(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸及び当該主軸を軸支する支持部材を含む主軸部に着脱可能であり、前記主軸の回転により発電する発電機を有する拡張部と、
前記拡張部に着脱可能であるとともに前記拡張部に代えて前記主軸部に着脱可能であり、種々の工具を着脱可能な工具保持部と、前記主軸部に装着されたときに前記主軸の回転を前記工具保持部に機械的に伝達する伝達機構とを有するヘッド部と、
前記発電機の発電した電力を前記ヘッド部に装着された電気機器に供給可能な電線と、
を有するヘッドユニット。
【請求項２】
前記ヘッド部は、前記主軸部に装着されたときに前記工具保持部の回転軸が前記主軸の回転軸に対して交差するアングルヘッド、又は、前記工具保持部の回転軸の向きを調整可能なユニバーサルヘッドである
請求項１に記載のヘッドユニット。
【請求項３】
前記拡張部は、前記発電機を保持し、前記支持部材に着脱可能な拡張ケースを有し、
前記ヘッド部は、前記工具保持部及び前記伝達機構を保持し、前記拡張ケースに着脱可能であるとともに前記拡張ケースに代えて前記支持部材に着脱可能なヘッドケースを有する
請求項１又は２に記載のヘッドユニット。
【請求項４】
前記拡張部は、前記主軸部に設けられた第１固定部に着脱可能な第１被固定部を有することにより、前記主軸部に着脱可能であり、
前記ヘッド部は、前記拡張部に設けられた第２固定部に着脱可能な第２被固定部を有することにより、前記拡張部に着脱可能であるとともに、前記第２被固定部が前記第１固定部に対して着脱可能であることにより、前記拡張部に代えて前記主軸部に着脱可能である
請求項１〜３のいずれか１項に記載のヘッドユニット。
【請求項５】
前記第１固定部と前記第１被固定部との着脱、前記第２固定部と前記第２被固定部との着脱、及び、前記第１固定部と前記第２被固定部との着脱は、ボルトによりなされる
請求項４に記載のヘッドユニット。
【請求項６】
前記拡張部は、前記主軸部に装着されたときに前記主軸部の先端の一部を収容する第１収容部を有し、
前記ヘッド部は、前記主軸部に装着されたときに前記主軸部の前記一部を収容する第２収容部を有し、
前記発電機は、前記拡張部において、前記ヘッド部が前記拡張部に装着されたときに少なくとも一部が前記第２収容部に収容される位置に配置されている
請求項１〜５のいずれか１項に記載のヘッドユニット。
【請求項７】
前記拡張部は、前記ヘッド部が前記拡張部に装着されたときに前記伝達機構に当接して当該伝達機構の回転を規制する規制部を有する
請求項１〜６のいずれか１項に記載のヘッドユニット。
【請求項８】
主軸及び当該主軸を軸支する支持部材を含む主軸部に着脱可能であり、前記主軸の回転により発電する発電機を有する拡張部と、
前記拡張部に着脱可能であるとともに前記拡張部に代えて前記主軸部に着脱可能であり、種々の工具を着脱可能な工具保持部と、前記主軸部に装着されたときに前記主軸の回転を前記工具保持部に機械的に伝達する伝達機構とを有するヘッド部と、
前記発電機の発電した電力を供給可能な電線と、
前記ヘッド部に着脱可能であり、前記電線を介して前記発電機から供給される電力により駆動可能な電気機器と、
を有する作業ユニット。
【請求項９】
前記電気機器は、前記工具保持部に着脱可能である
請求項８に記載の作業ユニット。
【請求項１０】
前記ヘッド部は、前記工具保持部及び前記伝達機構を保持するヘッドケースを有し、
前記電気機器は、前記ヘッドケースに着脱可能である
請求項８に記載の作業ユニット。
【請求項１１】
前記電気機器は、
前記ヘッド部に着脱可能な基体と、
前記基体に保持された電動機と、
回転して使用される回転式工具を保持可能であり、前記基体に軸支され、前記電動機により回転される工具装着部と、
を有する請求項８〜１０のいずれか１項に記載の作業ユニット。
【請求項１２】
前記工具装着部は、前記基体に着脱可能である
請求項１１に記載の作業ユニット。
【請求項１３】
主軸及び当該主軸を軸支する支持部材を含む主軸部と、
前記主軸部に着脱可能なヘッドユニットと、
を有し、
前記ヘッドユニットは、
前記主軸部に着脱可能であり、前記主軸の回転により発電する発電機を有する拡張部と、
前記拡張部に着脱可能であるとともに前記拡張部に代えて前記主軸部に着脱可能であり、種々の工具を着脱可能な工具保持部と、前記主軸部に装着されたときに前記主軸の回転を前記工具保持部に機械的に伝達する伝達機構とを有するヘッド部と、
前記発電機の発電した電力を前記ヘッド部に装着された電気機器に供給可能な電線と、
を有する産業用機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドユニット、作業ユニット及び産業用機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械において工具を適宜な方向へ向けて加工を行うために、アングルヘッド又はユニバーサルヘッドを用いる技術が知られている。アングルヘッド又はユニバーサルヘッドは、工作機械の主軸に着脱されるとともに、工具を主軸に対して斜めに保持し、主軸の回転を工具に伝達する。また、このようなヘッドとして、主軸の回転により発電する発電機と、当該発電機の発電した電力により駆動され、工具を回転させる電動機とを有するものが知られている（特許文献１及び２）。発電機及び電動機を有するヘッドは、主軸の回転を増速若しくは減速して工具に伝達することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１５４１号公報
【特許文献２】特開２００３−１１７７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような工作機械においては、工具を適宜な方向へ向けて加工を行う場合において、主軸の回転をそのまま工具に伝達する場合と、主軸の回転を増速して工具に伝達する場合とに対応して、２台のアングルヘッド（若しくはユニバーサルヘッド）を用意する必要がある。すなわち、２種の作業に対して２台のヘッドを用意する必要がある。その結果、設備コストの増大等の不都合が生じる。
【０００５】
本発明の目的は、２種の作業に兼用可能なヘッドユニット、作業ユニット及びこれらを含む産業用機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のヘッドユニットは、主軸及び当該主軸を軸支する支持部材を含む主軸部に着脱可能であり、前記主軸の回転により発電する発電機を有する拡張部と、前記拡張部に着脱可能であるとともに前記拡張部に代えて前記主軸部に着脱可能であり、種々の工具を着脱可能な工具保持部と、前記主軸部に装着されたときに前記主軸の回転を前記工具保持部に機械的に伝達する伝達機構とを有するヘッド部と、前記発電機の発電した電力を前記ヘッド部に装着された電気機器に供給可能な電線と、を有する。
【０００７】
好適には、前記ヘッド部は、前記主軸部に装着されたときに前記工具保持部の回転軸が前記主軸の回転軸に対して交差するアングルヘッド、又は、前記工具保持部の回転軸の向きを調整可能なユニバーサルヘッドである。
【０００８】
好適には、前記拡張部は、前記発電機を保持し、前記支持部材に着脱可能な拡張ケースを有し、前記ヘッド部は、前記工具保持部及び前記伝達機構を保持し、前記拡張ケースに着脱可能であるとともに前記拡張ケースに代えて前記支持部材に着脱可能なヘッドケースを有する。
【０００９】
好適には、前記拡張部は、前記主軸部に設けられた第１固定部に着脱可能な第１被固定部を有することにより、前記主軸部に着脱可能であり、前記ヘッド部は、前記拡張部に設けられた第２固定部に着脱可能な第２被固定部を有することにより、前記拡張部に着脱可能であるとともに、前記第２被固定部が前記第１固定部に対して着脱可能であることにより、前記拡張部に代えて前記主軸部に着脱可能である。
【００１０】
好適には、前記第１固定部と前記第１被固定部との着脱、前記第２固定部と前記第２被固定部との着脱、及び、前記第１固定部と前記第２被固定部との着脱は、ボルトによりなされる。
【００１１】
好適には、前記拡張部は、前記主軸部に装着されたときに前記主軸部の先端の一部を収容する第１収容部を有し、前記ヘッド部は、前記主軸部に装着されたときに前記主軸部の前記一部を収容する第２収容部を有し、前記発電機は、前記拡張部において、前記ヘッド部が前記拡張部に装着されたときに少なくとも一部が前記第２収容部に収容される位置に配置されている。
【００１２】
好適には、前記拡張部は、前記ヘッド部が前記拡張部に装着されたときに前記伝達機構に当接して当該伝達機構の回転を規制する規制部を有する。
【００１３】
本発明の作業ユニットは、主軸及び当該主軸を軸支する支持部材を含む主軸部に着脱可能であり、前記主軸の回転により発電する発電機を有する拡張部と、前記拡張部に着脱可能であるとともに前記拡張部に代えて前記主軸部に着脱可能であり、種々の工具を着脱可能な工具保持部と、前記主軸部に装着されたときに前記主軸の回転を前記工具保持部に機械的に伝達する伝達機構とを有するヘッド部と、前記発電機の発電した電力を供給可能な電線と、前記ヘッド部に着脱可能であり、前記電線を介して前記発電機から供給される電力により駆動可能な電気機器と、を有する。
【００１４】
好適には、前記電気機器は、前記工具保持部に着脱可能である。
【００１５】
好適には、前記ヘッド部は、前記工具保持部及び前記伝達機構を保持するヘッドケースを有し、前記電気機器は、前記ヘッドケースに着脱可能である。
【００１６】
好適には、前記電気機器は、前記ヘッド部に着脱可能な基体と、前記基体に保持された電動機と、回転して使用される回転式工具を保持可能であり、前記基体に軸支され、前記電動機により回転される工具装着部と、を有する。
【００１７】
好適には、前記工具装着部は、前記基体に着脱可能である。
【００１８】
本発明の産業用機械は、主軸及び当該主軸を軸支する支持部材を含む主軸部と、前記主軸部に着脱可能なヘッドユニットと、を有し、前記ヘッドユニットは、前記主軸部に着脱可能であり、前記主軸の回転により発電する発電機を有する拡張部と、前記拡張部に着脱可能であるとともに前記拡張部に代えて前記主軸部に着脱可能であり、種々の工具を着脱可能な工具保持部と、前記主軸部に装着されたときに前記主軸の回転を前記工具保持部に機械的に伝達する伝達機構とを有するヘッド部と、前記発電機の発電した電力を前記ヘッド部に装着された電気機器に供給可能な電線と、を有する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ヘッドユニット、作業ユニット及びこれらを含む産業用機械を２種の作業に兼用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る工作機械の要部の構成を模式的に示す斜視図。
【図２】図１の工作機械の作業ユニットを第１の使用態様で示す側面図。
【図３】図１の工作機械の作業ユニットを第２の使用態様で示す側面図。
【図４】図１の工作機械の主軸部の模式的な断面図。
【図５】図２の作業ユニットの拡張部を示す側面図。
【図６】図２の作業ユニットのヘッド部を示す側面図。
【図７】図２の作業ユニットの第１工具ホルダを示す側面図。
【図８】第２の実施形態の作業ユニットを第１の使用態様で示す側面図。
【図９】図８のＩＸａ−ＩＸａ線における断面図及びその一部を示す断面図。
【図１０】第３の実施形態のヘッド部を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、複数の実施形態について説明する。なお、第２の実施形態以降において、既に説明された実施形態と同様若しくは類似の構成については、既に説明された実施形態と同様の符号を用いることがあり、また、説明を省略することがある。
【００２２】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る工作機械１の要部の構成を模式的に示す斜視図である。
【００２３】
工作機械１は、中ぐり盤と同様の構成を有しつつ、フライス削りにも重点をおいた、いわゆる中ぐりフライス盤により構成されている。工作機械１は、第１工具１０１等の種々の工具により被加工物１１１に対して切削加工を行う。第１工具１０１は、例えば、エンドミルである。
【００２４】
工作機械１は、工作機械本体３（狭義の工作機械）と、工作機械本体３に着脱され、第１工具１０１を保持する作業ユニット５とを有している。
【００２５】
工作機械本体３は、いわゆるテーブル形横中ぐり盤により構成されており、ベッド７と、ベッド７に対してｚ軸方向に移動可能なサドル９と、サドル９に対してｘ軸方向に移動可能なテーブル１１とを有している。テーブル１１は、ｙ軸に平行な軸回りに回転可能な旋回テーブル１３を含んでいる。被加工物１１１は、旋回テーブル１３上に設置される。
【００２６】
また、工作機械本体３は、ベッド７に対して固定的に設けられたコラム１５と、コラム１５に対してｙ軸方向に移動可能な主軸頭１７とを有している。作業ユニット５は、主軸頭１７に装着されている。
【００２７】
そして、工作機械１は、サドル９、テーブル１１及び主軸頭１７の移動により、被加工物１１１に対して第１工具１０１を３軸方向に移動させつつ、被加工物１１１を切削加工することが可能である。
【００２８】
図２は、作業ユニット５を第１の使用態様で示す側面図である。
【００２９】
作業ユニット５は、主軸頭１７に着脱されるヘッドユニット１９と、ヘッドユニット１９に着脱され、第１工具１０１を保持する第１工具ホルダ２１とを有している。ヘッドユニット１９は、主軸頭１７に着脱される拡張部２３と、拡張部２３に着脱され、第１工具ホルダ２１を保持するヘッド部２５と、拡張部２３から延びる電線２７とを有している。
【００３０】
拡張部２３は、主軸３７（図４参照）の回転が伝達されることにより発電する発電機２９を有している。ヘッド部２５は、いわゆるアングルヘッドを構成しており、第１工具ホルダ２１を主軸３７に傾斜する方向に保持する。第１工具ホルダ２１は、電線２７を介して発電機２９から供給された電力により駆動される電動機３１を有している。電動機３１は、主軸の回転速度に対して変速（増速又は減速）された回転速度で駆動され、その回転は、第１工具１０１に伝達される。
【００３１】
このように、作業ユニット５は、工作機械本体３の主軸３７の回転軸に対して第１工具１０１の回転軸が交差するように第１工具１０１を保持するアングルヘッドとして機能する。また、作業ユニット５は、第１の使用態様では、主軸３７の回転を変速して第１工具１０１に伝達する変速装置として機能する。
【００３２】
図３は、作業ユニット５を第２の使用態様で示す側面図である。
【００３３】
第２の使用態様においては、拡張部２３に代えて、ヘッド部２５が主軸頭１７に装着される。また、第１工具ホルダ２１に代えて、第２工具ホルダ１０５がヘッド部２５に装着される。第２工具ホルダ１０５は、第２工具１０３を保持している。
【００３４】
ヘッド部２５は、主軸３７の回転を機械的に第２工具ホルダ１０５に伝達する伝達機構３３を有している。第２工具ホルダ１０５は、一般的な工具ホルダ若しくはこれに類するものであり、第２工具１０３を保持し、第２工具１０３とともに回転する。なお、第２工具１０３は、例えば、エンドミルである。また、第２工具１０３は、第１工具１０１と異なる工具であってもよいし、同一の工具であってもよい。
【００３５】
このように、作業ユニット５は、第２の使用態様においても、第１の使用態様と同様に、アングルヘッドとして機能する。また、作業ユニット５は、第２の使用態様においては、主軸３７の回転を、そのままの回転速度で、又は、第１の使用態様とは異なる変速比で変速（増速又は減速）して、第２工具１０３に伝達する装置として機能する。
【００３６】
なお、第１工具１０１及び第１工具ホルダ２１の組み合わせ、並びに、第２工具１０３及び第２工具ホルダ１０５の組み合わせは、広い意味では工具であり、本願では、これらを工具と呼ぶことがあるものとする。
【００３７】
以下、各部の詳細について説明する。
【００３８】
図４は、主軸３７及び主軸頭１７を含む主軸部３５の模式的な断面図である。
【００３９】
主軸部３５は、いわゆるクイル構造を有しており、主軸３７と、主軸３７を軸支するクイル３９と、クイル３９を支持する支持部材４１とを備えている。
【００４０】
主軸３７は、工作機械本体３の有する主軸モータ４３（図１）の回転が伝達されることにより、ｚ軸に平行な軸回りに回転する。なお、主軸モータ４３は、図１に示すように、主軸頭１７に設けられていてもよいし、ベッド７等に設けられ、伝達機構によりその回転が主軸頭１７まで伝達されてもよい。
【００４１】
主軸３７の先端には、周知の工具着脱部が設けられている。例えば、主軸３７には、その軸方向に開口し、工具ホルダ等のテーパシャンクが挿入されるテーパ穴３７ｈが形成されている。また、特に図示しないが、主軸３７内には、テーパシャンクから突出するプルスタッドを引き込みつつ保持するコレット式若しくはボール式の着脱装置が設けられている。
【００４２】
図４においては、主軸３７に、工具に代えて、キー部材４５が取り付けられている。キー部材４５は、主軸３７の回転を作業ユニット５に伝達するためのものである。キー部材４５は、工具ホルダ等と同様に、テーパシャンク４５ａ及びプルスタッド４５ｂを有するとともに、これらから作業ユニット５側に突出する第１キー部４５ｃを有している。第１キー部４５ｃは、主軸３７（ｚ軸）の方向に見た形状が矩形等の非円形に設定され、作業ユニット５に設けられたキー溝に嵌合する。そして、第１キー部４５ｃは、主軸３７と共に回転することにより、主軸３７の回転を作業ユニット５に伝達する。
【００４３】
クイル３９は、概ね円筒状に形成され、主軸３７を収容している。クイル３９は、ボールベアリング等の軸受４７を介して主軸３７を軸回りに回転可能に支持するとともに、軸方向（ｚ軸方向）においては移動不可能に主軸３７を支持している。また、クイル３９は、軸方向において移動可能に支持部材４１に支持され、不図示のボールネジ機構などの駆動装置により駆動される。主軸３７は、クイル３９とともに軸方向に駆動される。ただし、本実施形態では、作業ユニット５が装着された状態においては、クイル３９の軸方向への移動機構は利用されない。
【００４４】
支持部材４１は、例えば、概ね円筒状に形成され、特に図示しないが、スプラインなどを介してクイル３９を回転不可能且つ軸方向に移動可能に支持している。なお、支持部材４１は、実際には、円筒状の部材、その端面に配置される環状の部材等の複数の部材から構成されるが、図４では、便宜上、これらの部材の区別をせずに、ハッチングしている。また、支持部材４１は、クイル３９等を介して、主軸３７を回転可能に軸支している部材と捉えることができる。
【００４５】
図５は、拡張部２３を示す側面図である。
【００４６】
拡張部２３は、上述した発電機２９と、発電機２９を収容する拡張ケース４９とを有している。
【００４７】
拡張ケース４９は、例えば、概ね、外径が一定の筒状に形成されている。拡張ケース４９の主軸部３５側（図５の紙面右側）の端面は開口しており、主軸部３５の先端側の一部を収容可能な第１収容部４９ａが形成されている。第１収容部４９ａの開口側の端部は拡径しており、第１嵌合穴４９ｖが形成されている。
【００４８】
図２に示すように、拡張ケース４９を主軸部３５に装着するときには、支持部材４１の先端から突出する第１嵌合部４１ｗ（図４）が第１嵌合穴４９ｖに嵌合する。そして、主軸部３５の、第１嵌合部４１ｗよりも突出した部分は、第１収容部４９ａの第１嵌合穴４９ｖよりも奥側に収容される。すなわち、本実施形態においては、クイル３９及び主軸３７の先端が収容され、また、主軸３７の先端に装着されているキー部材４５も収容される。
【００４９】
図５に示すように、拡張ケース４９の主軸部３５側の端部の外周には、ｚ軸方向に貫通する孔部が形成された第１被固定部４９ｂが設けられている。第１被固定部４９ｂは、外周側の複数位置（例えば４箇所）に形成されている。図２に示すように、第１被固定部４９ｂの孔部に挿通されたボルト５１が支持部材４１の端面に形成された第１雌ねじ部４１ｅ（図４）に螺合されることにより、拡張ケース４９は主軸部３５に固定される。
【００５０】
なお、第１収容部４９ａの主軸３７の軸方向に直交する断面の形状は適宜に設定されてよい。また、第１嵌合穴４９ｖ及び第１嵌合部４１ｗの主軸３７の軸方向に直交する断面の形状は、円形であってもよいし、拡張ケース４９の主軸３７回りの回転を規制可能に非円形であってもよい。また、拡張ケース４９の主軸３７回りの取付位置を適宜な角度毎に変更可能に、第１被固定部４９ｂの位置、並びに、第１嵌合部４１ｗ及び第１嵌合穴４９ｖの形状が設定されてもよい。第１嵌合部４１ｗ及び第１嵌合穴４９ｖは省略されてもよい。
【００５１】
発電機２９は、拡張ケース４９に固定され、界磁及び電機子の一方を構成するステータ２９ａと、ステータ２９ａに対して主軸３７と同軸的に回転可能であり、界磁及び電機子の他方を構成するロータ２９ｂとを有している。
【００５２】
なお、発電機２９は、ステータ２９ａ及びロータ２９ｂを収容するケースを有して構成され、拡張ケース４９に収容されてもよいし、ステータ２９ａ及びロータ２９ｂが直接的に拡張ケース４９に取り付けられて構成されてもよい。発電機２９は、直流発電機であってもよいし、交流発電機であってもよい。発電機２９は、同期機、誘導機等の適宜な形式とされてよい。
【００５３】
ロータ２９ｂの主軸部３５側の端部には、軸芯位置において第１キー溝２９ｃが形成されている。第１キー溝２９ｃの主軸３７の軸方向に直交する断面の形状は、キー部材４５の第１キー部４５ｃの断面形状と同一である。そして、図２に示すように、拡張部２３が主軸部３５に装着されると、キー部材４５の第１キー部４５ｃ（図４）が第１キー溝２９ｃに嵌合する。これにより、主軸３７の回転は、ロータ２９ｂに伝達可能となる。
【００５４】
図６は、ヘッド部２５を示す側面図である。
【００５５】
ヘッド部２５は、上述した伝達機構３３と、伝達機構３３を収容するヘッドケース５３と、ヘッドケース５３に軸支され、伝達機構３３の回転が伝達される工具保持部５４とを有している。
【００５６】
ヘッドケース５３は、拡張部２３又は主軸部３５に着脱される基端ケース５５と、基端ケース５５に連結された先端ケース５７とを有している。
【００５７】
基端ケース５５は、例えば、概ね、先端側（先端ケース５７側）に縮径する筒状に形成されている。基端ケース５５の拡張部２３又は主軸部３５側（図６の紙面右側）部分は、拡張ケース４９の主軸部３５側部分と同様の構成となっている。すなわち、基端ケース５５には、拡張ケース４９の第１収容部４９ａ、第１嵌合穴４９ｖ及び第１被固定部４９ｂに対応する、第２収容部５５ａ、第２嵌合穴５５ｖ及び第２被固定部５５ｂが形成されている。
【００５８】
そして、図３に示すように、ヘッド部２５が拡張部２３に代えて主軸部３５に装着されるときには、拡張部２３と同様に、第１嵌合部４１ｗ（図４）が第２嵌合穴５５ｖに嵌合し、主軸部３５の、第１嵌合部４１ｗよりも突出した部分は、第２収容部５５ａの第２嵌合穴５５ｖよりも奥側に収容される。そして、第２被固定部５５ｂの孔部に挿通されたボルト５１が第１雌ねじ部４１ｅ（図４）に螺合されることにより、基端ケース５５は支持部材４１に固定される。
【００５９】
ヘッド部２５の拡張部２３への装着も、ヘッド部２５の主軸部３５への装着と同様に行われる。具体的には、図５に示すように、拡張ケース４９のヘッド部２５側（図５の紙面左側）の端面には、主軸部３５の第１嵌合部４１ｗ及び第１雌ねじ部４１ｅに対応する、第２嵌合部４９ｗ及び第２雌ねじ部４９ｅが形成されている。そして、図２に示すように、第２嵌合部４９ｗが第２嵌合穴５５ｖに嵌合され、第２被固定部５５ｂの孔部に挿通されたボルト５１が第２雌ねじ部４９ｅに螺合されることにより、基端ケース５５は拡張ケース４９に固定される。
【００６０】
なお、第２収容部５５ａ、第２嵌合穴５５ｖ及び第２嵌合部４９ｗの形状、並びに、第２雌ねじ部４９ｅの位置が適宜に設定されてよいこと、第２嵌合穴５５ｖ及び第２嵌合部４９ｗが省略されてよいことは、第１収容部４９ａ、第１嵌合穴４９ｖ、第１嵌合部４１ｗ及び第１雌ねじ部４１ｅと同様である。
【００６１】
図２に示すように、ヘッド部２５が拡張部２３に装着されたときには、基端ケース５５の第２収容部５５ａ（図６）には、拡張ケース４９の、基端ケース５５に当接する端面から突出する突出部４９ｆ（図５）が収容される。図５に示すように、発電機２９は、少なくとも一部が突出部４９ｆに収容されるように配置されている。このような発電機２９の配置により、第２収容部５５ａが有効利用され、作業ユニット５の小型化が図られる。
【００６２】
図６に示す先端ケース５７は、例えば、概ね、直方体状に形成されている。先端ケース５７の基端ケース５５側の面は、特に図示しないが、先端ケース５７及び基端ケース５５の内部同士が連通されるように開口している。また、先端ケース５７の基端ケース５５側の面に直交する面は、工具保持部５４を露出させるように開口している。このように、先端ケース５７は、開口方向が互いに交差する開口を２つ有しており、アングルヘッドを実現している。
【００６３】
先端ケース５７は、主軸３７の軸線回りの位置を調整可能に基端ケース５５に連結されている。例えば、基端ケース５５の先端ケース５７側には、基端側連結部５５ｇが設けられ、先端ケース５７の基端ケース５５側には、先端側連結部５７ｇが設けられている。基端側連結部５５ｇ及び先端側連結部５７ｇは、主軸３７の軸方向に直交する端面同士を互いに当接させた状態で、これらに挿通されたボルト（不図示）がナット５９と螺合することにより、互いに固定されている。基端側連結部５５ｇ及び先端側連結部５７ｇの一方においては、ボルトが挿通される孔部は、主軸３７の軸線を中心とする円弧状に形成されており、ボルトの移動を許容している。そして、ボルト及びナット５９の締結を緩めることにより、先端ケース５７の基端ケース５５に対する主軸３７の軸線回りの位置を調整可能である。
【００６４】
伝達機構３３は、例えば、ヘッド部２５が主軸部３５に装着されたときに主軸３７の回転が入力される入力部材６１と、入力部材６１の回転が伝達される第１傘歯車６３と、第１傘歯車６３と噛み合う第２傘歯車６５とを有している。
【００６５】
入力部材６１は、主軸３７と同軸的に回転可能に第２収容部５５ａに配置されている。また、入力部材６１には、その軸芯位置において、発電機２９の第１キー溝２９ｃと同様の第２キー溝６１ｃが形成されている。そして、図３に示すように、ヘッド部２５が拡張部２３に代えて主軸部３５に装着されると、キー部材４５の第１キー部４５ｃ（図４）は第２キー溝６１ｃに嵌合する。これにより、主軸３７の回転は入力部材６１に入力される。
【００６６】
一方、図２に示すように、ヘッド部２５が拡張部２３に装着された場合には、拡張ケース４９の突出部４９ｆから突出する第２キー部４９ｃ（図５）が第２キー溝６１ｃに嵌合する。第２キー部４９ｃは、第１キー部４５ｃと同様の形状のものであり、また、突出部４９ｆに固定されており、回転不可能である。従って、ヘッド部２５が拡張部２３に装着されると、入力部材６１の回転は第２キー部４９ｃによって規制され、ひいては、伝達機構３３全体の回転も規制される。
【００６７】
図６に示す第１傘歯車６３は、主軸３７に平行な軸回りに回転可能に先端ケース５７内に配置されている。第１傘歯車６３は、例えば、不図示の軸部材により入力部材６１と同軸的に連結されており、入力部材６１と一体的に回転する。ただし、第１傘歯車６３は、適宜な歯車機構を介して入力部材６１の回転が伝達されてもよい。
【００６８】
第２傘歯車６５は、第１傘歯車６３の回転軸に交差する軸回り（本実施形態では直交する軸回り）に回転可能に先端ケース５７内に配置されている。第１傘歯車６３及び第２傘歯車６５は、例えば、歯数が同一に設定されている。従って、主軸３７の回転は、そのままの回転速度で第２傘歯車６５に伝達される。
【００６９】
工具保持部５４は、例えば、第２傘歯車６５に対して同軸的に連結されており、第２傘歯車６５と一体的に回転可能である。工具保持部５４には、図２に示すように、第１の使用態様においては、第１工具ホルダ２１が装着され、図３に示すように、第２の使用態様においては、第２工具ホルダ１０５が装着される。なお、工具保持部５４には、ホルダを介さずに、直接的に狭義の工具（刃具等）が装着されてもよい。
【００７０】
図６に示すように、工具保持部５４には、例えば、第１工具ホルダ２１又は第２工具ホルダ１０５を装着するためのテーパ穴５４ｈが形成されている。テーパ穴５４ｈ内には、第２傘歯車６５に固定された第３キー部６６が突出している。テーパ穴５４ｈの周囲の複数箇所（例えば２箇所）には工具保持部５４の先端側へ突出する係止部５４ｋが設けられている。
【００７１】
図７は、第１工具ホルダ２１を示す側面図である。
【００７２】
第１工具ホルダ２１は、上述した電動機３１と、電動機３１を保持し、ヘッド部２５に着脱可能な基体６７と、基体６７に軸支され、第１工具１０１を保持する工具装着部６９とを有している。
【００７３】
基体６７は、例えば、電動機３１を保持するホルダケース６７ａと、ホルダケース６７ａに固定されるとともに、ヘッド部２５に着脱可能なシャンク６７ｂと、シャンク６７ｂの根元に設けられ、自動工具交換装置（ＡＴＣ）により把持される把持部６７ｄとを有している。
【００７４】
ホルダケース６７ａは、例えば、概ね筒状に形成され、電動機３１を保持している。シャンク６７ｂは、例えば、テーパシャンク状に形成されており、また、軸芯には、軸方向に見て非円形の第３キー溝６７ｃが形成されている。把持部６７ｄは、フランジ状に形成されるとともに、外周面にはＶ溝が形成されている。
【００７５】
第１工具ホルダ２１は、図２に示すように、シャンク６７ｂが工具保持部５４のテーパ穴５４ｈ（図６）に挿入されることにより、ヘッド部２５に装着される。このとき、工具保持部５４の第３キー部６６（図６）は、第３キー溝６７ｃに嵌合される。また、工具保持部５４の係止部５４ｋ（図６）は、把持部６７ｄに形成された係止溝６７ｋ（図２）に挿入される。シャンク６７ｂ及びテーパ穴５４ｈの摩擦、第３キー部６６及び第３キー溝６７ｃの係合、並びに、係止部５４ｋ及び係止溝６７ｋの係合により、基体６７の工具保持部５４に対するその軸回りの回転は規制される。
【００７６】
電動機３１は、ホルダケース６７ａに固定され、界磁及び電機子の一方を構成するステータ３１ａと、ステータ３１ａに対して工具保持部５４（図６）と同軸的に回転可能であり、界磁及び電機子の他方を構成するロータ３１ｂとを有している。
【００７７】
なお、電動機３１は、ステータ３１ａ及びロータ３１ｂを収容するケースを有して構成され、ホルダケース６７ａに収容されてもよいし、ステータ３１ａ及びロータ３１ｂが直接的にホルダケース６７ａに取り付けられて構成されてもよい。電動機３１は、直流電動機であってもよいし、交流電動機であってもよい。電動機３１は、同期機、誘導機等の適宜な形式とされてよい。
【００７８】
工具装着部６９は、電動機３１と同軸的に回転可能にホルダケース６７ａにボールベアリング等の軸受を介して軸支されている。工具装着部６９の先端には、公知のチャックが設けられており、第１工具１０１を同軸的に装着可能となっている。なお、チャックは、テーパシャンク用のものであってもよいし、ストレートシャンク用のものであってもよい。
【００７９】
図２に示す電線２７は、少なくとも一部が、導体を絶縁体により被覆したケーブル２７ａにより構成されている。ケーブル２７ａは、拡張ケース４９から延び出て、拡張ケース４９及びヘッドケース５３の外部において引き回され、第１工具ホルダ２１に到達している。なお、ケーブル２７ａは、直接的に発電機２９及び電動機３１に接続されていてもよいし、拡張ケース４９及び基体６７の少なくとも一方において外部に露出するコネクタが設けられ、当該コネクタに接続されていてもよい。
【００８０】
図３に示す第２工具ホルダ１０５は、上述のように一般的な工具ホルダ若しくはこれに類するものである。ただし、シャンク１０５ｂには、第１工具ホルダ２１の第３キー溝６７ｃ（図７）と同様の第４キー溝１０５ｃが形成されている。また、把持部１０５ｄには、第１工具ホルダ２１の係止溝６７ｋ（図２）と同様の係止溝１０５ｋが形成されている。
【００８１】
そして、第２工具ホルダ１０５は、シャンク１０５ｂが工具保持部５４のテーパ穴５４ｈ（図６）に挿入されることによりヘッド部２５に装着される。このとき、第１工具ホルダ２１と同様に、工具保持部５４の第３キー部６６（図６）は、第４キー溝１０５ｃに挿入され、工具保持部５４の係止部５４ｋ（図６）は、係止溝１０５ｋに挿入される。シャンク１０５ｂ及びテーパ穴５４ｈの摩擦、第３キー部６６及び第４キー溝１０５ｃの係合、並びに、係止部５４ｋ及び係止溝１０５ｋの係合により、第２工具ホルダ１０５は、工具保持部５４と一体的に回転可能となる。
【００８２】
以上の構成を有する工作機械１の作用の概要は、実施形態の説明の冒頭において図２及び図３を参照して説明したとおりである。すなわち、工作機械１においては、図３に示す、主軸３７の回転を機械的に第２工具１０３に伝達する第２の使用態様（図３）の加工が行われるとともに、拡張部２３及び第１工具ホルダ２１の装着により、図２に示す、主軸３７の回転を電気的に且つ第２の使用態様とは異なる変速比で第１工具１０１に伝達する第１の使用態様の加工が行われる。
【００８３】
図２に示す第１の使用態様において、電動機３１は、発電機２９から供給される電力に応じた回転数で回転する。発電機２９及び電動機３１の構成、及び、これらの間の電力の制御方法は適宜に行われてよく、また、変速比は適宜に設定されてよい。
【００８４】
好適には、発電機２９は、３相同期発電機により構成され、また、電動機３１は、３相誘導電動機により構成されるとともに３相同期発電機から直接的に供給される電力により駆動される。この場合、主軸３７の回転数に対する第１工具１０１の回転数の比は、電動機３１の極数に対する発電機２９の極数によって設定される。
【００８５】
なお、その他、発電機２９と電動機３１との間に、インバータ、コンバータ、トランス等を含む電源回路を設けることにより、直流又は交流の発電機２９の電力を任意の周波数の交流電圧に変換して交流の電動機３１に供給してもよいし、直流又は交流の発電機２９の電力を任意の電圧の直流電圧に変換して直流の電動機３１に供給してもよい。
【００８６】
第２の使用態様における主軸モータ４３の使用条件の一例を示すと、出力：１〜２０ｋＷ、トルク：５００〜６００Ｎ・ｍ、回転数２０〜４００ｒｐｍである。発電機２９及び電動機３１により増速機が構成されると仮定した場合の電動機３１の使用条件の一例を示すと、出力０．０５〜０．２５ｋＷ、トルク：６〜１２Ｎ・ｍ、回転数５０００〜３００００ｒｐｍである。電動機３１の回転数３００００ｒｐｍは、例えば、主軸３７の最高回転数３０００ｒｐｍにおいて得られる。
【００８７】
以上の実施形態によれば、ヘッドユニット１９は、拡張部２３、ヘッド部２５及び電線２７を有する。拡張部２３は、主軸３７及び主軸３７を軸支する支持部材４１を含む主軸部３５に着脱可能である。また、拡張部２３は、主軸３７の回転により発電する発電機２９を有する。ヘッド部２５は、拡張部２３に着脱可能であるとともに拡張部２３に代えて主軸部３５に着脱可能である。また、ヘッド部２５は、種々の工具を着脱可能な工具保持部５４と、主軸部３５に装着されたときに主軸３７の回転を工具保持部５４に機械的に伝達する伝達機構３３とを有する。電線２７は、発電機２９の発電した電力をヘッド部２５に装着された第１工具ホルダ２１に供給可能である。
【００８８】
従って、ヘッド部２５は、図２及び図３を参照して説明したように、主軸３７の回転により発電を行って作業（加工）を行う第１の使用態様と、主軸３７の回転を機械的に伝達して作業を行う第２の使用態様との双方に兼用される。すなわち、１台のヘッド部２５により、２種類の作業が可能となる。その結果、２種の作業に対応してアングルヘッド又はユニバーサルヘッドを２台用意する必要がなくなり、コスト削減が期待される。
【００８９】
拡張部２３は、発電機２９を保持し、支持部材４１に着脱可能な拡張ケース４９を有する。ヘッド部２５は、工具保持部５４及び伝達機構３３を保持し、拡張ケース４９に着脱可能であるとともに拡張ケース４９に代えて支持部材４１に着脱可能なヘッドケース５３を有する。
【００９０】
従って、強固に第１工具ホルダ２１を保持したり、拡張部２３及びヘッド部２５の着脱の機構を簡素化したりすることが容易化される。例えば、主軸に取り付けられるシャンクを含む回転部材と、当該回転部材を軸支し、回り止めがなされるケースと、当該ケースに軸支され、回転部材の回転が伝達される工具保持部とを有するヘッドでは、工具保持部に加えられた負荷は、ケース及び回転部材を介して主軸に支持される。一方、実施形態では、工具保持部５４に加えられた負荷は、ケースのみを介して支持部材４１に支持される。その結果、工具保持部５４を強固に保持することが可能であり、拡張部２３の追加によって作業ユニット５が長くなる第１の使用態様においても好適に工具保持部５４を保持できる。
【００９１】
拡張部２３は、主軸部３５に設けられた第１雌ねじ部４１ｅに着脱可能な第１被固定部４９ｂを有することにより、主軸部３５に着脱可能である。ヘッド部２５は、拡張部２３に設けられた第２雌ねじ部４９ｅに着脱可能な第２被固定部５５ｂを有することにより、拡張部２３に着脱可能であるとともに、第２被固定部５５ｂが第１雌ねじ部４１ｅに対して着脱可能であることにより、拡張部２３に代えて主軸部３５に着脱可能である。
【００９２】
従って、第１雌ねじ部４１ｅは、拡張部２３の主軸部３５に対する着脱と、ヘッド部２５の主軸部３５に対する着脱とに兼用されるとともに、第２被固定部５５ｂは、ヘッド部２５の拡張部２３に対する着脱と、ヘッド部２５の主軸部３５に対する着脱とに兼用される。その結果、主軸部３５及びヘッド部２５の構成が簡素化される。
【００９３】
第１固定部（第１雌ねじ部４１ｅ）と第１被固定部４９ｂとの着脱、第２固定部（第２雌ねじ部４９ｅ）と第２被固定部５５ｂとの着脱、及び、第１固定部と第２被固定部５５ｂとの着脱は、ボルト５１によりなされる。
【００９４】
従って、簡便な構成で拡張部２３及びヘッド部２５の着脱を行うことができる。例えば、シャンク及び着脱装置により着脱する場合に比較して、構成が簡素である。また、そのような場合に比較して、ヘッド部２５及び拡張部２３の小型化を図り、拡張部２３を追加したときの作業ユニット５の長さを短くすることもできる。
【００９５】
拡張部２３は、主軸部３５に装着されたときに主軸部３５の先端の一部を収容する第１収容部４９ａを有する。ヘッド部２５は、主軸部３５に装着されたときに主軸部３５の前記一部を収容する第２収容部５５ａを有する。発電機２９は、拡張部２３において、ヘッド部２５が拡張部２３に装着されたときに少なくとも一部が第２収容部５５ａに収容される位置に配置されている。
【００９６】
従って、図３に示す第２の使用態様においてヘッド部２５を主軸部３５に装着するために必要となる第２収容部５５ａを有効利用して、図２に示す第１の使用態様における作業ユニット５全体としての小型化を図ることができる。また、作業ユニット５が短くなることにより、強度的にも有利となる。
【００９７】
拡張部２３は、ヘッド部２５が拡張部２３に装着されたときに伝達機構３３に当接して当該伝達機構３３の回転を規制する第２キー部４９ｃを有する。
【００９８】
従って、伝達機構３３において不要な回転が生じることを抑制し、振動を低減することができる。また、伝達機構３３の回転が規制されることにより、工具保持部５４の回転も規制されるから、第２キー部４９ｃは、第１工具ホルダ２１及び第１工具１０１が被加工物１１１から受ける回転方向の反力を支持することにも寄与する。
【００９９】
実施形態のヘッドユニット１９及び第１工具ホルダ２１を含む作業ユニット５において、第１工具ホルダ２１は、工具保持部５４に着脱可能である。
【０１００】
従って、第１工具ホルダ２１をヘッド部２５のヘッドケース５３に着脱する場合に比較して、第１工具ホルダ２１を着脱するための機構を新たに設ける必要性がなく、ヘッド部２５の構成が簡素化される。
【０１０１】
第１工具ホルダ２１は、ヘッド部２５に着脱可能な基体６７と、基体６７に保持された電動機３１と、回転して使用される第１工具１０１を保持可能であり、基体６７に軸支され、電動機３１により回転される工具装着部６９とを有している。
【０１０２】
従って、作業ユニット５は、第１の使用態様において、第２の使用態様とは異なる回転数で第１工具１０１を回転させる作業を行うことができる。また、第１の使用態様においては、第１傘歯車６３及び第２傘歯車６５等の駆動は不要であり、これらの振動を第１工具１０１に伝達させることなく、高速高精度な加工を行うことが可能である。
【０１０３】
なお、以上の実施形態において、工作機械１は本発明の産業機械の一例であり、第１工具ホルダ２１は本発明の電気機器の一例であり、第１雌ねじ部４１ｅは本発明の第１固定部の一例であり、第２雌ねじ部４９ｅは本発明の第２固定部の一例であり、第２キー部４９ｃは本発明の規制部の一例である。
【０１０４】
＜第２の実施形態＞
図８は、第２の実施形態の作業ユニット２０５を第１の使用態様で示す側面図である。
【０１０５】
第２の実施形態は、第１工具ホルダ２１に代えて電動工具２２１（電気機器の一例）が設けられている点、及び、電動工具２２１を着脱するための第３雌ねじ部２５３ｅがヘッド部２２５のヘッドケース２５３に設けられている点のみが第１の実施形態と相違する。
【０１０６】
電動工具２２１は、電動機３１（図９）と、電動機３１を保持する基体２６７と、基体２６７に回転可能に保持された第１工具１０１とを有している。
【０１０７】
基体２１６のヘッド部２２５側の端部の外周には、ヘッド部２２５の工具保持部５４の軸方向に貫通する孔部が形成された第３被固定部２６７ｂが設けられている。第３被固定部２６７ｂは、外周側の複数位置（例えば４箇所）に形成されている。電動工具２２１は、第３被固定部２６７ｂに挿通されたボルト２５１が第３雌ねじ部２２５ｅに螺合されることにより、ヘッド部２２５に固定される。なお、工具保持部５４は、基体２６７がヘッド部２２５に装着されると、基体２６７に収容される。
【０１０８】
図９（ａ）は、図８のＩＸａ−ＩＸａ線における断面図である。また、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示される構成において着脱される部分を示す断面図である。なお、図９では、基体２６７等において、実際には複数の部材からなる部分について単一のハッチングを付している。
【０１０９】
電動工具２２１では、第１工具１０１の着脱方式は、カートリッジ方式とされており、第１工具１０１を含むカートリッジ工具１５１が交換される。具体的には、以下のとおりである。
【０１１０】
カートリッジ工具１５１は、例えば、第１工具１０１と、第１工具１０１を保持する工具装着部１５３と、工具装着部１５３をボールベアリング等の軸受１５５を介して保持し、基体２６７に着脱されるカートリッジ１５７とを有している。なお、工具装着部１５３は、軸受１５５及びカートリッジ１５７を介して基体２６７に軸支されていると捉えることができる。
【０１１１】
工具装着部１５３は、例えば、概ね断面円形の軸状に形成され、先端には第１工具１０１が固定されている。第１工具１０１は、工具装着部１５３に対して着脱不可能に固定されていてもよいし、公知のチャックを用いて着脱可能に固定されていてもよい。工具装着部１５３の後端には、第５キー溝１５３ｃが形成されている。第５キー溝１５３ｃは、工具装着部１５３の軸方向に見て非円形に形成されている。
【０１１２】
カートリッジ１５７は、軸受１５５と共に、工具装着部１５３を覆う筒状体を構成している。また、カートリッジ１５７は、基体２６７の先端に当接するフランジ１５７ａを有している。フランジ１５７ａには、工具装着部１５３の軸方向に貫通する孔部１５７ｂが複数形成されている。
【０１１３】
カートリッジ工具１５１は、カートリッジ１５７が基体２６７に挿入され、フランジ１５７ａの孔部１５７ｂに挿入されたボルト１５９が、基体２６７に形成された第４雌ねじ部２６７ｅに螺合されることにより、基体２６７に装着される。
【０１１４】
このとき、工具装着部１５３の第５キー溝１５３ｃには、電動機３１の出力軸３１ｄの先端に形成されたキー部３１ｃが嵌合する。これにより、電動機３１の回転は、工具装着部１５３に伝達可能となる。
【０１１５】
以上の第２実施形態によれば、ヘッドユニット２１９の構成は第１の実施形態と同様であることから、第１の実施形態と同様の効果が奏される。すなわち、１台のヘッド部２２５により、２種の作業（加工）が可能である。
【０１１６】
電動工具２２１は、ヘッドケース２５３に着脱可能である。従って、電動工具２２１に工具のシャンク状の部材を設ける必要はなく、電動工具２２１の構成の簡素化若しくは設計の自由度が向上する。また、電動工具２２１は、ヘッド部２２５の工具保持部５４を介すことなくヘッドケース２５３に支持されることから、強固に支持されやすい。
【０１１７】
工具装着部１５３は、基体２６７に着脱可能である。従って、工具装着部１５３を軸支する軸受１５５等の交換も行うことができる。電動機３１が主軸３７よりも高速回転されることにより、工具装着部１５３は、作業ユニット２０５内の他の部分に比較して高速で回転し、摩耗が激しくなる。そのような事情に応じたメンテナンスが可能となる。
【０１１８】
＜第３の実施形態＞
図１０は、第３の実施形態のヘッド部３２５を示す側面図である。
【０１１９】
ヘッド部３２５は、いわゆるユニバーサルヘッドとして構成されている点が第１の実施形態のヘッド部２５と相違する。その他の部分は、第１若しくは第２の実施形態と同様である。
【０１２０】
ヘッド部３２５のヘッドケース３５３は、第１の実施形態と同様の基端ケース５５と、基端ケース５５に連結された先端ケース３５７とを有している。
【０１２１】
先端ケース３５７は、基端ケース５５に連結された第１ケース部材３５８Ａと、第１ケース部材３５８Ａに連結された第２ケース部材３５８Ｂとを有している。
【０１２２】
第１ケース部材３５８Ａは、第１の実施形態の先端ケース５７と同様の構成により、主軸３７の軸線回り（ｚ軸に平行な軸回り）の位置を調整可能に基端ケース５５に連結されている。
【０１２３】
第２ケース部材３５８Ｂは、主軸３７に直交する軸ＡＸ回りの位置を調整可能に第１ケース部材３５８Ａに連結されている。当該連結方法は、公知の適宜な方法により実現されてよく、例えば、第１の実施形態の先端ケース５７の基端ケース５５に対する位置調整方法と同様に、ボルト等を用いて実現される。
【０１２４】
第２ケース部材３５８Ｂは、主軸３７の回転が伝達される第１傘歯車３６３と、第１傘歯車３６３に噛み合う第２傘歯車３６４と、第２傘歯車３６４に噛み合い、工具保持部５４が連結される第３傘歯車３６５とを収容している。第１傘歯車３６３は基端ケース５５に軸支され、第２傘歯車３６４及び第３傘歯車３６５は第２ケース部材３５８Ｂに軸支されている。これらの傘歯車により、主軸３７の回転の伝達と、工具保持部５４の軸ＡＸ回りの位置調整とが両立される。
【０１２５】
以上の第３の実施形態において示したように、ヘッド部は、ユニバーサルヘッドであってもよい。また、第１及び第３の実施形態から理解されるように、拡張部２３及び第１工具ホルダ２１（又は電動工具２２１）は、複数種類のヘッド部に対して共通に利用されてよい。
【０１２６】
本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
【０１２７】
産業用機械は工作機械に限定されない。産業用機械は、ティーチングシステムによって動作が規定される産業用ロボットも含むものとする。また、産業用機械が工作機械である場合において、工作機械は、中ぐり盤に限定されず、フライス盤やボール盤であってもよい。工作機械は、ＮＣ化されていてもよいし、ＮＣ化されていなくてもよい。また、工作機械は、ＡＴＣを有していてもよいし、ＡＴＣを有していなくてもよい。
【０１２８】
ヘッド部が拡張部に装着されているときにヘッド部に装着可能な電気機器は、工具ホルダ及び電動工具等の被加工物の加工に係るものに限定されない。例えば、電気機器は、対象物の温度若しくは強度を測定する計測機器でもよいし、対象物の組立若しくは分解を行う装置であってもよい。また、電気機器が被加工物の加工に係るものである場合、電気機器は、切削加工に係るものに限定されない。例えば、電気機器は、電極に電圧を印加して放電加工を行うものであってもよいし、砥石を回転させて研磨を行うものであってもよい。
【０１２９】
ヘッド部が（拡張部を介さずに）主軸部に装着されているときにヘッド部に装着可能な工具は、被加工物の加工に係るものに限定されず、例えば、ドライバーであってもよい。また、工具が被加工物の加工に係るものである場合において、工具は、切削に係るものに限定されず、例えば、砥石であってもよい。このように、工具は、主軸の回転が伝達されて使用されるものであればよい。
【０１３０】
拡張部及びヘッド部は、ケースの着脱により主軸部等に着脱されるものに限定されない。例えば、第１の実施形態において言及したように、拡張部又はヘッド部は、これらの有する回転部材に設けられたシャンクが着脱装置に着脱されることにより、主軸部等に着脱されてもよい。なお、この場合においても、第２の使用態様において、第１の使用態様において利用される固定部及び被固定部の一部を利用することができる。
【０１３１】
また、拡張部及びヘッド部がケースの着脱により主軸部等に着脱される場合おいて、ケースの着脱はボルトによりなされるものに限定されない。例えば、着脱は、適宜なロック機構によりなされてもよい。
【０１３２】
ヘッド部は、アングルヘッド又はユニバーサルヘッドに限定されず、主軸と同一方向に工具を保持するものであってもよい。この場合であっても、例えば、特殊な工具を装着するために特殊なチャックを有するヘッドを２種の作業に利用することができるという効果を奏する。
【０１３３】
ヘッド部の伝達機構は、歯車装置に限定されない。例えば、伝達機構は、単なる軸部材であってもよいし、プーリ・ベルト機構であってもよい。
【０１３４】
電線は、拡張部の外部に延び出るケーブルに限定されない。例えば、拡張部及びヘッド部の内部にそれぞれ内部電線を設けるとともに、拡張部とヘッド部との間、及び、ヘッド部と電気機器との間に、それぞれの内部電線を接続するコネクタを設けてもよい。
【０１３５】
第１収容部及び第２収容部は、本発明の必須の要件ではない。また、発電機の配置も第１収容部に一部が配置される必要はない。これらは、主軸部の構成等に応じて適宜に設計されてよい。
【０１３６】
ヘッド部の伝達機構の回転を規制する規制部は、伝達機構に係合するものに限定されない。例えば、摩擦により伝達機構の回転を規制するものであってもよい。また、係合により回転を規制する場合においても、規制部はキー部に限定されず、例えば、ラッチ機構であってもよい。
【符号の説明】
【０１３７】
１…工作機械、５…作業ユニット、１９…ヘッドユニット、２１…第１工具ホルダ（電気機器）、２３…拡張部、２５…ヘッド部、２７…電線、２９…発電機、３３…伝達機構、３５…主軸部、３７…主軸、４１…支持部材、５４…工具保持部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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