドピン２６の位置およびピン穴２８の位置は、それぞれ工作機械の制御部等によって常時監視されているので、ガイドピン２６をピン穴２８へ挿入する動作が行われるときには、第１回転軸８を回転駆動させてあらかじめガイドピン２６の位置とピン穴２８の位置を合わせる動作が行われる。

（旋回規制機構２２）
旋回規制機構２２は、スリーブ１０をアタッチメント本体４に着脱することにより、当該スリーブ１０に連結された主軸ユニット３の旋回を規制し、または規制を解除する。

旋回規制機構２２は、直線移動機構２０がスリーブ１０を第１方向Ｉへ直線移動させたときには、スリーブ１０とアタッチメント本体４との連結を解除して主軸ユニット３の旋回の規制を解除し、直線移動機構２０がスリーブ１０を第２方向ＩＩへ直線移動させたときには、スリーブ１０をアタッチメント本体４に連結して主軸ユニット３の旋回を規制する。さらに詳しくは、本実施形態の旋回規制機構２２は、直線移動機構２０がスリーブ１０を第１方向Ｉへ直線移動させる間において、スリーブ連結機構２１がスリーブ１０と第１回転軸８とを連結させていく途中ではスリーブ１０をアタッチメント本体４に連結して主軸ユニット３の旋回を規制した状態を維持し、スリーブ１０と第１回転軸８との連結が完了したときにはスリーブ１０をアタッチメント本体４に対する連結を解除して主軸ユニット３の旋回の規制を解除した状態にし、一方、直線移動機構２０がスリーブ１０を第２方向ＩＩへ直線移動させる間において、スリーブ１０と第１回転軸８との連結が解除する前にスリーブ１０をアタッチメント本体４に連結して主軸ユニット３の旋回を規制する。

本実施形態の旋回規制機構２２の具体的な構造は、以下の通りである。

図３および図５〜７に示される旋回規制機構２２は、第１カービックカップリング２９と、第２カービックカップリング３０と、第３カービックカップリング３１と、スプリング３２と、ストッパ５４とを備えている。

第１カービックカップリング２９は、図５〜７に示されるように、その中央に開口部２９ｃを有するリング状の部材であり、第２方向ＩＩに突出する複数の歯２９ａを有している。歯２９ａは、第１カービックカップリング２９のリング状の本体部分の第２方向ＩＩ側を向く面において全周にわたって並んで配置されている。歯２９ａの数は本発明ではとくに限定されるものではなく、任意の歯数を設定すればよく、例えば、全周３６０度を１度ずつ割り出す場合には３６０枚の歯２９ａが設けられる。第１カービックカップリング２９の中央の開口部２９ｃの周囲の部分には、複数の貫通孔２９ｂが形成されている。第１カービックカップリング２９の開口部２９ｃには、スリーブ１０および当該スリーブ１０の外周側に装着された円筒状のハウジング３３が挿入される。複数の貫通孔２９ｂにボルトＢ１（図９参照）が挿入され、当該ボルトＢ１がハウジング３３を貫通してスリーブのつば部３４に形成されたネジ孔（図示せず）にねじ込まれることによって、第１カービックカップリング２９はハウジング３３とともにスリーブ１０のつば部３４に固定されている。第１カービックカップリング２９は、つば部３４との間にハウジング３３が挟まれることによって、つば部３４から第２方向ＩＩへ離れた状態で配置されている。

第２カービックカップリング３０は、その中央に開口部３０ｃを有するリング状の部材であり、第１方向Ｉに突出する複数の歯３０ａを有している。歯３０ａは、第２カービックカップリング３０の第１方向Ｉ側を向く面に全周にわたって並んで配置されている。歯３０ａは、第１カービックカップリング２９の歯２９ａと噛み合うことが可能な形状および歯数を有している。第２カービックカップリング３０の中央の開口部３０ｃの周囲の部分には、複数の貫通孔３０ｂが形成されている。第２カービックカップリング３０の開口部３０ｃには、スリーブ１０および当該スリーブ１０の外周側に装着された円筒状のハウジング３３が挿入される。複数の貫通孔３０ｂにボルトＢ２（図９参照）が挿入され、当該ボルトＢ２がアタッチメント本体４に形成されたネジ孔（図示せず）にねじ込まれることによって、第２カービックカップリング３０はアタッチメント本体４（図１２参照）に固定される。

第２カービックカップリング３０の外径は、第１カービックカップリング２９の外径よりも若干小さい。そのため、第１カービックカップリング２９の歯２９ａのうち第２カービックカップリング３０の外周からはみ出た部分は、第２方向ＩＩ側に露出している。

第３カービックカップリング３１は、第１方向Ｉに突出するとともに第１カービックカップリング２９の歯２９ａのうちの一部と噛み合うことが可能な歯３１ａを有している。

第３カービックカップリング３１の歯３１ａは、第１カービックカップリング２９の歯２９ａのうち第２カービックカップリング３０の外周からはみ出た部分に噛み合うことが可能である。

第３カービックカップリング３１は、アタッチメント本体４に対して第１方向Ｉおよび第２方向ＩＩに移動可能に取り付けられている。第３カービックカップリング３１には、水平軸ＳＡ方向に貫通する２つの貫通孔３１ｂが形成されている。貫通孔３１ｂには、図示されないガイドピンが挿入される。第３カービックカップリング３１は貫通孔３１ｂに挿入されたガイドピンによって、アタッチメント本体４に対して第１方向Ｉおよび第２方向ＩＩに移動可能に取り付けられている。また、第３カービックカップリング３１の２つの貫通孔３１ｂの間には、スプリング挿入凹部３１ｃが第２方向ＩＩに開口するように形成されている。

第３カービックカップリング３１の歯数については、本発明はとくに限定するものではなく任意の歯数を設定すればよく、例えば、主軸ユニット３の旋回を抑えることができる程度の歯数があればよい。

図３および図１２に示されるように、スプリング３２は、コイルスプリングなどからなる弾性部材であり、第３カービックカップリング３１のスプリング挿入凹部３１ｃに挿入され、スプリング挿入凹部３１ｃの奥端とアタッチメント本体４側の部分５２（図９および図１２参照）との間で圧縮されている。これにより、スプリング３２は、第３カービックカップリング３１に対して、第１方向Ｉへ向かう押圧力、すなわち、第１カービックカップリング２９の歯２９ａに向けて押圧する押圧力を常時与えることが可能である。スプリング３２は、本発明の押圧手段の概念に含まれる。

ストッパ５４は、図９および図１２に示されるように、第３カービックカップリング３１の第１方向Ｉ側の面に突出して設けられている。ストッパ５４は、第３カービックカップリング３１が第１方向Ｉへ移動して所定の位置に到達したときに、アタッチメント本体４の内壁を構成する部分（例えば、図９に示されるシリンダカバー５１の内壁５１ａ）に当接する。これにより、ストッパ５４は、スプリング３２からの押圧力を受ける第３カービックカップリング３１を第１カービックカップリング２９の移動の途中まで追随することを許容し、第３カービックカップリング３１が所定の位置に到達したときにシリンダカバー５１の内壁５１ａなどに当接することにより、第３カービックカップリング３１をその位置に停止させて第１カービックカップリング２９に追随することが中止させる。ストッパ５４は、本発明の停止手段の概念に含まれる。

また、本実施形態の旋回規制機構２２は、直線移動機構２０がスリーブ１０を直線移動させる間に、図１２〜１４に示されるように、第１〜第３カービックカップリング２９〜３１の噛み合い状態を３つの状態に移行することが可能である。すなわち、旋回規制機構２２は、図１２に示されるように第１カービックカップリング２９の歯２９ａが第２カービックカップリング３０の歯３０ａと第３カービックカップリング３１の歯３１ａの両方に噛み合う第１状態と、図１３に示されるように第１カービックカップリング２９の歯２９ａが第２カービックカップリング３０の歯３０ａから外れて第３カービックカップリング３１の歯３１ａのみと噛み合う第２状態と、図１４に示されるように第１カービックカップリング２９の歯２９ａが第２カービックカップリング３０の歯３０ａおよび第３カービックカップリング３１の歯３１ａの両方とも噛み合わない第３状態との間を移行することが可能である。

ここで、旋回規制機構２２の第１〜３状態のときには、スリーブ連結機構２１のガイドピン２６とピン穴２８の位置関係は以下のようになる。

第１状態のときには、図１２に示されるように、ガイドピン２６の全部がピン穴２８から離脱した位置にある。

前記第２状態のときには、図１３に示されるように、ガイドピン２６の所定の第１長さ分ｔ４１がピン穴２８に挿入された位置にある。

第３状態のときには、図１４に示されるように、ガイドピン２６の第１長さ分ｔ４１より長い所定の第２長さ分ｔ４２がピン穴２８に挿入された位置にある。

スリーブ１０が直線移動する途中の段階である第２状態のときには、旋回規制機構２２では第１カービックカップリング２９と第３カービックカップリング３１とが噛み合っており、スリーブ連結機構２１では、ガイドピン２６とピン穴２８が少し挿入された状態になっているので、主軸ユニット３の旋回は確実に規制される。

（工具を回転駆動させる通常動作）
上記のように構成された本実施形態のアタッチメント１を用いて工具を回転駆動させる通常動作は、以下のようにして行われる。

アタッチメント１は、工具を回転駆動させる通常動作を行う場合には、図３〜４および図１２に示される第１状態になっている。この第１状態では、旋回規制機構２２において、主軸ユニット３側の第１カービックカップリング２９とメインユニット２側の第２カービックカップリング３０との間が噛み合っているので(隙間ｔ３０＝０ｍｍ)、主軸ユニット３は、メインユニット２に対して相対的に旋回することが規制されている。また、この第１状態では、第１カービックカップリング２９とメインユニット２側の第３カービックカップリング３１との間も噛み合っている。第１〜第３カービックカップリング２９〜３１の噛み合い部分の幅は、それぞれの歯の高さとほぼ同じであり、例えば、０．５５ｍｍ程度である。

また、図９および図１２に示されるように、第３カービックカップリング３１の直線移動を規制するストッパ５４とシリンダカバー５１の内壁５１ａとの間は、距離Ｅ（例えば、２ｍｍ程度）離れている。

スリーブ連結機構２１では、第１回転軸８側のガイドピン２６とスリーブ１０側のピン穴２８との間は、所定の距離ｔ４０（例えば、１ｍｍ程度）だけ離れているので、第１回転軸８とスリーブ１０とは連結が解除された状態になっている。

このように主軸ユニット３の回転が規制された第１状態になっているアタッチメント１において、アタッチメント主軸１４を回転駆動させる場合、工作機械の主軸Ｍの回転させることにより、その主軸Ｍからの回転駆動力がアダプタＡとプルスタッドＰを介してアタッチメント本体４内の駆動軸５に伝達され、さらに、ベベルギヤ６とベベルギヤ７を介して、駆動軸５に直交する第１回転軸８に伝達される。

さらに、第１回転軸８に伝達された回転駆動力は、第１回転軸８とスプライン結合している第２回転軸９に伝達され、さらに、ベベルギヤ１１およびベベルギヤ１５を介して、第２回転軸９に直交するアタッチメント主軸１４に伝達される。これにより、アタッチメント主軸１４に装着される工具（図示せず）は、工作機械の主軸Ｍからの回転駆動力を受けることにより、所定の回転数で回転してワークを加工することができる。

（主軸ユニット３の割り出し旋回動作）
つぎに、主軸ユニット３を所望の割り出し角度に旋回させる場合には、アタッチメント１の制御部または工作機械の制御部に対して主軸ユニット３の旋回駆動指令を外部から与えることにより、図３および図１２に示されるアタッチメント１の第１状態から、アタッチメント本体４の内部に設けられた直線移動機構２０が作動し、シリンダ２３内部のピストン２４を主軸ユニット３に向けて第１方向Ｉへ移動させる。

具体的には、直線移動機構２０では、シリンダ空間５９におけるピストン２４の第２方向ＩＩ側の空間部分５９ａに油が外部から圧送され、その油圧によって、ピストン２４に対して、複数のスプリング５７（図１０参照）の反発力（すなわち、主軸ユニット３をメインユニット２へ向けて押し付ける方向のクランプ力）を超える押圧力が与えられる。これにより、ピストン２４は、主軸ユニット３側の第１方向Ｉへ移動する。それとともに、ピストン２４に取り付けられた複数のピストン軸５６、リングプレート３６および押え板３５が第１方向Ｉへ移動する。押え板３５が第１方向Ｉへ移動することにより、押え板３５の内径側端部３５ａと当接しているスリーブ１０が摺動するとともに、主軸ユニット本体１３がアタッチメント本体４と離間する第１方向Ｉに移動して図１３に示される第２状態、さらには図１４に示される第３状態へと移行する。

＜第２状態への移行＞
図１３に示される第２状態では、主軸ユニット３側の第１カービックカップリング２９とメインユニット２側の第２カービックカップリング３０との噛み合いがはずれ、第１カービックカップリング２９と第２カービックカップリング３０との間は隙間ｔ３１（例えば、１．４５ｍｍ）だけ離れる。このときも、第３カービックカップリング３１は、スプリング３２の押圧力によって第１カービックカップリング２９の直線移動に追随し、第１カービックカップリング２９に噛み合った状態を維持している（隙間ｔ２１＝０ｍｍ）。そのため、第２状態において、第１カービックカップリング２９に連結された主軸ユニット３の旋回は規制されている。この第３カービックカップリング３１がストッパ５４とシリンダカバー５１の内壁５１ａとの距離Ｅ（例えば、２ｍｍ程度）の移動を完了したときには、ストッパ５４がシリンダカバー５１の内壁５１ａに当接する。これにより、第３カービックカップリング３１は、第１カービックカップリング２９に追随して第１方向Ｉへ移動するのを止めて停止する。

一方、スリーブ連結機構２１では、第１回転軸８側のガイドピン２６は、スリーブ１０側のピン穴２８に所定の第１長さ分ｔ４１（例えば、１ｍｍ程度）だけ挿入されることにより、ガイドピン２６とピン穴２８の連結が部分的に行われる。

＜第３状態への移行＞
図１４に示されるように、ピストン２４およびスリーブ１０が第１方向Ｉへさらに移動して第３状態のようになると、第１カービックカップリング２９と第２カービックカップリング３０との隙間ｔ３２はさらに拡大する（例えば、３．４５ｍｍ）。そして、第１カービックカップリング２９と第３カービックカップリング３１の噛み合いがはずれ、第１カービックカップリング２９と第３カービックカップリング３１との間は隙間ｔ２２（例えば、１．４５ｍｍ）だけ離れる。

したがって、この第３状態では、旋回規制機構２２における第１カービックカップリング２９と第２カービックカップリング３０との間の噛み合い、および第１カービックカップリング２９と第３カービックカップリング３１との間の噛み合いはすべて解除されるので、主軸ユニット３の旋回の規制が解除される。

一方、スリーブ連結機構２１では、第１回転軸８側のガイドピン２６は、スリーブ１０側のピン穴２８に第１長さ分ｔ４１よりもさらに長い第２長さ分ｔ４２（例えば、３ｍｍ程度）まで完全に挿入されることにより、ガイドピン２６とピン穴２８との連結が完了する。これにより、主軸ユニット３に連結されたスリーブ１０は、ガイドピン２６およびピン穴２８を介してメインユニット２側の第１回転軸８からの回転駆動力が伝達される状態になる。

＜主軸ユニット３の旋回＞
図１４に示されるように、アタッチメント１が第３状態に移行した後、工作機械の主軸Ｍを低速で所定の角度だけ回転駆動させることにより、アタッチメント１では、主軸Ｍからの回転駆動力が、駆動軸５、第１回転軸８、ガイドピン２６、ピン穴２８を有するブラケット２７およびスリーブ１０を介して、主軸ユニット３に伝達される。その結果、主軸ユニット３を旋回駆動指令に対応する所望の旋回角度で割り出し旋回させることが可能である。

＜第１状態への復帰動作＞
主軸ユニット３が指令通りの旋回角度まで旋回した後、ピストン２４に与えていた油圧を解除することにより、図１０に示されるスプリング５７の復元力によって、ピストン２４、ピストン軸５６、リングプレート３６および押え板３５が第２方向ＩＩへ移動する。これにより、押え板３５が第２方向ＩＩへ移動することにより、押え板３５の内径側端部３５ａと当接している第１カービックカップリング２９および当該第１カービックカップリング２９にボルト結合されたスリーブ１０が第２方向ＩＩに移動する。それとともに、主軸ユニット本体１３がアタッチメント本体４と近づく第２方向ＩＩに移動する。これにより、アタッチメント１は、図１４に示される第３状態から、図１３に示される第２状態を経て、図１２に示される第１状態へ復帰する。

この復帰動作時の第２状態では、スリーブ１０と第１回転軸８との連結が解除される第１状態になる前に、旋回規制機構２２がスリーブ１０をアタッチメント本体４に連結する。具体的には、旋回規制機構２２の第１カービックカップリング２９は、第２方向ＩＩへ移動して図１３に示される第２状態の位置まで戻ったとき、第２カービックカップリング３０よりも第１方向Ｉ側へ突出した位置にある第３カービックカップリング３１と噛み合うことにより、主軸ユニット３の旋回は規制される。このとき、スリーブ連結機構２１では、第１回転軸８側のガイドピン２６がスリーブ１０側のピン穴２８に第１長さ分ｔ４１だけ挿入された状態で、ガイドピン２６とピン穴２８の連結を部分的に維持している。

押え板３５がさらに第２方向ＩＩへ移動したとき、第１カービックカップリング２９がスプリング３２の弾性力に抵抗して第３カービックカップリング３１を押し戻しながら第１状態に復帰する。復帰後の第１状態では、旋回規制機構２２は、第１カービックカップリング２９が第２カービックカップリング３０および第３カービックカップリング３の両方に噛み合っている。これにより、主軸ユニット３の旋回は規制され、主軸ユニット３は変更後の割り出し角度で保持される。第１カービックカップリング２９は、スプリング５７による復元力を押え板３５を介して受けることによって、第２カービックカップリング３０および第３カービックカップリング３に押圧されている。このとき、スリーブ連結機構２１では、ガイドピン２６とピン穴２８との連結が完全に解除される。

（本実施形態の特徴）
（１）
本実施形態のアタッチメント１では、メインユニット２において、工作機械の主軸Ｍの回転駆動力を受ける第１回転軸８の端部には、第２回転軸９が当該第１回転軸８に対して軸方向に相対的に移動可能でかつ相対的に回転が規制されるように連結されている。そして、この第２回転軸９は、円筒状のスリーブ１０に連結され、ベベルギヤ１１、１５を介して主軸ユニット３のアタッチメント主軸１４へ回転駆動力を伝達する。スリーブ１０は、第１回転軸８の回転軸回りに回転自在でかつ軸方向へ移動できるように、アタッチメント本体４に支持されている。このスリーブ１０の端部には、主軸ユニット本体１３が連結されている。スリーブ１０を直線移動機構２０によって直線移動させることにより、スリーブ連結機構２１がスリーブ１０と第１回転軸８とを連結させる。これにより、工作機械の主軸Ｍの回転駆動力を、アタッチメント主軸１４への伝達を維持した状態で、第１回転軸８からスリーブ１０へ動力伝達して主軸ユニット３の割り出し旋回に用いることができる。そのため、アタッチメント主軸１４への回転駆動力の伝達を一時的に切るためのクラッチ機構などが不要になり、アタッチメント１の小型化を達成できる。

すなわち、主軸ユニット３の割り出し旋回を行うときには、直線移動機構２０によってスリーブ１０を第１方向Ｉへ移動させてアタッチメント本体４と主軸ユニット本体１３とを離間させるように遠ざければ、スリーブ連結機構２１がスリーブ１０と第１回転軸８とを連結させ、さらに、旋回規制機構２２がスリーブ１０とアタッチメント本体４との連結を解除して主軸ユニット３の旋回の規制を解除する。これにより、工作機械の主軸Ｍの回転駆動力によって、スリーブ１０を第１回転軸８とともに回転させて、主軸ユニット３を割り出し旋回させることが可能になる。

主軸ユニット３の割り出し旋回を終了したときには、直線移動機構２０によってスリーブ１０を第２方向ＩＩへ移動させてアタッチメント本体４と主軸ユニット本体１３とを近づければ、スリーブ連結機構２１がスリーブ１０と第１回転軸８との連結を解除するとともに、旋回規制機構２２がスリーブ１０とアタッチメント本体４とを連結する。これにより、主軸ユニット３の旋回を規制した状態で、工作機械の主軸Ｍの回転駆動力を第１回転軸８および第２回転軸９を介してアタッチメント主軸１４へ動力伝達させることができる。

（２）
本実施形態のアタッチメント１では、直線移動機構２０によってスリーブ１０が第１方向Ｉへ直線移動している間の第２状態では、スリーブ１０と第１回転軸８との連結が完了する第３状態になるまで、旋回規制機構２２がスリーブ１０をアタッチメント本体４に連結して主軸ユニット３の旋回を規制した状態を維持するので、スリーブ１０が第１回転軸８およびアタッチメント本体４のいずれにも連結されないで自由に回転できる状態になることがなく、スリーブ１０に連結された主軸ユニット３が割り出し旋回の動作前に旋回するおそれがない。一方、スリーブ１０が第２方向ＩＩへ直線移動している間の第２状態においても、スリーブ１０と第１回転軸８との連結が解除される第１状態になる前に旋回規制機構２２がスリーブ１０をアタッチメント本体４に連結するので、この場合もスリーブ１０が第１回転軸８およびアタッチメント本体４のいずれにも連結されないで自由に回転できる状態になることがなく、主軸ユニット３が割り出し旋回の動作前に旋回するおそれがない。その結果、主軸ユニット３の割り出し制御を正確に行うことができる。

（３）
本実施形態のアタッチメント１では、スリーブ連結機構２１のガイドピン２６およびブラケット２７ピン穴２８の部分がスリーブ１０の内側の空間に配置されているので、スリーブ連結機構２１およびスリーブ１０が占有する空間を小さくすることができ、アタッチメントをより小型化にすることが可能になる。

（４）
本実施形態のアタッチメント１では、スリーブ連結機構２１が、第１回転軸８の外側部分またはスリーブ１０の内側部分のいずれかにそれぞれ設けられた第１回転軸８に平行に延びるガイドピン２６とピン穴２８を有するブラケット２７とからなる簡単な構造である。しかも、ガイドピン２６およびピン穴２８は、スリーブ１０の内周面と第１回転軸８の外周面との間に配置されているので、スリーブ１０の内側の空間にコンパクトに配置することが可能である。また、直線移動機構２０によってスリーブ１０を直線移動させるだけで、スリーブ連結機構２１のガイドピン２６とピン穴２８を連結させたり離間させることができるので、スリーブ１０と第１回転軸８との間の連結および切り離しを容易かつ確実に行うことができる。

（５）
本実施形態のアタッチメント１では、旋回規制機構２２が、スリーブ１０に固定された第１カービックカップリング２９と、アタッチメント本体４に固定された第２カービックカップリング３０とを備えているので、これらのカービックカップリングの歯同士が噛み合うことにより、高い精度で主軸ユニット３の割り出しを行うことができる。

とくに本実施形態の第１カービックカップリング２９および第２カービックカップリング３０として、スリーブ１０の胴回りよりも大きい大型のカービックカップリングが採用されているので、多くの歯数を有することが可能であり、割り出し精度が高い。

（６）
本実施形態のアタッチメント１では、旋回規制機構２２は、アタッチメント本体４側に第１方向Ｉおよび第２方向ＩＩに移動自在な第３カービックカップリング３１をさらに備えているので、主軸ユニット本体１３に固定された第１カービックカップリング２９が第１方向Ｉへ移動して第２カービックカップリング３０との噛み合いが外れた状態でも、第３カービックカップリング３１をスプリング３２からの押圧力によって第１カービックカップリング２９に追随させて第１カービックカップリング２９と第３カービックカップリング３１を噛み合わせた状態を維持することが可能である。第１カービックカップリング２９が第１方向Ｉへさらに移動したときには、第３カービックカップリング３１は、所定の位置まで第１カービックカップリング２９を追随し、所定の位置に来たときにストッパ５４によってその位置で停止させられる。これにより、第１カービックカップリング２９と第３カービックカップリング３１との噛み合いが外れて、主軸ユニット３の旋回の規制が解除される。

このため、スリーブ１０を第１方向Ｉへ直線移動させて主軸ユニット３の旋回の規制を解除させる途中において、第１カービックカップリング２９と第２カービックカップリング３０とが噛み合っていない状態で、かつ、スリーブ連結機構２１によるスリーブ１０と第１回転軸８との連結が完了していない不安定な状態になっても、第３カービックカップリング３１が第１カービックカップリング２９に追随して当該第１カービックカップリング２９と噛み合う第２状態になることにより、スリーブ１０が第１回転軸８およびアタッチメント本体４のいずれにも連結されないで自由に回転できる状態になることがなく、スリーブ１０に連結された主軸ユニット３が割り出し旋回の動作前に旋回するおそれがない。例えば、ガイドピン２６とピン穴２８との間にスキマがあっても、第２状態では、第３カービックカップリング３１が第１カービックカップリング２９と噛み合っているので、主軸ユニット３が旋回方向にぐらついて割り出し誤差が生じるなどのおそれがない。

しかも、第３カービックカップリング３１は、第１カービックカップリング２９の歯２９ａのうち、第２カービックカップリング３０の外周からはみ出ている部分に噛み合うことにより、主軸ユニット３の旋回を規制することができるので、第３カービックカップリング３１を小型かつ簡単な構造にすることができ、アタッチメントをより小型化することが可能になる。

（７）
本実施形態のアタッチメント１では、第１カービックカップリング２９と第２カービックカップリング３０とが連結している第１状態では、ガイドピン２６の全部がピン穴２８から離脱した位置にある。そのため、主軸ユニット３の旋回を規制してアタッチメント主軸１４に接続される工具を回転させる通常動作の場合に、第１回転軸８が高速で回転しても、ガイドピン２６がピン穴２８側のブラケット２７に干渉する問題を確実に防ぐことができる。

また、中間段階として、第１カービックカップリング２９の歯が第２カービックカップリング３０の歯から外れて第３カービックカップリング３１の歯のみと噛み合う第２状態のときは、ガイドピン２６の一部である所定の第１長さ分ｔ４１が、ピン穴２８に少し挿入された位置にあるので、ガイドピン２６の挿入をスムーズに行うことができる。

さらに、第１カービックカップリング２９の歯２９ａが第２カービックカップリング３０の歯３０ａと第３カービックカップリング３１の歯３１ａの両方と噛み合わない位置になって主軸ユニット３の旋回の規制が解除された第３状態のときは、ピンがピン穴２８に所定の第２長さ分ｔ４２まで完全に挿入された状態になる。これにより、第１回転軸８からスリーブ１０へ動力伝達して主軸ユニット３の割り出し旋回をするときには、ピンとのピン穴２８との嵌合により、第１回転軸８からスリーブ１０への動力伝達を確実に行うことができる。その結果、第１回転軸８およびスリーブ１０の回転によって、主軸ユニット３を確実に割り出し旋回させることができる。

（８）
本実施形態のアタッチメント１では、直線移動機構２０は、スリーブ１０を第１方向Ｉおよび第２方向ＩＩへ直線移動させる可動部材として押え板３５を備えている。この押え板３５の内径側端部３５ａがスリーブ１０の外周側に突出した突出部分と第１カービックカップリングとの隙間に嵌め込まれることよって、スリーブ１０を第１方向Ｉまたは第２方向ＩＩのいずれかに確実に直線移動させることが可能になる。

（９）
本実施形態のアタッチメント１では、主軸ユニット３の割り出し旋回を行わない通常状態のときには、スリーブ１０はスプリング５７からの付勢力を押え板３５を介して受けることによって第２方向ＩＩへ常時付勢される。このとき、旋回規制機構２２の第１カービックカップリング２９が第２カービックカップリング３０および第３カービックカップリング３１に噛み合った状態が維持され、スリーブ１０をアタッチメント本体４に連結した状態が維持される。そのため、外部からの動力の供給がなくても、スリーブ１０およびそれに連結された主軸ユニット３がアタッチメント本体４に所定の割り出し角度で固定された状態を維持することが可能である。

（１０）
本実施形態のアタッチメント１では、第１回転軸８と当該第１回転軸８に直交する駆動軸５とはベベルギヤ６、７を介して直接連結されているので、工作機械の主軸Ｍの回転駆動力は、駆動軸５およびベベルギヤ６、７を介して第１回転軸８に直接伝達することが可能であり、音も静かで回転駆動力の伝達損失も少ない。

（変形例）
上記実施形態では、工作機械のアタッチメント取付部分の一例として、円筒状の軸受け台であるクイルを例にあげて説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、工作機械において主軸Ｍの周辺に配置されたアタッチメントの取付可能な部分であればいかなる部分であってもよい。

１ アタッチメント
２ メインユニット
３ 主軸ユニット
４ アタッチメント本体
５ 駆動軸
８ 第１回転軸
９ 第２回転軸
１０ スリーブ
１３ 主軸ユニット本体
１４ アタッチメント主軸
２０ 直線移動機構
２１ スリーブ連結機構
２２ 旋回規制機構
２６ ガイドピン（突起）
２７ ブラケット（受け部）
２８ ピン穴（凹部）
２９ 第１カービックカップリング
３０ 第２カービックカップリング
３１ 第３カービックカップリング
３２ スプリング（押圧手段）
３４ つば部（突出部分）
３５ 押え板（可動部材）
Ａ アダプタ
Ｐ プルスタッド
Ｑ クイル（アタッチメント取付部分）
ＳＡ 水平軸
ＳＢ 旋回軸
ＳＣ 垂直軸
５４ ストッパ（停止手段）
５７ スプリング（付勢手段）

Claims (10)

1. 回転駆動する主軸および当該主軸の周辺に配置されたアタッチメント取付部分を有する工作機械に接続可能であり、前記主軸の回転駆動力を工具に伝達するアタッチメントにおいて、
   前記工作機械に接続可能なメインユニットと、当該メインユニットに対して相対的に旋回可能に連結された主軸ユニットとを備えており、
   前記メインユニットは、
   前記アタッチメント取付部分に固定可能な形状を有するアタッチメント本体と、
   前記アタッチメント本体に回転自在に支持され、前記主軸からの回転駆動力を受けて回転可能な第１回転軸と、
   前記第１回転軸に対して当該第１回転軸の軸方向へ相対的に移動可能でかつ相対的な回転が規制されるように、前記第１回転軸の端部に連結された第２回転軸と、
   前記第２回転軸を回転自在に支持する円筒状のスリーブと
   を備えており、
   前記スリーブは、第１回転軸の回転軸回りに回転自在でかつ前記軸方向へ移動できるように、前記アタッチメント本体に支持され、
   前記主軸ユニットは、前記スリーブの端部に連結された主軸ユニット本体と、当該主軸ユニット本体に回転自在に支持され、前記第２回転軸を介して前記回転駆動力を受けて回転可能であり、前記工具を取り付けることが可能な形状を有するアタッチメント主軸とを備えており、
   さらに、前記メインユニットは、
   前記スリーブを前記第１回転軸の軸線上に沿って往復直線移動させる直線移動機構と、
   前記スリーブを前記第１回転軸に対して着脱するスリーブ連結機構と、
   前記スリーブを前記アタッチメント本体に対して着脱することにより、当該スリーブに連結された前記主軸ユニットの旋回を規制する旋回規制機構と、
   を備えており、
   前記スリーブ連結機構は、前記直線移動機構が前記主軸ユニット本体を前記アタッチメント本体から離間させるように前記スリーブを前記第１回転軸の軸線上に沿って第１方向へ直線移動させたときに、前記スリーブを前記第１回転軸と一緒に回転できるように当該第１回転軸に連結させ、前記直線移動機構が前記スリーブを前記第１方向と反対の方向である第２方向へ直線移動させたときに、前記スリーブと前記第１回転軸との連結を解除し、
   前記旋回規制機構は、前記直線移動機構が前記スリーブを前記第１方向へ直線移動させたときには、前記スリーブと前記アタッチメント本体との連結を解除して前記主軸ユニットの旋回の規制を解除し、前記直線移動機構が前記スリーブを前記第２方向へ直線移動させたときには、前記スリーブを前記アタッチメント本体に連結して前記主軸ユニットの旋回を規制する
   ことを特徴とする工作機械のアタッチメント。
2. 前記旋回規制機構は、前記直線移動機構が前記スリーブを前記第１方向へ直線移動させる間において、前記スリーブ連結機構が前記スリーブと前記第１回転軸とを連結させていく途中では前記スリーブを前記アタッチメント本体に連結して前記主軸ユニットの旋回を規制した状態を維持し、前記スリーブと前記第１回転軸との連結が完了したときには前記スリーブを前記アタッチメント本体に対する連結を解除して前記主軸ユニットの旋回の規制を解除した状態にし、一方、前記直線移動機構が前記スリーブを前記第２方向へ直線移動させる間において、前記スリーブと前記第１回転軸との連結が解除する前に前記スリーブを前記アタッチメント本体に連結して前記主軸ユニットの旋回を規制する
   請求項１に記載の工作機械のアタッチメント。
3. 前記スリーブ連結機構の少なくとも一部は、前記スリーブの内周面よりも内側に配置されている、
   請求項１に記載の工作機械のアタッチメント。
4. 前記スリーブ連結機構は、
   前記第１回転軸または前記スリーブのうちの一方に設けられ、前記１回転軸と平行に延びる突起と、
   前記第１回転軸または前記スリーブのうちの他方に設けられ、前記突起と連結可能な形状を有する凹部を有する受け部と、
   を備えている、
   請求項３に記載の工作機械のアタッチメント。
5. 前記旋回規制機構は、
   前記第２方向に突出する複数の歯を有し、前記スリーブに固定された第１カービックカップリングと、
   前記第１方向に突出するとともに前記第１カービックカップリングの歯と噛み合うことが可能な複数の歯を有し、前記アタッチメント本体に固定された第２カービックカップリングと、
   を備えている、
   請求項１から４のいずれかに記載の工作機械のアタッチメント。
6. 前記旋回規制機構は、
   前記第１方向に突出するとともに前記第１カービックカップリングの歯のうちの一部と噛み合うことが可能な歯を有し、前記アタッチメント本体に対して前記第１方向および前記第２方向に移動可能に取り付けられた第３カービックカップリングと、
   前記第３カービックカップリングに対して前記第１カービックカップリングの歯に向けて押圧する押圧力を与える押圧手段と、
   前記押圧手段からの押圧力を受ける前記第３カービックカップリングを、前記第１カービックカップリングの移動の途中まで追随させて所定の位置で追随を止めて停止させる停止手段と、
   をさらに備えており、
   しかも、前記旋回規制機構は、前記直線移動機構が前記スリーブを直線移動させる間に、
   前記第１カービックカップリングの歯が前記第２カービックカップリングの歯と前記第３カービックカップリングの歯の両方に噛み合う第１状態と、
   前記第１カービックカップリングの歯が前記第２カービックカップリングの歯から外れて前記第３カービックカップリングの歯のみと噛み合う第２状態と、
   前記第１カービックカップリングの歯が前記第２カービックカップリングの歯と前記第３カービックカップリングの歯の両方と噛み合わない第３状態と
   の間を移行することが可能である、
   請求項５に記載の工作機械のアタッチメント。
7. 前記スリーブ連結機構は、
   前記第１回転軸または前記スリーブのうちの一方に設けられ、前記１回転軸と平行に延びる突起と、
   前記第１回転軸または前記スリーブのうちの他方に設けられ、前記突起と連結可能な形状を有する凹部を有する受け部と、
   を有しており、
   前記第１状態のときには、前記突起の全部が前記凹部から離脱した位置にあり、
   前記第２状態のときには、前記突起の所定の第１長さ分が前記凹部に挿入された位置にあり、
   前記第３状態のときには、前記突起の前記第１長さ分より長い所定の第２長さ分が前記凹部に挿入された位置にある、
   請求項６に記載の工作機械のアタッチメント。
8. 前記スリーブは、当該スリーブの外周面から外側へ突出する突出部分を有しており、
   前記第１カービックカップリングは、前記突出部分から前記第２方向へ離れて配置され、
   前記直線移動機構は、前記突出部分と前記第１カービックカップリングとの隙間に嵌り込むことが可能な形状を有し、かつ、前記スリーブを前記第１方向および前記第２方向へ直線移動させる可動部材を備えている、
   請求項５から７のいずれかに記載の工作機械のアタッチメント。
9. 前記直線移動機構は、前記スリーブに前記第２方向へ向かう付勢力を与える付勢手段をさらに備えている、
   請求項１から８のいずれかに記載の工作機械のアタッチメント。
10. 前記主軸に同軸状に連結される駆動軸をさらに備えており、
    前記第１回転軸は、前記駆動軸に直交して配置されており、
    前記第１回転軸と前記駆動軸とは、ベベルギヤを介して連結されている、
    請求項１から９のいずれかに記載の工作機械のアタッチメント。
    

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