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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-28
(45)【発行日】2024-09-05
(54)【発明の名称】切削工具、工具ホルダ及び工作機械
(51)【国際特許分類】
B23B 1/00 20060101AFI20240829BHJP
B23B 29/00 20060101ALI20240829BHJP
B23B 29/24 20060101ALI20240829BHJP
【ＦＩ】
B23B1/00 Z
B23B29/00 D
B23B29/24 Z
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2021023468
(22)【出願日】2021-02-17
(65)【公開番号】P2022125722
(43)【公開日】2022-08-29
【審査請求日】2023-12-01
(73)【特許権者】
【識別番号】000133593
【氏名又は名称】株式会社ツガミ
(74)【代理人】
【識別番号】100095407
【弁理士】
【氏名又は名称】木村 満
(72)【発明者】
【氏名】頓所 正人
(72)【発明者】
【氏名】井比 亨
【審査官】野口 絢子
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－０２３００１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０５－２５３７０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１９／１７０３２５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００８－１２６３９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－１００３１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１２／０２６０９８（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｂ １／００－２５／０６
Ｂ２３Ｂ２７／００－２９／３４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
工具主軸ユニットに取り付けられる工具ホルダにより固定的に支持される切削工具であって、前記切削工具の長手方向に交わる方向の切り込み方向にてワークに切り込み可能に構成され、軸回転する前記ワークから前記切削工具の長手方向に切削抵抗の主分力を受ける加工点を備え、
前記切削工具は、長手方向が前記工具ホルダの中心軸の方向と平行となるように前記工具ホルダに支持されることで、切削抵抗の主分力は、前記工具ホルダを前記工具主軸ユニットに押し付ける力となる、
切削工具。
【請求項2】
請求項１に記載の切削工具を保持する工具ホルダであって、前記主分力が前記工具ホルダの中心軸上で前記工具ホルダに向けて作用する、
工具ホルダ。
【請求項3】
請求項１に記載の切削工具を保持する工具ホルダであって、前記切削工具を収容する工具収容凹部と、
前記切削工具を前記工具収容凹部内で保持する工具保持部材と、
前記工具保持部材を前記工具ホルダに固定する第１固定部材と、を備え、
前記切削工具の側面には、第１傾斜面を有する工具凹部が形成されており、
前記工具収容凹部は、
前記切削工具の長手方向に延び、前記工具ホルダの側面に形成されており、前記切削工具の前記加工点とは反対側の基端部が接触することにより、前記切削工具を前記長手方向に位置決めする位置決め面を備え、
前記工具保持部材は、
前記第１傾斜面と対向する第２傾斜面を有する押し付け部を有し、前記工具凹部に嵌めた状態で前記第１固定部材によって前記切削工具に押し付けられることで、前記押し付け部を介して前記切削工具の前記基端部を前記位置決め面に押し付ける、
工具ホルダ。
【請求項4】
請求項３に記載の工具ホルダは、前記工具ホルダの中心軸に直交する方向から切削工具を固定する第２固定部材を備える、工具ホルダ。
【請求項5】
請求項１に記載の切削工具と、前記工具ホルダと、
前記切削工具でワークを切削するために前記ワークを回転させるワーク回転部と、
回転する前記ワークから前記切削工具の長手方向に切削抵抗の主分力を受けるように前記ワークに対して相対的に移動させる移動機構と、を備える、
工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、切削工具、工具ホルダ及び工作機械に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、工具台にツールスピンドルを設け、ツールスピンドルに取り付けられた工具で切削加工、穴開け加工又はフライス加工を行う工作機械が知られている。ツールスピンドルに切削工具が取り付けられている場合には、ツールスピンドルの回転を規制（ロック）する必要がある。例えば、特許文献１に記載のターニングセンタ用ツールスピンドルの定位置割出装置は、油圧シリンダにより環状ピストンが上下することにより第１～第３カップリング部の嵌合状態を変化させてツールスピンドルをロック又はアンロックさせる。ツールスピンドルをロックした状態では、第１～第３カップリング部が切削工具に加わる加工負荷を受け止める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許第４１２７７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記特許文献１に記載の構成においては、図１１に示すように、ツールスピンドル１５０の中心軸Ｊと切削工具１７０のワークＷへの切り込み方向Ｋは同方向となる。この場合、切削工具１７０及びツールスピンドル１５０に加わる切削抵抗の主分力Ｆａは、ツールスピンドル１５０の中心軸Ｊに対して直交する方向に作用する。ツールスピンドル１５０は、切削抵抗の主分力Ｆａを受け止めるために、第１～第３カップリング部及び油圧シリンダ等の複雑な構成を介して切削工具を強い力で固定して、切削時に切削工具を安定させる必要がある。従って、例えば、切削工具を固定する力が弱い構成、又は切削工具のワークへの切削圧が高い重切削の場合には、切削時に切削工具を安定させることが困難であった。
【0005】
本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、切削時に切削工具を安定させることができる切削工具、工具ホルダ及び工作機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る切削工具は、工具主軸ユニットに取り付けられる工具ホルダにより固定的に支持される切削工具であって、前記切削工具の長手方向に交わる方向の切り込み方向にてワークに切り込み可能に構成され、軸回転する前記ワークから前記切削工具の長手方向に切削抵抗の主分力を受ける加工点を備え、前記切削工具は、長手方向が前記工具ホルダの中心軸の方向と平行となるように前記工具ホルダに支持されることで、切削抵抗の主分力は、前記工具ホルダを前記工具主軸ユニットに押し付ける力となる。
【0007】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る前記切削工具を保持する工具ホルダは、前記主分力が前記工具ホルダの中心軸上で前記工具ホルダに向けて作用する。
【0008】
上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係る前記切削工具を保持する工具ホルダは、前記切削工具を収容する工具収容凹部と、前記切削工具を前記工具収容凹部内で保持する工具保持部材と、前記工具保持部材を前記工具ホルダに固定する第１固定部材と、を備え、前記切削工具の側面には、第１傾斜面を有する工具凹部が形成されており、前記工具収容凹部は、前記切削工具の長手方向に延び、前記工具ホルダの側面に形成されており、前記切削工具の前記加工点とは反対側の基端部が接触することにより、前記切削工具を前記長手方向に位置決めする位置決め面を備え、前記工具保持部材は、前記第１傾斜面と対向する第２傾斜面を有する押し付け部を有し、前記工具凹部に嵌めた状態で前記第１固定部材によって前記切削工具に押し付けられることで、前記押し付け部を介して前記切削工具の前記基端部を前記位置決め面に押し付ける。
【0009】
上記目的を達成するため、本発明の第４の観点に係る工具ホルダは、前記工具ホルダの中心軸に直交する方向から切削工具を固定する第２固定部材を備える。
【0010】
上記目的を達成するため、本発明の第５の観点に係る工作機械は、前記切削工具と、前記工具ホルダと、前記切削工具でワークを切削するために前記ワークを回転させるワーク回転部と、回転する前記ワークから前記切削工具の長手方向に切削抵抗の主分力を受けるように前記ワークに対して相対的に移動させる移動機構と、を備える。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、切削時に切削工具を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の一実施形態に係る工作機械の正面図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る工作機械の平面図である。
【図3】本発明の一実施形態に係る固定工具ユニットが装着された工具主軸ユニットの断面図である。
【図4】本発明の一実施形態に係る回転工具ユニットが装着された工具主軸ユニットの部分的な断面図である。
【図5】本発明の一実施形態に係る工具主軸ユニットの底面図である。
【図6】本発明の一実施形態に係る固定工具ユニットの側面図である。
【図8】本発明の一実施形態に係る固定工具ユニットの正面図である。
【図9】本発明の一実施形態に係る固定工具ユニットの側面図である。
【図10】本発明の一実施形態に係る工具ホルダ、カップリング部及びスピンドルの斜視図である。
【図11】背景技術に係るツールスピンドルに装着された切削工具によるワークの加工態様を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の一実施形態に係る切削工具、工具ホルダ、工具主軸ユニット及び工作機械について、図面を参照して説明する。
図１及び図２に示すように、ターニングセンタである工作機械１は、工作機械１全体の台であるベッドＳと、第１主軸１１を有する第１主軸ユニット１０と、第２主軸２１を有する第２主軸ユニット２０と、第２主軸移動機構２５と、工具移動機構４２と、Ｂ軸回転機構４５と、工具主軸ユニット５０と、工具マガジン６０と、制御部３００と、を備える。
以下では、第１主軸１１及び第２主軸２１の回転軸に沿う軸線方向をＺ軸方向と規定し、Ｚ軸方向に直交する高さ方向をＸ軸方向と規定し、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に直交する方向をＹ軸方向と規定する。
図１及び図２に示すように、ターニングセンタである工作機械１は、工作機械１全体の台であるベッドＳと、第１主軸１１を有する第１主軸ユニット１０と、第２主軸２１を有する第２主軸ユニット２０と、第２主軸移動機構２５と、工具移動機構４２と、Ｂ軸回転機構４５と、工具主軸ユニット５０と、工具マガジン６０と、制御部３００と、を備える。
以下では、第１主軸１１及び第２主軸２１の回転軸に沿う軸線方向をＺ軸方向と規定し、Ｚ軸方向に直交する高さ方向をＸ軸方向と規定し、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に直交する方向をＹ軸方向と規定する。
【0014】
第１主軸ユニット１０は、ワークＷを把持しつつ回転させる。具体的には、第１主軸ユニット１０は、第１主軸１１と、第１主軸１１を回転可能に支持する第１主軸台１２と、を備える。第１主軸１１は、ワークＷの一端を把持する。第１主軸台１２には、第１主軸１１を回転させるワーク回転用モータ（図示せず）が内蔵されている。第１主軸ユニット１０は、ベッドＳに対して移動不能に構成される。
【0015】
第２主軸ユニット２０は、Ｚ軸方向に第１主軸ユニット１０と向かい合う位置に設けられている。第２主軸ユニット２０は、ワークＷの他端を把持する第２主軸２１と、第２主軸２１を回転可能に支持する第２主軸台２２と、を備える。第２主軸台２２には、第２主軸２１を回転させるワーク回転用モータ（図示せず）が内蔵されている。
【0016】
第２主軸移動機構２５は、図２に示すように、第２主軸ユニット２０をＹ軸方向（Ｙ２軸方向）に移動させるＹ移動機構２５Ｙと、図１に示すように、第２主軸ユニット２０をＸ軸方向（Ｘ２軸方向）に移動させるＸ移動機構２５Ｘと、第２主軸ユニット２０をＺ軸方向（Ｚ２軸方向）に移動させるＺ移動機構２５Ｚと、を備える。
【0017】
工具移動機構４２は、図２に示すように、工具主軸ユニット５０をＹ軸方向（Ｙ１軸方向）に移動させるＹ移動機構４２Ｙと、図１に示すように、工具主軸ユニット５０をＸ軸方向（Ｘ１軸方向）に移動させるＸ移動機構４２Ｘと、工具主軸ユニット５０をＺ軸方向（Ｚ１軸方向）に移動させるＺ移動機構４２Ｚと、を備える。
なお、図２に示すように、Ｚ移動機構２５ＺのＺ軸方向に移動するスライド台２５ＳとＺ移動機構４２ＺのＺ軸方向に移動するスライド台４２Ｓは、ベッドＳ上にＺ軸方向に延びる共通のレール２９に沿って移動する。
なお、図２に示すように、Ｚ移動機構２５ＺのＺ軸方向に移動するスライド台２５ＳとＺ移動機構４２ＺのＺ軸方向に移動するスライド台４２Ｓは、ベッドＳ上にＺ軸方向に延びる共通のレール２９に沿って移動する。
【0018】
Ｘ移動機構２５Ｘ，４２Ｘ、Ｙ移動機構２５Ｙ，４２Ｙ及びＺ移動機構２５Ｚ，４２Ｚは、それぞれ、モータ、ボールねじ及びナットを有し、モータの回転力をボールねじ及びナットにより直線運動に変換することにより、対応する第２主軸ユニット２０又は工具主軸ユニット５０を直線的に移動可能な構成からなる。
Ｂ軸回転機構４５は、工具主軸ユニット５０をＢ軸方向に回転させる。Ｂ軸方向は、Ｙ軸方向に沿う回転軸を中心とした回転方向である。
Ｂ軸回転機構４５は、工具主軸ユニット５０をＢ軸方向に回転させる。Ｂ軸方向は、Ｙ軸方向に沿う回転軸を中心とした回転方向である。
【0019】
工具マガジン６０は、互いに異なる種類の複数の工具ユニット（例えば、固定工具ユニット７０及び回転工具ユニット８０）を保持し、工具主軸ユニット５０との間で工具ユニットを授受する。
詳しくは、工具マガジン６０は、工具支持部６１と、駆動部６２と、を備える。
工具支持部６１は、略円環状をなし、Ｚ軸方向に沿って延びる回転軸を中心に回転可能に支持される。工具支持部６１には、工具支持部６１の外周側に位置し、工具支持部６１の径方向外側に向けて開口するＵ字状の工具把持溝が工具支持部６１の回転方向に並ぶように形成されている。
駆動部６２は、例えば、モータを有し、工具支持部６１を回転軸を中心に回転させる。
詳しくは、工具マガジン６０は、工具支持部６１と、駆動部６２と、を備える。
工具支持部６１は、略円環状をなし、Ｚ軸方向に沿って延びる回転軸を中心に回転可能に支持される。工具支持部６１には、工具支持部６１の外周側に位置し、工具支持部６１の径方向外側に向けて開口するＵ字状の工具把持溝が工具支持部６１の回転方向に並ぶように形成されている。
駆動部６２は、例えば、モータを有し、工具支持部６１を回転軸を中心に回転させる。
【0020】
図３及び図４に示すように、工具主軸ユニット５０は、例えば、ツールスピンドルであり、回転工具ユニット８０及び固定工具ユニット７０の何れかを選択的に装着可能に構成される。
図３に示すように、工具主軸ユニット５０は、ボディ５１と、複数の軸受け５５と、スピンドル５２と、モータ５３と、クランプ機構５４と、を備える。
ボディ５１は、ボディ本体部５１ａと、カップリング部５１ｂと、を備える。
ボディ本体部５１ａは、スピンドル５２の中心軸Ｊに沿う方向に延びる筒状をなす。ボディ本体部５１ａは、ボディ本体部５１ａの内部空間にて複数の軸受け５５を介してスピンドル５２を軸回転可能に支持する。
図３に示すように、工具主軸ユニット５０は、ボディ５１と、複数の軸受け５５と、スピンドル５２と、モータ５３と、クランプ機構５４と、を備える。
ボディ５１は、ボディ本体部５１ａと、カップリング部５１ｂと、を備える。
ボディ本体部５１ａは、スピンドル５２の中心軸Ｊに沿う方向に延びる筒状をなす。ボディ本体部５１ａは、ボディ本体部５１ａの内部空間にて複数の軸受け５５を介してスピンドル５２を軸回転可能に支持する。
【0021】
スピンドル５２は、中心軸Ｊに沿って延びる略円筒状をなす。
図１０に示すように、スピンドル５２は、スピンドル５２の先端面に形成される複数の凸部５２ａを備える。凸部５２ａは、スピンドル５２の先端側に向けて突出した直方体をなし、カップリング部５１ｂよりも先端側に位置する。
図５に示すように、複数、本例では２つの凸部５２ａは、中心軸Ｊを中心とした周方向Ｃにおいて等角度間隔、本例では１８０°間隔で配置されている。
図３に示すように、スピンドル５２は、スピンドル５２の先端側の内周面に形成されるホルダ収容部５２ｂを備える。ホルダ収容部５２ｂは、スピンドル５２の先端側に向かうにつれて径が大きくなる傾斜面を有する孔部である。ホルダ収容部５２ｂには、固定工具ユニット７０の後述する工具ホルダ７１のテーパ部７２又は回転工具ユニット８０の後述する工具ホルダ８１のテーパ部８２（図４参照）が収容される。
図１０に示すように、スピンドル５２は、スピンドル５２の先端面に形成される複数の凸部５２ａを備える。凸部５２ａは、スピンドル５２の先端側に向けて突出した直方体をなし、カップリング部５１ｂよりも先端側に位置する。
図５に示すように、複数、本例では２つの凸部５２ａは、中心軸Ｊを中心とした周方向Ｃにおいて等角度間隔、本例では１８０°間隔で配置されている。
図３に示すように、スピンドル５２は、スピンドル５２の先端側の内周面に形成されるホルダ収容部５２ｂを備える。ホルダ収容部５２ｂは、スピンドル５２の先端側に向かうにつれて径が大きくなる傾斜面を有する孔部である。ホルダ収容部５２ｂには、固定工具ユニット７０の後述する工具ホルダ７１のテーパ部７２又は回転工具ユニット８０の後述する工具ホルダ８１のテーパ部８２（図４参照）が収容される。
【0022】
モータ５３は、ボディ本体部５１ａの内部空間におけるスピンドル５２の外周に設けられ、スピンドル５２を中心軸Ｊを中心に回転させる。
カップリング部５１ｂは、ボディ本体部５１ａの先端側の開口部を塞ぐようにボディ本体部５１ａの先端に固定される。カップリング部５１ｂは、中心軸Ｊを中心としたリング状をなす。
図１０に示すように、カップリング部５１ｂの中央部には、中心軸Ｊに沿って延びる貫通孔５１ｈが形成されている。貫通孔５１ｈにはスピンドル５２の先端部が通過する。
カップリング部５１ｂの先端面には円環凸部５１ｃが形成される。円環凸部５１ｃは、貫通孔５１ｈの周囲を囲むように形成される。円環凸部５１ｃには固定工具ユニット７０の後述する嵌合凸部７４ｂが嵌まる複数の嵌合凹部５１ｄが形成されている。
カップリング部５１ｂは、ボディ本体部５１ａの先端側の開口部を塞ぐようにボディ本体部５１ａの先端に固定される。カップリング部５１ｂは、中心軸Ｊを中心としたリング状をなす。
図１０に示すように、カップリング部５１ｂの中央部には、中心軸Ｊに沿って延びる貫通孔５１ｈが形成されている。貫通孔５１ｈにはスピンドル５２の先端部が通過する。
カップリング部５１ｂの先端面には円環凸部５１ｃが形成される。円環凸部５１ｃは、貫通孔５１ｈの周囲を囲むように形成される。円環凸部５１ｃには固定工具ユニット７０の後述する嵌合凸部７４ｂが嵌まる複数の嵌合凹部５１ｄが形成されている。
【0023】
各嵌合凹部５１ｄは、周方向Ｃの両側の側面である傾斜面５１ｆを備える。１つの嵌合凹部５１ｄの２つの傾斜面５１ｆは、１つの嵌合凹部５１ｄの底面に近づくにつれて、すなわち、カップリング部５１ｂに近づくにつれて、２つの傾斜面５１ｆの間の距離が小さくなるように傾斜する。
図５に示すように、複数、本例では４つの嵌合凹部５１ｄは、中心軸Ｊを中心とした周方向Ｃに等角度間隔、本例では９０°間隔で配置されている。各嵌合凹部５１ｄは、周方向Ｃに沿って延びる。
図５に示すように、複数、本例では４つの嵌合凹部５１ｄは、中心軸Ｊを中心とした周方向Ｃに等角度間隔、本例では９０°間隔で配置されている。各嵌合凹部５１ｄは、周方向Ｃに沿って延びる。
【0024】
図３及び図４に示すように、クランプ機構５４は、クランプ部７６，８６をスピンドル５２内に引き込んでクランプする。
クランプ機構５４は、ドローバー５４ａと、ピストン５４ｂと、第１ばね５４ｄと、受け部５４ｅと、第２ばね５４ｆと、複数のボール５４ｇと、エア供給部５４ｈと、を備える。
クランプ機構５４は、ドローバー５４ａと、ピストン５４ｂと、第１ばね５４ｄと、受け部５４ｅと、第２ばね５４ｆと、複数のボール５４ｇと、エア供給部５４ｈと、を備える。
【0025】
ドローバー５４ａは、中心軸Ｊに沿って延びる円筒状をなし、スピンドル５２内で中心軸Ｊに沿う方向に移動可能に設けられる。ドローバー５４ａの先端部には、複数のボール５４ｇがドローバー５４ａの径方向に移動可能に嵌め込まれている。複数のボール５４ｇは、ドローバー５４ａの位置に応じて、クランプ部７６，８６を把持（クランプ）したり、この把持を解除（アンクランプ）したりする。
【0026】
受け部５４ｅは、ドローバー５４ａの後端に固定され、スピンドル５２の後端よりも後端側に突出している。
第２ばね５４ｆは、スピンドル５２内であって、ドローバー５４ａの外周に設けられる。第２ばね５４ｆは、受け部５４ｅをドローバー５４ａとともに後端側に付勢する。
ピストン５４ｂは、受け部５４ｅの後端側に位置し、第１ばね５４ｄの弾性力により受け部５４ｅから離れる方向に付勢されている。エア供給部５４ｈは、制御部３００による制御のもと、エア供給空間５４ｍにエアを供給する。これにより、エア供給空間５４ｍ内の圧力が高まると、ピストン５４ｂが第２ばね５４ｆの弾性力に抗して受け部５４ｅに近づいて受け部５４ｅを押す。そして、受け部５４ｅは、ドローバー５４ａ及びボール５４ｇとともに第２ばね５４ｆの付勢力に抗してドローバー５４ａの先端側に移動する。よって、ボール５４ｇがスピンドル５２の先端側の内周面に形成される凹部５２ｃに到達する。これにより、ボール５４ｇがクランプ部７６，８６を押す力が解除されて、固定工具ユニット７０又は回転工具ユニット８０が工具主軸ユニット５０から取り外し可能なアンクランプ状態となる。
また、エア供給部５４ｈからのエア供給空間５４ｍへのエアの供給が停止されると、ピストン５４ｂは、第１ばね５４ｄからの付勢力を受けて受け部５４ｅとは離れた状態となる。この状態では、第２ばね５４ｆの付勢力によりドローバー５４ａが複数のボール５４ｇとともに後端側に位置する。このため、複数のボール５４ｇがクランプ部７６，８６を挟み込んで、固定工具ユニット７０又は回転工具ユニット８０が工具主軸ユニット５０に固定されたクランプ状態となる。
第２ばね５４ｆは、スピンドル５２内であって、ドローバー５４ａの外周に設けられる。第２ばね５４ｆは、受け部５４ｅをドローバー５４ａとともに後端側に付勢する。
ピストン５４ｂは、受け部５４ｅの後端側に位置し、第１ばね５４ｄの弾性力により受け部５４ｅから離れる方向に付勢されている。エア供給部５４ｈは、制御部３００による制御のもと、エア供給空間５４ｍにエアを供給する。これにより、エア供給空間５４ｍ内の圧力が高まると、ピストン５４ｂが第２ばね５４ｆの弾性力に抗して受け部５４ｅに近づいて受け部５４ｅを押す。そして、受け部５４ｅは、ドローバー５４ａ及びボール５４ｇとともに第２ばね５４ｆの付勢力に抗してドローバー５４ａの先端側に移動する。よって、ボール５４ｇがスピンドル５２の先端側の内周面に形成される凹部５２ｃに到達する。これにより、ボール５４ｇがクランプ部７６，８６を押す力が解除されて、固定工具ユニット７０又は回転工具ユニット８０が工具主軸ユニット５０から取り外し可能なアンクランプ状態となる。
また、エア供給部５４ｈからのエア供給空間５４ｍへのエアの供給が停止されると、ピストン５４ｂは、第１ばね５４ｄからの付勢力を受けて受け部５４ｅとは離れた状態となる。この状態では、第２ばね５４ｆの付勢力によりドローバー５４ａが複数のボール５４ｇとともに後端側に位置する。このため、複数のボール５４ｇがクランプ部７６，８６を挟み込んで、固定工具ユニット７０又は回転工具ユニット８０が工具主軸ユニット５０に固定されたクランプ状態となる。
【0027】
次に、固定工具ユニット７０について説明する。
図３に示すように、固定工具ユニット７０は、工具主軸ユニット５０により軸回転不能に固定的に支持される。固定工具ユニット７０は、例えば、切削加工を行う工具ユニットである。図９に示すように、工具主軸ユニット５０は、固定工具ユニット７０を介して、固定工具ユニット７０の中心軸Ｊに直交する方向の切り込み方向Ｋに切り込み可能に構成されている。
図３に示すように、固定工具ユニット７０は、工具主軸ユニット５０により軸回転不能に固定的に支持される。固定工具ユニット７０は、例えば、切削加工を行う工具ユニットである。図９に示すように、工具主軸ユニット５０は、固定工具ユニット７０を介して、固定工具ユニット７０の中心軸Ｊに直交する方向の切り込み方向Ｋに切り込み可能に構成されている。
【0028】
図６に示すように、固定工具ユニット７０は、ワークを切削する切削工具７３と、切削工具７３を保持する工具ホルダ７１と、を備える。切削工具７３は、例えば、切削バイトであり、工具ホルダ７１に着脱可能に構成される。
切削工具７３は、工具本体部７３ａと、工具本体部７３ａに装着される加工チップ７３ｂと、を備える。
工具本体部７３ａは、固定工具ユニット７０の中心軸Ｊに沿う角柱状をなす。
図７に示すように、工具本体部７３ａには、後述する工具保持部材７９が嵌まる工具凹部７３ｃが形成されている。工具凹部７３ｃは、工具本体部７３ａの中心軸Ｊに沿って延びる側面の上部に位置し、中心軸Ｊに直交する工具本体部７３ａの幅方向（Ｙ軸方向）に沿って延びる。
切削工具７３は、工具本体部７３ａと、工具本体部７３ａに装着される加工チップ７３ｂと、を備える。
工具本体部７３ａは、固定工具ユニット７０の中心軸Ｊに沿う角柱状をなす。
図７に示すように、工具本体部７３ａには、後述する工具保持部材７９が嵌まる工具凹部７３ｃが形成されている。工具凹部７３ｃは、工具本体部７３ａの中心軸Ｊに沿って延びる側面の上部に位置し、中心軸Ｊに直交する工具本体部７３ａの幅方向（Ｙ軸方向）に沿って延びる。
【0029】
工具凹部７３ｃは、底面７３ｃ１と、直交面７３ｃ２と、傾斜面７３ｃ３と、を備える。底面７３ｃ１は、工具本体部７３ａの幅方向に沿って延びる。直交面７３ｃ２は、底面７３ｃ１の加工チップ７３ｂ（図６参照）に近い端部に位置し、底面７３ｃ１に直交する方向に延びる。傾斜面７３ｃ３は、底面７３ｃ１の加工チップ７３ｂから遠い端部に位置し、底面７３ｃ１から離れるにつれて直交面７３ｃ２から遠ざかるように底面７３ｃ１に対して傾斜している。傾斜面７３ｃ３は、後述する工具保持部材７９により切削工具７３を後述する位置決め面７５ｂに押し付けるために形成される。
【0030】
図６に示すように、加工チップ７３ｂは、工具本体部７３ａに対して着脱可能であり、ワークＷを切削加工するチップである。加工チップ７３ｂは、加工チップ７３ｂの中心軸Ｊに直交する方向に位置するワークＷを切削する加工点７３ｄを有する。加工点７３ｄは固定工具ユニット７０の中心軸Ｊ上に位置する。加工チップ７３ｂは、菱形板状をなし、工具本体部７３ａの先端面に固定されている。
【0031】
工具ホルダ７１は、図６に示すように、テーパ部７２と、回転規制部７４と、工具装着部７５と、クランプ部７６と、被保持溝部７８と、工具保持部材７９と、複数の第１固定部材７７ａと、図８に示すように、複数の第２固定部材７７ｂと、を備える。
図６に示すように、工具装着部７５には切削工具７３の加工チップ７３ｂと反対側の基端部が装着される。工具装着部７５は中心軸Ｊに沿って延びる略半円柱状をなす。
工具装着部７５には、切削工具７３の基端部が嵌まる工具収容凹部７５ａと工具保持部材７９が嵌まる保持部材収容凹部７５ｄが形成されている。工具収容凹部７５ａ及び保持部材収容凹部７５ｄは、工具装着部７５の中心軸Ｊに沿って延びる平側面７５Ｆに形成されている。
図６及び図８に示すように、複数の第２固定部材７７ｂは、切削工具７３を工具収容凹部７５ａ内で中心軸Ｊに直交する方向に位置決めするための部材である。複数の第２固定部材７７ｂは、それぞれボルトであり、中心軸Ｊに沿った方向に並べられる。各第２固定部材７７ｂは、工具装着部７５に形成されるねじ穴（図示略）に螺合された状態で、切り込み方向Ｋに沿って延びる。第２固定部材７７ｂの先端は、図６の破線で模式的に示すように、切削工具７３の側面を押すように構成される。なお、図示されていないが、第２固定部材７７ｂに押される切削工具７３の側面と工具収容凹部７５ａの上記ねじ穴が形成される側面の間には隙間が設けられてもよい。
図６に示すように、工具装着部７５には切削工具７３の加工チップ７３ｂと反対側の基端部が装着される。工具装着部７５は中心軸Ｊに沿って延びる略半円柱状をなす。
工具装着部７５には、切削工具７３の基端部が嵌まる工具収容凹部７５ａと工具保持部材７９が嵌まる保持部材収容凹部７５ｄが形成されている。工具収容凹部７５ａ及び保持部材収容凹部７５ｄは、工具装着部７５の中心軸Ｊに沿って延びる平側面７５Ｆに形成されている。
図６及び図８に示すように、複数の第２固定部材７７ｂは、切削工具７３を工具収容凹部７５ａ内で中心軸Ｊに直交する方向に位置決めするための部材である。複数の第２固定部材７７ｂは、それぞれボルトであり、中心軸Ｊに沿った方向に並べられる。各第２固定部材７７ｂは、工具装着部７５に形成されるねじ穴（図示略）に螺合された状態で、切り込み方向Ｋに沿って延びる。第２固定部材７７ｂの先端は、図６の破線で模式的に示すように、切削工具７３の側面を押すように構成される。なお、図示されていないが、第２固定部材７７ｂに押される切削工具７３の側面と工具収容凹部７５ａの上記ねじ穴が形成される側面の間には隙間が設けられてもよい。
【0032】
図８に示すように、工具収容凹部７５ａは中心軸Ｊに沿って延びる溝として形成されている。工具収容凹部７５ａの先端は工具装着部７５の先端面まで形成されている。工具収容凹部７５ａは、工具収容凹部７５ａの基端側に位置する位置決め面７５ｂを備える。位置決め面７５ｂは、中心軸Ｊに交わる方向、本例では、中心軸Ｊに直交する方向に延び、工具本体部７３ａの基端面に接触することにより切削工具７３を中心軸Ｊに沿う方向に位置決めする。図示されていないが、工具収容凹部７５ａの短手方向に沿う幅は、切削工具７３の短手方向に沿う幅よりも大きく形成されている。
保持部材収容凹部７５ｄは、工具収容凹部７５ａの中間部を通過し、工具収容凹部７５ａに交差するように形成される。保持部材収容凹部７５ｄは、工具収容凹部７５ａよりも浅い溝として形成される。
保持部材収容凹部７５ｄは、工具収容凹部７５ａの中間部を通過し、工具収容凹部７５ａに交差するように形成される。保持部材収容凹部７５ｄは、工具収容凹部７５ａよりも浅い溝として形成される。
【0033】
図６に示すように、工具装着部７５は、第１主軸１１（図１参照）により把持されたワークＷから逃げるように形成される傾斜面７５ｃを備える。傾斜面７５ｃは、中心軸Ｊを中心として工具収容凹部７５ａとは反対側に形成される。傾斜面７５ｃは、固定工具ユニット７０により加工中のワークＷの上方に位置する。傾斜面７５ｃは、Ｙ軸方向（切り込み方向Ｋ）において切削工具７３から離れるにつれてＸ軸方向においてワークＷから離れるように傾斜する。
【0034】
工具保持部材７９は、工具収容凹部７５ａ内に切削工具７３を保持する部材であり、第１固定部材７７ａにより工具装着部７５に固定される。工具保持部材７９は、切削工具７３が工具収容凹部７５ａ内に収容された状態で、保持部材収容凹部７５ｄ内に収容される。工具保持部材７９は、工具収容凹部７５ａに収容される切削工具７３に交差して切削工具７３を跨ぐように切削工具７３の幅方向に沿って延びる角柱状をなす。
【0035】
図７に示すように、工具保持部材７９は、工具凹部７３ｃの傾斜面７３ｃ３に対向する傾斜面である押し付け部７９ａを備える。工具保持部材７９の押し付け部７９ａは、工具凹部７３ｃの傾斜面７３ｃ３と協働して工具本体部７３ａを位置決め面７５ｂに押し付けるために形成される。
図６に示すように、複数の第１固定部材７７ａは、工具保持部材７９を工具装着部７５に固定する部材である。複数の第１固定部材７７ａは、それぞれボルトであり、工具保持部材７９の長手方向の両端部に位置する。各第１固定部材７７ａは、工具保持部材７９が延びる方向と切削工具７３が延びる方向の両方向に直交する方向に延びる。
図６に示すように、複数の第１固定部材７７ａは、工具保持部材７９を工具装着部７５に固定する部材である。複数の第１固定部材７７ａは、それぞれボルトであり、工具保持部材７９の長手方向の両端部に位置する。各第１固定部材７７ａは、工具保持部材７９が延びる方向と切削工具７３が延びる方向の両方向に直交する方向に延びる。
【0036】
被保持溝部７８は、固定工具ユニット７０の中心軸Ｊに沿って工具装着部７５と回転規制部７４の間に位置し、外周面の全周に亘って溝が形成された円板状をなす。工具装着部７５は、上述した工具支持部６１（図１参照）の工具把持溝に嵌まる。
【0037】
回転規制部７４は、ボディ５１（図３参照）に嵌合することにより、固定工具ユニット７０の回転を規制した状態で固定工具ユニット７０に加わる加工負荷をボディ５１で受け止めるように形成される。回転規制部７４は、固定工具ユニット７０の中心軸Ｊに沿ってテーパ部７２と被保持溝部７８の間に位置する。
図６に示すように、回転規制部７４は、円板部７４ａと、複数の嵌合凸部７４ｂと、複数の溝部７４ｃと、を備える。
円板部７４ａは、中心軸Ｊを中心とした円板状に形成されている。
図１０に示すように、複数の溝部７４ｃは、円板部７４ａの外周側に凹状に形成されている。複数の溝部７４ｃは、円板部７４ａの径方向の外側に向かって開口する。
複数、本例では２つの溝部７４ｃは、中心軸Ｊを中心とした周方向Ｃに等角度間隔、本例では１８０°間隔に配置されている。溝部７４ｃにはスピンドル５２の凸部５２ａが嵌まる。
図６に示すように、回転規制部７４は、円板部７４ａと、複数の嵌合凸部７４ｂと、複数の溝部７４ｃと、を備える。
円板部７４ａは、中心軸Ｊを中心とした円板状に形成されている。
図１０に示すように、複数の溝部７４ｃは、円板部７４ａの外周側に凹状に形成されている。複数の溝部７４ｃは、円板部７４ａの径方向の外側に向かって開口する。
複数、本例では２つの溝部７４ｃは、中心軸Ｊを中心とした周方向Ｃに等角度間隔、本例では１８０°間隔に配置されている。溝部７４ｃにはスピンドル５２の凸部５２ａが嵌まる。
【0038】
図１０に示すように、複数の嵌合凸部７４ｂは、カップリング部５１ｂの複数の嵌合凹部５１ｄに嵌まることにより固定工具ユニット７０のカップリング部５１ｂに対する回転を規制した状態で固定工具ユニット７０に加わる加工負荷をボディ５１で受け止めることを可能とする。
複数の嵌合凸部７４ｂは、それぞれ円板部７４ａの後面の外周側に位置し、中心軸Ｊに沿う方向及び周方向Ｃに延び、周方向Ｃに沿って並べられる。複数、本例では４つの嵌合凸部７４ｂは、等角度間隔、本例では、９０°間隔で配置される。
各嵌合凸部７４ｂは、周方向Ｃの両側に位置する側面である傾斜面７４ｂ１を備える。１つの嵌合凸部７４ｂの２つの傾斜面７４ｂ１は、中心軸Ｊに沿う方向において、円板部７４ａから遠ざかるにつれて互いに近づくように傾斜する。言い換えると、嵌合凸部７４ｂは、中心軸Ｊに直交する方向から見て台形状をなす。
傾斜面７４ｂ１は、カップリング部５１ｂの嵌合凹部５１ｄの傾斜面５１ｆに周方向Ｃに面接触する。
複数の嵌合凸部７４ｂは、それぞれ円板部７４ａの後面の外周側に位置し、中心軸Ｊに沿う方向及び周方向Ｃに延び、周方向Ｃに沿って並べられる。複数、本例では４つの嵌合凸部７４ｂは、等角度間隔、本例では、９０°間隔で配置される。
各嵌合凸部７４ｂは、周方向Ｃの両側に位置する側面である傾斜面７４ｂ１を備える。１つの嵌合凸部７４ｂの２つの傾斜面７４ｂ１は、中心軸Ｊに沿う方向において、円板部７４ａから遠ざかるにつれて互いに近づくように傾斜する。言い換えると、嵌合凸部７４ｂは、中心軸Ｊに直交する方向から見て台形状をなす。
傾斜面７４ｂ１は、カップリング部５１ｂの嵌合凹部５１ｄの傾斜面５１ｆに周方向Ｃに面接触する。
【0039】
図６に示すように、テーパ部７２は、円板部７４ａの後面に位置し、中心軸Ｊに沿って延び、後端側に向かうにつれて径が小さくなる円錐台で形成される。
図３に示すように、テーパ部７２は、スピンドル５２のホルダ収容部５２ｂに収容される。テーパ部７２の外周面とホルダ収容部５２ｂの内周面の間には隙間が形成されている。よって、固定工具ユニット７０のテーパ部７２とスピンドル５２のホルダ収容部５２ｂは接触していない。言い換えると、隙間が形成されるように、図１０に示すように、嵌合凸部７４ｂと嵌合凹部５１ｄが嵌合している。
図６に示すように、クランプ部７６は、テーパ部７２の後端面に固定されている。クランプ部７６は、中心軸Ｊに沿って延びる柱状をなす。クランプ部７６は、クランプ部７６の後端に位置し、クランプ状態において各ボール５４ｇが引っ掛かる球状部７６ａを備える。
図３に示すように、テーパ部７２は、スピンドル５２のホルダ収容部５２ｂに収容される。テーパ部７２の外周面とホルダ収容部５２ｂの内周面の間には隙間が形成されている。よって、固定工具ユニット７０のテーパ部７２とスピンドル５２のホルダ収容部５２ｂは接触していない。言い換えると、隙間が形成されるように、図１０に示すように、嵌合凸部７４ｂと嵌合凹部５１ｄが嵌合している。
図６に示すように、クランプ部７６は、テーパ部７２の後端面に固定されている。クランプ部７６は、中心軸Ｊに沿って延びる柱状をなす。クランプ部７６は、クランプ部７６の後端に位置し、クランプ状態において各ボール５４ｇが引っ掛かる球状部７６ａを備える。
【0040】
次に、回転工具ユニット８０について説明する。
図４に示すように、回転工具ユニット８０は、工具主軸ユニット５０によりスピンドル５２とともに軸回転可能に支持される。
回転工具ユニット８０は、ワークを加工する工具部８３と、工具部８３を保持する工具ホルダ８１と、を備える。工具部８３はドリル等の回転工具である。
工具ホルダ８１は、上述したテーパ部７２と同様のテーパ部８２と、上述した工具装着部７５と同様の工具装着部８５と、上述したクランプ部７６と同様のクランプ部８６と、上述した被保持溝部７８と同様の被保持溝部８８と、を備える。
以下、回転工具ユニット８０について固定工具ユニット７０との相違点を中心に説明する。
回転工具ユニット８０の工具ホルダ８１は、スピンドル５２の凸部５２ａが嵌まる溝部７４ｃと同様の溝部を有するものの、固定工具ユニット７０と異なって嵌合凸部７４ｂを有しない。回転工具ユニット８０の工具ホルダ８１の溝部にスピンドル５２の凸部５２ａが嵌まることにより、スピンドル５２の回転が回転工具ユニット８０に伝達される。また、回転工具ユニット８０の工具ホルダ８１がスピンドル５２の先端に嵌め込まれた状態で、回転工具ユニット８０のテーパ部８２の外周面とホルダ収容部５２ｂの内周面は面接触している。
図４に示すように、回転工具ユニット８０は、工具主軸ユニット５０によりスピンドル５２とともに軸回転可能に支持される。
回転工具ユニット８０は、ワークを加工する工具部８３と、工具部８３を保持する工具ホルダ８１と、を備える。工具部８３はドリル等の回転工具である。
工具ホルダ８１は、上述したテーパ部７２と同様のテーパ部８２と、上述した工具装着部７５と同様の工具装着部８５と、上述したクランプ部７６と同様のクランプ部８６と、上述した被保持溝部７８と同様の被保持溝部８８と、を備える。
以下、回転工具ユニット８０について固定工具ユニット７０との相違点を中心に説明する。
回転工具ユニット８０の工具ホルダ８１は、スピンドル５２の凸部５２ａが嵌まる溝部７４ｃと同様の溝部を有するものの、固定工具ユニット７０と異なって嵌合凸部７４ｂを有しない。回転工具ユニット８０の工具ホルダ８１の溝部にスピンドル５２の凸部５２ａが嵌まることにより、スピンドル５２の回転が回転工具ユニット８０に伝達される。また、回転工具ユニット８０の工具ホルダ８１がスピンドル５２の先端に嵌め込まれた状態で、回転工具ユニット８０のテーパ部８２の外周面とホルダ収容部５２ｂの内周面は面接触している。
【0041】
図１に示すように、制御部３００は、第１主軸ユニット１０、第２主軸ユニット２０、第２主軸移動機構２５、工具移動機構４２、Ｂ軸回転機構４５、工具主軸ユニット５０及び工具マガジン６０を制御する。制御部３００は、例えば、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵによる処理の手順を定義したプログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）等を備える。
【0042】
次に、制御部３００により実行される加工処理について説明する。制御部３００は、事前に作成されたＮＣプログラムに従って、この加工処理を実行する。
図１に示すように、制御部３００は、第１主軸１１により把持されたワークＷを工具主軸ユニット５０に装着された固定工具ユニット７０又は回転工具ユニット８０により加工する。例えば、工具主軸ユニット５０に固定工具ユニット７０が装着されている場合、制御部３００は、第１主軸１１をワークＷとともに軸回転させつつ、工具移動機構４２を介して固定工具ユニット７０の切削工具７３をワークＷに切り込みつつＺ軸方向に送ることにより、ワークＷの外周面を切削する。この際、図９に示すように、切削工具７３の切り込み方向Ｋは固定工具ユニット７０の中心軸Ｊに直交するＹ軸方向に設定され、切削時に切削工具７３に生じる切削抵抗の主分力Ｆａは中心軸Ｊに沿う方向に作用する。本例では、加工点７３ｄの切り込み方向ＫにはワークＷの回転軸が位置する。また、加工チップ７３ｂの加工点７３ｄが中心軸Ｊ上に設けられることにより、切削抵抗の主分力Ｆａは中心軸Ｊ上に位置する。これにより、切削抵抗の主分力Ｆａによって固定工具ユニット７０に回転モーメントが発生することが抑制される。また、切削抵抗の主分力Ｆａは、切削工具７３を工具ホルダ７１の工具装着部７５に押し付ける力となるとともに、工具ホルダ７１の回転規制部７４の嵌合凸部７４ｂを工具主軸ユニット５０のカップリング部５１ｂの嵌合凹部５１ｄ（図１０参照）に押し付ける力となる。以上のように、工具主軸ユニット５０により固定工具ユニット７０をクランプする力の大小に関わらず、切削抵抗に伴う加工点７３ｄの位置ずれを抑制でき、安定した重切削加工を実現でき、ワークＷの加工品位を向上させることができる。
図１に示すように、制御部３００は、第１主軸１１により把持されたワークＷを工具主軸ユニット５０に装着された固定工具ユニット７０又は回転工具ユニット８０により加工する。例えば、工具主軸ユニット５０に固定工具ユニット７０が装着されている場合、制御部３００は、第１主軸１１をワークＷとともに軸回転させつつ、工具移動機構４２を介して固定工具ユニット７０の切削工具７３をワークＷに切り込みつつＺ軸方向に送ることにより、ワークＷの外周面を切削する。この際、図９に示すように、切削工具７３の切り込み方向Ｋは固定工具ユニット７０の中心軸Ｊに直交するＹ軸方向に設定され、切削時に切削工具７３に生じる切削抵抗の主分力Ｆａは中心軸Ｊに沿う方向に作用する。本例では、加工点７３ｄの切り込み方向ＫにはワークＷの回転軸が位置する。また、加工チップ７３ｂの加工点７３ｄが中心軸Ｊ上に設けられることにより、切削抵抗の主分力Ｆａは中心軸Ｊ上に位置する。これにより、切削抵抗の主分力Ｆａによって固定工具ユニット７０に回転モーメントが発生することが抑制される。また、切削抵抗の主分力Ｆａは、切削工具７３を工具ホルダ７１の工具装着部７５に押し付ける力となるとともに、工具ホルダ７１の回転規制部７４の嵌合凸部７４ｂを工具主軸ユニット５０のカップリング部５１ｂの嵌合凹部５１ｄ（図１０参照）に押し付ける力となる。以上のように、工具主軸ユニット５０により固定工具ユニット７０をクランプする力の大小に関わらず、切削抵抗に伴う加工点７３ｄの位置ずれを抑制でき、安定した重切削加工を実現でき、ワークＷの加工品位を向上させることができる。
【0043】
制御部３００は、第１主軸１１により把持されたワークＷの加工完了後、第２主軸移動機構２５を介して第２主軸２１を第１主軸１１に対向する位置まで移動させ、第１主軸１１から第２主軸２１へワークＷを受け渡す。そして、制御部３００は、第２主軸２１により把持されたワークＷを図示しない刃物台に装着された工具によりワークＷを加工し、この加工済みのワークＷを外部に排出する。以上で、加工処理を終了する。
【0044】
次に、切削工具７３を工具ホルダ７１に装着する方法について説明する。この装着作業は、例えば、作業者によって行われる。
まず、図６及び図７に示すように、切削工具７３を工具収容凹部７５ａに挿入する。そして、各第２固定部材７７ｂを工具装着部７５に形成されるねじ穴（図示略）に螺合して各第２固定部材７７ｂの先端にて切削工具７３を工具収容凹部７５ａの内側面に向けて軽く押すことにより切削工具７３を仮止め状態とする。この仮止め状態では、切削工具７３の側面が工具収容凹部７５ａの内側面に接触している。次に、工具保持部材７９を保持部材収容凹部７５ｄに挿入する。そして、各第１固定部材７７ａのねじ軸部を、工具保持部材７９に形成される軸通孔（図示略）に通し、工具収容凹部７５ａの底面に形成されるねじ穴（図示略）に螺合させる。これにより、各第１固定部材７７ａの頭部は、工具保持部材７９の表面（切削工具７３に対向する面の反対側の面）から工具保持部材７９を切削工具７３に向けて押す。この際、図７の矢印Ｆ１に示すように、各第１固定部材７７ａにより工具保持部材７９が工具凹部７３ｃの底面７３ｃ１に向けて押される。これにより、工具保持部材７９の押し付け部７９ａは、工具凹部７３ｃの傾斜面７３ｃ３に摺動して、図７の矢印Ｆ２に示すように、工具本体部７３ａを工具収容凹部７５ａの位置決め面７５ｂに向けて押し付ける。なお、このとき、切削工具７３は、各第２固定部材７７ｂにより仮止め状態にあるため位置決め面７５ｂに向けて移動可能な状態にある。
最後に、各第２固定部材７７ｂを強く締めて切削工具７３の側面を工具収容凹部７５ａの内側面に密着させる。
以上により、切削工具７３の工具ホルダ７１への装着が完了する。
まず、図６及び図７に示すように、切削工具７３を工具収容凹部７５ａに挿入する。そして、各第２固定部材７７ｂを工具装着部７５に形成されるねじ穴（図示略）に螺合して各第２固定部材７７ｂの先端にて切削工具７３を工具収容凹部７５ａの内側面に向けて軽く押すことにより切削工具７３を仮止め状態とする。この仮止め状態では、切削工具７３の側面が工具収容凹部７５ａの内側面に接触している。次に、工具保持部材７９を保持部材収容凹部７５ｄに挿入する。そして、各第１固定部材７７ａのねじ軸部を、工具保持部材７９に形成される軸通孔（図示略）に通し、工具収容凹部７５ａの底面に形成されるねじ穴（図示略）に螺合させる。これにより、各第１固定部材７７ａの頭部は、工具保持部材７９の表面（切削工具７３に対向する面の反対側の面）から工具保持部材７９を切削工具７３に向けて押す。この際、図７の矢印Ｆ１に示すように、各第１固定部材７７ａにより工具保持部材７９が工具凹部７３ｃの底面７３ｃ１に向けて押される。これにより、工具保持部材７９の押し付け部７９ａは、工具凹部７３ｃの傾斜面７３ｃ３に摺動して、図７の矢印Ｆ２に示すように、工具本体部７３ａを工具収容凹部７５ａの位置決め面７５ｂに向けて押し付ける。なお、このとき、切削工具７３は、各第２固定部材７７ｂにより仮止め状態にあるため位置決め面７５ｂに向けて移動可能な状態にある。
最後に、各第２固定部材７７ｂを強く締めて切削工具７３の側面を工具収容凹部７５ａの内側面に密着させる。
以上により、切削工具７３の工具ホルダ７１への装着が完了する。
【0045】
次に、工具主軸ユニット５０に装着される工具ユニットの種類を交換する際の制御部３００により実行される処理について説明する。以下では、工具主軸ユニット５０に装着された回転工具ユニット８０を固定工具ユニット７０に交換する例について説明する。
制御部３００は、工具移動機構４２及びＢ軸回転機構４５を介して工具主軸ユニット５０に装着される回転工具ユニット８０が工具マガジン６０の工具把持溝に嵌まるように工具主軸ユニット５０を移動させる。そして、制御部３００は、クランプ機構５４をクランプ状態からアンクランプ状態に切り替え、工具移動機構４２を介して工具主軸ユニット５０を工具マガジン６０から遠ざけるようにＺ軸方向に移動させることにより工具主軸ユニット５０から回転工具ユニット８０を取り外す。次に、制御部３００は、工具マガジン６０を回転させて工具マガジン６０に支持された固定工具ユニット７０の割り出し動作を行うことにより工具主軸ユニット５０を固定工具ユニット７０にＺ軸方向に対向させて、固定工具ユニット７０のクランプ部７６をドローバー５４ａの先端側に挿入する。そして、制御部３００は、クランプ機構５４をアンクランプ状態からクランプ状態に切り替える。これにより、固定工具ユニット７０の工具主軸ユニット５０への装着が完了する。この後、上述したように、工具主軸ユニット５０に装着された固定工具ユニット７０によりワークＷが加工される。
制御部３００は、工具移動機構４２及びＢ軸回転機構４５を介して工具主軸ユニット５０に装着される回転工具ユニット８０が工具マガジン６０の工具把持溝に嵌まるように工具主軸ユニット５０を移動させる。そして、制御部３００は、クランプ機構５４をクランプ状態からアンクランプ状態に切り替え、工具移動機構４２を介して工具主軸ユニット５０を工具マガジン６０から遠ざけるようにＺ軸方向に移動させることにより工具主軸ユニット５０から回転工具ユニット８０を取り外す。次に、制御部３００は、工具マガジン６０を回転させて工具マガジン６０に支持された固定工具ユニット７０の割り出し動作を行うことにより工具主軸ユニット５０を固定工具ユニット７０にＺ軸方向に対向させて、固定工具ユニット７０のクランプ部７６をドローバー５４ａの先端側に挿入する。そして、制御部３００は、クランプ機構５４をアンクランプ状態からクランプ状態に切り替える。これにより、固定工具ユニット７０の工具主軸ユニット５０への装着が完了する。この後、上述したように、工具主軸ユニット５０に装着された固定工具ユニット７０によりワークＷが加工される。
【0046】
（効果）
以上、説明した一実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）切削工具７３は、工具ホルダ７１により固定的に支持される。切削工具７３は、切削工具７３の長手方向（中心軸Ｊに沿う方向）に交わる方向の切り込み方向ＫにてワークＷに切り込み可能に構成される加工点７３ｄを備える。
この構成によれば、切削時に切削工具７３に加わる切削抵抗の主分力Ｆａが中心軸Ｊに沿う方向に作用するため、切削時に切削工具７３を安定させることができる。
また、上記構成では、工具主軸ユニット５０が工具ホルダ７１を固定する力が弱い簡易な構成を実現した場合であっても、切削時に切削工具７３を安定させることができる。
さらに、重切削の場合であっても、切削時に切削工具７３を安定させることができる。
以上、説明した一実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）切削工具７３は、工具ホルダ７１により固定的に支持される。切削工具７３は、切削工具７３の長手方向（中心軸Ｊに沿う方向）に交わる方向の切り込み方向ＫにてワークＷに切り込み可能に構成される加工点７３ｄを備える。
この構成によれば、切削時に切削工具７３に加わる切削抵抗の主分力Ｆａが中心軸Ｊに沿う方向に作用するため、切削時に切削工具７３を安定させることができる。
また、上記構成では、工具主軸ユニット５０が工具ホルダ７１を固定する力が弱い簡易な構成を実現した場合であっても、切削時に切削工具７３を安定させることができる。
さらに、重切削の場合であっても、切削時に切削工具７３を安定させることができる。
【0047】
（２）切削工具７３を保持する工具ホルダ７１は、加工点７３ｄが工具ホルダ７１の中心軸Ｊ上に位置するように切削工具７３を収容する工具収容部の一例である工具収容凹部７５ａを備える。
この構成によれば、切削抵抗の主分力Ｆａによって工具ホルダ７１に回転モーメントが発生することが抑制され、切削時に切削工具７３を安定させることができる。
この構成によれば、切削抵抗の主分力Ｆａによって工具ホルダ７１に回転モーメントが発生することが抑制され、切削時に切削工具７３を安定させることができる。
【0048】
（３）切削工具７３を保持する工具ホルダ７１は、切削工具７３を収容する工具収容凹部７５ａと、切削工具７３を工具収容凹部７５ａ内に保持する工具保持部材７９と、を備える。工具収容凹部７５ａは、切削工具７３の加工点７３ｄとは反対側の基端部が接触することにより、切削工具７３を中心軸Ｊに沿う方向に位置決めする位置決め面７５ｂを備える。工具保持部材７９は、切削工具７３の基端部を位置決め面７５ｂに押し付ける押し付け部７９ａを備える。
この構成によれば、切削工具７３が中心軸Ｊに沿う方向に位置決めされるため、より精度の高いワークＷの切削加工を実現できる。
この構成によれば、切削工具７３が中心軸Ｊに沿う方向に位置決めされるため、より精度の高いワークＷの切削加工を実現できる。
【0049】
（４）工具主軸ユニット５０は、切削工具７３及び工具ホルダ７１を有する固定工具ユニット７０、及び回転工具ユニット８０の何れかを選択的に装着可能であり、回転工具ユニット８０を中心軸Ｊを中心に回転可能に支持し、固定工具ユニット７０を固定的に支持する。
この構成によれば、工具主軸ユニット５０は、固定工具ユニット７０が装着された状態で、上述のように、切削時に切削工具７３を安定させることができる。
この構成によれば、工具主軸ユニット５０は、固定工具ユニット７０が装着された状態で、上述のように、切削時に切削工具７３を安定させることができる。
【0050】
（５）工作機械１は、切削工具７３と、工具ホルダ７１と、切削工具７３でワークＷを切削するためにワークＷを回転させるワーク回転部の一例である第１主軸１１と、第１主軸１１に支持されたワークＷの径方向に沿う切り込み方向Ｋに加工点７３ｄをワークＷに対して相対的に移動させる移動機構の一例である工具移動機構４２と、を備える。
この構成によれば、工作機械１において、上述のように、切削時に切削工具７３を安定させることができる。
この構成によれば、工作機械１において、上述のように、切削時に切削工具７３を安定させることができる。
【0051】
なお、本開示は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本開示の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。以下に、変形の一例を説明する。
【0052】
（変形例）
上記実施形態においては、工具主軸ユニット５０は、ターニングセンタに適用されていたが、工作機械であればターニングセンタに限らず、例えば、マシニングセンタに適用されてもよい。このマシニングセンタは、工具主軸ユニット５０に固定工具ユニット７０が装着された状態で、ワークが固定されるテーブルを回転させることによりワークの加工を行う。
上記実施形態においては、工具主軸ユニット５０は、ターニングセンタに適用されていたが、工作機械であればターニングセンタに限らず、例えば、マシニングセンタに適用されてもよい。このマシニングセンタは、工具主軸ユニット５０に固定工具ユニット７０が装着された状態で、ワークが固定されるテーブルを回転させることによりワークの加工を行う。
【0053】
上記実施形態においては、工作機械１は、第１主軸ユニット１０及び第２主軸ユニット２０を備えていたが、第１主軸ユニット１０及び第２主軸ユニット２０の何れか一方が省略されてもよい。
上記実施形態における工具主軸ユニット５０が固定工具ユニット７０の回転を規制する構成は、嵌合凸部と嵌合凹部の嵌合に限らず、適宜変更可能である。
上記実施形態における工具主軸ユニット５０が固定工具ユニット７０の回転を規制する構成は、嵌合凸部と嵌合凹部の嵌合に限らず、適宜変更可能である。
【0054】
上記実施形態における第１主軸ユニット１０、第２主軸ユニット２０及び工具主軸ユニット５０の移動方向は適宜変更可能である。例えば、第１主軸ユニット１０はＺ軸方向に移動可能に構成されてもよい。
【0055】
上記実施形態においては、駆動源の一例であるモータ５３は、ボディ５１の内部に設けられていたが、これに限らず、ボディ５１の外部に設けられていてもよい。
工具保持部材７９の押し付け部７９ａと工具凹部７３ｃの傾斜面７３ｃ３は省略されてもよい。
また、上記実施形態においては、切削抵抗の主分力Ｆａは、工具主軸ユニット５０の中心軸Ｊ上に位置していたが、中心軸Ｊからずれて位置していてもよい。
また、上記実施形態においては、切り込み方向Ｋは、中心軸Ｊに直交していたが、直交に限らず、中心軸Ｊに交わっていればよい。
また、上記実施形態においては、加工チップ７３ｂは、菱形板状をなしていたが、これに限らず、例えば、三角形板状等の他の形状であってもよい。
工具保持部材７９の押し付け部７９ａと工具凹部７３ｃの傾斜面７３ｃ３は省略されてもよい。
また、上記実施形態においては、切削抵抗の主分力Ｆａは、工具主軸ユニット５０の中心軸Ｊ上に位置していたが、中心軸Ｊからずれて位置していてもよい。
また、上記実施形態においては、切り込み方向Ｋは、中心軸Ｊに直交していたが、直交に限らず、中心軸Ｊに交わっていればよい。
また、上記実施形態においては、加工チップ７３ｂは、菱形板状をなしていたが、これに限らず、例えば、三角形板状等の他の形状であってもよい。
【0056】
上記実施形態においては、切削工具７３は、工具主軸ユニット５０によって工具ホルダ７１を介して固定的に支持されていたが、これに限らず、工具主軸ユニット５０が省略されて、工具ホルダ７１が工具移動機構４２のスライド台に固定されていてもよい。この場合、工具ホルダ７１は、例えば、複数の切削工具７３を保持するくし刃刃物台であってもよい。また、これに限らず、切削工具７３又は工具ホルダ７１は、タレット刃物台に保持可能に構成されてもよい。これらの変形例においても、切削工具７３がその長手方向に交わる方向の切り込み方向ＫにワークＷに切り込み可能に構成されることにより、上述のように、切削時に切削工具７３を安定させることができる。
【符号の説明】
【0057】
１…工作機械、１０…第１主軸ユニット、１１…第１主軸、１２…第１主軸台、２０…第２主軸ユニット、２１…第２主軸、２２…第２主軸台、２５…第２主軸移動機構、２５Ｓ，４２Ｓ…スライド台、２５Ｘ，４２Ｘ…Ｘ移動機構、２５Ｙ，４２Ｙ…Ｙ移動機構、２５Ｚ，４２Ｚ…Ｚ移動機構、２９…レール、４２…工具移動機構、４５…Ｂ軸回転機構、５０…工具主軸ユニット、５１…ボディ、５１ａ…ボディ本体部、５１ｂ…カップリング部、５１ｃ…円環凸部、５１ｄ…嵌合凹部、５１ｆ，７３ｃ３，７４ｂ１，７５ｃ…傾斜面、５１ｈ…貫通孔、５２…スピンドル、５２ａ…凸部、５２ｂ…ホルダ収容部、５２ｃ…凹部、５３…モータ、５４…クランプ機構、５４ａ…ドローバー、５４ｂ…ピストン、５４ｄ…第１ばね、５４ｆ…第２ばね、５４ｅ…受け部、５４ｇ…ボール、５４ｈ…エア供給部、５４ｍ…エア供給空間、５５…軸受け、６０…工具マガジン、６１…工具支持部、６２…駆動部、７０…固定工具ユニット、７１，８１…工具ホルダ、７２，８２…テーパ部、７３，１７０…切削工具、７３ａ…工具本体部、７３ｂ…加工チップ、７３ｃ…工具凹部、７３ｃ１…底面、７３ｄ…加工点、７３ｃ２…直交面、７４…回転規制部、７４ａ…円板部、７４ｂ…嵌合凸部、７４ｃ…溝部、７５，８５…工具装着部、７５Ｆ…平側面、７５ａ…工具収容凹部、７５ｂ…位置決め面、７５ｄ…保持部材収容凹部、７６，８６…クランプ部、７６ａ…球状部、７７ａ…第１固定部材、７７ｂ…第２固定部材、７８，８８…被保持溝部、７９…工具保持部材、７９ａ…押し付け部、８０…回転工具ユニット、８３…工具部、１５０…ツールスピンドル、３００…制御部、Ｃ…周方向、Ｊ…中心軸、Ｋ…切り込み方向、Ｓ…ベッド、Ｗ…ワーク、Ｆａ…主分力
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
