(57)【要約】【課題】工作機械の主軸に着脱可能に取り付けることにより、該主軸のトルクを増大してから工具に出力することができる構造を実現する。【解決手段】工作機械用アタッチメント１は、工作機械の主軸の先端部に、入力軸３の入力部７をトルクの伝達を可能に係合させるとともに、出力軸４の出力部９に、工具の基端部をトルクの伝達を可能に係合させる。入力軸３の回転は、摩擦ローラ減速機５により減速されて、出力軸４に伝達される。【選択図】図１
2020070859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の主軸が、同軸かつ一体的な回転を可能に支持される入力部を有する入力軸と、
前記入力軸と同軸に、かつ、該入力軸に対する相対回転可能に支持され、工具が、同軸かつ一体的な回転を可能に支持される出力部を有する出力軸と、
前記入力軸と前記出力軸との間に配置された摩擦ローラ減速機とを備え、
前記摩擦ローラ減速機は、
前記入力軸の外周面または該入力軸により回転駆動される部分の外周面に形成された内径側転がり接触面と、
前記出力軸の内周面または該出力軸を回転駆動する部分の内周面に形成され、前記内径側転がり接触面に対向する外径側転がり接触面と、
前記内径側転がり接触面と前記外径側転がり接触面との間に配置されるとともに、前記入力軸を中心とする回転を不能に、かつ、該入力軸と平行な自転軸を中心とする回転を自在に支持され、外周面に、前記内径側転がり接触面と前記外径側転がり接触面とに転がり接触する転動面を有する、複数の中間ローラと、
前記内径側転がり接触面および前記外径側転がり接触面と、前記転動面との転がり接触部に、前記入力軸と前記出力軸との間で伝達されるトルクに応じた面圧を付与する面圧付与機構とを含む、
工作機械用アタッチメント。
【請求項２】
前記外径側転がり接触面は、軸方向に関して互いに離れる方向に向かうほど内径寸法が小さくなる方向に傾斜した１対の外径側傾斜面部を有しており、
前記中間ローラは、前記入力軸の径方向に関する変位を可能に支持され、前記転動面の軸方向両側部分に、軸方向に関して互いに離れる方向に向かうほど外径寸法が小さくなる方向に傾斜した中間傾斜面部を有しており、
前記摩擦ローラ減速機は、前記出力軸と一体的に回転するか、あるいは、該出力軸を回転駆動するリングローラをさらに備え、
前記リングローラは、それぞれの内周面に前記外径側傾斜面部を有し、互いの先端面同士の間に隙間を介在させるとともに、互いに同軸に配置された１対のリングローラ素子を備えており、
前記面圧付与機構は、前記１対のリングローラ素子のうちの一方のリングローラ素子であって、前記出力軸の軸方向に関する変位を可能に支持された可動リングローラ素子を、対向するリングローラ素子に向けて、前記入力軸と前記出力軸との間で伝達されるトルクに応じた力で押圧する、
請求項１に記載の工作機械用アタッチメント。
【請求項３】
前記可動リングローラ素子は、基端面にローラ側カム面を有しており、
前記面圧付与機構は、前記可動リングローラ素子と、該可動リングローラ素子に対する相対回転を可能に支持されるとともに、前記ローラ側カム面に対向する軸方向側面にアンカ側カム面を有するアンカ部と、前記ローラ側カム面と前記アンカ側カム面との間に配置された複数個の転動体とを備え、
前記可動リングローラ素子と前記アンカ部とのうちの一方が、前記出力軸に、該出力軸と一体に回転するように接続され、他方が、前記出力軸に対する相対回転を可能に支持されている、
請求項２に記載の工作機械用アタッチメント。
【請求項４】
ハウジングと、該ハウジングの内周面と前記出力軸の外周面との間に配置された軸受装置とをさらに備え、
前記軸受装置が、転動体に背面組み合わせ型の接触角を付与した１対の円すいころ軸受を有する、
請求項１〜３のうちの何れか１項に記載の工作機械用アタッチメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の主軸に取り付けて使用する、工作機械用アタッチメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
フライス盤やマシニングセンタなどの工作機械は、主軸装置に着脱可能に支持された工具を高速で回転させつつ、テーブルに保持された被加工物の表面に押し付けることにより、該被加工物に切削などの加工を施す。主軸装置は、工具を着脱可能に支持する主軸を、電動モータにより直接回転駆動するか、または、前記主軸に、前記電動モータの回転を、変速機により減速若しくは増速して伝達するようにしている。例えば、特開平１１−２０７５５８号公報に記載の主軸装置では、電動モータの回転を、遊星歯車式の変速機により減速してから主軸に伝達するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２０７５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電動モータの最高回転数（最大回転速度）と最大トルクの大きさとは、トレードオフの関係にある。すなわち、最高回転数を高くすると、最大トルクは小さくなるのに対し、最大トルクを大きくすると、最高回転数は低くなる。
【０００５】
フライス盤やマシニングセンタなどの工作機械を用いる加工のうち、チタンやニッケル基超合金などの難削材の加工や重切削加工などにおいては、大きなトルクが必要となるのに対し、金型などの仕上げ加工などにおいては、回転数を高くする必要がある。
【０００６】
しかしながら、特開平１１−２０７５５８号公報に記載の主軸装置では、遊星歯車式の変速機の変速比を変更することができない。このため、例えば、工作機械を導入（購入）する時点で、該工作機械を、仕上げ加工など、工具を高速かつ低トルクで回転させる加工に使用するのに合わせた仕様とした場合、前記工作機械を、難削材の加工や重切削加工など、工具を低速かつ高トルクで回転させる加工に使用することはできない。したがって、工作機械を導入した後に、該工作機械の主軸のトルク（回転速度）を変更したいという要求がある。
【０００７】
本発明は、上述のような事情に鑑み、工作機械の主軸に着脱可能に取り付けることにより、該主軸のトルクを増大してから工具に出力することができる、工作機械用アタッチメントの構造を実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の工作機械用アタッチメントは、入力軸と、出力軸と、摩擦ローラ減速機を備える。
前記入力軸は、工作機械の主軸が同軸かつ一体的な回転を可能に支持される入力部を有する。
前記出力軸は、前記入力軸と同軸に、かつ、該入力軸に対する相対回転可能に支持され、工具が、同軸かつ一体的な回転を可能に支持される出力部を有する。
前記摩擦ローラ減速機は、前記入力軸と前記出力軸との間に配置されるものであって、内径側転がり接触面と、外径側転がり接触面と、複数の中間ローラと、面圧付与機構とを含む。
前記内径側転がり接触面は、前記入力軸の外周面または該入力軸により回転駆動される部分の外周面に形成されている。
前記外径側転がり接触面は、前記出力軸の内周面または該出力軸を回転駆動する部分の内周面に形成され、前記内径側転がり接触面に対向する。
前記中間ローラのそれぞれは、前記内径側転がり接触面と前記外径側転がり接触面との間に配置されるとともに、前記入力軸を中心とする回転（公転）を不能に、かつ、該入力軸と平行な自転軸を中心とする回転（自転）を自在に支持され、外周面に、前記内径側転がり接触面と前記外径側転がり接触面とに転がり接触する転動面を有する。
前記面圧付与機構は、前記内径側転がり接触面および前記外径側転がり接触面と、前記転動面との転がり接触部に、前記入力軸と前記出力軸との間で伝達されるトルクに応じた面圧を付与する。
【０００９】
なお、前記入力軸により回転駆動される部分とは、前記入力軸の回転開始と同時に、該入力軸と同じ速度で回転する部分に限られない。具体的には、前記入力軸と、該入力軸により回転駆動される部分との間に、ローディングカム装置を組み込んだ場合のように、該ローディングカム装置が、前記入力軸または前記部分の回転トルクに応じた押圧力を発生するまでは、前記入力軸に対する前記部分が相対回転し、その後、前記入力軸と前記部分とが同じ速度で回転するような場合を許容する。同様に、前記出力軸を回転駆動する部分とは、前記出力軸の回転開始と同時に、該出力軸と同じ速度で回転する部分に限られない。具体的には、前記出力軸と、該出力軸を回転駆動する部分との間に、ローディングカム装置を組み込んだ場合のように、該ローディングカム装置が、前記出力軸または前記部分の回転トルクに応じた押圧力を発生するまでは、前記出力軸に対する前記部分が相対回転し、その後、前記出力軸と前記部分とが同じ速度で回転するような場合を許容する。
【００１０】
前記外径側転がり接触面を、軸方向に関して互いに離れる方向に向かうほど内径寸法が小さくなる方向に傾斜した１対の外径側傾斜面部を有するものとするとともに、前記中間ローラを、前記入力軸の径方向に関する変位を可能に支持され、前記転動面の軸方向両側部分に、軸方向に関して互いに離れる方向に向かうほど外径寸法が小さくなる方向に傾斜した中間傾斜面部を有するものとすることができる。
この場合、前記摩擦ローラ減速機を、前記出力軸と一体的に回転するか、あるいは、該出力軸を回転駆動するリングローラをさらに備えるものとする。
さらに、前記リングローラを、それぞれの内周面に前記外径側傾斜面部を有し、互いの先端面同士の間に隙間を介在させるとともに、互いに同軸に配置された１対のリングローラ素子を備えるものとする。
また、前記面圧付与機構を、前記１対のリングローラ素子のうちの一方のリングローラ素子であって、前記出力軸の軸方向に関する変位を可能に支持された可動リングローラ素子を、対向するリングローラ素子に向けて、前記入力軸と前記出力軸との間で伝達されるトルクに応じた力で押圧するものとする。
【００１１】
追加的に、前記可動リングローラ素子は、基端面にローラ側カム面を有するものとし、前記面圧付与機構を、前記可動リングローラ素子と、該可動リングローラ素子に対する相対回転を可能に支持されるとともに、前記ローラ側カム面に対向する軸方向側面にアンカ側カム面を有するアンカ部と、前記ローラ側カム面と前記アンカ側カム面との間に配置された複数個の転動体とを備えるものとすることができる。
この場合、前記可動リングローラ素子と前記アンカ部とのうちの一方が、前記出力軸に、該出力軸と一体に回転するように接続され、他方が、前記出力軸に対する相対回転を可能に支持される。
【００１２】
ハウジングと、該ハウジングの内周面と前記出力軸の外周面との間に配置された軸受装置とをさらに備え、前記軸受装置を、転動体に背面組み合わせ型の接触角を付与した１対の円すいころ軸受を有するものとすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
上述のような本発明の工作機械用アタッチメントは、工作機械の主軸に着脱可能に取り付けることにより、該主軸のトルクを増大してから工具に出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態の１例の工作機械用アタッチメントを示す断面図である。
【図２】図２は、図１の右側から見た様子を、ハウジングの一部を切断するとともに、一部の部材を省略して示す図である。
【図３】図３は、図１のＸ部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜図３は、本発明の実施の形態の１例を示している。本例の工作機械用アタッチメント１は、工作機械の主軸に対して工具を取り付けるためのもので、ハウジング２と、入力軸３と、出力軸４と、摩擦ローラ減速機５とを備える。すなわち、入力軸３の回転を、摩擦ローラ減速機５により減速して、出力軸４に伝達する。
【００１６】
入力軸３は、工作機械の主軸に対し、該主軸と同軸かつ一体的な回転を可能に支持される。入力軸３は、ハウジング２の内側に、転動体に背面組み合わせ型の接触角を付与した１対のアンギュラ玉軸受６により回転自在に支持されている。ただし、１対のアンギュラ玉軸受６の転動体に正面組み合わせ型の接触角を付与することもできる。入力軸３は、基端部（図１の右側の端部）に入力部７を有する。本例では、入力部７を、入力軸３の基端側に向かうほど外周面の外径寸法が小さくなるテーパ凸部により構成している。工作機械用アタッチメント１の使用時には、入力部７に、図示しない工作機械の主軸の先端部に形成されたテーパ凹部を、トルクの伝達を可能に嵌合させることにより、主軸に対する入力軸３の径方向および軸方向に関する位置合わせを図ることができる。また、本例では、入力軸３は、先端部（図１の左側の端部）の外周面に、後述する摩擦ローラ減速機５を構成する内径側転がり接触面８を有する。
【００１７】
出力軸４は、工具が、同軸かつ一体的な回転を可能に支持される。ハウジング２の内側に、入力軸３と同軸に、かつ、該入力軸３に対する相対回転を可能に支持されている。出力軸４は、先端部（図１の左側の端部）に出力部９を有する。本例では、出力部９を、出力軸４の先端側の端面に開口し、先端側に向かうほど内周面の内径寸法が大きくなるテーパ凹部により構成している。このような出力部９に、図示しない工具の基端部外周面に形成されたテーパ凸部を嵌合することにより、出力軸４に対する工具の径方向および軸方向に関する位置合わせを図ることができる。また、出力軸４は、基端部（図１の右側の端部）に、径方向外方に突出した外向フランジ部１０を有する。
【００１８】
出力軸４は、ラジアル荷重に加え、被加工物の加工中に工具に加わるスラスト荷重を支承可能な軸受装置１１により、ハウジング２の内側に回転自在に支持されている。本例では、軸受装置１１は、１対の円すいころ軸受１２ａ、１２ｂを備える。すなわち、出力軸４の軸方向中間部２箇所位置を、１対の円すいころ軸受１２ａ、１２ｂにより、ハウジング２の内側に回転自在に支持している。本例では、軸方向片側（出力軸４の先端側。図１の左側）の円すいころ軸受１２ａの転動体と、軸方向他側（出力軸４の基端側。図１の右側）の円すいころ軸受１２ｂの転動体とに、背面組み合わせ型の接触角を付与している。なお、軸方向片側の円すいころ軸受１２ａの内輪および外輪のそれぞれの軸方向他側面と、軸方向他側の円すいころ軸受１２ｂの内輪および外輪のそれぞれの軸方向片側面との間に、スリーブ１３ａ、１３ｂをそれぞれ挟持している。これにより、軸方向片側の円すいころ軸受１２ａと軸方向他側の円すいころ軸受１２ｂとの軸方向に関する位置決めを図っている（軸方向間隔を所望の間隔に規制している）。
【００１９】
以下の説明において、軸方向および径方向とは、特に断らない限り、入力軸３の軸方向および径方向のことをいう。なお、入力軸３の軸方向および径方向は、出力軸４の軸方向および径方向と一致する。
【００２０】
本例では、出力軸４の外向フランジ部１０に、略Ｌ字形の断面形状を有する伝達部材１４を外嵌固定している。伝達部材１４は、外向フランジ部１０の外周面に、トルクの伝達を可能に外嵌固定された嵌合筒部１５と、該嵌合筒部１５の軸方向他側の端部から径方向外方に折れ曲がったアンカ部１６とを備える。アンカ部１６は、軸方向他側面に、周方向に関する凹凸であるアンカ側カム面１７を有する。
【００２１】
摩擦ローラ減速機５は、入力軸３と出力軸４との間に配置されており、内径側転がり接触面８と、外径側転がり接触面１８と、複数の中間ローラ１９と、面圧付与機構であるローディングカム装置２０とを備える。
【００２２】
内径側転がり接触面８は、入力軸３の先端部外周面に直接形成されている。ただし、内径側転がり接触面８を、入力軸の先端部に支持固定した太陽ローラの外周面に形成することもできる。なお、本例では、内径側転がり接触面８を、単一円弧形の母線形状を有する曲面としている。
【００２３】
外径側転がり接触面１８は、リングローラ２１の内周面に配置されている。リングローラ２１は、後述するローディングカム装置２０を介して、出力軸４を回転駆動する。本例では、外径側転がり接触面１８は、軸方向に関して互いに離れる方向に向かうほど内径寸法が小さくなる方向に傾斜した部分円すい面状の１対の外径側傾斜面部２２を備える。
【００２４】
リングローラ２１は、それぞれの内周面に外径側傾斜面部２２を有する１対のリングローラ素子２３ａ、２３ｂを備える。１対のリングローラ素子２３ａ、２３ｂは、互いの先端面（内径寸法が大きい側の端面）同士を隙間を介して対向させた状態で、互いに遠近動可能に、かつ、一体的な回転を可能に組み合わされている。本例では、リングローラ素子２３ａ、２３ｂを、保持筒２４を介して組み合わせている。保持筒２４は、内周面に、雌スプライン部２７を有する円筒部２５と、該円筒部２５の軸方向他側の端部から径方向内方に折れ曲がった抑え部２６とを備える。すなわち、本例では、１対のリングローラ素子２３ａ、２３ｂの外周面に形成された雄スプライン部２８を、保持筒２４の雌スプライン部２７にスプライン係合させることにより、１対のリングローラ素子２３ａ、２３ｂを、互いに遠近動可能に、かつ、一体的な回転を可能に組み合わせている。
【００２５】
工作機械用アタッチメント１の使用時には、１対のリングローラ素子２３ａ、２３ｂのうちの軸方向片側のリングローラ素子２３ａが、後述するローディングカム装置２０により、軸方向他側のリングローラ素子２３ｂに向けて押圧される。すなわち、軸方向片側のリングローラ素子２３ａは、可動リングローラ素子に相当するものであって、基端面（内径寸法が小さい側の端面）に、周方向に関する凹凸であるローラ側カム面２９を有する。一方、軸方向他側のリングローラ素子２３ｂは、基端面の径方向外側部分を、保持筒２４の抑え部２６に突き当てることにより、軸方向片側のリングローラ素子２３ａから離れる方向の変位を阻止されている。
【００２６】
中間ローラ１９は、内径側転がり接触面８と外径側転がり接触面１８との間の周方向複数箇所に配置され、それぞれの外周面に、内径側転がり接触面８と外径側転がり接触面１８とに転がり接触する転動面３０を有する。転動面３０は、単一円弧形の母線形状を有する曲面としている。すなわち、本例では、転動面３０の軸方向両側部分が、それぞれ中間傾斜面部に相当する。
【００２７】
中間ローラ１９のそれぞれは、入力軸３を中心とする回転を不能に、かつ、該入力軸３と平行な自転軸３１を中心とする回転を自在に支持されている。さらに、本例では、中間ローラ１９のそれぞれは、入力軸３の径方向に関する変位、および、軸方向に関する変位を許容されている。具体的には、本例では、中間ローラ１９を支持フレーム３２に対して、自転軸３１を中心とする回転を自在に支持し、支持フレーム３２を、自転軸３１に対して偏心した、図示しない揺動軸を中心とする揺動変位を可能に、ハウジング２の内側に支持している。
【００２８】
支持フレーム３２のそれぞれは、径方向から見た形状がコ字形（略Ｕ字形）で、互いに平行に配置された１対の支持板部３３と、該１対の支持板部３３の基端部同士を連結する基部とを有する。また、支持フレーム３２のそれぞれは、１対の支持板部３３の互いに対向する内側面の先端部に、入力軸３の径方向に伸長する長円形の開口形状を有する、有底の支持凹部３４と、支持凹部３４の底面に形成された透孔３５とを備える。中間ローラ１９の自転軸３１は、支持フレーム３２の支持凹部３４の内側に緩く（支持凹部３４の内面に沿った変位を可能に）内嵌されている。なお、中間ローラ１９の自転軸３１にラジアル転がり軸受を外嵌し、該ラジアル転がり軸受の外輪を、支持凹部３４の内側に緩く内嵌することもできる。また、透孔３５は、中間ローラ１９の自転軸３１の外径寸法よりも大きい内径寸法を有する。本例では、中間ローラ１９の自転軸３１の先端部を、透孔３５に対向させることにより、中間ローラ１９の軸方向に関する変位が許容されている。支持フレーム３２のそれぞれは、ハウジング２に支持固定された支持部材３６に対し支持されている。
【００２９】
ローディングカム装置２０は、内径側転がり接触面８および外径側転がり接触面１８と、中間ローラ１９の転動面３０との転がり接触部に、入力軸３と出力軸４との間で伝達されるトルクに応じた面圧を付与するものである。本例では、ローディングカム装置２０は、可動リングローラ素子であって、ローラ側カム面２９を有する軸方向片側のリングローラ素子２３ａと、アンカ側カム面１７を有するアンカ部１６と、複数個の転動体３７とを備える。
【００３０】
アンカ部１６は、軸方向片側のリングローラ素子２３ａよりも軸方向片側に位置する部分に、保持筒２４に対する相対回転を可能に、かつ、軸方向変位を不能に配置されている。本例では、保持筒２４の円筒部２５の軸方向片側の端部内周面に係止した止め輪３８と、アンカ部１６との間部分に、軸方向片側から順に、アンカプレート３９とスラストニードル軸受４０とを配置している。アンカプレート３９は、外周面に形成された雄スプライン部４１を、保持筒２４の雌スプライン部２７にスプライン係合させることにより、保持筒２４に対し、相対回転不能に（保持筒２４と一体に回転するように）支持されている。また、アンカプレート３９は、軸方向片側面を、止め輪３８に突き当てることにより、軸方向片側への変位を阻止されている。スラストニードル軸受４０は、アンカプレート３９の軸方向他側面と、アンカ部１６の軸方向片側面との間に挟持されている。
【００３１】
転動体３７は、軸方向片側のリングローラ素子２３ａのローラ側カム面２９とアンカ部１６のアンカ側カム面１７との間に、図示しない保持器により保持した状態で配置されている。ローラ側カム面２９およびアンカ側カム面１７のそれぞれは、周方向複数箇所に、軸方向に関する深さが周方向に関して中央部で最も深く、周方向両側に向かうほど暫時浅くなる凹部を配置してなる。なお、本例では、転動体３７として玉を使用しているが、ローラを使用することもできる。
【００３２】
ローディングカム装置２０は、軸方向片側のリングローラ素子２３ａの回転に伴い、該軸方向片側のリングローラ素子２３ａを、軸方向他側のリングローラ素子２３ｂに向けて、軸方向片側のリングローラ素子２３ａの回転トルクの大きさに応じた押圧力で押圧する。すなわち、軸方向片側のリングローラ素子２３ａの回転トルクが大きくなるほど、ローラ側カム面２９およびアンカ側カム面１７の凹部から凸部側への転動体３７の乗り上げ量が増大して、軸方向片側のリングローラ素子２３ａとアンカ部１６との間隔が拡がる。換言すれば、軸方向片側のリングローラ素子２３ａの回転トルクが大きくなるほど、該軸方向片側のリングローラ素子２３ａの軸方向他方への移動量が大きくなる。このようにして、ローディングカム装置２０は、軸方向片側のリングローラ素子２３ａの回転トルクの大きさに応じた押圧力を発生する。
【００３３】
ローディングカム装置２０により、軸方向片側のリングローラ素子２３ａを軸方向他側のリングローラ素子２３ｂに向けて押圧し、１対のリングローラ素子２３ａ、２３ｂの間隔を縮めることで、外径側傾斜面部２２のうちで中間ローラ１９の転動面３０と転がり接触する部分の内径寸法を縮経させる。この結果、１対のリングローラ素子２３ａ、２３ｂの外径側傾斜面部２２と、中間ローラ１９の転動面３０との転がり接触部であるトラクション部の面圧が上昇する。この面圧上昇に伴い、中間ローラ１９が、入力軸３の径方向に関して内方に押されると、中間ローラ１９の転動面３０と内径側転がり接触面８との転がり接触部であるトラクション部の面圧も上昇する。この結果、摩擦ローラ減速機５のトラクション部のそれぞれの面圧が、入力軸３と出力軸４との間で伝達されるトルクの大きさに応じて上昇する。
【００３４】
本例の工作機械用アタッチメント１を使用する際には、工作機械の主軸の先端部に、入力軸３の入力部７をトルクの伝達を可能に係合させるとともに、出力軸４の出力部９に、工具の基端部をトルクの伝達を可能に係合させる。
【００３５】
本例の工作機械用アタッチメント１を取り付けた工作機械により、被加工物に加工を施す際には、工作機械の電動モータに通電して主軸を回転駆動する。主軸の回転に伴い入力軸３が回転駆動されると、該入力軸３の内径側転がり接触面８と、中間ローラ１９の転動面３０との転がり接触に基づいて、中間ローラ１９が、自転軸３１を中心に回転（自転）する。中間ローラ１９が自転すると、該中間ローラ１９の転動面３０と、１対のリングローラ素子２３ａ、２３ｂの外径側傾斜面部２２との転がり接触に基づいて、１対のリングローラ素子２３ａ、２３ｂが、入力軸３を中心に回転する。
【００３６】
ローディングカム装置２０は、軸方向片側のリングローラ素子２３ａの回転に伴い、該軸方向片側のリングローラ素子２３ａを、軸方向他側のリングローラ素子２３ｂに向けて、軸方向片側のリングローラ素子２３ａの回転トルクの大きさに応じた押圧力で押圧する。この結果、摩擦ローラ減速機５のトラクション部のそれぞれに、入力軸３と出力軸４との間で伝達されるトルクの大きさに応じた面圧が付与される。
【００３７】
また、軸方向片側のリングローラ素子２３ａの回転は、複数個の転動体３７を介して、伝達部材１４のアンカ部１６に伝達される。伝達部材１４の回転に伴い、出力軸４を回転駆動することにより、工具を回転させつつ、該工具の先端部を、被加工物の表面に押し付けて、該被加工物に切削などの加工を施す。
【００３８】
本例の工作機械用アタッチメント１は、工作機械の主軸に着脱可能に取り付けることにより、該主軸のトルクを増大してから工具に出力することができる。要するに、工作機械を導入した後に、該工作機械の主軸のトルクを変更（増大）することができる。具体的には、主軸のトルクを、４〜６程度の減速比で増大してから工具に出力することができる。このため、本例の工作機械用アタッチメント１を使用することにより、例えば、仕上加工など、工具を高速かつ低トルクで回転させる加工に合わせた仕様を有する工作機械を、鋼材などの切削など、工具を中速かつ中トルクで回転させる加工に使用したり、工具を中速かつ中トルクで回転させる加工に合わせた仕様を有する工作機械を、難削材の加工や重切削加工など、工具を低速かつ高トルクで回転させる加工に使用したりすることができる。なお、摩擦ローラ減速機５の減速比を十分に大きくできるのであれば、仕上げ加工など、工具を高速かつ低トルクで回転させる加工に合わせた仕様を有する工作機械を、難削材の加工や重切削加工など、工具を低速かつ高トルクで回転させる加工に使用することもできる。
【００３９】
なお、本例の工作機械用アタッチメント１を、電動モータと主軸との間に、トロイダル無段変速機などの変速比を調節可能な変速機を配置した工作機械の主軸に着脱可能に取り付ければ、該工作機械単体で使用する場合よりも、さらに大きなトルクを必要とする加工を行うことができる。
【００４０】
本例の工作機械用アタッチメント１は、入力軸３のトルクを増大する減速機として、歯車同士の噛合部が存在せず、かつ、バックラッシュが存在しない摩擦ローラ減速機５を使用している。したがって、本例の工作機械用アタッチメント１によれば、減速機構として、歯車式のものを使用した構造と比較して、出力軸４の振動を小さく抑えることができるとともに、運転時の静音性を向上することができる。さらに、出力軸４の回転トルクの変動（回転ムラ）を抑えることができ、加工面に筋状の切削跡（挽き目）が生じるのを抑えることができる。
【００４１】
本例では、出力軸４をハウジング２の内側に回転自在に支持する軸受装置１１として、１対の円すいころ軸受１２ａ、１２ｂからなるものを使用しているが、ラジアル荷重に加え、出力軸４に支持した工具に加わるスラスト荷重を支承可能な構造であれば、これに限定されない。例えば、軸受装置１１として、それぞれの転動体（玉）に背面組み合わせ型の接触角を付与した１対のスラストアンギュラ玉軸受同士の間に、円筒ころ軸受を挟持してなる軸受ユニットを使用することもできる。
【００４２】
本例のように、摩擦ローラ減速機５のトラクション部に面圧を付与するための押圧装置であるローディングカム装置２０を、１対のリングローラ素子２３ａ、２３ｂのうち、軸方向片側のリングローラ素子２３ａと出力軸４との間部分にのみ配置する場合には、中間ローラ１９を、軸方向に関する変位を可能に支持することが好ましい。本例では、中間ローラ１９の自転軸３１の先端部を、支持フレーム３２の支持凹部３４の底面に形成された透孔３５に対向させることにより、中間ローラ１９の軸方向に関する変位を許容しているが、別の構造を採用することもできる。具体的には、例えば、中間ローラ１９の自転軸３１の先端面と、支持フレーム３２の支持凹部３４の底面との間に、波板ばねなどの弾性部材を挟持することで、中間ローラ１９の軸方向変位を許容することができる。
【００４３】
押圧装置であるローディングカム装置２０を、１対のリングローラ素子２３ａ、２３ｂのうち、軸方向片側のリングローラ素子２３ａと出力軸４との間部分に加えて、軸方向他側のリングローラ素子２３ｂと出力軸４との間部分に配置することもできる。この場合、中間ローラ１９の軸方向に関する変位を許容する必要はない。
【００４４】
また、本例では、ローディングカム装置２０のアンカ部１６を、出力軸４に、該出力軸４と一体に回転するように接続しているが、リングローラ２１を、出力軸４に、該出力軸４と一体に回転するように接続することもできる。この場合、１対のリングローラ素子を互いの遠近動を可能に支持する保持筒を、出力軸に、該出力軸と一体に回転するように接続する。あるいは、保持筒と出力軸とを一体に構成することもできる。アンカ部を、保持筒の内側に、該保持筒に対する相対回転を可能に、かつ、可動リングローラ素子から軸方向に離れる方向の変位を不能に支持する。
【００４５】
なお、本例では、内径側転がり接触面８を、単一円弧形の母線形状を有する曲面とするとともに、中間ローラ１９の転動面３０を、単一円弧形の母線形状を有する曲面としている。ただし、転動面３０を、軸方向に関して互いに離れる方向に向かうほど外径寸法が小さくなる方向に傾斜した、部分円すい面状の１対の中間傾斜面部同士を、直線状の母線形状を有する円筒面により接続した複合面とすることもできる。この場合には、内径側転がり接触面８を、軸方向に関して互いに離れる方向に向かうほど外径寸法が大きくなる方向に傾斜した、部分円すい面状の１対の内径側傾斜面部同士を、直線状の母線形状を有する円筒面により接続した複合面とすることもできる。あるいは、中間ローラ１９の転動面３０が、単一円弧形の母線形状を有する曲面であるか、前記複合面であるかにかかわらず、内径側転がり接触面８を、軸方向に関して外径寸法が変化しない円筒面により構成することもできる。
【００４６】
また、本発明の工作機械用アタッチメントにおいては、押圧装置であるローディングカム装置を、入力軸と、外周面に内径側転がり接触面を有する太陽ローラとの間に配置することもできる。具体的には、例えば、内径側転がり接触面を、軸方向両側部分に、軸方向に関して互いに離れる方向に向かうほど外径寸法が大きくなる方向に傾斜した内径側傾斜面部を有するものとするとともに、前記太陽ローラを、それぞれの外周面に前記内径側傾斜面部を有する１対の太陽ローラ素子からなるものとする。前記１対の太陽ローラ素子のうちの少なくとも一方の太陽ローラ素子である可動太陽ローラ素子を、前記入力軸の周囲に、該入力軸に対する相対回転および軸方向変位を可能に支持する。前記可動太陽ローラ素子の基端面に形成されたローラ側カム面と、前記入力軸の周囲に、該入力軸と一体に形成されるか、または、外嵌固定されたアンカ部に形成されたアンカ側カム面との間に転動体を配置することにより、ローディングカム装置を構成する。なお、前記可動太陽ローラ素子を、前記入力軸の周囲に、入力軸と一体に回転するように支持するとともに、前記アンカ部を、前記入力軸に対し相対回転可能に外嵌することもできる。
【００４７】
上述のように、ローディングカム装置を、入力軸と太陽ローラ素子との間に配置する場合には、外径側転がり接触面を、出力軸と一体に形成された部分、または、該出力軸と一体に回転するように支持された部分の内周面に形成する。この場合、外径側転がり接触面を、中間ローラの転動面の母線形状に沿った母線形状を有する曲面若しくは複合面とすることもできるし、単一円筒面とすることもできる。
【００４８】
また、中間ローラ１９を、自転軸３１を中心とする回転を自在に、かつ、入力軸３の径方向に関する変位を可能に支持する構造については、本例の構造に限られない。具体的には、例えば、互いに平行な１対の支持板部の基端部同士を基部により連結してなる揺動フレームのうち、前記１対の支持板部の先端部に中間ローラの自転軸を回転自在に支持するとともに、前記揺動フレームを、ハウジングに支持された支持フレームに対し、前記自転軸に対して偏心した揺動軸を中心とする揺動を可能に支持する構造を採用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１  工作機械用アタッチメント
２  ハウジング
３  入力軸
４  出力軸
５  摩擦ローラ減速機
６  アンギュラ玉軸受
７  入力部
８  内径側転がり接触面
９  出力部
１０  外向フランジ部
１１  軸受装置
１２ａ、１２ｂ  円すいころ軸受
１３ａ、１３ｂ  スリーブ
１４  伝達部材
１５  嵌合筒部
１６  アンカ部
１７  アンカ側カム面
１８  外径側転がり接触面
１９  中間ローラ
２０  ローディングカム装置
２１  リングローラ
２２  外径側傾斜面部
２３ａ、２３ｂ  リングローラ素子
２４  保持筒
２５  円筒部
２６  抑え部
２７  雌スプライン部
２８  雄スプライン部
２９  ローラ側カム面
３０  転動面
３１  自転軸
３２  支持フレーム
３３  支持板部
３４  支持凹部
３５  透孔
３６  支持部材
３７  転動体
３８  止め輪
３９  アンカプレート
４０  スラストニードル軸受
４１  雄スプライン部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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